(57)【要約】【課題】微細領域（５０）に予め液体（５１）が入っている被洗浄物（４０）を洗浄槽（１０）の洗浄液（１２）に浸漬して洗浄する場合であっても、清浄度の高い洗浄を実現することのできる洗浄方法、洗浄装置および洗浄方法を適用した被洗浄物を得る。【解決手段】洗浄槽の空間領域（１４）に存在するガスを排気することで洗浄槽内を減圧し、減圧された洗浄槽の洗浄液に洗浄用ガスを供給することで洗浄槽内を復圧する第１洗浄工程と、洗浄槽の空間領域に存在するガスを排気することで洗浄槽内を減圧し、減圧された洗浄槽の空間領域に洗浄用ガスあるいは大気を供給することで洗浄槽内を復圧する第２洗浄工程とを実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能な洗浄槽に貯めた洗浄液に浸漬された被洗浄物を洗浄する洗浄方法であって、
前記被洗浄物の表面に開口部を有する微細領域内で気泡を膨張させるために、前記洗浄槽内の、前記洗浄液の液面上の領域である気相部に存在するガスを前記洗浄槽から排気することで前記洗浄槽内を減圧する第１減圧ステップと、
前記第１減圧ステップで膨張させた前記微細領域内で気泡を消失させないように収縮させるために、前記洗浄槽内の、前記洗浄液が占める領域である液相部に洗浄用ガスを供給することで前記洗浄槽内を復圧する第１復圧ステップと、
を有する第１洗浄工程と、
前記第１復圧ステップで収縮させた前記微細領域内で気泡を膨張させるために、前記気相部に存在するガスを前記洗浄槽から排気することで前記洗浄槽内を減圧する第２減圧ステップと、
前記第２減圧ステップで膨張させた前記微細領域内で気泡を消失させるために、前記気相部に前記洗浄用ガスあるいは環境中の大気を供給することで前記洗浄槽内を復圧する第２復圧ステップと、
を有する第２洗浄工程と、
を備える洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の洗浄方法において、
前記第１復圧ステップで、前記洗浄液と前記洗浄用ガスとを混合することで前記洗浄用ガスからなる微細気泡を発生させ、発生させた前記微細気泡を前記液相部に供給することで前記液相部に前記洗浄用ガスを供給して前記洗浄槽内を復圧する
洗浄方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の洗浄方法において、
前記第１洗浄工程を２回以上繰り返し実行した後に、前記第２洗浄工程を実行する
洗浄方法。
【請求項４】
請求項３に記載の洗浄方法において、
前記第１洗浄工程を前記２回以上繰り返し実行する場合、２回目以降に実行する前記第１洗浄工程の前記第１減圧ステップで、前記洗浄槽から排気されたガスを前記洗浄用ガスとして回収する
洗浄方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の洗浄方法において、
前記第１減圧ステップを実行した後、前記洗浄液に溶存する洗浄用ガスの濃度である溶存ガス濃度があらかじめ規定した第１閾値以下になれば、前記第１復圧ステップを実行し、
前記第２減圧ステップを実行した後、前記溶存ガス濃度があらかじめ規定した第２閾値以下になれば、前記第２復圧ステップを実行する
洗浄方法。
【請求項６】
密閉可能な洗浄槽に貯めた洗浄液に浸漬された被洗浄物の表面に開口部を有する微細領域内で気泡を膨張させるあるいは収縮させる洗浄装置であって、
前記洗浄槽内の、前記洗浄液の液面上の領域である気相部に存在するガスを前記洗浄槽から排気することで前記洗浄槽内を減圧するガス排気部と、
前記洗浄槽内の、前記洗浄液が占める領域である液相部に洗浄用ガスを供給する第１系統と、前記気相部に前記洗浄用ガスあるいは環境中の大気を供給する第２系統とを選択切り換え可能な系統として有し、前記ガス排気部が減圧した前記洗浄槽内を復圧する際に、前記第１系統および前記第２系統のいずれかを選択することで、前記液相部および前記気相部のいずれかに所望のガスを供給するガス供給部と、
を備える洗浄装置。
【請求項７】
請求項６に記載の洗浄装置において、
前記ガス排気部が前記洗浄槽から排気する排気ガスが前記洗浄用ガスである場合、前記排気ガスを回収する洗浄用ガス回収部をさらに備え、
前記ガス供給部は、
前記液相部に所望のガスを供給する際、前記ガス回収部に回収された洗浄用ガスを前記液相部に供給する
洗浄装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の洗浄装置において、
前記ガス排気部は、
自身が駆動することで前記気相部に存在するガスを前記洗浄槽から排気する真空ポンプと、
前記洗浄液に溶存する洗浄用ガスの濃度である溶存ガス濃度を検出する溶存ガス濃度計と、
前記真空ポンプの駆動を制御し、前記溶存ガス濃度計による前記溶存ガス濃度の検出値があらかじめ規定した閾値以下になれば、前記真空ポンプの駆動を停止させる真空ポンプ制御部と、
を有する洗浄装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載の洗浄装置において、
自身に供給された前記洗浄液と前記洗浄用ガスとを混合することで前記洗浄用ガスからなる微細気泡を発生させ、発生させた前記微細気泡を前記液相部に供給する微細気泡発生部をさらに備え、
前記ガス供給部は、
前記微細気泡発生部に前記洗浄用ガスを供給することで前記液相部に前記洗浄用ガスを供給して前記洗浄槽内を復圧する
洗浄装置。
【請求項１０】
請求項１から５のいずれか１項に記載の洗浄方法を適用して洗浄される被洗浄物であって、
前記被洗浄物は、微細領域を有する基板または精密加工部品である
洗浄方法を適用した被洗浄物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被洗浄物の微細領域内に存在する気泡の減圧膨張および加圧収縮によって、被洗浄物の微細領域を洗浄する洗浄方法、洗浄装置および洗浄方法を適用した被洗浄物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被洗浄物を洗浄液に浸漬して微細領域（例えば、止め穴・袋穴等）を洗浄するとき、この微細領域に予め液体が入っている被洗浄物を洗浄する場合と、この微細領域に予め液体が入っていない被洗浄物を洗浄する場合とがある。
【０００３】
微細領域に予め液体が入っていない被洗浄物を洗浄液に浸漬して洗浄する場合、洗浄液の表面張力の影響によって微細領域に洗浄液が侵入しにくい。したがって、微細領域に空気層が残ってしまい、微細領域と洗浄液とが接触しないので、微細領域を洗浄できない。
【０００４】
