KR101181171B1 - 자외선 조사 유닛 및 자외선 조사 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 신속하게 엑시머 램프의 주위에 불활성 가스를 채울 수 있는 자외선 조사 유닛을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 본 발명의 자외선 조사 유닛은, 방전 용기 내에 형성된 밀폐 공간에 방전 가스가 봉입됨과 더불어, 당해 밀폐 공간을 사이에 두고 한쌍의 전극이 상기 방전 용기의 외표면에 형성된 복수의 엑시머 램프와, 당해 복수의 엑시머 램프를 둘러싸고 연직 방향에 있어서의 한방향이 개구된 램프 하우스와, 당해 램프 하우스의 내부에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구를 구비하는 자외선 조사 유닛으로서, 상기 램프 하우스 내에는, 상기 엑시머 램프에 의해 점유되어 있는 공간 이외의 공간에 공간 폐색체가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

자외선 조사 유닛 및 자외선 조사 처리 장치{ULTRAVIOLET IRRADIATION UNIT AND ULTRAVIOLET IRRADIATION PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 자외선 조사 처리 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 기판이나 액정 기판 등의 제조 공정에 있어서 반도체 기판이나 액정 기판의 세정 등에 이용되는 엑시머 램프를 이용한 자외선 조사 유닛 및 자외선 조사 처리 장치에 관한 것이다.

최근의 반도체 기판이나 액정 기판 등의 제조 공정에 있어서는, 반도체 기판인 실리콘 웨이퍼나 액정 기판인 유리 기판의 표면에 부착된 유기 화합물 등의 오염을 제거하는 방법으로서, 자외선을 이용한 드라이 세정 방법이 폭넓게 이용되고 있다. 특히, 엑시머 램프로부터 방사되는 진공 자외광을 이용한 오존이나 활성 산소에 의한 세정 방법에 있어서는, 보다 효율적으로 단시간에 세정하는 세정 장치가 다양하게 제안되어 있고, 예를 들면, 특허 문헌 1이 알려져 있다.

도 13은, 동 문헌에 개시되는 종래의 자외선 조사 처리 장치의 구성을 나타낸다. 종래의 자외선 조사 처리 장치에 의하면, 개방 하우징(A)의 천정부에는, 예를 들면 스테인리스판에 직경 2mm의 구멍을 3mm 피치로 다수 형성하여 개구율 40% 가 되도록한 다공의 가스 확산판(B)을 개방 하우징(A)의 개방면과 평행하게 되도록 배치되어 있다. 지지 플레이트(C)에는, 그 가스 확산판(B)에 의해 구획된 공간에 연속하는 가스 공급구(CA)가 형성되어 있고, 지지 플레이트(C) 상에는 상기 가스 공급구(CA)를 위로부터 덮도록 가스 공급 덕트(D)가 설치되어 있다. 이 가스 공급 덕트(D)에는, 도시하지 않은 질소 가스 공급원이 접속되고, 청정한 질소 가스(불활성 가스)를 가스 공급 덕트(D) 및 가스 공급구(CA)를 통해서 가스 확산판(B)의 윗쪽의 공간에 공급하도록 되어 있고, 이들 구성이 가스 공급 수단(E)을 구성한다. 반송 챔버(F) 내에는, 반송 기구(G)를 구성하는 복수개의 컨베이어축(H)이 워크(W)의 반송 방향과 직교하는 방향으로 회전 자유롭게 설치되어 있고, 이들 각 컨베이어축(H)에 설치한 복수개의 컨베이어 롤러에 실어 워크(W)가 반송된다. 또한, 반송 챔버(F)의 저부(底部)에는, 도시하지 않은 배기 장치에 연속하는 배기 덕트(I)가 설치되어 있고, 반송 챔버(F) 내에 공급된 질소 가스와 함께 내부에서 발생한 오존 가스 등을 배출할 수 있도록 하고 있다.

상기 구성의 자외선 조사 처리 장치에 의하면, 도 13의 화살표로 표시하는 바와같이, 램프 하우스(A) 내에 설치되어 있는 가스 확산판(B)의 미세 구멍으로부터 질소 가스가 하향으로 토출된다. 토출된 질소 가스는, 우선 엑시머 램프(J)의 평탄면에 충돌하고, 여기서 옆쪽으로 흐름을 바꾸어, 엑시머 램프의 양측부로부터 곧바로 워크(W) 표면을 향해 떨어지도록 흐른다. 이 때문에, 엑시머 램프(J)의 주위로부터 워크(W)의 자외선 조사 공간(X)에 걸쳐 전체가 질소의 흐름으로 채워지고, 산소가 거의 존재하지 않는 불활성 가스 분위기로 유지된다. 따라서, 각 엑시 머 램프(J)로부터 방사된 자외광은 거의 산소에 흡수되지 않고 자외선 조사 공간(X)에 도달하고, 워크(W) 표면의 자외선 강도는 종래에 비해 비약적으로 높아진다.

