JP4344938B2

JP4344938B2 - エキシマ光照射装置

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Publication number: JP4344938B2
Application number: JP2004246149A
Authority: JP
Inventors: 聡司松澤; 卓住友; 宣是菱沼
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2006066168A

Description

この発明は、真空紫外域のエキシマ光を照射するエキシマ光照射装置に関する。

従来、エキシマ光照射装置は、殺菌装置、洗浄装置、樹脂硬化装置、化学気相成長法（ＣＶＤ法）による成膜装置等に用いられている。エキシマ光照射装置の光源としては、エキシマ放電ランプが用いられる。通常、エキシマ放電ランプは、石英ガラスからなる容器内に、エキシマ光を発生するガスが封入され、容器外部から電気エネルギーを供給することにより、容器内で生じた放電によりエキシマ光を放射するものである。このような構造のエキシマ放電ランプとしては、例えば、特開平６−３１０１０２に開示されたものが知られている。

エキシマ光照射装置を用いた殺菌装置、洗浄装置、樹脂硬化装置、成膜装置等においては、処理速度を速めることにより、処理の低コスト化が達成される。処理速度を向上するためには、エキシマ放電ランプの高出力化と大面積化が必要である。高出力化するには、エキシマ放電ランプへの投入電力を増加することにより可能となる。

上記のようなエキシマ放電ランプでは、石英ガラスからなる容器がエキシマ光透過窓の役目を兼用している。このため、投入電力を増加すると放電で発生する熱により、エキシマ光の透過率が減少するという問題が発生する。
さらに、石英ガラスは、エキシマ光の照射により酸素を放出する。酸素はエキシマ光を強く吸収するため、エキシマ放電ランプの光出力が、ランプ点灯時間の経過とともに低下するという問題もある。

これらの問題を解決するため、例えば、特許第３１２５１９１号によれば、ステンレス製の筐体内に誘電体を介して設けられた電極対からなる電極対ユニットを複数配置してエキシマ光照射装置を構成し、筐体内に充填されたエキシマ光生成用ガスを置換することにより発光させる方法が知られている。

図２２は、エキシ光生成用ガスを置換するエキシマ光照射装置の正面断面図である。
このエキシマ光照射装置は、ステンレス筐体１の内部に、誘電体で被覆された棒状金属電極（内側電極）２と、その外側に設けられた筒状金属電極（外側電極）３からなる電極対ユニット４が複数配置されている。筐体１内のエキシマ光生成ガスは、ガス吸入口５から導入され、ガス排出口６から排気されることにより置換される。内側電極２と外側電極３に高周波電源８から高周波高電圧を印加することにより、電極間に放電を発生させ、電極対ユニット４の鉛直方向の筐体１に設けられた透過窓７からエキシマ光を放射するものである。このエキシマ光照射装置は、電極対ユニット４を複数配置することにより大面積化が可能である。

ところで、図２３は、エキシマ光を用いたＣＶＤ法の成膜装置の構成を示す図である。
この成膜装置において、１０１は成膜室、１０２は光源室であり、光源室１０２には先に示したエキシマランプやエキシマ光照射装置が設置される。１０３は透過窓、１０４は原料ガス導入口であり、膜の原料となるガスが導入される。１０５は原料ガス排出口、１０６はウエハ、１０７はウエハ１０６を支持するステージである。このような構造の成膜装置では、透過窓１０３から照射されるエキシマ光を効率よくウエハ１０６上に照射させるために、ウエハ１０６を透過窓１０３に近づけて設置する場合がある。しかし、ウエハ１０６と透過窓１０３の間の空間が狭いと、ウエハ１０６上の原料ガスの濃度が均一になりにくく、ウエハ１０６の中心部で原料ガスの濃度が高くなる。この結果、生成される膜厚が、中心部で大きく、外周部で小さくなるという問題が発生する。

この問題の解決法としては、特開２００２−１７６０４６号公報に開示された技術によれば、解決法１として中心部のエキシマ光を遮光マスクでさえぎる方法、解決法２としてウエハ表面に直接原料ガスを導入するため、ウエハ近辺に原料ガス導入口や原料ガス排出口を設置する方法、解決法３として成膜室内の原料ガスの流れを均一にするため、成膜室内に整流板を設置する方法、解決法４としてウエハ上の原料ガスの温度分布を制御することにより原料ガスの濃度分布を制御するために、ステージとウエハの間に温度制御板を設置する方法、解決法５としてステージに回転、往復運動を行える機能を持たせる方法等が開示されている。

