特許 6733274 紫外線処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6733274

(24)【登録日】2020年7月13日

(45)【発行日】2020年7月29日

(54)【発明の名称】紫外線処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20200716BHJP

   B08B 7/00 20060101ALI20200716BHJP

   B01J 19/12 20060101ALI20200716BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/30 572A

   H01L21/30 502D

   B08B7/00

   B01J19/12 C

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-78744(P2016-78744)

(22)【出願日】2016年4月11日

(65)【公開番号】特開2017-191811(P2017-191811A)

(43)【公開日】2017年10月19日

【審査請求日】2019年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100153497

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 信男

(74)【代理人】

【識別番号】100092200

【弁理士】

【氏名又は名称】大城 重信

(74)【代理人】

【識別番号】100110515

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 益男

(74)【代理人】

【識別番号】100189083

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 圭介

(74)【代理人】

【識別番号】100078754

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 正彦

(72)【発明者】

【氏名】吉原 啓太

【審査官】 今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５５１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４５３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７６３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２６１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４９３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１６０９４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０５０３００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０、２１／３０２、２１／３０４

２１／３０６５、２１／４６１

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

Ｂ２９Ｃ ５９／００−５９／０６

Ｂ０８Ｂ １／００−１／０４、５／００−１３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

紫外線を放射する紫外線ランプと、
平板状の被処理物の下面に接して当該被処理物を支持する保持部材と、
前記被処理物の下面における被処理領域に紫外線を照射する紫外線照射口を有する支持台と、
前記紫外線照射口を覆う紫外線透過性窓部材とを備える紫外線処理装置であって、
前記紫外線透過性窓部材が周縁部を有し、当該周縁部が前記支持台と枠部材とに挟持されることにより紫外線透過性窓部材が当該支持台に固定され、
当該周縁部が前記被処理物の被処理領域より外方に位置し、
前記紫外線透過性窓部材は、
前記周縁部以外の平面部を有し、当該平面部に設けられた、被処理物の被処理領域に対応する領域を包含する矩形の平面領域の一辺およびこれに連続する二辺に沿って、当該平面領域より突出した状態で伸びる平板部分と、
前記平面領域の前記一辺に沿って設けられた処理ガス供給口と、
前記平面領域の前記一辺と対向する他辺に、前記被処理物が載置されることにより形成される処理ガス排出口とを有することを特徴とする紫外線処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ナノインプリント用テンプレートの表面を光洗浄処理するための紫外線処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ナノインプリント用テンプレートの表面に付着したレジスト残渣を除去するための光洗浄装置として、図４に示されるように、被処理物Ｗに紫外線ランプ５１からの紫外線が紫外線を透過する窓部材５５を介して照射される構成のものが提案されている（特許文献１参照。）。
この光洗浄装置においては、被処理物Ｗであるナノインプリント用テンプレートは、当該被処理物Ｗの被処理領域ＷＡが窓部材５５に間隙を介して対向するよう図示しない保持部材によって保持されて配置される。
ナノインプリント用テンプレートの光洗浄処理においては、ナノインプリント用テンプレートのスタンプ部に光硬化性樹脂などのレジスト残渣が付着することから、このスタンプ部を被処理領域ＷＡとしてこの領域のみに紫外線が照射することができればよい。従って、紫外線ランプ５１からの紫外線が通過する窓部材５５の当該ナノインプリント用テンプレートに対向する紫外線透過部５５Ａは、スタンプ部と略同一またはナノインプリント用テンプレートの外形と略同一の形状に形成される。

【0003】

窓部材５５は、紫外線ランプ５１が収容される筺体５６の天板５６Ａを支持台として、この天板５６Ａと枠部材５７との間に当該窓部材５５の周縁部５５Ｂが挟持されることにより当該天板５６Ａに固定されている。窓部材５５の周縁部５５Ｂは紫外線透過部５５Ａよりも薄く形成されており、従って、枠部材５７の開口の内周壁と紫外線透過部５５Ａの側周壁とが隣接されているところ、紫外線透過部５５Ａと枠部材５７との間には間隙が設けられている。従って、窓部材５５の紫外線透過部５５Ａの側周壁に沿って溝が不可避的に形成される。これは、窓部材５５を構成するガラスと、枠部材５７を構成する金属との干渉を防止するためである。
なお、図４において、５８はガス流路部材であり、５９はガス流通路である。

