JP5093176B2

JP5093176B2 - Excimer lamp device

Info

Publication number: JP5093176B2
Application number: JP2009084175A
Authority: JP
Inventors: 容平山田; 真一遠藤
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010238475A

Description

本発明は、液晶パネル基板、半導体ウエハ、磁気ディスク基板、光ディスク基板等のように、ガラス、半導体、樹脂、セラミックス、金属等や、それらの複合された基板表面に紫外光を照射して、洗浄、エッチング等を行う基板処理に使用されるエキシマランプ装置に関する。 The present invention irradiates the surface of glass, semiconductor, resin, ceramics, metal, etc. such as a liquid crystal panel substrate, a semiconductor wafer, a magnetic disk substrate, an optical disk substrate, etc. The present invention relates to an excimer lamp device used for substrate processing for performing etching or the like.

特許文献１などで知られるエキシマランプを搭載したエキシマランプ装置は、エキシマランプから放射される２００ｎｍ以下１００ｎｍ以上の範囲の紫外光を、酸素が微量存在する雰囲気下において被処理物の表面に照射し、発生した活性酸素と透過した紫外光の相乗効果によって被処理物の表面の有機物等を分解飛散させて洗浄を行うものである。
すなわち、エキシマランプから例えば波長１７２ｎｍの紫外光を基板表面に照射して、有機物を構成する化学結合を分解することにより低分子化させると共に、有機汚染物を活性化させる。同時に、基板表面に浮遊する酸素に紫外光を照射し、生成された活性酸素によって、有機汚染物を活性酸素との酸化反応によって揮発物質に変換し、空気中に放出して除去する。 An excimer lamp device equipped with an excimer lamp known from Patent Document 1 or the like irradiates the surface of an object to be processed with an ultraviolet light in a range of 200 nm or less and 100 nm or more emitted from the excimer lamp in an atmosphere where a small amount of oxygen exists. Cleaning is performed by decomposing and scattering organic substances on the surface of the object to be processed by the synergistic effect of the generated active oxygen and the transmitted ultraviolet light.
That is, for example, ultraviolet light having a wavelength of 172 nm is irradiated from the excimer lamp onto the substrate surface to decompose the chemical bond constituting the organic substance, thereby reducing the molecular weight and activating the organic contaminant. At the same time, the oxygen floating on the substrate surface is irradiated with ultraviolet light, and the organic pollutant is converted into a volatile substance by an oxidation reaction with active oxygen by the generated active oxygen, and released into the air to be removed.

このようなエキシマランプを用いたドライ洗浄は、酸素を分解する際に紫外光が消費されるために、エキシマランプと基板との間に存在する酸素の量によって基板表面に到達する紫外光が変化するため、有機汚染物の酸化に必要とされる量以上に高濃度の酸素分子が存在する場合、紫外線が無駄に消費されて基板表面に到達できないことになる。このため、エキシマランプ装置においては改良が重ねられ、紫外光を有効利用する技術について開発されている。
例えば、複数の棒状のエキシマランプをほぼ密閉状態とされた矩形箱状の筐体内部に配置して、かかる筐体内部を紫外線透過性の雰囲気すなわち窒素ガスなどの不活性ガスを充填した雰囲気に変換し、筐体の一面に設けられた紫外線透過窓部材を介して紫外線を放射するエキシマランプ装置や、紫外線透過窓部材を通過した紫外線が無駄に消費されないように窓部材と基板との間に窒素ガスなどの不活性ガスを流して酸素分圧を低くすることにより、紫外線透過性を高めるようにしたエキシマランプ装置が知られている。 In such dry cleaning using an excimer lamp, ultraviolet light is consumed when decomposing oxygen, so the ultraviolet light reaching the substrate surface varies depending on the amount of oxygen present between the excimer lamp and the substrate. Therefore, when oxygen molecules having a concentration higher than that required for the oxidation of organic contaminants are present, ultraviolet rays are wasted and cannot reach the substrate surface. For this reason, in the excimer lamp device, improvements have been repeated and a technique for effectively using ultraviolet light has been developed.
For example, a plurality of rod-shaped excimer lamps are arranged inside a rectangular box-shaped housing that is substantially sealed, and the inside of the housing is filled with an ultraviolet permeable atmosphere, that is, an atmosphere filled with an inert gas such as nitrogen gas. An excimer lamp device that converts and emits ultraviolet rays through an ultraviolet transmissive window member provided on one surface of the housing, or between the window member and the substrate so that ultraviolet rays that have passed through the ultraviolet transmissive window member are not wasted. An excimer lamp device is known in which an ultraviolet gas is increased by flowing an inert gas such as nitrogen gas to lower the oxygen partial pressure.

一方、上記技術はランプと基板の間に紫外線透過窓部材を備えたものであるが、近時では被処理物である液晶パネル基板が大面積化しており、これに対応する紫外線透過窓部材の製造が困難となってきている。このため窓部材を用いず、エキシマランプからの紫外線を直接基板に照射するエキシマランプ装置が開発されている。
このようなものにおいて、特許文献１に開示されるようにエキシマランプから基板に向けて流す不活性ガスの流れを制御するものが知られている。 On the other hand, the above technique is provided with an ultraviolet transmissive window member between the lamp and the substrate, but recently, the liquid crystal panel substrate, which is the object to be processed, has increased in area, and the corresponding ultraviolet transmissive window member has been developed. Manufacturing has become difficult. For this reason, an excimer lamp device has been developed that directly irradiates a substrate with ultraviolet rays from an excimer lamp without using a window member.
In such a thing, as disclosed in Patent Document 1, there is known one that controls the flow of an inert gas that flows from an excimer lamp toward a substrate.

