超声波清洗用喷嘴和超声波清洗装置的制作方法

文档序号:6835798阅读:215来源:国知局
专利名称:超声波清洗用喷嘴和超声波清洗装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种超声波清洗用喷嘴和具有该喷嘴的超声波清洗装置,该超声波清洗用喷嘴用于半导体制造装置、液晶显示装置的基板制造装置等,并用于将液晶显示装置用方形玻璃基板、滤色器用玻璃基板、遮光模用基板、热敏头(サ-マルヘツド)用陶瓷基板、印刷电路板、半导体晶片、薄膜基片、金属环(hoop)材料和电子部件等的基材表面进行清洗处理。
背景技术
作为清洗装置的一种,有在基材上设置实施显像、蚀刻、剥离等的处理装置的部位,进行基材处理中使用的处理液的去除和基材表面的清洁的装置。
作为这种清洗装置,有在底面上设置了振子的槽型装置。槽型清洗装置使用约20kHz~2MHz宽范围频带的超声波,在槽内作基材的清洗处理。进行清洗处理的基材的污染物是指纹和微粒等。
作为其他清洗装置,有图16所示的装置(例如,参照专利文献1)。该清洗装置通过在主体101内设置的振子104而对在超声波清洗部主体101内装满的清洗液提供约800kHz~3MHz的较高频率的超声波振动,从窄缝状的排出口107向排出口107的下方沿通过多个搬运辊(图示略)水平移动的基板(基材)100的宽度方向按帘状供给提供了超声波振动的清洗液110,而去除在基板100上附着的微粒。排出口107为1mm宽左右。
另外,作为其他清洗装置,有图17所示的装置(例如,参照专利文献2)。
该清洗装置中,以去除大范围内的大的微粒为目的,通过从点孔(spot)型的超声波喷嘴部115向基板(基材)200排出施加了20kHz~700kHz的低频带超声波振动的清洗液120而进行超声波清洗处理。另外,图17中,符号116是超声波喷嘴部内具有的振子。
专利文献1日本专利公开公报平10-209104号专利文献2日本专利公开公报平10-64868号在使用现有的槽型清洗装置的清洗中,可以使用宽频带(20kHz~2MHz),在清洗污染极其严重的加工后的玻璃坯料基板等的情况下,提供适当的清洗液和低频带(28kHz、40kHz的频率)的超声波来进行清洗。另外,对于形成了电路的液晶显示装置用方形玻璃基板的清洗提供了清洗力弱、但可均匀清洗的高频带(兆声波メガソニツク)的超声波,使得形成电路的金属膜等不劣化。
但是,在使用现有槽型清洗装置的情况下,一旦落入的微粒在槽内扩散,并容易再次附着,所以很难获得洁净度高的表面。另外,使用了低频带的超声波清洗中,容易出现清洗不均匀,作为其对策,必须摇动基板,伴随槽的大型化等,作为结果,清洗装置也大型化了。另外,在使用现有的槽型装置的清洗中,若基板变大,则槽底(接近于振动板的部分)和槽的最上部产生声压差,有不能均匀清洗的问题。
在比较均匀地去除附着力较小的微粒的情况下,虽然可以使用提供高频带超声波的图16所示的清洗装置,但是该清洗装置存在与基材的接触面积大的微粒的情况和不能去除亚微细粒的微粒和指纹等的比较坚固的污渍的问题,另外,清洗液必须使用1升/分·cm(每排出口单位长度)左右。
对于上述这样的坚固污渍,可以使用提供了低频带(约20kHz~200kHz)的超声波的图17所示的清洗装置,但是为了高效率地向排出口121的下侧传送低频带的超声波,其清洗液排出口121的直径必须大小为10mm以上,因此,清洗液也为7升/分以上,清洗液使用量为图16所示的具有排出提供了兆赫频带的超声波清洗液的排出口107的装置的10倍以上。
另外,在去除1m宽的基板上附着的微粒的情况下,若使用具有图16所示的1mm宽的排出口107的清洗装置,则不得不使用100升/分的大量清洗液,嵌入到实际的制造工艺时,若还要考虑进去所使用的清洗液的重量,则是很困难的。
因此,现有的清洗装置中,由于排出口的开口径很大,清洗液的使用量多,相反,若开口径变小,则不能将超声波传到清洗液。
尤其,提供给清洗液的超声波越为低频,所需的开口径就越大,结果,在将400kHz以下的超声波提供给清洗液的清洗装置中,不能实现实用水量范围的装置。

发明内容
本发明鉴于上述情况而作出,其目的是提供一种超声波清洗装置,该超声波清洗装置可以通过向清洗液提供低频带(约20kHz~200kHz)的超声波来去除在被处理物上附着的顽固污染,还可以对清洗液提供约20kHz~10MHz的宽范围频带的超声波,且至少可通过较少的清洗液均匀实施清洗处理。
