JPH09164374A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被洗浄物から剥落した異物やゴミが洗浄槽内
の洗浄液中に停滞することがなく、洗浄を終えた被洗浄
物へのそれら異物やゴミの付着を防止した超音波洗浄装
置を提供する。 【解決手段】 超音波洗浄装置の洗浄槽11の側壁の少な
くとも一部を外壁11ａと内壁11ｂとにより構成し、かつ
内壁11ｂの下部に洗浄液12の連通部11ｃを設けて、洗浄
液12が洗浄槽11の内壁11ｂの内側上部から供給され連通
部11ｃを通って外壁11ａの上部から洗浄槽11外へ排出さ
れるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は洗浄槽に収容した洗
浄液中に被洗浄物を浸漬して超音波を印加する超音波洗
浄装置の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置を始めとする各種の半導体
デバイス、あるいはそれに用いるガラス基板や半導体ウ
エハーなどの種々の基板などは、その製造工程におい
て、種々の処理液や洗浄液あるいは付着したゴミや異物
などを除去するために、幾度かの洗浄を必要とする。そ
の洗浄には従来から超音波洗浄装置が多用されている。

【０００３】そのような従来の超音波洗浄装置の例を図
３に断面図で示す。図３において、１は洗浄槽であり、
その内部には洗浄液２が収容されている。３は洗浄液２
に超音波を印加する超音波発振子であり、通常は洗浄槽
１の底部の外側に数個の発振子が配設されている。４は
各種の基板やデバイスなどの被洗浄物であり、適当な治
具やバスケットなど（図示せず）を用いて洗浄液２中に
浸漬される。５は洗浄槽１中に洗浄液２を供給する洗浄
液供給管であり、その内部に送り込まれた洗浄液２が管
壁に設けられた供給穴から洗浄槽１内に供給される。な
お、同図中の矢印は洗浄液２の流れを表している。

【０００４】図３に示した従来の超音波洗浄装置におい
ては、洗浄槽１内の洗浄液２中に被洗浄物４を浸漬し、
洗浄槽１の下部に配設した洗浄液供給管５から洗浄液２
を供給して洗浄槽１の上部からオーバーフローしなが
ら、洗浄槽１の底部に配設された超音波発振子３から超
音波を発振して被洗浄物４の超音波洗浄を行なってい
る。この場合、洗浄槽１中の洗浄液２の流れは図３中に
矢印で示したように洗浄槽１の下部から上部に向かう流
れとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波洗浄装置においては、超音波の作用により被洗浄
物４から剥落した異物やゴミが、自重により洗浄槽１の
下部へ沈降しようとする作用と、洗浄液２の流れにより
洗浄槽１の上部へ浮かび上がらされる作用とが働くため
に、洗浄槽１内に停滞してしまっていた。

【０００６】この洗浄槽１内に停滞した異物やゴミは、
被洗浄物４の洗浄を終えて洗浄液２の供給を止めて洗浄
液２の流れが停止すると、洗浄槽１の底部に沈降して洗
浄槽１内に滞留してしまう。ところが、次に被洗浄物４
を投入して超音波を発振させると、洗浄槽１の底部が激
しく振動するために底部に滞留していた異物やゴミが再
び洗浄液２中に分散されてしまい、洗浄を終えて被洗浄
物４を洗浄液２から引き上げる際に被洗浄物４に付着し
てしまうという問題点があった。

【０００７】そのような超音波の発振による洗浄液２中
の異物やゴミの分散は、印加する超音波のパワーが大き
い程多くなる。例えば、洗浄液２中のパーティクル数
は、洗浄液２が静止した状態および洗浄液２を供給して
液の流れのみがある状態では、いずれも 0.8μｍ以下の
大きさのパーティクルが 100個／cc以下であるのに対し
て、洗浄液２の流れがある状態で超音波を発振すると、
300 Ｗで約 3,000個／cc程度となり、500 Ｗでは約 5,0
00個／cc以上にまで増加する。

【０００８】そして、通常は超音波洗浄を行なう時間が
数分間程度であるのに対して、従来の超音波洗浄装置に
おいては洗浄液２を１時間程度流しても洗浄液２中の異
物やゴミはなくならず、異物やゴミの悪影響を無くすこ
とが困難であるという問題点があった。

【０００９】本発明は上記問題点を解決すべく完成した
ものであり、その目的は、被洗浄物から剥落した異物や
ゴミが洗浄槽内の洗浄液中に停滞することがなく、洗浄
を終えた被洗浄物へのそれら異物やゴミの付着を防止し
た超音波洗浄装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波洗浄装置
は、被洗浄物が浸漬される洗浄液を収容する洗浄槽と、
この洗浄槽中の洗浄液に超音波を印加する超音波発振子
とを具備し、前記洗浄槽の側壁の少なくとも一部が外壁
と内壁とから成り、かつこの内壁の下部に洗浄液の連通
部が設けられて、前記洗浄液が前記洗浄槽の内壁の内側
上部から供給され前記連通部を通って外壁の上部から洗
浄槽外へ排出されることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の超音波洗浄装置では、洗
浄槽の側壁の少なくとも一部を外壁と下部に洗浄液の連
通部を設けた内壁とにより構成したことによって、洗浄
槽の内部（内壁の内側部）には上部から下部へ向かう洗
浄液の流れができるので、被洗浄物から剥落した異物や
ゴミが洗浄槽内の洗浄液中に停滞することがなくなる。
従って、洗浄槽内の洗浄液は常に異物やゴミの無いきれ
いな状態が保たれるようになる。

