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JP3343775B2 - 超音波洗浄装置 - Google Patents

超音波洗浄装置

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Publication number
JP3343775B2
JP3343775B2 JP16187897A JP16187897A JP3343775B2 JP 3343775 B2 JP3343775 B2 JP 3343775B2 JP 16187897 A JP16187897 A JP 16187897A JP 16187897 A JP16187897 A JP 16187897A JP 3343775 B2 JP3343775 B2 JP 3343775B2
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JP
Japan
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cleaning
tank
diaphragms
sound pressure
vibration
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JP16187897A
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English (en)
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JPH10135176A (ja
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勝利 杢尾
啓治 田口
重徳 北原
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
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Priority to KR1019970041360A priority patent/KR100347650B1/ko
Priority to US08/921,328 priority patent/US5911232A/en
Priority to TW086112683A priority patent/TW411523B/zh
Publication of JPH10135176A publication Critical patent/JPH10135176A/ja
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    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
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    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations

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  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

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、例えば半導体ウ
エハやＬＣＤ用ガラス基板等の被洗浄物を超音波を利用
して洗浄する超音波洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製造装置の製造工程にお
いては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等を薬液や
リンス液（洗浄液）等の処理液が貯留された処理槽に順
次浸漬して洗浄を行う液処理方法が広く採用されてい
る。
【０００３】このような液処理方法の一例として、図１
６に示すように、被洗浄物例えば半導体ウエハＷ（以下
にウエハという）及び洗浄液例えば純水１を収容する洗
浄槽２の例えば底部に複数の振動板３を接着剤等で接着
してなる超音波洗浄装置が知られている。この超音波洗
浄装置によれば、各振動板３に発振器４から出力電圧例
