JP2003093984A - ウエット処理ノズルおよびウエット処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエット処理において、処理液における汚染
発生の防止と、超音波振動子から超音波伝播部に付与し
た超音波振動のロス防止を図る。 【解決手段】 超音波周波電気信号を発生する発振器
と、超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、
一方が超音波振動子の出力端に連結されるとともに他方
に被ウエット処理物Ｗに対向するための接液面１３０が
設けられて、接液面１３０にウエット処理液２を供給排
出するための液供給排出管１３１が内部に収容される管
収容孔１３２を有する超音波伝播部１２３と、を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波振動子及びウ
エット処理用ノズル並びにウエット処理装置に係り、特
に、半導体デバイス、液晶表示パネル等の製造工程にお
ける洗浄処理、メッキ処理、研磨処理等に用いて好適な
技術や、可搬形の超音波ウエット処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス、液晶表示パネル等の電
子機器の分野においては、その製造プロセス中に被処理
基板（被処理物）である半導体基板やガラス基板を洗浄
処理する工程が必須である。このような洗浄処理として
は、基板表面に付着している有機物を除去する工程が必
要である。その場合、例えば、種々の処理液を基板に接
触させるとともに超音波振動を伝播するウエット洗浄処
理や、紫外線（ＵＶ）を放射するドライ洗浄処理等の洗
浄処理を選択することが可能であった。また、洗浄処理
以外にも、処理液を用いて超音波振動を付与するウエッ
ト処理として、剥離、現像、ウエットエッチング、メッ
キ、研磨等の処理を挙げることが可能である。

【０００３】このようなウエット処理において、製造工
程中の種々の除去対象物質を除去する洗浄処理として
は、超純水、電解イオン水、オゾン水、水素水等を用い
て処理がおこなわれ、また、剥離、現像、ウエットエッ
チング、メッキ、研磨処理としては、それぞれ、ＮａＯ
Ｈ、ＫＯＨ、アミン系剥離液、硫酸過酸化水素水、希フ
ッ酸、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）用ス
ラリー等、反応性の高い種々の処理液を用いて、それぞ
れの処理がおこなわれる。これら処理液はウエット処理
装置のウエット処理用ノズルから被処理基板上に供給さ
れるとともに、この処理液に接している接液面を有する
超音波振動体（超音波伝播部）から超音波振動を処理液
および被処理基板面に対して伝播している。

【０００４】また、従来から、超音波処理をおこなう際
に使用される可搬形の装置としては、例えば、超音波振
動子と、一端が前記超音波振動子の出力端に直接または
コーンを介して連結され他端が外部に突出するホーン型
超音波伝播部（ホーン）を側壁部に支持する可搬形の箱
体と、を備えて、前記ホーンに、その他端である先端の
接液面から処理液を流出させる機構が設けられた構成の
ものが挙げられ、このような装置では、処理作業中、接
液面が処理液に接しているとともに、この接液面から被
処理物表面へ超音波振動を伝播していた。

【０００５】これらの装置では、接液面が処理液に覆わ
れた状態になっており、かつ、その状態で超音波振動が
伝播されることが必要なため、接液面に開口するよう
に、ノズルの超音波振動体（超音波伝播部）またはホー
ン（超音波伝播部）内部を貫通して処理液を供給する導
入孔（孔）が設けられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、超音波伝播部
内部を貫通する孔においては、超音波伝播部から処理液
に音波が伝播して、超音波伝播部における孔の内部にお
いて、この内表面から処理液に超音波振動が伝播してし
まい、この孔の内表面でウエット処理がおこなわれてし
まうという問題があった。特に、処理液が、研磨処理用
のものであった場合、前記孔の内部が研磨されてしま
い、超音波伝播部の寿命が短くなってしまうことや、研
磨された超音波伝播部等の成分が研磨液中に混合してし
まい、これにより被処理物表面を汚染する可能性がある
という問題があった。

【０００７】また、超音波伝播部の内部に孔が設けられ
ており、この孔の内部に処理液を流通した状態で洗浄、
研磨等の処理をおこなった場合、孔内部の処理液に超音
波が伝播してしまい、接液面から照射されるべき超音波
エネルギーをロスしてしまうため、投入電力に対する処
理効率が悪くなり、処理に充分な振動エネルギーを得る
ため過剰の電力を投入しなければならないという問題が
あった。

【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 超音波伝播部内部の孔において処理液に伝播する超
音波の低減を図ること。 処理液における汚染発生の防止を図ること。 超音波振動子から超音波伝播部に付与した超音波振
動のロス防止を図ること。 超音波伝播部の接液面における処理液への超音波振
動の放射効率の向上を図ること。 上記のようなウエット処理用ノズルを提供するこ
と。 上記のような洗浄効率の高いウエット処理装置を提
供すること。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のウエット処理ノ
ズルは、超音波周波電気信号を発生する発振器と、前記
超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、一方
が前記超音波振動子の出力端に連結されるとともに他方
に被ウエット処理物に対向するための接液面が設けられ
て、該接液面にウエット処理液を供給排出するための液
供給排出管が内部に収容される管収容孔を有する超音波
伝播部と、を具備することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記管収容孔が、前記超音波伝播部及
び前記超音波振動子を貫通して設けられ、該管収容孔内
に前記液供給排出管が収納されることが好ましい。ま
た、本発明において、前記液供給排出管の前記接液面側
端部には該液供給排出管外部の前記管収容孔内部をシー
ルするシール手段が設けられてなることがより好まし
い。本発明は、前記接液面部分が前記超音波伝播部本体
から着脱自在とされてなることが可能である。また、本
発明において、前記接液面の前記管収容孔以外の部分に
前記ウエット処理液を供給排出するための液供給排出手
段を具備してなる手段を採用することもできる。また、
前記接液面にはウエット処理中に該接液面を保護する保
護部が設けられてなることができる。本発明のウエット
処理装置においては、上記のウエット処理ノズルを具備
することにより上記課題を解決した。

【００１０】本発明のウエット処理ノズルは、一方が前
記超音波振動子の出力端に直接またはコーン等を介して
連結されるとともに他方に被ウエット処理物に対向する
ための接液面が設けられて、該接液面にウエット処理液
を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される
管収容孔を有する超音波伝播部を具備することで、処理
液が供給排出管の内部を流通することになり、処理液が
管収容孔の内表面である超音波伝播部に直接接触しない
ため、超音波伝播部の管収容孔の内表面において、洗
浄、研磨、剥離、エッチング、メッキ等のウエット処理
がおこなわれることがない。このように、前記管収容孔
内部が研磨等されてしまうことがないため、超音波伝播
部の寿命が短くなることを防止できる。さらに、超音波
伝播部の成分が処理液中に混合して被処理物表面が汚染
してしまうことを防止することができる。

【００１１】さらに、超音波伝播部の管収容孔内部に液
供給排出管が設けられていることにより、この液供給排
出管の内部に処理液を流通した状態で洗浄、研磨等の処
理をおこなった場合でも、管収容孔内部の処理液に超音
波が伝播することを防止でき、接液面から照射されるべ
き超音波エネルギーをロスすることがないため、投入電
力に対する処理効率を向上することができ、処理に充分
な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必要
がない。ここで、液供給排出管は、接液面付近に処理液
を供給する液供給管とする場合と、接液面付近の排出液
（処理済液）を吸引排出する液排出管とする場合との両
方の場合に適応することができる。

【００１２】また、本発明においては、前記管収容孔
が、前記超音波伝播部及び前記超音波振動子を貫通して
設けられ、該管収容孔内に液供給排出管が収納されるこ
とにより、超音波振動子の内部に処理液を流通させるの
で、超音波伝播部を小型にすることができ、これにより
超音波エネルギーを超音波振動子から接液面に対して伝
搬させる際のエネルギーロスを少なくすることができ、
投入電力に対する処理効率をより向上できる。また、超
音波伝播部を小型化できることで、処理効率の上では好
ましい一方で伝搬部が大きいとエネルギーロスが増すと
いう理由からあまり使われていなかった２０ｋＨｚ〜２
００ｋＨｚの周波数帯域の超音波の使用が可能となり、
これによりウエット処理の処理効率が向上し、これに伴
って処理液の消費量も低減できる。

【００１３】また、本発明においては、前記液供給排出
管の前記接液面側端部に、該液供給排出管外部の前記管
収容孔内部をシールするシール手段が設けられてなるこ
とにより、接液面付近にある処理液（排出液）が接液面
側から管収容孔内部に進入することを防止できるので、
超音波伝播部内部の管収容孔の内表面に処理液が直接接
触してしまうことを防止することができ、この管収容孔
内表面が、洗浄、研磨、剥離、エッチング、メッキ等の
ウエット処理されてしまうことがない。このため、超音
波伝播部の寿命が短くなることを防止でき、さらに、超
音波伝播部の成分が処理液中に混合して被処理物表面を
汚染することを防止することができる。

