JPH09199464A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

超音波洗浄装置

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JPH09199464A
JPH09199464A JP580896A JP580896A JPH09199464A JP H09199464 A JPH09199464 A JP H09199464A JP 580896 A JP580896 A JP 580896A JP 580896 A JP580896 A JP 580896A JP H09199464 A JPH09199464 A JP H09199464A
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JP
Japan
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ultrasonic
cleaning
cleaning liquid
piezoelectric elements
ultrasonic waves
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JP580896A
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English (en)
Inventor
Nobuki Matsuzaki
伸樹 松崎
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Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒径が0.5μm以下や1μm以上の微粒子
を効率良く除去することのできる超音波洗浄装置を提供
する。 【解決手段】 洗浄液2を貯溜した洗浄槽1に、周波数
帯域が1MHz〜4MHzの超音波を発振する圧電素子
5a,5b,5cを設けると共に周波数帯域が400k
Hz〜800kHzの超音波を発振する圧電素子6a,
6b,6cを設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば半導体ウ
エハの製造プロセス等で用いられる超音波洗浄装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に半導体ウエハはシリコン基板の表
面に半導体膜や絶縁膜等を形成して構成されているが、
このような半導体ウエハを製造する場合にシリコン基板
の表面に塵等の微粒子が付着していると、半導体膜や絶
縁膜の特性が低下し、所望の半導体特性や絶縁特性を得
ることが困難になる。したがって、シリコン基板の表面
に半導体膜や絶縁膜等を形成する場合には、その前工程
でシリコン基板を洗浄して微粒子を除去しておく必要が
ある。
【0003】ところで、シリコン基板やその他の各種基
板(例えば液晶基板等)に付着した微粒子を除去する手
段として、超音波を利用した洗浄装置が従来から知られ
ている。この種の超音波洗浄装置は、洗浄槽と、この洗
浄槽に貯えられた洗浄液に超音波を付与する圧電素子と
を備えており、シリコン基板等の被洗浄物を洗浄液に浸
漬した状態で圧電素子から超音波を発振させて被洗浄物
に付着した微粒子を除去するように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の超音波洗浄装置では、圧電素子から発振される
超音波の周波数帯域が800kHz〜1MHzであるこ
とから、0.5μm以下の微粒子や1μm以上の微粒子
を効率良く除去することが困難であった。
【0005】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は粒径が0.5μm以下や1μm
以上の微粒子を効率良く除去することのできる超音波洗
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】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、洗浄液に超音波を付与して被洗
浄物に付着した微粒子を除去する超音波洗浄装置におい
て、前記洗浄液に周波数の高い超音波を付与する第1の
超音波付与手段と、前記洗浄液に周波数の低い超音波を
付与する第2の超音波付与手段とを具備したことを特徴
とするものである。
【0007】請求項2の発明は、洗浄液に超音波を付与
して被洗浄物に付着した微粒子を除去する超音波洗浄装
置において、前記被洗浄物を前記洗浄液に浸漬するため
