CN101431000B - 紫外线照射处理装置 - Google Patents

Abstract

提供一种紫外线照射处理装置，防止准分子灯与处理体之间的不希望的放电，不会损伤处理体。上述紫外线照射处理装置包括准分子灯，该准分子灯包括在角部具有弯曲部的扁平筒状放电容器，上述紫外线照射处理装置的特征在于，高压电极与接地电极间的沿面放电距离小于高压电极与处理体间的最短放电距离。

Description

紫外线照射处理装置

技术领域

本发明涉及一种紫外线照射处理装置。尤其是涉及使用准分子灯的紫外线照射处理装置，该紫外线照射处理装置在半导体基板或液晶基板等的制造工序中用于半导体基板或液晶基板的清洁等。

背景技术

在最近的半导体基板或液晶基板等的制造工序中，作为除去在半导体基板即硅晶片或液晶基板即玻璃基板表面附着的有机化合物等污垢的方法，广泛利用使用紫外光的干式清洁方法。尤其是，在使用从准分子灯放射的真空紫外光的利用臭氧、活性氧的清洁方法中，提出了各种更有效地以短时间清洁的清洁装置，例如公知有专利文献1(日本专利特开2000-260396号)。

在专利文献1的紫外线照射处理装置中，使用准分子灯向与准分子光照射面分离数mm左右而配置的处理体照射紫外线，上述准分子灯在剖面为四边形的薄箱状放电容器的照射面上配置网状的外部电极，在其相反侧的表面上配置固定电极(据付電極)，而且将上述照射面上的外部电极即处理体一侧的电极接地，将相反面上的固定电极连接到供电装置的高压侧。

专利文献1：日本专利特开2000-260396号

但是，近年来因液晶面板等处理体逐渐大型化，因此需要形成全长度长的放电容器，以便能够对大型处理体均匀地照射紫外线。然而，如专利文献1所示，在形成角部呈直角的剖面为四边形的放电容器时，放电容器的全长度越长，制造上存在各种障碍，事实上无法实现。

例如，在形成角部呈直角的剖面为四边形的放电容器时，只能利用预定的方法例如使用燃烧器的焊着或粘结剂的粘结等方法来粘贴4张长方形的板玻璃。但是，在全长度长的板玻璃的整个长边接触燃烧器的火焰，为非常烦杂且需要工夫的要求熟练的作业，并且存在由焊着的热变形引起的破损的问题，现实中无法实现。此外，即使通过由粘结剂来粘贴板玻璃的方法构成放电容器，也因为粘结剂本身具有容易使气体穿过的性质，因而产生填充在放电容器内的气体向放电容器外漏出的不良情况，该方法也不现实。

这样，放电容器的全长度越长，在现实中无法实现通过所谓个体成型方式形成如专利文献1的角部呈直角的剖面为四边形的放电容器。因此，该专利文献1的放电容器形状是示意性的记载，实际上在制作尺寸长的放电容器时，必须使用以往在制造玻璃管时采用的拉挤(Pultrusion)法等一体成型方式。即，对圆筒形状的玻璃管进行加热，并且使用模具等进行拉挤而逐渐变形为扁平四边形，由此形成扁平的四方管，这是可谓唯一的最现实的形成方法。

由于加工上的原因，即为了容易且圆滑地拉挤，在上述拉挤法中使用的模具在其角部形成有圆弧，所以在被拉挤的扁平四边形玻璃管(放电容器)的四角部也必然形成一定的圆弧(弯曲部)。

可是，在使用将具备这样在四角具有弯曲部的扁平四边形的放电容器的准分子灯设置于其中的紫外线照射处理装置，向处理体照射从准分子灯放射的紫外线来进行处理体表面的清洁时，判断出由于以下原因而存在根据电极的配置会对处理体带来电气损伤的情况。

在上述紫外线照射处理装置中，为了尽力防止由在从准分子灯到处理体的空间存在的氧吸收真空紫外线，使氮等的惰性气体在准分子灯与处理体之间的空间流动，从而将氧减少至限定量，并且将从准分子光照射面到处理体的距离设定得较短，在数mm以内。

