(57)【要約】【課題】ランプから被処理物への熱の影響を小さくするという水冷ジャケット付きのランプの特徴を生かしつつ、１つの水冷ジャケットに、水冷ジャケットの内部に向かう複数の筒状部材を形成し、実質上１つの外管に複数の内管を設けたような構成とし、その内管内にランプを挿入するように構成して、より広い照射流域を均一な照度で照射することのできる紫外線照射器、紫外線照射装置及び膜質改質方法を提供すること。【解決手段】内部に冷却媒体を有する容器２と、容器２の側面２２から内部方向に向かって容器２と一体または別体に構成された複数の筒状部材２４と、各筒状部材２４内に挿入された紫外線を含む光を放射する棒状のランプ１とからなり、容器２４の少なくとも一部２３と筒状部材２４が紫外線を透過する材質で構成されていることを特徴とする紫外線照射器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却媒体を有する容器と、該容器の側面から内部方向に向かって該容器と一体または別体に構成された複数の筒状部材と、各筒状部材内に挿入された紫外線を含む光を放射する棒状のランプとからなり、前記容器の少なくとも一部と前記筒状部材が紫外線を透過する材質で構成されていることを特徴とする紫外線照射器。
【請求項２】
前記容器は上面板と下面板と側面板を備え、前記側面が前記側面板であり、前記容器の少なくとも一部が前記下面板であることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射器。
【請求項３】
前記容器内に前記ランプからの光を反射する反射ミラーが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線照射器。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載の紫外線照射器と、該紫外線照射器からの紫外線が照射されて処理される被処理物が載置されるワークステージと、前記紫外線照射器と前記ワークステージとの間に配置され、前記紫外線照射器から照射される紫外線を遮光制御するシャッタとを備えることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項５】
平面状に配列された複数の棒状のランプから放射される紫外線を含む光を、前記ランプを冷却する冷却媒体を介して、ウエハに形成された誘電体膜に照射し、該誘電体膜の膜質を改質することを特徴とする膜質改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射器、紫外線照射装置及び膜質改質方法に係わり、特に、広い面積を均一な照度分布で紫外線を照射することのできる紫外線照射器、及びこの紫外線照射器を用いた紫外線照射装置並びに膜質改質方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線を含む光を放射するランプを用いて、保護膜、接着剤、インキ、レジスト、樹脂、または配向膜等の硬化、乾燥、溶融、軟化、または改質等を行うことが、各分野で幅広く行われている。例えば、特許文献１ないし特許文献３に記載されているように、上記のような処理を行う際、被処理物への熱の影響を少なくするために、ランプを２重管型の水冷ジャケットで覆うことが行われている。
【０００３】
図１１（ａ）は、従来技術に係る２重管型の水冷ジャケットを備えた紫外線照射器の概略構成を示す斜視図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示す紫外線照射器のＡ−Ａ断面図である。
