(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キセノンガスによるエキシマ分子発光を利用した放電ランプが収容されたランプハウスと、
このランプハウスの光照射窓を構成し、放電ランプからの紫外光を透過する、合成石英ガラスよりなる窓板部材と、
波長６００〜７００ｎｍの被検出光を検出する光検出手段とを備え、
ランプハウスの壁部に、波長６００〜７００ｎｍの光を透過する監視用窓が、光検出手段を放電ランプからの光が直接的に到達しない位置に配設できる位置に形成されており、  光検出手段が、窓板部材の一部を臨む位置であって、窓板部材から放射され監視用窓を介して到達する被検出光を受ける位置に配設されていることを特徴とする真空紫外光照射装置。
【請求項２】
キセノンガスによるエキシマ分子発光を利用した放電ランプが収容されたランプハウスと、
このランプハウスの光照射窓を構成し、放電ランプからの紫外光を透過する、合成石英ガラスよりなる窓板部材と、
波長６００〜７００ｎｍの被検出光を検出する光検出手段とを備え、
光検出手段は、遮蔽部材によって放電ランプから放射される光の入射が防止された位置に設けられていることを特徴とする真空紫外光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプより放射される紫外光を被処理物に照射するための真空紫外光照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ウエハーまたは半導体などの被処理物の表面の洗浄処理、またはその表面における極薄酸化膜の生成処理などの種々のプロセスにおいては、被処理物に対して、例えば波長が２００ｎｍ未満である真空紫外光を照射することが行われている。
【０００３】
このような光照射処理に用いられる真空紫外光照射装置の一例においては、放電ランプとして、例えばキセノンガスによるエキシマ分子発光を利用した誘電体バリア放電ランプであるキセノンランプなどが利用されると共に、この放電ランプから放射される真空紫外光が、合成石英ガラスにより形成された窓板部材により構成された光照射窓を介して被処理物に照射されるよう構成されている（特開平９−３０２３２６号公報参照）。
ここで、窓板部材を形成する材質として合成石英ガラスを用いる理由は、例えば四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ4 ）を加熱合成することにより得られる、高純度で光の透過率が高い合成石英ガラスは、天然の水晶（ケイ砂）を溶融することにより得られる、比較的不純物の混在割合が大きい溶融石英ガラスと比して、真空紫外光の高い透過率を有するためである。
【０００４】
然るに、窓板部材を形成する合成石英ガラスは、放電ランプから放射される真空紫外光や熱の作用により電子欠陥を生じる。このため、真空紫外光の一部は合成石英ガラスに吸収され、透過光の強度が減退するようになる。このため、真空紫外光照射装置を長い期間使用して、窓板部材を形成する合成石英ガラスが劣化した場合には、被処理物に対して照射される真空紫外光の強度が、意図せずに不十分となってしまう、という問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、光照射窓を構成する窓板部材を形成する合成石英ガラスにおける変質状態を、検出することは困難であった。
【０００６】
本発明は、以上のような問題を解決し、光照射窓を構成する窓板部材を形成する合成石英ガラスの変質状態を確実に検出することができる真空紫外光照射装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の真空紫外光照射装置は、キセノンガスによるエキシマ分子発光を利用した放電ランプが収容されたランプハウスと、
このランプハウスの光照射窓を構成し、放電ランプからの紫外光を透過する、合成石英ガラスよりなる窓板部材と、
波長６００〜７００ｎｍの被検出光を検出する光検出手段とを備え、
ランプハウスの壁部に、波長６００〜７００ｎｍの光を透過する監視用窓が、光検出手段を放電ランプからの光が直接的に到達しない位置に配設できる位置に形成されており、  光検出手段が、窓板部材の一部を臨む位置であって、窓板部材から放射され監視用窓を介して到達する被検出光を受ける位置に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の真空紫外光照射装置は、キセノンガスによるエキシマ分子発光を利用した放電ランプが収容されたランプハウスと、
このランプハウスの光照射窓を構成し、放電ランプからの紫外光を透過する、合成石英ガラスよりなる窓板部材と、
波長６００〜７００ｎｍの被検出光を検出する光検出手段とを備え、
光検出手段は、遮蔽部材によって放電ランプから放射される光の入射が防止された位置に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明の真空紫外光照射装置によれば、光照射窓を構成する窓板部材を形成する合成石英ガラスは、劣化することによって波長が６００〜７００ｎｍの波長域における蛍光を放射するものであるところ、この蛍光が被検出光として光検出手段により検出されるので、当該窓板部材を形成する合成石英ガラスにおける劣化の存在を簡便に発見することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る真空紫外光照射装置の構成を示す説明用断面図である。
