KR20050058218A - 초음파세정용 노즐 및 초음파세정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세정액에 저주파대의 초음파를 부여함으로써 피처리물에 부착된 강고한 오염을 제거하는 것이 가능하고, 약 20 kHz ∼ 10 MHz의 광범위한 주파수대의 초음파를 세정액에 부여하는 것도 가능하며, 적은 세정액으로 균일하게 세정처리를 실시하는 것이 가능한 초음파세정장치를 제공하는 것이다.
진동판(3a)과, 진동판(3a)에 고정된 초음파 진동자(5)와, 진동판(3a)의 진동자 고정면과 반대측면에 공간(7)을 두고 대향하는 바닥판(9)과, 공간(7)에 세정액을 공급하는 세정액공급수단과, 바닥판(9)에 형성된 개구부에 설치된 다수의 구멍(10a)을 가지는 정류판(10)으로 이루어지고, 정류판(10)의 판두께는 5 ㎛ 이상, λ/10 이하의 범위가 되고, 공간(7)에 공급된 세정액(11)에 진동자(5)로부터 발진한 초음파 진동을 부여한 초음파세정액(11a)이, 상기 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출되도록 제어할 수 있는 제어수단이 설치된 초음파세정용 노즐(1)이 구비된 초음파세정장치.

Description

초음파세정용 노즐 및 초음파세정장치{ULTRASONIC CLEANER AND NOZZLE FOR IT}
발명은 반도체제조장치, 액정표시장치의 기판제조장치 등에 사용되고, 액정 표시장치용 각형(角形) 유리기판, 컬러필터용 유리기판, 포토마스크용 기판, 서멀 헤드용 세라믹기판, 프린트기판, 반도체웨이퍼, 필름기판, 금속후프재 및 전자부품 등의 기재 표면의 세정처리에 사용되는 초음파세정용 노즐 및 이것을 구비한 초음파세정장치에 관한 것이다.
세정장치의 일종으로서, 기재(基材)에 현상, 에칭, 박리 등을 실시하는 처리장치의 적절한 곳에 설치되어 기재처리에서 사용되는 처리액의 제거나 기재 표면의 청정화를 행하는 것이 있다.
이와 같은 세정장치로서, 바닥면에 진동자를 설치한 탱크타입의 것이 있다. 탱크타입의 세정장치는, 약 20 kHz ∼ 2 MHz의 넓은 범위의 주파수대의 초음파를 사용하여 탱크 내에서 기재의 세정처리가 이루어지는 것이다. 세정처리할 기재의 오염물은 지문이나 파티클 등이다.
다른 세정장치로서는, 도 16에 나타내는 바와 같은 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 세정장치는 초음파세정부 본체(101) 내에 채워진 세정액에 본체(101) 내에 설치된 진동자(104)에 의하여 약 800 kHz ∼ 3 MHz의 비교적 높은 주파수의 초음파 진동을 부여하여, 슬릿형상의 토출구(107)로부터 초음파 진동이 부여된 세정액(110)을, 토출구(107)의 아래쪽을 복수의 반송롤러(도시 생략)에 의해 수평으로 이동하는 기판(기재)(100)의 폭방향으로 커튼형상으로 공급하여 기판(100)에 부착되어 있는 파티클을 제거하는 것이다. 또 토출구(107)는 1 mm 폭 정도로 되어 있다.
또한 다른 세정장치로서 도 17에 나타내는 바와 같은 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
이 세정장치에서는 광범위한 크기의 파티클의 제거를 목적으로 하여 스폿형의 초음파 노즐부(115)로부터 20 kHz ∼ 700 kHz의 저주파수대의 초음파 진동이 가해진 세정액(120)을 기판(기재)(200)을 향하여 토출하여 초음파세정처리를 행하는 것이다. 또한 도 17에 있어서 부호 116은 초음파 노즐부 내에 구비된 진동자이다.
[특허문헌 1]
일본국 특개평10-209104호 공보
[특허문헌 2]
일본국 특개평10-64868호 공보
종래의 탱크타입의 세정장치를 사용하는 세정에서는 넓은 주파수대(20 kHz ∼2 MHz)를 사용하는 수 있어, 매우 오염이 심한 가공후의 바탕 유리기판 등을 세정하는 경우에는, 적당한 세정액과 저주파수대(28 kHz, 40 kHz 라고 한 주파수)의 초음파를 부여시켜 세정하고 있다. 또 회로를 형성한 액정표시장치용 각형 유리기판의 세정에는 회로를 형성하고 있는 금속막 등이 열화하지 않도록 세정력은 약하나 균일하게 세정할 수 있는 고주파대(메가소닉)의 초음파를 부여하고 있다.
그러나, 종래의 탱크타입의 세정장치를 사용하는 경우는, 일단 떨어진 파티클이 탱크 내로 확산되어 재부착하기 쉽기 때문에 고청정한 표면이 얻기 어렵다. 또 저주파대를 사용한 초음파세정에서는 세정얼룩이 나오기 쉬워 그 대책으로서 기판의 요동이 필수가 되어 탱크의 대형화 등에 연결되고, 결과로서 세정장치가 대형인 것으로 되어 버린다. 또 종래의 탱크타입의 장치를 사용하는 세정에서는 기판이 커지면, 탱크의 바닥(진동판에 가까운 부분)과 탱크의 최상부에서 음압차가 발생하여 균일한 세정은 할 수 없다는 문제가 있었다.
비교적 부착력이 작은 파티클을 비교적 균일하게 제거하는 경우는, 고주파대의 초음파를 부여하는 도 16에 나타내는 세정장치가 사용되나, 이 세정장치는, 기재와 접촉면적이 큰 파티클의 경우나 서브미크론의 파티클이나 지문 등의 비교적 강고한 오염의 제거는 할 수 없다는 문제가 있고, 또 세정액은 1리터/분·cm(토출구 단위길이당)정도 사용하지 않으면 안되었다.
상기와 같은 강고한 오염에는 저주파대(약 20 kHz ∼ 200 kHz)의 초음파를 부여하는 도 17에 나타내는 세정장치가 사용되나, 저주파대의 초음파를 효율좋게 토출구(121)의 하류에 전달하기 위해서는 그 세정액 토출구(121)의 지름을 10 mm 이상으로 크게 하지 않으면 안되고, 따라서 세정액도 7 리터/분 이상이 되어 세정액 사용량이 도 16과 같이 메가헤르츠대의 초음파가 부여된 세정액을 토출하는 토출구(107)를 가지는 장치의 10배 이상이 되어 버린다.