そこで、一般的には、洗浄液が入った洗浄槽内の圧力を変えることによって、微細領域に洗浄液を侵入させて洗浄する。具体的には、洗浄液に被洗浄物を浸漬した状態で洗浄槽内を減圧することで、微細領域の空気層を膨張させ、空気層の一部を微細領域から離脱させる。続いて、洗浄槽内を復圧することで、微細領域の空気層を収縮させ、微細領域から離脱させた空気の体積分に相当する洗浄液を微細領域に侵入させる。このように、微細領域の空気層を減圧膨張させたり、加圧収縮させたりすることによって、微細領域に洗浄液を置換し、微細領域を洗浄する。
【０００５】
一方、微細領域に予め液体が入っている被洗浄物を洗浄液に浸漬して洗浄する場合、微細領域内が予め液体で満たされているので、微細領域に空気層がない。
【０００６】
そこで、微細領域に予め液体が入っている被洗浄物を洗浄液に浸漬して洗浄する場合において、一般的に、洗浄槽内を高い圧力により加圧することで洗浄液に洗浄用のガスを溶解させた後、洗浄槽内を減圧することで洗浄液中に気泡を発生させる。微細領域の洗浄液中に発生した気泡の対流で、微細領域内の洗浄液を置換し、微細領域を洗浄する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３−０９４４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献１に記載の従来技術において、微細領域に予め液体が入っている被洗浄物を洗浄液に浸漬して洗浄する場合、微細領域で発生した気泡が微細領域内に残留しないので、微細領域内で気泡の減圧膨張と加圧収縮することによる微細領域内の洗浄液の繰り返し置換ができなかった。
【０００９】
また、特許文献１に記載の従来技術において、気泡を発生させるために、洗浄槽内を減圧する工程に加えて洗浄層内を高い圧力で加圧してガスを溶解させる工程を必要としているので、洗浄装置が大型化するとともに、洗浄時間が長くなるという問題点があった。さらに、例えば、微細領域内の洗浄液を繰り返し置換する場合、ガスを繰り返し溶解させる必要があるので、エネルギー消費量が大きくなるという問題点があった。
【００１０】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、微細領域に予め液体が入っている被洗浄物を洗浄液に浸漬して洗浄する場合であっても、清浄度の高い洗浄を実現することのできる洗浄方法、洗浄装置および洗浄方法を適用した被洗浄物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
密閉可能な洗浄槽に貯めた洗浄液に浸漬された被洗浄物を洗浄する洗浄方法であって、被洗浄物の表面に開口部を有する微細領域内で気泡を膨張させるために、洗浄槽内の、洗浄液の液面上の領域である気相部に存在するガスを洗浄槽から排気することで洗浄槽内を減圧する第１減圧ステップと、第１減圧ステップで膨張させた微細領域内で気泡を消失させないように収縮させるために、洗浄槽内の、洗浄液が占める領域である液相部に洗浄用ガスを供給することで洗浄槽内を復圧する第１復圧ステップと、を有する第１洗浄工程と、第１復圧ステップで収縮させた微細領域内で気泡を膨張させるために、気相部に存在するガスを洗浄槽から排気することで洗浄槽内を減圧する第２減圧ステップと、第２減圧ステップで膨張させた微細領域内で気泡を消失させるために、気相部に洗浄用ガスあるいは環境中の大気を供給することで洗浄槽内を復圧する第２復圧ステップと、を有する第２洗浄工程と、を備えるものである。
【００１２】
密閉可能な洗浄槽に貯めた洗浄液に浸漬された被洗浄物の表面に開口部を有する微細領域内で気泡を膨張させるあるいは収縮させる洗浄装置であって、洗浄槽内の、洗浄液の液面上の領域である気相部に存在するガスを洗浄槽から排気することで洗浄槽内を減圧するガス排気部と、洗浄槽内の、洗浄液が占める領域である液相部に洗浄用ガスを供給する第１系統と、気相部に洗浄用ガスあるいは環境中の大気を供給する第２系統とを選択切り換え可能な系統として有し、ガス排気部が減圧した洗浄槽内を復圧する際に、第１系統および第２系統のいずれかを選択することで、液相部および気相部のいずれかに所望のガスを供給するガス供給部と、を備えるものである。
【００１３】
本発明における洗浄方法を適用した被洗浄物は、洗浄方法を適用して洗浄される被洗浄物であって、被洗浄物は、微細領域を有する基板または精密加工部品であるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、洗浄槽の空間領域に存在するガスを排気することで洗浄槽内を減圧し、減圧された洗浄槽の洗浄液に洗浄用ガスを供給することで洗浄槽内を復圧する第１洗浄工程と、洗浄槽の空間領域に存在するガスを排気することで洗浄槽内を減圧し、減圧された洗浄槽の空間領域に洗浄用ガスあるいは大気を供給することで洗浄槽内を復圧する第２洗浄工程とを実行する。これにより、微細領域に予め液体が入っている被洗浄物を洗浄液に浸漬して洗浄する場合であっても、清浄度の高い洗浄を実現することのできる洗浄方法、洗浄装置および洗浄方法を適用した被洗浄物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における洗浄装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１における洗浄装置の一連の洗浄処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１において、第１洗浄工程における微細領域での気泡の発生段階の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１において、第１洗浄工程における微細領域での気泡の残留段階の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、第２洗浄工程における微細領域での気泡の除去段階の概略図である。
【図６】本発明の実施の形態２における洗浄装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３のおける洗浄装置の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態４における洗浄装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態４における洗浄装置の一連の洗浄処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明による洗浄方法、洗浄装置および洗浄方法を適用した被洗浄物を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における洗浄装置１の構成を示す概略図である。なお、図１には、（１）微細領域５０が液体５１で満たされている場合（液体充填状態）と、（２）微細領域内が空気で満たされている場合（空気層状態）とを示す模式図も併せて示されている。
【００１８】
