JPWO2020021648A1 - 流水式超音波洗浄機及びそのノズル、超音波洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
洗浄液の供給開始とほぼ同時に超音波を始動でき、短時間であれば空焚きを許容できる流水式超音波洗浄機ノズルを提供する。本発明の流水式超音波洗浄機ノズル（１１）は、超音波を重畳した洗浄液（Ｗ１）を流水として吐出して被洗浄物（２）を超音波洗浄するものであり、ノズル本体（１２）、板状の超音波振動子（３１）、振動体（４１）を備える。ノズル本体（１２）は、洗浄液（Ｗ１）が流れる流路（Ｒ１）の一部をなす先細り形状の空洞部（１４）と、空洞部（１４）内の洗浄液（Ｗ１）を吐出する吐出口（１５）とを有する。板状の超音波振動子（３１）は、空洞部（１４）の基端側に配置されている。振動体（４１）は、耐薬品性を有する非金属無機材料からなる。振動体（４１）は、超音波振動子（３１）の前端面（３１ｂ）に密着固定され、空洞部（１４）の内部空間（１８）の半分以上の容積を占有する。洗浄液（Ｗ１）は、振動体（４１）の外表面と空洞部（１４）の内壁面との隙間（４６）を流れる。
Description
本発明は、超音波を伝搬させた洗浄液を流水として吐出することで被洗浄物を超音波洗浄する流水式超音波洗浄機ノズル、及びそれを備えた流水式超音波洗浄機、並びに当該洗浄機を用いた超音波洗浄方法に関するものである。
ＩＣチップ等に代表される半導体を製造するプロセスでは、シリコンウェハやダイシングブレードなどに付着した微細な塵をきれいに除去しておく必要がある。そのため、例えば流水式の超音波洗浄機を用いて被洗浄物であるシリコンウェハやダイシングブレードなどを超音波洗浄することが従来行われている。
図８には、従来の流水式超音波洗浄機におけるノズル１０１が示されている。ノズル１０１を構成するノズル本体１０２は、洗浄液１０３が流れる流路１０４の一部をなす先細り形状の空洞部１０５を有している。空洞部１０５の先端には、空洞部１０５内の洗浄液１０３を吐出する吐出口１０６が設けられている。空洞部１０５の基端側には、例えばセラミック製の振動子本体に保護層を接着してなる板状の超音波振動子１０７が配置されている。このように構成されたノズル１０１の使用時には、超音波振動子１０７を駆動させるとともに、流路１０４を介して空洞部１０５内に洗浄液１０３を導入する。すると、空洞部１０５の内部空間１０８において超音波が畳重された洗浄液１０３が、吐出口１０６から流水として放出される。そして、この流水となった洗浄液１０３を被洗浄物に当てることにより、被洗浄物の表面に付着した塵等が超音波振動の作用により効率よく除去されるようになっている。なお、この種の流水式超音波洗浄機ノズルは従来いくつか提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、被洗浄物が歯や義歯である場合の流水式超音波洗浄機も従来提案されている（例えば、特許文献３参照）。
ところで、図８に示した上記従来の流水式超音波洗浄機ノズル１０１の場合、空洞部１０５内が洗浄液１０３で満たされた状態で超音波振動子１０７を駆動させないと、超音波振動子１０７が無負荷運転となって空焚き状態となる。その結果、振動による発熱の影響により超音波振動子１０７に接着剥離が生じて、ごく短時間のうちに超音波振動子１０７が破損してしまう。このため、最小流量をあらかじめ規定しておき、それ以下の流量となった場合には、超音波発振を止めるインターロック機構を設ける等の対策をとる必要があった。また、洗浄液１０３を必要以上に使うのを避けるため、電磁バルブで流路１０４の開閉制御を行う場合、流入開始から空洞部１０５の内部空間１０８が洗浄液１０３で満たされるまでの時間が長くかかるという問題があった。それゆえ、ランニングコストの低減のため、できるだけ短時間で始動可能な状態とすることができる装置が望まれていた。
