KR102357879B1 - 광조사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 피처리체의 반송 속도에 상관없이, 높은 안정성으로 광세정을 행할 수 있는 광조사 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 광조사 장치는, 반송 경로를 따라서 반송되는 띠형상의 피처리체(W)의 일면에 자외선을 조사하는 광조사 장치로서, 반송 경로에 있어서의 피처리체(W)의 일면측의 통과 평면을 따라서 개구(12H)를 갖는 램프 하우스(12)와, 상기 램프 하우스(12) 내에 설치된, 상기 피처리체(W)의 폭 방향으로 연장되는 자외선 램프(11)와, 상기 램프 하우스(12) 내에 처리 공간용 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 상기 반송 경로에 있어서의 피처리체(W)의 타면측의 통과 평면을 따라서 개구(13H)를 갖는 배기 공간 형성 부재(13)를 구비하고, 상기 처리 공간용 가스가, 주성분의 불활성 가스에, 산소를 함유하는 가스 및/또는 수분이 혼입된 것이며, 상기 램프 하우스(12)의 개구(12H)에, 상기 피처리체(W)의 양 측연부와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(G)를 형성하는 차폐체가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 반송 경로를 따라서 반송되는 띠형상의 피처리체의 일면에 자외선을 조사하는 광조사 장치에 관한 것이다.
반도체나 액정 등의 제조 공정에 있어서의 레지스트의 광애싱 처리, 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 패턴면에 부착된 레지스트의 제거, 혹은 액정용의 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 등의 드라이 세정 처리, 롤에 감긴 시트형상의 필름의 첩합(貼合)면의 세정에 의한 표면 개질 처리로서, 자외선을 조사하는 방법이 알려져 있다.
이러한 자외선을 조사하기 위한 광조사 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 피처리물에 대해서 진공 자외선을 조사하여, 당해 진공 자외선 및 그 진공 자외선에 의해서 발생된 오존이나 히드록실라디칼의 세정 작용에 의해서 피처리물의 표면의 오염물을 제거하는 것이 개시되어 있다.
도 18은, 종래의 광조사 장치의 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 반송 방향의 단면도이다.
이 광조사 장치는, 광조사구(53A)가 개구된 베이스 부재(53)와, 당해 베이스 부재(53)의 상측(도 18에 있어서 상측)에, 광조사구(53A)를 덮도록 배치된 전체가 직방체의 상자형상인 외장 커버(54)로 이루어지는 램프 하우스(52)의 내부에, 광조사구(53A)에 평행한 면 위에 복수의 엑시머 램프(51)가 서로 평행하게 연장되도록 배치되어 있다. 이 광조사 장치에 있어서는, 반송 경로를 따라서 롤러 컨베이어 등의 반송 수단(58)에 의해서 피처리체(W)가 반입되고, 자외선이 조사되는 램프 하우스(52)의 광조사구(53A)의 바로 아래의 처리 영역에 있어서, 엑시머 램프(51)로부터의 자외선이 피처리체(W)의 일면(도 18에 있어서 상면)에 조사된다.
진공 자외선은, 대기 중의 산소에 의해서 흡수되어 크게 감쇠해 버리는 성질을 가지므로, 종래, 이러한 광조사 장치에 있어서는, 엑시머 램프(51)와 피처리체(W) 사이의 자외선 방사 공간에 질소 가스 등의 불활성 가스를 외부로부터 공급하고, 당해 자외선 방사 공간에 있어서의 세정에 필요한 양 이상의 과잉인 산소를 제거하여 진공 자외선의 감쇠를 억제하는 것이 행해지고 있다. 불활성 가스는, 예를 들어, 램프 하우스(52) 내의 엑시머 램프(51)의 배후측(도 18에 있어서 상측)에 설치된 가스 공급관(56)의 가스 공급구(56H)로부터 토출되어 자외선 방사 공간을 불활성 가스 분위기로 치환한다.
또한, 도 18에 있어서, 59는, 냉각용의 유체가 유통하는 배관(59A)이 내부에 설치된 냉각용 블록이다.
상기 서술한 대로, 엑시머 램프(51)와 피처리체(W) 사이의 자외선 방사 공간에 있어서는 불활성 가스를 외부로부터 공급하여 당해 자외선 방사 공간에 있어서의 세정에 필요한 양 이상의 과잉인 산소를 제거하는 것이 행해지고 있다. 한편, 극단적으로 산소 농도가 낮은 분위기하에 있어서 진공 자외선을 조사하면, 오존의 발생량이 극히 적어지기 때문에, 오존에 의한 피처리체의 표면의 활성화 작용이 작용하지 않아, 오히려 광세정의 효과가 저하하는 것이 알려져 있다.
또, 자외선 방사 공간을 건조한 불활성 가스에 의해서 과잉으로 치환하여, 극단적으로 습도가 낮은 분위기하에 있어서 진공 자외선을 조사한 경우에도, 히드록실라디칼 등의 활성종의 발생량이 극히 적어지기 때문에 피처리체의 표면의 세정 효과가 저하해 버린다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 광조사 장치에 있어서는, 자외선 방사 공간에, 불활성 가스에 수분을 혼입시킨 것을 공급하고 있다.
구체적으로는, 가스 봄베 등으로 이루어지는 질소 가스 공급원으로부터 건조된 질소 가스가 가습 장치에 공급되고, 당해 가습 장치에 있어서 절대 습도가 소정의 범위로 조정된 가습화 질소 가스가 생성되어, 당해 가습화 질소 가스가 가스 공급관(56)의 가스 공급구(56H)를 통해 자외선 방사 공간에 공급된다.
한편, 광조사 장치에 있어서, 피처리체는 기본적으로 띠형상인 것이며, 구체적으로는 판형상인 것, 시트형상의 필름 등, 여러 가지의 형상이나 재질인 것이 광세정의 처리 대상이 된다. 또, 피처리체의 처리 영역에 대한 반송 속도, 예를 들어 시트형상의 필름을 흐르게 하는 속도는, 피처리체의 형상이나 재질, 표면 상태 등에 의해서 결정되므로, 피처리체마다 상이하다.
그리고, 피처리체가 반송되는 것에 수반하여 처리 영역의 주위(자외선 방사 공간)로 끌려드는 공기의 양은, 피처리체의 반송 속도에 의존하므로, 피처리체마다 자외선 방사 공간 내의 산소 농도나 습도에 편차가 생기고, 그 결과, 기대한 바의 광세정 효과가 안정적으로 얻어지지 않는다고 하는 문제가 생긴다.
