(57)【要約】【課題】洗浄効果を損なうことなく、光の照射に伴い被照射物の回路要素が破壊されることを防ぐ。【解決手段】光を被照射物へ照射する光源１と、前記光源１を収容し、光取出し用開口２１が形成されたケーシング２と、前記ケーシング２の内部に、電子によりイオン化される電子結合ガスを含むプロセスガスを供給するガス供給機構と、前記光源１と前記被照射物との間に設けられ、前記光が照射されることにより電子を放出する電子放出部材３とを具備するようにした。【選択図】図１
2015070167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を被照射物へ照射する光源と、
前記光源を収容し、光取出し用開口が形成されたケーシングと、
前記ケーシングの内部に、電子によりイオン化される電子結合ガスを含むプロセスガスを供給するガス供給機構と、
前記光源と前記被照射物との間に設けられ、前記光が照射されることにより電子を放出する電子放出部材とを具備する光照射装置。
【請求項２】
前記光の少なくとも一部は、前記被照射物に直接照射される請求項１記載の光照射装置。
【請求項３】
前記光の波長は、３００ｎｍ以下である請求項１又は２記載の光照射装置。
【請求項４】
前記光の波長は、２００ｎｍ以下である請求項１乃至３の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項５】
前記電子放出部材は、平板状に設けられた複数の電子放出要素を有している請求項１乃至４の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記電子放出部材は、前記光の波長よりも大きな貫通孔を有している請求項１乃至５の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項７】
前記電子放出部材は、前記光の波長よりも大きな貫通孔を有している金属メッシュである請求項１乃至６の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記電子放出部材は、基材と、前記基材の表面に形成された金属膜とを有する請求項１乃至７の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記光源と前記被照射物との間に、複数の前記電子放出部材が、前記光の波長よりも大きな隙間を有して並んで配置されている請求項１乃至８の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項１０】
前記ガス供給機構は、前記プロセスガスを前記光源から前記被照射物に向かって流す請求項１乃至９の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項１１】
前記電子によりイオン化される電子結合ガスは、酸素、オゾン、二酸化炭素、水蒸気のいずれか一種又はその混合種である請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項１２】
前記電子によりイオン化される電子結合ガスの混合率は、前記プロセスガスに対して１％以上５％以下である請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光照射装置。
【請求項１３】
前記光源は、誘電体バリア放電ランプでる請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイのガラス基板や半導体ウエハ等（以下、ワークとも言う。）は、製造工程において、例えば、樹脂製部品から放出される有機物ガスにより、表面に有機物が付着することがある。この有機物は、品質の低下を招くため、従来、光照射装置を用いてワークの洗浄を行うようにしている。
【０００３】
この種の光照射装置としては、特許文献１に示されているように、例えば、紫外線をワークに照射することにより、ワーク表面に付着した有機物を酸化分解して除去するものが知られている。
【０００４】
しかしながら、上述した光照射装置では、紫外線の照射に伴い、ワークから電子が放出してワーク表面が正の電位に帯電してしまい、これにより放電等が引き起こされて、ワーク表面の一部をなす金属配線等の回路要素が破壊される可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、洗浄効果を損なうことなく、紫外線等の光の照射に伴いワーク表面の回路要素が破壊されることを防ぐことをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る光照射装置は、光を被照射物へ照射する光源と、前記光源を収容し、光取出し用開口が形成されたケーシングと、前記ケーシングの内部に、電子によりイオン化される電子結合ガスを含むプロセスガスを供給するガス供給機構と、前記光源と前記被照射物との間に設けられ、前記光が照射されることにより電子を放出する電子放出部材とを具備することを特徴とするものである。
【０００８】