この技術について、図１０を参照して説明する。図１０は、紫外線を放射するランプ８２群全体を収容する筐体８０に、四周から囲んで下面側を開放させた開放ハウジング８６を設け、この開放ハウジング８６の天井部に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８５を配置し、ここから窒素ガス（不活性ガス）を供給して、紫外線ランプ８２の周囲からワーク（被処理物）Ｗの紫外線照射空間にかけて全体を窒素で満たし、エキシマランプ８２からの紫外光の減衰を抑えて効率よく基板に紫外線を照射する、というものである。なお、この紫外線ランプを備えた処理装置においては、搬送機構８４によってワークＷが運ばれるものであり、例えば窒素ガスは装置の駆動中、常に供給された状態であり、搬送機構８４の下部の排気孔８３から不要なガスが排気されて、ガスの流過方向が一定状態で使用されるものである。 This technique will be described with reference to FIG. In FIG. 10, a housing 80 that accommodates the entire group of lamps 82 that radiate ultraviolet rays is provided with an open housing 86 that is surrounded by four sides and whose lower surface is opened, and a stainless steel plate 1 to 1 is formed on the ceiling of the open housing 86. A porous gas diffusion plate 85 in which a large number of 3 mm holes are formed is arranged, nitrogen gas (inert gas) is supplied from here, and the entire area extends from the periphery of the ultraviolet lamp 82 to the ultraviolet irradiation space of the work (object to be processed) W. The substrate is filled with nitrogen to suppress the attenuation of ultraviolet light from the excimer lamp 82, and the substrate is efficiently irradiated with ultraviolet light. In the processing apparatus provided with the ultraviolet lamp, the workpiece W is carried by the transport mechanism 84. For example, nitrogen gas is always supplied during the driving of the apparatus, and the exhaust gas at the lower part of the transport mechanism 84 is exhausted. Unnecessary gas is exhausted from the hole 83, and the gas flow direction is used in a constant state.

特開２００５−１９７２９１号公報JP 2005-197291 A

このような技術分野において、ワークとなる液晶ディスプレイ用パネル基板では、その大きさがＧ８(２４００ｍｍ×２１００ｍｍ)という大きなガラス基板を処理する必要があり、近時では、生産コストを下げるため、基板の大きさはますます大面積化が要求されている。このような大型基板を処理するには、エキシマランプ装置においても処理面積を大型化する必要がある。しかしながら、ランプ光放射領域長さとほぼ同等の幅の基板を処理しようとした場合、ランプの端部近傍で処理ムラが生じることがある。この処理ムラをなくすには、簡単にはランプの有効発光長を長くすると共に、筐体すなわち装置全体を大型化することが考えられる。しかしながらこの対策では、ランプの端部近傍における処理ムラをなくすという根本的な解決策にはなっていない。このため、更に基板が大型になった場合には同様の問題が発生する。 In such a technical field, it is necessary to process a large glass substrate having a size of G8 (2400 mm × 2100 mm) in a panel substrate for a liquid crystal display as a workpiece. Recently, in order to reduce production costs, There is an increasing demand for a larger area. In order to process such a large substrate, it is necessary to increase the processing area even in the excimer lamp apparatus. However, when trying to process a substrate having a width substantially equal to the length of the lamp light emission region, uneven processing may occur near the end of the lamp. In order to eliminate this processing unevenness, it is possible to simply increase the effective light emission length of the lamp and increase the size of the casing, that is, the entire apparatus. However, this measure is not a fundamental solution to eliminate processing unevenness in the vicinity of the end of the lamp. For this reason, the same problem occurs when the substrate becomes larger.

そこで本発明が解決しようとする課題は、ランプの端部領域における処理ムラの発生を低減できて、ランプの有効発光長のほぼ全体において有効に基板を処理することが可能なエキシマランプ装置を提供することである。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide an excimer lamp device that can reduce the occurrence of processing unevenness in the end region of the lamp and can effectively process the substrate over almost the entire effective light emission length of the lamp. It is to be.

本発明は、エキシマ光を放射する棒状のエキシマランプと、
このエキシマランプを収容する筐体と、
この筐体の内部に前記エキシマランプに対して不活性ガスを供給するガス供給機構とを備えてなるエキシマランプ装置において、
前記エキシマランプは、前記不活性ガスの上流側に突出するようベースが取り付けられてこのベースより導出される給電用リードを有し、
前記ベースは、外端から内端に向かって突出高さが徐々に小さくなる傾斜部を備えて構成されていることを特徴とする。 The present invention includes a rod-shaped excimer lamp that emits excimer light,
A housing for housing the excimer lamp;
In an excimer lamp device comprising a gas supply mechanism for supplying an inert gas to the excimer lamp inside the housing,
The excimer lamp has a power supply lead that is attached to a base so as to protrude to the upstream side of the inert gas and is led out from the base.
The base is configured to include an inclined portion whose protruding height gradually decreases from the outer end toward the inner end.