これらの図に示すように、棒状のランプ１００に２重管型の水冷ジャケット１０１が取り付けられている。水冷ジャケット１０１は、円筒状の内管１０２と外管１０３とから構成され、冷却水入口１０８から内管１０２と外管１０３との間に冷却媒体、例えば、冷却水が流れ、冷却水出口１０９から排出されるように構成されている。ランプ１００は、紫外線を効率良く放射する、例えば、棒状の高圧水銀ランプやメタルハライドランプが用いられ、ランプ内部の両端に一対の放電電極１０５、１０６を備え、電極１０５、１０６両端に電力供給線１０７を介して電力が供給されている。ランプ１００は内管１０２内に挿入され、ランプ１００と内管１０２との間には予め設定された、例えば、１ｍｍ程度の空気層１０８が設けられている。ランプ点灯時、内管１０２と外管１０３との水冷層１０４に冷却水が流れ、ランプ１００からの光は、この水冷層１０４を介して不図示の被処理物に照射される。
【０００４】
このような紫外線照射器において、水冷ジャケット１０１には２つの働きがある。１つは、点灯中のランプ１００を冷却し適切な温度に保つことである。点灯時のランプ１００の発光管の温度は、水銀や金属を蒸発させるため５００℃〜９００℃が適切と言われている。５００℃以下になると、ランプ１００に封入された水銀等の金属が蒸発しなくなり、不点灯を生じ、また、９００℃以上になると、発光管を構成する石英が失透する。ランプ１００の熱は、ランプ１００と内管１０２との間の空気層１０８を介して水冷ジャケット１０１に伝わり、水冷ジャケット１０１の内管１０２と外管１０３との間に流れる冷却水により冷却される。このように、水冷ジャケット１０１内を流れる冷却水はランプ１００の過熱を防ぐが、空気層１０８を介して間接的に冷却されるため、発光管の温度を、ランプ内部の金属が蒸発しなくなるような低い温度にまで下げることはなく、水冷ジャケット１０１を流れる冷却水は、ランプ１００の発光管を適切な温度に保つように働く。
【０００５】
もう１つの働きは、ランプ１００から被処理物への熱の影響を小さくすることである。まず、水冷層１０４は、上記した５００℃〜９００℃の発光管からの輻射熱を吸収する。また、ランプ１００から放射される光の中に含まれる、紫外線処理に不要な可視から赤外にかけての光の成分を吸収する。この働きにより、被処理物への加熱を小さく抑えることができる。内管１０２と外管１０３の間隔、即ち、水冷層１０４の厚さは、厚いほど被処理物への加熱の影響を小さくすることができるが、厚過ぎると処理に必要な紫外線が透過する率も減るので、これらを考え合わせて適宜設定されている。  
【０００６】
従来から被処理物に対する紫外線処理は広い分野行われており、その際、被処理物への加熱の影響をより小さく、かつ広い照射領域を均一な照度で処理したいという要望がある。例えば、特許文献４には、半導体製造装置の製造工程において、ウエハに塗布された誘電体膜に紫外線を照射し、その特性を向上させる処理が行われている。
【特許文献１】実開昭５６−１５５７６５号公報
【特許文献２】特開昭６１−１５８４５３号公報
【特許文献３】特開平８−１４８１２１号公報
【特許文献４】特開２００６−２０３１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、誘電体膜のような被処理物は熱に弱く、微妙な温度制御が必要であるため、紫外線光源からの熱の影響を極力減らすとともに、例えば、誘電体膜が形成されるφ３００ｍｍのウエハ全体を均一な紫外線照度で照射処理することが望まれている。紫外線光源からの熱の影響をより小さくするためには、上記のごとく、水冷ジャケット付きのランプを用いることが考えられ、高い紫外線照度で広い範囲を均一に照射しようとすると、図１２に示すような構成が考えられる。
図１２は、２重管型の水冷ジャケット付きのランプを複数並べて配置した紫外線照射器の光軸に垂直な断面図である。なお、図１２に示した符号の構成は図１１に示した同符号の構成に対応する。また、同図に示された数値はこの紫外線照射器を構成する各部の寸法の一例である。
【０００８】
しかし、図１２に示すような２重管型の水冷ジャケット付きのランプ１００を並べて紫外線照射器を構成しようとすると、次のような問題がある。
