JPH07288109A - Xenon radiation device and object surface quality improving device using it - Google Patents

Xenon radiation device and object surface quality improving device using it

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JPH07288109A
JPH07288109A JP10160894A JP10160894A JPH07288109A JP H07288109 A JPH07288109 A JP H07288109A JP 10160894 A JP10160894 A JP 10160894A JP 10160894 A JP10160894 A JP 10160894A JP H07288109 A JPH07288109 A JP H07288109A
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Nobuyoshi Hishinuma
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立躬 平本
博光 松野
宣是 菱沼
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ウシオ電機株式会社
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Abstract

PURPOSE:To obtain an uniform surface light source, closely irradiate a sample, and enable effective sample washing and surface improvement to be carried out easily due to large-sized surface irradiation, by specifying the shape and structure of members of a radiation device and emitting ultraviolet-rays with its main components being Xenon gas. CONSTITUTION:Plural barrier electric discharge lamps 31 in each of which is used a cylindrical container which can easily be fabricated are provided in a cabinet 32 having a flat excimer light outlet window member 34 and are arranged so that the lamps 31 are enveloped by means of an ultraviolet-ray reflection mirror 33, and the cabinet inside is replaced with nitrogen gas via an inlet 37 and an outlet 38. By making such constitution, the surface irradiation in an area of approximately 40X80mm is obtained at an average radiation intensity of 8mw/cm<2> on the surface of a radiation window 32. By making the planar sample close to the radiation window of this device within 3mm, surface improvement and UV/O3 washing can be effectively performed.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光化学反応用の紫外線光源として使用される誘電体バリア放電ランプの改良と、その改良されたランプを使う物体表面改質装置もしくは改質方法に関する。 The present invention relates to an improved dielectric barrier discharge lamp used as an ultraviolet light source for photochemical reactions, to the object surface modifying apparatus or modifying method using the improved lamp.

【0002】 [0002]

【従来の技術】本発明に関連した技術としては例えば、 As a technique related to the Background of the Invention The present invention is, for example,
日本国公開特許公報平2ー7353号があり、そこには、放電容器にエキシマ分子を形成する放電ガスを充填し、誘電体バリア放電(別名オゾナイザー放電あるいは無声放電。電気学会発行改訂新版(放電ハンドブック) There is Japanese Patent Publication Rights 2-Patent 7353, there is a discharge gas which forms excimer molecules in the discharge vessel was filled, dielectric barrier discharge (also known as ozonizer discharge or silent discharge. Electrical Engineers issued revised edition (discharge Handbook)
平成1年6月再販7刷発行第263ページ参照)によってエキシマ分子を形成せしめ、該エキシマ分子から放射される光を取り出す放射器、すなわち誘電体バリア放電ランプについて記載されている。 Allowed forming excimer molecules by Heisei reference 1 June re 7 Printing issued 263 pages), describes radiator, i.e. a dielectric barrier discharge lamp to extract light emitted from the excimer molecules. 他方、近年、被処理物をいためないでその表面の有機物除去、不要レジストの除去、ドライ精密洗浄、金属表面の酸化層形成などをおこなう方法として紫外光とオゾンの協働作用を利用したUV/O 3処理が開発され、実用化にいたった。 On the other hand, in recent years, organic removal of its surface without damaging the object to be processed, removal of unwanted resist, dry precision cleaning, using for ultraviolet light and ozone cooperation as a method for performing such oxidation layer formed on the metal surface UV / O 3 treatment was developed and put to practical use. UV/ UV /
3処理については例えば単行本「オゾン利用の新技術」(三ゆう書房発行、昭和61年11月20日)の第9章(第301頁から第313頁、(以下文献1という) )に原理、装置、洗浄効果、用途などが詳細に解説されているが、使用されている光源は低圧水銀灯(放射波長254nm、185nm)であった。 O 3 treatment, for example book "New technology of ozone use" (3 Yu Shobo issued, 1986, November 20, 2008) Chapter 9 of the (first 301 pages from the first 313 pages, (hereinafter referred to as Document 1)) principle in the apparatus, cleaning effect, but such applications are discussed in detail, the light source used was a low pressure mercury lamp (emission wavelength 254 nm, 185 nm). また、五十嵐らは第54回応用物理学会学術講演会講演要旨集27 In addition, Igarashi et al. 54th Applied Physics Society Lecture Abstracts 27
a−HEー2でキセノンガスを封入した波長172nm Wavelength 172nm filled with xenon gas at a-HE-2
に中心放射波長を持つ誘電体バリア放電ランプを使用することによって、プラスチックスの表面改質の所要時間が低圧水銀灯の1/10以下になると報告している。 Center by using a dielectric barrier discharge lamp having a radiation wavelength, the time required for surface modification of plastics is reported to be a 1/10 of the low-pressure mercury lamp. このように誘電体バリア放電ランプは表面改質、UV/O Thus dielectric barrier discharge lamp is surface modification, UV / O
3洗浄に有効ということがわかっている。 It has been found that effective in the 3 cleaning.