本発明のエキシマランプ装置によれば、ランプの端部において不活性ガスの流れが整えられるので、不活性ガスの濃度をランプの有効発光長全体において均一にできる。この結果、ランプ端部の直下において、紫外光が吸収されることを抑えることができ、ランプの有効発光長のほぼ全長に亘って基板の処理が可能になり、装置全体を小さく構成することができる。 According to the excimer lamp device of the present invention, since the flow of the inert gas is adjusted at the end of the lamp, the concentration of the inert gas can be made uniform over the entire effective light emission length of the lamp. As a result, it is possible to suppress the absorption of ultraviolet light directly under the lamp end, and it becomes possible to process the substrate over almost the entire effective light emission length of the lamp, thereby making the entire apparatus small. it can.

本発明の実施形態に係るエキシマランプ装置全体の構成を説明する説明用平面図である。It is an explanatory top view explaining the composition of the whole excimer lamp device concerning the embodiment of the present invention. 図１のエキシマランプ装置の説明用断面図である。It is sectional drawing for description of the excimer lamp apparatus of FIG. 図１中のエキシマランプの図であり、（ａ）上から見た図、（ｂ）断面図である。It is a figure of the excimer lamp in FIG. 1, (a) The figure seen from the top, (b) It is sectional drawing. 図１の装置要部（ベース近傍）を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the apparatus principal part (base vicinity) of FIG. 本発明の他の実施形態に係るベースの図である。It is a figure of the base concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るベースの図である。It is a figure of the base concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るベースの図である。It is a figure of the base concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るエキシマランプ装置全体の構成を説明する説明用平面図である。It is a top view for explanation explaining the composition of the whole excimer lamp device concerning other embodiments of the present invention. 図８のエキシマランプ装置の説明用断面図である。It is sectional drawing for description of the excimer lamp apparatus of FIG. 従来技術に係る紫外線照射装置を説明する説明用図である。It is explanatory drawing explaining the ultraviolet irradiation device which concerns on a prior art.

以下本発明を実施するための形態を説明する。
図１は本発明の実施形態に係るエキシマランプ装置全体の構成を説明する説明用平面図、図２は図１のエキシマランプ装置を横方向から見た説明用断面図である。図３は図１のエキシマランプの図であり（ａ）上から見た図、（ｂ）断面図である。また、図４は、図１の装置要部（ベース近傍）を拡大して示す説明図である。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view for explaining the overall structure of an excimer lamp device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the excimer lamp device of FIG. 3 is a diagram of the excimer lamp of FIG. 1, (a) a view from above, and (b) a sectional view. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an enlarged view of the main part (near the base) of FIG.

図１において、エキシマランプ装置１０は、ワークを搬送する搬送機構４１の周囲を取り囲む枠体４０の上部に筐体１１が載置されることにより設置されている。ワークＷである液晶パネル基板などが搬送機構４１によって搬送され、エキシマランプ装置１０の直下を通過すると、エキシマランプ２０から放射された紫外光、例えば波長１７２ｎｍの真空紫外の光がこのワークＷに照射され、表面のドライ洗浄が行われる。 In FIG. 1, the excimer lamp device 10 is installed by placing a housing 11 on an upper portion of a frame body 40 that surrounds the periphery of a transport mechanism 41 that transports a workpiece. When a liquid crystal panel substrate or the like, which is a work W, is transported by the transport mechanism 41 and passes directly under the excimer lamp device 10, ultraviolet light emitted from the excimer lamp 20, for example, vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, is irradiated onto the work W. Then, dry cleaning of the surface is performed.

エキシマランプ装置１０は、筐体１１の内部に不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ_２）ガス）を一時的にパージする予備室１２を備えており、更に、この予備室１２とエキシマランプ２０の間に、多数の小孔よりなる通気孔１４を備えた整流板１３を備えている。ガス供給源（不図示）などから筐体１１内部に不活性ガスが供給されると、ガスは予備室１２から整流板１３の通気孔１４を通過することによって流れが均一化され、エキシマランプ２０に向かって噴出するようになる。
すなわち、このエキシマランプ装置１０においては、ガス供給源（不図示）、筐体１１内部に設けられた予備室１２および整流板１３によって、エキシマランプ２０に対してガスを噴出するガス供給機構が構成されている。 The excimer lamp device 10 is provided with a spare chamber 12 for temporarily purging an inert gas (for example, nitrogen (N ₂ ) gas) inside the casing 11, and further, the spare chamber 12 and the excimer lamp 20 There is a current plate 13 provided with air holes 14 made up of a large number of small holes. When an inert gas is supplied into the housing 11 from a gas supply source (not shown) or the like, the gas is made uniform by passing through the vent hole 14 of the rectifying plate 13 from the preliminary chamber 12, and the excimer lamp 20. To erupt towards.
That is, in this excimer lamp device 10, a gas supply mechanism for ejecting gas to the excimer lamp 20 is configured by a gas supply source (not shown), a spare chamber 12 and a rectifying plate 13 provided in the housing 11. Has been.

エキシマランプ装置１０には、筐体１１内部に複数のエキシマランプ２０が、図２に示すように光取り出し部２１Ａが同一面上に配置されるよう並んで配置されている。 In the excimer lamp device 10, a plurality of excimer lamps 20 are arranged inside the housing 11 so that the light extraction portions 21A are arranged on the same surface as shown in FIG.