본 발명은, 이상과 같은 사정에 의거하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 피처리체의 반송 속도에 상관없이, 높은 안정성으로 광세정 및 표면의 개질을 행할 수 있는 광조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 광조사 장치는, 반송 경로를 따라서 반송되는 띠형상의 피처리체의 일면에 자외선을 조사하는 광조사 장치로서,
반송 경로에 있어서의 피처리체의 일면측의 통과 평면을 따라서 개구를 갖는 램프 하우스와,
상기 램프 하우스 내에 설치된, 상기 피처리체의 폭 방향으로 연장되는 자외선 램프와,
상기 램프 하우스 내에 처리 공간용 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
상기 반송 경로에 있어서의 피처리체의 타면측의 통과 평면을 따라서 개구를 갖는 배기 공간 형성 부재를 구비하고,
상기 처리 공간용 가스가, 주성분의 불활성 가스에, 산소를 함유하는 가스 및/또는 수분이 혼입된 것이며,
상기 램프 하우스의 개구에, 상기 피처리체의 양 측연부(側緣部)와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(隘路)를 형성하는 차폐체가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도가, 1~5체적%인 것이 바람직하다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 배기 공간 형성 부재에 가스 배출구가 설치되어 있고, 당해 가스 배출구로부터의 배기량이, 상기 가스 공급 수단으로부터 공급되는 상기 처리 공간용 가스의 공급량보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 처리 공간용 가스가 공급된 상기 램프 하우스 내의 상대 습도가, 18~30%RH인 것이 바람직하다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 불활성 가스에 수분을 혼입하는 가습 장치를 구비하는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 차폐체는, 상기 램프 하우스의 개구의 주연(周緣)에 연속하여 상기 피처리체의 반송 평면을 따라서 연장되는, 피처리체의 통과를 허용하는 폭의 개구를 갖는 판형상의 틀부로 이루어지는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 램프 하우스의 개구의 주연에 연속하여 상기 피처리체의 반송 평면을 따라서 연장되는, 피처리체의 통과를 허용하는 폭의 개구를 갖는 판형상의 틀부를 갖고,
상기 차폐체는, 기단부 및 선단부가 크랭크형상으로 연속된 차폐 부재로 이루어지며,
상기 차폐 부재가, 상기 기단부가 상기 램프 하우스의 상기 틀부의 하면측에 접착되고, 상기 선단부가 피처리체의 폭 방향의 양 측연부의 타면을 접촉하지 않고 덮는 상태로 돌출되어 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 램프 하우스의 개구의 주연에 연속하여 상기 피처리체의 반송 평면을 따라서 연장되는, 피처리체의 통과를 허용하는 폭의 개구를 갖는 판형상의 틀부를 갖고,
상기 차폐체는, 판형상의 차폐 부재로 이루어지며,
상기 차폐 부재가, 상기 램프 하우스의 상기 틀부에 있어서의 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부의 하면과, 피처리체의 폭 방향의 양 측연부의 타면을, 접촉하지 않고 덮는 상태로 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 차폐체가, 상기 램프 하우스의 개구의 주연에 연속하여, 상기 피처리체의 반송 평면보다 피처리체의 타면측의 레벨 위치의 평행 평면을 따라서 연장되는 판형상의 틀부로 이루어지고, 당해 틀부에 있어서의 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 측연부가 피처리체의 폭 방향의 양 측연부의 타면을 접촉하지 않고 덮는 상태로 돌출되어 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 램프 하우스의 개구의 주연에 연속하여 상기 피처리체의 반송 평면을 따라서 연장되는, 피처리체의 통과를 허용하는 폭의 개구를 갖는 판형상의 틀부를 갖고,
상기 차폐체는, 판형상의 차폐 부재로 이루어지며,
상기 차폐 부재가, 상기 램프 하우스의 상기 틀부에 있어서의 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부의 하면과, 피처리체의 타면의 전체면을, 접촉하지 않고 덮도록 배치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 상기 차폐체는, 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부가, 피처리체의 폭 방향으로 변위 가능하게 설치되어 있는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스 내에, 주성분의 불활성 가스에 산소를 함유하는 가스 및/또는 수분이 혼입된 처리 공간용 가스가 공급됨으로써, 피처리체의 종류 및 형상에 의거하여 결정되는 반송 속도에 상관없이, 자외선 방사 공간 내의 산소 농도 및/또는 습도를 기대한 바의 범위로 안정적으로 조정할 수 있다. 그 결과, 자외선 방사 공간 내의 산소 농도 및/또는 습도에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있고, 이로써, 자외선 방사 공간에 있어서의 자외선의 감쇠가 안정적으로 억제되면서, 당해 자외선 방사 공간 내에 산소 및/또는 수분이 능동적으로 공급되므로, 결국, 높은 안정성으로 광세정 및 표면의 개질을 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따르는 광조사 장치의, 피처리체의 반송 방향의 단면을 포함하는 모식도이다.
도 2는 도 1의 광조사 장치의, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 3은 도 1의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 광조사 장치의, 피처리체의 반송 방향의 단면을 포함하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 광조사 장치의 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 6은 도 5의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 광조사 장치의 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 8은 도 7의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 9는 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 10은 도 9의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 11은 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 12는 도 11의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 13은 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 14는 도 13의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 15는 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 16은 도 15의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 17은 실시예에 있어서의 피처리체의 표면 상태(접촉각의 변화량 Δθ)를 나타내는 그래프이다.
도 18은 종래의 광조사 장치의 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 반송 방향의 단면도이다.
도 2는 도 1의 광조사 장치의, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 3은 도 1의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 광조사 장치의, 피처리체의 반송 방향의 단면을 포함하는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 광조사 장치의 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 6은 도 5의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 광조사 장치의 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 8은 도 7의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 9는 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 10은 도 9의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 11은 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 12는 도 11의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 13은 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 14는 도 13의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 15는 본 발명의 광조사 장치의 더욱 또 다른 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 폭 방향의 단면도이다.
도 16은 도 15의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
도 17은 실시예에 있어서의 피처리체의 표면 상태(접촉각의 변화량 Δθ)를 나타내는 그래프이다.
도 18은 종래의 광조사 장치의 일례를 모식적으로 도시한, 피처리체의 반송 방향의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따르는 광조사 장치의, 피처리체의 반송 방향의 단면을 포함하는 모식도이고, 도 2는, 도 1의 광조사 장치의, 피처리체의 폭 방향의 단면도이며, 도 3은, 도 1의 광조사 장치의 주요부를 모식적으로 설명한, 배기 공간측에서 본 사시도이다.
본 발명의 광조사 장치는, 처리 챔버(10)의 상류측(도 1에 있어서 우측)의 반입구(18)로부터 반송 경로를 따라서 반송된 띠형상의 피처리체(W)의 일면(도 1에 있어서 상면)에, 자외선 램프(11)로부터의 자외선이 조사되는 처리 영역에 있어서 자외선을 조사하여 광세정을 행해, 피처리체(W)의 표면을 개질하는 것이다.
이 광조사 장치에 있어서 자외선을 조사하는 띠형상의 피처리체(워크)(W)로는, 유리 기판이나 프린트 기판 등의 판상체, 및, 연속하는 시트형상의 필름 등을 들 수 있다.
피처리체(W)는, 예를 들어 폭이 100~2000mm 정도인 것이다.
