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JP2009094140A - Piezoelectric vibrator, its manufacturing method, and ultrasonic cleaning apparatus - Google Patents

Piezoelectric vibrator, its manufacturing method, and ultrasonic cleaning apparatus Download PDF

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JP2009094140A
JP2009094140A JP2007260950A JP2007260950A JP2009094140A JP 2009094140 A JP2009094140 A JP 2009094140A JP 2007260950 A JP2007260950 A JP 2007260950A JP 2007260950 A JP2007260950 A JP 2007260950A JP 2009094140 A JP2009094140 A JP 2009094140A
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Japan
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vibration
vibrator
piezoelectric
cleaning
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JP2007260950A
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Japanese (ja)
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Kazuhiko Shiba
一彦 柴
Akihiro Goto
昭広 後藤
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Pre Tech Co Ltd
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Pre Tech Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric vibrator propagating vibrations in a requested direction although the vibrator is tablet-shaped, to provide its manufacturing method, and also provide an ultrasonic cleaning apparatus increasing the cleaning performance independently of the design of the apparatus, by using the piezoelectric vibrator. <P>SOLUTION: The ultrasonic cleaning apparatus 10 comprises a substrate holding means 11 to hold a substrate W, a cleaning means 12 to propagate vibration from the piezoelectric vibrator 15 in a cleaning liquid 14 to ultrasonically clean the substrate W; and an ultrasonic oscillator 13 to apply a high-frequency voltage to the piezoelectric vibrator 15. The piezoelectric vibrator 15 is a tablet-shaped piezoelectric vibrator having vibrating electrodes 16a and 16b and its polarization axes P are tilted at preset angles relative to its thickness direction. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェーハ、フォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基板、光ディスク用の基板など(以下、単に「基板」と称する)に超音波振動を付与した洗浄液を供給して洗浄処理を行う超音波洗浄装置に関するものであり、さらに、超音波洗浄装置等に使用される圧電振動子、及びその製造方法に関するものである。   The present invention supplies semiconductor wafers, photomask glass substrates, liquid crystal display glass substrates, optical disk substrates (hereinafter simply referred to as “substrates”) and the like by supplying a cleaning liquid with ultrasonic vibrations for cleaning. The present invention relates to an ultrasonic cleaning apparatus that performs processing, and further relates to a piezoelectric vibrator used in an ultrasonic cleaning apparatus or the like and a manufacturing method thereof.

半導体等の製造工程において、半導体ウェーハあるいはフォトマスク基板等の半導体製造に使用される基板にプロセス工程処理を施す際、有機物、金属等の塵埃、異物といったパーティクルが基板に付着していると、基板面内で均一な処理が施せず、また、そのような基板から他の基板に間接的に相互汚染するので、製品製造の歩留りが低下する原因となる。そのため、通常基板に処理を施す前は洗浄装置で基板を洗浄することにより基板からパーティクル等を除去している。
このような基板を洗浄するための洗浄装置には、従来から、複数枚の基板を同時に洗浄できるバッチ式洗浄装置と、基板を1枚ずつ洗浄する枚葉式洗浄装置がある。
In the manufacturing process of semiconductors and the like, when a process step is performed on a substrate used for semiconductor manufacturing such as a semiconductor wafer or a photomask substrate, if particles such as organic matter, metal dust, or foreign matter are attached to the substrate, the substrate In-plane uniform processing is not performed, and such substrates are indirectly cross-contaminated from other substrates, leading to a decrease in product manufacturing yield. Therefore, before processing a normal substrate, particles and the like are removed from the substrate by cleaning the substrate with a cleaning device.
Conventional cleaning apparatuses for cleaning such substrates include a batch type cleaning apparatus capable of simultaneously cleaning a plurality of substrates and a single wafer cleaning apparatus for cleaning substrates one by one.

バッチ式の超音波洗浄装置においては、槽タイプのものが主流であり、例えば洗浄液を収容した槽(洗浄槽)に基板を浸漬し、槽の底部に設けた圧電振動子から高周波電圧を印加することにより超音波を洗浄液に付与して超音波洗浄を行う。
圧電振動子に高周波電圧を印加すると、固有の周波数の超音波振動が発生する。この超音波振動を洗浄槽内の洗浄液に伝播させることにより、洗浄液中にキャビテーションが発生し、このキャビテーションによって洗浄液中の基板を洗浄することができる。なお、超音波による洗浄作用は、キャビテーションのほか、粒子加速度、直進流、ケミカル作用による洗浄作用等がある。
In the batch type ultrasonic cleaning apparatus, the tank type is the mainstream. For example, a substrate is immersed in a tank (cleaning tank) containing a cleaning liquid, and a high frequency voltage is applied from a piezoelectric vibrator provided at the bottom of the tank. Thus, ultrasonic cleaning is performed by applying ultrasonic waves to the cleaning liquid.
When a high frequency voltage is applied to the piezoelectric vibrator, ultrasonic vibration with a specific frequency is generated. By propagating this ultrasonic vibration to the cleaning liquid in the cleaning tank, cavitation occurs in the cleaning liquid, and the substrate in the cleaning liquid can be cleaned by this cavitation. The ultrasonic cleaning action includes cavitation, particle acceleration, straight flow, and chemical action cleaning action.

また、枚葉式の超音波洗浄装置では、流水タイプのものが主流であり、例えばノズルに圧電振動子を装着し、ノズル内に供給した洗浄液に超音波振動を伝播させた上で洗浄液を基板(被洗浄物)に向けて噴射することにより超音波洗浄を行うことができる。   In addition, the single-wafer type ultrasonic cleaning apparatus is mainly a flowing water type. For example, a piezoelectric vibrator is attached to a nozzle, and ultrasonic vibration is propagated to the cleaning liquid supplied into the nozzle, and then the cleaning liquid is used as a substrate. Ultrasonic cleaning can be performed by spraying toward (object to be cleaned).

このように超音波振動が洗浄液に付与されたノズル方式の基板洗浄方法やその装置は、例えば特許文献1にも開示されている。この特許文献1では、超音波ノズルによる洗浄力の向上を目的として、図5のような圧電振動子を使用している。
図5は、従来の集束型の圧電振動子の概略図である。
特に、図5(a)は、圧電体51a自体を凹面球の形状に形成しておき、分極軸5Pが圧電体の厚み方向に対して傾いていない、つまり平行であることにより、振動を伝播させる媒体中の所望の焦点5Fにて超音波振動が集束する凹面球型振動子50aである。
また、図5(b)は、圧電体51b自体は平板形状であり且つ分極軸5Pが圧電体の厚み方向に対して傾いていない、つまり平行で、該圧電体51b上に半波長板55を介して平凹レンズ56を組み合わせることにより、振動を伝播させる媒体中の所望の焦点5Fにて超音波振動が集束するレンズ結合型集束振動子50bである。
A nozzle-type substrate cleaning method and apparatus in which ultrasonic vibration is applied to the cleaning liquid in this way are also disclosed in, for example, Patent Document 1. In Patent Document 1, a piezoelectric vibrator as shown in FIG. 5 is used for the purpose of improving the cleaning power by an ultrasonic nozzle.
FIG. 5 is a schematic view of a conventional focusing type piezoelectric vibrator.
In particular, in FIG. 5A, the piezoelectric body 51a itself is formed in the shape of a concave sphere, and vibration is propagated because the polarization axis 5P is not inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body, that is, is parallel. This is a concave spherical vibrator 50a in which ultrasonic vibrations are focused at a desired focal point 5F in the medium to be caused.
FIG. 5B shows that the piezoelectric body 51b itself has a flat plate shape and the polarization axis 5P is not inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body, that is, is parallel, and a half-wave plate 55 is provided on the piezoelectric body 51b. By combining the plano-concave lens 56 through the lens-coupled focusing vibrator 50b, the ultrasonic vibration is focused at a desired focal point 5F in the medium in which the vibration is propagated.

このように曲面を有する圧電振動子を、超音波ノズルに使用することにより、超音波振動をレンズのように基板の被洗浄面上で集束させ、振幅を増大させてきた。
しかし、この振動子形状により意図的に音波の方向を操作する方法では、圧電振動子の形状が限定されてしまうため、圧電振動子を利用した装置の設計における自由度を下げると共に、輻射板に複数の圧電振動子を連結するといった場合、振動子の輻射板への接合に難点があるという問題があった。
By using a piezoelectric vibrator having a curved surface in this way for an ultrasonic nozzle, the ultrasonic vibration is focused on the surface to be cleaned like a lens to increase the amplitude.
However, in the method of intentionally manipulating the direction of sound waves with this vibrator shape, the shape of the piezoelectric vibrator is limited, so the degree of freedom in designing the device using the piezoelectric vibrator is reduced and the radiation plate is used. When connecting a plurality of piezoelectric vibrators, there is a problem in that joining of the vibrators to the radiation plate is difficult.