【0003】ところで、該ランプをUV/O 3処理に使用する場合、大気を含む酸素雰囲気中で使用する必要がある。 [0003] When using the lamp in UV / O 3 treatment, it is necessary to use in an oxygen atmosphere containing air. UV/O 3洗浄は、真空紫外光を試料表面に照射し、汚れである有機物の結合を断ち切り、酸素に吸収され、オゾンさらに活性酸素を作り、その強力な酸化力で有機物を酸化させ、CO 2 、NO 2にして蒸発させるから酸素雰囲気が必要である。 UV / O 3 cleaning, vacuum ultraviolet light is irradiated to the sample surface, break the bonds of the organic matter is a stain is absorbed by oxygen, ozone further make active oxygen, the organic material is oxidized at its strong oxidizing power, CO 2, an oxygen atmosphere from evaporating in the NO 2 is required. プラスチックスなどの表面改質も同様に短波長の紫外光を試料表面に照射し、有機物の結合を断ち切る必要があり、かつ酸素に照射し、オゾンさらに活性酸素(例えばO( 1 D))を作り、有機物を酸化させ、表面に親水基(OH基、COOH基、C Ultraviolet light surface modification similarly short wavelength, such as plastics is irradiated to the sample surface, it is necessary to break the bonds of the organic matter, and is irradiated to an oxygen, ozone further active oxygen (e.g., O (1 D)) making, organics were the oxidized on the surface hydrophilic groups (OH groups, COOH groups, C
O基など)を導入させる必要があるからである。 O groups it is necessary to introduce etc.). 波長1 Wavelength 1
72nmに中心放射波長を持つ誘電体バリア放電ランプで上記目的に応用するにはこのエキシマ光取り出し窓部材と試料表面の間を大気中の場合、3mm以内にする必要がある。 If the application to said object in dielectric barrier discharge lamp having a center emission wavelength 72nm between the excimer light extraction window member and the sample surface in the atmosphere, it is necessary to within 3 mm. なぜならば、酸素の吸収係数が15cm -1と大きく、3mmで強度が1/2ー1/3、になるので、 Because large absorption coefficient of oxygen and 15cm -1, the intensity at 3mm 1/2 over 1/3, becomes,
3mm、出来れば窓部材と試料表面の間を1mm以内にすると効果が著しい。 3 mm, is effective to between the window member and the surface of the sample within 1mm if possible significant.

【0004】誘電体バリア放電ランプの形状が、円筒状では、ランプを試料に近づけても試料に到達する真空紫外光は試料に最も近いごく一部に限られる。 [0004] The shape of the dielectric barrier discharge lamp, the cylindrical, the vacuum ultraviolet light also close to the lamp to the sample reaching the sample is limited to a small portion closest to the sample. ランプが平面型であれば試料をランプにちかづけて照射すると一度に大きな面積が照射出来て有利である。 Lamps larger area once is irradiated closer to sample if the plane type lamp is advantageous be irradiated.

【0005】平面型の誘電体バリア放電ランプはB.Elia [0005] planar dielectric barrier discharge lamp B.Elia
ssonらの円盤型がApplied PhysicsB ,Vol46,299-303頁 sson et al., disk type Applied PhysicsB, pp. Vol46,299-303
(1988)に記載されている。 (1988). グラウンド電極を兼ねたステンレスの容器と、円板状の合成石英からなるエキシマ光取り出し窓部材からなっている。 A container of stainless steel which also serves as a ground electrode, consists excimer light extraction window member consisting of a disk-shaped synthetic quartz. しかしながらこのランプの問題点は2つある。 However, problems of this lamp is two-fold. 第1点は、端部で電界の集中が起き易く、安定な放電が難しいという点である。 The first point, easily occurs concentration of the electric field at the end, is that stable discharge is difficult. 第2 The second
点は、該ランプの電圧は数kv−数10kvの高電圧を要する。 Point, the voltage of the lamp requires a high voltage of several kv- number 10kv. 電圧を低く押さえるためには、誘電体の厚さを出来るだけ薄くしたいが、平面構造の場合、薄くすると、ランプの内、外の圧力差による応力が大きくなり、 To suppress the voltage low, but would like to thin as possible the thickness of the dielectric, when the planar structure, the thinning, of the lamp, the stress due to the pressure difference between the outside becomes large,
誘電体の強度が不足し、破壊が起こり、大きな形状のランプの製作が難しい点である。 Dielectric strength is insufficient, occurs destruction, is the point manufacture of large shape of the lamp is difficult to.

【0006】日本国公開特許公報平4ー264349号では放電ガスを充満し、封止されたUV透過窓を有する直方体容器の中に円筒誘電体の内面に電極が設けられた構造物を複数本配置して、電極間で誘電体バリア放電を発生させ、外部に照射する照射装置が記載されている。 [0006] Japanese Public-Patent Publication Rights 4-264349 filled with a discharge gas, a plurality of structures in which the electrode on the inner surface of the cylindrical dielectric body formed in a rectangular container having a sealed UV transmission window arranged to, generate a dielectric barrier discharge between the electrodes, the irradiation device is described to be irradiated to the outside.
照射窓の厚みは厚く出来るが、容器内を封止する必要があり、高電圧部の導入も必要があり、装置が複雑となる。 The thickness of the radiation window can thicken, it is necessary to seal the container, the introduction of the high-voltage unit must also, apparatus becomes complicated. 他方、2重円筒型などの円筒型のランプは、製作方法が比較的容易で、長さも比較的容易に変えられるが、 On the other hand, the cylindrical lamp, such as double cylinder type, manufacturing method which is relatively easy, but the length also relatively easily changed,
大気中で照射すると試料に近づけても、実質上線光源となり、上記用途には使用出来ない。 Even closer to the sample is irradiated in air, becomes substantially upper-ray source, it can not be used for the above applications.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は放射の中心波長が172nm付近の真空紫外光の照度が大きく、照度分布がよく、照射面積の大きい平面照射装置を提供すること、さらに該照射装置を使用した物体表面処理方法を提供する事である。 [0008] The present invention is the central wavelength of the radiation is large illuminance of the vacuum ultraviolet light around 172 nm, good illumination distribution, to provide a large planar illumination device of the irradiation area, the further the irradiation device it is to provide an object surface treatment method used.

