JPS61440A - 光反応装置における光源の汚染防止機構 - Google Patents

光反応装置における光源の汚染防止機構

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JPS61440A
JPS61440A JP11980984A JP11980984A JPS61440A JP S61440 A JPS61440 A JP S61440A JP 11980984 A JP11980984 A JP 11980984A JP 11980984 A JP11980984 A JP 11980984A JP S61440 A JPS61440 A JP S61440A
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億 久良木
Tsuneo Urisu
恒雄 宇理須
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は光化学蒸着、光化学エツチング、光化学ド−ピ
ング、光酸化などの他、化学工業における高分子の光重
合、光触媒反応など多くの光化学反応装置に関するもの
で、励起光の光源が所定の光化学反応を起こしめる反応
性ガスによって汚染もしくは汚染によって損傷するとと
    ゛がなく、かつ励起光の反応容器への入射部に
おける損失が少ない光反応装置における光源の汚染防止
機構に、関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来の光反応装置としては、第7図に示すような例があ
る(文献App1.Phys、Lett、39(11)
 。
I Deaember 1981. P921) o第
7図において、1は光源、2は反応容器、4は励起光を
平行光にするためのレンズ、7は基板、18は基板支持
台、22はがス導入口、23は真空排気口、51は窓材
、52は集光用レンズ、53は反射鏡である。この場合
、反応容器2への励起光の入射部に直接、励起光を透過
せしめる窓材5ノが取多付けであるため、該窓材51の
内側の表面上に光源1から発せられた該励起光とがス導
入口22から該反応容器2内に導入せられた反応性がス
との反応生成物が付着したシ、まだ該反応生成物により
該窓材が損傷するため、時間とともに該励起光に対する
透過率が減少し、該励起光が減衰するという欠点があっ
た。また真空紫外光を励起光とした場合、該真空紫外光
に対する該窓材51の吸収が高く、この窓自身にょって
励起光が減衰するという欠点もあった。
〔発明の目的〕
本発明は、光反応装置において、光源から反応容器に到
る光伝搬部の全体もしくは一部を所定の真空度に真空排
気した真空光伝搬部を設け、該真空光伝搬部への光の入
射端と光の出射端、即ち該反応容器の光入射部との間釦
所定の真空度差が生ずべく、気体の流れに対する所定の
コンダクタンスを付与してあることを特徴とし、その目
的は反応性fスによる光源の汚染もしくは汚染による摺
傷を防止し、かつ該反応容器への光入射部の窓材を除去
することによって窓材による励起光の減衰を防ぎ、ある
匹は窓材を設けても窓材の内側への反応生成物の付着等
による窓材の経時変化の影響を除去することにある。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図に示す。lは励起光源、2は
反応容器、3は励起光を集光するための集光用反射鏡、
4は励起光を平行光にするためのレンズ、5は該励起光
を透過せしめる窓材、6は電極、7は基板、8は電極を
兼ねた基板支持台、9は該電極の間に電圧を印加するた
めの電源、10は真空光伝搬部、21.23は真空排気
口、22は該反応容器への反応性ガスの導入口、30は
該真空光伝搬部10への光の入射端と光の出射端、即ち
該反応容器2の光入射部との間に、所定の真空度差を生
ぜせしめるために、励起光のビーム形状に、沿った貫通
孔が穿孔させられたコンダクタンス減少部である。
励起光源1からの光は、大気中を伝搬したのち反射鏡3
にて集光され、窓材5を通過した後、コンダクタンス減
少部30の狭い穴を通シ反応容器2内に入射し基板7上
に照射される。これKよシ該反応容器2内の反応性がス
もしくは基板7上に吸着した反応性がスを励起せしめ、
その結果反応生成物が基板7上に堆積されるか、あるい
は該反応生成物が基板7表面をエラチン(グする。この
種の光反応の例としては反応性ガスとしてシラン(Si
H4)やジシラン(SizH6)を用い、水銀シラン0
を励起光源1としてその光分解生成物として、シリコン
(Si)を基板上に堆積させる場合や、反応性がスとし
て塩素やSF4などのエツチングガスを用い、エキシマ
レーデを励起光源1として、半導体基板をエツチングす
る場合などがある。
このように、真空光伝搬部10への光の入射端と光の出
射端、即ち該反応容器2の光入射部との間に、所定の真
空度差を生ぜせしめるために、励起光のビーム形状に沿
った貫通孔が穿孔させられたコンダクタンス減少部30
を設け、気体の流れに対する所定のコンダクタンスを付
与することにより、励起光源1が所定の光化学反応を起
