JP2519869B2 - 高周波洗浄装置 - Google Patents

高周波洗浄装置

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JP2519869B2 JP5211733A JP21173393A JP2519869B2 JP 2519869 B2 JP2519869 B2 JP 2519869B2 JP 5211733 A JP5211733 A JP 5211733A JP 21173393 A JP21173393 A JP 21173393A JP 2519869 B2 JP2519869 B2 JP 2519869B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハ、デバ
イスウェハ、ニッケルスタンパ、ハードディスクまたは
液晶表示装置用ガラス板等の被洗浄物を洗浄するための
高周波洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、被洗浄物(例えばシリコンウェ
ハ)を洗浄するには、洗浄液が収容された洗浄槽内にシ
リコンウェハをカセットと共に入れ、前記洗浄槽の底面
または側面から高周波を照射して前記洗浄液に伝搬さ
せ、伝搬された高周波が前記ウェハに音波作用を与え微
細なパーティクルを除去する方法が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
洗浄方法では次のような問題があった。 (1)前記洗浄槽に配置した高周波振動子で高周波を放
射させると、その音圧分布は被洗浄物に対して均一にな
らないため、前記被洗浄物に対して洗浄むらが生じる。
【0004】(2)バッチ処理により洗浄を行う場合に
は、被洗浄物の投影面積分だけ振動子の配列が必要にな
る。その結果、被洗浄物が大きくなればなるほど、振動
子とそれに接続される発振器等の数が増大するため、装
置コストが高くなる。
【0005】(3)被洗浄物をカセットに収納して洗浄
する場合には、カセットの影となる部分への音波の透過
が非常に少ないために洗浄できない箇所が生じる。 本発明の目的は、シリコンウェハ等の被洗浄物を均一に
洗浄することが可能な安価な高周波洗浄装置を提供しよ
うとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる高周波洗
浄装置は、液体が収容された外槽と、前記外槽内に底面
が前記外槽の底面から所望距離隔てるように収納された
ガラスまたは金属からなる洗浄槽と、前記洗浄槽内に収
容された洗浄液と、前記外槽に配置された高周波を放射
するための高周波振動子と、前記外槽内に配置され、前
記振動子から放射された高周波を前記洗浄槽の底面を通
して前記洗浄液内に反射させる傾動自在な反射板と、前
記反射板を傾動させる駆動手段とを具備したことを特徴
とするするものである。
【0007】本発明に係わる別の高周波洗浄装置は、液
体が収容された外槽と、前記外槽内に底面が前記外槽の
底面から所望距離隔てるように収納されたガラスまたは
金属からなる洗浄槽と、前記洗浄槽内に収容された洗浄
液と、前記外槽内に配置され、振動子を収納した傾動自
在な箱型支持部材と、前記支持部材を傾動させる駆動手
段とを具備したことを特徴とするものである。
【0008】前記外槽に収容される液体としては、例え
ば水を挙げることができる。前記洗浄槽の材料である金
属としては、例えばステンレスを挙げることができる。
【0009】前記振動子からの高周波が透過される洗浄
槽の底面の厚さは、前記高周波の波長をλとすると、高
周波を効率よく透過させる観点から、1/2λの正数倍
にすることが好ましい。特に、前記洗浄槽の底面は前記
反射板の傾動または振動子が収納された箱型支持部材の
傾動により高周波が斜め方向から入射されることから、
前記高周波が前記底面に対して直角に入射される箇所で
1/2λの正数倍の厚さを有し、前記箇所を中心に外側
に位置する底面部分に向かって厚さが薄くなるようにし
て前記斜め方向から入射される高周波に対しても1/2
λの正数倍の厚さになるようにすることが好ましい。こ
のような底面は、例えば二等辺三角柱の頂辺が下側に向
いた形状にすることにより達成される。
【0010】前記洗浄槽内に収容される洗浄液は、被洗
浄物の種類により適宜選択される。例えば、シリコンウ
ェハを被洗浄物として用いる場合には洗浄液としてアン
モニアと過酸化水素の混合水溶液、塩酸と過酸化水素の
混合水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、または超純水等