【0008】 [0008]

【問題を解決するための手段】上記本発明の目的は、少なくとも一部が紫外エキシマ光を取り出す窓部材から構成された概略円筒状の放電容器に、誘電体バリア放電によってエキシマを形成するキセノン、もしくはキセノンを主成分とする放電用ガスを充した誘電体バリア放電ランプを、少なくとも一部が偏平な紫外エキシマ光を取り出す窓部材で前方をおおった匡体内に、ヘリウム、ネオン、クリプトン、アルゴン、キセノン、水素、窒素から選択された少なくとも一種のガスとともに配置することによって達成できる。 Means for Solving the Problems] An object of the present invention is at least partially in the substantially cylindrical discharge vessel constructed from the window member to take out ultraviolet excimer light, xenon forming the excimer by dielectric barrier discharge, or charging the dielectric barrier discharge lamp discharge gas mainly composed of xenon, the body Tadashi which covered the forward window member at least partially taken out flat ultraviolet excimer light, helium, neon, krypton, argon, It can be achieved by placing xenon, hydrogen, with at least one gas selected from nitrogen.

【0009】さらに、匡体の内面が反射鏡を兼ねているか、もしくは、匡体内に反射鏡を配置しているか、もしくは、放電容器の一部が反射特性を具えているかするかし、匡体の前方の凸出寸法が、窓部材から2mm以内にすることによって本発明の目的はより一層達成できる。 Furthermore, if the inner surface of the enclosure also serves as a reflecting mirror, or, if they were arranged reflectors in the body Tadashi, or a portion of the discharge vessel is either comprises reflective characteristics, however, the enclosure ahead of the convex output dimensions, an object of the present invention by within 2mm from the window member further be achieved.

【0010】請求項1に記載したキセノン照射装置と、 [0010] and xenon irradiation apparatus according to claim 1,
この装置の前方に配置した処理台と、この処理台を前記装置の匡体の窓部材に3mm以内の距離に近接せしめる駆動手段とを含む物体表面改質装置を構成すれば、物体表面を、紫外エキシマ光とオゾンとの協働作用を利用して洗浄することが出来る。 A processing table disposed in front of the device, if constituting an object surface modifying apparatus and a driving means allowed to close the processing table within a distance of 3mm into the window member of the enclosure of the device, the object surface, it can be cleaned using the cooperative action of the ultraviolet excimer light and ozone.

【0011】 [0011]

【作用】UV/O 3洗浄、表面改質は短波超の紫外光を酸素雰囲気中で試料表面に照射することが有効である。 [Action] UV / O 3 cleaning, surface modification, it is effective to irradiate the sample surface with ultraviolet light having a short than in an oxygen atmosphere.
しかしながら波長172nmの光では酸素に吸収され、 However, in light of wavelength 172nm is absorbed by oxygen,
1/2─1/3に減衰するのが約3mmの距離で、円筒状ランプから試料表面に照射しても、ほとんどの光は届かない。 At a distance of about 3mm to decay to 1 / 2─1 / 3, be radiated from the cylindrical lamp to the sample surface, it does not reach most of the light. 円筒状ランプであるとランプを試料に3mm以内にちかづけても、ランプから放射したごく一部の線状の光しか試料に到達出来ず、線状の光源と等価になってしまう。 If it is cylindrical lamps close the lamp within 3mm in the sample, only a small portion of the linear light emitted from the lamp can not reach the sample, it becomes linear light source equivalent. 波長172nmの紫外光を大気中で、シリコンウエハ、液晶表示用のガラスの表面改質、洗浄をおこなうためには、ランプから放射した光を効率よく試料に到達させることが出来る平面照射装置が必要である。 The ultraviolet light having a wavelength of 172nm in the atmosphere, a silicon wafer, the surface modification of the glass for liquid crystal display, in order to perform the cleaning, flat illumination device needs to be able to reach the light emitted from the lamp to efficiently sample it is. 平面照射装置はある程度の面積を1度に照射出来き、洗浄のスピードが向上出来る。 Plane irradiation apparatus Ki can irradiate a certain area at a time, the speed of the cleaning can be improved. しかしながら平面型ランプを製作しようとすると、電圧を低く設定設計するため、誘電体の厚さを出来るだけ薄くしたいが、平面構造の場合、 However, if you try to manufacture a flat lamp, to set design low voltage, but would like to thin as possible the thickness of the dielectric, the case of a planar structure,
薄くすると、排気時、容器が大きければ大きいほど、誘電体の強度が不足し、大きな形状のランプを製作出来ない点などの困難さがある。 When you thin, when the exhaust, the larger the container, insufficient strength of the dielectric, there is the difficulty of such a point that can not produce a large shape of the lamp.