【００１４】本発明は、前記接液面部分が前記超音波伝
播部本体から着脱自在とされてなることにより、ウエッ
ト処理をおこなうことにより、処理液が当接している状
態で超音波振動が伝播して接液面が劣化した場合でも、
超音波伝播部全体を交換する必要がなく、接液面付近の
みを接液面部分として超音波伝播部本体から取り外して
交換することを可能なため、超音波伝播部全体を交換す
る場合に比べてコストを低減することができ、結果的
に、ウエット処理用ノズルにおけるランニングコストを
低減することが可能となる。ここで、前記接液面部分を
前記超音波伝播部本体から着脱自在とする手段の例とし
ては、着脱自在な接液面部分としての厚み寸法−−これ
は接液面から直交する方向への厚み寸法であるが−−
を、前記管収容孔の接液面側周辺のみを大きく設定し
て、この厚み寸法の大きい部分の周囲に螺設して、超音
波伝播部本体と接液面部分とを螺合可能なようにするこ
とができる。この場合には、接液面部分の厚み寸法より
も交換可能な管収容孔の長さ寸法が大きいために、たと
え管収容孔内部に多少の処理液が進入した場合でも、接
液面部分を交換することのみで、処理液の接触した箇所
の管収容孔をも交換可能とすることができるため、超音
波伝播部全体を交換する必要がなくなる。

【００１５】また、本発明において、前記接液面の前記
管収容孔以外の部分に前記ウエット処理液を供給するた
めの液供給排出手段を具備してなるため、液供給管（液
供給排出管）から被ウエット処理物に向けて処理液が供
給されることにより、接液面と被ウエット処理物との対
向するそれぞれの面の間の空間に、処理液で満たされて
ウエット処理をおこなう処理領域が形成される構成とな
り、液供給管から処理液を供給した被ウエット処理物表
面において充分な清浄度を得ることができる。さらに、
前記接液面の前記管収容孔内部以外の部分、つまり管収
容孔の外側の接液面に前記ウエット処理液を供給排出す
るための液供給排出手段を具備してなることで、液供給
管（液供給排出管）から被ウエット処理物に向けて処理
液が供給されることにより、接液面と被ウエット処理物
の対向するそれぞれの面の間の空間に、処理液で満たさ
れてウエット処理をおこなう処理領域が形成され、この
処理領域からの排出液が、液排出管（液供給排出管）よ
り排出される構成としたので、液供給管（液供給排出
管）から処理液を被ウエット処理物表面に供給したら、
その処理液を供給した部分以外の被ウエット処理物表面
に処理液を接触させることなく、液排出管から除去物
（被処理物から除去したもの）を含んだ処理液を外部に
排出できるので、充分な清浄度が得られる。また、液供
給管での処理液の圧力に対して排出管からの吸引力を制
御することで処理液をノズルの外部に漏らすことがな
く、排出することができるので、少ない処理液で充分な
清浄度を得られる。

【００１６】また、前記接液面にはウエット処理中に該
接液面を保護するコーティング等の保護部が設けられて
なることにより、超音波伝播部表面において、洗浄、研
磨、剥離、エッチング、メッキ等がおこなわれることが
なく、前記超音波伝播部表面である接液面がウエット処
理されてしまうことがないため、接液面が処理液および
超音波振動により劣化してしまうことを低減し、超音波
伝播部の寿命を長くすることができ、さらに、超音波伝
播部の成分が処理液中に混合して被ウエット処理物表面
を汚染することを防止することができる。

【００１７】さらに、本発明のウエット処理用ノズルで
は、一端に上記処理液を導入するための導入口を有する
導入管（液供給排出管）と、一端に上記排出液を外部へ
排出するための排出口を有する排出管（液供給排出管）
と、上記導入管と上記排出管のそれぞれの他端を連結
し、上記被処理物に対面する接液面を有する連結部（超
音波伝播部）とからなり、該連結部に、上記導入管が開
口している第１の開口部と、上記排出管が開口している
第２の開口部が設けられ、上記処理液が上記第１の開口
部から上記被ウエット処理物に向けて供給されることに
より、上記連結部と上記被ウエット処理物の対向するそ
れぞれの面の間の空間に、上記処理液で満たされた、上
記ウエット処理を行う処理領域が形成され、上記処理領
域からの上記排出液が上記第２の開口部から上記排出管
に導かれ、上記排出口より排出されるようにした構成と
したことにより、上記導入管から処理液を被ウエット処
理物表面に供給したら、その処理液を供給した部分以外
の被処理物表面に処理液を接触させることなく、排出管
から除去物（被処理物から除去したもの）を含んだ処理
液を外部に排出できるので、充分な清浄度が得られる。
また、上記第１の開口部での処理液の圧力に対して排出
口からの吸引力を制御することで処理液をノズルの外部
に漏らすことがなく、排出することができるので、少な
い処理液で充分な清浄度が得られる。

【００１８】本発明のウエット処理装置においては、上
記のウエット処理ノズルを具備することができる。さら
に、本発明のウエット処理装置は、上記の構成の本発明
のウエット処理用ノズルと、被処理物の被処理面に沿っ
て上記ウエット処理用ノズルと上記被処理物とを相対移
動させることにより上記被処理物の被処理面全域を処理
するためのノズル・被処理物相対移動手段とを有するこ
ともできる。本発明のウエット処理装置では、本発明の
ウエット処理用ノズルと、被処理物の被処理面に沿って
ウエット処理用ノズルと被処理物とを相対移動させるノ
ズル・被処理物相対移動手段とを備えたことにより、上
記本発明のウエット処理用ノズルの利点を有したまま被
処理物の被処理面全域を処理することができ、また、投
入電力に対する洗浄効率の高いウエット処理装置を提供
できる。

【００１９】また、本発明のウエット処理装置は、超音
波周波電気信号を発生する発振器と、前記超音波周波電
気信号が印加される超音波振動子を内蔵するとともに、
一端が前記超音波振動子の出力端に直接またはコーンを
介して連結され他端が外部に突出するホーンを側壁部に
支持する可搬形の箱体と、前記ホーンの他端の先端に設
けられた接液面から超音波を照射する被処理物に対して
処理液を吹き掛ける手段と、を備えるように可搬形に構
成されることもできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るウエット処理
装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第１の実施形態］図１は、本実施形態におけるウエッ
ト処理装置を示す正面図であり、図２は本実施形態のウ
エット処理装置におけるホーンを示す平断面図、図３は
図２におけるホーンの先端部分を示す拡大平断面図、図
４はホーンの接液面を示す側面図である。図において、
符号１００はウエット処理装置であり、本ウエット処理
装置１００は、ウエット処理ノズルを可搬形にしたもの
であり、発振器１０１と可搬形の箱体１０２と液供給排
出手段１０１Ａとを具備するものとされている。

【００２１】箱体１０２は、図１に示すように、例えば
直方体形状のもので、内部に振動子（超音波振動子）１
２１とこの振動子１２１の励振端を冷却するファン１２
５とを配置してある。振動子１２１の出力端にはコーン
１２２を介してホーン１２３の一端が連結されるが、コ
ーン１２２を箱体１０２の側壁に固定してホーン１２３
の他端を箱体１０２の外部に突出させてある。コーン１
２２とホーン１２３とは超音波伝播部を構成しており、
これらコーン１２２およびホーン１２３はＴｉやステン
レス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）からなっている。

【００２２】振動子１２１は、一般に用いられているボ
ルト締めランジュバン型超音波振動子であり、ＰＺＴ等
の電歪素子１２１Ａの表裏に電極を介して発振器１０１
が接続されるとともにこの電歪素子１２１Ａを一対のメ
タル１２１Ｂ、１２１Ｂによって挟み、これらをボルト
１２１Ｃで結合している。この振動子１２１は、発振器
１０１から超音波周波電気信号を受けて超音波振動を発
生する。この振動はコーン１２２を介してホーン１２３
に伝達され、その先端の接液面１３０から放射される
が、コーン２２を省略して設けないこともできる。この
場合はホーン１２３がその中程を箱体１０２の側壁に固
定されることになる。また、振動子１２１は、約２０ｋ
Ｈｚ〜１０ＭＨｚ程度の範囲の周波数の超音波振動を出
力可能なものであることがウエット処理を行う場合に実
用的な超音波処理が可能である点で好ましく、特に、保
持可能な処理液層の厚さの観点から０．２ＭＨｚ以上の
周波数が好ましいが、約２０ｋＨｚにおいても処理は充
分可能である。