えば８００ＫＨｚ〜１ＭＨｚの高周波電圧を印加するこ
とにより、振動板３を励振させて、ウエハＷに付着する
パーティクル等を除去することができる。ここで、パー
ティクルの除去率（Ａ）と音圧（Ｂ）との関係は、 Ａ∝Ｔ×Ｂ２ （但し、Ｔは比例定数である） となる。
【０００４】上記式から判るように振動板３の励振すな
わち音圧とパーティクルの除去率とは比例関係にあるこ
とから、振動板３を励振させて音圧を高めることによ
り、ウエハＷに付着するパーティクル等を除去すること
ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の洗浄装置においては、振動板３を複数の独立し
た発振器４で駆動しているため、振動板３は絶縁のため
に分離させなくてはならない。そのため、振動板間に隙
間が生じると共に、この隙間に超音波の干渉が生じて図
１７（ａ）に示すように音圧に不均一な部分が生じる。
したがって、パーティクルの除去率が不均一となり、洗
浄むらが生じるという問題があった（図１７（ｂ）参
照）。
【０００６】この問題を解決する手段として、振動板の
取り付け面に段差を設け、この段差を隔てて両側にそれ
ぞれ振動板を取り付けるようにした超音波洗浄装置が提
案されている（特開平５−２４３２０３号公報参照）。
しかしながら、特開平５−２４３２０３号公報に記載の
技術においても、隣接する振動間に段差による隙間が生
じるため、超音波の干渉が生じ、音圧を均一にすること
ができず、結局、パーティクルの除去を均一にすること
ができず、洗浄むらが生じるという問題がある。また、
振動板の取り付け面に段差を設けて振動板を取り付ける
ため、組立に精度が要求されると共に、装置が複雑かつ
大型となるという問題もある。
【０００７】この発明は上記事情に鑑みなされたもの
で、隣接する振動板間の超音波の干渉を無くし、均一な
音圧分布によりパーティクルの除去率を均一にして洗浄
効率の向上を図れるようにした超音波洗浄装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の超音波洗浄装置は、被洗浄物及び
洗浄液を収容する洗浄槽と、この洗浄槽に取り付けられ
る複数の振動板とを具備する超音波洗浄装置において、
上記各振動板を駆動する複数の電源ユニットの出力の位
相を同一の発振源により同位相をもつように制御するこ
とを特徴とするものである（請求項１）。
【０００９】また、この発明の第２の超音波洗浄装置
は、被洗浄物及び洗浄液を収容する洗浄槽と、この洗浄
槽の底面部に接する振動伝播用液体を収容する振動伝播
用槽と、この振動伝播用槽に取り付けられる複数の振動
板とを具備する超音波洗浄装置において、上記各振動板
を駆動する複数の電源ユニットの出力の位相を同一の発
振源により同位相を持つように制御することを特徴とす
るものである（請求項２）。
【００１０】この発明において、上記各振動板は同一の
制御手段により位相を合わせるようにするものであれ
ば、隣接する振動板間に隙間が生じてもよいが、好まし
くは隣接する振動板間の隙間を可及的に少なくする方が
よい（請求項３）。
【００１１】また、上記各振動板の固有振動数のばらつ
きを周波数変調することにより制御する方が好ましい
（請求項４）。
【００１２】この発明の第１の超音波洗浄装置によれ
ば、各振動板を駆動する複数の電源ユニットの出力の位
相を同一の発振源により一致させることにより、隣接す
る振動板の間での位相のずれによる干渉をなくすことが
できるので、均一な音圧分布が得られると共に、パーテ
ィクルの除去率を均一にすることができる（請求項
１）。
【００１３】また、この発明の第２の超音波洗浄装置に
よれば、被洗浄物及び洗浄液を収容する洗浄槽と、この
洗浄槽の底面部に接する振動伝播用液体を収容する振動
伝播用槽と、この振動伝播用槽に取り付けられる複数の
振動板とを具備する超音波洗浄装置において、各振動板
を駆動する複数の電源ユニットの出力の位相を同一の発
振源により同位相を持つように制御するので、パーティ
クルの除去率を均一にすることができると共に過度の超
音波振動によって洗浄槽が損傷を受けるのを防止するこ
とができる（請求項２）。
【００１４】また、隣接する振動板間の隙間を可及的に
狭くすることにより、更に確実に音圧分布及びパーティ
クルの除去率を均一にすることができる（請求項３）。
【００１５】また、発振源の周波数変調により、各振動
板の固有振動数のばらつきの範囲内で、振動板の超音波
