(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと、該反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路とを有する紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された複数の細孔を有し、前記排気通路は長手方向の一端が閉鎖された閉鎖端部と、該閉鎖端部の反対側の吸引端部とを有し、該吸引端部から空気を排出することにより前記細孔から空気を吸引する構成であり、前記細孔の大きさは、前記排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
請求項１記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って複数の領域に分割され、隣接する２つの領域のうち前記排気通路の閉鎖端部側の領域における前記細孔は、前記吸引端部側の領域における前記細孔より大きいことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の紫外線照射装置であって、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿った前記細孔の間隔は部分的に異なることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項４】
並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと、該反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路を有する紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは、隣接する前記低圧水銀ランプの間に突出する突出反射部を有し、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された複数の細孔を有し、かつ前記排気通路は長手方向の一端が閉鎖された閉鎖端部と、該閉鎖端部の反対側の吸引端部とを有し、該吸引端部から空気を排出することにより前記細孔から空気を吸引する構成であり、前記細孔の大きさは、前記排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくなることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項５】
請求項４記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーの突出反射部は、隣接する前記低圧水銀ランプの間の中間に頂点を有する三角形の２辺により画成される形状であることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項６】
請求項５記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは金属板よりなり、前記突出反射部は金属板を曲げ成形することにより形成されたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項７】
請求項６記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って複数の領域に分割され、隣接する２つの領域のうち前記排気通路の閉鎖端部側の領域における前記細孔は、前記吸引端部側の領域における前記細孔より大きいことを特徴とする紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紫外線照射装置に係り、特に半導体製造工程において、各種プラズマプロセス後の電荷を消去するための紫外線照射装置に関する。
【０００２】
フラッシュメモリの製造工程において、エッチング処理等のプラズマプロセス後の電荷を消去する工程において、低圧水銀ランプによる紫外線照射が広く利用されている。すなわち、半導体ウェハに対して紫外線を照射して半導体ウェハの電荷を消去する。これに使用する低圧水銀ランプは消耗品であり、ある程度の使用時間が経過すると照度が規定値以下となるため交換する必要がある。したがって、低圧水銀ランプの交換に関る費用を低減するという要求がある。また、低圧水銀ランプの照射効率を上げて照射時間を短縮し、生産性を向上するという要求もある。
【０００３】
【従来の技術】
図１は、半導体ウェハの電荷消去用に用いられる従来の紫外線照射装置１の概略構成図であり、図２は図１に示す紫外線照射装置の側面図である。紫外線照装置１は、筐体内に設けられた載置台としてのウェハ受板２と、ウェハ受板２の上方に設けられた複数の低圧水銀ランプ４とを有する。低圧水銀ランプ４は例えば波長２５４ｎｍの紫外線を発光し、ウェハは受板２上に載置された被照射体としてのウェハＷに紫外線を照射する。この紫外線照射により、ウェハＷの電荷を消去する。
【０００４】
低圧水銀ランプ４の上側には反射ミラー３が設けられる。反射ミラー３は、なるべく多くの紫外線がウェハＷに照射されるように、低圧水銀ランプ４から上方に向かって投射される紫外線をウェハＷの方向へと反射する。また、低圧水銀ランプ４の側面側にも反射ミラー５が設けられる。
【０００５】