本実施の形態１における洗浄装置１は、洗浄槽１０と、第１供給配管２１と第２供給配管２２と第１切替弁２３と連結配管２４とを有するガス供給部２０と、真空ポンプ３１と第１排気配管３２と排気弁３３と圧力計３４とを有するガス排気部３０とを備える。
【００１９】
洗浄槽１０は、形状が例えば、箱形状のものであり、上方に開口部を有している。洗浄槽１０の開口部には、開閉可能な構造である蓋１１が設けられており、この蓋１１によって洗浄槽１０の内部が密閉される。洗浄槽１０内には、洗浄液１２が貯められており、洗浄槽１０内の上部に空間領域１４が形成されるように洗浄液１２の液量が調整される。洗浄槽１０内の底部には、台１３が設けられ、洗浄液１２中の台１３の上に被洗浄物４０が設置される。また、微細領域５０は、被洗浄物４０の表面に開口部を有する。
【００２０】
ここで、被洗浄物４０を洗浄液１２に浸漬する前に、予め微細領域５０に液体５１が入っているか否かによって、浸漬した後の微細領域５０の状態が異なる。すなわち、予め微細領域５０に液体５１が入っていれば、被洗浄物４０を浸漬した後の微細領域５０が液体充填状態となる（図１（１）参照）。一方、予め微細領域５０に液体５１が入っていなければ、被洗浄物４０を浸漬した後の微細領域５０が空気層状態となる（図１（２）参照）。
【００２１】
台１３の構造は、台１３に設置された被洗浄物４０の下側にある微細領域５０の開口部と洗浄液１２とが接触できるように、例えば、メッシュまたは枠状の構造とすればよい。なお、台１３を設けずに、例えば、被洗浄物４０を洗浄槽１０内に吊り下げる構造として、被洗浄物４０の下側にある微細領域５０の開口部と洗浄液１２とが接触できるようにしてもよい。
【００２２】
ガス供給部２０は、洗浄槽１０内の気相部（空間領域１４）および液相部（洗浄液１２中）のいずれか一方に洗浄用ガスを選択的に供給することができる。ガス供給部２０の具体的な構成として、第１供給配管２１は、第１供給ガス出口２１ａが空間領域１４に位置するように、洗浄槽１０に設けられる。第２供給配管２２は、第２供給ガス出口２２ａが洗浄液１２中に位置するように、洗浄槽１０に設けられる。なお、ここでいう気相部とは、図１に示すように、洗浄槽１０内において洗浄液１２の液面上の領域（空間領域１４）に相当する。また、ここでいう液相部とは、図１に示すように、洗浄槽１０内において洗浄液１２が占める領域に相当する。
【００２３】
なお、第２供給ガス出口２２ａの構造を散気フィルタ形状にするなどして、洗浄液１２中に供給した洗浄用ガスを溶解しやすくしてもよい。また、第２供給ガス出口２２ａが洗浄槽１０の底面に位置するように、第２供給配管２２を設けてもよい。この場合、第２供給ガス出口２２ａが台１３の下側に位置してもよく、台１３の構造が洗浄液１２中に供給した洗浄用ガスを溶解しやすい構造であることが好ましい。
【００２４】
第１供給配管２１および第２供給配管２２は、第１切替弁２３を介して連結される。また、第１切替弁２３が第１供給配管２１側に切替えられている場合には、連結配管２４から供給される洗浄用ガスは、第１切替弁２３および第１供給配管２１を介して、空間領域１４に供給される。
【００２５】
一方、第１切替弁２３が第２供給配管２２側に切替えられている場合には、連結配管２４から供給される洗浄用ガスは、第１切替弁２３および第２供給配管２２を介して、洗浄液１２中に供給される。
【００２６】
なお、第１切替弁２３が設けられる位置は、洗浄槽１０の外側であっても、内側であってもよいが、好ましくは洗浄槽１０の外側である。また、第１供給配管２１および第２供給配管２２を第１切替弁２３を介して連結させずに、それぞれを個別に設けてもよい。この場合、それぞれの配管に弁を取り付け、洗浄槽１０内を密閉する構造とする。
【００２７】
なお、空間領域１４および洗浄液１２中に供給される洗浄用ガスの一例としては、例えば、大気、清浄空気、酸素ガス、炭酸ガス、水素ガス、オゾンおよび希ガスからなる群の中から少なくとも１種類または２種類以上組み合わせたものであればよい。
【００２８】
ガス排気部３０は、洗浄槽１０内の空間領域１４に存在するガスを排気することができる。ガス排気部３０の具体的な構成として、真空ポンプ３１は、洗浄槽１０と接続される第１排気配管３２を介して、空間領域１４に存在するガスを排気する。また、第１排気配管３２において、真空ポンプ３１と洗浄槽１０との間の位置には排気弁３３が設けられ、排気弁３３と洗浄槽１０との間の位置には圧力計３４が設けられる。
【００２９】
次に、本実施の形態１における洗浄装置１の洗浄動作について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態１における洗浄装置１の一連の洗浄処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、本実施の形態１における洗浄装置１を、洗浄液１２に浸漬される前に予め微細領域５０に液体５１が入っている被洗浄物４０（図１（１）参照）に対して適用する場合について説明する。
【００３０】
ここで、被洗浄物４０を洗浄槽１０内の洗浄液１２に浸漬した状態で洗浄処理（第１洗浄工程および第２洗浄工程の実行）を開始する。なお、この場合、蓋１１を閉めて洗浄槽１０内を密閉状態にしている。また、洗浄処理の開始時（スタート）においては、空間領域１４に存在するガスの大半は、洗浄装置１を設置した環境中の大気（以降では、単に環境中の大気と称す）である。
【００３１】
はじめに、洗浄処理で実行される第１洗浄工程について説明する。第１洗浄工程は、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２の一連の工程に相当する。
【００３２】
第１洗浄工程のステップＳ１０１において、空間領域１４に存在するガスを排気することによって、洗浄槽１０内の圧力が洗浄液１２の液温の蒸気圧Ｐ（以降では、単に蒸気圧Ｐと称す）と同じ圧力になるように減圧する。具体的には、排気弁３３を開けるとともに第１切替弁２３を閉めて、空間領域１４に存在するガスを真空ポンプ３１で排気する。洗浄槽１０内の圧力については、圧力計３４で確認しながら調整すればよい。また、蒸気圧Ｐは、洗浄液１２の液温に依存するので、例えば、液温計を設けることで洗浄液１２の液温を確認しながら洗浄槽１０内の圧力を調整してもよい。なお、洗浄槽１０内の圧力が蒸気圧Ｐよりも高い圧力（例えば、蒸気圧Ｐよりも０．１ｋＰａ〜４０ｋＰａ分高い圧力）となるように減圧してもよい。
【００３３】
続いて、第１洗浄工程のステップＳ１０２において、洗浄槽１０内の洗浄液１２中に洗浄用ガスを供給することによって、洗浄槽１０内の圧力が大気圧になるように復圧する。具体的には、排気弁３３を閉めるとともに第１切替弁２３を第２供給配管２２の方向に開けて、洗浄液１２中に洗浄用ガスを供給する。なお、洗浄槽１０内の圧力が大気圧になるように復圧するのではなく、ステップＳ１０１における減圧時の圧力よりも大きくなるように復圧するだけでもよい。
