(57)【要約】      （修正有）【課題】有機物の除去効果を現在と同等に保ちつつ、金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に光を照射した場合でも光電効果起因の静電気による不良品の発生等を防ぐことができる光照射装置及び光照射方法を提供する。【解決手段】金属配線ｍを有する被照射物Ｗに対して紫外線を照射して、当該被照射物Ｗに付着した有機物を除去するために用いられる紫外線照射装置１００であって、所定波長以下の紫外線を含んだ光を射出する光源１と、前記光源１から射出された光を前記被照射物Ｗ側へと反射する金属製の反射ミラー３と、を備え、前記反射ミラー３及び前記被照射物との離間距離を、紫外線によって前記反射ミラー３の反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に対して光を照射するために用いられる光照射装置であって、
所定波長以下の光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を前記被照射物側へと反射すると共に電子を放出する反射ミラーと、を備え、
前記反射ミラーの少なくとも一部と前記被照射物との離間距離が、光によって前記反射ミラーの反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定されていることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記光源から射出される光が、３００ｎｍ以下の紫外線を含むものである請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
前記光源から射出される光が２００ｎｍ以下の紫外線を含むものである請求項１記載の光照射装置。
【請求項４】
前記反射ミラーの少なくとも周囲に電子親和力が所定値よりも小さいガスを供給するガス供給機構をさらに備えた請求項１乃至３の何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記反射ミラーにおいて反射された光を主に通過させる遮光構造をさらに備えた請求項１乃至４の何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記反射ミラーが、負に帯電している請求項１乃至５の何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
前記反射ミラーと前記被照射物との間に設けられ、正に帯電している電子誘引部材をさらに備えた請求項１乃至６の何れか一項に記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
少なくとも一部に金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に対して光を照射するために用いられる光照射方法であって、
所定波長以下の光を射出する光源から射出させる光射出ステップと、
前記光源から射出された光を反射ミラーによって前記被照射物側へと反射すると共に電子を放出する光反射及び電子放出ステップと、を備え、
前記反射ミラーの少なくとも一部と前記被照射物との離間距離を、光によって前記反射ミラーの反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定する離間距離設定ステップとを備えたことを特徴とする光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部に金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に光を照射するために用いられる光照射装置及び光照射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程等においては、例えば樹脂製部品から放出される有機物ガスにより基板表面に有機物が付着してしまうことがある。このような基板上の有機物は製品の品質を低下させることになるので、所定波長以下の紫外線を基板上に照射することにより、基板に付着した有機物の除去が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には１７２ｎｍの紫外線を基板に照射することによって基板上の有機物等を効果的に除去できることが示されている。また、特許文献１では１７２ｎｍ近傍の波長を有する紫外線を照射することで、基板に貯まった電荷を除去する事も示されている。
【０００４】
ところで、特許文献１に示されるような近年用いられるようになってきた短波長の紫外線を金属配線が形成された基板に対して照射して有機物の除去を行っていると、不良品が発生する確率が従来よりも高くなることがある。
【０００５】
この問題について本願発明者が鋭意検討を行ったところ以下のような現象が生じていることが見出された。
【０００６】
まず、金属配線を有した基板に対して所定波長以下の紫外線を照射すると、光電効果により金属配線から多量の電子が飛び出し、金属配線が正の電位で帯電することになる。
【０００７】
そして、この金属配線における帯電効果は、紫外線照射による電荷の除去効果よりも優勢な場合があり、結果として基板全体では紫外線を照射しても電荷が残った状態となる。
【０００８】
