JP2014186887A - Window member for optical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外光を被処理物に照射させる紫外光照射装置に用いられる光学機器用窓部材に関するものである。 The present invention relates to an optical instrument window member used in an ultraviolet light irradiation apparatus that irradiates an object with ultraviolet light.
近年、ガラス基板や半導体ウエハの洗浄工程では、例えば、紫外光がガラス基板や半導体ウエハの表面に照射されて表面に付着している有機物を酸化させて除去するドライ洗浄方法が行われている。 In recent years, in a glass substrate or semiconductor wafer cleaning process, for example, a dry cleaning method is performed in which ultraviolet light is irradiated onto the surface of a glass substrate or semiconductor wafer to oxidize and remove organic substances attached to the surface.
このような紫外光を照射して洗浄する方法は、真空紫外光照射装置が用いられている。この真空紫外光照射装置は、紫外光の一種である真空紫外光が光学機器用窓部材を透過し被処理物の表面に照射する構造となっている。また、真空紫外光は、エキシマ放電ランプを用いて得られている。
エキシマ放電ランプは、エキシマ放電ランプの容器と、エキシマ放電ランプの容器内に封入されたエキシマ放電ランプ用ガスと、エキシマ放電ランプの容器に設けられた真空紫外光を透過させる光学機器用窓部材とを有している(例えば、特許文献1参照)。
A vacuum ultraviolet light irradiation apparatus is used as a method of cleaning by irradiating such ultraviolet light. This vacuum ultraviolet light irradiation apparatus has a structure in which vacuum ultraviolet light, which is a kind of ultraviolet light, passes through an optical device window member and irradiates the surface of an object to be processed. Vacuum ultraviolet light is obtained using an excimer discharge lamp.
The excimer discharge lamp includes an excimer discharge lamp container, an excimer discharge lamp gas sealed in the excimer discharge lamp container, and a window member for optical equipment that transmits vacuum ultraviolet light provided in the excimer discharge lamp container. (For example, refer to Patent Document 1).
また、エキシマ放電ランプは、エキシマ放電ランプの容器内に封入されたエキシマ放電ランプ用ガスの種類によって、放射される真空紫外光の波長が異なるようになっている。また、エキシマ放電ランプの容器に設けられた光学機器用窓部材は、例えば合成石英ガラス、水晶、MgF2(フッ化マグネシウム)、CaF2(フッ化カルシウム)などよりなり、エキシマ放電ランプから放出された真空紫外光を透過させるように形成されている(例えば、特許文献2参照)。また、上述のエキシマ放電ランプの容器に設けられた光学機器用窓部材のなかでも水晶は、真空紫外域から赤外域までの広帯域波長における透過性に優れている。 Further, the excimer discharge lamp is configured such that the wavelength of the radiated vacuum ultraviolet light differs depending on the type of excimer discharge lamp gas sealed in the excimer discharge lamp vessel. Moreover, the window member for optical equipment provided in the container of the excimer discharge lamp is made of, for example, synthetic quartz glass, crystal, MgF2 (magnesium fluoride), CaF2 (calcium fluoride), etc., and the vacuum discharged from the excimer discharge lamp. It is formed so as to transmit ultraviolet light (for example, see Patent Document 2). Of the window members for optical equipment provided in the container of the above-described excimer discharge lamp, quartz is excellent in transmittance in a broadband wavelength from the vacuum ultraviolet region to the infrared region.
しかしながら、光学機器用窓部材に用いられる水晶は、異方性を有する単結晶であるため熱膨張係数が結晶方位で異なることや、573℃に結晶転移点があるなどの特徴があった。そのため、水晶は、例えば、フリットガラスやロウ材などの高い温度を必要とする接合には不向きであった。したがって、水晶は、光学機器用窓部材において、高真空を維持するための真空封止やランプなどの温度がかかる環境で使われるガス封入封止など高耐久高信頼性の気密封止が必要な例えば、ランプの窓材や真空装置のビューイングポートなどに敬遠されがちな材料であった。
そこで、本発明は、前記問題を解決し水晶への熱の影響を与えにくくする光学機器用窓部材を提供することを課題とする。
However, the crystal used for the window member for optical instruments is a single crystal having anisotropy, and thus has a feature such that the thermal expansion coefficient differs depending on the crystal orientation and there is a crystal transition point at 573 ° C. For this reason, quartz is not suitable for bonding that requires a high temperature such as frit glass or brazing material. Therefore, quartz requires a highly durable and highly reliable airtight seal such as a vacuum seal for maintaining a high vacuum and a gas sealed seal used in a temperature-prone environment such as a lamp in a window member for optical equipment. For example, it is a material that is often shunned by lamp window materials and viewing ports of vacuum equipment.
Therefore, an object of the present invention is to provide a window member for an optical device that solves the above-described problems and makes it difficult for the quartz to be affected by heat.
