WO2020153184A1

WO2020153184A1 - パターニング装置

Info

Publication number: WO2020153184A1
Application number: PCT/JP2020/001028
Authority: WO
Inventors: 茂治細谷; 和彦信田; 充夫船越
Original assignee: ウシオ電機株式会社
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2020-07-30
Also published as: JP2020118817A

Abstract

波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を平行光として利用するパターニング装置において、より広い領域に均一に光を照射することを実現したパターニング装置を提供することである。　基材に対して相対的に走査される光照射部が、真空紫外光を放射する複数のショートアークフラッシュランプと、該ショートアークフラッシュランプから放射された真空紫外光を平行光として反射する反射鏡と、該反射鏡からの反射光を透過する搬送幅方向に長いスリット状の光出射開口を備えた遮光板とを備えており、前記ショートアークフラッシュランプは、前記搬送幅方向に沿って複数配置され、かつ、隣接配置されたショートアークフラッシュランプは、搬送方向で互いに変位した関係で配置されていることを特徴とする。

Description

パターニング装置

　この発明はパターニング装置に関するものであり、特に、ショートアークフラッシュランプからの真空紫外光を平行光として基材に照射して親水化領域を形成するなどの各種の処理を行うパターニング装置に係わるものである。

　近年、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光（以下、ＶＵＶともいう）が様々な分野で用いられている。現時点でこの波長帯の光を発光できるＬＥＤは存在せず、依然として放電ランプが光源として用いられている。例えば、フォトリソグラフィ法によるパターン形成工程を用いずにＶＵＶとマスクを用いて直接光で化学反応を引き起こして、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ膜）等を親水化してパターンを形成する技術が開発されている。

　従来、このようなＶＵＶ光源としては、波長１８５ｎｍに輝線を有する低圧水銀ランプが使用されてきた。しかしながら、最近では、より短波長の光、具体的には波長１８０ｎｍ以下のＶＵＶが有効であるといわれることから、波長１７２ｎｍの真空紫外光を放射するエキシマランプを光源としたプロセスの開発も行われている。ところで、これらのランプから放射される光は発散光であるために、マスクを用いた微細な選択的表面改質（パターニング）には不向きであるとされており、解像可能なパターンサイズには限界があるといわれている。具体的には、ラインアンドスペースパターンでは１００μｍ程度が限界といわれている。
　マスクコンタクト露光という方法もあるが、マスクに欠陥が生じるので生産性は低下せざるを得ない。

　近時、より微細なパターニングに適した光源装置の開発が要請されており、このような事情から新規のＶＵＶ光源を用いた光照射装置について提案されていて、例えば、特開２０１６－１９２３４３号公報（特許文献１）にその構造が開示されている。
　図８にその概略構造が示されていて、ハウジング９０１内にショートアークフラッシュランプ９０２、及び反射鏡９０３を、下方に光が照射されるように配し、その下方には遮光板９０４が設けられていて、ハウジングの内部は窒素で満たされている。
　反射鏡９０３と遮光板９０４との間には部材は配置されておらず、窓面において光はドーナツ状（円環状）の分布を示すので、その照度が比較的高く均一である一部分にのみ、開口窓としてアパーチャ９０５を配置するものである。

　この従来技術によれば、ランプに反射ミラーとして放物面鏡を取り付け、レンズ等の中間光学系が無い状態で平行光を形成することができる。しかしながら、ドーナツ状に放射される光の一部分のみを利用するものであるために、開口によって規定された照射面積も小さかった。

　照射面積を増やす手段としては、図９に示すようにこの従来技術では、複数のランプ９０２、９０２を一列に並べて遮光板９０４の開口窓９０５をより広く形成することも記載されている。　しかし、ここで用いられる反射鏡９０３は、真空紫外光の平行光を利用する都合上、独立した放物面鏡とランプのセットを隙間なく一列に並べたとしても、ランプ間の継ぎ目というものが必ず発生してしまう。そのため、図９に示すように複数の放物面鏡９０３Ａを合成して継ぎ目による照度の落ち込みが無いように工夫しているものであるが、照度の均一性は高くはなかった。また、当該技術においても、照射領域の一部を切り取って、遮光板９０４に設けた開口窓９０５を通して照射される真空紫外光を使うものであることに変わりはなく、大面積への照射を行うことができなかった。

特開２０１６－１９２３４３号公報

　この発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を平行光として利用するパターニング装置において、より広い領域に均一に光を照射することを実現したパターニング装置を提供することである。