すなわち、金属配線を有する基板等の被照射物に対して所定波長以下の紫外線を照射すると、光電効果起因の電荷によって製品の故障が誘発される事態となっている。また、金属配線を有する基板以外にも、紫外線が照射されることにより光電効果が生じる可能性のある金属又は半導体を少なくとも一部に有する被照射物であれば、所定波長以下の紫外線を照射すると上述したのと同様の問題が生じることになると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２９３４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述したような本願発明者によって初めて見出された問題を解決するためになされたものであり、例えば紫外線照射による有機物の除去効果等の主たる効果については現在と同等に保ちつつ、少なくとも一部に金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に紫外線を照射した場合でも、被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物における光電効果起因の静電気による不良品の発生等を防ぐことができる光照射装置及び光照射方法を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明の光照射装置は、少なくとも一部に金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に対して光を照射するために用いられる光照射装置であって、所定波長以下の光を射出する光源と、前記光源から射出された光を前記被照射物側へと反射すると共に電子を放出する反射ミラーと、を備え、前記反射ミラーの少なくとも一部と前記被照射物との離間距離が、光によって前記反射ミラーの反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定されていることを特徴とする。
【００１２】
このようなものであれば、前記反射ミラーの少なくとも一部と前記被照射物との離間距離が、光によって前記反射ミラーの反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定されているので、前記被照射物には前記反射ミラーで反射された光が照射されるとともに、前記反射ミラーから飛び出した電子も供給されることになる。
【００１３】
したがって、光により被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物から光電効果により飛び出す電子の量と、反射ミラーから被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物へ供給される電子の量を釣り合わせることができ、被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物が正の電位に帯電することを防ぐことができる。このため、静電気起因の不良品の発生確率を抑えることができるようになる。
【００１４】
また、反射ミラーから光は被照射物に照射されているので、従来と同じく付着している有機物を除去することができる。
【００１５】
本発明による被照射物への電子の供給による恩恵を受けることができるとともに、有機物を好適に除去するのに適した紫外線の波長としては、前記光源から射出される光が、３００ｎｍ以下の紫外線を含むものが挙げられる。
また、前記光源から射出される光が、２００ｎｍ以下の紫外線を含むものが好ましい。
さらに、前記光源から射出される光が、１７２ｎｍ以下の紫外線を含むものが好ましい。
【００１６】
反射ミラーの少なくとも周囲に電子親和力が所定値よりも小さいガスを供給するガス供給機構を備えたものであればよい。
【００１７】
光のうち反射ミラーから電子を飛び出させずに被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物からのみ電子を飛び出させる割合を低下させて、被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物から飛び出す電子の量と、反射ミラーから供給される電子の量との間で平衡状態を成立させやすくするには、前記反射ミラーにおいて反射された光を主に通過させる遮光構造をさらに備えたものであればよい。
【００１８】
反射ミラーから飛び出した電子が再び反射ミラーに戻ってしまうのを防いで、被照射物への電子の供給量を増加させるには、前記反射ミラーが、負に帯電していればよい。このようなものであれば、反射ミラーと電子との間に斥力が生じるので電子を被照射物側へとより導きやすくなり電子の供給量を増加させることができる。
【００１９】
さらに反射ミラーへ戻ってしまう電子の量を減らすには、前記反射ミラーと前記被照射物との間に設けられ、正に帯電している電子誘引部材をさらに備えたものであればよい。
【００２０】
例えば既存の光照射装置を用いて本願発明の効果を享受するには、少なくとも一部に金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物に対して紫外線を照射するために用いられる紫外線照射方法であって、所定波長以下の紫外線を含んだ光を射出する光源から射出させる紫外線射出ステップと、前記光源から射出された光を金属製の反射ミラーによって前記被照射物側へと反射すると共に電子を放出する紫外線反射及び電子放出ステップと、を備え、前記反射ミラーの少なくとも一部と前記被照射物との離間距離を、紫外線によって前記反射ミラーの反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定する離間距離設定ステップとを備えたことを特徴とする紫外線照射方法を用いればよい。
【発明の効果】
【００２１】
