JP2018133451A - 光照射装置および光照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止する。【解決手段】光照射装置１００は、窓部材１２を通して光を照射する光源部１０と、窓部材１２に対向配置し、被処理物体（ワークＷ）を載置するステージ２１と、窓部材１２の周縁部を支持する支持部材（窓枠部材１６）と、窓部材１２とステージ２１との間の空間であって、ステージ２１に載置された被処理物体が光によって処理される処理空間を気密に封止するシール部材１７と、を備える。シール部材１７は、断面中空に形成され、中空への流体の注入により断面が膨張する膨張シールであり、支持部材（窓枠部材１６）とステージ２１の外周側面との間に配置され、窓部材１２とステージ２１とが対向する第一方向に対して垂直な第二方向に膨張されてステージ２１の外周側面を押圧し、処理空間を気密に封止する。【選択図】 図１

Description

本発明は、光照射装置および光照射方法に関する。更に詳しくは、本発明は、窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止することができる光照射装置および光照射方法に関する。

従来、例えば、半導体や液晶パネル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処理、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）処理などに用いられる光処理装置および光処理方法として、紫外線を用いた光処理装置および光処理方法が知られている。特に、エキシマランプなどから放射される真空紫外線により生成されるオゾンや酸素ラジカル等の活性種を利用した装置や方法は、より効率良く短時間で所定の処理を行うことができることから、好適に利用されている。

例えば特許文献１では、ビアホールのデスミア処理として、基板に真空紫外線を照射する方法が提案されており、酸素を含む雰囲気下で、ビアホールを形成した基板に真空紫外線を照射することが提案されている。酸素に真空紫外線を照射すると、オゾンや酸素ラジカルなどの活性種が発生する。スミアは、これらの活性種と結合し、二酸化炭素や水蒸気となって除去される。そして、二酸化炭素や水蒸気は、排ガスとなって処理室外に排気される。

基板などの被処理物体が配置される処理室と、真空紫外線を発する光源部とは、透明な窓部材で隔てられている。窓部材と被処理物体との間隔は例えば１ｍｍ以下というような狭い間隔に設定されており、処理室は、窓部材と被処理物体が載置されるステージとの間をシール部材によって気密に封止された処理空間となっている。

特開２０１６−１８９３９４号公報

上記従来の光照射装置では、被処理物体を載置するステージ上面の周縁部と窓部材との間にシール部材を介在させることで、窓部材とステージとの間の処理空間を気密に封止している。この処理空間は、被処理物体を搬入および搬出するたびに開放されるため、シール部材としては、ゴム部材などの弾性を有する部材が用いられる。
ところで、上記の処理空間は、窓とステージとの間にきわめて微小なギャップを精度よく形成することが求められる。しかしながら、上記従来の装置構成では、シール部材が窓部材に押し付けられた際のシール部材の反発力によって窓部材が押し上げられ、窓部材とステージ（被処理物体）とのギャップが不均一になるという問題がある。光源からの紫外線は処理空間中の処理用ガスに吸収されるため、窓部材と被処理物体とのギャップが不均一であると、被処理物体に届く紫外線の量がワークＷの場所により不均一となり、その結果、処理に不均一が生じてしまう。
そこで、本発明は、窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る光照射装置の一態様は、窓部材を通して光を照射する光源部と、前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージと、前記窓部材の周縁部を支持する支持部材と、前記窓部材と前記ステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記光によって処理される処理空間を気密に封止するシール部材と、を備え、前記シール部材は、断面中空に形成され、中空への流体の注入により断面が膨張する膨張シールであり、前記支持部材と前記ステージの外周側面との間に配置され、前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に対して垂直な第二方向に膨張されて前記ステージの外周側面を押圧し、前記処理空間を気密に封止する。
このように、シール部材を窓部材に押し当てるのではなく、ステージの側面に押し当てる構成であるため、従来装置のようなシール部材の反発力による窓部材の押し上げを防止し、窓部材とステージとのギャップが不均一となることを防止することができる。また、膨張シールにより構成されるシール部材を、窓部材とステージとが対向する方向に対して垂直な方向に膨張させるため、シール部材によってステージの外周側面を垂直に押圧することができる。そのため、シール部材がステージの外周側面に押し当てられた際に、シール部材の押圧力によりステージがチルトすることを防止することができる。したがって、被処理物体の全面に対して均一な処理を施すことができる。

また、上記の光照射装置において、前記シール部材の膨張方向を、前記第二方向に規制する膨張方向規制部をさらに備えてもよい。この場合、シール部材を、ステージの外周側面に対して精度よく垂直に押し当てることができ、シール部材のステージへの密着時にステージがチルトすることをより適切に防止することができる。

さらに、上記の光照射装置において、前記ステージにおける前記窓部材に対向する面とは反対側の面を支持し、前記第一方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダの設定圧をそれぞれ個別に調整可能な圧力制御機構と、を有するシリンダユニットをさらに備えてもよい。このように、ステージをシリンダユニットにより支持することで、装置の組立精度や部品精度などによりステージと窓部材との平行度にずれが生じている場合や、シール部材のステージへの密着時にステージがチルトする場合であっても、ステージと窓部材との平行度のずれを補正し、ギャップを均一に保つことができる。

