JPH10128256A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化、特に被洗浄物搬送方向の寸法
を短くすることを達成し、しかも、コストが安く済み、
被洗浄物にダメージを与える懸念がない超音波洗浄装置
を提供すること。 【解決手段】 下側貯留槽３の上に上側貯留槽５を設
け、該上側貯留槽内に負圧を与えて洗浄用流体１を吸い
上げた状態とし、以て、被洗浄物４０を振動子６、８間
に搬入するに要する傾斜部分４ａ、４ｂの長さを短く
し、上記の効果を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工業用とし
てシリコンウェーハ等の洗浄に供されて好適な超音波洗
浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波洗浄装置として、
図５及び図６に夫々示すものが知られている。これらの
装置は、例えば特公平４−１７６３７９号公報において
基本的構成が開示されている。

【０００３】図５に示す超音波洗浄装置は、洗浄用流体
１０１を貯留する貯留槽１０２と、該貯留槽１０２内に
上下に対向して配置された一対の振動子１０４と、被洗
浄物１０５を保持して該洗浄用流体１０１に浸漬せしめ
るべく搬送するコンベア１０７とを備えている。該コン
ベア１０７は、被洗浄物１０５を貯留槽１０２の一方の
縁部近傍から搬入し該振動子１０４間を経て他方の縁部
近傍を通じて搬出する。各振動子１０４からは超音波振
動が発せられ、被洗浄物１０５はこれら振動子１０４の
間を通過する際にこの超音波の作用によって洗浄され
る。

【０００４】図６に示した第２例の超音波洗浄装置は、
腹部に入口孔１１２ａ及び出口孔１１２ｂが形成されて
洗浄用流体１１１を貯留する貯留槽１１２を有してい
る。この入口孔１１２ａ及び出口孔１１２ｂを通じて該
貯留槽１１２内を通過するコンベア１１４が設けられて
おり、貯留槽１１２に対する被洗浄物１１６の搬入、搬
出が該コンベア１１４により行われる。

【０００５】貯留槽１１２内には、コンベア１１４によ
り搬送される被洗浄物１１６の上下に位置するように一
対の振動子１１８が設けられている。

【０００６】貯留槽１１２の下方には受畜槽１２０が設
けられている。この受畜槽１２０は、貯留槽１１２の入
口孔１１２ａ及び出口孔１１２ｂから流出した洗浄用流
体１１１を受けて溜めるものである。該受畜槽１２０の
底部にパイプ１２１が接続されており、該パイプ１２１
の他端は貯留槽１１２の上方に位置している。該パイプ
１２１にはポンプ１２２が設けられている。

【０００７】当該超音波洗浄装置では、被洗浄物１１６
がコンベア１１４によって貯留槽１１２内に搬入されて
洗浄用流体１１１に浸漬され、振動子１１８より発せら
れる超音波振動の作用によって洗浄される。そして、洗
浄を終えた被洗浄物１１６は搬出される。

【０００８】また、貯留槽１１２内の洗浄用流体１１１
は上記入口孔１１２ａ及び出口孔１１２ｂから多量に流
出するから、これを受畜槽１２０で受けてポンプ１２２
により再び貯留槽１１２に戻すことが行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した各超音波洗浄
装置は、各々下記の問題を擁している。

【００１０】まず、図５に示した超音波洗浄装置におい
て、下側の振動子１０４のみではコンベア１０７が邪魔
になって超音波振動の効果が減殺されてしまうことか
ら、被洗浄物１０５の上下に振動子１０４が配されてい
る。このため、上側の振動子１０４の更に下を被洗浄物
１０５を通過させるために、洗浄用流体１０１のある程
度の深さまで被洗浄物１０５を没せしめる必要がある。
そこで、図示のように、コンベア１０７の搬入部及１０
７ａび搬出部１０７ｂに傾斜を持たせているが、被洗浄
物１０５の転倒等による破損を考慮してこの傾斜の角度
は緩やかにせざるを得ず、必然的に貯留槽１０２が長く
なり、装置全体が大型になってしまう。

【００１１】第２例として図６に示した超音波洗浄装置
はこの問題を解決すべく開発されたものである。この装
置では、貯留槽１１２の腹部に形成した入口孔１１２
ａ、出口孔１１２ｂを通じて被洗浄物１１６を水平に搬
送するので、貯留槽１１２の長さは短くて済む。