【0012】上記問題はもちろん従来のアーク放電ランプにはないキセノンガスもしくはそれを主成分とした誘電体バリア放電ランプ固有の問題である。 The above problem is, of course, conventional arc discharge lamps and xenon gas or mainly of it not in the dielectric barrier discharge lamp-specific issues. たとえば、波長185nmと波長254nmの紫外光を用いてUV/ For example, UV using ultraviolet light with a wavelength of 185nm and a wavelength 254nm /
3洗浄する低圧紫外線ランプにおいて面照射をする場合でも、複数の直管型ランプ、またはU字管、およびミラーの組み合わせで達成出来る。 O 3 in the low-pressure ultraviolet lamp for cleaning even when the surface illumination, a plurality of straight tube lamps or U-tube, and can be achieved by a combination of mirrors. 空気中の酸素に波長1 Wavelength to oxygen in the air 1
85nmは吸収されるが、1/2ー1/3に減少する距離が60mm以上あり、1/10まで減衰するには15 85nm but is absorbed, there distance reduced to 1/2-1/3 or more 60 mm, to decay to 1/10 15
0mm以上である。 It is 0mm or more. 処理時、上記距離より試料表面にランプを容易に近づけられるので、ランプと試料を同一の酸素を含む空間で処理出来き、平面状ランプに構成する必要はない。 During processing, since it is easily close the lamp to the sample surface than the distance, Ki to process lamp and sample space including the same oxygen, it is not necessary to configure the planar ramp. もちろん、波長172nmより短波長を放射するランプであればキセノンガスを主成分とした誘電体バリア放電ランプと同じ問題を生じるが、現在、UV Of course, it produces the same problem as the dielectric barrier discharge lamp whose main component is xenon gas as long as lamp emitting a wavelength shorter than the wavelength 172 nm, currently, UV
/O 3洗浄に使用出来る波長172nmより短波長の紫外光を放射する高出力ランプが存在せず、まさにキセノンガスもしくはそれを主成分とした誘電体バリア放電ランプ固有の問題である。 / O 3 without the high output lamps than the wavelength 172nm which can be used to wash emits ultraviolet light having a short wavelength exists, is exactly the xenon gas or main ingredient thereof a dielectric barrier discharge lamp-specific issues.

【0013】われわれは、製作が容易で、照射面積が大きく、照度の高い平面照射装置を検討した。 [0013] We, easy manufacture, large irradiation area was studied high planar illumination device illuminance. 鋭意検討の結果以下の装置を発明した。 Result of intensive studies invented the following devices. ランプは製作の困難な平面状ランプは使用せず、比較的製作の容易な円筒型ランプを使用する。 Lamp difficult planar lamp manufacture is not used, using easy cylindrical lamps relatively fabrication. 波長172nmの紫外光も、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンガスでは、吸収がなく、紫外光はある立体角をもって放射するためランプからの距離に応じて、減少してゆく。 Ultraviolet light having a wavelength of 172nm is also nitrogen, helium, argon, neon, krypton, a xenon gas, absorption without depending on the distance from the lamp to radiate with a ultraviolet light is solid angle, slide into reduced. この性質と反射ミラーの反射率と形状、ランプ本数、間隔、エキシマ光取り出し窓部材までの距離を考慮して設計すると、照射装置のエキシマ光取り出し窓部材表面で、均一な面光源が作られることがわかった。 Reflectivity and shape of the reflection mirror and the nature, number of lamps, distance, when designed in consideration of the distance to the excimer light extraction window member, in excimer light extraction window member surface of the irradiation device, that a uniform surface light source is made it was found. さらに照射装置のエキシマ光取り出し窓部材の外側を酸素を含む雰囲気にし、照射装置窓部材面に試料を近接させ配置(3mm以内、1mm以下が望ましい)することにより、試料表面での均一な照度分布の面照射が達成出来る。 Further outside the excimer light extraction window member of the illuminator in an atmosphere containing oxygen (within 3 mm, 1 mm or less is desirable) arranged in proximity of the sample to the irradiation device window member surface by a uniform illuminance distribution on the sample surface surface irradiation can be achieved. UV/O 3 UV / O 3
洗浄、プラスチックスの表面改質には、照度分布の均一度が+−10%程度が必要である。 Cleaning, surface modification of plastics, uniformity of illuminance distribution is required to be about + -10%. 上記方法で上記均一度のある面積が得られる。 Area with the uniformity of the above-mentioned method is obtained. その場合、少なくとも、上記領域の面積はランプの外径×発光長以上であることが望ましい。 In that case, at least, the area of ​​the region is preferably at the outside diameter × emission length or more lamps. 上記領域でスピードの高い、表面改質、洗浄などが出来る。 High speed in the above area, surface modification, cleaning, etc. can be.