さらにまた、上記の光照射装置において、前記ステージを前記第一方向に移動可能なステージ移動機構と、前記窓部材と前記被処理物体の表面との間に挟まれて、前記窓部材と前記被処理物体の表面との距離を保つスペーサと、をさらに備え、前記圧力制御機構は、前記流体圧シリンダの設定圧を、前記ステージ移動機構により前記ステージが前記第一方向における前記窓部材に接近する方向に移動し、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記スペーサに当接した場合に、前記流体圧シリンダが収縮する設定圧に調整してもよい。
この場合、装置の組立精度や部品精度などによりステージと窓部材との平行度にずれが生じている場合であっても、ステージを窓部材に接近させ、被処理物体をスペーサに当接させた際に、上記平行度のずれを補正することができる。したがって、窓部材とステージとのギャップを均一にすることができる。

また、上記の光照射装置において、少なくとも３個の前記流体圧シリンダの前記ステージ側端部にそれぞれ形成された、先端部に曲面を有する突起体と、前記ステージの前記反対側の面に形成された、前記突起体にそれぞれ係合するＶ溝体と、をさらに備え、前記Ｖ溝体は、それぞれの中心軸が一点で交差するように配置されていてもよい。これにより、ステージやシリンダユニットの温度変化による熱膨張（あるいは収縮）が生じた場合であっても、シリンダユニットによってステージを適切に支持することができる。

また、本発明に係る光照射装置の一態様は、窓部材を通して光を照射する光源部と、前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージと、前記窓部材と前記ステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記光によって処理される処理空間を気密に封止するシール部材と、前記ステージにおける前記窓部材に対向する面とは反対側の面を支持するシリンダユニットと、を備え、前記シリンダユニットは、前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダの設定圧をそれぞれ個別に調整可能な圧力制御機構と、を備える。
これにより、窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止することができる。したがって、被処理物体の全面に対して均一な処理を施すことができる。

さらに、本発明に係る光照射方法の一態様は、窓部材の周縁部を支持する支持部材と、前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージの外周側面との間に配置された、断面中空に形成され、中空への流体の注入により断面が膨張する膨張シールを、前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に対して垂直な第二方向に膨張させて前記ステージの外周側面を押圧し、前記窓部材と前記ステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記窓部材を通して照射される光によって処理される処理空間を気密に封止する工程と、前記被処理物体に前記窓部材を通して前記光を照射する工程と、を含む。
これにより、窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止することができる。したがって、被処理物体の全面に対して均一な処理を施すことができる。

また、本発明に係る光照射方法の一態様は、窓部材と、前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記窓部材を通して照射される光によって処理される処理空間を、シール部材により気密に封止する工程と、前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダの設定圧を調整し、前記流体圧シリンダにより前記ステージにおける前記窓部材に対向する面とは反対側の面を支持する工程と、を含む。
これにより、窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止することができる。したがって、被処理物体の全面に対して均一な処理を施すことができる。

本発明によれば、窓部材とステージとのギャップを均一に形成しつつ、シール部材によって処理空間を気密に封止することができる。

本実施形態の光照射装置を示す概略構成図である。 ステージ下降時の状態を示す斜視図である。 ステージ上昇時の状態を示す斜視図である。 膨張方向規制部を説明するための断面図である。 シリンダユニットの構成を示す図である。 空気圧回路の一例である。 Ｖ溝支持構造を示す図である。 窓部材とワークとの初期平行度ずれがある場合の動作を示す図である。 シール部材の押下げによりチルトした場合の動作を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の光照射装置を示す概略構成図である。本実施形態では、光照射装置の一例として、例えばデスミア処理装置への適用例について説明する。
（光照射装置の構成）
光照射装置１００は、光源部１０と、被処理物体の一例である基板（ワーク）Ｗを保持する処理部２０と、を備える。光源部１０は、例えば真空紫外線等の光を発する複数の紫外線光源１１を内部に収納し、処理部２０が保持するワークＷに紫外線光源１１からの光を照射する。

光源部１０は、下方に開口部を有する箱型形状のケーシング１４を備える。ケーシング１４の開口部には、光を透過する、例えば石英ガラス等の窓部材１２が窓枠部材（支持部材）１６を介して気密に設けられている。
光源部１０（ケーシング１４）の内部は、供給口１５から例えば窒素ガス等の不活性ガスが供給されることで、不活性ガス雰囲気に保たれている。また、光源部１０内の紫外線光源１１の上方には、反射鏡１３が設けられている。反射鏡１３は、紫外線光源１１から発せられた光を窓部材１２側に反射する。このような構成により、反射鏡１３の全幅にほぼ対応した領域Ｒに対して、ほぼ均等に紫外線光源１１の光が照射される。

