JP4532580B2 - 超音波洗浄装置 - Google Patents
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Description
図24は、従来のスポット型の枚葉式スピン洗浄による超音波洗浄装置を示す断面図である。この超音波洗浄装置は、半導体ウェーハなどのように平らな平面を有する被洗浄物101を洗浄する装置である。この装置は、被洗浄物101の全面を洗浄するために、被洗浄物101を回転(スピン)させる機構(図示せず)と、洗浄液に超音波エネルギーを与える超音波振動子103と、この超音波振動子103へ洗浄液を供給する洗浄液供給口105と、超音波エネルギーが与えられた洗浄液102を被洗浄物101にスポット的に噴出させるノズル104と、このノズル104を揺動する機構(図示せず)とを有している(例えば特許文献1参照)。
図27(A)は、従来の浸漬式の超音波洗浄装置を示す断面図であり、図27(B)は図27(A)に示す断面に対して垂直方向に超音波洗浄装置を切断した断面図である。
FPDや太陽電池用の基板サイズは大型化しており、基板サイズは例えば2.8m×3.5mにおよぶ。従来、1m×1mまでのサイズの基板であれば、基板を水平に配置し、この基板にUSシャワーと呼ばれる超音波振動子より超音波エネルギーが与えられた洗浄液を吐出する。これにより、基板を洗浄液で洗浄している。
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた伝搬液を流す超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の下方に配置された、被洗浄物を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持された被洗浄物の洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
を具備し、
前記超音波伝搬管は、その側面が、前記洗浄液供給機構によって前記洗浄面に洗浄液を供給することで該洗浄面に形成される該洗浄液の液膜に接触するように配置されていることを特徴とする。
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた洗浄液を流す超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の下方に配置された、被洗浄物を保持する保持機構と、
前記超音波伝搬管の側壁に設けられ、前記保持機構によって保持された被洗浄物の洗浄面に前記洗浄液を吐出するためのスリット又は複数の穴と、
を具備することを特徴とする。
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた伝搬液を流す超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の外側に、該超音波伝搬管を覆うように配置された洗浄液供給管と、
前記洗浄液供給管の下方に配置された、被洗浄物を保持する保持機構と、
前記洗浄液供給管に設けられた、洗浄液が導入される導入口と、
前記洗浄液供給管の側壁に設けられ、前記導入口から導入された洗浄液を前記保持機構によって保持された被洗浄物の洗浄面に吐出するためのスリット又は複数の穴と、
を具備することを特徴とする。
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた伝搬液を流す超音波伝搬管であって、内側の管と外側の管の二重管構造とされ、前記伝搬液が前記内側の管の一方端から導入され、前記内側の管の他方端から吐出され、前記吐出された伝搬液が前記外側の管の内側面を通って前記外側の管の側面から排出される超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の下方に配置された、被洗浄物を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持された被洗浄物の洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
を具備し、
前記超音波伝搬管は、前記外側の管の外側面が、前記洗浄液供給機構によって前記洗浄面に洗浄液を供給することで該洗浄面に形成される該洗浄液の液膜に接触するように配置されていることを特徴とする。
洗浄液に超音波エネルギーを与える超音波振動子と、
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた洗浄液を流す超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の側壁に設けられた前記洗浄液を吐出するためのスリット又は複数の穴と、
を具備し、
前記超音波伝搬管が前記洗浄槽内に挿入されており、
前記洗浄槽内に前記スリット又は複数の穴から前記洗浄液が吐出されることを特徴とする。
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた洗浄液を流す超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の側面に設けられた前記洗浄液を吐出するためのスリット又は複数の穴と、
前記スリット又は複数の穴に対向するように被洗浄物を保持する保持機構と、
前記保持機構に保持された前記被洗浄物と前記超音波伝搬管を相対的に移動させる移動機構と、
を具備し、
前記移動機構によって前記被洗浄物と前記超音波伝搬管を相対的に移動させながら前記超音波エネルギーが与えられた洗浄液を前記被洗浄物に前記スリット又は複数の穴から吐出させることにより前記被洗浄物を洗浄することを特徴とする。
〈枚葉式スピン洗浄〉
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による超音波洗浄装置を示す断面図である。図2及び図3は、図1に示す超音波伝搬管12及び被洗浄物21の一部を拡大した断面図である。
また、ケース11内には、超音波伝搬管12の後端部12aに対向して円板状の超音波振動子13が配置されている。この超音波振動子13は一体構成により円板状の振動板13aを有しており、この振動板13aの表面が超音波振動子13の振動面として超音波伝搬管12の後端部12aに対向している。また、ケース11の側面には超音波を伝搬させる伝搬液15を供給するための伝搬液給液口14が形成されており、伝搬液15には例えば室温の純水などが用いられることが好ましい。