一方、従来通りの平板形状で分極軸が厚み方向に対して平行な圧電振動子を洗浄装置に用いていたのでは、その洗浄能力に限界があった。
従来通りの平板形状で分極軸が厚み方向に対して平行な圧電振動子では、その圧電振動子の持つ共振周波数やその形状により音波が集束若しくは拡散する性質をもつ。そのため、例えば、圧電振動子の特性上、音波を集束させることが困難な周波数において、このように曲面を有する圧電振動子を、超音波ノズルに使用することにより、音波をレンズにように基板の被洗浄面上に集束させることを可能としてきた。
また、共振周波数やその形状において集束し易い圧電振動子においても、曲面を有する圧電振動子とすることにより、音波をレンズのように集束させ、従来の平板形状の圧電振動子より振幅を増大させることがなされてきた。
On the other hand, if a piezoelectric vibrator having a conventional flat plate shape and a polarization axis parallel to the thickness direction is used in the cleaning device, its cleaning capability is limited.
A conventional piezoelectric vibrator having a flat plate shape and a polarization axis parallel to the thickness direction has a property that the sound wave is focused or diffused depending on the resonance frequency and the shape of the piezoelectric vibrator. Therefore, for example, by using a piezoelectric vibrator having such a curved surface for an ultrasonic nozzle at a frequency at which it is difficult to focus the sound wave due to the characteristics of the piezoelectric vibrator, It has been possible to focus on the surface to be cleaned.
Also, even in a piezoelectric vibrator that is easy to focus at the resonance frequency and its shape, by using a piezoelectric vibrator having a curved surface, the sound wave is focused like a lens, and the amplitude is increased compared to a conventional flat plate-shaped piezoelectric vibrator. Things have been done.

しかし、この曲面を有する圧電振動子では、そこに接合される輻射板の加工が困難である。輻射面に対するメッキ加工も考えられるが、メッキが圧電振動子の超音波振動により剥離してしまうため好ましくない。0.1mm以下の金属箔(タンタル、プラチナ、ステンレス等)であれば、圧電振動子の曲面に合せて金属箔をプレス加工することにより、強制的に振動子形状になじませて接合することは可能である。しかし、これは、金属箔に限ったことであり、輻射板が厚い場合は、圧電振動子と輻射板の形状を一致させることが難しく、それにより接合が困難となる。また、超音波洗浄装置が、金属イオンを嫌うような工程で用いられる場合において、圧電振動子には、石英輻射板等が接合されるが、この曲面を有するような圧電振動子では、石英輻射板の接合が困難であり、上記工程には使用が困難である。   However, in the piezoelectric vibrator having this curved surface, it is difficult to process the radiation plate joined thereto. Although a plating process for the radiation surface is also conceivable, it is not preferable because the plating is peeled off by the ultrasonic vibration of the piezoelectric vibrator. If it is a metal foil of 0.1 mm or less (tantalum, platinum, stainless steel, etc.), by pressing the metal foil in accordance with the curved surface of the piezoelectric vibrator, it is possible to forcibly conform to the vibrator shape and join. Is possible. However, this is limited to the metal foil. When the radiation plate is thick, it is difficult to match the shapes of the piezoelectric vibrator and the radiation plate, thereby making joining difficult. In addition, when the ultrasonic cleaning device is used in a process that dislikes metal ions, a quartz radiation plate or the like is bonded to the piezoelectric vibrator. In a piezoelectric vibrator having this curved surface, quartz radiation is used. It is difficult to join the plates, and it is difficult to use them in the above process.

特開2000−216126号公報JP 2000-216126 A

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、圧電振動子の形状が平板形状でありながらも、所望の方向に振動を伝播させることができる圧電振動子及びその製造方法を提供し、さらに該圧電振動子を使用することにより、装置設計が圧電振動子に制限されず且つ洗浄性能がより向上できる超音波洗浄装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrator capable of propagating vibration in a desired direction while the shape of the piezoelectric vibrator is a flat plate shape. An object of the present invention is to provide an ultrasonic cleaning apparatus that provides the manufacturing method and further uses the piezoelectric vibrator so that the device design is not limited to the piezoelectric vibrator and the cleaning performance can be further improved.

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも、被洗浄物の基板を保持する基板保持手段と、該基板保持手段に保持した基板を圧電振動子の振動を洗浄液に伝播させて超音波洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段の圧電振動子に高周波電圧を印加する超音波発振器を有する超音波洗浄装置において、
前記圧電振動子は、振動電極の形成された平板形状の圧電振動子であり、
該平板形状の圧電振動子は、その分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜したものであることを特徴とする超音波洗浄装置を提供する(請求項1)。
In order to achieve the above object, the present invention at least cleans the substrate held by the substrate to be cleaned and ultrasonically cleaning the substrate held by the substrate holding means by propagating the vibration of the piezoelectric vibrator to the cleaning liquid. In an ultrasonic cleaning apparatus having a cleaning means and an ultrasonic oscillator that applies a high frequency voltage to the piezoelectric vibrator of the cleaning means,
The piezoelectric vibrator is a plate-shaped piezoelectric vibrator in which a vibrating electrode is formed,
The flat plate-shaped piezoelectric vibrator is provided with an ultrasonic cleaning device characterized in that its polarization axis is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction (Claim 1).

このように、本発明の超音波洗浄装置は、使用する圧電振動子が振動電極の形成された平板形状でありながらも、その分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜したものである。これにより、使用する圧電振動子が平板形状であるので、洗浄手段への取り付けが制限されず、且つ分極軸が厚み方向に対して所望の角度であるので、洗浄液中において所望の方向に振動を伝播させて、基板を所望の範囲で無駄なく洗浄でき、洗浄能力を向上させることができる。   As described above, the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention is such that the piezoelectric vibrator to be used has a flat plate shape on which the vibrating electrode is formed, but its polarization axis is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction. . Thereby, since the piezoelectric vibrator to be used has a flat plate shape, the attachment to the cleaning means is not restricted, and the polarization axis is at a desired angle with respect to the thickness direction, so that the vibration is vibrated in the desired direction in the cleaning liquid. By propagating, the substrate can be cleaned without waste in a desired range, and the cleaning ability can be improved.

この場合、前記圧電振動子は、前記洗浄液に伝播した振動が所望の点又は線に集束するように、前記分極軸の厚み方向に対する傾きが制御された集束型平板振動子とすることができる(請求項2)。
このように、使用する平板形状の圧電振動子が、洗浄液に伝播させる振動が洗浄液中にて所望の点又は線に集束するように、厚み方向に対する分極軸の傾きの制御された集束型平板振動子であれば、洗浄液に伝播した振動が基板の被洗浄面で集束し、従来の平板形状の振動子よりも大きな振幅を得る事が可能となり、洗浄能力を高めることができる。
In this case, the piezoelectric vibrator may be a converging flat plate vibrator in which the inclination of the polarization axis with respect to the thickness direction is controlled so that the vibration propagated to the cleaning liquid is converged to a desired point or line ( Claim 2).
In this way, the flat plate-shaped piezoelectric vibrator to be used has a focusing flat plate vibration in which the inclination of the polarization axis with respect to the thickness direction is controlled so that the vibration propagated to the cleaning liquid is focused on a desired point or line in the cleaning liquid. If it is a child, the vibration propagated to the cleaning liquid is focused on the surface to be cleaned of the substrate, and it is possible to obtain a larger amplitude than that of a conventional flat-plate-shaped vibrator, thereby improving the cleaning ability.

また、前記圧電振動子は、前記洗浄液に伝播した振動が拡散するように、前記分極軸の厚み方向に対する傾きが制御された拡散型平板振動子とすることができる(請求項3)。
このように、使用する平板形状の圧電振動子が、洗浄液に伝播させる振動が洗浄液中にて拡散するように、厚み方向に対する分極軸の傾きの制御された拡散型平板振動子であれば、洗浄液に伝播した振動が拡散し、圧電振動子の大きさよりも広範囲のエリアの洗浄が可能となり、洗浄ムラを低減することができる。
Further, the piezoelectric vibrator can be a diffusion type flat plate vibrator in which the inclination of the polarization axis with respect to the thickness direction is controlled so that the vibration propagated to the cleaning liquid is diffused.
As described above, if the flat plate-shaped piezoelectric vibrator to be used is a diffusion type flat plate vibrator in which the inclination of the polarization axis with respect to the thickness direction is controlled so that the vibration propagated to the cleaning liquid is diffused in the cleaning liquid, the cleaning liquid The vibration propagated to the surface diffuses, and a wider area than the size of the piezoelectric vibrator can be cleaned, and cleaning unevenness can be reduced.

そして、前記洗浄手段は、前記圧電振動子を納めるノズルを具備し、該ノズルは基板に向けて洗浄液を吐出するものとすることができる(請求項4)。
このように、前記圧電振動子をいわゆるノズルタイプの超音波洗浄装置で使用することにより、洗浄液を吐出するノズルの形状に沿って振動を付与することができ、ノズルの内壁に振動がぶつかって打ち消されることを抑制できる。これにより、ノズルの形状により振動強度を弱めることなく、所望の範囲を集中的に洗浄することができる。
The cleaning unit may include a nozzle that houses the piezoelectric vibrator, and the nozzle may discharge a cleaning liquid toward the substrate.
In this way, by using the piezoelectric vibrator in a so-called nozzle type ultrasonic cleaning apparatus, vibration can be applied along the shape of the nozzle that discharges the cleaning liquid, and the vibration collides with the inner wall of the nozzle and cancels out. Can be suppressed. Thereby, a desired range can be washed intensively without weakening the vibration intensity due to the shape of the nozzle.