出力を平均化することができ、これに伴い更に確実に音
圧分布及びパーティクルの除去率を均一にすることがで
きる（請求項４）。
【００１６】更には、洗浄槽に段差を設けることなく振
動板を取り付けることができるので、装置の組立を容易
にすることができ、しかも、同一の発振源によって複数
の振動板を制御するので、構成部材の削減が図れると共
に、装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態では半導
体ウエハの洗浄処理装置に適用した場合について説明す
る。
【００１８】図１はこの発明に係る超音波洗浄装置の第
一実施形態を示す概略断面図である。
【００１９】上記超音波洗浄装置は、被洗浄物である半
導体ウエハＷ（以下にウエハという）及び洗浄液例えば
純水１を収容する洗浄槽１０と、この洗浄槽１０の上端
開口部に連接し、洗浄槽１０からオーバーフローした純
水１を受け止める外槽２０と、洗浄槽１０内においてウ
エハＷを保持する保持手段例えばウエハボート３０とを
具備してなる。なお、外槽２０には排水口２１が設けら
れており、この排水口２１にドレン弁２２を介してドレ
ン管２３が接続されている。また、洗浄槽１０の底部に
は、純水１を洗浄槽１０内に供給する供給手段（図示せ
ず）が設けられている。
【００２０】また、洗浄槽１０の底部には、複数枚例え
ば２枚の振動板４０ａ，４０ｂが近接状態例えば０．１
〜０．２ｍｍの間隔をおいて接着剤等で接着されてい
る。この場合、振動板４０ａ，４０ｂはセラミックス製
板材にて形成されており、一方の振動板４０ａは発振源
５０と電源ユニットＰＵ１とを具備する第１の発振器６
０ａに接続され、他方の振動板４０ｂは、電源ユニット
ＰＵ２を有する第２の発振器６０ｂに接続され、かつ第
２の発振器６０ｂは第１の発振器６０ａの発振源５０に
よって駆動出力の位相が制御されるようになっている。
つまり、振動板４０ａ，４０ｂを励振する電源ユニット
ＰＵ１，ＰＵ２の出力の位相を合わせることにより均一
な音圧分布が得られるように構成されている。
【００２１】この場合、第１の発振器６０ａに設けられ
た発振源５０によって第２の発振器６０ｂの位相を制御
しているが、必しもこのような構造とする必要はなく、
図３に示すように、第１の発振器６０ａと第２の発振器
６０ｂを共に電源ユニットＰＵ１，ＰＵ２のみとし、こ
れら発振器６０ａ，６０ｂを同一の発振源５０Ａにて位
相を制御するようにしてもよい。
【００２２】上記のように、両振動板４０ａ，４０ｂを
同一の位相で駆動するため、両振動板４０ａ，４０ｂを
隙間無く配置、具体的には隙間を０．１〜０．２ｍｍに
することができる。したがって、超音波の干渉による不
均一性が無くなり、図２（ａ）に示すように音圧分布を
均一にすることができると共に、図２（ｂ）に示すよう
にパーティクルの除去率を均一にすることができる。
【００２３】上記実施形態では、振動板が２枚の場合に
ついて説明したが、振動板が３枚以上の場合にも同様に
各振動板の位相を同一の発振源で制御することができ
る。例えば、図４及び図５に示すように、洗浄槽１０の
底部に振動板４０を二列に適宜間隔をおいて配列し、例
えば左右２枚、計４枚の振動板４０を１単位として振動
板群４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…４１ｎを形成し、これら
各振動板群をそれぞれ電源ユニットＰＵ１，ＰＵ２，Ｐ
Ｕ３…ＰＵｎを有する第１ないし第ｎの発振器６０ａ〜
６０ｎに接続し、かつ各発振器６０ａ〜６０ｎを同一の
発振源５０で制御するように構成する。
【００２４】上記のように構成することにより、各振動
板（具体的には、各振動板群４１ａ〜４１ｎ）の位相を
合わせることができ、均一な音圧分布を得ることができ
る。したがって、洗浄槽１０内に適宜間隔をおいて収容
された複数枚例えば５０枚のウエハＷに付着するパーテ
ィクル等を効率よく除去することができる。また、洗浄
槽１０の底部に段差を設けることなく振動板４０ａ，４
０ｂを取り付けることができるので、装置の組立を容易
にすることができ、しかも、同一の発振源５０によって
複数の振動板４０ａ，４０ｂを制御するので、構成部材
の削減が図れると共に、装置の小型化を図ることができ
る。
【００２５】また、図６に更に別の実施形態（第四実施
形態）を示す。図６に示す超音波洗浄装置は、被洗浄物
であるウエハＷ及び洗浄液８８を収容する例えば石英製
