(57)【要約】【課題】温度、圧力等の液体の条件が変動しても、該液体から比較的安定した状態の微細バブル混在液を生成することのできる微細バブル混在液生成装置を提供することである。【解決手段】バブル発生機構１０において導入口１１ａを通って送通路１０ａ内を圧送される液体のオリフィス１３１ａを通過する際の減圧開放によって微細バブルが発生し、微細バブル混在液ＷBが吐出口１４ａから吐出するようにした微細バブル混在液生成装置であって、バブル発生機構１０におけるオリフィス１３１ａの開口面積を可変にするオリフィス可変機構１５と、吐出口１４ａから吐出する微細バブル混在液中の微細バブルの量を検出するバブル量検出手段２１と、検出された微細バブル混在液中の微細バブルの量に応じてオリフィス可変機構１５を駆動してオリフィス１３１ａの開口面積を調整するオリフィス調整手段（２０、２２、１８）とを有する構成となる。【選択図】  図２
2011161325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導入口と吐出口との間に液体の通る送通路が形成され、該送通路内にオリフィスの形成されたバブル発生機構を有し、該バブル発生機構において前記導入口を通って前記送通路内を圧送される液体の前記オリフィスを通過する際の減圧開放によって微細バブルが発生し、微細バブル混在液が前記吐出口から吐出するようにした微細バブル混在液生成装置であって、
前記バブル発生機構における前記オリフィスの開口面積を可変にするオリフィス可変機構と、
前記吐出口から吐出する微細バブル混在液中の微細バブルの量を検出するバブル量検出手段と、
該バブル量検出手段によって検出された前記微細バブル混在液中の微細バブルの量に応じて前記オリフィス可変機構を駆動して前記オリフィスの開口面積を調整するオリフィス調整手段とを有する微細バブル混在液生成装置。
【請求項２】
前記オリフィス調整手段は、前記バブル量検出手段によって検出される微細バブルの量が予め設定された量に維持されるように前記オリフィス可変機構を駆動して前記オリフィスの開口面積を調整する請求項１記載の微細バブル混在液生成装置。
【請求項３】
前記オリフィス可変機構は、前記オリフィスを通り、当該オリフィスの一方側から他方側に向かう方向に太さが徐々に変わる錐状部を有する調整棒を備え、
前記オリフィス調整手段は、前記錐状部の前記オリフィスへの進入度合いを調整するように前記調整棒を進退動させる作動機構を有し、該作動機構が、前記バブル量検出手段によって検出された前記微細バブル混在液中の微細バブルの量に応じて前記調整棒を進退動させる請求項１または２記載の微細バブル混在液生成装置。
【請求項４】
導入口と吐出口との間に液体の通る送通路が形成され、該送通路内にオリフィスの形成されたバブル発生機構を有し、該バブル発生機構において前記導入口を通って前記送通路内を圧送される液体の前記オリフィスを通過する際の減圧開放によって微細バブルが発生し、微細バブル混在液が前記吐出口から吐出するようにした微細バブル混在液生成装置であって、
前記バブル発生機構における前記オリフィスの開口面積を可変にするオリフィス可変機構と、
前記導入口から導入される液体の圧力に応じて前記オリフィス可変機構を駆動して前記オリフィスの開口面積を調整するオリフィス調整機構とを有する微細バブル混在液生成装置。
【請求項５】
前記オリフィス可変機構は、前記オリフィスの一方側から他方側に向かう方向に太さが徐々に変わる錐状部を有する調整棒を備え、
前記オリフィス調整機構は、前記オリフィスを通る液体の流れに抗する方向に前記調整棒を前記錐状部の前記オリフィスへの進入度合いに応じた力で押圧する押圧機構を有する請求項４記載の微細バブル混在液生成装置。
【請求項６】
前記オリフィス調整機構は、押圧機構にて発生する力を調整する押圧力調整機構を有する請求項５記載の微細バブル混在液生成装置。
【請求項７】