が用いられる。ハードディスク、液晶表示装置用ガラス
板を被洗浄物として用いる場合には、洗浄液として各種
界面活性剤を含む水溶液、界面活性剤を含む有機溶剤等
が用いられる。
【0011】前記振動子は、例えば100kHz〜3M
Hzの高周波を放射するものが好ましい。前記反射板の
厚さは、前記振動子から放射された高周波の波長をλと
すると、前記高周波を全反射させる観点から、1/4λ
の奇数倍にすることが好ましい。
【0012】
【作用】本発明に係わる高周波洗浄装置によれば、外槽
に配置された高周波振動子から高周波を放射し、前記外
槽内に配置された反射板で前記高周波を反射させると共
に駆動手段より前記反射板を傾動することにより、前記
振動子から放射された高周波を洗浄液が収容された洗浄
槽の底面を通して前記洗浄槽内の被洗浄物に均一に照射
できる。その結果、前記被洗浄物を高い洗浄度で洗浄で
きる。また、振動子の面積を縮小でき、しかも前記振動
子に接続する発振器の数も減少できるため、トータル的
な装置コストを大幅に低下させることができる。
【0013】本発明に係わる別の高周波洗浄装置によれ
ば、外槽内に配置され、箱型支持部材に収納されたた高
周波振動子から高周波を放射すると共に駆動手段より前
記支持部材を傾動することにより、前記振動子から放射
された高周波を洗浄液が収容された洗浄槽の底面を通し
て前記洗浄槽内の被洗浄物に均一に照射できる。その結
果、前記被洗浄物を高い洗浄度で洗浄できる。また、ト
ータル的な装置コストを大幅に低下させることができ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。 実施例一 図1は、本実施例1の高周波洗浄装置を示す分解斜視
図、図2は図1の断面図、図3は図1の洗浄槽底面の拡
大断面図である。例えばステンレスからなる矩形状の外
槽1の内側面には、振動子収納ボックス2およびモータ
収納ボックス3が互いに所定距離隔てて対向配置されて
いる。前記ボックス2、3間には、中間底4が前記各ボ
ックス2、3と一体的に形成されている。
【0015】前記モータ収納ボックス3と対向する前記
振動子収納ボックス2の側面には、開口部5が形成され
ている。前記開口部5を含む前記ボックス2の側面付近
には、金属、例えばステンレスからなる輻射板6が枠状
パッキン7を介して配置され、かつ前記輻射板6はネジ
により前記ボックス2の側面に固定されている。前記輻
射板6の前記モータ収納ボックス3と対向する面と反対
側の面には、例えば2MHzの高周波を放射する高周波
振動子8が取着されている。前記振動子8は、リードを
介して前記外槽1の外部に配置された発振器(図示せ
ず)に接続されいる。前記モータ収納ボックス3内に
は、可変モータ9が収納され、かつ前記モータ9は前記
外槽1内に配置された支持台10上に固定されている。
前記モータ9の駆動軸11は、前記外槽1の側壁を貫通
して外部に突出されている。前記駆動軸11の前記外槽
1の側壁から突出した部分には、例えば時計回り方向に
回転させるカム12が軸着されている。前記ボックス
2、3間の凹部には、反射板13が傾動自在に配置され
ている。前記反射板12は、初期位置が45゜傾斜され
ている。また、前記反射板12は前記振動子8から放射
される高周波の波長をλとしたとき、1/4λの奇数倍
の厚さを有する。前記反射板13には、軸14が取り付
けられている。前記軸14の一端は、支持板15に軸支
され、かつ他端は前記外槽1の側壁を液密に貫通して外
部に突出されている。前記軸14の前記外槽1の側壁か
ら突出した部分は、小円板16が一体的に形成された円
板17が軸支されている。前記カム12と前記軸14と
は、2本のレバー18、19からなるリンク機構20に
より連結されている。前記一方のレバー18と前記カム
12、前記各レバー18、19間は、それぞれピン2
1、22によりれ連結されている。また、前記他方のレ
バー19の前記ピン22の連結部と反対側の端部は前記
軸14が軸着されている。このようなモータ9、駆動軸
11、カム12、リンク機構20等を備える駆動手段に
おいて、前記モータ9により駆動軸11を例えば時計回
り方向に回転すると、前記カム12およびリンク機構2
0により前記反射板13に取り付けられた前記軸14が
例えば90゜の円弧運動に変換されるため、前記反射板
13が初期位置(45゜傾斜)を起点として左右に2
2.5゜の周角度で傾動される。前記ボックス2、3お
よび前記中間底4で区画された前記外槽1内には、例え
ば水23が収容されている。前記外槽1の対向する内側
面の開口付近には、後述する洗浄槽を支持するための受
板24a、24bが水平方向に突出して設けられてい
る。
