光照射装置
【課題】断面矩形の扁平状放電容器の外表面に一対の電極が配置されるとともに、前記放電容器の１面に光出射部が形成されてなるエキシマランプと、該エキシマランプを収容するケーシングと、該ケーシングに設けられて、前記エキシマランプの光出射部からの放射光をケーシング外に出射するための光取出窓よりなる光照射装置において、エキシマランプの幅方向での照度の均一性が向上した光を照射できるような光照射装置を提供することである。
【解決手段】前記エキシマランプは、前記光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜が形成されるとともに、前記ケーシングは、前記エキシマランプの側壁を透過した光を前記光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを有することを特徴とする。
【解決手段】前記エキシマランプは、前記光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜が形成されるとともに、前記ケーシングは、前記エキシマランプの側壁を透過した光を前記光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エキシマランプを用いた光照射装置に関し、特に、ナノインプリント装置におけるテンプレートの表面をドライ洗浄処理するために好適な光照射装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップやバイオチップの製造において、従来のフォトリソグラフィーおよびエッチングを利用したパターン形成方法に比較して低コストで製造することが可能な方法として光ナノインプリント技術が注目されている。例えば、特開２０００−１９４１４２号公報などがこれである。
この光ナノインプリント技術を利用したパターン形成方法においては、パターンを形成すべき基板、例えば、ウエハ上に液状の光硬化性樹脂を塗布することによってパターン形成用材料層を形成し、このパターン形成用材料層に対して、形成すべきパターンのネガとなるパターンが予め形成されたテンプレートを接触させ、この状態でパターン形成用材料層に紫外線を照射して硬化させ、その後、得られた硬化樹脂層からテンプレートを剥がす工程が行われる。
【０００３】
このようなパターン形成方法においては、テンプレートのパターン形成面に異物などが存在すると、得られるパターンに欠陥が生じるため、テンプレートのパターン形成面を洗浄処理することが必要である。
このテンプレートを洗浄処理する方法としては、特開平８−２３６４９２号公報（特許文献１）に示されるように、溶剤やアルカリ、もしくは酸などの薬品を用いたウェット洗浄法が知られている。
しかしながら、このようなウェット洗浄法においては、有機溶剤や薬品などによってテンプレートの一部が溶解して、パターン形状が変形する恐れがあり、洗浄液を回収することも必要であって、その処理が煩雑となるという不具合があった。
また、硬化性樹脂層からテンプレートを剥がす際に、テンプレートに光硬化性樹脂の残滓が付着することがあり、パターン形成工程が終了する毎に、テンプレートのウェット洗浄処理を行うことが必要であって、このウェット洗浄処理に相当長い時間を要するため、生産性が著しく低下する、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２３６４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、ナノインプリント装置のテンプレートのパターン形成面を洗浄処理するに際して、エキシマランプを備えた光照射装置を用いることによって前記テンプレートをドライ洗浄して、その洗浄処理を効率的に、かつ短時間で処理できるようにした構造を提供するものであり、特に、下面にパターン形成面を有するテンプレートの下方から紫外線を照射し、前記テンプレートでの照度分布をできる限り均一化してドライ洗浄できる光照射装置の構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明に係る光照射装置は、断面矩形の扁平状放電容器の外表面に一対の電極が配置されるとともに、前記放電容器の１面に光出射部が形成されてなるエキシマランプと、該エキシマランプを収容するケーシングと、該ケーシングに設けられて、前記エキシマランプの光出射部からの放射光をケーシング外に出射するための光取出窓とよりなる光照射装置において、前記エキシマランプは、前記光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜が形成されるとともに、前記ケーシングは、前記エキシマランプの側壁を透過した光を前記光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の光照射装置によれば、エキシマランプの側壁を透過した光をケーシングの光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを設けたことにより、被照射物への照度、特にランプ幅方向での照度が均一化されるとともに、照度アップされた光の照射ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の光照射装置の断面図。
