JP2015126162A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】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。【解決手段】光照射装置は、処理室に対して、活性種源を含有する処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段、およびランプ室に対して、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おり、前記ランプ室は、ランプ室用筺体の開口部が、ランプ室用シール部材を介して光透過性窓によって閉塞されることにより、当該光透過性窓の一面側に形成されており、前記処理室は、処理室用筺体の開口部が、前記光透過性窓によって閉塞されることにより、当該光透過性窓の他面側に形成されていることを特徴とする。【選択図】図１

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。
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。
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４に示すように、筺体１００の内部が、光透過性窓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４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１０５により、処理室Ｓの内圧を検出する圧力センサ１０７およびランプ室Ｒの内圧を検出する圧力センサ１０６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１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃと、真空ポンプ１１３とを備えている。処理用ガス供給源１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃは、筺体１００に形成されたガス供給用貫通孔１０２Ａに、ガス流路形成部材１１１Ａを介して接続されている。また、ガス流路形成部材１１１Ａによって形成されるガス流路には、処理用ガス供給源１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃとガス供給用貫通孔１０２Ａとの間に、バルブ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃが設けられている。一方、真空ポンプ１１３は、筺体１００に形成されたガス排出用貫通孔１０２Ｂに、ガス流路形成部材１１１Ｂを介して接続されている。また、ガス流路形成部材１１１Ｂによって形成されるガス流路には、真空ポンプ１１３とガス排出用貫通孔１０２Ｂとの間に、バルブ１１４Ｄ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１０５によってバルブ１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ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１１６と、真空ポンプ１１７とを備えている。ランプ室雰囲気用ガス供給源１１６は、筺体１００に形成されたガス供給用貫通孔１０３Ａに、ガス流路形成部材１１５Ａを介して接続されている。また、ガス流路形成部材１１５Ａ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１１６とガス供給用貫通孔１０３Ａとの間に、バルブ１１８Ａが設けられている。一方、真空ポンプ１１７は、筺体１００に形成されたガス排出用貫通孔１０３Ｂに、ガス流路形成部材１１５Ｂを介して接続されている。また、ガス流路形成部材１１５Ｂによって形成されるガス流路には、真空ポンプ１１７とガス排出用貫通孔１０３Ｂとの間に、バルブ１１８Ｂ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１０５によってバルブ１１８Ａ，１１８Ｂが調整される。
また、このような光照射装置においては、筺体１００に、光透過性窓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３１を配設することにより、光透過性窓３１の気密構造（以下、「窓気密構造」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５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１２２を設け、この支持部１２２にシール部材１２１を配設するための凹部１２３を形成する。そして、この凹部１２３に配置されたシール部材１２１上に光透過性窓３１を配置して押さえ部材１２４によって押圧することにより、窓気密構造を形成する。
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１２１に劣化が生じ、支持部１２２と光透過性窓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１２１にオゾンガスによる劣化が生じ、支持部１２２と光透過性窓３１との間に十分な気密性が得られなくなることがある。
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。
また、光照射装置においては、光透過性窓３１の支持部１２２を構成する金属の熱膨張率が、光透過性窓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、窓気密構造は、支持部１２２と光透過性窓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１２２と光透過性窓３１との間に僅かな間隙１２５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１２２および光透過性窓３１が加熱されることにより、支持部１２２と光透過性窓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１２１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１２２および光透過性窓３１との密閉性が低いものであるため、支持部１２２と光透過性窓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。
