JP2005197291A - 紫外光洗浄装置および紫外光洗浄装置用紫外線ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 被処理物の処理スピードを高め、しかもランプハウスへの白粉の付着によって処理ムラ等が発生することを防止できる紫外光洗浄装置を提供する。
【解決手段】 ランプハウス30には、紫外線ランプ32群全体を四周から囲んで下面側を開放させた開放ハウジング33が設けられている。開放ハウジング33の天井部には、例えばステンレス板に1〜3mmの孔を多数形成した多孔のガス拡散板35を配置してあり、ここから清浄な窒素ガス(不活性ガス)を供給して、紫外線ランプ32の周囲からワークWの紫外線照射空間Xにかけて全体が窒素で満たされ、酸素がほとんど存在しない不活性ガス雰囲気に維持される。
【選択図】 図4
Description
この種の紫外光洗浄装置は、基板(被処理物)に紫外光を照射すると、まず、基板の雰囲気中の酸素分子に紫外光が吸収されてオゾンが生成し、このオゾンが紫外光を受けて更に光分解することにより活性酸素等の活性種を生じ、この活性種により基板表面の有機物が酸化分解されると考えられている。
なお、このような窓部材1への白粉の付着防止を課題とした技術には特許文献2に記載の発明があるが、窓部材1の加熱手段を必要とするため、装置が複雑化して高価になるという問題がある。
一方、被処理物は、大気中等の酸素含有雰囲気中を通って前記紫外光照射空間に搬送されるから、酸素含有雰囲気中に存在していたときに酸素が薄い膜となって被処理物表面に付着しており、これがそのまま紫外光照射空間内に引きずり込まれ、紫外光照射空間内で強い紫外光を受けてそれらの酸素が活性化して表面の有機物が分解される。
これによれば、ガス拡散板を通して不活性ガスがランプハウス内に吐出され、この不活性ガスが紫外線ランプの周囲から開放ハウジングの開放面に向かって流れ、その開放面から被処理物の表面を包むように流れ出す。
(1)従来と同等の処理スピードや洗浄度合いを確保しながら必要なランプ本数を、約半分に削減できて装置の製造コストを安価にできる。
ちなみに、同程度の汚れ具合である無アルカリガラスのワークWに対し、本実施形態の装置でランプ本数を変えて紫外光照射を行った場合の純水の接触角変化を測定した結果(「N2」の表記)を図10に示す。この実験で、ランプ出力は400W,照射距離2mm、窒素ガスまたは空気の供給風速は3cm/sec、ワークWの搬送速度は67mm/secであった。ここで、「Air」の表記があるグラフは、窒素ガスの供給を停止して空気を供給した場合であって、従来装置に相当する。このグラフから明らかなように、純水の接触角を5deg以下にするには、従来装置では8本の紫外線ランプを必要としているところ、本実施形態の装置では半分の4本で済む。
しかも、特に本実施形態では、ランプハウス30に開放ハウジング33を使用しているから、従来の密閉型ランプハウスで必須であった窓部材1を省略することができる。この結果、次のような利点がさらに得られる。
(5)窓部材1が無い分、ランプハウス30の構造の簡単化と製造コストの引き下げが可能になる。
(6)また、窓部材1が無いから、半導体や液晶デバイスの製造工程で硫酸アンモニウム等の反応生成物が白粉として窓部材1に付着することがなくなり、その除去のためのメンテナンス作業が大幅に軽減される。本実施形態では、紫外線ランプ32の周囲から紫外光照射空間Xにかけて、ガス拡散板35から吐き出された清浄な窒素に囲まれるようになるから、仮に本装置を設置した半導体工場等の大気中に有機溶剤、酸、アルカリなどの各種薬品の蒸気が含まれていたとしても、それが紫外光照射空間Xに入り込むことがない。また、仮に、ワークWへの紫外光の照射時に各種薬品の蒸気がワークWから揮発してきたとしても、それらの蒸気は窒素ガスの流れに乗じて紫外光照射空間Xから排出される。このため、ランプハウス30内で上記薬品の蒸気が紫外光によって光反応を生じたとしても、反応生成物がランプハウス30内に付着することがなく、メンテナンス作業も極めて容易になる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)本実施形態では、紫外線ランプとして波長172nmの誘電体バリア放電ランプを使用したが、真空紫外光を放射するエキシマランプであることが最適である。また、これに限らず、波長185nm、254nm等の低圧水銀ランプを使用してもよい。また、ランプ形状は、扁平な角筒状としているが、二重管タイプの誘電体バリア放電ランプであってもよいし、丸みを帯びた筒型であってもよい。紫外線照射面はできるだけ平坦面に近いことがより望ましい。
