▶ アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-04
(45)【発行日】2023-08-15
(54)【発明の名称】音波洗浄システムおよびワークピースを音波洗浄する方法
(51)【国際特許分類】
B08B 3/12 20060101AFI20230807BHJP
【ＦＩ】
B08B3/12 B
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021540475
(86)(22)【出願日】2020-01-06
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-08
(86)【国際出願番号】 US2020012375
(87)【国際公開番号】W WO2020150029
(87)【国際公開日】2020-07-23
【審査請求日】2021-10-01
(31)【優先権主張番号】62/794,689
(32)【優先日】2019-01-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】コーグリン， マイケル ジェー．
(72)【発明者】
【氏名】ワン， ジアンチー
【審査官】大内 康裕
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１１／０６７９５５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－３４９３８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭３４－００２７４０（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】登録実用新案第３２０２７６４（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０８Ｂ ３／００～ ３／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
音波の伝播を可能にする液体を含むように構成されたタンクと、前記タンク内に配置されたインサートであって、前記インサートが、第１の開口部を有する第１の端部と、前記第１の端部の反対側の第２の端部であって、第２の開口部を有する第２の端部とを含み、前記インサートが、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間にワークピースを受け入れるように構成されている、インサートと、
前記タンクの床に配置されたトランスデューサ支持体と、
前記トランスデューサ支持体により前記床からある距離だけ持ち上げられて、前記第２の開口部に隣接して配置された音波トランスデューサであって、少なくとも部分的に前記インサート内に配置されている音波トランスデューサと、
を備え、
前記トランスデューサ支持体は、前記音波トランスデューサの底部の一部のみを支持し、前記音波トランスデューサの前記底部の残りの部分と前記床との間にスペースを形成する、音波洗浄システム。
【請求項2】
前記インサートの前記第２の端部が、前記床から、ある距離を置いて配置されている、請求項１に記載の音波洗浄システム。
【請求項3】
前記インサートが、第１の材料を含み、前記第１の材料が、超音波およびメガソニック波のうちの少なくとも１つを反射する、請求項１または２に記載の音波洗浄システム。
【請求項4】
前記インサートが、円筒形である、請求項１から３のいずれか一項に記載の音波洗浄システム。
【請求項5】
前記インサートが、前記ワークピースを前記インサート内に吊るすように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の音波洗浄システム。
【請求項6】
ワークピースを音波洗浄する方法であって、タンクの床に配置されたトランスデューサ支持体と、前記トランスデューサ支持体により前記床からある距離だけ持ち上げられて支持された音波トランスデューサとを備える前記タンクを、液体で満たすことと、
第１の開口部を有する第１の端部と、第２の開口部を有する第２の端部であって、前記第１の端部の反対側にある第２の端部とを有するインサートを、前記音波トランスデューサが少なくとも部分的に前記インサート内に配置されるように、前記タンク内に配置することと、
前記ワークピースを前記インサート内に配置することと、
前記音波トランスデューサを作動させることと、
を含み、
前記トランスデューサ支持体は、前記音波トランスデューサの底部の一部のみを支持し、前記音波トランスデューサの前記底部の残りの部分と前記床との間にスペースを形成する、方法。
【請求項7】
前記音波トランスデューサが、完全に前記インサート内に配置される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記インサートが、円筒形インサートである、請求項６または７に記載の方法。