さらに、特開２００３−１３３２９９号公報に開示された技術によれば、解決法６としてウエハ上の原料ガスの温度分布を制御するために、透過窓にヒーターを設置する方法、解決法７として図２３に示すような透過窓と成膜室上部の天板との間にできる隙間を、透過窓の形状を加工してなくすことにより、隙間に生じていた原料ガスの対流をなくして、原料ガス濃度の均一性を向上させる方法、解決法８として成膜室内にファンを設置し、成膜室内の原料ガスを攪拌する方法等が開示されている。

特開平６−３１０１０２号公報特許第３１２５１９１号公報特開２００２−１７６０４６号公報特開２００３−１３３２９９号公報

通常、エキシマ光照射装置を用いたＣＶＤ法により成膜を行うためには、ウエハに対してエキシマ光を均一に照射する必要がある。しかし、ウエハと同じ面積に電極対ユニットを配置した図２２に示すような構造のエキシマ光照射装置を用いて成膜処理を行うと、ウエハに成膜される膜厚は、ウエハの中心部分では均一な厚さとなるが、外周部分ではそれよりも薄くなり、ウエハ上に均一な膜厚で成膜されないという問題が生じる。これは、ウエハの中心部に照射されるエキシマ光強度よりも、ウエハの外周部に照射されるエキシマ光強度が小さいために起こるものである。エキシマ光が不均一に照射される原因について以下に説明する。

図２２に示すような構造のエキシマ光照射装置において、電極対ユニット４を円形の領域内に隙間なく配置した場合、エキシマ光透過窓下のエキシマ光照度分布を測定すると、図２４に示すようなエキシマ光照度分布曲線となる。縦軸はエキシマ光強度、横軸は電極対ユニットを配置した円形領域における窓下での鉛直方向の位置である。

均一なエキシマ光強度が得られる領域の直径をＸ１、電極対ユニット４を配置した円形領域の直径をＸ２とすると、Ｘ１はＸ２よりも小さくなる。電極対ユニット４から放射されるエキシマ光は、放射状に広がるため電極対ユニット４よりも広い範囲に照射される。電極対ユニット４を配置した円形領域の中心部分においては、隣り合う電極対ユニット４からのエキシマ光のために、一つだけの電極対ユニット４よりも強度の強いエキシマ光が放射される。しかし、電極対ユニット４を配置した円形領域の外周部分では、隣り合う電極対ユニット４からのエキシマ光が少ないため、中心部分よりもエキシマ光強度が弱くなる。

直径がＸ１の均一なエキシマ光照射面積を得るためには、Ｘ１よりも大きな面積で電極対ユニットを配置しなければならない。しかし、配置する面積を大きくするためには、エキシマ光透過窓も大きくする必要があり、筐体外部と筐体内部の差圧を保つために透過窓の厚みを増やさなければならない。透過窓の厚みが増えると、エキシマ光の透過率が減少するという問題がある。このため、均一なエキシマ光照射を大面積で必要な場合においても、電極対ユニットを配置する面積はできるだけ小さくすることが望ましい。

また、上記で指摘した特開２００２−１７６０４６号公報及び特開２００３−１３３２９９号公報には、透過窓とウエハの間に不均一な原料ガス濃度分布が生じる問題についての解決方法が記載されているが、これらには、以下のような問題点がある。
解決法１では、遮光マスクによりエキシマ光の照度を弱めてしまうことになるので好ましくない。解決法２、３、４、５、８では、成膜室内に新たに部材を置くことになる。エキシマ光を用いたＣＶＤ法では、原料ガスに接しているウエハ以外の部分にも膜が生成されるため、成膜処理を繰り返す中で、成膜室内の洗浄をたびたび行う必要がある。このため、成膜室内に部材を置くと、洗浄箇所が増えるので処理効率が悪くなる。解決法６では、透過窓に設置したヒーターにより原料ガス濃度を完全に制御するためには、ヒーターの数を増やす必要があるが、これによりエキシマ光が遮られるので好ましくない。また、ヒーターを成膜室内に設置する方法も先に述べた理由と同じように洗浄箇所が増えるので処理効率が悪くなる。解決法７では、原料ガス濃度を完全に制御できるわけではなく、さらに透過窓を厚くすることはエキシマ光の透過率を減少させてしまうので好ましくない。従って、ウエハ上のガス濃度が不均一な場合において、透過窓表面や成膜室内に部材を設置することなく、均一な膜を生成することが望ましい。そのためには、エキシマ光の照度分布を制御する必要がある。