【００１２】しかしながら、上記入口孔１１２ａ及び出
口孔１１２ｂから流出し続ける洗浄用流体を再び貯留槽
１１２に戻して補う、すなわち循環をなすための手段
（受畜槽１２０、ポンプ１２２等）を設けること自体も
さりながら、多い循環量に対処するためにポンプ１２２
として能力の大きなものを要し、又、循環用のパイプ１
２１も太くしなければならないなど、装置の小型化は未
だ充分に達成されず、コストの増大も招来している。

【００１３】また、パイプ１２１から大流量の流体が再
供給されることから、洗浄中の被洗浄物１１６がこの圧
力によって転倒してしまう恐れがある。

【００１４】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、装置の小
型化、特に被洗浄物搬送方向の寸法を短くすることを達
成し、しかも、コストが安く済み、被洗浄物にダメージ
を与える懸念がない超音波洗浄装置を提供することであ
る。

【００１５】また、本発明は、更に他の効果をも奏し得
る超音波洗浄装置を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る超音波洗浄装置は、下側貯留槽と、開
口部を下向きにして該下側貯留槽の上方に配置された上
側貯留槽と、前記下側貯留槽及び上側貯留槽の内部に各
々配置された振動子と、該上側貯留槽内に負圧を発生さ
せる負圧発生手段と、前記下側貯留槽の一方の縁部近傍
から被洗浄物を搬入し前記振動子間を経て他方の縁部近
傍を通じて搬出する搬送手段とを備え、前記負圧を生ぜ
しめることによって前記下側貯留槽及び上側貯留槽にお
ける洗浄用流体の貯留状態が維持されるようになされて
いる。

【００１７】加えて、本発明による超音波洗浄装置で
は、更に種々の効果を得るために下記の各構成が採用さ
れている。

【００１８】すなわち、前記の構成に加え、前記負圧の
発生に応じて前記下側貯留槽及び上側貯留槽に対して洗
浄用流体を供給する流体供給手段を有する。

【００１９】また、前記超音波洗浄装置では、前記流体
供給手段は、洗浄作業中も洗浄用流体を所定量ずつ連続
的に供給すると共に、前記下側貯留層から溢れた洗浄用
流体を回収する。

【００２０】また、前記超音波洗浄装置では、前記流体
供給手段は洗浄用流体を清浄化する清浄手段を有する。

【００２１】更に、前記超音波洗浄装置においては、前
記負圧発生手段がエジェクタ（ｅｊｅｃｔｏｒ）を有し
ている。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を添付図面
を参照しつつ説明する。

【００２３】図１及び図２に、本発明の第１実施例とし
ての超音波洗浄装置を示す。

【００２４】図示のように、当該超音波洗浄装置は、例
えば純水からなる洗浄用流体１を貯留すべく開口部を上
向きにして設けられた下側貯留槽３と、該下側貯留槽３
よりも小径に形成されて開口部を下向きにして該下側貯
留槽３の上方に配置された上側貯留槽５とを有してい
る。これら下側貯留槽３及び上側貯留槽５の内部には、
振動子６及び８が各々配置されている。そして、該下側
貯留槽３の長手方向に沿って駆動する搬送手段としての
コンベア４が設けられている。以下、まず下側貯留槽３
及び上側貯留槽５、並びにこれに関連する構成から詳述
する。

【００２５】上記下側貯留槽３は、当該超音波洗浄装置
の架台としてのフレーム７に脚部材８を介して取り付け
られている。そして、上側処理槽５は該下側処理槽３に
固定されている。詳しくは、図２に示すように、下側処
理槽３の開口部内側と上側処理槽５の開口部外側に、例
えば山形鋼からなる結合部材１１及び１２が夫々設けら
れ、該結合部材同士をボルト等にて締結することがなさ
れている。

【００２６】前記上側貯留槽５は、その内部に負圧を生
ぜしめられることにより下側貯留槽３側の洗浄用流体１
を吸い上げるようにして貯留する。この吸上げをなすた
めには、該負圧を発生させるときに下側貯留槽３内に洗
浄用流体１を予め満たしておき、この洗浄用流体１内に
上側貯留槽５の開口縁部が没している必要がある。よっ
て、上側貯留槽５の開口縁部が下側貯留槽３の開口縁部
に挿通する状態となされている。

