JP2009268974A - 紫外線照射方法及び紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過窓と被処理物との間へ不活性ガスを充分に導入することができ、且つ、不活性ガスの使用量を低減させる紫外線照射方法及び紫外線照射装置を提供すること。
【解決手段】エキシマランプ１３を備えたランプハウス１１Ｂ内の不活性ガスを、紫外線を被処理物３０へ照射する光透過窓１４の周縁部から流出させ、光透過窓と被処理物との間での紫外線の減衰を抑える紫外線照射方法。ランプハウス内への不活性ガス流入口１５、エキシマランプ、エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射する光透過窓１４を少なくとも具備し、光透過窓の周縁部にランプハウス内の不活性ガス４０を光透過窓と被処理物との間に流出させる不活性ガス流出口１７が設けられていること。不活性ガス流出口が複数の孔からなるスリットＳ２である。
【選択図】図２

Description

本発明は、紫外線照射方法及び紫外線照射装置に関するものであり、特に、紫外線の減衰を抑えるために、不活性ガスを利用する紫外線照射において、光透過窓と被処理物との間へ不活性ガスを充分に導入することができ、且つ、不活性ガスの使用量を低減させることのできる紫外線照射方法及び紫外線照射装置に関する。

ガラス基板の表面洗浄、或いは表面改質に用いられるＵＶ／オゾン洗浄は、紫外線による有機物の分子結合の切断と、紫外線による酸素ラジカルの生成により、被処理物の表面に付着した有機物汚れを除去する技術である。紫外線により分子結合が切断された箇所に直ちに酸素ラジカルが反応し、単純な分子であるＣＯ₂ 、Ｈ₂ Ｏ、Ｏ₂ などが生成され、これらが表面から揮発し除去される。
光洗浄に用いられる紫外線ランプは、従来は、波長２５４ｎｍに主な放射強度を持つ低圧水銀ランプであったが、最近は、より短波長の１７２ｎｍに発光中心波長を持ち、酸化能力が高いキセノンエキシマランプがガラス基板のＵＶ／オゾン洗浄に広く利用されている。

図１は、エキシマランプを用いた紫外線照射装置の一例を示す断面図である。
図１に示すように、紫外線照射装置（１）のランプハウス（１１）には、石英ガラスからなる光透過窓（１４）が備えられ、エキシマランプ（１３）から放射される紫外線は、ここを透過して被処理物（３０）へ照射される。
ランプハウス（１１）内には、窒素ガスなどの不活性ガス（４０）が常時、不活性ガス流入口（１５）から導入されており、これによってエキシマランプ（１３）からの紫外線の減衰を抑えるようにしている。

また、ランプハウス（１１）外の、光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間には、不活性ガス供給路（２０）を経て供給される不活性ガス（４０）が不活性ガス吹出口（２１）から吹出され、この間での紫外線の減衰を抑えるようにしている。
図１中、白太矢印で示すように、被処理物（３０）は、右方から左方へ移動しながらエキシマランプ（１３）からの紫外線が照射されるようになっている。

しかし、図１に示すような紫外線照射装置（１）では、光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間への不活性ガス（４０）の吹出しにおいて、不活性ガス（４０）が充分に導入されるように、適正な量以上に流量を多くしていまうといった問題がある。
また、図１に示すような紫外線照射装置（１）では紫外線の減衰を抑えるために、不活性ガス流入口（１５）からランプハウス（１１）内への不活性ガス（４０）の導入を行い、また、不活性ガス吹出口（２１）から光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間への不活性ガス（４０）の導入を行うといった２ヶ所において不活性ガスを使用している。
特開２００１−３００４５１号公報 テクノタイムズ社：「最新のエキシマ光洗浄装置」、月刊ディスプレイ、’０７、５月号、５５頁

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、エキシマランプからの紫外線の減衰
を抑えるために、不活性ガスを利用する紫外線照射において、光透過窓と被処理物との間へ不活性ガスを充分に導入することができ、且つ、不活性ガスの使用量を低減させることのできる紫外線照射方法を提供すること課題とするものである。
また、上記紫外線照射方法を用いた紫外線照射装置を提供すること課題とする。

本発明は、エキシマランプからの紫外線の減衰を抑えるために不活性ガスを利用する紫外線照射方法において、前記エキシマランプを備えたランプハウス内への不活性ガス流入口から導入された不活性ガスを、エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射するための光透過窓の周縁部から、光透過窓と被処理物との間に流出させ、光透過窓と被処理物との間での紫外線の減衰を抑えることを特徴とする紫外線照射方法である。