【図２】図１の側断面図。
【図３】図１のエキシマランプの断面図。
【図４】本発明の光照射装置をナノインプリントのテンプレート洗浄用 に用いた時の説明図。
【図５】本発明の効果を表す実験例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の断面図であり、図２はその側断面図である。
図において、本発明の光照射装置１は、ケーシング２と、その内部に収納されたエキシマランプ３とを有し、前記ケーシング２には、エキシマランプ３からの紫外光を出射する、例えば、石英ガラスからなる光取出窓４が設けられている。そして、前記ケーシング２内は不活性ガス雰囲気に置換されており、例えば、窒素ガスが充填されている。
また、図３に示されるように、エキシマランプ３は、石英ガラス等の透光性部材からなり、断面矩形の扁平状放電容器３１と、この放電容器３１の外表面に設けられた一対の電極３２、３３とを備えている。前記放電容器３１の内部には放電ガスが封入され、その放電ガスは、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、または希ガスと臭素、塩素、沃素、フッ素等のハロゲンガスとを混合した混合ガスなどである。
そして、該放電容器３１の一面は、光出射部３４として機能し、その内壁面のうち、該光出射部３４と反対側の内壁面にのみ紫外線反射膜３５が形成されていて、該反射膜３５はそれ以外の内壁面には形成されていない。
なお、前記外部電極３２、３３は透光性電極として網状電極のものを例示したが、このうち、光出射部３４側に位置する電極３２を網状電極として、他方の電極３３は必ずしも網状電極である必要はなく、不透光性の帯状電極であってもよい。
【００１０】
図１に示されるように、ケーシング２内には、反射ミラー５が設けられている。該反射ミラー５の反射面は前記エキシマランプ３の側壁３１ａに対向し、該側壁３１ａに沿ってエキシマランプ３の管軸方向に延在するように配置されていて、エキシマランプ３の側壁３１ａから出射されてくる光を前記光取出窓４向けて反射するものである。
なお、該反射ミラー５は高輝度アルミニウム等から構成される。
【００１１】
図１においては、この光照射装置１をナノインプリント装置のテンプレート洗浄用に用いた例が示されている。
光照射装置１は、下面にパターン形成面１０ａを有するテンプレート１０の下方に配置され、その光取出窓４が前記テンプレート１０の該パターン形成面１０ａに対向するように配置される。なお、前記テンプレート１０は紫外線透過性材料、例えば、石英ガラスからなる。
【００１２】
ナノインプリント装置の全体概略構造が図４に示されていて、ハウジング１１内のテンプレート１０の下方にはワーク（基板）Ｗを搭載した支持台１２が位置しており、この支持台１２はテンプレート１０に対して進退自在になっていて、図４（Ａ）はその直下のパターン形成処理位置に位置した状態を示している。このとき、光照射装置１はテンプレート１０の直下位置より後退して待機位置にいる。
なお、前記テンプレート１０の上方には、図示しないレジスト硬化用紫外線光源が配置されていて、テンプレート１０が降下して支持台１２上のワークＷに押圧された後に、前記紫外線光源からテンプレート１０を介して該ワークＷに紫外線が照射される。
【００１３】
図４（Ｂ）は、硬化処理後にテンプレート１０が基板Ｗから剥離されて上昇され、該テンプレート１０のパターン形成面１０ａを洗浄する状態を示しており、支持台１２はテンプレート１０の下方から退避し、光照射装置１が該下方位置に前進配置されている。
１回もしくは何回かの硬化処理を行ったテンプレート１０のパターン形成面１０ａの凹凸にはレジスト等の残滓が付着しており、このテンプレート１０のパターン形成面１０ａを洗浄するために、光照射装置１のエキシマランプ３から光取出窓４を経て紫外線が照射され、該テンプレート１０のパターン形成面１０ａに付着した残滓が洗浄除去されるものである。
【００１４】
本発明の光照射装置１の一実施形態例を示すと、ケーシング２の寸法は、１００ｍｍ×２５０ｍｍ×８０ｍｍで、光取出窓４は石英ガラス製で、その縦横寸法は８０ｍｍ×８０ｍｍ、肉厚３ｍｍである。
エキシマランプ３は石英ガラス製放電容器３１の内部にキセノンガスが封入され、発光長が５０ｍｍ、発光幅が４５ｍｍ、出力が１５Ｗである。
【００１５】
上記の光照射装置１を用いて、その効果を検証するために照度測定実験を行った。