【００２７】上側貯留槽５内に負圧を発生させる負圧発
生手段は次のように構成されている。

【００２８】すなわち、図１に示すように、洗浄用流体
１を受畜する受畜槽１５と、該受畜槽１５の底部に一端
が接続されて他端が上方から該受畜槽１５の内部に向か
うように指向せしめられたパイプ１７と、該パイプ１７
に設けられて受畜槽１５内の洗浄用流体１を吐出させる
ポンプ１９と、該パイプ１７に該ポンプ１９よりも下流
側に設けられたエジェクタ（ｅｊｅｃｔｏｒ）２１と、
該エジェクタ２１の吸引部２１ａに一端が接続されて他
端が前記上側貯留槽５の頂部に接続されたパイプ２３と
からなる。

【００２９】上記エジェクタ２１は、よく知られている
構造の簡単なポンプの一種で、圧力を加えられた流体を
受入部２１ｂから受け入れて噴射ノズル２１ｃから噴射
することで負圧を生じ、吸引部２１ａから流体を吸引す
るものである。本実施例の場合、該吸引部２１ａから吸
引されるのは、上側貯留槽５内の空気である。

【００３０】上記負圧の発生に応じて前記下側貯留槽３
及び上側貯留槽５に対して洗浄用流体を供給する流体供
給手段が設けられており、下記のように構成されてい
る。

【００３１】図１に示すように、前記受畜槽１５の底部
と上側貯留槽５の上端近傍とを連通するパイプ３０が設
けられている。このパイプ３０に、流体を送給するポン
プ３２が設けられている。

【００３２】上述の構成において、洗浄作業に先立つ前
作業として下側貯留槽３及び受畜槽１５に洗浄用流体１
を予め満たしておき、その状態でポンプ１９及びポンプ
３２を作動させる。ポンプ１９が作動するとエジェクタ
２１の作用によって上側貯留槽５内が減圧され、大気圧
により下側貯留槽３内の洗浄用流体１が押し上げられ
る。同時に、ポンプ３２の作動によって、受畜槽１５内
に溜められている洗浄用流体１が上側貯留槽５及び下側
貯留槽３上側貯留槽５内に供給される。かくして、上側
貯留槽５にも必要量の洗浄用流体が貯留され、下側貯留
槽３内と共に貯留状態を維持される。

【００３３】このとき、上側貯留槽５内における洗浄用
流体１の貯留量、すなわち該洗浄用流体の表面の位置
は、ポンプ１９の吐出圧力及び流量を制御することで調
整可能である。その他、該上側貯留槽５内の洗浄用流体
の表面の位置をセンサ（図示せず）により検知すること
とし、その検知信号に基づいてポンプ１９の作動を制御
し、以てパイプ２３内の負圧力を調節することでも調整
することができる。

【００３４】ところで、上記流体供給手段は、洗浄作業
中も洗浄用流体を連続的に供給すると共に、この供給に
よって下側貯留槽３から溢れた洗浄用流体を回収するこ
とを行う。そのための構成として、図１に示すように、
下側貯留槽３の縁部外側に該下側貯留槽から溢れた洗浄
用流体を受ける受け部３ａが形成されており、この受け
部３ａと前記受畜槽１５とを連通するパイプ３４が設け
られている。

【００３５】この構成によれば、洗浄作業中に前記ポン
プ３２を作動させて受畜槽１５内の洗浄用流体を供給し
続ければ、下側貯留槽３及び上側貯留槽５内で増えた分
が下側貯留槽３の縁から溢れ、この溢れた洗浄用流体が
上記受け部３ａに流れ込み、受畜槽１５に回収される。
この循環によって、下側貯留槽３における洗浄用流体１
の表面に浮遊したパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）が
一緒に流れ落ち、除去される。

【００３６】また、前記流体供給手段は、洗浄用流体を
浄化する浄化手段を有している。

【００３７】この浄化手段は、図１に示すフィルター３
６からなる。該フィルター３６は受畜槽１５から上側貯
留槽５に洗浄用流体を供給するためのパイプ３０に設け
られている。このフィルター３６を設けたことで、上述
のように循環する洗浄用流体が常に浄化し続けられ、常
に清浄に保たれる。

【００３８】前記振動子６及び８は、下側貯留槽３及び
上側貯留槽５にそれぞれ満たされた洗浄用流体１に没す
る。これら振動子は所定距離を隔てて互いに対向せしめ
られている。該振動子６、８はＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子等からなり、ＰＺＴ素子の場
合、図示しない発振器によって所定周波数の電圧を印加
され、この周波数の超音波振動を発する。該発振器と振
動子６、８とを、超音波励振手段と総称する。