【００３４】
このように、第１洗浄工程のステップＳ１０１を実行することで微細領域５０に気泡が発生するとともに膨張するので、微細領域５０に予め満たされている液体５１が洗浄液１２中に排出される。また、第１洗浄工程のステップＳ１０２を実行することで膨張した気泡が収縮するので、洗浄液１２が微細領域５０の深部にまで引き込まれる。また、第１洗浄工程を１回だけでなく繰り返し実行すれば、微細領域５０において気泡が膨張したり収縮したりするので、汚れを含んだ洗浄液１２から新しい洗浄液１２に繰り返し置換される。なお、これらのメカニズム（気泡発生段階、気泡残留段階）については、後述する。
【００３５】
次に、第１洗浄工程の実行後に実行される第２洗浄工程について説明する。第２洗浄工程は、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４の一連の工程に相当する。
【００３６】
第２洗浄工程のステップＳ１０３において、空間領域１４に存在するガスを排気することによって、洗浄槽１０内の圧力が蒸気圧Ｐと同じ圧力になるように減圧する。具体的には、ステップＳ１０１と同様に排気弁３３を開けるとともに第１切替弁２３を閉めて、空間領域１４のガスを真空ポンプ３１で排気する。なお、洗浄槽１０内の圧力が蒸気圧Ｐよりも高い圧力（例えば、蒸気圧Ｐよりも０．１ｋＰａ〜４０ｋＰａ分高い圧力）となるように減圧してもよい。
【００３７】
続いて、第２洗浄工程のステップＳ１０４において、洗浄処理の最終工程として、洗浄槽１０内の空間領域１４に洗浄用ガスを供給することによって、洗浄槽１０内の圧力が大気圧になるように復圧する。具体的には、排気弁３３を閉めるとともに第１切替弁２３を第１供給配管２１の方向に開けて、空間領域１４に洗浄用ガスを供給する。
【００３８】
このように、第２洗浄工程を実行することで微細領域５０において気泡が除去される。なお、このメカニズム（気泡除去段階）については、後述する。
【００３９】
そして、第２洗浄工程の実行後、一連の洗浄処理が終了するので、蓋１１を外して洗浄液１２から被洗浄物４０を搬出する。
【００４０】
次に、第１洗浄工程および第２洗浄工程における微細領域５０に発生する気泡５２の変化について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１において、第１洗浄工程における微細領域５０での気泡５２の発生段階の概略図である。図４は、本発明の実施の形態１において、第１洗浄工程における微細領域５０での気泡５２の残留段階の概略図である。図５は、本発明の実施の形態１において、第２洗浄工程における微細領域５０での気泡５２の除去段階の概略図である。なお、図３〜図５は、微細領域５０の気泡５２の一連の変化状態を、気泡発生段階、気泡残留段階および気泡除去段階の３段階に分けて記載したものである。
【００４１】
はじめに、気泡発生段階について説明する。なお、一連の洗浄処理の開始前において、前述したように、予め微細領域５０に液体５１が入っているものとする。この場合、図３（１）に示すように、微細領域５０に空気層または気泡５２が存在しておらず、微細領域５０が液体充填状態である。
【００４２】
第１洗浄工程のステップＳ１０１を実行する場合、図３（２）に示すように、洗浄液１２に溶存している洗浄用ガス成分５３が気泡核となって、沸騰による小さな気泡５２が洗浄液１２中に多数発生する。また、洗浄液１２中の洗浄用ガス成分５３および水蒸気５４が気泡５２の中に取り込まれて、気泡５２が膨張し、膨張した気泡５２の一部が微細領域５０から離脱する。さらに、微細領域５０で気泡５２が膨張することによって、微細領域５０に予め満たされている液体５１が洗浄液１２中に排出される。
【００４３】
次に、第１洗浄工程のステップＳ１０２を実行する場合、洗浄槽１０内が復圧されるので、洗浄用ガス成分５３が洗浄液１２に溶解する。また、洗浄槽１０内が復圧されるにしたがって、図３（３）に示すように、微細領域５０の気泡５２が収縮し、洗浄用ガス成分５３が溶存する洗浄液１２が微細領域５０に引き込まれていく。そして、復圧が完了すれば、図３（４）に示すように、気泡５２が収縮し、洗浄用ガス成分５３が溶存する洗浄液１２が微細領域５０の深部にまで引き込まれることとなる。
【００４４】
また、図３（３）、（４）に示すように、洗浄槽１０内の復圧に伴い、気泡５２中の水蒸気５４が凝縮していき、復圧完了時では、蒸気圧Ｐに応じた水蒸気５４が気泡５２の中に残留し、残留しなかった水蒸気５４が液体として洗浄液１２に戻ることとなる。同様に、洗浄槽１０内の復圧に伴い、気泡５２中の洗浄用ガス成分５３も凝縮していき、復圧完了時では、微細領域５０に深部にまで引き込まれた洗浄液１２に洗浄用ガス成分５３が溶存するので、溶けきれなかった洗浄用ガス成分５３が気体として気泡５２の中に残留することとなる。
【００４５】
このように、第１洗浄工程の気泡発生段階においては、微細領域５０に気泡５２が発生するとともに膨張するので、微細領域５０に予め満たされている液体５１が洗浄液１２中に排出される。さらに、減圧後の洗浄槽１０内を復圧するにしたがって膨張した気泡が収縮し、洗浄液１２が微細領域５０の深部にまで引き込まれていくので、微細領域５０を洗浄することができる。
【００４６】
続いて、気泡残留段階について説明する。第１洗浄工程のステップＳ１０２をはじめて実行した場合、前述したように、微細領域５０の気泡５２の状態は、先の図３（４）に示す状態である。
【００４７】
ここで、第１洗浄工程のステップＳ１０１を再び実行する場合、図４（５）に示すように、微細領域５０の気泡５２が膨張（減圧膨張）し、膨張した気泡５２によって微細領域５０の洗浄液１２が押し出される。なお、蒸気圧Ｐよりも高い圧力になるように洗浄槽１０内を減圧すれば、先の図３（２）とは異なり、微細領域５０で減圧膨張した気泡５２の微細領域５０からの離脱を抑制することができ、気泡５２が消失せずに微細領域５０に残留しやすくなる。
【００４８】
次に、第１洗浄工程のステップＳ１０２を再び実行する場合、図４（６）に示すように、気泡５２が収縮（加圧収縮）し、洗浄用ガス成分５３が溶存する洗浄液１２が微細領域５０の深部にまで再び引き込まれることとなる。
【００４９】
このように、第１洗浄工程の気泡残留段階においては、微細領域５０において気泡５２が減圧膨張することで汚れを含んだ洗浄液１２が押し出され、気泡５２が加圧収縮することで新しい洗浄液１２が引き込まれる。すなわち、微細領域５０において気泡５２が膨張したり収縮したりするので、汚れを含んだ洗浄液１２から新しい洗浄液１２に置換されることとなる。
【００５０】
また、第１洗浄工程を繰り返し実行すればするほど、微細領域５０において洗浄液１２の置換回数が増える（洗浄液１２が繰り返し置換される）ので、より清浄度を向上させることができる。さらに、第１洗浄工程において、洗浄槽１０内の圧力が蒸気圧Ｐよりも高い圧力になるように減圧すれば、より少ない消費エネルギーで清浄度の高い洗浄を達成することができる。
