JP5525765B2 - 超音波洗浄装置及び超音波洗浄処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積装置用基板、表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、フィルム基板、機械部品等に対して、超音波振動を照射した水や薬液を用いて超音波洗浄処理を行う超音波洗浄装置及び超音波洗浄処理方法に関する。

近年、半導体集積装置の製造工程では、配線パターンの微細化と、製造に用いられるシリコンウェハの大口径化とともに、精密加工品を洗浄する高度な洗浄技術が要求されている。配線パターンとシリコンウェハと精密加工品とは、被洗浄物である。

上述した洗浄技術には、特に、極微小の粒子の除去、使用する薬液の量の削減、酸化・エッチング量の抑制、新規の配線の材料及び新規の絶縁膜の材料への対応が求められている。

このような対応のために、一般的に洗浄技術は、薬液をベースとした化学的作用によって被洗浄物を洗浄する。しかしながらこのような洗浄技術では、酸化・エッチング量が過剰である、新規の配線の材料及び新規の絶縁膜の材料を変質させることがある。そのためこのような理由から、上述した洗浄技術では、近年の被洗浄物への洗浄のための対応が困難となりつつある。

そのためこれらを鑑みて、近年の洗浄技術では、薬液を使用しない物理的作用によって被洗浄物を洗浄する期待が高まっている。

物理的作用による洗浄技術には、洗浄性能に優れている例えば超音波洗浄が挙げられる。超音波洗浄とは、周波数が２０ｋＨｚ以上の音波（１秒間に２万回の振動）である機械振動（超音波振動）が照射された気体または液体等の媒質を用いて被洗浄物を洗浄処理する洗浄方法である。このような超音波振動の物理的な作用によって、洗浄効果が発現する。

なお一般に半導体集積装置の製造工程では、周波数が５００ｋＨｚ以上の高周波帯超音波を利用した超音波洗浄が適用される。

また上述したような超音波洗浄は、バッチ式（浸漬式）洗浄と枚葉式洗浄との両方に対応する。バッチ式洗浄とは、洗浄液を貯留した処理槽の中に被洗浄物を収容（浸漬）して超音波洗浄する洗浄方法である。枚葉式洗浄とは、被洗浄物に対して洗浄液を吐出しながら超音波洗浄する洗浄方法である。

例えば特許文献１には、超音波音圧の絶対値を表わす測定が行え、その超音波音圧測定値を表示することのできる超音波音圧測定装置が開示されている。この超音波音圧測定装置は、超音波洗浄に用いられる超音波音圧を正確に測定する。

特開２００７−２９２６２５号公報

被洗浄物である例えば上述したような半導体集積装置の配線パターンは、上述したように微細化により、物理的な作用に対する耐性が低下してしまう。そのため配線パターンは、超音波洗浄によってダメージを受けてしまう（破壊される）虞が生じる。よって、半導体集積装置の製造工程では、超音波洗浄を利用する洗浄工程が限られてしまう虞が生じる。

そのため本発明は、上記事情に鑑み、被洗浄物に対するダメージを抑え、所望な洗浄性能を発揮することができる超音波洗浄装置及び超音波洗浄処理方法を提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、洗浄液を用いて被洗浄物を超音波洗浄処理する洗浄処理部と、前記洗浄液に対して超音波振動を照射する振動子と、前記振動子を圧電効果によって超音波振動させるために、所望の周波数で、且つ所望の振幅の電気信号を前記振動子に付与する発振器と、前記洗浄液中に所望の気体を溶解する気体溶解部と、前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度を測定する気体濃度測定部と、超音波洗浄のための所望の条件と、前記被洗浄物に残留している除去すべき対象物の粒子の数に基づく洗浄性能との関係と、超音波洗浄のための前記所望の条件と、超音波洗浄によってダメージを受けた前記被洗浄物の主面における素子の数を示す前記被洗浄物に対するダメージとの関係とを格納するデータベースを有し、前記データベースに基づいて、前記被洗浄物に対するダメージを所望する値以下に抑制しつつ所望する洗浄性能を発揮するための超音波の出力範囲を算出する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記気体濃度測定部で測定された前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度と、前記超音波の出力範囲との関係に基づいて、前記発振器が前記振動子へ付与する超音波の出力値を、前記超音波の出力範囲内で駆動するように制御し、前記発振器が前記振動子に付与する電気信号を制御することを特徴とする超音波洗浄装置を提供する。
また本発明は目的を達成するために、被洗浄物を超音波洗浄処理する洗浄処理部を少なくとも備えた前記に記載の超音波洗浄装置で実施される超音波洗浄処理方法において、洗浄液に所望の気体を溶解し、前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度を測定し、前記測定された前記気体の濃度に応じて超音波の出力値を算出し、前記洗浄液に供給される前記超音波が前記算出した出力値となるように、前記洗浄液に超音波振動を照射する振動子に接続された発振器を制御することを特徴とする超音波洗浄処理方法を提供する。

本発明によれば、被洗浄物に対するダメージを抑え、所望な洗浄性能を発揮することができる超音波洗浄装置及び超音波洗浄処理方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波洗浄装置の構成を示す図である。 図２は、超音波の出力値と、洗浄性能との関係を示す図である。 図３は、窒素の濃度と、洗浄性能との関係を示す図である。 図４は、超音波の出力値と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物の主面における素子の数との関係を示す図である。 図５は、窒素の濃度と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物の主面における素子の数との関係を示す図である。 図６は、窒素の濃度と超音波の出力値と最適な超音波の出力範囲との関係を示す図である。 図７は、本実施形態における超音波洗浄装置の動作を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る超音波洗浄装置の構成を示す図である。 図９は、本実施形態における超音波洗浄装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図１乃至図７を参照して本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態では、超音波洗浄装置１は、被洗浄物８００に対して、超音波振動を照射した例えば水や薬液等の液体を用いて超音波洗浄処理を行う。

本実施形態では、洗浄液７００を貯留した処理槽１１０の中に被洗浄物８００を収容し、洗浄液７００に浸漬された状態の被洗浄物８００を超音波洗浄するバッチ式洗浄が用いられる。
このバッチ式洗浄によって超音波洗浄される被洗浄物８００には、例えば機械部品等が好適である。