こしめる反応性ガスによって汚染もしくは汚染によって
損傷することを防止することができる。
また、この種の反応を生ぜしめるための従来の光反応装
置においては、第7図に示すように、反応容器2への光
の入射部に石英プラス板などの窓材51を用いると窓材
51の内側の表面に反応生成物が付着したシまたは窓材
5ノがエツチングされるという欠点があったが、第1図
の実施例に示すごとく該コンダクタンス減少部30を該
ICC先光伝搬10内に設けることによって、このよう
な欠点は除去される。即ち、励起光を反射鏡3で細く集
光し、該反応容器2への光入射部での該励起光のビーム
径を小さくするとともに、該ビームの形状にそったほぼ
同じ大きさの穴のあいた筒から成る該コンダクタンス減
少部、90を設置することによって、該反応容器2内の
圧力を比較的高くしたまま、真空光伝搬部10の窓材5
に接する部分の該反応性ガスの圧力を充分に低くするこ
とができる。その結果、該反応生成物による窓材5への
影響をほとんど除去することが可能である。
1例として、第2図に示すような形状をしたコンダクタ
ンス減少部の場合について、該コンダクタンス減少部の
両端での圧力を計算してみる。d1=5間、d2=1■
、t=20(7)とすると、分子流の場合コンダクタン
スは約5X10−’[m3/sec]となる。従って該
真空光伝搬部の真空排気口21での排気速度S1をI 
Cm3/see ]とすると、該反応容器内の反応性が
スの圧力Poは10 Torrに保ちながら、該真空光
伝搬部の光入射部における圧力P1を約5 X 1O−
5Torrにすることができる。
粘性流の場合は分子流の場合にくらべてコンダクタンス
が大きくなるが、それでも尚、数桁の真空度差を生ぜし
めることが可能である。従って励起光源1が反応性ガス
によって汚染するのを防止できる。また窓材5の内側へ
の該反応生成物の付着を極めて小さくできるととKなる
しかもこの場合は、図から明らかなように該窓材5によ
り該励起光源1と該反応容器2は真空的に絶縁されて騒
るので該反応生成物による該励起光源への影響は勿論な
い。
第1図の実施例においては、該コンダクタンス減少部3
0に第2図に示す形状の筒を用すたが、第3図に示すよ
うに該励起光のビーム径とほぼ同じ大きさの径の穴のあ
いた板を複数枚、該励起光の光軸方向に設置したもの、
すなわち、光のビーム形状に沿って孔が穿孔せられたも
のでもよ込。穴の面積がAn〔m〕である1枚の板を通
して気体が外部へ流れる時のコンダクタンスは、気体の
種類にも依存するが、概そCn” 116 X A [
m3/sea ]で与えられ、この板が複数枚用しられ
ている時は、その全体のコンダクタンスは加算されると
とが知られている。従って、第3図に示した例では、全
体のコンダクタンスCtotalは で与えられ、板の枚数nを大きくすることによって、C
totalを充分小さくでき、第2図に示した部品と同
様の効果がある。また、第3図の場合はさらに各々の板
の間に真空排気口を設けることによって該コンダクタン
ス減少部の両端の真空度差をさらに大きくすることも可
能である。
さらにまた第1図の実施例においては、電極(、よイカ
あイ、8よ。6−エカ8゜ヵ1−1おシ、該励起光によ
って生成された反応性ガスのイオン種(特に真空紫外光
を励起光とした場合、イオン種の生成が多い)が、該反
応容器2への光の入射部から基板7の方に向って流れる
ため、この流れによって反応性ガスの該反応容器2から
該真空光伝搬部10への流出が抑えられるとともに、ま
た該イオン種が基板7表面上の反応に寄与している場合
には、該反応の進行をよシ効率よく行うこともできる。
第4図は本発明に係る光反応装置の他の一実施例である
。基本的構成は第1図の実施例とほぼ同じであるが、光
伝搬部の全部が真空排気され、真空光伝搬部内に励起光
源1や反射鏡゛3をも含まれておシ、その代わりgg1
図の窓材に和尚するものがない点が第1図の実施例と異
なる。
第4図の符号は第1図の符号に対応している。
20は真空排気口である。即ち、励起光が可視光や赤外
光である場合は、第1図の実施例のように、真空光伝搬
部を該反応容器の光入射部付近にのみ設置する構成でも
本発明の目的は十分達成せられるが、励起光が真空店外
光のように空気により吸収されてしまう場合には、第4
図のように光伝iM部の全体を真空にする必要がある。
該真空光伝搬部の構成及び機能は第1図の実施例と同様
であるので詳細は省略するが、同図に示すごとく第1図
における窓材5に相当するものがないので、該反応容器
2から該真空光伝り部10へ拡散した反応性ガスは反射
鏡3や励起光源1の表面に反応生成物を付層せしめるこ
とが考えられるが、第1図の説明から容易にわかるよう
に該コンダクタンス減少部30の両端で所定の真空度差
を生ぜしめることにより、これらの悪影響を除去するこ
とができる。さらに第4図のイ苺成においては、該真空
光伝搬部1θの配管の径自体を核励起光の通過に妨害と
ならぬ程度に十分細くすることにより、該励起光源1の
方への気体の流れに対するコンダクタンスを小さくする
ことができる。