【００３９】前記コンベア４は、被洗浄物４０を保持
し、前記下側貯留槽３及び上側貯留槽５の内部に貯留さ
れた洗浄用流体１に浸漬せしめ且つ前記振動子６、８間
を通過すべく搬送する。詳しくは、該コンベア４は、被
洗浄物４０を下側貯留槽３の長手方向一方の縁部近傍か
ら搬入し、上記振動子６、８間を経て他方の縁部近傍を
通じて搬出する。該被洗浄物４０は、洗浄用流体１自体
と、振動子６、８から発せられる超音波振動との相乗効
果によって洗浄される。

【００４０】上記から明らかなように、当該超音波洗浄
装置においては、開口部を下向きとする上側貯留槽５を
下側貯留槽３の上方に設け、該両槽内に振動子６、８を
配置し、上側貯留槽５の内部に負圧を生ぜしめて洗浄用
流体を吸い上げることで両槽内における洗浄用流体の貯
留状態を維持するようにしている。

【００４１】かかる構成の故、被洗浄物４０を洗浄用流
体１内の両振動子６、８に対応する位置まで没せしめる
ために上記コンベア４の搬入部及び搬出部として設けら
れる傾斜部分４ａ、４ｂの長さは極く短くて済み、よっ
て、貯留槽の小型化、従って装置全体としての小型化、
特に被洗浄物搬送方向の寸法を短くすることが可能とな
っている。

【００４２】上記コンベア４は例えばエンドレスネット
コンベアからなり、上記傾斜部分４ａ及び４ｂは複数の
ローラ３８で該コンベア４の搬送経路を曲げることで形
成される。

【００４３】また、図６に示した従来の装置が要する大
型にして高価なポンプ（１２２）は必要とせず、大流量
の循環は行わないから、コストが安く抑えられると共
に、被洗浄物４０がダメージを受ける恐れがない。

【００４４】なお、本実施例では、ポンプ１９等からな
る負圧発生手段による負圧発生に応じて下側貯留槽３及
び上側貯留槽５に対して洗浄用流体を供給する流体供給
手段が設けられているが、この流体供給を例えば作業者
自身が行うようにするなどすれば、該流体供給手段は設
けずともよい。但し、該流体供給手段を設けることで、
作業者が煩わしい作業から開放されるので、有用であ
る。

【００４５】また、当該超音波洗浄装置においては、上
記負圧発生手段として、エジェクタ２１を含むものを使
用しているが、この他、真空ポンプや排風機等を用いて
負圧を発生させてもよい。但し、簡便なエジェクタ２１
を採用したことによって、構成が簡素化され、コストが
安く抑えられ、又、故障の発生も少なくなっている。

【００４６】

【実施例】続いて、上述した第１実施例と同様の効果を
奏し得る第２実施例としての超音波洗浄装置を、図３及
び図４に基づいて説明する。この第２実施例の装置は以
下に説明する部分以外は上記第１実施例と同様に構成さ
れているので、装置全体としての構成及び動作の説明は
重複する故に省略し、要部のみの説明に止める。

【００４７】また、以下の説明及び図３、図４におい
て、上記第１実施例と同一又は対応する構成部分につい
ては同じ参照符号を付して示している。

【００４８】図示のように、この第２実施例では、下側
貯留槽３、上側貯留槽５、振動子６及び８を含む超音波
洗浄部に続いて、液切りブロー部５１と熱風ブロー乾燥
部５２とが一列に連なって設けられている。コンベア４
は、該超音波洗浄部を経た被洗浄物４０をこれら液切り
ブロー部５１及び熱風ブロー部５２に順次搬入する。

【００４９】液切りブロー部５１は、被洗浄物４０の搬
送路の上下に配置された複数のノズル５１ａを備え、高
圧の圧搾空気をこれらノズル５１ａから噴射することで
被洗浄物４０に付着している洗浄用流体を吹き飛ばして
除去する。

【００５０】また、熱風ブロー乾燥部５２も同様に、搬
送路の上下に複数のノズル５２ａを備え、各ノズル５２
ａから被洗浄物４０に向けて熱風を吹き付け、乾燥させ
ることを行う。

【００５１】本実施例のように、上記超音波洗浄部の後
段に液切りや乾燥をなす機能部分をラインとして付加し
た構成では、下側貯留槽３の長さを短くした本発明は、
ライン全体としての長さの短縮化にとって特に有効であ
る。

【００５２】また、当該超音波洗浄装置においては、受
畜槽１５が下側貯留槽３の下方に配置されており、前述
した第１実施例に比して装置の長さが更に短くなってい
る。

【００５３】そして、上記受畜槽１５は、フレーム７に
対して脚部材５４を介して固定されている。そして、下
側貯留槽３は、該受畜槽１５の内側に架設された山形鋼
等からなる梁５５上に固定されている。

