JP2009202138A - 紫外線照射装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】紫外線を放射する光源2と光透過窓3とを有するランプハウス4と、光透過窓3と被照射物Pとの間の空間Sに少なくとも不活性ガスと酸素とが含まれる混合ガスを導入するためのガス導入手段5とを備え、ランプハウス4は、不活性ガスを導入するためのガス導入口7と、不活性ガスを排出するためのガス排出口8とを有しており、ガス排出口8から排出された不活性ガスをガス導入手段5に送る回送流路6が備えられていることを特徴とする紫外線照射装置1。
【選択図】図1
Description
このうち、特許文献1には、エキシマレーザ等の紫外線の露光ビームを被照射物に照射して露光を行う露光装置の光学素子を、酸素を含む不活性ガスを供給して該露光ビームを照射して発生させたオゾンと当該露光ビームの照射とによってクリーニングする方法が開示されている。これにより、光学素子に付着した有機化合物を除去することができると記載されている。
一方、特許文献2には、被照射物を密閉筐体内に導入後にこの密閉筐体内に不活性ガスを導入し、不活性ガスの導入を停止した後に紫外線を照射して被照射物の洗浄又は改質を行い、終了後に密閉筐体内の気体を排出する紫外線照射方法が開示されている。これにより、不活性ガスの消費量が削減することができると記載されている。
一方、特許文献3には、ランプハウス内に充填した不活性ガスを光透過窓に設けた開口から被照射物の表面に流出させて、光源と被照射物との間の雰囲気を不活性ガスで満たすことができる紫外線照射装置が開示されている。これにより、光源と被照射物との間での紫外線の減衰を抑制できると記載されている。
一方、特許文献2では、不活性ガスの使用量は低減可能であるが、工程数が増加してスループットが低下してしまうことから生産コストを充分に低減できないという問題があった。
一方、特許文献3では、ランプハウス内で使用した不活性ガスを、光源と被照射物との間の雰囲気に流用することから不活性ガスの低減は可能であるが、被照射物の処理に必要な酸素を被照射物の周辺に供給することが困難であり、結果として洗浄及び表面改質の効果が充分に得られにくいという問題があった。
すなわち、本発明の紫外線照射装置は、被照射物に対して紫外線を照射して、前記被照射物の洗浄又は改質を行うための紫外線照射装置であって、紫外線を放射する光源と前記紫外線を前記被照射物に対して照射可能にする光透過窓とを有するランプハウスと、前記光透過窓と前記被照射物との間の空間に少なくとも不活性ガスと酸素とが含まれる混合ガスを導入するためのガス導入手段とを備え、前記ランプハウスは、当該ランプハウス内に前記不活性ガスを導入するためのガス導入口と、当該ランプハウス内から前記不活性ガスを排出するためのガス排出口とを有しており、前記ガス排出口から排出された前記不活性ガスを前記ガス導入手段に送る回送流路が備えられていることを特徴とする。
また、本発明の紫外線照射装置によれば、強制排気手段が排気量調整機能を有しているため、光透過窓と被照射物との間の空間に取り込む外気量、すなわち酸素量を調整することができる。これにより、被照射物の洗浄能力及び表面改質レートを容易に調整することができる。
図1は、本発明を適用した第1の実施形態である紫外線照射装置を示す図であり、図1(a)は断面模式図、図1(b)は平面図である。本実施形態の紫外線照射装置1は、図1(a)に示すように、紫外線を放射する光源2と紫外線を被照射物Pに対して照射可能にする光透過窓3とを有するランプハウス4と、光透過窓3と被照射物Pとの間の空間Sに混合ガスを導入するためのガス導入手段5と、回送流路6とから概略構成されている。
なお、被照射物Pには、半導体基板、ガラス基板等を用いることができ、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイパネル(PDP)等の大型のフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat Panel Display)にも用いることができる。
また、ランプハウス4は、略密閉容器であり、その内部には不活性ガスが充填されることが好ましい。ランプハウス4の内部に不活性ガスが充填されることにより、エキシマランプ2から放射された紫外線は、当該ランプハウス4内での減衰が抑制される。
なお、不活性ガスには、光を吸収しにくい窒素、アルゴン、ヘリウムガスなどを用いることができるが、そのコストを考慮した場合には窒素ガスが好適に用いられる。
