JPH0969506A - 超音波洗浄システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は洗浄絵液に含まれる気体によって洗
浄効果の低下や振動板が発熱するのを防止した超音波洗
浄システムを提供することにある。 【解決手段】 ワ−ク２４を超音波振動が付与された洗
浄液で洗浄するための超音波洗浄システムにおいて、上
記洗浄液の供給源１と、この供給源に一端が接続された
供給管路２と、この供給管路の他端に接続され上記供給
源から供給された洗浄液に超音波振動を付与してから上
記ワ−クに向けて噴射する超音波印加ノズル装置１４
と、上記供給管路の中途部に設けられ上記超音波印加ノ
ズル装置へ供給される洗浄液に含まれる気体を除去する
脱気装置４とを具備し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】この発明はワ−クに付着した
微粒子を超音波振動が付与された洗浄液によって洗浄す
る超音波洗浄システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶表示装置や半導体装置の製
造工程においては、ワ−クとしての液晶用ガラス基板や
半導体ウエハなどの被洗浄基板を高い清浄度で洗浄する
ことが要求される工程がある。このような被洗浄基板を
洗浄する方式としては、洗浄液中に複数枚の被洗浄基板
を浸漬するデイップ方式や被洗浄基板に向けて洗浄液を
噴射して一枚ずつ洗浄する枚葉方式があり、最近では高
い清浄度が得られるとともに、コスト的に有利な枚葉方
式が採用されることが多くなってきている。

【０００３】枚葉方式の１つとして被洗浄基板に噴射さ
れる洗浄液に振動を付与し、その振動作用によって上記
被洗浄基板から微粒子を効率よく除去するようにした洗
浄方式が実用化されている。

【０００４】洗浄液に振動を付与する洗浄方式におい
て、従来は20〜50ｋＨｚ程度の超音波が用いられていた
が、最近では600 〜1.5 ＭＨｚ程度の極超音波帯域の音
波を用いる超音波洗浄が開発されている。

【０００５】振動が付与された洗浄液を被洗浄基板に噴
射すると、その振動の作用によって被洗浄基板に付着し
た微粒子の結合力が低下するため、振動を付与しない場
合に比べて洗浄効果を向上させることができるというこ
とがある。

【０００６】上記洗浄液としては、通常、純水が用いら
れている。しかしながら、純水には飽和水蒸気圧に近い
レベルの酸素が溶存状態で含まれている。そのため、そ
のような酸素を含んだ純水をポンプなどで超音波印加ノ
ズル装置に圧送し、ここで超音波振動を付与すると、純
水中に含まれる酸素によって超音波振動の伝播効率が低
下するから、上記純水による洗浄効果も低下するという
ことがある。

【０００７】さらに、純水に超音波振動が付与される
と、その純水に含まれる酸素が分離し、上記超音波印加
ノズル装置の超音波振動する振動板に気泡となって付着
する。振動板に気泡が付着すると、その気泡によって振
動板が純水により冷却されにくくなるから、気泡の付着
量が増大すると、振動板の温度上昇が大きくなり、その
振動板が熱損する虞がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、ワ−クを
超音波振動が付与された洗浄液で洗浄する場合、洗浄液
に気体が含まれていることで、その気体によって超音波
振動の伝播効率の低下を招き、洗浄効果の低下を招くと
いうことがあったり、洗浄液から気体が分離し、その気
体が超音波振動する振動板に気泡となって付着すること
で、その振動板が高温となり、熱損する虞があるなどの
ことがあった。

【０００９】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、洗浄液に超音波振動が付
与される前に、その洗浄液から気体を取り除くことで、
超音波振動の伝播効率を向上させるとともに、気泡の付
着による発熱を防止した超音波洗浄システムを提供する
ことにある。

【００１０】

【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、ワ−クを超音波振動が付与された
洗浄液で洗浄するための超音波洗浄システムにおいて、
上記洗浄液に含まれる気体を除去してからその洗浄液に
超音波振動を付与することを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明は、ワ−クを超音波振動が
付与された洗浄液で洗浄するための超音波洗浄システム
において、上記洗浄液の供給源と、この供給源に一端が
接続された供給管路と、この供給管路の他端に接続され
上記供給源から供給された洗浄液に超音波振動を付与し
てから上記ワ−クに向けて噴射する超音波印加ノズル装
置と、上記供給管路の中途部に設けられ上記超音波印加
ノズル装置へ供給される洗浄液に含まれる気体を除去す
る脱気装置とを具備したことを特徴とする。

