JP2015119127A - Light irradiation device - Google Patents
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Description
本発明は、光照射装置に関する。更に詳しくは、本発明は、例えば半導体や液晶等の製造工程におけるレジストの光アッシング処理、ナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に付着したレジストの除去あるいは液晶用のガラス基板やシリコンウエハなどのドライ洗浄処理、プリント基板製造工程におけるスミアの除去(デスミア)処理に好適な光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus. More specifically, the present invention relates to, for example, a photo-ashing process of a resist in a manufacturing process of a semiconductor or a liquid crystal, a removal of a resist adhering to a template pattern surface in a nanoimprint apparatus, or a dry cleaning process of a glass substrate or a silicon wafer for liquid crystal The present invention relates to a light irradiation apparatus suitable for smear removal (desmear) processing in a printed circuit board manufacturing process.
現在、例えば、半導体や液晶等の製造工程におけるレジストの光アッシング処理、ナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に付着したレジストの除去あるいは液晶用のガラス基板やシリコンウエハなどのドライ洗浄処理、プリント基板製造工程におけるスミアの除去処理を行う方法として、紫外線を用いたドライ洗浄方法が知られている。 Currently, for example, photo-ashing of resist in the manufacturing process of semiconductors, liquid crystals, etc., removal of resist adhering to the pattern surface of the template in the nanoimprint apparatus, or dry cleaning processing of glass substrates and silicon wafers for liquid crystals, printed circuit board manufacturing As a method for removing smear in the method, a dry cleaning method using ultraviolet rays is known.
これらの処理を行うための光照射装置の或る種のものとしては、図3に示すように、筺体71の内部が、光透過性窓部材31によって区画されることによって処理室Sとランプ室Rとが形成されたものがある(例えば、特許文献1参照。)。処理室Sには、被処理物Wを配置するための被処理物支持台18が配置され、一方、ランプ室Rには、例えばエキシマランプなどの紫外線放射ランプ28が配置されている。また、光透過性窓部材31は、紫外線放射ランプ28から放射される紫外線を透過する光透過性を有する材料、具体的には例えば石英ガラスよりなるものである。この光照射装置には、処理室Sに対して、例えば酸素ガスなどの活性種源を含む処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段と、ランプ室Rに対して、例えば窒素ガス等の不活性ガスを供給するランプ室雰囲気用ガス供給手段とが設けられている。
この光照射装置は、処理用ガスの雰囲気下に配置された被処理物(ワーク)Wの被処理面Waに対して、光透過性窓部材31を介して紫外線放射ランプ28からの紫外線を照射することにより、紫外線によって活性種源から生成される活性種(具体的には、オゾンガスおよび酸素ラジカル)を利用して当該被処理物Wの表面処理を行うものである。
図3において、処理用ガス供給手段およびランプ室雰囲気用ガス供給手段は、制御部75により、処理室Sの内圧を検出する圧力センサ77およびランプ室Rの内圧を検出する圧力センサ77によって検出される内圧に基づいてガス供給条件が定められるものである。
具体的には、処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源82A,82B,82Cと、真空ポンプ83とを備えている。処理用ガス供給源82A,82B,82Cは、筺体71に形成されたガス供給用貫通孔72Aに、ガス流路形成部材81Aを介して接続されている。また、ガス流路形成部材81Aによって形成されるガス流路には、処理用ガス供給源82A,82B,82Cとガス供給用貫通孔72Aとの間に、バルブ84A,84B,84Cが設けられている。一方、真空ポンプ83は、筺体71に形成されたガス排出用貫通孔72Bに、ガス流路形成部材81Bを介して接続されている。また、ガス流路形成部材81Bによって形成されるガス流路には、真空ポンプ83とガス排出用貫通孔72Bとの間に、バルブ84Dが設けられている。そして、この処理用ガス供給手段においては、ガス供給条件に応じて制御部75によってバルブ84A,84B,84C,84Dが調整される。
また、ランプ室雰囲気用ガス供給手段は、ランプ室雰囲気用ガス供給源86と、真空ポンプ87とを備えている。ランプ室雰囲気用ガス供給源86は、筺体71に形成されたガス供給用貫通孔73Aに、ガス流路形成部材85Aを介して接続されている。また、ガス流路形成部材85Aによって形成されるガス流路には、ランプ室雰囲気用ガス供給源86とガス供給用貫通孔73Aとの間に、バルブ88Aが設けられている。一方、真空ポンプ87は、筺体71に形成されたガス排出用貫通孔73Bに、ガス流路形成部材85Bを介して接続されている。また、ガス流路形成部材85Bによって形成されるガス流路には、真空ポンプ87とガス排出用貫通孔73Bとの間に、バルブ88Bが設けられている。そして、このランプ室雰囲気用ガス供給手段においては、ガス供給条件に応じて制御部75によってバルブ88A,88Bが調整される。
As a certain kind of light irradiation apparatus for performing these processes, as shown in FIG. 3, the interior of the
This light irradiation apparatus irradiates ultraviolet rays from an
In FIG. 3, the processing gas supply means and the lamp chamber atmosphere gas supply means are detected by the
Specifically, the processing gas supply means includes processing gas supply sources 82A, 82B, and 82C and a
The lamp chamber atmosphere gas supply means includes a lamp chamber atmosphere
また、このような光照射装置においては、筺体71に、光透過性窓部材31を支持するための支持部が設けられている。そして、この支持部上にシール部材を介して光透過性窓部材31を配設することにより、光透過性窓部材31の気密構造(以下、「窓部材気密構造」ともいう。)が形成されている。シール部材としては、耐紫外線性、および必要に応じて耐オゾン性が高いものが用いられる。
窓部材気密構造の具体例としては、例えばシール部材としてフッ素樹脂製またはシリコン樹脂製のOリングを用いた構成のものが挙げられる。シール部材としてOリングを用いる場合には、例えば図4に示すように、筺体の内周面に、当該内周の全周にわたって内方に突出する、アルミニウムやステンレス鋼などの金属よりなる支持部92を設け、この支持部92にシール部材91を配設するための凹部93を形成する。そして、この凹部93に配置されたシール部材91上に光透過性窓部材31を配置して押さえ部材94によって押圧することにより、窓部材気密構造を形成する。
Moreover, in such a light irradiation apparatus, the
As a specific example of the window member hermetic structure, for example, one having a configuration using an O-ring made of a fluororesin or a silicon resin as a sealing member can be cited. When an O-ring is used as the seal member, for example, as shown in FIG. 4, a support portion made of a metal such as aluminum or stainless steel that protrudes inwardly on the inner peripheral surface of the housing over the entire inner periphery. 92 is provided, and a
しかしながら、このような構成の光照射装置においては、特に紫外線放射ランプ28からの光に樹脂やゴムを特に劣化させる波長300nm以下の紫外線が含まれる場合に、紫外線放射ランプ28からの紫外線が照射されることによってシール部材91に劣化が生じ、支持部92と光透過性窓部材31との間に十分な気密性が得られなくなることがある。更に、波長220nm以下の短波長の紫外線が含まれる場合には、処理用ガスに含まれる活性種源からオゾンガスが発生するために、シール部材91にオゾンガスによる劣化が生じ、支持部92と光透過性窓部材31との間に十分な気密性が得られなくなることがある。
また、シール部材として、ポリテトラフルオロエチレン製パッキンまたはフッ素樹脂製ソフトシートよりなる弾性部材と、純アルミニウム製遮光部材とを組み合わせたもの(以下、「組合せ部材」ともいう。)を用いた構成のものもある。この組合せ部材は、弾性部材が主として弾性材として機能し、遮光部材は主として弾性部材に紫外線放射ランプからの光が照射されることを抑制する遮光機能を有するものである。
However, in the light irradiation apparatus having such a configuration, the ultraviolet light from the
Further, as the seal member, a structure using a combination of an elastic member made of a polytetrafluoroethylene packing or a fluororesin soft sheet and a pure aluminum light shielding member (hereinafter also referred to as “combination member”) is used. There are also things. In this combination member, the elastic member mainly functions as an elastic material, and the light shielding member mainly has a light shielding function for suppressing the elastic member from being irradiated with light from the ultraviolet radiation lamp.