超音波洗浄装置１は、洗浄液７００を用いて被洗浄物８００を超音波洗浄処理する洗浄処理部１００と、洗浄液７００に対して超音波振動を照射する振動子２００と、振動子２００を圧電効果によって超音波振動させるために、所望の周波数（周波数が例えば２０ｋＨｚ以上）で、且つ所望の振幅の電気信号を振動子２００に付与する発振器３００と、洗浄液７００中に所望の気体４１０を溶解する気体溶解部４００と、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定する気体濃度測定部５００と、超音波洗浄のための所望の条件と、被洗浄物８００に残留している除去すべき対象物の粒子の数に基づく洗浄性能との関係と、超音波洗浄のための所望の条件と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数を示す被洗浄物８００に対するダメージとの関係とを格納するデータベースに基づいて、被洗浄物８００に対するダメージを所望する値以下に抑制しつつ所望する洗浄性能を発揮するための超音波の出力範囲を算出し、気体濃度測定部５００で測定された洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度と、超音波の出力範囲との関係に基づいて、発振器３００が振動子２００へ付与する超音波の出力値を制御し、発振器３００が振動子２００に付与する電気信号を制御する制御部６００とを有している。

洗浄処理部１００は、被洗浄物８００を収容して洗浄液７００を貯留する処理槽１１０と、処理槽１１０が貯留する洗浄液７００を準備する洗浄液準備機構１２０と、処理槽１１０に貯留された洗浄液７００に対して振動子２００によって照射される超音波振動を伝播する伝播液１３０を貯留する伝播槽１４０と、伝播槽１４０が貯留する伝播液１３０を準備する伝播液準備機構１５０とを有している。

処理槽１１０は、超音波振動の透過性が高く、使用劣化による発塵の恐れがなく、金属成分の溶出の虞がない材質で形成されている。このような材質は、例えば石英ガラスである。処理槽１１０は、収容する被洗浄物８００の形状を特に限定しないが、上述したように機械部品等の被洗浄物８００を収容することが好適である。

処理槽１１０の底部１１０ａ付近には、洗浄液準備機構１２０によって準備された洗浄液７００を洗浄液準備機構１２０から処理槽１１０に供給する供給配管１１１が配設されている。この供給配管１１１は、気体溶解部４００と接続している。また処理槽１１０の上面１１０ｂは、開放されている。そのため処理槽１１０の上端１１０ｃの外周面１１０ｄには、処理槽１１０からオーバーフローした洗浄液７００を一時的に貯留する外槽１１２が配設されている。この外槽１１２には、一時的に貯留した廃液となる洗浄液７００を外槽１１２から排液する排液配管１１３が接続している。

洗浄液準備機構１２０は、洗浄液７００を処理槽１１０に貯留させるように、洗浄液７００を準備する。この洗浄液準備機構１２０は、処理槽１１０（より詳細には気体溶解部４００）に供給する洗浄液７００を一時的に貯留するタンク１２１と、タンク１２１に一時的に貯留されている洗浄液７００の温度を調整する温度調整部である温調機１２２と、処理槽１１０（より詳細には気体溶解部４００）に供給される洗浄液７００の流速を所望の速度となるように制御する流速制御部であるポンプ１２３と、ポンプ１２３によって流速を制御された洗浄液７００を気体溶解部４００に供給する供給配管１２４とを有している。供給配管１２４は、気体溶解部４００と接続している。

伝播槽１４０において、伝播液１３０は、処理槽１１０の底部１１０ａと振動子２００の上面（振動面）２００ａとの間に介在し、処理槽１１０に貯留された洗浄液７００に対して振動子２００から照射された超音波振動を伝播する。この伝播液１３０は、超音波振動の伝播を妨げる気泡を発生させず、且つ振動子２００の振動面２００ａで発生する熱を効率よく放出させる液体が望ましい。この液体は、気体が溶解していない水である。

伝播槽１４０の底部１４０ａの一部には、開口部１４０ｂが配設されている。開口部１４０ｂには、振動子２００が取り付けられている。伝播槽１４０には、伝播液準備機構１５０から伝播槽１４０に伝播液１３０を供給する供給配管１４１と、廃液となる伝播液１３０を伝播槽１４０から排液する排液配管１４２とが配設されている。

伝播液準備機構１５０は、伝播液１３０を伝播槽１４０に貯留させるように、伝播液１３０を準備する。伝播液準備機構１５０は、伝播槽１４０に供給される伝播液１３０を一時的に貯留するタンク１５１と、タンク１５１に貯留された伝播液１３０に予め溶解された気体を除去する溶解気体除去機構１５２とを有している。

振動子２００は、振動面２００ａにおいて発生した超音波振動を、伝播液１３０を介して処理槽１１０の底部１１０ａに伝播させ、処理槽１１０の底部１１０ａを透過させて、処理槽１１０内の洗浄液７００に照射する。超音波振動を照射された洗浄液７００は、超音波振動の物理的な作用によって、被洗浄物８００に対して洗浄作用をもたらす。

発振器３００は、信号出力線３２０を有している。信号出力線３２０は、振動子２００と接続しており、制御部６００によって制御された振動子２００に付与する電気信号を振動子２００に伝達する。これにより発振器３００は、振動子２００を超音波振動させる。

気体溶解部４００は、洗浄液準備機構１２０から供給された洗浄液７００に対して所望の気体４１０を溶解する。この気体４１０は、例えば、水素と、ヘリウムと、窒素と、酸素と、ネオンと、アルゴンと、クリプトンと、キセノンと、ラドンと、二酸化炭素と、アンモニアとの少なくとも１つから構成される。

気体溶解部４００は、供給配管１２４における洗浄液７００に予め溶解された気体を洗浄液７００から除去する溶解気体除去機構４４０と、溶解気体除去機構４４０によって気体を除去された洗浄液７００に気体４１０を供給する気体供給部４２０と、溶解気体除去機構４４０にて気体を除去された供給配管１１１における洗浄液７００に気体供給部４２０から放出された気体４１０を供給する気体供給配管４３０とを有している。