【0016】例えばガラスからなる矩形状の洗浄槽25
は、その下部付近の外側面に取着された係合板26a、
26bを前記外槽1の前記受板24a、24b上に載置
し、図示しないネジにより固定することにより前記外槽
1内にその底面が前記ボックス2、3の上面に対して所
望距離隔てるように収納されている。前記洗浄槽25の
底面には、開口部27が形成され、かつ前記開口部27
を含む周辺の前記底面にはガラス製底板28が取り付け
られている。前記底板28は、図3に示すように前記振
動子8から放射される高周波(波長;λ)が直角に入射
される頂点で1/2λの正数倍の厚さを有し、前記頂点
から外側に向かうにしたがって厚さが薄くなり、前記斜
め方向から入射される高周波に対しても1/2λの正数
倍の厚さになるように二等辺三角柱の頂辺が下側に向い
た形状になっている。前記洗浄槽25内には、洗浄液、
例えば超純水29が収容されている。前記洗浄槽25の
上部付近には、前記洗浄槽25からオーバーフローした
超純水29が流れ込む有底矩形状容器30が取り付けら
れている。
【0017】次に、前述した高周波洗浄装置の作用を説
明する。まず、被洗浄物、例えばシリコンウェハ31を
複数枚収納したカセット32を洗浄槽25内に入れ、超
純水29を前記洗浄槽25内に収容する。洗浄操作の準
備完了した後、図示しない発振器をオンして外槽1のボ
ックス2側面の輻射板6に取着した振動子8を駆動する
と、例えば2MHzの高周波(波長;λ)33が前記輻
射板6から水平方向に放射される。前記高周波33の放
射方向には、初期位置が45゜傾斜した1/4λの奇数
倍の厚さを有する反射板13が配置されているため、前
記高周波33は図4の(b)に示すように前記反射板1
3で大部分が反射されて垂直上方に放射される。前記反
射板13による高周波33の反射に際し、駆動手段であ
る可変モータ9により駆動軸11を例えば時計回り方向
に回転すると、カム12および2本のレバー18、19
からなるリンク機構20により前記反射板13に取り付
けられた軸14が例えば90゜の円弧運動に変換される
ため、前記反射板13が初期位置(45゜傾斜)を起点
として左右に22.5゜の周角度で傾動される。その結
果、前記反射板13が初期位置から左側に22.5゜傾
動されると、図4の(a)に示すように垂直方向に対し
て左側に45゜傾いた方向に高周波33が放射される。
前記反射板13が初期位置から右側に22.5゜傾動さ
れると、図4の(c)に示すように垂直方向に対して右
側に45゜傾いた方向に高周波33が放射される。
【0018】このように前記反射板13を初期位置を起
点にして左右に傾動させることによって、前記高周波3
3は垂直方向を起点として左右に45゜の周角度の円弧
を描くように放射され、放射された高周波33は前記外
槽1に取り付けられた洗浄槽25の底板28を透過して
前記カセット32に収納されたシリコンウェハ31全体
に音波作用を与えるため、前記ウェハ31に付着された
パーティクルが均一に除去される。この際、前記底板2
8は前述した図3に示すように高周波の入射方向に対す
る厚さが常に1/2λの正数倍の厚さになるように逆矩
形錐形状を有するため、前記高周波33が異なる角度か
ら入射されても、高周波33をほぼ全透過させることが
可能になる。また、高周波33を前述したように所望の
角度の円弧を描くように掃引することによってウェハ3
1がカセット32に収納されて前記洗浄槽25に設置し
た場合でも、前記カセット32の下部開口から前記ウェ
ハ31の全面に音波作用を与えることができる。
【0019】したがって、前記カセット32に収納され
た複数枚のシリコンウェハ31を高い清浄度で洗浄する
ことができる。また、前記高周波の掃引を1つの高周波
振動子8を用いて行うことができるため、低コストの高
周波洗浄装置を実現することができる。
【0020】さらに、可変モータ8により前記駆動軸1
1の回転速度を制御すれば前記反射板13の傾動速度を
調節できるため、前記反射板13で反射される前記高周
波33の掃引を前記シリコンウェハ31の汚染状態や前
記洗浄槽25内での配置状態等に見合った速度に設定す
ることが可能になる。
【0021】実施例2 図5は、実施例2の高周波洗浄装置を示す断面図であ
る。なお、前述した図1および図2と同様な部材は同符
号を付して説明を省略する。
【0022】実施例2の高周波洗浄装置は、可変モータ
9、駆動軸11、カム12およびリンク機構20等を備
える駆動手段により傾動される初期位置が水平な状態の
例えばステンレスからなる箱型支持部材34がボックス
2、3間の凹部に軸14に取り付けられて配置されてい
る。前記箱型支持部材34の上部内面には、高周波振動