また、シリコンウェハやダイシングブレードは高清浄度が求められるため、洗浄効果の高い発泡性の薬液を洗浄液１０３として用いて洗浄することが望ましいが、このような薬液を使用すると、気泡の存在によって超音波が伝達されなくなる。それゆえ、従来では有効な超音波洗浄を実施することができなかった。さらに、上記のような半導体洗浄用の発泡性薬液は比較的高価なものであるため、コスト低減の観点からできるだけ使用量を少なくしたいという要請があった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、洗浄液の供給開始とほぼ同時に超音波を始動することができるばかりでなく、短時間であれば空焚きを許容することができる流水式超音波洗浄機ノズル及びそれを備えた流水式超音波洗浄機を提供することにある。また、本発明の別の目的は、半導体ウェハまたは半導体製造用ツールを効率よく確実に洗浄することが超音波洗浄方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、超音波を重畳させた洗浄液を流水として吐出することで被洗浄物を超音波洗浄する流水式超音波洗浄機ノズルであって、前記洗浄液が流れる流路の一部をなす先細り形状の空洞部を有し、前記空洞部内の前記洗浄液を吐出する吐出口を前記空洞部の先端に有するノズル本体と、前記空洞部の基端側に配置された板状の超音波振動子と、耐薬品性を有する非金属無機材料からなり、前記超音波振動子の前端面に密着固定され、前記空洞部の内部空間の半分以上の容積を占有する振動体とを備え、前記振動体の外表面と前記空洞部の内壁面との隙間を介して、前記洗浄液が流れるように構成されていることを特徴とする流水式超音波洗浄機ノズルをその要旨とする。
請求項１に記載の発明によると、振動体の外表面と空洞部の内壁面との隙間を介して流れる洗浄液が吐出口から流水として吐出される際に、超音波振動子及び振動体によって洗浄液に超音波が重畳される。この場合、超音波振動子に密着固定された振動体によって、空洞部の内部空間の大部分があらかじめ埋められているため、流入開始からごく短時間のうちに空洞部内が洗浄液で満たされる。よって、洗浄液の供給開始とほぼ同時に超音波を始動することが可能となる。また、超音波振動子に密着固定された振動体は振動時に負荷となるため、空洞部内が洗浄液で満たされていない状態で超音波振動子を駆動したとしても、無負荷で空焚きを行ったときほど短時間では発熱しない。ゆえに、短時間であれば空焚きを許容することができる。なお、振動体は耐薬品性を有する非金属無機材料からなるものであるため、洗浄力を高めるために例えば腐食性の強い洗浄液を選択すること等が可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記振動体は先端側に行くほど細くなる形状をなす中実体であり、前記振動体の基端面は前記超音波振動子の前記前端面の略全体に対して密着固定されていることをその要旨とする。
請求項２に記載の発明によると、振動体を超音波振動子に強固に密着固定することができるとともに、超音波振動子の振動を振動体に確実にかつ効率よく伝達することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記振動体は、錐体の形状をなす振動体主部を有することをその要旨とする。
請求項３に記載の発明によると、振動体の先端に超音波を集中させやすくなるとともに、先細り形状の空洞部の内壁面との間に大きさが略一定の隙間を形成しやすくなる。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記振動体は、石英製であることをその要旨とする。
請求項４に記載の発明によると、石英製の振動体であるため、好適な耐薬品性を有するばかりでなく、超音波を効率よく伝達させることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記振動体の前記基端面は、前記超音波振動子の前記前端面に対して耐熱性接着剤を介して接着されていることをその要旨とする。
請求項５に記載の発明によると、振動体と超音波振動子との接合部分が熱に強くなるため、空焚きに対する耐性が向上する。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項において、前記隙間の大きさは略一定であることをその要旨とする。