また、本発明は、上記発明による紫外線照射方法において、前記光透過窓の周縁部からの不活性ガス流出口が、周縁部のスリットであることを特徴とする紫外線照射方法である。

また、本発明は、エキシマランプからの紫外線の減衰を抑えるために不活性ガスを利用する紫外線照射装置において、
１）前記紫外線照射装置のランプハウス内に不活性ガスを導入する不活性ガス流入口、
２）反射ミラーを備えたエキシマランプ、
３）該エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射するための、石英ガラスからなる光透過窓、を少なくとも具備し、
該光透過窓の周縁部にはランプハウス内の不活性ガスを光透過窓と被処理物との間に流出させる不活性ガス流出口が設けられていることを特徴とする紫外線照射装置である。

また、本発明は、上記発明による紫外線照射装置において、前記光透過窓の周縁部に設けられた不活性ガス流出口が、周縁部のスリットであることを特徴とする紫外線照射装置である。

また、本発明は、上記発明による紫外線照射装置において、前記スリットが、複数の孔からなるスリットであることを特徴とする紫外線照射装置である。

本発明は、エキシマランプを備えたランプハウス内への不活性ガス流入口から導入された不活性ガスを、エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射するための光透過窓の周縁部から、光透過窓と被処理物との間に流出させ、光透過窓と被処理物との間での紫外線の減衰を抑える紫外線照射方法であるので、不活性ガスを利用する紫外線照射方法において、光透過窓と被処理物との間へ不活性ガスを充分に導入することができ、且つ、不活性ガスの使用量を低減させることのできる紫外線照射方法となる。

また、本発明は、ランプハウス内に不活性ガスを導入する不活性ガス流入口、反射ミラーを備えたエキシマランプ、エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射するための、石英ガラスからなる光透過窓、を少なくとも具備し、光透過窓の周縁部にはランプハウス内の不活性ガスを光透過窓と被処理物との間に流出させる不活性ガス流出口が設けられている紫外線照射装置であるので、不活性ガスを利用する紫外線照射装置において、光透過窓と被処理物との間へ不活性ガスを充分に導入することができ、且つ、不活性ガスの使用量を低減させることのできる紫外線照射装置となる。

また、本発明において、光透過窓と被処理物との間に流出させる不活性ガス流出口は、スリット状となっており、ランプハウス内に導入された不活性ガスがリークするような構
成となっている。
したがって、ランプハウス外部から不活性ガスを取り込む従来の方法に比べ、光透過窓の周辺部にスリット状の流出口を具備することによって、より効率的に不活性ガスを光透過窓と被処理物との間に導入することができる。また、これまで排気していたランプハウス内の不活性ガスを利用できるため、再利用の効果によるコスト削減も望める。

以下に本発明を実施の形態に基づいて説明する。
図２は、本発明による紫外線照射装置の一例を示す断面図である。図２に示すように、本発明による紫外線照射装置（２）は、エキシマランプ（１３）からの紫外線の減衰を抑えるために不活性ガス（４０）を利用する紫外線照射装置である。

この紫外線照射装置（２）は、ランプハウス（１１Ｂ）、ランプハウスの側壁の不活性ガス流入口（１５）、反射ミラー（１２）を備えたエキシマランプ（１３）、エキシマランプからの紫外線を被処理物（３０）へ照射するための、石英ガラスからなる光透過窓（１４）を少なくとも具備したものである。

光透過窓（１４）の周縁部にはランプハウス（１１Ｂ）内の不活性ガスを光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間に流出させる不活性ガス流出口（１７）が設けられている。
図２中、白太矢印で示すように、被処理物（３０）は、右方から左方へ移動しながらエキシマランプ（１３）からの紫外線が照射されるようになっている。

図２に示す不活性ガス流出口（１７）は、光透過窓（１４）の周縁部の端部にて、光透過窓（１４）とランプハウス（１１Ｂ）底部との間に設けられた例である。図３（ａ）、（ｂ）は、図２に示す光透過窓（１４）の近傍を拡大した断面図、及び平面図である。図３（ｂ）のＸ−Ｘ線での断面が図３（ａ）に相当する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、この不活性ガス流出口（１７）は、光透過窓（１４）の周縁部の端部とランプハウス（１１Ｂ）底部との間に、符号（Ｈ）で示す高さの一様なスリット（Ｓ１）がＹ軸方向に設けられた例である。光透過窓（１４）は、Ｙ軸方向を長辺とする矩形状であるが、短辺側は省略してある。

図２に示す不活性ガス流入口（１５）からランプハウス（１１Ｂ）内に導入された不活性ガス（４０）は、ランプハウス（１１Ｂ）内を経て光透過窓（１４）の周縁部の端部とランプハウス（１１Ｂ）底部との間のスリット（Ｓ１）（不活性ガス流出口（１７））から、光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間に流出され、この間に不活性ガス（４０）は導入される。
不活性ガス流入口（１５）からランプハウス（１１Ｂ）内に導入された不活性ガス（４０）は、ランプハウス（１１Ｂ）内では、エキシマランプ（１３）からの紫外線の減衰を抑え、また、ランプハウス（１１Ｂ）外では、光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間での紫外線の減衰を抑えるようにしている。