前記押圧機構は、前記オリフィスを通る液体の流れに抗する方向に前記調整棒を押圧するスプリングを有する請求項５または６記載の微細バブル混在液生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブル等と呼ばれる極めて微細なバブルが混在した液体を生成する微細バブル混在液生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長時間水中に留まり得ると共に溶解度の高い超小径の超微細気泡を発生させる超微細気泡（バブル）発生装置が提案されている（特許文献１）。この超微細気泡発生装置では、圧送される液体（水）中に気体を噴射することで微細気泡をその液体に含ませ、微細気泡を含んだ液体が徐々に広がる流体誘導面部を有する縮流ノズルを圧送される際に液体中の微細気泡が潰れて平面的に広がった後に表面張力によって小さく分裂して更に細かい超微細気泡となる。これにより、微細なバブルの混在した微細バブル混在液が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開第２００３−２４５５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようにして生成される微細バブル混在液では、微細バブルと液体との界面の電位が洗浄効果や酸化作用を促し、また、物体表面に付着した微細バブルが破裂するときのエネルギーが物体表面からの汚れの剥離に寄与するとされている。従って、微細バブル混在液は物体表面の洗浄に適している。
【０００５】
ところで、水等の液体から微細バブル混在液を生成するに際して、その液体の温度、圧力等、バブル発生に影響する条件が種々変動する場合がある。このような場合、前記液体から微細バブル混在液を生成しようとしても、例えば、バブル含有率の変動の少ない適切な状態の微細バブル混在液を生成することが難しい。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、温度、圧力等の液体の条件が変動しても、該液体から比較的安定した適切な状態の微細バブル混在液を生成することのできる微細バブル混在液生成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る微細バブル混在液生成装置は、導入口と吐出口との間に液体の通る送通路が形成され、該送通路内にオリフィスの形成されたバブル発生機構を有し、該バブル発生機構において前記導入口を通って前記送通路内を圧送される液体の前記オリフィスを通過する際の減圧開放によって微細バブルが発生し、微細バブル混在液が前記吐出口から吐出するようにした微細バブル混在液生成装置であって、前記バブル発生機構における前記オリフィスの開口面積を可変にするオリフィス可変機構と、前記吐出口から吐出する微細バブル混在液中の微細バブルの量を検出するバブル量検出手段と、該バブル量検出手段によって検出された前記微細バブル混在液中の微細バブルの量に応じて前記オリフィス可変機構を駆動して前記オリフィスの開口面積を調整するオリフィス調整手段とを有する構成となる。
【０００８】
このような構成により、液体の温度や圧力等が変動してバブル発生の条件が変動し、生成される微細バブル混在液中の微細バブルの量が変動しても、その微細バブルの量の変動に応じて微細バブルの発生に影響を与えるオリフィスの開口面積が調整されるようになるので、そのオリフィスの開口面積の調整によって微細バブルの量の変動をより小さく抑えることができるようになる。
【０００９】
本発明に係る微細バブル混在液生成装置において、前記オリフィス調整手段は、前記バブル量検出手段によって検出される微細バブルの量が予め設定された量に維持されるように前記オリフィス可変機構を駆動して前記オリフィスの開口面積を調整するように構成することができる。
【００１０】
このような構成により、液体の温度や圧力等のバブル発生の条件が変動しても、生成される微細バブル混在液に含まれる微細バブルの量を予め設定された量に維持することができるようになる。
【００１１】
更に、本発明に係る微細バブル混在液生成装置において、前記オリフィス可変機構は、前記オリフィスの面に垂直な方向に太さが徐々に変わる錐状部を有する調整棒を備え、前記オリフィス調整手段は、前記錐状部の前記オリフィスへの進入度合いを調整するように前記調整棒を進退動させる作動機構を有し、該作動機構が、前記バブル量検出手段によって検出された前記微細バブル混在液中の微細バブルの量に応じて前記調整棒を進退動させるように構成することができる。
【００１２】
このような構成により、微細バブル混在液中の検出された微細バブルの量に応じて調整棒の錐状部のオリフィスへの進入度合いが調整されるようになり、それによって、前記検出された微細バブルの量に応じて前記オリフィスの開口面積を調整することができるようになる。