このようにして支持部１２２と光透過性窓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内にランプ室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内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内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。
特開２００３−１４４９１３号公報
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。
本発明の光照射装置は、被処理物が配置される処理室と、当該被処理物に対して光透過性窓を介して紫外線を照射する紫外線放射ランプが配置されたランプ室とを有しており、
前記処理室に対して、活性種源を含有する処理用ガスを供給する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、
前記ランプ室は、ランプ室用筺体の開口部が、ランプ室用シール部材を介して前記光透過性窓によって閉塞されることにより、当該光透過性窓の一面側に形成されており、
前記処理室は、処理室用筺体の開口部が、前記光透過性窓によって閉塞されることにより、当該光透過性窓の他面側に形成されていることを特徴とする。
本発明の光照射装置においては、前記光透過性窓と前記処理室用筺体との閉塞部が、処理室用シール部材によって気密に形成されていることが好ましい。
本発明の光照射装置においては、前記処理室の外部に、前記処理室用シール部材を包囲するようにガス回収室が設けられていることが好ましい。
また、動作中において、前記処理室の内圧が前記ガス回収室の内圧よりも高く維持されることが好ましい。
本発明の光照射装置においては、前記光透過性窓におけるランプ室用シール部材の圧接部分を含む領域および処理室用シール部材の圧接部分を含む領域に遮光膜が設けられていることが好ましい。
本発明の光照射装置においては、ランプ室用筺体がランプ室用シール部材を介して光透過性窓によって閉塞され、処理室用筺体が当該光透過性窓によって閉塞されることにより、光透過性窓において、ランプ室用筺体との閉塞部と、処理室用筺体との閉塞部とが別個に設けられている。そのため、装置動作中に、処理室の気密性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、処理室とランプ室とが直接的に連通した状態になることがない。このことから、処理室にランプ室からガスが流入することに起因して、当該処理室における活性種源の濃度が小さくなることを抑制できる。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。
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。 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。 本発明の光照射装置の構成の更に他の例を示す説明用断面図である。 従来の光照射装置の構成の一例を示す説明用断面図である。 従来の光照射装置における光透過性窓の気密構造の一例を示す説明用断面図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
〔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と、略直方体状の外観形状を有する光源ユニット２０を備えている。この光源ユニット２０は、下方に開口部を有する直方体状の金属製のランプ室用筺体２１を備えている。そして、光照射装置１０においては、処理室用筺体１１の開口部と、ランプ室用筺体２１の開口部とが光透過性窓３１によって閉塞されている。このようにして、光透過性窓３１の上方側にランプ室Ｒが形成され、当該光透過性窓３１の下方側に処理室Ｓが形成されている。
また、光照射装置１０には、上方に開口部を有し、下壁部３２Ａの中央に処理室用筺体１１が配置された、直方体状の金属製のガス回収室用筺体３２が設けられている。このガス回収室用筺体３２の開口部は、光源ユニット２０によって閉塞されている。このようにして、処理室用筺体１１の側壁部と処理室用シール部材１９とを包囲するように略矩形筒状のガス回収室Ｇが形成されている。
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、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。
ランプ室用筺体２１の開口部は、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には、開口部に光透過性窓３１を支持する支持機構が設けられており、この支持機構に光透過性窓３１を設けることにより、ランプ室用筺体２１の開口部が閉塞されている。
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３１の周縁部を挟持するものである。すなわち、光透過性窓３１は、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。
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、押圧部２６Ａの上面に載置された光透過性窓３１を、上方に位置する下壁部２５に向かって押圧することにより、ランプ室用シール部材２９が光透過性窓３１の周縁部における上面に圧接された状態となるように配設されている。
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からの光が直接照射されることがない。
光透過性窓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して透過性を有するものが用いられる。また、処理用ガスに紫外線が照射されることにより活性種が生成され、また被処理面Ｗａが処理されることによって反応生成ガスが発生することから、光透過性窓３１を構成する材料としては、活性種および反応生成ガスに耐性を有するものが用いられる。
光透過性窓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３１の厚みは、３〜１０ｍｍであることが好ましい。
光透過性窓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。
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、紫外線により生成される活性種および被処理面Ｗａにおいて発生する反応生成ガスに対して耐性が高く、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して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。