紫外線光源１１は、例えば波長２２０ｎｍ以下、好ましくは波長１９０ｎｍ以下の紫外線（真空紫外線）を出射するものであって、種々の公知のランプを利用できる。ここで、波長２２０ｎｍとしたのは、デスミア処理装置においては、紫外線の波長が２２０ｎｍを超える場合には、樹脂などの有機物質に起因するスミアを分解除去することが困難となるためである。
紫外線光源１１としては、例えば、キセノンガスを封入したキセノンエキシマランプ（ピーク波長１７２ｎｍ）、低圧水銀ランプ（１８５ｎｍ輝線）などを用いることができる。なかでも、デスミア処理に用いるものとしては、例えばキセノンエキシマランプが好適である。

窓枠部材１６は、窓部材１２の外郭となる部分を上下方向に挟持している。窓枠部材１６における窓部材１２の下面に対向する面には、外周溝１６ａが形成されており、この外周溝１６ａと窓部材１２の下面との間にＯリング１６ｂ等の弾性部材が介在している。つまり、窓枠部材１６は、Ｏリング１６ｂを介して窓部材１２を弾性的に挟むように固定している。なお、このＯリング１６ｂは、窓部材１２の外郭を挟み込んで固定し、動くものでは無いので、窓部材１２の形状を反らせるものではない。また、Ｏリング１６ｂは、窓部材１２を固定できる機能があれば他の部材に替えることもできる。

処理部２０は、紫外線照射処理（デスミア処理）を行うワークＷを表面に吸着して保持するステージ２１を備える。ステージ２１は、光源部１０の窓部材１２に対向して配置されている。ステージ２１には、ワークＷを吸着するために例えば吸着孔（不図示）が穿たれている。このステージ２１は、平坦性を確保するため、例えばアルミニウム材で形成されている。

窓枠部材１６におけるステージ２１の外周面（側面）に対向する面には、シール部材１７を取り付けるための取り付け溝１６ｃが形成されている。シール部材１７は、ステージ２１の側面に沿って配置された断面中空の環状の部材であり、中空への気体や液体等の流体の注入により断面がシール部材１７の内周側に膨張し、上記流体の排出により断面が収縮する膨張シールである。
なお、本実施形態では、上記流体として空気を用いる場合について説明する。つまり、シール部材１７は、空気の注入により膨張し、空気の排出により収縮する空気膨張シールであるものとする。

取り付け溝１６ｃは、開口が窓部材１２とステージ２１とが対向する第一方向（Ｚ方向）に対して垂直な第二方向に形成された形状を有し、シール部材１７の膨張方向がＺ方向に対して垂直な方向となるよう規制している。ここで、窓枠部材１６は、シール部材１７が膨張した際のシール部材１７の膨張圧により取り付け溝１６ｃの形状が変形しないよう、取り付け溝１６ｃ周辺の形状（厚み）等が設定されている。つまり、この取り付け溝１６ｃは、シール部材１７の膨張方向を規制する膨張方向規制部として機能する。
シール部材１７は、膨張状態において、その内周面がステージ２１の側面と当接し、収縮状態において、その内周面がステージ２１の側面から離間するように構成されている。図１は、シール部材１７の膨張状態を示している。このように、シール部材１７は、膨張状態においてステージ２１の側面に密着することで、窓部材１２とステージ２１との間の処理空間を気密に封止する。
すなわち、シール部材１７の形状は、窓部材１２とステージ２１とのＺ方向のギャップに関して全く関係なく、膨張して押圧する方向もＺ方向に対して垂直な方向であるから、窓部材１２とステージ２１とのＺ方向のギャップに影響を与えるような作用は無い。したがって、シール部材１７は、窓部材１２とステージ２１とのＺ方向のギャップを精度よく均一に形成しつつ、処理空間を気密にシールすることができる。

ステージ２１上には、ワークＷが載置されてワークＷに対して紫外線照射処理（デスミア処理）を行うことができる処理領域Ｒ１と、ワークＷの載置が禁止されて処理領域Ｒ１における処理の準備を行うための準備領域Ｒ２とが形成されている。
窓部材１２とステージ２１との間の処理空間は、オゾンを含む処理気体の雰囲気とされており、ステージ２１上の処理領域Ｒ１に載置されたワークＷは、この処理気体の雰囲気中で真空紫外線に曝されて処理されるようになっている。