第1図、第4図の実施例において用いられる集光用部品
としては、反射鏡の他、町睨光や赤外光に対してはガラ
スレンズ、真空店外光やX線に対[7ては、それらの波
長の光に対しても集光作用をもつフレネルゾーンプレー
トが利用できる。
第5図に本発明に係る光反応装置の他の一実施例を示す
。基本的構成は第4図の実施例とほぼ同じであり光伝搬
部の全体を真空光伝搬部10として因る。第5図でも第
4図と同様に、コンダクタンス減少部30の両端で所定
の真空度差を生ぜしめることにより、反応容器2から真
空光伝搬部10へ拡散する反応性がスによる反射鏡3や
励起光源1の表面への汚染を防止することができる。ま
た、第5図では真空光伝搬部10の途中に該励起光を透
過せしめる金属あるいは有機化合物から成るフィルタ4
oを挿入し、該フィルタ40の上、下流を真空的に絶縁
する構成である点が異なシ、その結果、第4図の実施例
に比べ、励起光源1や反射鏡3の表面への反応生成物に
よる汚染やhl 鴎をよシ確実に除去することができ、
さらに、該フィルタ4゜により真空的に絶縁されている
のでコンダクタンス減少部30を第1図の実施例の場合
より短く、従って励起光の基板7に致るまでの距離を短
くできるという利点もある。
第1図、第4図、第5図の実施例において用いられる励
起光源としては水銀ランプなどの各種放電ランプ、レー
デなどが適切である他、真空店外光源としてはシンクロ
トロン放射光、レーデゾラズマ、He + Arなとの
放電管などが適している。第6図に示すごとく電子銃6
1から射出された重子ビーム60を電子ビーム加速系6
2で加速し、偏向用磁場63により、該電子ビームの進
行方向を曲げることにより発生する放射光64を光源と
することも、本発明装置においては可能である。65は
偏向させられた電子ビームである。この種の光源におい
てはレーザや放電ランプでは発生が困難であるような2
000久以下の短波長光を発生できる長所があるが、励
起光源自体が超高真空下(1O−9Torr(以下)に
設置されねばならないという条件が要求される。第6図
に示した原理に基づく、あるいは類似の原理に基づく光
源としてはシンクロトロン放射光がある。また第6図に
おいては、電子ビームの進行方向全磁場で曲げることに
より電子ビームに加速度を与えているが、これをマイク
ロ波の印加などにより1■線的に加速することも可能で
あり、この場合も電子の進行方向にむかい真空紫外線が
放射される。このような放射光源はりニアツクと呼ばれ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る光反応装置において
は、励起光源から反応容器に到る光伝搬部の全体もしく
は一部を真空排気した真空光伝搬部を設け、該真空光伝
搬部内に気体の流れに対する所定のコンダクタンスを付
与し所定の真空度差を生ずべく、コンダクタンス減少部
が設置せられているために次のような利点がある。
■ 励起光源等が所定の光化学反応を起こしめる反応性
ガスによって汚染もしくは汚染によって損傷することが
ない。
■ 励起光に対する窓材やフィルタを設けても、該励起
光と反応性がスとの反応によって生ずる反応生成物によ
る付着やそれに伴う窓材の経時変化を防ぐことができる
■ 特に気体による吸収が激しく超高真空内に設置する
必要のある真空紫外光用光源をも、励起用光源として用
いることができる。
■ ■において、超高真空内に設置した励起用光源への
反応性がスによる悪影響を除去することができる。
■ 比較的短い距離で、所定の真空度差を生せしめるた
め、励起光が基板へ致るまでの距離を短かくでき、励起
光を効率よく利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第2図及
び第3図はそれぞれ本発明装置に設置せられたコンダク
タンス減少部の例を示す断面図、第4図及び第5図は本
発明の他の実施例を示す構成説明図、第6図は真空紫外
光用光源の発生原理を説明するための図面、第7図は従
来の光反応装置を示す構成説明図である。 1・・・光源、2・・・反応容器、3・・・集光用反射
鏡、4・・・励起光を平行光にするためのレンズ、5゜
51・・・窓材、6・・・電極、7・・・基板、8・・
・電極を兼ねた基板支持台、9・・・電極間に印加する
ための電源、10・・・真空光伝搬部、18・・・基板
支持台、20,21.23・・・真空排気口、22・・
・がス導入口、30・・・コンダクタンス減少部、40
・・・フィルタ、52・・・集光用レンズ、53・・・
反射清、60・・・電子ビーム、61・・・電子銃、6
2・・・電子ビーム加速系、63・・・偏向用磁場、6
4・・・放射光、65・・・偏向させられた電子ビーム
。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 Pl−51 ]L

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の光反応を誘起せしめる励起光を発する光源
    と、該励起光によつて励起される反応性がスを満たした
    反応容器と、該光源から該反応容器の光入射部に到る光