このような光照射装置であれば、光が電子放出部材に照射されることにより電子が放出されるので、この電子が、正の電位に帯電した被照射物の表面へ導かれて被照射物に供給され、被照射物の回路要素が放電等により破壊されることを防ぐことができる。
また、ガス供給機構が、ケーシングの内部に電子によりイオン化される電子結合ガスを含むプロセスガスを供給するので、電子結合ガスが電子放出部材から放出された電子と結合して負イオンにより、この電子結合ガスを介して被照射物に多くの電子を供給することで、より確実に被照射物の回路要素が破壊されることを防ぐことができる。
さらに、電子放出部材が、光源と被照射物との間に設けられているので、光源と被照射物との距離を短く保ちながら、光を被照射物に照射することができ、従来と同等の洗浄効果を発揮することができる。
【０００９】
前記光の少なくとも一部は、前記被照射物に直接照射されるものが好ましい。
これならば、被照射物に付着した有機物を確実に除去することができる。
【００１０】
本発明の効果が顕著になる実施態様としては、前記光の波長は、３００ｎｍ以下であり、より好ましくは２００ｎｍ以下である。
【００１１】
前記電子放出部材は、平板状に設けられた複数の電子放出要素を有しているものが好ましい。
これならば、電子放出部材が例えば線状をなす場合に比べて、電子放出部材に光が照射される領域が広いので、多くの電子を放出することができ、放電等で被照射物の回路要素が破壊されることをより確実に防ぐことができる。
【００１２】
前記電子放出部材は、前記光の波長よりも大きな貫通孔を有しているものが好ましい。
これならば、光の一部が貫通孔を通り抜けて被照射物に確実に直接照射され、被照射物に付着した有機物をより確実に除去することができる。
【００１３】
電子放出部材の具体的実施態様としては、前記光の波長よりも大きな貫通孔を有している金属メッシュであるものや、基材の表面に形成された金属膜を有するものが挙げられる。
これならば、電子放出部材を簡便な構成にすることができるうえ、電子放出部材が、平板状をなすので、光源と被照射物との距離が短い場合でも、この距離を変えることなく、これらの間に電子放出部材を設けることができる。
【００１４】
前記光源と前記被照射物との間に、複数の前記電子放出部材が、前記光の波長よりも大きな隙間を有して並んで配置されているものが好ましい。
これならば、複数の電子放出部材が並んで配置されているので、より多くの電子を放出することができるとともに、これらの電子放出部材の隙間が光の波長よりも大きいので、光の一部を被照射物に確実に直接照射することができる。
【００１５】
前記ガス供給機構は、前記プロセスガスを前記光源から前記被照射物に向かって流すものであることが好ましい。
これならば、負イオンとなった電子結合ガスが被照射物に向かって流れるので、電子を効率的に被照射物へ供給することができる。
【００１６】
電子によりイオン化される電子結合ガスの具体的実施態様としては、酸素、オゾン、二酸化炭素、水蒸気のいずれか一種又はその混合種であるものが挙げられる。
【００１７】
本実施形態の効果が顕著に現れる実施態様としては、前記電子によりイオン化される電子結合ガスの混合率は、前記プロセスガスに対して１％以上５％以下であるものが好ましい。
【００１８】
前記光源の具体的実施態様としては、誘電体バリア放電ランプが挙げられる。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成した本発明によれば、洗浄効果を損なうことなく、光の照射に伴い被照射物の回路要素が破壊されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の光照射装置の全体構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態の基板表面における紫外線及び電子の作用を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明に係る光照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態の光照射装置１００は、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ワークＷに光を照射し、その表面Ｗａ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。
なお、本実施形態のワークＷは、表面Ｗａの一部に金属配線等の多数の回路要素Ｗ１が形成されているものである。
【００２３】
具体的に光照射装置１００は、図１に示すように、光を射出する光源１と、光源１を収容するケーシング２と、ケーシング２の内部に、電子によりイオン化される電子結合ガスを含むプロセスガスを供給する図示しないガス供給機構と、光源１及びケーシング２の下方に位置するワークＷの間に位置する電子放出部材３とを備え、光源１から射出された光が、ワークＷの表面Ｗａへ照射されるように構成されたものである。
【００２４】