또, 1 m 폭의 기판에 부착되어 있는 파티클을 제거하는 경우에, 도 16에 나타내는 바와 같은 1 mm 폭의 토출구(107)를 구비한 세정장치를 적용하면 100 리터/분이라는 대량의 세정액을 사용하지 않을 수 없어, 현실의 제조공정에 편입하는 것은 사용하는 세정액의 중량도 고려에 넣으면 곤란하였다.
따라서 종래의 세정장치에서는 토출구의 개구지름이 크기 때문에, 세정액의 사용량이 많아지고, 반대로 개구지름을 작게 하면 초음파가 세정액에 전해지지 않는다.
특히, 세정액에 부여하는 초음파가 저주파가 될 수록 필요 개구지름이 커지고, 그 결과 400 kHz 이하의 초음파를 세정액에 부여하는 세정장치에서 실용적인 수량범위의 것은 실현되어 있지 않았다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 세정액에 저주파대(약 20 kHz ∼ 200 kHz)의 초음파를 부여함으로써 피처리물에 부착된 강고한 오염을 제거하는 것이 가능하고, 약 20 kHz ∼ 10 MHz의 광범위한 주파수대의 초음파를 세정액에 부여하는 것도 가능하고, 또한 적은 세정액으로 균일하게 세정처리를 실시하는 것이 가능한 초음파세정장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 초음파세정용 노즐은, 진동판과 그 진동판에 고정된 초음파 진동자와, 상기 진동판의 진동자 고정면과 반대측면에 공간을 두고 대향하는 바닥판과, 상기 공간에 세정액을 공급하는 세정액공급수단과, 상기 바닥판에 형성된 개구부에 설치된 다수의 구멍을 가지는 정류판으로 이루어지고, 상기 정류판의 판두께는 5㎛ 이상, λ/10 이하의 범위(상기 λ는 상기 초음파 진동자로부터 발진되는 초음파 진동의 정류판 구성물질 내의 파장)가 되고, 상기 공간에 공급된 세정액에 상기 초음파 진동자로부터 발진한 초음파 진동을 부여한 초음파세정액이, 상기 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출하도록 제어할 수 있는 제어수단이 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 초음파세정용 노즐에서는 진동판과, 그 진동판에 고정된 초음파 진동자와, 상기 진동판의 진동자 고정면과 반대측면에 공간을 두고 대향하는 바닥판과, 상기 공간에 세정액을 공급하는 세정액공급수단이 구비된 것에 의하여, 상기 공간부에 공급된 세정액에 저주파대로부터 고주파대에 걸치는 광범위한 주파수대(약 20 kHz∼ 200 kHz)의 초음파 진동을 부여할 수 있다.
또, 상기 바닥판의 개구부에 다수의 구멍을 가지는 정류판이 설치된 것에 의하여, 상기 개구부의 면적에 대하여 세정액이 유출하는 부분의 면적을 좁게 할 수 있기 때문에, 충분한 세정력이 얻어지고, 또한 세정액의 사용량을 억제할 수 있다. 또 세정액에 부여하는 초음파가 400 kHz 이하가 되어도 상기 개구부의 폭이나 구멍지름을 크게 하지 않아도 되기 때문에, 실용적인 액량범위의 초음파세정용 노즐을 실현할 수 있다.
또, 상기 바닥판의 개구부에 설치된 정류판의 구멍지름, 정류판의 개구율이나 두께, 세정액공급수단으로부터 상기 공간에 공급하는 세정액의 유량 등을 제어함으로써, 상기 공간에 공급된 세정액을 상기 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출시킬 수 있고, 또 상기 개구부로부터 유출하는 세정액의 액형을 깔때기형상 등의 원하는 액형으로 할 수 있다.
또, 상기 바닥판의 개구부에 상기 정류판이 설치됨으로써, 세정액이 유출하는 부분이 좁아지나, 상기 정류판의 판두께가 λ/10 이하의 범위가 됨으로써, 초음파 진동을 전파시켜, 상기 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출하는 세정액에 초음파 진동을 부여할 수 있다.
즉, 본 발명의 초음파세정용 노즐에서는 상기 정류판의 바로 밑에 세정액이 연속된 흐름으로서 유출되도록 하고, 또한 정류판의 두께를 얇게 함으로써 정류판의 바로 밑에 존재하는 세정액에 초음파 진동이 정류판에 의해 반사되는 일 없이, 투과하여 초음파 진동이 부여되도록 하고 있다.
본 발명의 초음파세정용 노즐에 있어서, 상기 정류판은 바깥쪽으로 볼록형상인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 상기 정류판이 평판인 경우보다도 세정액을 정류판 중앙 부근에 모으기 쉽게 되어, 상기 개구부로부터 유출하는 세정액의 액형을 깔때기형상 등의 끝이 뾰족한 형상이 되어 연속된 흐름을 유지하기 쉽고, 상기 개구부로부터 유출하는 세정액에 초음파 진동을 부여하기 쉽게 된다.
또, 본 발명의 초음파세정용 노즐에 있어서, 상기 바닥판에 형성된 개구부가 직사각형상인 경우, 상기 정류판의 다수의 구멍을 형성하는 영역(구멍형성영역)의 짧은 변 방향의 폭이 5 mm 이상, 상기 초음파 진동자의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하고, 또는 상기 바닥판에 형성된 개구부가 원형인 경우, 상기 정류판의 다수의 구멍을 형성하는 영역(구멍형성영역)의 지름이 5 mm 이상, 상기 초음파 진동자의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써 세정액량을 그 유로저항에 의하여 제어하여 사용액량을 억제하면서 세정영역을 넓게 취할 수 있고, 또 세정액에 효율좋게 초음파 진동을 부여할 수 있다.
또, 본 발명의 초음파세정용 노즐에 있어서, 상기 정류판에 형성된 각 구멍의 지름은 0.001 mm 이상 1 mm 이하의 범위가 되고, 정류판 면적에 대한 개구율이 20% 이상 90% 이하의 범위인 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 초음파 진동이 전해지기 쉽고, 상기 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출하는 세정액에 초음파 진동을 부여하기 쉽다.
또, 본 발명의 초음파세정용 노즐에 있어서, 상기 정류판에 형성된 다수의 구멍의 분포는, 정류판의 중심부에서 성기게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 상기 개구부로부터 유출하는 세정액의 액형을 깔때기형상으로 더욱 제어하기 쉽다.
또, 본 발명의 초음파세정용 노즐에 있어서, 상기 정류판의 적어도 표면은 친액성을 가지는 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 상기 개구부로부터 유출하는 세정액의 액형을 깔때기형상으로 제어하는 것이 더욱 용이해진다.