【請求項9】
前記ワークピースを前記インサート内に配置することが、前記ワークピースを前記インサート内に吊るすことを含む、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
音波の伝播を可能にする液体を含むように構成されたタンクと、前記タンク内に配置されたインサートであって、前記インサートが、第１の開口部を有する第１の端部と、前記第１の端部の反対側の第２の端部であって、第２の開口部を有する第２の端部とを含み、前記インサートが、前記第１の開口部と前記第２の開口部との間にワークピースを受け入れるように構成されており、前記インサートが、円筒形である、インサートと、
前記タンクの床に配置されたトランスデューサ支持体と、
前記トランスデューサ支持体により前記床からある距離だけ持ち上げられて、少なくとも部分的に前記インサート内に配置された音波トランスデューサと、
を備え、
前記トランスデューサ支持体は、前記音波トランスデューサの底部の一部のみを支持し、前記音波トランスデューサの前記底部の残りの部分と前記床との間にスペースを形成する、音波洗浄システム。
【請求項11】
前記音波トランスデューサが、完全に前記インサート内に配置されている、請求項１または１０に記載の音波洗浄システム。
【請求項12】
前記第１の材料が、ステンレス鋼である、請求項３に記載の音波洗浄システム。
【請求項13】
前記ワークピースを前記インサート内に吊るすように構成された支持体を、さらに備える、請求項１または１０に記載の音波洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］本開示の実施形態は、装置および方法に関し、より具体的には、音波洗浄システムおよびワークピースを音波洗浄する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
［０００２］処理チャンバ部品などの、半導体産業で使用されるワークピースは、ワークピースから微粒子やその他の不要な材料を除去するために、頻繁な洗浄を多くの場合に必要とする。例えば、ワークピースは、処理チャンバ内の基板上に薄膜を堆積する際に汚染される可能性がある。例えば、汚染物質は、処理チャンバ内で処理されている基板上に落下する可能性があり、基板処理中に形成される最終的なデバイスに欠陥を引き起こす可能性がある。
【0003】
［０００３］音波洗浄システムは、そのようなワークピースを洗浄するための、液体で満たされているタンクを含む。高周波音波が、トランスデューサを介して生成され、液体を通ってタンク内のワークピースに伝播する。音波は、ワークピースの近くにキャビテーションを引き起こし、ワークピースから汚れやグリースなどの微粒子を分離させる。
【0004】
［０００４］当技術分野における音波洗浄システムの１つの欠点は、洗浄中に音波がワークピース上に適切に集束されないことである。従来の音波洗浄システムでは、トランスデューサによって生成された超音波および／またはメガソニック波は、トランスデューサが配置されているタンクのコーナーによって減衰される。例えば、タンクのコーナーは、超音波トランスデューサによって生成された超音波および／またはメガソニック波を分散させるか、または他の方法で減衰させる。さらに、従来の音波洗浄システムは、その中に配置されたワークピースよりもはるかに大きいタンクを有している。これらのタンクでは、超音波および／またはメガソニック波が、大きなタンク全体に分散され、ワークピース上に十分に集束されない。したがって、従来の音波洗浄システムの超音波トランスデューサによって生成されたエネルギーは、ワークピースに効率的に供給されず、音波洗浄は非効率である。
【0005】
［０００５］したがって、当技術分野で必要とされるのは、ワークピースへの音波の集束が改善された装置および方法である。
【発明の概要】
【0006】
［０００６］本明細書の実施形態は、音波洗浄のための装置および方法を含む。装置および方法は、ワークピースへの音波の集束を改善し、その結果、ワークピースの洗浄が改善される。
【0007】
［０００７］一実施形態では、音波洗浄システムが提供される。音波洗浄システムは、音波の伝播を可能にする液体を含むように構成されたタンクと、タンク内に配置されたインサートとを含む。インサートは、第１の開口部を有する第１の端部と、第１の端部の反対側の第２の端部とを含む。第２の端部は、第２の開口部を有する。インサートは、第１の開口部と第２の開口部との間にワークピースを受け入れるように構成されている。音波洗浄システムは、第２の開口部に隣接して配置された音波トランスデューサをさらに含む。
【0008】