【００５１】
なお、第１洗浄工程においては、減圧状態の洗浄槽１０内を急激に復圧せずに、空間領域１４の容積１Ｌあたり、例えば０．５秒間〜１５秒間かけて復圧することで、復圧による衝撃で微細領域５０の気泡５２の消失を抑制することができる。
【００５２】
また、第１洗浄工程のステップＳ１０１からステップＳ１０２への切り替えタイミング（ステップＳ１０１とステップＳ１０２との時間間隔）については、必要以上に洗浄槽１内の減圧状態を維持することがないようにあらかじめ規定しておけばよい。
【００５３】
続いて、気泡除去段階について説明する。第１洗浄工程の終了後、第２洗浄工程のステップＳ１０３を実行する場合、図５（７）に示すように、洗浄液１２に溶存している洗浄用ガス成分５３が気泡核となって、沸騰による小さな気泡５２が洗浄液１２中に多数発生する。さらに、微細領域５０に残留した気泡５２は、洗浄槽１０内の減圧によって、洗浄液１２中の水蒸気５４および洗浄用ガス成分５３を取り込みながら膨張する。
【００５４】
また、洗浄液１２の沸騰状態（洗浄槽１０内を減圧した状態）を維持することによって、図５（８）に示すように、微細領域５０から気泡５２の離脱が促進される。さらに、洗浄液１２の沸騰状態を維持することによって、図５（９）に示すように、洗浄液１２中の洗浄用ガス成分５３が脱気され、沸騰による気泡５２の発生量が少なくなる。なお、ステップＳ１０３からステップＳ１０４への切り替えタイミング（ステップＳ１０３とステップＳ１０４との時間間隔）については、必要以上に洗浄槽１内の減圧状態を維持することがないようにあらかじめ規定しておけばよい。具体的には、洗浄槽１０内の減圧状態（洗浄液１２の沸騰状態）は、例えば、１０秒〜３００秒間維持する。
【００５５】
次に、第２洗浄工程のステップＳ１０４を実行する場合、微細領域５０の気泡５２が収縮するとともに、洗浄液１２中の洗浄用ガス成分５３が脱気されているので、溶存ガス濃度の低い洗浄液１２が微細領域５０に侵入する。また、復圧に伴い、微細領域５０の気泡５２中の水蒸気５４が凝縮し、液体として洗浄液１２に戻るとともに、微細領域５０に侵入した洗浄液１２の溶存ガス濃度が低いので、気泡５２中にわずかに含まれていた洗浄用ガス成分５３のすべてがこの洗浄液１２に溶解する。したがって、復圧が完了すれば、図５（１０）に示すように、微細領域５０の気泡５２が消失する。
【００５６】
このように、気泡除去段階においては、空間領域１４に洗浄用ガスを供給して洗浄槽１０内を復圧することで、微細領域５０の気泡５２を消失させる。気泡５２の消失前では微細領域５０において気泡５２が残留していた部分が洗浄液１２と接触することがなかったが、気泡５２の消失後ではこの部分が洗浄液１２と接触することとなるので、微細領域５０の清浄度をより向上させることができる。
【００５７】
次に、本実施の形態１における洗浄装置１を、予め微細領域５０に液体５１が入っていない被洗浄物４０（図１（２）参照）に対して適用する場合について説明する。なお、この被洗浄物４０を洗浄液１２に浸漬した場合、微細領域５０に空気層が存在する。
【００５８】
ここで、本実施の形態１における洗浄装置１は、予め微細領域５０に液体５１が入っていない被洗浄物４０についても、微細領域５０の空気層の減圧膨張および加圧収縮によって洗浄が可能である。
【００５９】
すなわち、洗浄槽１０内を減圧する場合、洗浄槽１０内の圧力が蒸気圧Ｐよりも高い圧力（例えば、蒸気圧Ｐよりも０．１ｋＰａ〜４０ｋＰａ分高い圧力）となるように減圧する。これにより、微細領域５０から空気層の一部が離脱するので、洗浄槽１０内の復圧時に微細領域５０の空気量が減少する。さらに、洗浄槽１０内を復圧する場合、洗浄用ガス成分５３を溶解させた洗浄液１２を微細領域５０に引き込ませることによって、微細領域５０の空気層が消滅することを防止できる。
【００６０】
したがって、予め微細領域５０に液体５１が入っていない被洗浄物４０についても、空気層の減圧膨張および加圧収縮によって、微細領域５０において、先と同様に、洗浄液１２が繰り返し置換されることとなる。また、洗浄処理の最終工程において、先と同様に、微細領域５０の空気層を除去することによって、微細領域５０の清浄度がより向上する。
【００６１】
なお、予め微細領域５０に液体５１が入っていない被洗浄物４０を洗浄液１２に浸漬した後、一連の洗浄処理を開始する前に第２洗浄工程を先行して実行することによって、微細領域５０に存在する空気層を除去してもよい。この空気層を除去すれば、洗浄液１２が侵入して微細領域５０が液体充填状態と同等となるので、予め微細領域５０に液体５１が入っている被洗浄物４０と同様の洗浄処理で洗浄することができることとなる。
【００６２】
以上、本実施の形態１によれば、洗浄槽内の洗浄液中に洗浄用ガスを供給しながら復圧することで溶存ガス濃度の高い洗浄液を微細領域に引き込ませる。これにより、微細領域に気泡を発生させ清浄度の高い洗浄を実現することができる。また、気泡の減圧膨張および加圧収縮を繰り返すことによって、微細領域において洗浄液を繰り返して置換することができ、より清浄度の高い微細領域の洗浄を実現することができる。
【００６３】
また、洗浄液中に洗浄用ガスを供給しながら洗浄槽内を復圧することで、洗浄液への洗浄用ガスの溶解と同時に洗浄液を攪拌することができる。このように洗浄液を攪拌することによって、洗浄槽内の洗浄液の溶存ガス濃度が均一になって被洗浄物を偏りなく洗浄できる。
【００６４】
また、洗浄液中に洗浄用ガスを供給しながら洗浄槽内を復圧することで、特別な機構を用いずに洗浄液への洗浄用ガスの溶解が容易となり、さらには洗浄液の攪拌もできるので、簡便な装置構成にできる。
【００６５】
また、洗浄の最終工程では、洗浄槽内を洗浄液の液温に対応する蒸気圧にまで減圧した状態をあらかじめ規定した時間維持した後に、空間領域に洗浄用ガスあるいは大気を供給しながら洗浄槽を復圧することで、洗浄液の溶存ガス濃度が低い洗浄液が微細領域に引き込まれる。これにより、微細領域の気泡の中の洗浄用ガス成分が洗浄液に溶解し、微細領域の気泡が消失する。このように、微細領域の気泡が消失することにより、気泡が残留していた部分が洗浄液と接触するので、微細領域の清浄度がより向上する。あるいは微細領域が洗浄液で満たされた状態で洗浄工程を終了してもよい。洗浄の最終工程で、洗浄槽内を洗浄液の蒸気圧にまで減圧した後に、洗浄槽内の液相に洗浄用ガスあるいは大気を供給しながら洗浄槽を復圧することで、洗浄液の溶存ガス濃度の高い洗浄液が微細領域に引き込まれる。これにより、微細領域が洗浄液でみたされていない状態で洗浄工程を終了することができ、洗浄工程の後段で被洗浄物の微細領域を乾燥する場合、その作業時間を短縮できる。