気体濃度測定部５００は、供給配管１１１によって気体溶解部４００から処理槽１１０に供給される洗浄液７００において、この洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定する。気体濃度測定部５００は、供給配管１１１より分岐し、気体４１０の濃度を測定するために供給配管１１１に流れる洗浄液７００を分岐させる分岐配管５１０と、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定するために分岐配管５１０から流れた洗浄液７００を一時的に貯留する測定槽５２０と、測定槽５２０に貯留された洗浄液７００を加熱する加熱部であるヒータ５３０と、ヒータ５３０で加熱された洗浄液７００から洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定する測定部である測定センサ５４０とを有している。

なお分岐配管５１０は、処理槽１１０と供給配管１１１と供給配管１２４と気体供給配管４３０との少なくとも１つから分岐していればよい。つまり気体濃度測定部５００は、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定するために、洗浄処理部１００と、気体溶解部４００と、洗浄処理部１００と気体溶解部４００とを連結する供給配管１１１と供給配管１２４との、少なくとも１つから分岐していればよい。

ここで測定センサ５４０による洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度の測定について説明する。
測定センサ５４０は、まずヒータ５３０によって加熱された洗浄液７００の温度変化の結果を基に、洗浄液７００の熱伝導度を測定する。この熱伝導度は、洗浄液７００の組成と、気体４１０の組成と、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度とに依存する。本実施形態では、洗浄液７００の組成と、気体４１０の組成とは、予め所望に設定されている。そのため洗浄液７００の組成と、気体４１０の組成とが予め所望に設定されていると、測定センサ５４０は、測定した熱伝導度を基に、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定できることとなる。このように本実施形態では、予め所望に設定されている洗浄液７００の組成と気体４１０の組成と、測定センサ５４０によって測定された熱伝導度とを基に、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定する。

なお測定センサ５４０は、この測定結果を制御部６００に出力する。この測定結果とは、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を示す濃度情報である。

制御部６００は、信号入力線６１０と、信号出力線６２０と、記録装置６３０と、中央演算処理装置６４０と、操作部６５０と、表示部６６０とを有している。

信号入力線６１０は、測定センサ５４０と中央演算処理装置６４０とに接続している。信号入力線６１０は、測定センサ５４０によって測定された測定結果を測定センサ５４０から中央演算処理装置６４０に入力する。この測定結果とは、上述した洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を示す濃度情報である。

信号出力線６２０は、発振器３００と中央演算処理装置６４０とに接続している。信号出力線６２０は、振動子２００に付与する制御された電気信号を入力信号として中央演算処理装置６４０から発振器３００に入力する。

記録装置６３０は、信号入力線６１０と中央演算処理装置６４０とを通じて入力された濃度情報を記録する。また記録装置６３０は、超音波洗浄のための所望の条件と洗浄性能との関係と、超音波洗浄のための所望の条件と被洗浄物８００に対するダメージとの関係とのデータベースを格納する。

超音波洗浄のための所望の条件は、振動子２００の振動面２００ａの寸法（大きさ）と、発振器３００が振動子２００に対して付与する電気信号の周波数及び振幅（超音波の出力値）と、洗浄液７００の組成及び温度と、洗浄液７００に溶解する気体４１０の組成及び濃度とによって構成される。気体４１０の濃度は、測定センサ５４０によって測定された濃度情報を基にしている。

また洗浄性能は、上述したように被洗浄物８００に残留している除去すべき対象物の粒子の数に基づいている。より詳細には洗浄性能は、超音波洗浄処理前、超音波洗浄処理後及び乾燥処理後に、被洗浄物８００に残留している除去すべき対象物の粒子の数を測定することによって求められる。さらなる詳細については後述する。
この洗浄性能は、超音波洗浄のための所望の条件と、上述した超音波洗浄処理によって被洗浄物８００から除去すべき対象物の種類とに依存する。

また被洗浄物８００に対するダメージとは、超音波洗浄処理後及び乾燥処理後における、上述したように超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数を示す。この超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数は、超音波洗浄のための所望の条件と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の種類とに依存する。

なおデータベースには、被洗浄物８００の形状と種類と、超音波洗浄処理によって被洗浄物８００から除去する対象物の種類と、超音波洗浄によってダメージを受ける被洗浄物８００の主面における素子と、後述する図６に示す窒素の濃度と超音波の出力値と最適な超音波の出力範囲との関係を示す情報がさらに格納される。

中央演算処理装置６４０は、記録装置６３０に格納されたデータベースに基づいて、被洗浄物８００に対するダメージを所望する値以下に抑制しつつ所望する洗浄性能を発揮するための超音波の出力範囲を算出し、気体濃度測定部５００で測定された洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度（前述した濃度情報）と、超音波の出力範囲との関係に基づいて、発振器３００が振動子２００へ付与する超音波の出力値を制御し、発振器３００が振動子２００に付与する電気信号を制御する。

具体的には、中央演算処理装置６４０は、データベースに基づいて超音波の出力範囲を算出し、算出した超音波の出力範囲に基づいて、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度に対応する超音波の出力値にて超音波振動させるように発振器３００を制御する。

操作部６５０は、記録装置６３０に格納されるデータベースを入出力するための例えばタッチパネルやキーボード等である。入出力するものは、上述したように例えば超音波洗浄のための所望の条件と、洗浄性能と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数などである。

表示部６６０は、洗浄液７００中における気体４１０の濃度の設定値と測定値、超音波出力の設定値、記録装置６３０に格納されるデータベースの入出力状況、中央演算処理装置６４０での処理状況等を表示する。

次に超音波の出力範囲を算出する方法について図２乃至図６を参照して説明する。
まず操作部６５０によって入力されるデータベースの一例を説明する。この一例は、超音波洗浄のための所望の条件と、被洗浄物８００の形状と種類と、超音波洗浄処理によって被洗浄物８００から除去する対象物の種類と、超音波洗浄によってダメージを受ける被洗浄物８００の主面における素子とである。