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３６５ｎｍｎ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７００ｎｍ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。
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。これにより、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。
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。
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。
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、種々の条件に応じて適宜に定められる。
また、この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。
この図の例において、ランプ室Ｒに対しては、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。
処理室用筺体１１の開口部には、矩形環状の処理室用シール部材１９を介して光透過性窓３１が設けられており、よって処理室用筺体１１の内部に密閉された処理室Ｓが形成されている。
具体的には、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、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は光透過性窓３１の下面に圧接された状態とされている。このようにして、処理室用筺体１１が、光透過性窓３１と処理室用シール部材１９とによって気密に閉塞されている。よって、光透過性窓３１の下面には、処理室用シール部材１９が配置され、この処理室用シール部材１９が、支持機構およびランプ室用シール部材２９の内方側に位置されている。すなわち、処理室用シール部材１９によって形成された、光透過性窓３１と処理室用筺体１１との閉塞部が、ランプ室用シール部材２９によって形成された、光透過性窓３１とランプ室用筺体２１との閉塞部の内方側に位置されている。これにより、処理室Ｓの気密性およびランプ室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とランプ室Ｒとを連通しない関係とすることができる。
処理室用シール部材１９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。
この処理室用シール部材１９を構成する材料としては、紫外線により生成される活性種および被処理面Ｗａにおいて発生する反応生成ガスに対して耐性が高く、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して耐性が高いものが用いられる。
処理室用シール部材１９を構成する材質としては、例えばフッ素ゴムが挙げられる。
この図の例において、処理室用シール部材１９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。
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３１との離間距離は０．７ｍｍである。
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物Ｗ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。
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処理用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およびガス回収室用筺体３２を貫通するガス供給用貫通孔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、処理室用筺体１１の下壁部１１Ａの内面における側壁部１１Ｂと被処理物支持台１８との間に、側壁部１１Ｂ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、下壁部１１Ａの内面における側壁部１１Ｄと被処理物支持台１８との間に、側壁部１１Ｄ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、ガス供給用開口１５ａおよびガス排出用開口１６ａは、被処理物支持台１８が間に配置されるよう、互いに面方向（紫外線放射ランプ２８の配列方向）に離間した位置に形成されている。
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。
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、被処理物支持台１８に沿って伸びる横長スリットよりなるものである。
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。ガス回収室Ｇとの関係で処理室Ｓの内圧を調整するためには、処理室Ｓおよびガス回収室Ｇの間において差圧計によって計測される内圧差、または処理室Ｓおよびガス回収室Ｇ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１６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。
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を超える紫外線のみ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。
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。
処理用ガス供給手段による処理用ガス供給条件としては、被処理面Ｗａの大きさ、およびガス回収室Ｇの内圧との関係において処理室Ｓに必要とされる内圧などに応じ、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。
この図の例において、処理室Ｓに対しては、流量０．３ＬＰＭの処理用ガス供給条件で処理用ガスが供給される。
また、光照射装置１０においては、図１に示されているように、処理室Ｓの外部に、処理室用筺体１１の側壁部と処理室用シール部材１９とを包囲するようにガス回収室Ｇが設けられていることが好ましい。
ガス回収室Ｇが設けられていることにより、装置動作中に処理室Ｓ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から流出した処理用ガスを含むガスが、光照射装置１０の外部に流出することを防止できる。ここに、処理室Ｓから流出するガスとしては、処理用ガス、処理用ガスと紫外線とにより生成される活性種を含むガス、および被処理面Ｗａが処理されることによって発生する反応生成ガスが挙げられる。