또, 본 발명의 초음파세정용 노즐에 있어서, 상기 개구부에 설치된 정류판과 상기 진동판과의 사이에 제 2 정류판이 상기 공간을 칸막이하도록 배치되어 상기 공간에 형성되는 세정액 유로의 방향이 변경되고, 상기 세정액 유로의 한쪽 끝부는 상기 세정액공급수단에 접속되고, 다른쪽 끝부는 가스 뽑기기구에 접속되고, 상기 세정액 유로의 도중에 상기 바닥판의 개구부가 연통하고, 상기 제 2 정류판의 판두께는 5 ㎛ 이상, λ/10 이하의 범위(상기 λ는 상기 초음파 진동자로부터 발진되는 초음파 진동의 제 2 정류판 구성물질 내의 파장)로 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 기포의 고임을 방지할 수 있다.
본 발명의 초음파세정장치는, 상기한 어느 하나의 구성의 본 발명의 초음파세정용 노즐과, 그 초음파세정용 노즐의 정류판을 설치한 개구부가 피처리물의 표면상을 간극을 두고 이동 가능한 반송수단이 설치되고, 상기 정류판과 피처리물 표면과의 간극에 상기 초음파세정용 노즐로부터 초음파세정액을 토출하여 피처리물 표면을 세정할 수 있는 구성으로 된 것을 특징으로 한다.
다음에 도면을 사용하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.
또한 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것이 아님은 물론임과 동시에, 이하의 도면에 있어서는 각 구성부분의 축척에 대하여 도면에 표기하는 것이 용이해지도록 구성부분마다 축척을 바꾸어 기재하고 있다.
(제 1 실시형태)
도 1은, 제 1 실시형태의 초음파세정장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐을 나타내는 개략 종단면도이며, 도 3은 도 2의 초음파세정용 노즐을 정류판이 설치된 바닥판측에서 보았을 때의 확대평면도이다.
본 실시형태의 초음파세정장치는, 본 발명의 실시형태의 초음파세정용 노즐(1)과, 이 초음파세정용 노즐(1)의 뒤에서 설명하는 정류판(10)을 설치한 개구부(9a)가 피처리기판(피처리물)(20)의 표면상을 간극을 두고 이동 가능한 반송수단(30)과, 피처리기판(20)을 얹어 놓는 턴테이블(25)이 설치되고, 정류판(10)과 피처리 기판 표면과의 간극에 초음파세정용 노즐(1)로부터 초음파세정액(11a)을 토출하여 피처리 기판 표면을 세정할 수 있는 구성으로 된 것이다.
초음파 세정용 노즐(1)은, 길이가 긴 박스형상의 초음파 진동자 수용부(박스체)(3)와, 이 초음파 진동자 수용부(3) 내에 수용된 볼트조임 란쥬반 진동자(초음파 진동자)(5)와, 초음파 진동자 수용부(3)의 진동판을 겸하는 하판(3a)의 외면에 공간(7)을 두고 대향 배치된 바닥판(9)과, 공간(7)에 세정액(11)을 공급하는 세정액공급수단과, 바닥판(9)에 형성된 평면으로 보아 길이가 긴 직사각형상의 개구부(9a)에 설치된 정류판(10)을 주체로 하여 구성되어 있다.
진동판(3a)의 재질은 공간부(7)에 공급되는 세정액(11)의 종류에도 의하나, 예를 들면 세정액이 물인 경우는 스테인리스강, 표면처리한 스테인리스강이 사용되고, 세정액이 산이나 알칼리인 경우는 사파이어, 고순도 알루미나 또는 PTFE (4불화에틸렌수지)로 코팅한 금속재료, 세라믹스, 석영유리 등이 사용된다.
진동판(3a)의 두께(t)는 사용하는 초음파 진동자에 따라 다르나, 예를 들면 두께(t)가 0.03 mm 이상 3 mm 이하의 범위이고, 20 kHz ∼ 10 MHz의 초음파 진동자에 대하여 알맞은 두께를 선택하여 사용할 수 있다.
이 진동판(3a)의 내면에 볼트조임 란쥬반 진동자(BLT)(5)가 고정되어 있다. 따라서 본 실시형태에서는 진동판(3a)의 내면이 진동자 고정면이 되고, 외면이 진동자 고정면과 반대측면이 된다.
볼트조임 란쥬반 진동자(5)는, 대략 원주형상, 대략 각주형상 등의 대략 기둥형상의 것으로, 도 2에 나타내는 바와 같이 금속블럭(5a, 5b) 사이에 2매의 압전자기(5c, 5d)가 배치되고, 볼트(6)에 의하여 이들 압전자기(5c, 5d)에 압축력의 바이어스가 걸려져 있고, 또 압전자기(5c, 5d) 사이에 구리판(5e)이 개재되어 있다.
압전자기(5c, 5d)는 극성을 반대로 하여 조합되어 있고, 전기적으로는 병렬로 구동하도록 되어 있다. 압전자기(5c, 5d)에는 전원이 접속된다.
또한, 상기 압전자기는 2매에 한정하지 않고, 복수이어도 좋다.
도 2에 나타내는 바와 같이 진동판(3a)의 진동자 고정면과 반대측면과 이것에 대향하여 배치된 바닥판(9)과의 사이에 공간(7)이 설치되어 있고, 이 공간(7)에 세정액공급수단에 의해 세정액(11)이 공급되도록 되어 있다. 상기 세정액공급수단은 공간(7)에 접속된 세정액공급관(12a)과, 그 공급관(12a)에 접속된 세정액공급원(도시 생략)으로 구성되어 있다. 또 이 세정액공급수단에는 세정액의 유량조정기구(도시 생략)가 설치되어 있어, 공간(7)에 공급하는 세정액의 유량을 제어할 수 있게 되어 있다.
상기 공간(7)의 갭[진동판(3a)과 정류판(10) 사이의 거리]은, 1 mm 이상 7.5 mm 정도가 된다.
세정액(11)으로서는 피처리기판(20)이나 이것에 부착되어 있는 오염의 종류에 따라 적절하게 선택하여 사용되고, 예를 들면 피처리 기판(20)이 유리기판이고, 오염물이 Al2O3 연마분인 경우, 암모니아수용액, 수소수, 암모니아첨가 수소수, 탈기한 암모니아수용액 등이 사용되고, 피처리 기판(20)이 실리콘 기판이고, 오염물이 유기물인 경우, 오존수, 산첨가 오존수, NaOH 수용액 등이 사용된다.