図３は反射ミラー３を反射面側から見た平面図である。反射ミラー３は排気通路７の下面として形成されており、図３に示すように、反射ミラー３には多数の細孔である排気孔３ａが設けられている。反射ミラー３を下面として構成される排気通路７は、その一端（図２の右側）は閉鎖され、他端側（図２左側）から空気が吸引される。したがって、低圧水銀ランプ４の管壁の温度上昇により加熱された空気は、排気孔３ａを通じて排気通路７に吸い込まれ、紫外線照射装置１の外部へと排気される。これにより、低圧水銀ランプ４の周囲の加熱された空気を排気し、低圧水銀ランプ４の管壁の温度が過度に上昇しないうようにしている。また、排気通路７の上方には水冷冷却機構９が設けられ、低圧水銀ランプ４を含む紫外線照射装置１全体を冷却して、過度の温度上昇を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示す排気孔３ａは、例えば直径１０ｍｍの円形の孔であり、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って整列して配置されている。上述のように、排気通路７内の空気はその一端側から吸引されて排気されるため、排気通路７の一端側と他端側とでは圧力差が生じ、排気孔３ａから吸引する空気量に偏りが生じる。すなわち、吸引側（図２の左側）に近い排気孔３ａからの空気の吸引量は、反対側（図２の右側）に近い排気孔３ａからの吸引量より多くなってしまう。
【０００７】
したがって、吸引側の反対側における低圧水銀ランプ４の温度が適度となるように排気通路７の排気量を調整すると、吸引側における低圧水銀ランプ４が過度に冷却され、低圧水銀ランプ４を全体に一様に冷却することができなくなってしまう。これにより、低圧水銀ランプ４の管壁に過度に冷却された部分が生じてしまい、紫外線の照射効率が低下するという問題がある。
【０００８】
また、図３に示す反射ミラー３は反射面が単に平面形状であり、反射効率が考慮されていない。すなわち、図１の矢印で示すように、低圧水銀ランプ４の上側の部分から投射された紫外線は、ウェハＷ以外の方向に反射されたり、反射されずに装置内の側部に照射されたりする。このように、単なる平面形状の反射面を有する反射ミラー３は、紫外線を効率的にウェハＷの方向に向けるための考慮がなされておらず、効率的な紫外線照射が行われていないという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ランプを一様に冷却して最適なランプの管壁温度を達成し、ランプからの紫外線を効率的に反射して被照射体に効率的に紫外線を照射することのできる紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１記載の発明は、並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと、該反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路とを有する紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された複数の細孔を有し、該細孔のうちの一部は他の細孔とは異なる大きさであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、反射ミラーから吸引される空気の量を低圧水銀ランプの長手方向に沿って部分的に変えて冷却の程度を部分的に調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って冷却効果にバラツキが生じる場合でも、反射ミラーの細孔の大きさを部分的に変更することにより一様な冷却効果を得ることができる。これにより低圧水銀ランプの管壁温度を一様にすることができ、低圧水銀ランプの寿命が向上する。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の紫外線照射装置であって、前記排気通路は長手方向の一端が閉鎖された閉鎖端部と、該閉鎖端部の反対側の吸引端部とを有し、該吸引端部から空気を排出することにより前記細孔から空気を吸引する構成であり、前記細孔の大きさは、前記排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくなるように形成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、排気通路の吸引側端部側からの空気吸引量のほうが閉鎖端部側からの空気吸引量より多くなってしまうという空気吸引量の不均一を、細孔の大きさを排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくすることによって解消し、低圧水銀ランプの長手方向に沿って一様な管壁温度を達成することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って複数の領域に分割され、隣接する２つの領域のうち前記排気通路の閉鎖端部側の領域における前記細孔は、前記吸引端部側の領域における前記細孔より大きいことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、一つの領域内では細孔の大きさを等しくすることにより、例えばプレス加工により細孔を形成する場合に、細孔用の抜き型のサイズを少なくすることができ、反射ミラーの加工が容易となる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置であって、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿った前記細孔の間隔は部分的に異なることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、細孔の間隔を部分的に異ならせることにより、細孔の密度を部分的に変えることができ、反射ミラーを介して吸引する空気量を部分的に調整することができる。