KR101031374B1 - 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치 - Google Patents

스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치 Download PDF

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김상율
길기범
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(주) 경일메가소닉
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Abstract

본 발명은 기판 세정 등에 사용되는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은, 기판 세정 등에 사용되는 초음파 세정 장치에 있어서, 압전 소자에 가해진 전기 신호에 의하여 발생되는 종파가 횡파와의 합성으로 스파이크 펄스를 발생시킴으로써 피세정물의 표면이 손상되던 문제를 제거하기 위하여, 압전 소자가 종파 인가 시 횡파가 발생되지 않도록 하는 형상을 가지도록 하는, 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 의한 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치는, 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되되, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치 {Ultrasonic Cleaning Apparatus Preventing Spike Pulse}
본 발명은 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 기판을 제조하는 공정은 증착, 리소그래피, 식각, 화학적/기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들의 반복적 수행으로 이루어지게 된다. 이러한 단위 공정들 중에서 세정 공정은, 각각의 단위 공정을 수행하는 동안 반도체 기판의 표면에 부착되는 이물질이나 불필요한 막 등을 제거하는 공정이다. 최근 반도체 기판 상에 형성되는 패턴이 미세화되고 패턴의 종횡비(aspect ratio)가 커짐에 따라, 점차 세정 공정의 중요도가 커지고 있다.
초기에는 기판을 세정하기 위해서 세정액에 기판을 담갔다 꺼내는 방식이 많이 사용되었으나, 상술한 바와 같이 세정 공정의 중요도가 커짐에 따라 세정 장치의 구조에도 많은 발전이 이루어졌다. 현재에는 세정액에 기판을 담근 채 세정액에 수백 kHz 이상의 초음파 진동을 인가함으로써 세정 효율을 증대시키는 구조의 기판 세정 장치가 주로 사용되고 있다.
초음파를 이용한 세정은 주로 입자 가속도와 초음파의 캐비테이션(cavitation) 현상에 의해 이루어진다. 캐비테이션 현상은 초음파의 에너지가 용액 중에 전파될 때 초음파의 압력에 의해 미세 기포가 생성되고 소멸되는 현상으로, 매우 큰 압력과 고온을 동반한다. 이 충격파에 의해 용액 중에 담겨 있는 피세정물의 내부 깊숙한 보이지 않는 곳까지 단시간 내에 세정이 가능해진다.
상술한 바와 같이 기판 세정 장치에 사용되는 초음파 세정 장치의 일실시예의 간략한 구조가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시되어 있는 초음파 세정 장치(100)는, 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120)와, 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록, 상기 수조(120)의 일측에 구비되는 적어도 하나의 진동자(110)를 포함하여 이루어진다. 상기 진동자(110)는 일반적으로 압전 소자(111)로 이루어져 전기 신호에 따라 형상 변형을 일으킴으로써 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하게 되는데, 도 1(A)에 도시된 바와 같이 상기 압전 소자(111)가 직접 상기 수조(120)에 밀착되어 배치된 형태로 이루어질 수도 있고, 또는 도 1(B)에 도시된 바와 같이 상기 압전 소자(111)와 상기 수조(120) 사이에 초음파 전달체(112)가 구비되어 있는 형태 등 여러 형태로 이루어질 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 실시예에서의 상기 초음파 세정 장치(100)에서, 상기 압전 소자(111)의 형상은 일반적으로 도 2(A)에 도시된 바와 같이 납작한 직육면체 형상 또는 납작한 원기둥 형상 등과 같은 여러 형태를 가지고 있다. 상기 압전 소자(111)에 전기 신호가 가해짐에 따라, 상기 압전 소자(111)가 인가됨으로써 초음파가 발생되며, 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동이 전달되게 된다. 그런데 이 때, 상기 압전 소자(111)가 종파만 일어나도록 전기 신호를 인가하여도, 상기 압전 소자(111)에서는 종파 뿐만 아니라 횡파도 발생하게 된다.
상기 압전 소자(111)에 발생되는 종파와 이에 따라 횡방향으로 발생되는 횡파와의 관계에 대한 일실시예가 도 2(B)에 도시되어 있다. 상기 압전 소자(111)에서 발생되는 종파의 주파수는 사용자가 원하는 대로 조절하여 인가하게 되는 것으로 미리 알려진 값이며, 이에 의하여 발생되는 횡파의 주파수는 상기 압전 소자(111)의 형상이나 물리적 특성 등에 따라 결정되는 값이다.