本発明の目的は、上記の種々の問題点に鑑み、電極対ユニットを配置する面積を広げることなく、エキシマ光が照射される面積を広げることができ、さらには照度分布を任意に制御することが可能なエキシマ光照射装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、エキシマ放電ガスが封入された放電室内に、垂直方向に等間隔で複数の貫通穴が形成された厚板状の一方の電極と前記各貫通穴に挿通した他方の電極、または、筒状に構成された一方の電極と前記一方の電極に挿通した他方の電極のうち、少なくともいずれかの一方の電極表面または電極表面近傍が誘電体で覆われ、前記一方の電極と前記他方の電極とで構成される電極対ユニットが複数並置され、各電極対ユニットの一方の電極と他方の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記各電極対ユニット下方に配置された光放射窓からエキシマ光を放射するエキシマ光照射装置において、放射するエキシマ光の被照射面でのエキシマ光分布を制御する手段として、所定の電極対ユニットの電極長をその他の電極対ユニットの電極長より長く構成することを特徴とするエキシマ光照射装置である。

第２の手段は、エキシマ放電ガスが封入された放電室内に、垂直方向に等間隔で複数の貫通穴が形成された厚板状の一方の電極と前記各貫通穴に挿通した他方の電極、または、筒状に構成された一方の電極と前記一方の電極に挿通した他方の電極のうち、少なくともいずれかの一方の電極表面または電極表面近傍が誘電体で覆われ、前記一方の電極と前記他方の電極とで構成される電極対ユニットが複数並置され、各電極対ユニットの一方の電極と他方の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記各電極対ユニット下方に配置された光放射窓からエキシマ光を放射するエキシマ光照射装置において、放射するエキシマ光の被照射面でのエキシマ光分布を制御する手段として、前記電極対ユニットへのエキシマ放電ガスの流量が異なる流路が複数路設けられていることを特徴とするエキシマ光照射装置である。

第３の手段は、エキシマ放電ガスが封入された放電室内に、垂直方向に等間隔で複数の貫通穴が形成された厚板状の一方の電極と前記各貫通穴に挿通した他方の電極、または、筒状に構成された一方の電極と前記一方の電極に挿通した他方の電極のうち、少なくともいずれかの一方の電極表面または電極表面近傍が誘電体で覆われ、前記一方の電極と前記他方の電極とで構成される電極対ユニットが複数並置され、各電極対ユニットの一方の電極と他方の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記各電極対ユニット下方に配置された光放射窓からエキシマ光を放射するエキシマ光照射装置において、放射するエキシマ光の被照射面でのエキシマ光分布を制御する手段として、被照射面でのエキシマ光の分布を均一に制御するために、外周域に配置される電極対ユニットの電極を冷却することを特徴とするエキシマ光照射装置である。

請求項１に記載の発明によれば、照度分布を制御するために、特定の位置の電極対ユニットの電極の長さを伸ばすことにより、エキシマ光透過窓に対して鉛直方向の放電部の体積を増やすことができ、このため、特定の位置の電極対ユニットのエキシマ光強度を強くすることができ、エキシマ光の照度分布を制御することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、特定の位置の電極対ユニットから照射されるエキシマ光強度を強くしようとする場合、その位置の電極対ユニットに流れるエキシマ生成用ガスの流量を他の電極対ユニットに流れるエキシマ生成ガスの流量より大きくする。その結果、特定の位置の電極対ユニットから照射されるエキシマ光強度を、他の電極対ユニットから照射されるエキシマ光強度よりも強くすることができ、エキシマ光の照度分布を制御することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、外周側の電極対ユニットが冷却され、内部に流れるエキシマ生成ガスの温度上昇が抑制される。その結果、外周側の電極対ユニットから照射されるエキシマ光強度を、中心側の電極対ユニットから照射されるエキシマ光強度よりも強くすることができるので、電極対ユニットを配置する面積を広げることなく、均一なエキシマ光照射面積を拡大することができる。

