TW201310497A - 紫外線照射裝置 - Google Patents

Abstract

一種紫外線照射裝置，無需配合工件寬度來調節放電管長度，可節省電力，能夠藉由紫外線燈的根數來應對工件的寬度尺寸，從而可簡化一部分紫外線燈的更換操作，並且簡化外部配線。本發明的紫外線照射裝置(100)包括多根直管狀的紫外線燈(5)，各紫外線燈(5)的長度方向相互平行，各紫外線燈(5)的長度方向是與工件搬送方向平行地配置或相對於工件搬送方向以形成銳角的角度傾斜地配置，且包括將多個紫外線燈(5)單元化而成的紫外線照射單元(10)。

Description

紫外線照射裝置

本發明是有關於一種紫外線照射裝置。

先前的紫外線照射裝置如專利文獻1所示，以紫外線燈的長度方向與工件的搬送方向正交的方式配置有多個紫外線燈。如上所述，先前的紫外線照射裝置是以如下方式構成：藉由將紫外線燈的長度方向與工件的搬送方向正交地配置，來使工件的與搬送方向正交的寬度方向上的紫外線的照射分布變得均勻。

然而，伴隨著工件的巨大化，工件的寬度方向亦增大，從而必需延長紫外線燈的放電管長度。如此一來，放電管的彎曲變得無法忽視，不僅導致照射不均，而且放電管與工件會發生接觸，從而必需設法來防止該些問題。

並且，於上述構成的紫外線照射裝置中，為配合工件而增加光量，想到增大放電管的剖面積而增加紫外線的照射幅(exposure width)的方法，但如此一來，必需使電源裝置大型化，自裝置成本及設置空間的觀點而言欠佳。

再者，如專利文獻2所示，想到將紫外線燈的長度方向配置成與工件的搬送方向平行的紫外線照射裝置。

然而，於該紫外線照射裝置中，僅將多個紫外線燈的長度方向配置成與工件的搬送方向平行，從而存在用以對各紫外線燈進行供電的配線變得複雜，更換已發生故障的放電管的操作變得麻煩的問題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2008-44176號公報

[專利文獻2]日本專利特開平7-275775號公報

因此，本發明無需配合工件的寬度尺寸來調節紫外線燈的放電管長度，可節省電力，其預期課題在於可藉由紫外線燈的根數來應對工件的寬度尺寸。而且，本發明的另一預期課題在於可簡化一部分紫外線燈的更換操作，並且簡化外部配線。

即，本發明的紫外線照射裝置包括多根直管狀的紫外線燈，其特徵在於：各紫外線燈的長度方向與工件搬送方向平行地配置或相對於工件搬送方向以規定角度傾斜地配置，且包括將多個紫外線燈加以單元化而成的紫外線照射單元。

若為此種紫外線照射裝置，則相對於工件搬送方向平行地配置或傾斜地配置有多個紫外線燈，故即使工件的寬度尺寸大型化，亦可藉由紫外線燈的根數來進行應對，而無需延長紫外線燈的放電管長度。因此，可解決因紫外線燈的放電管的彎曲所引起的各種問題。並且，由於並排配置有多個紫外線燈，故無需增大各紫外線燈的照射幅，而可使紫外線照射分布均勻化，亦無需使電源裝置大型化，而可節省電力。

此外，當相對於工件搬送方向傾斜地配置有多個紫外 線燈時，與平行地配置有多個紫外線燈的情況相比，可更進一步使紫外線的照射分布均勻化。

另外，由於已進行單元化，故當需要因故障等而更換一部分紫外線燈時，只要自裝置僅拆下包含該已發生故障的紫外線燈的單元，從自裝置拆下後的單元中更換已發生故障的紫外線燈即可，因此可提高操作性。而且，由於已進行單元化，故藉由變更單元的數量、種類或大小，即可靈活而迅速地應對工件的寬度尺寸。

此處，為簡化裝置構成，最佳為各紫外線燈的長度方向與工件搬送方向平行，沿與工件搬送方向正交的方向並排配置多個紫外線燈。並且，當相對於工件搬送方向以規定角度傾斜地配置時，理想的是以0度~45度的角度傾斜地配置。

理想的是包含多個上述紫外線照射單元的紫外線照射裝置。

如此一來，藉由變更紫外線照射單元的單元數量、種類或大小，即可靈活而迅速地應對工件的寬度尺寸。

理想的是上述紫外線照射單元是藉由對上述多個紫外線燈進行供電的供電構件而加以單元化。

如此一來，亦可不使用與供電構件不同的用以進行單元化的構件，故可儘可能減少零件個數。

為儘可能減小紫外線燈的彎曲，增大單元的機械強度，並且容易對單元進行處理，理想的是上述供電構件是分別支持上述多個紫外線燈的一端及另一端而進行單元 化。

理想的是上述紫外線燈包括：直管狀的放電管；以及一對外部電極，於該放電管的外表面上沿其長度方向相對向地設置；且上述供電構件包括：第1供電構件，用以固定插入上述紫外線燈的一端的供電插口並對該供電插口施加高電壓；以及第2供電構件，用以固定插入上述紫外線燈的另一端的供電插口並將該供電插口連接於接地側。藉由如上所述將供電構件分為用於施加高電壓的第1供電構件及用於接地連接的第2供電構件，可進一步簡化外部配線。