ステージ２１は、ステージ２１を窓部材１２に対し接近乖離する方向（Ｚ方向）に移動可能なアクチュエータ５１によって支持されている。アクチュエータ５１の駆動は、制御部５２によって制御される。このアクチュエータ５１によって、図２および図３に示すようにステージ２１が上下方向に移動される。ここで、図２および図３は、図１に示す光照射装置１００の窓部材１２よりも下側の部分の斜視図であり、図２はステージ２１の下降時、図３はステージ２１の上昇時の状態を示している。
ステージ２１を上下動させている間は、シール部材１７は収縮状態を維持し、シール部材１７の内周面とステージ２１の側面との間には隙間が形成されているものとする。このような構成により、ステージ２１が上下動する際に、シール部材１７がステージ２１の側面に押し当てられた状態で擦られることを防止し、シール部材１７の損傷を防ぐことができる。
さらに、本実施形態では、窓部材２１とステージ２１との平行度をより適切に確保するために、ステージ２１をシリンダユニット５３により支持する構成を有する。このシリンダユニット５３は、ステージ２１とアクチュエータ５２との間に設置されている。シリンダユニット５３の構成については後述する。

また、ステージ２１の一方（図１の右側）の側縁部には、処理用ガスを処理空間に供給するための給気路２４が形成されている。給気路２４には、処理用ガスを供給する供給装置４１が接続されている。
また、ステージ２１の他方（図１の左側）の側縁部には、デスミア処理後の排ガスをステージ２１外部に排出するための排気路２５が形成されている。排気路２５には、エジェクタ４２が取り付けられている。エジェクタ４２は流体を利用して減圧状態を作り出すものであり、例えばコンプレッサ４５で生成される例えば圧縮空気の流れを利用することができる。このエジェクタ４２が排気路２５に取り付けられることで、処理部２０内の処理用ガス（処理気体）が強制的に排出される。排気路２５とエジェクタ４２とを繋ぐ配管には、モータ駆動で開閉されて配管の開度を調整するコック４６が設けられている。コック４６の開度は、制御部５２によって制御される。

ここで、処理用ガスとしては、例えば、酸素ガス、酸素とオゾンや水蒸気の混合ガス、これらのガスに不活性ガスなどを混合したガスなどを用いることができる。処理用ガスは、基板Ｗに対して光源部１０からの紫外線が照射されている間、給気路２４を通ってステージ２１上面に形成された給気口２４ａから処理空間に供給され、同じくステージ２１上面に形成された排気口２５ａから排気路２５を通って排ガスとしてステージ２１外部に排出される。
給気口２４ａおよび排気口２５ａは、図２に示すように、それぞれ処理用ガスが流れる方向（Ｘ方向）に直交する水平方向（Ｙ方向）に沿って一列に形成されている。これにより、処理用ガスは、窓部材１２とワークＷとの間の処理空間を、図１の右から左へと流れていくこととなる。このように、本実施形態における光照射装置１００は、ワークＷの表面に沿って処理用ガスを流し、処理用ガスの流路を形成する気体給排部を備える。

処理空間における準備領域Ｒ２では、例えば酸素ガスである処理用ガスに対して光源部１０からの紫外線が照射され、オゾンや酸素ラジカルなどの活性種が生成される。準備領域Ｒ２にはワークＷがない（即ちスミアがない）ため、この準備領域Ｒ２において生成された活性種は、新しく供給される処理用ガスに押されて下流に流されながら、濃度が徐々に高まり安定化する。
つまり、処理用ガスは、処理空間の雰囲気である処理気体のオゾン濃度を一定（例えば３％）にするために準備領域Ｒ２に供給されるガスであり、紫外線が照射されることでオゾンを生成するガスとすることができる。準備領域Ｒ２は、処理用ガスに紫外線を照射して活性種の濃度を安定化させる役割を果たす領域であるといえる。なお、処理用ガスはオゾンそのものであってもよい。

なお、光照射装置１００は、シール部材１７がオゾンに触れないように、シール部材１７を、オゾンを含まないガスによりバリアするためのバリアガス供給部を備えていてもよい。バリアガス供給部は、例えば図４に示すように、窓枠部材１６に設けられたバリアガス供給路１６ｄを備える構成とすることができる。ここで、バリアガス供給路１６ｄは、シール部材１７の近傍で、かつシール部材１７の上方に、シール部材１７の少なくとも一部に沿ってステージ２１の側面に対向する位置に形成されたバリアガス供給口１６ｅを備える。
この場合、バリアガス供給部は、ステージ２１が、図４の破線で示す紫外線照射処理の処理位置まで上昇した状態において、ステージ２１の側面におけるワークＷの載置面よりも下方で、かつ図４の破線で示す膨張状態のシール部材１７のステージ２１との当接位置よりも上方に、バリアガスを噴出することができる。

ここで、上記処理位置は、ワークＷ上面におけるＹ方向端部が窓部材１２の下面に形成された微小な筋状突起１２ａの下面に当接する位置である。筋状突起１２ａのＺ方向の厚さは、紫外線照射処理時における窓部材１２とワークＷとの設定間隔と等しく、例えば１ｍｍ以下である。筋状突起１２ａは、ワークＷのＹ方向両端部にそれぞれ当接するように、少なくとも２本形成されている。ただし、筋状突起１２ａは、２本に限定されるものではなく、３本以上であってもよい。また、筋状突起１２ａのＸ方向における長さは、ワークＷのＸ方向における長さと同等か、ワークＷのＸ方向における長さよりも若干長ければよい。この筋状突起１２ａは、窓部材１２とワークＷの表面との間に挟まれて、窓部材１２とワークＷの表面との距離を保つスペーサである。

