JP5765504B1 - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この光照射装置においては、複数の紫外線ランプ41によって光源ユニット40が構成されている。この光源ユニット40は、一方(図3における下方)に開口部を有する箱型状のケーシング42を備えており、このケーシング42の開口部には、当該開口部を気密に塞ぐよう平板状の光透過窓部材12が設けられている。ケーシング42内には、複数の棒状の紫外線ランプ41が、ランプ中心軸が同一水平面内において互いに平行に伸びる状態で配置されている。また、反射ミラー43がこれらの紫外線ランプ41を囲むよう設けられている。
また、この光照射装置において、被処理物Wは、被処理物支持台31の被処理物載置面31aに配置される。この被処理物載置面31aは、被処理物Wの被処理面Waよりも大きな縦横寸法を有している。また、被処理物支持台31には、被処理物Wを加熱する加熱手段(図示せず)が設けられていると共に、ガス供給用貫通孔32aおよびガス排出用貫通孔32bが形成されている。ガス供給用貫通孔32aおよびガス排出用貫通孔32bは、被処理物載置面31aに開口を有しており、これらの開口の間に被処理物Wを位置させることができるよう、互いに面方向(ランプの配列方向)に離間した位置に形成されている。
この図の例において、34は、光透過窓部材12と被処理物支持台31との間に所定の大きさの空間を形成するための柱状のスペーサ部材である。このスペーサ部材34の上面には、シール部材35が配置されている。そして、光源ユニット40がシール部材35を介して被処理物支持台31上に気密に配置されて光源ユニット40と被処理物支持台31との間に処理室Sが形成されている。
また、図3においては、ガスの流通方向が矢印で示されている。
このような問題が生じる理由は、被処理物と光透過窓部材との離間距離が小さくなるに従って、被処理物の被処理面上に十分な量の処理ガスが流通しなくなるためと推測される。
具体的に説明すると、被処理物支持台の被処理物載置面は、被処理物の被処理面よりも縦横寸法が大きいことから、当該被処理物載置面には、被処理物が位置されない領域(以下、「被処理物周囲領域」ともいう。)が存在する。そして、被処理物が被処理物支持台に配置された状態においては、被処理物周囲領域と光透過窓部材との間に、被処理物および被処理物上間隙を囲むように間隙(以下、「支持台上間隙」ともいう。)が形成される。この支持台上間隙は、被処理物上間隙に比して被処理物Wの厚み方向の寸法が大きく、よってコンダクタンスが大きいため、当該被処理物上間隙よりも処理ガスが流れやすくなっている。そのため、光透過窓部材と被処理物との離間距離が大きい場合(具体的には、離間距離が1mmを超える場合)には、被処理物の被処理面上(被処理物上間隙)に一方向に向けて供給された処理ガスは、当該被処理面上を流通する過程において、その一部が略直線状に流動せずに当該被処理物の側方に位置する支持台上間隙に流出する。しかしながら、支持台上間隙に流出する処理ガスの量が少量であるため、被処理物の被処理面上には、処理に必要とされる十分な量の処理ガスが流通する。一方、光透過窓部材と被処理物との離間距離を1mm以下とした場合には、被処理物上間隙は、コンダクタンスが極めて小さくなって処理ガスが流れにくくなる。そのため、被処理物の被処理面上(被処理物上間隙)から当該被処理物の側方に位置する支持台上間隙に流出する処理ガスの量が多くなる。よって、被処理物の被処理面上には、処理に必要とされる十分な量の処理ガスが流通しなくなると推測される。
また、このような問題は、被処理物Wが大面積、具体的には横寸法が510mm以上であって縦寸法が515mm以上であり、被処理面積が2.6×105 mm2 以上のものである場合に顕著となることも明らかとなった。
前記被処理物の被処理面と前記光透過窓部材との間に形成される間隙の距離が1mm以下とされており、当該間隙に、当該被処理面に沿うように一方向に向けて処理ガスを供給するガス供給手段が設けられており、
前記被処理物支持台における、前記処理ガスの供給方向に伸び、被処理物が位置しない領域に、遮風部材が配設されていることを特徴とする。