さらに、前記洗浄手段は、前記洗浄液を収容する洗浄槽を具備し、該洗浄槽の外壁には輻射板を介して前記圧電振動子が取付けられたものとすることができる(請求項5)。
このように、前記圧電振動子をいわゆる槽タイプの超音波洗浄装置で使用することにより、例えば圧電振動子として拡散型平板振動子を使用すれば、振動子の形状が平板形状であるので、複数個の振動子を輻射板に取付けることが簡単であり、さらに、超音波振動が拡散するので、圧電振動子の大きさよりも広範囲のエリアの洗浄が可能となる。
Further, the cleaning means may include a cleaning tank for storing the cleaning liquid, and the piezoelectric vibrator may be attached to the outer wall of the cleaning tank via a radiation plate.
Thus, by using the piezoelectric vibrator in a so-called tank-type ultrasonic cleaning apparatus, for example, if a diffusion type flat plate vibrator is used as the piezoelectric vibrator, the shape of the vibrator is a flat plate shape. It is easy to attach the individual vibrators to the radiation plate, and furthermore, since ultrasonic vibration is diffused, it is possible to clean a wider area than the size of the piezoelectric vibrator.

また本発明は、平板形状の圧電体の表裏面に振動電極を有し、該振動電極に高周波電圧を印加することによって振動する平板形状の圧電振動子であって、
該圧電振動子の分極軸は、振動が伝播する媒体中の所望の点又は線上に集束又は拡散するように、前記圧電体の厚み方向に対して傾斜したものであることを特徴とする圧電振動子を提供する(請求項6)。
Further, the present invention is a plate-shaped piezoelectric vibrator having vibration electrodes on the front and back surfaces of a plate-shaped piezoelectric body, and vibrating by applying a high frequency voltage to the vibration electrode,
A piezoelectric vibration characterized in that a polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined with respect to a thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused on a desired point or line in a medium through which the vibration propagates. A child is provided (claim 6).

このように、圧電振動子の分極軸が、振動が伝播する媒体中の所望の点又は線上に集束又は拡散するように、圧電体の厚み方向に対して傾斜したものであれば、圧電振動子の形状を平板形状に保ったまま、振動が所望の方向に伝播するので、その洗浄能力を最大限に活用でき、且つ、振動の伝播する方向が制御された装置を設計する際、振動子の形状に制限されずに従来の平板形状と同様に設計することができ、その自由度を保つことができる。圧電振動子の形状が、従来の平板形状と同様であるため、そこに接合される輻射板の加工および接合が容易である。超音波洗浄装置が、金属イオンを嫌うような工程で用いられる場合において、圧電振動子には、石英輻射板等が接合されるが、この石英輻射板も容易に接合可能である。   Thus, if the polarization axis of the piezoelectric vibrator is tilted with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused on a desired point or line in the medium through which the vibration propagates, the piezoelectric vibrator Since the vibration propagates in a desired direction while maintaining the shape of the plate in a flat plate shape, when designing a device in which the cleaning ability can be utilized to the maximum and the vibration propagation direction is controlled, The shape can be designed in the same manner as a conventional flat plate shape without being limited to the shape, and the degree of freedom can be maintained. Since the shape of the piezoelectric vibrator is the same as the conventional flat plate shape, the radiation plate joined thereto can be easily processed and joined. When the ultrasonic cleaning device is used in a process that dislikes metal ions, a quartz radiation plate or the like is joined to the piezoelectric vibrator, and this quartz radiation plate can also be easily joined.

さらに本発明は、少なくとも、平板形状の圧電体を用意する準備工程と、
該圧電体の表裏面に分極用の仮電極を形成する仮電極工程と、
該仮電極に直流強電界を加えて前記圧電体に分極処理を施す分極工程と、
前記仮電極を前記圧電体の表裏面から除去する除去工程と、
前記圧電体の表裏面に振動電極を形成する振動電極工程とを含む平板形状の圧電振動子の製造方法であって、
前記仮電極工程の際、圧電振動子の分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜するように、パターンを有する仮電極を前記圧電体の表裏面に形成し、
前記分極工程の際、圧電体の表裏面に形成された仮電極に対して1組又は2組づつ個別に直流強電界を加え、
前記除去工程後の前記振動電極工程の際、圧電体の表全面及び裏全面に振動電極を形成することを特徴とする圧電振動子の製造方法を提供する(請求項7)。
Furthermore, the present invention includes at least a preparation step of preparing a plate-shaped piezoelectric body,
A temporary electrode step of forming temporary electrodes for polarization on the front and back surfaces of the piezoelectric body;
A polarization step of applying a DC strong electric field to the temporary electrode to polarize the piezoelectric body;
Removing the temporary electrode from the front and back surfaces of the piezoelectric body;
A method of manufacturing a plate-shaped piezoelectric vibrator including a vibrating electrode step of forming a vibrating electrode on the front and back surfaces of the piezoelectric body,
During the temporary electrode step, a temporary electrode having a pattern is formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body so that the polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction.
During the polarization step, a DC strong electric field is individually applied to the temporary electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body one by one or two sets,
In the vibration electrode step after the removing step, a vibration electrode is formed on the entire front surface and back surface of the piezoelectric body.

このように、仮電極工程の際、圧電振動子の分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜するように、パターンを有する仮電極を前記圧電体の表裏面に形成し、分極工程の際、圧電体の表裏面に形成された仮電極に対して1組又は2組づつ個別に直流強電界を加え、振動電極工程の際、圧電体の表全面及び裏全面に振動電極を形成することにより、簡単に圧電振動子の分極軸が、圧電体の厚み方向に対して所望の角度だけ傾斜した圧電振動子を製造することができる。   Thus, during the temporary electrode process, the temporary electrodes having a pattern are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body so that the polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction. At this time, a DC strong electric field is individually applied to the temporary electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body one by one or two sets, and the vibrating electrodes are formed on the entire front and back surfaces of the piezoelectric body during the vibrating electrode process. Thus, it is possible to easily manufacture a piezoelectric vibrator in which the polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined by a desired angle with respect to the thickness direction of the piezoelectric body.

この場合、前記仮電極のパターンを、前記圧電振動子による振動が伝播する媒体中の所望の点又は線に集束又は拡散するように、前記圧電体の厚み方向に対して分極軸が傾くパターンとすることが好ましい(請求項8)。
このように、仮電極のパターンを、圧電振動子による振動が伝播する媒体中の所望の点又は線に集束又は拡散するように、圧電体の厚み方向に対して分極軸が傾くパターンとすることにより、圧電振動子の分極軸が、振動が伝播する媒体中の所望の点又は線上に集束又は拡散するように、圧電体の厚み方向に対して傾斜したもの圧電振動子を製造することができる。
In this case, a pattern in which the polarization axis is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so that the pattern of the temporary electrode is focused or diffused to a desired point or line in the medium through which vibration by the piezoelectric vibrator propagates. (Claim 8).
As described above, the pattern of the temporary electrode is a pattern in which the polarization axis is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused to a desired point or line in the medium where the vibration caused by the piezoelectric vibrator propagates. Thus, a piezoelectric vibrator in which the polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so that the polarization axis of the piezoelectric vibrator is focused or diffused on a desired point or line in the medium through which the vibration propagates can be manufactured. .

また、前記振動電極工程の際、前記振動電極の形成は、無電解めっきにより行うことが好ましい(請求項9)。
このように、無電解めっきにより振動電極を形成すれば、既に分極されている圧電体の分極状態を維持しながら、全面に振動電極を形成することができる。
In the vibrating electrode step, the vibrating electrode is preferably formed by electroless plating.
Thus, if the vibrating electrode is formed by electroless plating, the vibrating electrode can be formed on the entire surface while maintaining the polarization state of the already polarized piezoelectric body.

本発明の超音波洗浄装置であれば、使用する圧電振動子の洗浄手段への取り付けが制限されず、且つ分極軸が厚み方向に対して所望の角度であるので、洗浄液中において所望の方向に振動を伝播させて、基板を所望の範囲で無駄なく洗浄でき、洗浄能力を向上させることができる。
また、本発明の圧電振動子であれば、振動の伝播する方向が制御された装置を設計する際、振動子の形状に制限されずに従来の平板形状と同様に設計することができ、その自由度を保つことができる。
さらに本発明の圧電振動子の製造方法であれば、簡単に分極軸が厚み方向に対して所望の角度だけ傾斜した圧電振動子を製造することができる。
In the ultrasonic cleaning apparatus of the present invention, the attachment of the piezoelectric vibrator to be used to the cleaning means is not limited, and the polarization axis is at a desired angle with respect to the thickness direction. By propagating vibration, the substrate can be cleaned without waste in a desired range, and the cleaning ability can be improved.
In addition, the piezoelectric vibrator of the present invention can be designed in the same manner as a conventional flat plate shape without being limited by the shape of the vibrator when designing a device in which the vibration propagation direction is controlled. Freedom can be maintained.
Furthermore, according to the method for manufacturing a piezoelectric vibrator of the present invention, it is possible to easily manufacture a piezoelectric vibrator having a polarization axis inclined by a desired angle with respect to the thickness direction.

前述したように、従来、ノズルタイプの超音波洗浄装置において、圧電振動子から洗浄液に伝播させる超音波振動を積極的に集束させ、振幅を増大させる目的で、振動子の形状を通常の平坦な状態から曲面を持ったものにすることがなされてきた。例えば、円板型の圧電振動子においては、圧電体の形状をレンズのような凹面型にして用いることで音波を焦点に集束させ、矩形形状の圧電体においては、その表面に平凹形状のレンズを組み合わせることにより前記同様に音波を集束させる効果を得た。
しかし、この圧電振動子の形状により意図的に伝播する音波の方向を操作する方法では、装置の設計に制約がかかり、また、圧電振動子の輻射板への接合が困難であった。
As described above, in a conventional ultrasonic cleaning apparatus of the nozzle type, the shape of the vibrator is normally flat for the purpose of positively focusing the ultrasonic vibration propagating from the piezoelectric vibrator to the cleaning liquid and increasing the amplitude. It has been made to have a curved surface from the state. For example, in a disk type piezoelectric vibrator, the shape of the piezoelectric body is used as a concave surface such as a lens to focus the sound wave on the focal point. In the case of a rectangular piezoelectric body, the surface has a plano-concave shape. By combining the lens, the effect of focusing the sound wave was obtained as described above.
However, in this method of manipulating the direction of a sound wave that intentionally propagates depending on the shape of the piezoelectric vibrator, the design of the apparatus is restricted, and it is difficult to join the piezoelectric vibrator to the radiation plate.