振動子２００の振動面２００ａの寸法は、例えば縦３１７ｍｍ、横３１７ｍｍである。
発振器３００から出力される電気信号の周波数は、例えば１８２０ｋＨｚである。
超音波の出力値は、例えば０Ｗ〜１２００Ｗである。
洗浄液７００は、例えば温度が摂氏２５度の水である。
洗浄液７００に溶解する気体４１０は、例えば濃度が０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの窒素である。
被洗浄物８００は、例えば直径２００ｍｍのシリコンウェハである。
被洗浄物８００から除去する対象物は、例えば粒径が２００ｎｍ〜５０００ｎｍのシリコン粒子である。
被洗浄物８００の主面における素子は、例えば材質が多結晶シリコンの配線パターンである。配線パターンの配線は、例えば幅５０ｎｍ、高さ１４０ｎｍを有し、各配線間の間隙幅は例えば５０ｎｍである。

次に超音波の出力範囲を算出する具体的な方法について説明する。
処理槽１１０は、洗浄液７００を貯留し、被洗浄物８００を収容する。この状態で超音波洗浄処理が５分間実行される。超音波洗浄処理については、図７を参照して詳細に後述する。超音波洗浄処理後、被洗浄物８００は、処理槽１１０から引き上げられる。そして被洗浄物８００に対して、イソプロピルアルコールを用いた置換雰囲気下または窒素雰囲気下での高速スピン回転による乾燥処理が実行される。

このとき超音波洗浄処理によって、下記に示す第１乃至第３の事項が発現する。

第１の事項
振動子２００によって洗浄液７００に対して超音波振動が照射されると、洗浄液７００には、圧力の高い領域と、圧力の低い領域とが周期的に発生する。

第２の事項
洗浄液７００において圧力の低い領域では、飽和蒸気圧の低い成分である窒素が容易に気泡群を形成する。気泡群とは、種々の径を持つ気泡によって構成される集団である。気泡群の中には、照射された超音波振動に共振するのに最適な径を持つ気泡（共振気泡）が存在する。

第３の事項
共振気泡が、超音波振動との共振によって運動エネルギーを得て、被洗浄物８００の主面を摩擦しながら移動速度Ｖにて移動することによって、被洗浄物８００の主面における粒子を除去する。この粒子とは、上述した被洗浄物８００から除去する対象物である、粒径が２００ｎｍ〜５０００ｎｍのシリコン粒子である。

なお参考文献１または参考文献２によると、共振気泡の移動速度の最大値Ｖは、（１）式で求められる。

Ｉ：音響強度、ｋ：波数、Ｒ：共振気泡の半径、Ｐ：実効音圧、ｆ：周波数、ν：振動速度。
ｃ：窒素を含む洗浄液７００の平均音速
η：窒素を含む洗浄液７００の平均粘度
ρ：窒素を含む洗浄液７００の平均密度
Ｋ：窒素を含む洗浄液７００の平均弾性率
式（１）乃至式（５）をまとめると式（６）が得られる。

超音波の出力値が増大すると、振動速度ν が増大し、式（６）より移動速度Ｖも増大する。

なお参考文献３によると、η、ρ、Ｋは、窒素の体積分率ξ を用いて、式（７）乃至式（９）から求められる。

η_Ｈ２Ｏ：洗浄液７００（ここでは、上述した水である）の粘度 ８９１μＰａ・Ｓ
ρ_Ｈ２Ｏ：洗浄液７００（ここでは、上述した水である）の密度 １００００ｋｇ／ｍ^３
Ｋ_Ｈ２Ｏ：洗浄液７００（ここでは、上述した水である）の弾性率 ２ＧＰａ
η_Ｎ２：窒素の粘度 １８μＰａ・Ｓ
ρ_Ｎ２：窒素の密度 １．２５ｋｇ／ｍ^３
Ｋ_Ｎ２：窒素の弾性率 １４１ｋＰａ

参考文献１ Ｋ.Ｙｏｓｈｉｏｋａ， Ｙ． Ｋａｗａｓｈｉｍａ， Ｈ． Ｈｉｒａｎｏ：Ａｃｕｓｔｉｃａ， ５， １７３ (１９５５)
参考文献２ 阿座上瑞美， 菊池廣：表面技術， ４７， ３９ (１９９６)
参考文献３ 実吉純一， 菊池善充， 熊本乙彦 監修：超音波技術便覧， １５１ (１９９１)

また上述した第１乃至第３の事項によって図２に示すような、超音波洗浄のための所望の条件である超音波の出力値と、洗浄性能との関係が取得される。
図２に示す洗浄性能は、上述したように、超音波洗浄処理前、超音波洗浄処理後及び乾燥処理後に、被洗浄物８００に残留している除去すべき対象物の粒子の数を測定することによって求められる。

即ち、超音波洗浄処理前に被洗浄物８００に残留している対象物の粒子数をＮ０、超音波洗浄処理後及び乾燥処理後に被洗浄物８００に残留している対象物の粒子数をＮとすると、
洗浄性能（％）＝１００×（Ｎ０−Ｎ）／Ｎ
という式によって、洗浄性能は算出される。

なお被洗浄物８００に残留している除去すべき対象物の粒子の数は、ウェハ表面検査装置（株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型式：ＬＳ−６０００）を用いて散乱光を検出する方法によって測定される。

図２に示すように、超音波の出力値が増大すると、窒素の濃度がどんな値でも、洗浄性能は向上することがわかる。また各窒素の濃度において、超音波の出力値が一定の値を超えると、洗浄性能は飽和することがわかる。

そのため洗浄効果が発現する（洗浄性能＞０％となる）ために必要な最低の超音波の出力値は、洗浄液７００に溶解している窒素の濃度に依存することがわかる。さらに窒素の濃度が高い場合、超音波の出力値が小さくても洗浄効果が発現することがわかる。また、窒素の濃度が低い場合、超音波の出力値が大きくても洗浄効果が発現しにくいことがわかる。なお、窒素の濃度が０ｐｐｍである場合、超音波の出力値を大きくしても洗浄効果は全く発現しないこととなる。

つまり上述した図２と前述した第１乃至第３の事項と式（１）乃至式（９）とをまとめると、超音波の出力値が増大すると、前述した圧力の低い領域における圧力が著しく低下するため共振気泡の量が増大し、振動速度νが増大する。これにより移動速度Ｖも増大するため、洗浄性能が向上する。

