(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏を貫いた透孔を有する板状をなした複数の被洗浄物を、媒質を満たした洗浄槽内にその透孔が上下方向に整列する様に、上下に間隔をあけて水平に吊下せしめ、槽外に位置した超音波振動子から植設された棒状をなした超音波放射体を前記透孔内に挿入し、超音波放射体により透孔内から被洗浄物に超音波を印加することを特徴とする被洗浄物の洗浄方法。
【請求項２】
超音波放射体の駆動周波数を連続的に変化させることを特徴とする請求項１記載の被洗浄物の洗浄方法。
【請求項３】
超音波放射体の駆動周波数を公約数を持たない複数の周波数とすることを特徴とする請求項１記載の被洗浄物の洗浄方法。
【請求項４】
被洗浄物を、その外縁を被洗浄物支持具のアームによって挟み込むことにより、水平に吊下することを特徴とする請求項１記載の被洗浄物の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は板状をなした被洗浄物の洗浄方法、詳しくは、表裏を貫いた透孔を有する被洗浄物を超音波を用いて洗浄する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクや半導体ウェーハなどの製造の際には、これらを超音波洗浄する工程があり、次の様な装置によって、この洗浄作業は行われている。即ち、ハードディスクや半導体ウェーハなど円板状をなした被洗浄物１を図１に示す様に、カセットなどと称される枠状をなした冶具２内に互いにその表面が接触しない様に、間隔をあけて複数枚縦置き状態で格納し、図２に示す様に超音波振動を伝播できる媒質３を満たした洗浄槽４内に浸漬せしめ、洗浄槽４の底面を形成している輻射板７の裏面に固定されている超音波振動素子８から洗浄槽４に満たされている媒質３を介して被洗浄物１に超音波を照射し、それによって洗浄を行う様になっていた。図中６は槽フランジ、５は押えフランジ、１８はパッキング、１６は被洗浄物にあけられた透孔、１７は搬送用アームである。なお、一般にカセットと称される冶具２に格納される被洗浄物１は２５枚程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被洗浄物１はカセットと称される冶具２中に格納される為、冶具２がじゃまになって被洗浄物１のすみずみまで超音波を作用させることが出来ず、部分的に洗浄むらが生じることがあった。特に、冶具２と被洗浄物１とが接触する部分は十分に洗浄することが出来なかった。又、ハードディスクや半導体ウェーハなどダメージを極度に嫌う被洗浄物１の場合、５０ＫＨｚ以上の高い周波数の超音波を用いて洗浄を行っているが、５０ＫＨｚ以上の超音波の場合、その特性上、指向性が強く、冶具２が超音波の伝播を阻害する傾向は顕著であった。
【０００４】
又、従来の洗浄方法では、洗浄槽１の底面を構成している輻射板７の裏側に超音波振動素子８を取付けて、下方から超音波を照射する様になっていたので、輻射板７から離れるに従って、超音波の強度が減衰し、洗浄力が低下という問題もあった。
【０００５】
従って、ハードディスクや半導体ウェーハなど板状をなした被洗浄物を超音波洗浄しようとする場合、従来の方法では十分な洗浄効果を得ることが出来ず、処理時間も長くかかり、歩留まりも悪くなる傾向があった。
【０００６】
本発明者は、板状をなし、表裏を貫通した透孔を有するハードディスクや半導体ウェーハなどの被洗浄物に対して、短い処理時間で十分な洗浄効果を得られ、歩留まりも良い超音波洗浄方法を開発すべく鋭意研究を行った結果、今回十分に満足すべき超音波洗浄方法を完成するに至り、ここに提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
表裏を貫いた透孔を有する板状をなした複数の被洗浄物を、媒質を満たした洗浄槽内にその透孔が上下方向に整列する様に、上下に間隔をあけて水平に吊下せしめ、槽外に位置した超音波振動子から植設された棒状をなした超音波放射体を前記透孔内に挿入し、超音波放射体により透孔内から被洗浄物に超音波を印加することにより、上記課題を解決せんとするものである。