光源１は、３００ｎｍ以下の波長を有する光を射出するものであり、より具体的には２００ｎｍ以下の波長を有する紫外線を射出するものである。本実施形態の光源１は、例えば１７２ｎｍ以下の波長を有する紫外線を射出する誘電体バリア放電ランプである。具体的にこの光源１は、長尺状をなし、内部空間に誘電体バリア放電用ガスが充填されたものであり、図１に示すように、横断面概略トラック形状をなすガラス管１１と、ガラス管１１の管軸方向に沿って対向して設けられた一対の外部電極１２とを有するものである。
【００２５】
一対の外部電極１２は、ガラス管１１の内部空間を上下方向から挟んだ位置、つまり、ガラス管１１の上面１３及び下面１４に設けられており、上面１３に設けられた外部電極１２はベタ電極であり、下面１４に設けられた外部電極１２はメッシュ電極である。そして、各電極１２間に電圧が印加されると、ガラス管１１の内部空間で誘電体バリア放電が生じ、下面１４に設けられたメッシュ電極の隙間から紫外線が射出される。
【００２６】
ケーシング２は、図１に示すように、下面に光源１からの光を取出すための光取出し用開口２１（以下、開口２１とも言う。）が形成された中空体形状をなすものであり、側壁部２２と上壁部２３とを備えたものである。上壁部２３には、ケーシング２内にプロセスガスを導入するための導入口２４を有するガス導入ポート２５が設けられており、本実施形態では、前記導入口２４が、上壁部２３においてガラス管１１の上面１３に対向する位置に形成されている。
【００２７】
ガス導入ポート２５は、図示しないガス供給機構に接続されており、このガス供給機構が動作することにより、導入口２４を介してケーシング２内にプロセスガスが供給される。このプロセスガスは、光源１から射出された紫外線がケーシング２内で減衰することを防ぐべく、主として不活性ガスからなるものであり、本実施形態では、不活性ガスとして窒素を用いている。また、このプロセスガスには、電子と結合する電子結合ガスが含まれており、本実施形態では、電子結合ガスとして酸素を用いている。なお、この電子結合ガスにより紫外線が減衰したとしても光照射装置１００の洗浄効果に実質的に影響を及ぼさないよう、プロセスガスに含まれる電子結合ガスの量は、プロセスガスに対して１パーセント以上５％以下に設定されている。
【００２８】
ガス供給機構は、導入ポート２５に接続される配管と、前記配管を介して導入ポート２５に窒素を送り込む窒素ボンベ等の窒素供給源と、前記配管を介して導入ポート２５に酸素を送り込む酸素ボンベ等の酸素供給源と、プロセスガスに含まれる窒素及び酸素の量を調整する流量制御弁とを具備している。なお、ガス供給機構を構成する各部はいずれも図示していない。
【００２９】
ケーシング２内に供給されるプロセスガスは、導入口２４から光源１の上面１３に向かって流れ、その後、ガラス管１１の外周面に沿ってケーシング２の下方に向かい、ケーシング２の開口２１から外部へ流出する。
なお、ケーシング２の下方にワークＷが位置する場合は、プロセスガスは、光源１からワークＷに向かって流れ、ケーシング２の側壁部２２の下端とワークＷとの隙間から外部へ流出する。
【００３０】
しかして、本実施形態では、光源１からの紫外線が照射されて光電効果により電子を放出する電子放出部材３が、光源１とワークＷとの間に設けられている。より詳細には、この電子放出部材３は、平板状をなすものであって、ガラス管１１の下面１４に対面するとともに、ケーシング２の下方に位置するワークＷの表面Ｗａと光源１の下面１４との中間に位置するように、ケーシング１１内に配設されている。なお、本実施形態では、電子放出部材３から光源１までの距離及び電子放出部材３からワークＷの表面Ｗａまでの距離はいずれも５ｍｍに設定されている。
【００３１】
具体的にこの電子放出部材３は、平板状に設けられた複数の電子放出要素３１及び光源１から射出される光の波長よりも大きい複数の貫通孔３２を有しており、本実施形態では、光源１から射出された紫外線の一部が、電子放出要素３１に照射されるとともに、それ以外の紫外線が、電子放出要素３１間に形成された貫通孔３２を通り抜けてワークＷに直接照射されるように構成されている。具体的にこの電子放出部材３は、線状をなす金属製の電子放出要素３１を複数用いて網目状に形成した金属メッシュであり、貫通孔３２である網目の大きさは、紫外線の波長よりも大きい寸法である。
なお、電子放出要素３１に照射された紫外線の一部は、電子放出要素３１の表面で反射してワークＷに照射される。
【００３２】
上述した紫外線の照射による作用について説明すると、図２に示すように、貫通孔３２である網目を通り抜けてワークＷに直接照射される紫外線は、ワークＷから電子を放出させる。これにより、ワークＷの表面Ｗａは、正電荷が取り残されて正の電位に帯電する。
【００３３】
一方、電子放出部材３に照射される紫外線は、電子放出要素３１から電子を放出させる。これらの電子の一部は、正の電位に帯電しているワークＷの表面Ｗａに導かれてワークＷに供給される。
また、ワークＷの表面Ｗａに直接導かれない電子は、電子放出部材３の周囲にあるプロセスガスに含まれる電子結合ガスたる酸素と結合して酸素を負イオン化する。
ここで、プロセスガスは、前述したように、ガス供給機構により光源１からワークＷに向かって流れているので、酸素は電子と結合した状態でワークＷの表面Ｗａに導かれることになる。そして、負イオン化された酸素がワークＷの表面Ｗａに到達すると、この酸素は、表面Ｗａの正電荷に電子を与えることで自らが中和されるとともに、表面Ｗａの電位を下げる。