공간(7)에의 세정액(11)의 공급량은, 노즐의 길이(개구부의 길이방향) 10 mm당 1 리터/분 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한 세정액(11)은 피처리 기판(20)에 부착된 오염에 따라 pH가 제어된 것을 사용하는 것이, 적은 액량으로 효율좋게 세정할 수 있는 점에서 바람직하다.
또, 공간(7)에는 가스 뽑기기구가 설치되어 있다. 상기 가스 뽑기기구는 도 2에 나타내는 바와 같이 공간(7)에 접속된 배출관(12b)과 그 배출관(12b)에 설치된 밸브(12c)로 구성되어 있다. 이 가스 뽑기기구는 세정액공급시에는 밸브(12c)를 개방으로 하여 공간(7)의 가스를 뽑고, 공간(7)에 세정액(11)이 채워지면 밸브(12c)를 폐쇄로 함으로써 세정액(11)에 기포가 말려 드는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.
바닥판(9)에는 도 3에 나타내는 바와 같은 길이가 긴 직사각형상의 개구부(9a)가 형성되고, 이 개구부(9a)에 다수의 구멍(10a)을 가지는 정류판(10)이 설치되어 있다.
이 초음파세정용 노즐(1)은, 정류판(10)의 구멍지름, 개구율, 판두께(T)나, 상기 세정액공급수단으로부터 공간(7)에 공급하는 세정액(11)의 유량 등을 제어함으로써 공간(7)에서 초음파 진동이 부여된 세정액(11)을 개구부(9a)로부터 연속한 흐름으로서 유출하도록 제어할 수 있게 되어 있다. 초음파세정액을 개구부(9a)로부터 연속된 흐름으로서 유출하도록 제어하는 수단이 상기 제어수단이다. 따라서 상기세정액공급수단에 설치된 유량조정기구도 제어수단이다.
정류판(10)은 스테인리스강판 등의 금속판에 다수의 구멍을 형성한 펀칭메탈이 사용된다. 이 정류판(10)의 적어도 표면은 친액성을 가지는 재료로 형성되어 있는 것이 앞서 설명한 이유에 의하여 바람직하다.
상기 친액성재료로서는 사용하는 세정액의 종류에 따라 다르나, 예를 들면 세정액이 수용액인 경우에는, 친수 처리한 스테인리스 스틸 등의 금속, 표면에 친수기를 가지게 하는 친수처리를 행한 플라스틱, TiO2와 같은 금속산화물, 알루미나, 실리콘산화물 등의 세라믹스가 사용된다.
정류판(10)의 판두께(T)는 5 ㎛ 이상, λ/10 이하의 범위[상기 λ는 진동자(5)로부터 발진되는 초음파 진동의 장류판 구성물질 내의 파장]로 되어 있다. 상기 판두께(T)가 5 ㎛ 미만이면, 판의 강도가 저하하여 구멍의 가공을 가격 대 성능비(Cost Performance) 좋게 행할 수 없는 등의 단점이 생기게 되어 바람직하지 않다. 상기 판두께(T)가 λ/10을 초과하면, 진동자(5)로부터 발진된 초음파 진동은 정류판에 의해 반사가 커져 세정액의 흐름에 효율좋게 전파할 수 었기 때문에 바람직하지 않다. 즉 공간(7) 내에서는 초음파세정액으로 되어 있어도 세정액은 구멍(10a)으로부터 외부로 나오나 초음파가 감쇠한 것이 되어 버린다.
또, 정류판(10)의 판 두께(T)가 0.03 mm 이상, 0.5 mm 이하의 범위에서는 20kHz ∼ 10 MHz의 초음파를 발진하는 진동자에 알맞은 두께를 선택하여 사용할 수 있다.
정류판(10)은 앞서 설명한 이유에 의하여 도 2에 나타내는 바와 같이 바깥쪽으로 볼록형상(피처리 기판측에 볼록형상)이 되도록 설치되어 있다.
또, 정류판(10)의 구멍형성영역(10b)의 폭(W)은, 5 mm 이상, 진동자(5)의 폭 (WBLT)과 동일한 크기 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하고, 5 mm 이상 17 mm 이하의 범위로 되어 있는 것이 보다 바람직하다. 폭(W)을 변경함으로써 바닥판의 개구부로부터 외부로 연속된 흐름으로 하여 토출되는 초음파세정액의 수류(水流)의 형상, 특히, 폭 등을 변경할 수 있다.
폭(W)이 5 mm 미만이면 초음파 진동을 효율좋게 세정액에 부여할 수 없다. 폭(W)을 진동자(5)의 폭(WBLT)보다도 크게 하여도 초음파의 유효 조사범위는 폭(WBLT) 이기 때문에, WBLT의 폭으로 충분하다.
또 정류판(10)의 구멍형성영역(10b)의 길이(L)는 피처리 기판(피처리물)의 길이에 맞추어 결정된다.
정류판(10)에 형성된 각 구멍(10a)의 지름은 0.001 mm 이상 17 mm 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하고, 0.001 mm 이상 1 mm 이하의 범위로 되어 있는 것이 보다 바람직하다. 구멍(10a)의 지름이, 0.001 mm 미만이면 액체가 나가기 어렵게 되고, 고압력으로 밀어내는 형이 되어, 액체가 선형상이 되어 버린다. 또 구멍(10a)의 지름이 17 mm를 초과하면 액체는 구멍으로부터 자연 낙하하여 액량제어를 할 수 없게 된다.
또, 정류판(10)의 개구율(정류판 면적에 대한 개구율)이 20% 이상 90% 이하의 범위인 것이 바람직하다. 정류판(10)의 개구율이 20% 미만이면 액의 토출압력이 높아져 제어성이 나빠지고, 90%를 초과하면 구멍가공 정밀도의 문제로부터 액량의 제어성이 나빠진다. 또 정류판의 기계적 강도가 저하하는 경우도 생긴다.
또 1개의 구멍(10a)의 면적은, λ2/100 이하로 되는 것이, 세정액량을 그 유로저항에 의하여 제어하고 사용액량을 저감할 수 있는 점에서 바람직하다.
다수의 구멍(10a)은, 도 3에는 구멍형성영역(10b)에 대략 균일하게 분포하도록 형성되어 있는 경우에 대하여 나타내었으나, 정류판(10)의 구멍형성영역(10b)의 중심부에서 성기게 되는 분포로 되어 있는 것이 앞서 설명한 이유에 의하여 바람직하다.