また窒素の濃度が増大すれば、超音波の出力値が小さくても、共振気泡の量が増大するため、洗浄効果は発現する。また窒素の濃度が減少すれば、超音波の出力値が大きくても、共振気泡の量が減少するため、洗浄効果は発現しにくい。また、窒素の濃度が０ｐｐｍである場合、超音波の出力値が増大しても、気泡群自体が発生しないため、洗浄効果が全く発現しないこととなる。

また上述した第１乃至第３の事項によって、図２と共に、図３に示すような、測定センサ５４０によって測定された窒素の濃度と、洗浄性能との関係が取得される。なお図３に示す洗浄性能は、図２と同様の手法によって求められる。

図３に示すように、各超音波の出力値において、窒素の濃度が増大すると、洗浄性能は向上することがわかる。しかし各超音波の出力値において、窒素の濃度がある一定の値を超えると、洗浄性能は低下することがわかる。

そのため洗浄効果が発現する（洗浄性能＞０％となる）ために必要な最低の窒素の濃度は、超音波の出力値に依存することがわかる。さらに図３に示すように超音波の出力値が３００Ｗでは濃度１２ｐｐｍ以上の窒素、超音波の出力値が６００Ｗでは１０ｐｐｍ以上の窒素、超音波の出力値が１２００Ｗでは８ｐｐｍ以上の窒素が必要であることがわかる。また図３に示すように、超音波の出力値が小さいほど、過剰な窒素の濃度によって洗浄性能の低下が顕著であることがわかる。

ここで図３において過剰な窒素の濃度による洗浄性能の低下について、前述した第１乃至第３の事項と式（６），（７），（９）とを用いて説明する。

前述した第１乃至第３の事項において、洗浄液７００に溶解している窒素の濃度が過剰になると、窒素の体積分率ξ が増大する。これにより式（７）乃至式（９）より平均粘度ηと平均密度ρとが減少し、平均弾性率Ｋが著しく減少する。結果として、式（６）より移動速度Ｖが減少するため、洗浄性能は低下する。

また上述した第１乃至第３の事項によって、図２と図３と共に、図４に示すような、超音波洗浄のための所望の条件である超音波の出力値と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数との関係が取得される。

図４において、窒素の濃度は、例えば１２ｐｐｍである。超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数は、超音波洗浄処理後及び乾燥処理後に、欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製，型式：ＩＬＭ−２３５０）及び欠陥レビューＳＥＭ装置（日本電子株式会社製，型式：ＪＷＳ−７５５５Ｓ）を用いて、測定される。図４に示すように、超音波の出力値がある一定の値を超えると、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子が発生し、超音波の出力値の増大とともに、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数は増加することがわかる。

また上述した第１乃至第３の事項によって、図２乃至図４と共に、図５に示すような、窒素の濃度と、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数との関係が取得される。

図５において、超音波の出力値は、例えば１２００Ｗである。超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数は、図４と同様の手法によって測定される。

また超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子は、下記に示す第４乃至第６の事項によってよって発現する。

第４の事項
振動子２００によって洗浄液７００に対して超音波振動が照射されると、洗浄液７００の中には、圧力の高い領域と、圧力の低い領域とが周期的に発生する。

第５の事項
急激な圧力の変化に伴い、洗浄液７００の慣性力が発生する。慣性力は、式（５）で示される実効音圧Ｐに比例する。

第６の事項
前述した慣性力が、被洗浄物８００の主面に配置する素子に作用し、素子が倒壊する。このように被洗浄物８００の主面における素子は、超音波洗浄によってダメージを受ける。

このように第４乃至第６の事項と図５に示すように、窒素の濃度が増大すると、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数は減少することがわかる。窒素の濃度が例えば２０ｐｐｍの場合、超音波の出力値が例えば１２００Ｗと大きくても、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数はほぼ０となることがわかる。逆に、窒素の濃度が例えば０ｐｐｍに近づくにつれて、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数は著しく増大することがわかる。

ここで図５において過剰な窒素の濃度による超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数の低下について、前述した第４乃至第６の事項と式（４），（５），（８），（９）とを用いて説明する。

前述した第４乃至第６の事項によると、超音波の出力値が増大すると、式（５）における振動速度νが増大し、前述した慣性力が増大するため、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数が増大する。また窒素の濃度が増大すれば、窒素の体積分率ξ が増大し、式（４）と式（８）と式（９）とにより平均音速ｃと平均密度ρともに減少し、式（５）より実効音圧Ｐが減少し、前述した慣性力が減少する。これにより超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数が減少する。

また図２乃至図５をまとめると、図６に示すような窒素の濃度と超音波の出力値と最適な超音波の出力範囲との関係が算出される。

図６において実線で示す曲線は、図２及び図３から求められる、８０％以上の洗浄性能を得る超音波の出力値の最小値を示す。また破線は、図４及び図５から求められる、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子が発生する際の超音波の出力値の最小値を示す。網掛けで示した領域αは、最適な超音波の出力範囲となる。この最適な超音波の出力範囲とは、超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子が発生せず、且つ８０％以上の洗浄性能を得る超音波の出力範囲である。

例えば気体濃度測定部５００によって測定され、洗浄液７００に溶解している気体４１０である窒素の濃度が１５ｐｐｍである場合、最適な超音波の出力範囲を基に、最適な超音波の出力範囲は、９００Ｗ〜１２００Ｗである。よって、制御部６００は、超音波の出力値が９００Ｗ〜１２００Ｗになるように、発振器３００を制御する。

図６に示す、窒素の濃度と超音波の出力値と最適な超音波の出力範囲との関係は、上述したように、被洗浄物８００の形状と種類と、超音波洗浄処理によって被洗浄物８００から除去する対象物の種類と、超音波洗浄によってダメージを受ける被洗浄物８００の主面における素子と共に、記録装置６３０（データベース）に格納される。