したがって、細孔の大きさを変えることに加えて細孔の間隔を部分的に異ならせることにより、低圧水銀ランプの長手方向に沿って管壁温度を調整することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと、該反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路とを有する紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された大きさの等しい複数の細孔を有し、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿った前記細孔の間隔は部分的に異なることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、細孔の間隔を部分的に異ならせることにより、細孔の密度を部分的に変えることができ、反射ミラーを介して吸引する空気量を部分的に調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って管壁温度を調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って冷却効果にバラツキが生じる場合でも、反射ミラーの細孔の間隔を部分的に変更することにより一様な冷却効果を得ることができる。これにより低圧水銀ランプの管壁温度を一様にすることができ、低圧水銀ランプの寿命が向上する。
【００２１】
請求項６記載の発明は、並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーとを有する紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは、隣接する前記低圧水銀ランプの間に突出する突出反射部を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項６記載の発明によれば、低圧水銀ランプから放射された紫外線を突出反射部により効率的に被照射体に向かって反射することができ、突出反射部を有しない反射ミラーに比べて隣接する低圧水銀ランプの間の領域における被照射体上での紫外線照度を増大することができる。これにより、被照射体上での紫外線照度が全体に渡って均一となり、被照射体に対して高品質の処理を行うことができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーの突出反射部は、隣接する前記低圧水銀ランプの間の中間に頂点を有する三角形の２辺により画成される形状であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、突出反射部が直線形状により構成されるため、簡単に反射ミラーを設計し加工することができる。
【００２５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは金属板よりなり、前記突出反射部は金属板を曲げ成形することにより形成されたことを特徴とする紫外線照射装置。
【００２６】
請求項８記載の発明によれば、突出部を有する反射ミラーを板金加工により安価に製造することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項６乃至８のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路を更に有し、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された大きさの等しい複数の細孔を有し、前記排気通路は長手方向の一端が閉鎖された閉鎖端部と、該閉鎖端部の反対側の吸引端部とを有し、該吸引端部から空気を排出することにより前記細孔から空気を吸引する構成であり、前記細孔の大きさは、前記排気通路の吸引側の端部から閉鎖された端部に向かって次第に大きくなるように形成されたことを特徴とするものである。
【００２８】