【００３４】
なお、本実施形態の電子放出部材３は、リード線３３を介して接地されており、接地電位に帯電されることにより、電子放出部材３から飛び出した電子が再び電子放出部材３に戻ることを防ぐように構成されている。
【００３５】
このように構成された本実施形態に係る光照射装置１００によれば、紫外線が電子放出部材３に照射されることにより電子が放出されるので、この電子が、正の電位に帯電したワークＷの表面へ導かれてワークＷに供給され、ワークＷの表面Ｗａの一部をなす回路要素Ｗ１が放電等により破壊されることを防ぐことができる。
【００３６】
また、ガス供給機構が、酸素を含むプロセスガスをケーシング２内に供給するとともに、このプロセスガスを光源１からワークＷに向かって流すので、電子放出部材３から放出される電子が上方の光源１に向かって飛び出したとしても、この電子によって負イオン化された酸素がワークＷに向かって流れることにより、この負イオンを介してワークＷの表面Ｗａに電子を効率良く供給することができる。
【００３７】
さらに、平板状をなす電子放出部材３が、光源１とワークＷとの間に設けられているので、光源１とワークＷとの距離を短く保つことができ、光源１から射出された紫外線がワークＷに照射されるまでに減衰することを抑えることで、従来と同等の洗浄効果を得ることができる。
【００３８】
加えて、電子放出部材３が、光源１から射出される紫外線よりも大きい貫通孔３２を有しているので、紫外線の一部がワークＷに直接照射されるので、ワークＷの表面Ｗａに付着した有機物を確実に除去することができる。
【００３９】
また、電子放出部材３が、金属製の網目状をなすので、電子放出部材３が例えば線状をなす場合に比べて、電子放出部材３に紫外線が照射される領域が広く、多くの電子を放出することができる。これにより、電子放出部材３の周囲では、負イオンの生成が活発に起こるので、より多くの電子をワークＷの表面Ｗａに供給することができ、放電等で回路要素Ｗ１が破壊されることをより確実に防ぐことができる。
【００４０】
さらに、導入口２４が光源１に対向する位置に形成されているので、この導入口２４を介してケーシング２内に供給されるプロセスガスは、ガラス管１１の外表面に沿って下方に向かって流れるので、光源１の冷却効果を得ることができる。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４２】
例えば、前記実施形態では、電子放出部材が、金属メッシュであったが、パンチングメタル等の多孔板や、スリットが形成されたスリット板や、基板表面に電子放出要素となる金属膜を形成したものであっても良い。なお、金属膜の形成方法は、蒸着、めっき又は印刷等が挙げられる。
また、電子放出部材の形状は、平板状をなすものに限らず、例えば、棒状又は線状をなすものであっても良い。
【００４３】
さらに、前記実施形態では、電子放出部材がケーシング内に配設されていたが、ワークと光源との間であれば、ケーシングの外部に配設されていても良い。
【００４４】
また、前記実施形態では、１枚の電子放出部材を設けていたが、２枚以上の電子放出部材を光源とワークとの間に設けるようにしても良い。
さらに、平板状をなす電子放出部材を面板部がワークの表面に直交するように間を隔てて複数配置して良い。これにより、紫外線の照射される面積が大きくなるので、より多くの電子を放出することができる。なお、この場合は、複数の電子放出部材の間隔が、光源から射出される光の波長よりも大きくなるように、各電子放出部材が配置されているのが好ましい。
【００４５】
加えて、電子放出部材から放出された電子が再び電子放出部材に戻ることを確実に防ぐべく、電子放出部材に負の電圧を印加するように構成しても良い。
【００４６】
プロセスガスは、前記実施形態では窒素を主としたものであったが、紫外線と反応しにくい不活性ガスを主とするものであれば良い。また、前記実施形態では、プロセスガスは、電子結合ガスとして酸素を含むものであったが、電子と結合しやすい他の電子結合ガスを含むものであっても良く、この電子結合ガスとしては、具体的には、酸素、オゾン、二酸化炭素、水蒸気のいずれか一種又はその混合種が挙げられる。
【００４７】
光源は、前記実施形態では、誘電体バリア放電ランプであったが、その他の方法で紫外線を射出するものであっても良いし、射出される光は紫外線に限られず、その波長は特に限定されるものではない。
【００４８】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１００  ・・・光照射装置
１      ・・・光源
１２    ・・・電極
２      ・・・ケーシング
２４    ・・・導入口
３      ・・・電子放出部材
３１    ・・・電子放出要素
３２    ・・・貫通孔
Ｗ      ・・・ワーク
Ｗ１    ・・・回路要素
【図１】
2015070167.tif 000003
【図２】
2015070167.tif 000004