　上記課題を解決するために、この発明のパターニング装置では、光照射部と基材載置部とを備え、前記光照射部は、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を放射する複数のショートアークフラッシュランプと、該ショートアークフラッシュランプから放射された真空紫外光を平行光として反射する反射鏡と、該反射鏡によって反射された光を透過するスリット状の光出射開口を備えた遮光板と、該ショートアークフラッシュランプをパルス点灯する点灯装置と、を備え、前記基材載置部は、マスクを保持するマスク保持機構と、基材をマスクと所定の距離で離間させて保持する基材保持機構と、を備え、前記光照射部と前記基材載置部とは、前記ショートアークフラッシュランプの光軸に対し垂直な照射面内の一方向である搬送方向に沿って、相対的に走査されて、前記基材に対して真空紫外光を照射するものであり、前記光出射開口は、搬送方向に対して垂直な搬送幅方向に長いスリット形状をしており、前記ショートアークフラッシュランプは、前記搬送幅方向に沿って複数配置され、かつ、隣接配置されたショートアークフラッシュランプは、搬送方向で互いに変位した関係で配置されている、ことを特徴とする。

　また、前記反射鏡は、前記複数のショートアークフラシュランプにそれぞれ対応した複数の反射部を有し、該反射部は、その一部が切り欠かれて組み合わされており、前記光照射部と前記基材載置部とを相対的に走査することにより、各反射部から独立して照射される真空紫外光が、搬送幅方向において一部重複するように照射される、ことを特徴とする。
　また、前記光出射開口の搬送方向の開口率、または開口している部分の透過率を、該光出射開口の搬送幅方向で異なるように可変させることができる開口調整機構が設けられていることを特徴とする。
　また、前記点灯装置は、制御装置を備え、該制御装置は、前記ショートアークフラッシュランプの点灯装置ごとに異なる点灯周波数を設定可能であることを特徴とする。
　また、前記点灯装置は、制御装置を備え、該制御装置は、前記ショートアークフラッシュランプの点灯装置ごとに異なる充電電圧を設定可能であることを特徴とする。

　この発明によれば、基材に対して相対的に走査される光照射部が、真空紫外光を放射する複数のショートアークフラッシュランプと、該ショートアークフラッシュランプから放射された真空紫外光を平行光として反射する反射鏡と、該反射鏡からの反射光を透過する搬送幅方向に長いスリット状の光出射開口を備えた遮光板とを備えており、前記ショートアークフラッシュランプは、前記搬送幅方向に沿って複数配置され、かつ、隣接配置されたショートアークフラッシュランプは、搬送方向で互いに変位した関係で配置されていることにより、複数のランプが光出射開口を挟んで互い違いに配置されることになり、搬送幅方向（Ｙ軸方向）において適度に重複しながら照射されることにより、積算照度の均一化を図ることができるとともに、走査により光出射開口からの真空紫外光が走査方向に広範囲に照射されるので、出射面積の大面積化に資するものである。

　また、個別のランプから放射された平行な真空紫外光の照度分布が、ドーナツ形状のように中心に低照度の空洞を有するような円形であっても、それぞれ円形となる反射部を複数接合した形状の反射鏡を用いることで、各反射部からの真空紫外光は搬送幅方向（Ｙ軸方向）において適度に重複しながら照射されて照度の均一化が図られるものである。
　また、前記光出射開口の開口調整機構を設けることで、光出射開口の搬送方向の開口率、または開口している部分の透過率を、該光出射開口の搬送幅方向で異なるように可変させることができるので、該光出射開口からの真空紫外光の照度の均一化が一層図られる。

本発明の構成概略を示す断面図本発明の構成概略を示す断面図であり、図１を９０°回転させた図本発明にかかるランプの構成と照度分布について示す図点灯装置を含む本発明の制御系統について説明する図本発明にかかる反射鏡を示す図本発明にかかる遮光板を示す図本発明の駆動方式について説明する図第１の従来例について説明する図第２の従来例について説明する図