【００１２】また、洗浄槽の下部に向かった異物やゴミ
は、洗浄液の流れに乗って内壁下部の連通部から内壁と
外壁との間を経由して外壁上部から速やかに排出される
ため、洗浄槽の底部に滞留することがなくなる。従っ
て、次に超音波を発振させても底部に滞留していた異物
やゴミが再び洗浄液中に分散されてしまうことがなくな
るので、被洗浄物を洗浄液から引き上げる際の被洗浄物
への異物やゴミの付着の問題がなくなる。

【００１３】そのため、被洗浄物への異物やゴミの付着
を気にすることなく超音波の出力を高めることができて
洗浄の効率を向上させることができるようになり、スル
ープット、すなわち単位時間当たりの洗浄処理数を増加
させることができるようになる。

【００１４】以下、本発明の超音波洗浄装置について図
面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の例に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。

【００１５】図１は、本発明の超音波洗浄装置の例を示
す断面図である。図１において、11は洗浄槽であり、そ
の内部には洗浄液12が収容されている。この洗浄槽11の
側壁の少なくとも一部は外壁11ａと内壁11ｂとから成っ
ており、内壁11ｂの下部には洗浄液12の連通部11ｃが設
けられている。13は洗浄液12に超音波を印加する超音波
発振子であり、通常は洗浄槽11の底部の外側に数個の発
振子が配設されている。14は各種の基板やデバイスなど
の被洗浄物であり、適当な治具やバスケットなど（図示
せず）を用いて洗浄液12中に浸漬される。15は洗浄槽11
中に洗浄液12を供給する洗浄液供給管であり、洗浄槽11
の内壁11ｂの内側の上部に配設され、その内部に送り込
まれた洗浄液12が管壁に設けられた供給穴から洗浄槽11
内に上部から供給される。なお、同図中の矢印も洗浄液
12の流れを表している。

【００１６】図１に示した本発明の超音波洗浄装置にお
いては、洗浄槽11内の洗浄液12中に被洗浄物14を浸漬
し、洗浄槽11の上部に配設した洗浄液供給管15から洗浄
液12を供給して洗浄槽11の外壁11ａの上部からオーバー
フローしながら、洗浄槽11の底部に配設された超音波発
振子13から超音波を発振して被洗浄物14の超音波洗浄を
行なう。この場合、洗浄槽11中の洗浄液12の流れは、図
１中に矢印で示したように、洗浄槽11の内部（内壁11ｂ
の内側部）で上部から下部へ向かい、内壁11ｂの下部の
連通部11ｃから外壁11ａと内壁11ｂとの間へ出て上部へ
向かって、外壁11ａの上部から洗浄槽11の外へオーバー
フローするものとなる。

【００１７】従って、被洗浄物14の周囲の洗浄液12の流
れは上から下へ向かうものとなるので、被洗浄物14から
剥落した異物やゴミが流れに乗って速やかに下部に移動
し、洗浄槽11内の洗浄液12中に停滞することがなくな
り、被洗浄物14の周囲は常に異物やゴミの無いきれいな
状態が保たれることとなる。

【００１８】また、洗浄槽11の下部に向かった異物やゴ
ミは、連通部11ｃを通って内壁11ｂと外壁11ａとの間を
経由して外壁11ａ上部へ向かう洗浄液12の流れに乗って
洗浄槽11の外へ速やかに排出されるため、洗浄槽11の底
部に滞留するようなことがなくなって、超音波の発振に
より洗浄液12中に分散されることがなくなるので、被洗
浄物14への異物やゴミの付着の問題がなくなる。

【００１９】側壁の少なくとも一部を外壁11ａと内壁11
ｂとにより構成する場合、洗浄槽11が四角形状もしくは
多角形状などであれば、そのいくつかの側壁のうち１つ
もしくは２つ以上あるいはすべての側壁を外壁11ａと内
壁11ｂとにより構成すればよく、円形状もしくは楕円形
状などであれば、その側壁の一部もしくは数カ所あるい
は全周を外壁11ａと内壁11ｂとにより構成すればよい。

【００２０】また、本例においては連通部11ｃとして内
壁11ｂの下部に孔またはスリット状のものを設けた例を
示しているが、これらの形状や大きさ・配置などは、洗
浄槽11の仕様や洗浄液12の流量・超音波の強度等の条
件、被洗浄物14の種類や超音波洗浄の要求仕様、被洗浄
物14から剥落する異物やゴミなどの状態に応じて、外壁
11ａおよび内壁11ｂの構成とともに適宜設定する。