このように本発明の光照射装置及び光照射方法によれば、反射ミラーで反射された光を少なくとも一部に金属配線を有する又光電効果が生じる被照射物に照射するとともに、反射ミラーの少なくとも一部と被照射物との離間距離を、反射ミラーから飛び出した電子の存在可能距離よりも小さく設定しているので、被照射物に対して光とともに電子を供給することができる。したがって、光を照射することにより被照射物の金属配線を有する又は光電効果が生じる被照射物から光電効果により電子が飛び出しても略等量の電子を供給することによって、被照射物が帯電するのを防ぐことができ、光電効果由来の静電気による故障や不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る紫外線照射装置の模式図。
【図２】同実施形態における紫外線照射装置の光源の構成例を示す模式的断面図。
【図３】同実施形態における基板表面における紫外線及び電子の作用を示す模式図。
【図４】本発明の別の実施形態に係る紫外線照射装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
本実施形態の光照射装置は紫外線照射装置１００であり、半導体製造プロセスにおいて水平方向に搬送されてくる被照射物たる基板Ｗの表面に対して紫外線を照射し、その表面に付着している有機物を除去するために用いられるものである。
【００２５】
前記紫外線照射装置１００は、図１に示すように概略中空直方体形状で、下面に開口部Ｃ１を有し、その開口部Ｃ１の下側を基板Ｗが水平方向に搬送されるように配置されたケーシングＣと、前記ケーシングＣ内部に紫外線を含む光を射出する光源１と、前記光源１から射出された光を前記基板Ｗ側へと反射する金属製の反射ミラー３とを備えたものである。
【００２６】
各部について詳述する。
【００２７】
前記ケーシングＣは、開口部Ｃ１から前記反射ミラー３において反射された光のみを通過させるようにしてあり、開口部Ｃ１の周囲部材によって前記光源１から直接ケーシングＣの外側へと出ようとする光を遮光するようにして遮光構造４が形成してある。前記開口部Ｃ１にはガラス等によるカバーは設けられておらず、ケーシングＣ内部から外部へと空気は流通可能に構成してある。また、このケーシングＣ内部には、少なくとも前記反射ミラー３の周囲に電子親和力が所定値よりも小さいガスを供給するガス供給機構２を備えている。本実施形態では、前記ガス供給機構２からは窒素ガスがケーシングＣ内部に供給されるようにしてある。この窒素ガスをケーシングＣ内に充填することにより、後述する反射ミラー３において光電効果により電子が飛び出しやすいようにしてある。
【００２８】
前記光源１は、１７２ｎｍ以下の波長の紫外線を射出する紫外線ランプであって、図２（ａ）の横断面図及び図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図に示すように内部空間１５が真空に保たれた概略二重円筒状のガラス管１１の内側外表面に形成された膜状の内側電極１２と外側外表面に形成された膜状の外側電極１３とからなる対向電極が形成されたものである。前記内側電極１２はガラス管１１の内側外表面に対して薄肉円筒状に形成してある一方、前記外側電極１３は軸方向に一部側面が欠落した円筒状に形成して光射出口１４を形成してある。各電極間に高電圧が印加されるとガラス管１１の内部空間１５において誘電体バリア放電が生じ、前記光射出口１４から紫外線を含む光が射出される。
【００２９】
本実施形態では、前記光源１はケーシングＣの内部において下面側に配置してあり、ケーシングＣの内部側へと光が射出されるように光射出口１４は斜め上方に向けて配置してある。
【００３０】
前記反射ミラー３は、金属製のものであってケーシングＣの内部の中央部において、前記光源１から射出された光をケーシングＣの開口部Ｃ１及び搬送されてくる基板Ｗへと反射するように傾斜させて設けてある。さらに、この反射ミラー３と、前記基板Ｗとの離間距離は、前記光源１から射出された紫外線によって生じる光電効果によって反射ミラー３の表面から飛び出す電子が、前記基板Ｗの位置まで到達可能にできるように近接させて設けてある。言い換えると、前記反射ミラーは光電効果が生じる物質を含み、前記反射ミラー３から飛び出した電子が、空気中の分子等にぶつかる等して空気中に存在できなくなるまでの存在可能距離内に、前記離間距離は設定してある。反射ミラー３からの光電効果により飛び出した電子の存在可能距離については予め測定によって求めておき、反射ミラー３から基板Ｗまでに反射ミラー３由来の電子が到達できるようにしてある。
【００３１】
ここで、反射ミラー３と被照射物Ｗとの離間距離については例えば反射ミラー３の直下に被照射物Ｗが配置されている場合の反射ミラー３と被照射物Ｗとの中心間距離で代表させることができる。また、電子の存在可能距離の測定方法としては、例えば特開２０１１−９６４４６号公報に示されるような活性ガス雰囲気中の荷電粒子の平均自由行程を測定する方法により測定された平均自由行程を電子の存在可能距離として用いてもよい。さらに、反射ミラー３の各点から被照射物Ｗが通過する仮想平面へと至る光路のうち最長のものを前記反射ミラー３と被照射物Ｗとの離間距離であると定義して、この離間距離が平均自由行程よりも短く設定しておけば、反射ミラー３の各点から発生する電子を前記被照射物Ｗへと照射することができる。
【００３２】
また、被照射物の位置を基準として反射ミラーの位置を種々変化させて、被照射物の金属部分に直接電位計を接続してその電位を測定することにより、または静電誘導によって間接的に帯電量を測定することにより、または電荷測定法としてはよく知られているファラデー・ケージ法を用いて帯電量を測定することにより、被照射物の帯電量が適正な値になったときの反射ミラーの位置から離間距離をあらかじめ測定しておき、その測定値に基づいて、反射ミラーの位置を設定することができる。