以上のように、本実施形態における光照射装置１００は、シール部材１７として膨張シールを適用し、シール部材１７をステージ２１の側面に対して垂直に押し当てることで、窓部材１２とステージ２１との間の処理空間を気密封止する構成とした。
従来、デスミア処理装置等の光照射装置では、ワークＷを載置するステージ上面の外周部分に外周溝を形成し、その外周溝と窓部材との間にＯリング等のシール部材を介在させることで、窓部材とステージとの間の処理空間を気密に封止していた。しかしながら、上記の従来装置の構成では、シール部材が窓部材に押し付けられた際のシール部材の反発力によって窓部材が押し上げられ、窓部材とステージ（ワークＷ）とのギャップが不均一になるという問題がある。光源からの紫外線は処理空間中の処理用ガスに吸収されるため、窓部材とワークＷとのギャップが不均一であると、ワークＷに届く紫外線の量がワークＷの場所により不均一となり、その結果、処理に不均一が生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、シール部材１７を窓部材１２に押し当てるのではなく、ステージ２１の側面に押し当てる構成とした。これにより、シール部材１７の反発力による窓部材１２の押し上げを防止し、ワークＷと窓部材１２とのギャップが不均一となることを防止することができる。したがって、ギャップの不均一に起因する処理の不均一を防止することができる。
また、窓部材１２は、照射する光の透過率を考慮した薄い部材であり、例えば１辺の長さに対して厚みが１／１００以下である。そのため、窓枠部材１６によって窓部材１２の周縁部を支持しただけであると、窓部材１２が下に凸に撓みやすい。そこで、本実施形態では、図４に示すように、窓部材１２の下面に筋状突起１２ａを設け、この筋状突起１２ａがワークＷに当接してワークＷと窓部材１２との適切な距離を保てるようになっている。これにより、ワークＷと窓部材１２との間の距離を適切に規定することができ、ワークＷに対する紫外線照射処理を適切に行うことができる。

さらに、本実施形態では、シール部材１７を、窓部材１２とステージ２１との対向方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向に膨張させ、ステージ２１の側面に、窓部材１２とステージ２１との対向方向に対して垂直に押し当てる構成とした。
例えば、シール部材１７の軸がＺ方向の軸に対して傾いている場合、シール部材１７を内周側に膨張させた際、シール部材１７はステージ２１の側面に対して斜めに押し当てられることになる。すると、ステージ２１は、シール部材１７の軸が傾いている方向にチルトするおそれがある。ステージ２１がチルトすると、窓部材１２とステージ２１との平行度のずれが生じ、窓部材１２とステージ２１との間のギャップが不均一となってしまう。
これに対して、本実施形態では、上述したように、シール部材１７をステージ２１の側面に対して垂直に押し当てる構成としたので、シール部材１７をステージ２１の側面に押し当てた際のステージ２１の移動を防止することができる。その結果、ワークＷと窓部材１２とのギャップが不均一となることを防止することができる。

また、シール部材１７は、膨張方向規制部である取り付け溝１６ｃに取り付けられることで、その膨張方向がＺ方向に対して垂直な方向となるように規制される。具体的には、シール部材１７は、取り付け溝１６ｃに取り付けられた状態において、その上下面（Ｚ方向に対向する面）および外周面（ステージ２１の側面に対向する側とは反対側の面）が取り付け溝１６ｃの内面に当接されている。これにより、シール部材１７を、その内周側にのみ膨張可能に構成することができる。したがって、シール部材１７を、ステージ２１の側面に対して精度よく垂直に押し当てることができる。

さらに、取り付け溝１６ｃは、シール部材１７の膨張圧により変形しない構成を有する。シール部材１７の膨張圧により取り付け溝１６ｃの開口が広がるなど、取り付け溝１６ｃが変形する構成であると、シール部材１７はＺ方向に対して垂直な方向に膨張できず、ステージ２１の側面を垂直に押圧することができない。その場合、シール部材１７がステージ２１の側面に密着した際にステージ２１が押下げられ、窓部材２１とステージ２１との平行度が崩れるおそれがある。シール部材１７の膨張圧により取り付け溝１６ｃが変形しない構成とすることで、シール部材１７によるステージ２１の押下げを回避し、ワークＷと窓部材１２とのギャップが不均一となることを防止することができる。

なお、シール部材１７を取り付ける取り付け溝１６ｃは、図４に示すように、窓枠部材１６に膨張方向規制部材１６ｆを取り付けることにより形成することもできる。ここで、膨張方向規制部材１６ｆは、シール部材１７の外周面が当接する環状の本体部と、当該本体部の内周側に突出し、シール部材１７の下面が当接する突出部とにより構成することができる。ここで、突出部のＺ方向における厚さは、膨張方向規制部材１６ｆを窓枠部材１６に取り付けた際に形成される取り付け溝１６ｃの形状が、シール部材１７の膨張圧により変形しない程度の厚さに設定する。
また、膨張方向規制部１６ｆは、窓枠部材１６にネジ等により着脱可能に固定されていてもよい。膨張方向規制部１６ｆが窓枠部材１６に対して着脱可能である場合、シール部材１７の交換作業が容易となる。