진동판(3a)과 정류판(10)의 가장 떨어져 있는 곳의 거리(갭)는, 7.5 mm 정도이하로 하는 것이, 노즐(1)로부터 토출되는 초음파세정액(11a)에 기포가 말려 드는 것을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
피처리 기판(20)은, 액정표시장치용 각형 유리기판, 컬러필터용 유리기판, 포토마스크용 기판, 서멀 헤드용 세라믹기판, 프린트기판, 반도체웨이퍼, 필름기판, 금속후프재 및 전자부품 등의 기재 등을 들 수 있다.
턴테이블(25)은 상면에 피처리 기판(20)을 얹어 놓은 상태에서 회전 및 승강 가능한 구성이 된 것이다.
반송수단(30)은, 초음파 진동자 수용부(3)의 길이방향 양쪽 끝면에 설치되어 있고, 초음파세정용 노즐(1)의 개구부(9a)가 턴테이블(25)에 얹어 놓여진 피처리 기판(20)의 표면상을 간극을 두고 이동 가능한 구성으로 된 것이다.
본 실시형태의 초음파세정용 노즐(1)은, 진동자(5)에 전압이 인가되어 초음파 진동이 발진되면 진동판(3a)이 진동하고, 공간(7)에 공급된 세정액(11)에 초음파 진동이 부여되어 초음파세정액(11a)이 되고, 다시 이 초음파세정액(11a)은 정류판(10)에 형성된 각 구멍(10a)을 통과하여 초음파 진동이 부여된 채로 합류하고, 또한 깔때기형상 등의 연속된 흐름으로서 유출한다. 그것은 정류판(10)의 구멍형성영역(10b)의 아래쪽(바깥쪽)이 세정액이 깔때기형상 등의 연속된 흐름으로 되어 있기 때문에, 공간(7)에 전파된 초음파 진동은 구멍(10a)을 통과 중 및 통과 후의 세정액(11)에 계속 부여된다. 정류판(10)의 구멍형성영역(10b) 이외부분(구멍형성영역)의 아래쪽(바깥쪽)은 공기가 존재하기 때문에, 공간(7)으로 전파된 초음파 진동은 정류판의 구멍형성영역 밖의 내면이나 바닥판(9)의 내면에서 반사된다. 따라서 바닥판(9)의 개구부로부터 외부로 토출되는 세정액을 가스의 말려 듦이 없는 연속된 흐름으로 함으로써 효율좋게 초음파를 부여할 수 있다.
진동자(5)로부터는, 약 20 kHz ∼ 10 MHz의 광범위하고, 특정한 영역의 주파수대의 초음파가 발진 가능하며, 발진되는 초음파의 주파수는 피처리 기판(20)에 부착된 오염의 종류나 부착력의 대소에 의하여 적절하게 변경된다.
또한 공간(7)에 세정액(11)을 처음으로 공급할 때는 적어도 구멍형성영역(10b)을 판재 등으로 일단 막아 공간(7) 내에 세정액(11)을 채워 두고 나서 초음파세정액을 토출하도록 하거나, 또는 수용부(3)의 개구부(9a)측을 위를 향하고, 공간(7) 내에 세정액(11)을 채운 다음에 수용부(3)의 개구부(9a)를 밑을 향하여 초음파세정액을 토출하도록 하는 것이 세정액(11)의 낭비를 적게 하기 때문에 바람직하고, 특히 구멍(10a)이 1 mm ∼ 17 mm 정도로 큰 경우에 유효하다.
본 실시형태의 초음파세정장치를 사용하여 피처리기판(20)에 부착된 오염을 제거하기 위해서는 피처리 기판(20)을 턴테이블(25)의 상면에 얹어 놓고, 이어서 반송수단(30)에 의하여 초음파세정용 노즐(1)의 정류판측을 피처리 기판(20)의 표면상을 간극을 두고 이동시킴과 동시에 정류판(10)의 구멍형성영역(10b)으로부터 피처리 기판 표면과 정류판(10)과의 간극에 초음파세정액을 연속된 흐름으로서 토출하여 피처리 기판 표면을 세정한다. 도 4 내지 도 5에 나타내는 바와 같이 노즐(1)의 정류판(10)과 피처리 기판 표면과의 거리를 바꾸면, 피처리 기판을 세정할 수 있는 범위를 변경할 수 있다. 또한 정류판(10)과 피처리 기판 표면과의 거리는, 턴테이블(25)의 승강 또는 반송기구(30)를 승강시킴으로써 변경할 수 있다.
본 실시형태의 초음파세정장치에 의하면, 세정액(11)에 저주파대(약 20 kHz ∼ 200 kHz)의 초음파를 부여함으로써 피처리 기판(20)에 부착된 강고한 오염을 제거할 수 있고, 또 약 20 kHz ∼ 10 MHz의 광범위한 주파수대의 초음파를 세정액(11)에 부여할 수도 있기 때문에, 강고한 오염으로부터 비교적 부착력이 작은 파티클을 적은 세정액으로 균일하게 세정처리를 실시할 수 있다. 또 초음파세정용 노즐(1)은 구멍형성영역(W)을 넓게 함으로써, 초음파세정액(11a)이 나가는 영역을 넓게 할 수 있어, 피처리 기판을 한 번에 세정할 수 있는 범위를 넓게 취할 수 있다.
또한 상기 실시형태에 있어서는, 초음파 진동자 수용부(3)가 길이가 긴 박스형상인 경우에 대하여 설명하였으나, 중공 원주형상의 것이어도 좋다.
또, 초음파세정용 노즐(1)의 개구부(9a)에 도 3에 나타내는 바와 같은 펀칭메탈로 이루어지는 정류판(10)을 설치한 경우에 대하여 설명하였으나, 도 6에 나타내는 바와 같이 그물코(40a)가 형성된 정류판(40)을 설치하여도 좋다.
정류판(40)의 판두께는, 정류판(10)과 마찬가지로 5 ㎛ 이상, λ/10 이하의 범위가 된다.
또 정류판(40)의 그물코형성영역(40b)의 폭(W)은, 정류판(10)의 구멍형성영역(10b)과 마찬가지로 5 mm 이상, 진동자(5)의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시형태에 있어서는 초음파세정용 노즐(1)의 개구부(9a)에 정류판(10)이 바깥쪽으로 볼록형상이 되도록 설치된 경우에 대하여 설명하였으나, 도 7에 나타내는 바와 같이 플랫한 정류판(10)이 설치되어 있어도 좋다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 가스뽑기기구가, 공간(7)에 접속된 배출관(12b)과 그 배출관(12b)에 설치된 밸브(12c)로 구성되어 있는 경우에 대하여 설명하였으나, 도 8에 나타내는 바와 같이, 초음파 진동자 수용부(3)의 측면까지 상승하는 배출관(42)의 한쪽 끝이 공간(7)에 접속되고, 다른쪽 끝이 개구된 것이어도 좋다. 이 가스뽑기기구는, 공간(7)에 세정액이 공급되면, 공간(7)의 가스는 배출관(42b)을 통하여 상기 다른쪽 끝으로부터 외부로 배출되기 때문에, 세정액(11)에 기포가 말려 드는 것을 방지할 수 있다.