このガス導入口7は、図示略のガスボンベ等の不活性ガス供給源と接続されており、図示略の流量制御装置によって不活性ガス供給源から供給される不活性ガスの流量w1が制御されている。なお、ガス導入口7からランプハウス4内に導入される不活性ガスの流量w1は、30〜40L/minの範囲であることが好ましい。上記範囲内であれば、ランプハウス4内での紫外線の減衰を効果的に抑制することができるため好ましい。
一方、ガス排出口8は、後述する回送流路6と接続されており、当該ガス排出口8からランプハウス4外に排出される不活性ガスの流量は、前述の流量w1に等しい。すなわち、ランプハウス4内に導入した不活性ガスの全量を回収する。
先ず、エキシマランプ2の点灯に先立ち、ガス導入口7からランプハウス4内に不活性ガスを導入すると共に、ランプハウス4に設けられたガス排出口8から排出された不活性ガスを回収し、回送流路6を介して混合ガス供給装置10に送る。そして、混合ガス供給装置10から送られた混合ガスを、エアバルブ5から処理室9内へ導入して、処理室9の内部空間(すなわち空間S)を混合ガスで充填する。
図2は、本発明を適用した第2の実施形態である紫外線照射装置を示す断面模式図である。また、図2に示す構成要素のうち、図1に示す構成要素と同一の構成要素には、図1と同一の符号を付してその説明を省略、若しくは簡単に説明する。
本実施形態の紫外線照射装置20は、前述した紫外線照射装置1の構成に加えて、光透過窓3と被照射物Pとの間の空間Sから混合ガスを回収するためのガス回収手段21と、回収流路22とを備えている。
なお、紫外線照射装置20を用いた被照射物Pに紫外線を照射する方法については、上述の紫外照射装置1と同様であるため、説明を省略する。
図3は、本発明を適用した第3の実施形態である紫外線照射装置を示す断面模式図である。また、図3に示す構成要素のうち、図1及び図2に示す構成要素と同一の構成要素には、図1及び図2と同一の符号を付してその説明を省略、若しくは簡単に説明する。
本実施形態の紫外線照射装置30は、前述した紫外線照射装置20の構成に加えて、空間Sから混合ガスを強制的に排出する強制排気手段31を備えている。一方、紫外線照射装置30は、酸素供給路12を有さない構成となっている。
また、強制排気装置31は、排気量調整機能を有していることが好ましい。強制排気による処理室9の外部への流量w6をこの排気量調整機能により調整することで、処理室9の内部に引き込まれる外気の量、すなわち酸素量を調整することができる。
また、強制排気装置31が排気量調整機能を有しているため、処理室9の内部空間に取り込む外気量、すなわち酸素量を調整することができる。これにより、被照射物Pの洗浄能力及び表面改質レートを容易に調整することができる。
Claims (5)
- 被照射物に対して紫外線を照射して、前記被照射物の洗浄又は改質を行うための紫外線照射装置であって、
紫外線を放射する光源と前記紫外線を前記被照射物に対して照射可能にする光透過窓とを有するランプハウスと、
前記光透過窓と前記被照射物との間の空間に少なくとも不活性ガスと酸素とが含まれる混合ガスを導入するためのガス導入手段とを備え、
前記ランプハウスは、当該ランプハウス内に前記不活性ガスを導入するためのガス導入口と、当該ランプハウス内から前記不活性ガスを排出するためのガス排出口とを有しており、
前記ガス排出口から排出された前記不活性ガスを前記ガス導入手段に送る回送流路が備えられていることを特徴とする紫外線照射装置。 - 前記空間から前記混合ガスを回収するためのガス回収手段と、前記ガス回収手段から回収された前記混合ガスを前記ガス導入手段に送る回収流路とが備えられていることを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。
- 前記空間から前記混合ガスを強制的に排出する強制排気手段が備えられており、
前記酸素は、前記強制排気手段により前記空間に引き込まれた外気から供給されることを特徴とする請求項1又は2に記載の紫外線照射装置。 - 前記強制排気手段は、排気量調整機能を有していることを特徴とする請求項3に記載の紫外線照射装置。
- 前記ランプハウス内に導入する前記不活性ガスの流量は、30〜40L/minの範囲であり、前記空間に導入する前記混合ガスの流量は、50〜400L/minの範囲であり、前記空間の酸素濃度は、1〜10体積%の範囲であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の紫外線照射装置。
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