(57)【要約】【課題】保護管の内部にエキシマランプが封入された構成のものにおいて、エキシマランプから放射される真空紫外線が保護管の光透過部以外からの箇所から出射されることが防止されるエキシマランプ装置および被処理物の処理用空間の外部でオゾンの生成が確実に防止される光照射処理装置を提供すること。【解決手段】エキシマランプ装置は、真空紫外線を放射するエキシマランプが、エキシマランプの放電領域の周囲を包囲する合成石英ガラスで形成された光透過部と、溶融石英ガラスで形成された非光透過部とを有する保護管の内部に封入された構成とされている。光照射処理装置は、内部空間が区隔壁により区画されて形成された処理室を有する筐体を備えており、上記のエキシマランプ装置が、保護管における光透過部が処理室内に位置された状態で、非光透過部が区隔壁に気密に固定されて配置された構成とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空紫外線を放射するエキシマランプと、このエキシマランプを内部に封入する保護管とを備えてなり、
前記保護管は、前記エキシマランプの放電領域の周囲を包囲する合成石英ガラスで形成された光透過部と、溶融石英ガラスで形成された非光透過部とを有することを特徴とするエキシマランプ装置。
【請求項２】
内部空間が隔壁により区画されて形成された密閉空間よりなる処理室を有する筐体を備えており、
請求項１に記載のエキシマランプ装置が、前記保護管における光透過部が前記処理室内に位置された状態で、前記保護管における非光透過部が前記区隔壁に気密に固定されて配置されていることを特徴とする光照射処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプ装置および光照射処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子顕微鏡による試料観察においては、試料の表面にハイドロカーボンなどの汚染物質が付着していると、観察や分析の障害となる試料汚染が生ずるおそれがあることから、試料に付着した汚染物質を除去することが行われている。
【０００３】
従来においては、試料に付着した汚染物質の除去にあっては、例えば波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を試料に照射することにより、真空紫外光およびこれにより生成される活性酸素やオゾンの作用を利用した光洗浄処理技術が利用されている。このような光洗浄処理において用いられる光源としては、例えば低圧水銀ランプが用いられてきた。
しかしながら、ハイドロカーボンを効率よく除去するためには、例えば２０４ｎｍ以下の波長の真空紫外光を用いることが望ましいことから、近年においては、エキシマランプによる光洗浄処理技術が実用化されてきている。
【０００４】
例えば特許文献１の特開２００６−１６４８９３号公報には、荷電粒子線装置において、試料の荷電粒子線による観察前後に、エキシマランプから波長１７２ｎｍの真空紫外線を試料に照射することにより、試料に付着したコンタミネーションおよびコンタミネーションの原因となるハイドロカーボンを除去する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６４８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、特許文献１における紫外線照射ユニットにおいては、図３に示すように、エキシマランプ７０は、試料Ｓが配置された空間と石英製窓部材７５によって気密に区画された空間に配置された構成とされている。しかしながら、このような構成では、エキシマランプ配置用の気密空間を形成する必要があることから、紫外線照射ユニット自体の構造が複雑化してしまうという問題がある。
一方、エキシマランプを、気密空間を形成することなく、単に被処理物の処理用空間内に配置した構成とすると、エキシマランプの電極の各々に接続された一対の外部リードが真空雰囲気中または減圧雰囲気中に露出されてしてしまうこととなり、外部リード間で放電が生じてしまう問題がある。
【０００７】
このような問題に対して、エキシマランプをその発光管を被処理物の処理用空間を区画する区隔壁に保持させて配置する構造とすることが考えられる。しかしながら、このような構成のものにおいては、発光管の一部が処理用空間の外部に露出してしまうため、エキシマランプからの真空紫外線が処理用空間の外部にも照射されることにより処理空間の外部でオゾンが生成され、その結果、周辺装置や処理工程に悪影響を及ぼす場合がある。また、オゾンは人体には有害であって、作業者に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。さらにまた、作業者がエキシマランプにおける高圧側の電極の危険に曝されることになる。