請求項６に記載の発明によると、大きい振動体を用いた場合であっても隙間を介して洗浄液をスムーズに吐出口に導くことができる。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項において、前記振動体は、前記空洞部の内部空間の６０％以上９５％以下の容積を占有することをその要旨とする。
請求項７に記載の発明によると、洗浄液の流量をある程度確保したうえで、振動体によって空洞部の内部空間の大部分を確実に埋めるとともに、振動体を十分な負荷として機能させることができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のノズルと、前記ノズルの前記空洞部内に前記洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、前記ノズルの前記超音波振動子を駆動させる超音波発振器とを備えたことを特徴とする流水式超音波洗浄機をその要旨とする。
請求項８に記載の発明によると、洗浄液供給装置によりノズルの空洞部内に洗浄液を供給した状態で超音波発振器により超音波振動子を駆動することにより、超音波が重畳された洗浄液をノズルから流水として吐出させることができる。そして、この流水となった洗浄液を被洗浄物に当てることにより、被洗浄物を超音波洗浄することができる。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の流水式超音波洗浄機を用いて被洗浄物を洗浄する方法であって、前記被洗浄物が半導体ウェハまたは半導体製造用ツールであり、前記洗浄液が前記半導体ウェハまたは半導体製造用ツールを洗浄するための発泡性の薬液であることを特徴とする超音波洗浄方法をその要旨とする。
請求項９に記載の発明によると、半導体ウェハまたは半導体製造用ツールの洗浄に適した発泡性の薬液を用いた場合でも超音波を確実に重畳させることができるため、化学的な作用及び物理的な作用の両方によって被洗浄物を効率よく確実に洗浄することができる。
以上詳述したように、請求項１〜８に記載の発明によると、洗浄液の供給開始とほぼ同時に超音波を始動することができるばかりでなく、短時間であれば空焚きを許容することができる流水式超音波洗浄機ノズル及びそれを備えた流水式超音波洗浄機を提供することができる。また、請求項９に記載の発明によると、半導体ウェハまたは半導体製造用ツールを効率よく確実に洗浄することが超音波洗浄方法を提供することにある。
以下、本発明を流水式超音波洗浄機に具体化した実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態の流水式超音波洗浄機ノズル１１を示す要部断面図である。このノズル１１は、被洗浄物であるシリコンウェハ（半導体ウェハ）２を超音波洗浄するための装置である流水式超音波洗浄機１を構成する部品であって、超音波を重畳した洗浄液Ｗ１を流水として吐出する役割を果たす。
図１に示されるように、ノズル１１を構成するノズル本体１２は、有底円筒状に形成された部材であって、その後端部（図１の上端部）には開口を封止するキャップ１３が螺着されている。このノズル本体１２は、洗浄液Ｗ１が流れる流路Ｒ１の一部をなす先細り形状の空洞部１４を有している。また、このノズル本体１２は、空洞部１４内の洗浄液Ｗ１を吐出する吐出口１５を空洞部１４の先端に有している。ノズル本体１２の形成材料としては耐薬品性や耐熱性を有する材料であれば特に限定されないが、ここではふっ素樹脂（ＰＴＦＥ等）が用いられている。空洞部１４の側面には供給口１６が突設されており、その供給口１６には供給配管１７が接続されている。そして、この供給配管１７及び供給口１６を介して、空洞部１４の内部空間１８に洗浄液Ｗ１が供給されるようになっている。
図１に示されるように、ノズル１１は、ノズル本体１２内に超音波振動子３１及び振動体４１を備えている。本実施形態の超音波振動子３１は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスを用いて直径２０ｍｍφの円板状に形成されたいわゆるソリッド素子であり、２００ｋＨｚ以上の比較的高い周波数（ここでは１ＭＨｚ）の超音波を発生するように構成されている。超音波振動子３１の上端面３１ａ側には図示しない一対の電極が形成され、それらの電極には給電ケーブル２２を構成する配線２３がそれぞれ電気的に接続されている。そして、この給電ケーブル２２はキャップ１３の中央部を貫通してノズル１１の外部に引き出されている。