広い範囲を均一に照射する場合、ランプ１００同士はその間隔をできるだけ狭くして配置することが考えられる。即ち、ランプ１００の間隔を狭くすることにより、複数のランプ１００から出射する光によって、この紫外線照射器の下部に配置された不図示の被処理物上において照射される紫外線が十分重なり合って照度の高い領域と低い領域を補い合わせることができるからである。その際、被処理物への熱の影響を小さくするためには、水冷ジャケット１０１の水冷層１０４を厚くする必要がある。水冷層１０４を厚くするということは、水冷ジャケット１０１の内管１０２と外管１０３の間隔を広くすることになる。水冷ジャケット１０１の内管１０２と外管１０３の間隔を広くすると、ランプ１００とランプ１００の間隔（ランプ１００の配置ピッチ）はその分広くなる。即ち、ランプ１００の配置ピッチは、水冷ジャケット１０１の外管１０３の径より小さくすることはできない。
【０００９】
例えば、図１２に示すように、ランプ１００の管径が３２ｍｍ、ランプ１００の内管１０２の隙間が１ｍｍ、内管１００の厚さが１．５ｍｍ、水冷層１０４の厚さが１０ｍｍ、外管１０３の厚さが２ｍｍとすると、外管１０３同士を接触させたとしても、ランプ１００の配置ピッチは６１ｍｍとなり、これ以上接近させることができない。そのため、２重管型の水冷ジャケット１０１付きのランプ１００を複数並べた紫外線照射器においては、ランプ１００の配置ピッチが広くなり過ぎて、例えば、φ３００ｍｍのウエハに対して、所望の均一度で、例えば、面内照度分布±１０％以下で紫外線を照射することは困難である。
【００１０】
上記のごとく、水冷層の厚さを１０ｍｍとすることは、被処理物への熱の影響を少なくするために必要な厚さであり、ランプから被処理物に向かう方向について必要な水冷層の厚さである。一方、それ以外の方向、例えば、ランプ同士が向き合う方向についてはランプ同士が加熱しあっても発光管が９００℃以上にならなければよく、実際には水冷層を１０ｍｍ以下にしてもランプの発光管の温度を適切な範囲に維持することができる。また、ランプに対して被処理物とは反対方向についても同様である。即ち、水冷層の厚さはランプから被処理物に向かう方向以外の方向は、ランプから被処理物に向かう方向に比べて薄くしてもよい。
【００１１】
しかし、図１２に示すような、円筒形状の内管１０２と外管１０３を組み合わせた２重管型の水冷ジャケット１０１では、ランプ１００から被処理物に向かう方向については水冷層１０４を厚く、ランプ１００同士が向き合う方向について薄くすることは難しい。例えば、外観が楕円形状の構造の水冷ジャケットが必要となる。また、そのような構造の水冷ジャケットを製作したとしても、外管の厚さは存在するので、その分はランプを接近させることができない。
【００１２】
本発明の目的は、ランプから被処理物への熱の影響を小さくするという水冷ジャケット付きのランプの特徴を生かしつつ、従来の１本のランプに対して（１つの内管と１つの外管とを備える）１つの水冷ジャケットを設けるような構成でなく、１つの水冷ジャケットに、水冷ジャケットの内部に向かう複数の筒状部材を形成し、実質上１つの外管に複数の内管を設けたような構成とし、その内管内にランプを挿入するように構成して、より広い照射流域を均一な照度で照射することのできる紫外線照射器、紫外線照射装置及び膜質改質方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、内部に冷却媒体を有する容器と、該容器の側面から内部方向に向かって該容器と一体または別体に構成された複数の筒状部材と、各筒状部材内に挿入された紫外線を含む光を放射する棒状のランプとからなり、前記容器の少なくとも一部と前記筒状部材が紫外線を透過する材質で構成されていることを特徴とする紫外線照射器である。
第２の手段は、第１の手段において、前記容器は上面板と下面板と側面板を備え、前記側面が前記側面板であり、前記容器の少なくとも一部が前記下面板であることを特徴とする紫外線照射器である。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記容器内に前記ランプからの光を反射する反射ミラーが設けられていることを特徴とする紫外線照射器である。