等の洗浄槽８７と、この洗浄槽８７の上端開口部に連接
し、洗浄槽８７からオーバーフローした洗浄液８８を受
け止める外槽２０と、洗浄槽８７内においてウエハＷを
保持する保持手段例えばウエハボート３０、及び振動伝
播用の液体例えば水８６を収容する振動伝播用槽８５と
を具備してなる。なお、上記洗浄槽８７はその底面部が
振動伝播用槽８５内において水浴する（振動伝搬用の液
体に接する）状態で配設されるように図示しない支持部
材によって支持されている。洗浄槽８７を上記のように
配設することで、過度の超音波振動によって洗浄槽８７
が損傷を受けるのを防止することができる。上記振動伝
播用槽８５は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）樹脂製の
矩形状枠にて形成される槽本体８５ａと、この槽本体８
５ａの下端に設けられた内向きフランジ８５ｂに固着さ
れる例えばステンレス鋼製の振動伝達板８４とで構成さ
れている。この場合、振動伝達板８４は、例えば接着剤
等で槽本体８５ａに接着されるか、あるいはパッキン
（図示せず）を介してボルト止めすることによって固着
されている。
【００２６】上記のように構成される振動伝播用槽８５
の振動伝達板８４の下面には、上記実施形態と同様に振
動板８２が適宜間隔をおいて接着剤等で接着されてい
る。この場合、振動板８２は、図７に示すように、２列
に配列されており、４枚１組としてそれぞれ振動板群８
３ａ，８３ｂ，８３ｃを構成し、各振動板群８３ａ，８
３ｂ，８３ｃはそれぞれ発振器（電源ユニット）８１
ａ，８１ｂ，８１ｃに接続されている。このうち、振動
板群８３ａは、主発振器８１ａに接続され、振動板群８
３ｂ，８３ｃは、それぞれ副発振器８１ｂ，８１ｃに接
続されている。
【００２７】上記主発振器８１ａは、図８に示すよう
に、周波数変調（ＦＭ変調）のための発信回路５１、こ
の発信回路５１からの振動信号を増幅する初段増幅回路
５２、振動信号を更に増幅する電力増幅回路５３、この
電力増幅回路５３で増幅された振動信号を上記振動板群
８３ａに出力するために整合するマッチング回路５４を
具備する。また、主発振器８１ａには、電力増幅回路５
３の出力調整を行う出力調整回路５８、この出力調整回
路５８に制御信号を送る制御回路５７及び出力調整ロー
タリーサムスイッチ５６が具備されると共に、電源Ａに
接続する電源回路５５と、出力振動信号をモニタリング
する出力計５９が具備されている。
【００２８】一方、上記副発振器８１ｂ，８１ｃは、主
発振器８１ａの出力側と同様の回路構成となっており、
主発振器８１ａの初段増幅回路５２の出力側から分岐さ
れ、接続される電力増幅回路５３、マッチング回路５
４、電力増幅回路５３の出力調整回路５８、この出力調
整回路５８の制御回路５７Ａとを具備すると共に、電源
Ａに接続する電源回路５５と、出力振動信号をモニタリ
ングする出力計を具備する。また、主発振器８１ａの制
御回路５７と副発振器８１ｂ，８１ｃの制御回路５７Ａ
とはコネクタ６１を介して接続されており、主発振器８
１ａの制御回路５７に接続するホストコンピュータＨＣ
からの制御信号に基づいて各発振器８１ａ，８１ｂ，８
１ｃの出力信号が制御されるように構成されている。な
お、図８において、符号６２はショートコネクタ、６３
はターミネーションである。
【００２９】上記のように構成される振動伝播用槽８５
の底面部の振動伝達板８４に振動板群８３ａ，８３ｂ，
８３ｃを接着し、これら振動板群８３ａ〜８３ｃに同一
の発信回路５１を接続することにより、各振動板８２の
固有振動数のばらつきの範囲内で振動板８２の超音波出
力を平均化することができる。つまり、周波数変調のた
めの発信回路５１を用いずに各振動板８２に一定周波数
を印加した場合には、図９（ａ）；（ｂ）〜（ｄ）に示
すように、各振動板群８３ａ〜８３ｃの固有振動数の違
いのための出力音圧にばらつきが生じるが、発信回路５
１を用いて固有周波数を周波数変調（ＦＭ変調）するこ
とで、時間平均で見た出力音圧を一定に制御することが
できる（図１０（ａ），（ｂ）参照）。
【００３０】上述のようにして出力音圧が一定に制御さ
れた各振動板群８３ａ〜８３ｃの振動板８２からの振動
が振動伝達板８４に伝達されると共に、水８６に伝達さ
れ、水８６の伝播作用によって洗浄槽８７の底面に伝播
され、そして洗浄槽８７内に収容された洗浄液８８に伝
播されて、洗浄槽８７内のウエハＷが洗浄処理される。
