JP2000061414A - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

洗浄装置および洗浄方法

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JP2000061414A
JP2000061414A JP10233817A JP23381798A JP2000061414A JP 2000061414 A JP2000061414 A JP 2000061414A JP 10233817 A JP10233817 A JP 10233817A JP 23381798 A JP23381798 A JP 23381798A JP 2000061414 A JP2000061414 A JP 2000061414A
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直也 平野
Kiyoshi Shimada
清 嶋田
Hidekazu Ando
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Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザー光の照射により発生する衝撃波が周囲
に散逸することを防止するようにして、エネルギー効率
よく被洗浄物を洗浄することができるようにする。 【解決手段】レーザー光を発生するレーザー光源と、被
洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置するととも
に、一方の焦点を洗浄処理面近傍に位置させるようにし
た中空の回転楕円体と、回転楕円体の他方の焦点に、レ
ーザー光源によって発生されたレーザー光を集束させる
光学系部材とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄装置および洗
浄方法に関し、さらに詳細には、半導体ウエハ、液晶表
示器用ガラス基板あるいはフォトマスクなどの各種の基
板（以下、これら各種の基板を総称して、単に「基板」
と称する。）を洗浄する際に用いて好適な洗浄装置およ
び洗浄方法に関するものであり、特に、基板の表面にレ
ーザー光を照射することによって、当該基板の表面に付
着する異物を除去するようにした洗浄装置および洗浄方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、基板の表面にレーザー光を照
射することによって、当該基板の表面に付着する異物を
除去するようにした洗浄装置が知られており、こうした
洗浄装置としては、例えば、特開平８−１９７２６５号
公報に開示されたものがある。
【０００３】図１には、上記した特開平８−１９７２６
５号公報に開示された洗浄装置の概略構成が示されてお
り、この洗浄装置は、洗浄の対象となる基板（以下、
「被洗浄物」と称する。）１００を略垂直姿勢で支持す
る被洗浄物支持部１０２と、被洗浄物支持部１０２に支
持された被洗浄物１００の洗浄する対象の面たる洗浄処
理面１００ａに液体を噴射供給する液体供給ノズル１０
４と、被洗浄物支持部１０２に支持された被洗浄物１０
０の洗浄処理面１００ａに気体を噴射供給する気体供給
ノズル１０６と、被洗浄物支持部１０２に支持された被
洗浄物１００の洗浄処理面１００ａにレーザー光１０８
を照射するレーザー光源１１０とを有して構成されてい
る。
【０００４】以上の構成において、この洗浄装置を作動
させるには、まず、被洗浄物支持部１０２に被洗浄物１
００を略垂直に取り付ける。そして、液体供給ノズル１
０４から被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに液体を
噴射供給する。そうすると、液体供給ノズル１０４から
洗浄処理面１００ａに噴射供給された液体によって、洗
浄処理面１００ａにおいて液膜が形成される。
【０００５】ここで、この液膜に気体供給ノズル１０６
から気体を噴射供給することにより、当該液膜を平滑に
する。
【０００６】さらに、この平滑化された液膜にレーザー
光源１１０からレーザー光１０８を照射すると、レーザ
ー光１０８を照射された位置近傍の液膜部分が気化膨張
して衝撃波が発生する。こうして発生された衝撃波によ
って、洗浄処理面１００ａに付着していた汚染物などの
異物が除去されることになる。
【０００７】しかしながら、図１に示す上記した従来の
洗浄装置においては、液膜の気化により発生される衝撃
波は等方的に放射されることになるので、そのほとんど
は被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ以外の周囲に散
逸してしまい、レーザー光を洗浄に用いるには、レーザ
ー光の照射によるエネルギー効率が非常に悪いという問
題点があった。
【０００８】また、図１に示す上記した従来の洗浄装置
は、被洗浄物を気相雰囲気中で洗浄しようとする場合に
は用いることができないという問題点もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、レーザー光の照
射により等方的に発生する衝撃波が周囲に散逸すること
を防止するようにして、エネルギー効率よく被洗浄物を
洗浄することができるようにした洗浄装置および洗浄方
法を提供しようとするものである。
【００１０】また、本発明の目的とするところは、気相
雰囲気中においてもレーザー光の照射により被洗浄物を
洗浄することができるようにした洗浄装置および洗浄方
法を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による洗浄装置および洗浄方法においては、
まず、被洗浄物の洗浄処理面と対向するようにして開口
した中空の回転楕円体を配置し、洗浄処理面から離れた
位置にある当該回転楕円体の一方の焦点にレーザー光を
集束してプラズマを発生させるようにする。このように
してプラズマを発生させると、プラズマは急膨張して周
囲媒質中に衝撃波が発生する。こうして発生された衝撃
波を洗浄処理面の近傍に位置する当該回転楕円体の他方
の焦点に集束させ、洗浄処理面に強い衝撃波を入射する
ようにしたものである。
【００１２】上記したように、回転楕円体内にレーザー
光を照射して、当該回転楕円体内においてプラズマを発
生させるようにすると、等方的に放射される衝撃波のほ
とんどを回転楕円体の焦点に集束することができ、強い
衝撃波を被洗浄物に入射することができるようになる。
このエネルギー効率のよい強い衝撃波により、エネルギ