請求項９記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加えて、反射ミラーを介して吸引される空気量を低圧水銀ランプの長手方向に沿って部分的に変えて冷却の程度を部分的に調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って冷却効果にバラツキが生じる場合でも、反射ミラーの細孔の大きさを部分的に変更することにより一様な冷却効果を得ることができる。これにより低圧水銀ランプの管壁温度を一様にすることができ、低圧水銀ランプの寿命が向上する。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の紫外線照射装置であって、前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って複数の領域に分割され、隣接する２つの領域のうち前記排気通路の閉鎖端部側の領域における前記細孔は、前記吸引端部側の領域における前記細孔より大きいことを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１０記載の発明によれば、一つの領域内では細孔の大きさを等しくすることにより、例えばプレス加工により細孔を形成する場合に、細孔用の抜き型のサイズを少なくすることができ、反射ミラーの加工が容易となる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００３１】
図４は、本発明の第１実施例による紫外線照射装置に設けられる反射ミラーの平面図である。本発明の第１実施例による紫外線照射装置は、図１に示す紫外線照射装置１において、反射ミラー３を図４に示す反射ミラー１３に置き換えたものであり、反射ミラー以外の構成は図１及び図２に示す構成と同等であるため、その図示及び説明は省略する。
【００３２】
本発明の第１実施例による紫外線照射装置は、反射ミラーに形成される細孔としての排気孔の大きさを排気流れ方向に沿って順次変えることにより、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って周囲の空気を均一に吸引するように構成している。
【００３３】
すなわち、図４に示すように、本実施例による反射ミラー１３において、排気孔（細孔）が設けられる領域は複数のゾーンに分割される。本実施例では、ゾーン１〜ゾーン４の４つのゾーンに分割される。そして、ゾーン毎に異なる寸法の排気孔が設けられる。より具体的には、吸引側に最も近いゾーン１には直径３ｍｍの排気孔（細孔）１３ａが形成され、次に吸引側に近いゾーン２には直径３．６ｍｍの排気孔（細孔）１３ｂが形成され、その次のゾーン３には直径４ｍｍの排気孔（細孔）１３ｃが形成され、吸引側から最も遠いゾーン４には直径６．８ｍｍの排気孔（細孔）１３ａが形成される。本実施例の場合、排気孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの配列ピッチは等しく設定している。
【００３４】
このように、排気通路７に沿って吸引側から反対側に向かって排気孔の大きさを順次大きくすることにより、吸引圧力が大きい吸引側では吸引量を抑制し、吸引圧力が小さくなる反対側では吸引量を増大する。したがって、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って、低圧水銀ランプ４により加熱された空気を均一に吸引して排気することができる。
【００３５】
図５は、従来の反射ミラーを用いた場合と、図４に示す排気孔の構成を有する反射ミラーを使用した場合の、低圧水銀ランプ４の管壁の温度を比較したグラフである。図５において、並列して設けられた４本の低圧水銀ランプ４（ランプＮｏ．１〜４）の管壁温度が示されており、その各々について、ステージ１（ＳＴＧ１）からステージ５（ＳＴＧ５）に相当する位置の管壁温度が示されている。ここで、ステージ１〜ステージ５は、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って配置されるウェハ受板のことであり、ステージ１が排気通路７の吸引側に位置し、ステージ５が吸引側から最も遠い位置となる。また、改善前、すなわち図３に示す従来の同寸法の排気孔が設けられた反射ミラーを用いた場合の管壁温度測定を菱形で示し、改善後、すなわち図４に示す排気孔が設けられた反射ミラーを用いた場合の管壁温度測定結果を正方形で示している。
【００３６】
図５からわかるように、改善前の反射ミラーでは、ランプＮｏ．１〜Ｎｏ．４のいずれにおいても、ステージ４及び５の位置に相当する部分の管壁温度が低くなっていたが、改善後の反射ミラーでは、ステージ４及び５に相当する部分の管壁温度が高くなり、且つステージ１〜３に相当する部分の管壁温度が低くなった。したがって、改善後の反射ミラーを用いた場合は、改善前の反射ミラーを用いた場合にくらべて、ランプ４の長手方向に沿って管壁温度が均一化されている。これにより、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って均一な温度分布を達成することができ、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って一様な強度の紫外線を照射することができる。
【００３７】
また、管壁温度が均一になることにより、低圧水銀ランプ４の寿命が延びるという効果もある。すなわち、低圧水銀ランプ４の寿命は、一般的にカソードのエミッタの飛散及びエミッタ分解による酸素の発生と、酸化水銀の生成、発光管の透過率の低下、初期照度のバラツキに依存することが知られている。ランプの管壁温度は、低圧水銀ランプ４の寿命を左右する重要なパラメータの一つである。したがって、管壁温度を均一化することにより部分的な寿命の劣化を無くし、結果的に低圧水銀ランプ４の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