【００１２】請求項１と請求項２の発明によれば、洗浄
液は、超音波振動が付与される前に、それに含まれる気
体が除去されるため、洗浄液への超音波振動の伝播効率
を向上させることができるとともに、超音波振動する振
動板が気体の付着により発熱するのを防止できる。

【００１３】

【実施形態】以下、この発明の一実施形態を図面を参照
して説明する。図１に示す超音波洗浄システムは洗浄液
である、純水の供給源１を備えている。この供給源１に
は供給管路２の一端が接続されている。この供給管路２
には上記供給源１の純水を圧送する送水ポンプ３が設け
られている。この送水ポンプ３の吐出側、つまり供給管
路２の送水ポンプ３よりも下流側には脱気装置４が設け
られている。

【００１４】上記脱気装置４は図２に示すように筒状の
ホルダ５を有する。このホルダ５の両端部内にはそれぞ
れ支持部材６が設けられている。各支持部材６には中空
糸状の複数の分離膜部材７が両端部を気密に保持されて
設けられている。上記ホルダ５の両端開口は端板５ａに
よって閉塞され、その端板５ａに上記供給管路２が接続
されている。

【００１５】上記分離膜部材７は液体を遮断し、気体を
透過させる構造となっていて、その内部と外部とにガス
濃度差を与えることで、内部を流通する純水からそれに
含まれる気体（酸素）を除去できるようになっている。

【００１６】分離膜部材７の内部と外部とにガス濃度差
を与える手段として上記ホルダ５には吸引ポンプ８が吸
引管路９を介して接続されている。上記吸引ポンプ８が
作動することで、上記ホルダ５の内部が減圧される。そ
れによって、上記分離膜部材７の内部と外部とにガス濃
度差を与えることができるから、分離膜部材７内を流通
する純水に含まれる気体を分離除去することができるよ
うになっている。

【００１７】なお、上記吸引管路９には圧力計１１が接
続され、この吸引管路９内の圧力を表示できるようにな
っている。上記供給管路２の上記脱気装置４の下流側に
は流量計１２およびフィルタ１３が順次接続され、さら
に下流側は超音波印加ノズル装置１４に接続されてい
る。この超音波印加ノズル装置１４は図３に示すように
ノズル体１５を備えている。このノズル体１５の下端部
は下方へゆくにつれて幅寸法が小さくなるテ−パ状をな
していて、その下端面にはノズル孔１６が形成されてい
る。また、ノズル体１５の内部空間１５ａに上記供給管
路２の下流端が連通している。

【００１８】上記ノズル体１５内の上部両側には段部１
７が形成されていて、この段部１７には薄い金属板から
なる振動板１８が幅方向両端部を係合させて設けられて
いる。つまり、振動板１８はノズル体１５の内部空間１
５ａを閉塞している。

【００１９】上記振動板１８の上面にはたとえば圧電素
子などからなる振動子１９が取着されている。この振動
子１９には発振器２１がケ−ブル２２を介して電気的に
接続されている。上記発振器２１が上記振動子１９に給
電することで、この振動子１９は超音波振動する。それ
によって、この振動子１９が取着された振動板１８も超
音波振動するようになっている。

【００２０】上記ノズル体１５の内部空間１５ａに上記
供給管路２から純水が供給されると、その純水には上記
振動子１９によって超音波振動が付与される。超音波振
動が付与された純水は上記ノズル孔１６から噴出するよ
うになっている。

【００２１】上記超音波印加ノズル装置１４の下方には
洗浄槽２３が設けられている。この洗浄槽２３内には液
晶用ガラス基板や半導体ウエハなどのワ−クとしての被
洗浄基板２４がロ−ラからなる搬送機構２５によって搬
入および搬出されるようになっている。したがって、上
記ノズル孔１６から噴出される純水によって上記被洗浄
基板２４が洗浄されるようになっている。

【００２２】上記洗浄槽２３には戻り管２６の一端が接
続されている。この戻り管２６の他端はフィルタ２７を
介して上記供給源１に連通している。それによって、上
記洗浄槽２３に噴射された純水は上記フィルタ２７で浄
化されて回収されるようになっている。