【0004】

しかしながら、紫外線透過部５５Ａと枠部材５７との間の溝には塵埃が溜まり易い、という問題がある。このような塵埃がナノインプリント用テンプレートの表面のスタンプ部に移行して付着されると、これを用いて得られるパターンに欠陥が生じてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１５５１６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、被処理物の被処理領域の表面に塵埃が付着することを抑制することができる紫外線処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の紫外線処理装置は、紫外線を放射する紫外線ランプと、
平板状の被処理物の下面に接して当該被処理物を支持する保持部材と、
前記被処理物の下面における被処理領域に紫外線を照射する紫外線照射口を有する支持台と、
前記紫外線照射口を覆う紫外線透過性窓部材とを備える紫外線処理装置であって、
前記紫外線透過性窓部材が周縁部を有し、当該周縁部が前記支持台と枠部材とに挟持されることにより紫外線透過性窓部材が当該支持台に固定され、
当該周縁部が前記被処理物の被処理領域より外方に位置し、
前記紫外線透過性窓部材は、
前記周縁部以外の平面部を有し、当該平面部に設けられた、被処理物の被処理領域に対応する領域を包含する矩形の平面領域の一辺およびこれに連続する二辺に沿って、当該平面領域より突出した状態で伸びる平板部分と、
前記平面領域の前記一辺に沿って設けられた処理ガス供給口と、
前記平面領域の前記一辺と対向する他辺に、前記被処理物が載置されることにより形成される処理ガス排出口とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の紫外線処理装置は、紫外線透過性窓部材の周縁部が被処理物の被処理領域より外方に位置する構成を有する。従って、紫外線透過性窓部材と枠部材との間に不可避的に形成される溝が、当該被処理物の被処理領域の直下に対応する領域には位置されずにこれより外方に位置することとなるので、当該溝に塵埃が溜まったとしても、被処理物の被処理領域の表面に塵埃が付着することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の紫外線処理装置の一例における構成を示す平面図である。

【図2】図１に示す紫外線処理装置のＡ−Ａ線断面を、被処理物が載置された状態で示す断面図である。

【図3】図１に示す紫外線処理装置のＢ−Ｂ線断面を、被処理物が載置された状態で示す断面図である。

【図4】従来の紫外線処理装置の一例における構成を示す断面図である。

【図5】実施例１および比較例１の結果を示すヒストグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の紫外線処理装置の一例における構成を示す平面図、図２は、図１に示す紫外線処理装置のＡ−Ａ線断面を、被処理物が載置された状態で示す断面図、図３は、図１に示す紫外線処理装置のＢ−Ｂ線断面を、被処理物が載置された状態で示す断面図である。
この紫外線処理装置は、例えばナノインプリント用テンプレートを被処理物Ｗとしてこれの表面を光洗浄処理するために用いられるものである。この紫外線処理装置においては、平板状の被処理物Ｗが、当該被処理物Ｗの被処理領域ＷＡが平板状の紫外線透過性窓部材（以下、単に「窓部材」ともいう。）１１と間隙を介して対向するよう配置されて光洗浄処理が行われる。

【0012】

この紫外線処理装置は、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡに紫外線を照射する紫外線照射口２１を有する支持台２２を天板として有する筺体２０を備え、当該筺体２０内における紫外線照射口２１と対向する位置に、紫外線を放射する紫外線ランプ３０が収容されている。

【0013】

紫外線ランプ３０としては、例えばエキシマランプを使用することができる。紫外線ランプ３０としてキセノンのエキシマ発光を利用するランプを用いる場合、筺体２０内は、１７２ｎｍの紫外光の減衰を防止するために窒素雰囲気に置換されることが好ましい。

【0014】

この筺体２０の天板である支持台２２の上面には、窓部材１１が紫外線照射口２１を覆う状態に設けられている。
具体的には、窓部材１１は、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの直下に対応する領域を包含する略矩形の平面部（以下、「中央平面部」ともいう。）１１Ａと、当該中央平面部１１Ａよりも厚みが小さい周縁部１１Ｂとを有する。そして、略矩形の開口２５Ｈが形成された枠状の枠部材２５によって、中央平面部１１Ａが枠部材２５の開口２５Ｈ内に当該開口２５Ｈと接触しないよう嵌合された状態において、周縁部１１Ｂが支持台２２と枠部材２５とに挟持されることにより、窓部材１１が当該支持台２２に固定されている。枠部材２５と支持台２２との間において窓部材１１の周縁部１１Ｂが介在されない部分には、金属の緩衝材２７が介在されていてもよい。窓部材１１を構成する中央平面部１１Ａおよび周縁部１１Ｂのそれぞれ下面は連続した平面とされている。この紫外線処理装置において、枠部材２５の上面と窓部材１１の中央平面部１１Ａの上面とは、略同一平面上に位置されることが好ましい。
そして、本発明の紫外線処理装置においては、窓部材１１の周縁部１１Ｂが、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡより外方に位置されている。従って、窓部材１１の中央平面部１１Ａの側周壁と枠部材２５の内周壁との間に不可避的に形成される溝Ｇが、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの直下に対応する領域には位置されずにこれより外方に位置される。

