(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物を搬送する搬送手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた超音波洗浄装置であって、
前記超音波励振装置は、２００ＫＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子と結合して前記超音波振動を洗浄用流体に導く導波体とを有し、
前記導波体は、前記振動子から発生する超音波振動の進行方向における略中央部に全周にわたって突出する状態に形成されたフランジ部及び、前記振動子を有する面と対向する面側に密着固定された接液部振動体を備え、
前記接液部振動体の前記超音波振動の発振面と前記被洗浄物の表面との間に隙間を有し、前記給液手段は、前記隙間内に前記洗浄用流体を供給し、
前記接液部振動体は、前記洗浄用流体に対する耐食性を有して、前記導波体の前記洗浄用流体と接液する周面及び下面を被い、かつ、
前記超音波振動の進行方向における寸法が前記接液部振動体の素材の音速度に基づく前記超音波振動の半波長の整数倍の大きさを有することを特徴とする超音波洗浄装置。
【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、半導体ウェハやガラス基板等の洗浄に用いる超音波洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波洗浄装置は、サブミクロンのパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）の除去が可能である点、キャビテーションが発生しないために洗浄物へのダメージがない点、波長が短いために定在波の影響がなく斑のない洗浄効果が得られる点など、超精密洗浄が可能であることから従来より開発が進められ、実用化されている。
【０００３】
従来のこの種の超音波洗浄装置として、例えば、図５に示す洗浄槽タイプのものがある。図５に示す超音波洗浄装置は、特開平１０−９４７５６号公報において開示されているものである。
【０００４】
図５は、従来の超音波洗浄装置を示す一部断面を含む側面図であり、図６は、従来の超音波洗浄装置が備える従来の超音波振動発生部を示す一部断面を含む斜視図である。以下、図５及び図６を参照して従来の超音波洗浄装置（超音波励振装置を含む）について説明する。
【０００５】
図５に示すように、従来の超音波洗浄装置１１０は、洗浄用流体として、例えば、純水１０１を貯留するとともに被洗浄物を収容する処理槽１０２と、前記処理槽１０２の底部に装着された超音波振動発生部１０３とを備えている。
【０００６】
図６にも示すように、超音波振動発生部１０３は、略直方体状の導波体１０５と、矩形板状に形成され、前記導波体１０５に対して接着剤等により結合された振動子１０４とを有し、前記導波体１０５側が接液する状態で前記処理槽１０２の底部に形成された開口部１０２ａに挿通されている。前記導波体１０５には、全周にわたってフランジ部１０５ａが形成されており、前記フランジ部１０５ａと前記処理槽１０２の底部との間にパッキン１０６が介装されて処理槽１０２の底部に密着固定されている。前記パッキン１０６は、液密及び吸振部材として作用するものである。
【０００７】
前記振動子１０４は、ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子等からなり、発振器１０７（図５参照）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。前記駆動周波数は、極めて高く設定されており、例えば、１ＭＨｚになっている。前記振動子１０４及び前記導波体１０５からなる超音波振動発生部１０３と、前記発振器１０７とにより、超音波励振装置が構成されている。
【０００８】
前記導波体１０５は、例えば、ジュラルミンから形成され、厚さＨ、すなわち、振動子１０４から発生する超音波振動の進行方向における寸法が前記超音波振動の半波長（λ／２）の略整数倍、理想的にはちょうど整数倍に設定され、共振長になっている。そして、前記導波体１０５は、前記振動子１０４が発生する前記超音波振動に共振して前記純水１０１に超音波振動を導いて励振し、前記純水１０１中に浸漬されている被洗浄物、例えば、シリコンウェーハ（図示せず）が洗浄される。
