JP3277070B2 - 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 - Google Patents

超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は被洗浄物を超音波振動
が付与された洗浄液によって洗浄する超音波洗浄装置
び超音波洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置などの製造工
程においては、種々の微細加工の前後で、半導体ウエハ
や液晶基板などに付着したサブミクロンオ−ダのパ−テ
イクルを洗浄除去する、超音波洗浄が行われる。この洗
浄工程は、半導体装置や液晶表示装置の歩留まりを向上
する上で、極めて重要である。
【0003】このような超音波洗浄装置としてはスリッ
トタイプの洗浄ユニットを用いるものが知られている。
上記洗浄ユニットはスリットが形成された中空状の本体
を有する。この本体には洗浄液の供給管が接続されてい
て、この供給管から本体内へ供給された洗浄液が上記ス
リットから流出するようになっている。
【0004】上記本体の内部には上記洗浄液の流路に面
して薄い金属板や石英板などからなる振動板が設けられ
ている。この振動板には振動子が接着固定されている。
したがって、この振動子に電圧を印加して振動板を超音
波振動させれば、本体内に流入した洗浄液に超音波振動
が付与されるから、スリットから流出する洗浄液によっ
て被洗浄物を良好に洗浄することができる。
【0005】このような構成の超音波振動装置を長時間
にわたって使用すると、振動板と振動子との接着状態が
劣化し、これら両者を確実に接着している接着面積が減
少するなど、種々の経時劣化によって上記振動子の共振
周波数と、この振動子に印加される電圧の周波数とにず
れが生じる。
【0006】つまり、従来の超音波洗浄装置において
は、上記振動子に印加される電圧の周波数は一定であっ
た。そのため、上述した理由などで振動子の共振周波数
がずれると、この振動子から発生する音圧が低下するか
ら、洗浄液に付与される超音波振動が弱まり、洗浄作用
も低下するということがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は振
動子から発生する超音波振動の共振周波数が経時的に変
化した場合、上記振動子から発生する音圧が低下するか
ら、洗浄作用も低下するということがあった。
【0008】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、振動子に印加する電圧の
周波数を自動的に補正できるようにして、共振周波数の
経時的な変化によって洗浄能力が低下するのを防止でき
るようにした超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法を提供
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、超音波振動が付与された洗浄液によって
被洗浄物を洗浄する超音波洗浄装置において、上記洗浄
液に超音波振動を付与するための振動子を有する洗浄ユ
ニットと、上記振動子に所定の周波数の電圧を印加して
超音波振動を発生させる電源部と、上記洗浄液に付与さ
れた音圧を検出する検出手段と、この検出手段からの検
出信号によって上記電源部が上記振動子に印加する電圧
の周波数を制御する制御手段とを具備し、上記制御手段
は、上記検出手段からの検出信号と予め設定された設定
値とを比較する比較部と、この比較部での比較に基づい
て上記電源部を駆動する駆動信号を出力する駆動部とか
らなることを特徴とする。また、この発明は、振動子を
有する洗浄ユニットにより洗浄液に超音波振動を付与す
る付与工程と、前記洗浄液に付与された超音波振動を検
出する検出工程と、検出された超音波振動に基づき前記
振動子の振動を制御する制御工程とを備え、前記制御工
程は、検出された超音波振動と予め設定した基準値とを
比較する比較工程と、比較結果に基づき前記振動子を駆
動する電源を制御する電源制御工程とを有することを
徴とする。
【0010】
【作用】上記構成によれば、経時的に振動子の音圧が変
化、つまり振動子の共振周波数が変化すると、そのこと
が検出手段によって検出され、その検出信号に基づいて
振動子を駆動する電圧の周波数が制御されるから、上記
振動子は共振周波数での発振状態を維持することができ
る。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図1はこの発明の超音波洗浄装置を示し、こ
の洗浄装置は洗浄ユニット1を備えている。この洗浄ユ
ニット1は図2に示すように中空状の本体2を有する。
この本体2は下端側が先端に行くにつれて幅寸法が小さ
くなる錐状に形成され、その下端にはスリット3が長さ
方向全長にわたって穿設されている。
【0012】上記本体2の内部には段部4が形成され、
この段部4には薄い金属板や石英板からなる振動板5が
幅方向両端部を係合させて設けられている。この振動板
5によって、本体2の内部は上部空間6aと下部空間6
bとに隔別されている。上記振動板5の上面には圧電素
子などの超音波振動を発生する振動子7が接着剤8によ
って接着固定されている。
【0013】上記本体2には、洗浄液Lの供給管9が下
部空間6aに連通して接続されている。この供給管9か
ら供給された洗浄液Lは本体2の下部空間6bに流入
し、上記振動子7とともに超音波振動する振動板5によ
って超音波振動が付与されて、下端のスリット3から流
出するようになっている。したがって、上記スリット3
の下方に被洗浄物11を設置しておけば、この被洗浄物
11を洗浄液Lによって超音波洗浄できる。
【0014】上記スリット3の下方には、このスリット
3から流出する洗浄液Lに付与された超音波振動の音圧
を検出するセンサ12が設けられている。このセンサ1
2が検出した検出信号は音圧計13に入力される。この