<특허 문헌 1> 일본국 특개 2005-197291호

그런데, 상기한 종래의 자외선 조사 처리 장치에 의하면, 워크(W)의 처리를 신속하게 행하기 위해서는, 엑시머 램프(J)의 주위로부터, 엑시머 램프(J)와 워크(W)의 사이의 자외선 조사 공간(X)에 걸쳐 신속하게 질소로 채우는 것이 필요하게 된다. 그러나, 종래의 자외선 조사 처리 장치에 있어서는, 도 13에 도시하는 바와같이, 서로 인접하는 복수의 엑시머 램프(J)가 소정의 간격으로 이간되어 배치되어 있으므로, 개방 하우징(A)의 내용적을 크게하지 않을 수 없다. 이 때문에, 개방 하우징(A)의 내부에 배치되는 복수의 엑시머 램프(J)의 주위로부터 워크(W)의 자외선 조사 공간(X)에 걸쳐 불활성 가스의 흐름으로 채우려고 하면, 가스 공급 덕트(D) 및 가스 공급구(CA)를 통하여 다량의 불활성 가스를 공급하는 것이 필요하게 되어, 비용이 높아진다는 문제가 있다. 나아가, 다량의 불활성 가스를 가스 확산판(B)의 미세 구멍을 통과시키므로, 엑시머 램프(J)의 주위에 불활성 가스를 채우는데 장시간을 요하기 때문에, 워크(W)의 반송 속도를 떨어트리지 않을 수 없게 되어, 스루풋이 저하한다는 문제가 있다.

이상으로부터, 본 발명에 있어서는, 신속하게 엑시머 램프의 주위에 불활성 가스를 채울 수 있는 자외선 조사 유닛 및 자외선 조사 유닛을 구비한 자외선 조사 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 자외선 조사 유닛은, 방전 용기 내에 형성된 밀폐 공간에 방전 가 스가 봉입됨과 더불어, 당해 밀폐 공간을 사이에 두고 한쌍의 전극이 상기 방전 용기의 외표면에 형성된 복수의 엑시머 램프와, 당해 복수의 엑시머 램프를 둘러싸고 연직 방향에 있어서의 한방향이 개구된 램프 하우스와, 당해 램프 하우스의 내부에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구를 구비하는 자외선 조사 유닛으로서, 상기 램프 하우스 내에는, 상기 엑시머 램프에 의해서 점유되어 있는 공간 이외의 공간에 공간 폐색체가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자외선 조사 유닛은, 서로 인접하는 상기 엑시머 램프의 사이에 상기 공간 폐색체가 배치되고, 상기 공간 폐색체의 기단부가 상기 램프 하우스의 천정부에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자외선 조사 유닛은 최근에는 대면적의 피처리체에 대해서 자외선을 조사하는 것이 요구되고 있고, 이에 수반하여, 램프 하우스 내에 수용되는 엑시머 램프의 발광장을 길게 하는 것이 필요하게 되어 있다. 예를 들면, 피처리체를 반송하면서 피처리체에 대해 자외선을 조사하는 경우에 있어서는, 엑시머 램프의 발광 길이가, 피처리체의 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 전체 길이보다 긴것이 필요하다.

엑시머 램프의 발광 길이를 길게 하기 위해서는, 발광관을 구성하는 합성 석영 유리관의 전체 길이를 길게 할 필요가 있다. 엑시머 램프 1개의 전체 길이를 길게 하는 것은, 이하에 설명하는 바와같이, 합성 석영 유리관의 제조 상의 문제, 혹은 엑시머 램프의 설치 상의 문제가 있어 곤란하다.

합성 석영 유리관의 제조 상의 문제는, 전체 길이가 긴 합성 석영 유리관을 만들려 하면, 비뚤어지거나 휘어져버려, 특성이 안정된 램프로 가공하는 것이 어려워진다. 또한, 합성 석영 유리관의 전체 길이가 길어짐에 따라, 핸들링(작업성)이 저하하여, 합성 석영 유리관에 손상을 주거나 파손시키기 쉬워져, 고 비용의 램프로 되어 버린다.

엑시머 램프의 설치상의 문제는, 전체 길이가 긴 엑시머 램프를 램프 하우스에 설치했을 때에, 엑시머 램프가 휘어져 엑시머 램프의 중심부가 워크에 근접함에 따라, 자외선 방사의 편차가 생겨 기판의 처리 불균일을 일으키거나, 더욱 크게 휘어지는 경우에는, 엑시머 램프가 워크에 접촉하여 워크 표면을 문질러 워크에 대해서 기계적인 손상을 부여해버리는 문제이다.

이 때문에, 예를 들면 도 4에 도시하는 바와같이, 그 전체 길이가 피처리체의 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 전체 길이보다도 짧은 엑시머 램프(1A, 1B)를 준비하고, 각각의 엑시머 램프(1A, 1B)의 발광 영역(SA, SB)이 겹치는 영역(Q)을 형성함으로써, 발광 길이를 길게 하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 그런데, 도 4와 같이 하여 비교적 전체 길이가 짧은 엑시머 램프를 배열하면, 각각의 엑시머 램프(1A, 1B)의 중심축 방향으로 여분의 공간이 형성된다.

따라서, 상기한 엑시머 램프(1A, 1B)의 중심축 방향으로 형성되는 여분의 공간을 적게하기 위해, 본 발명의 자외선 조사 유닛은, 상기 공간 폐색체가 상기 엑시머 램프의 중심축 상에 배치되어 있고, 서로 인접하는 상기 엑시머 램프의 각각의 발광 영역이, 상기 엑시머 램프의 중심축에 대해 직교하는 가상 직선 상에 있어서 겹치는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자외선 조사 유닛은, 상기 엑시머 램프를 상기 램프 하우스 내에 있어서 고정하기 위한 지지체를 구비하고, 당해 지지체에 대해서 상기 엑시머 램프와 상기 공간 폐색체의 양쪽이 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자외선 조사 처리 장치는, 상기의 자외선 조사 유닛을 구비함과 더불어, 상기 엑시머 램프의 중심축에 대해 직교하는 방향으로 피처리체를 반송하는 반송 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자외선 조사 유닛에 의하면, 램프 하우스 내에 있어서, 엑시머 램프에 의해 점유되어 있는 공간 이외의 공간에 공간 폐색체가 배치되어 있으므로, 엑시머 램프의 주위 공간의 용적이 적어진다. 따라서, 램프 하우스 내에 다량의 불활성 가스를 공급하지 않아도 엑시머 램프의 주위를 불활성 가스 분위기로 할 수가 있어, 불활성 가스를 공급하는데 필요한 비용을 저감할 수 있다. 또한, 상기한 것처럼, 엑시머 램프의 주위 공간의 용적을 작게 함으로써, 엑시머 램프의 주위를 신속하게 불활성 가스 분위기로 할 수 있으므로, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 자외선 조사 유닛에 있어서는, 서로 인접하는 상기 엑시머 램프의 사이에 상기 공간 폐색체가 배치되고, 상기 공간 폐색체의 기단부가 상기 램프 하우스의 천정부에 고정되어 있으므로, 공간 폐색체를 램프 하우스의 내부에서 확실하게 고정할 수 있다.