【００６６】
なお、一連の洗浄処理が終了した後、再び、洗浄処理を実行する際において、前回の洗浄処理時に使用した洗浄液１２を繰り返し使用する場合、洗浄槽１０内の洗浄液１２を曝気した後に洗浄処理を開始すればよい。すなわち、本実施の形態１における洗浄装置１による洗浄処理おいては、洗浄液１２の溶存ガス濃度が低い状態で終了するので、洗浄液１２を曝気することによって、洗浄液１２の溶存ガス濃度が高い状態で次回の洗浄処理を開始することができる。
【００６７】
ここで、洗浄液１２を曝気する場合、例えば、洗浄槽１０内を密閉した状態で、排気弁３３を開けるとともに、第１切替弁２３を第２供給配管２２の方向に開ける。そして、空間領域１４に存在するガスを真空ポンプ３１で排気しながら、第２供給配管２２から洗浄液１２中にガスを供給すればよい。
【００６８】
さらに、洗浄液１２を曝気する場合、例えば、洗浄槽１０内を開放した状態で、排気弁３３を開けるとともに、第１切替弁２３を第２供給配管２２の方向に開ける。そして、真空ポンプ３１と連結配管２４とを配管を介して接続することで真空ポンプ３１の排気ガスを、第２供給配管２２を介して洗浄液１２中に供給するようにしてもよい。さらにまた、洗浄液１２を曝気する場合、例えば、洗浄槽１０を開放した状態で、第１切替弁２３を第２供給配管２２の方向に開けて、連結配管２４に連結した専用の曝気用ポンプで加圧しながら、第２供給配管２２から洗浄液１２中に洗浄用ガスを供給するようにしてもよい。
【００６９】
このように、洗浄液１２を曝気した後に洗浄処理を開始することによって、第１洗浄工程の気泡発生段階においては、微細領域５０に気泡５２をより発生しやすくなる。また、洗浄液１２を繰り返し使用することで、洗浄液１２の使用量を削減することができる。
【００７０】
実施の形態２．
先の実施の形態１では、第１洗浄工程で洗浄槽１０内を減圧する場合に空間領域１４に存在するガスを排気する洗浄装置１について説明した。これに対して、本発明の実施の形態２では、第１洗浄工程で空間領域１４から排気された洗浄用ガスを回収する洗浄装置１Ａについて説明する。
【００７１】
図６は、本発明の実施の形態２における洗浄装置１Ａの構成を示す概略図である。ここで、本実施の形態２における洗浄装置１Ａは、洗浄槽１０を備えるとともに、第１供給配管２１と第２供給配管２２と第１切替弁２３と連結配管２４と第２切替弁２５と供給弁２６とを有するガス供給部２０Ａと、真空ポンプ３１と第１排気配管３２と第２排気配管３５とを有するガス排気部３０Ａと、洗浄用ガス回収部６０とを備える。なお、ここでは、先の実施の形態１と構成が異なるガス供給部２０Ａおよびガス排気部３０Ａと、洗浄用ガス回収部６０とを中心に説明する。
【００７２】
図６において、洗浄用ガス回収部６０は、ガス貯蔵タンク６１、ガス回収切替弁６２およびタンク出口側配管６３を有する。ガス供給部２０Ａは、洗浄液１２中にガス貯蔵タンク６１に貯蔵された洗浄用ガスを供給したり、空間領域１４に環境中の大気を供給したりする。また、ガス排気部３０Ａは、空間領域１４に存在するガスを排気し、排気したガスが洗浄用ガスである場合にはガス貯蔵タンク６１に回収し、大気である場合には環境中に放出する（大気開放する）。
【００７３】
ガス供給部２０Ａおよびガス排気部３０Ａの具体的な構成として、第１供給配管２１は、先の実施の形態１と同様に、第１供給ガス出口２１ａが空間領域１４に位置するように、洗浄槽１０に設けられる。また、第１供給配管２１は、環境中の大気を空間領域１４に供給することができるように設けられており、さらに、この配管には供給弁２６が設けられる。
【００７４】
一方、第２供給配管２２は、先の実施の形態１と同様に、第２供給ガス出口２２ａが洗浄液１２中に位置するように、洗浄槽１０に設けられる。また、第２排気配管３５は、ガス排気口３５ａが空間領域１４に位置するように、第２供給配管２２および連結配管２４と第１切替弁２３を介して連結される。
【００７５】
第１切替弁２３に接続される連結配管２４と、ガス貯蔵タンク６１の出口側と接続されるタンク出口側配管６３と、ガス回収切替弁６２に接続される第１排気配管３２とは、第２切替弁２５を介して連結される。また、ガス回収切替弁６２は、ガス貯蔵タンク６１の入口側に設けられる。また、第１排気配管３２に設けられる真空ポンプ３１は、第２切替弁２５とガス回収切替弁６２との間の位置にある。
【００７６】
ここで、第１切替弁２３および第２切替弁２５の切替方向（開放方向）に応じて、洗浄装置１Ａは、ガス貯蔵タンク６１に貯蔵される洗浄用ガスを洗浄液１２中に供給したり、空間領域１４に存在するガスを排気したりする。また、ガス回収切替弁６２の切替方向（開放方向）に応じて、洗浄装置１Ａは、空間領域１４から排気された洗浄用ガスをガス貯蔵タンク６１に回収したり、空間領域１４から排気された大気を大気開放したりする。
【００７７】
なお、第１切替弁２３および第２切替弁２５が設けられる位置は、洗浄槽１０の外側であっても、内側であってもよい。また、ガス貯蔵タンク６１に洗浄用ガスを補給するためのガス補給用の設備を別途設けてもよい。
【００７８】
次に、本実施の形態２における洗浄装置１Ａの洗浄処理における動作について、先の図２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは、先の実施の形態１と同様の点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００７９】
ステップＳ１０１において洗浄槽１０内を減圧する場合、ガス排気部３０Ａは、空間領域１４に存在するガスを排気する。具体的には、第１切替弁２３を第２排気配管３５の方向に開けるとともに、第２切替弁２５を第１排気配管３２の方向に開けて、空間領域１４に存在するガスを真空ポンプ３１で排気する。
【００８０】
ここで、第１洗浄工程で洗浄槽１０内をはじめて減圧する（ステップＳ１０１をはじめて実行する）場合には、ガス排気部３０Ａは、空間領域１４から排気されたガスが環境中の大気であるので、このガスを大気開放する。具体的には、ガス回収切替弁６２を大気開放側に開けて、空間領域１４から排気された大気を大気開放する。
【００８１】
一方、第１洗浄工程で洗浄槽１０内を２回目以降減圧する（ステップＳ１０１を２回目以降実行する）場合には、ガス排気部３０Ａは、空間領域１４から排気されたガスが洗浄用ガスであるので、このガスをガス貯蔵タンク６１に回収する。具体的には、ガス回収切替弁６２をガス貯蔵タンク６１側に開けて、空間領域１４から排気された洗浄用ガスを回収する。
【００８２】
なお、ステップＳ１０３において洗浄槽１０内を減圧する場合、空間領域１４から排気されたガスが洗浄用ガスであるので、ガス排気部３０Ａは、同様の動作を行うことで、このガスをガス貯蔵タンク６１に回収する。
【００８３】