【００２３】ホーン１２３の他端は、図１〜図３に示す
ように、円錐状に先細りになっており、その先端に被処
理基板（被ウエット処理物）Ｗに対向するための接液面
１３０が設けられる。ホーン１２３には、この接液面１
３０にウエット処理液を供給するための液供給管（液供
給排出管）１３１を内部に収容する管収容孔１３２が設
けられている。液供給管１３１は、ＰＥＥＫ（ポリエー
テルエーテルケトン）等のプラスチックからなってい
る。液供給管１３１の管径は管収容孔１３２の管径より
も小さく設定されており、管収容孔１３２の内面と液供
給管１３１の外面との間には、エア層１３３が形成され
るようになっている。

【００２４】管収容孔１３２は接液面１３０に開口する
とともに、ホーン１２３の側面に開口するように設けら
れる。管収容孔１３２の接液面１３０側開口において、
液供給管１３１の接液面１３０側端部には、液供給管１
３１外部の管収容孔１３２内部であるエア層１３３部分
をシールするシール手段１３４が設けられる。これらシ
ール手段１３４，液供給管１３１の接液面１３０側端
部、および、接液面１３０は面一になるように設定され
る。このシール手段１３４は、液供給管１３１と略同等
の材質からなるものとされるが、液供給管１３１の端部
を拡径して、一体とすることもできる。管収容孔１３２
のホーン１２３側面側開口においては、液供給管１３１
がホーン１２３の外側まで延長されて、液供給管１３１
は液供給手段（液供給排出手段）１０１Ａに接続されて
いる。

【００２５】本実施形態のウエット処理装置１００にお
いておこなわれるウエット処理としては、洗浄、剥離、
現像、ウエットエッチング、メッキ、研磨等の処理をお
こなうことができる。このとき、液供給手段１０１Ａか
ら供給する処理液としては、洗浄処理の場合は、超純
水、電解イオン水、オゾン水、水素水、等が用いられ、
剥離処理の場合には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アル
カリや、アミン系剥離液等が用いられ、現像処理の場合
には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリや、トリメ
チルアンモニウムハイトライト希釈液等が用いられ、ウ
エットエッチングの場合には、フッ酸エッチング液等が
用いられ、メッキ処理の場合には、Ｃｕ用、Ａｇ用、Ａ
ｕ用メッキ液等が用いられ、研磨処理の場合には、Ｓｉ
Ｏ2 スラリー、Ａｌ2Ｏ3スラリー、ダイヤモンドスラリ
ー等が用いられる。

【００２６】ウエット処理装置１００は、液供給手段１
０１Ａから処理液が供給されて、接液面１３０に処理液
が当接した状態になると、発振器１０１から超音波周波
電気信号が発振されこれを受けて振動子１２１が超音波
振動を発生し、この振動が、コーン１２２を介してホー
ン１２３に伝達されて、その先端の接液面１３０から放
射される。図４に示すように、被ウエット処理物Ｗが半
導体、液晶表示パネル等の基板とされた場合、ホーン１
２３先端の接液面１３０と被処理基板Ｗの表面とを対向
する状態とし、液供給手段１０１Ａから処理液を供給し
て、接液面１３０から被処理基板Ｗに向けて超音波を照
射すると、ホーン２３先端の接液面１３０と被処理基板
Ｗ表面との間に処理液２の液溜り（処理領域）ができ、
この処理領域内において超音波振動により被処理物Ｗ表
面をウエット処理することができる。ウエット処理用ノ
ズルとしての接液面１３０と、被処理基板Ｗとの間の距
離Ｈは、８ｍｍ以下で被処理基板Ｗと接触しない範囲が
よく、好ましくは６ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範
囲、より好ましくは３ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範
囲とするのがよい。これは、８ｍｍを越えると、基板Ｗ
とウエット処理用ノズルとの間に所望の処理液を満たす
ことが困難となり、洗浄等のウエット処理が難しくなる
からである。

【００２７】このとき、図２に示すように、処理液２が
液供給管１３１に位置して、この処理液２が管収容孔１
３２の内表面である超音波伝播部（ホーン）１２３に直
接接触しないため、超音波伝播部１２３内部の管収容孔
１３１内表面において、ウエット処理がおこなわれるこ
とを防止できる。このため、処理液２が汚染されること
が防止でき、この処理液２により被処理基板Ｗが汚染す
ることを防止できる。また、管収容孔１３２の内面と液
供給管１３１の外面との間には、エア層１３３が形成さ
れているため、超音波伝播部（ホーン）１２３から管収
容孔１３２内部の処理液２に超音波が伝播されることが
なく、接液面１３０から照射されるべき超音波エネルギ
ーをロスすることがない。このため、投入電力に対する
処理効率を向上することができ、処理に充分な振動エネ
ルギーを得るため過剰の電力を投入する必要がない。

【００２８】本実施形態において、液供給管１３１の接
液面１３０側端部には該液供給管１３１外部の管収容孔
１３２内部をシールするシール手段１３４が設けられて
なることにより、接液面１３０付近にある処理液２が管
収容孔１３２内部のエア層１３３に進入してしまうこと
を防止できるので、超音波伝播部（ホーン）１２３の管
収容孔１３２内表面に処理液２が接触することがない。
このため、管収容孔１３２内部がウエット処理されるこ
とを防止でき、超音波伝播部１２３の寿命が短くなるこ
とを防止できる。同時に、ウエット処理された超音波伝
播部１２３の成分が管収容孔１３２内表面から処理液２
中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染してしまうことを
防止することができる。

【００２９】以下、本発明に係るウエット処理装置の第
２実施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第２の実施形態］図５は、本実施形態におけるホーン
を示す平断面図である。図において、液供給管１３１、
シール手段１３４は省略してある。本実施形態におい
て、図１〜図４に示す第１実施形態と異なるのはホーン
１２３先端部の構成に関する点であり、これ以外の対応
する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００３０】本実施形態においては、図５に示すよう
に、ホーン（超音波伝播部）１２３の先端部分が接液面
部分１２３Ａとしてホーン１２３本体から着脱自在な構
成とされている。この接液面部分１２３Ａは、その接液
面１３０から直交する方向への厚み寸法が、ほぼ一定に
設定されているが、管収容孔１３２周辺部分のみを大き
く設定して着脱部分１３６とされている。この着脱部分
１３６の周囲、および、対応するホーン１２３先端側の
管収容孔１３２におけるいわば拡径部分には螺設部分１
３７が形成されている。この螺設部分１３７によって螺
接することにより、ホーン（超音波伝播部）本体１２３
と接液面部分１２３Ａとが螺合可能なようになってい
る。

【００３１】接液面部分１２３Ａには、ウエット処理中
に接液面１３０を保護するコーティング等の保護部１３
５が設けられている。この保護部１３５は、石英や、Ｐ
ＦＡ等のフッ素樹脂からなることや、用いる処理液によ
っては、接液面部分１２３Ａが、保護部１３５としての
最表面がクロム酸化物のみからなる不動態膜面のステン
レスからなることができる。また、接液面部分１２３Ａ
が、酸化アルミニウムとクロム酸化物の混合膜を保護部
１３５として表面に備えたステンレスとされることや、
処理水２がオゾン水とされた場合には保護部１３５とし
ての電解研磨表面を備えたチタン等とされることができ
る。このほかにも、保護部１３５としては、４フッ化エ
チレン等のフッ素樹脂や、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエー
テルケトン）を適用することが可能である。

【００３２】本実施形態においては、第１実施形態と同
様の効果を奏することができるとともに、接液面部分１
２３Ａがホーン（超音波伝播部）１２３本体から着脱自
在とされてなることにより、処理液２が当接している状
態で超音波振動が伝播して、接液面１３０表面や管収容
孔１３２の内表面が劣化した場合でも、ホーン１２３全
体を交換する必要がなく、劣化した接液面１３０付近の
みを接液面部分１２３Ａとして交換すればよいため、ホ
ーン１２３全体を交換する場合に比べてコストを低減す
ることができ、ウエット処理用ノズル（ウエット処理装
置）１００におけるランニングコストを低減することが
可能となる。