の洗浄槽と、前記洗浄槽に設けられ前記洗浄液に周波数
の高い超音波を付与する第1の超音波付与手段と、前記
洗浄槽に設けられ前記洗浄液に周波数の低い超音波を付
与する第2の超音波付与手段とを具備したことを特徴と
するものである。
【0008】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2記載の発明において、前記第1の超音波付与手段から
前記洗浄液に付与される超音波の周波数帯域は1MHz
〜4MHzであり、前記第2の超音波付与手段から前記
洗浄液に付与される超音波の周波数帯域は400kHz
〜800kHzであることを特徴とするものである。
【0009】請求項4の発明は、請求項1または請求項
2記載の発明において、前記第1の超音波付与手段およ
び前記第2の超音波付与手段は、前記洗浄液に超音波を
同時に付与することを特徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係る
超音波洗浄装置の縦断面図で、図中1は洗浄槽を示して
いる。この洗浄槽1は金属または樹脂等で形成されてお
り、その内部には洗浄液2が貯溜されている。
【0011】前記洗浄液2はシリコン基板等の被洗浄物
3を洗浄するためのもので、この洗浄液2には第1の超
音波付与手段としての圧電素子5a,5b,5cおよび
第2の超音波付与手段としての圧電素子6a,6b,6
cから超音波が洗浄槽1を介して付与されるようになっ
ている。なお、図中4は被洗浄物3を垂直に保持する保
持体を示している。
【0012】前記圧電素子5a,5b,5cは洗浄槽1
の外表面に取付けられており、これらの圧電素子5a,
5b,5cには、第1の高周波発生回路8aが給電線7
aを介して接続されている。
【0013】前記圧電素子6a,6b,6cは圧電素子
5a,5b,5cと同様に洗浄槽1の外表面に取付けら
れており、これらの圧電素子6a,6b,6cには、第
2の高周波発生回路8bが給電線7bを介して接続され
ている。
【0014】なお、第1の超音波付与手段としての圧電
素子5a,5b,5cから発振される超音波の周波数を
f1 、第2の超音波付与手段としての圧電素子6a,6
b,6cから発振される超音波の周波数をf2 とする
と、洗浄槽1の厚さtは t=0.5(c/f1 )×n=0.5(c/f2 )×n ただし、c;は音速、n;整数となっている。
【0015】上記のように構成される超音波洗浄装置に
より被洗浄物3を超音波洗浄する場合には、被洗浄物3
を洗浄液2に浸漬した状態で第1の高周波発生回路8a
から圧電素子5a,5b,5cに1MHz〜4MHzの
高周波電圧を印加するとともに、第2の高周波発生回路
8bから圧電素子6a,6b,6cに400kHz〜8
00kHzの高周波電圧を印加する。このとき、圧電素
子5a,5b,5cからは1MHz〜4MHzの超音波
が発振され、また圧電素子6a,6b,6cからき40
0kHz〜800kHzの超音波が発振される。そし
て、これらの圧電素子5a,5b,5c,6a,6b,
6cから発振された超音波は洗浄槽1を介して洗浄液2
に付与される。
【0016】図2は被洗浄物3に付着した微粒子の除去
効率と洗浄液2に付与される超音波の周波数帯域との関
係を示す線図であり、図中実線aは被洗浄物3に付着し
た微粒子の粒径が1μm〜10μmのときの除去効率を
示し、図中実線bは被洗浄物3に付着した微粒子の粒径
が0.1μm〜0.5μmのときの除去効率を示してい
る。
【0017】同図に示すように、洗浄液2に付与される
超音波の周波数帯域が400kHz〜800kHzのと
きには1μm〜10μmの微粒子を効率良く除去できる
のに対し、洗浄液2に付与される超音波の周波数帯域が
1MHz〜4MHzのときには0.1μm〜0.5μm
の微粒子を効率良く除去することができる。
【0018】したがって、本発明の一実施形態では第1
の高周波発生回路8aから圧電素子5a,5b,5cに
所定の高周波電圧を印加すると、洗浄液2に1MHz〜
4MHzの超音波が付与され、また第2の高周波発生回
路8bから圧電素子6a,6b,6cに所定の高周波電
圧を印加する洗浄液2に400kHz〜800kHzの
超音波が付与されるので、粒径が0.5μm以下や1μ
m以上の微粒子を被洗浄物3から効率良く除去すること
ができる。
【0019】また、本発明の一実施形態では圧電素子5
a,5b,5cから発振される超音波の周波数f1 、圧
電素子6a,6b,6cから発振される超音波の周波数
f2としたとき、洗浄槽1の厚さtが t=0.5(c/f1 )×n=0.5(c/f2 )×n となっているので、圧電素子5a,5b,5cから発振