このように、洗浄槽１０内を減圧するために空間領域１４から排気された洗浄用ガスをガス貯蔵タンク６１に回収することによって、洗浄用ガスを再利用することができる。
【００８４】
ステップＳ１０２において洗浄槽１０内を復圧する場合、ガス供給部２０Ａは、ガス貯蔵タンク６１に貯蔵される洗浄用ガスを洗浄液１２中に供給する。具体的には、第１切替弁２３を第２供給配管２２の方向に開けるとともに、第２切替弁２５をタンク出口側配管６３の方向に開けて洗浄用ガスを供給する。
【００８５】
また、ステップＳ１０４において洗浄槽１０内を復圧する場合、ガス供給部２０Ａは、環境中の大気を空間領域１４に供給する。具体的には、供給弁２６を開けて、第１供給配管２１を介して環境中の大気を供給する。このように、洗浄用ガスを使わずに、環境中の大気を使って復圧することによって、洗浄用ガスの使用量を削減することができる。
【００８６】
以上、本実施の形態２によれば、洗浄槽内を減圧するために空間領域から排気された洗浄用ガスをガス回収部に回収する。これにより、ガス回収部に回収された洗浄用ガスを再利用することができ、使用量を削減することができる。また、第２供給配管および第１排気配管を連結させたことによって、洗浄装置を小型化し、省スペースに設置することができる。
【００８７】
実施の形態３．
先の実施の形態１、２では、洗浄工程で洗浄槽１０内を減圧する場合に空間領域１４に存在するガスを排気する洗浄装置１について説明した。これに対して、本発明の実施の形態３では、洗浄液１２の溶存ガス濃度に基づき、空間領域１４に存在するガスを排気する洗浄装置１Ｂについて説明する。
【００８８】
図７は、本発明の実施の形態３のおける洗浄装置１Ｂの構成を示す概略図である。ここで、本実施の形態３における洗浄装置１Ｂは、洗浄槽１０を備えるとともに、第１供給配管２１と第２供給配管２２と第１切替弁２３と連結配管２４とを有するガス供給部２０Ｂと、真空ポンプ３１と第１排気配管３２と排気弁３３と溶存ガス濃度計３６と真空ポンプ制御部３７とを有するガス排気部３０Ｂとを備える。なお、ここでは、先の実施の形態１と構成が異なるガス排気部３０Ｂを中心に説明する。
【００８９】
図７において、ガス排気部３０Ｂは、第１洗浄工程および第２洗浄工程で洗浄槽１０内を減圧する場合、洗浄液１２の溶存ガス濃度に基づき空間領域１４に存在するガスを排気する。ガス排気部３０の具体的な構成として、先の実施の形態１と同様に、真空ポンプ３１、第１排気配管３２および排気弁３３を有する。また、洗浄槽１０内に設けられる溶存ガス濃度計３６は、洗浄液１２の溶存ガスの濃度を検出する。さらに、真空ポンプ制御部３７は、溶存ガス濃度計３６の検出値に基づき、真空ポンプ３１の運転動作を制御する。
【００９０】
次に、本実施の形態３における洗浄装置１Ｂの洗浄工程における動作について、先の図２のフローチャートを参照しながら説明する。なお、ここでは、先の実施の形態１と同様の点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００９１】
第１洗浄工程で洗浄槽１０内を減圧する（ステップＳ１０１を実行する）場合には、ガス排気部３０Ｂは、以下のような動作を行う。すなわち、空間領域１４に存在するガスを排気することで洗浄槽１０内を減圧状態にして、さらに、溶存ガス濃度計３６の検出値が第１閾値濃度以下になれば、真空ポンプ制御部３７が真空ポンプ３１の動作を停止する。そして、真空ポンプ３１の動作が停止すれば、洗浄槽１０内を復圧する（ステップＳ１０２を実行する）。
【００９２】
また、第２洗浄工程で洗浄槽１０内を減圧する（ステップＳ１０３を実行する）場合には、ガス排気部３０Ｂは、以下のような動作を行う。すなわち、空間領域１４に存在するガスを排気することで洗浄槽１０内を減圧状態にして、さらに、溶存ガス濃度計３６の検出値が第２閾値濃度以下になれば、真空ポンプ制御部３７が真空ポンプ３１の動作を停止する。そして、真空ポンプ３１の動作が停止すれば、洗浄槽１０内を復圧する（ステップＳ１０４を実行する）。
【００９３】
このように、洗浄液１２の溶存ガス濃度に基づき、ステップＳ１０１からステップＳ１０２への切り替えタイミングと、ステップＳ１０３からステップＳ１０４への切り替えタイミングとをそれぞれ最適化することができるので、必要以上に洗浄槽１内の減圧状態を維持することがない。
【００９４】
なお、洗浄液１２が純水（例えば、水温が２０℃以上２５℃以下）である場合、溶存ガス濃度計３６が洗浄液１２の溶存ガス濃度として、酸素濃度を検出するように構成すればよい。この場合、例えば、第１閾値を０．１ｐｐｍ以上４ｐｐｍ以下、さらに好ましくは０．２ｐｐｍ以上３．５ｐｐｍ以下に設定し、第２閾値を０．００５ｐｐｍ以上０．５ｐｐｍ以下、さらに好ましくは０．００８ｐｐｍ以上０．１ｐｐｍ以下に設定すればよい。
【００９５】
以上、本実施の形態３によれば、洗浄液の溶存ガス濃度に基づき、空間領域に存在するガスを排気する。これにより、微細領域において洗浄液が置換されるタイミングが最適化され、結果として、最適な洗浄時間で洗浄をすることができる。
【００９６】
実施の形態４．
先の実施の形態１〜３では、第１洗浄工程で洗浄槽１０内を復圧する場合に洗浄用ガスを洗浄液１２中に供給する洗浄装置１について説明した。これに対して、本発明の実施の形態４では、第１洗浄工程で洗浄用ガスを洗浄液１２中に微細気泡を発生させながら供給する洗浄装置１Ｃについて説明する。なお、ここでいう微細気泡とは、液体と気体との混合物中に発生させたマイクロバブルおよびナノバブルといった微細化した気泡である。
【００９７】
図８は、本発明の実施の形態４における洗浄装置１Ｃの構成を示す概略図である。ここで、本実施の形態４における洗浄装置１Ｃは、洗浄槽１０を備えるとともに、第１供給配管２１と第２供給配管２２と供給弁２６とを有するガス供給部２０Ｃと、真空ポンプ３１と第１排気配管３２と排気弁３３とを有するガス排気部３０Ｂと、微細気泡発生部７０とを備える。なお、ここでは、先の実施の形態１と構成が異なるガス供給部２０Ｃおよび微細気泡発生部７０を中心に説明する。
【００９８】
図８において、微細気泡発生部７０は、洗浄液循環ポンプ７１、気液混合部７２、気液混合部用供給弁７３および洗浄液循環配管７４を有する。ガス供給部２０Ｃは、洗浄用ガスを微細気泡発生部７０に供給することで発生させた微細気泡（洗浄用ガスからなる微細気泡）を洗浄液１２中に供給したり、空間領域１４に環境中の大気を供給したりする。
【００９９】
ガス供給部２０Ｃの具体的な構成として、第１供給配管２１は、先の実施の形態２と同様に設けられ、環境中の大気を空間領域１４に供給する。一方、第２供給配管２２は、洗浄用ガスを気液混合部７２に供給することができるように設けられており、さらに、この配管には気液混合部用供給弁７３が設けられる。
【０１００】