ー効率よく被洗浄物を洗浄することができるので、強力
な洗浄効果を得ることができるものである。
【００１３】また、被洗浄物の洗浄処理面に液膜を形成
しなくてもよいので、気相雰囲気中においてもレーザー
光の照射により被洗浄物を洗浄することができる。
【００１４】即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明
は、レーザー光を発生するレーザー光源と、被洗浄物の
洗浄処理面に対向して開口部を配置するとともに、一方
の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させるようにした中
空の回転楕円体と、上記回転楕円体の他方の焦点に、上
記レーザー光源によって発生されたレーザー光を集束さ
せる光学系部材とを有するようにしたものである。
【００１５】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置する
とともに、一方の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させ
るようにした中空の回転楕円体内に、レーザー光源によ
って発生されたレーザー光を照射して、上記回転楕円体
の他方の焦点にレーザー光を集束するようにし、レーザ
ー光により発生した衝撃波を上記回転楕円体で反射さ
せ、再集束した強い衝撃波を上記洗浄処理面に入射させ
るようにしたものである。
【００１６】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、レーザー光を発生するレーザー光源と、被洗浄物の
洗浄処理面に対向して開口部を配置するとともに、一方
の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させるようにした中
空の回転楕円体と、上記回転楕円体の他方の焦点に、上
記レーザー光源によって発生されたレーザー光を集束さ
せる光学系部材と、上記洗浄処理面と上記回転楕円体お
よび上記光学系部材とを相対的に移動させる移動手段と
を有するようにしたものである。
【００１７】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置する
とともに、一方の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させ
るようにした中空の回転楕円体内に、レーザー光源によ
って発生されたレーザー光を照射して、上記回転楕円体
の他方の焦点にレーザー光を集束するようにし、レーザ
ー光により発生した衝撃波を上記回転楕円体で反射さ
せ、再集束した強い衝撃波を上記洗浄処理面に入射させ
るようにし、上記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光
を集束する際に、上記被洗浄処理面と上記回転楕円体と
の相対位置を変化させるようにしたものである。
【００１８】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
は、レーザー光を発生するレーザー光源と、被洗浄物の
洗浄処理面に対向して開口部を配置するとともに、一方
の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させるようにした中
空の回転楕円体と、上記回転楕円体の他方の焦点に、上
記レーザー光源によって発生されたレーザー光を集束さ
せる光学系部材と、上記洗浄処理面に洗浄液を供給する
洗浄液供給手段と、上記洗浄処理面と上記回転楕円体お
よび上記光学系部材および洗浄液供給手段とを相対的に
移動させる移動手段とを有するようにしたものである。
【００１９】また、本発明のうち請求項６に記載の発明
は、被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置する
とともに、一方の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させ
るようにした中空の回転楕円体内に、レーザー光源によ
って発生されたレーザー光を照射して、上記回転楕円体
の他方の焦点にレーザー光を集束するようにし、レーザ
ー光により発生した衝撃波を上記回転楕円体で反射さ
せ、再集束した強い衝撃波を上記洗浄処理面に入射させ
るようにし、上記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光
を集束する際に、上記洗浄処理面に洗浄液を供給すると
ともに、上記洗浄処理面と上記回転楕円体との相対位置
を変化させるようにしたものである。
【００２０】また、本発明のうち請求項７に記載の発明
は、レーザー光を発生するレーザー光源と、被洗浄物の
洗浄処理面に対向して細径のオリフィスを配置するとと
もに、一方の焦点を上記オリフィス近傍に位置させるよ
うにした中空の回転楕円体と、上記回転楕円体の他方の
焦点に、上記レーザー光源によって発生されたレーザー
光を集束させる光学系部材と、上記回転楕円体内に洗浄
液を供給する洗浄液供給手段と、上記洗浄処理面と上記
回転楕円体および上記光学系部材および洗浄液供給手段
とを相対的に移動させる移動手段とを有するようにした
ものである。
【００２１】また、本発明のうち請求項８に記載の発明
は、被洗浄物の洗浄処理面に対向して細径のオリフィス
を配置するとともに、一方の焦点を上記オリフィス近傍
に位置させるようにした中空の回転楕円体内に、洗浄液
を供給し、レーザー光源によって発生されたレーザー光
を照射して、上記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光
を集束するようにし、レーザー光により発生した衝撃波
を上記回転楕円体で反射させ、再集束した強い衝撃波を
上記オリフィスに入射させるようにし、衝撃波の通過に
よって上記オリフィスから発生する洗浄液ジェットを上
記洗浄処理面に入射させるようにし、上記回転楕円体の
他方の焦点にレーザー光を集束する際に、上記洗浄処理
面と上記回転楕円体との相対位置を変化させるようにし
たものである。
【００２２】また、本発明のうち請求項９に記載の発明
は、レーザー光を発生するレーザー光源と、被洗浄物の
洗浄処理面に対向して開口部を配置するとともに、一方
の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置させるようにした中
空の回転楕円体と、上記回転楕円体の他方の焦点に、上
記レーザー光源によって発生されたレーザー光を集束さ