このような問題を解決すべく本発明者等は鋭意研究を重ねた。圧電振動子の形状が通常平板形状(平板ならよく、その面は円でも多角形であってもよい)のものを使用し、洗浄液中を超音波振動が集束するように伝播できれば、通常の平板圧電振動子を使用して、装置設計の自由度を奪われずに、より洗浄力の高い超音波洗浄装置となることに想到したが、そのような圧電振動子を製造する方法が従来なかった。   In order to solve such problems, the present inventors have conducted extensive research. If the piezoelectric vibrator has a generally flat plate shape (a flat plate may be used, the surface may be a circle or a polygon) and the ultrasonic vibration can be propagated in the cleaning liquid so that it converges, a normal flat plate It has been conceived that an ultrasonic cleaning device with higher cleaning power can be obtained without depriving the degree of freedom of device design using a piezoelectric vibrator, but there has been no method for manufacturing such a piezoelectric vibrator.

そこで、本発明者等はさらに研究を重ね、圧電振動子の分極工程において、圧電体の厚み方向に対して平行に行う分極を、伝播する振動が集束するように中心に向けて傾斜させることで音波の方向を集束、又は伝播する振動が拡散するように外側に傾斜させることで音波の方向を拡散させることができた。これにより、圧電振動子そのものの形状を変えることなく(平板形状のままで)、音波の方向性を操作することが可能となり、従来の振動子と同様の扱いをすることができ、本発明を完成させることができた。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Therefore, the present inventors have further studied, and in the polarization process of the piezoelectric vibrator, the polarization performed in parallel with the thickness direction of the piezoelectric body is inclined toward the center so that the propagating vibration is converged. The direction of the sound wave could be diffused by focusing the direction of the sound wave or tilting it outward so that the propagating vibration would diffuse. As a result, it is possible to manipulate the directionality of the sound wave without changing the shape of the piezoelectric vibrator itself (in the form of a flat plate), and it can be handled in the same manner as a conventional vibrator. I was able to complete it.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

まず、本発明に係る超音波洗浄装置の第1実施形態として、ノズルタイプの超音波洗浄装置について説明する。
図1は、本発明に係る超音波洗浄装置の第1実施形態を示す概略図である。
図3は、本発明に係る集束型平板振動子を示す概略図である。
図4は、本発明に係る拡散型平板振動子を示す概略図である。
First, a nozzle type ultrasonic cleaning apparatus will be described as a first embodiment of the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention.
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a focusing plate oscillator according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a diffusion type flat plate vibrator according to the present invention.

このノズルタイプの超音波洗浄装置10は、被洗浄物の基板Wを保持する基板保持手段11と、該基板保持手段に保持した基板Wを圧電振動子15の振動を洗浄液14に伝播させて超音波洗浄する洗浄手段12と、該洗浄手段の圧電振動子に高周波電圧を印加する超音波発振器13を有する。
圧電振動子15は、振動電極16a、16bの形成された平板形状の圧電振動子である。そして、この圧電振動子15の分極軸Pは、厚み方向Tに対して所望の角度に傾斜したものである。
The nozzle-type ultrasonic cleaning apparatus 10 includes a substrate holding unit 11 that holds a substrate W of an object to be cleaned, and a substrate W held by the substrate holding unit. A cleaning unit 12 for sonic cleaning and an ultrasonic oscillator 13 for applying a high frequency voltage to the piezoelectric vibrator of the cleaning unit are provided.
The piezoelectric vibrator 15 is a plate-shaped piezoelectric vibrator in which the vibration electrodes 16a and 16b are formed. The polarization axis P of the piezoelectric vibrator 15 is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction T.

このように、本発明のノズルタイプの超音波洗浄装置10は、使用する圧電振動子15が平板形状でありながらも、その分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜したものであるので、洗浄手段12への取り付けが形状により制限されず、且つ分極軸Pが厚み方向Tに対して所望の角度であるので、洗浄液14中において所望の方向に振動を伝播させて、基板を所望の範囲で無駄なく洗浄でき、洗浄能力を向上させることができる。   Thus, in the nozzle type ultrasonic cleaning apparatus 10 of the present invention, the piezoelectric vibrator 15 to be used has a flat plate shape, but its polarization axis is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction. Since the attachment to the cleaning means 12 is not limited by the shape, and the polarization axis P is at a desired angle with respect to the thickness direction T, the vibration is propagated in the desired direction in the cleaning liquid 14 so that the substrate is Cleaning can be performed without waste in the range, and the cleaning ability can be improved.

また、圧電振動子15は、図3のように、洗浄液14に伝播した振動が所望の点F又は線に集束するように、分極軸Pの厚み方向Tに対する傾きが制御された集束型平板振動子35を使用することが好ましい。
このように、使用する平板形状の圧電振動子が、洗浄液に伝播させる振動が洗浄液中にて所望の点又は線に集束するように、厚み方向に対する分極軸の傾きの制御された集束型平板振動子であれば、洗浄液に伝播した振動が基板の被洗浄面で集束し、従来の平板形状の振動子よりも大きな振幅を得る事が可能となり、洗浄能力を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 3, the piezoelectric vibrator 15 is a converging flat plate vibration in which the inclination of the polarization axis P with respect to the thickness direction T is controlled so that the vibration propagated to the cleaning liquid 14 is converged to a desired point F or line. Preferably, a child 35 is used.
In this way, the flat plate-shaped piezoelectric vibrator to be used has a focusing flat plate vibration in which the inclination of the polarization axis with respect to the thickness direction is controlled so that the vibration propagated to the cleaning liquid is focused on a desired point or line in the cleaning liquid. If it is a child, the vibration propagated to the cleaning liquid is focused on the surface to be cleaned of the substrate, and it is possible to obtain a larger amplitude than that of a conventional flat-plate-shaped vibrator, thereby improving the cleaning ability.

さらに、第1実施形態では、ノズルタイプの超音波洗浄装置10であるので、基板保持手段11は、基板Wを水平に3点で保持することができ、図1のように基板を回転させることも可能である。このような装置は1枚づつ基板を処理するため、枚葉式洗浄装置と呼ばれることもある。
そして、洗浄手段12は、圧電振動子15を納めるノズル12であり、該ノズル12は基板Wに向けて洗浄液14を吐出するものである。
このように、分極軸の傾いた圧電振動子をいわゆるノズルタイプの超音波洗浄装置で使用することにより、洗浄液を吐出するノズルの形状に沿って振動を付与することができ、ノズルの内壁に振動がぶつかって打ち消されることを抑制できる。これにより、ノズルの形状により振動強度を弱めることなく、所望の範囲を集中的に洗浄することができる。
Further, in the first embodiment, since the nozzle type ultrasonic cleaning apparatus 10 is used, the substrate holding means 11 can hold the substrate W horizontally at three points and rotate the substrate as shown in FIG. Is also possible. Since such an apparatus processes substrates one by one, it is sometimes called a single wafer cleaning apparatus.
The cleaning unit 12 is a nozzle 12 that houses the piezoelectric vibrator 15, and the nozzle 12 discharges the cleaning liquid 14 toward the substrate W.
In this way, by using a piezoelectric vibrator with a tilted polarization axis in a so-called nozzle type ultrasonic cleaning device, vibration can be applied along the shape of the nozzle that discharges the cleaning liquid, and vibration is applied to the inner wall of the nozzle. It is possible to suppress the collision and cancellation. Thereby, a desired range can be washed intensively without weakening the vibration intensity due to the shape of the nozzle.

ここで、超音波洗浄装置は図1のような円錐形状のノズルを使用する場合に限られないことは当然である。
ノズルが、図1のような円錐形状で洗浄液の吐出口が1つで円形の場合、使用する平板形状の圧電振動子は、ノズル内壁の集束形状に沿うように、その分極軸Pが完全に1点Fに集束することが好ましい。また、この点Fは、基板の洗浄面に集束する方がよい。
このように分極軸Pが所望の点Fで集束している集束型平板振動子35であれば、分極軸Pが厚み方向Tに対して全て平行である平板形状の圧電振動子(通常の振動子)に比べて、超音波発振器13から印加した高周波電圧により分極軸Pに沿って振動子35が超音波振動を洗浄液14に伝播することができ、内壁に反射した波によって振幅が減衰することもなく、且つ、洗浄面で最大限に振幅の増大した超音波振動を伝播することができる。
Here, as a matter of course, the ultrasonic cleaning apparatus is not limited to the case of using a conical nozzle as shown in FIG.
When the nozzle has a conical shape as shown in FIG. 1 and has a single cleaning liquid discharge port and is circular, the plate-shaped piezoelectric vibrator to be used has its polarization axis P completely aligned with the converging shape of the inner wall of the nozzle. It is preferable to focus on one point F. Further, this point F is preferably focused on the cleaning surface of the substrate.
In this way, in the case of the converging flat plate vibrator 35 in which the polarization axis P is focused at the desired point F, a plate-shaped piezoelectric vibrator (normal vibrations) whose polarization axes P are all parallel to the thickness direction T. As compared with the child), the high-frequency voltage applied from the ultrasonic oscillator 13 allows the vibrator 35 to propagate the ultrasonic vibration along the polarization axis P to the cleaning liquid 14, and the amplitude is attenuated by the wave reflected on the inner wall. In addition, it is possible to propagate the ultrasonic vibration having the maximum amplitude on the cleaning surface.