エキシマランプ２０は、図２、図３に示すように、略矩形箱状の放電空間Ｓを備えてなるものであり、合成石英ガラスなどの紫外線透過性を有する誘電体よりなる放電容器２１の上面と下面に一対の外部電極２２，２３を備えて構成されたものである。放電容器２１内には、エキシマ放電用のガスが所定の封入量で封入され、例えば放電ガスとしてキセノンガスを使用する場合は１０〜７０ｋＰａ封入される。 As shown in FIGS. 2 and 3, the excimer lamp 20 includes a discharge space S having a substantially rectangular box shape, and an upper surface of a discharge vessel 21 made of a dielectric material having ultraviolet transparency such as synthetic quartz glass. And a pair of external electrodes 22 and 23 on the lower surface. The discharge vessel 21 is filled with excimer discharge gas in a predetermined amount. For example, when xenon gas is used as the discharge gas, the discharge vessel 21 is filled with 10 to 70 kPa.

エキシマランプ２０における下面側の電極２２は金、銀、銅、ニッケル、クロム等の耐食性を有する金属のペースト等を印刷または蒸着で形成したものであり、放電空間Ｓ内で生成された紫外光が透過できるよう、例えば網目状に構成されている。一方、ワークＷとは反対側に位置される上面側の電極２３は光透過性については不要であるが、下面側の電極２２と同様の形態で構成してもよい。
エキシマランプの上側面の電極２３もまた上記と同様、金、銀、銅、ニッケル、クロム等、耐食性を有する金属のペースト等を、放電容器２１の外表面上に直接塗布することによって形成される。 The electrode 22 on the lower surface side of the excimer lamp 20 is formed by printing or vapor deposition of a metal paste having corrosion resistance such as gold, silver, copper, nickel, chromium or the like, and ultraviolet light generated in the discharge space S is generated. For example, it is configured in a mesh shape so that it can be transmitted. On the other hand, the upper electrode 23 positioned on the side opposite to the workpiece W is not required for light transmission, but may be configured in the same manner as the lower electrode 22.
Similarly to the above, the electrode 23 on the upper side of the excimer lamp is also formed by directly applying a paste of metal having corrosion resistance such as gold, silver, copper, nickel, chromium, etc. on the outer surface of the discharge vessel 21. .

図３において、エキシマランプ２０のベース３０側の端部２０Ａには、放電容器２１上に導電性ペースト等で形成された配線パターンよりなるリード部２２ａ，２３ａが設けられている。これらリード部２２ａ，２３ａは各々、電極２２，２３と連絡して形成されており、放電容器２１における、光取り出し面２１Ａと反対側、すなわち、この図において上側に導出され、それぞれ給電用リード線２４，２５と接続されている。これにより、電極２２，２３と給電用リード線２４，２５との電気的接続が達成されている。 In FIG. 3, lead portions 22 a and 23 a made of a wiring pattern formed of a conductive paste or the like on the discharge vessel 21 are provided on the end portion 20 </ b> A on the base 30 side of the excimer lamp 20. These lead portions 22a and 23a are formed in contact with the electrodes 22 and 23, respectively, and are led out on the opposite side of the discharge vessel 21 from the light extraction surface 21A, that is, on the upper side in this figure, respectively. 24, 25. Thereby, the electrical connection between the electrodes 22 and 23 and the power supply lead wires 24 and 25 is achieved.

このようなエキシマランプ２０の給電構造においては、高電圧が印加されるため、絶縁性の確保と、給電部構造の保護のために、ベース３０が装着される。上述したように、放電容器２１の上側面（換言すると光取り出し面２１Ａとは異なる面）にそって給電用リード線２４，２５を導出することで、同図のようにベース３０を下側に向かって突出させることなく装着することができる。この結果、光取り出し面２１ＡとワークＷとをより接近させて配置することができるようになる。 In such a power supply structure of the excimer lamp 20, since a high voltage is applied, the base 30 is mounted in order to ensure insulation and protect the power supply unit structure. As described above, the power supply lead wires 24 and 25 are led out along the upper surface of the discharge vessel 21 (in other words, a surface different from the light extraction surface 21A), so that the base 30 is moved downward as shown in FIG. It can be mounted without projecting toward it. As a result, the light extraction surface 21A and the workpiece W can be arranged closer to each other.

仮に、ベースが光取り出し面に向かって突出させた場合には、ワークにそりや位置ずれが生じた場合、ベースとの衝突を回避することができずに重大な事故につながる可能性がある。これを回避するには、ワークのサイズに対して、エキシマランプの全長を伸ばす、或いは、エキシマランプとワークとを間隔をあけて配置するなどの対策を講じなければならない。 If the base protrudes toward the light extraction surface, if the workpiece is warped or displaced, collision with the base cannot be avoided and a serious accident may occur. In order to avoid this, it is necessary to take measures such as extending the entire length of the excimer lamp or arranging the excimer lamp and the work at an interval with respect to the size of the work.

しかしながら、本実施形態にかかるエキシマランプ装置では、ベース３０を放電容器２１の上側面にのみ突出させているため、仮にワークＷの位置が幅方向にずれることがあったとしても、ワークＷがベース３０に衝突することがなく、信頼性が高い装置とすることができる。この結果、エキシマランプ２０の光取り出し面２１ＡとワークＷとの間隔を５ｍｍ以下というような非常に接近させた状態に配置することが可能となる。 However, in the excimer lamp device according to the present embodiment, since the base 30 protrudes only from the upper side surface of the discharge vessel 21, even if the position of the workpiece W may be shifted in the width direction, the workpiece W is Therefore, the apparatus can be made highly reliable. As a result, it is possible to arrange the light extraction surface 21A of the excimer lamp 20 and the work W so as to be very close to each other, such as 5 mm or less.