本実施形態の超音波振動子３１は振動体４１を備えたものとなっている。振動体４１は、先端側に行くほど細くなる形状をなす中実体であって、図２に示されるように、略円錐の形状をなす振動体主部４２と、振動体主部４２の底部に設けられた円板状のフランジ部４３とを有したものとなっている。フランジ部４３の直径は超音波振動子３１の直径と等しく、ここでは２０ｍｍφとなっている。
振動体４１は超音波振動子３１に密着固定されている。より具体的にいうと、 振動体４１の基端面４１ｂは、超音波振動子３１の下端面３１ｂ（前端面）の全体に対して、耐熱性接着剤４７を介して強固に接着されている。その結果、振動体４１は超音波振動子３１と一体で振動するようになっている。この振動体４１は振動時における負荷としての役割を果たすものである。このような負荷が設けられていると、超音波振動子３１と洗浄液Ｗ１とが直接接触する場合に比べて、インピーダンスの変動が小さくなるという利点がある。
本実施形態の振動体４１は、耐薬品性及び耐熱性を有する非金属無機材料からなり、ここでは石英からなる。石英は好適な耐薬品性及び耐熱性を有することに加え、超音波を効率よく伝達させることが可能であるため、振動体４１の形成材料として適しているからである。ここで「耐薬品性」とは、シリコンウェハ２の洗浄に用いるような強酸性あるいは強アルカリの薬液に晒されても腐食等が起こらないことを意味している。また、ここで「耐熱性」とは、例えば上記の強酸性あるいは強アルカリの薬液を１００℃以上（望ましくは１５０℃以上）に加熱して使用した場合であっても、腐食、溶融、変性等が起こらないことを意味している。なお、シリコンウェハ２を洗浄する洗浄液Ｗ１として用いる強酸性あるいは強アルカリの薬液としては、例えば、硫酸と過酸化水素との混合液、塩酸と過酸化水素との混合液、ふっ酸と過酸化水素との混合液、アンモニアと過酸化水素との混合液などがあり、これらは発泡性を有している。ここでは、強酸性の薬液である硫酸と過酸化水素との混合液を洗浄液Ｗ１として使用している。
図１に示されるように、ノズル本体１２の空洞部１４の内壁面において供給口１６のすぐ上側の位置には段部１９が形成されており、その段部１９の近傍には振動体４１を下側に有する超音波振動子３１が配置されている。より具体的にいうと、前記段部１９上にはリング状のパッキング２１が配設されるとともに、そのパッキング２１上には振動体４１のフランジ部４３を介して超音波振動子３１の下端面３１ｂ側の外周部が載置されている。一方、超音波振動子３１の上端面３１ａ側の外周部には、キャップ１３の一部分をなすスリーブ形状の押圧部１３ａが当接している。その結果、超音波振動子３１及び振動体４１が、パッキング２１と押圧部１３ａとにより上下方向から挟持された状態で保持固定されている。その結果、空洞部１４の基端側に超音波振動子３１が配置された状態となっている。
図１に示されるように、この振動体４１は、空洞部１４の内部空間１８の半分以上の容積を占有するものであり、好ましくは内部空間の６０％以上９５％以下の容積を占有していることがよい。上記の占有容積比率が小さすぎると、負荷としての機能を十分に発揮することが難しくなるばかりでなく、振動体４１によって空洞部１４の内部空間１８の大部分を確実に埋めることができず、流入開始からごく短時間のうちに内部空間１８内を洗浄液Ｗ１で満たすことが難しくなる。逆に、上記の占有容積比率が大きすぎると、振動体４１の外表面と空洞部１４の内壁面との間の隙間４６が狭くなり、洗浄液Ｗ１が流れにくくなる結果、洗浄液Ｗ１の流量を確保できなくなるおそれがある。このような事情に鑑みて、本実施形態では上記の占有容積比率を約７０％程度に設定している。その結果、数ｍｍ程度であって略一定の大きさの隙間４６が振動体４１の外表面と空洞部１４の内壁面との間に確保されている。そして、洗浄液Ｗ１はこの隙間４６を介して流れることが可能となっている。