【００１３】
本発明に係る微細バブル混在液生成装置は、導入口と吐出口との間に液体の通る送通路が形成され、該送通路内にオリフィスの形成されたバブル発生機構を有し、該バブル発生機構において前記導入口を通って前記送通路内を圧送される液体の前記オリフィスを通過する際の減圧開放によって微細バブルが発生し、微細バブル混在液が前記吐出口から吐出するようにした微細バブル混在液生成装置であって、前記バブル発生機構における前記オリフィスの開口面積を可変にするオリフィス可変機構と、前記導入口から導入される液体の圧力に応じて前記オリフィス可変機構を駆動して前記オリフィスの開口面積を調整するオリフィス調整機構とを有する構成となる。
【００１４】
このような構成により、導入口に供給される液体の圧力が変動しても、その変動する液体の圧力に応じてオリフィスの開口面積が調整されて該オリフィスを通る液体の量が調整されるようになるので、吐出口からの微細バブル混在液の吐出量の変動をより小さく抑えることができるようになる。
【００１５】
本発明に係る微細バブル混在液生成装置において、前記オリフィス可変機構は、前記オリフィスの面に垂直な方向に太さが徐々に変わる錐状部を有する調整棒を備え、前記オリフィス調整機構は、前記オリフィスを通る液体の流れに抗する方向に前記調整棒を前記錐状部の前記オリフィスへの進入度合いに応じた力で押圧する押圧機構を有するように構成することができる。
【００１６】
このような構成により、液体の圧力に対応した押圧力が押圧機構にて発生するように調整棒の錐状部がオリフィス内に進入するようになるので、前記液体の圧力に応じて前記オリフィスの開口面積が調整されるようになる。
【００１７】
また、本発明に係る微細バブル混在液生成装置において、押圧機構にて発生する力を調整する押圧力調整機構を有するように構成することができるようになる。
【００１８】
このような構成により、押圧機構にて発生する力(押圧力)を調整することができるので、供給され得る液体の圧力に応じて適切にオリフィスの開口面積を調整することができるようになる。
【００１９】
前記押圧機構は、前記オリフィスを通る液体の流れに抗する方向に前記調整棒を押圧するスプリングを有する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る微細バブル混在液生成装置によれば、液体の温度や圧力が変動してバブル発生の条件が変動しても、オリフィスの開口面積の調整によって微細バブルの量の変動をより小さく抑えることができるようになるので、温度、圧力等の液体の条件が変動しても、該液体から比較的安定した適切な状態の微細バブル混在液を生成することができるようになる。
【００２１】
また、本発明に係る微細バブル混在液生成装置によれば、導入口に供給される液体の圧力が変動しても、オリフィスの開口面積の調整によって吐出口からの微細バブル混在液の吐出量の変動をより小さく抑えることができるようになるので、特に液体の圧力が変動しても、該液体から比較的安定した適切な状態の微細バブル混在液を生成することのできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置を示す図である。
【図２】図１に示す微細バブル混在液生成装置におけるバブル発生ユニットの内部構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置におけるバブル発生ユニットの供給液体の圧力が比較的大きい状態での内部構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置におけるバブル発生ユニットの供給液体の圧力が比較的小さい状態での内部構造を示す断面図である。
【図５】図１に示す微細バブル混在液生成装置を備える半導体洗浄装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