【００３３】また、着脱部分１３６が設けられることに
より、接液面部分１２３Ａにおける管収容孔１３２の長
さを接液面部分１２３Ａの厚み寸法よりも大きく設定す
ることができるため、接液面１３０側の管収容孔１３２
内部のエア層１３３部分に処理液２が進入した場合で
も、ホーン１２３本体における管収容孔１３２内部に処
理液２が接触することを、より一層防止することが可能
となり、劣化した接液面１３０付近のみを接液面部分１
２３Ａとして交換すればよいため、ホーン１２３全体を
交換する場合に比べてコストを低減することができる。

【００３４】なお、接液面部分１２３Ａと液供給管１３
１とを一体として例えばＰＥＥＫ等によって形成するこ
とも可能であり、この場合、シール手段１３４が必要な
いだけでなく、接液面１３０に開口した液供給管１３２
部分からはホーン１２３における管収容孔１３２内部の
エア層１３３部分に処理液が侵入することがない。

【００３５】本実施形態においては、保護部１３５を設
けることにより、接液面１３０部分において超音波伝播
部としての接液面部分１２３Ａが直接ウエット処理され
てしまうことがないため、接液面１３０部分が処理液２
および超音波振動により劣化してしまうことを低減し、
ホーン１２３の寿命が短くなることを防止できる。さら
に、超音波伝播部としての接液面部分１２３Ａの成分が
処理液中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染することを
防止することができる。

【００３６】また、この保護部１３５は、図５に示す接
液面部分１２３Ａの側面１３０ａに設けることも可能で
ある。さらに、ホーン１２３の側面１３０ｂに設けるこ
ともできる。なお、図１〜図４に示した第１実施形態に
おいて、接液面１３０および、ホーン１２３先端側の側
面にこの保護部１３５を設けることもできる。これによ
り、接液面１３０のみならず、接液面部分１２３Ａおよ
び／またはホーン１２３側面においてウエット処理がお
こなわれることがないため、接液面部１２３Ａおよびホ
ーン１２３表面が処理液２と超音波振動との協動により
劣化してしまうことを低減し、接液面部分１２３Ａおよ
び／またはホーン１２３の寿命が短くなることを防止で
き、さらに、超音波伝播部の成分が処理液中に混合して
被処理基板Ｗ表面を汚染することを防止することができ
る。

【００３７】以下、本発明に係るウエット処理装置の第
３実施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第３の実施形態］図６は、本実施形態におけるホーン
の先端部分を示す拡大平断面図、図７は図６のホーンの
接液面を示す側面図である。本実施形態において、図１
〜図４に示す第１実施形態と異なるのは液排出管１４１
に関する点であり、これ以外の対応する構成要素には同
一の符号を付してその説明を省略する。

【００３８】本実施形態においては、ホーン１２３の接
液面１３０付近に液排出管（液供給排出管）１４１，１
４１とこれに関連して液排出口（液供給排出口）１４２
とが設けられる。液排出口１４２は、接液面１３０と面
一に開口して接液面１３０の周囲を囲むように設けら
れ、この液排出口１４２には、液排出管１４１，１４１
がホーン２１３の両側にそれぞれ１本ずつ接続される。
液排出口１４２および液排出管１４１は、液供給管１３
１と同等の材質から形成されている。また、液排出管１
４１は、それぞれ液供給排出手段１０１Ａに接続されて
おり、接液面１３０と被処理基板Ｗとの間の処理領域か
らの排出液を、液排出口１４２を介して排出する構成と
されている。

【００３９】これにより、本実施形態においては、第１
実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、
液供給管（液供給排出管）１３１から処理液２を被処理
基板Ｗ表面に供給し、その処理液を供給した部分以外の
被処理基板Ｗ表面に処理液を接触させることなく、液排
出口１４２を介して液排出管１４１から除去物（被処理
物から除去したもの）等を含んだ処理液を外部に排出で
きるので、充分な清浄度を得ることができる。また、液
供給排出手段１０１Ａによって、液供給管１３１での処
理液２の圧力に対して液排出管１４１からの吸引力を制
御することで処理液をウエット処理用ノズルの外部に漏
らすことがなく、排出することができるので、少ない処
理液で充分な清浄度を得ることができる。

【００４０】なお、ホーン１２３中央に位置する液供給
排出管１３１から処理領域の排出液を排出し、接液面１
３０周囲に位置する液供給排出口１４２を介して液供給
排出管１４１から処理液２を供給するように構成するこ
とも可能である。

【００４１】なお、上記の各実施形態においてホーン１
２３の先端における接液面１３０は、図２に示すように
ホーン１２３の長さ方向軸線に対して垂直な平坦面でも
よいが、曲面あるいは段付きの形状でもよく、また図８
に示すように、傾斜面としてもよい。また、図８に示す
ように、管収容孔を枝分かれして接液面１３０に複数開
口するように設け、その内部にそれぞれ液供給排出管１
３１を設けることも可能である。

【００４２】以下、本発明に係るウエット処理用ノズル
の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第４の実施形態］図９は、本実施の形態の超音波振動
子が備えられたウェット処理用ノズル（洗浄用ノズル）
の下面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図であ
る。

【００４３】本実施形態の洗浄用ノズル１は、図９，図
１０に示すように、一端に洗浄液（処理液）２を導入す
るための導入口２１ａを有する導入管（液供給管）２１
と一端に洗浄後の洗浄液（ウエット処理後の処理液の排
出液）を外部へ排出するための排出口２２ａを有する排
出管（液排出管）２２とが設けられ、これら導入管２１
と排出管２２のそれぞれの他端が連結され、被処理基板
（被ウエット処理物）Ｗに対向する連結部２３を形成し
ている。ここで、導入管２１および排出管２２は液供給
排出管とされている。

【００４４】この連結部２３の両側においては、導入管
２１の他端が分岐して複数開口しており、これらが第１
の開口部２１ｂ，２１ｂを形成しているとともに、排出
管２２の他端が分岐して複数開口しており、これらが第
２の開口部２２ｂ，２２ｂを形成している。このような
洗浄用ノズルは、プッシュ・プル型ノズル（省流量型ノ
ズル）と呼ばれるものである。第１と第２の開口部２１
ｂ，２２ｂは、被処理基板Ｗに向けて開口することにな
る。連結部２３と被処理基板Ｗとの間の空間には、ウエ
ット処理を行う処理領域３５が形成されている。

【００４５】連結部２３には、被処理基板Ｗを洗浄する
際に、処理領域３５内の洗浄液２に超音波振動を付与す
るための超音波振動子４０が設けられている。この超音
波振動子４０は、振動板（超音波伝播部）４６と、振動
板４６の主面の周縁部から立ち上がる側板（超音波伝播
部）４７と、側板４７の内側の振動板４６の主面上に設
けられ、振動板４６に超音波振動を付与する超音波振動
子本体４８とが備えられてなるものである。側板４７は
振動板４６と一体に形成されている。超音波振動子本体
４８は、発振器（電源）に接続されている。振動板４６
と側板４７を構成する材料としては、高純度ガラス状カ
ーボン、ステンレス鋼、石英、サファイア、アルミナ等
のセラミックスなどのうちから選択されて用いられる。
通常の洗浄処理に用いるウエット処理用ノズルに備えら
れる場合は、振動板と側板の材料としてはステンレス鋼
で十分であるが、洗浄液が比較的強い酸やフッ酸である
場合は、高純度ガラス状カーボン、サファイア又はアル
ミナ等のセラミックスから構成することが好ましいが、
これは、ウエット処理をおこなう際に、ウエット処理液
に対する耐性が優れ、劣化を防止できるためである。

【００４６】振動板４６の厚みは、超音波振動子本体４
８から発せられた超音波振動の振動板４６内での波長を
λとしたときに、λ／２±０．３ｍｍの範囲内の厚さと
されていることが好ましく、より好ましくはλ／２±
０．１ｍｍの範囲内である。振動板の厚みをλ／２±
０．３ｍｍの範囲内とすることにより、超音波振動子本
体４８からの超音波振動を有効に伝播させることがで
き、超音波振動子４０が備えられた洗浄用ノズル１を用
いてウエット処理を行うと、超音波振動（超音波エネル
ギー）が洗浄液２に十分付与でき、効率良くウエット処
理をおこなうことができる。

【００４７】側板４７には、導入管２１および排出管２
２を収容するための管収容孔２１ｃ，２２ｃが設けら
れ、この管収容孔２１ｃ，２２ｃはそれぞれ、側板４７
の外側側面に開口するとともに、それぞれが、被処理基
板Ｗに対向する接液面側に複数の開口を有する構造とさ
れている。この管収容孔２１ｃ，２２ｃは、側板４７の
振動板４６側に位置する接液面において、それぞれ、第
１と第２の開口部２１ｂ,２２ｂとの間がシール手段２
１ｄ，２２ｄによってシールされている。導入管２１お
よび排出管２２の管外径は管収容孔２１ｃ，２２ｃの内
径よりも小さく設定されており、管収容孔２１ｃ，２２
ｃの内面と導入管２１，排出管２２の外面との間には、
エア層が形成されるようになっている。