    伝搬部から構成される光反応装置において、該光伝搬部
    の全体もしくは該光伝搬部の該光入射部に接する一部を
    所定の真空度に真空排気し、この真空排気せられた真空
    光伝搬部の光の入射端と光の出射端との間に所定の真空
    度差が生ずべく、気体の流れに対する所定のコンダクタ
    ンスを付与してあることを特徴とする光反応装置におけ
    る光源の汚染防止機構。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、光のビーム形状に沿つて
    貫通孔が穿孔せられた筒を該真空光伝搬部内に設け、気
    体の流れに対する所定のコンダクタンスを付与しレンズ
    もしくは反射鏡もしくは所謂ゾーンプレートにより光を
    この孔に集光して、該反応容器内に光を入射する構成と
    することを特徴とする光反応装置における光源の汚染防
    止機構。
  3. (3)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、光のビーム形状に沿つて
    孔が穿孔せられた1枚もしくは複数枚の板を該真空光伝
    搬部内に設け所定のコンダクタンスを付与する構成とす
    ることを特徴とする光反応装置における光源の汚染防止
    機構。
  4. (4)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、該光伝搬部の一部を真空
    排気せられた真空光伝搬部の光の入射端と光の出射端と
    の間に所定の真空度差が生ずべく、気体の流れに対する
    所定のコンダクタンスを付与し、かつ該真空光伝搬部の
    光の入射端に該励起光を透過せしめる窓材を取りつけ、
    該真空光伝搬部と大気を真空的に絶縁する構成とするこ
    とを特徴とする光反応装置における光源の汚染防止機構
  5. (5)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、該光伝搬部の全部を真空
    排気せられた真空光伝搬部の光の入射端と光の出射端と
    の間に所定の真空度差が生ずべく、気体の流れに対する
    所定のコンダクタンスを付与し、かつ該真空光伝搬部の
    途中に該励起光を透過せしめる金属や有機化合物から成
    るフィルタを取り付け、該フィルタの上下流において、
    所定の真空度差を生ずるように構成せられることを特徴
    とする光反応装置における光源の汚染防止機構。
  6. (6)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、該反応容器の光入射部と
    該反応容器内の他の所定の位置にそれぞれ電極を設置し
    、該両電極の間に所定の電圧が印加されるよう構成され
    ていることを特徴とする光反応装置における光源の汚染
    防止機構。
  7. (7)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、該励起光の光源として、
    真空紫外光もしくはX線を用いることを特徴とする光反
    応装置における光源の汚染防止機構。
  8. (8)特許請求の範囲第1項記載の光反応装置における
    光源の汚染防止機構において、該励起光の光源として荷
    電粒子を加速する時、放射せられる放射光を用いること
    を特徴とする光反応装置における光源の汚染防止機構。
JP11980984A 1984-06-13 1984-06-13 光反応装置における光源の汚染防止機構 Granted JPS61440A (ja)

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JPS61440A true JPS61440A (ja) 1986-01-06
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858173A (en) * 1986-01-29 1989-08-15 Digital Equipment Corporation Apparatus and method for responding to an aborted signal exchange between subsystems in a data processing system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858173A (en) * 1986-01-29 1989-08-15 Digital Equipment Corporation Apparatus and method for responding to an aborted signal exchange between subsystems in a data processing system

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