【００２３】つぎに、上記構成の超音波洗浄システムの
作用について説明する。洗浄槽２３内に供給された被洗
浄基板２４を洗浄するには、まず、送水ポンプ３を作動
させて供給源１の純水を供給管路２へ圧送させてから、
脱気装置４の吸引ポンプ８および発振器２１を作動させ
る。

【００２４】洗浄槽２３から供給管路２へ供給された純
水は脱気装置４の中空糸状の分離膜部材７の内部へ流入
する。この分離膜部材７の内部と外部とは上記吸引ポン
プ８によってガス濃度差が与えられている。そのため、
純水が上記分離膜部材７の内部空間を通過することで、
その純水に含まれた気体が分離され、分離膜部材７の周
壁を通過して吸引ポンプ８に吸引されることになる。そ
の結果、上記脱気装置４の分離膜部材７を通過した純水
には気体が含まれていないことになる。

【００２５】脱気装置４で脱気された純水は流量計１２
およびフィルタ１３を通過して超音波印加ノズル装置１
４のノズル体１５の内部空間１５ａに流入する。内部空
間１５ａへ流入した純水は振動板１８に接触して超音波
振動が付与され、上記ノズル体１５の下端に開口形成さ
れたノズル孔１６から被洗浄基板２４に向かって噴射さ
れる。

【００２６】したがって、上記被洗浄基板２４は超音波
振動が付与された純水によって洗浄されることになる。
超音波印加ノズル装置１４に供給される純水は、それに
含まれる気体が脱気装置４によって除去されている。そ
のため、気体の含まれない純水が超音波印加ノズル装置
１４の振動板１８に接触して超音波振動が付与される
際、気体が含まれている場合に比べて超音波振動を効率
よく伝播することができるから、上記純水を媒体として
被洗浄基板２４に与える振動エネルギが増大する。つま
り、被洗浄基板２４の洗浄効率の向上を計ることができ
る。

【００２７】しかも、純水に気体が含まれていないこと
で、その純水が超音波振動する振動板１８に接触して
も、その振動板１８に気泡が付着するようなことがな
い。そのため、超音波振動する振動板１８が気泡によっ
て冷却されにくくなるということがないから、上記振動
板１８が超音波振動による発熱で変形したり、損傷する
などのことを防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように請求項１と請求項２の
発明によれば、ワ−クを超音波振動が付与された洗浄液
で洗浄する際、洗浄液に超音波振動を付与する前に、そ
の洗浄液に含まれる気体を除去するようにした。

【００２９】そのため、気体が除去された洗浄液は、気
体が含まれる洗浄液に比べて超音波振動の伝播効率が向
上するから、ワ−クの洗浄効果も向上させることができ
る。さらに、気体が除去された洗浄液は超音波振動が付
与されることで気泡が発生することがないから、従来の
ように洗浄液から発生する気泡が超音波振動する振動板
に付着し、その振動板が洗浄液により冷却されずに発熱
し、熱損するということがないなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す全体構成図。

【図２】同じく脱気装置の断面図。

【図３】同じくノズル体の断面図。

【符号の説明】

１…純水の供給源、２…供給管路、４…脱気装置、１４
…超音波印加ノズル装置、１５…ノズル体、１６…ノズ
ル孔、２４…被洗浄基板（ワ−ク）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワ−クを超音波振動が付与された洗浄液
   で洗浄するための超音波洗浄システムにおいて、 上記洗浄液に含まれる気体を除去してからその洗浄液に
   超音波振動を付与することを特徴とする超音波洗浄シス
   テム。
2. 【請求項２】 ワ−クを超音波振動が付与された洗浄液
   で洗浄するための超音波洗浄システムにおいて、 上記洗浄液の供給源と、 この供給源に一端が接続された供給管路と、 この供給管路の他端に接続され上記供給源から供給され
   た洗浄液に超音波振動を付与してから上記ワ−クに向け
   て噴射する超音波印加ノズル装置と、 上記供給管路の中途部に設けられ上記超音波印加ノズル
   装置へ供給される洗浄液に含まれる気体を除去する脱気
   装置とを具備したことを特徴とする超音波洗システム。