従って、本発明による紫外線照射装置（２）においては、光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間へ不活性ガス（４０）を充分に導入することができるものとなり、また、不活性ガス（４０）の導入は不活性ガス流入口（１５）からのみであるので、不活性ガスの使用量を低減させることができる。

図４（ａ）〜（ｃ）は、請求項５に係わる紫外線照射装置におけるスリット（Ｓ２）を説明する、光透過窓（１４）の近傍を拡大した断面図、及び平面図である。図４（ｃ）のＸ₁ −Ｘ₁ 線での断面が図４（ａ）に相当し、Ｘ₂ −Ｘ₂ 線での断面が図４（ｂ）に相当
する。
図４（ａ）、（ｃ）に示すように、符号（１９）で表される部分では、光透過窓（１４）とランプハウス（１１Ｂ）底部端が接し、この部分はスリットは閉じられている。

また、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、符号（１８）で表される部分では、幅（Ｗ）×長さ（Ｌ）の孔（貫通口）となっている。この孔（１８）がＹ軸方向に連なったスリット（Ｓ２）を構成している。ランプハウス（１１Ｂ）内の不活性ガス（４０）は、複数の孔（１８）が連なった、このスリット（Ｓ２）から、光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間に流出されるようになっている。

このように、ランプハウス内の不活性ガスを光透過窓（１４）と被処理物（３０）との間に流出させる不活性ガス流出口（１７）を複数の孔（１８）が連なったスリット（Ｓ２）とすることによって、被処理物（３０）の表面上に均一に不活性ガスを吐出することができる。
スリット（Ｓ２）の図４中における長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）、高さ（Ｈ）は、特に限定するものではないが、１ｍｍ≦Ｌ≦１００ｍｍ、１ｍｍ≦Ｗ≦５０ｍｍ、０．０１ｍｍ≦Ｈ≦１ｍｍ程度であることが望ましい。
以上の構成により、不活性ガスを被処理物（３０）の表面上に効率的、且つ均一に導入することが可能となり、不活性ガスの使用量の低減にも繋がる。

エキシマランプを用いた紫外線照射装置の一例を示す断面図である。 本発明による紫外線照射装置の一例を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図２に示す光透過窓の近傍を拡大した断面図、及び平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、請求項５に係わる紫外線照射装置におけるスリットを説明する断面図、及び平面図である。

符号の説明

１・・・紫外線照射装置
２・・・本発明による紫外線照射装置
１１、１１Ｂ・・・ランプハウス
１１Ｃ・・・ランプハウス底部端
１２・・・反射ミラー
１３・・・エキシマランプ
１４・・・光透過窓
１５・・・不活性ガス流入口
１６・・・不活性ガス排出口
１７・・・不活性ガス流出口
１８・・・孔（貫通口）
１９・・・光透過窓とランプハウス底部端が接する部分
２０・・・不活性ガス供給路
２１・・・不活性ガス吹出口
３０・・・被処理物
４０・・・不活性ガス
Ｈ・・・スリットの高さ
Ｌ・・・孔（貫通口）の高さ
Ｓ１・・・一様なスリット
Ｓ２・・・孔（貫通口）がＹ軸方向に連なったスリット
Ｗ・・・孔（貫通口）の幅

Claims (5)

1. エキシマランプからの紫外線の減衰を抑えるために不活性ガスを利用する紫外線照射方法において、前記エキシマランプを備えたランプハウス内への不活性ガス流入口から導入された不活性ガスを、エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射するための光透過窓の周縁部から、光透過窓と被処理物との間に流出させ、光透過窓と被処理物との間での紫外線の減衰を抑えることを特徴とする紫外線照射方法。
2. 前記光透過窓の周縁部からの不活性ガス流出口が、周縁部のスリットであることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射方法。
3. エキシマランプからの紫外線の減衰を抑えるために不活性ガスを利用する紫外線照射装置において、
   １）前記紫外線照射装置のランプハウス内に不活性ガスを導入する不活性ガス流入口、
   ２）反射ミラーを備えたエキシマランプ、
   ３）該エキシマランプからの紫外線を被処理物へ照射するための、石英ガラスからなる光透過窓、を少なくとも具備し、
   該光透過窓の周縁部にはランプハウス内の不活性ガスを光透過窓と被処理物との間に流出させる不活性ガス流出口が設けられていることを特徴とする紫外線照射装置。
4. 前記光透過窓の周縁部に設けられた不活性ガス流出口が、周縁部のスリットであることを特徴とする請求項３記載の紫外線照射装置。
5. 前記スリットが、複数の孔からなるスリットであることを特徴とする請求項４記載の紫外線照射装置。

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