本発明において、ベース３０は、耐熱性と絶縁性に優れた材質より構成され、好ましくはステアタイト、アルミナなどの無機絶縁性材料よりなる。本実施形態においてベース３０は、放電容器２１の形状に従って概略矩形箱状に形成されており、図４に示すように、ランプの上側方向に突出する厚みがエキシマランプ２０の発光部側に向かって徐々に小さくなるような傾斜部３１を備えて構成されている。 In the present invention, the base 30 is made of a material excellent in heat resistance and insulation, and preferably made of an inorganic insulating material such as steatite or alumina. In the present embodiment, the base 30 is formed in a substantially rectangular box shape according to the shape of the discharge vessel 21, and the thickness protruding in the upward direction of the lamp is toward the light emitting part side of the excimer lamp 20 as shown in FIG. 4. It is configured with an inclined portion 31 that gradually decreases.

このように、ベース３０の厚みをエキシマランプ２０の発光部に向かって徐々に小さく構成することで、図５に示すように、ランプ上方から流過する不活性ガス（ここではＮ_２ガス）の流れが乱れることなく、発光部側に誘導され、ワークＷの近傍においてエキシマランプ端部２０Ａ近傍における不活性ガスの濃度を均一化することができるようになる。 In this manner, by gradually reducing the thickness of the base 30 toward the light emitting portion of the excimer lamp 20, as shown in FIG. 5, the inert gas (N ₂ gas in this case) flowing from above the lamp is formed. The flow is not disturbed and is guided to the light emitting portion side, so that the concentration of the inert gas in the vicinity of the excimer lamp end portion 20A in the vicinity of the workpiece W can be made uniform.

従って、エキシマランプ２０の端部２０Ａにおける不活性ガスの濃度を、エキシマランプ２０の中央部のそれとほぼ同等にすることができ、酸素等の紫外光吸収分子の存在によって紫外光が吸収されることを防止でき、エキシマランプ２０の端部２０Ａ近傍においても紫外光の照度を十分に高くすることができるようになる。
この結果、ランプの有効発光長のほぼ全長に亘って基板の処理が可能になり、装置全体を小さく構成することができる。 Therefore, the concentration of the inert gas at the end portion 20A of the excimer lamp 20 can be made substantially equal to that at the central portion of the excimer lamp 20, and ultraviolet light is absorbed by the presence of ultraviolet light absorbing molecules such as oxygen. The illuminance of the ultraviolet light can be sufficiently increased even in the vicinity of the end portion 20A of the excimer lamp 20.
As a result, the substrate can be processed over almost the entire effective light emission length of the lamp, and the entire apparatus can be made small.

このようなベース構造に関して具体的数値を説明すると、エキシマランプは放電容器２１の全長が例えば９００〜１７００ｍｍであり、幅は４０〜５０ｍｍ、高さは１０〜１７ｍｍである。ベース３０は、全長が例えば７０ｍｍであり、幅４１〜５１ｍｍである。図４（ｂ）において、傾斜部３１の面の傾斜角度αは例えば５〜３０°であり、より好ましくは１０〜２０°である。 Explaining specific numerical values for such a base structure, the excimer lamp has a discharge vessel 21 with an overall length of, for example, 900 to 1700 mm, a width of 40 to 50 mm, and a height of 10 to 17 mm. The base 30 has a total length of, for example, 70 mm and a width of 41 to 51 mm. In FIG.4 (b), the inclination | tilt angle (alpha) of the surface of the inclination part 31 is 5-30 degrees, for example, More preferably, it is 10-20 degrees.

図６（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態にかかるベース構造を説明する拡大図である。
同図において、エキシマランプ及びエキシマランプ装置の基本的構成については、先に図１〜図５で示したものと同等であり、図１〜図５で説明した構成と同等の構成については、同符号で示して詳細説明を省略する。 6A and 6B are enlarged views for explaining a base structure according to another embodiment of the present invention.
In this figure, the basic configuration of the excimer lamp and the excimer lamp device is the same as that shown in FIGS. 1 to 5, and the same configuration as that described in FIGS. Detailed description is omitted with reference numerals.

図６（ａ）において、ベース３０の傾斜部３１は、ランプ２０の発光部側に向かって、ランプの軸方向に徐々に小さくなるよう構成されると共に、ベース３０の両端部に向かっても厚みが小さくなるよう傾斜部３２ａ，３２ｂ，３２ｃを備えている。このようにベースの中央上部から３方向に傾斜部３２ａ，３２ｂ，３２ｃを設けることで、放電容器２１の軸方向に加えて幅方向においても不活性ガスの流れを整えることができ、エキシマランプ２０の光取り出し面２１Ａ方向に向かう気流をいっそう整えることができるようになる。 In FIG. 6A, the inclined portion 31 of the base 30 is configured to gradually decrease in the axial direction of the lamp toward the light emitting portion side of the lamp 20 and has a thickness toward both ends of the base 30. Are provided with inclined portions 32a, 32b, 32c. Thus, by providing the inclined portions 32a, 32b, and 32c in the three directions from the upper center of the base, the flow of the inert gas can be adjusted in the width direction in addition to the axial direction of the discharge vessel 21, and the excimer lamp 20 The airflow toward the light extraction surface 21A can be further adjusted.