比較例として、放電容器内の光出射部を除いた内壁面に反射膜を形成したエキシマランプを備え、ケーシング内に反射ミラーを有しない構造の光照射装置を作成し、本発明と比較した。図５がその結果である。実験は、ケーシング２に設けた光取出窓４の上面の９点に照度計を設け、波長１７２ｎｍの真空紫外光の照度測定を行った。
図５には、エキシマランプ３の幅方向の照度均一度を算出した値が記載されている。均一度は、幅方向で見て、照度が最も高い数値（Ｍａx）と、最も低い数値（Ｍｉｎ）とから、｛（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）｝×１００（％）として算出して、±○○％と表記したものである。
この結果、比較例においては、幅方向の均一度が、それぞれ±８．５％、±１０．４％、±７．１％であったものが、本発明では、それぞれ±６．５％、±７．６％、±５．６％となって、反射ミラーを設けたことによる照度均一性の向上が実証された。加えて、全体の照度アップももたらされた。
【００１６】
以上説明したように、本発明の光照射装置は、エキシマランプに、その光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜を形成するとともに、ケーシングに、前記エキシマランプの側壁を透過した光を該ケーシングの光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを備えたので、エキシマランプの幅方向での照度の均一性が向上された光を被処理物に照射することができるという効果を奏するとともに、全体の照度アップももたらされるという効果を奏する。
【００１７】
１ 光照射装置
２ ケーシング
３ エキシマランプ
３１ 放電容器
３１ａ 側壁
３４ 光出射部
３５ 紫外線反射膜
４ 光取出窓
５ 反射ミラー
１０ テンプレート
１０ａ パターン形成面
１１ ハウジング
１２ 支持台
Ｗ ワーク（基板）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エキシマランプを用いた光照射装置に関し、特に、ナノインプリント装置におけるテンプレートの表面をドライ洗浄処理するために好適な光照射装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップやバイオチップの製造において、従来のフォトリソグラフィーおよびエッチングを利用したパターン形成方法に比較して低コストで製造することが可能な方法として光ナノインプリント技術が注目されている。例えば、特開２０００−１９４１４２号公報などがこれである。
この光ナノインプリント技術を利用したパターン形成方法においては、パターンを形成すべき基板、例えば、ウエハ上に液状の光硬化性樹脂を塗布することによってパターン形成用材料層を形成し、このパターン形成用材料層に対して、形成すべきパターンのネガとなるパターンが予め形成されたテンプレートを接触させ、この状態でパターン形成用材料層に紫外線を照射して硬化させ、その後、得られた硬化樹脂層からテンプレートを剥がす工程が行われる。
【０００３】
このようなパターン形成方法においては、テンプレートのパターン形成面に異物などが存在すると、得られるパターンに欠陥が生じるため、テンプレートのパターン形成面を洗浄処理することが必要である。
このテンプレートを洗浄処理する方法としては、特開平８−２３６４９２号公報（特許文献１）に示されるように、溶剤やアルカリ、もしくは酸などの薬品を用いたウェット洗浄法が知られている。
しかしながら、このようなウェット洗浄法においては、有機溶剤や薬品などによってテンプレートの一部が溶解して、パターン形状が変形する恐れがあり、洗浄液を回収することも必要であって、その処理が煩雑となるという不具合があった。
また、硬化性樹脂層からテンプレートを剥がす際に、テンプレートに光硬化性樹脂の残滓が付着することがあり、パターン形成工程が終了する毎に、テンプレートのウェット洗浄処理を行うことが必要であって、このウェット洗浄処理に相当長い時間を要するため、生産性が著しく低下する、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２３６４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、ナノインプリント装置のテンプレートのパターン形成面を洗浄処理するに際して、エキシマランプを備えた光照射装置を用いることによって前記テンプレートをドライ洗浄して、その洗浄処理を効率的に、かつ短時間で処理できるようにした構造を提供するものであり、特に、下面にパターン形成面を有するテンプレートの下方から紫外線を照射し、前記テンプレートでの照度分布をできる限り均一化してドライ洗浄できる光照射装置の構