図３は、本実施形態の流水式超音波洗浄機１における電気的構成等を説明するためのブロック図である。この流水式超音波洗浄機１は、洗浄液供給装置５１、超音波発振器６１及び超音波制御装置６２を備えている。洗浄液供給装置５１は、洗浄液Ｗ１を貯留する洗浄液タンク５２と、その洗浄液タンク５２に接続されたポンプ５３とを有している。洗浄液供給装置５１は、供給配管１７を介してノズル１１の供給口１６に接続されている。そして、このポンプ５３を駆動することにより、ノズル１１の空洞部１４の内部空間１８に洗浄液タンク５２内の洗浄液Ｗ１が供給されるようになっている。
超音波発振器６１は、ノズル１１に設けられた超音波振動子３１と給電ケーブル２２を介して電気的に接続されている。超音波発振器６１は、所定の発振周波数（ここでは１ＭＨｚ）の駆動信号を出力することで超音波振動子３１を駆動する。その結果、超音波振動子３１は、超音波発振器６１の発振周波数に応じた超音波を発生するようになっている。
超音波制御装置６２は、ＣＰＵ６３、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６５等からなる周知のコンピュータにより構成されており、超音波発振器６１及びポンプ５３を制御するようになっている。
図４は、ノズル１１の使用時の設置状態を説明するための概略斜視図である。図４に示されるように、ノズル１１は、被洗浄物であるシリコンウェハ２の外周部近傍の上方にて斜め下方を向くようにして設置されるとともに、図示しないノズル支持体に対して固定される。
この流水式超音波洗浄機１を用いた超音波洗浄方法は以下のとおりである。上記のようにノズル１１を設置した状態で、図示しない開始スイッチをオンし、流水式超音波洗浄機１を作動させる。すると、超音波制御装置６２からの制御信号により超音波発振器６１が動作を開始し、超音波振動子３１に駆動信号を出力する。その結果、超音波振動子３１が超音波振動するとともに、超音波振動子３１に密着固定されている振動体４１もそれと一体的に超音波振動する。超音波発振器６１の動作開始から数秒後、超音波制御装置６２からの制御信号によりポンプ５３が動作を開始し、洗浄液タンク５２内の洗浄液Ｗ１をノズル１１に向けて圧送する。すると、ノズル１１の供給口１６から空洞部１４内に入り込んだ洗浄液Ｗ１は、振動体４１の外表面と空洞部１４の内壁面との隙間４６を流れ、ノズル１１の先端側にある吐出口１５に向かって移動する。そしてその移動の際に、超音波振動する振動体４１によって洗浄液Ｗ１に超音波が畳重される。超音波が畳重された洗浄液Ｗ１は、吐出口１５から流水として吐出され、その下方にあるシリコンウェハ２の表面が洗浄液Ｗ１に晒されて、超音波洗浄される。なお、ノズル１１の先端からの流量は、特に限定されず被洗浄物のサイズや種類等に応じて適宜設定されるが、本実施形態では例えば０．１Ｌ／ｍｉｎ〜０．５Ｌ／ｍｉｎ程度となるように設定される。
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態の流水式超音波洗浄機１では、振動体４１の外表面と空洞部１４の内壁面との隙間４６を介して流れる洗浄液Ｗ１が吐出口１５から流水として吐出される。そしてその吐出の際に、超音波振動子３１及び振動体４１によって洗浄液Ｗ１に超音波が重畳される。この場合、超音波振動子３１に密着固定された振動体４１によって、空洞部１４の内部空間１８の大部分があらかじめ埋められているため、流入開始からごく短時間のうちに空洞部１４内が洗浄液Ｗ１で満たされる。よって、洗浄液Ｗ１の供給開始とほぼ同時に超音波を始動することが可能となる。また、超音波振動子３１に密着固定された振動体４１は振動時に負荷となるため、空洞部１４内が洗浄液Ｗ１で満たされていない状態で超音波振動子３１を駆動したとしても、無負荷で空焚きを行ったときほど短時間では発熱しない。ゆえに、短時間であれば空焚きを許容することができる。なお、振動体４１は耐薬品性及び耐熱性を有する非金属無機材料からなるものであるため、洗浄力を高めるために、例えば腐食性の強い洗浄液Ｗ１を加熱した状態で使用することが可能となる。また、本実施形態によれば、半導体洗浄用の発泡性薬液の使用が可能となるばかりでなく、その使用量が少なくて済むため、洗浄コストの低減を図ることができる。さらに、廃液の量も減らすことができるため、環境に与える影響も小さいという利点がある。