せる光学系部材と、上記回転楕円体内に洗浄液を供給す
る洗浄液供給手段と、上記洗浄処理面と上記回転楕円体
および上記光学系部材および洗浄液供給手段とを相対的
に移動させる移動手段とを有するようにしたものであ
る。
【００２３】また、本発明のうち請求項１０に記載の発
明は、被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置す
るとともに、一方の焦点を上記洗浄処理面近傍に位置さ
せるようにした中空の回転楕円体内に、洗浄液を供給し
オーバーフローさせ、レーザー光源によって発生された
レーザー光を照射して、上記回転楕円体の他方の焦点に
レーザー光を集束するようにし、レーザー光により発生
した衝撃波を上記回転楕円体で反射させ、再集束した強
い衝撃波を上記洗浄処理面に入射させるようにし、上記
回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束する際に、
上記洗浄処理面と上記回転楕円体との相対位置を変化さ
せるようにしたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
よる洗浄装置および洗浄方法の実施の形態の一例を詳細
に説明する。
【００２５】図２には、本発明による洗浄装置の第１の
実施の形態の概略構成が示されている。
【００２６】なお、図１を含む各図においては、それぞ
れ同一あるいは相当する構成については同一の符号を付
して示すことにより、各図に関しての詳細な説明は省略
することとする。
【００２７】図２に示す第１の実施の形態による洗浄装
置は、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａと対向する
ように配置された開口部１０ａを備えた内部が中空の回
転楕円体１０と、回転楕円体１０に対してレーザー光１
２を照射するレーザー光源１４と、レーザー光源１４と
回転楕円体１０との間に配置されてレーザー光源１４か
ら照射されたレーザー光１２を集束する第１レンズ１６
と、回転楕円体１０の一部を切り欠いた貫通孔１０ｂ内
に配置されるとともに第１レンズ１６によって集束され
たレーザー光を回転楕円体１０の内部に導入して回転楕
円体１０の一方の焦点（洗浄処理面１００ａから離れた
位置にある焦点）Ｆ１に集束させる第２レンズ１８とを
有して構成されている。
【００２８】なお、レーザー光源１４は、レーザー光１
２としてパルス状のレーザー光（パルスレーザー光）を
照射するものであることが好ましい。
【００２９】ここで、回転楕円体１０の内周壁面１０ｃ
は、レーザー光１２を反射可能な鏡面となされている。
【００３０】また、回転楕円体１０は、その他方の焦点
Ｆ２が被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの近傍に位
置するように配置される。
【００３１】以上の構成において、この洗浄装置により
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの洗浄を行うに
は、まず、レーザー光源１４を作動させて、レーザー光
１２を第１レンズ１６ならびに第２レンズ１８を介して
回転楕円体１０の焦点Ｆ１に集束させる。
【００３２】このようにして、焦点Ｆ１においてレーザ
ー光１２により瞬間的にエネルギーが集束すると、焦点
Ｆ１で回転楕円体１０内部の媒質が解離しプラズマ化し
て急激に膨張する。
【００３３】そして、こうしたプラズマの急激な膨張に
より、周囲媒質に衝撃波が発生する。この衝撃波は、回
転楕円体１０の内周壁面１０ｃにより反射されて、焦点
Ｆ２に集束される。
【００３４】この結果、焦点Ｆ２から被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａに強い衝撃波が入射され、この強い
衝撃波によって被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａが
洗浄されて、洗浄処理面１００ａに付着した異物を除去
することができるものである。
【００３５】従って、この第１の実施の形態によれば、
回転楕円体１０内にレーザー光１２を照射して、回転楕
円体１２内において衝撃波を発生させるようにしている
ので、等方的に放射される衝撃波のほとんどを回転楕円
体１２の焦点Ｆ２に集束することができ、強い衝撃波を
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに入射することが
できるようになる。このエネルギー効率のよい強い衝撃
波により、エネルギー効率よく被洗浄物１００の洗浄処
理面１００ａを洗浄することができるので、強力な洗浄
効果を得ることができるものである。
【００３６】また、この第１の実施の形態によれば、被
洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに液膜を形成しない
ので、気相雰囲気中においてもレーザー光１２の照射に
より被洗浄物を洗浄することができる。
【００３７】次に、図３には、本発明による洗浄装置の
第２の実施の形態の概略構成が示されている。
【００３８】図３に示す第２の実施の形態による洗浄装
置は、図２に示す第１の実施の形態による洗浄装置の構
成に加えて、被洗浄物１０を支持する被洗浄物支持腕部
２０ａ、２０ｂを備えた被洗浄物支持台２０と、回転楕
円体１０を支持する回転楕円体支持腕部２２ａを備えた
掃引機構２２とを有している。
【００３９】ここで、被洗浄物支持台２０は、矢印２４
方向に回転可能、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１
００ａを水平に保ちながら矢印２４方向に回転可能であ
り、かつ、矢印２６、２８方向、即ち、被洗浄物１００
の洗浄処理面１００ａに平行するとともに互いに直交す
る２方向にスライド可能に構成されている。つまり、被
洗浄物支持台２０は、被洗浄物１００の洗浄処理面１０
０ａを水平に保ちながら回転するとともに、被洗浄物１
００の洗浄処理面１００ａに関して直交２次元的に移動
可能となされている。
【００４０】また、掃引機構２２は、回転楕円体支持腕
部２２ａを矢印３０、３２方向、即ち、被洗浄物１００
の洗浄処理面１００ａと平行するとともに互いに直交す
る２方向にスライド可能に構成されている。即ち、掃引
機構２２の回転楕円体支持腕部２２ａは、被洗浄物１０
０の洗浄処理面１００ａに関して直交２次元的に移動可
能となされている。
【００４１】なお、回転楕円体１０は、上記した第１の
実施の形態と同様に、焦点Ｆ２が被洗浄物１００の洗浄