本发明的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,包括振动板、在该振动板上固定的超声波振子,在与所述振动板的振子固定面相对一侧的面上相隔空间而对置着的底板,向所述空间供给清洗液的清洗液供给机构,和具有在所述底板上形成的开口部上设置的多个孔的整流板;所述整流板的板厚成为5μm以上、λ/10以下的范围(所述λ是由所述超声波振子振荡的超声波振动的整流板构成物质内的波长);设置了控制机构,其可以控制使得向供给所述空间的清洗液给予了由所述超声波振子振荡的超声波振动的超声波清洗液、作为连续流从所述开口部流出。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,通过具有振动板、在该振动板上固定着的超声波振子、在与所述振动板的振子固定面相对一侧的面上相隔空间而相对的底板、向所述空间供给清洗液的清洗液供给机构,可以对供给上述空间部的清洗液提供贯穿低频带到高频带的宽范围的频带(约20kHz~200kHz)的超声波振动。
另外,通过在上述底板的开口部上设置具有多个孔的整流板,可以使清洗液流出的部分的面积相对所述开口部的面积变小,所以可得到充分的清洗力,且可抑制清洗液的使用量。另外由于即使提供给清洗液的超声波为400kHz以下,只要增大上述开口部的宽度和孔径就可以了,所以可以实现实用的液量范围的超声波清洗用喷嘴。
通过控制在上述底板的开口部上设置的整流板的孔径、整流板的开口率和厚度、从清洗液供给机构向上述空间供给的清洗液的流量等,可以使供给上述空间的清洗液作为连续流从上述开口部中流出,另外,从上述开口部流出的清洗液的液型也可以为漏斗状等的所希望的液型。
另外,通过在上述底板的开口部上设置上述整流板,清洗液流出的部分变窄,但是通过将上述整流板的板厚设为λ/10以下的范围,可以使超声波振动传播,对从上述开口部作为连续流流出的清洗液提供超声波振动。
即,本发明的超声波清洗用喷嘴中,通过在上述整流板的正下方将清洗液作为连续流流出、且使整流板的厚度变薄,使得不由整流板对存在于整流板的正下方的清洗液进行反射超声波振动,而透过后,提供超声波振动。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,所述整流板最好是向外侧为凸状。通过为该结构,与上述整流板为平板的情况相比,清洗液也能容易集中到整流板中央附近,使从上述开口部流出的清洗液的液型为漏斗状等的前窄的球状,容易保持连续流,且容易对从上述开口部流出的清洗液提供超声波振动。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,在所述底板上形成的开口部为矩形状的情况下,最好形成所述整流板的多个孔的区域(孔形成区域)的短边方向的宽度为5mm以上、与所述超声波振子的宽度相同大小以下的范围,或在所述底板上形成的开口部为圆形的情况下,最好形成所述整流板的多个孔的区域(孔形成区域)的直径为5mm以上、与所述超声波振子的宽度相同大小以下的范围。
通过为该结构,通过其流路电阻控制清洗液量,可以抑制使用液量,同时使清洗区域变宽,另外可以高效对清洗液提供超声波振动。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,形成在上述整流板上的各孔的直径成为0.001mm以上1mm以下的范围,最好相对整流板面积的开口率为20%以上90%以下的范围。通过为该结构,容易传送超声波振动,且容易对从上述开口部中作为连续流流出的清洗液提供超声波振动。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,形成在所述整流板上的多个孔的分布最好在整流板的中心部较粗。通过为该结构,可使从上述开口部流出的清洗液的液型进一步容易控制为漏斗状。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,至少上述整流板的表面最好由具有亲液性的材料形成。通过为该结构,将从上述开口部流出的清洗液的液型控制为漏斗状就更容易。