このガス回収室Ｇは、ガス回収室用筺体３２の開口部が、光透過性窓３１を支持した光源ユニット２０によって閉塞され、ガス回収室用筺体３２と光源ユニット２０の間に、矩形環状のガス回収室用シール部材３９が介在されていることによって、気密に形成されている。
また、ガス回収室用筺体３２を構成する４つの側壁部のうちの１つの側壁部３２Ｄには、ガス回収用貫通孔３３が形成されており、このガス回収用貫通孔３３は、例えばブロアーなどのガス回収手段（図示省略）に接続されている。また、ガス回収室用筺体３２における他の側壁部３２Ｂには、ガス回収室Ｇに外部から環境雰囲気の空気を導入するための開口３８が形成されている。
このガス回収室Ｇにおいて、処理室Ｓおよびランプ室Ｒの少なくとも一方からガスが流入した場合には、そのガスは、開口３８から導入された環境雰囲気の空気と共にガス回収用貫通孔３３からガス回収手段によって回収される。
この図の例において、ガス回収室用筺体３２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端面３４ａに、ガス回収室用筺体３２の開口縁を取り囲むようにして矩形状環状の凹部３５が形成されている。そして、凹部３５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ガス回収室用シール部材３９が配置されており、このガス回収室用シール部材３９は光源ユニット２０（ランプ室用筺体２１）に圧接された状態とされている。また、ガス回収室用シール部材３９としては、紫外線により生成される活性種および被処理面Ｗａにおい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。
光照射装置１０の動作中においては、処理室Ｓの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されていることが好ましい。
装置動作中において、処理室Ｓの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることにより、処理室Ｓ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にガス回収室Ｇからガスが流入することを防止することができる。
具体的に説明すると、処理室Ｓからガス回収室Ｇに流入した、処理用ガスと共に処理用ガス以外のガスを含むガスが、処理室Ｓに流入することを防止できる。また、処理室Ｓとランプ室Ｒとがガス回収室Ｇを介して連通した状態となった場合であっても、ランプ室Ｒからガス回収室Ｇに流入したランプ室雰囲気ガスが、処理室Ｓに流入することを防止できる。
この図の例において、処理室Ｓの内圧は５０Ｐａ（正圧）であり、ガス回収室Ｇの内圧は７０Ｐａ（負圧）である。
処理室Ｓの内圧とガス回収室Ｇの内圧との差は、５０Ｐａ以上であることが好ましい。
処理室Ｓの内圧とガス回収室Ｇの内圧の差が５０Ｐａ未満である場合には、処理室Ｓの気密性を維持することができなくなった際に、ガス回収室Ｇから処理室Ｓにガスが流入するおそれがある。
装置動作中において、処理室Ｓの内圧をガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持するための手法としては、例えば処理用ガス供給条件に応じて、処理室Ｓに連通する供給用ガス流路に配設されたバルブを調整する方法が挙げられる。処理室Ｓおよびガス回収室Ｇの間において差圧計によって計測される内圧差、または処理室Ｓおよびガス回収室Ｇ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、処理室Ｓに連通する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１６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。
また、光照射装置１０が、図１に示されているように、ランプ室Ｒの気密性が維持できなくなることによって、ランプ室Ｒとガス回収室Ｇとが連通した状態となるような構成を有している場合には、装置動作中において、ランプ室Ｒの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されていることが好ましい。
装置動作中において、ランプ室Ｒの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されていることにより、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、ランプ室Ｒにガス回収室Ｇからガスが流入することを防止することができる。
具体的に説明すると、ランプ室Ｒと処理室Ｓとがガス回収室Ｇを介して連通した場合において、処理室Ｓからガス回収室Ｇに流入した処理用ガスを含むガスが、ランプ室Ｒに流入することを防止することができる。
この図の例において、ランプ室Ｒの内圧は６０Ｐａである。
装置動作中において、ランプ室Ｒの内圧をガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持するための手法としては、例えばランプ室雰囲気用ガス供給条件に応じて、ランプ室Ｒに連通する供給用ガス流路に配設されたバルブを調整する方法が挙げられる。ランプ室Ｒおよびガス回収室Ｇ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およびガス回収室Ｇ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に連通する排出用ガス流路のコンダクタンスを調整する方法を用いることもできる。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。
また、光照射装置１０においては、光透過性窓３１におけるシール部材（具体的には、ランプ室用シール部材２９および処理室用シール部材１９）の圧接部分を含むシール部材配置領域に、遮光膜が設けられていることが好ましい。この遮光膜は、紫外線放射ランプ２８から被処理面Ｗａに至るまでの光路を、阻害することのないように形成される。
光透過性窓３１におけるシール部材配置領域に遮光膜が設けられていることにより、紫外線放射ランプ２８からの光が照射されることに起因してシール部材が劣化することを抑制できる。
この図の例において、光透過性窓３１には、上面におけるランプ室用シール部材２９の圧接部分およびその周辺部分、具体的には下壁部２５に対向する領域と、下面における処理室用シール部材１９の圧接部分およびその周辺部分、具体的には上端面１３ａに対向する領域に、遮光膜が設けられている。
遮光膜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遮光機能および耐性を有すると共に、紫外線により生成される活性種および被処理面Ｗａにおいて発生する反応生成ガスに対して耐性を有するものが用いられる。