高圧側の電極に対する危険を回避するために、例えば合成石英ガラスからなる保護管を発光管を覆うよう設けた構成とすることが考えられるが、オゾンが処理用空間の外部で生成されてしまうという問題は解決されない。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、保護管の内部にエキシマランプが封入された構成のものにおいて、エキシマランプから放射される真空紫外線が保護管の光透過部以外からの箇所から出射されることを防止することのできるエキシマランプ装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、被処理物表面の汚染物質を除去するための光照射処理装置において、被処理物の処理用空間の外部で、エキシマランプ装置からの真空紫外線の作用によってオゾンが生成されることを確実に防止することができる光照射処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のエキシマランプ装置は、真空紫外線を放射するエキシマランプと、このエキシマランプを内部に封入する保護管とを備えてなり、
前記保護管は、前記エキシマランプの放電領域の周囲を包囲する合成石英ガラスで形成された光透過部と、溶融石英ガラスで形成された非光透過部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の光照射処理装置は、内部空間が区隔壁により区画されて形成された密閉空間よりなる処理室を有する筐体を備えており、
上記のエキシマランプ装置が、前記保護管における光透過部が前記処理室内に位置された状態で、前記保護管における非光透過部が前記区隔壁に気密に固定されて配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエキシマランプ装置によれば、保護管における非光透過部を構成する溶融石英ガラスが、真空紫外線（波長２００ｎｍ以下）を透過しにくいものであるので、エキシマランプから保護管の非光透過部方向に向かって放射される真空紫外線は、保護管の非光透過部によって吸収されて遮光されることとなる。従って、エキシマランプから放射される真空紫外線が保護管の光透過部以外からの箇所から出射されることを確実に防止することができる。
従って、上記のエキシマランプ装置が保護管における光透過部が処理室内に位置されて非光透過部が処理室を区画する区隔壁に気密に固定されて配置されてなる本発明の光照射処理装置によれば、保護管における光透過部から出射される真空紫外線によって、処理室内に配置される被処理物に対して所期の光照射処理（ハイドロカーボンの除去等）を行うことができると共に、通常大気雰囲気とされる処理室外部の空間に真空紫外線が出射されることによってオゾンが生成されることを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のエキシマランプ装置の一例における構成の概略を、一部を軸方向に沿った断面で切断した状態で、示す部分断面図である。
【図２】本発明の光照射処理装置の一例における構成の概略を示す断面図である。
【図３】従来の紫外線照射ユニットの一例における構成の概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のエキシマランプ装置の一例における構成の概略を、一部を軸方向に沿った断面で切断した状態で、示す部分断面図である。
このエキシマランプ装置１０は、真空紫外線を放射するエキシマランプ１１と、このエキシマランプ１１を内部に封入する保護管３０とを備えている。
【００１４】
このエキシマランプ１１は、円管状の発光部１３と、発光部１３の両端の各々に連設された封止部１４ａ，１４ｂとを有する発光管１２を備えている。この例においては、発光管１２における一方の封止部１４ａは、シュリンクシール法によって形成された円柱状の形状を有しており、他方の封止部１４ｂは、ピンチシール法によって形成された扁平状の形状を有している。発光管１２は、例えば合成石英ガラスにより形成されている。
【００１５】
発光管１２の内部には、金属素線がコイル状に巻回されてなる内部電極２０が、コイル軸が発光管１２の中心軸Ａと一致する状態で、発光管の中心軸Ａに沿って延びるよう配置されている。内部電極２０は、一方の封止部１４ａに気密に埋設された金属箔２１を介して、一端部が一方の封止部１４ａの外端より軸方向外方に突出する内部電極用外部リード２２に電気的に接続されている。また、内部電極２０の他端部は他方の封止部１４ｂによって支持されている。
【００１６】
また、発光管１２の内部には、発光ガスが充填されている。発光ガスとしては、例えばキセノンガス（Ｘｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、クリプトンガス（Ｋｒ）などのエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電媒質としての作用を有する希ガスが用いられる。