在上述紫外线照射处理装置中，若通过流通氮气使准分子灯的照射面与处理体之间的空间中氧浓度下降，则在与供电装置的高压侧连接的高压电极的端部、和与供电装置的接地侧连接且位于处理体一侧的接地电极的端部之间产生放电。

可是，虽然只要该放电在两电极端间产生则无大碍，但是该放电会瞬间在高压电极与处理体之间产生。若向处理体发生放电，则在处理体为例如基板时，引起瞬间流过过电流而损伤在基板表面形成的电路图案等在处理体表面产生各种损伤的问题。该现象随着准分子灯的点亮环境变动而产生，为非正常现象。例如，由基板经过引起的周围氧浓度大幅变化、来自电源系统的供给电压变动等为主要原因。

如下考虑产生上述瞬间性放电的原因。

在图8中，准分子灯20的放电容器21是由一对上下平坦壁22、23与侧壁24、25构成的扁平四边形，上述平坦壁22、23与侧壁24、25分别通过弯曲部26连续形成。在该上下平坦壁22、23上分别配置有电极27、28，上方的电极27与供电装置30的高压侧30a连接，下方即处理体W一侧的透光性电极28与接地侧30b连接。

上述高压电极27和接地电极28通常由印刷方法形成，此时由于印刷工序上的原因，通常两电极的端部配置成不到达放电容器21四角的弯曲部26。

并且，如上所述，在从处理体到准分子灯的距离较短为数mm左右时，往往产生如下情况：在准分子灯20的高压电极27和接地电极28的端部27a、28a之间沿着放电容器21的沿面放电距离X大于从高压电极27的端部27a到处理体W沿着放电容器21的最短放电距离Y。在此，最短放电路离Y是指，从高压电极27的端部27a沿着放电容器21，经由角部的弯曲部26而从侧壁24、25垂直地测量到处理体W的路径的最短距离，即在高压电极27与处理体W之间产生的放电路径的最短距离。

若准分子灯的高压电极与处理体的位置关系如上所述，则引起以下不良情况：从高压电极向处理体表面产生瞬间性放电，比产生放电容器上表面的高压电极与下表面的接地电极间的沿面放电容易。若产生该不希望的放电，则产生处理体表面的电路图案等烧坏等显著损伤处理体表面的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的问题点，本发明的目的在于，在向处理体表面照射来自准分子灯的紫外线来清洁处理体表面等各种处理上使用的的紫外线照射处理装置中，能够防止从准分子灯向处理体产生不希望的放电，能够不引起烧坏在处理体表面形成的电路图案等各种损伤地对处理体进行处理。

本发明的一种紫外线照射处理装置，包括准分子灯，该准分子灯具有由扁平筒状的电介质材料构成的放电容器，该放电容器包括：一对平坦壁，彼此相对地沿着管轴延伸；该平坦壁间的一对侧壁；以及弯曲部，在该平坦壁与侧壁间连续地形成，在形成于该放电容器内的密闭空间封入有放电气体，并且在一个上述平坦壁配置的高压电极和在与处理体靠近且相对的另一个上述平坦壁配置的具有透光性的接地电极，夹着上述密闭空间而位于上述放电容器的外表面，该紫外线照射处理装置向处理体照射从上述准分子灯放射的紫外光，其特征在于，上述高压电极端与上述接地电极端的沿面放电距离小于上述高压电极端与上述处理体的最短放电距离。

在本发明的紫外线照射处理装置中，高压电极与接地电极间的沿面放电距离小于高压电极与处理体的最短放电距离，因此即使从高压电极产生不希望的放电，也不是在与处理体之间产生，而是在与接地电极之间放电，不会损伤处理体。

附图说明

图1表示本发明的实施例。

图2是本发明实施例的局部详解图。

图3是氧浓度与绝缘击穿电压的关系图。

图4是本发明其他实施例的局部详解图。

图5表示本发明的其他实施例。

图6表示本发明的其他实施例。

图7是本发明其他实施例的局部说明图。

图8是紫外线照射处理装置的现有例。

具体实施方式

图1是表示本发明紫外线照射处理装置的结构的概略的概念图。

紫外线照射处理装置对由多个辊12在框体10下方向水平方向传送的处理体W照射从准分子灯1放射的紫外线，进行该处理体W表面的清洁等处理，该准分子灯1配置在填充有氮等惰性气体的框体10内。