したがって、振動板８２の固有振動数のばらつきの範囲
でＦＭ変調することで、時間平均で見た超音波強度を一
定にすることができるので、パーティクルの除去率を更
に向上させることができる。
【００３１】なお、上記第四実施形態では、振動伝播用
槽８５を介してウエハを超音波洗浄する場合について説
明したが、上記第一乃至第三実施形態と同様に洗浄槽８
７の底面に振動板８２を接着する構造としてもよい。ま
た、第一乃至第三実施形態においても第四実施形態と同
様に振動伝播用槽８５を介して洗浄するようにしてもよ
い。
【００３２】上記のように構成される超音波洗浄装置は
単独の洗浄処理装置として使用できる他、ウエハの洗浄
・乾燥処理システムに組み込んで使用することができ
る。上記ウエハの洗浄・乾燥処理システムは、例えば図
１１に示すように、未処理のウエハＷを収容する搬入部
７０ａと、ウエハＷの洗浄処理及び乾燥処理を行なう洗
浄・乾燥処理部７１と、乾燥処理後のウエハＷを収容す
る搬出部７０ｂと、洗浄・乾燥処理部７１の側方に配設
されて所定枚数例えば５０枚のウエハＷの搬送を行なう
複数例えば３基のウエハチャック８０とで主要部が構成
されている。
【００３３】上記洗浄・乾燥処理部７１には、搬入部７
０ａから搬出部７０ｂに向かって直線状に順に、第１の
チャック洗浄・乾燥ユニット７２、第１の薬液処理ユニ
ット７３、第１の水洗処理ユニット７４、上記液処理装
置を具備する第２の薬液例えばアンモニア液処理ユニッ
ト７５、第３の薬液例えばフッ化水素酸（ＨＦ水溶液）
処理ユニット７６、この発明に係る超音波洗浄装置を用
いた第２の水洗処理ユニット７７、第２のチャック洗浄
・乾燥ユニット７８及び乾燥処理ユニット７９が配設さ
れている。なお、第１の水洗処理ユニット７３にこの発
明に係る超音波洗浄装置を用いることも可能である。
【００３４】上記のように構成される洗浄・乾燥処理シ
ステムにおいて、未処理のウエハＷは、ウエハチャック
８０によって上記洗浄・乾燥処理部７１の各処理ユニッ
ト７３，７４，７５，７６及び７７に順次搬送されて、
所定の薬液処理及び洗浄処理が施された後、乾燥処理ユ
ニット７９に搬送されて乾燥処理される。
【００３５】なお、上記実施形態では、この発明の超音
波洗浄装置を半導体ウエハの洗浄処理装置に適用した場
合について説明したが、半導体ウエハ以外のＬＣＤ用ガ
ラス基板等の被洗浄物の洗浄処理にも適用できることは
勿論である。
【００３６】
【実施例】次に、この発明の第一乃至第三実施形態に係
る超音波洗浄装置における振動板の境界部と、従来の超
音波洗浄装置における振動板の境界部についての超音波
音圧の低下を比較するための実験について説明する。
【００３７】上記実験を行うに当って、図１２に示すよ
うな実験装置を用意して以下のような条件の下で音圧測
定を行った。実験装置は、水９０を収容するステンレス
鋼製の槽９１の底面に振動子９２（振動板）を取り付
け、この振動子９２を２つの発振器９３，９３により駆
動可能に構成されており、また、槽９１内に収容された
水９０内に挿入された音圧センサ９４を移動機構９５に
よって水平移動させると共に、この音圧センサ９４によ
って検出された音圧信号を超音波音圧計９６で計測する
と共に、記録計９７で記録し得るように構成されてい
る。
【００３８】測定方法 振動面における音圧分布を測定する。振動面の７７
ポイントを測定する。音圧センサ９４を振動面上を一
定速度でスキャンし音圧センサ９４からの信号を記録計
９７に記録する。
【００３９】測定条件 液温：５０℃（市水） 液深：２２０ｍｍ 測定ポンイント：振動面より１５０ｍｍ 超音波強度：２．７Ｗ／ｃｍ２ センサピックアップ径：７ｍｍφ センサのスキャンスピード：２．７ｍｍ／ｓｅｃ 記録計の紙送りスピード：１．３ｍｍ／ｓｅｃ 上記測定方法、条件の下で図１３（ａ）に示すような長
さ１０７．５ｍｍの２枚の振動子９２，９２を隙間１ｍ
ｍの間隔で配置して、Ａ点からＢ点に向かって音圧セン
サ９４をスキャンさせると共に、同期をかけて励振ｆ
＝９８５ＫＨｚの場合を測定したところ、図１３（ｂ）
に示すような結果が得られた。また、音圧センサ９４
を同様にスキャンさせると共に、別々の周波数で励振ｆ
１＝９８３ＫＨｚ，ｆ２＝９８２ＫＨｚの場合を測定し
たところ、図１３（ｃ）に示すような結果が得られた。
なお、同一周波数で逆位相で励振ｆ３＝９８３ＫＨｚ
の場合を測定したところ、図１３（ｄ）に示すような結
果が得られた。
【００４０】上記実験の結果、別々の周波数で励振した