遮光部材を構成する材料の具体例としては、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）およびニッケル（Ｎｉ）等の金属、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化フッ素（Ｆ2 Ｏ3 ）および酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）等の酸化物などが挙げられる。
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、処理用ガスが流動する過程で、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）が混入される。そして、その混合ガスは、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。
そして、この光照射装置１０の装置動作中には、光透過性窓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。すなわち、ランプ室Ｒの気密性を維持することができ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、ランプ室Ｒから外部にランプ室雰囲気用ガスが流出することがある。また、装置動作中には、光透過性窓３１と処理室用筺体１１との間に熱膨張差によって相対的に位置ずれが生じること、また処理室用シール部材１９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。すなわち、処理室Ｓの気密性を維持することができなくなる場合がある。
然して、光照射装置１０においては、光透過性窓３１において、ランプ室用シール部材２９と処理室用シール部材１９とが別個に設けられていることから、ランプ室Ｒの気密性を維持することができなくなっても、処理室Ｓの気密性が維持されている場合には、ランプ室Ｒから流出したランプ室雰囲気用ガスが処理室Ｓに流入することがない。
また、ランプ室Ｒと処理室Ｓとが共に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、ランプ室Ｒと処理室Ｓとの間にはガス回収室Ｇが介在しており、よってランプ室Ｒと処理室Ｓが直接的に連通した状態になることがない。そのため、ランプ室Ｒから流出したランプ室雰囲気用ガスが処理室Ｓに流入することを防止または抑制できる。
従って、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ことに起因して、処理室Ｓにおける活性種源の濃度が小さくなることを防止または抑制できる。その結果、処理室Ｓにおいて必要とされる雰囲気を確保できることから、被処理面Ｗａを効率よく短時間で処理できる。
また、光照射装置１０においては、ガス回収室Ｇが設けられているため、装置動作中に処理室Ｓ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から流出した処理用ガスを含むガスが光照射装置１０の外部に流出することが防止される。その結果、光照射装置１０から外部に、処理用ガスを含むガス、すなわちオゾンガスを含むガスが流出することに起因して、光照射装置１０を構成する樹脂製部材、あるいは光照射装置１０の周囲に配置されている樹脂製部材がオゾンガスによって劣化することを防止でき、また人体にオゾンガスによる悪影響が及ぶことを防止できる。
しかも、処理室Ｓの内圧をガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持することにより、ランプ室Ｒおよび処理室Ｓ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にガス回収室Ｇからガスが流入することを防止できる。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、よって処理室Ｓにおいて必要とされる雰囲気を確実に確保することができる。その結果、被処理面Ｗａをより一層効率よく短時間で処理することができる。
また、光照射装置１０においては、光透過性窓３１におけるシール部材配置領域に遮光膜が設けられているため、紫外線放射ランプ２８からの光が照射されることに起因して処理室用シール部材１９およびランプ室用シール部材２９が劣化することが抑制されている。その結果、処理室用シール部材１９およびランプ室用シール部材２９が紫外線劣化することに起因して、処理室Ｓおよびランプ室Ｒの気密性が維持されなくなることが抑制されている。
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。
〔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の構成が異なるものであること以外は、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、ランプ室用シール部材２９が光透過性窓３１の下面に圧接された状態とされていること、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、当該ランプ室用筺体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、ランプ室用シール部材２９および処理室用シール部材１９としては、矩形環状のゴムシートが用いられている。
また、紫外線放射ランプ２８としては、波長２５４ｎｍおよび波長３６５ｎｍｎ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。
光源ユニット５０は、下方に開口部を有する金属製の略直方状のランプ室用筺体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５５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、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）で配置された複数のガス流通口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。
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３１が気密に設けられている。
支持機構は、下壁部５５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３１の周縁部を挟持するものである。すなわち、光透過性窓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おり、よって光透過性窓３１の気密構造が形成されている。