【００４８】超音波振動子本体４８は、約２０ｋＨｚな
いし１０ＭＨｚの範囲の周波数の超音波振動を出力可能
なものであることが、ウエット洗浄処理を行う場合に実
用的な超音波洗浄を可能とする点で好ましく、特に、保
持可能な処理液層の厚さの観点から０．２ＭＨｚ以上の
周波数が好ましい。この超音波振動子本体４８から発せ
られた超音波振動の振動板４６内での波長λの長さは、
振動板がステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の場合、約
０．６ｍｍ乃至約３００ｍｍの範囲となるよう設定され
る。

【００４９】また、排出管２２側には、被処理基板Ｗに
接触した洗浄液２が洗浄後に排出管２２に流れるよう
に、第１の開口部２１ｂの大気と接触している洗浄液の
圧力（洗浄液の表面張力と被処理基板の被洗浄面の表面
張力も含む）と大気圧との均衡がとれるように圧力制御
部（液供給排出手段）が接続されている。上記圧力制御
部は排出口２２ａ側に設けられた減圧ポンプにより構成
されている。したがって、排出管２２側の圧力制御部に
減圧ポンプを用いて、この減圧ポンプで連結部２３の洗
浄液を吸引する力を制御して、第１の開口部２１ｂの大
気と接触している洗浄液の圧力（洗浄液の表面張力と被
処理基板Ｗの被洗浄面の表面張力も含む）と大気圧との
均衡をとるようになっている。つまり、第１の開口部２
１ｂの大気と接触している洗浄液の圧力Ｐw （洗浄液の
表面張力と基板Ｗの被洗浄面の表面張力も含む）と大気
圧Ｐa との関係をＰw≒Ｐaとすることにより、第１の開
口部２１ｂを通じて被処理基板Ｗに供給され、被処理基
板Ｗに接触した洗浄液は、洗浄用ノズルの外部に漏れる
ことなく、排出管２２に排出される。すなわち、洗浄用
ノズルから被処理基板Ｗ上に供給した洗浄液は、被処理
基板Ｗ上の洗浄液を供給した部分（第１と第２の開口部
２１ｂ，２２ｂ）以外の部分に接触することなく、基板
Ｗ上から除去される。

【００５０】ここでの被処理基板Ｗの洗浄の際、処理領
域３５に洗浄液２を供給した状態で上記超音波振動子本
体４８により超音波振動を付与し、洗浄液２と共働して
被処理基板Ｗを洗浄できる。

【００５１】洗浄用ノズル１の各開口部２１ｂ，２２ｂ
と、被処理基板Ｗとの間の距離Ｈは、８ｍｍ以下で被処
理基板Ｗと接触しない範囲がよく、好ましくは６ｍｍ以
下で基板Ｗと接触しない範囲、より好ましくは３ｍｍ以
下で基板Ｗと接触しない範囲とするのがよい。８ｍｍを
越えると、基板Ｗと洗浄用ノズルとの間に所望の洗浄液
を満たすことが困難となり、洗浄が難しくなるからであ
る。洗浄用ノズル１の接液面は、保護部として、ＰＦＡ
等のフッ素樹脂や、用いる洗浄液によっては最表面がク
ロム酸化物のみからなる不動態膜面のステンレス、ある
いは酸化アルミニウムとクロム酸化物の混合膜を表面に
備えたステンレス、オゾン水に対しては電解研磨表面を
備えたチタン等とすることが、洗浄液への不純物の溶出
がないことから好ましい。接液面を石英により構成すれ
ば、フッ酸を除く全ての洗浄液の供給に好ましい。本実
施の形態における洗浄用ノズルの構成においては、処理
領域３５に供給される洗浄液２が水素水である場合は、
水素水超音波洗浄用ノズルとして用いることができ、洗
浄液がオゾン水である場合は、オゾン水超音波洗浄用ノ
ズルとして用いることができ、洗浄液が純水である場合
は、純水リンス超音波洗浄用ノズルとして用いることが
できる。

【００５２】本実施形態のウエット処理用ノズル１で
は、連結部２３に処理領域３５内の洗浄液２に超音波振
動を付与するための上記の構成の超音波振動子４０が設
けられたことにより、超音波振動子本体４８から伝播さ
れた超音波振動が振動板４６の主面と反対側の面（超音
波振動子本体４８が設けられた面と反対側の面）から処
理領域３５内の洗浄液２に効率良く放射され、洗浄液２
と超音波振動が十分に共働して、充分なウエット処理を
行うことができる。

【００５３】本実施形態の洗浄用ノズル１では、処理液
２が管収容孔２１ｃ，２２ｃの内表面である側板（超音
波伝播部）４７に直接接触しないため、超音波伝播部内
部の管収容孔２１ｃ，２２ｃの内表面において、超音波
振動と処理液２とが協働して洗浄処理がおこなわれて不
純物が処理液に溶出することがない。また、管収容孔２
１ｃ，２２ｃ内部が洗浄処理等されてしまうことがない
ため、超音波伝播部としての側板４７と振動板４６とが
一体となった超音波振動子４０の寿命が短くなることを
防止できる。さらに、超音波伝播部４７の成分が処理液
中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染することを防止す
ることができる。

【００５４】また、超音波伝播部においては、管収容孔
２１ｃ，２２ｃ内部に液供給排出管２１，２２が設けら
れていることにより、この液供給排出管２１，２２の内
部に処理液２を流通した状態で洗浄等の処理をおこなっ
た場合に、管収容孔２１ｃ，２２ｃ内部の処理液２に超
音波が伝播することを防止でき、接液面から照射される
べき超音波エネルギーをロスすることがないため、投入
電力に対する処理効率を向上することができ、処理に充
分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必
要がない。

【００５５】さらに、本実施形態の洗浄用ノズル１で
は、導入口２１ａを有する導入管２１と、排出口２２ａ
を有する排出管２２と、導入管２１と排出管２２のそれ
ぞれの他端を連結し、被処理基板Ｗに対面する連結部２
３とからなり、この連結部２３に、導入管２１が開口し
ている第１の開口部２１ｂと、排出管２２が開口してい
る第２の開口部２２ｂが設けられ、洗浄液２が第１の開
口部２１ｂから被処理基板Ｗに向けて供給されることに
より、連結部２３と被処理基板Ｗの対向するそれぞれの
面の間の空間に、洗浄液２で満たされた処理領域３５が
形成され、処理領域３５からの排出液が第２の開口部２
２ｂから排出管２２に導かれ、排出口２２ａより排出さ
れるようにした構成としたことにより、導入管２１から
洗浄液２を被処理基板表面に供給したら、その洗浄液２
を供給した部分以外の被処理基板表面に洗浄液２を接触
させることなく、排出管２２から除去物（被処理基板か
ら除去したもの）を含んだ洗浄液を排出液として外部に
排出できるので、充分な清浄度が得られる。また、第１
の開口部２１ｂでの洗浄液２の圧力に対して排出口２２
ｂからの吸引力を制御することで洗浄液２をノズルの外
部に漏らすことがなく、排出することができるので、少
ない洗浄液で充分な清浄度が得られる。

【００５６】また、本実施形態では、洗浄用ノズル１を
被処理基板Ｗの上面側（一方の被処理面側）に設けた場
合について説明したが、図１１に示すように被処理基板
Ｗの下面側にも洗浄用ノズルを設けてもよい。この洗浄
用ノズルは、先に述べた洗浄用ノズル１と同様の構成と
することができる。

【００５７】以下、本発明に係るウエット処理装置の第
５実施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第５の実施形態］本実施の形態は上記の第４実施形態
のウエット処理用ノズルを具備した洗浄装置（ウェット
処理装置）の一例である。図１２は、本実施の形態の洗
浄装置５１の概略構成を示す図であって、例えば被処理
基板として数百ｍｍ角程度の大型のガラス基板（以下、
単に基板という）を枚葉洗浄するための装置である。

【００５８】図中符号５２は洗浄部、５３はステージ
（基板保持手段）、５４、５５、５６、８９は洗浄用ノ
ズル、５７は基板搬送ロボット、５８はローダカセッ
ト、５９はアンローダカセット、６０は水素水・オゾン
水生成部、６１は洗浄液再生部、Ｗはガラス基板（被処
理基板）である。