図６（ｂ）に示す実施形態において、第１の実施形態と相違する点は、ベース３０に、その側面に沿って気流の流れを軸方向に規制する規制板３３を設けた点である。このような規制板３３を設けることで、エキシマランプ２０の軸方向の流れを更に整えることができる。 In the embodiment shown in FIG. 6B, the difference from the first embodiment is that a restriction plate 33 is provided on the base 30 to restrict the flow of the airflow in the axial direction along the side surface. By providing such a restriction plate 33, the axial flow of the excimer lamp 20 can be further adjusted.

続いて、図７、図８を参照して本発明の他の実施形態に係るエキシマランプ装置を示す。
図７は、本発明の他の実施形態に係るエキシマランプ装置全体の構成を説明する説明用平面図、図８は図７のエキシマランプ装置を横方向からみた説明用断面図である。同図のエキシマランプ装置において、図１〜図３のものと相違する点は、不活性ガス（窒素ガス）を供給するための機構に関する点のみであり、ベース構造を含めたエキシマランプの構成は同じである。なお図７，図８の説明において先に図１〜図６で説明した構成については同符号で示すこととし、詳細な説明を省略する。
図７，図８において、エキシマランプ装置１０の筐体１１内には、概略箱状の放電空間を形成するエキシマランプ２０が複数配置されている。エキシマランプ２０の光取り出し面２１Ａ側には、枠体４０内に搬送機構４１が設置されており、これによりワークＷが搬送される。
筐体１１内には、断面矩形の管状のガス供給管１５が、エキシマランプ２０の長さ方向と略平行に伸びるように取り付けられている。このガス供給管１５は、不図示のガス供給源から供給された不活性ガス（例えば窒素（Ｎ_２）ガス）を、筐体１１の全域に亘って送り込むものであり、当該ガス供給管１５の側面部分に多数形成されたガス噴出口１５Ａから、エキシマランプ２０の上部にある予備室１２部分にガスを噴出する構成を有している。 Subsequently, an excimer lamp device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a plan view for explaining the configuration of the entire excimer lamp device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the excimer lamp device of FIG. In the excimer lamp apparatus shown in the figure, the only difference from the one shown in FIGS. 1 to 3 is the point relating to the mechanism for supplying the inert gas (nitrogen gas). The structure of the excimer lamp including the base structure is as follows. The same. In the description of FIGS. 7 and 8, the configurations previously described in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
7 and 8, a plurality of excimer lamps 20 forming a substantially box-shaped discharge space are arranged in the casing 11 of the excimer lamp device 10. On the light extraction surface 21 </ b> A side of the excimer lamp 20, a transport mechanism 41 is installed in the frame body 40, whereby the work W is transported.
In the housing 11, a tubular gas supply pipe 15 having a rectangular cross section is attached so as to extend substantially parallel to the length direction of the excimer lamp 20. The gas supply pipe 15 feeds an inert gas (for example, nitrogen (N ₂ ) gas) supplied from a gas supply source (not shown) over the entire area of the housing 11. A gas is ejected from a large number of gas jets 15A formed on the side surface into the preliminary chamber 12 at the top of the excimer lamp 20.

図８に示すように、ガス供給管１５は隣接するエキシマランプ２０とエキシマランプ２０の間に位置するよう、紙面において上部斜め方向に配置されており、隣接するガス供給管１５同士は各々ガス供給口１５Ａが向き合うように略対向位置に設けられている。
このようなガス供給機構によると、ガス噴出口１５Ａから噴出したガス流が、エキシマランプ２０の上部（ワークと反対側）ガス供給管１５の間において衝突し、ガス流を３次元的に発散させ、筐体内の雰囲気を滞留させることなく置換できるという利点を有している。 As shown in FIG. 8, the gas supply pipes 15 are arranged in an upper oblique direction on the paper surface so as to be positioned between the adjacent excimer lamps 20, and the adjacent gas supply pipes 15 each supply gas. It is provided at a substantially opposite position so that the mouth 15A faces.
According to such a gas supply mechanism, the gas flow ejected from the gas outlet 15A collides between the gas supply pipes 15 above the excimer lamp 20 (on the side opposite to the workpiece), and the gas flow is diverged three-dimensionally. This has the advantage that it can be replaced without retaining the atmosphere in the housing.

図７に示すように、エキシマランプ２０には、当該エキシマランプ２０の発光部に向かうに従い、徐々に高さが小さくなるよう構成された傾斜部３１を有するベース３０が装着されている。このようなエキシマランプ装置１０によれば、エキシマランプ２０の光取り出し面２１Ａの反対側から流入する窒素ガスが、傾斜部３１の面に沿ってエキシマランプ２０の発光部に向かって整流されて流過する。この結果、ランプ端部２０Ａ近傍においても不活性ガスの流れが乱されることなくワークＷ側に流過し、不活性ガス濃度をランプの長さ方向全体で均一化することができる。この結果、ランプの端部領域における処理ムラの発生を低減でき、ランプの有効発光長のほぼ全体において有効に基板を処理することができるようになる。 As shown in FIG. 7, the excimer lamp 20 is equipped with a base 30 having an inclined portion 31 configured so that the height gradually decreases toward the light emitting portion of the excimer lamp 20. According to such an excimer lamp device 10, the nitrogen gas flowing from the side opposite to the light extraction surface 21 </ b> A of the excimer lamp 20 is rectified and flows along the surface of the inclined portion 31 toward the light emitting portion of the excimer lamp 20. I have. As a result, even in the vicinity of the lamp end portion 20A, the flow of the inert gas flows to the workpiece W side without being disturbed, and the inert gas concentration can be made uniform over the entire length of the lamp. As a result, it is possible to reduce the occurrence of processing unevenness in the end region of the lamp and to process the substrate effectively over substantially the entire effective light emission length of the lamp.