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明に係る光照射装置は、断面矩形の扁平状放電容器の外表面に一対の電極が配置されるとともに、前記放電容器の１面に光出射部が形成されてなるエキシマランプと、該エキシマランプを収容するケーシングと、該ケーシングに設けられて、前記エキシマランプの光出射部からの放射光をケーシング外に出射するための光取出窓とよりなる光照射装置において、前記エキシマランプは、前記光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜が形成されるとともに、前記ケーシングは、前記エキシマランプの側壁を透過した光を前記光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の光照射装置によれば、エキシマランプの側壁を透過した光をケーシングの光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを設けたことにより、被照射物への照度、特にランプ幅方向での照度が均一化されるとともに、照度アップされた光の照射ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の光照射装置の断面図。
【図２】図１の側断面図。
【図３】図１のエキシマランプの断面図。
【図４】本発明の光照射装置をナノインプリントのテンプレート洗浄用 に用いた時の説明図。
【図５】本発明の効果を表す実験例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の断面図であり、図２はその側断面図である。
図において、本発明の光照射装置１は、ケーシング２と、その内部に収納されたエキシマランプ３とを有し、前記ケーシング２には、エキシマランプ３からの紫外光を出射する、例えば、石英ガラスからなる光取出窓４が設けられている。そして、前記ケーシング２内は不活性ガス雰囲気に置換されており、例えば、窒素ガスが充填されている。
また、図３に示されるように、エキシマランプ３は、石英ガラス等の透光性部材からなり、断面矩形の扁平状放電容器３１と、この放電容器３１の外表面に設けられた一対の電極３２、３３とを備えている。前記放電容器３１の内部には放電ガスが封入され、その放電ガスは、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、または希ガスと臭素、塩素、沃素、フッ素等のハロゲンガスとを混合した混合ガスなどである。
そして、該放電容器３１の一面は、光出射部３４として機能し、その内壁面のうち、該光出射部３４と反対側の内壁面にのみ紫外線反射膜３５が形成されていて、該反射膜３５はそれ以外の内壁面には形成されていない。
なお、前記外部電極３２、３３は透光性電極として網状電極のものを例示したが、このうち、光出射部３４側に位置する電極３２を網状電極として、他方の電極３３は必ずしも網状電極である必要はなく、不透光性の帯状電極であってもよい。
【００１０】
図１に示されるように、ケーシング２内には、反射ミラー５が設けられている。該反射ミラー５の反射面は前記エキシマランプ３の側壁３１ａに対向し、該側壁３１ａに沿ってエキシマランプ３の管軸方向に延在するように配置されていて、エキシマランプ３の側壁３１ａから出射されてくる光を前記光取出窓４向けて反射するものである。
なお、該反射ミラー５は高輝度アルミニウム等から構成される。
【００１１】
図１においては、この光照射装置１をナノインプリント装置のテンプレート洗浄用に用いた例が示されている。
光照射装置１は、下面にパターン形成面１０ａを有するテンプレート１０の下方に配置され、その光取出窓４が前記テンプレート１０の該パターン形成面１０ａに対向するように配置される。なお、前記テンプレート１０は紫外線透過性材料、例えば、石英ガラスからなる。
【００１２】
ナノインプリント装置の全体概略構造が図４に示されていて、ハウジング１１内のテンプレート１０の下方にはワーク（基板）Ｗを搭載した支持台１２が位置しており、この支持台１２はテンプレート１０に対して進退自在になっていて、図４（Ａ）はその直下のパターン形成処理位置に位置した状態を示している。このとき、光照射装置１はテンプレート１０の直下位置より後退して待機位置にいる。
なお、前記テンプレート１０の上方には、図示しないレジスト硬化用紫外線光源が配置されていて、テンプレート１０が降下して支持台１２上のワークＷに押圧された後に、前記紫外線光源からテンプレート１０を介して該ワークＷに紫外線が照射される。
【００１３】
図４（Ｂ）は、硬化処理後にテンプレート１０が基板Ｗから剥離されて上昇され、該テンプレート１０のパターン形成面１０ａを洗浄する状態を示しており、支持台１２はテンプレート１０の下方から退避し、光照射装置１が該下方位置に前進配置されている。
