JP3260586B2 - 超音波反射面が抛物面である超音波洗浄機 - Google Patents
超音波反射面が抛物面である超音波洗浄機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、洗浄液が供給される、
ステンレス板等で箱形に形成された洗浄液貯留室と、前
記洗浄液貯留室から延び、先端にある洗浄液噴出口から
洗浄液が半導体基板等の被洗浄物に噴出されるノズル
と、洗浄液貯留室に取り付けられ、噴出する洗浄液とと
もに超音波を被洗浄物に照射する超音波振動子を有する
超音波洗浄機に関する。
ステンレス板等で箱形に形成された洗浄液貯留室と、前
記洗浄液貯留室から延び、先端にある洗浄液噴出口から
洗浄液が半導体基板等の被洗浄物に噴出されるノズル
と、洗浄液貯留室に取り付けられ、噴出する洗浄液とと
もに超音波を被洗浄物に照射する超音波振動子を有する
超音波洗浄機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、この種の超音波洗浄機の従来例
を示す構成図である。洗浄液貯留室５１の底面外側には
超音波振動子５５が固定されており、左側面の洗浄液供
給口５２からは洗浄液（通常は、純水が用いられる）が
洗浄液貯留室５１に充満するように供給され、洗浄液噴
出口５３から噴出される。反射板５８は超音波振動子５
５と対向するように洗浄液貯留室５１の中に配置されて
いる。この場合、超音波振動子５５の面と反射板５８と
は洗浄液噴出口５３に近付くにつれて若干離れるように
配置されている。
を示す構成図である。洗浄液貯留室５１の底面外側には
超音波振動子５５が固定されており、左側面の洗浄液供
給口５２からは洗浄液（通常は、純水が用いられる）が
洗浄液貯留室５１に充満するように供給され、洗浄液噴
出口５３から噴出される。反射板５８は超音波振動子５
５と対向するように洗浄液貯留室５１の中に配置されて
いる。この場合、超音波振動子５５の面と反射板５８と
は洗浄液噴出口５３に近付くにつれて若干離れるように
配置されている。
【０００３】超音波振動子５５は超音波信号に駆動され
て、超音波を反射板５８に向かって発射し、反射板５８
はこれを超音波振動子５５に向けて反射し、振動板５９
に取り付けられた超音波振動子５５がさらにこれを反射
する。超音波振動子５５の面と反射板５８とは洗浄液噴
出口５３に向かって拡がっているので、反射を繰り返し
た超音波は、洗浄液噴出口５３に集まり、洗浄効率を高
める。
て、超音波を反射板５８に向かって発射し、反射板５８
はこれを超音波振動子５５に向けて反射し、振動板５９
に取り付けられた超音波振動子５５がさらにこれを反射
する。超音波振動子５５の面と反射板５８とは洗浄液噴
出口５３に向かって拡がっているので、反射を繰り返し
た超音波は、洗浄液噴出口５３に集まり、洗浄効率を高
める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の超音波洗浄機
は、洗浄効率は良いが超音波の反射を繰り返させている
ので、超音波の集中調整が単純ではなく、また、超音波
が通過する経路が長いため、その分減衰され洗浄液噴出
口で弱くなるという問題がある。
は、洗浄効率は良いが超音波の反射を繰り返させている
ので、超音波の集中調整が単純ではなく、また、超音波
が通過する経路が長いため、その分減衰され洗浄液噴出
口で弱くなるという問題がある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、よりシンプルな
構造や動作をもって、減衰を少なくし、超音波を洗浄液
噴出口に集中させることができる超音波洗浄機を提供す
ることにある。
構造や動作をもって、減衰を少なくし、超音波を洗浄液
噴出口に集中させることができる超音波洗浄機を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波洗浄機
は、図５によって説明する反射原理に基づいてなされた
ものである。すなわち、焦点ｐを有する抛物線をｘ軸を
中心として回転してできる抛物面を考える。ｘ軸に平行
な光線がｘ軸の右側からこの抛物面に入射してくると、
光線は抛物面で反射して焦点ｐに集まる。また、図５の
抛物線をｘｙ平面に垂直な方向に移動したとき描かれる
抛物面（樋状の抛物面）の場合には、光線は焦点ｐを通
る直線上に集まる。波長がミリメータに近い超音波も光
線と同様に、直進、反射を行う。そこで、媒質中に回転
抛物面を有する超音波反射体を設置すれば、超音波エネ
ルギを一点に集中することができるし、断面が樋状の抛
物面を有する超音波反射体を設置すれば線上に超音波エ