本发明的超声波清洗用喷嘴中,最好在设置在上述开口部上的整流板和上述振动板之间配置第二整流板,使其截断上述空间,并改变在上述空间上形成的清洗液流路的方向,将上述清洗液流路的一个端部连接到所述清洗液供给机构,将另一端部连接到抽气机构,在上述清洗液流路的中途连通所述底板的开口部,上述第二整流板的板厚为5μm以上、λ/10以下的范围(上述λ为由所述超声波振子振荡的超声波振动的第二整流板构成物质内的波长)。通过为该结构,可以防止气泡滞留。
本发明的超声波清洗装置,其特征在于,设置了上述的任一结构的本发明的超声波清洗用喷嘴和可使设置了该超声波清洗用喷嘴的整流板的开口部在被处理物的表面上相隔间隙而移动的搬运机构,并构成为可从所述超声波清洗用喷嘴向所述整流板和被处理物表面的间隙排出超声波清洗液而清洗被处理物表面。
本发明具有如下的效果。
根据本发明的超声波清洗装置,可通过对清洗液提供低频带(约20kHz~200kHz)的超声波而去除附着在被处理物上的顽固污染,也可向清洗液提供约20kHz~10MHz的宽范围频带的超声波,且可通过较少的清洗液均匀地实施清洗处理。


图1是表示本发明的第一实施例的超声波清洗装置的概略结构的立体图。
图2是表示图1的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的概略纵剖面图。
图3是表示从底板侧看图2的超声波清洗用喷嘴时的放大平面图。
图4是表示使用第一超声波清洗装置来清洗被处理基板的方法的说明图。
图5是表示使用第一超声波清洗装置来清洗被处理基板的方法的说明图。
图6是表示第二超声波清洗用喷嘴的开口部中具有的整流板的另一例子的放大平面图。
图7是表示图1的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的另一例子的概略纵剖面图。
图8是表示图1的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的另一例子的概略纵剖面图。
图9是表示图1的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的另一例子的概略纵剖面图。
图10是表示本发明的第二实施例的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的概略纵剖面图。
图11是表示本发明的第二实施例的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的另一例的概略纵剖面图。
图12是表示本发明的第二实施例的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的另一例的概略纵剖面图。
图13是表示本发明第二实施例的超声波清洗装置的概略结构的立体图。
图14是表示图13的超声波清洗装置具有的超声波清洗用喷嘴的概略纵剖面图。
图15是从底板侧看图14的超声波清洗用喷嘴时的放大平面图。
图16是表示现有的清洗装置的例子的概略结构图。
图17是现有的清洗装置的另一例的一部分的剖面图。
具体实施例方式
下面,使用附图详细说明本发明的实施例。
本发明当然并不限于下面说明的实施例,并且,下面的附图中对于各构成部分的比例尺,为了在附图上标记容易,对每个构成部分改变比例尺来进行记载。
(第一实施例)图1是表示第一实施例的超声波清洗装置的概略结构的立体图,图2是表示图1的超声波清洗装置中具有的超声波清洗用喷嘴的概略纵剖面图,图3是从设置了整流板的底板侧看图2的超声波清洗用喷嘴时的放大平面图。
本实施例的超声波清洗装置设有本发明的实施例的超声波清洗用喷嘴1、设置了该超声波清洗用喷嘴1的后述整流板10的开口部9a在被处理基板(被处理物)20的表面上可相隔间隙而移动的搬运机构30、装载被处理基板20的转台25,并可从超声波清洗用喷嘴1向整流板10和被处理基板表面的间隙排出超声波清洗液11a而清洗被处理基板表面。
超声波清洗用喷嘴1被构成为以长箱状的超声波振子容纳部(筐体)3、在该超声波振子容纳部3内容纳的系结螺栓朗之万(ランジユバン)振子(超声波振子)5和在兼作超声波振子容纳部3的振动板的下板3a的外面相隔空间7而相对配置的底板9、向空间7供给清洗液11的清洗液供给机构、和在形成于底板9上的平面视图的长方形状的开口部9a上设置的整流板10作为主体。