또한, 본 발명의 자외선 조사 유닛에 있어서는, 상기 공간 폐색체가 상기 엑시머 램프의 중심축 상에 배치되어 있고, 서로 인접하는 상기 엑시머 램프의 각각 의 발광 영역이, 상기 엑시머 램프의 중심축에 대해 직교하는 가상 직선 상에 있어서 겹치므로, 비교적 전체 길이가 짧은 엑시머 램프를 사용할 때에 엑시머 램프의 중심축 방향으로 형성되는 공간이 공간 폐색체에 의해 폐색되어 램프 하우스의 내부에 있어서 엑시머 램프의 주위의 공간의 용적을 작게 할 수 있음과 더불어, 대면적의 피처리체에 대해서 자외선을 확실하게 조사할 수 있다.

또한, 본 발명의 자외선 조사 유닛에 의하면, 상기 엑시머 램프를 상기 램프 하우스 내에 있어서 고정하기 위한 지지체를 구비하고, 당해 지지체에 대해서 상기 엑시머 램프와 상기 공간 폐색체의 양쪽이 고정되어 있으므로, 그 반송 방향에 있어서의 폭이 다른 복수종의 피처리체에 대해서 공통되는 램프 하우스를 사용하여 자외선 조사 처리를 행하는 경우에 있어서, 불활성 가스를 공급하는데 필요한 비용을 저감할 수 있음과 더불어, 엑시머 램프의 주위를 신속하게 불활성 가스 분위기로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 자외선 조사 처리 장치에 의하면, 엑시머 램프의 중심축에 대해 직교하는 방향으로 피처리체를 반송하는 반송 기구를 구비하므로, 피처리체의 자외선 조사 처리에 필요한 엑시머 램프의 갯수를 줄일 수 있다.

〔제1의 실시 형태〕

이하에, 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제1의 실시 형태에 대해서 도 1～도 5를 이용해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 자외선 조사 유닛의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2는, 엑시머 램프의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2(a)는, 엑시 머 램프를 중심축 방향으로 절단한 단면도이며, 도 2(b)는, 엑시머 램프를 중심축에 대해 직교하는 방향으로 절단한 단면도이다. 도 3은, 본 발명의 자외선 조사 유닛을 연직 방향으로부터 보았을 때의 도면을 도시한다. 도 4는, 엑시머 램프, 공간 폐색체 및 피처리체의 배치를 개념적으로 도시하는 도면이다. 도 5는, 공간 폐색체의 구성을 나타내는 도면이다.

자외선 조사 유닛(100)은, 연직 방향의 하방측에 개구(51)를 가지는 금속제의 케이스로 이루어지는 램프 하우스(5)의 내부에, 복수의 엑시머 램프(1)가 서로 이간되어 평행하게 배치됨과 더불어, 램프 하우스(5)의 천정부(52)에는 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(3)이 설치되고, 서로 인접하는 엑시머 램프(1B, 1D)와 블록형상의 공간 폐색체(2)(2A, 2C)가 후술과 같이 하여 배치되어 있다. 각각의 엑시머 램프(1)는, 피처리체(W)로부터의 거리를 균등하게 하기 위해서, 각각의 광 출사면이 동일 평면 상에 배치되어 있다. 자외선 조사 유닛(100)의 연직 방향의 하방에는, 액정 기판, 반도체 기판 등의 피처리체(W)를 도 1 중의 화살표 방향으로 반송하기 위한, 복수의 롤러(61)를 구비하는 반송 기구(6)가 설치되어 있다. 또한, 이하에 있어서는, 자외선 조사 유닛과 반송 기구의 양쪽을 구비하는 것을 자외선 조사 처리 장치로 한다.

엑시머 램프(1)는, 도 2에 도시하는 바와같이, 유전체 재료인 실리커 유리로 구성되고, 네귀퉁이가 둥근 편평한 각통 형상의 방전 용기(10)를 가지고 있다. 방전 용기(10)의 내부에 형성된 밀폐 공간(S)에는, 예를 들면 크세논 가스 등의 희가스나, 희가스에 염소 가스 등의 할로겐 가스를 혼합한 것이 방전 가스로서 충전되 어 있다. 방전 가스의 종류에 따라 다른 파장의 엑시머광이 발생한다. 방전 가스는, 통상은, 10～100KPa 정도의 압력으로 충전되어 있다.

방전 용기(10)는, 도 2에 도시하는 바와같이, 지면의 상방측에 위치하는 평탄벽(11)과 지면의 하방측에 위치하는 평탄벽(12)이 서로 이간하여 평행하게 신장됨과 더불어, 지면의 좌측방에 위치하는 평탄벽(13)과 지면의 우측방에 위치하는 평탄벽(14)이 서로 이간하여 평행하게 연장되어 있고, 이들 평탄벽(11) 내지 (14)의 각각의 단부가 만곡부(15)에 의해 연결되어 있다. 이러한 방전 용기(10)는, 지면의 상하에 위치하는 평탄벽(11, 12)중 어느것이 피처리체(W)를 향해 자외선을 출사하기 위한 광 출사면을 형성하고, 예를 들면 방전 용기(10)의 하방에 피처리체(W)를 배치하는 경우에는 평탄벽(12)이 광 출사면이 된다.