처리 챔버(10)는, 반송 경로의 처리 영역에 있어서의 피처리체(W)의 일면측(도 1에 있어서 상면측)의 통과 평면을 따라서 개구(12H)를 갖는 하우징형상의 램프 하우스(12)와, 처리 영역에 있어서의 피처리체(W)의 타면측(도 1에 있어서 하면측)의 통과 평면을 따라서 개구(13H)를 갖는 하우징형상의 배기 공간 형성 부재(13)에 의해서 형성되어 있다. 이로써, 처리 챔버(10) 내가, 반송 경로의 처리 영역을 통해, 램프 하우스(12) 내로 이루어지는 처리 공간과 배기 공간 형성 부재(13) 내로 이루어지는 배기 공간으로 구획되어 있다. 처리 챔버(10)에 있어서의 반송 경로의 양단부에는, 각각, 램프 하우스(12) 및 배기 공간 형성 부재(13)에 의해 슬릿형상의 반입구(18) 및 반출구(19)가 형성되어 있다.
이 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스(12)의 개구(12H)에, 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(G)를 형성하는 차폐체가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 차폐체는, 램프 하우스(12)의 개구(12H)의 주연에 연속하여 피처리체(W)의 반송 평면을 따라서 연장되는, 피처리체(W)의 통과를 허용하는 폭의 개구(15H)를 갖는 판형상의 틀부(12A)로 이루어진다. 이로써, 틀부(12A)의 개구(15H)에 있어서의, 피처리체(W)의 반송 방향으로 평행하게 연장되는 측연과, 피처리체(W)의 폭 방향의 측연 사이에, 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된다. 램프 하우스(12)의 틀부(12A)는, 피처리체(W)에 따르는 처리 영역과 동일한 레벨 위치에 설치되어 있다.
가스 유통 저항용 애로(G)의 거리(갭)는, 배기 공간 형성 부재(13) 내의 압력이, 램프 하우스(12) 내의 압력보다 낮고, 양 공간의 압력 상태가 유지될 정도의 크기인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 램프 하우스(12) 내의 압력과 배기 공간 형성 부재(13) 내의 압력의 차압이 예를 들어 1Pa 이상으로 유지되는 것이 바람직하다. 이 차압은, 가스 유통 저항용 애로(G)의 거리가 작아질수록 커진다.
광조사 장치의 램프 하우스(12)의 개구(12H)에, 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(G)를 형성하는 차폐체가 설치되어 있음으로써, 램프 하우스(12) 내의 공간과 배기 공간 형성 부재(13) 내의 공간 사이의 자유로운 가스의 유통이 저해되어 가스의 유통 저항이 커짐으로써, 램프 하우스(12) 내의 밀폐성이 높아진다. 따라서, 피처리체(W)의 종류 및 형상에 의거하여 결정되는 반송 속도에 상관없이, 종래보다 소량의 처리 공간용 가스에 의해서 자외선 방사 공간 내의 대기를 처리 공간용 가스로 치환할 수 있다.
램프 하우스(12) 내에는, 피처리체(W)의 폭 방향으로 연장되는 복수의 자외선 램프(11)가 피처리체(W)의 반송 방향으로 서로 이격하여 동일 평면 상에 설치됨과 더불어, 당해 램프 하우스(12) 내에 처리 공간용 가스를 공급하는 가스 공급 수단이 자외선 램프(11)의 배면측(도 1에 있어서 상측)에 설치되어 있다.
자외선 램프(11)로는, 예를 들어, 중심 파장이 172~380nm 정도의 진공 자외선을 방사하는, 단면이 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 편평한 형상인 크세논 엑시머 램프가 이용된다.
가스 공급 수단은, 구체적으로는, 구멍 또는 슬릿으로 이루어지는 다수의 가스 공급구가 개구된 가스 공급관(16)을 구비하고 있고, 적어도 1개의 가스 공급관(16)이, 램프 하우스(12) 내의 반입구(18)의 근방에 배치되어 있다.
도 1의 광조사 장치에 있어서는, 가스 공급 수단은, 복수의 가스 공급관(16)을 갖고, 가스 공급관(16)의 각각이, 자외선 램프(11)가 연장되는 방향과 평행하게 연장되며, 또한, 인접하는 자외선 램프(11)에 대해서 등거리가 되는 상태로 자외선 램프(11)의 배면측에 배치되어 있다.
〔처리 공간용 가스〕
본 발명의 제1 실시 형태에 따르는 광조사 장치에 있어서, 처리 공간용 가스는, 주성분의 불활성 가스에, 산소를 함유하는 가스(이하, 「산소 함유 가스」라고도 말한다.)가 혼입된 것이 된다.
불활성 가스로는, 예를 들어 질소 가스, 아르곤 가스, 크세논 가스 등을 이용할 수 있다.
산소 함유 가스는, 구체적으로는 CDA(Clean Dry Air) 등의 형태로 불활성 가스에 혼입되는 것이 바람직하다. 또, CDA에 산소 가스를 혼입하여 산소의 농도를 적절히 조정한 가스를, 불활성 가스에 혼입해도 된다.
처리 공간용 가스는, 가스 혼합 공급 기구에 의해서 공급된다. 가스 혼합 공급 기구는, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 봄베로 이루어지는 불활성 가스 공급원(31)과, 산소 함유 가스를 공급하는 산소 함유 가스 봄베로 이루어지는 산소 함유 가스 공급원(32)과, 당해 불활성 가스 공급원(31) 및 산소 함유 가스 공급원(32)으로부터 공급된 불활성 가스 및 산소 함유 가스를 혼합하여 처리 공간용 가스를 조정하는 가스 혼합기(33)를 갖고, 가스 혼합기(33)로부터 처리 공간용 가스를 가스 공급관(16)에 공급하는 것이다.
처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도는 예를 들어 1~5체적%가 되고, 특히 2.5체적%가 되는 것이 바람직하다.
처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도가 과다인 경우에는, 자외선 방사 공간에 있어서의 자외선의 감쇠가 광세정에 지장이 생길 정도로 커져 버릴 우려가 있다. 한편, 처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도가 과소인 경우에는, 오존의 발생량이 매우 적어지기 때문에, 오존에 의한 피처리체의 표면의 활성화 작용이 작용하지 않아 충분한 광세정의 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다.
처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도는, 불활성 가스 공급원(31)으로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량과, 산소 함유 가스 공급원(32)으로부터 공급되는 산소를 함유하는 가스의 공급량을 제어함으로써 조정할 수 있다. 구체적으로는, 불활성 가스의 공급량이 예를 들어 100~120L/min가 됨과 더불어, 산소 농도가 21체적% 정도인 CDA의 공급량이 예를 들어 13~17L/min가 된다.
또, 산소 함유 가스 공급원(32)에 충전되는 산소를 함유하는 가스의 종류(산소 농도)를 선택하는 것에 의해서도 처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도를 조정할 수 있다.