１回もしくは何回かの硬化処理を行ったテンプレート１０のパターン形成面１０ａの凹凸にはレジスト等の残滓が付着しており、このテンプレート１０のパターン形成面１０ａを洗浄するために、光照射装置１のエキシマランプ３から光取出窓４を経て紫外線が照射され、該テンプレート１０のパターン形成面１０ａに付着した残滓が洗浄除去されるものである。
【００１４】
本発明の光照射装置１の一実施形態例を示すと、ケーシング２の寸法は、１００ｍｍ×２５０ｍｍ×８０ｍｍで、光取出窓４は石英ガラス製で、その縦横寸法は８０ｍｍ×８０ｍｍ、肉厚３ｍｍである。
エキシマランプ３は石英ガラス製放電容器３１の内部にキセノンガスが封入され、発光長が５０ｍｍ、発光幅が４５ｍｍ、出力が１５Ｗである。
【００１５】
上記の光照射装置１を用いて、その効果を検証するために照度測定実験を行った。
比較例として、放電容器内の光出射部を除いた内壁面に反射膜を形成したエキシマランプを備え、ケーシング内に反射ミラーを有しない構造の光照射装置を作成し、本発明と比較した。図５がその結果である。実験は、ケーシング２に設けた光取出窓４の上面の９点に照度計を設け、波長１７２ｎｍの真空紫外光の照度測定を行った。
図５には、エキシマランプ３の幅方向の照度均一度を算出した値が記載されている。均一度は、幅方向で見て、照度が最も高い数値（Ｍａx）と、最も低い数値（Ｍｉｎ）とから、｛（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）｝×１００（％）として算出して、±○○％と表記したものである。
この結果、比較例においては、幅方向の均一度が、それぞれ±８．５％、±１０．４％、±７．１％であったものが、本発明では、それぞれ±６．５％、±７．６％、±５．６％となって、反射ミラーを設けたことによる照度均一性の向上が実証された。加えて、全体の照度アップももたらされた。
【００１６】
以上説明したように、本発明の光照射装置は、エキシマランプに、その光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜を形成するとともに、ケーシングに、前記エキシマランプの側壁を透過した光を該ケーシングの光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを備えたので、エキシマランプの幅方向での照度の均一性が向上された光を被処理物に照射することができるという効果を奏するとともに、全体の照度アップももたらされるという効果を奏する。
【００１７】
１ 光照射装置
２ ケーシング
３ エキシマランプ
３１ 放電容器
３１ａ 側壁
３４ 光出射部
３５ 紫外線反射膜
４ 光取出窓
５ 反射ミラー
１０ テンプレート
１０ａ パターン形成面
１１ ハウジング
１２ 支持台
Ｗ ワーク（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形の扁平状放電容器の外表面に一対の電極が配置されるとともに、前記放電容器の１面に光出射部が形成されてなるエキシマランプと、該エキシマランプを収容するケーシングと、該ケーシングに設けられて、前記エキシマランプの光出射部からの放射光をケーシング外に出射するための光取出窓とよりなる光照射装置において、
前記エキシマランプは、前記光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜が形成されるとともに、
前記ケーシングは、前記エキシマランプの側壁を透過した光を前記光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを有することを特徴とする光照射装置。
【請求項１】
断面矩形の扁平状放電容器の外表面に一対の電極が配置されるとともに、前記放電容器の１面に光出射部が形成されてなるエキシマランプと、該エキシマランプを収容するケーシングと、該ケーシングに設けられて、前記エキシマランプの光出射部からの放射光をケーシング外に出射するための光取出窓とよりなる光照射装置において、
前記エキシマランプは、前記光出射部と反対側の内壁面にのみ反射膜が形成されるとともに、
前記ケーシングは、前記エキシマランプの側壁を透過した光を前記光取出窓に向けて反射させる反射ミラーを有することを特徴とする光照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８１９９７（Ｐ２０１２−１８１９９７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３７６８（Ｐ２０１１−４３７６８）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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