下壁部５５の上面には、下空間形成部材５１の開口縁（ランプ室用筺体２１の開口縁）を取り囲むようにしてランプ室用シール部材２９が配置され、そのランプ室用シール部材２９の上面に光透過性窓３１が配置されている。
また、押さえ部材２６は、中央に下空間形成部材５１の開口部（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、押圧部２６Ａの下面が光透過性窓３１を下方に向かって押圧するように配設され、これにより、ランプ室用シール部材２９が光透過性窓３１の周縁部における下面に圧接された状態となる。このようにして、ランプ室用筺体２１の開口部がランプ室用シール部材２９を介して光透過性窓３１によって気密に閉塞されることにより、ランプ室用筺体２１の内部に密閉空間が形成されている。
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、上壁部５４Ａおよび上壁部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６８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。
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、種々の条件に応じて適宜に定められる。
また、この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、処理動作中において、紫外線放射ランプ２８を十分に冷却できる。
この図の例において、ランプ室Ｒに対しては、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。
そして、光照射装置４０の動作中においては、処理室Ｓの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることが好ましい。
装置動作中において、処理室Ｓの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることにより、処理室Ｓ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にガス回収室Ｇからガスが流入することを防止できる。
また、光照射装置４０の動作中においては、ランプ室Ｒの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることが好ましい。
装置動作中において、ランプ室Ｒの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されていることにより、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、ランプ室Ｒにガス回収室Ｇからガスが流入することを防止することができる。
また、光照射装置１０においては、光透過性窓３１におけるシール部材（具体的には、ランプ室用シール部材２９および処理室用シール部材１９）の圧接部分を含むシール部材配置領域に遮光膜が設けられていることが好ましい。この遮光膜は、紫外線放射ランプ２８から被処理面Ｗａに至るまでの光路を、阻害することのないように形成される。
光透過性窓３１におけるシール部材配置領域に遮光膜が設けられていることにより、紫外線放射ランプ２８からの光が照射されることに起因してシール部材が劣化することを抑制できる。
この図の例において、光透過性窓３１の下面には、ランプ室用シール部材２９の圧接部分およびその周辺部分、具体的には下壁部５５に対向する領域と、処理室用シール部材１９の圧接部分に、遮光膜が設けられている。
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、低露点高清浄度空気（ＣＤＡ））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、処理用ガスが流動する過程で、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、当該処理用ガスに混入される。そして、その混合ガスは、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３１との離間距離は２ｍｍである。
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と同様の用途に用いられる。
〔第３の実施の形態〕
図３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７０は、光透過性窓３１が処理室用筺体１１の開口部に設けられた支持機構によって支持されていること、処理室用シール部材１９が光透過性窓３１の上面に圧接された状態とされていること、およびガス回収室Ｇがランプ室用シール部材２９とランプ室用筺体２１の側壁部とを包囲するように形成されていること以外は図１の光照射装置１０と同様の構成を有するものである。
光照射装置７０において、処理室用筺体１１は、上方に開口部を有する略直方体状のものであり、当該開口部が矩形枠状の上壁部７５の中央に形成されている。そして、処理室用筺体１１の開口部には、光透過性窓３１を支持するための支持機構が設けられており、この支持機構によって光透過性窓３１が気密に設けられている。また、光透過性窓３１上には、略直方体状の外観形状を有する光源ユニット８０が配置されている。この光源ユニット８０は、下方に開口部を有する直方体状のランプ室用筺体２１を備えており、このランプ室用筺体２１の開口部が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３１によって気密に閉塞されている。このようにして、光透過性窓３１の上方側にランプ室Ｒが形成され、光透過性窓３１の下方側に処理室Ｓが形成されている。
また、光照射装置７０には、下方に開口部を有し、内部に光源ユニット８０が位置された、略直方体状のガス回収室用筺体３２が設けられている。このガス回収室用筺体３２の開口部は、処理室用筺体１１によって閉塞されている。このようにして、ランプ室用シール部材２９とランプ室用筺体２１の側壁部とを包囲するように略矩形筒状のガス回収室Ｇが形成されている。
処理室用筺体１１の開口部に設けられた支持機構は、処理室用筺体１１の上壁部７５と押さえ部材７６とによって、矩形環状の処理室用シール部材１９を介して光透過性窓３１の周縁部を挟持するものである。すなわち、光透過性窓３１は、周縁部に配設された処理室用シール部材１９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３１の気密構造が形成されている。
上壁部７５の下面には、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７５Ａが形成されており、この凹部７５Ａには処理室用シール部材１９が配置されている。