ネルギを集中できる。そこで、この原理を用いて、従来
の問題を解決すべく、本発明は以下に述べるように構成
される。
は、図５によって説明する反射原理に基づいてなされた
ものである。すなわち、焦点ｐを有する抛物線をｘ軸を
中心として回転してできる抛物面を考える。ｘ軸に平行
な光線がｘ軸の右側からこの抛物面に入射してくると、
光線は抛物面で反射して焦点ｐに集まる。また、図５の
抛物線をｘｙ平面に垂直な方向に移動したとき描かれる
抛物面（樋状の抛物面）の場合には、光線は焦点ｐを通
る直線上に集まる。波長がミリメータに近い超音波も光
線と同様に、直進、反射を行う。そこで、媒質中に回転
抛物面を有する超音波反射体を設置すれば、超音波エネ
ルギを一点に集中することができるし、断面が樋状の抛
物面を有する超音波反射体を設置すれば線上に超音波エ
ネルギを集中できる。そこで、この原理を用いて、従来
の問題を解決すべく、本発明は以下に述べるように構成
される。
【０００７】本発明の超音波洗浄機は、洗浄液貯留室の
壁面の一部は、超音波反射面として前記ノズルの洗浄液
噴出口を焦点位置とし、中心軸上の、原点からの距離ｘ
に対する高さｙが式ｙ 2 ＝４０ｘで決定される抛物面に
形成され、前記超音波振動子は、前記超音波反射面に超
音波を照射して反射させ、反射させた超音波が洗浄液噴
出口に集中するように取り付けられている。
壁面の一部は、超音波反射面として前記ノズルの洗浄液
噴出口を焦点位置とし、中心軸上の、原点からの距離ｘ
に対する高さｙが式ｙ 2 ＝４０ｘで決定される抛物面に
形成され、前記超音波振動子は、前記超音波反射面に超
音波を照射して反射させ、反射させた超音波が洗浄液噴
出口に集中するように取り付けられている。
【０００８】前記ノズルの洗浄液噴出口は直線状に延伸
しており、前記超音波反射面は、前記ノズルの洗浄液噴
出口に平行に延伸するとともに、少なくとも前記洗浄液
噴出口の長さだけ延伸していることが好ましい。
しており、前記超音波反射面は、前記ノズルの洗浄液噴
出口に平行に延伸するとともに、少なくとも前記洗浄液
噴出口の長さだけ延伸していることが好ましい。
【０００９】また、前記洗浄液は純水であり、前記洗浄
液貯留室およびノズルはステンレス板から形成され、前
記ノズルの洗浄液噴出口は最下端に位置するように配置
され、前記超音波反射面は前記洗浄液貯留室の一側面に
形成され、前記超音波振動子は前記超音波反射面が形成
された側面に対向する平らな他の側面に固定され、前記
超音波反射面に向けて平面波状の超音波を発射し、発射
した超音波が前記洗浄液噴出口に沿って直線状に集中さ
せるのが好ましい。
液貯留室およびノズルはステンレス板から形成され、前
記ノズルの洗浄液噴出口は最下端に位置するように配置
され、前記超音波反射面は前記洗浄液貯留室の一側面に
形成され、前記超音波振動子は前記超音波反射面が形成
された側面に対向する平らな他の側面に固定され、前記
超音波反射面に向けて平面波状の超音波を発射し、発射
した超音波が前記洗浄液噴出口に沿って直線状に集中さ
せるのが好ましい。
【００１０】さらには、ノズルの洗浄液噴出口がスリッ
ト状に延びていなく、一点から噴出されるような場合に
は、入射する平面波状の超音波を洗浄液噴出口の一点に
集中させるために、前記超音波反射面は抛物線を中心軸
の周りに回転させたとき描かれる抛物面の一部として形
成されるのが好ましい。
ト状に延びていなく、一点から噴出されるような場合に
は、入射する平面波状の超音波を洗浄液噴出口の一点に
集中させるために、前記超音波反射面は抛物線を中心軸
の周りに回転させたとき描かれる抛物面の一部として形
成されるのが好ましい。
【００１１】
【作用】超音波反射面は、照射される超音波を反射し、
洗浄液噴出口に集中させ、噴出する洗浄液とともに、洗
浄液噴出口下の被洗浄物に超音波を照射し、被洗浄物を
効率良く洗浄する。
洗浄液噴出口に集中させ、噴出する洗浄液とともに、洗
浄液噴出口下の被洗浄物に超音波を照射し、被洗浄物を
効率良く洗浄する。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１（ａ）は、本発明の超音波洗浄機の一
実施例を示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。本実施例における超音波洗浄機の洗浄液
貯留室１０およびその下に設けられたノズル１２はステ
ンレス板（その他、タンタル板、硬ガラス、樹脂等を単
独であるいは適宜に組み合せて用いてもよい）により形
成されている。洗浄液貯留室１０の正面および左右の側
壁は垂直であるが、後方の側壁は超音波反射面１１とし