なお、図５に示すグラフにおいて、各ランプＮｏ．１〜４において中央のステージ３に相当する部分の管壁温度が最も高くなっているが、これは、ランプの端側では熱が周囲に逃げ易いが、ランプの中央部分は熱が逃げにくいためである。
また、改善後の反射ミラーを用いた場合でも、低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って若干の温度の変化が認められるが、排気孔の大きさや間隔（ピッチ）を部分的に変更することにより、より均一な温度分布を達成することができる。排気口のピッチを部分的に変更することは、排気口の密度を部分的に変更することであり、これにより反射ミラー１３を介して吸引する空気量を低圧水銀ランプ４の長手方向に沿って部分的に調整することができ、上述の排気孔の大きさを変更することと同じ効果を奏することができる。ただし、排気孔の大きさの種類を増やしたり、ピッチを細かく変更したりすることは、反射ミラーの加工コストを上昇することとなり、実用上は図４に示す排気孔の構成でも十分である。
【００３９】
上述の反射ミラー１３は、金属板を板金加工することにより容易に成形することができる。すなわち、金属板の反射面側をメッキ処理等により高反射率とし、排気孔をプレス等により打ち抜くことで、反射ミラーを容易に製造することができる。反射ミラー１３を複数の領域に分けて、一つの領域内では排気口を同じ大きさとすることにより、打ち抜き型の種類をある程度の数に減らすことができ、反射ミラーの製造が容易となる。
【００４０】
次に本発明の第２実施例による紫外線照射装置について図６を参照しながら説明する。図６は本発明の第２実施例による紫外線照射装置２０の概略構成を示す図である。本発明の第２実施例による紫外線照射装置は、図１に示す紫外線照射装置１において、反射ミラー３を反射ミラー２３に置き換えたものである。図６において、図１に示す構成部品と同等な部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４１】
本実施例における反射ミラー２３には、図６に示すように頂部が隣接する低圧水銀ランプ４の間に突出するように突出反射部が２３ａ形成される。反射ミラー２３は、例えば金属板をプレス等により連続した山型（あるいは波形）に屈曲加工することにより容易に形成することができる。
【００４２】
反射ミラー２３の突出反射部２３ａの頂上部分は、隣接するランプ４の間の中央に位置し、反射ミラー２３の谷の部分にランプが配置される。したがって、各低圧水銀ランプ４から照射される紫外線は、突出反射部２３ａの傾斜した部分により効率的にウェハＷの方向に反射されることとなる。図７は反射ミラーにより反射された紫外線の光路を示す図であり、(ａ）は従来の平面状の反射ミラー３による反射の態様を示し、（ｂ）は本実施例における反射ミラー２３による反射の態様を示す。図７において、２重の円は低圧水銀ランプ４の管壁の断面を表しており、多数の直線は低圧水銀ランプ４の一点から放射されて反射ミラーにより反射された紫外線の光路を表している。また、図７（ａ）及び（ｂ）の下に示される面は、ウェハＷの表面に相当する光照射面である。
【００４３】
図７（ａ）及び（ｂ）を比較すると分かるように、従来の平面状の反射ミラーではランプの上部から水平方向に近い角度で放射された紫外線は、反射ミラーに当たることなく装置の側部に照射されてしまうが、本実施例における山形反射ミラー２３によれば、水平方向に近い角度で放射された紫外線の大部分は突出反射部２３ａの傾斜部分に当たってウェハＷの方向に反射される。したがって、照射面(ウェハの表面)に到達する光路の密度は、本実施例による山形反射ミラー２３の場合のほうがはるかに大きく、従来よりも多くの紫外線が低圧水銀ランプ４の間の領域に相当するウェハＷの面に照射される。
【００４４】
図８は山形反射ミラー２３による照度の改善を示すグラフである。図８のグラフの横軸は低圧水銀ランプ４の長手方向に垂直な方向に沿った位置を表し、各数字の奇数番号は低圧水銀ランプ４の中間の位置に対応する照射面上の位置を示し、偶数番号は低圧水銀ランプ４の中心位置に対応する照射面上の位置を示す。また、現状、すなわち平面ミラーを用いた場合の照度分布を正方形で示し、改善後、すなわち本実施例による反射ミラー２３を用いた場合の照度分布を三角印にて示している。
【００４５】
図８のグラフからわかるように、従来の平面ミラーでは低圧水銀ランプ４の中間の領域に相当する部分の照度は、低圧水銀ランプ４の真下に相当する部分の照度より低く、照度分布にばらつきがあった。一方、本実施例による山形反射ミラー２３では、低圧水銀ランプ４の間の領域に効率的に紫外線が反射されるので、低圧水銀ランプ４の中間の領域に相当する部分の照度と低圧水銀ランプ４の真下に相当する部分の照度との差はほとんどなくなり、平面ミラーに比べるとほぼ一様な照度分布を得ることができる。
【００４６】
以上のように、低圧水銀ランプ４の水平方向に逃げていた紫外線を効率的にウェハＷの方向に反射できるため、ウェハＷ上での紫外線照度は１０％程度上向上する。また、本実施例による山形反射ミラー２３によれば、ウェハＷ全体に均一に紫外線照射を行うことができ、紫外線照度の低い領域での処理に基づいて決められていた紫外線照射時間を短縮することができる。
【００４７】