また、押さえ部材７６は、中央に処理室用筺体１１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７６Ａと、この押圧部７６Ａの外周縁に設けられた矩形筒状の支持部７６Ｂとを有する金属製のものである。そして、この押さえ部材７６は、押圧部７６Ａの上面に載置された光透過性窓３１を、上方に位置する下壁部７５に向かって押圧することにより、ランプ室用シール部材２９が光透過性窓３１の周縁部における上面に圧接された状態となるように配設されている。このようにして、処理室用筺体１１の開口部が、処理室用シール部材１９を介して光透過性窓３１によって気密に閉塞されており、処理室用筺体１１の内部に処理室Ｓが形成されている。
また、光照射装置７０において、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１１Ｂ，１１Ｄに形成されたガス供給用貫通孔７１およびガス排出用貫通孔７２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７１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７２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。
ガス供給用貫通孔７１は、側壁部１１Ｂの処理室Ｓを臨む内面に、側壁部１１Ｂの伸びる方向（図３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７１ａを有するものである。一方、ガス排出用貫通孔７２は、側壁部１１Ｄの処理室Ｓを臨む内面に、側壁部１１Ｄの伸びる方向（図３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７２ａを有するものである。
ここに、ガス供給用開口７１ａおよびガス排出用開口７２ａ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、また複数のスリットにより形成されていてもよい。
この図の例において、ガス供給用開口７１ａおよびガス排出用開口７２ａは、側面部１１Ｂ，１１Ｄ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にわたって伸びる横長スリットよりなるものである。
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。ガス回収室Ｇとの関係で処理室Ｓの内圧を調整するためには、処理室Ｓおよびガス回収室Ｇの間において差圧計によって計測される内圧差、または処理室Ｓおよびガス回収室Ｇ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７２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。
光源ユニット８０において、ランプ室用筺体２１は、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３１によって気密に閉塞されており、よってランプ室用筺体２１の内部に密閉されたランプ室Ｒが形成されている。
具体的には、ランプ室用筺体２１には、４つの側面部下端によって構成される矩形環状の下端面８２ａに、ランプ室用筺体２１の開口縁を取り囲むようにして矩形状環状の凹部８３が形成されている。そして、凹部８３にはランプ室用シール部材２９が配置されており、このランプ室用シール部材２９は光透過性窓３１の上面に圧接された状態とされている。このようにして、ランプ室用筺体２１は、光透過性窓３１とランプ室用シール部材２９とによって気密に閉塞されている。このランプ室用シール部材２９は、処理室用シール部材１９の内方側に位置されている。
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（図示せず）を備えており、ランプ室用筺体２１およびガス回収室用筺体３２を貫通するガス供給用貫通孔７７およびガス排出用貫通孔７８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７７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７８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。
そして、このランプ室雰囲気用ガス供給手段においては、供給用ガス流路に配設されたバルブが調整される。ガス回収室Ｇとの関係でランプ室Ｒの内圧を調整するためには、ランプ室Ｒおよびガス回収室Ｇ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およびガス回収室Ｇ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７８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。
ガス回収室Ｇは、ガス回収室用筺体３２の開口部が、光透過性窓３１を支持した処理室用筺体１１によって閉塞され、ガス回収室用筺体３２と処理室用筺体１１との間に、矩形環状のガス回収室用シール部材３９が介在されていることにより、気密に形成されている。
また、ガス回収室用筺体３２を構成する４つの側壁部のうちの１つの側壁部３２Ｄには、ガス回収用貫通孔３３が形成されており、このガス回収用貫通孔３３は、例えばブロアーなどのガス回収手段（図示省略）に接続されている。また、ガス回収室用筺体３２における他の側壁部３２Ｂには、ガス回収室Ｇに、外部から環境雰囲気の空気を導入するための開口３８が形成されている。
このガス回収室Ｇにおいては、処理室Ｓおよびランプ室Ｒからガスが流入した場合には、そのガスは、開口３８から導入された環境雰囲気の空気と共にガス回収用貫通孔３３からガス回収手段によって回収される。
この図の例において、ガス回収室用筺体３２には、４つの側壁部の下端によって構成される矩形環状の端面３４ａに、ガス回収室筺体３２の開口縁を取り囲むようにして矩形状環状の凹部３５が形成されている。そして、凹部３５にはガス回収室用シール部材３９が配置されており、このガス回収室用シール部材３９は処理室用筺体１１に圧接された状態とされている。
そして、光照射装置７０の動作中においては、処理室Ｓの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることが好ましい。
装置動作中において、処理室Ｓの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることにより、処理室Ｓ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にガス回収室Ｇからガスが流入することを防止できる。