洗浄液循環配管７４は、一方（入口側）が洗浄槽１０の上部に設けられ、他方（出口側）が洗浄槽１０の下部に設けられる。また、洗浄液循環配管７４には、洗浄液循環ポンプ７１および気液混合部７２が設けられる。
【０１０１】
洗浄槽１０から洗浄液循環配管７４の入口側に流入した洗浄液１２は、洗浄液循環ポンプ７１の動作によって気液混合部７２を通過し、出口側に流出する。すなわち、洗浄液１２は、洗浄液循環配管７４内を循環することとなる。また、気液混合部７２は、循環する洗浄液１２および第２供給配管２２から供給された洗浄用ガスを混合することで微細気泡を発生させる。
【０１０２】
次に、本実施の形態４における洗浄装置１Ｃの洗浄処理における動作について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。図９は、本発明の実施の形態４における洗浄装置１Ｃの一連の洗浄処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、洗浄液１２に浸漬される前に予め微細領域５０に液体５１が入っている被洗浄物４０（先の図１（１）参照）に対して適用する場合について説明する。また、先の実施の形態１と同様の点については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１０３】
まず、被洗浄物４０を洗浄槽１０内の洗浄液１２に浸漬した状態で洗浄処理（ステップＳ２０１〜Ｓ２０５）を開始する。なお、この場合、蓋１１を閉めて洗浄槽１０内を密閉状態にしている。
【０１０４】
第１洗浄工程のステップＳ２０１において、先の図２におけるステップＳ１０１と同様に洗浄槽１０内を減圧する。
【０１０５】
第１洗浄工程のステップＳ２０２において、洗浄槽１０内の圧力が大気圧付近になるまで、洗浄液循環配管７４を循環する洗浄液１２に微細気泡を発生させる。具体的には、排気弁３３を閉めるとともに洗浄液１２の循環を開始させた後、気液混合部用供給弁７３を開ける。そして、気液混合部７２に洗浄用ガスを供給することによって微細気泡を発生させ、洗浄槽１０内の圧力を大気圧付近になるまで復圧する。なお、洗浄槽１０内が急激に復圧されて洗浄槽１０内が過剰に加圧されることを防止するために、気液混合部用供給弁７３の開度を調整することで洗浄用ガスの気液混合部７２への供給量を制御する。
【０１０６】
第１洗浄工程のステップＳ２０３において、洗浄槽１０内に環境中の大気を供給することで復圧する。すなわち、洗浄槽１０内の圧力が大気圧になるように復圧することとなる。具体的には、供給弁２６を開けて環境中の大気を供給する。
【０１０７】
このように、ステップＳ２０２およびステップＳ２０３においては、微細気泡を発生させると洗浄槽１０内の圧力が上昇するが、大気圧付近になれば供給弁２６を開けることで、洗浄槽１０内が過剰に加圧されないようにしている。
【０１０８】
また、第１洗浄工程を１回だけではなく繰り返し実行することで、微細領域５０に発生した気泡５２の減圧膨張および復圧収縮がなされるので、先の実施の形態１と同様の効果が得られる。また、微細気泡を発生させながら洗浄液１２を循環することで、洗浄用ガスの洗浄液１２に対する溶解速度が大きくなる。
【０１０９】
第２洗浄工程のステップＳ２０４において、先の図２におけるステップＳ１０３と同様に洗浄槽１０内を減圧する。
【０１１０】
第２洗浄工程のステップＳ２０５において、洗浄槽１０内に環境中の大気を供給することで復圧する。具体的には、供給弁２６を開けて、第１供給配管２１を介して環境中の大気を供給する。
【０１１１】
以上、本発明の実施の形態４によれば、微細気泡を洗浄液中に発生させながら洗浄槽内を復圧する。これにより、洗浄液へのガスの溶解速度が大きくなるとともに、洗浄液が循環することで攪拌されるので、洗浄液の溶存ガス濃度が均一になる。結果として、洗浄槽内の洗浄液の溶存ガス濃度が均一になって被洗浄物を偏りなく洗浄できる。
【０１１２】
なお、本実施の形態１〜４における被洗浄物については、どのようなものであってもよいが、具体例として、以下のようなものが挙げられる。すなわち、本願発明は、清浄度の高い洗浄を実施することができるので、被洗浄物として、例えば、半導体基板、ＬＳＩ基板、ＭＥＭＳ基板および太陽電池基板といった微細な構造を有する基板に対して有効である。また、このような基板に対してだけでなく、直径が５ｍｍ以下の止まり穴、またはアスペクト比が２以上の微細領域（窪み）を有する精密加工部品の洗浄に対しても有効である。
【０１１３】
また、本実施の形態１〜４の第１洗浄工程および第２洗浄工程において、洗浄槽１０内の設定圧力値を蒸気圧Ｐあるいは蒸気圧Ｐよりも高い圧力として洗浄槽１０内を減圧し、洗浄槽１０内の設定圧力値を大気圧あるいは減圧時の圧力よりも高い圧力として洗浄槽１０内を復圧する場合を例示したが、これに限定されない。すなわち、本願発明における第１洗浄工程の「減圧時の圧力および復圧時の圧力」としては、微細領域５０内で気泡５２を、減圧時に膨張させるとともに復圧時に消失させないように収縮させることができる圧力であればよい。同様に、本願発明における第２洗浄工程の「減圧時の圧力および復圧時の圧力」としては、微細領域５０内で気泡５２を、減圧時に膨張させるとともに復圧時に消失させることができる圧力であればよい。したがって、前述した減圧時および復圧時の設定圧力値は、例示した具体的な数値に限らず、適宜調整して変更することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  洗浄装置、１０  洗浄槽、１１  蓋、１２  洗浄液、１３  台、１４  空間領域、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ  ガス供給部、２１  第１供給配管、２１ａ  第１供給ガス出口、２２  第２供給配管、２２ａ  第２供給ガス出口、２３  第１切替弁、２４  連結配管、２５  第１切替弁、２６  供給弁、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  ガス排気部、３１  真空ポンプ、３２  第１排気配管、３３  排気弁、３４  圧力計、３５  排気配管、３５ａ  ガス排気口、３６  溶存ガス濃度計、３７  真空ポンプ制御部、４０  被洗浄物、５０  微細領域、５１  液体、５２  気泡、５３  洗浄用ガス成分、５４  水蒸気、６０  洗浄用ガス回収部、６１  ガス貯蔵タンク、６２  ガス回収切替弁、６３  タンク出口側配管、７０  微細気泡発生部、７１  洗浄液循環ポンプ、７２  気液混合部、７３  気液混合部用供給弁、７４  洗浄液循環配管。
【図１】
2015054288.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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