また、光照射装置においては、光透過性窓部材31の支持部92を構成する金属の熱膨張率が、光透過性窓部材31を構成する石英ガラスの熱膨張率よりも大きいことに起因して、被処理物Wに対して効率的に所期の処理を行うことができなくなるおそれがある、という問題もある。
具体的に説明すると、窓部材気密構造は、支持部92と光透過性窓部材31との膨張率差を考慮して設計がなされている。すなわち、支持部92と光透過性窓部材31との間に僅かな間隙95が形成されている箇所がある。そのため、紫外線放射ランプ28からの光が照射されることなどによって支持部92および光透過性窓部材31が加熱されることにより、支持部92と光透過性窓部材31との間に熱膨張率差によって相対的に位置ずれが生じて十分な気密性が得られなくなるおそれがある。すなわち、処理室Sおよびランプ室Rの気密性を維持することができなくなるおそれがある。特に、シール部材91として組合せ部材を用いた場合には、組合せ部材が支持部92および光透過性窓部材31との密閉性が低いものであるため、支持部92と光透過性窓部材31との間に十分な気密性が得られなくなるおそれが大きくなる。
Further, in the light irradiation device, the thermal expansion coefficient of the metal constituting the
More specifically, the window member hermetic structure is designed in consideration of a difference in expansion coefficient between the
このようにして支持部92と光透過性窓部材31との間に十分な気密性が得られなくなることにより、それに起因して処理室Sにランプ室Rからランプ室雰囲気用ガスが流入する。そして、処理室Sにランプ室雰囲気用ガスが流入することによれば、処理室Sにおける活性種源の濃度(具体的には、例えば酸素ガス濃度)が小さくなる。しかも、処理室Sにおいては、被処理物Wの被処理面Waに対して、高い均一性をもって高い効率で処理を行うために、処理用ガス供給手段からの処理用ガスの供給が比較的小さなガス流速、すなわち少ないガス流量でなされていることから、ランプ室雰囲気用ガスの流入によって活性種源の濃度が大きく変化してしまう。そのため、処理に供される活性種の量が少なくなることから、被処理物Wの処理により多くの時間を要することとなる。
このような問題は、例えば縦寸法および横寸法の少なくとも一方が400mmを超える大面積の光透過性窓部材を備えた光照射装置において顕著となる。その理由は、支持部と光透過性窓部材との間において熱膨張率差によって生じる相対的な位置ずれが大きくなるためである。
As described above, sufficient airtightness cannot be obtained between the
Such a problem becomes conspicuous in a light irradiation apparatus including a light-transmitting window member having a large area in which at least one of the vertical dimension and the horizontal dimension exceeds 400 mm. The reason is that a relative positional shift caused by a difference in thermal expansion coefficient between the support portion and the light transmissive window member becomes large.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、処理室において必要とされる雰囲気を確保することができ、従って被処理物を効率よく短時間で処理することのできる光照射装置を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the circumstances as described above, and the object thereof is to ensure the atmosphere required in the processing chamber, and therefore to efficiently process the object to be processed in a short time. It is in providing the light irradiation apparatus which can be used.
本発明の光照射装置は、紫外線放射ランプからの紫外線を透過する光透過性窓部材および当該光透過性窓部材の周縁部に配設されたシール部材によって区画されて形成された2つの空間を有しており、
前記2つの空間のうちの一方の空間によって前記紫外線放射ランプが配置されたランプ室が形成され、他方の空間によって、当該紫外線放射ランプからの紫外線が前記光透過性窓部材を介して照射される被処理物が配置される処理室が形成されており、
前記処理室に対して、前記紫外線放射ランプからの紫外線により活性種を生成する活性種源を含有する処理用ガスを供給するための処理用ガス供給手段、および前記ランプ室に対して、ランプ室雰囲気用ガスを供給するランプ室雰囲気用ガス供給手段が設けられてなる光照射装置において、
動作中において、前記処理室の内圧が前記ランプ室の内圧よりも高く維持されることを特徴とする。
The light irradiation device of the present invention has two spaces formed by being partitioned by a light transmissive window member that transmits ultraviolet light from an ultraviolet radiation lamp and a seal member that is disposed at a peripheral portion of the light transmissive window member. Have
A lamp chamber in which the ultraviolet radiation lamp is disposed is formed by one of the two spaces, and ultraviolet light from the ultraviolet radiation lamp is irradiated through the light transmissive window member by the other space. A processing chamber in which workpieces are placed is formed,
A processing gas supply means for supplying a processing gas containing an active species source that generates active species by ultraviolet rays from the ultraviolet radiation lamp to the processing chamber, and a lamp chamber to the lamp chamber In a light irradiation apparatus provided with a lamp chamber atmosphere gas supply means for supplying an atmosphere gas,
During operation, the internal pressure of the processing chamber is maintained higher than the internal pressure of the lamp chamber.
本発明の光照射装置は、処理室の内圧と前記ランプ室の内圧との差が30〜1000Paであることが好ましい。 In the light irradiation apparatus of the present invention, the difference between the internal pressure of the processing chamber and the internal pressure of the lamp chamber is preferably 30 to 1000 Pa.
本発明の光照射装置によれば、装置動作中に、処理室の内圧がランプ室の内圧よりも高く維持されていることから、処理室およびランプ室の気密性を維持することができなくなった場合であっても、処理室からランプ室に処理用ガスが流入するだけで、処理室にはランプ室からランプ室雰囲気用ガスが流入することがない。そのため、処理室においては、処理用ガス供給手段から供給される処理用ガスのみによって雰囲気が形成されることから、ランプ室雰囲気用ガスの流入に起因して活性種源の濃度が小さくなることを防止することができる。従って、処理室において必要とされる雰囲気を確保することができることから、被処理物を効率よく短時間で処理することができる。 According to the light irradiation apparatus of the present invention, since the internal pressure of the processing chamber is maintained higher than the internal pressure of the lamp chamber during the operation of the apparatus, the hermeticity of the processing chamber and the lamp chamber cannot be maintained. Even in this case, only the processing gas flows into the lamp chamber from the processing chamber, and the lamp chamber atmosphere gas does not flow into the processing chamber from the lamp chamber. Therefore, in the processing chamber, since the atmosphere is formed only by the processing gas supplied from the processing gas supply means, the concentration of the active species source is reduced due to the inflow of the lamp chamber atmosphere gas. Can be prevented. Therefore, since the atmosphere required in the processing chamber can be ensured, the object to be processed can be processed efficiently and in a short time.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の光照射装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
この光照射装置10は、上方に開口部を有し、内部に被処理物(ワーク)Wを配置するための空間が形成された、直方体状の金属製の処理室用筺体11を備えている。そして、処理室用筺体11上には、略直方体状の外観形状を有する光源ユニット20が、処理室用筺体11の開口部を閉塞するように、矩形環状の処理室用シール部材19によって気密に設けられている。このようにして、処理室用筺体11の内部には、密閉された処理室Sが形成されている。すなわち、処理室Sは、処理室用筺体11、処理室用シール部材19および光源ユニット20によって形成されて密閉されている。
この図の例において、被処理物Wは矩形平板状のものであり、この被処理物の被処理面Waは、矩形状であって500mm×500mmの縦横寸法を有している。
また、処理室用筺体11には、4つの側壁部の上端によって構成される矩形環状の上端面13aに、当該処理室用筺体11の開口縁を取り囲むようにして矩形環状の凹部14が形成されている。そして、凹部14には、例えばOリングおよびゴムシートなどのソフトガスケットよりなる処理室用シール部材19が配置されており、この処理室用シール部材19は光源ユニット20に圧接された状態とされている。また、処理室用シール部材19としては、処理用ガス、ランプ室雰囲気用ガス、紫外線により生成される活性種および被処理物Wの被処理面Waが処理されることによって発生する反応生成ガスに対する耐性の高いものが用いられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of the light irradiation apparatus of the present invention.