本発明によれば、光学機器用窓部材は、水晶からなる板状の窓部材本体と、窓部材本体の一方の主面の縁部分にリング形状に設けられたフランジ部材接合用金属膜とを有した窓部材と、窓部材の外形より大きく形成された、リング形状のフランジ部材本体と、フランジ部材本体に設けられた窓部材接合用金属膜とを有したフランジ部材と、窓部材とフランジ部材とが接合されて構成されることを特徴とする。 According to the present invention, an optical instrument window member includes a plate-like window member main body made of crystal, and a flange member bonding metal film provided in a ring shape on an edge portion of one main surface of the window member main body. A flange member having a window member, a ring-shaped flange member main body formed larger than the outer shape of the window member, and a window member joining metal film provided on the flange member main body, and the window member and the flange member. And are configured to be joined together.
また、本発明の光学機器用窓部材は、フランジ部材の外形形状が所定の厚みを有した円筒形状に形成されていることを特徴とする。 In the optical device window member of the present invention, the outer shape of the flange member is formed in a cylindrical shape having a predetermined thickness.
本発明による光学機器用窓部材は、板状の水晶にフランジ部材がフランジ部材接合用金属膜および窓部材接合用金属膜を介して接合されている。そのため、フランジ部を被接合物に高い温度を必要とする接合方法で接合させた場合、水晶には直接高い温度はかからないこととなる。よって、熱膨張係数の違う水晶とフランジ部材は、安定した接合を維持することができる。 In the window member for an optical device according to the present invention, a flange member is joined to a plate-like crystal through a flange member joining metal film and a window member joining metal film. Therefore, when the flange portion is bonded to the object to be bonded by a bonding method that requires a high temperature, the crystal does not have a high temperature directly. Therefore, the crystal and the flange member having different thermal expansion coefficients can maintain stable bonding.
以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、同一要素には同一の符号を付し重複する説明を省略する。また、構成を明確にするために誇張して図示している。なお、本実施形態における主面とは、立体的に形成される例えば水晶板において、最も広い面およびそれと平行する平面のことである。 Hereinafter, some exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted. In addition, the illustration is exaggerated for the sake of clarity. In addition, the main surface in this embodiment is the widest surface and the plane parallel to it in the three-dimensionally formed crystal plate, for example.
図1および図2に示されているように、本発明の実施形態における光学機器用窓部材100は、窓部材10とフランジ部材20とから構成されている。また、窓部材10は、窓部材本体11とフランジ部材接合用金属膜12とで形成されている。また、フランジ部材接合用金属膜12は、窓部材本体11の一方の主面に設けられており、リング形状に形成されている。また、フランジ部材20は、フランジ部材本体21と窓部材接合用金属膜22とで形成されている。また、フランジ部材本体21の全周には、窓部材接合用金属膜22が設けられている。また、光学機器用窓部材100は、窓部材本体11の一方の主面に設けられたフランジ部材接合用金属膜12側とフランジ部材本体21の主面とがフランジ部材接合用金属膜12および窓部材接合用金属膜22を介して原子拡散接合されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the optical
窓部材本体11は、例えば、人工水晶または無色透明な天然水晶からなる透明な円形状の平板で形成されている。また、窓部材本体11の一方の主面には、窓部材本体11の外周から窓部材本体11の一方の主面の中心側に向かいリング形状にフランジ部材接合用金属膜12が設けられている。なお、窓部材本体11の形成方法は、四角形状に切断された平板の例えば、人工水晶または無色透明な天然水晶を、例えば、人工水晶または無色透明な天然水晶の主面に垂直に通る軸を基準として回転させ、回転している例えば、人工水晶または無色透明な天然水晶の角部を砥石によって研磨することにより円形状を有した窓部材本体11が形成される。
The window member
フランジ部材接合用金属膜12は、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、Ta(タンタル)、Ti(チタン)等の下地金属膜の上に設けられ、Au(金)、Pt(白金)、Cu(銅)等のいずれかの金属材料より形成されている。なお、フランジ部材接合用金属膜12の形成方法は、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法などにより形成される。
The flange member bonding
フランジ部材本体21は、例えば平板状の石英ガラス、セラミック材料からなり、リング形状を有している。また、フランジ部材本体21の外周は、窓部材本体11の外周よりも大きく形成されている。また、フランジ部材本体21の内径は、窓部材本体11に設けられたフランジ部材接合用金属膜12の外周よりも小さく、窓部材本体11に設けられたフランジ部材接合用金属膜12の内径よりも大きく形成されている。また、フランジ部材本体21の全面は、窓部材接合用金属膜22で覆われている。なお、フランジ部材本体21の形成方法は、例えば石英ガラスの場合は、平板状の石英ガラスをホールソーを用いてリング状に切断して形成する。また、例えばセラミック材料の場合は、セラミックグリーンシートをリング状に成形し、これを焼成することによって形成される。