【0015】

被処理物Ｗの被処理領域ＷＡと、窓部材１１の周縁部１１Ｂとの距離、すなわち被処理領域ＷＡと溝Ｇとの距離は、４５ｍｍ以上であることが好ましく、特に好ましくは６０ｍｍである。
被処理領域ＷＡと溝Ｇとの距離が４５ｍｍ以上であることにより、当該溝Ｇに塵埃が溜まったとしても、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの表面に塵埃が付着することを確実に抑制することができる。

【0016】

枠部材２５における開口２５Ｈの四隅に近接する角部の各々には、被処理物Ｗが載置されたときに窓部材１１の中央平面部１１Ａの表面との間に間隙が形成される状態に、当該被処理物Ｗの下面に接してこれを保持する突起２３Ａが形成された保持部材２３が、当該枠部材２５から内方に突出して設けられている。
なお、本実施例では、枠部材２５における開口２５Ｈの四隅に近接する角部の各々に保持部材２３が設けられた構造を示しているが、被処理物Ｗの裏面（上面）を吸着部材で吸着して保持するよう構成されていてもよい。

【0017】

枠部材２５における開口２５Ｈの対向する二辺には、被処理物Ｗを保持部材２３上に載置させるよう当該被処理物Ｗを搬送する搬送つめに対応する形状の切り欠き２５Ａが２つずつ形成されている。

【0018】

筺体２０の材料としては、耐紫外線性および耐オゾン性を有する材料を用いればよく、例えば硬質アルマイト処理されたアルミ材やＳＵＳを用いることができる。
また、枠部材２５の材料としては、例えばＳＵＳを用いることができる。
また、保持部材２３の材料としては、例えばポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）などを用いることができる。

【0019】

この紫外線処理装置の窓部材１１の中央平面部１１Ａにおいては、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの直下に対応する領域を包含する矩形の平面領域（以下、「矩形領域」ともいう。）１２を有し、この矩形領域１２に処理ガス供給口１５が設けられている。そして、窓部材１１の中央平面部１１Ａには、矩形領域１２の一辺（図１における左辺）１２ｘおよびこれに連続する二辺（図１における上辺および下辺）１２ｙ，１２ｚに沿って、当該矩形領域１２より突出した状態で伸びる平面視においてコの字形状の平板土手部分１４が設けられている。具体的には、矩形領域１２の一辺１２ｘから連続して伸びる縦土手部分１４Ｘと、当該一辺１２ｘに連続する二辺１２ｙおよび１２ｚからそれぞれ連続して伸びる横土手部分１４Ｙ，１４Ｚとを有し、これらが一体的に連続されることによりコの字形状が形成されている。さらに、窓部材１１の中央平面部１１Ａにおける矩形領域１２の一辺１２ｘと対向する他辺（図１における右辺）１２ｖは、被処理物Ｗが載置されることにより矩形領域１２の上部（図３において上部）が塞がれて処理ガス排出口１９が形成されるよう、閉塞されずに開放されている。
これにより、窓部材１１の中央平面部１１Ａにおける被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの直下に対応する領域を包含するようガス流通路が位置される。

【0020】

処理ガス供給口１５は、矩形領域１２の一辺１２ｘに沿って設けられており、例えば複数個のガス供給孔（図１においては１３個）が当該一辺１２ｘに沿って並んだ構成とされている。

【0021】

窓部材１１の中央平面部１１Ａと被処理物Ｗとの間に形成される間隙の大きさ、すなわち平板土手部分１４の表面と被処理物Ｗとの間に形成される間隙の大きさは、例えば０．１〜３ｍｍの範囲とされることが好ましい。この間隙の大きさが過大であると、処理ガス供給口１５から供給された処理ガスが、当該間隙から外部に漏れ、その結果、矩形領域１２上において当該処理ガスを高い均一性で流通させることができなくなるおそれがある。