処理面１００ａの近傍に位置するように配置されてい
る。
【００４２】以上の構成において、この洗浄装置により
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの洗浄を行うに
は、まず、被洗浄物１００を被洗浄物支持腕部２０ａ、
２０ｂに把持させて、被洗浄物１００を被洗浄物支持台
２０に取り付ける。
【００４３】それから、レーザー光源１４を作動させ
て、レーザー光１２を第１レンズ１６ならびに第２レン
ズ１８を介して回転楕円体１０の焦点Ｆ１に集束させ
る。
【００４４】このようにして、焦点Ｆ１においてレーザ
ー光１２により瞬間的にエネルギーが集束すると、焦点
Ｆ１で回転楕円体１０内部の媒質が解離しプラズマ化し
て急激に膨張する。
【００４５】そして、こうしたプラズマの急激な膨張に
より、周囲媒質に衝撃波が発生する。この衝撃波は、回
転楕円体１０の内周壁面１０ｃにより反射されて、焦点
Ｆ２に集束される。
【００４６】この結果、焦点Ｆ２から被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａに強い衝撃波が入射され、この強い
衝撃波によって被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａが
洗浄されて、洗浄処理面１００ａに付着した異物を除去
することができるものである。
【００４７】そして、この際に、洗浄処理面１００ａの
全面に均一に強い衝撃波を入射して、被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａの全面を均一に洗浄するために、被
洗浄物１００を支持した被洗浄物支持台２０を、矢印２
４方向に回転する、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面
１００ａを水平に保ちながら矢印２４方向に回転すると
ともに、矢印２６、２８方向、即ち、被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａに平行するとともに互いに直交する
２方向、つまり、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
に関して直交２次元的に均一に移動するようになされて
いる。
【００４８】また、回転楕円体１０を支持する掃引機構
２２の回転楕円体支持腕部２２ａを、矢印３０、３２方
向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに平行
するとともに互いに直交する２方向、つまり、被洗浄物
１００の洗浄処理面１００ａに関して直交２次元的に均
一に移動するようになされている。
【００４９】従って、この第２の実施の形態において
は、上記した第１の実施の形態の作用効果に加えて、被
洗浄物１００の洗浄処理面１００ａをより均一に洗浄す
ることができるようになる。
【００５０】次に、図４には、本発明による洗浄装置の
第３の実施の形態の概略構成が示されている。
【００５１】図４に示す第３の実施の形態による洗浄装
置は、図３に示す第２の実施の形態による洗浄装置の構
成に加えて、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに洗
浄液を噴射供給する洗浄液供給ノズル３４を備えてい
る。この洗浄液供給ノズル３４には、洗浄液を充填した
タンク（図示せず）から洗浄液が供給されるようになさ
れており、また、洗浄液供給ノズル３４は、掃引機構２
２と一体的に移動可能に配設されている。
【００５２】なお、符号３６は、洗浄液供給ノズル３４
から被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに洗浄液を噴
射供給することにより、洗浄処理面１００ａ上に被覆さ
れた洗浄液膜である。
【００５３】以上の構成において、この洗浄装置により
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの洗浄を行うに
は、まず、被洗浄物１００を被洗浄物支持腕部２０ａ、
２０ｂに把持させて、被洗浄物１００を被洗浄物支持台
２０に取り付ける。
【００５４】それから、洗浄液供給ノズル３４から被洗
浄物１００の洗浄処理面１００ａ上に洗浄液を供給し、
洗浄処理面１００ａ上に洗浄液膜３６を形成する。
【００５５】ここで、回転楕円体１０は、焦点Ｆ２が洗
浄液膜３６の表面近傍に位置するように配置する。
【００５６】そして、レーザー光源１４を作動させて、
レーザー光１２を第１レンズ１６ならびに第２レンズ１
８を介して回転楕円体１０の焦点Ｆ１に集束させる。
【００５７】このようにして、焦点Ｆ１においてレーザ
ー光１２により瞬間的にエネルギーが集束すると、焦点
Ｆ１で回転楕円体１０内部の媒質が解離しプラズマ化し
て急激に膨張する。
【００５８】そして、こうしたプラズマの急激な膨張に
より、周囲媒質に衝撃波が発生する。この衝撃波は、回
転楕円体１０の内周壁面１０ｃにより反射されて、焦点
Ｆ２に集束される。
【００５９】焦点Ｆ２に集束された衝撃波は、さらに、
洗浄液膜３６に入射される。そして、洗浄液膜３６に入
射された衝撃波は、洗浄液膜３６中を伝播して被洗浄物
１００の洗浄処理面１００ａに衝突する。
【００６０】この結果、被洗浄物１００の洗浄処理面１
００ａに強い衝撃波が入射されることになり、この強い
衝撃波によって被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａが
洗浄されて、洗浄処理面１００ａに付着した異物を除去
することができるものである。
【００６１】そして、この際に、洗浄液膜３６の全面に
均一に強い衝撃波を入射して、被洗浄物１００の洗浄処
理面１００ａの全面を均一に洗浄するために、被洗浄物
１００を支持した被洗浄物支持台２０を、矢印２４方向
に回転する、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００
ａを水平に保ちながら矢印２４方向に回転するととも
に、矢印２６、２８方向、即ち、被洗浄物１００の洗浄
処理面１００ａに平行するとともに互いに直交する２方
向、つまり、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに関
して直交２次元的に均一に移動するようになされてい
る。
【００６２】また、回転楕円体１０を支持する掃引機構
２２の回転楕円体支持腕部２２ａを、矢印３０、３２方