　図１および図２は、本発明に係るパターニング装置を表し、図１は搬送方向（Ｘ軸方向）に向かってＹＺ平面で切断した正面断面図、図２は搬送方向に沿ってＸＺ平面で切断した側面断面図であり、図１と、図２とはＺ軸を中心に９０°回転した位置関係にある。
　パターニング装置１は、光照射部１０と、基材載置部２０とから構成されている。これらの光照射部１０と基材載置部２０とを、図１及び図２に矢印で示す搬送方向に相対的に移動（走査）させながら真空紫外光を照射することによって、基材（ワーク）の表面に対して改質を行い、パターニング処理を施すものである。
　なお、ここでいうパターニングとは、まず直接的には、対象となる材料の表面に真空紫外光を照射することで、材料表面における水の接触角が異なる、親水（親液）領域とそれ以外の領域（撥水（撥液）領域もしくは疎水（疎液）領域）によって形成される親水撥水パターン（親水疎水パターン）を形成することを主に意味する。また間接的には、親水撥水パターンを形成するためのプロセスの途中に用いられる真空紫外光の照射も意味する。

　光照射部１０は、真空紫外光の放射源である複数のショートアークフラッシュランプ（以下ランプと呼ぶ）１１、１２および１３と、このランプ１１、１２、１３から放射される光を光軸に沿った一方向（垂直下方）に平行光として反射する、回転放物面を有する反射鏡１５とから構成されている。図１および図２に図示したランプの本数は３本であるが、２本以上であれば本数はこれに限られるものではない。

　図３にこのランプ１１について示す。このランプ１１は、ガラス等で形成された容器の内部に、一対の主電極１１１、１１２の対向方向が反射鏡１５の光軸と沿うように配置されている。一対の始動補助電極１１３、１１４は、これに接続された導線等が反射鏡１５の背面側（上方側）に引き出されている。反射鏡１５の前面開口側（下方側）からは、主電極１１２の外部リードが引き出され、不図示の導線に接続されている。
　なお、ここに示した反射鏡１５の形状はランプが１本の場合のものである。

　このランプ１１は補助電極１１３、１１４間での補助放電を足掛かりに、主電極１１１、１１２間で本放電を行うフラッシュランプであり、さらにこれを連続して点灯する、連続パルス点灯を行うものである。ランプ１１の内部には例えばキセノンなどの希ガスが、大気圧以上の高圧で封入される。このランプから放射される光は、連続的に広範囲の波長帯にわたる真空紫外光を含み、例えば１７２ｎｍの波長の光を含む。

　いわゆる真空紫外光は波長２００ｎｍ以下の帯域の光であり、酸素によって著しく減衰するために、この光を利用する上ではパージガスを用いた酸素除去手段が不可欠である。また、透過特性に優れた材料も入手することが容易ではなく、市販されているものも非常に高価な材料となるため、反射、集光などの光学素子を介した光学系の構築を行うと装置全体として非常に高価なものとなり、その割に光の利用効率も高くは無いという問題がある。

　更に、パターニングに利用される光としてはある程度の平行度が必要であり、パターンの寸法、線幅が細かくなるほど発散光での処理は難しくなる。発散光の光源の例としては、同じ１７２ｎｍの光を放射するキセノンエキシマランプが存在する。しかし前述のとおり、マスクを用いたパターニングには不向きであるとされ、ラインアンドスペースパターンでは１００μｍ程度の解像度が限界といわれている。基材とマスクを密着させるコンタクト露光という方法もあるが、マスクに欠陥が生じるので生産性は低下する。したがって、基材とマスクの間はわずかな隙間を設けて、離間させながらパターニングを行う、いわゆるプロキシミティ露光に類似した光照射が必要である。

　そのため、真空紫外光の平行光を安価かつ簡便に利用するには、複雑な光学系を構築せずに、シンプルな平行化ミラー、例えば放物面鏡などにより１回反射した光をレンズ等の光学素子を透過させずにそのまま利用することが１つの方法である。
　しかしながら、実際にランプを点灯した場合には、図３に示すように、光軸を中心とした近傍には光がほとんど当たらない空白地帯が生じ、照射面において概ねドーナツ状の照度分布となる。そのため、このランプを活用する上では、このドーナツ状の照度分布を念頭に置きながら、光の利用効率を向上させる工夫が必要となる。

　再度図１を参照して、ランプ１１および反射鏡１５の下方には遮光板１６が設けられている。この遮光板１６の一部には、図１、図２に示すように前記反射鏡１５からの真空紫外光を透過するスリット状の光出射開口１６１が設けられている。この光出射開口１６１は、後述するパージガスによる置換、およびランプの冷却のために上方から流れてくるパージガスを下方に流すためにも開口として設けられている。
　なお、この光出射開口１６１を真空紫外光の透過率の高いフッ化マグネシウム、もしくは合成石英等の材料で代替しても機能する。但し、その場合は前述したパージガスを通過させるための貫通穴を別途設けることが必要である。