【０００９】
ここで、前記半波長（λ／２）は次のように算出される。
λ／２＝Ｃ／２ｆ
ただし、
λ：１波長
Ｃ：ジュラルミンの音速度＝５．１５×１０5ｃｍ
ｆ：周波数＝１０6Ｈｚ
したがって、λ／２＝２．６ｍｍである。
【００１０】
従来の前記導波体１０５は、前記厚さＨが５３ｍｍに設定されている。つまり、半波長λ／２（約２．６ｍｍ）の約２０倍になっており、厚さＨの値が大きく設定されている。したがって、前記導波体１０５が比較的大きい音響インピーダンスを有しており、前記導波体１０５の上方に外部負荷として存在する前記純水１０１が何らかの原因によって不足して、液面１０１ａが前記導波体１０５の上面よりも下方に低下した場合でも、空焚き状態、すなわち、装置全体としての音響インピーダンスが低下して前記振動子１０４の振動が大きくなるとともに、実効出力が増大して発熱することを抑制可能なものになっている。前記導波体１０５の音響インピーダンスは、具体的には次式
Ｒｍａ1＜Ｒｍａ2＜Ｒｍａ3 ・・・（１）
ただし、
Ｒｍａ1：振動子１０４の音響インピーダンス
Ｒｍａ2：導波体１０５の音響インピーダンス
Ｒｍａ3：純水１０１の音響インピーダンス
を満たす状態に設定されている。
【００１１】
前記実効出力の増大を抑制する作用は、次の式から明らかである。
Ｐａ＝Ｖａ2／Ｒｍａ  ・・・（２）
Ｒｍａ＝Ｒｍａ1＋Ｒｍａ2＋Ｒｍａ3  ・・・（３）
ただし、
Ｐａ：実効出力
Ｖａ：印加電圧（一定）
Ｒｍａ：洗浄装置全体（純水１０１を含む）としての音響インピーダンス
【００１２】
すなわち、前記純水１０１が減少して、音響インピーダンスＲｍａ3の値がほぼゼロになっても、前記導波体１０５が所要の大きさの音響インピーダンスＲｍａ2を有することから、実効出力Ｐａが大きく増大することがない構成になっている。
【００１３】
また、前記フランジ部１０５ａには、前記導波体１０５を冷却する手段として、前記導波体１０５の長手方向に沿って一対の貫通孔１０５ｂが形成されている。前記貫通孔１０５ｂの一端には、それぞれ、ニップル１０８ａが螺合しており、他端側には、それぞれ、ニップル１０８ｂが螺合している。
【００１４】
そして、前記ニップル１０８ａに接続したチューブ１０９ａを通じて前記貫通孔１０５ｂ内に冷却用流体として、例えば、純水を供給するとともに、前記ニップル１０８ｂに接続したチューブ１０９ｂを通じて、冷却用流体としての前記純水を排出する構成になっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前記超音波洗浄装置１１０は、以下のような利点を有している。
【００１６】
▲１▼前記導波体１０５の厚さＨが大きく設定されており、前記導波体１０５が比較的大きい音響インピーダンスを有している。したがって、前記導波体１０５の上方に外部負荷として存在する前記純水１０１が何らかの原因によって不足して、前記液面１０１ａが前記導波体１０５の上面よりも下方に低下した場合でも、空焚き状態、すなわち、装置全体としての音響インピーダンスが低下して前記振動子１０４の振動が大きくなるとともに、実効出力が増大して発熱することを抑制可能なものになっている。すなわち、前記振動子１０４を前記導波体１０５に固着している接着剤が劣化して剥離することや、前記振動子１０４自体が熱によって割れを生じることを防止することができるものになっている。
【００１７】
▲２▼前記導波体１０５の冷却手段として、前記フランジ部１０５ａに一対の貫通孔１０５ｂが形成され、純水等の冷却用流体を供給可能な構成を備えていることから、前記振動子１０４に悪影響を与える熱を可能な限り除去することができるとともに、一対の前記貫通孔１０５ｂは、前記導波体１０５から突出する状態に形成された前記フランジ部１０５ａに設けられていることから、前記導波体１０５が伝導する超音波振動に減衰等の悪影響を与えることがない構成になっている。
【００１８】
▲３▼空焚き防止のためにセンサー等からなるインターロック設備を設ける必要がないことから、保守が極めて容易なものになっている。
【００１９】