図1は、本発明の光照射装置の構成の一例における、当該光照射装置を構成する紫外線ランプの管軸方向に垂直な方向の断面を示す説明用断面図であり、図2は、図1の光照射装置における紫外線ランプの管軸方向の断面を示す説明用断面図である。
この光照射装置10は、被処理物(ワーク)Wを配置する被処理物支持台11を有する保持装置と、被処理物支持台11の上方(図1および図2における上方)に配置された光源ユニット20とを備えてなるものである。そして、光源ユニット20を構成する複数(図の例においては8本)の紫外線ランプ21と被処理物支持台11の被処理物載置面11a上に載置される被処理物Wとの間に、光透過窓部材12が設けられたものである。
光照射装置10において、被処理物支持台11は、直方体状の形状を有するものであり、被処理物載置面11aは、平坦面とされ、被処理物Wの被処理面(上面)Waよりも大きな縦横寸法を有している。また、光透過窓部材12は、矩形平板状の形状を有するものであり、矩形環状の支持部材13によって支持されて、被処理物載置面11aと平行な状態で対向配置されている。支持部材13は、窓部材挟持部13aを有しており、この窓部材挟持部13aによって光透過窓部材12の外周縁部を密着挟持している。
また、光照射装置10には、被処理物支持台11の側面を包囲するように矩形環状の光源ユニット支持台14が設けられており、この光源ユニット支持台14の上面に光源ユニット20が配置されている。また、光源ユニット支持台14には、被処理物支持台11を上下方向(図1および図2における上下方向)に摺動可能に収容する収容空間が形成されていると共に、内周面の全周にわたって伸びる凹部14aによって窓部材配置部が形成されている。そして、この窓部材配置部に支持部材13が配設されることにより、光透過窓部材12と被処理物支持台11との間に一定の厚みを有する処置室Sが形成されている。すなわち、処理室Sは、被処理物支持台11、光透過窓部材12、支持部材13および光源ユニット支持台14によって区画されている。この処理室Sにおいて、被処理物載置面11aには、中央部に、被処理物Wが位置される領域(以下、「被処理物配置領域」ともいう。)が形成されており、この被処理物配置領域を囲むように、被処理物Wが位置されない環状の領域(被処理物周囲領域)が存在している。被処理物配置領域には、その全域に、紫外線ランプ21からの真空紫外線が光透過窓部材12を介して照射される。そして、この被処理物配置領域により、被処理物Wの被処理面Waを、真空紫外線およびオゾン等によって処理することのできる領域(有効処理領域)が形成されている。
この図の例において、被処理物Wは、略矩形平板状の形状を有するものである。また、被処理物載置面11aの被処理物周囲領域は、支持部材13によって遮光されるため、紫外線ランプ21からの真空紫外線が照射されることがない。なお、本願発明の光照射装置は、図1および図2に係る光照射装置において、窓部材挟持部が短く(具体的には、図1および図2における左右寸法が短く)、被処理物支持台の被処理物載置面において、被処理物配置領域(有効処理領域)だけでなく、被処理物周囲領域にも紫外線ランプからの真空紫外線が照射される構成のものであってもよい。
光照射装置10においては、被処理物Wは、処理室S内の被処理物配置領域において、被処理面Waが光透過窓部材12と対向するように配置される。そして、被処理物上間隙の距離(被処理物Wと光透過窓部材12との離間距離)は、1mm以下とされ、好ましくは0.1〜1.0mmであり、更に好ましくは0.1〜0.5mmであり、特に好ましくは0.3〜0.5mmである。
被処理物上間隙の距離が1mm以下であることにより、オゾンおよび活性酸素を安定して生成することができると共に、被処理物Wの被処理面Waに到達する真空紫外線を十分な大きさの強度(光量)とすることができる。
そして、光源ユニット20は、光源ユニット支持台14の上面に配置されており、これにより、ケーシング22の開口部が、光透過窓部材12、光源ユニット支持台14、支持部材13および被処理物支持台11によって閉塞され、ケーシング22の内部に密閉されたランプ収容室が形成されている。また、複数の紫外線ランプ21が光透過窓部材12を介して被処理物Wの被処理面Waと対向した状態とされる。