【0014】低圧水銀灯の場合でも、試料、ランプ間にガラスを配置することもあるが、これはランプからのほこりなどを防ぐためなどで今回の発明とは根本的に異なる。 [0014] Even in the case of low-pressure mercury lamp, a sample, but also placing the glass between the lamp, which is fundamentally different from this invention in such order to prevent dust from the lamp. 今回の目的は酸素の吸収係数が非常に高い波長のランプで試料に大面積で照射するという問題であり、従来のアーク放電ランプではこのような問題は存在せずまさにキセノンガスもしくはそれを主成分とした誘電体バリア放電ランプだけの問題である。 The purpose of this is a problem that illuminating a large area on the sample with the oxygen absorption coefficient is very high wavelength lamp, very xenon gas or main component it does not exist such problems in the conventional arc discharge lamps and the dielectric barrier discharge lamp which is just a problem. 日本国公開特許公報平5ー174793号では誘電体バリア放電ランプを容器に入れ、雰囲気を水などの冷却体を流し、ランプを冷却し、照射窓から光を取り出す方法を提案しているが、今回は雰囲気ガスは冷却が目的ではない点、キセノンおよびその混合ガスを放電ガスに使用したランプ(真空紫外短波長中心放射波長約172nm)と限定されている点、面照射装置を製作することが目的という点など、まったく異なる発明である。 Put a dielectric barrier discharge lamp vessel in Japanese Published Patent Publication Rights 5 over 174,793, the atmosphere flowing cooling body such as water, the lamp was cooled, proposes a method of extracting light from the irradiation window, atmospheric gas this time point cooling is not the purpose, that it is limited and the lamp using xenon and gas mixture into the discharge gas (vacuum ultraviolet short-wavelength centered emission wavelength of about 172 nm), is possible to manufacture a surface illumination device such as that purpose is a completely different invention. 試料照射の際、3mm以内、 When the sample irradiation, within 3mm,
最も望ましくは1mm以内で照射させるため、水平、搬送機構で試料が運ばれるためには、照射装置のエキシマ光取り出し窓部材より、匡体の窓枠の凸出が2mm以内、望ましくはまったく突出していないほうがよい。 Since most desirably be irradiated within 1 mm, horizontally, for the sample is carried by the conveying mechanism, from excimer light extraction window member of the illuminator, within convex unloading is 2mm of the window frame of the enclosure, preferably not at all projected it is better not. この場合は被処理物を加熱しながら洗浄、改質することも出来る。 In this case cleaning while heating an object, it can also be modified. または被処理物の面積が照射装置のエキシマ光取り出し窓部材の面積より小さく、その窓まで水平に試料が搬送され、垂直に上げられ、その窓より3mm以内で照射する照射方法は洗浄、表面改質に著しい、効果をもたらした。 Or smaller than the area of ​​the excimer light extraction window member of the area of ​​the object is illuminated device, it is horizontally transported sample to the window, raised vertically, irradiation method of irradiating within 3mm from its window cleaning, surface modification remarkable in quality, resulted in an effect.

【0015】 [0015]

【実施例】本発明の第1の実施例である誘電体バリア放電ランプを内蔵したキセノン照射装置を図1に示した。 Xenon irradiation device incorporating the dielectric barrier discharge lamp according to a first embodiment of the embodiment of the present invention shown in FIG.
図2にはそのランプの概略図を示した。 Is a schematic view of the lamp in FIG. 図2において、 2,
放電容器1は全長約150mmの合成石英製で、外径約14mmの肉厚1mmの内側管2、内径約24mm肉厚1mmの外側管3を同軸に配置して中空円筒状の放電空間7を形成した構造である。 The discharge vessel 1 made of synthetic quartz length about 150 mm, an inner pipe 2 of thickness 1mm outer diameter of about 14 mm, a hollow cylindrical discharge space 7 disposed outside tube 3 having an inner diameter of about 24mm thickness 1mm coaxially it is the formation structure. 外側管3は誘電体バリア放電の誘電体バリアと光取り出し窓部材を兼用しており、 The outer tube 3 are shared with the dielectric barrier and the light extraction window member of a dielectric barrier discharge,
光がよく通過できるメッシュ電極4が設けられている。 Mesh electrode 4 that light can better pass therethrough.
内側管2の外面には光の反射板と誘電体バリア放電の電極を兼ねたアルミニウム薄膜電極5が設けられている。 Aluminum thin film electrode 5 is provided which also serves as a reflector and a dielectric barrier discharge electrode of the light on the outer surface of the inner tube 2.
放電容器の放電空間7に放電ガスとして250トールのキセノンガスを封入した。 Encapsulating 250 Torr xenon gas as the discharge gas in the discharge space 7 in the discharge vessel. また、ゲッター室8にはゲッター6が設けられている。 Further, a getter 6 is provided in the getter chamber 8. ランプ1の内側空所9には、必要に応じて冷却流体例えば冷却窒素ガスが流せるようになっている。 The inner cavity 9 of the lamp 1, so that the cooling fluid for example cooling nitrogen gas can flow as needed. ここで電源10によって、該誘電体バリア放電ランプを入力20ワットで点灯した。 By where power supply 10, and turns on the dielectric barrier discharge lamp with an input 20 watts. その結果、波長172nmに最大放射値を有する紫外光が効率よく放射された。 As a result, the ultraviolet light having the maximum emission value in the wavelength 172nm is efficiently radiated.