그런데, 도시되어 있는 바와 같이 종파와 횡파가 어느 시점에서 동시에 최대 크기가 되는 경우(예를 들면 도 2(B)에서의 S 부분), 이 부분에서의 합성파의 크기가 다른 시점에 비하여 훨씬 커지게 된다. 이와 같이 합성파의 크기가 급격하게 커지는 경우, 즉 스파이크 펄스(spike pulse)가 발생할 경우 캐비테이션 현상 역시 급격하게 커지게 되며, 이에 따라 세정하고자 하는 기판 등의 표면이 손상되는 문제가 발생하게 된다. 도 3(A)는 초음파에 의한 음압 분포 중 스파이크 펄스가 나타난 것을, 도 3(B)는 이러한 스파이크 펄스에 의하여 손상된 피세정물의 표면 사진을 각각 도시하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 기판 세정 등에 사용되는 초음파 세정 장치에 있어서, 압전 소자에서 발생한 종파와 이에 따라 발생되는 횡파가 종파와 합쳐져서 스파이크 펄스를 발생시킴으로써 피세정물의 표면이 손상되던 문제를 제거하도록, 압전 소자에서 종파 인가 시 횡파가 발생되지 않도록 하는 형상을 가지도록 하는, 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치는, 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되되, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은, 상하면이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 대각선 방향으로 형성되는 홈, 슬릿 또는 절단면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은, 상하면이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 대각선 방향을 따라 지그재그 또는 곡선 형상으로 형성되는 홈, 슬릿 또는 절단면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은, 상하면의 외곽선이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 외곽선 방향을 따라 지그재그 또는 곡선 형상으로 형성되는 끝단부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은, 상하면이 원형 또는 타원형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 중심에 형성되는 원형, 타원형을 포함하는 폐곡선 형상 또는 삼각형 이상의 다각형 형상의 홈, 통공 또는 절단면으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은, 상하면의 외곽선이 원형 또는 타원형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 외곽선 방향을 따라 지그재그 또는 곡선 형상으로 형성되는 끝단부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동자(110)는, 상기 수조(120) 및 상기 압전 소자(111) 사이에 배치되며, 파 필드(far field) 구간의 길이를 갖는 초음파 전달체(112)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
종래의 초음파 세정 장치의 경우, 세정액을 초음파 진동시키기 위하여 압전 소자에 전원을 인가하면 종파가 발생되는데, 이 때 종파 뿐만 아니라 압전 소자의 형상, 물리적 특성 등에 따라 횡파가 발생하게 되며, 이 횡파가 종파와 합성되어 스파이크 펄스를 만들어 냄으로써 과도한 캐비테이션 현상을 일으킴에 의해 피세정물 표면에 손상이 발생하는 경우가 많았다. 그러나 본 발명에 의하면, 압전 소자가 횡파가 발생되지 않도록 하는 구조를 가지도록 함으로써 이러한 스파이크 펄스의 발생을 종래에 비하여 훨씬 억제할 수 있게 되는 큰 효과가 있다. 물론 이에 따라서 본 발명에 의하면, 스파이크 펄스 때문에 피세정물에서 발생되는 표면 손상이 종래의 장치에 비하여 비약적으로 저감되는 큰 효과가 있다.
도 1은 기판 세정 장치에 사용되는 종래의 초음파 세정 장치의 일실시예.
도 2는 종래의 압전 소자 형상 및 이에 의해 발생되는 종파 및 횡파 그래프.
도 3은 스파이크 펄스 및 이에 의하여 손상된 피세정물 표면 사진.
도 4는 횡파와 종파의 합성에 의한 음압의 증폭 원리.