（シリンダユニット５３の構成）
以下、シリンダユニット５３の構成について具体的に説明する。シリンダユニット５３は、窓部材１２とステージ２１とのギャップをより均一化するために、ステージ２１とアクチュエータ５１との間に設けられる。
シリンダユニット５３は、ステージ２１を下方面から支持し、Ｚ方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダを備える。ここで、流体圧シリンダは、空気圧シリンダや油圧シリンダ等、任意の流体圧を用いたシリンダとすることができる。なお、本実施形態における光照射装置１００では、流体圧シリンダは、窓部材１２とステージ２１との間のきわめて微小なギャップを調整する目的で使用される。そのため、油圧シリンダほど大きな力は必要ないし、クリーンルーム等のきわめて清浄な環境で使用されることが多いため、ＣＤＡ（クリーンドライエアー）などが漏れても汚れない空気圧シリンダがより好適である。

図５は、シリンダユニット５３の構成を示す図である。ここで、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は長手方向側面図、図５（ｃ）は短手方向側面図である。
この図５に示すように、本実施形態におけるシリンダユニット５３は、シリンダベース５３ａと、シリンダベース５３ａに支持された４個の空気圧シリンダ５３ｂと、を備える。シリンダベース５３ａはアクチュエータ５１に接続され、空気圧シリンダ５３ｂはステージ２１と係合している。つまり、アクチュエータ５１は、シリンダユニット５３を介してステージ２１をＺ方向に移動可能に構成されている。
空気圧シリンダ５３ｂは、図６に示す空気圧回路５４により動作が制御される。空気圧回路５４は、ＣＤＡを供給するエア供給源と各空気圧シリンダ５３ｂとの間にそれぞれ設けられており、各空気圧シリンダ５３ｂの設定圧を個別に制御することができる。空気圧回路５４は、エア供給時における上流側から順に、レギュレータ５４ａ、圧力計５４ｂ、ピストンの押出および引込速度を調整するスピードコントローラ５４ｃを備える。この空気圧回路５４が、空気圧シリンダ５３ｂの設定圧を個別に調整可能な圧力制御機構に対応している。

各空気圧シリンダ５３ｂにおけるステージ２１側の先端部には、それぞれ先端に曲面を有する突起体として鋼球体５３ｃが設けられている。なお、上記突起体は、先端に曲面を有する部材であればよく、鋼球に限定されない。また、ステージ２１の下面には、鋼球体５３ｃとそれぞれ係合する鋼球支持部材が設けられている。ここで、鋼球支持部材のうちの１つは、円錐状（または角錐状）の溝が形成された凹溝体５３ｄであり、残りの３つはＶ溝が形成されたＶ溝体５３ｅである。
図７は、Ｖ溝支持方式について説明する概念図である。この図７に示すように、３つのＶ溝体５３ｄは、それぞれ溝の方向が、凹溝体５３ｄに形成された溝の中心位置の一点で交差するように配置されている。

デスミア処理を行う光照射装置１００においては、ある一定温度（例えば、１５０℃）に加熱されたワークＷに対し、酸素を含む雰囲気下で紫外線照射処理（デスミア処理）が行われる。そのため、ステージ２１には、ワークＷが載置される処理領域Ｒ１をワークＷごと加熱する加熱機構（ヒータ）が組み込まれている。ここで、加熱機構としては、例えば、シースヒータやカートリッジヒータなどを用いることができる。
本実施形態では、上記のようにＶ溝支持方式を採用しているため、ステージ２１が加熱機構による加熱によって熱膨張した場合であっても、鋼球体５３ｃをＶ溝体５３ｅにより確実に支持することができる。また、各Ｖ溝体５３ｅは、溝の方向が凹溝体５３ｄの中心位置の一点で交差するように配置するので、凹溝体５３ｄの中心位置を基準としたステージ２１の位置決めが可能となる。

次に、シリンダユニット５３による押圧制御について、図８および図９を用いて説明する。なお、図８および図９では、ステージ２１上のワークＷの図示は省略している。シリンダユニット５３は、空気圧シリンダ５３ｂごとに異なるレギュレータ５４ａにより設定された空気圧に相当する力で、常に一定にステージ２１の荷重を支えることが可能である。
図８は、シリンダユニット５３により、ステージ２１を光照射装置１００に組み込む段階で生じた窓部材１２とステージ２１との初期平行度ずれを矯正する例を示している。図８（ａ）に示すように、元々の組立調整においてステージ２１が窓部材１２に対してチルトしている場合に、アクチュエータ５１（図８では不図示）によって図８（ｂ）に示すようにステージ２１を上昇させたものとする。この場合、図８（ｂ）の破線に示すように、まず、ステージ２１の一方の端部（図８（ｂ）では右側端部）において、ステージ２１上のワークＷが窓部材１２の下面に形成された筋状突起１２ａに当接する。
この状態から、さらにアクチュエータ５１によりステージ２１を上昇させると、ステージ２１の上記一方の側に配置された空気圧シリンダ５３ｂが縮み、図８（ｂ）の実線に示すように、ワークＷの傾きが窓部材１２の傾きに倣うようにステージ２１がチルトする。その後、さらにアクチュエータ５１によりステージ２１が上昇すると、すべての空気圧シリンダ５３ｂが縮み、ワークＷの全面が筋状突起１２ａに密着する。