处理体W是硅晶片基板、玻璃基板等，该玻璃基板用于制造液晶显示器、等离子显示面板等平板显示器。上述基板的表面的状态随着经过各制造工序而不同，成为实施保护层(Resist)、透明导电膜、电路等的状态。

容纳准分子灯1的框体10与处理体W相对的下方侧打开，在框体10内部，在与处理体W分离数mm左右的位置配置有准分子灯1，而且在该准分子灯1的上方侧配置有具有气体喷出口11a的惰性气体放出机构11。框体10的内部被更换为氮气等惰性气体，以使从准分子灯1放射的紫外线不会因被氧吸收而衰减，尤其是更换成在准分子灯1与处理体W间达到反应所需的最低限的氧浓度。作为惰性气体，除了氮以外，也可以使用氦、氩、氖等。

上述紫外线照射处理装置在框体10的下方侧开口因传送来的处理体W而几乎关闭的状态下，在框体10内充满来自惰性气体放出机构11的惰性气体，内部的氧浓度下降。列举一例，在处理体W的宽度为2000mm，准分子灯1的全长为2100mm，框体10的全长为2300mm、高度为50mm、宽度为150mm，从惰性气体放出机构11放出的惰性气体的流量为300L/分钟的情况下，在处理体W将框体10的下方侧开口几乎阻塞时，框体10内的氧浓度为约0.5％。

图2表示配置在本发明的紫外线照射处理装置框体内的准分子灯的剖面详解图。

与上述图8的现有例同样地，准分子灯1包括由上下成对的平坦壁3、4，一对侧壁5、6，及四角的弯曲部7形成的扁平四边形的放电容器2，上述弯曲部7连接平坦壁3、4与一对侧壁5、6。

表示上述放电容器2的一个具体例，平坦壁3、4的宽度方向的长度为42mm，侧壁5、6的高度方向的长度为15mm，壁厚为2.5mm。

在此，优选放电容器2四角的弯曲部7具有1.5mm以上的曲率半径R。在R过小时，难以进行上述拉挤成型作业，此外在灯制造阶段的排气工序中，在产生管内部与外部的压力差时应力集中，发光管容易破裂。

在上述平坦壁3、4分别配置有电极8、9。上部的平坦壁3上的电极8与供电装置15的高压侧15a连接，下部即与处理体W一侧靠近且相对的平坦面4上的电极9是透光性，且与接地侧15b连接。并且，在放电容器2内部的密闭空间S填充有氙等放电气体。

其中，处理体W一侧的接地电极9比高压电极8宽阔，在图示的例子中，其端部9a超过放电容器2角部的弯曲部7而延伸。并且，两电极8、9的端部8a、9a间的最短沿面距离X小于从高压电极8的端部8a至处理体W的最短放电距离Y。在此，两电极端8a、9a间的最短沿面距离X，是指沿电极端8a、9a间的放电容器2表面的沿面长度，从高压电极8的端部8a至处理体W的最短放电距离Y，是指从电极端8a沿着放电容器2的表面经由弯曲部7而从容器侧壁5至处理体W的放电距离的最短距离。

例举一例，两电极端8a、9a间的最短沿面距离X为13.5mm，从高压电极8至处理体W的最短放电距离Y为19.6mm，最短沿面距离X与最短放电距离Y之差为6.5mm。

如上所述，根据本发明的紫外线照射处理装置，高压电极8的电极端8a与接地电极9的电极端9a间的最短沿面距离X小于高压电极8的电极端8a与处理体W之间的最短放电距离Y。所以，即使从高压电极8产生放电，也因接地电极9的电极端9a比处理体W近，因此在高压电极8与接地电极9间产生放电，在与处理体W之间不产生不希望的放电。因此，可避免形成在处理体W表面的电路图案等烧坏的不良情况。