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段に記載の紫外線照射器と、該紫外線照射器からの紫外線が照射されて処理される被処理物が載置されるワークステージと、前記紫外線照射器と前記ワークステージとの間に配置され、前記紫外線照射器から照射される紫外線を遮光制御するシャッタとを備えることを特徴とする紫外線照射装置である。
第５の手段は、平面状に配列された複数の棒状のランプから放射される紫外線を含む光を、前記ランプを冷却する冷却媒体を介して、ウエハに形成された誘電体膜に照射し、該誘電体膜の膜質を改質することを特徴とする膜質改質方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ランプから被処理物に向かう方向における水冷層の厚さと、それ以外の方向の水冷層の厚さを異なるように設計することが容易となる。即ち、ランプ同士が向き合う方向の水冷層の厚さを薄くして、ランプ同士を接近して配置することが可能となる。さらに、ランプが向き合う方向には従来技術の水冷ジャケットのような外管を設ける必要がないので、その厚さ分ランプ同士を接近して配置することができる。その結果、被処理物に対する照度の均一度を良くすることができる。
また、水冷ジャケットの光照射に関係ない部分を金属で構成することにができ、加工が容易となり安価となる。また、水冷ジャケットの内部に反射ミラーを設けることができるので、反射ミラーを水冷ジャケットの外側に設ける場合に比べて、紫外線照射器の小型化を図ることができる。
このような紫外線照射器を用いることにより、ウエハに塗布された熱に弱く微妙な温度制御が必要な誘電体膜に紫外線を照射し、その特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態を図１ないし図５を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る紫外線照射器の斜視図、図２は図１に示す紫外線照射器のＢ−Ｂ断面図である。
これらの図において、１は紫外線を効率良く放射する、例えば、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の棒状のランプ、２は全体が紫外線を透過する石英ガラスからなる水冷ジャケット、２１は水冷ジャケット２の上面、２２は水冷ジャケット２の側面、２３は水冷ジャケット２の下面、２４は水冷ジャケット２の側面２２から内部方向に向かって形成されたランプ１を挿入する筒状部材、２５は水冷ジャケット２の外壁、２６は水冷ジャケット２に冷却水等の冷却媒体が導入される冷却水入口、２７は水冷ジャケット２から冷却水等の冷却媒体が排出される冷却水出口、２８は水冷ジャケット２の外壁２５と筒状部材２４との間に形成される水冷層、２９は筒状部材２４とランプ１との間に形成される空気層である。なお、筒状部材２４は、側面２２から連続して水冷ジャケット２と一体に構成され、紫外線を透過する。
【００１６】
これらの図に示すように、水冷ジャケット２は、上面２１、下面２３及び４つの側面２２からなる内部が空洞の１つの容器として構成され、側面２２には冷却水入口２６と冷却水出口２７が設けられており、冷却水入口２６から冷却水が空洞内に供給され、空洞内を流れた冷却水は冷却水出口２７から排出される。また、水冷ジャケット２の側面２２から内部方向に向かって開口する複数の筒状部材２４が側面２２と一体に形成されており、この筒状部材２４は１つの側面２２に対向する他の側面２２にまで貫通して設けられている。この各筒状部材２４内にランプ１が挿入されている。紫外線が照射される不図示の被処理物は、水冷ジャケット２の下面２３の下方に配置され、ランプ１からの光は、水冷ジャケット２の水冷層２８を介して被処理物に照射される。
【００１７】