洗浄手段であるノズルの吐出口が、1つでその口の形状がスリット形状(不図示)の場合は、使用する平板形状の圧電振動子が、ノズル内壁の集束形状に沿うように、その分極軸Pが線上に集束することが好ましく、また、やはりこの集束線は、上記点に集束している場合と同様の振幅の増大を目的として、基板の洗浄面に集束する方がよい。   When there is one discharge port of the nozzle as a cleaning means and the shape of the nozzle is a slit shape (not shown), the polarization of the flat plate-shaped piezoelectric vibrator to be used is aligned with the converging shape of the inner wall of the nozzle. It is preferred that the axis P is focused on a line, and again this focused line is better focused on the cleaning surface of the substrate for the purpose of increasing the amplitude similar to the case where it is focused on the point.

一方、ノズルの吐出口が円形状でも、スリット形状であっても、外側に向かって洗浄液が拡散するようにノズルが形成されている場合(不図示)、図4のように、洗浄液14に伝播した振動が拡散するように、分極軸Pの厚み方向Tに対する傾きが制御された拡散型平板振動子45を使用するとよい。
このように、ノズル内壁に沿って洗浄液に振動が伝播することにより、内壁に反射した波によって振幅が減衰することも少なく、且つ、洗浄液に伝播した振動が拡散し、圧電振動子の大きさよりも広範囲のエリアの洗浄が可能となる。
On the other hand, if the nozzle is formed so that the cleaning liquid diffuses outward (not shown) regardless of whether the nozzle outlet is circular or slit-shaped, it propagates to the cleaning liquid 14 as shown in FIG. It is preferable to use a diffusion-type flat plate vibrator 45 in which the inclination of the polarization axis P with respect to the thickness direction T is controlled so that the generated vibration is diffused.
As described above, the vibration propagates to the cleaning liquid along the inner wall of the nozzle, so that the amplitude is less attenuated by the wave reflected on the inner wall, and the vibration propagated to the cleaning liquid diffuses and is larger than the size of the piezoelectric vibrator. A wide area can be cleaned.

従って、ノズルの内壁に沿って超音波振動が伝播するように、適宜超音波振動の伝播方向が制御された(分極軸が所望の角度に傾斜した)平板形状の圧電振動子を使用することにより、様々な洗浄効果を発揮させることができる。   Therefore, by using a plate-shaped piezoelectric vibrator in which the propagation direction of the ultrasonic vibration is appropriately controlled so that the ultrasonic vibration propagates along the inner wall of the nozzle (the polarization axis is inclined at a desired angle). Various cleaning effects can be exhibited.

なお、使用する圧電振動子の形状は、装置設計の観点から平板形状に限定したが、その平面から見た形状は、特に限定されない。例えば、平板形状であれば、平面から見た形状は、円、楕円、三角形、四角形、多角形、その他の形であってもよい。   The shape of the piezoelectric vibrator to be used is limited to a flat plate shape from the viewpoint of device design, but the shape seen from the plane is not particularly limited. For example, if it is a flat plate shape, the shape seen from the plane may be a circle, an ellipse, a triangle, a quadrangle, a polygon, or other shapes.

次に、本発明に係る超音波洗浄装置の第2実施形態として、槽タイプの超音波洗浄装置について説明する。
図2は、本発明に係る超音波洗浄装置の第2実施形態を示す概略図である。
この槽タイプの超音波洗浄装置20は、被洗浄物の基板Wを複数枚保持することができる基板保持手段のウェーハキャリア21と、該ウェーハキャリア21に保持した基板Wを圧電振動子25の振動を洗浄液24に伝播させて超音波洗浄する洗浄手段の洗浄槽22と、該洗浄槽22の外壁に輻射板27を介して取付けられた圧電振動子25に高周波電圧を印加する超音波発振器23を有する。
圧電振動子25は、振動電極26a、26bの形成された平板形状の圧電振動子である。また、この圧電振動子25の分極軸Pは、厚み方向Tに対して所望の角度に傾斜したものを使用する。
Next, a tank type ultrasonic cleaning apparatus will be described as a second embodiment of the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of the ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention.
The tank-type ultrasonic cleaning apparatus 20 includes a wafer carrier 21 serving as a substrate holding unit capable of holding a plurality of substrates W to be cleaned, and the vibration of the piezoelectric vibrator 25 by the substrate W held on the wafer carrier 21. A cleaning tank 22 for cleaning ultrasonic waves by propagating the liquid to the cleaning liquid 24, and an ultrasonic oscillator 23 for applying a high frequency voltage to a piezoelectric vibrator 25 attached to the outer wall of the cleaning tank 22 via a radiation plate 27. Have.
The piezoelectric vibrator 25 is a plate-shaped piezoelectric vibrator in which the vibration electrodes 26a and 26b are formed. The polarization axis P of the piezoelectric vibrator 25 is tilted at a desired angle with respect to the thickness direction T.

そしてこのように洗浄手段が槽タイプの超音波洗浄装置においては、上記のように分極軸Pは、厚み方向Tに対して所望の角度に傾斜した平板形状の圧電振動子25が特に効果を発揮する。
圧電振動子が図4のような拡散型平板振動子45であれば、振動子が平板形状であるので、輻射板27に複数の振動子を接合することが簡単であり、さらに、分極軸Pが拡散する方向に傾斜しているので超音波振動が拡散する方向に伝播し、圧電振動子の面積よりも広範囲のエリアの洗浄が可能となる。
In the ultrasonic cleaning apparatus having a tank type cleaning means as described above, the plate-shaped piezoelectric vibrator 25 whose polarization axis P is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction T is particularly effective as described above. To do.
If the piezo-electric vibrator is a diffusive flat-plate vibrator 45 as shown in FIG. 4, it is easy to join a plurality of vibrators to the radiation plate 27 because the vibrator has a flat plate shape. Since the ultrasonic vibration propagates in the direction in which it is diffused, it is possible to clean a wider area than the area of the piezoelectric vibrator.

なお、槽タイプの超音波洗浄装置であっても、図2のように圧電振動子が拡散型平板振動子であることに限定されない。また、図2では、振動子を取付ける輻射板27が洗浄槽22の外壁において底面に取付けられているが、この取付け位置も限定されない。
例えば、基板Wの中心付近に特に洗浄効果を得たい場合は、洗浄槽22の外壁の側面、及び底面に、図3に示す集束型平板振動子35を取り付け、該振動子は、超音波振動の集束点Fを基板Wの中心付近に合わせた振動子を使用することも可能である。
また、使用する圧電振動子の形状は、装置設計の観点から平板形状に限定したが、その平面から見た形状は、特に限定されない。例えば、平板形状であれば、平面から見た形状は、円、楕円、三角形、四角形、多角形、その他の形であってもよい。
In addition, even if it is a tank type ultrasonic cleaning apparatus, the piezoelectric vibrator is not limited to being a diffusion type flat plate vibrator as shown in FIG. In FIG. 2, the radiation plate 27 for mounting the vibrator is attached to the bottom surface of the outer wall of the cleaning tank 22, but the attachment position is not limited.
For example, when it is desired to obtain a cleaning effect particularly near the center of the substrate W, the converging flat plate vibrator 35 shown in FIG. 3 is attached to the side surface and the bottom surface of the outer wall of the cleaning tank 22. It is also possible to use a vibrator in which the converging point F is set near the center of the substrate W.
The shape of the piezoelectric vibrator to be used is limited to a flat plate shape from the viewpoint of device design, but the shape seen from the plane is not particularly limited. For example, if it is a flat plate shape, the shape seen from the plane may be a circle, an ellipse, a triangle, a quadrangle, a polygon, or other shapes.

次に、上記第1、第2実施形態の超音波洗浄装置で使用される本発明の圧電振動子について詳述する。
まず、本発明に係る圧電振動子の第1実施形態は、図3に示すような集束型平板振動子である。図3は、本発明に係る集束型平板振動子を示す概略図である。
この集束型平板振動子35は、圧電体38の表裏面に振動電極36a、36bを有する。この振動電極36aは正電極、振動電極36bは負電極である。そして、振動電極36a、36bに高周波発振器からの高周波電圧を印加することにより、振動する。
特に、この集束型平板振動子35は、振動が伝播する媒体(超音波洗浄装置で使用する場合は、洗浄液)中の所望の点Fで伝播した超音波振動が集束するように、圧電体38の分極軸Pが厚み方向Tに対して傾斜したものである。
Next, the piezoelectric vibrator of the present invention used in the ultrasonic cleaning apparatus of the first and second embodiments will be described in detail.
First, a first embodiment of a piezoelectric vibrator according to the present invention is a focusing plate vibrator as shown in FIG. FIG. 3 is a schematic view showing a focusing plate oscillator according to the present invention.
The converging flat plate vibrator 35 has vibration electrodes 36 a and 36 b on the front and back surfaces of the piezoelectric body 38. The vibration electrode 36a is a positive electrode, and the vibration electrode 36b is a negative electrode. And it vibrates by applying the high frequency voltage from a high frequency oscillator to vibration electrode 36a, 36b.
In particular, the converging flat plate vibrator 35 has a piezoelectric body 38 so that the ultrasonic vibration propagated at a desired point F in a medium in which vibration propagates (cleaning liquid when used in an ultrasonic cleaning apparatus) is focused. The polarization axis P is inclined with respect to the thickness direction T.