本発明の第１の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置は、例えば、半導体処理装置（例えば、半導体洗浄装置）にて使用される処理液（例えば、洗浄液）としての微細バブル混在液を生成するものであって、図１に示すように構成される。図１において、この微細バブル混在液生成装置は、バブル発生ユニット１０（バブル発生機構）を有している。バブル発生ユニット１０は、導入部１１、液体供給部１２、バブル発生本体部１３及び送出部１４を有しており、連続する導入部１１及び液体供給部１２と連続するバブル発生本体部１３及び送出部１４とがＬ字状に接続されている。液体Ｗ（例えば、水）が貯められた貯液槽５０から延びる送通管５１がポンプ５２の入力口に接続され、ポンプ５２の出力口に一端が接続された送通管５３の他端がバブル発生ユニット１０における導入部１１の先端に形成された導入口１１ａに接続されている。また、送通管５３には開閉弁５４が設けられている。開閉弁５４の開度及びポンプ５２の動作は、制御ユニット２０によって制御され、貯液槽５０からバブル発生ユニット１０に供給される液体Ｗの量（供給の有無も含む）が制御される。
【００２５】
バブル発生ユニット１０の内部には、導入口１１ａから導入部１１を通り、更に、図２に示すように、液体供給部１２、バブル発生本体部１３及び送出部１４を通って吐出口１４ａに至るまで液体の通る送通路１０ａが形成されている。バブル発生本体部１３内の送通路１０ａには、オリフィス１３１ａの形成された仕切り板１３１が液体の流れの方向を横切る（例えば、直交する）ように設けられており、この仕切り板１３１によってバブル発生本体部１３内の送通路１０ａが圧縮領域１３２と開放領域１３３とに分割されている。
【００２６】
バブル発生本体部１３には調整棒１５（オリフィス可変機構）が設けられている。バブル発生本体部１３の仕切り板１３１に対向したキャップ部１３４には、仕切り板１３１に形成されたオリフィス１３１ａと同軸となるようにネジ孔１３４ａが形成されている。調整棒１５の一方端側にはネジ部１５ｂが形成され、そのネジ部１５ｂがキャップ部１３４のネジ孔１３４ａに噛み合うように挿通されている。調整棒１５の他端部側は仕切り板１３１のオリフィス１３１ａを通っており、その先端部には圧縮領域１３２から開放領域１３３に向う方向にその太さが徐々に大きくなる錐状部１５ａ（例えば、円錐台形状）が形成されている。このようにネジ部１５ｂがネジ孔１３４ａに噛み合う調整棒１５は、その回転方向に応じてその軸方向に進出動及び後退動し、調整棒１５の進出動及び後退動に伴って変化する錘状部１５ａのオリフィス１３１ａに対する位置に応じてオリフィス１３１ａの開口面積が調整されるようになっている。即ち、錘状部１５ａのより太い（オリフィス１３１ａの面に平行な断面積のより広い）部分がオリフィス１３１ａ内に位置すると、オリフィス１３１ａの開口面積がより狭いものとなり、錘状部１５ａのより細い（オリフィス１３１ａの面に平行な断面積のより狭い）部分がオリフィス１３１ａ内に位置すると、オリフィス１３１ａの開口面積がより広いものとなる。そして、調整棒１５の錐状部１５ａではない棒状部分がオリフィス１３１ａ内に位置すると、オリフィス１３１ａの開口面積が最大となる。
【００２７】
調整棒１５のネジ部１５ｂの形成された端部側がキャップ部１３４から外部に露出している。バブル発生本体部１３（キャップ部１３４）から露出した調整棒１５のネジ部１５ｂは、動力伝達機構１８に結合している。図１に戻って、動力伝達機構１８にはモータ２２の軸が結合しており、モータ２２の回転が動力伝達機構１８を介して調整棒１５に伝達するようになっている。モータ２２の回転力が伝達機構１８を介して調整棒１５に伝達することにより調整棒１５が回転し、その回転により調整棒１５が進出動または後退動して前述したようにバブル発生本体部１３におけるオリフィス１３１ａの開口面積が変化する。
【００２８】
バブル発生ユニット１０の送出部１４は、例えば、透明樹脂にて形成されており、送出部１４の外壁面には送出部１４を通って吐出口１４ａから吐出する液体（微細バブル混在液）中の微細バブルを検出する微細バブル検出器２１が設けられている。この微細バブル検出器２１は、送出部１４を通る微細バブル混在液中に含まれる微細バブルの量に応じた検出信号を出力する。なお、微細バブル検出器２１として、例えば、微細バブル混在液中の微細バブル（微粒子）をカウントし、そのカウント値に応じた検出信号を出力するもの（パーティクルカウンタ、粒子分布測定装置等）、あるいは、微細バブル混在液の濁り度合いを微細バブルの多さの度合いとして検出し、その検出値に応じた検出信号を出力するものを用いることができる。いずれにしても、微細バブル検出器２１からの検出信号は微細バブル混在液中の微細バブルの量を表したものとなっている。