【0022】

また、矩形領域１２からの平板土手部分１４の突出高さ（図３における上下方向の高さ）は、例えば０．８ｍｍ以下とされる。

【0023】

窓部材１１は、真空紫外線を透過する材料からなり、一体的に形成されたものであって、例えば石英ガラスからなるものを用いることができる。
この窓部材１１の対向する二辺には、被処理物Ｗを保持部材２３上に載置させるよう当該被処理物Ｗを搬送する搬送つめに対応する形状の切り欠き１１Ｃが２つずつ形成されている。また、窓部材１１の中央平面部１１Ａの四隅には、被処理物Ｗを保持する保持部材２３の形状に適合する形状の切り欠き１１Ｄが形成されている。

【0024】

紫外線処理装置の寸法の一例を示すと、支持台２２の大きさが２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、紫外線照射口２１の大きさが６５ｍｍ×６５ｍｍ、窓部材１１の大きさが１６５ｍｍ×１６５ｍｍ、中央平面部１１Ａの大きさが１５５ｍｍ×１５５ｍｍ、中央平面部１１Ａの厚さが５ｍｍ、周縁部１１Ｂの厚さが３ｍｍ、枠部材２５の大きさが２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、開口２５Ｈの大きさが１５７ｍｍ×１５７ｍｍ、厚みが１．５ｍｍである。被処理領域ＷＡと窓部材１１の周縁部１１Ｂとの距離は４５ｍｍである。
また、平板土手部分１４の表面と被処理物Ｗとの間に形成される間隙の大きさが０．３ｍｍ、矩形領域１２と平板土手部分１４の高さ（図３における上下方向の高さ）が０．７ｍｍ、平板土手部分１４の縦土手部分１４Ｘの幅（図１における左右方向の長さ）が１５ｍｍ、横土手部分１４Ｙ，１４Ｚの幅（図１における上下方向の長さ）がそれぞれ３５ｍｍ、矩形領域１２の幅（図１における上下方向の長さ）が７０ｍｍである。

【0025】

このような紫外線処理装置においては、まず、被処理物Ｗが保持部材２３上に載置され、これにより矩形領域１２の他辺１２ｖと被処理物Ｗの一辺とに囲われた処理ガス排出口１９が形成される。このとき、窓部材１１の中央平面部１１Ａと枠部材２５との間に形成される溝Ｇは、中央平面部１１Ａの被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの直下に対応する領域の外側に位置される。
この状態において、処理ガスが処理ガス供給口１５から窓部材１１と被処理物Ｗとの間に形成される被処理空間に供給されると、矩形領域１２と被処理物Ｗとの距離が、平板土手部分１４と被処理物Ｗとの距離よりも大きいので、当該処理ガスは、平板土手部分１４と被処理物Ｗとの間隙から僅かずつ漏洩しながら、全体的には処理ガス排出口１９に向かって安定的に流通する。平板土手部分１４と被処理物Ｗとの間隙から処理ガスが僅かずつ漏洩することによって外部からのガスに対する流れ抵抗が生じ、外部のガスの被処理空間への流入が抑制される。そして、この状態で、紫外線ランプ３０を点灯させることにより、紫外線ランプ３０からの紫外線が窓部材１１を介して被処理空間および被処理物Ｗの被処理領域ＷＡに照射され、これにより、当該被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの光洗浄処理が行われる。

【0026】

以上において、窓部材１１と被処理物Ｗとの間の間隙に流通される処理ガスの供給量は、例えば０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎである。
また、被処理物Ｗに対する紫外線の照射時間は、例えば３〜３６００秒間である。

【0027】

処理ガスとしては、紫外線を照射することによりオゾンを発生させるガスであればよく、例えばＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ）を用いることができる。

【0028】

上記の紫外線処理装置によれば、窓部材１１の周縁部１１Ｂが被処理物Ｗの被処理領域ＷＡより外方に位置する構成を有する。従って、窓部材１１と枠部材２５との間に不可避的に形成される溝Ｇが、当該被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの直下に対応する領域には位置されずにこれより外方に位置することとなるので、当該溝Ｇに塵埃が溜まったとしても、被処理物Ｗの被処理領域ＷＡの表面に塵埃が付着することを抑制することができる。