この図の例において、紫外線ランプ21としては、特定方向(図1および図2における下方向)に光を照射する角型のエキシマランプが用いられている。
ここに、ガス供給用開口16aおよびガス排出用開口17a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16aおよびガス排出用開口17aは、辺部15A,15Cの内面における被処理物上間隙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。
また、図2には、被処理物Wの被処理面Wa上(被処理物上間隙)に対する処理ガスの供給方向、すなわち被処理物Wの被処理面Wa上における処理ガスの流通方向が矢印で示されている。
処理ガスの具体例としては、例えば酸素ガス、酸素ガスとオゾンガスとの混合ガスなどが挙げられる。
処理ガス中の酸素濃度は、70体積%以上であることが好ましい。
処理ガス中の酸素ガス濃度が上記の範囲とされることにより、真空紫外線により生成されるオゾンおよび活性酸素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。
この遮風部材25,25は、被処理物上間隙の両側方に位置する間隙のコンダクタンスを、当該被処理物上間隙のコンダクタンスに比して小さくすることのできる形状を有している。よって、処理ガスが、被処理物Wの被処理面Wa上(被処理物上間隙)において、ガス供給方向以外の方向に流動することを抑制または防止する遮風機能を有するものである。
この図の例において、遮風部材25,25は、交換可能に設けられている。遮風部材25,25が交換可能であることにより、被処理物Wの寸法(具体的には、縦横寸法および厚み)および光照射条件(具体的には、例えば被処理物Wと紫外線ランプ21との離間距離)などに応じて、適宜の大きさの遮風部材25,25を用いること、あるいは遮風部材25,25の配置位置を調整することなどができる。そのため、光照射装置10は、被処理物Wの寸法および光照射条件の異なる複数種類の被処理物Wを処理することができるものとなる。
この図の例において、遮風部材25,25は、被処理物上間隙と光源ユニット支持台14における辺部15B,15Dとの間に形成される略直方体状の間隙を塞ぐことのできる形状を有するものである。すなわち、遮風部材25,25は、全長が、被処理物Wにおける処理ガスの供給方向の寸法と同等であり、高さが被処理物支持台11と光透過窓部材12との離間距離と同等である直方体状の形状を有している。
また、遮風部材25,25は、図1に示されているように光透過窓部材12と接触した状態とされるものである場合には、光透過窓部材12に接触する部分(以下、「窓接触部分」ともいう。)がフッ素樹脂により形成されたものであることが好ましい。このフッ素樹脂により形成された窓接触部分を有する遮風部材25,25は、遮風部材25,25の全体がフッ素樹脂よりなるものであってもよく、またフッ素樹脂以外の材料よりなる基体を有し、当該基体の上面にフッ素樹脂層が形成されたものであってもよい。
遮風部材25,25における窓接触部分をフッ素樹脂により形成することにより、遮風部材25,25が光透過窓部材12に接触することに起因して光透過窓部材12に破損が発生するなどの弊害が生じることを防止できる。
ここに、遮風部材25,25の構成材料の具体例としては、フッ素樹脂の他、ステンレス鋼などが挙げられる。
この図の例において、遮風部材25,25は、ステンレス鋼よりなる基体の上面全面にフッ素樹脂層が積層されたものである。
このような構成によれば、被処理物Wの被処理面Waの温度が上昇されることに伴ってオゾンおよび活性酸素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11においては、被処理物載置面11aの縦横寸法が被処理物Wの被処理面Waの縦横寸法より大きいため、被処理物Wの被処理面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11aの温度が、例えば100〜150℃となる条件である。