［０００８］別の実施形態では、ワークピースを音波洗浄する方法が提供される。この方法は、音波トランスデューサおよびインサートを含むタンクを液体で満たすことと、ワークピースをインサート内に配置することと、音波トランスデューサを作動させることと、を含む。
【0009】
［０００９］さらに別の実施形態では、音波洗浄システムが提供される。音波洗浄システムは、音波の伝播を可能にする液体を含むように構成されたタンクと、タンク内に配置されたインサートとを含む。インサートは、第１の開口部を有する第１の端部と、第１の端部の反対側の第２の端部とを含む。第２の端部は、第２の開口部を有する。インサートは、第１の開口部と第２の開口部との間にワークピースを受け入れるように構成されており、インサートは円筒形である。音波洗浄システムは、円筒形インサート内に配置された音波トランスデューサをさらに含む。
【0010】
［００１０］本開示の上記の特徴が、詳細に理解されるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られ、そのいくつかが、添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきではなく、他の同等に有効な実施形態を認めることができることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施形態による、音波洗浄システムの等角図を示している。
【図2】一実施形態による、タンクの上面図を示している。
【図4】一実施形態による、インサートおよびワークピースを有するタンクの断面図を示している。
【図5】一実施形態による、ワークピースの音波洗浄のための方法工程のフローチャートを示している。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［００１６］理解を容易にするために、可能な場合は、図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。ある実施形態の要素および特徴は、さらに詳説することなく、他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図されている。
【0013】
［００１７］本明細書の実施形態は、一般に、音波洗浄システムおよびワークピースを音波洗浄する方法に関する。音波洗浄システムは、液体で満たされた１つ以上のタンクを含み、高周波の波（例えば、音波）が、液体を通って伝播する。洗浄されるべき１つ以上のワークピースが、液体内に配置される。高周波音波が、超音波トランスデューサなどによって生成され、液体を通ってワークピースに伝播する。音波は、ワークピースの近くにキャビテーションを引き起こし、ワークピースから汚れやグリースなどの微粒子を分離させる。タンクのコーナーが、音波を減衰または分散させ、音波のエネルギーがワークピースに到達するのを妨げ、その結果、ワークピースの洗浄が非効率になる可能性がある。
【0014】
［００１８］本明細書で使用される場合、「約」という用語は、表示値からの＋／－１０％の変動を指す。そのような変動は、本明細書で提供される任意の値に含まれ得ることが理解されるべきである。
【0015】
［００１９］図１は、一実施形態による、音波洗浄システム１００の等角図を示している。示されるように、音波洗浄システム１００は、１つ以上のタンク１０４を含む。図１に示される音波洗浄システム１００は、４つのタンク１０４を含み、これらは、個々にタンク１０４Ａ～１０４Ｄと呼ばれる。図１には４つのタンク１０４Ａ～１０４Ｄが示されているが、音波洗浄システム１００は、任意の数のタンク１０４を含むことができる。タンク１０４のそれぞれは、個別の音波洗浄システムの少なくとも一部であり得る。タンク１０４は、互いから隔離することができる。タンク１０４のそれぞれは、超音波および／またはメガソニック音波の伝播を可能にする、脱イオン水などの液体で個別に満たすことができる。いくつかの実施形態では、液体は、１種以上の溶媒、ＳＣ－１（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｌｅａｎ １）および／もしくは水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）および／もしくは過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの洗浄液、選択的堆積除去試薬（ＳＤＲ）、界面活性剤、酸、塩基、またはワークピースから汚染物質および／もしくは微粒子を除去するのに役立つその他の化学物質を含む。ワークピースの例は、ウェハ製造装置の部品である。
【0016】