振动板3a的材质还根据供给空间部7的清洗液11的种类而决定,例如,在清洗液为水的情况下,使用不锈钢、表面处理过的不锈钢,在清洗液为酸或碱的情况下,使用涂覆了蓝宝石、高纯度铝或PTFE(四氟乙烯树脂)的金属材料、陶瓷、石英玻璃等。
振动板3a的厚度t因所用的超声波振子而不同,但是例如厚度t在0.03mm以上3mm以下的范围内,可以对20kHz~10MHz的超声波振子选择适当的厚度来进行使用。
在该振动板3a的里面固定系结螺栓朗之万振子(BLT)5。因此,本实施例中,振动板3a的里面为振子固定面,外面为与振子固定面相反侧的面。
系结螺栓朗之万振子5是大致圆柱状、大致立方体状等的大致柱状,如图2所示,在金属块5a、5b之间配置两个压电磁器5c、5d,通过螺栓6向这些压电磁器5c、5d施加压缩力的偏置,另外,铜板5e介于压电磁器5c、5d之间。
极性相反地组合压电磁器5c、5d,使得电并联驱动。将电源连接到压电磁器5c、5d。
另外,上述压电磁器并不限于2个,也可以是多个。
如图2所示,在与振动板3a的振子固定面相对一侧的面和与此相对配置的底板9之间设置了空间7,通过清洗液供给机构向该空间7供给清洗液11。上述清洗液供给机构由连接到空间7的清洗液供给管12a、连接到该供给管12a的清洗液供给源(图示略)构成。另外,在该清洗液供给机构上设置清洗液的流量调整机构(图示略),可以控制向空间7供给的清洗液的流量。
上述空间7的间隙(振动板3a和整流板10间的距离)为1mm到7.5mm左右。
作为清洗液11,可根据被处理基板20和在其上粘附的污渍的种类来适当选择使用,例如,在被处理基板20为玻璃基板、污染物为Al2O3研磨粉的情况下,使用氨水溶液、氢水、添加氨水的氢水、除气后的氨水溶液等,在被处理基板20为硅基板、污染物为有机物的情况下,使用臭氧水、添加了酸的臭氧水、和NaOH水溶液等。
向空间7的清洗液11的供给量最好是喷嘴长度(开口部的长度方向)的每10mm为1升/分左右以下。
另外,清洗液11在根据被处理基板20上粘附的污渍而使用控制了PH的液体在可通过很少的液量来进行高效清洗方面较好。
另外,在空间7中设置了抽气机构。上述抽气机构,如图2所示,由连接到空间7的排出管12b和在该排出管12b上设置的阀门12c构成。该抽气机构在供给清洗液时,打开阀门12c而抽出空间7的空气,在空间7中充满了清洗液11后,通过关闭阀门12c,而可以防止气泡被卷入到清洗液11中。
在底板9上形成图3所示的长方形状的开口部9a,在该开口部9a上设置了具有多个孔10a的整流板10。
该超声波清洗用喷嘴1通过控制整流板10的孔径、开口率、板厚T和从上述清洗液供给机构向空间7供给的清洗液11的流量等,可以在空间7中控制为使提供了超声波振动的清洗液11作为连续流从开口部9a流出。控制为使超声波清洗液作为连续流从开口部9a流出的机构是上述控制机构。因此,在上述清洗液供给机构上设置的流量调整机构也是控制机构。
整流板10使用在不锈钢等的金属板上形成了多个孔的冲孔金属板(パンチングメタル)。因前面所述的理由,至少该整流板10的表面最好由具有亲液性的材料形成。
作为上述亲液性材料,因所用的清洗液的种类而不同,例如,在清洗液为水溶液的情况下,使用亲水处理后的不锈钢等金属、进行了使表面具有亲水基的亲水处理后的塑料、TiO2等的金属氧化物、铝、硅氧化物等陶瓷。
整流板10的板厚T为5μm以上、λ/10以下的范围(上述λ是从振子5振荡的超声波振动的整流板构成物质内的波长)。若上述板厚T小于5μm,则产生板的强度降低、孔的加工性价比不好等问题,故不好。若上述板厚T超过了λ/10,则从振子5振荡的超声波振动通过整流板反射变大,对于清洗液的流动来说不能进行高效传送,故不好。即,即便空间7内为超声波清洗液,清洗液也从孔10a向外部漏出,超声波衰减了。
另外,整流板10的板厚T在0.03mm以上、0.5mm以下的范围中,可以选择适合于振荡20kHz~10MHz的超声波的振子的厚度,来进行使用。
整流板10因前面描述的理由,如图2所示,设置成向外侧为凸状(向被处理基板侧为凸状)。
另外,整流板10的孔形成区域10b的宽度W最好为5mm以上、与振子5的宽度WBLT相同大小以下的范围,进一步更好为5mm以上、17mm以下的范围。通过改变宽度W,可以改变从底板的开口部向外部作为连续流排出的超声波清洗液的水流形状、尤其是改变宽度等。