또 상기 실시형태에 있어서는 가스뽑기기구로서 도 2나 도 7에 나타내는 바와 같은 밸브(12c)부착 배출관(12b)이나, 도 8에 나타내는 바와 같은 수용부(3)의 측면까지 상승하는 배출관(42b)을 설치하는 경우에 대하여 설명하였으나, 도 9에 나타내는 바와 같이 진동판(3a)과 정류판(10)과의 사이에 제 2 정류판(50)이 설치된 것이어도 좋다. 이 제 2 정류판(50)은 구멍이 형성되어 있지 않은 판형상의 것으로, 공간(7)을 상하로 칸막이하도록 배치됨으로써, 진동판(3a)의 아래쪽에 ⊃형상 세정액 유로가 형성되어 있고[공간(7)에 형성되는 세정액 유로의 방향이 변경되어 있고], 이 유로의 위쪽(진동판측)의 끝부는 세정액공급관(12a)에 접속되고, 아래쪽[정류판(10)측]의 끝부는 배출관(가스뽑기기구)(52b)에 접속되어 있다. 이 배출관(52b)에는 밸브가 설치되어 있어도 좋고, 한쪽 끝부가 개구된 것이어도 좋다. 상기 ⊃형상 세정액 유로의 도중에 바닥판(9)의 개구부가 연통되어 있다.
제 2 정류판(50)의 판두께는 정류판(10)과 동일한 이유로부터 5 ㎛ 이상, λ/10 이하의 범위[상기 λ는 진동자(5)로부터 발진되는 초음파 진동의 제 2 정류판 구성물질 내의 파장]로 되어 있다.
도 9의 노즐(1)에서는 세정액공급관(12a)으로부터 공간(7)에 세정액(11)이 공급되면, 공간(7)의 가스는 ⊃형상 세정액 유로를 통하고, 또한 배출관(52b)을 통하여 외부로 배출되기 때문에, 세정액(11)에 기포가 말려 드는 것을 방지할 수 있다. 또한 공간(7)의 가스뽑기시에는 바닥판(9)의 개구부 또는 제 1 정류판의 구멍형성영역은 폐쇄되어 있어도 좋다.
또 세정액(11)은 진동판(3a)의 바로 밑을 통과하여 초음파세정액(11a)이 된 후, 정류판(10)을 향하여 흐르고, 각 구멍(10a)을 통과하여 초음파 진동이 부여된 채로 합류하고, 또한 깔때기형상 등의 연속된 흐름으로서 유출한다.
(제 2 실시형태)
다음에 제 2 실시형태의 초음파세정장치에 대하여 설명한다.
제 2 실시형태의 초음파세정장치가 제 1 실시형태의 초음파세정장치와 다른 점은, 초음파세정용 노즐의 구성이 다른 점이다.
도 10은 본 실시형태에 관한 초음파세정용 노즐을 나타내는 개략 종단면도이다. 초음파세정용 노즐(61)은, 길이가 긴 박스형상의 초음파 진동자 수용부(박스체)(63)와, 이 초음파 진동자 수용부(63) 내에 수용된 초음파 진동자(65)와, 초음파 진동자 수용부(63)의 진동판을 겸하는 하판(63a)의 외면에 공간(67)을 두고 대향 배치된 바닥판(69)과, 공간(67)에 세정액(11)을 공급하는 세정액공급수단과, 바닥판(69)에 형성된 평면으로 보아 길이가 긴 직사각형상의 개구부에 설치된 플랫한 정류판(70)을 주체로 하여 구성되어 있다.
초음파 진동자(65)는 티탄산 지르콘산염(PZT)소자, 티탄산 바륨계소자, 수정, 페라이트계소자 등으로 이루어지고, 약 20 ∼ 10 MHz 범위의 주파수의 초음파 진동을 출력 가능한 것이 사용된다. 이 초음파 진동자(65)는 전원에 접속되어 있다.
상기 세정액공급수단은, 공간(67)에 접속된 세정액공급관(72a)과, 그 공급관(72a)에 접속된 세정액공급원(도시 생략)으로 구성되어 있다.
또 공간(67)에는 가스뽑기기구가 설치되어 있다. 상기 가스뽑기기구는 도 2에 나타내는 바와 같이 공간(67)에 접속된 배출관(72b)과 그 배출관(72b)에 설치된 밸브(72c)로 구성되어 있다. 배출관(72b)은 초음파 진동자 수용부(63)의 측면까지 상승하도록 설치되어 있다.
정류판(70)은 다수의 구멍(70a)을 형성한 구멍형성영역이 설치되어 있다.
또, 정류판(70)의 구멍형성영역의 폭(W)은, 5 mm 이상, 진동자(65)의 폭(WT)과 동일한 크기 이하의 범위로 되어 있는 것이 바람직하고, 5 mm 이상 17 mm 이하의 범위로 되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태의 초음파세정용 노즐(61)은, 진동자(65)에 전압이 인가되어 초음파 진동이 발진되면, 진동판(63a)이 진동하여 공간(67)에 공급된 세정액(11)에 초음파 진동이 부여되어 초음파세정액(11a)이 되고, 다시 이 초음파세정액(11a)은 정류판(70)에 형성된 각 구멍(70a)을 통과하여 초음파 진동이 부여된 채로 합류하고, 또한 깔때기형상 등의 연속된 흐름으로서 유출한다.
본 실시형태의 초음파세정장치에 의하면, 본 발명의 효과가 얻어진다.
또한 상기 실시형태에 있어서는, 길이가 긴 박스형상의 초음파 진동자 수용부(박스체)(63)가 길이가 긴 박스형상인 경우에 대하여 설명하였으나, 중공 원주형상의 것이어도 좋다.