처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도는, 램프 하우스(12) 내에 산소 농도 검출기(도시하지 않음)를 설치하여, 램프 하우스(12) 내의 산소 농도가 소정의 일정값이 되도록 피드백 제어되어도 된다.
배기 공간 형성 부재(13)의 바닥부(도 1에 있어서 하부)에는, 당해 배기 공간 형성 부재(13) 내의 기체를 강제적으로 외부로 배기하는 가스 배출구(17)가 설치되어 있다.
이 광조사 장치에 있어서, 배기 공간 형성 부재(13)의 가스 배출구(17)로부터의 배기량은, 가스 공급 수단의 가스 공급관(16)으로부터의 가스 공급량보다 큰 것이 바람직하다.
반송 경로에 있어서의 처리 챔버(10)의 상류측에는, 반입구(18)에 근접하여 서브 챔버(21)가 설치되어 있다. 또, 반송 경로에 있어서의 처리 챔버(10)의 하류 측에도, 반출구(19)에 근접하여 서브 챔버(22)가 설치되는 것이 바람직하다.
서브 챔버(21, 22)는, 각각, 반송 경로를 통해 배기부(21A, 21B, 22A, 22B)가 대향하여 설치되어 이루어지고, 배기 공간 형성 부재(13) 내 및 램프 하우스(12) 내로부터 반입구(18) 및 반출구(19)를 통해 누설되는 기체를 강제적으로 외부로 배기하는 것이다.
서브 챔버(21, 22)로부터의 배기량은, 가스 공급 수단의 가스 공급관(16)으로부터의 처리 공간용 가스의 가스 공급량보다 큰 것이 바람직하다.
피처리체(W)를 반송 경로를 따라서 반송시키는 반송 수단으로는, 피처리체(W)가 판상체인 경우에는, 예를 들어 복수의 반송 롤러가 설치되어 당해 반송 롤러 상을 반송되는 구조인 것을 이용해도 되고, 피처리체(W)가 연속하는 시트형상의 필름인 경우에는, 예를 들어 시트형상의 필름이 권출용 롤과 권취용 롤 사이에 장설되어, 권출용 롤로부터 권취용 롤에 감기는 구조인 것을 이용해도 된다.
본 발명의 광조사 장치의 치수 등의 일례를 나타내면, 피처리체(W)의 폭이 예를 들어 500mm의 것인 경우에, 처리 챔버(10)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향의 길이가 445mm, 피처리체(W)의 폭 방향의 길이가 1090mm이다.
가스 유통 저항용 애로(G)의 거리(갭)는 10mm, 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역과 램프 하우스(12)의 천정면(도 1에 있어서 상면)의 거리가 72mm, 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역과 배기 공간 형성 부재(13)의 바닥면(도 1에 있어서 하면)의 거리가 150mm이다.
램프 하우스(12) 내의 압력은 외부 분위기(대기압)보다 2Pa 높은 양압, 배기 공간 형성 부재(13) 내의 압력은 외부 분위기(대기압)보다 2Pa 낮은 음압, 그 차압은 4Pa가 된다.
자외선 램프(11)의 길이가 640mm, 자외선 램프(11)의 유효 조사폭이 510mm이다. 자외선 램프(11)의 표면(도 1에 있어서 하면)과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 거리가 4mm이다.
가스 공급구로부터의 처리 공간용 가스가 질소 가스 및 CDA로 이루어지는 경우, 불활성 가스의 공급량은 100L/min, CDA의 공급량은 13L/min이다. 또, 배기 공간 형성 부재(13)의 가스 배출구(17)로부터의 가스의 배기량은 200L/min, 서브 챔버(21, 22)의 각 배기부(21A, 21B, 22A, 22B)로부터의 배기량은, 각각 200L/min이 된다.
상기의 처리 공간용 가스로서 산소 함유 가스가 혼입된 것을 이용하는 광조사 장치에 있어서는, 이하와 같이 자외선 조사 처리가 행해진다. 즉, 반송 경로를 따라서, 반송 수단에 의해서 처리 챔버(10)의 반입구(18)로부터 피처리체(W)가 처리 영역에 반입된다. 피처리체(W)의 처리 영역으로의 반송에 수반해서는, 램프 하우스(12)의 개구(12H)에 설치된 차폐체(틀부(12A))와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연의 거리(가스 유통 저항용 애로(G)의 거리)가 작기 때문에, 소량의 공기만 피조사물(W)의 표면에 부착되어 처리 영역의 주위에 반입되지 않는다. 한편, 램프 하우스(12) 내에 있어서는, 가스 공급관(16)의 가스 공급구로부터, 가스 혼합 공급 기구에 의해서, 조정된 산소 농도의 처리 공간용 가스가 공급된다. 공급된 처리 공간용 가스는, 램프 하우스(12) 내에 충만하여, 자외선 램프(11)를 냉각함과 더불어, 자외선 램프(11)와 피처리체(W) 사이의 자외선 방사 공간의 공기를 처리 공간용 가스로 치환한다. 램프 하우스(12) 내에 충만한 처리 공간용 가스는, 개구(12H)에 설치된 차폐체(틀부(12A))와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연 사이의 가스 유통 저항용 애로(G)로부터 배기 공간 형성 부재(13) 내의 배기 공간으로 아주 약간씩 유출하여, 배기 공간 형성 부재(13)의 가스 배출구(17)로부터, 램프 하우스(12) 내 및 배기 공간에 있어서 발생된 오존과 더불어 강제적으로 배기된다. 또, 램프 하우스(12) 내에 공급된 처리 공간용 가스, 램프 하우스(12) 내 및 배기 공간에 있어서 발생된 오존은, 처리 챔버(10)의 반입구(18) 및 반출구(19)를 통해 서브 챔버(21, 22)의 방향으로 유출하고, 당해 서브 챔버(21, 22)의 각 배기부(21A, 21B, 22A, 22B)로부터도 강제적으로 배기된다.
처리 영역에 반송된 피처리체(W)에 대해서, 그 일면을 향해 자외선 램프(11)로부터 자외선이 방사되면, 당해 자외선, 및, 처리 공간용 가스에 함유되는 산소 가스 및 피처리체(W)의 반송에 수반하여 아주 약간 반입된 공기에 자외선이 조사됨으로써 발생한 오존에 의해서, 피처리체(W)가 예를 들어 유리 등으로 이루어지는 것인 경우에는, 그 일면에 존재하는 유기물 등의 오염물이 분해 제거(세정)되어 표면의 젖음성 등의 개질이 행해지며, 또, 피처리체(W)가 예를 들어 필름 등의 수지로 이루어지는 것인 경우에는, 처음에 일면(표면)에 존재하는 유기물 등의 오염물이 분해 제거(세정)되고, 그 후, 필름의 표면이, 젖음성이 향상하도록 개질된다. 자외선이 조사된 피처리체(W)는, 그 후, 반송 경로를 따라서 반출구(19)로부터 반출된다.