This
In the example of this figure, the workpiece W has a rectangular flat plate shape, and the workpiece surface Wa of the workpiece is rectangular and has vertical and horizontal dimensions of 500 mm × 500 mm.
Further, in the
光源ユニット20は、下方に開口部を有する略直方体状の金属製のランプ室用筺体21を備えている。このランプ室用筺体21において、開口部は、矩形枠状の下壁部25の中央に形成されている。
また、ランプ室用筺体21内には、複数の棒状の紫外線放射ランプ28が配設されている。これらの複数の紫外線放射ランプ28は、中心軸が同一水平面内において互いに平行に伸びるよう一定の間隔(図1においては等間隔)で並列している。
そして、ランプ室用筺体21の開口部には、支持機構によって光透過性窓部材31が気密に設けられている。このようにして、ランプ室用筺体21の内部に密閉されたランプ室Rが形成されている。また、ランプ室Rと処理室Sとは、光透過性窓部材31およびランプ室用シール部材29によって区画されており、よって複数の紫外線放射ランプ28が光透過性窓部材31を介して処理室Sと対向した状態とされている。
The
Further, a plurality of rod-shaped
A light
支持機構は、ランプ室用筺体21の下壁部25と押さえ部材26とによって、矩形環状のランプ室用シール部材29を介して光透過性窓部材31の周縁部を挟持するものである。すなわち、光透過性窓部材31は、周縁部に配設されたランプ室用シール部材29を介して支持機構によって挟持されることにより気密に支持されている。このようにして、光透過性窓部材31の気密構造が形成されている。
支持機構を構成する下壁部25の下面には、ランプ室用筺体21の開口縁を取り囲むようにして矩形環状の凹部25Aが形成されており、この凹部25Aにランプ室用シール部材29が配置されている。
また、押さえ部材26は、中央にランプ室用筺体21の開口部と同様の大きさの開口を有する矩形枠状の押圧部26Aと、この押圧部26Aの外周縁に設けられた矩形筒状の支持部26Bとを有する金属製のものである。そして、この押さえ部材26は、ランプ室用シール部材29を介して光透過性窓部材31を押圧するように配設されており、よってランプ室用シール部材29は光透過性窓部材31の周縁部における上面に圧接された状態とされている。
この図の例において、ランプ室用シール部材29は、下壁部25によって遮光されており、よって紫外線放射ランプ28からの直接光が照射されることがない。
The support mechanism sandwiches the peripheral portion of the light
A rectangular annular recess 25A is formed on the lower surface of the
The pressing
In the example of this figure, the lamp
光透過性窓部材31を構成する材料としては、紫外線放射ランプ28から放射される紫外線に対する透過性を有し、処理用ガス、ランプ室雰囲気用ガス、紫外線により生成される活性種および被処理物Wの被処理面Waが処理されることによって発生する反応生成ガスに対する耐性を有するものが用いられる。
光透過性窓部材31を構成する材料の具体例としては、例えば石英ガラスが挙げられる。
また、光透過性窓部材31の厚みは、3〜10mmであることが好ましい。
光透過性窓部材31の厚みが3mmより薄い場合には、ランプ室Rの内圧と処理室Sの内圧との差によって大きく撓み、その歪みによって破損するおそれがある。一方、光透過性窓部材31の厚みが10mmを超える場合には、紫外線の透過率が低下する。
この図の例において、光透過性窓部材31は、矩形平板状であって580mm×580mmの縦横寸法を有し、厚みが5mmのものである。
The material constituting the light
A specific example of the material constituting the light
The thickness of the light
When the thickness of the light
In the example of this figure, the light
ランプ室用シール部材29としては、例えばOリングおよびゴムシートなどのソフトガスケットが用いられる。
このランプ室用シール部材29を構成する材料としては、処理用ガス、ランプ室雰囲気用ガス、紫外線により生成される活性種および被処理物Wの被処理面Waが処理されることによって発生する反応生成ガスに対する耐性が高く、必要に応じて紫外線放射ランプ28から放射される紫外線に対する耐性が高いものが用いられる。
ランプ室用シール部材29を構成する材質の具体例としては、例えばフッ素ゴムが挙げられる。
この図の例において、ランプ室用シール部材29としては、フッ素ゴムよりなる、外径4mmのOリングが用いられている。
As the lamp
The material constituting the lamp
A specific example of the material constituting the lamp
In the example of this figure, as the lamp
紫外線放射ランプ28としては、紫外線を放射するものであれば、公知の種々のランプを用いることができる。
紫外線放射ランプ28の具体例としては、波長185nmおよび波長254nmの紫外線を放射する低圧水銀ランプ、中心波長が172nmの紫外線を放射するエキシマランプ、および波長254nmおよび波長365nmの紫外線を放射する高圧水銀ランプなどが挙げられる。
この図の例において、紫外線放射ランプ28としては、特定方向(図1における下方向)に中心波長が172nmの紫外線を含む光を放射する円筒型のエキシマランプが用いられている。このエキシマランプは、発光長が700mmであって外径が40mmであり、定格消費電力が500Wのものである。
As the
Specific examples of the
In the example of this figure, as the
また、光源ユニット20には、ランプ室Rにランプ室雰囲気用ガスを供給するランプ室雰囲気用ガス供給手段が設けられている。
ランプ室雰囲気用ガス供給手段が設けられていることにより、供給されるランプ室雰囲気用ガスによって紫外線放射ランプ28を冷却することができる。そのため、紫外線放射ランプ28を長時間にわたって点灯させた場合であっても、当該紫外線放射ランプ28を適正な温度に制御することができる。
また、特に紫外線放射ランプ28として波長220nm以下の紫外線(真空紫外線)を放射するものを用いる場合においては、ランプ室用雰囲気用ガスとして適宜のもの(具体的には、窒素ガスなどの不活性ガス)を用いることにより、紫外線放射ランプ28からの真空紫外線を光源ユニット20からの出射光として有効に利用することができる。すなわち、ランプ室用筺体21内において、紫外線放射ランプ28からの真空紫外線がランプ室用筺体21内の雰囲気を構成するガスによって吸収されることを防止することができる。
Further, the
Since the lamp chamber atmosphere gas supply means is provided, the
In particular, when an ultraviolet radiation lamp that emits ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less (vacuum ultraviolet light) is used, an appropriate gas for the lamp chamber atmosphere (specifically, an inert gas such as nitrogen gas). ) Can be used effectively as the emitted light from the
ランプ室雰囲気用ガス供給手段は、ランプ室雰囲気用ガス供給源(図示せず)を備えており、ランプ室用筺体21における互いに対向する側壁部21A,21Cに形成されたガス供給用貫通孔23およびガス排出用貫通孔24を介してランプ室Rにランプ室雰囲気用ガスを流動させるものである。ランプ室雰囲気用ガス供給源は、ガス流路形成部材を介してガス供給用貫通孔23に接続されており、またこのガス流路形成部材によって形成されるガス供給用ガス流路には、バルブ(図示せず)が設けられている。また、ガス排出用貫通孔24には、ガス流路形成部材が接続されており、このガス流路形成部材によって形成される排出用ガス流路には、バルブ(図示せず)が設けられている。
このランプ室雰囲気用ガス供給手段においては、ランプ室雰囲気用ガス供給条件に応じて、供給用ガス流路に配設されたバルブが調整される。また、ランプ室Rおよび処理室Sの間において差圧計によって計測される内圧差、またはランプ室Rおよび処理室Sの各々に配設された圧力センサによって検出される内圧に基づいて、排出用ガス流路のコンダクタンスが調整される。この排出用ガス流路のコンダクタンスを調整する方法としては、例えば、排出用ガス流路に設けられたバルブを調整する方法、ガス排出用貫通孔24の径を調整する方法、および排出用ガス流路を形成するガス流路形成部材の配管径や配管長を調整する方法などが挙げられる。
The lamp chamber atmosphere gas supply means includes a lamp chamber atmosphere gas supply source (not shown), and a gas supply through
In the lamp chamber atmosphere gas supply means, a valve disposed in the supply gas flow path is adjusted according to the lamp chamber atmosphere gas supply conditions. Further, based on the internal pressure difference measured by the differential pressure gauge between the lamp chamber R and the processing chamber S or the internal pressure detected by the pressure sensor disposed in each of the lamp chamber R and the processing chamber S, the exhaust gas The conductance of the flow path is adjusted. As a method for adjusting the conductance of the exhaust gas flow path, for example, a method of adjusting a valve provided in the exhaust gas flow path, a method of adjusting the diameter of the gas exhaust through-
ランプ室雰囲気用ガス供給手段からランプ室Rに供給されるランプ室雰囲気用ガスとしては、紫外線放射ランプ28の種類および被処理物Wを処理するために必要とされる紫外線の波長域、すなわち光源ユニット20からの出射光に必要とされる紫外線の波長域に応じて、窒素ガスなどの不活性ガス、および空気などが用いられる。ここに、本明細書中において、「空気」とは、環境雰囲気の空気(光源装置10の外部雰囲気中の空気)および低露点高清浄度空気(CDA)などの処理された空気が含まれる概念である。具体的には、光源ユニット20からの出射光において波長220nm以下の紫外線が必要とされる場合には、不活性ガスが用いられる。また、光源ユニット20からの出射光において波長220nmを超える紫外線が必要とされる場合には、不活性ガスおよび低露点高清浄度空気(CDA)を用いることができる。
この図の例において、ランプ室雰囲気用ガスとしては、窒素ガスが用いられている。
The lamp chamber atmosphere gas supplied from the lamp chamber atmosphere gas supply means to the lamp chamber R includes the type of the
In the example of this figure, nitrogen gas is used as the lamp chamber atmosphere gas.