図２に示すように、水冷ジャケット２の水冷層２８の厚さは、ランプ１から被処理物に向かう方向（ランプ１から水冷ジャケット２の下面２３方向）については厚く、被処理物を加熱させないために必要な厚さであり、例えば、その厚さは１０ｍｍである。一方、ランプ１同士が向き合う方向の厚さは、上記の厚さよりは薄く、例えば、４ｍｍであり、この厚さでもランプ１の発光管の温度を９００℃以下に保つことができる。その他の条件を従来のもの（ランプの管径３２ｍｍ、ランプと内管の隙間１ｍｍ、内管の厚さ１．５ｍｍ）と同じとすると、ランプ１の配置ピッチは４１ｍｍとなる。
【００１８】
図３は、ランプの配置ピッチとランプ並び方向の照度分布の関係を示すグラフである。
同図に示す照度分布は、右上図に示すように複数本の棒状ランプからφ３００ｍｍの照射領域に対して光を照射した場合の照度分布であり、ランプの配列ピッチ（隣合うランプの中心間距離）Ｐを４０ｍｍ、４７ｍｍ、５５ｍｍ、６５ｍｍとしたときのシミュレーションデータである。なお、ランプ中心から光照射面までの距離は３８０ｍｍであり、ランプの発光長は１２５ｍｍである。
【００１９】
図３に示すように、ランプの配列ピッチＰを４７ｍｍ、５５ｍｍ、６５ｍｍとしたときは、ランプと照射領域間に光の利用効率を上げて均一度を良くする反射ミラーを配置しても、照射領域の中央部の照度は低くなり、照度の均一性が悪い。一方、配列ピッチＰを４０ｍｍとしたときは、中央部の照度も高くなり、照度の均一性が改善される。照度の均一度は、Ｐ＝４０ｍｍの場合±６．４％、Ｐ＝４７ｍｍの場合±９．２％、Ｐ＝５５ｍｍの場合±１０．２％、Ｐ＝６５ｍｍの場合±１０．９％である。ランプの配列ピッチＰを狭くすると照度分布が良くなる理由は、ランプの配列ピッチＰが狭くなることにより、各ランプから放射される光が光照射領域で互いに十分重なり合うためと考えられる。
【００２０】
図１１に示した従来技術の個々のランプ１００に２重管型水冷ジャケット１０１を取り付けて並べた場合、水冷層１０４を１０ｍｍとすると、ランプ１００の配列ピッチＰは最も狭くしても６１ｍｍであった。これは、図３において配列ピッチＰを６５ｍｍとしたときの照度分布にほぼ相当し、照度の均一度は悪い。一方、本実施形態の発明では、図２に示すように、ランプ１の配列ピッチＰは４１ｍｍであり、この場合の照度分布は、図３において配列ピッチＰを４０ｍｍとしたときの照度分布にほぼ相当し、従来のものに比べて照度の均一度が良いことが分かる。
【００２１】
次に、ランプから被処理物に向かう方向の水冷層の厚さを１０ｍｍとした理由を以下に説明する。
図４は、水冷層の厚さと可視から近赤外にかけての光の透過率を示すグラフである。同図において、横軸は波長、縦軸は透過率である。水冷層の厚さを１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１００ｍｍとし、各々の場合の透過率を測定した。
同図に示すように、水冷層の厚い方が可視から近赤外にかけての光の透過率が低くなり、被処理物への熱の影響を少なくすることができる。ちなみに、波長８００ｎｍ〜１５００ｎｍの光のエネルギーは、水冷層の厚さが１ｍｍの場合２８％、５ｍｍの場合２３％、１０ｍｍの場合１９％、１００ｍｍの場合５．４％各々透過する。
【００２２】
図５は、水冷層の厚さと紫外領域の光の透過率を示すグラフである。同図において、横軸は波長、縦軸は透過率である。
同図に示すように、水冷層の厚さが１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの場合は、紫外線の透過率はほとんど変化しないが、１００ｍｍの厚さになると、特に、２００ｎｍ以下の波長の光の透過率は低くなる。先に述べたウエハに塗布された誘電体膜に紫外線を照射して処理する場合、誘電体膜の特性を向上させるために必要な紫外線の波長は２２０ｎｍ以下と考えられている。そのため、水冷層の厚さが厚すぎると、誘電体膜の処理に有効な波長の紫外線が減少する。
【００２３】
図４の測定結果と図５の測定結果を勘案すると、波長８００ｎｍ〜１５００ｎｍの光のエネルギーを８０％以上除去でき、また、２００ｎｍ以下の波長の紫外線の減少を少なくするためには、ランプから被処理物に向かう方向の水冷層の厚さを１０ｍｍとすることが良いことが分かる。