ステージ16上に被洗浄物21を保持し、ステージ16を回転させることで被洗浄物21を回転させながら、洗浄液供給ノズル18から洗浄液19を被洗浄物21の表面に供給する。また、伝搬液給液口14からケース11の内部の超音波振動子13に伝搬液を供給し、超音波振動子13によって超音波が与えられた伝搬液15を超音波伝搬管12の後端部12aから前端部12bに向けて流し、開放端である前端部12bから伝搬液15を排出する。
図25に示す超音波洗浄装置は、超音波振動子103から熱伝導部材109を介して石英などの固体で密度の高いプローブ108を振動させ、プローブ自体が定在波分布を持つ振動体となり、プローブ108に接した液膜(洗浄液)102に超音波エネルギーを与え、液膜102がエネルギー伝搬経路となり、被洗浄物に超音波エネルギーが供給される装置である。
これに対し、本実施形態の超音波洗浄装置は、超音波振動子13からの超音波振動エネルギーが超音波伝搬管12内の伝搬液15に伝搬し、この伝搬液15内の超音波は超音波伝搬管12内で反射を繰り返して伝搬していくが、一部が超音波伝搬管12を透過して洗浄液19に伝搬して被洗浄物21に到達して洗浄される装置である。従って、超音波伝搬管12中に満たされた伝搬液15は、超音波振動子13からの超音波エネルギーの伝搬経路であるが、振動体ではない。超音波伝搬管12は、伝搬液15を保持し、伝搬経路を形成する役割を持つが、振動体ではない。
図6(A)は、本発明の実施形態2による超音波洗浄装置の超音波伝搬管を示す断面図であり、図6(B)は、図6(A)に示す超音波伝搬管を下から視た図であり、図6(C)は、図6(A),(B)に示す超音波伝搬管を被洗浄物21上に配置して洗浄している様子を示す断面図である。
また、伝搬液として洗浄液を使用するため、洗浄液を供給する装置を伝搬液供給装置と別に設ける必要がない。
図7(A)は、図6に示す超音波伝搬管の変形例1を示す断面図であり、図7(B)は、図7(A)に示す超音波伝搬管を下から視た図であり、図7(C)は、図7(A),(B)に示す超音波伝搬管を被洗浄物21上に配置して洗浄している様子を示す断面図である。
また、図6(A),(B)に示す超音波伝搬管37を図7(C)に示すように液膜に接触しないように配置しても良いし、図7(A),(B)に示す超音波伝搬管40を図6(C)に示すように液膜に接触するように配置しても良い。
(実施形態3)
図16(A)は、本発明の実施形態3による浸漬式の超音波洗浄装置を示す断面図であり、図16(B)は、図16(A)に示す断面に対して垂直方向に超音波洗浄装置を切断した断面図である。
図18は、実施形態3の変形例17による浸漬式の超音波洗浄装置を示す断面図であり、図16(A)と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
(実施形態4)
図21は、本発明の実施形態4による大型基板を洗浄する超音波洗浄装置を示す断面図である。
図22は、実施形態4の変形例20による超音波洗浄装置を示す断面図であり、図21と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
Claims (7)
- 伝搬液に超音波エネルギーを与える超音波振動子と、
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた伝搬液を流す超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の下方に配置された、被洗浄物を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持された被洗浄物の洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
を具備し、
前記超音波伝搬管は、その側面が、前記洗浄液供給機構によって前記洗浄面に洗浄液を供給することで該洗浄面に形成される該洗浄液の液膜に接触するように配置され、前記超音波伝搬管に流れる伝搬液内の超音波の一部が該超音波伝搬管を透過して前記洗浄液の液膜に伝搬して前記被洗浄物を洗浄することを特徴とする超音波洗浄装置。 - 請求項1において、前記超音波伝搬管の一方端及び該一方端に対向するように配置された前記超音波振動子を収容する筐体と、前記筐体内に伝搬液を供給する伝搬液供給装置と、前記伝搬液の溶存気体濃度を調整する溶存気体濃度調整器と、前記超音波伝搬管の他方端から排出される伝搬液を回収する伝搬液回収槽と、前記伝搬液回収槽内の伝搬液を再び前記筐体内に供給する循環ポンプと、をさらに具備することを特徴とする超音波洗浄装置。
- 請求項1又は2において、前記超音波振動子は前記超音波伝搬管の一方端に対向するように配置されており、前記超音波伝搬管の一方端には単数又は複数の鍔部が設けられていることを特徴とする超音波洗浄装置。
- 請求項1又は2において、前記超音波振動子は前記超音波伝搬管の一方端に対向するように配置されており、前記超音波伝搬管の一方端は前記超音波振動子に近づくにつれて管の内径が大きくなるテーパ形状を有していることを特徴とする超音波洗浄装置。
- 請求項1において、前記超音波伝搬管の他方端には超音波エネルギーを吸収する減衰体が設けられていることを特徴とする超音波洗浄装置。
- 伝搬液に超音波エネルギーを与える超音波振動子と、
前記超音波振動子によって超音波エネルギーが与えられた伝搬液を流す超音波伝搬管であって、内側の管と外側の管の二重管構造とされ、前記伝搬液が前記内側の管の一方端から導入され、前記内側の管の他方端から吐出され、前記吐出された伝搬液が前記外側の管の内側面を通って前記外側の管の側面から排出される超音波伝搬管と、
前記超音波伝搬管の下方に配置された、被洗浄物を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持された被洗浄物の洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、
を具備し、
前記超音波伝搬管は、前記外側の管の外側面が、前記洗浄液供給機構によって前記洗浄面に洗浄液を供給することで該洗浄面に形成される該洗浄液の液膜に接触するように配置されていることを特徴とする超音波洗浄装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項において、前記伝搬液が純水であり、前記純水中の溶存気体濃度が2〜4.5ppmに調整されていることを特徴とする超音波洗浄装置。
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