도 5는 본 발명에 의한 압전 소자의 여러 형상 실시예.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치(100)는, 기본적인 구성 상으로는 종래의 초음파 세정 장치와 유사하게, 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어진다. 이 때, 본 발명의 초음파 세정 장치(100)에서는, 상기 압전 소자(111)가 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되되, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 기판 세정 등에 사용되는 초음파 세정 장치에 있어서, 세정액에 초음파를 인가하기 위하여 상기 압전 소자(111)에서는 종파의 초음파가 발생하는데, 이 때 상기 압전 소자(111)의 형상이나 물리적 특성 등에 따라 의도치 않은 횡파가 불가피하게 발생하게 된다. 이 때 종파와 횡파가 간섭이 일어나는 과정에서, 두 파 모두 크기가 최대가 되는 지점에서는 스파이크 펄스, 즉 합성파의 크기가 급격히 커지는 부분이 발생하게 되고, 이 때 세정액으로 과도한 초음파가 가해짐으로써 피세정물이 세정 뿐만 아니라 도 3(B)에 도시된 바와 같이 표면 손상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점이 발생하는 근본적인 원인은, 처음 발생된 횡파 자체는 노이즈 수준으로 무시 가능한 수준이나, 횡방 모드의 파가 횡파 발생 지점으로부터 진행되어 나가다가 상기 압전 소자(111) 모서리나 끝단부 등과 같은 부분에서 반사되어 되돌아옴으로써 진행 방향의 파와 일치하게 되어 횡파가 무시할 수 없을 만큼 커지게 되며, 이 횡파가 종파와 합성되어 세정액 내 일부분에서 음압이 증폭이 되기 때문이다. (도 4 참조) 즉, 횡파의 발생을 완전히 없애기는 어려우나, 상술한 바와 같이 횡파가 커지는 것을 방지하면 상술한 바와 같은 스파이크 펄스의 발생을 훨씬 억제할 수 있다는 것을 이론적으로 알 수 있다. (이하에서는 이를 간략히 '횡파의 발생을 방지한다'고 칭한다.)
본 발명은 바로 이러한 점에 집중하여, 횡 방향 모드의 파가 반사되어 횡파 발생 지점으로 되돌아오지 않도록 하는 횡파 발생 방지 구조(113)가 상기 압전 소자(111) 자체에 형성되거나 또는 상기 압전 소자(111)의 전극에 형성되도록 함으로써 횡파의 발생을 방지하도록 하고 있다. 도 5를 통해 본 발명의 상기 횡파 발생 방지 구조(113)에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치에 구비되는 압전 소자의 여러 형상의 실시예를 도시한 것이다.
도 5(A)는, 상하면이 사각형 이상의 다각형 형상인 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극에 형성되는 상기 횡파 발생 방지 구조(113)의 일실시예이다. 도 5(A)의 실시예에서, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 대각선 방향으로 형성되는 홈, 슬릿 또는 절단면으로 이루어진다.
도 5(B) 및 도 5(C)는, 상하면이 사각형 이상의 다각형 형상인 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극에 형성되는 상기 횡파 발생 방지 구조(113)의 일실시예이다. 도 5(B) 및 도 5(C)의 실시예에서, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 대각선 방향을 따라 지그재그(도 5(B)) 또는 곡선 형상(도 5(C))으로 형성되는 홈, 슬릿 또는 절단면으로 이루어진다.
도 5(D)는, 상하면의 외곽선이 사각형 이상의 다각형 형상인 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극에 형성되는 상기 횡파 발생 방지 구조(113)의 일실시예이다. 도 5(D)의 실시예에서, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 외곽선 방향을 따라 지그재그(도 5(D)) 또는 곡선 형상(미도시)으로 형성되는 끝단부로 이루어진다.
도 5(A) 내지 도 5(D)의 실시예에서와 같이 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극의 상하면 또는 상하면의 외곽선이 사각형 이상의 다각형으로 형성되는 경우, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)가 없으면 각각의 끝단부로부터 수직으로 연장되는 선들이 서로 만나게 됨으로써 횡파가 발생하며, 이 횡파가 종파와 합성되어 일부분에서 음압이 증폭되게 된다. 따라서 이러한 선들과 수직이 아닌 방향으로 만나도록 홈, 슬릿 또는 절단면 구조를 형성하면, 해당 부분에서 반사파가 전혀 다른 방향으로 진행되게 됨으로써 원래의 횡방향 모드의 파가 발생 지점으로 되돌아가지 않게 되며, 따라서 횡파 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 5(E)는, 상하면이 원형 또는 타원형 형상인 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극에 형성되는 상기 횡파 발생 방지 구조(113)의 일실시예이다. 도 5(E)의 실시예에서, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 중심에 형성되는 원형, 타원형을 포함하는 폐곡선 형상 또는 삼각형 이상의 다각형 형상의 홈, 통공 또는 절단면으로 이루어진다.
도 5(F)는, 상하면의 외곽선이 원형 또는 타원형 형상인 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극에 형성되는 상기 횡파 발생 방지 구조(113)의 일실시예이다. 도 5(F)의 실시예에서, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 외곽선 방향을 따라 지그재그(미도시) 또는 곡선 형상(도 5(F))으로 형성되는 끝단부로 이루어진다.