【００２４】
本発明の第２の実施形態を図６ないし図９を用いて説明する。
図６は、本実施形態の発明に係る紫外線照射器の分解斜視図である。
同図において、３は水冷ジャケット、３１は断面が略Ｕ字状に形成された金属製の上面板、３２は筒状部材３４の開口部と対向するように設けられた開口部を有する金属製の側面板、３３は紫外線を透過する石英ガラス等で構成された下面板、３４は紫外線を透過する石英ガラス等で構成された筒状部材、３５は水冷ジャケット３に冷却水等の冷却媒体が導入される冷却水入口、３６は水冷ジャケット２から冷却水等の冷却媒体が排出される冷却水出口である。
同図に示すように、水冷ジャケット３は符号３１〜符号３６で示される各構成部品を組み合わせて１つの容器として構成されるが、水冷ジャケット３の構造を分かりやすくするために各構成部品を分解し、また、冷却水が漏れないようにするためのシール構造等の細部の構造は省略して示されている。なお、図示されていないが、ランプは、各筒状部材３４内に挿入され、第１の実施形態の発明において使用したランプ１と同様のランプが使用される。
【００２５】
第１の実施形態の発明においては、水冷ジャケット２全体を石英ガラスで構成したが、本実施形態の発明に係る水冷ジャケット３のように、水冷ジャケット全体を石英ガラスで構成する必要はない。即ち、水冷ジャケット３の上面と２箇所の側面を各々アルミニウム等の金属製の上面板３１とアルミニウム等の金属製の側面板３２で構成し、水冷ジャケット３の下面と筒状部材を、上面板３１や側面板３２とは別体に、紫外線を透過する石英ガラス等の部材からなる下面板３３と筒状部材３４で構成し、さらに、水冷ジャケット３内にランプ１からの光を被処理物に向かって反射する反射ミラー３７を設ける。反射ミラー３７は上面板３１や側面板３２によって支持される。下面板３３は被処理物に紫外線を照射する出射口となる。
【００２６】
第１の実施形態の発明のように、水冷ジャケット２全体を石英ガラスのような部材で製作しようとすると、加工が難しく高価になるが、本実施形態の発明のように、光（紫外線）照射に関係ない個所を金属製部材で構成することにより、水冷ジャケット３の加工が容易となり安価となる。また、水冷ジャケット３内部に反射ミラー３７を設けることができるので、反射ミラーを水冷ジャケット３の外側に設ける場合に比べて、紫外線照射器の小型化を図ることができる。
【００２７】
次に、図６に示した水冷ジャケット３において、ランプ１を挿入した筒状部材３４と側面板３２のシール構造及び下面板３３と側面板３２とのシール構造について図７及び図８を用いて説明する。
図７及び図８は、各々ランプ１を挿入した筒状部材３４と側面板３２のシール構造及び下面板３３と側面板３２とのシール構造を説明するための一部断面図及び斜視図である。
これらの図において、４０は冷却水、４１はシール用リング部材、４２はワッシャ、４３はランプ１のベース、４４はランプホルダ、４５はランプホルダ４４の底部、４６はランプホルダ４４に設けられた貫通孔、４７はランプホルダ４４の凸部、４８は側面板３２に設けられた開口部、４９は下面板３３を押さえる下面板押え部材、５０はランプホルダ４４の凸部４７内に形成される孔、５１は筒状部材３４とシール用リング部材４１との間に設けられるＯリング、５２はシール用リング部材４１と側面板３２との間に設けられるＯリング、５３は側面板３２と下面板３３との間に設けられるＯリングである。
【００２８】
まず、ランプ１を挿入した筒状部材３４と側面板３２の部分のシール構造について説明する。棒状のランプ１を筒状部材３４に挿入する。筒状部材３４に挿入されたランプ１は両側からランプホルダ４４により保持する。ランプホルダ４４は、筒状部材３４の内径よりも小さい外形の凸部４７を有する凸型状に形成され、凸部４７にはランプ１のベース４３が挿入される孔５０が形成されている。ランプ１は凸部４７の孔５０にランプ１のベース４３を挿入することにより保持される。ランプホルダ４４には貫通孔４６が形成されており、この貫通孔４６からランプ１に接続された不図示のリード線が出される。