ランプ室雰囲気用ガス供給手段によるランプ室雰囲気用ガス供給条件は、紫外線放射ランプ28の種類および紫外線放射ランプ28の本数などに応じ、処理用ガスの種類および処理用ガス供給手段による処理用ガス供給条件などを考慮して適宜に定められる。
そして、ランプ室雰囲気用ガス供給条件を適宜に定めることによれば、装置動作中において、紫外線放射ランプ28を十分に冷却することができる。また、装置動作中にランプ室Rに処理室Sから処理用ガスが流入した場合であっても、ランプ室Rの雰囲気を、安全性、および紫外線放射ランプ28からの紫外線を有効利用する観点から必要とされる雰囲気条件を満たすものとすることができる。具体的には、紫外線放射ランプ28として波長220nm以下の紫外線を放射するものを用いた場合において、ランプ室Rの雰囲気を、酸素ガス濃度が1000ppm以下であってオゾンガス濃度が1ppm以下である必要雰囲気条件を満たすものとすることができる。また、紫外線放射ランプ28として波長220nmを超える紫外線のみを放射するものを用いた場合において、ランプ室Rの雰囲気を、オゾンガス濃度が1ppm以下である必要雰囲気条件を満たすものとすることができる。ここに、オゾンガス濃度が1ppm以下であることが必要とされる理由は、ランプ室雰囲気用ガスによる紫外線の吸収を小さくするためである。また、その他の理由としては、紫外線放射ランプ28のランプ構成部材(具体的には、外部電極および外部リード線など)の酸化による劣化を防止すること、およびランプ室Rに設置された反射板(図示せず)の劣化を防止するためである。
この図の例において、ランプ室Rに対しては、ランプ室雰囲気用ガス供給手段により、流量30LPMのランプ室雰囲気用ガス供給条件でランプ室雰囲気用ガスが供給される。
The gas supply condition for the lamp chamber atmosphere by the lamp chamber atmosphere gas supply means depends on the type of the
Then, by appropriately setting the lamp chamber atmosphere gas supply conditions, the
In the example of this figure, the lamp chamber atmosphere gas is supplied to the lamp chamber R by the lamp chamber atmosphere gas supply means under the lamp chamber atmosphere gas supply condition at a flow rate of 30 LPM.
処理室Sには、被処理物Wを配置する被処理物支持台18が、光透過性窓部材31を介して紫外線放射ランプ28と対向するように配設されている。この被処理物支持台18は、被処理物載置面18aが、平坦面とされ、被処理物Wの被処理面Waよりも大きな縦横寸法を有するものである。
この被処理物載置面18aには、被処理面Waを、紫外線および活性種(具体的には、例えばオゾンガスおよび酸素ラジカル)によって処理することのできる有効処理領域が形成されている。そして、この有効処理領域には、被処理物Wが光透過性窓部材31と離間した状態で対向するように配置される。
そして、被処理物Wと光透過性窓部材31との離間距離は、紫外線放射ランプ28の種類に応じて適宜に定められる。具体的には、紫外線放射ランプ28として、波長220nm以下の紫外線を放射するものを用いる場合には、3mm以下であることが好ましく、更に好ましくは0.1〜1.0mmである。また、波長220nmを超える紫外線のみを放射するものを用いる場合には、30mm以下であることが好ましく、好ましくは1〜10mmである。
被処理物Wと光透過性窓部材31との離間距離が上記の範囲内にあることにより、被処理面Waに到達する紫外線を十分な大きさの強度(光量)とすることができる。また、紫外線によって活性種源から活性種を安定して生成することができる。
この図の例において、被処理物載置面18aは、矩形状であって520mm×520mmの縦横寸法を有するものである。また、被処理物Wと光透過性窓部材31との離間距離は0.7mmである。
In the processing chamber S, a
An effective treatment region in which the treatment surface Wa can be treated with ultraviolet rays and active species (specifically, for example, ozone gas and oxygen radicals) is formed on the treatment object mounting surface 18a. And in this effective process area | region, the to-be-processed object W is arrange | positioned so that it may oppose in the state spaced apart from the
The distance between the workpiece W and the light
When the separation distance between the workpiece W and the light
In the example of this figure, the workpiece mounting surface 18a has a rectangular shape and has vertical and horizontal dimensions of 520 mm × 520 mm. The separation distance between the workpiece W and the light
また、被処理物支持台18には、被処理物Wを加熱する加熱手段(図示せず)が設けられていることが好ましい。
被処理物支持台18に加熱手段が設けられていることにより、被処理面Waの温度が上昇されることに伴って活性種による作用を促進させることができるので、効率よく処理を行うことができる。
また、被処理物支持台18においては、被処理物載置面18aの縦横寸法が被処理面Waの縦横寸法より大きいため、被処理面Waを均一に加熱することができる。
加熱手段による加熱条件は、被処理物載置面18aの温度が、例えば80〜200℃となる条件である。
Moreover, it is preferable that the
By providing the heating means on the
Further, in the workpiece support table 18, the vertical and horizontal dimensions of the workpiece mounting surface 18a are larger than the vertical and horizontal dimensions of the workpiece surface Wa, so that the workpiece surface Wa can be heated uniformly.
The heating condition by the heating means is a condition in which the temperature of the workpiece placement surface 18a is, for example, 80 to 200 ° C.