【００５９】図１２に示すように、装置上面中央が洗浄
部５２となっており、基板Ｗを保持するステージ５３が
設けられている。ステージ５３には、基板Ｗの形状に合
致した矩形の段部が設けられ、この段部上に基板Ｗが嵌
め込まれて、基板Ｗの表面とステージ５３の表面が面一
状態でステージ５３に保持されるようになっている。ま
た、段部の下方には空間部が形成され、空間部にはステ
ージ５３の下方から基板昇降用シャフト（図示略）が突
出している。基板昇降用シャフトの下端にはシリンダ等
のシャフト駆動源（図示略）が設けられ、基板搬送ロボ
ット５７による基板Ｗの受け渡しの際にシリンダの作動
により上記基板昇降用シャフトが上下動し、シャフトの
上下動に伴って基板Ｗが上昇または下降するようになっ
ている。

【００６０】ステージ５３を挟んで対向する位置に一対
のラックベース６２が設けられ、これらラックベース６
２間に洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９が架設され
ている。洗浄用ノズルは並列配置された４本のノズルか
らなり、各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９が異な
る洗浄方法により洗浄を行うものとなっている。本実施
の形態の場合、これら４本のノズルは、基板にオゾンを
供給するとともに紫外線ランプ６３から紫外線を照射す
ることによって主に有機物を分解除去する紫外線洗浄用
ノズル５４、オゾン水を供給しつつ超音波振動子本体４
８により超音波振動を付与して洗浄するオゾン水超音波
洗浄用ノズル５５、水素水を供給しつつ超音波振動子本
体４８により超音波振動を付与して洗浄する水素水超音
波洗浄用ノズル５６、純水を供給してリンス洗浄を行う
純水リンス洗浄用ノズル８９、である。

【００６１】各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９
は、プッシュ・プル型ノズル（省液型ノズル）と呼ばれ
るものである。また、これら４本のノズルのうちオゾン
水超音波洗浄用ノズル５５と、水素水超音波洗浄用ノズ
ル５６は、図９〜図１１を用いて説明した第４実施形態
の洗浄用ノズルと同様の構成のもの、あるいは１本の洗
浄用ノズルにつき図９〜図１１を用いて説明した第４実
施形態の洗浄用ノズルが複数設けられたもの（図１２で
は、１本の洗浄用ノズルにつき、導入管２１と排出管２
２との連結部２３およびこの連結部２３に設けられた超
音波振動子４０（又は超音波振動子４０ａ）および第
１、第２の開口部２１ｂ，２２ｂはそれぞれ３組づつ設
けられており、第１と第２の開口部２１ｂ，２２ｂはそ
れぞれ３組合わせて基板Ｗの幅以上の長さに延びてい
る。）である。ただし、ここでは図示の都合上、超音波
振動子本体４８のみを図示し、洗浄液導入部、洗浄液排
出部等に区分した図示は省略する。

【００６２】また、洗浄用ノズル５４は、超音波振動子
本体４８に代えて紫外線ランプ６３が設けられた以外は
上記実施形態の洗浄用ノズルと略同様の構成であり、洗
浄用ノズル８９は、超音波振動子本体４８が設けられて
いない以外は、上記実施形態の洗浄用ノズルと略同様の
構成である。ただし、ここでは図示の都合上、洗浄液導
入部、洗浄液排出部等に区分した図示は省略する。この
洗浄装置５１では、上記４本の洗浄ノズルが基板Ｗの上
方で基板Ｗとの間隔を一定に保ちながらラックベース６
２に沿って順次移動することにより、基板Ｗの被洗浄面
全域（被処理面全域）が４種類の洗浄方法により洗浄さ
れる構成となっている。

【００６３】各洗浄用ノズルの移動手段（ノズル・被処
理物相対移動手段）としては、各ラックベース６２上の
リニアガイドに沿って水平移動可能とされたスライダが
それぞれ設けられ、各スライダの上面に支柱がそれぞれ
立設され、これら支柱に各洗浄用ノズル５４，５５，５
６，８９の両端部が固定されている。各スライダ上には
モータ等の駆動源が設置されており、各スライダがラッ
クベース６２上を自走する構成となっている。そして、
装置の制御部（図示略）から供給される制御信号により
各スライダ上のモータがそれぞれ作動することによっ
て、各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９が個別に水
平移動する構成となっている。また、上記支柱にはシリ
ンダ（図示略）等の駆動源が設けられ、支柱が上下動す
ることにより各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９の
高さ、すなわち各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９
と基板Ｗとの間隔がそれぞれ調整可能となっている。

【００６４】洗浄部５２の側方に、液供給排出手段とし
て、水素水・オゾン水生成部６０と洗浄液再生部６１と
が設けられている。水素水・オゾン水生成部６０には、
水素水製造装置６４とオゾン水製造装置６５とが組み込
まれている。いずれの洗浄液も、純水中に水素ガスやオ
ゾンガスを溶解させることによって生成することができ
る。そして、水素水製造装置６４で生成された水素水
が、水素水供給配管６６の途中に設けられた送液ポンプ
６７により水素水超音波洗浄用ノズル５６に供給される
ようになっている。同様に、オゾン水製造装置６５で生
成されたオゾン水が、オゾン水供給配管６８の途中に設
けられた送液ポンプ６９によりオゾン水超音波洗浄用ノ
ズル５５に供給されるようになっている。なお、純水リ
ンス洗浄用ノズル８９には製造ライン内の純水供給用配
管（図示略）から純水が供給されるようになっている。

【００６５】また、洗浄液再生部６１には、使用後の洗
浄液中に含まれたパーティクルや異物を除去するための
フィルタ７０、７１が設けられている。水素水中のパー
ティクルを除去するための水素水用フィルタ７０と、オ
ゾン水中のパーティクルを除去するためのオゾン水用フ
ィルタ７１が別系統に設けられている。すなわち、水素
水超音波洗浄用ノズル５６の排出口から排出された使用
後の水素水（排出液）は、水素水回収配管７２の途中に
設けられた送液ポンプ７３により水素水用フィルタ７０
に回収されるようになっている。同様に、オゾン水超音
波洗浄用ノズル５５の排出口から排出された使用後のオ
ゾン水（排出液）は、オゾン水回収配管７４の途中に設
けられた送液ポンプ７５によりオゾン水用フィルタ７１
に回収されるようになっている。

【００６６】そして、水素水用フィルタ７０を通した後
の水素水は、再生水素水供給配管７６の途中に設けられ
た送液ポンプ７７により水素水超音波洗浄用ノズル５６
に供給されるようになっている。同様に、オゾン水用フ
ィルタ７１を通した後のオゾン水は、再生オゾン水供給
配管７８の途中に設けられた送液ポンプ７９によりオゾ
ン水超音波洗浄用ノズル５５に供給されるようになって
いる。また、水素水供給配管６６と再生水素水供給配管
７６は水素水超音波洗浄用ノズル５６の手前で接続さ
れ、弁８０によって水素水超音波洗浄用ノズル５６に新
しい水素水を導入するか、再生水素水を導入するかを切
り換え可能となっている。同様に、オゾン水供給配管６
８と再生オゾン水供給配管７８はオゾン水超音波洗浄用
ノズル５５の手前で接続され、弁８１によってオゾン水
超音波洗浄用ノズル５５に新しいオゾン水を導入する
か、再生オゾン水を導入するかを切り換え可能となって
いる。なお、各フィルタ７０，７１を通した後の水素水
やオゾン水は、パーティクルが除去されてはいるもの
の、液中気体含有濃度が低下しているため、配管を通じ
て再度水素水製造装置６４やオゾン水製造装置６５に戻
し、水素ガスやオゾンガスを補充するようにしてもよ
い。

【００６７】洗浄部５２の側方に、ローダカセット５
８、アンローダカセット５９が着脱可能に設けられてい
る。これら２つのカセット５８、５９は、複数枚の基板
Ｗが収容可能な同一の形状のものであり、ローダカセッ
ト５８に洗浄前（ウエット処理前）の基板Ｗを収容し、
アンローダカセット５９には洗浄済（ウエット処理後）
の基板Ｗが収容される。そして、洗浄部５２とローダカ
セット５８、アンローダカセット５９の中間の位置に基
板搬送ロボット５７が設置されている。基板搬送ロボッ
ト５７はその上部に伸縮自在なリンク機構を有するアー
ム８２を有し、アーム８２は回転可能かつ昇降可能とな
っており、アーム８２の先端部で基板Ｗを支持、搬送す
るようになっている。