若宽度W小于5mm,则不能高效向清洗液提供超声波振动。由于即使宽度W比振子5的宽度WBLT还大,超声波的有效照射范围也为宽度WBLT,所以WBLT的宽度很充分。
另外,整流板10的孔形成区域10b的长度L可根据被处理基板(被处理物)的长度决定。
在整流板10上形成的各孔10a的直径最好为0.001mm以上17mm以下的范围,进一步更好为0.001mm以上1mm以下的范围。若孔10a的直径小于0.001mm,则液体很难出来,为通过高压力挤压出来的形状,液体成为线状。另外,若孔10a的直径超过了17mm,则液体从孔中自然流下,变得不能进行液量控制。
整流板10的开口率(相对整流板面积的开口率)最好为20%以上90%以下的范围。若整流板10的开口率小于20%,则液体的排出压力变高,控制性变差;若超过90%,则因孔加工精度的问题而液量的控制性变差。还产生整流板的机械强度降低的问题。
另外,一个孔10a的面积为λ2/100以下,但是可以通过其流路电阻来控制清洗液量而降低使用液量,这点上很好。
图3中虽然表示了多个孔10a在孔形成区域10b上大致均匀分布地形成的情况,但是因前面所述的理由,最好整流板10的孔形成区域10b的中心部中为较粗地分布。
振动板3a和整流板10的最分离位置的距离(间隙)为7.5mm左右以下,在可防止气泡被卷入到喷嘴1中排出的超声波清洗液11a方面很好。
被处理基板20可以举出液晶显示装置用方形玻璃基板、滤色器用玻璃基板、遮光模用基板、热敏头用陶瓷基板、印刷电路板、半导体晶片、薄膜基片、金属环材料和电子部件等的基材等。
转台25为在上面装载了被处理基板20的状态下可进行旋转和升降的结构。
将搬运机构30安装在超声波振子容纳部3的长度方向两端面,超声波清洗用喷嘴1的开口部9a在转盘25上装载的被处理基板20的表面上可相隔间隙移动。
本实施例的超声波清洗用喷嘴1若通过对振子5施加电压而振荡超声波振动,则振动板3a振动,向供给空间7的清洗液11提供超声波振动而成为超声波清洗液11a,进一步,该超声波清洗液11a通过在整流板10上形成的各孔10a,提供了超声波振动后就汇流,且作为漏斗状等连续流而流出。这是因为由于整流板10的孔形成区域10b的下侧(外侧)的清洗液为漏斗状等连续流,所以传给空间7的超声波振动连续提供给通过孔10a中和通过后的清洗液11。由于整流板10的孔形成区域10b以外部分(孔形成区域外)的下侧(外侧)存在空气,所以传到空间7的超声波振动通过整流板的孔形成区域外的里面和底板9的里面反射。因此,通过使从底板9的开口部向外部排出的清洗液为没有卷入气体的连续流,从而可以高效提供超声波。
可从振子5振荡约20kHz~100MHz的宽范围内、特定区域的频带的超声波,所振荡的超声波的频率可根据附着在被处理基板20上的污渍的种类和附着力的大小适当改变。
另外,开始向空间7供给清洗液11时,至少通过板材等暂时堵塞孔形成区域10b,在空间7内充满清洗液11后,而排出超声波清洗液,或使容纳部3的开口部9a侧向上,在空间7内充满清洗液11后,使容纳部3的开口部9a向下,而排出超声波清洗液,这种情况可以减少浪费的清洗液11,故最好,尤其,在孔10a为1mm~17mm左右大小时很有效。
对于使用本实施例的超声波清洗装置去除被处理基板20上附着的污渍,将被处理基板20装载在转台25的上面,接着,通过搬运机构30使超声波清洗用喷嘴1的整流板侧在被处理基板20的表面上相隔间隙地移动,并且,从整流板10的孔形成区域10b向被处理基板表面和整流板10的间隙作为连续流排出超声波清洗液,而清洗被处理基板表面。如图4~图5所示,若改变喷嘴1的整流板10和被处理基板表面的距离,则可以改变可清洗被处理基板的范围。另外,整流板10和被处理基板表面的距离可提供转台25的升降或搬运结构30的升降来改变。
根据本实施例的超声波清洗装置,通过向清洗液11提供低频带(约20kHz~200kHz)的超声波,可以去除在被处理基板20上附着的顽固污染,另外,由于可向清洗液11提供约20kHz~10MHz的宽范围的频带的超声波,所以可以通过较少的清洗液对因顽固的污染而附着力较小的微粒施加均匀的清洗处理。另外,超声波清洗用喷嘴1通过变宽孔形成区域W,可以变宽超声波清洗液11a流出的区域,可以变宽可一次清洗被处理基板的范围。
上述实施例中,虽然说明了超声波振子容纳部3为长箱状的情形,但是也可以是中空的圆柱状。