次に図７を参照して本実施形態における超音波洗浄装置１の動作について説明する。

伝播液準備機構１５０は伝播液１３０の供給を開始し、伝播液１３０が伝播槽１４０に貯留する（Ｓｔｅｐ１）。より詳細には、タンク１５１に一時的に貯留されている伝播液１３０は、伝播液１３０に溶解された気体を溶解気体除去機構１５２によって除去され、供給配管１４１を経由して伝播槽１４０へ供給される。さらに伝播液１３０は、伝播槽１４０から排液配管１４２を経由して排出される。

なお伝播液１３０の供給は、被洗浄物８００が処理槽１１０に収容される前から、被洗浄物８００に対する超音波洗浄処理が完了するまで、常時継続される。

被洗浄物８００は、処理槽１１０に収容される（Ｓｔｅｐ２）。

洗浄液準備機構１２０は、気体溶解部４００に対して、洗浄液７００の供給を開始する（Ｓｔｅｐ３）。より詳細には、タンク１２１に一時的に貯留されている洗浄液７００は、温調機１２２によって温度を調整され、ポンプ１２３によって所望の速度の流速となるように流速を制御される。そして洗浄液７００は、ポンプ１２３によって供給配管１２４を経由して気体溶解部４００へ供給される。

なお洗浄液７００の供給は、被洗浄物８００に対する超音波洗浄処理が完了するまで、常時継続される。

気体溶解部４００は、洗浄液７００から洗浄液７００に溶解された気体を除去し、洗浄液７００に対して気体４１０を供給し、気体４１０が供給された洗浄液７００を処理槽１１０及び気体濃度測定部５００へ供給する（Ｓｔｅｐ４）。より詳細には、気体溶解部４００において、洗浄液７００は、洗浄液７００に溶解された気体を溶解気体除去機構４４０によって除去され、気体供給配管４３０を経由して気体供給部４２０によって気体４１０を供給される。この後、洗浄液７００は、供給配管１１１に流れる。

なお気体の除去と気体４１０の供給と洗浄液７００の供給とは、被洗浄物８００に対する超音波洗浄処理が完了するまで、常時継続される。

気体濃度測定部５００は、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度を測定し、測定によって得られた濃度情報を制御部６００へ出力する（Ｓｔｅｐ５）。

より詳細には、供給配管１１１に流れた洗浄液７００の一部は、分岐配管５１０を経由して、測定槽５２０に貯留される。そして測定槽５２０に貯留された洗浄液７００はヒータ５３０によって加熱され、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度が測定センサ５４０によって測定される。気体４１０の濃度情報は、測定センサ５４０から信号入力線６１０を通じて制御部６００に入力される。測定された洗浄液７００は、分岐配管５１０を経由して、再び供給配管１１１に流れる。

なお濃度の測定と制御部６００への濃度情報の入力とは、被洗浄物８００に対する超音波洗浄処理が完了するまで、常時継続される。

洗浄液準備機構１２０は、処理槽１１０にて洗浄液７００がオーバーフローするまで、洗浄液７００を処理槽１１０に供給する（Ｓｔｅｐ６）。これにより被洗浄物８００は、洗浄液７００中に浸漬された状態となる。そして洗浄液７００は、処理槽１１０をオーバーフローした後、外槽１１２にて一時的に貯留され、排液配管１１３を経由して、排出される。

制御部６００は、データベースに基づいて、図２乃至図６にて示した最適な超音波の出力範囲を算出する。そして制御部６００は、気体４１０の濃度情報と、超音波の出力範囲との関係に基づいて、発振器３００が振動子２００へ付与する超音波の出力値を制御し、発振器３００が振動子２００に付与する電気信号を制御する（Ｓｔｅｐ７）。

具体的には、制御部６００は、算出された超音波の出力範囲に基づいて、気体濃度測定部５００から出力された濃度情報に対応する超音波の出力値にて、超音波振動させるように発振器３００を制御する。このように制御部６００は、超音波の出力範囲に基づいて、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度と、発振器３００から振動子２００へ付与される超音波の出力値とを対応させる。

最適な超音波の出力範囲の算出と、気体４１０の濃度に対応する振動子２００へ付与する超音波の出力値の制御とは、Ｓｔｅｐ５に同期して常時継続される。

なおデータベースについては、図２乃至図６を参照して上述しているために詳細な説明は省略する。

またここでＳｔｅｐ７におけるデータベースに基づく超音波の出力範囲の算出について説明する。

例１：窒素の濃度が１５ｐｐｍである場合。
この場合、図６に示すように、最適な超音波の出力範囲は、９００Ｗ〜１２００Ｗである。よって、制御部６００は、超音波の出力値が９００Ｗ〜１２００Ｗになるように、発振器３００を制御する。

例２：窒素の濃度が８ｐｐｍである場合。
この場合、図６に示すように、最適な超音波の出力範囲は存在しない。よって、制御部６００は、被洗浄物８００に対するダメージ（超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数）を抑制すべく、超音波の出力値が０Ｗになるように、発振器３００を制御し、超音波洗浄作用を減退させる。次に、表示部６６０は、窒素の濃度が異常である旨のアラームを表示するとともに、記録装置６３０はアラームの発生履歴を記録する。

このように制御部６００は、気体４１０の濃度の値が所望する値以下である場合、発振器３００から振動子２００へ付与する超音波の出力値が所望する値以下になるように発振器３００を制御する。これにより制御部６００は、超音波洗浄処理作用を減退させる。

発振器３００は、制御部６００によって制御され、振動子２００に付与する電気信号を信号出力線３２０を通じて振動子２００に伝達し、振動子２００を超音波振動させる（Ｓｔｅｐ８）。振動子２００の超音波振動と同時に、被洗浄物８００は超音波洗浄処理される。

発振器３００は、振動子２００の超音波振動を停止させる（Ｓｔｅｐ９）。停止後、洗浄液準備機構１２０は、洗浄液７００を一定時間継続して処理槽１１０に供給する。超音波洗浄処理によって被洗浄物８００から除去された対象物は、処理槽１１０からオーバーフローする洗浄液７００とともに、外槽１１２へ流れ、排液配管１１３を経由して、排出される。