このようにしても、ランプハウス2内にも窒素が満たされているから、紫外線ランプ3の周囲から、搬送された被処理物が紫外光の照射を受ける領域にかけての紫外線照射領域の全体を不活性ガス雰囲気にすることができ、被処理物表面における紫外線強度を大幅に高めることができる。しかも、本実施形態に比べて不活性ガスの消費量を削減することができ、ランニングコストを更に低減することができる。
(4)被処理物を紫外光照射空間内に搬送するに先立ち通過させる酸素含有雰囲気としては、本実施形態のような大気に限らず、ガス成分を調整した雰囲気であってもよく、必要な酸素が紫外光照射空間内に引きずり込まれるように付着する程度の酸素濃度を有していればよい。
20…紫外光洗浄装置
30…ランプハウス
32…紫外線ランプ
33…開放ハウジング
35…ガス拡散板
36…ガス供給口
37…ガス供給ダクト
W…ワーク(被処理物)
Claims (4)
- 搬送される被処理物に紫外線ランプを備えたランプハウスからの紫外光を照射することで前記被処理物表面の洗浄を行う紫外光洗浄装置であって、前記ランプハウス内の前記紫外線ランプの周囲から搬送された前記被処理物が前記紫外光の照射を受ける領域にかけての紫外光照射空間を、不活性ガス雰囲気にするためのガス供給手段を設け、前記被処理物は酸素含有雰囲気中を通った後に前記紫外光照射空間に搬送されることを特徴とする紫外光洗浄装置。
- 前記ランプハウスは、前記被処理物側の一面を開放させた開放ハウジング内にその開放面に沿わせるように前記紫外線ランプを配置して構成し、前記ガス供給手段は前記ランプハウスのうち前記紫外線ランプの前記開放面とは反対側に配置した多孔のガス拡散板を通して前記不活性ガスを吐出する構成であることを特徴とする請求項1記載の紫外光洗浄装置。
- 搬送される被処理物に、紫外線ランプを備えたランプハウスからの紫外光を照射することで前記被処理物表面の洗浄を行う紫外光洗浄装置であって、前記ランプハウスは、前記被処理物側の一面を開放させた開放ハウジング内に、紫外光照射面が平坦なほぼ角筒型をなす紫外線ランプをその紫外線照射面が前記開放ハウジングの開放面に沿うように配置して構成され、前記ランプハウスには、前記紫外線ランプの前記開放ハウジングの前記開放面とは反対側に位置する平坦面に対面するように多孔のガス拡散板を備えて、前記紫外線ランプの周囲から、搬送された前記被処理物が前記紫外光の照射を受ける領域にかけての紫外光照射空間を、不活性ガス雰囲気にするためのガス供給手段を設けるとともに、前記被処理物を酸素含有雰囲気中を通った後に前記紫外光照射空間に搬送する搬送機構を設けたことを特徴とする紫外光洗浄装置。
- 搬送される被処理物に紫外光を照射することで前記被処理物表面の洗浄を行う紫外光洗浄装置のランプハウスに備えられる紫外線ランプであって、前記ランプハウスは、前記被処理物側の一面を開放させた開放ハウジングと、前記開放面とは前記紫外線ランプを挟んで反対側に位置する多孔のガス拡散板とを備え、そのガス拡散板から不活性ガスを吐出して前記紫外線ランプの周囲から、搬送された前記被処理物が前記紫外光の照射を受ける領域にかけての紫外光照射空間を不活性ガス雰囲気にするようにされており、前記紫外線ランプが、対向する各二面を平坦面とした断面ほぼ長方形状の筒型をなし、長辺側の一対の平坦面の一方を前記ガス拡散板にほぼ平行に対面させ、他方を前記被処理物にほぼ平行に対面させて配置されることを特徴とする紫外光洗浄装置用紫外線ランプ。
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