평탄벽(11, 12)에는, 각각 전극(17, 18)이 배치되어 있다. 전극(17, 18)은 예를 들면, 금,은, 구리, 니켈, 크롬 등의 내식성 금속을 평탄벽(11～12) 상에 인쇄 또는 증착함으로써, 예를 들면 두께가 0.1㎛～수십㎛가 되도록 형성되어 있고, 평탄벽(11, 12)의 폭방향의 거의 전영역을 덮고 있다. 하방에 위치하는 전극(18)은, 평탄벽(12)이 광 출사면이 되는 경우에는, 상기의 금속을 격자형상으로 인쇄 또는 증착함으로써 광 투과성을 가지도록 형성된다. 발광 영역(SA)은, 도 2(a) 중에 파선으로 표시하는 바와같이, 방전 용기(10) 내의 밀폐 공간(S)중 전극(17, 18)으로 끼워진 영역이다.

도 1, 2에 도시하는 바와같이, 피처리체(W)에 대해서 먼 쪽의 평탄벽(11)의 내면(11a)에, 예를 들면 실리카 입자와 알루미나 입자로 이루어지는 자외선 반사 막(16)이 형성되어 있다. 도 2에 도시하는 예에서는, 자외선 반사막(16)이 평탄벽(11)의 양단에 연속하는 만곡부(15) 및 평탄벽(12) 내지 (14)의 내면까지 신장되어 있다. 자외선 반사막(16)은, 실리카 입자의 함유 비율이 30～99질량%이며, 알루미나 입자의 함유 비율이 1～70질량%인 것이 바람직하다.

도 3을 이용하여, 본 발명의 자외선 조사 유닛에 대해서 상세하게 설명한다.

램프 하우스(5) 내에는, 복수(도 3에 도시하는 예에서는 4개)의 엑시머 램프(1A～1D)와, 엑시머 램프(1A～1D)와 동 수의 공간 폐색체(2A～2D)가, 각각의 공간 폐색체(2A～2D)가 각각의 엑시머 램프(1A～1D)의 중심축 X상에 위치함과 더불어, 엑시머 램프(1A～1D)의 중심축 X에 대해 직교하는 방향에 있어서, 엑시머 램프(1A～1D)와 공간 폐색체(2A～2D)가 교대로 배열되도록 구체적으로는 다음과 같이 배치되어 있다.

엑시머 램프(1A)와 (1B)는, 램프 하우스(5)의 측벽 부근에 위치하는 엑시머 램프(1A)의 일단이, 당해 엑시머 램프(1A)에 인접하는 엑시머 램프(1B)의 타단을 넘어 신장하는데, 엑시머 램프(1B)의 일단을 넘지 않도록 배치되어 있다. 엑시머 램프(1A)의 발광 영역(SA)과 엑시머 램프(1B)의 발광 영역(SB)은 도 3중에 Q로 표시되는 영역에서 겹쳐 있다. 엑시머 램프(1A)의 일단측에는, 당해 엑시머 램프(1A)에 의해 점유되지 않은 공간이 형성되어 있고, 당해 공간에 공간 폐색체(2A)가 배치되어 있다.

엑시머 램프(1B)와 (1C)는, 엑시머 램프(1B)의 타단이, 당해 엑시머 램프(1B)에 인접하는 엑시머 램프(1C)의 일단을 넘어 신장하는데, 엑시머 램프(1C)의 타단을 넘지 않도록 배치되어 있다. 엑시머 램프(1B)의 발광 영역(SB)과 엑시머 램프(1C)의 발광 영역(SC)은, 도 3중에 Q로 표시되는 영역에서 겹쳐져 있다. 엑시머 램프(1B)의 타단측에는, 당해 엑시머 램프(B)에 의해 점유되지 않은 공간이 형성되어 있고, 당해 공간에 공간 폐색체(2B)가 배치되어 있다.

엑시머 램프(1C)와 (1D)는, 엑시머 램프(1C)의 일단이, 당해 엑시머 램프(1C)에 인접하는 엑시머 램프(1D)의 타단을 넘어 신장하는데, 엑시머 램프(1D)의 일단을 넘지 않도록 배치되어 있다. 엑시머 램프(1C)의 발광 영역(SC)과 엑시머 램프(1D)의 발광 영역(SD)은, 도 3중에 Q로 나타내는 영역에서 겹쳐 있다. 엑시머 램프(1C)의 일단측에는, 당해 엑시머 램프(1C)에 의해 점유되지 않은 공간이 형성되어 있고, 당해 공간에 공간 폐색체(2C)가 배치되어 있다. 램프 하우스(5)의 측벽 부근에 위치하는 엑시머 램프(1D)의 타단측에는, 당해 엑시머 램프(1D)에 의해 점유되지 않은 공간이 형성되어 있고, 당해 공간에 공간 폐색체(2D)가 배치되어 있다.

