[发明专利]超声波清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及超声波清洗装置，尤其涉及适用于半导体基板、LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示装置)用或光掩模用的玻璃基板等、清洗时的损伤或破损会成为致命的质量缺陷的被清洗物的超声波清洗装置。

背景技术

作为除去半导体基板、LCD或光掩模用的玻璃基板上附着的微小粒子等污渍的清洗方法，例如有：通过旋转刷擦洗被清洗物的刷擦洗(brushscrub)清洗、利用高压使清洗液与被清洗物碰撞的高压喷射清洗、使施加了超声波的清洗液与被清洗物碰撞的超声波清洗。在这些清洗方法中，最为适合并被广泛采用的是没有旋转刷那样的发尘的问题且清洗能力比高压喷射清洗还优异的超声波清洗。

作为超声波清洗的去污功能已知有如下两种功能。其一是通过基于气穴现象的冲击波剥离除去被清洗物的表面附着的粒子(固体物)等污渍的物理清洗功能。另一功能是通过由超声波所产生的自由基(radical)分解除去污渍的化学清洗功能。在提高超声波清洗效果的方面有效利用这两种功能成为关键。另外，对于这些物理清洗和化学清洗的效果而言，被赋予的超声波的功率越大越能够获得好的效果。但是，现有的超声波清洗装置的实际现况为：无法将超出从超声波振动子的单位面积照射的超声波能量的能量照射到被清洗物的单位面积上，从而无法获得可以满意的清洗能力。

因此，申请人开发了一种作为利用了超声波的技术、可局部获得超声波的高能量的超声波照射装置。通过使用该超声波照射装置，能够利用超声波有效地破碎肾脏结石、尿路结石、胆结石等的结石(专利文献1)。

专利文献1：特开2004-33476号公报

然而，在将专利文献1的超声波照射装置的技术应用于上述的半导体基板或玻璃基板的清洗时，需要进一步改良装置结构。

即，在清洗半导体基板或玻璃基板时，清洗效果高是勿庸置疑的，但清洗时半导体基板或玻璃基板的表面不因超声波的能量而损伤或破损也是极为重要的。特别是，在半导体基板面或玻璃基板面上已经形成有电路等微细图案的情况下，需要在不破坏微细图案的情况下进行超声波清洗。

发明内容

本发明鉴于这种情况而实现，其目的在于提供一种能够在被清洗物的表面不损伤或破损的情况下，有效地除去表面附着的粒子或有机性污染物等的超声波清洗装置。

为了达到上述目的，本发明第一侧面提供一种超声波清洗装置，其利用施加了超声波的清洗液对被清洗物的表面附着的污渍进行超声波清洗，其特征在于，包括：清洗槽，其贮存所述清洗液；支承台，其在所述清洗液中支承所述被清洗物；超声波产生机构，其使频率为1～10MHz的第一超声波、和频率在该第一超声波的二分之一以下的第二超声波朝向所述被清洗物交替会聚；会聚位置调节机构，其调节从所述会聚的会聚位置到所述被清洗物的表面的距离；以及移动机构，其使所述超声波产生机构以及所述支承台的至少一个移动，使得由所述超声波产生机构所产生的超声波的效力充分遍及所述被清洗物的表面，所述超声波的会聚位置适度离开所述被清洗物的表面，在所述会聚位置设有固体物，所述固体物呈板状，其厚度比使用的超声波的波长薄

第一侧面是在使被清洗物浸渍到清洗液中的状态下进行超声波清洗的浸渍方式的情况。根据第一侧面，在超声波清洗装置上，按照从超声波产生机构所发出的超声波在被清洗物的表面或其附近以形成点或线的局部会聚的方式配置超声波振动子，或者作为超声波产生源而设有凹面状的超声波振动子。而且，由清洗槽内的支承台支承清洗的被清洗物。作为清洗液，例如可使用超纯水，不过并不特别限定，可根据被清洗物的污渍种类而适当选择。在该状态下，首先，从超声波产生机构发射频率1～10MHz的第一超声波，在超声波会聚的会聚位置局部产生由气穴所引起的多个气 泡聚集的气泡群。然后，从超声波产生机构发射频率在第一超声波的二分之一以下的第二超声波，使由第一超声波产生的气泡群共振而使其崩溃。第一及第二超声波的会聚位置相同。在此，气泡群的崩溃是指，气泡群因周围的压力变动而破裂时，高能量集中于气泡群的中心部附近，产生压力极大的冲击波的现象，并非指气泡群分裂或消灭的过程。

如此，通过使第一及第二超声波会聚在会聚位置，能够局部地集中气泡群崩溃时的高能量。因而，通过交替反复所述第一超声波的照射和第二超声波的照射，极为牢固地附着了的粒子也能够除去。在发射了第一超声波30μ秒～70μ秒之后，连续发射第二超声波5μ秒～15μ秒。优选以80μ秒～120μ秒的间隔反复实施该第一及第二超声波的照射。