また、光照射装置10には、処理室Sに処理用ガスを供給するガス供給手段が設けられている。
この処理用ガス供給手段は、処理用ガス供給源(図示せず)を備えており、処理室用筺体11における互いに対向する側壁部11A,11Cに形成されたガス供給用貫通孔15およびガス排出用貫通孔16を介して処理室Sに処理用ガスを流動させるものである。処理用ガス供給源は、ガス流路形成部材を介してガス供給用貫通孔15に接続されており、またこのガス流路形成部材によって形成されるガス供給用ガス流路には、バルブ(図示せず)が設けられている。また、ガス排出用貫通孔16には、ガス流路形成部材が接続されており、このガス流路形成部材によって形成されるガス排出用ガス流路には、バルブ(図示せず)が設けられている。
ガス供給用貫通孔15は、側壁部11Aの処理室Sを臨む内面に、側壁部11Aの伸びる方向(図1における紙面に垂直な方向)に沿って配置された横長のガス供給用開口15aを有するものである。一方、ガス排出用貫通孔16は、側壁部11Cの処理室Sを臨む内面に、側壁部11Cの伸びる方向(図1における紙面に垂直な方向)に沿って配置された横長のガス排出用開口16aを有するものである。そして、このガス排出用開口16aは、ガス供給用開口15aに対向配置されている。
ここに、ガス供給用開口15aおよびガス排出用開口16aは、各々、1つの横長スリットによって形成されていてもよく、また複数の穴により形成されていてもよい。
そして、処理用ガス供給手段においては、処理用ガス供給条件に応じて、供給用ガス流路に配設されたバルブが調整される。また、ランプ室R内圧との関係で処理室Sの内圧を調整するためには、排出用ガス流路のコンダクタンスが調整される。この排出用ガス流路のコンダクタンスを調整する方法としては、例えば、ガス排出用ガス流路に設けられたバルブを調整する方法、ガス排出用貫通孔16の径を調整する方法、およびガス排出用ガス流路を形成するガス流路形成部材の配管径や配管長を調整する方法などが挙げられる。
この図の例において、ガス供給用開口15aおよびガス排出用開口16aは、辺部11A,11Cの内面における被処理物支持台18と対向する領域の全域わたって伸びる横長スリットよりなるものである。
Further, the
This processing gas supply means is provided with a processing gas supply source (not shown), a gas supply through-
The gas supply through-
Here, each of the gas supply opening 15a and the gas discharge opening 16a may be formed by one horizontally long slit or may be formed by a plurality of holes.
In the processing gas supply means, a valve disposed in the supply gas flow path is adjusted according to the processing gas supply conditions. In order to adjust the internal pressure of the processing chamber S in relation to the internal pressure of the lamp chamber R, the conductance of the exhaust gas flow path is adjusted. As a method for adjusting the conductance of the exhaust gas passage, for example, a method of adjusting a valve provided in the gas exhaust gas passage, a method of adjusting the diameter of the gas exhaust through-
In the example of this figure, the gas supply opening 15a and the gas discharge opening 16a are formed by horizontally elongated slits extending over the entire area of the inner surface of the
処理用ガス供給手段から処理室Sに供給される処理用ガスとしては、紫外線放射ランプ28からの紫外線により活性種を生成する活性種源を含有するものが用いられる。ここに、活性種源としては、例えば酸素ガスおよびオゾンガスが挙げられる。
処理用ガスとしては、光源ユニット20が波長220nm以下の紫外線を出射する場合には、例えば酸素ガス、および酸素ガスとオゾンガスとの混合ガスなどが用いられる。また、光源ユニット20が波長220nmを超える紫外線を出射する場合には、処理時間の短縮化を図る観点から、例えば酸素ガスとオゾンガスとの混合ガスが用いられる。また、処理用ガスは、水蒸気を含むものであってもよい。
この図の例において、処理用ガスとしては酸素ガスが用いられおり、この酸素ガスには湿度が50Rh%となるように水蒸気が含まれている。
As the processing gas supplied from the processing gas supply means to the processing chamber S, a gas containing an active species source that generates active species by ultraviolet rays from the
As the processing gas, when the
In the example of this figure, oxygen gas is used as the processing gas, and this oxygen gas contains water vapor so that the humidity becomes 50 Rh%.
処理用ガスにおいて、活性種源の濃度は、70体積%以上であることが好ましい。
処理用ガス中の活性種源の濃度が上記の範囲とされることにより、紫外線により生成される活性種の量を多くすることができて所期の処理を確実に行うことができる。
また、処理用ガスとしてオゾンガスを含有するものを用いる場合において、処理用ガスにおけるオゾンガスの濃度は、安全性の観点から、12体積%以下であることが好ましい。
In the processing gas, the concentration of the active species source is preferably 70% by volume or more.
By setting the concentration of the active species source in the processing gas within the above range, the amount of active species generated by the ultraviolet rays can be increased, and the intended processing can be reliably performed.
Moreover, when using what contains ozone gas as processing gas, it is preferable that the density | concentration of ozone gas in processing gas is 12 volume% or less from a viewpoint of safety | security.
処理用ガス供給手段による処理用ガス供給条件は、被処理面Waの大きさなどに応じ、紫外線放射ランプ28の種類、被処理物Wの種類、被処理面Waに必要とされる処理の種類、処理用ガスの種類および組成などを考慮して適宜に定められる。
そして、処理用ガス供給条件を適宜に定めることによれば、被処理物に対して高い均一性をもって高い効率で処理を行うことができる。
この図の例において、処理室Sに対しては、処理用ガス供給手段により、流量1LPMの処理用ガス供給条件で処理用ガスが供給される。
The processing gas supply condition by the processing gas supply means depends on the size of the processing surface Wa and the like, the type of the
Then, by appropriately determining the processing gas supply conditions, it is possible to perform processing with high uniformity and high efficiency on the object to be processed.
In the example of this figure, the processing gas is supplied to the processing chamber S under the processing gas supply conditions with a flow rate of 1 LPM by the processing gas supply means.
そして、光照射装置10の動作中においては、処理室Sの内圧(大気との差圧)がランプ室Rの内圧よりも高く維持されている。
装置動作中において、処理室Sの内圧がランプ室Rの内圧よりも高く維持されることにより、処理室Sおよびランプ室Rの気密性を維持することができなくなった場合であっても、処理室Sにランプ室Sからランプ室雰囲気用ガスが流入することを防止または抑制することができる。
この図の例において、処理室Sの内圧は100Paであり、ランプ室Rの内圧は60Paである。
During the operation of the
Even when the internal pressure of the processing chamber S is maintained higher than the internal pressure of the lamp chamber R during the operation of the apparatus, the processing chamber S and the lamp chamber R can no longer maintain the airtightness. It is possible to prevent or suppress the flow of the lamp chamber atmosphere gas from the lamp chamber S into the chamber S.
In the example of this figure, the internal pressure of the processing chamber S is 100 Pa, and the internal pressure of the lamp chamber R is 60 Pa.
また、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差は、30〜1000Paであることが好ましく、更に好ましくは30〜500Paであり、特に好ましくは30〜300Paである。
処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差が過小である場合には、装置動作中に処理室Sおよびランプ室Rの気密性を維持することができなくなった際に、処理室Sの内圧をランプ室Rの内圧より高い状態に保つことができなくなるおそれがある。一方、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差が過大である場合には、光透過性窓部材31に撓りが生じ、それに起因して、被処理物Wと光透過性窓部材31との間に形成される間隙の厚み(図1における上下方向の寸法)に均一性が得られず、よって高い均一性をもって処理を行うことができなくなるおそれがある。また、光透過性窓部材31が破損するおそれもある。
この図の例において、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差は40Paである。
Further, the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R is preferably 30 to 1000 Pa, more preferably 30 to 500 Pa, and particularly preferably 30 to 300 Pa.
When the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R is excessively small, the processing chamber S can be used when the airtightness of the processing chamber S and the lamp chamber R cannot be maintained during the operation of the apparatus. The internal pressure of the lamp chamber R may not be maintained higher than the internal pressure of the lamp chamber R. On the other hand, when the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R is excessive, the light
In the example of this figure, the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R is 40 Pa.
装置動作中において、処理室Sの内圧をランプ室Rの内圧よりも高く維持するための手法としては、ランプ室Rおよび処理室Sに連通するガス排出用ガス流路のコンダクタンスを調整する方法が挙げられる。具体的には、ランプ室Rおよび処理室Sの間において差圧計によって計測される内圧差、またはランプ室Rおよび処理室Sの各々に配設された圧力センサによって検出される内圧に基づいて、ランプ室Rの内圧と処理室Sの内圧との差が所期の範囲となるように、ランプ室Rおよび処理室Sにおけるガス排出条件を調整する。 As a method for maintaining the internal pressure of the processing chamber S higher than the internal pressure of the lamp chamber R during the operation of the apparatus, there is a method of adjusting the conductance of the gas discharge gas flow path communicating with the lamp chamber R and the processing chamber S. Can be mentioned. Specifically, based on an internal pressure difference measured by a differential pressure gauge between the lamp chamber R and the processing chamber S, or an internal pressure detected by a pressure sensor disposed in each of the lamp chamber R and the processing chamber S, The gas discharge conditions in the lamp chamber R and the processing chamber S are adjusted so that the difference between the internal pressure of the lamp chamber R and the internal pressure of the processing chamber S falls within the intended range.