以上、本発明に係るエキシマランプ装置について説明したが、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、適宜変更が可能であることは言うまでも無い。例えば、上記実施形態においては、筐体内に組み込まれるガス供給機構について、ガス拡散板やガス供給管の形態のもので説明したが、これらのものに限定されることなく、その他の構成を備えたものも可能である。 Although the excimer lamp device according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the embodiment described with reference to the above description and drawings, and it is needless to say that changes can be made as appropriate. For example, in the above-described embodiment, the gas supply mechanism incorporated in the housing has been described in the form of a gas diffusion plate or a gas supply pipe. However, the present invention is not limited to these, and other configurations are provided. Things are also possible.

［実験例］
図９の構成に従いエキシマランプ装置を構成し、下記仕様のエキシマランプを搭載して、実際に液晶基板の表面洗浄処理を行った。
下記にランプの構成を示す。 [Experimental example]
An excimer lamp device was configured according to the configuration shown in FIG.
The configuration of the lamp is shown below.

〔ランプ１〕（実施例１）
エキシマランプは、放電容器の寸法が１５×４３×９００ｍｍ、肉厚が２．５ｍｍであり、放電容器内にキセノンガスを５３ｋＰａ封入した。
このエキシマランプに、図３で示した形態のベースを装着した。ベースはステアタイト製で、全長が６７．５ｍｍ、幅４３ｍｍ、高さ（最高部）２６．５ｍｍであり、傾斜部の面の角度は１５°である。
〔ランプ２〕（実施例２）
上記ランプ１のエキシマランプと仕様が同じランプを用い、図６（ｂ）で示した規制板を備えたベースを装着してランプ２を構成した。ベースは、ベースはステアタイト製で、全長が６７．５ｍｍ、幅４３ｍｍ、高さ（最高部）２６．５ｍｍであり、傾斜部の面の角度は１５°であり、側面部分に６７．５×２６．５ｍｍ、厚さ２ｍｍの、同じくステアタイトからなる規制板を装着した。
〔ランプ３〕（参照例１）
上記ランプ１のエキシマランプと仕様が同じランプを用い、図９（ｂ）で示すような傾斜部を備えていないベースを装着してランプ３を構成した。ベースは、ステアタイト製で、全長が６７．５ｍｍ、幅４３ｍｍ、高さ２６．５ｍｍ（一定）の矩形箱型である。 [Lamp 1] (Example 1)
The excimer lamp had a discharge vessel size of 15 × 43 × 900 mm and a wall thickness of 2.5 mm, and 53 kPa of xenon gas was sealed in the discharge vessel.
A base having the form shown in FIG. 3 was attached to this excimer lamp. The base is made of steatite, has a total length of 67.5 mm, a width of 43 mm, a height (maximum part) of 26.5 mm, and an angle of the surface of the inclined part is 15 °.
[Lamp 2] (Example 2)
A lamp 2 having the same specifications as the excimer lamp of the lamp 1 was used, and the base having the restriction plate shown in FIG. The base is made of steatite, the total length is 67.5mm, the width is 43mm, the height (maximum part) is 26.5mm, the angle of the inclined part is 15 °, and the side part is 67.5x A regulating plate made of steatite, which was 26.5 mm and 2 mm thick, was attached.
[Lamp 3] (Reference Example 1)
A lamp 3 having the same specifications as the excimer lamp of the lamp 1 was used, and a base without an inclined portion as shown in FIG. The base is made of steatite and has a rectangular box shape with a total length of 67.5 mm, a width of 43 mm, and a height of 26.5 mm (constant).