［００２０］音波洗浄システム１００は、１つ以上の電源１０６を含む。例えば、タンク１０４のそれぞれが、電源１０６の１つに関連付けられ得る。図１に示されるように、音波洗浄システム１００は、個々に電源１０６Ａ～１０６Ｄと呼ばれる４つの電源１０６を含む。個々の各タンク１０４Ａ～１０４Ｄが、個々の電源１０６Ａ～１０６Ｄのうちの１つに関連付けられ得る。より少ないまたはより多くの電源が使用されてもよい。以下でより詳細に説明するように、電源１０６は、タンク１０４内に配置されたトランスデューサ（図１には示されていない）に高周波（ＲＦ）電力を供給することができる。
【0017】
［００２１］図２は、一実施形態による、タンク１０４Ａの上面図を示している。タンク１０４Ａは、４つの壁２０８Ａ～２０８Ｄなどの壁２０８を含む。タンク１０４は、図２に示されるように、上から見たときに正方形または長方形であり得る。正方形および長方形のタンクは、壁２０８Ａ～２０８Ｄを形成する材料の平らなシートを互いに固定（例えば、溶接）してタンク１０４Ａを形成することができるので、製造が容易である。壁２０８Ａ～２０８Ｄは、ステンレス鋼または他の金属などの剛性材料を含むことができる。他の材料が、壁２０８Ａ～２０８Ｄに使用されてもよい。正方形および長方形のタンク１０４はまた、構造的完全性を提供し、正方形および／または長方形のタンク１０４を保持および／または支持するフレームなど（図示せず）のより大きな構造の中に容易に組み込むことができる。正方形および長方形のタンク１０４は、タンク１０４からのオーバーフローを提供する調整可能な堰などの堰（図示せず）を、さらに含むことができる。タンク１０４は、３つの側面、５つの側面、および６つの側面など、任意の数の側面を含む他の形状を有することができる。
【0018】
［００２２］壁２０８Ａ～２０８Ｄは、コーナー２１０Ａ～２１０Ｄで交差している。タンク１０４の他の実施形態は、コーナーを形成する壁（例えば、平らな壁）を有する種々の形状を含むことができる。例えば、タンク１０４は、少なくともいくつかの側面がコーナーを形成する５つまたは６つの側面を含む。
【0019】
［００２３］音波トランスデューサ２１４が、タンク１０４Ａ内に配置されている。音波トランスデューサ２１４は、ワークピース２１８の洗浄を容易にするために、タンク１０４Ａ内の液体中に超音波および／またはメガソニック波を放出するように構成される。音波トランスデューサ２１４は、特定の振幅の超音波および／またはメガソニック周波数での振動を生成する圧電アクチュエータまたは任意の他の適切な機構を含むことができる。音波トランスデューサ２１４は、単一のトランスデューサであってもよいし、またはトランスデューサのアレイを含んでもよい。音波トランスデューサ２１４は、ワークピース２１８が配置されている場所に超音波エネルギーを向けるように配向されている。いくつかの実施形態では、音波トランスデューサ２１４は、超音波および／またはメガソニック波を、ワークピース２１８の縁に垂直な方向に、または垂直な方向に対してある角度で向けるように構成される。いくつかの実施形態では、音波トランスデューサ２１４は、ワークピース２１８の平均または外側の径または寸法に長さがほぼ等しくなるように寸法が決められている。他の実施形態では、音波トランスデューサ２１４は、ワークピース２１８の長さよりも長い長さを有する。電力が、電源１０６Ａによってトランスデューサに印加される。例えば、ＲＦ電力が、電源１０６Ａによって超音波トランスデューサに供給される。
【0020】
［００２４］従来の音波洗浄システムでは、トランスデューサによって生成された超音波および／またはメガソニック波は、トランスデューサが配置されているタンクのコーナーによって減衰される。例えば、タンクのコーナーは、超音波トランスデューサによって生成された超音波および／またはメガソニック波を分散させるか、または他の方法で減衰させる。さらに、従来の音波洗浄システムは、その中に配置されたワークピースよりもはるかに大きいタンクを有している。これらのタンクでは、超音波および／またはメガソニック波が、大きなタンク全体に分散され、ワークピース上に十分に集束されない。したがって、従来の音波洗浄システムの超音波トランスデューサによって生成されたエネルギーは、ワークピースに効率的に供給されず、音波洗浄は非効率である。
【0021】
［００２５］本明細書に開示される音波洗浄システム１００は、タンク１０４内にインサート１３０（例えば、円筒形または他の形状のインサート）を含めることによって、従来の音波洗浄システムの欠陥を克服することができる。１つ以上のワークピース（例えば、ワークピース２１８）が、インサート１３０内に配置される。いくつかの実施形態では、１つ以上のタンク１０４は、インサート１３０を含み、１つ以上のタンク１０４は、インサートを含まない。図１に示されるように、すべてのタンク１０４が、インサート１３０を含み、これらは、個々にインサート１３０Ａ～１３０Ｄと呼ばれる。以下でより詳細に説明するように、インサート１３０は、音波トランスデューサ２１４によって放出された波を反射するので、音波トランスデューサ２１４によって生成されたエネルギーは、ワークピース２１８の近くにとどまる。例えば、音波トランスデューサ２１４（図２）によって生成された波は、タンク１０４Ａのコーナー２１０Ａ～２１０Ｄによって実質的に減衰されたり、タンク１０４Ａの容積全体に分散されたりしない。