피처리체(W)의 반송 속도는, 예를 들어 피처리체(W)가 시트형상의 필름인 경우에는 0.5~40m/min가 되고, 판형상의 유리 기판인 경우에는 0.5~9m/min가 된다.
이상과 같은 제1 실시 형태의 광조사 장치에 의하면, 램프 하우스(12) 내에, 주성분의 불활성 가스에 산소 함유 가스가 혼입된 처리 공간용 가스가 공급됨으로써, 피처리체의 종류 및 형상에 의거하여 결정되는 반송 속도에 상관없이, 자외선 방사 공간 내의 산소 농도를 기대한 바의 범위로 안정적으로 조정할 수 있다. 그 결과, 자외선 방사 공간 내의 산소 농도에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있어, 이로써, 자외선 방사 공간에 있어서의 자외선의 감쇠가 안정적으로 억제되면서, 당해 자외선 방사 공간 내에 오존의 활성종원인 산소 가스가 능동적으로 공급되므로, 결국, 높은 안정성으로 광세정을 행할 수 있다.
램프 하우스(12)의 개구(12H)에 차폐체가 설치되어 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스(12) 내의 밀폐성이 높아져 종래보다 소량의 가스에 의해서 자외선 방사 공간 내의 공기를 기대한 바의 가스 분위기로 치환할 수 있는 한편으로, 피처리체(W)의 반송에 수반하는 자외선 방사 공간으로의 외부로부터의 산소 가스나 수분의 공급이 적은 상태로 자외선 방사 공간에 있어서의 분위기가 안정되어 버린다. 그런데, 이상과 같은 광조사 장치에 의하면, 램프 하우스(12) 내에 능동적으로 적당량의 산소 가스가 공급되므로, 극히 안정적으로 램프 하우스(12) 내의 산소 농도를 기대한 바의 범위로 조정할 수 있다.
＜제2 실시 형태＞
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르는 광조사 장치의, 피처리체의 반송 방향의 단면을 포함하는 모식도이다.
이 광조사 장치는, 처리 공간용 가스가, 주성분의 불활성 가스에 수분이 혼입된 것인 것 이외는 제1 실시 형태에 따르는 광조사 장치와 동일한 구성이다. 제1 실시 형태의 광조사 장치와 동일한 구성을 갖는 것을 동일한 부호로 나타낸다.
불활성 가스로는, 예를 들어 질소 가스, 아르곤 가스, 크세논 가스 등을 이용할 수 있다.
처리 공간용 가스는, 램프 하우스(12) 내의 상대 습도가 예를 들어 18~30%RH가 되는 정도의 수분이 혼입된 것이 된다.
처리 공간용 가스에 있어서의 수분의 혼입량이 과다인 경우에는, 물 분자에 의한 진공 자외선의 흡수량이 증대하므로 피처리체(W)에 도달하는 자외선이 감쇠하여, 그 결과, 광세정 및 표면의 개질의 성능이 저하해 버릴 우려가 있다. 한편, 처리 공간용 가스에 있어서의 수분의 혼입량이 과소인 경우에는, 산소 라디칼이나 히드록실라디칼 등의 활성종의 발생량이 극히 적어지기 때문에, 활성종에 의한 피처리체의 표면의 활성화 작용이 작용하지 않아 충분한 광세정의 효과가 얻어지지 않을 우려가 있다.
처리 공간용 가스로의 수분의 혼입량은, 램프 하우스(12) 내에 습도계(도시하지 않음)를 설치하여, 램프 하우스(12) 내의 상대 습도가 소정의 일정값이 되도록 피드백 제어되어도 된다.
이 예의 광조사 장치에 있어서, 가스 혼합 공급 기구는, 도 4에 도시된 바와 같이 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 봄베로 이루어지는 불활성 가스 공급원(36)과, 도입된 가스를 가습하는 가습 장치(37)와, 불활성 가스 공급원(36)으로부터 공급된 건조 상태의 불활성 가스 및 가습 장치(37)로부터 공급된 가습된 불활성 가스를 혼합하여 처리 공간용 가스를 조정하는 가스 혼합기(38)를 갖고, 가스 혼합기(38)로부터 처리 공간용 가스를 가스 공급관(16)에 공급하는 것이다.
가습 장치(37)는, 순수가 저류된 가습 탱크(37a)와, 당해 가습 탱크(37a)를 가온하는 히터(37b)로 이루어진다. 이 가습 장치(37)에 있어서는, 불활성 가스 공급원(36)으로부터 가습 탱크(37a)의 도입구(39a)로부터 공급된 불활성 가스가, 가습 탱크(37a) 내의 순수 중 또는 순수가 히터(37b)에 의해서 가온되어 얻어진 수증기 중에 도입되어 불활성 가스에 수분이 혼입된다. 수분이 혼입된 불활성 가스는, 가습 탱크(37a)의 상부에 설치된 도출구(39b)로부터 도출되어 가스 혼합기(38)에 공급된다.
가습 탱크(37a) 내의 순수의 수온을 제어함으로써, 가습 탱크(37a) 내에 도입된 불활성 가스로의 수분의 혼입량을 조정할 수 있고, 그 결과, 처리 공간용 가스로의 수분의 혼입량을 조정할 수 있다.
또, 처리 공간용 가스로의 수분의 혼입량은, 불활성 가스 공급원(36)으로부터 직접적으로 공급되는 건조 상태의 불활성 가스의 공급량과, 불활성 가스 공급원(36)으로부터 가습 장치(37)를 통해 공급되는 가습된 불활성 가스의 공급량을 제어하는 것에 의해서도 조정할 수 있다.
상기의 처리 공간용 가스로서 수분이 혼입된 것을 이용하는 광조사 장치에 있어서는, 이하와 같이 자외선 조사 처리가 행해진다. 즉, 반송 경로를 따라서, 반송 수단에 의해서 처리 챔버(10)의 반입구(18)로부터 피처리체(W)가 처리 영역에 반입된다. 피처리체(W)의 처리 영역으로의 반송에 수반해서는, 램프 하우스(12)의 개구(12H)에 설치된 차폐체(틀부(12A))와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부의 거리(가스 유통 저항용 애로(G)의 거리)가 작기 때문에, 소량의 공기만 피조사물(W)의 표면에 부착되어 처리 영역의 주위에 반입되지 않는다. 한편, 램프 하우스(12) 내에 있어서는, 가스 공급관(16)의 가스 공급구로부터, 가스 혼합 공급 기구에 의해서, 수분의 혼입량이 조정된 처리 공간용 가스가 공급된다. 공급된 처리 공간용 가스는, 램프 하우스(12) 내에 충만하여, 자외선 램프(11)를 냉각함과 더불어, 자외선 램프(11)와 피처리체(W) 사이의 자외선 방사 공간의 공기를 처리 공간용 가스로 치환한다. 램프 하우스(12) 내에 충만한 처리 공간용 가스는, 개구(12H)에 설치된 차폐체(틀부(12A))와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부 사이의 가스 유통 저항용 애로(G)로부터 배기 공간 형성 부재(13) 내의 배기 공간으로 아주 약간씩 유출하고, 배기 공간 형성 부재(13)의 가스 배출구(17)로부터, 램프 하우스(12) 내 및 배기 공간에 있어서 발생된 오존과 더불어 강제적으로 배기된다. 또, 램프 하우스(12) 내에 공급된 처리 공간용 가스, 램프 하우스(12) 내 및 배기 공간에 있어서 발생된 오존은, 처리 챔버(10)의 반입구(18) 및 반출구(19)를 통해 서브 챔버(21, 22)의 방향으로 유출하고, 당해 서브 챔버(21, 22)의 각 배기부(21A, 21B, 22A, 22B)로부터도 강제적으로 배기된다.