被洗浄物８００は、処理槽１１０から引き上げられ、図示しない乾燥装置へ搬送される（Ｓｔｅｐ１０）。なお洗浄液７００が薬液である場合、被洗浄物８００は、リンス処理を経て、乾燥装置へ搬送される。
これにより動作が終了する。

このように本実施形態では、データベースに基づいて超音波の出力範囲を算出し、算出した超音波の出力範囲に基づいて、洗浄液７００に溶解している気体４１０の濃度に対応する超音波の出力値にて、超音波振動させるように発振器３００を制御する。

これにより本実施形態では、危険性や有害性を有する化学物質または高圧環境を準備することなく、洗浄液７００に均一に気体４１０を存在させるための時間を必要とせず、被洗浄物８００に対するダメージ（超音波洗浄によってダメージを受けた被洗浄物８００の主面における素子の数）を所望する値以下に抑え、かつ所望な洗浄性能を発揮することができる。

また本実施形態では、処理槽１１０において、洗浄液７００に浸漬された状態の被洗浄物８００を超音波洗浄するために、被洗浄物８００の面をもらすことなく正確且つ精緻に超音波洗浄することができる。

次に本発明に係わる第２の実施の形態について図８と図９とを参照して説明する。第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。

本実施形態では、被洗浄物８００に対して洗浄液を吐出しながら被洗浄物８００を超音波洗浄する枚葉式洗浄が用いられる。
この枚葉式洗浄によって超音波洗浄される被洗浄物８００には、例えば半導体集積装置用基板、表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、フィルム基板等の基板が好適である。

超音波洗浄装置１は、洗浄処理部１００と、発振器３００と、気体溶解部４００と、気体濃度測定部５００と、制御部６００とを有している。

洗浄処理部１００は、洗浄液７００を準備する洗浄液準備機構１２０と、被洗浄物８００を保持する保持機構１７０と、保持機構１７０を回転させることによって被洗浄物８００を回転する回転機構１８０と、洗浄液準備機構１２０によって準備され、発振器３００によって超音波振動を伝播された超音波振動を伝播された洗浄液７００を、被洗浄物８００の主面に向けて吐出する吐出部であるノズル１９０とを有している。

保持機構１７０は、複数のチャックピン１７１と、スピンベース１７２とを有している。チャックピン１７１は、基板などの平板形状の被洗浄物８００を保持する。そのためチャックピン１７１は、スピンベース１７２の上面の周縁部に沿って、少なくとも３本以上配設されている。スピンベース１７２は、チャックピン１７１を保持し、回転機構１８０によって回転する保持回転部である。

回転機構１８０は、スピンベース１７２の下面側に配設されている。回転機構１８０は、回転軸１８１と、モータ１８２とを有している。回転軸１８１の上端は、スピンベース１７２の下面の中央部に固定されている。回転軸１８１の下端は、モータ１８２に連結している。モータ１８２が駆動すると、回転軸１８１が回転する。これによってスピンベース１７２が回転し、チャックピン１７１によって保持されている被洗浄物８００はスピンベース１７２と一体的に水平回転する。

ノズル１９０は、チャックピン１７１に保持される被洗浄物８００の主面に対向するように、保持機構１７０の上方に配設されている。ノズル１９０は、供給配管１１１と連結し洗浄液７００を被洗浄物８００に供給する供給配管１９１と、供給配管１９１に配設され、供給配管１９１における洗浄液７００に対して超音波振動を照射する振動子１９２とを有している。

供給配管１９１の出口であるノズル１９０の吐出口１９０ａは、スピンベース１７２の上面に対向する。ノズル１９０内において、供給配管１１１との連結部分である供給配管１９１の入口１９０ｂと、供給配管１９１の出口との間には、開口部１９０ｃが配設されている。この開口部１９０ｃには、振動子１９２の振動面１９２ａが取り付けられている。振動子１９２は、発振器３００に接続される。

次に図９を参照して本実施形態の超音波洗浄装置１の動作について説明する。
なお本実施形態では、洗浄液７００は、洗浄液準備機構１２０と、気体溶解部４００と、供給配管１１１と、入口１９０ｂとを経由し、振動子１９２の振動面１９２ａから超音波振動を照射されて、吐出口１９０ａに到達し、保持機構１７０によって保持されている被洗浄物８００の主面に向けて吐出口１９０ａから吐出される。

超音波洗浄装置１の動作において、Ｓｔｅｐ３乃至Ｓｔｅｐ５の動作とＳｔｅｐ７の動作とが順次行われる。

被洗浄物８００は、チャックピン１７１によって保持される（Ｓｔｅｐ３１）。

モータ１８２は、駆動し、回転軸１８１とスピンベース１７２とを通じて、被洗浄物８００を水平回転させる（Ｓｔｅｐ３２）。Ｓｔｅｐ３２は、被洗浄物８００に対する超音波洗浄処理が完了するまで、常時継続される。

発振器３００は、振動子１９２を超音波振動させる（Ｓｔｅｐ３３）。これにより振動子１９２は、洗浄液７００に超音波振動を照射する。

ノズル１９０は、被洗浄物８００の主面に向けて、洗浄液７００を吐出する（Ｓｔｅｐ３４）。このとき被洗浄物８００は、モータ１８２によって水平回転しながら、超音波振動を照射された洗浄液７００によって超音波洗浄処理される。

ノズル１９０は洗浄液７００の吐出を停止し、発振器３００は、振動子１９２の超音波振動を停止させる。この後、モータ１８２は、一定時間継続して、被洗浄物８００を水平回転させる（Ｓｔｅｐ３５）。

なお洗浄液７００が薬液である場合、ノズル１９０がリンス処理された水を被洗浄物８００の主面に向けて吐出した後に、モータ１８２は、一定時間継続して、被洗浄物８００を水平回転させる。

超音波洗浄処理によって被洗浄物８００から除去された対象物は、被洗浄物８００の水平回転によって遠心方向（被洗浄物８００の中心から外形に向う方向）に流れる洗浄液とともに排出される（Ｓｔｅｐ３６）。