しかしながら、従来の前記超音波洗浄装置１１０は、前記超音波励振装置を構成する前記導波体１０５がジュラルミンを素材として形成されているために、洗浄用流体として例えば、オゾンガス添加純水、フッ酸水溶液、酸性水溶液及びアルカリ性水溶液等の薬液を用いる場合には、前記導波体１０５の前記洗浄用流体と接液する部分が侵食を受けるという問題がある。
【００２０】
また、前記導波体１０５を例えば、ステンレス鋼を素材として形成すれば、前記導波体１０５の耐食性を高めることができるが、ステンレス鋼は、密度（ρ）が大きいために、超音波振動に対するロスが比較的大きい素材である。すなわち、前記振動子１０４から発生する超音波振動が、前記導波体１０５で熱エネルギーに変換されて浪費され、洗浄用流体に対して十分に伝達されにくいという問題がある。
【００２１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、洗浄用流体が減少した場合でも、実効出力の増大を確実に抑制することができるとともに、伝達する超音波振動に減衰等の悪影響を与えずに、種々の洗浄用流体に対応可能な超音波洗浄装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波洗浄装置は、被洗浄物を搬送する搬送手段と、洗浄用流体を供給する給液手段と、前記洗浄用流体を励振する超音波励振装置とを備えた超音波洗浄装置であって、前記超音波励振装置は、２００ＫＨｚ以上の超音波振動を発生する振動子と、前記振動子と結合して前記超音波振動を洗浄用流体に導く導波体とを有し、前記導波体は、前記振動子から発生する超音波振動の進行方向における略中央部に全周にわたって突出する状態に形成されたフランジ部及び、前記振動子を有する面と対向する面側に密着固定された接液部振動体を備え、前記接液部振動体の前記超音波振動の発振面と前記被洗浄物の表面との間に隙間を有し、前記給液手段は、前記隙間内に前記洗浄用流体を供給し、前記接液部振動体は、前記洗浄用流体に対する耐食性を有して、前記導波体の前記洗浄用流体と接液する周面及び下面を被い、かつ、前記超音波振動の進行方向における寸法が前記接液部振動体の素材の音速度に基づく前記超音波振動の半波長の整数倍の大きさを有するものである。
【００３０】
【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て説明する。
【００３１】
まず、本発明の超音波洗浄装置について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明の超音波洗浄装置を示す斜視図であり、図２は、図１に示す超音波洗浄装置の側面図である。また、図３は、図１及び図２に示す超音波洗浄装置が備える超音波励振装置を示す一部断面を含む斜視図であり、図４は、超音波励振装置の図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【００３３】
図１に示すように、超音波洗浄装置１０ａは、超音波励振装置１と、例えば、半導体ウェハやガラス基板等の被洗浄物としての基板６を搬送する搬送手段としての搬送装置２と、洗浄用流体１５を供給する給液手段としての給液装置３とを備えている。
【００３４】
まず、前記超音波洗浄装置１０ａが備える前記超音波励振装置１について説明する。
【００３５】
図２乃至図４にも示すように、前記超音波励振装置１は、略直方体状の導波体９と、矩形板状に形成され、片面側で前記導波体９に対して接着剤等により結合された振動子７と、前記振動子７に所定の駆動周波数の電圧を印加する発振器（図示せず）とを有し、前記導波体９の上面である前記振動子７を有する面と対向する面、すなわち、下面側に接液部振動体１２を備えている。そして、前記接液部振動体１２の発振面１２ａを下側にして使用する構成になっている。
【００３６】
前記振動子７は、ＰＺＴ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ：圧電）素子１６と、前記ＰＺＴ素子１６の上下両面に全面にわたって貼着された電極板１７及び電極板１８を有し、前記ＰＺＴ素子１６と、上側の前記電極板１７の角部の一つが切除されている。そして、この切除部分において、下側の前記電極板１８が前記電極板１７との間に弧状の隙間２０を有する状態で上側、すなわち、前記電極板１７と同一平面上に折り返されて電極部１８ａになっている。