このような構成の光照射装置10においては、紫外線放射ランプ(具体的には、中心波長が172nmの紫外線を含む光を放射するエキシマランプ)28からの紫外線を、処理用ガスの雰囲気下に配置された被処理物Wの被処理面Waに対して、光透過性窓部材31を介して照射することにより、被処理物Wの表面処理が行われる。
具体的に説明すると、被処理物Wが配置された処理室Sに、処理用ガス(具体的には、酸素ガス)が、ガス供給用開口15aを介して所期の処理用ガス供給条件で供給される。このようにして、処理室Sには処理用ガスが絶え間なく供給され、これにより、処理室Sは処理用ガス雰囲気とされる。また、ランプ室Rは、ランプ室雰囲気用ガス供給手段から所期のランプ室雰囲気用ガス供給条件でランプ室雰囲気用ガス(具体的には、窒素ガス)が供給されることにより、ランプ室雰囲気用ガスの雰囲気とされる。そして、光源ユニット20を構成する複数の紫外線放射ランプ28が一斉に点灯されることにより、当該複数の紫外線放射ランプ28からの紫外線が光透過性窓部材31を介して被処理面Waに向かって照射される。これにより、被処理面Waに到達する紫外線、および紫外線により生成される活性種(具体的には、オゾンガスおよび酸素ラジカル)によって、被処理面Waの処理が行われる。また、処理室Sにおいては、処理用ガスが処理室Sを流通する過程において、被処理面Waが処理されることによって発生する反応生成ガス(具体的には、例えば二酸化炭素ガス)が、処理用ガスに混入される。そして、この反応生成ガスが混入されたガス(以下、「排ガス」ともいう。)は、ガス排出用開口16aを介して処理室Sの外部に排出される。
In the
More specifically, the processing gas (specifically, oxygen gas) is supplied to the processing chamber S in which the workpiece W is disposed under the predetermined processing gas supply conditions via the gas supply opening 15a. Supplied. In this way, the processing gas is continuously supplied to the processing chamber S, and thereby the processing chamber S is set to the processing gas atmosphere. The lamp chamber R is supplied with lamp chamber atmosphere gas (specifically, nitrogen gas) from the lamp chamber atmosphere gas supply means under the desired lamp chamber atmosphere gas supply conditions. The gas atmosphere is assumed to be. Then, the plurality of
そして、この光照射装置10の装置動作中には、光透過性窓部材31と支持機構を構成する部材(具体的には、下壁部25および押さえ部材26)との間において、熱膨張差によって相対的に位置ずれが生じること、またランプ室用シール部材29が紫外線劣化することによって、十分な気密性が得られなくなる場合がある。そして、このような場合には、光透過性部材31と支持機構を構成する部材との間に生じた僅かな間隙を介して、光透過性窓部材31およびランプ室用シール部材29によって区画されていた処理室Sとランプ室Rとが連通した状態となる。
然して、光照射装置10においては、装置動作中には処理室Sの内圧がランプ室の内圧よりも高く維持されていることから、処理室Sからランプ室Rに処理用ガスが流入するだけで、処理室Sにはランプ室Rからランプ室雰囲気ガスが流入することがない。そのため、処理室Sにおいては、処理用ガス供給手段から供給される処理用ガスのみによって雰囲気が形成されることから、ランプ室雰囲気ガスの流入に起因して活性種源の濃度が小さくなることを防止することができる。
しかも、ランプ室Rにおいては、処理を行うために必要とされる範囲内でランプ室雰囲気用ガス供給条件を定めることにより、大きなガス流量でランプ室雰囲気用ガスが流動することとなるため、処理用ガスが流入した場合であっても、ランプ室雰囲気用ガスのガス流によって流入した処理用ガスを排出することができる。その結果、ランプ室Rの雰囲気を、安全性、および紫外線放射ランプ28からの紫外線を有効利用する観点から必要とされる雰囲気条件を満たすものとすることができる。
従って、光照射装置10によれば、処理室Sにおいて必要とされる雰囲気を確保することができることから、被処理面Waを効率よく短時間で処理することができる。
During the operation of the
However, in the
Moreover, in the lamp chamber R, the lamp chamber atmosphere gas flows at a large gas flow rate by determining the lamp chamber atmosphere gas supply conditions within the range required for the processing. Even when the working gas flows in, the processing gas that flows in by the gas flow of the lamp chamber atmosphere gas can be discharged. As a result, the atmosphere of the lamp chamber R can satisfy the atmospheric conditions required from the viewpoint of safety and effective use of the ultraviolet rays from the
Therefore, according to the
また、光照射装置10においては、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差を30〜1000Paとすることにより、処理室Sの内圧をランプ室Rの内圧より高い状態に確実に保つことができる。また、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差によって光透過性窓部材31に撓りが生じ、それ起因して所期の処理を行うことができなくなる、あるいは光透過性窓部材31が破損する、という弊害が生じることがない。
Moreover, in the
この光照射装置10は、例えば、半導体や液晶等の製造工程におけるレジストの光アッシング処理、ナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に付着したレジストの除去あるいは液晶用のガラス基板やシリコンウエハなどのドライ洗浄処理、プリント基板製造工程におけるスミアの除去(デスミア)処理などに好適に用いられる。
This
〔第2の実施の形態〕
図2は、本発明の光照射装置の構成の他の例を示す説明用断面図である。
この光照射装置40は、光源ユニット50の構成が異なること以外は、図1の光照射装置10と同様の構成を有するものである。そして、光源ユニット50は、ランプ室用筺体21の内部空間が上下に区画されていること、ランプ室用筺体21の内部に凹面反射鏡58が配設されていること、およびランプ室雰囲気用ガス供給手段がランプ室雰囲気用ガスを循環する構成のものであること以外は、図1の光照射装置10に係る光源ユニット20と同様の構成を有するものである。
この図の例において、紫外線放射ランプ28としては、波長254nmおよび波長364nmnの紫外線を含む光を放射する円筒型の高圧水銀ランプが用いられている。この高圧水銀ランプは、発光長が600mmであって外径が25mmであり、定格消費電力が10kWのものである。
また、ランプ室雰囲気用ガスとしては、環境雰囲気の空気が用いられている。
また、処理用ガスとしては、酸素ガスとオゾンガスとの混合ガスが用いられており、この混合ガスにおいて、酸素ガス濃度は90体積%であってオゾンガス濃度は10体積%である。この処理用ガスには湿度が50%Rhとなるように水蒸気が含まれていてもよい。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing another example of the configuration of the light irradiation apparatus of the present invention.
The
In the example of this figure, as the
Further, as the lamp chamber atmosphere gas, environmental atmosphere air is used.
In addition, a mixed gas of oxygen gas and ozone gas is used as the processing gas, and in this mixed gas, the oxygen gas concentration is 90% by volume and the ozone gas concentration is 10% by volume. This processing gas may contain water vapor so that the humidity becomes 50% Rh.