〔実験例１〕
図９（ａ）の構成に従って上記ランプ１を設置し、ランプの直下に液晶ガラス基板を配置してエキシマランプ装置を構成した。エキシマランプから波長１７２ｎｍの光を照射し、ＶＵＶ／Ｏ_３洗浄を行って洗浄前後の基板の接触角を測定した。ランプとガラス基板との間隔は４ｍｍであった。窒素ガスの流量は３００リットル／ｍｉｎであり、エキシマランプの上部から噴出した。洗浄処理後、基板表面に純水を滴下し、ランプ中央部と、ワーク端部より１０ｍｍ位置（ベース内端部から２０ｍｍ位置）の接触角を測定、比較することによって、洗浄処理の均一度を求めた。
〔実験例２〕
エキシマランプ装置について、エキシマランプを上記ランプ２に替えて、上記実験例１と同様に液晶基板のＶＵＶ／Ｏ_３洗浄を行って洗浄前後の基板の接触角を測定した。洗浄処理後、基板表面に純水を滴下し、ランプ中央部と、ワーク端部より１０ｍｍ位置（ベース内端部から２０ｍｍ位置）の接触角を測定、比較することによって、洗浄処理の均一度を求めた。
〔実験例３〕
エキシマランプ装置について、エキシマランプを上記ランプ３に替えて、上記実験例１と同様に液晶基板のＶＵＶ／Ｏ_３洗浄を行って洗浄前後の基板の接触角を測定した。洗浄処理後、基板表面に純水を滴下し、ランプ中央部と、ワーク端部より１０ｍｍ位置（ベース内端部から２０ｍｍ位置）の接触角を測定、比較することによって、洗浄処理の均一度を求めた。
この結果を下記表１に示す。 [Experimental Example 1]
The excimer lamp device was configured by installing the lamp 1 in accordance with the configuration of FIG. 9A and placing a liquid crystal glass substrate directly under the lamp. The excimer lamp was irradiated with light having a wavelength of 172 nm, VUV / O ₃ cleaning was performed, and the contact angle of the substrate before and after cleaning was measured. The distance between the lamp and the glass substrate was 4 mm. The flow rate of nitrogen gas was 300 liter / min, and it was ejected from the top of the excimer lamp. After the cleaning process, pure water is dropped on the surface of the substrate, and the contact angle between the lamp center and the workpiece end is 10 mm (20 mm from the base end) to compare the cleaning process. Asked.
[Experimental example 2]
Regarding the excimer lamp apparatus, the excimer lamp was replaced with the lamp 2 and the liquid crystal substrate was subjected to VUV / O ₃ cleaning in the same manner as in Experimental Example 1 to measure the contact angle of the substrate before and after cleaning. After the cleaning process, pure water is dropped on the surface of the substrate, and the contact angle between the lamp center and the workpiece end is 10 mm (20 mm from the base end) to compare the cleaning process. Asked.
[Experimental Example 3]
As for the excimer lamp device, the excimer lamp was replaced with the lamp 3, and the VUV / O ₃ cleaning of the liquid crystal substrate was performed in the same manner as in Experimental Example 1 to measure the contact angle of the substrate before and after cleaning. After the cleaning process, pure water is dropped on the surface of the substrate, and the contact angle between the lamp center and the workpiece end is 10 mm (20 mm from the base end) to compare the cleaning process. Asked.
The results are shown in Table 1 below.

上記実験例の結果、ベースに傾斜を備えていないランプ３（参照例１）においては、上方から流過する不活性ガス（Ｎ_２ガス）が、ベースの内側端面に沿って流れて放電容器上面に衝突することで、図９（ｂ）に示すように渦流が発生し、その周囲にある酸素等のガスを巻き込み、不活性ガスの濃度が不均一となった。このため、酸素によってランプから放射された紫外光が吸収され、ワーク表面における真空紫外光の照度が低下したものとみられ、処理が不完全に終わってしまった。
一方、本発明に係るランプ１（実施例１）、ランプ２（実施例２）においては、いずれも気流に乱れが生じることなく、ランプ中央部に対し処理均一度を±４％以下に抑えることができた。 As a result of the above experimental example, in the lamp 3 (reference example 1) in which the base is not inclined, the inert gas (N ₂ gas) flowing from above flows along the inner end face of the base, and the upper surface of the discharge vessel 9b, a vortex was generated as shown in FIG. 9B, and a gas such as oxygen was entrained in the surrounding area, resulting in a non-uniform concentration of the inert gas. For this reason, the ultraviolet light radiated from the lamp was absorbed by oxygen, and the illuminance of the vacuum ultraviolet light on the work surface was considered to be lowered, and the processing was incomplete.
On the other hand, in the lamp 1 (Example 1) and the lamp 2 (Example 2) according to the present invention, the processing uniformity is suppressed to ± 4% or less with respect to the central part of the lamp without any disturbance in the airflow. I was able to.

以上の結果から明らかなように、本発明に係るエキシマランプ装置によれば、ランプのベースから２０ｍｍという位置においてもＶＵＶ／Ｏ_３洗浄処理を確実に行うことができ、ワークである基板のサイズに対し装置の大きさを小さくでき、省スペースで効率のよいエキシマランプ装置とすることができる。 As is clear from the above results, according to the excimer lamp device according to the present invention, the VUV / O ₃ cleaning process can be reliably performed even at a position of 20 mm from the base of the lamp, and the size of the substrate as the workpiece can be reduced. On the other hand, the size of the device can be reduced, and an efficient excimer lamp device can be obtained which is space-saving.

１０エキシマランプ装置
１１筐体
１２予備室
１３整流板
１４通気孔
１５ガス供給管
１５Ａガス供給口
２０エキシマランプ
２１放電容器
２１Ａ光取り出し面
２２，２３電極
２２ａ，２３ａリード部
２４，２５給電用リード線
３０ベース
３１傾斜部
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ傾斜部
３３規制板
４０枠体
４１搬送機構
Ｗワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Excimer lamp apparatus 11 Housing | casing 12 Preliminary chamber 13 Current plate 14 Vent hole 15 Gas supply pipe 15A Gas supply port 20 Excimer lamp 21 Discharge vessel 21A Light extraction surface 22, 23 Electrodes 22a, 23a Lead portions 24, 25 Lead wire for power supply 30 Base 31 Inclined portions 32a, 32b, 32c Inclined portion 33 Restricting plate 40 Frame body 41 Transport mechanism W Workpiece

Claims

A rod-shaped excimer lamp that emits excimer light;
A housing for housing the excimer lamp;
In an excimer lamp device comprising a gas supply mechanism for supplying an inert gas to the excimer lamp inside the housing,
The excimer lamp has a power supply lead that is attached to a base so as to protrude to the upstream side of the inert gas and is led out from the base.
The excimer lamp device is characterized in that the base is provided with an inclined portion whose protruding height gradually decreases from the outer end toward the inner end.