て、抛物面状に形成されている。右側面の上面に近いと
ころには洗浄液供給口１４が設けられ、上面中央部には
最上端が開放されている空気抜き１６が設けられてい
る。正面にある側壁には超音波振動子１５（本実施例で
は、厚さ１ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ１００ｍｍのものを
使用した）が取り付けられている。ノズル１２は、洗浄
液貯留室１０の下端から下方に延び、左右に長く延びる
スリット状の洗浄液噴出口１３を形成している。洗浄液
噴出口１３の下には、通常半導体基板が搬送機により搬
送されてきて、噴出する洗浄液と集中する超音波の協働
により効率的に洗浄される。
て説明する。図１（ａ）は、本発明の超音波洗浄機の一
実施例を示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。本実施例における超音波洗浄機の洗浄液
貯留室１０およびその下に設けられたノズル１２はステ
ンレス板（その他、タンタル板、硬ガラス、樹脂等を単
独であるいは適宜に組み合せて用いてもよい）により形
成されている。洗浄液貯留室１０の正面および左右の側
壁は垂直であるが、後方の側壁は超音波反射面１１とし
て、抛物面状に形成されている。右側面の上面に近いと
ころには洗浄液供給口１４が設けられ、上面中央部には
最上端が開放されている空気抜き１６が設けられてい
る。正面にある側壁には超音波振動子１５（本実施例で
は、厚さ１ｍｍ、幅６０ｍｍ、長さ１００ｍｍのものを
使用した）が取り付けられている。ノズル１２は、洗浄
液貯留室１０の下端から下方に延び、左右に長く延びる
スリット状の洗浄液噴出口１３を形成している。洗浄液
噴出口１３の下には、通常半導体基板が搬送機により搬
送されてきて、噴出する洗浄液と集中する超音波の協働
により効率的に洗浄される。
【００１３】超音波反射面１１の断面形状については、
洗浄液噴出口１３の位置を焦点位置Ｆとし、超音波反射
面１１とノズル１２との結合箇所Ｑと、超音波反射面１
１と上面との結合箇所Ｒとを通る抛物線を考える。する
と、超音波反射面１１の結合箇所Ｑ，Ｒを通る抛物線は
ｘｙ座標上で図２のように示される。すなわち、この抛
物線は原点からの距離ｘに対応して高さｙが式ｙ2＝４
０ｘで決定される。したがって、この抛物線をｘｙ平面
に垂直な方向（ｚ軸方向）に移動するとき、ＱからＲま
での抛物線により描かれる面が超音波反射面１１の形状
である。
洗浄液噴出口１３の位置を焦点位置Ｆとし、超音波反射
面１１とノズル１２との結合箇所Ｑと、超音波反射面１
１と上面との結合箇所Ｒとを通る抛物線を考える。する
と、超音波反射面１１の結合箇所Ｑ，Ｒを通る抛物線は
ｘｙ座標上で図２のように示される。すなわち、この抛
物線は原点からの距離ｘに対応して高さｙが式ｙ2＝４
０ｘで決定される。したがって、この抛物線をｘｙ平面
に垂直な方向（ｚ軸方向）に移動するとき、ＱからＲま
での抛物線により描かれる面が超音波反射面１１の形状
である。
【００１４】洗浄液（通常は純水）は、洗浄液供給口１
４から矢印Ｗの方向に洗浄液貯留室１０に供給され、洗
浄液噴出口１３から矢印Ｙの方向に噴出するとともに、
洗浄液貯留室１０およびノズル１２の中にある空気を空
気抜き１６から追い出し、洗浄液貯留室１０およびノズ
ル１２の中を洗浄液で充満させる。充満した洗浄液貯留
室１０の洗浄液を通して、超音波振動子１５は、取り付
けられた側面に平行な平面波状の超音波を超音波反射面
１１に向けて発射する。超音波反射面１１は、送られて
きた平面波状の超音波を反射し、反射した超音波を超音
波反射面１１の焦点位置にある洗浄液噴射項１３に直線
状に集中させる。
４から矢印Ｗの方向に洗浄液貯留室１０に供給され、洗
浄液噴出口１３から矢印Ｙの方向に噴出するとともに、
洗浄液貯留室１０およびノズル１２の中にある空気を空
気抜き１６から追い出し、洗浄液貯留室１０およびノズ
ル１２の中を洗浄液で充満させる。充満した洗浄液貯留
室１０の洗浄液を通して、超音波振動子１５は、取り付
けられた側面に平行な平面波状の超音波を超音波反射面
１１に向けて発射する。超音波反射面１１は、送られて
きた平面波状の超音波を反射し、反射した超音波を超音
波反射面１１の焦点位置にある洗浄液噴射項１３に直線
状に集中させる。
【００１５】図３（ａ）は、本発明の第２の実施例を示
す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。本実施例におけるノズルは洗浄液貯留室１０の底面
の一部から下方に延びている。すなわち、ノズルは超音
