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公開番号2025174077
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024080126
出願日2024-05-16
発明の名称処理方法、処理装置及び処理システム
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類C08J 7/00 20060101AFI20251120BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】処理効率を高めた処理方法及び処理装置を提供する。
【解決手段】処理方法は、二酸化炭素を含み、かつ、酸素濃度が1000ppm以下である原料ガスに、発光波長が227nm以下の紫外光を照射し、大気空間から隔離された処理チャンバ内部において、前記紫外光が照射された前記原料ガスを被処理物に接触させて前記被処理物を処理する。処理装置は、発光波長が227nm以下の紫外光を出射する光源と、外から隔離することができ、内部に被処理物を載置する領域を有し、および、二酸化炭素を含み、かつ、酸素濃度が1000ppm以下である原料ガスを供給する原料ガス供給源に接続される原料ガス供給口を有する、処理チャンバと、を備え、前記紫外光を前記原料ガスに照射し、照射後の前記原料ガスを前記被処理物に接触させて被処理物を処理する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二酸化炭素を含み、かつ、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下である原料ガスに、発光波長が２２７ｎｍ以下の紫外光を照射し、
大気空間から隔離された処理チャンバ内部において、前記紫外光が照射された前記原料ガスを被処理物に接触させて前記被処理物を処理する、処理方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記原料ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は５ｖｏｌ％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記紫外光が照射された前記原料ガス中の一酸化炭素の量を低減することを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
一酸化炭素の量を低減した前記原料ガスに前記紫外光を再び照射し、照射された前記原料ガスを前記被処理物に再び接触させて、前記被処理物を処理することを特徴とする、請求項３に記載の処理方法。
【請求項５】
前記紫外光が照射された前記原料ガスを循環させて再び被処理物に通流させる循環機構を利用して、前記紫外光が照射された前記原料ガスを、再び前記紫外光が照射される領域に通流させること、及び、再び前記被処理物に接触させること、を行うことを特徴とする、請求項１に記載の処理方法。。
【請求項６】
前記紫外光が前記被処理物の表面に照射されるように、前記紫外光を出射する光源と前記被処理物が配置されることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項７】
前記紫外光が前記被処理物の表面に照射されない位置に、前記紫外光を出射する光源と前記被処理物が配置され、
前記原料ガスは、前記紫外光に照射された後で前記被処理物に接触することを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項８】
被処理物を処理する処理装置であって、
前記処理装置は、
発光波長が２２７ｎｍ以下の紫外光を出射する光源と、
外から隔離することができ、かつ、内部に被処理物を載置する領域を有する処理チャンバであって、原料ガス供給源に接続される原料ガス供給口をさらに有する、処理チャンバと、を備え、
前記原料ガス供給源から供給される原料ガスは、二酸化炭素を含み、かつ、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下であり、
前記処理装置は、前記紫外光を前記原料ガスに照射し、照射後の前記原料ガスを前記被処理物に接触させて前記被処理物を処理することを特徴とする、処理装置。
【請求項９】
前記原料ガス供給源に含まれる二酸化炭素の濃度は５ｖｏｌ％以上であることを特徴とする、請求項８に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記紫外光が照射された後の前記原料ガス中の一酸化炭素の量を低減する一酸化炭素低減部を備えることを特徴とする、請求項８に記載の処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を含む原料ガスの活性種を使用して被処理物を処理する、処理方法、処理装置及び処理システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
酸素ガスを含む雰囲気下で波長が１７２ｎｍの真空紫外光を被処理物に照射し、オゾンを生成し、さらにオゾンから励起状態の原子状酸素Ｏ（
１
Ｄ）を生成して被処理物の表面改質や洗浄を行う方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００４－１５２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
酸素やオゾンを紫外光で分解することで得られる、基底状態の原子状酸素Ｏ（
３
Ｐ）や、励起状態の原子状酸素Ｏ（
１
Ｄ）（以下、これらをまとめて「原子状酸素」と表記することがある）は、被処理物の表面改質や洗浄を行うために有効な原料である。処理効率を高めるためには、雰囲気中の酸素ガス濃度を高めて、原子状酸素を増やすことが一番に想起される。しかしながら、雰囲気中の酸素ガス濃度を高めると、真空紫外光が雰囲気中の酸素ガスに吸収されて、被処理物の表面に到達する真空紫外光の光量（即ち、被処理物表面における照度）が低下する。
【０００５】
照度低下の問題だけならば、真空紫外光源を被処理物に近づけることで真空紫外光が酸素ガスに吸収される量を低下させればよい。ところが、酸素ガスから得る原子状酸素は、周囲の酸素分子との衝突によりオゾンに戻りやすいという問題もあり、処理効率の点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、処理効率を高めた処理方法、処理装置及び処理システム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】
本発明の方法は、原料ガスに二酸化炭素ガスを使用し、二酸化炭素ガスから原子状酸素を得る。即ち、本発明の処理方法は、二酸化炭素を含み、かつ、酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下である原料ガスに、発光波長が２２７ｎｍ以下の紫外光を照射し、
大気空間から隔離された処理チャンバ内部において、前記紫外光が照射された前記原料ガスを被処理物に接触させて前記被処理物を処理する。
【０００８】
本明細書において、発光波長で紫外光を特定する場合、当該紫外光は特定された波長範囲以外の波長に強度を有するか否かを問わない。例えば、「発光波長が２２７ｎｍ以下の紫外光」とは、当該紫外光の発光スペクトルにおいて、２２７ｎｍ超の波長帯域に強度を示しているか、又は、示していないかに拘わらず、２２７ｎｍ以下の波長帯域に強度を示す紫外光は、全て「発光波長が２２７ｎｍ以下の紫外光」に該当する。なお、本明細書には、「主たる発光波長が２２７ｎｍ以下の光」という表現が登場するが、この表現の意味については後述する。
【０００９】
詳細は後述するが、二酸化炭素に発光波長が２２７ｎｍ以下の紫外光を照射すると、原子状酸素Ｏ（
１
Ｄ）又は原子状酸素Ｏ（
３
Ｐ）が生成される。Ｏ（
３
Ｐ）は、Ｏ（
１
Ｄ）と同様に、被処理物の表面改質や洗浄に使用できる。特筆すべきは、酸素ガス雰囲気中では、Ｏ（
３
Ｐ）は雰囲気中の酸素分子と結合してオゾンに変換されるところ、酸素ガス濃度が１０００ｐｐｍ以下である雰囲気中では、Ｏ（
３
Ｐ）は雰囲気中の酸素分子と結合されにくいために、多量の原子状酸素Ｏ（
３
Ｐ）を維持できることである。その結果、多量の原子状酸素Ｏ（
３
Ｐ）により表面改質や洗浄を行うことができる。この点が、酸素ガスではなく、二酸化炭素ガスから原子状酸素を得る最大の利点である。
【００１０】
前記処理方法は、前記原料ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は５ｖｏｌ％以上であっても構わない。二酸化炭素の濃度が５ｖｏｌ％以上になると、二酸化炭素を使用しない酸素ガス雰囲気下よりもＯ（
３
Ｐ）の生成効率が高くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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