이와 같이, 자외선 조사 유닛(100)에 있어서는, 도 3, 4에 도시하는 바와같이, 각각의 엑시머 램프(1A～1D)는, 각각의 중심축(X)이 피처리체(W)의 반송 방향에 대해 직교하는 방향으로 배열됨과 더불어, 서로 인접하는 엑시머 램프(1A～1D)에 있어서의 각각의 발광 영역(SA～SD)이, 엑시머 램프(1A～1D)의 각각의 중심축에 대해 직교하는 가상 직선(K) 상에 있어서 겹치도록 배치되어 있다. 이렇게 함으로써, 도 4에 도시하는 바와같이, 각각의 엑시머 램프(1A～1D)의 전체 길이와 비교하여 피처리체(W)의 반송 방향에 대해서 직교하는 방향의 전체 길이가 길다고 해도, 피처리체(W)의 반송 방향에 대해 직교하는 방향의 전체 길이에 걸쳐 엑시머 램프(1A～1D)로부터 방사되는 자외선이 조사됨으로써, 피처리체(W)의 표면 처리를 확실하게 행할 수 있고, 또한 피처리체(W)의 전체 길이에 대응하여 전체 길이가 긴 엑시머 램프를 제작할 필요가 없으므로, 엑시머 램프의 제조가 간단하게 된다는 이점이 있다.

도 1, 3에 나타내는 바와같이, 각각의 엑시머 램프(1A～1D)의 연직 방향의 윗쪽에는, 당해 엑시머 램프(1A～1D)의 주위에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구(3A～3H)가 배치되어 있다. 각각의 가스 공급 기구(3A～3H)는, 단면이 각통인 관형상 부재로 이루어지고, 불활성 가스를 불기 위한 복수의 개구(31A～31H)가 서로 이간하여 가스 공급 기구(3A～3H)의 길이 방향으로 순차적으로 배열되도록 형성되고, 각각의 개구(31A～31H)로부터 균등하게 불활성 가스가 불어지도록 되어 있다. 불활성 가스는, 램프 하우스(5) 내에 존재하는 산소에 의해 엑시머 램프(1A～1D)로부터 방사되는 자외광이 흡수되는 것을 회피하기 위해 공급되는 것으로, 예를 들면 질소 가스 등을 이용하는 것이 바람직하다.

공간 폐색체(2A～2D)의 구성에 대해서는 이하에 설명한다. 편의 상, 공간 폐색체(2A)의 구성만에 대해서 설명하는데, 공간 폐색체(2B～2D)에 대해서도 공간 폐색체(2A)와 동일한 구성이다.

도 5에 도시하는 바와같이, 공간 폐색체(2A)는, 램프 하우스(5)의 천정부(52)에 장착된 봉형상체(21A)와, 당해 봉 형상체의 주위를 덮는 바닥이 있는 통형상체(22A)와, 당해 봉형상체(21A)와 당해 바닥이 있는 통형상체(22A)를 고정하는 고정 부재(23A)에 의해 구성되어 있다. 봉형상체(21A)는 기단측이 램프 하우스(5)의 천정부(52)에 고정되어 있고, 피처리체(W)에 근접하여 위치하는 선단측에 바닥이 있는 나사 구멍(211A)이 형성되어 있다. 바닥이 있는 통형상체(22A)는, 천정부(52)에 맞닿는 기단측이 개방되어 있음과 더불어, 저판부(221A)의 중앙에 고정 부재(23A)를 삽입하기 위한 개구(222A)가 형성되어 있다. 고정 부재(23A)는, 봉형상체(21A)의 나사 구멍(211A)에 나사 결합되는 봉형상의 나사부(231A)와, 당해 나사부(231A)에 연속하여 가드 형상으로 확대되는 플랜지부(232A)에 의해 구성되어 있다.

공간 폐색체(2A～2D)는, 다음과 같이 하여 제작되어 있다. 바닥이 있는 통형상체(22A)에 의해 봉형상체(21A)의 주위를 덮음과 더불어 바닥이 있는 통형상체(22A)의 기단부를 램프 하우스(5)의 내면에 맞닿도록 배치하고, 바닥이 있는 통형상체(22A)의 개구(222A)로부터 고정 부재(23A)의 나사부(231A)를 삽입하여, 고정 부재(23A)의 플랜지부(232A)가 바닥이 있는 통형상체(22A)의 선단부에 맞닿기까지 봉형상체(211A)의 나사구멍(211A)에 대해서 나사부(231A)를 나사 결합함으로써 형성되어 있다. 또한, 공간 폐색체(2A)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 램프 하우스(5) 내부에 있어서 엑시머 램프에 의해 점유되지 않은 영역의 용적을 줄이기 위해서, 직방체 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 바닥이 있는 통형상체 및 고정 부재는, 램프 하우스(5) 내의 공간에 노출되어 있으므로, 내 자외광, 내 오존성이 뛰어난 물질에 의해 구성되는 것이 바람직하고, 예를 들면 SUS, 알루미늄판에 알루마이트 처리를 실시한 것, 세라믹스 등으로 구성되어 있다.

본 발명의 자외선 조사 유닛에 있어서는, 각각의 공간 폐색체(2A～2D)의 선단면(바닥이 있는 통형상체의 선단면)이, 각각의 엑시머 램프(1A～1D)의 광 출사면을 포함하는 평면보다 피처리체(W)에 근접하고, 또한, 램프 하우스(5)의 연직 방향의 하방측에 위치하는 선단면을 포함하는 평면보다 연직 방향의 상방에 근접하여 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 램프 하우스(5)의 내부 공간에 있어서 각각의 엑시머 램프(1A～1D)에 의해 점유되는 공간 이외의 공간의 용적을 작게할 수 있고, 또한, 각각의 공간 폐색체(2A～2D)에 대해 피처리체(W)가 충돌할 염려가 없다.