また、発光管１２の内部には、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス（Ｆ）、塩素ガス（Ｃｌ）、沃素ガス（Ｉ）および臭素ガス（Ｂｒ）などのハロゲンガスが封入される。
【００１７】
発光管１２の外表面には、外部電極２５が軸方向に沿って延びるよう配置されている。この例における外部電極２５は、筒状の形態を有する網状のものであって、発光部１３の外周面の全域にわたって、発光部１３の外表面に密接した状態で設けられている。
【００１８】
保護管３０は、一端が開口する有底円筒状であって、開口部が略円柱状の封止部材３５によって気密に封止されている。封止部材３５は、例えば溶融石英ガラスよりなり、保護管３０の開口部に挿入配置されてその外周面と保護管３０の内周面とが溶着されている。
保護管３０の内部空間には、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが充填されている。
【００１９】
封止部材３５の他端部には、エキシマランプ１１の一方の封止部１４ａの一端部が固定されており、エキシマランプ１１は、保護管３０の内周面に接触しないよう発光管１２の中心軸Ａが保護管３０の中心軸上に位置された状態で、保持されている。エキシマランプ１１における内部電極用外部リード２２は、封止部材３５の中央位置を軸方向に気密に貫通して延びて一端部が外部に導出されている。
【００２０】
封止部材３５の外周面と保護管３０の内周面との接合部には、例えばモリブデンよりなる金属箔４０が気密に埋設されている。この金属箔４０には、撚り線よりなる給電線４１を介してエキシマランプ１１の外部電極２５に接続されたロッド状の内部リード４２の一端部が接続されていると共に、一端部が保護管３０の一端面より軸方向外方に突出するロッド状の外部電極用外部リード４３の他端部が接続されている。内部リード４２は、例えばモリブデンよりなり、給電線４１は、例えばニッケル線よりなる。
このような構成とされていることにより、外部電極用外部リード４３と内部電極用外部リード２２との空間距離の大きさを十分に確保することができるので、電気的絶縁状態を維持しながら、所期の給電構造を形成することができる。また、撚り線よりなる給電線４１を使用していることにより、内部リード４２や封止部材３５による封止部に大きな力が加わることがなく、また、給電線４１の、外部電極２５および外部電極用外部リード４３に対する十分な大きさの接触面積を確保することができ、この点においても、所期の給電構造を確実に形成することができる。
【００２１】
保護管３０の一端部には、ベース部材４５が無機接着剤によって固定されて設けられており、外部電極用外部リード４３および内部電極用外部リード２２の一端部はそれぞれベース部材４５に設けられた給電線４６，４６に接続されている。
【００２２】
以上において、上記のエキシマランプ装置１０における保護管３０は、エキシマランプ１１から放射される真空紫外線を出射する光透過部３１と、真空紫外線を遮蔽する非光透過部３２とを有する。
具体的には、保護管３０における、内部電極２０および外部電極２５が互いに対向配置されたエキシマランプ１１の放電領域Ｌの周囲を包囲する領域が合成石英ガラスにより構成されており、これにより、光透過部３１が形成されている。また、エキシマランプ１１の放電領域Ｌの軸方向外方側に位置される、光透過部３１に連続する領域が溶融石英ガラスにより構成されており、これにより、真空紫外線が溶融石英ガラスによって吸収されることにより遮蔽される非光透過部３２が形成されている。
【００２３】
保護管３０における非光透過部３２は、光透過部３１より大きい肉厚を有している。このような構成とされていることにより、後述するように、被固定部とされる非光透過部３２に十分に高い強度が得られると共に、所期の紫外線吸収性が確実に得られる。
【００２４】
このような保護管３０は、合成石英ガラスよりなる光透過部形成材料と、溶融石英ガラスよりなる非光透過部形成材料とを溶融接合することにより作製することができる。
【００２５】
而して、上記構成のエキシマランプ装置１０によれば、保護管３０における非光透過部３２を構成する溶融石英ガラスが、真空紫外線（波長２００ｎｍ以下）を透過しにくいものであるので、エキシマランプ１１から保護管３０の非光透過部３２方向に向かう真空紫外線は、保護管３０の非光透過部３２によって吸収されることとなる。従って、エキシマランプ１１から放射される真空紫外線が保護管３０の光透過部３１以外からの箇所から出射されることを確実に防止することができる。
【００２６】
〔光照射処理装置〕
本発明の光照射処理装置は、例えば、電子顕微鏡用試料の表面に付着したハイドロカーボンなどの汚染物質を除去するためのものである。
図２は、本発明の光照射処理装置の一例における構成の概略を示す断面図である。