モータ１８２は、停止し、被洗浄物８００の水平回転を停止させる（Ｓｔｅｐ３７）。

被洗浄物８００は、スピンベース１７２から引き上げられ、次工程へ搬送される（Ｓｔｅｐ３８）。

このように本実施形態では、保持機構１７０によって被洗浄物８００を保持し、回転機構１８０によって保持機構１７０を回転させることで被洗浄物８００を回転し、超音波振動を照射された洗浄液７００を被洗浄物８００にむけて吐出しても、上述した第１の実施形態と同様の効果をえることができる。

また本実施形態では、伝播液準備機構１５０と振動子２００とが不要であるために、超音波洗浄装置１全体をコンパクト且つ安価にすることができる。

また本実施形態では、被洗浄物８００が基板の場合に、特に有効である。

なお上述した第１，２の実施形態において、超音波洗浄装置１は、半導体集積装置用基板、表示装置用ガラス基板、フォトマスク用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、フィルム基板、機械部品等に対して、超音波振動を照射した水や薬液を用いて超音波洗浄処理を行う。

なお上述した第１，２の実施形態において、半導体集積装置の製造方法は、半導体集積装置の製造工程の少なくとも１つにおいて、超音波洗浄装置１を用いて被洗浄物８００を洗浄処理する。

本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１…超音波洗浄装置、１００…洗浄処理部、１１０…処理槽、１１１…供給配管、１１２…外槽、１１３…排液配管、１２０…洗浄液準備機構、１２１…タンク、１２２…温調機、１２３…ポンプ、１２４…供給配管、１３０…伝播液、１４０…伝播槽、１４１…供給配管、１４２…排液配管、１５０…伝播液準備機構、１５１…タンク、１５２…溶解気体除去機構、１７０…保持機構、１７１…チャックピン、１７２…スピンベース、１８０…回転機構、１８１…回転軸、１８２…モータ、１９０…ノズル、１９１…供給配管、１９２…振動子、１９２ａ…振動面、２００…振動子、３００…発振器、３２０…信号出力線、４００…気体溶解部、４１０…気体、４２０…気体供給部、４３０…気体供給配管、４４０…溶解気体除去機構、５００…気体濃度測定部、５１０…分岐配管、５２０…測定槽、５３０…ヒータ、５４０…測定センサ、６００…制御部、６１０…信号入力線、６２０…信号出力線、６３０…記録装置、６４０…中央演算処理装置、６５０…操作部、６６０…表示部、７００…洗浄液、８００…被洗浄物。

Claims (7)

1. 洗浄液を用いて被洗浄物を超音波洗浄処理する洗浄処理部と、
   前記洗浄液に対して超音波振動を照射する振動子と、
   前記振動子を圧電効果によって超音波振動させるために、所望の周波数で、且つ所望の振幅の電気信号を前記振動子に付与する発振器と、
   前記洗浄液中に所望の気体を溶解する気体溶解部と、
   前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度を測定する気体濃度測定部と、
   超音波洗浄のための所望の条件と、前記被洗浄物に残留している除去すべき対象物の粒子の数に基づく洗浄性能との関係と、超音波洗浄のための前記所望の条件と、超音波洗浄によってダメージを受けた前記被洗浄物の主面における素子の数を示す前記被洗浄物に対するダメージとの関係とを格納するデータベースを有し、前記データベースに基づいて、前記被洗浄物に対するダメージを所望する値以下に抑制しつつ所望する洗浄性能を発揮するための超音波の出力範囲を算出する制御部と、
   を具備し、
   前記制御部は、前記気体濃度測定部で測定された前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度と、前記超音波の出力範囲との関係に基づいて、前記発振器が前記振動子へ付与する超音波の出力値を、前記超音波の出力範囲内で駆動するように制御し、前記発振器が前記振動子に付与する電気信号を制御することを特徴とする超音波洗浄装置。
2. 前記洗浄処理部は、
   前記被洗浄物を収容して前記洗浄液を貯留する処理槽と、
   前記処理槽が貯留する前記洗浄液を準備する洗浄液準備機構と、
   前記処理槽に貯留された前記洗浄液に対して前記振動子によって照射される超音波振動を伝播する伝播液を貯留する伝播槽と、
   前記伝播槽が貯留する前記伝播液を準備する伝播液準備機構と、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置。
3. 前記洗浄処理部は、
   前記洗浄液を準備する洗浄液準備機構と、
   前記被洗浄物を保持する保持機構と、
   前記保持機構を回転させることによって前記被洗浄物を回転する回転機構と、
   前記洗浄液準備機構によって準備され、前記発振器によって超音波振動を伝播された前記洗浄液を、前記被洗浄物の主面に向けて吐出する吐出部と、
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置。
4. 前記制御部は、前記被洗浄物を超音波洗浄処理する工程において、前記気体濃度測定部で測定された前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度と、前記超音波の出力範囲との関係に基づいて、前記発振器が前記振動子へ付与する超音波の出力値を制御し、前記発振器が前記振動子に付与する電気信号を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の超音波洗浄装置。
5. 前記制御部は、前記被洗浄物を超音波洗浄処理する工程において、前記処理槽に前記被洗浄物を収容して前記洗浄液中に前記気体を溶解した後、前記気体濃度測定部で測定された前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度と、前記超音波の出力範囲との関係に基づいて、前記発振器が前記振動子へ付与する超音波の出力値を制御し、前記発振器が前記振動子に付与する電気信号を制御することを特徴とする請求項２に記載の超音波洗浄装置。
6. 前記制御部は、前記気体濃度測定部で測定された前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度に対応する前記超音波の出力範囲が前記データベースに存在しないとき、前記超音波の出力値を低下させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超音波洗浄装置。
7. 被洗浄物を超音波洗浄処理する洗浄処理部を少なくとも備えた請求項１に記載の超音波洗浄装置で実施される超音波洗浄処理方法において、
   洗浄液に所望の気体を溶解し、
   前記洗浄液に溶解している前記気体の濃度を測定し、
   前記測定された前記気体の濃度に応じて超音波の出力値を算出し、前記洗浄液に供給される前記超音波が前記算出した出力値となるように、前記洗浄液に超音波振動を照射する振動子に接続された発振器を制御することを特徴とする超音波洗浄処理方法。

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