【００６８】上記構成の洗浄装置５１は、例えば洗浄用
ノズル５４，５５，５６，８９と基板Ｗとの間隔、洗浄
用ノズルの移動速度、洗浄液の流量等、種々の洗浄条件
をオペレータが設定する他は、各部の動作が制御部によ
り制御されており、自動運転する構成になっている。し
たがって、この洗浄装置５１を使用する際には、洗浄前
の基板Ｗをローダカセット５８にセットし、オペレータ
がスタートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボット５
７によりローダカセット５８からステージ５３上に基板
Ｗが搬送され、ステージ５３上で各洗浄用ノズル５４，
５５，５６，８９により紫外線洗浄、オゾン水超音波洗
浄、水素水超音波洗浄、リンス洗浄が順次自動的に行わ
れ、洗浄後、基板搬送ロボット５７によりアンローダカ
セット５９に収容される。

【００６９】本実施形態の洗浄装置５１においては、本
発明の実施形態の洗浄用ノズル５５，５６と、上記のノ
ズル・被処理物相対移動手段とを備えたことにより、上
記本実施形態の洗浄用ノズルの利点を有したまま基板Ｗ
の被洗浄面全域を洗浄することができる。また、本実施
形態の洗浄装置５１は、４本の洗浄用ノズル５４，５
５，５６，８９の各々が、紫外線洗浄、オゾン水超音波
洗浄、水素水超音波洗浄、リンス洗浄といった異なる洗
浄方法により洗浄処理する構成であるため、本装置１台
で種々の洗浄方法を実施することができる。したがっ
て、例えば、水素水超音波洗浄、オゾン水超音波洗浄に
より微細な粒径のパーティクルを除去し、さらにリンス
洗浄で基板表面に付着した洗浄液も洗い流しながら仕上
げの洗浄を行う、というように種々の被除去物を充分に
洗浄除去することができる。また、本実施の形態の洗浄
装置５１の場合、上記の省液型の洗浄用ノズルが備えら
れているため、洗浄液の使用量を低減することができ、
しかも、ノズルの下方に液溜まりが生じないため、高効
率、高清浄度の基板洗浄を実施することができる。した
がって、半導体デバイス、液晶表示パネル等をはじめと
する各種電子機器の製造ラインに好適な洗浄装置を実現
することができる。

【００７０】以下、本発明に係るウエット処理装置の第
６実施形態を、図面に基づいて説明する。 ［第６の実施形態］図１３は、本実施形態のウエット処
理装置におけるウエット処理ノズルの断面図である。図
において、符号２００はウエット処理装置のウエット処
理ノズルであり、本ウエット処理ノズル２００は、図示
略の発振器と、可搬形の箱体２０１と、図示略の液供給
排出手段とを具備するものとされている。

【００７１】箱体２０１は、図１３に示すように、例え
ば中空円筒状のもので、内部に振動子（超音波振動子）
２２１が収納されている。また箱体２０１の下側には、
振動子２２１の出力端２２１ａに接するホーン２０２が
配置されている。ホーン２０２は超音波伝播部を構成し
ており、このホーン２２０はＴｉやステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３１６Ｌ）からなっている。

【００７２】また、箱体２０１の下部には別の雄ネジ部
２０１ａが形成され、この雄ネジ部２０１ａがホーン２
０２に設けられた雌ねじ部２０２ｄにねじ込まれてい
る。そして、箱体２０１とホーン２０２の間には、別の
Ｏリング２０１ｂが挟み込まれている。このようにして
箱体２０１とホーン２０２とが結合される。

【００７３】振動子２２１は、いわゆるボルト締めラン
ジュバン型超音波振動子であり、ＰＺＴ等の電歪素子２
２２の表裏に電極２２３，２２４を介して図示略の発振
器が接続されるとともにこの電歪素子２２２を下部メタ
ル部材２２５及び上部メタル部材２２６によって挟み、
これらをボルト２２７で結合している。この振動子２２
１は、図示略の発振器から超音波周波電気信号を受けて
超音波振動を発生する。発生した振動は振動子２２１の
出力端２２１ａからホーン２０２に伝達され、その底面
の接液面２０２ａから放射される。また、振動子２２１
は、約２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の範囲の周波数の超
音波振動を出力可能なものであることがウエット処理を
行う場合に実用的な超音波処理が可能である点で好まし
く、特に、保持可能な処理液層の厚さの観点から０．２
ＭＨｚ以上の周波数が好ましいが、約２０ｋＨｚにおい
ても処理は充分可能である。

【００７４】振動子２２１について更に詳細に説明する
と、この振動子２２１において、ボルト２２７の雄ネジ
部２２７ａが、上部メタル部材２２６、電極２２３、２
２４及び電歪素子２２２をそれぞれ貫通するとともに、
下部メタル部材２２５の一部にまでねじ込まれている。
そして、このボルト２２７には、ボルト２２７を長手方
向に向けて貫通する管収納孔２２７ｂが形成されてい
る。また、下部メタル部材２２５において、ボルト２２
７の雄ネジ部２２７ａの下側には、管収納孔２２７ｂに
連通するボス収納孔２２５ａ（管収納孔）が設けられて
いる。

【００７５】ホーン２０２は、図１３に示すように略円
板状とされ、振動子２２１と対向する面の反対側の面
が、被処理基板（被ウエット処理物）Ｗに対向する接液
面２０２ａとされている。また、ホーン２０２の振動子
２２１側の面のほぼ中央には、ボス収納孔２２５ａに収
納されるボス部２０２ｂが振動子２２１側に突設されて
おり、このボス部２０２ｂにはノズル孔２０２ｃが設け
られるとともにこのノズル孔２０２ｃの一部が雌ねじ部
２０２ｄとされている。

【００７６】そして、ボルト２２７の管収納孔２２７ｂ
及び下部メタル部材２２５のボス収納孔２２５ａには、
液供給管２３１が装入されている。液供給管２３１の先
端には雄ネジ部２３１ａが形成され、この雄ネジ部２３
１ａがボス部２０２ｂの雌ねじ部２０２ｄにねじ込まれ
ている。また、液供給管２３１の雄ネジ部２３１ａ先端
とボス部２０２ｂの間にはＯリング２３１ｂが挟み込ま
れている。このようにして、本実施形態においては、管
収容孔２２７ｂ及びボス収納孔２２５ａが、ホーン２０
２（超音波伝播部）及び振動子２２１（超音波振動子）
を貫通して設けられ、この管収容孔２２７ｂ及びボス収
納孔２２５ａ内に液供給管２３１（液供給排出管）が収
納されている。これによりウエット処理液は、液供給管
２３１を介してノズル孔２０２ｃに供給できるようにな
っている。

【００７７】液供給管２３１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテ
ルエーテルケトン）等のプラスチックからなっている。
液供給管２３１の管径は管収容孔２２７ｂの管径よりも
小さく設定されており、管収容孔２２７ｂの内面と液供
給管２３１の外面との間には、エア層２３３が形成され
るようになっている。

【００７８】本実施形態のウエット処理装置２００にお
いて行われるウエット処理としては、洗浄、剥離、現
像、ウエットエッチング、メッキ、研磨等の処理をおこ
なうことができる。このとき、図示略の液供給手段から
供給する処理液としては、洗浄処理の場合は、超純水、
電解イオン水、オゾン水、水素水、等が用いられ、剥離
処理の場合には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリ
や、アミン系剥離液等が用いられ、現像処理の場合に
は、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリや、トリメチ
ルアンモニウムハイトライト希釈液等が用いられ、ウエ
ットエッチングの場合には、フッ酸エッチング液等が用
いられ、メッキ処理の場合には、Ｃｕ用、Ａｇ用、Ａｕ
用メッキ液等が用いられ、研磨処理の場合には、ＳｉＯ
2 スラリー、Ａｌ2Ｏ3スラリー、ダイヤモンドスラリー
等が用いられる。

【００７９】ウエット処理装置２００は、液供給手段か
ら処理液が供給されて、接液面２０２ａに処理液が当接
した状態になると、図示略の発振器から超音波周波電気
信号が発振されこれを受けて振動子２２１が超音波振動
を発生し、この振動が、ホーン２０２に伝達されて、接
液面２０２ａから放射される。図１３に示すように、被
ウエット処理物Ｗが半導体、液晶表示パネル等の基板と
された場合、ホーン２０２の接液面２０２ａと被処理基
板Ｗの表面とを対向する状態とし、液供給手段から処理
液を供給して、接液面２０２ａから被処理基板Ｗに向け
て超音波を照射すると、ホーン２０２先端の接液面２０
２ａと被処理基板Ｗ表面との間に処理液２の液溜り（処
理領域）ができ、この処理領域内において超音波振動に
より被処理物Ｗ表面をウエット処理することができる。
ウエット処理用ノズルとしての接液面２０２ａと、被処
理基板Ｗとの間の距離は、８ｍｍ以下で被処理基板Ｗと
接触しない範囲がよく、好ましくは６ｍｍ以下で基板Ｗ
と接触しない範囲、より好ましくは３ｍｍ以下で基板Ｗ
と接触しない範囲とするのがよい。これは、８ｍｍを越
えると、基板Ｗとウエット処理用ノズルとの間に所望の
処理液を満たすことが困難となり、洗浄等のウエット処
理が難しくなるからである。