本発明の第１の実施形態を図１乃至図１０を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図、図２は、エキシマ光照射装置のエキシマ光透過窓側から見た電極対ユニットの全体構成を示す図、図３は、エキシマ光照射装置のガスシャワーヘッド１０に設けられた穴の位置を示す図である。

図１に示すように、ステンレス製の筐体１内に、例えば、直径２４０ｍｍ、厚さ３０ｍｍの外側電極３となるアルミニウム板に直径１７ｍｍの穴を多数設け、その穴の中心に、内側電極２として外径４ｍｍ、内径２mmのセラミクス製一端封じチューブ（アルミナ）に外径２ｍｍの金属棒（銅）を挿入したものを固定する。各穴の側面を外側電極３として用いることにより、内側電極２と外側電極３とで電極対ユニット４を形成する。

図２に示すように、電極対ユニット４を配置した円形領域の直径は、例えば、２００ｍｍとなるような配置になっている。各電極対ユニット４の中心の間隔は全て、例えば、２０ｍｍである。

また、図１に示すように、シャワーヘッド１０は、アルミニウムでできており内側電極２の金属電極が接続される。ステンレス筐体１のガス導入口１４、１５とガスシャワーヘッド１０はガラスチューブ１１によって接続されるため、ステンレス筐体１とガスシャワーヘッド１０とは絶縁される。中心側にガスを流すために設けられた直径１ｍｍの開口部１２、及び外周側にガスを流すために設けられた直径３ｍｍの開口部１３は、それぞれガス導入口１４とガス導入口１５からのガスが流れるようになっている。さらに、それぞれの開口部１２，１３からガスを直接、電極対ユニット４に流すために内径１７ｍｍのガラス管１６を、各電極対ユニット４とガスシャワーヘッド１０の間に設置している。

図３に示すように、１７は内側電極２である金属電極のシャワーヘッド１０への接続箇所を示しており、１個の放電ユニット４に対して２個の開口部よりガスが導入される。ガスとしてキセノン、アルゴンを用いる。キセノンを用いる場合は、透過窓７として合成石英を用い、アルゴンを用いる場合には、ＣａＦ_２を用いる。

また、図１及び図２に示すように、外側電極３と筐体１の間にアルミニウム製の支持部材１８を設置することにより、外側電極３と筐体１の間に隙間を設け、電極対ユニット４を通過したガスが、この隙間を通ってガス排出口６へと流れるようになっている。

図４は、内側電極２と外側電極３間に介在する誘電体９の構成を示す図である。
図４（ａ）に示すように、誘電体９は内側電極２と外側電極３間に介在し、内側電極２の表面を覆うように配置される。また図４（ｂ）に示すように、誘電体９は内側電極２と外側電極３間に介在し、外側電極３の表面を覆うように配置することも可能である。また図４（ｃ）に示すように、誘電体９は内側電極２と外側電極３間に介在し、内側電極２及び外側電極３のそれぞれの表面を覆うように配置することも可能である。また図４（ｄ）に示すように、誘電体９は内側電極２と外側電極３間に介在し、内側電極２の表面近傍に配置することも可能である。なお、これらの電極構造は、後述する他の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置においても適用可能であることはいうまでもない。

このエキシマ光照射装置の動作は、図１に示すように、まず、ステンレス筐体１内にキセノンを充填し、圧力を５０ｋＰａに固定した状態でガス導入口１４より１Ｌ／ｍｉｎ、ガス導入口１５より２０Ｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれキセノンガスを流す。内側電極２に４ｋＶ、５０ｋＨｚの高周波高電圧を印加して各電極対ユニット４内に放電を発生させる。この放電により、１７２ｎｍの波長を有するエキシマ光が放射される。

この状態で窓下より１０ｍｍの位置の図２に示すＸ軸方向におけるエキシマ光照度分布の測定を行った。図５はこのときのエキシマ光照度分布を示す図である。同図において、横軸は測定位置、縦軸は相対照度である。均一な照度が得られる領域を、相対照度が９０％以上であると定義すると、均一な照度の領域の幅は約１９０ｍｍである。この結果に対する比較例として、ガスシャワーヘッド１０のない図２２のエキシマ光照射装置において、ガス流量を１Ｌ／ｍｉｎとすること以外同じ条件下で放電させた場合のエキシマ光照度分布を図６に示す。均一な照度の領域の幅は約１４５ｍｍであり、本実施形態のエキシマ光照射装置によれば、電極対ユニット４を配置する面積を広げることなく、均一な照度の領域の面積を大きくできることがわかる。