なお、本実施例では、突出反射部２３ａを３角形の２辺に相当する直線的な山形として形成することにより傾斜面が設けられているが、これに限ることなく、曲面状の傾斜面であってもよく、また、山頂部及び谷底部にＲ（丸み）が設けられてもよい。
【００４８】
また、本実施例では谷底部(山頂部)の角度を約１４２度に設定したが、これは低圧水銀ランプ４の配列寸法及び低圧水銀ランプ４の交換時における着脱の容易性から決められた角度であり、適宜変更してもよい。
【００４９】
また、上述の第１実施例による反射ミラーの構成と第２実施例の反射ミラーの構成とを組み合わせることにより更に照度の均一化をはかり、低圧水銀ランプ４の寿命を延ばすことができる。すなわち、図６に示す反射ミラー２３に、図４に示す排気孔を設けることにより、低圧水銀ランプ４の管壁温度を均一化しながら、効率的に紫外線をウェハＷに向けて反射し、均一な照度分布を得ることができる。
【００５０】
図９は、山形反射ミラー２３に図４に示すように大きさの順次異なる排気孔を設けた場合の低圧水銀ランプの照度低下を示すグラフである。グラフ中、点線は図３に示す従来の反射ミラーを使用した場合の照度の低下を示す。
【００５１】
低圧水銀ランプ４は、使用時間とともに照度が低下するため、一般的にある照度まで下がった時点でランプの寿命と判断し、ランプを交換する。低圧水銀ランプは一つの紫外線照射装置に例えば２０本装着されるが、これらを交換するときは交換の手間及び時間を考慮して全数取り換えることとなる。低圧水銀ランプは一本で約６万円程度の高価なランプであり、頻繁に交換すると半導体装置の製造コストに大きく影響する。
【００５２】
ここで、例えば、低圧水銀ランプ４の照度が２５ｍＷ／ｃｍ２に下がった時点を寿命として設定すると、図３に示すような従来の反射ミラーを用いた場合は、図９のグラフから判断すると約１１００時間となるが、山形反射ミラー２３に大きさの順次異なる排気孔を設けた場合では、約１５００時間となり、４００時間（３６％）も寿命が延びたこととなる。したがって、消耗品としての低圧水銀ランプ４の交換時間を大幅に延ばすことができ、結果として半導体装置の製造コストを低く抑えることができる。したがって、本発明による反射ミラーを用いた紫外線照射装置によれば、低圧水銀ランプに費やされるコストを低減でき、紫外線照射時間を短縮してスループットを向上することができ、フラッシュメモリ等の半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００５３】
なお、上述の実施例による紫外線照射装置は、波長２５４ｎｍの真空紫外線を照射する装置として説明したが、本発明は他の波長の紫外線を照射して処理を行う紫外線照射装置にも適用することができる。例えば、波長３６５ｎｍの紫外線をレジストに照射してレジストを硬化させるための紫外線照射装置や、波長１８３ｎｍの紫外線を照射して有機物を光洗浄するための紫外線照射装置等に適用することができる。
【００５４】
また、本発明による紫外線照射装置は、ウェハＷのような被照射体に対して紫外線を照射して様々な処理を行うものであるが、本発明は、このような処理を行う方法をも含むものである。
【００５５】
例えば、本発明による紫外線照射装置は、ウェハＷ上に塗布された紫外線硬樹脂等からなるレジストを硬化するために使用することができる。紫外線硬化レジストは、半導体素子をウェハ上に形成する際のマスクとして広く使用されている。本発明による紫外線照射装置を用いたレジスト硬化方法によれば、複数のウェハＷの全面に渡って一様な強度の紫外線を照射することができるので、レジストを効率的に短時間で硬化させることができる。
【００５６】
また、本発明による紫外線照射装置は、ウェハＷに付着した有機物の光洗浄にも使用することができる。すなわち、紫外線をウェハＷに照射してウェハＷに付着した不要な有機物を分解し除去する。本発明による紫外線照射装置を用いた有機物の光洗浄方法によれば、複数のウェハＷの全面に渡って一様な強度の紫外線を照射することができるので、有機物をむらなく短時間で硬化させることができる。
【００５７】
以上の如く、本明細書は以下の発明を開示する。
【００５８】
（付記１）並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、
該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、
前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと、
該反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路と
を有する紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーは、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された複数の細孔を有し、該細孔のうちの一部は他の細孔とは異なる大きさであることを特徴とする紫外線照射装置。
【００５９】
（付記２）付記１記載の紫外線照射装置であって、
前記排気通路は長手方向の一端が閉鎖された閉鎖端部と、該閉鎖端部の反対側の吸引端部とを有し、該吸引端部から空気を排出することにより前記細孔から空気を吸引する構成であり、
前記細孔の大きさは、前記排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくなることを特徴とする紫外線照射装置。