光源ユニット50において、ランプ室用筺体21は、下方に開口部を有する直方体箱型形状の下空間形成部材51と、この下空間形成部材51上に配設された、下方に開口部を有する直方体箱型形状の上空間形成部材54とが一体的に接合されたものである。ここに、ランプ室用筺体21の開口部は、下空間形成部材51における矩形枠状の下壁部25の中央に形成されている。そして、このランプ室用筺体21の内部には、下空間形成部材51の上壁部51Aの上方側に位置する空間によって吸気室Iが形成され、また上壁部51Aの下方側に位置する空間によってランプ室Rが形成されている。また、下空間形成部材51の上壁部51Aには、スリットよりなるガス流通口52が複数形成されており、この一定の間隔(図2においては等間隔)で配置されたガス流通口52によって吸気室Iとランプ室Rとが連通した状態とされている。
ランプ室Rには、複数の棒状の紫外線放射ランプ28が、中心軸が同一水平面内において互いに平行に伸びるよう一定の間隔(図2においては等間隔)で並列配置され、光透過性窓部材31を介して処理室Sと対向した状態とされている。また、これらの複数の紫外線放射ランプ28には、各々、紫外線放射ランプ28を取り囲み、当該紫外線放射ランプ28から光透過性窓部材31に向かう方向以外の方向に放射される光を光透過性窓部材31に向けて反射する凹面反射鏡58が設けられている。
この図の例において、ガス流通口52を構成するスリットは、紫外線放射ランプ28の管軸方向に伸びる矩形状のものである。
In the
In the lamp chamber R, a plurality of bar-shaped
In the example of this figure, the slit constituting the
また、光源ユニット50において、ランプ室雰囲気用ガス供給手段は、枝分かれ管62を有する管構造のガス流路形成部材61を備えており、このガス流路形成部材61の一端が上空間形成部材54の上壁部54Aに形成されたガス吸気口53に接続されている。また、複数(図2においては3本)の枝分かれ管62は、上空間形成部材54の上壁部54Aおよび下空間形成部材51の上壁部51Aを気密に貫通している。そして、複数の枝分かれ管62に係るガス流路形成部材61の他端が、各々、凹面反射鏡58の基端部に形成されたガス排気口59に接続されている。このようにして、ガス流路形成部材61によって形成されるガス流路は、一端において吸気室Iに連通し、他端においてランプ室Rに連通している。また、ガス流路における分岐部61aからガス吸気口53に至るまでの領域には、例えばオゾンフィルターよりなるオゾン除去手段67、例えばラジエータよりなる冷却手段66、および例えばブロアーよりなる送風手段65がこの順に設けられている。また、ガス流路におけるガス排気口59から分岐部61aに至るまでの領域、すなわち枝分かれ管62内には、各々、例えばダンパーよりなる流量調整手段68が設けられている。
このランプ室雰囲気用ガス供給手段は、ランプ室R内のランプ室雰囲気用ガスを、吸気室Iおよび下空間形成部材51の上壁部51Aにおけるガス流通口52を介して循環するものである。そして、ランプ室雰囲気用ガスの循環条件、すなわちランプ室Rに対するランプ室雰囲気用ガスの供給条件は、送風手段65および流量調整手段68を調整することによって適宜に定められる。また、ランプ室Rに供給されるランプ室雰囲気用ガスは、ガス流路における分岐部61aからガス吸気口53に至るまでの領域を流動する過程において、冷却手段66によって温度が調整されると共にオゾン除去手段67によってオゾンガスが除去されたものである。
この図の例において、冷却手段66としてはラジエータが用いられており、その冷却能力は15kWである。また、ランプ室雰囲気用ガスの流動方向が矢印で示されている。
Further, in the
The lamp chamber atmosphere gas supply means circulates the lamp chamber atmosphere gas in the lamp chamber R through the
In the example of this figure, a radiator is used as the cooling means 66, and its cooling capacity is 15 kW. Further, the flow direction of the lamp chamber atmosphere gas is indicated by an arrow.
ランプ室雰囲気用ガス供給手段によるガス供給条件は、紫外線放射ランプ28の種類および紫外線放射ランプ28の本数などに応じ、処理用ガスの種類および処理用ガス供給手段によるガス供給条件などを考慮して適宜に定められる。
そして、ランプ室雰囲気用ガス供給条件を適宜に定めることによれば、装置動作中において、紫外線放射ランプ28を十分に冷却することができる。また、装置動作中にランプ室Rに処理室Sから処理用ガスが流入した場合であっても、ランプ室Rの雰囲気を、安全性、および紫外線放射ランプ28からの紫外線を有効利用する観点から必要とされる雰囲気条件を満たすものとすることができる。
この図の例において、ランプ室Rに対しては、ランプ室雰囲気用ガス供給手段により、流量30m3 /minのランプ室雰囲気用ガス供給条件でランプ室雰囲気用ガスが供給される。
The gas supply conditions by the gas supply means for the lamp chamber atmosphere take into account the type of the processing gas and the gas supply conditions by the processing gas supply means according to the type of the
Then, by appropriately setting the lamp chamber atmosphere gas supply conditions, the
In the example of this figure, the lamp chamber atmosphere gas is supplied to the lamp chamber R by the lamp chamber atmosphere gas supply means under the lamp chamber atmosphere gas supply conditions at a flow rate of 30 m 3 / min.
そして、光照射装置40の動作中においては、処理室Sの内圧がランプ室Rの内圧よりも高く維持される。
また、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差は、30〜1000Paであることが好ましく、更に好ましくは30〜500Paであり、特に好ましくは30〜300Paである。
処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差を30〜1000Paとすることにより、処理室Sの内圧を確実にランプ室Rの内圧より高い状態に保つことができる。また、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差によって光透過性窓部材31に撓りが生じ、それ起因して高い均一性をもって処理を行うことができなくなる、あるいは光透過性窓部材31が破損するという弊害が生じることがない。
この図の例においては、処理室Sの内圧は500Paであってランプ室Rの内圧は300Paであり、処理室Sの内圧とランプ室Rの内圧との差は200Paである。
During the operation of the
Further, the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R is preferably 30 to 1000 Pa, more preferably 30 to 500 Pa, and particularly preferably 30 to 300 Pa.
By setting the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R to 30 to 1000 Pa, the internal pressure of the processing chamber S can be reliably kept higher than the internal pressure of the lamp chamber R. Further, the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R causes the light
In the example of this figure, the internal pressure of the processing chamber S is 500 Pa, the internal pressure of the lamp chamber R is 300 Pa, and the difference between the internal pressure of the processing chamber S and the internal pressure of the lamp chamber R is 200 Pa.