이상과 같은 본 발명의 자외선 조사 유닛에 의하면, 도 1, 3에 도시하는 바와같이, 램프 하우스(5)의 내부에 있어서 엑시머 램프(1A～1D)에 의해 점유되어 있는 공간 이외의 공간에 공간 폐색체가 배치되어 있으므로, 램프 하우스(5) 내에 있어서의 여분의 공간의 용적이 작아진다. 따라서, 소량의 불활성 가스를 공급함으로써 램프 하우스(5)의 내부 공간을 불활성 가스 분위기로 할 수 있으므로, 불활성 가스의 공급에 요하는 비용을 삭감할 수 있고, 또한, 램프 하우스(5)의 내부 공간에 대해서 신속하게 불활성 가스를 충만시킬 수 있다.

특히, 도 1에 도시하는 바와같이, 반송 기구를 구비하는 자외선 조사 처리 장치에 있어서 스루 풋을 향상시키기 위해서는, 처리가 완료한 피처리체(W)를 반송한 후에 램프 하우스(5) 내의 분위기가 대기 분위기로 되는 것을 고려하여, 램프 하우스(5)의 개구(51)의 바로 아래에 피처리체가 위치할 때에 램프 하우스(5) 내의 분위기를 신속하게 불활성 가스 분위기로 하는 것이 필요하게 된다. 따라서, 본 발명과 같이, 램프 하우스(5)의 내부에 있어서 엑시머 램프(1)에 의해 점유되어 있는 공간 이외의 공간을 작게 함으로써, 피처리체(W)가 램프 하우스(5)의 개구(51)의 바로 아래에 위치할 때에 신속하게 램프 하우스(5) 내에 불활성 가스를 충만시킬 수 있으므로, 비교예에 관한 자외선 조사 유닛에 비해 스루풋이 매우 향상된다.

이에 대해서, 도 6에 도시하는 것과 같은 비교예의 자외선 조사 유닛에 있어서는, 램프 하우스(5)의 내부에 있어서 엑시머 램프(1A～1D)에 의해 점유되어 있는 공간 이외의 공간(TA～TD)에 공간 폐색체가 배치되어 있지 않으므로, 램프 하우스(5) 내의 공간에 다량의 불활성 가스를 공급하지 않으면 램프 하우스(5) 내의 공간을 불활성 가스 분위기로 할 수 없어, 비용이 비교적 높아지고, 또한, 램프 하우스(5) 내의 공간에 불활성 가스를 충만시키는데 장시간을 요하므로 스루 풋이 저하한다.

〔제2의 실시 형태〕

이하에, 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제2의 실시 형태에 대해서 도 7～도 8을 이용하여 설명한다. 당해 실시 형태는, 피처리체의 반송 방향에 대해서 직교하는 방향의 전체 길이가 비교적 짧은 경우에 적용하는 것이 바람직하다. 도 7은, 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제2의 실시 형태의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 8은, 도 7에 도시하는 자외선 조사 유닛을 연직 방향으로부터 보았을 때의 도면을 도시한다. 도 7, 8에서는, 도 1 내지 도 5와 공통되는 부분에는 도 1 내지 도 5와 동일한 부호를 붙인다.

자외선 조사 유닛(200)은, 연직 방향의 하방측에 개구를 가지는 금속제의 케 이스로 이루어지는 램프 하우스(5)의 내부에, 복수의 엑시머 램프(1A～1C)가 서로 이간하여 평행하게 배치됨과 더불어, 램프 하우스(5)의 천정부(52)에는 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(3A～3F)이 설치되고, 서로 인접하는 엑시머 램프의 사이에 블록형상의 공간 폐색체(2A, 2B)가 배치되어 있다. 각각의 엑시머 램프(1A～1C)는, 피처리체로부터의 거리를 균등하게 하기 위해서, 각각의 광 출사면이 동일 평면 상에 배치되어 있다.

공간 폐색체(2A～2B)는, 도 5와 동일하게 하여 램프 하우스(5)의 천정부(52)에 고정되어 있고, 각각의 공간 폐색체(2A～2B)의 선단면(바닥이 있는 통형상체의 선단면)이, 각각의 엑시머 램프(1A～1C)의 광 출사면을 포함하는 평면보다 피처리체에 근접하고, 또한, 램프 하우스(5)의 연직 방향의 하방측에 위치하는 선단면을 포함하는 평면보다도 연직 방향의 상방에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.

도 8에 도시하는 바와같이, 본 발명의 자외선 조사 유닛에 있어서는, 복수의 엑시머 램프(1A～1C)가, 서로 등간격으로 이간되어 각각의 중심축이 평행하게 배열되도록 배치되어 있다. 각각의 엑시머 램프(1A～1C)의 연직 방향의 상방에는, 당해 엑시머 램프(1A～1C)의 주위에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구(3A～3F)가 배치되어 있다.

공간 폐색체(2A～2B)는, 도 7, 8에 도시하는 바와같이, 서로 인접하는 엑시머 램프(1A～1C)의 사이에 불가피적으로 존재하는, 엑시머 램프(1A～1C)에 의해 점유된 공간 이외의 공간에 배치되어 있다. 이와 같이, 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제2의 실시 형태에 있어서는, 각각의 엑시머 램프(1A～1C)의 중심축에 대해서 직교하는 방향에 있어서, 각각의 엑시머 램프(1A～1C)와 각각의 공간 폐색체(2A～2B)가 교대로 배열하여 배치되어 있다.