【００３７】
また、前記振動子７の長さ及び幅は、前記導波体９の長さＬ及び幅Ｗとほぼ等しく、厚みｔは約２ｍｍに設定されており、前記発振器（図示せず）から所定駆動周波数の電圧を印加するための２本の送電ワイヤ２２ａ及び送電ワイヤ２２ｂのいずれか一方ずつが、前記電極板１７の所定位置及び前記電極板１８の前記電極部１８ａに接続されている。
【００３８】
そして、前記振動子７は、前記発振器（図示せず）によって所定の駆動周波数の電圧が印加されると、この周波数の超音波振動を発生する。前記駆動周波数は、２００ＫＨｚ以上の極めて高い値に設定されており、本実施例では、１ＭＨｚになっている。
【００３９】
前記導波体９は、前記振動子７が発生する超音波振動に共振するとともに、前記超音波振動を前記給液装置３が供給する洗浄用流体１５に伝達する部材として作用する。なお、本実施例では、前記導波体９は、前記接液部振動体１２とともに前記超音波振動を前記洗浄用流体１５に伝達するのみであり、機械的に増幅する作用は有していないが、形状等を適宜変更して増幅機能をもたせてもよい。
【００４０】
また、前記導波体９は、ジュラルミンやアルミニウムを素材として形成されており、厚さ方向、すなわち、前記振動子７から発生する超音波振動の進行方向における略中央部には、全周にわたって突出する状態に形成されたフランジ部９ａを有している。なお、本実施例における前記導波体９は、より好ましい例としてジュラルミンを使用している。また、図２乃至図４に示すように、前記導波体９は、従来の前記導波体１０５と同様に、厚さＨ、すなわち、前記振動子７から発生する超音波振動の進行方向における寸法が、前記導波体９の素材、この場合、ジュラルミンの音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の略整数倍、理想的にはちょうど整数倍に設定され、共振長になっている。
【００４１】
前記厚さＨは、従来の前記導波体１０５と同様に、本実施例においても５３ｍｍになっており、半波長λ／２（約２．６ｍｍ）の約２０倍に設定されている。すなわち、前記厚さＨを大きく設定することにより、前記導波体９が、比較的大きな音響インピーダンスを有するものになっている。また、前記導波体９の音響インピーダンスは、従来の前記導波体１０５と同様に、具体的には、前記式（１）を満たす状態に設定されている。
【００４２】
前記厚さＨの値は、前記導波体９の下方に存在する外部負荷としての前記洗浄用流体１５が有する音響インピーダンスとの関係や、伝達する超音波エネルギーの大きさ等に応じて任意に変更可能である。ちなみに、従来、本実施例のような高い周波数帯域では超音波エネルギーの浪費、つまり発熱量が大きく、例えば、半波長の２〜３倍の厚さにすることが限度であると常識的に認識されていた。
【００４３】
本実施例では、前記導波体９をジュラルミンを素材として形成しているが、ジュラルミンは、密度（ρ）が約２．８ｇ／ｃｍ3 であり、鉄やステンレス鋼と比較して約１／３になっている。すなわち、高い周波数の超音波振動に対して大変ロスの少ない材質であり、前記厚さＨを大きく設定した前記導波体９の素材として好適である。ただし、導波体として適用可能であり、ジュラルミンと同等、または、それ以下の密度を有する材質であれば使用可能であることはもちろんであり、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等を使用してもよい。
【００４４】
また、図２乃至図４に示すように、前記導波体９の前記振動子７から発生する超音波振動の進行方向（前記厚さＨの方向）に対して直角な方向における寸法、すなわち、長さＬ及び幅Ｗは、本実施例では、それぞれ、１３６ｍｍ、４０ｍｍに設定されており、半波長λ／２（約２．６ｍｍ）のそれぞれ、約５２倍、約１５倍になっているが、前記長さＬ及び前記幅Ｗは、被洗浄物の大きさ等に応じて可変である。
【００４５】