場合（上記の場合）及び同一周波数で逆位相で励振し
た場合（上記の場合）には、振動子９２，９２間の隙
間部において、音圧がいずれも約０．６〜０．７Ｖ程度
低下することが判り、これに対して同期をかけて励振し
た場合（上記の場合）には振動子９２，９２間の隙間
において０．２Ｖの音圧低下が見られる程度であった。
【００４１】また、図１４（ａ）に示すような長さ１
２３ｍｍの４枚の振動子９２を密着配置して、Ａ点から
Ｂ点に向かって音圧センサ９４をスキャンさせると共
に、同期をかけて励振ｆ４＝９８４ＫＨｚの場合を測定
したところ、図１５（ａ）に示すような結果が得られ
た。また、図１４（ｂ）に示すような長さ１２３ｍｍ
の４枚の振動子９２を短手方向に２ｍｍの隙間を設けて
分割配置して、Ａ点からＢ点に向かって音圧センサ９４
をスキャンさせると共に、同期をかけて励振ｆ５＝９８
３ＫＨｚの場合を測定したところ、図１５（ｂ）に示す
ような結果が得られた。更に、上記と同様に長さ１
２３ｍｍの４枚の振動子９２を短手方向に２ｍｍの隙間
を設けて分割配置して、音圧センサ９４を同様にＡ点か
らＢ点に向かってスキャンさせると共に、別々の周波数
で励振ｆ６＝９８３ＫＨｚ，ｆ７＝９８４ＫＨｚの場合
を測定したところ、図１５（ｃ）に示すような結果が得
られた。
【００４２】上記実験の結果、隙間２ｍｍを設け、同期
をかけて励振した場合（上記の場合）には、振動子９
２，９２間の隙間において、音圧が約０．５Ｖ程度低下
することが判り、また、隙間２ｍｍを設け、別々の周波
数で励振した場合（上記の場合）には、振動子９２，
９２間の隙間部において、音圧が約０．７５Ｖ低下する
ことが判った。これに対し、振動子９２，９２を密着し
て同期をかけて励振した場合（上記の場合）には、振
動子９２，９２間において、０．１５Ｖの音圧低下が見
られる程度であった。したがって、振動子９２，９２間
の隙間を可及的に少なくする方が好適である。
【００４３】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、上記のように構成されているので、以下のような優
れた効果が得られる。
【００４４】１）請求項１記載の発明によれば、各振動
板を駆動する複数の電源ユニットの出力の位相を同一の
発振源により同位相をもつように制御することにより、
隣接する振動板の間での位相のずれによる干渉をなくす
ことができるので、均一な音圧分布が得られると共に、
パーティクルの除去率を均一にすることができる。した
がって、洗浄むらを無くし、洗浄効率の向上を図ること
ができる。また、洗浄槽に段差を設けることなく振動板
を取り付けることができるので、装置の組立を容易にす
ることができ、しかも、同一の発振源によって複数の振
動板を制御することができるので、構成部材の削減が図
れると共に、装置の小型化を図ることができる。
【００４５】２）請求項２記載の発明によれば、洗浄槽
の底面部に接する振動伝播用液体を収容する振動伝播用
槽に複数の振動板を取り付け、各振動板を駆動する複数
の電源ユニットの出力の位相を同一の発振源により同位
相を持つように制御するので、パーティクルの除去率を
均一にすることができると共に、過度の超音波振動によ
って洗浄槽が損傷を受けるのを防止することができる。
【００４６】３）請求項３記載の発明によれば、隣接す
る振動板間の隙間を可及的に狭くすることにより、更に
音圧分布及びパーティクルの除去率を均一にすることが
できる。したがって、上記１）及び２）に加えて更に確
実に洗浄むらを無くすことができると共に、洗浄効率の
向上及び洗浄装置の信頼性の向上を図ることができる。
【００４７】４）請求項４記載の発明によれば、発振源
において周波数変調することにより、各振動板間の固有
振動数のばらつきの範囲内で振動板の超音波出力を平均
化できるので、更に音圧分布及びパーティクルの除去率
を均一にすることができる。
【００４８】したがって、上記１）ないし３）に加えて
更に確実に洗浄むらをなくすことができると共に、洗浄
効率及び洗浄装置の信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る超音波洗浄装置の第一実施形態
を示す概略断面図である。
【図２】第一実施形態における振動板の音圧と位置との
関係を示すグラフ（ａ）及びパーティクル除去率と位置
との関係を示すグラフ（ｂ）である。
【図３】この発明に係る超音波洗浄装置の第二実施形態