（２）本実施形態では、振動体４１は先端側に行くほど細くなる形状をなす中実体であり、振動体４１の基端面４１ｂは超音波振動子３１の下端面３１ｂの略全体に対して密着固定されている。従って、振動体４１が超音波振動子３１に強固に密着固定された状態とすることができるとともに、超音波振動子３１の振動を振動体４１に確実にかつ効率よく伝達することができる。
（３）本実施形態では、振動体４１は円錐体の形状をなす振動体主部４２を有している。このため、振動体４１の先端に超音波を集中させやすくなるとともに、先細り形状の空洞部１４の内壁面との間に大きさが略一定の隙間４６を形成しやすくなる。
（４）本実施形態では、振動体４１の基端面４１ｂは、超音波振動子３１の下端面３１ｂに対して耐熱性接着剤４７を介して接着されている。従って、振動体４１と超音波振動子３１との接合部分が熱に強くなるため、空焚きに対する耐性が向上し、超音波振動子３１が破損しにくくなる。
（５）本実施形態では、隙間４６の大きさは略一定であるため、比較的大きい振動体４１を用いた場合であっても隙間４６を介して洗浄液Ｗ１をスムーズに吐出口１５に導くことができる。また、比較的大きい振動体４１として、空洞部１４の内部空間１８の６０％以上９５％以下の容積を占有するものを使用しているため、洗浄液Ｗ１の流量をある程度確保したうえで、振動体４１によって内部空間１８の大部分を確実に埋めるとともに、振動体４１を十分な負荷として機能させることができる。
（６）本実施形態では、流水式超音波洗浄機１を用いるとともに、被洗浄物をシリコンウェハ２とし、シリコンウェハ２の洗浄に適した発泡性の薬液を洗浄液Ｗ１として、超音波洗浄を行っている。この場合でも発泡性の薬液に超音波を確実に重畳させることができるため、化学的な作用及び物理的な作用の両方によって、シリコンウェハ２を効率よく確実に洗浄することができる。
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態のノズル１１は、略円錐形状をなす振動体主部４２を有するものであったが、略円錐形状に代えて、例えば、略三角錐、略四角錐、略六角錐、略八角錐などの角錐形状をなす振動体主部４２を有するものとしても勿論よい。
・上記実施形態のノズル１１の場合、振動体４１が略円錐形状をなす振動体主部４２を有していたが、振動体主部４２の形状はこれに限定されない。例えば、図５に示す別の実施形態のノズル１１Ａのような形状としてもよい。このノズル１１Ａの振動体４１Ａの場合、振動体主部４２Ａの基端側半分が円柱形状をなしており、先端側半分が略円錐形状をなしている。その結果、上記実施形態のものよりもさらに隙間４６が一定の大きさとなっている。また、図６に示す別の実施形態のノズル１１Ｂのような形状としてもよい。このノズル１１Ｂの振動体４１Ｂの場合、振動体主部４２Ｂの基端側半分が円柱形状をなしており、先端側半分が半球形状をなしている。さらに、図７に示す別の実施形態のノズル１１Ｃのような形状としてもよい。このノズル１１Ｃの振動体４１Ｃの場合、振動体主部４２Ｃは段差状に形成されており、先端側に行くほど細くなっている。
・上記実施形態では、振動体４１がフランジ部４３を有するものであったが、フランジ部４３は必須の構造ではないため省略されてもよい。
・上記実施形態では、振動体４１が石英製であったが、石英に代えて、石英以外の鉱物系材料（例えばサファイヤ等）を用いて振動体４１を形成してもよい。また、鉱物系材料以外の非金属無機材料であるセラミック材料（例えばアルミナ、チタニア、シリカ、炭化珪素等）を用いて振動体４１を形成してもよい。
・上記実施形態では、耐熱性接着剤４７を用いて振動体４１の基端面４１ｂと超音波振動子３１の下端面３１ｂとを接合したが、耐熱性接着剤４７以外の接着剤でこれらを接合してもよい。あるいは、接着剤を用いた接着以外の手法によりこれらを接合しても勿論よい。
・上記実施形態では、洗浄液Ｗ１として発泡性の薬液を用いてシリコンウェハ２の超音波洗浄を行ったが、非発泡性の薬液（例えば超純水など）を用いて超音波洗浄を行っても勿論よい。
・上記実施形態では、流水式超音波洗浄機１を用いてシリコンウェハ２の超音波洗浄を行う例を示したが、シリコンウェハ２以外のもの、例えばダイシングブレード等のような半導体製造用ツールの超音波洗浄を行ってもよい。また、シリコンウェハ２やダイシングブレード等のような板状物のみに限らず、種々の形状のものを被洗浄物としてもよい。