すなわち、前記長さＬ及び前記幅Ｗは、例えば、前記振動子７の駆動周波数に約２０ＫＨｚのように比較的低い周波数帯を使用するものと仮定すると、前記導波体９がポアソン（ｐｏｉｓｓｏｎ）比の影響によって横振動することを抑制するために、λ／３以下の大きさに設定する必要がある。また、前記長さＬ及び前記幅Ｗを大きく設定したい場合には、λ／３以下のピッチでスリットを形成し、あたかもλ／３以下の寸法の小さな導波体が互いに振動の影響を及ぼし合わない状態で結合したような形態をとる必要がある。これは、横振動の発生によって導波体自体で振動エネルギーが消費されることを防ぐとともに、横振動が伴わないきれいな縦振動を前記洗浄用流体１５に付与するためである。
【００４６】
一方、２００ＫＨｚ以上の極めて高い周波数、例えば、本実施例で設定している１ＭＨｚの駆動周波数では、前記ポアソン比の悪影響、すなわち、横振動の発生がないことが本願出願人による実験から確かめられており、前記導波体９の前記長さＬ及び前記幅Ｗは、理論的には、無制限に大きくすることができる。したがって、前記導波体９は、スリットを形成する必要がなく、前記長さＬ及び前記幅Ｗを任意に設定してλ／３以上の大きさにすることができるものになっている。
【００４７】
また、従来の前記導波体１０５と同様に、前記導波体９の前記フランジ部９ａには、前記導波体９を冷却する手段として、前記導波体９の長手方向に沿って一対の貫通孔９ｂが形成されている。前記貫通孔９ｂの一端には、それぞれ、ニップル２８ａが螺合しており、他端側には、それぞれ、ニップル２８ｂが螺合している。
【００４８】
前記ニップル２８ａには、供給側のホース３４ａからソケット３３ａを介して分岐した２本のチューブ３０ａがそれぞれ、接続されており、前記ホース３４ａ及び前記チューブ３０ａを通じて前記貫通孔９ｂ内に冷却用流体として、例えば、純水が供給される。一方、前記ニップル２８ｂには、２本のチューブ３０ｂがそれぞれ、接続されており、ソケット３３ｂによって排出側のホース３４ｂにまとめられて冷却用流体としての前記純水が排出される構成になっている。
【００４９】
前記貫通孔９ｂ等からなる冷却手段は、前記導波体９が自己共振することによって、高熱とはならないながらもある程度は熱を帯びることに対して設けられたものであり、前記振動子７に悪影響を与える熱を高効率で除去することができるものになっている。
【００５０】
次に、前記超音波励振装置１が備える前記接液部振動体１２について説明する。
【００５１】
前記接液部振動体１２は、前記洗浄用流体１５に対する耐食性を有する素材、この場合、ステンレス鋼からなり、前記導波体９に対応して略直方体状の箱状に形成され、この場合、エポキシ系接着剤等によって前記導波体９の周面及び前記下面と密着固定されている。前記接液部振動体１２は、前記導波体９のうち前記洗浄用流体１５と接液する部分のみを被うものであり、本実施例では、前記フランジ部９ａより下方の部位（高さＨ1）全体を被っている。
【００５２】
前記接液部振動体１２の前記振動子７から発生する超音波振動の進行方向（前記厚さＨの方向）における厚さｄは、本実施例では、約３ｍｍに設定されている。前記厚さｄは、前記接液部振動体１２の素材の音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の整数倍になっており、共振長になっている。
【００５３】
ここで、前記接液部振動体１２の前記半波長（λ／２）は次のように算出される。
λ／２＝Ｃ／２ｆ
ただし、
λ：１波長
Ｃ：ステンレス鋼の音速度＝５．５×１０5ｃｍ
ｆ：周波数＝１０6Ｈｚ
したがって、λ／２＝２．８ｍｍである。
【００５４】
また、前記接液部振動体１２は、この場合、前記導波体９の前記振動子７から発生する超音波振動の進行方向（前記厚さＨの方向）に対して直角な方向（長さＬ方向及び幅ｗ方向）における厚さｄについても約３ｍｍになっており、全体が前記半波長（λ／２）にほぼ等しい大きさの厚みを有する薄板状になっている。したがって、前記接液部振動体１２は、前記導波体９とともに前記振動子７から発生する超音波振動に効率よく振動し、前記発振面１２ａから前記洗浄用流体１５に対して超音波振動を伝達可能であるとともに、前記超音波振動に減衰等の悪影響を与えることがない構成になっている。
【００５５】