装置動作中において、処理室Sの内圧をランプ室Rの内圧よりも高く維持するための手法としては、処理室Sに連通するガス排出用ガス流路のコンダクタンス、およびガス流路形成部材61のガス排気口59側のコンダクタンスを調整する方法が挙げられる。具体的には、ランプ室Rおよび処理室Sの間において差圧計によって計測される内圧差、またはランプ室Rおよび処理室Sの各々に配設された圧力センサによって検出される内圧に基づいて、ランプ室Rの内圧と処理室Sの内圧との差が所期の範囲となるように、ランプ室Rおよび処理室Sにおけるガス排出条件を調整する。
ここに、ガス流路形成部材61のガス排気口59側のコンダクタンスを調整する方法としては、流量調整手段68を調整する方法などが挙げられる。
As a method for maintaining the internal pressure of the processing chamber S higher than the internal pressure of the lamp chamber R during the operation of the apparatus, conductance of the gas discharge gas flow path communicating with the processing chamber S, and the gas flow path forming member 61 A method for adjusting the conductance on the
Here, as a method of adjusting the conductance of the gas flow
このような構成の光照射装置40においては、紫外線放射ランプ(具体的には、波長254nmおよび波長365nmnの紫外線を放射する高圧水銀ランプ)28からの紫外線を、処理用ガスの雰囲気下に配置された被処理物Wの被処理面Waに対して、光透過性窓部材31を介して照射することにより、被処理物Wの表面処理が行われる。
具体的に説明すると、被処理物Wが配置された処理室Sに、処理用ガス(酸素ガスとオゾンガスとの混合ガス)が、ガス供給用開口15aを介して所期の処理用ガス供給条件で供給される。このようにして、処理室Sには処理用ガスが絶え間なく供給され、これにより、処理室Sは処理用ガス雰囲気とされる。また、ランプ室Rにおいては、ランプ室雰囲気用ガス供給手段によってランプ室雰囲気用ガス(具体的には、環境雰囲気の空気)が循環されることにより、所期のランプ室雰囲気用ガス供給条件でランプ室雰囲気用ガスが供給される。そして、光源ユニット50を構成する複数の紫外線放射ランプ28が一斉に点灯されることにより、当該複数の紫外線放射ランプ28からの紫外線が光透過性窓部材31を介して被処理面Waに向かって照射される。これにより、被処理面Waに到達する紫外線、および紫外線により生成される活性種(具体的には、酸素ラジカル)によって、被処理面Waの処理が行われる。また、処理室Sにおいては、処理用ガスが処理室Sを流通する過程において、被処理面Waが処理されることによって発生する反応生成ガス(具体的には、例えば二酸化炭素ガス)が、処理用ガスに混入される。そして、この反応生成ガスが混入された排ガスは、ガス排出用開口16aを介して処理室Sの外部に排出される。
この図の例において、被処理物Wと光透過性窓部材31との離間距離は2mmである。
In the
More specifically, the processing gas (mixed gas of oxygen gas and ozone gas) is supplied to the processing chamber S in which the workpiece W is disposed through the gas supply opening 15a. Supplied in. In this way, the processing gas is continuously supplied to the processing chamber S, and thereby the processing chamber S is set to the processing gas atmosphere. Further, in the lamp chamber R, the lamp chamber atmosphere gas (specifically, air in an environmental atmosphere) is circulated by the lamp chamber atmosphere gas supply means, so that the lamp chamber atmosphere gas supply condition is satisfied. Lamp room atmosphere gas is supplied. Then, the plurality of
In the example of this figure, the separation distance between the workpiece W and the light
而して、光照射装置40によれば、図1の光照射装置10と同様の効果を得ることができる。すなわち、光照射装置40によれば、処理室Sにおいて必要とされる雰囲気を確保することができることから、被処理面Waを効率よく短時間で処理することができる。
この光照射装置40は、図1の光照射装置10と同様に、例えば、半導体や液晶等の製造工程におけるレジストの光アッシング処理、ナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に付着したレジストの除去あるいは液晶用のガラス基板やシリコンウエハなどのドライ洗浄処理、プリント基板製造工程におけるスミアの除去(デスミア)処理などに好適に用いられる。
Thus, according to the
This light irradiator 40 is similar to the
本発明の光照射装置は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第2の実施の形態に係る光照射装置は、ランプ室雰囲気用ガス供給手段が、ランプ室内のランプ室雰囲気用ガスを循環させるものではなく、ランプ室雰囲気用ガス供給源を備えたものであると共に、ランプ室用筺体が、ガス供給用貫通孔とガス排出用貫通孔が設けられたものあってもよい。具体的には、ランプ室雰囲気用ガス供給手段およびランプ室用筺体が、例えば第1に実施の形態に係る光照射装置10におけるランプ室雰囲気用ガス供給手段およびランプ室用筺体と同様の構成を有するものであってもよい。この場合においては、ランプ室雰囲気用ガスとして、低露点高清浄空気または不活性ガスを用いてもよい。
The light irradiation apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the light irradiation apparatus according to the second embodiment, the lamp chamber atmosphere gas supply means does not circulate the lamp chamber atmosphere gas in the lamp chamber but includes a lamp chamber atmosphere gas supply source. In addition, the lamp chamber housing may be provided with a gas supply through hole and a gas discharge through hole. Specifically, the lamp chamber atmosphere gas supply means and the lamp chamber housing have the same configuration as the lamp chamber atmosphere gas supply means and the lamp chamber housing in the
10 光照射装置
11 処理室用筺体
11A,11C 側壁部
13a 上端面
14 凹部
15 ガス供給用貫通孔
15a ガス供給用開口
16 ガス排出用貫通孔
16a ガス排出用開口
18 被処理物支持台
18a 被処理物載置面
19 処理室用シール部材
20 光源ユニット
21 ランプ室用筺体
21A,21C 側壁部
23 ガス供給用貫通孔
24 ガス排出用貫通孔
25 下壁部
25A 凹部
26 押さえ部材
26A 押圧部
26B 支持部
28 紫外線放射ランプ
29 ランプ室用シール部材
31 光透過性窓部材
40 光照射装置
50 光源ユニット
51 下空間形成部材
51A 上壁部
52 ガス流通口
53 ガス吸気口
54 上空間形成部材
54A 上壁部
58 凹面反射鏡
59 ガス排気口
61 ガス流路形成部材
61a 分岐部
62 枝分かれ管
65 送風手段
66 冷却手段
67 オゾン除去手段
68 流量調節手段
71 筺体
72A ガス供給用貫通孔
72B ガス排出用貫通孔
73A ガス供給用貫通孔
73B ガス排出用貫通孔
75 制御部
76,77 圧力センサ
81A,81B ガス流路形成部材
82A,82B,82C 処理用ガス供給源
83 真空ポンプ
84A,84B,84C,84D バルブ
85A,85B ガス流路形成部材
86 ランプ室雰囲気用ガス供給源
87 真空ポンプ
88A,88B バルブ
91 シール部材
92 支持部
93 凹部
94 押さえ部材
95 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light irradiation apparatus 11 Processing chamber housing | casing 11A, 11C Side wall part 13a Upper end surface 14 Recessed part 15 Gas supply through-hole 15a Gas supply opening 16 Gas discharge through-hole 16a Gas discharge opening 18 To-be-processed object support stand 18a Object placement surface 19 Processing chamber seal member 20 Light source unit 21 Lamp chamber housings 21A, 21C Side wall portion 23 Gas supply through hole 24 Gas discharge through hole 25 Lower wall portion 25A Recess 26 Press member 26A Press portion 26B Support portion 28 Ultraviolet radiation lamp 29 Lamp chamber sealing member 31 Light transmissive window member 40 Light irradiation device 50 Light source unit 51 Lower space forming member 51A Upper wall portion 52 Gas flow port 53 Gas inlet port 54 Upper space forming member 54A Upper wall portion 58 Concave reflecting mirror 59 Gas exhaust port 61 Gas flow path forming member 61a Branching portion 62 Branching tube 65 Blowing means 66 Cooling means 67 Ozone removing means 68 Flow rate adjusting means 71 Housing 72A Gas supply through-hole 72B Gas discharge through-hole 73A Gas supply through-hole 73B Gas discharge through-hole 75 Control section 76, 77 Pressure sensor 81A, 81B Gas flow path forming member 82A, 82B, 82C Processing gas supply source 83 Vacuum pumps 84A, 84B, 84C, 84D Valves 85A, 85B Gas flow path forming member 86 Lamp chamber atmosphere gas supply source 87 Vacuum pumps 88A, 88B Valve 91 Seal member 92 Support section 93 Concave portion 94 Holding member 95 Gap
Claims (2)
前記2つの空間のうちの一方の空間によって前記紫外線放射ランプが配置されたランプ室が形成され、他方の空間によって、当該紫外線放射ランプからの紫外線が前記光透過性窓部材を介して照射される被処理物が配置される処理室が形成されており、
前記処理室に対して、前記紫外線放射ランプからの紫外線により活性種を生成する活性種源を含有する処理用ガスを供給するための処理用ガス供給手段、および前記ランプ室に対して、ランプ室雰囲気用ガスを供給するランプ室雰囲気用ガス供給手段が設けられてなる光照射装置において、
動作中において、前記処理室の内圧が前記ランプ室の内圧よりも高く維持されることを特徴とする光照射装置。 A light-transmitting window member that transmits ultraviolet light from the ultraviolet radiation lamp and two spaces formed by being partitioned by a seal member disposed at a peripheral portion of the light-transmitting window member;
A lamp chamber in which the ultraviolet radiation lamp is disposed is formed by one of the two spaces, and ultraviolet light from the ultraviolet radiation lamp is irradiated through the light transmissive window member by the other space. A processing chamber in which workpieces are placed is formed,
A processing gas supply means for supplying a processing gas containing an active species source that generates active species by ultraviolet rays from the ultraviolet radiation lamp to the processing chamber, and a lamp chamber to the lamp chamber In a light irradiation apparatus provided with a lamp chamber atmosphere gas supply means for supplying an atmosphere gas,
During the operation, the light irradiation apparatus is characterized in that an internal pressure of the processing chamber is maintained higher than an internal pressure of the lamp chamber.
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein a difference between an internal pressure of the processing chamber and an internal pressure of the lamp chamber is 30 to 1000 Pa.
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