向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに平行
するとともに互いに直交する２方向、つまり、被洗浄物
１００の洗浄処理面１００ａに関して直交２次元的に均
一に移動するようになされている。
【００６３】従って、この第３の実施の形態において
は、上記した第１の実施の形態ならびに第２の実施の形
態と同様の作用効果が得られるものである。
【００６４】次に、図５には、本発明による洗浄装置の
第４の実施の形態の概略構成が示されている。
【００６５】図５に示す第４の実施の形態による洗浄装
置においては、回転楕円体の形状が上記した各実施の形
態とは多少異なっている。
【００６６】即ち、この第４の実施の形態においては、
回転楕円体４０は、内部が中空であるとともに、被洗浄
物１００の洗浄処理面１００ａと対向するように配置さ
れた細径のオリフィス４０ａを備えている。また、回転
楕円体４０は、このオリフィス４０ａの近傍に焦点Ｆ２
が位置するように構成されている。
【００６７】そして、この回転楕円体４０の一部を切り
欠いた貫通孔４０ｂ内には、第１レンズ１６によって集
束されたレーザー光を回転楕円体４０の内部に導入して
回転楕円体の４０の一方の焦点Ｆ１に集束させる第２レ
ンズ１８が配設されている。
【００６８】また、回転楕円体４０の内周壁面４０ｃ
は、レーザー光１２を反射可能な鏡面となされている。
【００６９】さらに、回転楕円体４０には、回転楕円体
４０の内部と連通する洗浄液供給管４２が連設されてお
り、この洗浄液供給管４２には、洗浄液を充填したタン
ク（図示せず）から洗浄液が供給されるようになされて
いる。
【００７０】また、この洗浄液供給管４２は掃引機構２
２と一体的に設けられており、掃引機構２２は、洗浄液
供給管４２に連設された回転楕円体４０を矢印３０、３
２方向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに
平行するとともに互いに直交する２方向にスライド可能
に構成されている。つまり、掃引機構２２は、洗浄液供
給管４２に連設された回転楕円体４０を被洗浄物１００
の洗浄処理面１００ａに関して直交２次元的に移動可能
となされている。
【００７１】以上の構成において、この洗浄装置により
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの洗浄を行うに
は、まず、被洗浄物１００を被洗浄物支持腕部２０ａ、
２０ｂに把持させて、被洗浄物１００を被洗浄物支持台
２０に取り付ける。
【００７２】それから、回転楕円体４０のオリフィス４
０ａが被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの近傍に位
置するように、回転楕円体４０を配置する。
【００７３】次に、洗浄液供給管４２から回転楕円体４
０内に洗浄液を供給し、回転楕円体４０の内部を洗浄液
で満たす。
【００７４】そして、レーザー光源１４を作動させて、
レーザー光１２を第１レンズ１６ならびに第２レンズ１
８を介して回転楕円体１０の焦点Ｆ１に集束させる。
【００７５】このようにして、焦点Ｆ１においてレーザ
ー光１２により瞬間的にエネルギーが集束すると、焦点
Ｆ１で回転楕円体１０内部の媒質が解離しプラズマ化し
て急激に膨張する。
【００７６】そして、こうしたプラズマの急激な膨張に
より、周囲媒質に衝撃波が発生する。この衝撃波は、回
転楕円体４０の内周壁面４０ｃにより反射されて、焦点
Ｆ２に集束される。
【００７７】焦点Ｆ２に集束された衝撃波により、オリ
フィス４０ａから高速の洗浄液のジェット流が噴射さ
れ、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに衝突する。
【００７８】この結果、被洗浄物１００の洗浄処理面１
００ａに強い衝撃波が入射されることになり、この強い
衝撃波によって被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａが
洗浄されて、洗浄処理面１００ａに付着した異物を除去
することができるものである。
【００７９】そして、この際に、洗浄処理面１００ａの
全面に均一に洗浄液のジェット流による強い衝撃波が入
射されるようにして、被洗浄物１００の洗浄処理面１０
０ａの全面を均一に洗浄するために、被洗浄物１００を
支持した被洗浄物支持台２０を、矢印２４方向に回転す
る、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａと平行
を保ちながら矢印２４方向に回転するとともに、矢印２
６、２８方向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１０
０ａに平行するとともに互いに直交する２方向、つま
り、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに関して直交
２次元的に均一に移動するようになされている。
【００８０】また、回転楕円体４０を洗浄液供給管４２
を介して支持する掃引機構２２によって、当該回転楕円
体４０を矢印３０、３２方向、即ち、被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａに平行するとともに互いに直交する
２方向、つまり、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
に関して直交２次元的に均一に移動するようになされて
いる。
【００８１】従って、この第４の実施の形態において
も、上記した第１の実施の形態ならびに第２の実施の形
態と同様の作用効果が得られるものである。
【００８２】次に、図６には、本発明による洗浄装置の
第５の実施の形態の概略構成が示されている。
【００８３】図６に示す第５の実施の形態による洗浄装
置は、図５に示す第４の実施の形態による洗浄装置と同
様な装置構成を備えている。
【００８４】ただし、回転楕円体４０の焦点Ｆ２はオリ
フィス４０ａの近傍に位置されるが、洗浄液供給管４２
より回転楕円体４０の底部に供給された洗浄液により形
成される洗浄液層４４の液面より高い位置となるように
設定されている。
【００８５】以上の構成において、この洗浄装置により
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの洗浄を行うに
は、まず、被洗浄物１００を被洗浄物支持腕部２０ａ、
２０ｂに把持させて、被洗浄物１００を被洗浄物支持台
２０に取り付ける。
【００８６】それから、回転楕円体４０のオリフィス４