音圧計13は上記センサ12からの検出信号を増幅成形
し、制御装置14へ出力する。
【0015】上記制御装置14は図3に示すように比較
部15と駆動部16とからなる。上記センサ12からの
検出信号Kは音圧計13を経て上記比較部15に入力さ
れる。この比較部15には予め設定値Sが設定されてい
て、この設定値Sと上記検出信号Kとを比較する。
【0016】上記設定値Sと上記検出信号Kとに差があ
ると、その差に基づく制御信号Cが駆動部16へ出力さ
れる。この駆動部16からは上記制御信号Cに基づく駆
動信号Dが電源部17に出力される。この電源部17は
上記振動子7を共振周波数で駆動するための周波数、た
とえば5MHzの周波数の電圧を出力するようになって
いて、その周波数は上記比較部15からの制御信号Cに
よって制御されるようになっている。
【0017】このような構成の超音波振動装置によっ
て、被洗浄物11を洗浄する場合、供給管9から洗浄ユ
ニット1の本体2へ洗浄液Lを供給するとともに、電源
部17を作動させて振動子7へ予め定められた共振周波
数の電圧を印加する。それによって、振動板5が超音波
振動し、その振動が本体2内へ流入してスリット3から
流出する洗浄液Lに付与される。したがって、上記スリ
ット3に対向して配置された被洗浄物11は超音波振動
が付与された洗浄液Lによって洗浄されることになる。
【0018】上記スリット3から流出する洗浄液Lの音
圧はセンサ12によって検出されている。このセンサ1
2により検出される音圧は、振動子7が共振周波数で駆
動されているときが最も高いが、振動子7の振動板5に
対する接着状態の経時変化などによって変化する。つま
り、振動子7の接着状態などが経時変化することで、上
記振動子7の共振周波数が高くなる。
【0019】上記センサ12が検出する音圧、つまり検
出信号Kは、音圧計13から制御装置14の比較部15
に入力され、そこで設定値Sと比較される。上記振動子
7の共振周波数が経時変化などによって初期値からずれ
ると、上記検出信号Kと設定値Sとに差が生じ、その差
に応じた制御信号Cが駆動部16へ出力される。
【0020】上記駆動部16からは、制御信号Cに基づ
く駆動信号Dが電源部17へ出力される。それによっ
て、電源部17から振動子7へ出力される電圧の周波数
が制御される。
【0021】つまり、経時変化などによって上記振動子
7の共振周波数がずれると、その変化に応じて電源部1
7から出力される電圧の周波数が制御されるから、上記
振動子7は常に共振周波数の電圧で駆動されることにな
る。したがって、洗浄液Lに付与される超音波振動の強
さ、つまり音圧はほぼ一定に維持されるから、洗浄液L
による洗浄能力が低下するのが防止される。
【0022】この発明は上記一実施例に限定されず、要
旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。たとえば、
上記一実施例では洗浄液に付与された音圧を検出するセ
ンサを、洗浄ユニットの外部に配置したが、そのセンサ
を洗浄ユニットの本体内に設けて音圧を検出するように
してもよい。
【0023】さらに上記一実施例では洗浄液が洗浄ユニ
ットのスリットから流出するタイプの洗浄装置について
説明したが、洗浄槽内に振動子が接着された振動板を設
置した、いわゆるバッチタイプの洗浄装置においても、
この発明を適用することができる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、洗浄液に
付与された音圧を検出し、この検出信号に基づいて超音
波振動を発生する振動子に付与される電圧の周波数を制
御するようにした。
【0025】そのため、上記振動子の共振周波数が経時
変化など種々の原因でずれると、そのずれに応じて振動
子に印加される電圧の周波数が共振周波数になるよう制
御されるから、上記振動子の音圧低下による洗浄作用の
低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す超音波洗浄装置の構
成図。
【図2】同じく洗浄ユニットの断面図。
【図3】同じく制御装置の構成図。
【符号の説明】
1…洗浄ユニット、7…振動子、12…センサ、14…
制御装置、15…比較部、17…電源部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B08B 3/12 B06B 1/02 G03F 1/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波振動が付与された洗浄液によって
    被洗浄物を洗浄する超音波洗浄装置において、 上記洗浄液に超音波振動を付与するための振動子を有す
    る洗浄ユニットと、上記振動子に所定の周波数の電圧を
    印加して超音波振動を発生させる電源部と、上記洗浄液
    に付与された音圧を検出する検出手段と、この検出手段
    からの検出信号によって上記電源部が上記振動子に印加
    する電圧の周波数を制御する制御手段とを具備し、上記
    制御手段は、上記検出手段からの検出信号と予め設定さ
    れた設定値とを比較する比較部と、この比較部での比較
    に基づいて上記電源部を駆動する駆動信号を出力する駆
    動部とからなることを特徴とする超音波洗浄装置。
  2. 【請求項2】 振動子を有する洗浄ユニットにより洗浄
    液に超音波振動を付与する付与工程と、 前記洗浄液に付与された超音波振動を検出する検出工程
    と、 検出された超音波振動に基づき前記振動子の振動を制御
    する制御工程とを備え、 前記制御工程は、 検出された超音波振動と予め設定した基準値とを比較す
    る比較工程と、 比較結果に基づき前記振動子を駆動する電源を制御する
    電源制御工程とを有することを 特徴とする超音波洗浄方
    法。
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