この光照射処理装置は、内部空間が区隔壁５１により区画されて形成された密閉空間よりなる処理室Ｃを有する筐体５０を備えており、処理室Ｃ内には、被処理物Ｗが載置される載置台５５が設けられている。筺体５０には、例えば窒素ガスの不活性ガスを処理室Ｃ内にパージする不活性ガスパージ手段（図示せず）が設けられていると共に、処理室Ｃ内を減圧する減圧手段（図示せず）が設けられている。ここに、処理室Ｃ内の圧力は、例えば１０-1〜１０-4Ｐａとされる。
【００２７】
この光照射処理装置においては、図１に示すエキシマランプ装置１０が、保護管３０における光透過部３１が処理室Ｃ内に位置された状態で、保護管３０における非光透過部３２が被固定部とされて区隔壁５１に気密に固定されて配置されている。具体的には、エキシマランプ装置１０における保護管３０の光透過部３１が区隔壁５１に形成された開口部５２を介して処理室Ｃ内に挿入された状態において、エキシマランプ装置１０における保護管３０の非光透過部３２の外周面に設けられたフランジ部材６０が区隔壁５１に対して固定されている。エキシマランプ装置１０は、エキシマランプ１１の中心軸（発光管の中心軸Ａ）が載置台５５の被処理物載置面５５ａに沿って延びる姿勢で配置されており、保護管３０における光透過部３１は、載置台５５上に載置された被処理物Ｗと対向している。フランジ部材６０は、例えば、Ｏ−リングなどのシール部材６１が介在された状態で、保護管３０の外周面に取り付けられている。また、フランジ部材６０は、エキシマランプ装置１０における保護管３０に対して接着剤により固定されていてもよい。フランジ部材６０は、処理室Ｃ内の雰囲気に曝されるおそれがあることから、フランジ部材６０を構成する材料としては、コンタミネーションの発生を防止するために、例えばガラスを用いることが好ましい。
【００２８】
上記構成の光照射処理装置においては、被処理物Ｗが載置台５５上にセットされた状態において、減圧手段および不活性ガスパージ手段を動作させることによって、処理室Ｃ内の雰囲気を不活性ガス雰囲気に置換すると共に所定の減圧状態とする。この状態において、エキシマランプ１１における内部電極２０に、高周波交流電源から高周波交流電力が内部電極用外部リード２２および金属箔２１を介して供給されると、発光管１２の内部空間においてエキシマ放電が生じ、これにより、エキシマ分子が形成されると共にこのエキシマ分子からエキシマ光（例えばキセノンガスの場合であれば、波長１７２ｎｍの真空紫外線）が放出される。エキシマランプ１１から放射される真空紫外線は、保護管３０における光透過部３１を透過して被処理物Ｗの被処理面の全体に照射され、これにより、例えば、被処理物Ｗの表面に付着したハイドロカーボンなどの汚染物質の除去処理（洗浄処理）がなされる。
【００２９】
而して、上記の光照射処理装置によれば、上記のエキシマランプ装置１０が、真空紫外線を吸収する特性を有する溶融石英ガラスからなる非光透過部３２が処理室Ｃを区画する区隔壁５１に気密に固定された構成とされていることにより、処理室Ｃの密閉（気密）構造を確実に形成しながら、処理室Ｃ外部の空間に真空紫外線が出射されることを確実に防止することができる。従って、処理室Ｃ内に位置された保護管３０の光透過部３１から出射される真空紫外線によって、被処理物Ｗに対して所期の光照射処理（ハイドロカーボンの除去等）を行うことができると共に、通常大気雰囲気とされる処理室Ｃ外部の空間に真空紫外線が出射されることによってオゾンが生成されることを回避することができる。
また、処理室Ｃ内の雰囲気に曝される構成部材がガラス材料（合成石英ガラスおよび溶融石英ガラス）よりなるもののみであるので、被処理物にコンタミネーションが発生することを確実に防止することができる。
【００３０】
以上、本発明のエキシマランプ装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  エキシマランプ装置
１１  エキシマランプ
１２  発光管
１３  発光部
１４ａ  一方の封止部
１４ｂ  他方の封止部
２０  内部電極
２１  金属箔
２２  内部電極用外部リード
２５  外部電極
３０  保護管
３１  光透過部
３２  非光透過部
３５  封止部材
４０  金属箔
４１  給電線
４２  内部リード
４３  外部電極用外部リード
４５  ベース部材
４６  給電線
Ａ  発光管の中心軸（ランプ中心軸）
Ｌ  放電領域
５０  筐体
５１  区隔壁
５２  開口部
５５  載置台
５５ａ  被処理物載置面
６０  フランジ部材
６１  シール部材
Ｃ  処理室
Ｗ  被処理物
７０  エキシマランプ
７５  石英製窓部材
Ｓ  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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