される超音波の波長と圧電素子6a,6b,6cから発
振される超音波の波長とを洗浄槽1の内壁面で一致させ
ることができ、これにより洗浄液2に超音波を効率的に
付与することができる。
【0020】さらに、本発明の一実施形態では圧電素子
5a,5b,5cおよび圧電素子6a,6b,6cから
洗浄液2に周波数帯域の高い超音波と周波数帯域の低い
超音波が同時に付与されるので、被洗浄物3を短時間で
洗浄することができる。
【0021】なお、本発明は上述した一実施形態に限定
されるものではない。たとえば上述した一実施形態では
圧電素子5a,5b,5cおよび圧電素子6a,6b,
6cを洗浄槽1の外側に設けたが、圧電素子5a,5
b,5cおよび圧電素子6a,6b,6cを洗浄槽1の
内側に設けても同様の効果を得ることができる。
【0022】また、上述した本発明の一実施形態では被
洗浄物3を超音波洗浄する際に圧電素子5a,5b,5
cおよび圧電素子6a,6b,6cから超音波を同時に
発振させたが、たとえば圧電素子5a,5b,5cから
1MHz〜4MHzの超音波を発振させて0.1μm〜
0.5μmの微粒子を被洗浄物3から除去した後に圧電
素子6a,6b,6cから400kHz〜800kHz
の超音波を発振させて1μm〜10μmの微粒子を被洗
浄物3から除去しても良いし、あるいは圧電素子6a,
6b,6cから400kHz〜800kHzの超音波を
発振させて1μm〜10μmの微粒子を被洗浄物3から
除去した後に圧電素子5a,5b,5cから1MHz〜
4MHzの超音波を発振させて0.1μm〜0.5μm
の微粒子を被洗浄物3から除去するようにしても良い。
【0023】さらに、上述した本発明の一実施形態では
本発明をディップ方式の超音波洗浄装置に適用した場合
について説明したが、本発明はディップ方式の超音波洗
浄装置に限定されるものではなく、シャワー方式の超音
波洗浄装置にも適用できる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1乃至請求
項3の発明によれば、粒径が0.5μm以下や1μm以
上の微粒子を効率良く除去することのできる超音波洗浄
装置を提供できる。請求項4の発明によれば、請求項1
の発明による効果を加えて、被洗浄物を短時間で洗浄す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る超音波洗浄装置の縦
断面図。
【図2】被洗浄物に付着した微粒子の除去効率と洗浄液
に付与される超音波の周波数帯域との関係を示す線図。
【符号の説明】
1…洗浄槽 2…洗浄液 3…被洗浄物 5a,5b,5b…圧電素子(第1の超音波付与手段) 6a,6b,6b…圧電素子(第2の超音波付与手段) 8a…第1の高周波発生回路 8b…第2の高周波発生回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 洗浄液に超音波を付与して被洗浄物に付
    着した微粒子を除去する超音波洗浄装置において、 前記洗浄液に周波数帯域の高い超音波を付与する第1の
    超音波付与手段と、 前記洗浄液に周波数帯域の低い超音波を付与する第2の
    超音波付与手段とを具備したことを特徴とする超音波洗
    浄装置。
  2. 【請求項2】 洗浄液に超音波を付与して被洗浄物に付
    着した微粒子を除去する超音波洗浄装置において、 前記被洗浄物を前記洗浄液に浸漬するための洗浄槽と、 前記洗浄槽に設けられ前記洗浄液に周波数帯域の高い超
    音波を付与する第1の超音波付与手段と、 前記洗浄槽に設けられ前記洗浄液に周波数帯域の低い超
    音波を付与する第2の超音波付与手段とを具備したこと
    を特徴とする超音波洗浄装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の超音波付与手段から前記洗浄
    液に付与される超音波の周波数帯域は1MHz〜4MH
    zであり、前記第2の超音波付与手段から前記洗浄液に
    付与される超音波の周波数帯域は400kHz〜800
    kHzである請求項1または請求項2記載の超音波洗浄
    装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の超音波付与手段および前記第
    2の超音波付与手段は、前記洗浄液に超音波を同時に付
    与することを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    超音波洗浄装置。
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