図１において、１０はランプハウスであって、その下面に光照射窓１１が設けられており、当該ランプハウス１０の内部には、例えばアルミニウムよりなる冷却ブロック１３が設けられており、この冷却ブロック１３の下面には、それぞれ断面が半円形の複数（図１においては３つ）の溝１３１が、紙面に垂直な方向に伸びるよう互いに平行に並んで形成されており、これらの溝１３１の各々において、当該溝１３１の内径と適合する外径を有する棒状の放電ランプ１２が配設されて収納されている。また、ランプハウス１０の内部は、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが充填されている。
ここで、光照射窓１１は、放電ランプ１２の正面に対向する位置に窓板部材１１１が配置されて構成されている。
【００１１】
冷却ブロック１３と、ランプハウス１０の側壁部との間に形成された空隙には、光検出手段１４が配設されており、この光検出手段１４は、その最下端部が、冷却ブロック１３の下面のレベルより上方となり、放電ランプ１２から放射される光から遮蔽された第１の遮蔽位置において、受光部１４１が窓板部材１１１に対して斜めに対向して面する状態とされている。
【００１２】
光照射窓１１は、平板状の合成石英ガラスにより形成された窓板部材１１１により構成されており、放電ランプ１２から放射される、例えば波長が２００ｎｍ以下の真空紫外光を透過して下方に照射するものである。
【００１３】
放電ランプ１２としては、キセノンガスによるエキシマ分子発光を利用した、キセノンランプなどの誘電体バリア放電ランプが用いられる。
具体的には、図２に示すように、例えば合成石英ガラスなどの誘電体よりなる円筒状の外側管２と、この外側管２内にその管軸に沿って配置された、当該外側管２の内径より小さい外径を有する、例えば合成石英ガラスなどの誘電体よりなる円筒状の内側管３と、この外側管２および内側管３により形成された円筒状の空間の両端部を気密に閉塞する端壁５、６とよりなる二重管構造を有する密閉型の放電容器４を有する構成とされ、この放電容器４により円筒状の放電空間Ｓが形成され、この放電空間Ｓにはキセノンガスが封入されている。
【００１４】
この放電容器４を形成する外側管２には、その外周面に密接した状態で、例えば金網などの導電性材料よりなる網状の一方の電極７が設けられていると共に、内側管３には、その内周面に密接した状態で、例えばアルミニウム板よりなる他方の電極８が設けられた構成とされており、この一方の電極７および他方の電極８は、高周波電源９に接続されている。
【００１５】
光検出手段１４としては、６００〜７００ｎｍの波長域の範囲における任意の波長を有する紫外光を検知する半導体受光素子よりなる受光部１４１により構成されたものを用いることができる。
半導体受光素子としては、例えば１９０〜１１００ｎｍの波長を有する光を検知するシリコンフォトダイオードなどを用いることができる。
【００１６】
以上において、光照射窓１１および放電ランプ１２における寸法例を挙げると、当該光照射窓１１を構成する窓板部材１１１の厚さが５ｍｍ、幅（図１において左右方向）が２３０ｍｍ、長さ（図１において紙面に垂直な方向）が２３０ｍｍであって、放電容器４を形成する外側管２における全長が１００．０ｍｍ、外径が２６．５ｍｍ、肉厚が１．０ｍｍであり、内側管３における全長が１００．０ｍｍ、内径が１６．０ｍｍ、肉厚が１．０ｍｍであって、当該放電容器４の内部に、キセノンガスが３３ｋＰａの圧力で封入されている。
【００１７】
本発明の真空紫外光照射装置においては、高周波電源９から入力電力が供給されて放電ランプ１２が点灯状態とされることにより放射された真空紫外光が、光照射窓１１を介して被処理物に対して照射されて、所期の光照射処理が行われる。
【００１８】
そして、真空紫外光照射装置が長い期間にわたって使用された場合には、放電ランプ１２からの真空紫外光や熱の作用に起因して、窓板部材１１１を形成する合成石英ガラスが劣化し、当該窓板部材１１１から波長６００〜７００ｎｍの光が放射されるところ、当該光が被検出光として光検出手段１４により検出され、これにより、窓板部材１１１を形成する合成石英ガラスに劣化が生じていることが指摘される。
【００１９】
このように被検出光が検出されることにより、合成石英ガラスが劣化していることが発見された場合には、光照射窓１１から照射される真空紫外光の強度が不足しないように、例えば当該窓板部材１１１を新しいものと交換するなどの適宜の処理が行われる。
【００２０】
以上において、合成石英ガラスは、真空紫外光や熱の作用により電子欠陥を生じ、この電子欠陥が、放電ランプ１２から放射される波長２００〜４００ｎｍの紫外光を吸収する結果、波長６００〜７００ｎｍの被検出光を放射するものと考えられる。
【００２１】
ここで、放電ランプ１２を構成する放電容器４が合成石英ガラスよりなるものである場合には、当該放電容器４からは、その劣化に伴って上述のように被検出光と同じ波長を有する擬似光が放射されるが、光検出手段１４が前記第１の遮蔽位置に配設されていることにより、当該擬似光は、冷却ブロック１３により遮蔽されて、直接的に光検出手段１４の受光部１４１に到達することがなく、従って、光検出手段１４において、窓板部材１１１から放射される所期の被検出光を確実に検出することができる。
【００２２】
本発明の真空紫外光照射装置によれば、光照射窓を構成する窓板部材である合成石英ガラスにおける劣化の状態を確実に検出することができるため、適宜の処理を行うことにより、光照射窓から、常に所期の強度の真空紫外光を照射することができる。