具体的に説明すると、被処理物Wおよび遮風部材25,25が配置された処理室Sに、処理ガスが、ガス供給用開口16aを介して所期のガス供給条件で供給される。このようにして、処理室Sには処理ガスが絶え間なく供給され、これにより、処理室Sは処理ガス雰囲気とされる。そして、光源ユニット20を構成する複数の紫外線ランプ21が一斉に点灯されることにより、当該複数の紫外線ランプ21からの真空紫外線が光透過窓部材12を介して被処理物Wの被処理面Waに向かって照射される。これにより、被処理物Wの被処理面Waに到達する真空紫外線、および真空紫外線により生成されるオゾンおよび活性酸素によって、被処理物Wの被処理面Waの処理が行われる。また、処理室Sにおいては、ガス供給用開口16aから供給された処理ガスに、当該処理ガスが処理室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17aを介して処理室Sの外部に排出される。
例えば、遮風部材は、図1および図2に示す形状のものに限定されない。すなわち、遮風部材は、被処理物支持台における、処理ガスの供給方向に伸び、被処理物が位置しない領域に配置することができ、所期の遮風機能を発揮することのできる形状を有するものであればよい。具体的には、例えば図1に係る遮風部材において、全長が、被処理物における処理ガスの供給方向の寸法よりも大きく、両端面のいずれもが、被処理物の側面(具体的には、処理ガスの供給方向に垂直な方向に伸びる側面)から外方に突出した状態に配置される構成のものであってもよい。
このような構成の遮風部材を備えた光照射装置によれば、当該遮風部材の突出した部分がガスガイドとして機能する。そのため、ガス供給用開口から供給された処理ガスを、被処理物の被処理面上(被処理物上間隙)に向かって効率的に流動させることができる。また、排ガスをガス排出用開口に向かって効率的に流動させ、当該ガス排出用開口から速やかに排出することができることから、被処理面の処理に悪影響を及ぼす反応生成物を処理室から効率的に除去することができる。その結果、より一層高い処理効率が得られる。
また、光照射装置は、被処理物上間隙の距離が1mm以下であればよく、図1および図2に示されているように被処理物支持台が上下方向に動くものでなくてもよい。
また、ガス供給手段は、被処理物の被処理面上に、当該被処理物の被処理面に沿って一方向に向けて処理ガスを供給することのできるものであればよく、例えば図1および図2に係る光照射装置において、ガス供給用開口が被処理物載置面における辺部15Aと被処理物との間の領域に設けられ、ガス排出用開口が被処理物載置面における辺15Cと被処理物との間の領域に設けられたものであってもよい。
11 被処理物支持台
11a 被処理物載置面
12 光透過窓部材
13 支持部材
13a 窓部材挟持部
14 光源ユニット支持台
14a 凹部
15A,15B,15C,15D 辺部
16 ガス供給用貫通孔
16a ガス供給用開口
17 ガス排出用貫通孔
17a ガス排出用開口
20 光源ユニット
21 紫外線ランプ
22 ケーシング
25 遮風部材
31 被処理物支持台
31a 被処理物載置面
32a ガス供給用貫通孔
32b ガス排出用貫通孔
34 スペーサ部材
35 シール部材
40 光源ユニット
41 紫外線ランプ
42 ケーシング
43 反射ミラー
W 被処理物
Wa 被処理面
Claims (2)
- 被処理物を配置する被処理物支持台と、前記被処理物の被処理面に対して真空紫外線を照射する紫外線ランプと、前記被処理物と前記紫外線ランプとの間に配置された、当該紫外線ランプからの真空紫外線を透過する光透過窓部材とを備えた光照射装置において、
前記被処理物の被処理面と前記光透過窓部材との間に形成される間隙の距離が1mm以下とされており、当該間隙に、当該被処理面に沿うように一方向に向けて処理ガスを供給するガス供給手段が設けられており、
前記被処理物支持台における、前記処理ガスの供給方向に伸び、被処理物が位置しない領域に、遮風部材が配設されていることを特徴とする光照射装置。 - 前記遮風部材は、前記光透過窓部材と接触した状態とされており、当該光透過窓部材に接触する部分がフッ素樹脂により形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
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