　光照射部１０の下方には基材載置部２０が設けられていて、当該基材載置部２０は、マスク保持機構２１、基材保持機構２２、ギャップ保持機構２３、およびステージ機構２４を備えている。
　マスク保持機構２１は、マスクＭと基材（ワーク）Ｗとを所定の距離だけ離間して固定保持するものであり、その下方には基材保持機構２２が設けられている。
　マスク保持機構２１は、例えば真空吸着フレームであり、ここでは図示しないが、マスクＭの外周のみを保持するように枠状の形状を有していて、複数の真空吸着穴を備えている。この真空吸着穴には真空ポンプなどが連結されていて、吸引によりマスクＭを保持する。

　基材保持機構２２は、例えば真空吸着ステージであり、ここでも同様に図示しないが、基材Ｗを平面に保持するプラテンの上に多数の真空吸着穴を備えている。この真空吸着穴も真空ポンプなどに連結されていて、吸引により基材Ｗを保持する。

　また、基材保持機構２２の下方にはギャップ保持機構２３が備えられていて、これにより、処理中にマスクＭと基材Ｗの間の距離をＺ軸方向（垂直方向）で一定に保持する。この機構はＺ軸位置を調整しながら、マスクＭと基材Ｗの所定の距離及び平行度が保たれるように姿勢を固定することができる。
　また、基材ＷとマスクＭの位置合わせを行うために、ステージ機構２４が設けられ、該ステージ機構２４はいわゆるＸＹθステージとして構成され、図中に矢印で示すようにＸ方向、Ｙ方向、θ方向（ＸＹ平面回転方向）にある程度動かすことができる。
　さらに不図示のアライメント顕微鏡カメラを２つ備えており、マスクＭと基材Ｗの各々にあらかじめ形成されたアライメントマークを用いて、互いの位置合わせを行うことができる。

　しかして、前記光照射部１０は、いわゆるランプハウスと呼ばれる筐体によって周囲を覆われていて、ランプの周囲は不図示のガス供給装置より供給された、酸素を除去するためのパージガスによって置換される。このパージガスは例えば不活性ガスであり、より具体的には窒素ガスであることが処理の都合上、また経済上好ましい。

　パージガスは、光照射部１０の上方から下方へ向かって、ランプの冷却も兼ねて流れるようになっており、遮光板１６の光出射開口１６１から吐出されたガスは、マスクＭの上面側の空間から酸素を除去する。
　また、マスク保持機構２１にも不図示のガス供給口が設けられており、マスクＭの上面側にパージガスを供給できるようになっている。
　これらの酸素除去手段により、真空紫外光が進行する光路からは酸素が除去されるようになっている。これにより、真空紫外光の酸素による減衰を抑制している。

　そして、マスクＭと基材Ｗの間は、光の回り込みによる解像度の低下を抑えるために、接触はしないがきわめて接近し、離間され保持されている。このマスクＭと基材Ｗの間の空間には、パージガスとは別のガス供給手段が設けられていてもよく、例えば酸素供給手段、またはパージガス供給手段のいずれか、あるいはその両者により酸素濃度を０～１００体積パーセント濃度で制御できるようにしてもよい。例えば１体積パーセント濃度となるよう酸素を供給し、これらの酸素に真空紫外光を照射して、酸素ラジカルによる親水化の効果を期待してもよい。

　図２には、図１のパターニング装置１をＺ軸中心に９０°回転した断面図が示されている。この図において、遮光板１６に設けられたスリット状の光出射開口１６１は、Ｘ軸方向に沿って、２つのランプ１２、１３の間に配置されている。そして、後述するように、この光出射開口１６１の開口面積を調節するための開口調整機構１７が設けられている。

　図４は、本発明におけるフラッシュランプを点灯するための点灯装置とその制御装置について説明する図である。
　本発明にかかるランプは、前述したように連続パルス点灯を行うフラッシュランプであり、例えば点灯周波数を１Ｈｚ～５００Ｈｚの範囲で点灯をすることができ、ランプの寿命を延命化する観点でより好ましくは５Ｈｚ～２００Ｈｚの範囲で点灯することができる。
　ここでは、２つのランプ１１、１２のみが示されている。