【００２３】
図３乃至図５は、本発明の他の実施例に係る真空紫外光照射装置の構成を示す説明用断面図である。
図３に示す真空紫外光照射装置おいては、ランプハウス１０の側壁部１０Ａに形成された開口を塞ぐように、波長６００〜７００ｎｍの光を透過する監視用窓１５が設けられている。そして、光検出手段１４が、ランプハウス１０の当該側壁部１０Ａの外側において、監視用窓１５を介して窓板部材１１１の一部を臨む位置であって、当該窓板部材１１１から放射された、当該監視用窓１５を介して到達する被検出光を受けることができる位置に配設されており、その他の構成は、上記の図１の構成例と同様とされている。
【００２４】
以上において、監視用窓１５は、光検出手段１４を、放電容器４からの擬似光が直接的に到達しない位置に配設することができる位置であって、例えばその最下端部が冷却ブロック１３の下面のレベルより上方となる第２の遮蔽位置に形成されている。
【００２５】
監視用窓１５は、例えば可視光を透過して、紫外光を遮断する波長選択特性を有するものであることが好ましい。このような監視用窓を構成する材質としては、例えば溶融石英ガラスまたは硬質ガラスを挙げることができる。
【００２６】
以上の真空紫外光照射装置においては、冷却ブロック１３およびランプハウス１０の壁部により、擬似光が遮蔽されるため、窓板部材１１１から放射される被検出光を確実に検出することができる。
【００２７】
また、監視用窓１５が、可視光のみを透過する波長選択特性を有するものである場合には、作業員の目視による確認を行うことも可能である。この場合には、窓板部材に劣化が生じていることにより、被検出光である波長６００〜７００ｎｍの赤色様の蛍光が視認される。
【００２８】
また、図４に示す真空紫外光照射装置においては、ランプハウス１０の下方位置において、板状の遮蔽部材１６により、放電ランプ１２から放射される光の入射が防止された光遮蔽空間Ｄが形成されており、この光遮蔽空間Ｄの内部に、窓板部材１１１の一端部が伸びて位置されると共に、受光部１４１が、この窓板部材１１１の一端部の側面に対向するよう光検出手段１４が配設された構成とされており、その他は、上記の図１の構成例と同様の構成とされている。
以上の構成においては、光検出手段１４において、窓板部材１１１の側面から放射された被検出光を確実に検出することができる。
【００２９】
また、図５に示す真空紫外光照射装置においては、ランプハウス１０の外部に配設された光検出手段１４と、光照射窓１１を構成する窓板部材１１１とが、例えば光ファイバーなどの導光手段１７によって、光伝達可能な態様で接続されている他は、上記の図１の構成例と同様の構成とされている。
【００３０】
この構成においては、窓板部材１１１から放射される被検出光は、導光手段１７によって導かれて、光検出手段１４において検出されるが、放電容器４からの擬似光は、ランプハウス１０の壁部によって遮蔽されて光検出手段１４に到達することがない。その結果、光検出手段１４において、窓板部材１１１からの被検出光を確実に検出することができる。
【００３１】
以上、本発明を具体的な形態に基づいて説明したが、本発明は、上述の例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。
例えば被検出光の強度を適宜の測定手段によって測定することが可能な構成とすることができ、これにより、窓板部材を形成する合成石英ガラスの劣化の程度を検出することができ、好適な窓板部材の交換時期を知ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の真空紫外光照射装置によれば、光照射窓を構成する窓板部材を形成する合成石英ガラスは、劣化することによって波長が６００〜７００ｎｍの波長域における蛍光を放射するものであるところ、この蛍光が被検出光として光検出手段により検出されるので、当該窓板部材を形成する合成石英ガラスにおける劣化の存在を簡便に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る真空紫外光照射装置の構成を示す説明用断面図である。
【図２】放電ランプの一例における構成を管軸に沿った断面で示す説明用断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る真空紫外光照射装置の構成を示す説明用断面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る真空紫外光照射装置の構成を示す説明用断面図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る真空紫外光照射装置の構成を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
２  外側管
３  内側管
４  放電容器
５  端壁部
６  端壁部
７  電極
８  電極
９  高周波電源
１０ランプハウス
１０Ａ  側壁部
１１  光照射窓
１１１  窓板部材
１２  放電ランプ
１３  冷却ブロック
１３１  溝
１４  光検出手段
１４１  受光部
１５  監視用窓
１６  遮蔽部材
１７  導光手段
Ｄ  光遮蔽空間
Ｓ  放電空間
【図１】
0004066693.tif 000002
【図２】
0004066693.tif 000003
【図３】
0004066693.tif 000004
【図４】
0004066693.tif 000005
【図５】
0004066693.tif 000006