また、アルゴンを５０ｋＰａ充填し、ガス導入口１４より１Ｌ／ｍｉｎ、ガス導入口１５より２０Ｌ／ｍｉｎの流量で、それぞれアルゴンガスを流し、キセノンを流した場合と同様に放電を発生させ、波長１２６ｎｍのエキシマ光を放射させる。図７はこのときのエキシマ光照度分布を示す図である。均一な照度の領域の幅は約１８５ｍｍである。アルゴンガス流量を１Ｌ／ｍｉｎとした比較例のエキシマ光照度分布を図８に示す。均一な照度の領域の幅は約１５０ｍｍであり、キセノンを流した場合と同様に、本実施形態のエキシマ光照射装置によれば、均一な照度の領域の面積を大きくできることがわかる。

さらに、中心部よりも外周部で照度が強い照度分布を得るために、本実施形態のエキシマ光照射装置を用いて、エキシマ光照度分布の制御を行うことも可能である。例えば、エキシマ光照度分布の中心部１００ｍｍの幅よりも外側の照度が、中心部の照度よりも１割大きいという照度分布を得ようとする場合、図９に示すようにガスシャワーヘッド１０の穴を変更する。アルゴンガスを直径１ｍｍの開口部２２より１Ｌ／ｍｉｎ、直径３ｍｍの開口部２３より４０Ｌ／ｍｉｎの流量を流して、先の実施例と同じ条件で放電させたときの照度分布を図１０に示す。±５０ｍｍの範囲よりも外側では、その内側よりおよそ１割大きいエキシマ光照度分布が得られことがわかる。

ここで、ガス流量を調整することによりエキシマ光強度を制御できる理由について説明すると、エキシマ放電ランプは、ある一定の投入電力以上ではエキシマ光の発光効率が低下するという問題がある。これはエキシマ生成ガスの温度が上昇することで、エキシマ光の発光効率が低下するものと考えられている。また、電極対ユニットの電極間に流すエキシマ生成ガスの流量を増やすことで、エキシマ光出力の増加が確認されている。したがって、電極間に流すガス流量を増やすことで、ガスの温度上昇が抑制され、エキシマ光の発光効率の低下が抑えられているものと考えられる。全ての電極対ユニットに流すガス流量は、穴の大きさを変えることで調整できるので、各電極対ユニットから放射されるエキシマ光強度を制御できる。

本発明の第２の実施形態を図１１乃至図１３を用いて説明する。
図１１は、本実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図である。
同図において、外側電極３の側面部に、例えば、外径６．３５ｍｍ、肉厚１ｍｍの銅チューブ３０を８ｍｍのピッチで埋め込み固定する。なお、その他の構成は第１の実施形態及び従来技術に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。

銅チューブ３０に流す冷却流体として水を使用する。また、キセノンガス流量１Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧力５０ｋＰａ、印加電圧４ｋＶ、５０ｋＨｚ、冷却水を２０００ｃｃ／ｍｉｎ流した場合のエキシマ光照度分布を図１２に示す。均一な照度の領域の幅は約１７０ｍｍである。図６に示した比較例のエキシマ光照度分布と比べて、均一な照度の領域の面積を大きくできることがわかる。

また、アルゴンガス流量１Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧力５０ｋＰａ、印加電圧４ｋＶ、５０ｋＨｚ、冷却水を２０００ｃｃ／ｍｉｎ流した場合の照度分布を図１３に示す。均一な照度の領域の幅は約１７０ｍｍである。図８に示した比較例のエキシマ光照度分布と比べて、均一な照度の領域の面積を大きくできることがわかる。

このように本実施形態のエキシマ光照射装置によれば、電極対ユニット４を配置する面積を広げることなく、均一なエキシマ光照射面積を拡大することができる。

本発明の第３の実施形態を図１４乃至図２１を用いて説明する。
図１４は、本実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図である。
同図において、外周側の電極対ユニット４は、外側電極３の長さを伸ばすために、例えば、内径１７ｍｍ、長さ２０ｍｍのステンレス製の筒４０を取り付ける。なお、その他の構成は第１の実施形態及び従来技術に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。