このように、圧電体の分極軸自体がもとから集束するように傾斜したものであれば、それに高周波電圧が印加されることにより、伝播した媒体中で所望の点に超音波振動が集束し、その点にて振幅が最大限に増大する。その結果、その洗浄能力を最大限に活用でき、且つ、振動の伝播する方向が制御された装置を設計する際、振動子の形状に制限されずに従来の平板形状と同様に設計することができ、その自由度を保つことができる。   In this way, if the polarization axis of the piezoelectric body itself is tilted so as to be focused, by applying a high frequency voltage thereto, the ultrasonic vibration is focused at a desired point in the propagated medium. At that point, the amplitude is maximized. As a result, when designing a device in which the cleaning ability can be utilized to the maximum and the direction of propagation of vibration is controlled, it can be designed in the same way as a conventional flat plate shape without being limited by the shape of the vibrator. Yes, you can keep that degree of freedom.

また、集束は、点でなくても、所望の線上に集束するものであってもよい。図3には振動が点に集束する圧電振動子の断面図しか示さなかったが、このような所望の線上に振動が集束する平板形状の圧電振動子は、後に説明する本発明の圧電振動子の製造方法にて詳述する。   Further, the focusing may be performed not on a point but on a desired line. FIG. 3 only shows a cross-sectional view of a piezoelectric vibrator in which vibration is focused on a point, but a plate-like piezoelectric vibrator in which vibration is focused on a desired line is a piezoelectric vibrator according to the present invention described later. The manufacturing method will be described in detail.

次に、本発明に係る圧電振動子の第2実施形態は、図4に示すような拡散型平板振動子である。図4は、本発明に係る拡散型平板振動子を示す概略図である。
この集束型平板振動子45は、圧電体48の表裏面に振動電極46a、46bを有する。この振動電極46aは正電極、振動電極46bは負電極である。そして、振動電極46a、46bに高周波発振器からの高周波電圧を印加することにより、振動する。
特に、この拡散型平板振動子45は、振動が伝播する媒体(超音波洗浄装置で使用する場合は、洗浄液)において、伝播した超音波振動が拡散するように、圧電体48の分極軸Pが厚み方向Tに対して傾斜したものである。
Next, the second embodiment of the piezoelectric vibrator according to the present invention is a diffusion type flat vibrator as shown in FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a diffusion type flat plate vibrator according to the present invention.
The converging flat plate vibrator 45 has vibration electrodes 46 a and 46 b on the front and back surfaces of the piezoelectric body 48. The vibration electrode 46a is a positive electrode, and the vibration electrode 46b is a negative electrode. And it vibrates by applying the high frequency voltage from a high frequency oscillator to vibration electrode 46a, 46b.
In particular, the diffusion type flat plate resonator 45 has a polarization axis P of the piezoelectric body 48 so that the propagated ultrasonic vibration is diffused in a medium in which vibration is propagated (a cleaning liquid when used in an ultrasonic cleaning apparatus). It is inclined with respect to the thickness direction T.

このように、圧電体の分極軸自体がもとから拡散するように傾斜したものであれば、それに高周波電圧が印加されることにより、伝播した媒体中で超音波振動が拡散し、振動子の面積より広い範囲に振動を伝播させることができる。その結果、その洗浄能力を最大限に活用でき、且つ、振動の伝播する方向が制御された装置を設計する際、振動子の形状に制限されずに従来の平板形状と同様に設計することができ、その自由度を保つことができる。   In this way, if the polarization axis of the piezoelectric body itself is inclined so as to diffuse from the beginning, by applying a high frequency voltage thereto, ultrasonic vibration is diffused in the propagated medium, and the vibration of the vibrator Vibration can be propagated in a wider range than the area. As a result, when designing a device in which the cleaning ability can be utilized to the maximum and the direction of propagation of vibration is controlled, it can be designed in the same way as a conventional flat plate shape without being limited by the shape of the vibrator. Yes, you can keep that degree of freedom.

特に、振動が所望の点に集束する振動子は、従来、振動を媒体に伝播させる面が球面であり、輻射板への接合が困難であったが、本発明の圧電振動子(特に集束型平板振動子や、拡散型平板振動子)であれば、振動を媒体に伝播させる面が平面であるので、複数の圧電振動子を輻射板へ接合することが簡単な上に、圧電振動子の振動の伝播方向が所望の方向に制御されているため、従来の一方向にしか振動が伝播しない通常の振動子よりも用途に合った振動による効果を生み出すことができる。   In particular, a vibrator that focuses vibrations at a desired point has conventionally had a spherical surface for propagating vibrations to a medium and has been difficult to join to a radiation plate. In the case of a flat plate vibrator or a diffusion type flat plate vibrator), the surface through which vibration is propagated to the medium is a flat surface. Therefore, it is easy to join a plurality of piezoelectric vibrators to a radiation plate, and Since the propagation direction of vibration is controlled in a desired direction, it is possible to produce an effect by vibration suitable for the application, compared to a conventional vibrator in which vibration propagates only in one direction.

次に、上記圧電振動子の製造方法について図6の工程フローを参照しながら以下に説明する。
図6は、本発明に係る圧電振動子の製造方法の一例を示すフロー図である。
Next, a method for manufacturing the piezoelectric vibrator will be described below with reference to the process flow of FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to the present invention.

まず、工程Aの準備工程にて、平板形状の圧電体38を用意する。
この用意する圧電体38の材質は主に、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス(PZT)、チタン酸鉛系セラミックス、ニオブ酸鉛系セラミックスといった材質からなるものであればよい。
また、この圧電体38の形状は、平板形状であれば良く、平面から見た形状は特に限定されず、円形、正方形、長方形であってもよい。
First, in the preparation step of step A, a plate-shaped piezoelectric body 38 is prepared.
The material of the piezoelectric body 38 to be prepared may be mainly made of a material such as lead zirconate titanate ceramic (PZT), lead titanate ceramic, lead niobate ceramic.
The shape of the piezoelectric body 38 may be a flat plate shape, and the shape viewed from the plane is not particularly limited, and may be a circle, a square, or a rectangle.

次に、工程Bの仮電極工程にて、用意した圧電体38の表裏面に、分極用の仮電極66a、66bを形成する。その際、分極用の仮電極66a、66bは、分極軸Pが厚み方向Tに対して所望の角度に傾斜するように、パターンを有する仮電極を形成するようにする。つまり、仮電極を形成する際、絶縁部分を形成するのである。
この仮電極の形成は、一般的に振動子に電極を形成する方法と同じ方法で行えばよく、例えば予め絶縁パターンを圧電体38にマスクしておき、金属(例えばAg)ペーストを塗布して、約1200℃の温度で熱処理を加えることによって、仮電極を形成することができる。
Next, in the temporary electrode step of step B, the temporary electrodes 66a and 66b for polarization are formed on the front and back surfaces of the prepared piezoelectric body 38. At this time, the temporary electrodes 66a and 66b for polarization are formed as temporary electrodes having a pattern so that the polarization axis P is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction T. That is, when the temporary electrode is formed, an insulating portion is formed.
The temporary electrode may be formed by the same method as the method of forming the electrode on the vibrator. For example, an insulating pattern is masked in advance on the piezoelectric body 38 and a metal (eg, Ag) paste is applied. By applying a heat treatment at a temperature of about 1200 ° C., a temporary electrode can be formed.

ここで、仮電極パターンについて説明する。
図7は、仮電極パターンの形成例を示す図である。図8は、振動の伝播方向の例を示す図である。
圧電体が円形の平板の場合、表面の仮電極66aは、図7のパターン71のように同心円状にハッチングしてある部分に仮電極を形成する金属をめっきし、白い部分を絶縁領域とする。そして、図8の伝播方向81のように、振動の伝播方向を円錐上に1点に集束させる場合は、表面の仮電極パターン66aの幅よりも狭い幅のパターン71を裏面の仮電極66bとして形成すればよい。
逆に、図8の伝播方向82のように、振動の伝播方向を拡散させる場合は、表面の仮電極パターン66aの幅よりも広い幅のパターン71を裏面の仮電極66bとして形成すればよい。
Here, the temporary electrode pattern will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of forming a temporary electrode pattern. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the propagation direction of vibration.
When the piezoelectric body is a circular flat plate, the temporary electrode 66a on the surface is plated with a metal that forms the temporary electrode on a portion that is concentrically hatched as in the pattern 71 of FIG. . When the vibration propagation direction is focused on one point on the cone as in the propagation direction 81 of FIG. 8, a pattern 71 having a width narrower than the width of the front temporary electrode pattern 66a is used as the rear temporary electrode 66b. What is necessary is just to form.
Conversely, when the vibration propagation direction is diffused as in the propagation direction 82 of FIG. 8, a pattern 71 having a width wider than the width of the front temporary electrode pattern 66a may be formed as the rear temporary electrode 66b.