【００２９】
微細バブル検出器２１から出力される検出信号は、制御ユニット２０に供給される。制御ユニット２０は、微細バブル検出器２１からの検出信号に基づいて調整棒１５と動力伝達機構１８を介して結合されたモータ２２の駆動制御を行う。即ち、微細バブル検出器２１、制御ユニット２０及びモータ２２によって、バブル発生ユニット１０の送出部１４を通る微細バブル混在液中の微細バブルの量に応じてオリフィス１３１ａの開口面積を調整することができる（オリフィス調整手段）。
【００３０】
前述したような構成の微細バブル混在液生成装置では次のようにして微細バブル混在液が生成される。
【００３１】
開閉弁５４を開放した状態で、ポンプ５２を動作させると、貯液槽５０から液体Ｗが送通管５１、５３を通ってバブル発生ユニット１０に供給される。バブル発生ユニット１０に供給される液体Ｗは、導入口１１ａを通って送通路１０ａ内を圧送される。バブル発生ユニット１０内の送通路１０ａを圧送される液体Ｗは、バブル発生本体部１３において仕切り板１３１より上流側の圧縮領域１３２にて圧縮され、オリフィス１３１ａを通過して開放領域１３３に抜ける際に減圧開放される。この圧縮された液体Ｗが減圧開放されるときに、その液中に微細バブル（そのサイズに応じて、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブルと呼ばれる）が発生する。この微細バブルの発生により、微細バブルが混在した液体、即ち、微細バブル混在液ＷBが生成され、この微細バブル混在液ＷBがバブル発生本体部１３の開放領域１３３から送出部１４を通って吐出口１４ａから吐出される。
【００３２】
このようにして微細バブル混在液ＷBが生成される過程で、制御ユニット２０は、微細バブル検出器２１からの検出信号に基づいてモータ２２の駆動制御を行う。例えば、微細バブル検出器２１からの検出信号にて表わされる微細バブル混在液ＷB中の微細バブルの量が予め設定された量に維持されるように、モータ２２を駆動制御（フィードバック制御）することができる。
【００３３】
この場合、検出される微細バブルの量が予め設定された量より大きい状況では、オリフィス１３１ａの開口面積が大きくなるように、調整棒１５を所定の方向に回転さるべくモータ２２の駆動制御を行って調整棒１５の錐状部１５ａのオリフィス１３１ａ内での位置を変化させる。オリフィス１３１ａの開口面積がより大きい状況では、液体Ｗの減圧開放時における圧力差が小さくなって微細バブルの発生量がより小さいものとなる。これにより、微細バブル混在液ＷB中の微細バブルの量が減るようになる。
【００３４】
一方、検出される微細バブルの量が予め設定された量より小さい状況では、オリフィス１３１ａの開口面積が小さくなるように、調整棒１５を前記所定の方向と逆方向に回転させるべくモータ２２の駆動制御を行って調整棒１５の錘状部１５ａのオリフィス１３１ａ内での位置を変化させる。オリフィス１３１ａの開口面積がより小さい状況では、液体Ｗの減圧開放時における圧力差が大きくなって微細バブルの発生量がより大きいものとなる。これにより、微細バブル混在液ＷB中の微細バブルの量が増えるようになる。
【００３５】
このように微細バブル検出器２１からの検出信号に基づいてモータ２２を制御（フィードバック制御）してオリフィス１３１ａの開口面積を制御することにより、液体Ｗの温度が変動したりポンプ５２の性能の変動に起因して圧送される液体Ｗの圧力が変動したりして、微細バブルの発生の条件が変動しても、生成される微細バブル混在液ＷB中の微細バブルの量を予め設定した量に維持することができる。即ち、温度や圧力等の液体Ｗの条件が変動しても、その液体Ｗから微細バブルの量が安定した微細バブル混在液ＷBを生成することができるようになる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置について説明する。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置は、図３及び図４に示すようなバブル発生ユニット３０を有している。図３及び図４において、このバブル発生ユニット３０は、円筒状の胴部３１を有しており、胴部３１の内部にその軸方向に直交するように第１仕切り板３１１が設けられ、この仕切り板３１１によって胴部３１がバブル発生本体部３１ａと調整部３１ｂとに分けられている。