즉, 자외선 조사 유닛(200)에 있어서는, 급전측 전극으로부터의 절연 거리를 확보할 수 없으므로, 각각의 엑시머 램프(1A～1C)를 극단적으로 접근시키는 것은 불가능하고, 서로 인접하는 각각의 엑시머 램프(1A～1C)의 사이에는 불가피적으로 공간이 형성된다. 이와 같이, 서로 인접하는 엑시머 램프(1A～1C)의 사이에 불가피적으로 형성되는 공간에 공간 폐색체(2A～2B)를 배치함으로써, 전술한 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 램프 하우스(5)의 내부에 있어서 엑시머 램프(1A～1C)에 의해 점유되는 공간 이외의 공간의 용적을 작게 할 수 있다. 따라서, 소량의 불활성 가스를 공급함으로써 램프 하우스(5)의 내부 공간을 불활성 가스 분위기로 할 수 있으므로, 불활성 가스의 공급에 요하는 비용을 삭감할 수 있고, 또한, 램프 하우스(5)의 내부 공간에 대해 신속하게 불활성 가스를 충만시킬 수 있다.

〔제3의 실시 형태〕

이하에, 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제3의 실시 형태에 대해서 도 9～도 11을 이용하여 설명한다. 도 9는, 자외선 조사 유닛의 단면도이다. 도 10은, 자외선 조사 유닛의 일부를 기울여 상방으로부터 보았을 때의 사시도이다. 도 9, 10에서는, 도 1 내지 도 5와 공통하는 부분에는 도 1 내지 도 5와 동일한 부호를 붙이고 있다. 도 11은, 엑시머 램프의 지지체의 구성에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 도 12는, 솎아냄 점등에 대해서 설명하기 위한 사시도이다.

자외선 조사 유닛(300)에 있어서는, 램프 하우스(5)의 규격이 통일되어 있는 것이 많고, 피처리체(W)의 크기에 상관없이, 복수 종류의 피처리체(W)를 처리하는데 있어서, 램프 하우스(5)를 공통으로 이용하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 램프 하우스(5)의 크기 및 당해 램프 하우스(5) 내에 수용되는 엑시머 램프(1)의 개수는, 복수종의 피처리체(W) 중 반송 방향에 있어서의 폭이 최대인 것에 대응하여 정해진다. 따라서, 피처리체(W)의 반송 방향의 폭이 당해 방향에 있어서의 램프 하우스의 폭에 비해 작은 경우에 있어서는, 몇개의 엑시머 램프(1)를 지지체(7)로부터 떼어내어, 소위, 솎아냄 점등을 행한다.

솎아냄 점등은, 예를 들면 도 12에 도시하는 바와같이, 엑시머 램프(1C)의 우방측에 위치하는 지지체(7D, 7E)에 엑시머 램프(1)가 지지되지 않은 상태로 함과 더불어, 도 10에 도시하는 바와같이, 각 엑시머 램프(1)와 대략 동일한 체적을 가지는 공간 폐색체(20A, 20B)를 지지체(7D, 7E)에 대해서 각각 고정함으로써 행해진다. 본 발명의 자외선 조사 유닛의 제3의 실시 형태는, 이러한 솎아냄 점등을 행하는 경우에 특히 유효하다.

도 9, 10에 도시하는 자외선 조사 유닛은, 연직 방향의 하방측에 개구(51)를 가지는 금속제의 케이스로 이루어지는 램프 하우스(5)의 내부에, 복수의 엑시머 램프(1A～1C)가 서로 이간하여 평행하게 되도록 지지체(7A～7C)에 각각 고정되어 있음과 더불어, 램프 하우스(5)의 천정부(52)에는 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급관(3A～3F)이 설치되어 있다. 도 10의 지면에 있어서 엑시머 램프(1C)의 우방측에, 블록형상의 공간 폐색체(20A, 20B)가, 엑시머 램프(1A～ 1C)와 평행하게 되도록 지지체(7D, 7E)에 각각 고정되어 있다. 각각의 엑시머 램프(1A～1C)는, 피처리체(W)로부터의 거리를 균등하게 하기 위해서, 각각의 광 출사면이 동일 평면 상에 배치되어 있다.

공간 폐색체(20A, 20B)는, 엑시머 램프(1)와 동일한 체적을 가지고, 예를 들면 금속, 목재 등으로 이루어지는 봉형상의 부재이다. 엑시머 램프(1A～1C)와 공간 폐색체(20A, 20B)는 도 10에 도시하는 바와같이 각각 별도의 존에 배치되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 엑시머 램프(1A～1C)와 공간 폐색체(20A, 20B)가, 도 10의 지면에 있어서 좌측으로부터, 엑시머 램프(1A), 공간 폐색체(20A), 엑시머 램프(1B), 공간 폐색체(20B), 엑시머 램프(1C)의 순서로 배치되어 있어도 된다.

도 11에 도시하는 바와같이, 지지체(7A)는, 엑시머 램프(1A)의 일단부(10A)에 장착되는 제1의 유지 부재(71A)와, 엑시머 램프(1A)의 타단부(10B)에 장착되는 제2의 유지 부재(72A)를 구비한다. 제1의 유지 부재(71A)는, 엑시머 램프(1A)의 관축과 평행하게 신장하는 고정부(711A)와, 고정부(711A)에 연속하여 고정부(711A)에 대해서 직교하는 방향으로 신장하는 돌출부(712A)를 구비함으로써 단면이 L자형상으로 형성되고, 고정부(711A)의 선단면(713A)에, 엑시머 램프(1A)의 일단부를 삽입하기 위한 바닥이 있는 구멍(714A)이 형성되어 있다.

제2의 유지 부재(72A)는, 단면이 ㄷ자가 되도록 기둥부(722A, 723A, 724A)가 연속됨으로써 형성되고, 엑시머 램프(1A)의 타단부를 둘러싸도록 배치되는 프레임체부(721A)와, 기둥부(724A)를 중심으로 하여 회전 자유롭게 프레임체부(721A)에 연결된 가압부(725A)에 의해 구성되어 있다. 가압부(725A)는, 기둥부(724A)의 단 부에 연결된 기체부(726A)와, 당해 기체부(726A)의 수직 방향으로 연속하여 신장하는 돌출부(727A)에 의해 형성되고, 단면이 C자 형상으로 형성된 판용수철(728A)이 돌출부(727A)에 고정되어 있다.