도 5(E) 및 도 5(F)의 실시예에서와 같이 상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극의 상하면 또는 상하면의 외곽선이 원형 또는 타원형 형상으로 형성되는 경우, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)가 없을 경우 반경 방향을 따라 진행파와 반사파가 일치하게 되어 횡파가 발생되며, 이 때 종파와 횡파가 합성되어 일부분에서 음압이 증폭되게 된다. 따라서 반경 방향으로 연장되는 선이 절단되도록 하거나, 또는 끝단부에서의 법선 방향이 중심을 향하지 않도록 하면, 해당 부분에서 반사파가 전혀 다른 방향으로 진행되게 함으로써 원래의 횡파 발생 지점으로 되돌아가지 않게 되며, 따라서 횡파의 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 진동자(110)는, 상기 수조(120) 및 상기 압전 소자(111) 사이에 배치되며, 파 필드(far field) 구간의 길이를 갖는 초음파 전달체(112)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 초음파 전달체(112)는 상기 수조(120) 내의 세정액에 초음파를 보다 효과적으로 전달해 줄 수 있는 역할을 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 초음파 세정 장치
110: 진동자
111: 압전 소자
112: 초음파 전달체
120: 수조

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 초음파 세정 장치(100)는 수백 kHz 이상 대역에서 사용되며,
    상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되며, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되어 스파이크 펄스가 발생되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되되,
    상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은
    상하면이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 대각선 방향으로 형성되는 홈, 슬릿 또는 절단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치.
  3. 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 초음파 세정 장치(100)는 수백 kHz 이상 대역에서 사용되며,
    상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되며, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되어 스파이크 펄스가 발생되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되되,
    상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은
    상하면이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 대각선 방향을 따라 지그재그 또는 곡선 형상으로 형성되는 홈, 슬릿 또는 절단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치.
  4. 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 초음파 세정 장치(100)는 수백 kHz 이상 대역에서 사용되며,
    상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되며, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되어 스파이크 펄스가 발생되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되되,
    상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은
    상하면의 외곽선이 사각형 이상의 다각형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 외곽선 방향을 따라 지그재그 또는 곡선 형상으로 형성되는 끝단부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치.
  5. 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 초음파 세정 장치(100)는 수백 kHz 이상 대역에서 사용되며,
    상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되며, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되어 스파이크 펄스가 발생되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되되,
    상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은
    상하면이 원형 또는 타원형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 중심에 형성되는 원형, 타원형을 포함하는 폐곡선 형상 또는 삼각형 이상의 다각형 형상의 홈, 통공 또는 절단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치.
  6. 세정액이 수용되어 세정이 필요한 기판이 담겨지는 수조(120); 및 상기 수조(120) 내의 세정액으로 초음파 진동을 인가하도록 상기 수조(120)의 일측에 구비되며, 전기 신호를 받아 초음파를 발생시킴으로써 종파 진동을 발생시키는 하나 이상의 압전 소자(111)를 포함하여 이루어지는 적어도 하나의 진동자(110); 를 포함하여 이루어지는 초음파 세정 장치(100)에 있어서, 상기 초음파 세정 장치(100)는 수백 kHz 이상 대역에서 사용되며,
    상기 압전 소자(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로 형성되며, 발생되는 종파와 횡파가 합성되어 발생 지점으로부터 진행되는 횡파가 상기 횡파 발생 지점으로 되돌아옴으로써 횡파가 일정 부분에서 음압이 증폭되어 스파이크 펄스가 발생되는 것을 방지하도록, 상기 압전 소자(111) 상에 횡파 발생 방지 구조(113)가 형성되되,
    상기 압전 소자(111) 또는 상기 압전 소자(111)의 전극은
    상하면의 외곽선이 원형 또는 타원형 형상으로 형성되며, 상기 횡파 발생 방지 구조(113)는 상기 압전 소자(111)의 외곽선 방향을 따라 지그재그 또는 곡선 형상으로 형성되는 끝단부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치.
  7. 제 2, 3, 4, 5, 6항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 진동자(110)는
    상기 수조(120) 및 상기 압전 소자(111) 사이에 배치되며, 파 필드(far field) 구간의 길이를 갖는 초음파 전달체(112)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스파이크 펄스 방지용 초음파 세정 장치.
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