また、前記接液部振動体１２は、使用する前記洗浄用流体１５に対する耐食性を有する種々の素材を適宜選択して使用することができる。前記接液部振動体１２の素材としては、ステンレス鋼の他、タンタル、チタン、石英、サファイア、セラミックス等も使用可能である。すなわち、前記接液部振動体１２は、前記導波体９のうち前記洗浄用流体１５と接液する一部分の狭い範囲のみを被う構成であることから、例えば、サファイア等の高価な材質のものを使用することも容易であり、セラミックス等の塑性加工が難しい素材であっても、ブロック状の素材を切削加工等により容易に加工して使用することができるものになっている。
【００５６】
次に、本発明の超音波洗浄装置１０ａが備える前記搬送装置２について説明する。
【００５７】
被洗浄物の搬送手段としての前記搬送装置２は、等間隔で配設された複数のローラ２ａと、前記ローラ２ａを駆動する駆動手段（図示せず）とを有している。そして、複数の前記ローラ２ａ上に、例えば、被洗浄物としての前記基板６が載置され、前記基板６を矢印Ｘ方向に所定速度で搬送する構成になっている。
【００５８】
次に、本発明の超音波洗浄装置１０ａが備える前記給液装置３について説明する。
【００５９】
図１に示すように、前記洗浄用流体１５の給液手段としての給液装置３は、被洗浄物としての前記基板６の進行方向側から前記洗浄用流体１５を供給する給液部材３ａと、前記洗浄用流体１５をポンプ（図示せず）の作用により吸引する吸込部材３ｂ等を有している。
【００６０】
そして、本実施例では、前記吸込部材３ｂにより吸引された前記洗浄用流体１５をフィルタ（図示せず）により清浄化して前記給液部材３ａに還流する構成になっている。すなわち、前記洗浄用流体１５の使用量を大幅に抑えることが可能になっている。なお、前記洗浄用流体１５の使用量の抑制効果は低下するが、前記吸込部材３ｂにより吸引した前記洗浄用流体１５をそのまま廃棄する構成にしてもよく、また、前記給液部材３ａに加えて、前記吸込部材３ｂ側からも給液する構成にしてもよい。
【００６１】
次に、本発明の前記超音波洗浄装置１０ａの動作について説明する。
【００６２】
図１及び図２に示すように、まず、前記発振器（図示せず）から所定駆動周波数の電圧が前記振動子７に印加されると、前記振動子７は励振されて、この周波数の超音波振動を発生する。そして、発生した超音波振動は、前記導波体９及び前記接液部振動体１２を介して、前記接液部振動体１２の下方に外部負荷として供給される前記洗浄用流体１５に伝達される構成になっている。
【００６３】
本発明の前記超音波洗浄装置１０ａは、前記接液部振動体１２の前記発振面１２ａの下部に外部負荷である前記洗浄用流体１５が供給されなければ、ガラス基板等の被洗浄物としての前記基板６に対して超音波振動も伝達されない。
【００６４】
そこで、特に図２に示すように、前記基板６の表面６ａと前記発振面１２ａとの隙間ｅ、すなわち、離間距離を約３〜５ｍｍ程度に設定し、前記基板６を搬送手段としての前記搬送装置２の前記ローラ２ａによって矢印Ｘ（図１に図示）で示す搬送方向に通過させるとともに、前記隙間ｅ内に前記給液部材３ａから前記洗浄用流体１５を矢印Ｘａ方向（図１に図示）に供給する。このとき、前記基板６の前記表面６ａと前記発振面１２ａとの間（隙間ｅ）に表面張力の作用により前記洗浄用流体１５の液膜が形成され、この液膜を介して前記振動子７からの超音波振動が前記基板６に伝達される。したがって、前記超音波洗浄装置１０ａは、前記洗浄用流体１５の液膜の作用により前記基板６の洗浄を行うことができるものになっている。
【００６５】
このとき、前記振動子７から発生する超音波振動は、前記接液部振動体１２の前記発振面１２ａに対して垂直方向に伝達され、前記振動子７と等幅である前記発振面１２ａが全面にわたって均等に振動するとともに、被洗浄物としての前記基板６に対して均一に照射されることから、前記基板６の前記表面６ａ対する洗浄効果が高いものになっている。
【００６６】
また、前記導波体９は、前記洗浄用流体１５と接液する部分に前記洗浄用流体１５に対する耐食性を有する前記接液部振動体１２を備えていることから、前記洗浄用流体１５として、オゾンガス添加純水、フッ酸水溶液、酸性水溶液及びアルカリ性水溶液等の種々の薬液を使用可能な構成になっている。
【００６７】