を示す概略断面図である。
【図４】この発明に係る超音波洗浄装置の第三実施形態
を示す概略平面図である。
【図５】図４の概略断面図である。
【図６】この発明に係る超音波洗浄装置の第四実施形態
を示す概略断面図である。
【図７】図６の振動板部の下面図である。
【図８】第四実施形態における電源部の回路構成を示す
ブロック図である。
【図９】発振源に周波数変調を施さない場合の音圧と固
有振動数の関係を示すグラフ（ａ）及び音圧と各振動板
の位置との関係を示すグラフ（ｂ）〜（ｄ）である。
【図１０】発振源に周波数変調を施した場合の音圧と位
置の関係を示す具体的なグラフ（ａ）及び（ａ）のグラ
フを簡略化して示すグラフ（ｂ）である。
【図１１】この発明に係る超音波洗浄装置を組み込んだ
洗浄・乾燥処理システムの一例を示す概略平面図であ
る。
【図１２】振動板の音圧測定の実験装置を示す概略構成
図である。
【図１３】上記実験装置で実験される振動板の配置状態
を示す概略平面図（ａ）及び周波数を適宜変えて実験し
た場合の音圧と位置の関係を示すグラフ（ｂ）〜（ｃ）
である。
【図１４】上記実験装置で実験される振動板の別の配置
状態を示す概略平面図で、（ａ）は振動子を密着した場
合、（ｂ）は振動子を隙間２ｍｍをおいて配置した場合
である。
【図１５】上記図１４（ａ），（ｂ）の状態で同一周波
数で励振した場合（ａ），（ｂ）及び図１４（ｂ）の状
態で別々の周波数で励振した場合（ｃ）の音圧と位置と
の関係を示すグラフである。
【図１６】従来の超音波洗浄装置を示す概略断面図であ
る。
【図１７】従来の超音波洗浄装置における振動板の音圧
と位置との関係を示すグラフ（ａ）及びパーティクル除
去率と位置との関係を示すグラフ（ｂ）である。
【符号の説明】
Ｗ 半導体ウエハ（被洗浄物） １ 純水（洗浄液） １０ 洗浄槽 ４０，４０ａ，４０ｂ，８２ 振動板 ４１ａ〜４１ｎ，８３ａ〜８３ｃ 振動板群 ５０，５０Ａ 発振源 ５１ 周波数変調（ＦＭ変調）発信回路 ５８ 制御回路 ６０ａ〜６０ｎ 発振器 ８１ａ 主発振器（電源ユニット） ８１ｂ，８１ｃ 副発振器（電源ユニット） ８５ 振動伝搬用槽 ８６ 振動伝搬用液体 Ａ 電源 ＰＵ１〜ＰＵｎ 電源ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−283835（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−192123（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−171526（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−123289（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 3/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被洗浄物及び洗浄液を収容する洗浄槽
    と、この洗浄槽に取り付けられる複数の振動板とを具備
    する超音波洗浄装置において、 上記各振動板を駆動する複数の電源ユニットの出力の位
    相を同一の発振源により同位相をもつように制御するこ
    とを特徴とする超音波洗浄装置。
  2. 【請求項２】 被洗浄物及び洗浄液を収容する洗浄槽
    と、この洗浄槽の底面部に接する振動伝播用液体を収容
    する振動伝播用槽と、この振動伝播用槽に取り付けられ
    る複数の振動板とを具備する超音波洗浄装置において、 上記各振動板を駆動する複数の電源ユニットの出力の位
    相を同一の発振源により同位相を持つように制御するこ
    とを特徴とする超音波洗浄装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の超音波洗浄装置に
    おいて、 隣接する振動板間の隙間を可及的に少なくすることを特
    徴とする超音波洗浄装置。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の超
    音波洗浄装置において、 上記各振動板の固有振動数のばらつきを、発振源の周波
    数変調により制御することを特徴とする超音波洗浄装
    置。
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