圧電体が正方形、若しくは長方形で、図8の伝播方向83のように、振動の伝播方向を円錐上に1点に集束させる場合は、図7のパターン72のように仮電極及び絶縁領域を形成し、表面の仮電極パターン66aの幅よりも狭い幅のパターン72を裏面の仮電極66bとして形成すればよい。
逆に、図8の伝播方向84のように、振動の伝播方向を拡散させる場合は、表面の仮電極パターン66aの幅よりも広い幅のパターン72を裏面の仮電極66bとして形成すればよい。
When the piezoelectric body is square or rectangular and the vibration propagation direction is focused on one point on the cone as in the propagation direction 83 in FIG. 8, a temporary electrode and an insulating region are formed as in the pattern 72 in FIG. Then, a pattern 72 having a width narrower than the width of the front temporary electrode pattern 66a may be formed as the rear temporary electrode 66b.
On the contrary, when the vibration propagation direction is diffused as in the propagation direction 84 of FIG. 8, a pattern 72 having a width wider than the width of the temporary electrode pattern 66a on the front surface may be formed as the temporary electrode 66b on the back surface.

さらに、圧電体が正方形、若しくは長方形で、図8の伝播方向85のように、振動の伝播方向を1線上に集束させる場合は、図7のパターン73のように仮電極及び絶縁領域を形成し、表面の仮電極パターン66aの幅よりも狭い幅のパターン73を裏面の仮電極66bとして形成すればよい。
逆に、図8の伝播方向86のように、振動の伝播方向を列毎に拡散させる場合は、表面の仮電極パターン66aの幅よりも広い幅のパターン73を裏面の仮電極66bとして形成すればよい。
Further, when the piezoelectric body is square or rectangular and the vibration propagation direction is focused on one line as in the propagation direction 85 in FIG. 8, a temporary electrode and an insulating region are formed as in the pattern 73 in FIG. The pattern 73 having a width narrower than the width of the temporary electrode pattern 66a on the front surface may be formed as the temporary electrode 66b on the back surface.
Conversely, when the vibration propagation direction is diffused for each column as in the propagation direction 86 of FIG. 8, a pattern 73 having a width wider than the width of the temporary electrode pattern 66a on the front surface is formed as the temporary electrode 66b on the back surface. That's fine.

これらの仮電極パターンの形成は、圧電振動子による振動が伝播する媒体中の所望の点又は線に集束又は拡散するように、圧電体の厚み方向に対して分極軸が傾くパターンとすればよく、振動を伝播させたい方向、圧電体の厚さ、圧電体の大きさ、集束させる所望の点までの距離等を鑑みた上で、仮電極の幅、絶縁領域の幅を適宜決定すればよい。   These temporary electrode patterns may be formed in a pattern in which the polarization axis is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused to a desired point or line in the medium where the vibration caused by the piezoelectric vibrator propagates. In consideration of the direction in which vibration is desired to propagate, the thickness of the piezoelectric body, the size of the piezoelectric body, the distance to a desired point to be focused, etc., the width of the temporary electrode and the width of the insulating region may be determined as appropriate. .

このように、圧電体中にて分極軸が厚み方向Tに対して所望の角度に傾くパターンを仮電極として形成することにより、圧電振動子の分極軸が、振動が伝播する媒体中の所望の点又は線上に集束又は拡散するように、圧電体の厚み方向に対して傾斜したもの圧電振動子を製造することができる。   In this manner, by forming a pattern in which the polarization axis is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction T in the piezoelectric body as a temporary electrode, the polarization axis of the piezoelectric vibrator can be A piezoelectric vibrator inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused on a point or line can be manufactured.

次に、工程Cの分極工程にて、圧電体38の表裏面に形成した仮電極66a、66bに直流強電界を加えて圧電体に分極処理を施す。その際、圧電体の表裏面に形成された仮電極66a、66bに対して1組又は2組づつ個別に直流強電界を加える。
すなわち、図7のパターン71、72のような同心形の仮電極パターンを形成した場合、その中心の仮電極から外側の仮電極に向かって、順次1組づつ分極処理を施す。
一方、図7のパターン73のように、線形の仮電極パターンを形成した場合、その中心の仮電極から外側の仮電極に向かって、まず、中心の仮電極の1組で圧電体38の中心部分を分極し、その後、順次2組づつ外側の仮電極に向かって分極処理を施す。
Next, in the polarization step of Step C, a strong direct current electric field is applied to the temporary electrodes 66a and 66b formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body 38 to subject the piezoelectric body to polarization. At that time, a DC strong electric field is individually applied to the temporary electrodes 66a and 66b formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body one by one or two sets.
That is, when concentric temporary electrode patterns such as the patterns 71 and 72 in FIG. 7 are formed, polarization processing is sequentially performed one by one from the central temporary electrode toward the outer temporary electrode.
On the other hand, when a linear temporary electrode pattern is formed as in the pattern 73 of FIG. 7, the center of the piezoelectric body 38 is first formed from one central temporary electrode toward the outer temporary electrode. The part is polarized, and then two pairs are sequentially applied to the outer temporary electrodes.

なお、分極処理の際の直流電圧の強度は約8kVから11kV程度が好ましいが、この値は、あくまで材質がチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックス(PZT)で、直径が25mm、厚さが約5.5mmの平板、円形形状の圧電体38に分極処理を施す場合の例示であって、この電流値は、圧電体の材質、大きさ、厚さ等によって適宜決定すればよい。   The strength of the DC voltage during the polarization treatment is preferably about 8 kV to 11 kV, but this value is only made of lead zirconate titanate ceramics (PZT) with a diameter of 25 mm and a thickness of about 5. This is an example in the case where a polarization process is applied to a 5 mm flat plate and circular piezoelectric body 38, and the current value may be appropriately determined depending on the material, size, thickness, etc. of the piezoelectric body.

次に、工程Dの除去工程にて、分極処理の終了した仮電極66a、66bを圧電体の表裏面から除去する。
この仮電極の除去方法は、エッチング、研磨等といった、一般的に行われる方法を適用することができる。例えば、エッチングの場合、仮電極(Ag)を除去する硝酸水溶液で満たしたエッチング槽中に分極処理の終了した圧電体を浸漬することにより仮電極を除去できる。
Next, in the removal step of step D, the temporary electrodes 66a and 66b that have been subjected to the polarization treatment are removed from the front and back surfaces of the piezoelectric body.
As a method for removing the temporary electrode, a generally performed method such as etching or polishing can be applied. For example, in the case of etching, the temporary electrode can be removed by immersing the piezoelectric body after the polarization treatment in an etching tank filled with an aqueous nitric acid solution that removes the temporary electrode (Ag).

次に、工程Eの振動電極工程にて、仮電極66a、66bの除去された圧電体38の表裏面に振動電極36a、36bを形成する。その際、圧電体38の表全面及び裏全面に振動電極を形成する。   Next, in the vibration electrode step of step E, the vibration electrodes 36a and 36b are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body 38 from which the temporary electrodes 66a and 66b have been removed. At that time, vibration electrodes are formed on the entire front surface and back surface of the piezoelectric body 38.

一般的に圧電振動子を形成する際、分極処理を行うための電極と振動子を振動させるために電圧を印加するための電極とは、兼務されるため、分極処理前に形成された電極を除去することはない。しかし、本発明の場合、分極軸を厚み方向より傾斜させるためにパターンを有する仮電極を形成したが、実際製品として振動子に高周波電圧を印加する場合、分極した部分全てを振動させる目的で、圧電体の全面に対し電界をかける必要があるため、工程Dにて仮電極の除去を行った。   In general, when forming a piezoelectric vibrator, an electrode for performing a polarization process and an electrode for applying a voltage to vibrate the vibrator are combined. It will not be removed. However, in the case of the present invention, a temporary electrode having a pattern was formed to incline the polarization axis from the thickness direction, but when applying a high frequency voltage to the vibrator as an actual product, for the purpose of vibrating all the polarized parts, Since it was necessary to apply an electric field to the entire surface of the piezoelectric body, the temporary electrode was removed in step D.

この仮電電極の除去された圧電体38は、強誘電性の性質により、仮電極による電界を取り去った後も分極状態が維持されているが、ここで、振動電極を全面に形成する際、仮電極を形成した時のように熱処理を加えてしまうと、圧電体中で分極軸を所望の角度に傾斜させた分極状態が崩壊してしまうため、約200℃以上の熱処理を施すような電極の形成方法は、採用できない。   The piezoelectric body 38 from which the temporary electrode has been removed is maintained in a polarized state even after the electric field by the temporary electrode is removed due to its ferroelectric properties. Here, when forming the vibrating electrode on the entire surface, If heat treatment is applied as in the case of forming the temporary electrode, the polarization state in which the polarization axis is inclined to a desired angle in the piezoelectric body is destroyed. Therefore, an electrode that is subjected to heat treatment at about 200 ° C. or higher. The forming method cannot be adopted.

従って、本発明の製造方法において、分極処理の終了した圧電体に振動電極を形成する場合、200℃以上の熱が圧電体38に加わらない方法で振動電極を形成することが好ましい。
特に、無電解めっきにより振動電極を形成することにより、既に分極されている圧電体の分極状態を良好に維持しながら、全面に振動電極を形成することができる。
Therefore, in the manufacturing method of the present invention, when the vibrating electrode is formed on the piezoelectric body after the polarization treatment, it is preferable to form the vibrating electrode by a method in which heat of 200 ° C. or higher is not applied to the piezoelectric body 38.
In particular, by forming the vibrating electrode by electroless plating, the vibrating electrode can be formed on the entire surface while maintaining a good polarization state of the already polarized piezoelectric body.