【0016】図1において、上記した該誘電体バリヤ放電ランプ31は、合成石英製平面照射窓すなわちエキシマ光取り出し窓部材34を有する匡体32の中に取り付けられている。 [0016] In FIG. 1, the dielectric barrier discharge lamp 31 described above is mounted in a synthetic quartz planar illumination window or enclosure 32 having excimer light extraction window member 34. 35は、合成石英製平面照射窓34の押さえ用フランジもしくは窓枠である。 35 is a retainer flange or window frame of the synthetic quartz planar irradiation window 34. フランジもしくは窓枠の厚さtが、窓の外面よりも匡体が凸出している凸出寸法となる。 The thickness t of the flange or window frame, and Totsude dimensions enclosure is issued convex than the outer surface of the window. 33は、ランプ31を取り囲むように配置された紫外光反射ミラーである。 33 is a ultraviolet light reflecting mirror disposed so as to surround the lamp 31. 36は昇圧トランスである。 36 is a step-up transformer. 37が、匡体内の空気を置換するための窒素ガスの入口、38がその出口である。 37, the inlet of the nitrogen gas to replace Tadashi body of the air, 38 is its outlet. 匡体内を窒素置換すること、ランプ、ミラーを組合わせることによって、照射窓32の表面において、平均8mW/cm 2の照射強度で照度分布+−10%の領域が約40×80mmの広さの面照射装置が得られた。 To nitrogen replacing Tadashi body, lamp, by combining the mirror, the surface of the irradiation window 32, the illuminance distribution + -10% of the area illumination intensity of average 8 mW / cm 2 is as large as about 40 × 80 mm surface irradiation device was obtained.

【0017】本発明の第2の実施例である誘電体バリア放電ランプを内蔵したキセノン照射装置を図3に示した。 [0017] The xenon irradiation device incorporating the dielectric barrier discharge lamp according to a second embodiment of the present invention shown in FIG. 全長330mmの誘電体バリヤ放電ランプ31と反射ミラー33の組みが、300mm×300mmの面積を有する合成石英製平面照射窓34を有する匡体32の中に4組み、取り付けられている。 Set of dielectric barrier discharge lamp 31 and the reflecting mirror 33 of the full-length 330mm are 4 sets in the enclosure 32 with synthetic quartz planar irradiation window 34 having an area of ​​300 mm × 300 mm, it is attached. ランプ1の内側空所9は水冷を施されている。 Inside the cavity 9 of the lamp 1 has been subjected to a water-cooled. 匡体内は窒素で置換されている。 Tadashi body is substituted with nitrogen. ランプ、ミラーを組合わせることによって、照射窓34の表面において、平均30mW/cm 2の強度で照度分布+−10%の領域面積が約250mm×250m Lamp, by combining the mirror, the surface of the radiation window 34, average 30 mW / cm 2 intensity in the illumination distribution + -10% of the region area of about 250 mm × 250 meters
mの広さの面照射装置が得られた。 Surface irradiation device measuring the m was obtained.

【0018】本発明の第3の実施例である誘電体バリア放電ランプを内蔵したキセノン照射装置を図4に示した。 [0018] The xenon irradiation device incorporating the dielectric barrier discharge lamp according to a third embodiment of the present invention shown in FIG. ランプ31、ミラー33などは第2の実施例と同じで、エキシマ光取り出し窓部材34および窓枠35はやや異なっている。 Lamp 31, such as a mirror 33 is the same as the second embodiment, the excimer light exit window member 34 and the window frame 35 is slightly different. すなわち、照射装置の外側において、 That is, the outside of the irradiation device,
窓部材34と窓枠が同一平面を形成するようにテーパ処理を施して組み立てられている。 Window member 34 and the window frame is assembled by performing a tapered processed to form the same plane. この場合、凸出寸法は零である。 In this case, the convex out dimension is zero. フランジもしくは窓枠は、匡体と一体物として設計するか別体物として設計するかはどちらでも良い。 Flange or window frame, it can either design as a separate product or design as enclosure and one piece may be either. 平面状試料40は照射窓34との隙間1mmで搬送ローラー41により搬送され、その表面が照射されている。 Flat sample 40 is conveyed by a conveying roller 41 with a gap 1mm between the irradiation window 34, its surface is irradiated. 照射装置と試料とを近づけることが出来るので、表面改質、UV/O 3洗浄で非常に効果の大きい照射システムが提供出来た。 It is possible to approximate the illumination device and the sample, the surface modification, a large irradiation system very effective in UV / O 3 cleaning could provide.