【0022】
［００２６］図３は、一実施形態による、インサート１３０Ａの等角図を示している。いくつかの実施形態では、インサート１３０Ａは、金属などの剛性材料を含む。いくつかの実施形態では、インサート１３０Ａは、タンク内の液体中を伝播する音波を反射および／または集束させるアルミニウム、チタン、ステンレス鋼、および／または合金材料を含む。インサート１３０Ａは、可撓性材料などの他の材料を含むことができる。インサート１３０Ａに使用される材料は、タンク１０４Ａ内の液体と適合性がある（すなわち、インサートの材料は、液体によって実質的に腐食したり、他の仕方で化学的に変化したりしない）。図３に示される実施形態では、インサート１３０Ａは円筒形である。円筒形の形状は、超音波および／またはメガソニック波をワークピース２１８へ集束および／または反射させる。しかしながら、多角形のインサートなどの、インサート１３０Ａの他の形状も企図されている。図３に示される実施形態では、インサート１３０Ａは、ワークピース２１８を取り囲むスリーブの形態である。しかしながら、ワークピース２１０は、インサート１３０Ａの外側に配置することができることも企図されている。いくつかの実施形態では、インサート１３０Ａの壁は、中実である。
【0023】
［００２７］図３に示されるように、インサート１３０Ａは、第１の端部３３２Ａ（例えば、上端）および反対側の第２の端部３３２Ｂ（例えば、下端）を含む。壁３３４が、第１の端部３３２Ａと第２の端部３３２Ｂとの間に延びている。壁３３４は、内面３３４Ａおよび外面３３４Ｂを含む。インサート１３０Ａは、第１の端部３３２Ａの近くに配置された第１の開口部３３６Ａ（例えば、上部開口部）と、第２の端部３３２Ｂの近くに配置された反対側の第２の開口部３３６Ｂ（例えば、下部開口部）とを含む。いくつかの実施形態では、第１の開口部３３６Ａおよび第２の開口部３３６Ｂの両方が、同じサイズである。いくつかの実施形態では、チャネル３３３が、第１の端部３３２Ａと第２の端部３３２Ｂとの間にインサート１３０Ａを横切って延びている。インサート１３０Ａは、図２および図３に示されるように、第１の端部３３２Ａから見たときに円形または楕円形である。他の実施形態では、インサート１３０Ａは、第１の端部３３２Ａから見たときに、八角形および六角形の形状を含む他の形状を有する。
【0024】
［００２８］図４は、一実施形態による、インサート１３０Ａおよびワークピース２１８を有するタンク１０４Ａの断面図を示している。示されるように、タンク１０４Ａは、インサート１３０Ａおよび音波トランスデューサ２１４を支持することができる床４０８を含む。タンク１０４Ａは、少なくとも部分的に液体４４０で満たされている。液体４４０は、音波トランスデューサ２１４によって生成された超音波および／またはメガソニック波が、液体４４０全体に少なくとも部分的に伝播することを可能にする。いくつかの実施形態では、液体４４０は、脱イオン水を含む。いくつかの実施形態では、液体４４０は、１種以上の溶媒、ＳＣ－１（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｌｅａｎ １）および／もしくは水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）および／もしくは過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などの洗浄液、選択的堆積除去試薬（ＳＤＲ）、界面活性剤、酸、塩基、またはワークピースから汚染物質および／もしくは微粒子を除去するのに役立つその他の化学物質を含む。タンク１０４Ａは、他の液体で満たすこともできる。いくつかの実施形態では、液体４４０の液面は、インサート１３０Ａの第１の端部３３２Ａよりも高い。いくつかの実施形態では、液体４４０の液面は、インサート１３０Ａの第１の端部３３２Ａよりも低く、これにより、インサート１３０Ａ内の波が維持され、ワークピース２１８の洗浄が改善される。例えば、液体４４０の液面は、インサート１３０Ａの第１の端部３３２Ａより約２．５４ｃｍから約１５．２４ｃｍの間（約１．０インチから約６．０インチの間）だけ下である。他の実施形態では、液体４４０の液面および第１の端部３３２Ａは、同じ高さである。
【0025】