ステンレス製の筒４０を取り付けた電極対ユニット４は、図１５に模様付けした箇所で示している。キセノンガス流量１Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧力５０ｋＰａ、印加電圧４ｋＶ、５０ｋＨｚの条件における照度分布を図１６に示す。均一な照度の領域の幅は約１８０ｍｍである。図６に示す比較例のエキシマ光照度分布と比べて、均一な照度の領域の面積を大きくできることがわかる。

また、アルゴンガス流量１Ｌ／ｍｉｎ、ガス圧力５０ｋＰａ、印加電圧４ｋＶ、５０ｋＨｚの条件における照度分布を図１７に示す。均一な照度の領域の幅は約１８０ｍｍである。図８に示す比較例のエキシマ光照度分布と比べて、均一な照度の領域の面積を大きくできることがわかる。

この実施形態では、長さが同じである複数の外側電極３の中でも外周側にある外側電極３の長さを伸ばすために、ステンレス製の筒４０を付け加えている。しかし、本実施形態の別手段として、図１８に示すように、長さの異なる複数の金属製の筒４１，４２を、外側電極と同じ位置に配置して、外側電極として用いてもよい。この場合、外側電極として、例えば、内径１７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス製の筒４１，４２を用いる。中心側の筒４１の長さは３０ｍｍ、外周側の筒４２の長さは５０ｍｍである。例えば、直径２４０ｍｍ、厚さ３０ｍｍのアルミニウム板４３に対して、外側電極と同じ位置に直径１８ｍｍの穴を多数設け、それらの穴の片方の開口部に、内径１７ｍｍ、長さ２ｍｍの突起部４４を設ける。穴に筒４１，４２を挿入する際、突起部４４で支持できるようにする。

図１９は電極対ユニットの拡大断面図である。このようにして外側電極を構成することによっても、電極対ユニットを配置する面積を広げることなく、均一なエキシマ光照射面積を拡大することができる。

本実施形態のエキシマ光照射装置によれば、電極対ユニットを配置する面積を広げることなく、均一なエキシマ光照射面積を拡大することができる。

さらに、中心部よりも外周部で照度が強い照度分布を得るために、本実施形態のエキシマ光照射装置を用いて照度分布の制御を行う。例えば、照度分布の中心部１００ｍｍの幅よりも外側の照度が、中心部の照度よりも１割大きいという照度分布を得ようとする場合、図１８に示すエキシマ光照射装置と同じ構成であるが、図２０に示すように、模様付けした穴に、例えば、長さ７０ｍｍ、内径１７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス製の筒４２を挿入し、それ以外の穴に長さ３０ｍｍの同じステンレス製の筒４１を挿入する。アルゴンガスを用いて同様の条件で放電させた照度分布を図２１に示す。±５０ｍｍの範囲よりも外側では、その内側よりおよそ１割大きい照度が得られている。

上述のごとく、第１の実施形態乃至第３の実施形態の発明によれば、均一な照度の領域の面積を大きくする効果が得られた。これらの手段を組み合わせることによっても、より大きな効果が期待できる。また、第１の実施形態及び第３の実施形態において、照度分布の制御が可能となっている。第１の実施形態乃至第３の実施形態を組み合わせることにより精度の良い照度分布の制御が可能となる。

なお、各実施形態のエキシマ光照射装置においては、排気されたエキシマ光生成ガス中の不純物を除去してから、再び装置内に導入することにより、ガスを還流させることもできる。