波の進行を妨害しなければ、どのように小さくしても構
わない。
す正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図であ
る。本実施例におけるノズルは洗浄液貯留室１０の底面
の一部から下方に延びている。すなわち、ノズルは超音
波の進行を妨害しなければ、どのように小さくしても構
わない。
【００１６】図４（ａ）は、本発明の第３の実施例を示
す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。本実施例の個々の超音波振動子１５ａは、図１の実
施例の超音波振動子１５と同じサイズであるものとする
（なお、他の部材についてもサイズは別として機能が図
１のものと対応するものは”ａ”を付した同一番号で示
してある）。すなわち、複数の超音波振動子の複数列
（この場合２列）を小さな寸法ΔＬだけオーバラップさ
せて配置することにより、ノズル２２ａの幅方向の寸法
を図１のノズル２２に比較して大きくしている。この方
法は、従来の複数の超音波振動子を接着してサイズの大
きな超音波振動子を作製し、これを用いるものに比較し
て極めて製作が容易であった。
す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。本実施例の個々の超音波振動子１５ａは、図１の実
施例の超音波振動子１５と同じサイズであるものとする
（なお、他の部材についてもサイズは別として機能が図
１のものと対応するものは”ａ”を付した同一番号で示
してある）。すなわち、複数の超音波振動子の複数列
（この場合２列）を小さな寸法ΔＬだけオーバラップさ
せて配置することにより、ノズル２２ａの幅方向の寸法
を図１のノズル２２に比較して大きくしている。この方
法は、従来の複数の超音波振動子を接着してサイズの大
きな超音波振動子を作製し、これを用いるものに比較し
て極めて製作が容易であった。
【００１７】上述した実施例においては、ノズル１２の
洗浄液噴出口１３がスリット状に長いため、ｘｙ平面上
の抛物線をｚ軸方向に平行移動してできる平面を利用し
たが、もしも超音波を一点に集中したい場合には、図２
の抛物線をｘ軸周りに回転させてできる抛物面の一部を
用いればよいことは明らかである。
洗浄液噴出口１３がスリット状に長いため、ｘｙ平面上
の抛物線をｚ軸方向に平行移動してできる平面を利用し
たが、もしも超音波を一点に集中したい場合には、図２
の抛物線をｘ軸周りに回転させてできる抛物面の一部を
用いればよいことは明らかである。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、超音波洗
浄機の一つの側面を、焦点位置を洗浄液噴出口とし、式
ｙ 2 ＝４０ｘで表される抛物面を有する超音波反射面と
し、この超音波反射面に平面波状の超音波を照射するこ
とにより、構造や動作が複雑でないのに拘らず、洗浄液
噴出口から噴出される洗浄液の洗浄能力を高めることが
できる。
浄機の一つの側面を、焦点位置を洗浄液噴出口とし、式
ｙ 2 ＝４０ｘで表される抛物面を有する超音波反射面と
し、この超音波反射面に平面波状の超音波を照射するこ
とにより、構造や動作が複雑でないのに拘らず、洗浄液
噴出口から噴出される洗浄液の洗浄能力を高めることが
できる。
【図１】（ａ）は、本発明の超音波洗浄機の一実施例を
示す正面図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。
示す正面図である。（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。
【図２】図１の実施例の超音波反射面の断面形状につい
て説明する図である。
て説明する図である。
【図３】（ａ）は、本発明の超音波洗浄機の他の実施例
を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図で
ある。
を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図で
ある。
【図４】（ａ）は、本発明の超音波洗浄機のさらなる実
施例を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面
図である。
施例を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面
図である。
【図５】本発明の原理を説明するための図である。
【図６】超音波洗浄機の従来例を示す図である。
１０ 洗浄液貯留室 １１ 超音波反射面 １２，２２ ノズル １３ 洗浄液噴出口 １４ 洗浄液供給口 １５ 超音波振動子 １６ 空気抜き