【００５４】なお、図３において、参照符号５８で示す
のはローラであり、エンドレスネットコンベア４を案内
すると共に、上記各機能部分を巡るべく屈曲せしめるた
めのものである。

【００５５】また、参照符号５９は、当該装置を作業所
の床などに固定するための脚部材を示す。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る超音
波洗浄装置においては、開口部を下向きとする上側貯留
槽を下側貯留槽の上方に設け、該両槽内に振動子を配置
し、該上側貯留槽の内部に負圧を生ぜしめて洗浄用流体
を吸い上げることで両槽内における洗浄用流体の貯留状
態を維持するようにしている。

【００５７】かかる構成の故、被洗浄物を洗浄用流体内
の両振動子間に対応する位置まで没せしめるために搬送
手段の搬入部及び搬出部として設けられる傾斜部分の長
さは極く短くて済み、よって貯留槽の小型化、従って装
置の小型化、特に被洗浄物搬送方向の寸法を短くするこ
とが可能となっている。

【００５８】また、図６に示した従来の装置が要する大
型にして高価なポンプ等は必要とせず、大流量の循環は
行わないから、コストが安く抑えられると共に、被洗浄
物がダメージを受ける恐れがない。

【００５９】また、負圧発生手段による負圧の発生に応
じて下側貯留槽及び上側貯留槽に対して洗浄用流体を供
給する流体供給手段を設けることにより、例えば、作業
者自らが流体を供給するという煩わしい作業から開放さ
れるので、有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例としての超音波洗
浄装置の要部の縦断面図である。

【図２】図２は、図１に関するＡ−Ａ矢視図である。

【図３】図３は、本発明の第２実施例としての超音波洗
浄装置の縦断面図である。

【図４】図４は、図３に関するＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】図５は、第１の従来例としての超音波洗浄装置
の縦断面図である。

【図６】図６は、第２の従来例としての超音波洗浄装置
の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 洗浄用流体 ３ 下側貯留槽 ４ コンベア（搬送手段） ４ａ、４ｂ （コンベア４の）傾斜部分 ５ 上側貯留槽 ６、８ 振動子 １５ 受畜槽 １９、３２ ポンプ ２１ エジェクタ ３６ フィルター ４０ 被洗浄物 ５１ 液切りブロー部 ５２ 熱風ブロー乾燥部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下側貯留槽と、 開口部を下向きにして該下側貯留槽の上方に配置された
   上側貯留槽と、 前記下側貯留槽及び上側貯留槽の内部に各々配置された
   振動子と、 該上側貯留槽内に負圧を発生させる負圧発生手段と、 前記下側貯留槽の一方の縁部近傍から被洗浄物を搬入し
   前期振動子間を経て他方の縁部近傍を通じて搬出する搬
   送手段とを備え、 前記負圧を生ぜしめることによって前記下側貯留槽及び
   上側貯留槽における洗浄用流体の貯留状態が維持される
   ようになされていることを特徴とする超音波洗浄装置。
2. 【請求項２】 下側貯留槽と、 開口部を下向きにして該下側貯留槽の上方に配置された
   上側貯留槽と、 前記下側貯留槽及び上側貯留槽の内部に各々配置された
   振動子と、 該上側貯留槽内に負圧を発生させる負圧発生手段と、 前記下側貯留槽の一方の縁部近傍から被洗浄物を搬入し
   前記振動子間を経て他方の縁部近傍を通じて搬出する搬
   送手段と、 前記負圧の発生に応じて前記下側貯留槽及び上側貯留槽
   に対して洗浄用流体を供給する流体供給手段とを備え、 前記負圧を生ぜしめることによって前記下側貯留槽及び
   上側貯留槽における洗浄用流体の貯留状態が維持される
   ようになされていることを特徴とする超音波洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記流体供給手段は、洗浄作業中も洗浄
   用流体を所定量ずつ連続的に供給すると共に、前記下側
   貯留層から溢れた洗浄用流体を回収することを特徴とす
   る請求項２記載の超音波洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記流体供給手段は洗浄用流体を清浄化
   する清浄手段を有することを特徴とする請求項２又は請
   求項３記載の超音波洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記負圧発生手段はエジェクタ（ｅｊｅ
   ｃｔｏｒ）を有することを特徴とする請求項１乃至請求
   項４のうちいずれか１記載の超音波洗浄装置。