【0019】本発明の第4の実施例である誘電体バリア放電ランプを内蔵したキセノン照射装置を図5に示した。 [0019] The xenon irradiation device incorporating the dielectric barrier discharge lamp according to a fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 照射装置は第2の実施例と同じである。 Irradiation apparatus is the same as the second embodiment. 窓枠35は2mm以上窓の外面より突出しているが、平面状試料4 Although window frame 35 protrudes from the outer surface of 2mm or more windows, flat sample 4
0は照射装置下面まで処理台43とともに水平に移動後、その位置で上下搬送用治具42により、窓の外面まで3mm以内に搬送される。 0 after moving horizontally with processing stage 43 to the irradiation apparatus underside, the vertical transportation jig 42 in its position, is transported within 3mm to the outer surface of the window. これにより水平搬送時の高さ精度がそれほど必要なくなり照射時は照射装置に近づけられるので、表面改質、UV/O 3洗浄で非常に効果の大きい照射システムが提供出来た。 Thus since at the height accuracy eliminates requires less irradiation during horizontal conveyance is brought close to the irradiation apparatus, surface modification, a large irradiation system very effective in UV / O 3 cleaning could provide.

【0020】本発明の第5の実施例は石英ガラス板のU The fifth embodiment of the present invention is U quartz glass plate
V/O 3洗浄である。 A V / O 3 cleaning. ガラス板の寸法は250mm×2 The dimensions of the glass plate is 250mm × 2
50mm×1mmである。 It is a 50mm × 1mm. 照射装置は第3の実施例の装置を使用した。 Irradiation apparatus using a device of the third embodiment. ガラス板は搬送治具で照射装置の下面に搬送され、窓の外面との距離1mmで照射された。 Glass sheet is conveyed to the lower surface of the illumination device in conveying jig, were irradiated at a distance 1mm the window of the outer surface. ガラス板の表面はあらかじめ、イソプロピルアルコール(以下IPA)中で5分間超音波洗浄し、水にたいする接触角が25度である試料を用いた。 Surface of the glass plate in advance, isopropyl alcohol (hereinafter IPA) was subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes in a contact angle against water using a sample of 25 degrees. 照射時間12秒で接触角は、石英ガラス板の全域で3度以下になることを確認した。 Contact angle irradiation time 12 seconds, it was confirmed that equal to or less than 3 degrees across the quartz glass plate. なお同じ試料を450Wの低圧水銀灯(波長25 Incidentally low-pressure mercury lamp of 450W the same sample (wavelength 25
4nmの強度70mW/cm 2 、波長185nmの強度が14mW/cm 2 )で距離5cmで照射した時、約1 Strength of 4nm 70mW / cm 2, when the intensity of the wavelength 185nm is irradiated at a distance 5cm at 14mW / cm 2), about 1
80秒で3度まで変化し、本発明が非常にすぐれていることが理解される。 Was changed to 3 degrees 80 seconds, it is understood that the present invention is very good.

【0021】本発明の第6の実施例はシリコンウエハのUV/O 3洗浄である。 The sixth embodiment of the present invention is UV / O 3 cleaning of the silicon wafer. 照射装置と処理台と駆動システムは第4の実施例と同じである。 The drive system and the irradiation device and the processing stage is the same as that of the fourth embodiment. シリコンウエハは、処理台43に真空チャックで固定され、上下搬送治具42 Silicon wafers are fixed by a vacuum chuck in the processing table 43, the upper and lower conveying jig 42
で窓の外面との距離1mmまで近づける。 In close until the distance 1mm of the window of the outer surface. 照射前の水の接触角20度のウエハが、照射15秒でその全域が5度以下となった。 Wafer contact angle 20 degrees of water before irradiation, the entire area becomes 5 degrees or less with radiation 15 seconds.

【0022】本発明の第7の実施例はポリエチルテレフタレートの表面改質である。 The seventh embodiment of the present invention is a surface modification of polyethylene Rutere phthalate. 試料の寸法は250×25 The size of the sample is 250 × 25
0mm×0.3mmである。 Is 0mm × 0.3mm. 処理システムは第3の実施例と同じである。 Processing system is the same as in the third embodiment. 照射前は水に対する接触角が80度の試料が、照射時間2秒でその全域が接触角40まで変化した。 Samples of the contact angle of 80 degrees before the irradiation to water, the whole area is changed to a contact angle of 40 with the irradiation time of 2 seconds. ESCAで表面を観察すると、OがO/Cで0. When observing the surface with ESCA, 0 O is in O / C.
35から0.65に変化した。 35 was changed to 0.65. 表面にCOOH、OH基などの親水基が導入され、表面が改質されたことが理解できる。 COOH on the surface, hydrophilic groups such as OH groups are introduced, it can be understood that the surface modified.

【0023】 [0023]

【発明の効果】本発明は以上の実施例の説明からも理解出来るように、キセノンもしくはそれを主成分とする放電ガスを有する誘電体バリア放電ランプを利用する照射装置において、従来では実現が困難であった大型面照射装置を比較的容易に提供出来、効果的な洗浄、表面改質処理技術を提供出来る。 The present invention exhibits as can be understood from the above description of the embodiment, in the irradiation devices utilizing dielectric barrier discharge lamp having a discharge gas xenon or principal component thereof, difficult to achieve with conventional can provide a large surface illumination apparatus was relatively easy, effective cleaning, can provide a surface modifying treatment techniques.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例の説明図であって、(イ)は装置を、ランプの長手方向を横から描いており、(ロ)はランプの長手方向から描いている。 [1] is an explanatory view of an embodiment of the present invention, it depicts (a) is a device, which depicts a longitudinal direction of the lamp from the side, (b) from the longitudinal direction of the lamp.