【００２９】
筒状部材３４は、ランプホルダ４４の凸部４７に被さり、筒状部材３４の端面が両側からランプホルダ４４の底部４５に挟まれる。金属製のランプホルダ４４の底部４５が筒状部材３４に直接触れると、石英管からなる筒状部材３４が傷つくおそれがあるので、両者の間には樹脂製のワッシャ４２が設けられる。さらに、筒状部材３４の両側では筒状部材３４の上からシール用リング部材４１が被せられる。シール用リング部材４１の内壁にはＯリング５１が設けられ、外壁にはＯリング５２が設けられている。なお、シール用リング部材４１の外径はランプホルダ４４の底部４５の外径に等しい。筒状部材３４がシール用リング部材４１に挿入されると、Ｏリング５１は筒状部材２４とシール用リング部材４１の内壁とにより挟まれる。これにより水冷ジャケット３の内側と筒状部材３４の内側（ランプ１が挿入されている側）とがシールされる。以上の構成において、ランプ１、筒状部材３４、ランプホルダ４４、及びシール用リング部材４１がランプユニットを構成する。水冷ジャケット３を構成する側面板３２には、ランプホルダ４４とシール用リング部材４１が挿入される凹状の開口部４８が形成されており、この開口部４８にランプユニットが挿入される。側面板３２の凹状の開口部４８にランプユニットが挿入されると、Ｏリング５２は側面板３２の開口部４８の内壁とシール用リング部材４１の外壁との間に挟まれ、これにより、水冷ジャケット３の内側と外側とがシールされる。
【００３０】
次に、光出射口の石英板からなる下面板３３と側面板３２の部分のシール構造について説明する。水冷ジャケット３の下面側、即ち、水冷ジャケット３の側面板３２の下面及び上面板３１の下面の全周に渡ってＯリング５３を設ける。側面板３２及び上面板３１の上にＯリング５２を置き、このＯリング５２の上に下面板３３を置き、その上から下面板押え部材４９により、下面板３３全周を押さえる。これにより、水冷ジャケット３の内側と外側とがシールされる。
【００３１】
図９は、第２の実施形態の発明に係る紫外線照射器を用いた紫外線照射装置の構成を示す図である。
同図において、６０は紫外線出射部としての紫外線照射器、６１は冷却水循環器、６２はランプ電源、６３はシャッタ駆動機構、６４は制御部、６５はシャッタ、６６は紫外線照射器６０から出射した光の広がりを限定する反射ミラー、６７はワークステージ、６８は、例えば、誘電体膜が形成されたウエハ等の紫外線処理される被処理物である。なお、その他の構成は図６に示した同符号の構成に対応する。
【００３２】
同図に示すように、この紫外線照射装置は、制御部６４によって冷却水循環器６１、ランプ電源６２、シャッタ駆動機構６３を制御する。制御部６４からの信号により、ランプ電源６２は紫外線照射器６０の各ランプ１に電力を供給し点灯する。また、制御部６４からの信号により、冷却水循環器６１は紫外線照射器６０の水冷ジャケット３内に冷却水を供給し、水冷ジャケット３内を流れ温度の上がった冷却水を再び冷却して水冷ジャケット３に供給する。なお、ランプ１は冷却水により温度制御されるので、ランプの空冷機構は不要となる。被処理物６８は、不図示の搬送機構により搬送され、ワークステージ６７上に載置される。
【００３３】
制御部６４からの信号により、シャッタ駆動機構６３が制御され、シャッタ６５が開かれると、紫外線照射器６０から被処理物６８への光照射が行われる。ランプ１からの光は、水冷ジャケット３の水冷層により、処理に不要な可視から赤外にかけての領域の波長の光と、ランプ１から放射される輻射熱が取り除かれ、ワークステージ６７上に置かれた被処理物６８の温度上昇が防がれる。また、紫外線照射器６０内のランプ１の配置ピッチは狭いので、被処理物６８全体が均一度良く照射される。被処理物６８に対して、予め設定した紫外線照射が行われると、制御部６４からの信号により、シャッタ駆動機構６３が制御され、シャッタ６５が閉じられて処理が終了する。処理終了後、不図示の搬送機構により被処理物６８がワークステージ６７から搬出され、次に処理される被処理物６８が搬入される。