【００３３】
つまり、被照射物の帯電量が適正な値になったときとは、反射ミラーから飛び出した電子が被照射物面に到達し、被照射物が帯電していない状態であり、反射ミラーと被照射物との離間距離が、反射ミラーの反射面から飛び出す電子の存在可能距離よりも短く設定されている状態を示している。
【００３４】
さらに、この反射ミラー３には負に帯電するように接地電位に対して所定の負電圧をかけるようにしてあり、光電効果により飛び出た電子が再び反射ミラー３に戻るのを防ぐようにしてある。
【００３５】
このように構成された紫外線照射装置１００による基板Ｗ上での作用について説明する。
【００３６】
図３の模式図に示すように、前記反射ミラー３で反射された紫外線のうち基板Ｗの表面に付着している有機物に当たったものはその有機物を除去する。一方、基板Ｗの表面に形成されている金属配線ｍに紫外線が当たると光電効果により金属配線ｍ中の電子が外部へと飛び出してしまい、結果として金属配線ｍが正の電位を帯びることになる。
【００３７】
ところで、前記光源１から射出された紫外線が反射ミラー３に当たった際にも光電効果により電子が外部へと飛び出すことになる。そして、この反射ミラー３由来の電子は前記開口部Ｃ１には何も設けられていないので空気中を飛んだ後、正の電位を帯びている金属配線ｍへと吸収されることになる。従って、紫外線が照射されることにより金属配線ｍ中の電子が飛び出したとしても、反射ミラー３由来の電子が供給されるので、金属配線ｍにおける電位は略ゼロに保たれることになり、大きな電位を持つことが防がれる。
【００３８】
このように本実施形態の紫外線照射装置１００によれば、紫外線が照射されることにより金属配線ｍから光電効果で電子が飛び出したとしても、紫外線とともに反射ミラー３由来の電子も併せて供給しているので被照射物である基板Ｗが静電気を帯びるのを防ぐことができる。
【００３９】
従って、紫外線による有機物の除去の効果については従来と略同じ性能を保ちつつ、１７２ｎｍのような短波長の紫外線を照射した際においても金属配線ｍから電子が飛び出してしまうことに起因する故障や不良を防ぐことができる。
【００４０】
本発明の変形例について説明する。図４に示すように、反射ミラー３と被照射物との間に所定の正電圧に保たれる電子誘引部材５をさらに備えてもよい。より具体的には、ケーシングＣの開口部Ｃ１に網状電極を配置しておき、この網状電極が正に帯電するように正電位を与えることによって前記反射ミラー３から飛び出した電子を被照射物側へと引き込むようにしてもよい。このようなものであれば、電子が反射ミラー３へと戻るのを防ぎつつ、さらに被照射物への電子の供給量を増加させることができるようになる。
【００４１】
その他の実施形態について説明する。
【００４２】
前記実施形態では、電子親和力が所定値よりも小さいガスとして窒素を供給していたが、前記反射ミラーから光電効果により電子を飛び出させるのに適したガスであればどのようなものを使っても構わない。例えば、供給されるガスとしては希ガスを用いても構わない。
【００４３】
前記実施形態では、光源からの直接光が被照射物である基板に対して照射されないようにしていたが、反射ミラー由来の電子の供給量と、金属配線から飛び出す電子の量とのバランスによっては直接光が被照射物に対して照射されるようにしても構わない。また、光源から射出される光は１７２ｎｍ以下の紫外線に限られるものではなく、３００ｎｍ以下の紫外線を含むものであってもよい。また、光源から射出される光が２００ｎｍ以下の紫外線を含むものであってもよい。
【００４４】
前記反射ミラーとケーシングは別体として構成していたが、例えば反射ミラーとケーシングが一体となったものであっても構わない。
【００４５】
被照射物としては金属配線が設けられた基板に限られるものではなく、例えば金属配線を有したＩＣチップ等であっても構わない。加えて、金属配線が設けられておらず、被照射物自体が光電効果を生じるものであり、正の電位を帯びる可能性があるものであっても構わない。また、少なくとも一部に金属又は半導体を有する被照射物に対して紫外線を照射する用途に対して本発明を適用しても構わない。要するに、金属や半導体に紫外線が照射されて光電効果により正の電位を帯びる可能性のある被照射物であれば本発明を用いて帯電を防ぎつつ、有機物を除去する事が可能となる。
【００４６】
前記遮光構造は、主にケーシングの開口部の周囲部材により構成していたが例えば、光源の外部電極により光源から射出される光の範囲を限定して直接光が被照射物に照射されるのを防ぐようにしても構わない。すなわち、遮光構造はケーシング又は外部電極、その他の部材で構成することができる。
【００４７】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００４８】
１００      ：紫外線照射装置
１          ：光源
１１        ：ガラス管
１２        ：内側電極
１３        ：外側電極
１４        ：光射出口
１５        ：内部空間
２          ：ガス供給機構
３          ：反射ミラー
４          ：遮光構造
５          ：電子誘引部材
Ｃ          ：ケーシング
Ｃ１        ：開口部
Ｗ          ：基板（被照射物）
ｍ          ：金属配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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