このように、４個の空気圧シリンダ５３ｂがそれぞれＺ方向に伸縮可能に構成されており、各々必要に応じて収縮するダンパー機能を有する。ここで、各空気圧シリンダ５３ｂの設定圧は、ステージ２１が窓部材１２に接近する方向に移動（上昇）し、ステージ２１上のワークＷが筋状突起１２ａに当接した場合に、空気圧シリンダ５３ｂが収縮する設定圧に調整されている。したがって、これらの空気圧シリンダ５３ｂが下からの力を相互に吸収しあって、窓部材１２を押し上げることなく、ステージ２１に載置されたワークＷと窓部材１２とを平行に保ち、面内均一な力が窓部材１２に対してかかるようにすることができる。

図９は、シリンダユニット５３により、シール部材１７の密着時に生じるステージ２１のチルトを矯正する例を示している。図９（ａ）の破線に示すように、ステージ２１が処理位置まで上昇した状態において、窓部材１２とステージ２１との平行度が保たれている場合であっても、シール部材１７をステージ２１の側面に密着させた際、図９（ａ）の実線に示すようにステージ２１の一方の端部（図９（ａ）では左側端部）が押下げられ、チルトする場合がある。これは、シール部材１７の取付け精度等により、元々シール部材１７の軸がステージ２１におけるワークＷの載置面に対して垂直となっていないこと等に起因する。
この場合、シール部材１７の押下げによるチルト量には再現性がある。つまり、シール部材１７の密着時、ステージ２１は常に同じ方向に同じ量だけチルトする。そこで、図９（ｂ）に示すように、４個の空気圧シリンダ５３ｂの押圧をそれぞれ個別に調整する。具体的には、シール部材１７によって押下げられる側の空気圧シリンダ５３ｂの押圧を他の空気圧シリンダ５３ｂの押圧よりも大きく設定する（Ｆ１＞Ｆ２）。このとき、各空気圧シリンダ５３ｂの押圧は、シール部材１７の押下げに起因するステージ２１のチルト方向およびチルト量に応じて設定することができる。
このように、シール部材１７の押下げに対して抗する力をシリンダユニット５３に持たせることで、ステージ２１に載置されたワークＷと窓部材１２とを平行に保ち、面内均一な力が窓部材１２に対してかかるようにすることができる。

以上のように、シリンダユニット５３の押圧制御により、窓部材１２の傾きとステージ２１の傾きとを等しくし、窓部材１２とステージ２１とのギャップを面内均一にすることができる。
また、各空気圧シリンダ５３ｂの押圧を、それぞれ窓部材１２の許容応力以下の押圧に設定することで、ステージ２１を窓部材１２に押し当てに行った際に、窓部材１２を損傷させてしまうリスクを低減することができる。

以下、光照射装置１００における動作手順について説明する。
（１）光源部１０と処理部２０とは上下に分離可能に構成されている。窓部材１２は光源部１０側に取り付けられている。
（２）処理部２０が下降した状態で、搬送されたワークＷがステージ２１上に載置されて、真空吸着により固定される。
（３）制御部５２がアクチュエータ５１を制御し、窓部材１２の下面に形成された筋状突起１２ａにワークＷの上面の一部が当接するまで処理部２０を上昇させる。ここからさらに、処理部２０を上昇させ、シリンダユニット５３を構成する各空気圧シリンダ５３ｂを縮ませながら、ワークＷの全面を筋状突起１２ａに当接させる。これにより、窓部材１２とワークＷとの間隔を、あらかじめ設定された例えば１ｍｍ以下といった間隔にする。
（４）空気膨張シールによって構成されるシール部材１７に空気を注入し、ステージ２１の外周を気密にシールする。これにより、窓部材１２とステージ２１との間に気密な処理空間が形成される。このとき、空気圧シリンダ５３ｂごとにそれぞれ個別に設定された押圧により、シール部材１７によるステージ２１の押下げに抗して、ステージ２１の平行度を確保する。