　ランプの点灯は、各ランプ１１、１２に接続された点灯装置４０、５０が担っている。
　さらに各点灯装置４０、５０への指令は制御装置３０が司っており、この制御装置３０は、例えば外部インターフェイスＩなどによって操作される。
　なお、上記のようにマスター・スレーブ方式を採用して制御装置３０をマスター装置として全ての点灯装置を統括的に操作することに限られず、複数の点灯装置のうちいずれか１つをマスター装置として、その他の方式をスレーブ装置として構成してもよい。

　本発明のパルス点灯の方法については、単独のランプをパルス点灯する場合についての同様の方法が、例えば特開２０１６－３５８６４号公報に開示されているので、以下、動作の概略のみを説明する。
　図４において、まず外部インターフェイスＩにより、点灯周波数を入力すると、所定のタイミングでコンデンサ４２、５２に充電を行うための充電制御信号が、充電制御信号生成部３２により生成され、各ランプ点灯装置４０、５０に送信される。これによって各コンデンサに必要な電荷が蓄積される。
　またこれに付随して、所定のタイミングで補助放電を発生するためのトリガーパルス信号が、トリガーパルス信号生成部３３により生成され、トリガー（パルス）発生装置４１、５１に対して送信される。
　そして、補助放電を契機にしてコンデンサに蓄積された電荷による本放電が行われる、というサイクルを繰り返す連続パルス点灯が行われる。

　これらの連続パルス点灯による真空紫外光の照射は、光照射部１０と基材載置部２０のＸ方向への相対移動とともに行われるために、制御装置３０は、搬送機構６０の駆動についても制御する。なお、光照射部１０と基材載置部２０のいずれが駆動されるかについては後述する。

　以上のように、本発明のパターニング装置では、光照射部と基材載置部を相対移動させながら連続パルス光を基材に照射するものであるために、真空紫外光の照射量（ドーズ量）の制御は積算照度により行う。

　図５は、本発明にかかる反射鏡１５の構成を示す図であり、ランプが搭載されていない状態をＺ軸方向の下側から覗いた構図となっている。反射鏡１５はもともと照射範囲が真円形である放物面反射鏡を複数合成して構成したものである。なお、この図に示した反射鏡１５は例えばランプが３本である場合の形状を示しており、ランプの本数が４本以上に増加した場合は、形状をそれに合わせて変更することができる。
　反射鏡１５は、第１の反射部１５１、第２の反射部１５２、第３の反射部１５３を備えており、各反射部の一部を切り欠いて組み合わされている。各反射部１５１、１５２、１５３におけるランプ挿入口１５１Ｈ、１５２Ｈ、１５３Ｈは、ランプの封止部の一端側をＺ軸方向に貫通させる開口であり、この部分には反射機能がない。
　各反射部１５１～１５３の境界面は、低反射の仕切り板によって区切られているが、仕切り板を設けることなく空洞としてもよく、更には光が迷光とならないように吸収する部材を設けてもよい。

　したがって、複数のショートアークフラッシュランプは、このランプ挿入口に挿入されるように配置されるので、搬送方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な搬送幅方向（Ｙ軸方向）に沿って配置され、且つ、隣接して配置されるショートアークフラッシュランプは、搬送方向（Ｘ軸方向）に変位した関係で配置されている。
　すなわち、図５で明らかなように、反射鏡１５は、複数の反射部１５１～１５３を搬送幅方向（Ｙ軸方向）に沿って順番に前記光出射開口１６１を跨ぐようにジグザグに配置されている。これにより、搬送幅方向（Ｙ軸方向）に長さを持つ照射領域を形成できるとともに、照度均一性が高められている。
　さらに、この光出射開口１６１をＸ軸方向に走査しつつ真空紫外光を照射することにより、Ｘ軸方向には無限の長さに照射することができ、大面積化と照度均一化の両方を実現することができる。

　また、搬送方向（Ｘ軸方向）に走査することにより、各反射部から独立して照射される真空紫外光が、搬送幅方向（Ｙ軸方向）において一部重複するように照射される。この一部重複した照射が互いに補完的な関係にあり、積算照度の均一化に寄与すると考えられる。
　ここで、各反射部の形状が独立した完全な真円の場合は、搬送方向で重複させるように照射すると、その重複が過剰となり、積算照度の均一化が図られないと考えられる。また、言うまでもないが、搬送方向で重複しないように独立して配置すると、反射部間で大きな照度の落ち込みが発生する。
　一方で、本発明の構成は、円形が複数接合された形状の反射鏡、それも平行光を反射する反射鏡であるので、隣接する反射部の積算照度が適度に補完しあう関係にあるものと考えられる。