【0029】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明においては、処理ガス供給口１５は、矩形領域１２の一辺１２ｘに沿って伸びるスリットから構成されていてもよい。
また例えば、本発明の紫外線処理装置の被処理物は、ナノインプリント用テンプレートに限定されず、紫外線照射処理が必要とされる種々のものに適用することができる。

【実施例】

【0030】

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0031】

〔実施例１〕
図１に示される紫外線処理装置を作製した。紫外線処理装置の各寸法は以下の通りとした。これを紫外線処理装置〔１〕とする。
・支持台の大きさ：２５０ｍｍ×２５０ｍｍ
・紫外線照射口の大きさ：６５ｍｍ×６５ｍｍ
・窓部材の大きさ：１６５ｍｍ×１６５ｍｍ
・中央平面部の大きさ：１５５ｍｍ×１５５ｍｍ
・中央平面部の厚さ：５ｍｍ
・周縁部の厚さ：２ｍｍ
・枠部材の大きさ：２５０ｍｍ×２５０ｍｍ
・枠部材の開口の大きさ：１５７ｍｍ×１５７ｍｍ
（・被処理領域と窓部材の周縁部との距離：４５ｍｍ）
・矩形領域からの平板土手部分の高さ：０．７ｍｍ
・縦土手部分の幅：１５ｍｍ
・横土手部分の幅：３５ｍｍ
・矩形領域の幅：７０ｍｍ
・窓部材と被処理物との距離：１ｍｍ

【0032】

上記の紫外線処理装置〔１〕を用いて、
・処理ガス種：ＣＤＡ
・処理ガスの供給量：０．５Ｌ／ｍｉｎ
・窓部材における紫外線照度：７０ｍＷ／ｃｍ²
・紫外線の照射時間：６００秒間
の光洗浄処理条件（処理ガスの供給条件および紫外線の照射条件）で被処理物（テンプレート）の光洗浄処理を行った後、溝に溜まった塵埃を収集し、その大きさ（最大径）と個数を測定した。結果を図５（ａ）のヒストグラムに示す。

【0033】

〔比較例１〕
実施例１に用いた紫外線処理装置において、窓部材に平板土手部分が形成されておらず、枠部材に平板土手部分が形成され、各寸法は以下の通りとした比較用の紫外線処理装置〔２〕を作製した。
・支持台の大きさ：２５０ｍｍ×２５０ｍｍ
・紫外線照射口の大きさ：６５ｍｍ×６５ｍｍ
・窓部材の大きさ：７８ｍｍ×７８ｍｍ
・中央平面部の大きさ：５８ｍｍ×５８ｍｍ
・中央平面部の厚さ：５ｍｍ
・周縁部の厚さ：２ｍｍ
・枠部材の大きさ：２５０ｍｍ×２５０ｍｍ
・枠部材の開口の大きさ：６０ｍｍ×６０ｍｍ
（・被処理領域と窓部材の周縁部との距離：１ｍｍ）
・窓部材からの平板土手部分の高さ：０．７ｍｍ
・縦土手部分の幅：１５ｍｍ
・横土手部分の幅：３５ｍｍ
・矩形領域の幅：７０ｍｍ
・窓部材と被処理物との距離：１ｍｍ
これを用いて、上記の紫外線処理装置〔１〕と同様の光洗浄処理条件で被処理物（テンプレート）の光洗浄処理を行った後、溝に溜まった塵埃を収集し、その大きさ（最大径）と個数を測定した。結果を図５（ｂ）のヒストグラムに示す。

【符号の説明】

【0034】

１１ 窓部材
１１Ａ 中央平面部
１１Ｂ 周縁部
１１Ｃ 切り欠き
１１Ｄ 切り欠き
１２ 矩形領域
１２ｖ，１２ｘ，１２ｙ，１２ｚ 辺
１４ 平板土手部分
１４Ｘ 縦土手部分
１４Ｙ，１４Ｚ 横土手部分
１５ 処理ガス供給口
１９ 処理ガス排出口
２０ 筺体
２１ 紫外線照射口
２２ 支持台
２３ 保持部材
２３Ａ 突起
２５ 枠部材
２５Ａ 切り欠き
２５Ｈ 開口
２７ 緩衝材
３０ 紫外線ランプ
５１ 紫外線ランプ
５５ 窓部材
５５Ａ 紫外線透過部
５５Ｂ 周縁部
５６ 筺体
５６Ａ 天板
５７ 枠部材
５８ ガス流路部材
５９ ガス流通路
Ｇ 溝
Ｗ 被処理物
ＷＡ 被処理領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】