［００２９］図２および図４に示されるように、ワークピース２１８は、液体４４０に完全に沈められ、囲まれるように、インサート１３０Ａ内に配置される。図４に示されるように、ワークピース２１８は、インサート１３０Ａ内に吊るされている。例えば、コード４４４または同様のデバイスが、ワークピース２１８をインサート１３０Ａ内に吊り下げる。コード４４４は、一般的な意味で使用され、ストラップ、ロープ、チェーン、ライン、および他の可撓性のリンク機構の任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、音波洗浄システム１００は、コード４４４が取り付けられている高架ビームまたは同様の支持体などの支持体４４５を含む。支持体４４５は、例えば、音波トランスデューサ２１４および液体４４０より上のタンク１０４Ａの上部に配置された金属棒である。その結果、支持体４４５およびコード４４４は、インサート１３０Ａ内にワークピースを吊り下げるように構成される。他の実施形態では、他のデバイスを使用して、ワークピース２１８をインサート１３０Ａ内に吊り下げる。他の実施形態では、ワークピース２１８は、インサート１３０Ａ内に吊るされていない。
【0026】
［００３０］ワークピース２１８は、インサート１３０Ａの第１の端部３３２Ａと第２の端部３３２Ｂとの間に配置されるように吊るされることができる。したがって、ワークピース２１８は、液体４４０およびコード４４４とのみ直接接触しており、音波トランスデューサ２１４またはインサート１３０Ａなどの他の構成要素と直接接触していない。従来の音波洗浄システムは、ワークピースを支持するラックなどを含む。これらのラックなどは、超音波および／またはメガソニック波によって伝達されるエネルギーを減衰または吸収する。ワークピース２１８をインサート１３０Ａ内に吊るすことにより、従来の音波洗浄システムよりも多くのエネルギーが、ワークピース２１８の近くに伝達されて、ワークピース２１８を洗浄する。例えば、超音波および／またはメガソニック波の形態のより多くのエネルギーが、ワークピース２１８の近くの液体にキャビテーションを生じさせるために利用可能である。
【0027】
［００３１］いくつかの実施形態では、音波トランスデューサ２１４は、インサート１３０Ａ内に少なくとも部分的に配置されている。例えば、音波トランスデューサ２１４は、第２の開口部３３６Ｂの近くに、少なくとも部分的に第２の開口部３３６Ｂ内に、少なくとも部分的にインサート１３０Ａ内に、またはインサート１３０Ａ内に配置することができる。音波トランスデューサ２１４を、少なくとも部分的に第２の開口部３３６Ｂ内に、および／または少なくとも部分的にインサート１３０Ａ内に、またはインサート１３０Ａ内に配置することによって、音波トランスデューサ２１４によって放出された超音波および／またはメガソニック波は、インサート１３０Ａ内を伝播し、ワークピース２１８の近くでエネルギーを放出する。例えば、音波トランスデューサ２１４によって放出された超音波および／またはメガソニック波は、インサート１３０Ａの内面３３４Ａでワークピース２１８に向かって反射する。したがって、音波トランスデューサ２１４によって生成された超音波および／またはメガソニック波は、タンク１０４Ａのコーナー２１０Ａ～２１０Ｄによって減衰されない。さらに、超音波および／またはメガソニック波は、インサート１３０Ａの外側に配置されたタンク１０４Ａの容積全体に分散されない。
【0028】
［００３２］いくつかの実施形態では、トランスデューサ支持体４４６が、タンク１０４Ａの床４０８と音波トランスデューサ２１４との間に配置されている。トランスデューサ支持体４４６は、音波トランスデューサ２１４を床４０８から所定の距離だけ持ち上げて、音波トランスデューサ２１４と床４０８との間にスペースを形成する。例えば、トランスデューサ支持体４４６は、音波トランスデューサ２１４が少なくとも部分的にインサート１３０Ａ内に、および／または少なくとも部分的に第２の開口部３３６Ｂ内にあるように、音波トランスデューサ２１４を持ち上げる。音波トランスデューサ２１４と床４０８との間のスペースは、音波トランスデューサ２１４を、タンク１０４Ａの壁２０８Ａ～２０８Ｄおよび床４０８から機械的に隔離することができる。いくつかの実施形態では、床４０８と音波トランスデューサ２１４との間のスペースは、約１５．２４ｃｍ（約６インチ）未満である。より大きなまたはより小さな間隔が、使用されてもよい。いくつかの実施形態では、超音波および／またはメガソニック波を放出する音波トランスデューサの部分は、インサート１３０Ａの第２の端部３３２Ｂよりも高く、これにより、インサート１３０Ａ内に波が維持される。
【0029】
［００３３］いくつかの実施形態では、インサート支持体４４８が、インサート１３０Ａの第２の端部３３２Ｂを床４０８から持ち上げる。第２の端部３３２Ｂを床４０８から持ち上げると、第２の端部３３２Ｂと床４０８との間にスペース４５０が作られる。スペース４５０は、インサート１３０Ａの内部と外部との間の液体４４０の流れを提供する。スペース４５０はまた、タンク１０４Ａの壁２０８Ａ～２０８Ｄおよび床４０８からインサート１３０Ａを隔離する（例えば、機械的に隔離する）。いくつかの実施形態では、スペース４５０は、約１０．１６ｃｍ（約４インチ）未満である。いくつかの実施形態では、スペース４５０は、約２．５４ｃｍ（約１インチ）未満である。いくつかの実施形態では、スペース４５０は、約１．２７ｃｍ（０．５インチ）未満である。いくつかの実施形態では、第２の端部３３２Ｂは、床４０８に近接して、および／または床４０８と接触して配置されている。