처리 영역에 반송된 피처리체(W)에 대해서, 그 일면을 향해 자외선 램프(11)로부터 자외선이 방사되면, 당해 자외선, 및, 처리 공간용 가스에 함유되는 수분 및 피처리체(W)의 반송에 수반하여 아주 약간 반입된 공기에 자외선이 조사됨으로써 발생한 산소 라디칼이나 히드록실라디칼 등에 의해서, 피처리체(W)의 일면에 존재하는 유기물 등의 오염물이 분해 제거(세정)되어 표면의 젖음성 등의 개질이 행해진다. 자외선이 조사된 피처리체(W)는, 그 후, 반송 경로를 따라서 반출구(19)로부터 반출된다.
이상과 같은 제2 실시 형태의 광조사 장치에 의하면, 램프 하우스(12) 내에, 주성분의 불활성 가스에 수분이 혼입된 처리 공간용 가스가 공급됨으로써, 피처리체의 종류 및 형상에 의거하여 결정되는 반송 속도에 상관없이, 자외선 방사 공간 내의 습도를 기대한 바의 범위로 안정적으로 조정할 수 있다. 그 결과, 자외선 방사 공간 내의 수분에 편차가 발생하는 것을 억제할 수 있으며, 이로써, 자외선 방사 공간에 있어서의 자외선의 감쇠가 안정적으로 억제되면서, 당해 자외선 방사 공간 내에 산소 라디칼이나 히드록실라디칼 등의 활성종원인 수분이 능동적으로 공급되므로, 결국, 높은 안정성으로 광세정을 행할 수 있다.
램프 하우스(12)의 개구(12H)에 차폐체가 설치되어 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스(12) 내의 밀폐성이 높아져 종래보다 소량의 가스에 의해서 자외선 방사 공간 내의 공기를 기대한 바의 가스 분위기로 치환할 수 있는 한편으로, 피처리체(W)의 반송에 수반하는 자외선 방사 공간으로의 외부로부터의 산소 가스나 수분의 공급이 적은 상태로 자외선 방사 공간에 있어서의 분위기가 안정되어 버린다. 그런데, 이상과 같은 광조사 장치에 의하면, 램프 하우스(12) 내에 능동적으로 적당량의 수분이 공급되므로, 극히 안정적으로 램프 하우스(12) 내의 습도를 기대한 바의 범위로 조정할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 대해 설명했는데, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 여러 가지의 변경을 가할 수 있다.
예를 들어, 처리 공간용 가스는, 주성분의 불활성 가스에, 산소 함유 가스 및 수분이 모두 혼입된 것이어도 된다.
또 예를 들어, 차폐체는, 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 측연부가, 피처리체의 측연부의 타면을 덮는 상태로 설치되어 있는 것이어도 된다.
구체적으로는, 차폐체가, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기단부(25A) 및 선단부(25B)가 크랭크형상으로 연속된 차폐 부재(25)로 이루어지는 것이어도 된다. 이 차폐 부재(25)는, 기단부(25A)가 램프 하우스(12)의 틀부(12A)의 하면측(도 5에 있어서 하면측)에 접착되고, 선단부(25B)가 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부의 타면(도 5에 있어서 하면)을 접촉하지 않고 덮는 상태로 돌출되어 있다. 이로써, 피처리체(W)의 타면(도 5에 있어서 하면)과 차폐 부재(25)의 선단부(25B)의 상면(도 5에 있어서 상면) 사이에, 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된다. 이 차폐 부재(25)의 선단부(25B)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 폭 방향의 측연의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리(d1)는 0~5mm, 차폐 부재(25)의 선단부(25B)의 상면과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 타면측의 통과 평면의 높이 방향의 거리(d2)는 5~10mm가 된다. 이 예의 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연의 거리는, 도 1~도 3의 광조사 장치보다 커도 된다. 또한, 도 6은 배기 공간측에서 본 사시도이다. 또, 도 5 및 도 6에 있어서, 도 1~도 3의 광조사 장치와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타냈다.
또, 차폐체가, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 판형상의 차폐 부재(26)로 이루어지는 것이어도 된다. 이 판형상의 차폐 부재(26)는, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부의 하면(도 7에 있어서 하면)과, 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부의 타면(도 7에 있어서 하면)을, 접촉하지 않고 덮는 상태로, 피처리체(W)의 반송 방향의 양단부가 지지됨으로써 배치되어 있다. 이로써, 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부의 타면과 차폐 부재(26)의 상면(도 7에 있어서 상면) 사이, 및, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연부의 하면과 차폐 부재(26)의 상면 사이에, 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된다. 이 차폐 부재(26)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 안쪽의 측연과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 폭 방향의 측연의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리는 0~5mm, 차폐 부재(26)의 상면과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 타면측의 통과 평면의 높이 방향의 거리는 5~10mm가 된다. 또, 차폐 부재(26)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 바깥쪽의 측연과 램프 하우스(12)의 틀부(12A)의 측연의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리는 0~5mm, 차폐 부재(26)의 상면과 램프 하우스(12)의 틀부(12A)의 하면의 높이 방향의 거리는 5~10mm가 된다. 이 예의 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연의 거리는, 도 1~도 3의 광조사 장치보다 커도 된다. 또한, 도 8은 배기 공간측에서 본 사시도이다. 또, 도 7 및 도 8에 있어서, 도 1~도 3의 광조사 장치와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타냈다.
또, 차폐체가, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 램프 하우스(12)의 개구(12H)에 연속하여, 피처리체(W)의 반송 평면보다 피처리체(W)의 타면측의 레벨 위치의 평행 평면을 따라서 연장되는 판형상의 틀부(12B)로 이루어지며, 당해 틀부(12B)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연부가 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부의 타면을 접촉하지 않고 덮는 상태로 돌출되어 있는 것이어도 된다. 이로써, 피처리체(W)의 타면(도 9에 있어서 하면)과 램프 하우스(12)의 틀부(12B)의 상면(도 9에 있어서 상면) 사이에, 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된다. 이 틀부(12B)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 폭 방향의 측연의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리는 0~5mm, 틀부(12B)의 상면과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 타면측의 통과 평면의 높이 방향의 거리는 5~10mm가 된다. 또한, 도 10은 배기 공간측에서 본 사시도이다. 또, 도 9 및 도 10에 있어서, 도 1~도 3의 광조사 장치와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타냈다.