バブル発生本体部３１ａ内には、オリフィス３１２ａの形成された第２仕切り板３１２が胴部３１の軸方向を横切る（例えば、直交する）ように設けられており、この第２仕切り板３１２によって更にバブル発生本体部３１ａ内が圧縮領域３１３と開放領域３１４とに分割されている。胴部３１の底にはバブル発生本体部３１ａの圧縮領域３１３に連通する導入部３２が形成され、胴部３１の側部にはバブル発生本体部３１ａの開放領域３１４に連通する送出部３３が形成されている。そして、導入部３２の先端に形成された導入口３２ａからバブル発生本体部３１ａを通り送出部３３の先端に形成された吐出口３３ａに至るように液体が通る送通路が形成されている。
【００３８】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置では、図示してはいないが、バブル発生ユニット３０に液体Ｗを供給する液体供給機構（例えば、第１の実施の形態と同様に、貯液槽、ポンプ、送通管等によって構成することができる）が設けられている。そして、液体供給機構によって供給される液体Ｗがバブル発生ユニット３０における導入口３２ａを通って、導入部３２、バブル発生本体部３１ａ及び送出部３３に形成される前記送通路を圧送されるようになっている。
【００３９】
第１仕切り板３１１には、第２仕切り板３１２のオリフィス３１２ａと同軸となるように孔が形成されており、第１仕切り板３１１の孔と第２仕切り板３１２のオリフィス３１２を通るように調整棒３６（オリフィス調整機構）が設けられている。調整棒３６のオリフィス３１２ａ側の端部には圧縮領域３１３から開放領域３１４に向かう方向に徐々にその太さが大きくなる錘状部３６ａ（例えば、円錐台形状）が形成されている。調整棒３６の他端部は第１仕切り板３１１の孔を通って胴部３１の調整部３１ｂ内に進入している。
【００４０】
胴部３１の第１仕切り板３１１と対向した上端キャップ部３１５には、第１仕切り板３１１に形成された調整棒３６が貫通する孔と同軸となるようにネジ孔３１５ａが形成されている。調整ネジ３４のネジ部３４ａが上端キャップ部３１５のネジ孔３１５ａに噛み合うように挿通され、調整部３１ｂ内に進入している。調整ネジ３４の頭部にはツマミ３７が設けられており、ツマミ３７を回転することにより調整ネジ３４のネジ部３４ａが調整部３１ｂ内でその回転方向に応じて進出動及び後退動するようになっている。調整部３１ｂ内にはスプリング３５（オリフィス調整機構・押圧機構）が設けられており、スプリング３５の下端部には第１仕切り板３１１の孔を通って調整領域３１ｂ内に進入する調整棒３６の先端が固定されている。また、スプリング３５の上端部が調整ネジ３４のネジ部３４ａの先端にて押さえられている。スプリング３５の押圧力によって、調整棒３６が下方に押圧され、調整ネジ３４（押圧力調整機構）によってスプリング３５を圧縮することによりその押圧力を調整することができるようになっている。
【００４１】
このような構造のバブル発生ユニット３０を有する微細バブル混在液生成装置では、次のようにして微細バブル混在液が生成される。
【００４２】
バブル発生ユニット３０に対して液体Ｗが供給されていない状況では、スプリング３５が最大に伸びきった状態となって、調整棒３６が最下位置にある。この状況では、図３に示すように、錘状部３６ａのより太い（オリフィス３１２ａの面に平行な断面積のより広い）部分がオリフィス３１２ａ内に位置し、オリフィス３１２ａの開口面積が最小となる。
【００４３】
バブル発生ユニット３０の導入口３２ａに液体Ｗが供給されると、その液体Ｗが導入口３２ａから導入部３２、バブル発生本体部３１ａ及び送出部３３における送通路を圧送される。その過程で、導入部３２からバブル発生本体部３１ａに入り込む液体Ｗの圧力によって調整棒３６が、図４に示すように、スプリング３５の押圧力に抗して上方に移動する。そして、次第にスプリング３５が圧縮されてその押圧力が大きくなり、液体Ｗの圧力とスプリング３５の押圧力とが釣り合った状態で調整棒３６の位置が維持される。即ち、スプリング３５は、調整棒３６の錐状部３６ａのオリフィス３１２ａへの進入度合いに応じた力で調整棒３６を押圧し、調整棒３６の錘状部３６ａのオリフィス３１２ａに対する位置が、スプリング３５の押圧力と液体Ｗの圧力とが釣り合うように自動的に調整される。そして、オリフィス３１２ａは、このように自動的に調整される調整棒３６の錘状部３６ａのオリフィス３１２ａに対する位置に応じた開口面積となる。