０ａが被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの近傍に位
置するように、回転楕円体４０を配置する。
【００８７】次に、洗浄液供給管４２から回転楕円体４
０内に洗浄液を供給し、回転楕円体４０の底部に洗浄液
層４６を形成する。この洗浄液層４６の液面は、回転楕
円体４０の焦点Ｆ２より低くする。換言すれば、回転楕
円体４０の焦点Ｆ２は、回転楕円体４０の底部に形成さ
れた洗浄液層４４の液面より高い位置となるように設定
する。
【００８８】そして、レーザー光源１４を作動させて、
レーザー光１２を第１レンズ１６ならびに第２レンズ１
８を介して回転楕円体１０の焦点Ｆ１に集束させる。
【００８９】このようにして、焦点Ｆ１においてレーザ
ー光１２により瞬間的にエネルギーが集束すると、焦点
Ｆ１で回転楕円体１０内部の媒質が解離しプラズマ化し
て急激に膨張する。
【００９０】そして、こうしたプラズマの急激な膨張に
より、周囲媒質に衝撃波が発生する。この衝撃波は、回
転楕円体４０の内周壁面４０ｃにより反射されて、焦点
Ｆ２に集束される。
【００９１】焦点Ｆ２に集束された衝撃波は、回転楕円
体４０の底部に形成された洗浄液層４４に入射され、こ
れにより、オリフィス４０ａから高速の洗浄液のジェッ
ト流が噴射され、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
に衝突する。
【００９２】この結果、被洗浄物１００の洗浄処理面１
００ａに強い衝撃波が入射されることになり、この強い
衝撃波によって被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａが
洗浄されて、洗浄処理面１００ａに付着した異物を除去
することができるものである。
【００９３】そして、この際に、洗浄処理面１００ａの
全面に均一に洗浄液のジェット流による強い衝撃波が入
射されるようにして、被洗浄物１００の洗浄処理面１０
０ａの全面を均一に洗浄するために、被洗浄物１００を
支持した被洗浄物支持台２０を、矢印２４方向に回転す
る、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａと平行
を保ちながら矢印２４方向に回転するとともに、矢印２
６、２８方向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１０
０ａに平行するとともに互いに直交する２方向、つま
り、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに関して直交
２次元的に均一に移動するようになされている。
【００９４】また、回転楕円体４０を洗浄液供給管４２
を介して支持する掃引機構２２によって、当該回転楕円
体４０を矢印３０、３２方向、即ち、被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａに平行するとともに互いに直交する
２方向、つまり、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
に関して直交２次元的に均一に移動するようになされて
いる。
【００９５】従って、この第５の実施の形態において
も、上記した第１の実施の形態ならびに第２の実施の形
態と同様の作用効果が得られるものである。
【００９６】次に、図７には、本発明による洗浄装置の
第６の実施の形態の概略構成が示されている。
【００９７】図７に示す第６の実施の形態による洗浄装
置においては、上記した各実施の形態と異なり、被洗浄
物１００と回転楕円体との位置関係が逆転した場合の例
を示している。
【００９８】即ち、第６の実施の形態においては、回転
楕円体５０の上方の位置に、洗浄処理面１００ａを下方
に向けて被洗浄物支持台２０に支持された被洗浄物１０
０が配置されるようになされている。
【００９９】そして、開口部５０ａを洗浄処理面１００
ａに向けて配置した回転楕円体５０の一部を切り欠いた
貫通孔５０ｂ内には、第１レンズ１６によって集束され
たレーザー光を回転楕円体５０の内部に導入して回転楕
円体の５０の一方の焦点Ｆ１に集束させる第２レンズ１
８が配設されている。
【０１００】また、回転楕円体５０の内周壁面５０ｃ
は、レーザー光１２を反射可能な鏡面となされている。
【０１０１】さらに、回転楕円体５０には、回転楕円体
５０の内部と連通する洗浄液供給管５２が連設されてお
り、この洗浄液供給管５２には、洗浄液を充填したタン
ク（図示せず）から洗浄液が供給されるようになされて
いる。
【０１０２】また、この洗浄液供給管５２は掃引機構２
２と一体的に設けられており、掃引機構２２は、洗浄液
供給管５２に連設された回転楕円体５０を矢印３０、３
２方向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに
平行するとともに互いに直交する２方向にスライド可能
に構成されている。即ち、掃引機構２２は、洗浄液供給
管５２に連設された回転楕円体５０を、被洗浄物１００
の洗浄処理面１００ａに関して直交２次元的に移動可能
となされている。
【０１０３】さらに、回転楕円体５０には、その外周面
に洗浄液ダレ防止板５４が設けられている。
【０１０４】なお、回転楕円体５０は、他方の焦点Ｆ２
が被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの近傍に位置す
るように配置される。
【０１０５】以上の構成において、この洗浄装置により
被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの洗浄を行うに
は、まず、被洗浄物１００を被洗浄物支持腕部２０ａ、
２０ｂに把持させて、被洗浄物１００を被洗浄物支持台
２０に取り付ける。
【０１０６】それから、回転楕円体５０の焦点Ｆ２が被
洗浄物１００の洗浄処理面１００ａの近傍に位置するよ
うに、回転楕円体５０を配置する。
【０１０７】次に、洗浄液供給管５２から回転楕円体５
０内に洗浄液を供給し、洗浄液の供給を続けていくと、
洗浄液は回転楕円体５０からオーバーフローして、回転
楕円体５０と被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａとの
間に洗浄液層５６が生じることとなる。
【０１０８】そうしてから、レーザー光源１４を作動さ
せて、レーザー光１２を第１レンズ１６ならびに第２レ
ンズ１８を介して回転楕円体１０の焦点Ｆ１に集束させ
る。
【０１０９】このようにして、焦点Ｆ１においてレーザ