Claims (4)
- 【請求項１】 洗浄液が供給される、板状部材で箱形に
形成された洗浄液貯留室と、前記洗浄液貯留室から延
び、先端にある洗浄液噴出口から前記洗浄液が被洗浄物
に噴出されるノズルと、洗浄液貯留室に取り付けられ、
前記噴出する洗浄液とともに超音波を前記被洗浄物に照
射する超音波振動子を有する超音波洗浄機において、 前記洗浄液貯留室の壁面の一部は、超音波反射面として
前記ノズルの洗浄液噴出口を焦点位置とし、中心軸上
の、原点からの距離ｘに対する高さｙが式ｙ 2 ＝４０ｘ
で決定される抛物面に形成され、 前記超音波振動子は、前記超音波反射面に超音波を照射
して反射させ、反射させた超音波が洗浄液噴出口に集中
するように取り付けられていることを特徴とする超音波
洗浄機。 - 【請求項２】 前記ノズルの洗浄液噴出口は直線状に延
伸しており、前記超音波反射面は、前記ノズルの洗浄液
噴出口に平行に延伸するとともに、少なくとも前記洗浄
液噴出口の長さだけ延伸している、請求項１記載の超音
波洗浄機。 - 【請求項３】 前記洗浄液は純水であり、前記洗浄液貯
留室およびノズルはステンレス板、タンタル板、ガラス
板、プラスチック板のグループのいずれか一つあるいは
２つ以上のものの組み合せから形成され、前記ノズルの
洗浄液噴出口は最下端に位置するように配置され、前記
超音波反射面は前記洗浄液貯留室の一側面に形成され、
前記超音波振動子は前記超音波反射面が形成された側面
に対向する平らな他の側面に固定され、前記超音波反射
面に向けて平面波状の超音波を発射し、発射した超音波
が前記洗浄液噴出口に沿って直線状に集中させるように
する、請求項１または２記載の超音波洗浄機。 - 【請求項４】 前記超音波反射面は、入射する平面波状
の超音波を洗浄液噴出口の一点に集中させるように、抛
物線を中心軸の周りに回転させたとき描かれる抛物面の
一部として形成されている、請求項１記載の超音波洗浄
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08906395A JP3260586B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 超音波反射面が抛物面である超音波洗浄機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08906395A JP3260586B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 超音波反射面が抛物面である超音波洗浄機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281230A JPH08281230A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3260586B2 true JP3260586B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=13960404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08906395A Expired - Fee Related JP3260586B2 (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 超音波反射面が抛物面である超音波洗浄機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260586B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7389783B2 (en) * | 2002-09-30 | 2008-06-24 | Lam Research Corporation | Proximity meniscus manifold |
| JP2013118209A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 基板洗浄装置 |
-
1995
- 1995-04-14 JP JP08906395A patent/JP3260586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08281230A (ja) | 1996-10-29 |
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