另外,虽然说明了在超声波清洗用喷嘴1的开口部9a上设置了由图3所示的冲孔金属板构成的整流板10地情况,但是也可如图6所示,设置形成了网40a的整流板40。
整流板40的板厚与整流板10相同,为5μm以上λ/10以下的范围。
另外,整流板40的网形成区域40b的宽度W与整流板10的孔形成区域10b相同,最好为5mm以上、与振子5的宽度相同大小以下的范围。
另外,上述实施例中,虽然说明了在超声波清洗用喷嘴1的开口部9a上设置成整流板10向外侧为凸状的情况,但是也可如图7所示,设置平板状的整流板10。
上述实施例中,虽然说明了抽气机构由连接到空间7的排出管12b和在该排出管12b上设置的阀门12c构成的情况,但是也可如图8所示,将向超声波振子容纳部3的侧面立起的排出管42b的一端连接到空间7,另一端为开口。该抽气机构若向空间7供给清洗液,则空间7的气体通过排出管42b从上述另一端排到外部,所以可以防止气泡被卷入到清洗液11中。
上述实施例中,作为抽气机构,说明了设置图2和图7所示的带阀门12c的排出管12b和如图8所示的立起到容纳部3的侧面的排出管42b的情况,但是也可以如图9所示,在振动板3a和整流板10之间设置第二整流板50。该第二整流板50为没有形成孔的板状,通过配置为上下截断空间7,而在振动板3a的下侧形成状的清洗液流路(改变形成在空间7上的清洗液流路的方向)。将该流路的上侧(振动板侧)的端部连接到清洗液供给管12a,将下侧(整流板10侧)的端部连接到排出管(抽气机构)52b。可以在该排出管52b上设置阀门,也可一端部为开口。上述状清洗液流路的中途与底板9的开口部连通。
因与整流板10相同的理由,第二整流板50的板厚为5μm以上λ/10以下的范围(上述λ为从振子7振荡的超声波振动的第二整流板构成物质内的波长)。
图9的喷嘴1中,若从清洗液供给管12a向空间7供给了清洗液11,则由于空间7的气体通过状清洗液流路,并进一步通过排出管52b向外部排出,所以可以防止气泡被卷入到清洗液11中。另外,在抽出空间7的气体时,也可封闭底板9的开口部或第一整流板的孔形成区域。
清洗液11在通过振动板3a的正下方而成为超声波清洗液11a后,向整流板10流入,并通过各孔10a,提供了超声波振动后就汇流,且作为漏斗状等连续流而流出。
(第二实施例)接着,说明第二实施例的超声波清洗装置。
第二实施例的超声波清洗装置与第一实施例的超声波清洗装置不同点为超声波清洗用喷嘴的结构不同。
图10是表示本实施例涉及的超声波清洗用喷嘴的概略纵剖面图。超声波清洗用喷嘴61被构成为以将长箱状的超声波振子容纳部(筐体)63、容纳在该超声波振子容纳部63内的超声波振子65、在兼作超声波振子容纳部63的振动板的下板63a的外面相隔空间67相对配置的底板69、向空间67供给清洗液11的清洗液供给机构、和在底板69上形成的在平面视图的长方形状的开口部上设置的平板状的整流板70作为主体。
超声波振子65由钛酸锆盐(PZT)元件、钛酸钡系元件、水晶、铁素体(フエライト)系元件等构成,使用可输出约20~100MHz范围的频率的超声波振动的振子。将该超声波振子65连接到电源上。
上述清洗液供给机构由连接到空间67的清洗液供给管72a和连接到该供给管72a的清洗液供给源(图示略)构成。
另外,在空间67上设置了抽气机构。上述抽气机构,如图2所示,由连到空间67的排出管72a和在该排出管72b上设置的阀门72c构成。排出管72b设置为立起到向超声波振子容纳部63的侧面。
整流板70设有形成了多个孔70a的孔形成区域。
另外,整流板70的孔形成区域的宽度W最好为5mm以上、与振子65的宽度WT相同大小以下的范围,更好为5mm以上17mm以下的范围。
本实施例的超声波清洗用喷嘴61若向振子65施加电压并振荡超声波振动,则振动板63a振动,向供给空间67的清洗液11上提供了超声波振动,而成为超声波清洗液11a,进一步该超声波清洗液11a通过形成在整流板70上的各个孔70a,提供了超声波振动后就汇流,且作为漏斗等连续流而流出。
根据本实施例的超声波清洗装置,得到了本发明的效果。
另外,上述实施例中,虽然说明了长箱状的超声波振子容纳部(箱体)63为长箱状的情况,但是也可以是中空圆柱状的容纳部。
另外,虽然说明了在超声波清洗用喷嘴61的底板上形成的开口部上设置了整流板70、使其为平板状的情况,但是也可如图11和图12所示,设置整流板70,使其向外侧为凸状。另外,如图10乃至图12所示,可以通过改变整流板70的孔形成区域的宽度W,改变从喷嘴61的开口部作为连续流而流出的超声波清洗液11a的水流形状,结果,可以改变一次清洗被处理基板的范围。