엑시머 램프(1A)는, 상기의 지지체(7)에 대해서, 다음과 같이 하여 고정된다. 엑시머 램프(1A)의 일단부(10A)를, 제1의 유지 부재(71A)에 형성된 바닥이 있는 구멍(714A)에 삽입한 후, 프레임체부(721A)에 의해 엑시머 램프(1A)의 타단부(10B)의 주위를 둘러싸도록 제2의 유지 부재(72A)를 배치함과 더불어, 가압부(725A)를 기둥부(724A)의 둘레 방향으로 회전시켜 판용수철(728A)에 의해 엑시머 램프(1A)의 타단부(10B)의 단면을 가압한다. 가압부(725A)는, 기둥부(722A)의 단부에 형성된 돌기부(도시하지 않음)를 기체부(726A)에 설치된 절결부(도시하지 않음)에 걸어맞춤으로써, 둘레 방향으로의 회전이 규제되고, 프레임체부(721A)에 고정된다. 엑시머 램프(1A)는, 판 용수철(728A)에 의해 발생하는 반발력에 의해 바닥이 있는 구멍(714A)의 저부에 눌려지고, 또한, 바닥이 있는 구멍(714A) 및 프레임체부(721A)의 폭이 엑시머 램프(1A)의 폭에 대략 동일하게 됨으로써, 관축 방향 및 관축 직교 방향으로 이동하는 것이 확실하게 규제된다.

또한, 지지체(7B～7E)는, 상기한 지지체(7A)와 동일한 구성을 가지고 있고, 상기한 바와같이 하여, 각각 엑시머 램프(1B, 1C), 공간 폐색체(20A, 20B)가 고정되어 있다.

자외선 조사 유닛에 있어서는, 지지체(7A～7E)의 전체에 각각 엑시머 램프(1A～1E)가 고정된 상태에서 피처리체(W)에 대해서 자외선을 조사하여 피처리 체(W)의 처리를 실시하는 경우와, 지지체(7A～7E)중 어느것으로부터 엑시머 램프(1A～1E)중 어느것을 떼어낸 상태에서 피처리체(W)에 대해서 자외선을 조사하여 피처리체(W)의 처리를 실시하는 경우가 있다. 후자의 경우에, 본 발명의 자외선 조사 유닛(300)에 의하면, 도 10에 도시하는 바와같이, 엑시머 램프(1)가 설치되지 않은 지지체(7D, 7E)에 대해, 공간 폐색체(20A, 20B)가 고정되어 있으므로, 램프 하우스(5)의 내부에 있어서의 불필요한 공간을 저감시킬 수 있다. 따라서, 자외선 조사 유닛(300)에 의하면, 전술한 제1의 실시 형태의 자외선 조사 유닛(100, 200)과 마찬가지로, 소량의 불활성 가스로 램프 하우스(5)의 내부 공간을 불활성 가스 분위기로 할 수 있으므로, 불활성 가스의 공급에 요하는 비용을 삭감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 자외선 조사 유닛의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2는 엑시머 램프의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 3은 자외선 조사 유닛을 연직 방향으로부터 보았을 때의 도면을 나타낸다.

도 4는 엑시머 램프, 공간 폐색체 및 피처리체의 배치를 개념적으로 도시하는 도면이다.

도 5는 공간 폐색체의 구성을 나타내는 도면이다.

도 6은 비교예의 자외선 조사 유닛을 개념적으로 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 자외선 조사 유닛에 관한 제2의 실시 형태의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 7에 도시하는 자외선 조사 유닛을 연직 방향으로부터 보았을 때의 도면을 나타낸다.

도 9는 본 발명의 자외선 조사 유닛에 관한 제3의 실시 형태의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 10은 자외선 조사 유닛의 일부를 기울여 윗쪽으로부터 보았을 때의 사시도이다.

도 11은 엑시머 램프의 지지체의 구성에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 솎아냄 점등에 대해서 설명하기 위한 사시도이다.

도 13은 종래의 자외선 조사 처리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부호의 설명>

1 : 엑시머 램프 2 : 공간 폐색체

3 : 가스 공급 기구 5 : 램프 하우스

6 : 반송 기구 7 : 지지체

20 : 공간 폐색체 W : 피처리체

K : 가상선 X : 엑시머 램프의 중심축

Claims (5)

1. 방전 용기 내에 형성된 밀폐 공간에 방전 가스가 봉입됨과 더불어, 당해 밀폐 공간을 사이에 두고 한쌍의 전극이 상기 방전 용기의 외표면에 형성된 복수의 엑시머 램프와, 당해 복수의 엑시머 램프를 둘러싸고 연직 방향에서의 한방향이 개구된 램프 하우스와, 당해 램프 하우스의 내부에 불활성 가스를 공급하기 위한 가스 공급 기구를 구비하는 자외선 조사 유닛으로서,

   상기 램프 하우스 내에는, 상기 엑시머 램프의 각각의 중심축 상에 공간 폐색체가 배치되어 있고, 각 엑시머 램프에서의 공간 폐색체의 위치는,

   하나의 엑시머 램프의 일단에 공간 폐색체가 배치되고,

   그 이웃한 엑시머 램프의 타단에 공간 폐색체가 배치되어,

   서로 인접하는 엑시머 램프에 대해 서로 다른 단부에 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 기재된 자외선 조사 유닛을 구비함과 더불어, 상기 엑시머 램프의 중심축에 대해서 직교하는 방향으로 피처리체를 반송하는 반송 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 처리 장치.

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