板8が取り付けられている。なお、前記振動板8の取付
け場所である前記支持部材34の上壁は輻射板を兼用し
ている。前記振動子8は、リードを介して前記外槽1の
外部に配置された発振器(図示せず)に接続されいる。
【0023】このような構成によれば、図示しない発振
器をオンして初期位置が水平な箱型支持部材34内の振
動子8を駆動すると、例えば2MHzの高周波(波長;
λ)33が垂直上方に放射される。この際、駆動手段で
ある可変モータ9により駆動軸11を例えば時計回り方
向に回転すると、カム12および2本のレバー18、1
9からなるリンク機構20により前記支持部材34に取
り付けた軸14が例えば90゜の円弧運動に変換される
ため、前記支持部材34が水平な初期位置を起点として
左右に45゜の周角度で傾動され、前記振動子8から放
射される高周波33が垂直方向を起点として左右に45
゜の周角度の円弧を描くように放射され、放射された高
周波33は前記外槽1に取り付けられた洗浄槽25の底
板28を透過して前記カセット32に収納されたシリコ
ンウェハ31全体に音波作用を与えるため、前記ウェハ
31に付着されたパーティクルが均一に除去される。ま
た、高周波33を前述したように所望の角度の円弧を描
くように掃引することによってウェハ31がカセット3
2に収納されて前記洗浄槽25に設置した場合でも、前
記カセット32の下部開口から前記ウェハ31の全面に
音波作用を与えることができる。したがって、高周波振
動子8を1つ備えた安価な高周波洗浄装置により前記カ
セット32に収納された複数枚のシリコンウェハ31を
高い清浄度で洗浄することができる。
【0024】また、可変モータ8により前記駆動軸11
の回転速度を制御すれば前記箱型支持部材34の傾動速
度を調節できるため、前記箱型支持部材34内の振動子
8から放射される高周波33の掃引を前記シリコンウェ
ハ31の汚染状態や前記洗浄槽25内での配置状態等に
見合った速度に設定することが可能になる。
【0025】なお、前記実施例では高周波を垂直方向を
起点として左右に45゜の周角度の円弧を描くように放
射したが、洗浄槽内に配置される被洗浄物の形状等によ
り任意の周角度に変更してもよい。
【0026】前記実施例では輻射板や箱型支持部材をス
テンレスにより形成したが、タンタル等の他の金属で形
成してもよい。前記実施例では、シリコンウェハの洗浄
に適用した例を説明したが、デバイスウェハ、ニッケル
スタンパ、ハードディスクまたは液晶表示装置用ガラス
板等の被洗浄物の洗浄にも同様に適用できる。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればシ
リコンウェハ等の被洗浄物を均一に洗浄することが可能
な安価な高周波洗浄装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における高周波洗浄装置を示
す分解斜視図。
【図2】図1の高周波洗浄装置を示す断面図。
【図3】図1の要部断面図。
【図4】反射板の傾動による高周波の掃引を説明するた
めの概略図。
【図5】本発明の実施例2における高周波洗浄装置を示
す断面図。
【符号の説明】
1…外槽、2、3…ボックス、8…振動板、9…可変モ
ータ、13…反射板、12…カム、20…リンク機構、
23…純水、25…洗浄槽、28…底板、29…超純
水、31…シリコンウェハ、32…カセット、33…高
周波、34…箱型支持部材。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体が収容された外槽と、 前記外槽内に底面が前記外槽の底面から所望距離隔てる
    ように収納されたガラスまたは金属からなる洗浄槽と、 前記洗浄槽内に収容された洗浄液と、 前記外槽に配置された高周波を放射するための高周波振
    動子と、 前記外槽内に配置され、前記振動子から放射された高周
    波を前記洗浄槽の底面を通して前記洗浄液内に反射させ
    る傾動自在な反射板と、 前記反射板を傾動させる駆動手段とを具備したことを特
    徴とする高周波洗浄装置。
  2. 【請求項2】 液体が収容された外槽と、 前記外槽内に底面が前記外槽の底面から所望距離隔てる
    ように収納されたガラスまたは金属からなる洗浄槽と、 前記洗浄槽内に収容された洗浄液と、 前記外槽内に配置され、振動子を収納した傾動自在な箱
    型支持部材と、 前記支持部材を傾動させる駆動手段とを具備したことを
    特徴とする高周波洗浄装置。
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