上述实施例中,虽然说明了在排出管72b上设置了阀门72c的情况,但是也可如图11所示,将立起到超声波振子容纳部63的侧面的排出管72b的一端连到空间67,另一端为开口,或如图12所示,将与空间67在大致相同高度上配置的排出管82b的一端连接到空间67,在排出管82b上设置阀门(图示略)。
(第三实施例)图13是表示第三实施例的超声波清洗装置的概略结构的立体图。图14是表示图13的超声波清洗装置中具有的超声波清洗用喷嘴的概略纵剖面图,图15是从设置了整流板的底板侧看图14的超声波清洗用喷嘴时的放大平面图。
本实施例的超声波清洗装置设有本发明的实施例的超声波清洗用喷嘴81、使设置了该超声波清洗用喷嘴81的后述整流板90的开口部90a可在被处理基板(被处理物)20的表面上相隔间隙而移动的臂(搬运机构)35、装载被处理基板20的转台25,可从超声波清洗用喷嘴81向整流板90和被处理基板表面的间隙排出超声波清洗液11a而清洗被处理基板表面。
超声波清洗用喷嘴81被构成为以将圆筒状的超声波振子容纳部(箱体)83、在该超声波振子容纳部83内容纳的圆柱状超声波振子85、在兼作超声波振子容纳部83的振动板的下板83a的外面相隔空间87相对配置的底板89、向空间87供给清洗液11的清洗液供给机构、在底板89上形成的在平面视图的圆形开口部89a上设置的整流板90作为主体。
整流板90形成了多个孔90a(网)。设置该整流板90,使其向外侧为凸状(向被处理基板侧为凸状)。
因前面所述的理由,整流板90的孔形成区域的直径D最好为5mm以上、与超声波振子85的宽度WT相同大小以下的范围。
上述清洗液供给机构由连到空间87的清洗液供给管92a和连到该供给管92a的清洗液供给源(图示略)构成。另外,在空间87上设置了抽气机构。该抽气机构如图14乃至图15所示,由连接到空间87的排出管92b和在该排出管92b上设置的阀门92c构成。
对于使用本实施例的超声波清洗装置去除附着在被处理基板20上的污渍而言,在转台25的上面装载被处理基板20,接着,通过臂35使超声波清洗用喷嘴81的整流板侧在被处理基板20的表面上相隔间隙移动,并且,从整流板90的孔形成区域(网形成区域)向被处理基板表面和整流板90的间隙作为连续流排出超声波清洗液11a而清洗被处理基板表面。
根据本实施例的超声波清洗装置,得到了本发明的效果。
(实验例1)
制作了下述表1所示结构的样本No.1~5的超声波清洗装置。
向所制作的超声波清洗装置的超声波清洗用喷嘴供给清洗液,针对从整流板的孔形成区域排出提供了超声波的清洗液、而用超声波去除在玻璃基板上附着的微粒时的去除效率进行了调查。这里去除的微粒是粒子直径为0.5μm以上的Al2O3研磨粉。根据下述表1表示其结果。
表1



表1中的注1所谓去除率99.7%,相当于将约19000个微粒去除为约40个。
从表1所示的结果可以看出,根据作为本发明的实施例的样本No.1~5的超声波清洗装置,可以用较少的清洗液高效清洗附着在基板上的微粒。
(实施例2)制作了下述表2~表4所示结构的样本No.6~20的超声波清洗装置。
向制作了超声波清洗装置的超声波清洗用喷嘴供给PH10的氢水来作为清洗液,从整流板的孔形成区域排出提供了超声波的清洗液,而测量通过超声波重叠的清洗液去除附着在玻璃基板上的微粒时的清洗液的使用量和施加给上述孔形成区域和基板间的清洗液的声压。另外,施加给上述孔形成区域和基板间的清洗液的声压是将没有设置整流板情况下的声压设为100(标准化),而相对于该值的值。根据表2~表4表示结果。
表2


表3


权利要求
1.一种超声波清洗用喷嘴,其特征在于,包括振动板、在该振动板上固定的超声波振子、在与所述振动板的振子固定面相对一侧的面上相隔空间而对置着的底板、向所述空间供给清洗液的清洗液供给机构,和具有在所述底板上形成的开口部上设置的多个孔的整流板;所述整流板的板厚为5μm以上、λ/10以下的范围,所述λ是由所述超声波振子振荡的超声波振动的整流板构成物质内的波长;设置有控制机构,其可以控制使得向供给所述空间的清洗液给予了由所述超声波振子振荡的超声波振动的超声波清洗液、作为连续流从所述开口部流出。