【００６０】
（付記３）付記２記載の紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って複数の領域に分割され、隣接する２つの領域のうち前記排気通路の閉鎖端部側の領域における前記細孔は、前記吸引端部側の領域における前記細孔より大きいことを特徴とする紫外線照射装置。
【００６１】
（付記４）付記１乃至３のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置であって、
前記低圧水銀ランプの長手方向に沿った前記細孔の間隔は部分的に異なることを特徴とする紫外線照射装置。
【００６２】
（付記５）並列に配置された複数の低圧水銀ランプと、
該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、
前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと、
該反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路と
を有する紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された大きさの等しい複数の細孔を有し、前記低圧水銀ランプの長手方向に沿った前記細孔の間隔は部分的に異なることを特徴とする紫外線照射装置。
【００６３】
（付記６）並列に配置された複数の低圧水銀ランプと
該低圧水銀ランプの下方に設けられ、該低圧水銀ランプからの紫外線が照射される被照射体を載置するための載置台と、
前記低圧水銀ランプの上方に配置され、前記低圧水銀ランプからの紫外線を反射する反射ミラーと
を有する紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーは、隣接する前記低圧水銀ランプの間に突出する突出反射部を有することを特徴とする紫外線照射装置。
【００６４】
（付記７）付記６記載の紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーの突出反射部は、隣接する前記低圧水銀ランプの間の中間に頂点を有する三角形の２辺により画成される形状であることを特徴とする紫外線照射装置。
【００６５】
（付記８）付記７記載の紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーは金属板よりなり、前記突出反射部は金属板を曲げ成形することにより形成されたことを特徴とする紫外線照射装置。
【００６６】
（付記９）付記６乃至８のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーにより画成され、前記低圧水銀ランプの周囲の空気を吸引して排気するための排気通路を更に有し、
前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って配列された大きさの等しい複数の細孔を有し、
前記排気通路は長手方向の一端が閉鎖された閉鎖端部と、該閉鎖端部の反対側の吸引端部とを有し、該吸引端部から空気を排出することにより前記細孔から空気を吸引する構成であり、
前記細孔の大きさは、前記排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくなることを特徴とする紫外線照射装置。
【００６７】
（付記１０）付記９記載の紫外線照射装置であって、
前記反射ミラーは前記低圧水銀ランプの長手方向に沿って複数の領域に分割され、隣接する２つの領域のうち前記排気通路の閉鎖端部側の領域における前記細孔は、前記吸引端部側の領域における前記細孔より大きいことを特徴とする紫外線照射装置。
【００６８】
（付記１１）付記１乃至１０のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置であって、
前記紫外線を照射して被照射体のレジストを硬化させるように構成したことを特徴とする紫外線照射装置。
【００６９】
（付記１２）付記１乃至１０のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置であって、
前記紫外線を照射して被照射体の有機物を光洗浄するように構成したことを特徴とする紫外線照射装置。
【００７０】
（付記１３）付記１乃至１２のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置を用いて、レジストに前記紫外線を照射して該レジストを硬化させることを特徴とするレジスト硬化方法。
【００７１】
（付記１４）付記１乃至１２のうちいずれか一項記載の紫外線照射装置を用いて、有機物に対して前記紫外線を照射して該有機物を分解除去することを特徴とする有機物の光洗浄方法。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００７２】
請求項１記載の発明によれば、反射ミラーから吸引される空気の量を低圧水銀ランプの長手方向に沿って部分的に変えて冷却の程度を部分的に調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って冷却効果にバラツキが生じる場合でも、反射ミラーの細孔の大きさを部分的に変更することにより一様な冷却効果を得ることができる。これにより低圧水銀ランプの管壁温度を一様にすることができ、低圧水銀ランプの寿命が向上する。