【図2】本発明に使用する2重円筒型誘電体バリア放電ランプの一例の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view of an example of a double cylindrical dielectric barrier discharge lamp for use in the present invention.

【図3】本発明の他の実施例の説明図である。 Figure 3 is an illustration of another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例の説明図である。 4 is an explanatory view of another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例の説明図である。 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 放電容器 2 内側管 3 外側管 4 メッシュ電極 6 ゲッター 7 放電空間 8 ゲッター室 31 誘電体バリア放電ランプ 32 匡体 33 ミラー 34 窓部材 35 窓枠もしくはフランジ 37 窒素ガス入口 38 窒素ガス出口 40 試料 41 搬送用ローラー 42 上下搬送用治具 1 discharge container 2 inner tube 3 the outer tube 4 mesh electrode 6 getter 7 discharge space 8 getter chamber 31 a dielectric barrier discharge lamp 32 enclosure 33 mirror 34 window member 35 window frame or flange 37 nitrogen gas inlet 38 nitrogen gas outlet 40 Sample 41 transport roller 42 vertical transportation jig for

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菱沼 宣是 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Hishinuma Senze Himeji, Hyogo Prefecture Besshochosazuchi 1194 address Ushio Denki Co., Ltd. in

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 少なくとも一部が紫外エキシマ光を取り出す窓部材から構成された概略円筒状の放電容器に、誘電体バリア放電によってエキシマを形成するキセノン、 [Claim 1 wherein at least a portion within a substantially cylindrical discharge vessel constructed from the window member to take out ultraviolet excimer light, xenon forming the excimer by dielectric barrier discharge,
    もしくはキセノンを主成分とする放電用ガスを充した誘電体バリア放電ランプを、 少なくとも一部が偏平な紫外エキシマ光を取り出す窓部材で前方をおおった匡体内に、ヘリウム、ネオン、クリプトン、アルゴン、キセノン、水素、窒素から選択された少なくとも一種のガスとともに配置してなることを特徴とするキセノン照射装置。 Or charging the dielectric barrier discharge lamp discharge gas mainly composed of xenon, the body Tadashi that covered the forward window member at least partially taken out flat ultraviolet excimer light, helium, neon, krypton, argon, xenon, xenon illumination apparatus characterized by being arranged with at least one gas selected from hydrogen, nitrogen.
  2. 【請求項2】 匡体の内面が反射鏡を兼ねているか、もしくは、匡体内に反射鏡を配置しているか、もしくは、 Wherein either the inner surface of the enclosure also serves as a reflecting mirror, or, if they were arranged reflectors in the body Tadashi, or,
    放電容器の一部が反射特性を具えているかすることを特徴とする請求項1に記載のキセノン照射装置。 Xenon irradiation apparatus according to claim 1 in which a part of the discharge vessel, characterized in that either comprises reflective characteristics.
  3. 【請求項3】 匡体の前方の凸出寸法が、窓部材から2 Wherein the front convex exit dimensions of the enclosure are, 2 from window member
    mm以内であることを特徴とする請求項1に記載のキセノン照射装置。 Xenon irradiation apparatus according to claim 1, characterized in that within mm.
  4. 【請求項4】 請求項1に記載したキセノン照射装置と、この装置の前方に配置した処理台と、この処理台を前記装置の匡体の窓部材に3mm以内の距離に近接せしめる駆動手段とを含むことを特徴とする物体表面改質装置。 Xenon irradiation apparatus according to 4. The method of claim 1, and a processing table disposed in front of the device, driving means allowed to close the processing table within a distance of 3mm into the window member of the enclosure of the device object surface modifying apparatus which comprises a.
  5. 【請求項5】 請求項4に記載された物体表面改質装置を用いて、物体表面を、紫外エキシマ光とオゾンとの協働作用を利用して洗浄することを特徴とする物体表面洗浄方法。 5. Using been the object surface modification device according to claim 4, the object surface, the object surface cleaning method characterized in that washing using the cooperative action of the ultraviolet excimer light ozone .
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6468599B1 (en) 1998-12-25 2002-10-22 International Business Machines Corporation Method for removing organic compound by ultraviolet radiation
US6796664B2 (en) 2002-03-12 2004-09-28 Carl Zeiss Smt Ag Method and device for decontaminating optical surfaces
JP2004275330A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Iwasaki Electric Co Ltd Active oxygen sterilizer
KR101068127B1 (en) * 2004-06-26 2011-09-28 엘지디스플레이 주식회사 Cleanning device using eximer ultraviolet lay

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6468599B1 (en) 1998-12-25 2002-10-22 International Business Machines Corporation Method for removing organic compound by ultraviolet radiation
US6756087B2 (en) 1998-12-25 2004-06-29 International Business Machines Corporation Method for removing organic compound by ultraviolet radiation and apparatus therefor
US6796664B2 (en) 2002-03-12 2004-09-28 Carl Zeiss Smt Ag Method and device for decontaminating optical surfaces
JP2004275330A (en) * 2003-03-14 2004-10-07 Iwasaki Electric Co Ltd Active oxygen sterilizer
KR101068127B1 (en) * 2004-06-26 2011-09-28 엘지디스플레이 주식회사 Cleanning device using eximer ultraviolet lay

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