또, 초음파세정용 노즐(61)의 바닥판에 형성된 개구부에 정류판(70)이 플랫하게 되도록 설치된 경우에 대하여 설명하였으나, 도 11이나 도 12에 나타내는 바와 같이 정류판(70)이 바깥쪽으로 볼록형상이 되도록 설치되어 있어도 좋다. 또 도 10 내지 도 12에 나타내는 바와 같이 정류판(70)의 구멍형성영역의 폭(W)을 변경함으로써, 노즐(61)의 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출하는 초음파세정액(11a)의 수류형상을 변경할 수 있고, 결과로서 피처리 기판을 한 번에 세정할 수 있는 범위를 변경할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서는 배출관(72b)에 밸브(72c)를 설치한 경우에 대하여 설명하였으나, 도 11에 나타내는 바와 같이 초음파 진동자 수용부(63)의 측면까지 상승하는 배출관(72b)의 한쪽 끝이 공간(67)에 접속되고, 다른쪽 끝이 개구된 것이어도 좋고, 또는 도 12에 나타내는 바와 같이 공간(67)과 대략 동일 높이에 배치된 배출관(82b)의 한쪽 끝이 공간(67)에 접속되고, 배출관(82b)에 밸브(도시 생략)가 설치된 것이어도 좋다.
(제 3 실시형태)
도 13은 제 3 실시형태의 초음파세정장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이고, 도 14는 도 13의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐을 나타내는 개략 종단면도이며, 도 15는 도 14의 초음파세정용 노즐을 정류판이 설치된 바닥판측에서 보았을 때의 확대 평면도이다.
본 실시형태의 초음파세정장치는, 본 발명의 실시형태의 초음파세정용 노즐(81)과, 이 초음파세정용 노즐(81)의 뒤에서 설명하는 정류판(90)을 설치한 개구부(90a)가 피처리 기판(피처리물)(20)의 표면상을 간극을 두고 이동 가능한 아암(반송수단)(35)과, 피처리 기판(20)을 얹어 놓는 턴테이블(25)이 설치되고, 정류판(90)과 피처리 기판 표면과의 간극에 초음파세정용 노즐(81)로부터 초음파세정액(11a)을 토출하여 피처리 기판 표면을 세정할 수 있는 구성이 된 것이다.
초음파세정용 노즐(81)은, 원통형상의 초음파 진동자 수용부(박스체)(83)와, 이 초음파 진동자 수용부(83) 내에 수용된 원주형상 초음파 진동자(85)와, 초음파 진동자 수용부(83)의 진동판을 겸하는 하판(83a)의 외면에 공간(87)을 두고 대향 배치된 바닥판(89)과, 공간(87)에 세정액(11)을 공급하는 세정액공급수단과, 바닥판(89)에 형성된 평면으로 보아 원형상의 개구부(89a)에 설치된 정류판(90)을 주체로 하여 구성되어 있다.
정류판(90)은, 다수의 구멍(90a)(그물코)이 형성되어 있다. 이 정류판(90)은 바깥쪽으로 볼록형상(피처리 기판측으로 볼록형상)이 되도록 설치되어 있다.
정류판(90)의 구멍형성영역의 지름(D)은, 5 mm 이상, 초음파 진동자(85)의 폭(WT)과 동일 크기 이하의 범위로 되어 있는 것이 앞서 설명한 이유에 의하여 바람직하다.
상기 세정액공급수단은, 공간(87)에 접속된 세정액공급관(92a)과, 그 공급관(92a)에 접속된 세정액공급원(도시 생략)으로 구성되어 있다. 또 공간(87)에는 가스뽑기기구가 설치되어 있다. 이 가스뽑기기구는, 도 14 내지 도 15에 나타내는 바와 같이 공간(87)에 접속된 배출관(92b)과 그 배출관992b)에 설치된 밸브(92c)로 구성되어 있다.
본 실시형태의 초음파세정장치를 사용하여 피처리 기판(20)에 부착된 오염을 제거하기 위해서는 피처리 기판(20)을 턴테이블(25)의 상면에 얹어 놓고, 이어서 아암(35)에 의하여 초음파 세정용 노즐(81)의 정류판측을 피처리 기판(20)의 표면상을 간극을 두고 이동시킴과 동시에 정류판(90)의 구멍형성영역(그물코형성영역)으로부터 피처리 기판 표면과 정류판(90)과의 간극에 초음파세정액(11a)을 연속된 흐름으로 하여 토출하여 피처리 기판 표면을 세정한다.
본 실시형태의 초음파세정장치에 의하면, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(실험예 1)
하기 표 1에 나타내는 구조의 샘플 No.1∼5의 초음파세정장치를 제작하였다.
제작한 초음파세정장치의 초음파세정용 노즐에 세정액을 공급하고, 초음파를 부여한 세정액을 정류판의 구멍형성영역으로부터 토출하여 초음파를 유리기판에 부착된 파티클을 제거하였을 때의 제거효율에 대하여 조사하였다. 여기서 제거하는 파티클은, 입자지름 0.5 ㎛ 이상의 Al2O3 연마분이었다. 그 결과를 하기 표 1에 아울러 나타낸다.
표 1의 주 1 : 제거율 99.7%란, 약 19000개의 파티클을 약 40개까지 제거하는 것에 상당.
표 1에 나타낸 결과로부터 본 발명의 실시예인 샘플 No.1~5의 초음파세정장치에 의하면, 기판에 부착된 파티클을 적은 세정액으로 효율좋게 세정할 수 있음을 알 수 있다.
(실험예 2)
하기 표 2 내지 표 4에 나타내는 구조의 샘플 No.6∼20의 초음파세정장치를 제작하였다.
제작한 초음파세정장치의 초음파세정용 노즐에 세정액으로서 pH 10의 수소수를 공급하고, 초음파를 부여한 세정액을 정류판의 구멍형성영역으로부터 토출하여 초음파 중첩한 세정액으로 유리기판에 부착된 파티클을 제거하였을 때의 세정액의 사용량과 상기 구멍형성영역과 기판 사이의 세정액에 걸리는 음압을 측정하였다. 또한 상기 구멍형성영역과 기판 사이의 세정액에 걸리는 음압은, 정류판이 설치되어 있지 않은 경우의 음압을 100(규격화)이라 하고, 이것에 대한 값이다. 결과를 표 2 내지 표 4에 맞추어 나타낸다.
표 4에 있어서의 주2 : 도 11 나타낸 초음파세정용 노즐(61)의 공간(67)에 도 9에 나타낸 바와 같은 제 2 정류판(50)을 배치한 것.
표 2 내지 표 4에 나타낸 결과로부터 정류판의 두께가 0.6 mm인 샘플 No.19의 초음파세정장치(비교예)는, 정류판의 구멍형성영역으로부터 토출된 세정액의 음압이 10이고, 초음파가 거의 부여되어 있지 않기 때문에 세정효과가 작다고 생각된다.