【０００８】
【実施の形態】
図３及び図４を参照しながら、この発明に係る超音波洗浄方法の一実施形態について説明する。
【０００９】
図３中、４は、洗浄槽であり、その中には超音波を伝播し得る媒質３が満たされている。そして、この洗浄槽４の底板１９を貫いて超音波を伝播できる材質からなる棒状をした超音波放射体９が上方に向かって植設されており、この超音波放射体９の下端には超音波振動素子８が固定されており、この超音波振動素子８には超音波発振器１０から超音波電力が供給される様になっている。
【００１０】
一方、図中１１は上下方向から見て正三角形状に等間隔で、かつ側方から見て平行に配された３本のアーム１２からなる被洗浄物支持具であり、該アーム１２にはソロバン玉状の拡径部１３と縮径部１４とが相互に設けられており、図４に示す様に、縮径部１４に被洗浄物１の外縁を挟み込むことにより、被洗浄物１をその外側から三点支持できる様になっている。なお、この被洗浄物支持具は、従来レンズ等の洗浄作業の際に用いた冶具と基本的に同じものである。又、図中１５はこの被洗浄物支持具１１の上端に設けられた吊下具であり、この吊下具１５を用いて被洗浄物支持具１１を洗浄槽４内に出し入れ出来る様になっている。
【００１１】
そして、この装置を用いて円板状をなし、その表裏を貫通した透孔１６を有する被洗浄物１を超音波洗浄しようとするときは、被洗浄物支持具１１のアーム１２の縮径部１４にそれぞれ被洗浄物１の外縁を挟み込み、これを三点支持することにより、複数の被洗浄物１が間隔をあけ、かつ透孔１６が縦方向に整列する様に支持せしめる。
【００１２】
この状態で、透孔１６中に超音波放射体９が位置する様に、この被洗浄物支持具１１を媒質３中に浸漬せしめ、超音波振動素子８に超音波発振器１０から超音波電力を供給し、これを駆動し、透孔１６中に挿入されている超音波放射体９から被洗浄物１に向って超音波を照射する。この超音波放射体９の超音波照射は、所謂ポアソン現象を持つ材料の横方向（径方向）振動振幅を利用しており、棒状をなした超音波放射体９からは、強力な超音波が径方向に照射され、これによって効率的に超音波洗浄が行われる。
【００１３】
なお、より一層強力かつ均一な洗浄を行う為、超音波放射体９に印加する超音波の周波数を連続的に変化させたり、超音波振動素子８を公約数を持たない複数の周波数で駆動しても良い。又、洗浄槽４内において超音波放射体９が挿入されている状態で被洗浄物１を揺動させても良い。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べた通り、この超音波洗浄方向においては、被洗浄物の中心から最短距離、すなわち超音波の最も強力な場所から径方向に超音波を照射し、冶具などの影響を受けずに効率よく均一な超音波洗浄を短時間で実施でき、歩留まりも良く、精密部品製造、液晶部品製造、半導体部品製造など各種生産活動の効率向上に資することができ、高い実用的価値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体ウェーハやハードディスクなどの超音波洗浄作業の際に、これらを格納するカセットと称される冶具の一例の斜視図。
【図２】従来の半導体ウェーハやハードディスクなどの超音波洗浄装置の代表例の説明図。
【図３】この発明に係る被洗浄物の洗浄方法を説明する為、その実施に使用する洗浄装置の一例を示したその説明図。
【図４】同じく、その要部のみを抽出して描いたその斜視図。
【符号の説明】
１    被洗浄物
２    冶具
３    媒質
４    洗浄槽
５    押えフランジ
６    槽フランジ
７    輻射板
８    超音波振動素子
９    超音波放射体
１０    超音波発振器
１１    被洗浄物支持具
１２    アーム
１３    拡径部
１４    縮径部
１５    吊下具
１６    透孔
１７    搬送用アーム
１８    パッキング
１９    底板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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