【００４４】
このようにオリフィス３１２ａの開口面積が制御される状況において、バブル発生本体部３１ａでは、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、導入部３２からの液体Ｗが仕切り板３１２より上流側の圧縮領域３１３にて圧縮され、オリフィス３１２ａを通過して開放領域３１４に抜ける際に減圧開放される。この圧縮された液体Ｗが減圧開放されるときに、その液中に微細バブルが発生する。この微細バブルの発生により、微細バブルが混在した液体、即ち、微細バブル混在液ＷBが生成され、この微細バブル混在液ＷBがバブル発生本体部３１ａの開放領域３１４から送出部３３を通って吐出口３３ａから吐出される。
【００４５】
このようにして微細バブル混在液ＷBが生成される過程で、導入口３２ａからバブル発生ユニット３０に取り込まれる液体Ｗの圧力が低下すると、スプリング３５は、その低下した液体Ｗの圧力に釣り合うような押圧力となるように伸びる。その結果、調整棒３６が下方に移動し、それに伴って錘状部３６ａのより太い部分がオリフィス３１２ａに位置するようになって、オリフィス３１２ａの開口面積が小さくなる。
【００４６】
一方、導入口３２ａからバブル発生ユニット３０に取り込まれる液体Ｗの圧力が上昇すると、スプリング３５は、その上昇した圧力に釣り合うような押圧力なるように縮む。その結果、調整棒３６が上方に移動し、それに伴って錘状部３６ａのより細い部分がオリフィス３１２ａに位置するようになって、オリフィス３１２ａの開口面積が大きくなる。
【００４７】
このように、バブル発生ユニット３０に供給される液体Ｗの圧力が小さくなると、バブル発生本体部３１ａにおけるオリフィス３１２ａの開口面積が小さくなるので、オリフィス３１２ａを通る液体Ｗを絞ることができる。これにより、液体Ｗの圧力が低下しても、オリフィス３１２ａの前後での圧力差の低下を極力小さくすることができ、なるべく微細バブルの発生が阻害されないようになる。一方、バブル発生ユニット３０に供給される液体Ｗの圧力が大きくなると、バブル発生本体部３１ａにおけるオリフィス３１２ａの開口面積が大きくなるので、オリフィス３１２ａによって液体Ｗの流れが阻害される程度を減少させることができる。これにより、液体Ｗの圧力が大きくなると、オリフィス３１２ａの前後での圧力差の上昇を極力小さくすることができ、過剰な微細バブルの発生が抑制される。その結果、供給される液体Ｗの圧力が変動しても、その液体Ｗから単位体積当たりのバブル混在量が安定した適正な状態の微細バブル混在液を生成することができるようになる。
【００４８】
なお、バブル発生ユニット３０に供給される液体Ｗの平均的な（通常の）圧力が比較的高い場合、調整ネジ３４によってスプリング３５の圧縮量を比較的大きくして、比較的大きな押圧力にて調整棒３６を押圧する状態にすることができる。一方、その液体Ｗの平均的な（通常の）圧力が比較的低い場合、調整ネジ３４によってスプリング３５の圧縮量を比較的小さくして、比較的小さな押圧力にて調整棒３６を押圧する状態にすることができる。
【００４９】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る微細バブル混在液生成装置（図１及び図２参照）を備える半導体洗浄装置について図５を参照して説明する。
【００５０】
図５に示す半導体洗浄装置に用いられる微細バブル混在液生成装置は、図１に示すものと同様に、バブル発生ユニット１０、貯液槽５０、送通管５１、５３、ポンプ５２、開閉弁５４、制御ユニット２０、微細バブル検出器２１、モータ２２、及び動力伝達機構１８を有している。そして、前述したように、内部のオリフィス（図２参照）の開口面積が微細バブル検出器２１にて検出される微細バブルの量に応じて制御されるバブル発生ユニット１０が、貯液槽５０から供給される液体Ｗから微細バブル混在液ＷBを生成して貯液槽５０に戻すようになっている。これにより、所望の量の微細バブルを含有する微細バブル混在液ＷBが貯液槽５０に貯められる。
【００５１】