（５）供給装置４１が動作し、処理空間に処理用ガスが導入されると共に、エジェクタ４２が動作し、処理空間からガスが排出される（気体給排過程）。この気体給排過程と同時または略同時に、バリアガス供給部が動作し、ステージ２１外周の溝にバリアガスが供給される。
（６）紫外線光源１１を点灯し、紫外線照射処理（デスミア処理）を開始する。
（７）紫外線照射処理（デスミア処理）が終了すると、紫外線光源１１を消灯する。
（８）処理空間への処理用ガスの導入と、エジェクタの動作とを停止する。また、バリアガスの供給も停止する。
（９）シール部材１７から空気を排出し、光源部１０と処理部２０とを分離する。
（１０）制御部５２がアクチュエータを制御し、処理部２０を下降させる。これにより、光源部１０と処理部２０とが上下に分離する。
（１１）ワークＷを取り出す。
以上のような手順によって、窓部材１２とステージ２１（ワークＷ）とのギャップを均一に形成しつつ、シール部材１７により処理空間を気密に封止することができる。したがって、ワークＷ全面に対して均一な紫外線照射処理（デスミア処理）を施すことができる。

（変形例）
上記実施形態では、光照射装置をデスミア処理装置に適用する例について説明したが、本発明は、レジストの光アッシング処理や、レジストの除去処理や、ドライ洗浄処理などに応用されてもよい。

１００…光照射装置、１０…光源部、１２…窓部材、１６…窓枠部材（支持部材）、１６ｄ…バリアガス供給路、１６ｅ…バリアガス供給口、１７…シール部材、２０…処理部、２１…ステージ、２４…給気路、２５…排気路、５１…アクチュエータ、５２…制御部、５３…シリンダユニット、５３ａ…シリンダベース、５３ｂ…空気圧シリンダ、Ｗ…ワーク

Claims (8)

1. 窓部材を通して光を照射する光源部と、
   前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージと、
   前記窓部材の周縁部を支持する支持部材と、
   前記窓部材と前記ステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記光によって処理される処理空間を気密に封止するシール部材と、を備え、
   前記シール部材は、
   断面中空に形成され、中空への流体の注入により断面が膨張する膨張シールであり、
   前記支持部材と前記ステージの外周側面との間に配置され、前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に対して垂直な第二方向に膨張されて前記ステージの外周側面を押圧し、前記処理空間を気密に封止することを特徴とする光照射装置。
2. 前記シール部材の膨張方向を、前記第二方向に規制する膨張方向規制部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記ステージにおける前記窓部材に対向する面とは反対側の面を支持し、前記第一方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダと、
   前記流体圧シリンダの設定圧をそれぞれ個別に調整可能な圧力制御機構と、を有するシリンダユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光照射装置。
4. 前記ステージを前記第一方向に移動可能なステージ移動機構と、
   前記窓部材と前記被処理物体の表面との間に挟まれて、前記窓部材と前記被処理物体の表面との距離を保つスペーサと、をさらに備え、
   前記圧力制御機構は、
   前記流体圧シリンダの設定圧を、前記ステージ移動機構により前記ステージが前記第一方向における前記窓部材に接近する方向に移動し、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記スペーサに当接した場合に、前記流体圧シリンダが収縮する設定圧に調整することを特徴とする請求項３に記載の光照射装置。
5. 少なくとも３個の前記流体圧シリンダの前記ステージ側端部にそれぞれ形成された、先端部に曲面を有する突起体と、
   前記ステージの前記反対側の面に形成された、前記突起体にそれぞれ係合するＶ溝体と、をさらに備え、
   前記Ｖ溝体は、それぞれの中心軸が一点で交差するように配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の光照射装置。
6. 窓部材を通して光を照射する光源部と、
   前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージと、
   前記窓部材と前記ステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記光によって処理される処理空間を気密に封止するシール部材と、
   前記ステージにおける前記窓部材に対向する面とは反対側の面を支持するシリンダユニットと、を備え、
   前記シリンダユニットは、
   前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダと、
   前記流体圧シリンダの設定圧をそれぞれ個別に調整可能な圧力制御機構と、を備えることを特徴とする光照射装置。
7. 窓部材の周縁部を支持する支持部材と、前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージの外周側面との間に配置された、断面中空に形成され、中空への流体の注入により断面が膨張する膨張シールを、前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に対して垂直な第二方向に膨張させて前記ステージの外周側面を押圧し、前記窓部材と前記ステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記窓部材を通して照射される光によって処理される処理空間を気密に封止する工程と、
   前記被処理物体に前記窓部材を通して前記光を照射する工程と、を含むことを特徴とする光照射方法。
8. 窓部材と、前記窓部材に対向配置し、被処理物体を載置するステージとの間の空間であって、前記ステージに載置された前記被処理物体が前記窓部材を通して照射される光によって処理される処理空間を、シール部材により気密に封止する工程と、
   前記窓部材と前記ステージとが対向する第一方向に伸縮可能な少なくとも３個の流体圧シリンダの設定圧をそれぞれ個別に調整し、前記流体圧シリンダにより前記ステージにおける前記窓部材に対向する面とは反対側の面を支持する工程と、を含むことを特徴とする光照射方法。

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