또 예를 들어, 차폐체는, 피처리체의 타면측의 전체면을 덮는 상태로 설치되어 있는 것이어도 된다.
구체적으로는, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 판형상의 차폐 부재(27)로 이루어진다. 이 차폐 부재(27)는, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부의 하면(도 11에 있어서 하면)과, 피처리체(W)의 타면의 전체면을, 접촉하지 않고 덮도록, 피처리체(W)의 반송 방향의 양단부가 지지됨으로써 배치되어 있다. 이로써, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연부의 하면과 차폐 부재(27)의 상면(도 11에 있어서 상면) 사이에, 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된다. 이 차폐 부재(27)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연과 램프 하우스(12)의 틀부(12A)의 측연의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리는 0~5mm, 차폐 부재(27)의 상면과 램프 하우스(12)의 틀부(12A)의 하면의 높이 방향의 거리는 5~10mm가 된다. 이 예의 광조사 장치에 있어서는, 램프 하우스(12)의 틀부(12A)와 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연의 거리는, 도 1~도 3의 광조사 장치보다 커도 된다. 또한, 도 12는 배기 공간측에서 본 사시도이다. 또, 도 11 및 도 12에 있어서, 도 1~도 3의 광조사 장치와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타냈다
또 예를 들어, 차폐체는, 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부가, 피처리체의 폭 방향으로 변위 가능하게 설치되어 있어도 된다.
구체적으로는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 차폐체가, 램프 하우스(12)의 개구(12H)에 연속하여, 피처리체(W)의 반송 평면보다 피처리체(W)의 타면측의 레벨 위치의 평행 평면을 따라서 연장되는 판형상의 틀부(12C)의 타면(도 13에 있어서 하면) 상에 지지되고, 피처리체(W)의 폭 방향의 양 측연부의 타면(도 13에 있어서 하면)을 접촉하지 않고 덮도록 돌출된 판형상의 차폐 부재(28)로 이루어진다. 이 차폐 부재(28)에 있어서의 램프 하우스(12)의 틀부(12C)에 지지되는 양 측연부의, 피처리체(W)의 반송 방향의 선단부 및 후단부에, 피처리체(W)의 폭 방향으로 연장되는 긴 구멍(28h)이 합계 4개 형성되어 있으며, 당해 긴 구멍(28h)이 램프 하우스(12)의 틀부(12C)에 나사(29)에 의해서 나사 고정됨으로써, 당해 차폐 부재(28)가 램프 하우스(12)에 고정되어 있다. 그리고, 긴 구멍(28h)에 있어서의 나사 고정의 위치를 조정함으로써, 차폐 부재(28)의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부의, 피처리체(W)의 폭 방향으로 돌출하는 길이를 변위시킬 수 있다. 이 예의 광조사 장치에 있어서는, 피처리체(W)의 타면(도 13에 있어서 하면)과 차폐 부재(28)의 상면(도 13에 있어서 상면) 사이에, 가스 유통 저항용 애로(G)가 형성된다. 이 차폐 부재(28)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 측연과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 폭 방향의 측연의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리는 0~5mm, 차폐 부재(28)의 상면과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 타면측의 통과 평면의 높이 방향의 거리는 5~10mm가 된다. 또한, 도 13 및 도 14에 있어서, 도 1~도 3의 광조사 장치와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타냈다
또한 예를 들어, 본 발명의 광조사 장치에 있어서는, 피처리체가 구멍을 갖는 것인 경우에는, 당해 구멍을 덮는 차풍체가 설치되어 있어도 된다.
예를 들어 도 7 및 도 8에 도시한 광조사 장치에 있어서 피처리체로서 구멍을 갖는 것을 이용하는 경우에 대해 설명한다.
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 판형상의 차풍체(30)가, 피처리체(W)의 폭 방향의 중앙부에, 반송 방향으로 이격하도록 설치된 복수의 관통 구멍(Wh)을 접촉하지 않고 덮도록, 피처리체(W)의 반송 방향의 양단부가 지지됨으로써 배치되어 있다. 이로써, 피처리체(W)의 타면에 있어서의 관통 구멍(Wh)의 양 측연부와 차풍체(30)의 상면(도 15에 있어서 상면) 사이에, 램프 하우스(12) 내의 공간과 배기 공간 형성 부재(13) 내의 공간 사이의 자유로운 가스의 유통이 저해되는 가스 유통 저항용 애로(Gx)가 형성된다. 이 차풍체(30)에 있어서의 피처리체(W)의 반송 방향으로 연장되는 양 측연과 피처리체(W)의 관통 구멍(Wh)이 배치되어야 할 위치의 피처리체(W)의 폭 방향의 거리는 0~5mm, 차풍체(30)의 상면과 피처리체(W)가 배치되어야 할 처리 영역의 타면측의 통과 평면의 높이 방향의 거리는 5~10mm가 된다. 또한, 도 16은 배기 공간측에서 본 사시도이다. 또, 도 15 및 도 16에 있어서, 도 7 및 도 8의 광조사 장치와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타냈다.
이러한 광조사 장치에 의하면, 피처리체(W)가 관통 구멍(Wh)을 갖는 것인 경우에도, 당해 관통 구멍(Wh)으로부터의 자유로운 가스의 유통이 저해되어 가스의 유통 저항이 커짐으로써, 램프 내의 밀폐성을 높일 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
＜실시예 1＞
도 1~도 3에 따른 구성을 갖는 광조사 장치〔1〕을 제작했다. 구체적으로는, 이하와 같다.
·처리 챔버；피처리체의 반송 방향의 길이：445mm, 피처리체의 폭 방향의 길이：1090mm, 처리 영역과 램프 하우스의 천정면의 거리：72mm, 처리 영역과 배기 공간 형성 부재의 바닥면의 거리：150mm, 가스 유통 저항용 애로의 거리(갭)：10mm
·자외선 램프；종류：크세논 엑시머 램프, 램프등수：3등, 중심 파장：172 nm, 조도：170mW/cm2 (램프 표면), 길이：640mm, 유효 조사폭：510mm, 처리 영역과의 거리：4mm
·램프 하우스 내의 압력：외부 분위기(대기압)보다 2Pa 높은 양압
·배기 공간 형성 부재 내의 압력：외부 분위기(대기압)보다 2Pa 낮은 음압(차압은 4Pa)
·처리 공간용 가스；종류：질소 가스 및 CDA, 질소 가스의 공급량：100L/min, CDA의 공급량：13L/min
·배기 공간 형성 부재의 가스 배출구로부터의 가스의 배기량：200L/min
·서브 챔버의 각 배기부로부터의 배기량：각각 200L/min
·피처리체；종류：시트형상의 PET 필름, 폭：500mm
＜비교예 1＞
실시예 1에 있어서, CDA를 공급하지 않고, 질소 가스만을 공급하는 구성으로 한 것 이외는 동일하게 하여, 비교용의 광조사 장치〔1X〕를 제작했다.