第１の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図である。第１の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置のエキシマ光透過窓側から見た電極対ユニット全体の構成を示す図である。第１の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置のガスシャワーヘッドに設けられた穴の位置を示す図である。各実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置の内側電極と外側電極間に介在する誘電体の構成を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてキセノンガスを用いた場合の、第１の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてキセノンガスを用いた場合の、従来技術に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてアルゴンガスを用いた場合の、第１の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてアルゴンガスを用いた場合の、従来技術に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。ガスシャワーヘッドの穴を変更したときの、第１の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のガスシャワーヘッドに設けられた穴の位置を示す図である。ガスシャワーヘッドの穴を変更したときの、第１の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。第２の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図である。エキシマ光生成用ガスとしてキセノンガスを用いた場合の、第２の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてアルゴンガスを用いた場合の、第２の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。第３の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図である。第３の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置のエキシマ光透過窓側から見た電極対ユニット全体の構成を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてキセノンガスを用いた場合の、第３の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。エキシマ光生成用ガスとしてアルゴンガスを用いた場合の、第３の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。長さの異なる複数の金属製の筒を外側電極と同じ位置に配置して外側電極とした、第３の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置の正面断面図である。図１８に示したエキシマ光照射装置の電極対ユニットの拡大断面図である。周辺部のステンレス製の筒の数を変更したときの、第３の実施形態の発明に係るエキシマ光照射装置のエキシマ光透過窓側から見た電極対ユニット全体の構成を示す図である。周辺部のステンレス製の筒の数を変更したときの、第３の実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布を示す図である。従来技術に係るエキシ光生成用ガスを置換するエキシマ光照射装置の正面断面図である。エキシマ光を用いたＣＶＤ法の成膜装置の構成を示す図である。従来技術に係るエキシマランプ点灯装置のエキシマ光照度分布曲線を示す図である。

符号の説明

１ステンレス筐体
２内側電極
３外側電極
４電極対ユニット
５ガス吸入口
６ガス排出口
７透過窓
８高周波電源
９誘電体
１０ガスシャワーヘッド
１１ガラスチューブ
１２，１３，２２，２３開口部
１４，１５ガス導入口
１７内側電極である金属電極のシャワーヘッドへの接続箇所
１８支持部材
３０銅チューブ
４０，４１，４２筒
４３アルミニウム板
４４突起部

Claims

エキシマ放電ガスが封入された放電室内に、垂直方向に等間隔で複数の貫通穴が形成された厚板状の一方の電極と前記各貫通穴に挿通した他方の電極、または、筒状に構成された一方の電極と前記一方の電極に挿通した他方の電極のうち、少なくともいずれかの一方の電極表面または電極表面近傍が誘電体で覆われ、前記一方の電極と前記他方の電極とで構成される電極対ユニットが複数並置され、各電極対ユニットの一方の電極と他方の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記各電極対ユニット下方に配置された光放射窓からエキシマ光を放射するエキシマ光照射装置において、
放射するエキシマ光の被照射面でのエキシマ光分布を制御する手段として、所定の電極対ユニットの電極長をその他の電極対ユニットの電極長より長く構成することを特徴とするエキシマ光照射装置。
エキシマ放電ガスが封入された放電室内に、垂直方向に等間隔で複数の貫通穴が形成された厚板状の一方の電極と前記各貫通穴に挿通した他方の電極、または、筒状に構成された一方の電極と前記一方の電極に挿通した他方の電極のうち、少なくともいずれかの一方の電極表面または電極表面近傍が誘電体で覆われ、前記一方の電極と前記他方の電極とで構成される電極対ユニットが複数並置され、各電極対ユニットの一方の電極と他方の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記各電極対ユニット下方に配置された光放射窓からエキシマ光を放射するエキシマ光照射装置において、
放射するエキシマ光の被照射面でのエキシマ光分布を制御する手段として、前記電極対ユニットへのエキシマ放電ガスの流量が異なる流路が複数路設けられていることを特徴とするエキシマ光照射装置。
エキシマ放電ガスが封入された放電室内に、垂直方向に等間隔で複数の貫通穴が形成された厚板状の一方の電極と前記各貫通穴に挿通した他方の電極、または、筒状に構成された一方の電極と前記一方の電極に挿通した他方の電極のうち、少なくともいずれかの一方の電極表面または電極表面近傍が誘電体で覆われ、前記一方の電極と前記他方の電極とで構成される電極対ユニットが複数並置され、各電極対ユニットの一方の電極と他方の電極間に高周波電圧を印加することにより、前記各電極対ユニット下方に配置された光放射窓からエキシマ光を放射するエキシマ光照射装置において、
放射するエキシマ光の被照射面でのエキシマ光分布を制御する手段として、被照射面でのエキシマ光の分布を均一に制御するために、外周域に配置される電極対ユニットの電極を冷却することを特徴とするエキシマ光照射装置。