尤其是在使用本发明的准分子灯的紫外线照射处理装置中，当向处理体W照射紫外线时，由于在框体10内填充有惰性气体，尤其在对处理体W进行紫外线照射而实施处理时，由于在准分子灯1与处理体W之间氧浓度维持在低水平(例如0.5％)，因而处于绝缘击穿电压低的状态，容易引起放电。图3表示本发明的紫外线照射处理装置中氧浓度与绝缘击穿电压的关系，可知氧浓度越低，绝缘击穿电压越小。

即，如本发明的紫外线照射处理装置，在框体内的氧浓度低的装置中，保持高压电极8与接地电极9的最短沿面距离X小于高压电极8与处理体W之间的最短放电距离Y的关系特别重要且有效。

另外，在上述实施例中，接地电极9沿着放电容器2的弯曲部7的至少一部分进行配置，在该接地电极9上与弯曲部7对应的位置，连接有用于连接供电装置15的供电线15b。由此，与接地电极9连接的供电线15b不位于来自灯1的准分子光的光路上，因而准分子光不会被供电线遮挡。

另外，在上述实施例中，处理体W一侧的接地电极9的电极端9a的形状延伸为将放电容器2角部的弯曲部7全部覆盖，但是未必需要覆盖弯曲部7的全部，只要上述两电极8、9间的最短沿面距离X小于高压电极8与处理体W的最短放电距离Y即可，在保持该关系的范围内，如图4(a)及图4(b)所示，也可以是接地电极9的电极端9a仅到达弯曲部7的一部分的形状，或也可以不到达弯曲部7(未图示)。

此外，在上述实施例中，处理体W一侧的接地电极9的形状延伸为其两端部覆盖放电容器2的两个角的弯曲部7，但是未必需要接地电极9延伸为覆盖放电容器2的两个角的弯曲部7。即，如图5所示，接地电极9也可以延伸为仅其一个电极端9a覆盖放电容器2的弯曲部7。

进而，在上述实施例中，处理体W一侧的接地电极9的电极端9a是沿着放电容器2角部的弯曲部7延伸为直线状的形状，但是未必需要电极端9a的形状为直线状。即，如图6所示，电极端9a也可以具有多个凸部9b，彼此分离地在放电容器2的管轴方向上依次排列，且沿着放电容器2角部的弯曲部7的表面延伸。在该实施例中，凸部9b与高压电极8间的最短沿面距离X小于高压电极8与处理体W的最短放电距离Y(关于最短沿面距离X、最短放电距离Y请参照图2)。

进而，放电容器2的侧壁5、6具有平坦部，该平坦侧壁经由弯曲部7而与上下平坦壁面3、4一体成型，但是并不限定于上述状态，如图7所示，也可以是侧壁5整体弯曲而与平坦壁3、4连续的状态。此时，弯曲部7形成侧壁5(6)的一部分。

Claims (3)

1.一种紫外线照射处理装置，包括准分子灯，该准分子灯具有由扁平筒状的电介质材料构成的放电容器，该放电容器包括：一对平坦壁，彼此相对地沿着管轴延伸；该平坦壁间的一对侧壁；以及弯曲部，在该平坦壁与侧壁间连续地形成，在形成于该放电容器内的密闭空间封入有放电气体，并且在一个上述平坦壁配置的高压电极和在与处理体靠近且相对的另一个上述平坦壁配置的具有透光性的接地电极，夹着上述密闭空间而位于上述放电容器的外表面，

该紫外线照射处理装置向处理体照射从上述准分子灯放射的紫外光，其特征在于，

上述高压电极的端部与上述接地电极的端部之间的沿着放电容器的表面的沿面放电距离小于从上述高压电极的端部到上述处理体为止的最短放电距离。

2.如权利要求1所述的紫外线照射处理装置，其特征在于，

上述接地电极沿着上述弯曲部的至少一部分进行配置。

3.如权利要求1所述的紫外线照射处理装置，其特征在于，

上述高压电极端与上述接地电极端的沿面放电距离，比上述高压电极端与上述处理体的最短放电距离小1.5mm以上。

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