The flange member
窓部材接合用金属膜22は、フランジ部材接合用金属膜12と同様にCr(クロム)、Ni(ニッケル)、Ta(タンタル)、Ti(チタン)等の下地金属膜の上に設けられ、Au(金)、Pt(白金)、Cu(銅)等のいずれかの金属材料より形成されている。また、窓部材接合用金属膜22は、フランジ部材本体21の全面を覆っている。なお、窓部材接合用金属膜22の形成方法は、例えば、スパッタリング方法や真空蒸着方法などにより形成される。なおその際、フォトリソグラフィ方法やメタルマスクなどを使って所定のパターンを形成する方法であってもかまわない。
Similar to the flange member bonding
このように、本発明の実施形態における光学機器用窓部材100は、窓部材本体11にフランジ部材本体21がフランジ部材接合用金属膜12および窓部材接合用金属膜22を介して接合されている。そのため、フランジ部材本体21を被接合物に高い温度を必要とする接合方法で接合させた場合、窓部材本体11には高い温度はかからないこととなる。よって、窓部材本体11の異方性による熱膨張が軽微となり、窓部材本体11とフランジ部材本体21は安定した接合を維持することができる。したがって、本発明は、気密性が良く信頼性の向上した製品を提供することができる。
As described above, in the
また、本発明の実施形態における光学機器用窓部材100の形成方法は、例えば、人工水晶または無色透明な天然水晶からなる所定の大きさに形成された円形状の窓部材本体11の一方の主面に、窓部材本体11の縁部分から窓部材本体11の一方の主面の内側に向かいリング状にフランジ部材接合用金属膜12を形成する。次に、窓部材本体11の外形より大きく形成されたリング形状のフランジ部材本体21を覆うように窓部材接合用金属膜22を形成する。次に、窓部材本体11の一方の主面に設けられたフランジ部材接合用金属膜12とフランジ部材本体21を覆うように設けられた窓部材接合用金属膜22のうち一方の主面に設けられた窓部材接合用金属膜22とを接合させる。なお、この接合は以下のようにしてなされる。まず始めにプラズマ洗浄により、窓部材10とフランジ部材20との表面洗浄を行い、次に、フランジ部材接合用金属膜12と窓部材接合用金属膜22との位置を合わせて重ね合わせを行い、次に、大気中や真空中もしくは不活性ガス雰囲気中で、フランジ部材接合用金属膜12と窓部材接合用金属膜22との面同士が完全に密着するように加圧を加えて原子拡散接合が完了する。このことにより、本発明の実施形態における光学機器用窓部材100が形成される。また、窓部材本体11の一方の主面にリング形状のフランジ部材接合用金属膜12を形成する方法は、フランジ部材接合用金属膜12が設けられる窓部材本体11の一方の主面にリング形状のフランジ部材接合用金属膜12の内径となる部分にレジスト膜を設け、フランジ部材接合用金属膜12を形成した後レジスト膜を取り除いてもよい。
In addition, the method for forming the optical
なお、本発明はこれに限定されず、適宜変更可能である。
本発明の実施形態における光学機器用窓部材100は、エキシマ放電ランプなどに用いることができる。
In addition, this invention is not limited to this, It can change suitably.
The
また、例えば、図3に示されているように、本発明の実施形態の変形例として、フランジ部材20の外形形状が所定の厚みを有した円筒形状に形成されていてもよい。このような構成にしても同様の効果が得られる。
Further, for example, as shown in FIG. 3, as a modification of the embodiment of the present invention, the outer shape of the
また、例えば、本発明の実施形態の変形例として、窓部材10の形状とフランジ部材20の形状とが四角形状に形成されていてもよい。このような構成にしても同様の効果が得られる。
For example, as a modification of the embodiment of the present invention, the shape of the
また、例えば、本発明の実施形態の変形例として、フランジ部材本体21に設けられる窓部材接合用金属膜22は、窓部材本体11が接合されるフランジ部材本体21の主面と窓部材本体11が接合されるフランジ部材本体21の主面と相対するフランジ部材本体21の主面とに形成されていてもよい。このような構成にしても同様の効果が得られる。
For example, as a modification of the embodiment of the present invention, the window member joining
また、例えば、本発明の実施形態の変形例として、フランジ部材本体21に設けられる窓部材接合用金属膜22は、窓部材本体11が接合されるフランジ部材本体21の主面だけに形成されていてもよい。このような構成にしても同様の効果が得られる。
Further, for example, as a modification of the embodiment of the present invention, the window member joining
10 窓部材
11 窓部材本体
12 フランジ部材接合用金属膜
20 フランジ部材
21 フランジ部材本体
22 窓部材接合用金属膜
100 光学機器用窓部材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記窓部材本体の一方の主面の縁部分にリング形状に設けられたフランジ部材接合用金属膜とを有した窓部材と、
前記窓部材の外形より大きく形成された、リング形状のフランジ部材本体と、
前記フランジ部材本体に設けられた窓部材接合用金属膜とを有したフランジ部材と、
前記窓部材と前記フランジ部材とが接合されて構成されることを特徴とする光学機器用窓部材。 A plate-like window member body made of crystal;
A window member having a flange member bonding metal film provided in a ring shape on an edge portion of one main surface of the window member body;
A ring-shaped flange member body formed larger than the outer shape of the window member;
A flange member having a window member bonding metal film provided on the flange member body;
A window member for optical equipment, wherein the window member and the flange member are joined to each other.
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