前記超音波洗浄装置１０ａは、例えば、以下のような作用効果を有する。
【００６８】
すなわち、
▲１▼前記導波体９は、前記洗浄用流体１５との接液部分に前記洗浄用流体１５に対する耐食性を有する前記接液部振動体１２を有することから、洗浄の目的や被洗浄物の素材等に応じて前記洗浄用流体１５として、オゾンガス添加純水、フッ酸水溶液、酸性及びアルカリ性水溶液等の種々の薬液が使用可能である。また、前記接液部振動体１２は、全体が薄板状に形成され、厚さｄが前記接液部振動体１２の素材の音速度に基づいて計算される超音波振動の半波長（λ／２）の整数倍になっており、共振長になっている。したがって、前記接液部振動体１２は、前記導波体９とともに前記振動子７から発生する超音波振動に効率よく振動し、前記超音波振動に減衰等の悪影響を与えることがない。
【００６９】
▲２▼前記振動子７と等しい幅を有する前記発振面１２ａが全面にわたって均等に振動するとともに、前記振動子７からの超音波振動を被洗浄物としての前記基板６に対して均一に照射することから、前記基板６に対する洗浄効果が高い。
【００７０】
▲３▼前記発振面１２ａと被洗浄物としての前記基板６の前記表面６ａとの間には表面張力を形成するだけの液量の前記洗浄用流体１５が存在すればよいことから、前記洗浄用流体１５の使用量を大幅に低減することができる。
【００７１】
▲４▼前記導波体９の厚さＨが大きく設定されており、前記導波体９が比較的大きい音響インピーダンスを有している。したがって、前記導波体９の下方に外部負荷として存在する前記洗浄用流体１５の液量が不足しても、空焚き状態、すなわち、装置全体としての音響インピーダンスが低下して前記振動子７の振動が大きくなるとともに、実効出力が増大して発熱することを抑制可能なものになっている。すなわち、前記振動子７を前記導波体９に固着している接着剤が劣化して剥離することや、前記振動子７自体が熱によって割れを生じることを防止することができるものになっている。
【００７２】
▲５▼前記導波体９の冷却手段として、前記フランジ部９ａに一対の貫通孔９ｂが形成され、純水等の冷却用流体を供給可能な構成を備えていることから、前記振動子７に悪影響を与える熱を可能な限り除去することができる。
【００７３】
▲６▼空焚き防止のためにセンサー等からなるインターロック設備を設ける必要がないことから、保守が極めて容易なものになっている。
【００７４】
なお、本実施例の前記超音波洗浄装置１０ａにおいては、前記超音波励振装置１を前記接液部振動体１２の前記発振面１２ａ側を下側にして使用する構成になっているが、前記超音波励振装置１を例えば、従来の前記超音波洗浄装置１１０のような洗浄槽タイプの超音波洗浄装置に適用し、前記発振面１２ａを上側にして使用してもよい。
【００７５】
また、本実施例においては、前記導波体９が略直方体状に形成されているが、例えば、円盤状など、設置するスペースの形状に応じて種々の形状を採用することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の超音波洗浄装置によれば、洗浄用流体が減少した場合でも、実効出力の増大を確実に抑制することができるとともに、伝達する超音波振動に減衰等の悪影響を与えずに、かつ、洗浄の目的や被洗浄物の素材等に応じて、種々の洗浄用流体に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波洗浄装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す超音波洗浄装置の側面図である。
【図３】図１及び図２に示す超音波洗浄装置が備える超音波励振装置を示す一部断面を含む斜視図である。
【図４】超音波励振装置の図３におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】従来の超音波洗浄装置を示す一部断面を含む側面図である。
【図６】従来の超音波洗浄装置が備える従来の超音波振動発生部を示す一部断面を含む斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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