샘플 No.6 ~ 18, 20의 초음파세정장치(실시예)는, 정류판의 구멍형성영역으로부터 토출된 세정액의 음압이 90 이상으로, 충분히 초음파가 부여되어 있어, 세정효과를 기대할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 초음파세정장치에 의하면, 세정액에 저주파대(약 20 kHz ∼ 200 kHz)의 초음파를 부여함으로써 피처리물에 부착된 강고한 오염을 제거할 수 있고, 약20 kHz ∼ 10 MHz의 광범위한 주파수대의 초음파를 세정액에 부여할 수 있고, 또한 적은 세정액으로 균일하게 세정처리를 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 초음파세정장치의 개략 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐을 나타내는 개략 종단면도,
도 3은 도 2의 초음파세정용 노즐을 바닥판측에서 보았을 때의 확대평면도,
도 4는 제 1 초음파세정장치를 사용하여 피처리기판을 세정하는 방법의 설명도,
도 5는 제 1 초음파세정장치를 사용하여 피처리기판을 세정하는 방법의 설명도,
도 6은 도 2의 초음파세정용 노즐의 개구부에 구비된 정류판의 다른 예를 나타내는 확대평면도,
도 7은 도 1의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐의 다른 예를 나타내는 개략 종단면도,
도 8은 도 1의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐의 다른 예를 나타내는 개략 종단면도,
도 9는 도 1의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐의 다른 예를 나타내는 개략 종단면도,
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐을 나타내는 개략 종단면도,
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐의 다른 예를 나타내는 개략 종단면도,
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐의 다른 예를 나타내는 개략 종단면도,
도 13은 본 발명의 제 2 실시형태의 초음파세정장치의 개략 구성을 나타내는 사시도,
도 14는 도 13의 초음파세정장치에 구비된 초음파세정용 노즐을 나타내는 개략 종단면도,
도 15는 도 14의 초음파세정용 노즐을 바닥판측에서 보았을 때의 확대평면도,
도 16은 종래의 세정장치의 예를 나타내는 개략 구성도,
도 17은 종래의 세정장치의 다른 예의 일부분을 나타내는 단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 61, 81 : 초음파세정용 노즐 3, 63, 83 : 초음파 진동자 수용부
3a, 63a, 83a : 하판(진동판) 5, 65, 85 : 초음파 진동자
7, 67, 87 : 공간 9, 69, 89 : 바닥판
9a, 69a, 89a : 개구부 10, 40, 70, 90 : 정류판
10a, 70a : 구멍 10b : 구멍형성영역
11 : 세정액 11a : 초음파세정액
40a, 90a : 그물코 50 : 제 2 정류판
12a, 72a, 92a : 세정액공급관 12b, 42b, 52b, 72b : 배출관
12c, 72c : 밸브 20 : 피처리기판(피처리물)
25 : 턴테이블 30 : 반송수단
35 : 아암(반송수단) t : 진동판의 두께
T : 정류판의 판두께
W : 구멍형성영역(또는 그물코형성영역)의 폭,
WBLT, WT : 초음파 진동자의 폭

Claims (12)

  1. 진동판과, 그 진동판에 고정된 초음파 진동자와, 상기 진동판의 진동자 고정면과 반대측면에 공간을 두고 대향하는 바닥판과, 상기 공간에 세정액을 공급하는 세정액공급수단과, 상기 바닥판에 형성된 개구부에 설치된 다수의 구멍을 가지는 정류판으로 이루어지고,
    상기 정류판의 판두께는 5 ㎛ 이상, λ/10 이하의 범위(상기 λ는 상기 초음파 진동자로부터 발진되는 초음파 진동의 정류판 구성물질 내의 파장)가 되고,
    상기 공간에 공급된 세정액에 상기 초음파 진동자로부터 발진한 초음파 진동을 부여한 초음파세정액이, 상기 개구부로부터 연속된 흐름으로서 유출되도록 제어할 수 있는 제어수단이 설치된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 정류판은 바깥쪽으로 볼록형상인 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 바닥판에 형성된 개구부는 직사각형상이고, 상기 정류판의 다수의 구멍이 형성된 영역의 짧은 변 방향의 폭이 5 mm 이상, 상기 초음파 진동자의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 바닥판에 형성된 개구부는 직사각형상이고, 상기 정류판의 다수의 구멍이 형성된 영역의 짧은 변 방향의 폭이 5 mm 이상, 상기 초음파 진동자의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 바닥판에 형성된 개구부는 원형이고, 상기 정류판의 다수의 구멍이 형성된 영역의 지름이 5 mm 이상, 상기 초음파 진동자의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 바닥판에 형성된 개구부는 원형이고, 상기 정류판의 다수의 구멍이 형성된 영역의 지름이 5 mm 이상, 상기 초음파 진동자의 폭과 동일한 크기 이하의 범위로 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 정류판에 형성된 각 구멍의 지름은, 0.001 mm 이상 1 mm 이하의 범위가 되고, 정류판 면적에 대하는 개구율이 20% 이상 90% 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 정류판에 형성된 다수의 구멍의 분포는, 정류판의 중심부에서 성기게 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 정류판에 형성된 다수의 구멍의 분포는, 정류판의 중심부에서 성기게 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 정류판의 적어도 표면은, 친액성을 가지는 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부에 설치된 정류판과 상기 진동판과의 사이에 제 2 정류판이 상기 공간을 칸막이하도록 배치되어 상기 공간에 형성되는 세정액 유로의 방향이 변경되고, 상기 세정액 유로의 한쪽 끝부는 상기 세정액 공급수단에 접속되고, 다른쪽 끝부는 가스뽑기기구에 접속되며, 상기 세정액 유로의 도중에 상기 바닥판의 개구부가 연통하고, 상기 제 2 정류판의 판 두께는 5㎛ 이상, λ/10 이하의 범위(상기 λ는 상기 초음파 진동자로부터 발진되는 초음파 진동의 제 2 정류판 구성물질 내의 파장)로 된 것을 특징으로 하는 초음파세정용 노즐.
  12. 제 1항에 기재된 초음파세정용 노즐과, 상기 초음파세정용 노즐의 정류판에 설치한 개구부가 피처리물의 표면상을 간극을 두고 이동 가능한 반송수단이 설치되고, 상기 정류판과 피처리물 표면과의 간극에 상기 초음파세정용 노즐로부터 초음파세정액을 토출하여 피처리물 표면을 세정할 수 있는 구성으로 된 것을 특징으로 하는 초음파세정장치.
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