図５において、この半導体洗浄装置は、モータ６５にて回転される回転軸６３に支持されたベース部材６０を有し、ベース部材６０の周囲部分に設けられた複数の支持ピン６１によって半導体ウェーハＷＦが支持されるようになっている。ベース部材６０に対向するようにノズル８５が配置されている。ノズル８５は、ノズル操作部８０によって動作する可動腕機構８２によって、ベース部材６０に対して上下方向及び径方向に移動可能となっている。貯液槽５０の排出口とポンプ７３の入力との間に送通管７１が設けられるとともに、ポンプ７３の出力とノズル操作部８０との間に送通管７２が設けられている。そして、送通管７２に続いてノズル操作部８０から可動腕機構８２を通ってノズル８５まで送通管（図示略）が設けられている。なお、送通管７１には開閉弁７４が設けられている。
【００５２】
前述したように微細バブル混在液装置におけるポンプ５２及び開閉弁５４を制御するとともに、微細バブル検出器２１からの検出信号に基づいてモータ２２（バブル発生ユニット１０内のオリフィスの開口面積）を制御する制御ユニット２０は、ポンプ７３、開閉弁７４、モータ６５及びノズル操作部８０の動作を制御する。
【００５３】
このような半導体洗浄装置では、開閉弁７４が開放されるとともにポンプ７３が動作すると、貯液槽５０内の微細バブル混在液ＷBが送通管７１、７２を通してノズル操作部８０に送られる。その微細バブル混在液ＷBが更にノズル操作部８０から可動腕機構８２内に配置された送通管を通してノズル８５に供給され、微細バブル混在液ＷBの洗浄液がノズル８５から吐出される。モータ６５の動作によってベース部材６０とともに回転する半導体ウェーハＷＦに対してノズル８５から吐出される洗浄液（微細バブル混在液ＷＢ）が吹きかけられる。ノズル操作部８０に駆動される可動腕機構８２によるノズル８５の半導体ウェーハＷＦの径方向の往復動と半導体ウェーハＷＦの回転とが相まって、ノズル８５から吐出される洗浄液が半導体ウェーハＷＦの全面に吹きつけられるようになる。このようにして、半導体ウェーハＷＦの表面が洗浄液によって洗浄される。
【００５４】
なお、洗浄後の廃液は、カップ６２の底から廃液回収経路（図示略）を通って所定のタンクに送られる。
【００５５】
このような半導体洗浄装置によれば、単位体積当たりのバブル混在量が半導体ウェーハＷＦに付着した不純物の除去に適した適正な状態の微細バブル混在液ＷBを洗浄液として用いて半導体ウェーハＷＦの表面を洗浄することができるようになるので、より効果的に半導体ウェーハＷＦの表面を洗浄することができるようになる。
また、半導体洗浄装置以外にも液晶基板洗浄装置に適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上、説明したように、本発明に係る微細バブル生成装置は、温度、圧力等の液体の条件が変動しても、該液体から比較的安定した状態の微細バブル混在液を生成することができるという効果を有し、所謂、マイクロバブル、マイクロナノバブル、ナノバブル等と呼ばれる極めて微細なバブルが混在した液体を生成する微細バブル混在液生成装置として有用である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  バブル発生ユニット
１１  導入部
１１ａ  導入口
１２  液体供給部
１３  バブル発生本体部
１３１  仕切り板
１３１ａ  オリフィス
１３２  圧縮領域
１３３  開放領域
１３４  キャップ部
１３４ａ  ネジ孔
１４  送出部
１４ａ  吐出口
１５  調整棒
１５ａ  錘状部
１５ｂ  ネジ部
１８  動力伝達機構
２０  制御ユニット
２１  微細バブル検出器
２２  モータ
３０  バブル発生ユニット
３１  胴部
３１ａ  バブル発生本体部
３１ｂ  調整部
３１１  第１仕切り板
３１２  第２仕切り板
３１２ａ  オリフィス
３１３  圧縮領域
３１４  開放領域
３１５  上端キャップ部
３１５ａ  ネジ孔
３２  導入部
３２ａ  導入口
３３  送出部
３３ａ  吐出口
３４  調整ネジ
３４ａ  ネジ部
３５  スプリング
３６  調整棒
３６ａ  錘状部
３７  ツマミ
５０  貯液槽
５１、５３  送通管
５２  ポンプ
５４  開閉弁
【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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