【００８０】このとき、図１３に示すように、処理液２
が液供給管２３１に位置して、この処理液２が管収容孔
２２７ｂの内表面である振動子２２１自体に直接接触し
ないため、振動子２２１内部の管収容孔２３１内表面に
おいて、ウエット処理がおこなわれることを防止でき
る。このため、処理液２が汚染されることが防止でき、
この処理液２により被処理基板Ｗが汚染することを防止
できる。また、管収容孔２２７ｂの内面と液供給管２３
１の外面との間には、エア層２３３が形成されているた
め、振動子２２１から液供給管２３１内部の処理液２に
超音波が伝播されることがなく、接液面２０２ａから照
射されるべき超音波エネルギーをロスすることがない。
このため、投入電力に対する処理効率を向上することが
でき、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電
力を投入する必要がない。

【００８１】本実施形態において、ホーン２０２の接液
面２０２ａには該液供給管２３１外部の収納孔２２５ａ
内部をシールするシール手段たるＯリング２３１ｂが設
けられてなることにより、接液面２０２ａ付近にある処
理液２が管収容孔１３２及び収納孔２２５ａ内部のエア
層２３３に進入してしまうことを防止できるので、振動
子２２１の管収容孔２２７ｂ内表面に処理液２が接触す
ることがない。このため、管収容孔２２７ｂ内部がウエ
ット処理されることを防止でき、ホーン２０２（超音波
伝播部）及び振動子２２１の寿命が短くなることを防止
できる。

【００８２】また、本発明においては、管収容孔２２７
ｂが、ホーン２０２及び振動子２２１を貫通して設けら
れ、管収容孔２２７ｂ内に液供給排出管２３１が収納さ
れることにより、振動子２２１の内部に処理液を流通さ
せるので、超音波伝播部（ホーン）を小型にすることが
でき、これにより超音波エネルギーを振動子２２１から
接液面２０２ａに対して伝搬させる際のエネルギーロス
を少なくすることができ、投入電力に対する処理効率を
より向上できる。また、ホーン２０２を小型化にできる
ことで、処理効率の上では好ましい一方で伝搬部が大き
いとエネルギーロスが増すという理由からあまり使われ
ていなかった２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数帯域の
超音波の使用が可能となり、これによりウエット処理の
処理効率が向上し、これに伴って処理液の消費量も低減
できる。

【００８３】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、ウエット処理用ノズルの形状や寸法、ウエット処
理用ノズルの導入管や排出管の数や設置位置等の具体的
な構成等に関しては、適宜設計変更が可能なことは勿論
である。さらに、上記実施の形態においては、本発明の
ノズルを洗浄用ノズルに適用した例を示したが、洗浄以
外のウェット処理、例えばエッチング、レジスト除去、
研磨等、他のウエット処理に本発明のノズルを適用する
ことも可能である。

【００８４】

【発明の効果】本発明のウエット処理用ノズルおよびウ
エット処理装置によれば、接液面にウエット処理液を供
給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収
容孔を有する超音波伝播部を具備する構成とすること
で、処理液が供給排出管の内部を流通することにより、
処理液が管収容孔の内表面である超音波伝播部に直接接
触しないため、超音波伝播部内部の管収容孔の内表面に
おいて、洗浄、研磨、剥離、エッチング、メッキがおこ
なわれることがなく、また、前記管収容孔内部が研磨等
されてしまうことがないため、超音波伝播部の寿命が短
くなることを防止でき、超音波伝播部の成分が処理液中
に混合して被処理物表面を汚染することを防止すること
ができ、さらに、液供給排出管の内部に処理液を流通し
た状態でウエット処理をおこなった場合でも、管収容孔
内部の処理液に超音波が伝播することを防止でき、接液
面から照射されるべき超音波エネルギーをロスすること
がないため、投入電力に対する処理効率を向上すること
ができ、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の
電力を投入する必要がないという効果を奏することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るウエット処理装置の第１実施
形態を示す正面図である。

【図２】 図１のウエット処理装置におけるホーンを
示す平断面図である。

【図３】 図２のホーンの先端部分を示す拡大平断面
図である。

【図４】 図１のホーンの接液面を示す側面図であ
る。

【図５】 本発明に係るウエット処理装置の第２実施
形態におけるホーンを示す平断面図である。

【図６】 本発明に係るウエット処理装置の第３実施
形態におけるホーンの先端部分を示す拡大平段面図であ
る。

【図７】 図６のホーンの接液面を示す側面図であ
る。

【図８】 本発明に係るウエット処理装置におけるホ
ーンの他の実施形態を示す斜視図である。

【図９】 本発明に係るウエット処理用ノズルの第４
実施形態を示す下面図である。

【図１０】 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図１１】 本発明に係るウエット処理用ノズルの他
の実施形態を示す断面図である。

【図１２】 本発明のウエット処理装置における第５
実施形態の概略構成を示す平面図である。

【図１３】 本発明のウエット処理装置における第６
実施形態の概略構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・洗浄用ノズル（ウエット処理用ノズル） ２・・・洗浄液（処理液） ２１・・・導入管（導入管） ２１ａ・・・導入口 ２１ｂ・・・第１の開口部 ２２・・・排出管（排出管） ２２ａ・・・排出口 ２２ｂ・・・第２の開口部 ２３・・・連結部 ３５・・・処理領域 ４０・・・超音波振動子 ４６・・・振動板（振動部） ４７・・・側板（側壁部） ４８・・・超音波振動子本体 ５１・・・洗浄装置（ウエット処理装置） ５５，５６・・・洗浄用ノズル（ウエット処理用ノズル） Ｗ・・・被処理基板（被処理物）、 １００・・・ウエット処理装置 １０１・・・発振器 １０１Ａ・・・液供給排出手段 １０２・・・箱体 １２１・・・振動子（超音波振動子） １２２・・・コーン（超音波伝播部） １２３・・・ホーン（超音波伝播部） １２３Ａ・・・接液面部分 １３０・・・接液面 １３１・・・液供給管（液供給排出管） １３２・・・管収容孔 １３３・・・エア層 １３４・・・シール手段 １３５・・・保護部 １３６・・・着脱部分 １３７・・・螺設部分 １４１・・・液排出管（液供給排出管） １４２・・・液排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 昭一 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA21 FA30 HA01 MA20 2H090 JB02 JC19 3B201 AA01 AB14 AB52 BB22 BB72 BB85 BB92 CD36

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波周波電気信号を発生する発振器と
   前記超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、 一方が前記超音波振動子の出力端に連結されるとともに
   他方に被ウエット処理物に対向するための接液面が設け
   られて、該接液面にウエット処理液を供給排出するため
   の液供給排出管が内部に収容される管収容孔を有する超
   音波伝播部と、 を具備することを特徴とするウエット処理ノズル。
2. 【請求項２】 前記管収容孔が、前記超音波伝播部及び
   前記超音波振動子を貫通して設けられ、該管収容孔内に
   前記液供給排出管が収納されることを特徴とする請求項
   １に記載のウエット処理ノズル。
3. 【請求項３】 前記液供給排出管の前記接液面側端部に
   は該液供給排出管外部の前記管収容孔内部をシールする
   シール手段が設けられてなることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載のウエット処理ノズル。
4. 【請求項４】 前記接液面部分が前記超音波伝播部本体
   から着脱自在とされてなることを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれかに記載のウエット処理ノズル。
5. 【請求項５】 前記接液面の前記管収容孔以外の部分に
   前記ウエット処理液を供給排出するための液供給排出手
   段を具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求
   項４のいずれか記載のウエット処理ノズル。
6. 【請求項６】 前記接液面にはウエット処理中に該接液
   面を保護する保護部が設けられてなることを特徴とする
   請求項１ないし請求項５のいずれか記載のウエット処理
   ノズル。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか記載
   のウエット処理ノズルを具備することを特徴とするウエ
   ット処理装置。