　以上説明したように、本発明においては、個別のランプから放射された平行な真空紫外光の照度分布が、ドーナツ形状のように中心に低照度の空洞を有するような円形であるが、その円形を複数接合した形状の反射鏡を用いて、複数のランプが光出射開口を挟んで互い違いに配置されることになり、搬送幅方向（Ｙ軸方向）において適度に重複しながら照射されることにより、積算照度の均一化を図ることができるとともに、照射面積の大面積化に資するものである。

　図６は、遮光板１６の構成を説明するための図である。これまで示した遮光板１６のスリット状の光出射開口１６１は、Ｘ軸方向での幅が固定された長方形を示すものであり、したがって、光出射開口１６１の面積、または透過率を変更できるものではない。
　この図６に示す開口調整機構１７は、光出射開口１６１の搬送方向（Ｘ軸方向）の幅について、搬送幅方向（Ｙ軸方向）で可変できるように調整可能としたものである。

　図６においては、（Ａ）はＸ軸方向の光出射開口１６１の幅について、全開としていて変化させていないもの、（Ｂ）はＸ軸方向の光出射開口１６１の幅について、Ｙ軸方向で様々に変化させたものを示している。
　開口調整機構１７は、Ｚ軸方向において光出射開口１６１の上側もしくは下側に配置された複数の可動片１７１、１７２によって構成されている。

　各可動片は、Ｘ軸方向において片側、もしくは両側から光出射開口１６１を塞ぐことができるように設けられている。図６においては、可動片１７１、１７２は光出射開口１６１のＸ軸方向の両側に設けられている。可動片１７１、１７２には例えばＸ軸方向に延びる長穴１７１Ａ、１７２Ａが形成され、ピン１７１Ｂ、１７２Ｂによって固定されており、光出射開口１６１の、Ｙ軸方向に区分された、Ｘ軸方向の開口量を調整できるようになっている。
　このように、開口調整機構１７を採用することによって、光出射開口１６１のＸ軸方向の開口面積を、Ｙ軸方向に変化させるように調整することができ、本発明におけるＹ軸方向での積算照度量をより均一にすることができる。

　なお、可動片１７１、１７２は完全遮光となる遮光板ではなくメッシュなどの網目の細かさによって開口率が異なるよう照度を変化する手段、または、フィルタなどの透過率によって開口している部分の照度を変化する手段、に置き換えてＹ軸方向の積算照度値を調整してもよい。
　さらに、開口率や透過率の異なる可動片と、Ｘ軸方向の開口面積の変化とを組み合わせて、Ｙ軸方向の積算照度値を調整してもよい。

　次に、本発明について点灯周波数により積算照度を調整する方法について説明する。図４において説明したように、本発明にかかるランプの連続パルス点灯の点灯周波数については、制御装置３０により制御している。制御装置３０は、各ランプすなわち、各点灯装置で異なる点灯周波数を設定することが可能である。

　各ランプのフラッシュ点灯１ショット（一閃光放電）におけるパルス幅を固定している場合には、点灯周波数を変化させることにより、積算照度を変化させることができる。実際には移動させながらパルス点灯照射しているのであるが、静止してパルス点灯照射している場合を考慮すると、点灯周波数が倍になると、積算照度も倍となる。

　あるいは、積算照度は、コンデンサに蓄積した電圧、すなわち充電電圧を変化させることによって変化させることもできる。また、１ショット当たりのパルス幅を変化させることによっても変化させることができる。これらのいずれかの方法により、各ランプの時間当たりの積算照度値を変化させ、Ｙ軸方向での積算照度を均一化させることもできる。
　このような手法は、一灯あたりの影響が大きく、かつ容易に個体を選別して使うことができない本発明にかかるショートアークフラッシュランプにおいて、照度を均一化するのに特に有効である。

　次いで、図７を用いて、本発明にかかるパターニング装置１の光照射部１０と基材載置部２０の相対移動（走査）について説明する。ここで、図７は光照射部１０を走査させる方式について示すものである。
　勿論、移動については、光照射部１０を走査するに限られず、基材載置部２０側を走査させてもよく、要は、基本的に光照射部１０と基材載置部２０を、互いにＸ軸方向に相対移動するように駆動しつつ、光照射処理を行うものである。また、この相対移動(走査)もいずれか一方のみを駆動するものに限られず、両者を移動させてもよい。