2.根据权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,所述整流板向外侧为凸状。
3.根据权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,在所述底板上形成的开口部为矩形,形成了所述整流板的多个孔的区域的短边方向的宽度为5mm以上、与所述超声波振子的宽度相同大小以下的范围。
4.根据权利要求2所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,在所述底板上形成的开口部为矩形,形成了所述整流板的多个孔的区域的短边方向的宽度为5mm以上、与所述超声波振子的宽度相同大小以下的范围。
5.根据权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,在所述底板上形成的开口部是圆形,形成了所述整流板的多个孔的区域的直径为5mm以上、与所述超声波振子的宽度相同大小以下的范围。
6.根据权利要求2所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,所述底板上形成的开口部是圆形,形成了所述整流板的多个孔的区域的直径为5mm以上、与所述超声波振子的宽度相同大小以下的范围。
7.根据权利要求5所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,在所述整流板上形成的各孔的直径为0.001mm以上1mm以下的范围,相对整流板面积的开口率为20%以上90%以下的范围。
8.根据权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,形成在所述整流板上的多个孔的分布在整流板的中心部较粗。
9.根据权利要求2所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,形成在所述整流板上的多个孔的分布在整流板的中心部较粗。
10.根据权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,至少所述整流板的表面由具有亲液性的材料形成。
11.根据权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴,其特征在于,在设置于所述开口部的整流板和上述振动板之间配置第二整流板,使其隔断上述空间,并改变在所述空间上形成的清洗液流路的方向,将所述清洗液流路的一个端部连接到所述清洗液供给机构,将另一端部连接到抽气机构,在所述清洗液流路的中途连通所述底板的开口部,所述第二整流板的板厚为5μm以上、λ/10以下的范围,所述λ为由所述超声波振子振荡的超声波振动的第二整流板构成物质内的波长。
12.一种超声波清洗装置,其特征在于,设置了如权利要求1所述的超声波清洗用喷嘴和可使设有该超声波清洗用喷嘴的整流板的开口部在被处理物的表面上相隔间隙而移动的搬运机构,并构成为可从所述超声波清洗用喷嘴向所述整流板和被处理物表面的间隙排出超声波清洗液而清洗被处理物表面。
全文摘要
本发明提供了一种可通过对清洗液提供低频带的超声波,去除附着在被处理物上的顽固污染,还可对清洗液提供约20kHz~10MHz的宽范围频带的超声波,可以通过较少的清洗液均匀实施清洗处理的超声波清洗装置。一种超声波清洗装置,具有超声波清洗用喷嘴(1),由振动板(3a)、在振动板(3a)上固定的超声波振子(5)、在与振动板(3a)的振子固定面相对的侧面上相隔空间(7)而相对的底板(9)、向空间(7)供给清洗液的清洗液供给机构、具有在底板(9)上形成的开口部上设置的多个孔(10a)的整流板(10)构成,整流板(10)的板厚为5μm以上、λ/10以下的范围,设置了可控制机构,以控制向供给空间(7)的清洗液(11)提供了从振子(5)振荡的超声波振动的超声波清洗液(11a)作为连续流从上述开口部流出。
文档编号H01L21/02GK1627481SQ20041010025
公开日2005年6月15日 申请日期2004年12月10日 优先权日2003年12月11日
发明者三森健一 申请人:阿尔卑斯电气株式会社
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