【００７３】
請求項２記載の発明によれば、排気通路の吸引側端部側からの空気吸引量のほうが閉鎖端部側からの空気吸引量より多くなってしまうという空気吸引量の不均一を、細孔の大きさを排気通路の吸引端部から閉鎖端部に向かって次第に大きくすることによって解消し、低圧水銀ランプの長手方向に沿って一様な管壁温度を達成することができる。
【００７４】
請求項３記載の発明によれば、一つの領域内では細孔の大きさを等しくすることにより、例えばプレス加工により細孔を形成する場合に、細孔用の抜き型のサイズを少なくすることができ、反射ミラーの加工が容易となる。
【００７５】
請求項４記載の発明によれば、細孔の間隔を部分的に異ならせることにより、細孔の密度を部分的に変えることができ、反射ミラーを介して吸引する空気量を部分的に調整することができる。したがって、細孔の大きさを変えることに加えて細孔の間隔を部分的に異ならせることにより、低圧水銀ランプの長手方向に沿って管壁温度を調整することができる。
【００７６】
請求項５記載の発明によれば、細孔の間隔を部分的に異ならせることにより、細孔の密度を部分的に変えることができ、反射ミラーを介して吸引する空気量を部分的に調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って管壁温度を調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って冷却効果にバラツキが生じる場合でも、反射ミラーの細孔の間隔を部分的に変更することにより一様な冷却効果を得ることができる。これにより低圧水銀ランプの管壁温度を一様にすることができ、低圧水銀ランプの寿命が向上する。
【００７７】
請求項６記載の発明によれば、低圧水銀ランプから放射された紫外線を突出反射部により効率的に被照射体に向かって反射することができ、突出反射部を有しない反射ミラーに比べて隣接する低圧水銀ランプの間の領域における被照射体上での紫外線照度を増大することができる。これにより、被照射体上での紫外線照度が全体に渡って均一となり、被照射体に対して高品質の処理を行うことができる。
【００７８】
請求項７記載の発明によれば、突出反射部が直線形状により構成されるため、簡単に反射ミラーを設計し加工することができる。
【００７９】
請求項８記載の発明によれば、突出部を有する反射ミラーを板金加工により安価に製造することができる。
【００８０】
請求項９記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加えて、反射ミラーを介して吸引される空気量を低圧水銀ランプの長手方向に沿って部分的に変えて冷却の程度を部分的に調整することができる。したがって、低圧水銀ランプの長手方向に沿って冷却効果にバラツキが生じる場合でも、反射ミラーの細孔の大きさを部分的に変更することにより一様な冷却効果を得ることができる。これにより低圧水銀ランプの管壁温度を一様にすることができ、低圧水銀ランプの寿命が向上する。
【００８１】
請求項１０記載の発明によれば、一つの領域内では細孔の大きさを等しくすることにより、例えばプレス加工により細孔を形成する場合に、細孔用の抜き型のサイズを少なくすることができ、反射ミラーの加工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の紫外線照射装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す紫外線照射装置の側面図である。
【図３】図１及び２に示す反射ミラーの平面図である。
【図４】本発明の第１実施例による紫外線照射装置に用いられる反射ミラーの平面図である。
【図５】従来の反射ミラーを用いた場合と、図４に示す反射ミラーを使用した場合の、低圧水銀ランプの管壁温度を比較したグラフである。
【図６】本発明の第２実施例による紫外線照射装置の概略構成図である。
【図７】反射ミラーにより反射された紫外線の光路を示す図であり、(ａ）は従来の平面状の反射ミラーによる反射の態様を示し、（ｂ）山形反射ミラーによる反射の態様を示す。
【図８】山形反射ミラーによる照度の改善を示すグラフである。
【図９】山形反射ミラーに大きさの順次異なる排気孔を設けた場合の低圧水銀ランプの照度低下を示すグラフである。
【符号の説明】
２  ウェハ受板
３、１３、２３  反射ミラー
４  低圧水銀ランプ
７  排気通路
９  冷却機構
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  排気孔
２０  紫外線照射装置
２３ａ  突出反射部
【図１】
0004928691.tif 000002
【図２】
0004928691.tif 000003
【図３】
0004928691.tif 000004
【図４】
0004928691.tif 000005
【図５】
0004928691.tif 000006
【図６】
0004928691.tif 000007
【図７】
0004928691.tif 000008
【図８】
0004928691.tif 000009
【図９】
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