１…流水式超音波洗浄機
２…被洗浄物としてのシリコンウェハ
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…流水式超音波洗浄機ノズル
１２…ノズル本体
１４…空洞部
１５…吐出口
１７…流路
１８…内部空間
３１…超音波振動子
３１ｂ…（超音波振動子の）前端面としての下端面
４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ…振動体
４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ…振動体主部
４６…隙間
５１…洗浄液供給装置
６１…超音波発振器
Ｗ１…洗浄液
２…被洗浄物としてのシリコンウェハ
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ…流水式超音波洗浄機ノズル
１２…ノズル本体
１４…空洞部
１５…吐出口
１７…流路
１８…内部空間
３１…超音波振動子
３１ｂ…（超音波振動子の）前端面としての下端面
４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ…振動体
４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ…振動体主部
４６…隙間
５１…洗浄液供給装置
６１…超音波発振器
Ｗ１…洗浄液
Claims (9)
- 超音波を重畳させた洗浄液を流水として吐出することで被洗浄物を超音波洗浄する流水式超音波洗浄機ノズルであって、
前記洗浄液が流れる流路の一部をなす先細り形状の空洞部を有し、前記空洞部内の前記洗浄液を吐出する吐出口を前記空洞部の先端に有するノズル本体と、
前記空洞部の基端側に配置された板状の超音波振動子と、
耐薬品性を有する非金属無機材料からなり、前記超音波振動子の前端面に密着固定され、前記空洞部の内部空間の半分以上の容積を占有する振動体と
を備え、
前記振動体の外表面と前記空洞部の内壁面との隙間を介して、前記洗浄液が流れるように構成されている
ことを特徴とする流水式超音波洗浄機ノズル。 - 前記振動体は先端側に行くほど細くなる形状をなす中実体であり、前記振動体の基端面は前記超音波振動子の前記前端面の略全体に対して密着固定されていることを特徴とする請求項１に記載の流水式超音波洗浄機ノズル。
- 前記振動体は、錐体の形状をなす振動体主部を有することを特徴とする請求項２に記載の流水式超音波洗浄機ノズル。
- 前記振動体は、石英製であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流水式超音波洗浄機ノズル。
- 前記振動体の前記基端面は、前記超音波振動子の前記前端面に対して耐熱性接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流水式超音波洗浄機ノズル。
- 前記隙間の大きさは略一定であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流水式超音波洗浄機ノズル。
- 前記振動体は、前記空洞部の内部空間の６０％以上９５％以下の容積を占有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流水式超音波洗浄機ノズル。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のノズルと、前記ノズルの前記空洞部内に前記洗浄液を供給する洗浄液供給装置と、前記ノズルの前記超音波振動子を駆動させる超音波発振器とを備えたことを特徴とする流水式超音波洗浄機。
- 請求項８に記載の流水式超音波洗浄機を用いて被洗浄物を洗浄する方法であって、前記被洗浄物が半導体ウェハまたは半導体製造用ツールであり、前記洗浄液が前記半導体ウェハまたは半導体製造用ツールを洗浄するための発泡性の薬液であることを特徴とする超音波洗浄方法。
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