【0030】
［００３４］音波洗浄システム１００の使用中、タンク１０４のうちの１つ以上が、上記のように、液体４４０で少なくとも部分的に満たされている。タンク１０４Ａの動作を参照すると、ワークピース２１８は、コード４４４またはインサート１３０Ａ内の他のデバイスによって吊り下げられ得る。音波トランスデューサ２１４が作動され、液体４４０内で超音波および／またはメガソニック波を放出する。音波トランスデューサ２１４は、少なくとも部分的にインサート１３０Ａ内に配置されているので、音波トランスデューサ２１４によって放出された波のほとんどは、インサート１３０Ａ内にとどまる。例えば、波は、タンク１０４Ａのコーナー２１０Ａ～２１０Ｄによって実質的に減衰および／または分散されたりしない。さらに、音波トランスデューサ２１４によって生成された波は、インサート１３０Ａの湾曲した内面３３４Ａでワークピース２１８に向かって反射する。したがって、従来の音波洗浄システムよりも多くのエネルギーが、ワークピース２１８の近くに伝達され、その結果、従来の音波洗浄システムよりも多くのキャビテーションが生じる。
【0031】
［００３５］上記に加えて、ワークピース２１８は、図４に示されるように、インサート１３０Ａ内に吊るすことができる。したがって、音波トランスデューサ２１４によって生成された波を減衰および／または分散させる可能性のあるラックおよび他のデバイスは、インサート１３０Ａ内に配置されていない。その結果、ワークピース２１８の近くでより多くのキャビテーションが生じ、したがって、ワークピースの洗浄が改善される。
【0032】
［００３６］図５は、一実施形態による、ワークピースの音波洗浄のための方法５００の工程のフローチャートを示している。方法５００の工程が、図１～図５と併せて説明されているが、当業者は、方法の工程を任意の順序で実行するように構成された任意のシステムが、本明細書に記載の実施形態の範囲内にあることを理解するであろう。方法５００は、システムコントローラのプロセッサによって実行されると、音波洗浄システムに方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読媒体として、音波洗浄システム１００のシステムコントローラ（図示せず）に格納されるか、またはシステムコントローラからアクセスすることができる。方法５００の個々の工程のいずれも、上記の音波洗浄システム１００のタンク１０４のうちの任意のタンクで実行することができる。
【0033】
［００３７］方法５００は、工程５０６で開始し、タンク（例えば、タンク１０４Ａ）が、液体（例えば、液体４４０）で満たされる。タンクは、音波トランスデューサ（例えば、音波トランスデューサ２１４）およびインサート（例えば、インサート１３０Ａ）を含む。
【0034】
［００３８］工程５１０において、ワークピース（例えば、ワークピース２１８）が、タンク内に配置される。ワークピースは、手で、またはワークピースを配置するように構成された機械的デバイスなどの、任意の従来の方法によって配置することができる。
【0035】
［００３９］工程５１２で、音波トランスデューサが作動して、ワークピースを洗浄する。洗浄が完了すると、音波トランスデューサを停止させることができる。
【0036】
［００４０］上述のように、音波洗浄システムは、液体で満たされた１つ以上のタンクを含み、高周波の波（例えば、音波）が、液体を通って伝播する。洗浄されるべき１つ以上のワークピースが、液体内に配置される。ワークピースを音波洗浄する方法は、タンク内に配置されたインサート内にワークピースを配置することを含む。高周波音波が、超音波トランスデューサなどによって生成され、液体を通ってワークピースに伝播する。音波は、ワークピースの近くにキャビテーションを引き起こし、ワークピースから汚れやグリースなどの微粒子を分離させる。
【0037】
［００４１］タンクのコーナーが、音波を減衰または分散させ、音波のエネルギーがワークピースに到達するのを妨げ、その結果、ワークピースの洗浄が非効率になる可能性がある。しかしながら、本明細書に開示される音波洗浄システムは、音波をワークピースに向けて反射する、および／または音波をワークピースに集束させることによって、タンク内のエネルギー損失を低減し、音波洗浄システムの洗浄効率を改善する。
【0038】
［００４２］前述の説明は、例示的な実施形態のみを開示している。本開示の範囲内にある、上記で開示された装置および方法の変更は、当業者には容易に明らかになるであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】