ー光１２により瞬間的にエネルギーが集束すると、焦点
Ｆ１で回転楕円体１０内部の媒質が解離しプラズマ化し
て急激に膨張する。
【０１１０】そして、こうしたプラズマの急激な膨張に
より、周囲媒質に衝撃波が発生する。この衝撃波は、回
転楕円体５０の内周壁面５０ｃにより反射されて、焦点
Ｆ２に集束される。
【０１１１】焦点Ｆ２に集束された衝撃波は、さらに、
回転楕円体５０と被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
との間に形成された洗浄液層５６に入射される。そし
て、洗浄液層５６に入射された衝撃波は、洗浄液層５６
中を伝播して被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに衝
突する。
【０１１２】この結果、被洗浄物１００の洗浄処理面１
００ａに強い衝撃波が入射されることになり、この強い
衝撃波によって被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａが
洗浄されて、洗浄処理面１００ａに付着した異物を除去
することができるものである。
【０１１３】そして、この際に、洗浄液膜３６の全面に
均一に強い衝撃波を入射して、被洗浄物１００の洗浄処
理面１００ａの全面を均一に洗浄するために、被洗浄物
１００を支持した被洗浄物支持台２０を矢印２４方向に
回転する、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
を水平に保ちながら矢印２４方向に回転するとともに、
矢印２６、２８方向、即ち、被洗浄物１００の洗浄処理
面１００ａに平行するとともに互いに直交する２方向、
つまり、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａに関して
直交２次元的に均一に移動するようになされている。
【０１１４】また、回転楕円体４０を洗浄液供給管５２
を介して支持する掃引機構２２によって、当該回転楕円
体５０を矢印３０、３２方向、即ち、被洗浄物１００の
洗浄処理面１００ａに平行するとともに互いに直交する
２方向、つまり、被洗浄物１００の洗浄処理面１００ａ
に関して直交２次元的に均一に移動するようになされて
いる。
【０１１５】従って、この第６の実施の形態において
も、上記した第１の実施の形態ならびに第２の実施の形
態と同様の作用効果が得られるものである。
【０１１６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、レーザー光の照射により発生する衝撃波の
周囲への散逸が防止されるため、エネルギー効率よく被
洗浄物を洗浄することができるようになるという優れた
効果を奏する。
【０１１７】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、気相雰囲気中においてもレーザー光の
照射により被洗浄物を洗浄することができるようになる
という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の洗浄装置の概略構成説明図である。
【図２】本発明による洗浄装置の第１の実施の形態を示
す概略構成説明図である。
【図３】本発明による洗浄装置の第２の実施の形態を示
す概略構成説明図である。
【図４】本発明による洗浄装置の第３の実施の形態を示
す概略構成説明図である。
【図５】本発明による洗浄装置の第４の実施の形態を示
す概略構成説明図である。
【図６】本発明による洗浄装置の第５の実施の形態を示
す概略構成説明図である。
【図７】本発明による洗浄装置の第６の実施の形態を示
す概略構成説明図である。
【符号の説明】
１０、４０、５０ 回転楕円体 １０ａ、５０ａ 開口部 １０ｂ、４０ｂ、５０ｂ 貫通孔 １０ｃ、４０ｃ、５０ｃ 内周壁面 １２ レーザー光 １４ レーザー光源 １６ 第１レンズ １８ 第２レンズ ２０ 被洗浄物支持台 ２０ａ、２０ｂ 被洗浄物支持腕部 ２２ 掃引機構 ２２ａ 回転楕円体支持腕部 ３４ 洗浄液供給ノズル ３６ 洗浄液膜 ４０ａ オリフィス ４２、５２ 洗浄液供給管 ５４ 洗浄液ダレ防止板 ５６ 洗浄液層 １００ 被洗浄物 １００ａ 洗浄処理面 Ｆ１、Ｆ２ 焦点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 英一 東京都調布市柴崎２丁目１番地３ 島田理 化工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3B116 AA02 AA03 AB34 AB42 BB32 BB73 BB75 BB90 BC01 4E068 AA00 CA11 CE04 DA09 DA10 DA11

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザー光を発生するレーザー光源と、 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置するとと
    もに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍に位置させるよ
    うにした中空の回転楕円体と、 前記回転楕円体の他方の焦点に、前記レーザー光源によ
    って発生されたレーザー光を集束させる光学系部材とを
    有するものである洗浄装置。
  2. 【請求項２】 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部
    を配置するとともに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍
    に位置させるようにした中空の回転楕円体内に、 レーザー光源によって発生されたレーザー光を照射し
    て、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束するよ
    うにし、 レーザー光により発生した衝撃波を前記回転楕円体で反
    射させ、 再集束した強い衝撃波を前記洗浄処理面に入射させるも
    のである洗浄方法。
  3. 【請求項３】 レーザー光を発生するレーザー光源と、 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置するとと
    もに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍に位置させるよ
    うにした中空の回転楕円体と、 前記回転楕円体の他方の焦点に、前記レーザー光源によ