　相対移動として、光照射部１０を駆動する方式では、マスクＭと基材Ｗを固定したまま照射を行うので、これらの位置ずれが起こりにくいという利点がある。
　また、基材載置部２０を駆動する方式では、ランプを静止し固定したまま照射を行うので、精密なガラス製品であるランプが駆動によって破損するおそれが低減されるという利点がある。

　本発明にかかるパターニング装置を用いて行うことができるプロセスの一例について簡単に説明する。
　例えば撥水性、疎水性を有する基材、もしくは基材上に製膜された機能膜に対して真空紫外光を、マスクを介して照射することにより、基材もしくは機能膜を改質して、微細な親水性領域を形成することができる。
　このようにパターニングされた親水性領域には、導電性物質を吸着させて電極としたり、細胞を吸着させたりすることができる。

　　１　　　：パターニング装置
　　１０　　：光照射部
　　１１、１２、１３：フラッシュランプ
　　１５　　：反射鏡
　　１５１　：第１の反射部
　　１５１Ｈ：ランプ挿入口
　　１５２　：第２の反射部
　　１５２Ｈ：ランプ挿入口
　　１５３　：第３の反射部
　　１５３Ｈ：ランプ挿入口
　　１６　　：遮光板
　　１６１　：光出射開口
　　１７　　：開口調整機構
　　１７１、１７２：可動片
　　１７１Ａ、１７２Ａ：長穴
　　１７１Ｂ、１７２Ｂ：ピン
　　２０　　：基材載置部
　　２１　　：マスク保持機構
　　２２　　：基材保持機構
　　２３　　：ギャップ保持機構
　　２４　　：ステージ機構
　　３０　　：制御装置
　　３１　　：点灯周波数決定部
　　３２　　：充電制御信号生成部
　　３３　　：トリガーパルス信号生成部
　　３４　　：搬送機構制御部
　　４０、５０：ランプ点灯装置
　　４１、５１：トリガー発生装置
　　４２、５２：コンデンサ
　　６０　　：搬送機構
　　Ｉ　　　：外部インターフェイス

Claims

　基材の表面に、表面が改質された領域を形成するパターニング装置であって、前記パターニング装置は光照射部と基材載置部とを備え、
　前記光照射部は、
　　波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を放射する複数のショートアークフラッシュランプと、
　　該ショートアークフラッシュランプから放射された真空紫外光を平行光として反射する反射鏡と、
　　該反射鏡によって反射された光を透過するスリット状の光出射開口を備えた遮光板と、該ショートアークフラッシュランプをパルス点灯する点灯装置と、を備え、
　前記基材載置部は、
　　マスクを保持するマスク保持機構と、
　　基材をマスクと所定の距離で離間させて保持する基材保持機構と、を備え、
　前記光照射部と前記基材載置部とは、前記ショートアークフラッシュランプの光軸に対し垂直な照射面内の一方向である搬送方向に沿って、相対的に走査されて、前記基材に対して真空紫外光を照射するものであり、
　前記光出射開口は、搬送方向に対して垂直な搬送幅方向に長いスリット形状をしており、
　前記ショートアークフラッシュランプは、前記搬送幅方向に沿って複数配置され、かつ、隣接配置されたショートアークフラッシュランプは、搬送方向で互いに変位した関係で配置されている、ことを特徴とするパターニング装置。
　前記反射鏡は、前記複数のショートアークフラシュランプにそれぞれ対応した複数の反射部を有し、該反射部は、その一部が切り欠かれて組み合わされており、
　前記光照射部と前記基材載置部とを相対的に走査することにより、各反射部から独立して照射される真空紫外光が、搬送幅方向において一部重複するように照射される、ことを特徴とする請求項１に記載のパターニング装置。
　前記光出射開口の搬送方向の開口率、または開口している部分の透過率を、該光出射開口の搬送幅方向で異なるように可変させることができる開口調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のパターニング装置。
　前記点灯装置は、制御装置を備え、
　該制御装置は、前記ショートアークフラッシュランプの点灯装置ごとに異なる点灯周波数を設定可能であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載のパターニング装置。
　前記点灯装置は、制御装置を備え、
　該制御装置は、前記ショートアークフラッシュランプの点灯装置ごとに異なる充電電圧を設定可能であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載のパターニング装置。