이러한 광조사 장치〔1〕,〔1X〕에 있어서, 피처리체의 반송 속도를 0~20m/min로 변경하고, 반송 경로의 처리 영역에 위치되었을 때의 피처리체의 표면의 산소 농도를 측정한 결과, 질소 가스에 CDA를 혼입시킨 실시예에 따르는 광조사 장치〔1〕에 있어서는, 반송 경로의 처리 영역에 위치되었을 때의 피처리체의 표면의 산소 농도는, 2.5%±0.1% 정도였다. 한편, 비교예에 따르는 광조사 장치〔1X〕에 있어서의 표면의 산소 농도는, 2.5~5.5% 정도였다. 따라서, 자외선 방사 공간의 산소 농도의 편차를 대부분 억제할 수 있으며, 임의의 산소 농도로 조정할 수 있는 것이 확인되었다.
＜실시예 2A, 실시예 2B, 실시예 2C, 실시예 2D＞
도 4에 따른 구성을 갖는 광조사 장치를 5개 제작했다.
구체적으로는, 실시예 1에 있어서, 처리 공간용 가스로서, 건조 상태의 질소 가스 및 가습된 질소 가스가 혼합된 것을 공급하는 구성으로 하고, 가습 탱크 내의 순수의 온도를 적절히 변경함으로써, 램프 하우스 내의 분위기의 상대 습도를, 각각, 15%RH, 21%RH, 30%RH 및 48%RH로 한 것 이외는 동일하게 하여, 본 발명에 따르는 광조사 장치〔2A〕,〔2B〕,〔2C〕 및 〔2D〕를 제작했다.
＜비교예 2＞
실시예 2A에 있어서, 처리 공간용 가스로서, 건조 상태의 질소 가스만을 공급하는 구성으로 한 것 이외는 동일하게 하여, 비교용의 광조사 장치〔2X〕를 제작했다. 또한, 이 광조사 장치〔2X〕에 있어서의 램프 하우스 내의 분위기의 상대 습도는 5%RH였다.
이러한 광조사 장치〔2A〕,〔2B〕,〔2C〕,〔2D〕,〔2X〕에 있어서, 피처리체의 반송 속도를 14m/min로 설정하여 자외선 조사 처리를 행했다. 그리고, 자외선 조사 처리 전후의 피처리체의 표면의 접촉각의 변화량 Δθ을 산출했다. 피처리체의 표면의 접촉각은, 「G-1-1000」(에르마판매주식회사제)에 의해서 측정했다. 결과를 도 17의 그래프에 나타낸다.
도 17의 그래프로부터 명백하듯이, 질소 가스에 수분을 혼입시킨 실시예에 따르는 광조사 장치〔2A〕,〔2B〕,〔2C〕,〔2D〕에 있어서는, 비교예에 따르는 광조사 장치〔2X〕와 비교하여, 자외선 조사 처리 전후의 피처리체의 표면의 접촉각의 변화량 Δθ이 최대로 1.2배 정도 커졌다. 즉, 자외선 방사 공간의 상대 습도를 상승시킴으로써, 피처리체의 표면의 개질 효과를 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.
10 처리 챔버
11 자외선 램프
12 램프 하우스
12A, 12B, 12C 틀부
12H 개구
13 배기 공간 형성 부재
13H 개구
15H 개구
16 가스 공급관
17 가스 배출구
18 반입구
19 반출구
21, 22 서브 챔버
21A, 21B, 22A, 22B 배기부
25, 26, 27, 28 차폐 부재
25A 기단부
25B 선단부
28h 긴 구멍
29 나사
30 차풍체
31 불활성 가스 공급원
32 산소 함유 가스 공급원
33 가스 혼합기
36 불활성 가스 공급원
37 가습 장치
37a 가습 탱크
37b 히터
38 가스 혼합기
39a 도입구
39b 도출구
51 엑시머 램프
52 램프 하우스
53 베이스 부재
53A 광조사구
54 외장 커버
56 가스 공급관
56H 가스 공급구
58 반송 수단
59 냉각용 블록
59A 배관
G, Gx 가스 유통 저항용 애로
W 피처리체
Wh 관통 구멍
11 자외선 램프
12 램프 하우스
12A, 12B, 12C 틀부
12H 개구
13 배기 공간 형성 부재
13H 개구
15H 개구
16 가스 공급관
17 가스 배출구
18 반입구
19 반출구
21, 22 서브 챔버
21A, 21B, 22A, 22B 배기부
25, 26, 27, 28 차폐 부재
25A 기단부
25B 선단부
28h 긴 구멍
29 나사
30 차풍체
31 불활성 가스 공급원
32 산소 함유 가스 공급원
33 가스 혼합기
36 불활성 가스 공급원
37 가습 장치
37a 가습 탱크
37b 히터
38 가스 혼합기
39a 도입구
39b 도출구
51 엑시머 램프
52 램프 하우스
53 베이스 부재
53A 광조사구
54 외장 커버
56 가스 공급관
56H 가스 공급구
58 반송 수단
59 냉각용 블록
59A 배관
G, Gx 가스 유통 저항용 애로
W 피처리체
Wh 관통 구멍
Claims (11)
- 반송 경로를 따라서 반송되는 띠형상의 피처리체의 일면에 자외선을 조사하는 광조사 장치로서,
반송 경로에 있어서의 피처리체의 일면측의 통과 평면을 따라서 개구를 갖는 램프 하우스와,
상기 램프 하우스 내에 설치된, 상기 피처리체의 폭 방향으로 연장되는 자외선 램프와,
상기 램프 하우스 내에 처리 공간용 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
상기 반송 경로에 있어서의 피처리체의 타면측의 통과 평면을 따라서 개구를 갖는 배기 공간 형성 부재를 구비하고,
상기 처리 공간용 가스가, 주성분의 불활성 가스에, 산소를 함유하는 가스 및/또는 수분이 혼입된 것이며,
상기 램프 하우스의 개구에, 상기 피처리체의 양 측연부(側緣部)와의 사이에 가스 유통 저항용 애로(隘路)를 형성하는 차폐체가 설치되어 있고,
상기 램프 하우스 내에 처리 공간용 가스가 공급된 상태일 때에, 상기 차폐체에 의해, 상기 램프 하우스 내의 압력이, 상기 배기 공간 형성 부재 내의 압력보다 커지며,
상기 차폐체는, 피처리체의 반송 방향으로 연장되는 양 측연부가, 피처리체의 폭 방향으로 변위 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광조사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 처리 공간용 가스에 있어서의 산소 농도가, 1~5체적%인 것을 특징으로 하는 광조사 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 처리 공간용 가스가 공급된 상기 램프 하우스 내의 상대 습도가, 18~30%RH인 것을 특징으로 하는 광조사 장치. - 삭제
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