上述した工程Aから工程Eによる本発明の圧電振動子の製造方法により、簡単に圧電振動子の分極軸が、圧電体の厚み方向に対して所望の角度だけ傾斜した圧電振動子を製造することができ、特には、上記に紹介した集束型平板振動子や拡散型平板振動子を製造することができる。   A piezoelectric vibrator in which the polarization axis of the piezoelectric vibrator is simply inclined at a desired angle with respect to the thickness direction of the piezoelectric body by the above-described method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to the present invention from step A to step E. In particular, the focusing type flat plate vibrator and the diffusion type flat plate vibrator introduced above can be manufactured.

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的思想に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical idea of the invention.

本発明に係る超音波洗浄装置の第1実施形態を示す概略図である。1 is a schematic view showing a first embodiment of an ultrasonic cleaning apparatus according to the present invention. 本発明に係る超音波洗浄装置の第2実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd Embodiment of the ultrasonic cleaning apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る集束型平板振動子を示す概略図である。It is the schematic which shows the focusing type flat plate vibrator which concerns on this invention. 本発明に係る拡散型平板振動子を示す概略図である。It is the schematic which shows the diffusion type flat plate vibrator which concerns on this invention. 従来の集束型の圧電振動子の概略図であり、(a)は凹面球型振動子、(b)はレンズ結合型集束振動子である。It is the schematic of the conventional focusing type piezoelectric vibrator, (a) is a concave spherical vibrator, (b) is a lens coupling type focusing vibrator. 本発明に係る圧電振動子の製造方法の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the piezoelectric vibrator which concerns on this invention. 仮電極パターンの形成例を示す図である。It is a figure which shows the example of formation of a temporary electrode pattern. 振動の伝播方向の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the propagation direction of a vibration.

符号の説明Explanation of symbols

10…ノズルタイプの超音波洗浄装置、 11…基板保持手段、
12…洗浄手段(ノズル)、 13、23…高周波発振器、 14、24…洗浄液、
15、25…圧電振動子(平板形状で分極傾斜)、
16a、16b、26a、26b、36a、36b、46a、46b…振動電極、
17、27…振動板、 20…槽タイプの超音波洗浄装置、
21…基板保持手段(ウェーハキャリア)、 22…洗浄手段(洗浄槽)、
35…集束型平板振動子、 38、48…圧電体、
45…拡散型平板振動子、 66a…表面の仮電極、 66b…裏面の仮電極、
71〜73…仮電極パターン、 81〜86…振動の伝播方向、
F…集束点、 P…分極軸、 T…圧電体の厚み方向、 W…基板。
10 ... Nozzle type ultrasonic cleaning device, 11 ... Substrate holding means,
12 ... Cleaning means (nozzles) 13, 23 ... High frequency oscillators 14, 24 ... Cleaning fluid,
15, 25 ... Piezoelectric vibrator (polar shape and polarization inclination),
16a, 16b, 26a, 26b, 36a, 36b, 46a, 46b ... vibrating electrodes,
17, 27 ... diaphragm, 20 ... tank type ultrasonic cleaning device,
21 ... Substrate holding means (wafer carrier), 22 ... Cleaning means (cleaning tank),
35 ... Converging type flat plate vibrator, 38, 48 ... Piezoelectric body,
45 ... diffusion type flat plate vibrator, 66a ... temporary electrode on the front surface, 66b ... temporary electrode on the back surface,
71-73 ... Temporary electrode pattern, 81-86 ... Propagation direction of vibration,
F: Focusing point, P: Polarization axis, T: Thickness direction of piezoelectric body, W: Substrate.

Claims (9)

少なくとも、被洗浄物の基板を保持する基板保持手段と、該基板保持手段に保持した基板を圧電振動子の振動を洗浄液に伝播させて超音波洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段の圧電振動子に高周波電圧を印加する超音波発振器を有する超音波洗浄装置において、
前記圧電振動子は、振動電極の形成された平板形状の圧電振動子であり、
該平板形状の圧電振動子は、その分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜したものであることを特徴とする超音波洗浄装置。
At least a substrate holding means for holding the substrate of the object to be cleaned, a cleaning means for ultrasonically cleaning the substrate held by the substrate holding means by propagating the vibration of the piezoelectric vibrator to the cleaning liquid, and the piezoelectric vibrator of the cleaning means In an ultrasonic cleaning apparatus having an ultrasonic oscillator that applies a high frequency voltage to
The piezoelectric vibrator is a plate-shaped piezoelectric vibrator in which a vibrating electrode is formed,
The ultrasonic cleaning apparatus, wherein the flat plate-shaped piezoelectric vibrator has a polarization axis inclined at a desired angle with respect to a thickness direction.
前記圧電振動子は、前記洗浄液に伝播した振動が所望の点又は線に集束するように、前記分極軸の厚み方向に対する傾きが制御された集束型平板振動子であることを特徴とする請求項1に記載の超音波洗浄装置。   The piezoelectric vibrator is a converging plate vibrator in which an inclination with respect to a thickness direction of the polarization axis is controlled so that vibration propagated to the cleaning liquid is converged to a desired point or line. 2. The ultrasonic cleaning apparatus according to 1. 前記圧電振動子は、前記洗浄液に伝播した振動が拡散するように、前記分極軸の厚み方向に対する傾きが制御された拡散型平板振動子であることを特徴とする請求項1に記載の超音波洗浄装置。   2. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator is a diffusion type flat plate vibrator in which an inclination with respect to a thickness direction of the polarization axis is controlled so that vibrations propagated to the cleaning liquid are diffused. Cleaning device. 前記洗浄手段は、前記圧電振動子を納めるノズルを具備し、該ノズルは基板に向けて洗浄液を吐出するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の超音波洗浄装置。   The said washing | cleaning means is equipped with the nozzle which accommodates the said piezoelectric vibrator, This nozzle discharges a washing | cleaning liquid toward a board | substrate, The any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Ultrasonic cleaning device. 前記洗浄手段は、前記洗浄液を収容する洗浄槽を具備し、該洗浄槽の外壁には輻射板を介して前記圧電振動子が取付けられたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の超音波洗浄装置。   The said washing | cleaning means is equipped with the washing tank which accommodates the said washing | cleaning liquid, and the said piezoelectric vibrator is attached to the outer wall of this washing tank via a radiation plate. 4. The ultrasonic cleaning apparatus according to any one of 3 above. 平板形状の圧電体の表裏面に振動電極を有し、該振動電極に高周波電圧を印加することによって振動する平板形状の圧電振動子であって、
該圧電振動子の分極軸は、振動が伝播する媒体中の所望の点又は線上に集束又は拡散するように、前記圧電体の厚み方向に対して傾斜したものであることを特徴とする圧電振動子。
A plate-shaped piezoelectric vibrator that has vibration electrodes on the front and back surfaces of a plate-shaped piezoelectric body and vibrates by applying a high-frequency voltage to the vibration electrode,
A piezoelectric vibration characterized in that a polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined with respect to a thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused on a desired point or line in a medium through which the vibration propagates. Child.
少なくとも、平板形状の圧電体を用意する準備工程と、
該圧電体の表裏面に分極用の仮電極を形成する仮電極工程と、
該仮電極に直流強電界を加えて前記圧電体に分極処理を施す分極工程と、
前記仮電極を前記圧電体の表裏面から除去する除去工程と、
前記圧電体の表裏面に振動電極を形成する振動電極工程とを含む平板形状の圧電振動子の製造方法であって、
前記仮電極工程の際、圧電振動子の分極軸が厚み方向に対して所望の角度に傾斜するように、パターンを有する仮電極を前記圧電体の表裏面に形成し、
前記分極工程の際、圧電体の表裏面に形成された仮電極に対して1組又は2組づつ個別に直流強電界を加え、
前記除去工程後の前記振動電極工程の際、圧電体の表全面及び裏全面に振動電極を形成することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
At least a preparation step of preparing a plate-shaped piezoelectric body,
A temporary electrode step of forming temporary electrodes for polarization on the front and back surfaces of the piezoelectric body;
A polarization step of applying a DC strong electric field to the temporary electrode to polarize the piezoelectric body;
Removing the temporary electrode from the front and back surfaces of the piezoelectric body;
A method of manufacturing a plate-shaped piezoelectric vibrator including a vibrating electrode step of forming a vibrating electrode on the front and back surfaces of the piezoelectric body,
During the temporary electrode step, a temporary electrode having a pattern is formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body so that the polarization axis of the piezoelectric vibrator is inclined at a desired angle with respect to the thickness direction.
During the polarization step, a DC strong electric field is individually applied to the temporary electrodes formed on the front and back surfaces of the piezoelectric body one by one or two sets,
A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising forming a vibrating electrode on the entire front surface and back surface of the piezoelectric body during the vibrating electrode step after the removing step.
前記仮電極のパターンを、前記圧電振動子による振動が伝播する媒体中の所望の点又は線に集束又は拡散するように、前記圧電体の厚み方向に対して分極軸が傾くパターンとすることを特徴とする請求項7に記載の圧電振動子の製造方法。   The pattern of the temporary electrode is a pattern in which the polarization axis is inclined with respect to the thickness direction of the piezoelectric body so as to be focused or diffused to a desired point or line in the medium through which the vibration by the piezoelectric vibrator propagates. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 7, wherein: 前記振動電極工程の際、前記振動電極の形成は、無電解めっきにより行うことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の圧電振動子の製造方法。   The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 7 or 8, wherein the vibration electrode is formed by electroless plating in the vibration electrode step.
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