【００３４】
次に、本発明の第３の実施形態を図１０を用いて説明する。
図１０は、本実施形態の発明に係る紫外線照射器の斜視図である。
同図において、７は水冷ジャケット、７１は断面が湾曲状に形成された金属製の上面板、７２は筒状部材３４の開口部と対向するように設けられた開口部を有する金属製の側面板である。その他の構成は図６に示した同符号の構成に対応する。
同図に示すように、水冷ジャケット４の下面板３３は平板状のものが用いられるが、上面板７１は断面が湾曲状のように種々の形状のものを用いることが可能である。
【００３５】
なお、上記の各実施形態に示した紫外線照射器は、水冷ジャケットの一方の側面からこの側面に対向する他方の側面に貫通するように、両端が開口した筒状部材を設けたが、水冷ジャケットの一方の側面から内部に、一方のみ開口し他方が閉口した筒状部材を設けるようにしてもよい。その際、この筒状部材に挿入されるランプに接続される２本のリード線は、この開口部分から引き出されることになる。
また、上記の各実施形態に示した紫外線照射器では、冷却媒体として冷却水を用いてランプを冷却する場合について説明したが、冷却媒体は、目的とする波長の光が透過し、ランプの過熱を防ぐものであれば、水以外の液体や気体を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態の発明に係る紫外線照射器の斜視図である。
【図２】図２は図１に示す紫外線照射器のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】ランプの配置ピッチとランプ並び方向の照度分布の関係を示すグラフである。
【図４】水冷層の厚さと可視から近赤外にかけての光の透過率を示すグラフである。
【図５】水冷層の厚さと紫外領域の光の透過率を示すグラフである。
【図６】第２の実施形態の発明に係る紫外線照射器の分解斜視図である。
【図７】各々ランプ１を挿入した筒状部材３４と側面板３２のシール構造及び下面板３３と側面板３２とのシール構造を説明するための一部断面図である。
【図８】各々ランプ１を挿入した筒状部材３４と側面板３２のシール構造及び下面板３３と側面板３２とのシール構造を説明するための斜視図である。
【図９】第２の実施形態の発明に係る紫外線照射器を用いた紫外線照射装置の構成を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の発明に係る紫外線照射器の斜視図である。
【図１１】従来技術に係る２重管型の水冷ジャケットを備えた紫外線照射器の概略構成を示す斜視図及び紫外線照射器の断面図である。
【図１２】２重管型の水冷ジャケット付きのランプを複数並べて配置した紫外線照射器の光軸に垂直な断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  棒状ランプ
２  水冷ジャケット
２１  上面
２２  側面
２３  下面
２４  筒状部材
２５  外壁
２６  冷却水入口
２７  冷却水出口
２８  水冷層
２９  空気層
３  水冷ジャケット
３１  上面板
３２  側面板
３３  下面板
３４  筒状部材
３５  冷却水入口
３６  冷却水出口
４０  冷却水
４１  シール用リング部材
４２  ワッシャ
４３  ベース
４４  ランプホルダ
４５  底部
４６  貫通孔
４７  凸部
４８  開口部
４９  下面板押さ部
５０  孔
５１  Ｏリング
５２  Ｏリング
５３  Ｏリング
６０  紫外線照射器
６１  冷却水循環器
６２  ランプ電源
６３  シャッタ駆動機構
６４  制御部
６５  シャッタ
６６  反射ミラー
６７  ワークステージ
６８  被処理物
７  水冷ジャケット
７１  上面板
７２  側面板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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