    って発生されたレーザー光を集束させる光学系部材と、 前記洗浄処理面と前記回転楕円体および前記光学系部材
    とを相対的に移動させる移動手段とを有するものである
    洗浄装置。
  4. 【請求項４】 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部
    を配置するとともに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍
    に位置させるようにした中空の回転楕円体内に、 レーザー光源によって発生されたレーザー光を照射し
    て、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束するよ
    うにし、 レーザー光により発生した衝撃波を前記回転楕円体で反
    射させ、 再集束した強い衝撃波を前記洗浄処理面に入射させるよ
    うにし、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束する際
    に、前記被洗浄処理面と前記回転楕円体との相対位置を
    変化させるようにしたものである洗浄方法。
  5. 【請求項５】 レーザー光を発生するレーザー光源と、 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置するとと
    もに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍に位置させるよ
    うにした中空の回転楕円体と、 前記回転楕円体の他方の焦点に、前記レーザー光源によ
    って発生されたレーザー光を集束させる光学系部材と、 前記洗浄処理面に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 前記洗浄処理面と前記回転楕円体および前記光学系部材
    および洗浄液供給手段とを相対的に移動させる移動手段
    とを有するものである洗浄装置。
  6. 【請求項６】 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部
    を配置するとともに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍
    に位置させるようにした中空の回転楕円体内に、 レーザー光源によって発生されたレーザー光を照射し
    て、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束するよ
    うにし、 レーザー光により発生した衝撃波を前記回転楕円体で反
    射させ、 再集束した強い衝撃波を前記洗浄処理面に入射させるよ
    うにし、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束する際
    に、前記洗浄処理面に洗浄液を供給するとともに、前記
    洗浄処理面と前記回転楕円体との相対位置を変化させる
    ようにしたものである洗浄方法。
  7. 【請求項７】 レーザー光を発生するレーザー光源と、 被洗浄物の洗浄処理面に対向して細径のオリフィスを配
    置するとともに、一方の焦点を前記オリフィス近傍に位
    置させるようにした中空の回転楕円体と、 前記回転楕円体の他方の焦点に、前記レーザー光源によ
    って発生されたレーザー光を集束させる光学系部材と、 前記回転楕円体内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
    と、 前記洗浄処理面と前記回転楕円体および前記光学系部材
    および洗浄液供給手段とを相対的に移動させる移動手段
    とを有するものである洗浄装置。
  8. 【請求項８】 被洗浄物の洗浄処理面に対向して細径の
    オリフィスを配置するとともに、一方の焦点を前記オリ
    フィス近傍に位置させるようにした中空の回転楕円体内
    に、洗浄液を供給し、 レーザー光源によって発生されたレーザー光を照射し
    て、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束するよ
    うにし、 レーザー光により発生した衝撃波を前記回転楕円体で反
    射させ、 再集束した強い衝撃波を前記オリフィスに入射させるよ
    うにし、 衝撃波の通過によって前記オリフィスから発生する洗浄
    液ジェットを前記洗浄処理面に入射させるようにし、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束する際
    に、前記洗浄処理面と前記回転楕円体との相対位置を変
    化させるようにしたものである洗浄方法。
  9. 【請求項９】 レーザー光を発生するレーザー光源と、 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口部を配置するとと
    もに、一方の焦点を前記洗浄処理面近傍に位置させるよ
    うにした中空の回転楕円体と、 前記回転楕円体の他方の焦点に、前記レーザー光源によ
    って発生されたレーザー光を集束させる光学系部材と、 前記回転楕円体内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段
    と、 前記洗浄処理面と前記回転楕円体および前記光学系部材
    および洗浄液供給手段とを相対的に移動させる移動手段
    とを有するものである洗浄装置。
  10. 【請求項１０】 被洗浄物の洗浄処理面に対向して開口
    部を配置するとともに、一方の焦点を前記洗浄処理面近
    傍に位置させるようにした中空の回転楕円体内に、洗浄
    液を供給しオーバーフローさせ、 レーザー光源によって発生されたレーザー光を照射し
    て、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束するよ
    うにし、 レーザー光により発生した衝撃波を前記回転楕円体で反
    射させ、 再集束した強い衝撃波を前記洗浄処理面に入射させるよ
    うにし、 前記回転楕円体の他方の焦点にレーザー光を集束する際
    に、前記洗浄処理面と前記回転楕円体との相対位置を変
    化させるようにしたものである洗浄方法。
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