【００２１】さらに、洗浄液供給管15も洗浄槽11上部の
適当な箇所に所望に応じて適宜配設すればよく、スポッ
ト的に供給したりシャワー状や滝状に供給してもよい。

【００２２】なお、洗浄液12には超音波洗浄に通常に使
用される種々の洗浄液を用いることができ、水あるいは
純水の他にも、中性洗剤液・界面活性剤添加液・電界イ
オン水・化学洗浄液・有機溶媒などから、被洗浄物14の
種類や超音波洗浄の要求仕様に応じて適宜選択すればよ
い。

【００２３】上記の連通部11ｃは、内壁11ｂの下部のほ
ぼ全体にわたって隙間を設けた形状のものであってもよ
い。そのような本発明の超音波洗浄装置の他の例を、図
１と同様の断面図で図２に示す。

【００２４】図２において、図１と同様の箇所には同じ
符号を付してある。また、同図中の矢印は、同様に洗浄
液12の流れを示している。

【００２５】図２においては、洗浄槽11’の側壁の少な
くとも一部を外壁11ａ’と内壁11ｂ’とにより構成し、
内壁11ｂ’の下部に設けた連通部11ｃ’を、内壁11ｂ’
の下部のほぼ全体にわたって隙間を形成した形状のもの
としている。このようにして連通部11ｃ’と洗浄槽11’
の底部との間に洗浄液12の流れを遮るものをなくすこと
により、洗浄槽11’の下部における洗浄液12の流れがよ
りスムーズになり、異物やゴミの滞留をより効果的に防
止することができ、被洗浄物14への異物やゴミの付着の
問題をさらに低減できるものとなる。

【００２６】

【実施例】以下に本発明の超音波洗浄装置の具体例を述
べる。超音波洗浄装置としてソニックフェロー株式会社
製Ｇ−６００Ａを用い、洗浄槽として図１に示した構成
のものを用いて、本発明の超音波洗浄装置を用意した。
洗浄槽の寸法は幅約25cm×長さ約30cm×高さ約30cmとし
た。また、比較例の超音波洗浄装置として、洗浄槽を同
寸法で図３に示した従来の構成のものを用いたものも用
意した。

【００２７】それらの超音波洗浄装置により、被洗浄物
として４インチ角のガラス基板を用い、洗浄条件として
超音波発振周波数40ｋＨｚ、超音波発振出力 300Ｗ、純
水のオーバーフロー流量20リットル／分、洗浄時間３分
で超音波洗浄を行なった。そして、洗浄前後におけるガ
ラス基板上の片面に付着している異物数をゴミ検査装置
により調べて、両者の比較を行なった。なお、異物数は
パーティクルの粒径により、Ｌ１：0.5 〜１μｍ、Ｌ
２：１〜３μｍ、Ｌ３：３μｍ以上の３段階のレベルに
分けて調べた。

【００２８】上記の比較を本発明および従来の超音波洗
浄装置のそれぞれについて３回ずつ行なった結果を表１
にまとめた。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１の結果から、本発明の超音波洗浄装置
によれば、Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３のいずれのレベルの異物数
も従来の超音波洗浄装置と比べて格段に少なくなってお
り、被洗浄物への異物やゴミの付着を効果的に防止でき
たことが分かる。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の超音波洗浄
装置によれば、洗浄槽の側壁の少なくとも一部を外壁と
下部に洗浄液の連通部を設けた内壁とにより構成したこ
とによって、被洗浄物から剥落した異物やゴミが洗浄槽
内の洗浄液中に停滞することがなくなって洗浄槽内の洗
浄液が常に異物やゴミの無いきれいな状態に保つことが
できるようになるとともに、洗浄槽の下部に向かった異
物やゴミは連通部から内壁と外壁との間を経由して外壁
上部から速やかに排出されるため、洗浄槽の底部に滞留
することがなくなって超音波の発振により洗浄液中に分
散されてしまうことがなくなった。それにより、被洗浄
物を洗浄液から引き上げる際の被洗浄物への異物やゴミ
の付着を防止できた超音波洗浄装置を提供することがで
きた。

【００３２】本発明の超音波洗浄装置によれば、被洗浄
物への異物やゴミの付着を気にすることなく超音波の出
力を高めることができるので、洗浄の効率を向上させる
ことができるようになり、スループット、すなわち単位
時間当たりの洗浄処理数を増加させることができるよう
にもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波洗浄装置の例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の超音波洗浄装置の他の例を示す断面図
である。

【図３】従来の超音波洗浄装置の例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

11、11’・・・洗浄槽 11ａ、11ａ’・・・外壁 11ｂ、11ｂ’・・・内壁 11ｃ、11ｃ’・・・連通部 12・・・洗浄液 13・・・超音波発振子 14・・・被洗浄物 15・・・洗浄液供給管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄物が浸漬される洗浄液を収容する
   洗浄槽と、該洗浄槽中の洗浄液に超音波を印加する超音
   波発振子とを具備し、前記洗浄槽の側壁の少なくとも一
   部が外壁と内壁とから成り、かつ該内壁の下部に洗浄液
   の連通部が設けられて、前記洗浄液が前記洗浄槽の内壁
   の内側上部から供給され前記連通部を通って外壁の上部
   から洗浄槽外へ排出されることを特徴とする超音波洗浄
   装置。