また、光照射装置７０の動作中においては、ランプ室Ｒの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されることが好ましい。
装置動作中において、ランプ室Ｒの内圧がガス回収室Ｇの内圧よりも高く維持されていることにより、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、ランプ室Ｒにガス回収室Ｇからガスが流入することを防止できる。
また、光照射装置７０においては、光透過性窓３１におけるシール部材（具体的には、ランプ室用シール部材２９および処理室用シール部材１９）の圧接部分を含むシール部材配置領域に遮光膜が設けられていることが好ましい。この遮光膜は、紫外線放射ランプ２８から被処理面Ｗａに至るまでの光路を、阻害することのないように形成される。
光透過性窓３１におけるシール部材配置領域に遮光膜が設けられていることにより、紫外線放射ランプ２８からの光が照射されることに起因してシール部材が劣化することを抑制できる。
この図の例において、光透過性窓３１の上面には、ランプ室用シール部材２９の圧接部分およびその周辺部分、具体的には、下端面８２ａと対向する領域と、処理室用シール部材１９の圧接部分およびその周辺部分、具体的には上壁部７５と対向する領域に、遮光膜が設けられている。
このような構成の光照射装置７０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７１ａ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８０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、処理用ガスが流動する過程で、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、当該処理用ガスに混入される。そして、その混合ガスは、ガス排出用開口７２ａを介して処理室Ｓの外部に排出される。
而して、光照射装置７０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７０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７０は、図１の光照射装置１０と同様の用途に用いられる。
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、処理室用シール部材およびランプ室用シール部材は、処理室の気密性およびランプ室の気密性が維持できなくなった場合であっても、処理室とランプ室とが直接的に連通した状態となることがないような位置関係にあればよい。具体的には、処理室用シール部材およびランプ室用シール部材の配置位置は、光透過性窓の上面または下面のいずれであってもよい。
また、光透過性窓と処理室用筺体との閉塞部において、当該光透過性窓と当該処理室用筺体との間には、処理室に高い気密性が得られることから、処理室用シール部材が介在していることが好ましいが、処理室用シール部材が介在していなくてもよい。すなわち、光透過性窓に処理室用筺体が気密に当接されることによって閉塞部が形成されていてもよい。
このような構成においては、処理室用シール部材が介在されている場合に比して処理用ガスが外部に流出する可能性が大きいことから、光透過性窓と処理室用筺体との閉塞部を包囲するようにガス回収室が設けられていることが好ましい。
１０ 光照射装置
１１ 処理室用筺体
１１Ａ 下壁部
１１Ｂ，１１Ｄ 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
３２ ガス回収室用筺体
３２Ａ 下壁部
３２Ｂ，３２Ｄ 側壁部
３３ ガス回収用貫通孔
３４ａ 端面
３５ 凹部
３８ 開口
３９ ガス回収室用シール部材
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
５５ 下壁部
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 流量調整手段
７０ 光照射装置
７１ ガス供給用貫通孔
７１ａ ガス供給用開口
７２ ガス排出用貫通孔
７２ａ ガス排出用開口
７５ 上壁部
７５Ａ 凹部
７６ 押さえ部材
７６Ａ 押圧部
７６Ｂ 支持部
７７ ガス供給用貫通孔
７８ ガス排出用貫通孔
８０ 光源ユニット
８２ａ 下端面
８３ 凹部
１００ 筺体
１０２Ａ ガス供給用貫通孔
１０２Ｂ ガス排出用貫通孔
１０３Ａ ガス供給用貫通孔
１０３Ｂ ガス排出用貫通孔
１０５ 制御部
１０６，１０７ 圧力センサ
１１１Ａ，１１１Ｂ ガス流路形成部材
１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ 処理用ガス供給源
１１３ 真空ポンプ
１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ バルブ
１１５Ａ，１１５Ｂ ガス流路形成部材
１１６ ランプ室雰囲気用ガス供給源
１１７ 真空ポンプ
１１８Ａ，１１８Ｂ バルブ
１２１ シール部材
１２２ 支持部
１２３ 凹部
１２４ 押さえ部材
１２５ 間隙

Claims (5)

  1. 被処理物が配置される処理室と、当該被処理物に対して光透過性窓を介して紫外線を照射する紫外線放射ランプが配置されたランプ室とを有しており、
    前記処理室に対して、活性種源を含有する処理用ガスを供給する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、
    前記ランプ室は、ランプ室用筺体の開口部が、ランプ室用シール部材を介して前記光透過性窓によって閉塞されることにより、当該光透過性窓の一面側に形成されており、
    前記処理室は、処理室用筺体の開口部が、前記光透過性窓によって閉塞されることにより、当該光透過性窓の他面側に形成されていることを特徴とする光照射装置。
  2. 前記光透過性窓と前記処理室用筺体との閉塞部が、処理室用シール部材によって気密に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
  3. 前記処理室の外部に、前記処理室用シール部材を包囲するようにガス回収室が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
  4. 動作中において、前記処理室の内圧が前記ガス回収室の内圧よりも高く維持されることを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
  5. 前記光透過性窓におけるランプ室用シール部材の圧接部分を含む領域および処理室用シール部材の圧接部分を含む領域に遮光膜が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
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