理想的是上述第1供電構件及上述第2供電構件的各自由端部相間隔，且經由絕緣構件而相互連接。

如此一來，可確實地令用於施加高電壓的第1供電構件與用於接地連接的第2供電構件絕緣。

理想的是上述第1供電構件及上述第2供電構件於俯視時呈大致U字狀。

如此一來，可增大單元的機械強度，並且容易地對單元進行處理。

理想的是上述供電構件於俯視時呈大致矩形框狀。

如此一來，可增大單元的機械強度，並且容易對單元進行處理。

理想的是上述紫外線燈包括直管狀的放電管以及設置於該放電管的外表面上的一對電極，且至少相互鄰接的兩個紫外線燈共用上述一對電極中的至少一個電極。

藉由如上所述使至少相互鄰接的兩個紫外線燈共用其中一個電極，可儘可能縮小相鄰的紫外線燈的距離，從而可使紫外線的照射分布進一步均勻化。

上述紫外線燈適合使用介電質放電燈。

根據如此構成的本發明，無需配合工件的寬度尺寸來調節放電管長度，可節省電力，能夠藉由放電管的根數來應對工件的寬度尺寸，從而可簡化一部分放電管的更換操作，並且可簡化外部配線。

以下，參照圖式說明本發明的紫外線照射裝置的一實施形態。

本實施形態的紫外線照射裝置100藉由對半導體基板或玻璃基板等被處理物W(以下稱為工件W)照射紫外線來分解附著於該工件W的表面上的有機物而將其去除，藉此清洗工件W。該紫外線照射裝置100如圖1所示，包含沿規定方向搬送上述工件W的搬送機構200，對藉由該搬送機構200所搬送的工件W照射紫外線。

並且，該紫外線照射裝置100如圖1所示，包含多根直管狀的紫外線燈5，將各紫外線燈5的長度方向與工件搬送方向平行地配置，並且藉由供電構件3將多個紫外線燈5加以單元化，並藉由該供電構件3對多個紫外線燈5進行供電。

具體而言，該紫外線照射裝置100包含多個紫外線照 射單元10，該紫外線照射單元10是藉由供電構件3將多根(例如10根)紫外線燈5以該些多根紫外線燈5成相等間隔的方式加以單元化而成(參照圖1)。該些多個紫外線照射單元10是以構成各紫外線單元10的紫外線燈5的長度方向成相互平行的方式，沿與工件搬送方向正交的寬度方向相鄰地設置。

各紫外線照射單元10如圖2所示，包括多個紫外線燈單元2、以及將該多個紫外線燈單元2加以單元化而進行供電的供電構件3。該紫外線照射單元10例如在各紫外線燈5的放電管直徑為20 mm時，以相鄰的紫外線燈5的間距為45 mm或45 mm以下的方式支持著多個紫外線燈5。藉此，藉由自各紫外線燈5射出的紫外線的照射分布相重合，而使工件表面上的紫外線的照射分布平均化，從而使自紫外線照射單元10射出的紫外線的照射分布均勻化。

再者，供電構件3是將多個紫外線燈單元2沿與工件搬送方向正交的寬度方向並排地一體化而成，包含於俯視時呈大致U字狀的第1供電構件3A及第2供電構件3B。該些第1供電構件3A及第2供電構件3B由鋁合金、不鏽鋼等的導電性材料所形成，各自由端部經由絕緣構件4相互連接而於俯視時成為大致矩形框狀。

第1供電構件3A電性連接於施加交流電壓的電源裝置的高電壓端子側，並且藉由螺釘固定而電性連接紫外線燈單元2的其中一個供電插口6A。另一方面，第2供電構件3B電性連接於電源裝置的接地端子側，並且藉由螺釘 固定而電性連接紫外線燈單元2的另一個供電插口6B。作為如上所述藉由第1供電構件3A及第2供電構件3B來分別支持多個紫外線燈5的一端及另一端而單元化的構成，使得紫外線燈5的彎曲儘可能縮小，使紫外線照射單元10的機械強度增大，並且使紫外線照射單元10的處理變得容易。

紫外線燈單元2如圖3及圖4所示，包括：介電質障壁放電燈(dielectric-barrier discharge lamp unit)5，其是包含直管狀的放電管51以及沿該放電管51的長度方向相對向而設置的一對外部電極52A、52B的紫外線燈；以及一對供電插口6A、6B，插入介電質障壁放電燈5的兩端部。

放電管51是封閉合成石英玻璃製的圓筒兩端的剖面圓形狀的圓管。並且，在形成於放電管51的內部的放電空間內填充有介電質障壁放電用氣體。再者，作為介電質障壁放電用氣體，可使用氙氣(Xe)、氬氣(Ar)或氪氣(Kr)等稀有氣體或者氟氣(F₂)或氯氣(Cl₂)等鹵素氣體等。介電質障壁放電燈5根據氣體的種類，發出不同波長(172 nm，222 nm，308 nm等)的準分子光(excimer light)。例如，為分解有機化合物，設為使用氙氣(Xe)作為放電用氣體，發出以172 nm為中心波長的準分子光的介電質障壁放電燈5。

一對外部電極52A、52B形成具有與放電管21大致相等的長度的膜狀，設置於自前後方向夾著放電管21的位 置。該外部電極52A、52B由鋁、鋁合金、不鏽鋼等導電性材料所形成，是藉由例如鍍敷、熱噴塗、蒸鍍或濺鍍而形成於放電管的側周面上的薄膜電極。再者，於放電管51的側周壁上自一對外部電極52A、52B之間射出準分子光。

並且，如圖3所示，一對外部電極52A、52B中的一個外部電極52A藉由安裝於介電質障壁放電燈5的一端部的供電插口6A，電性連接於電源裝置的高電壓端子側而成為高電壓施加側電極，一對外部電極52A、52B中的另一個外部電極52B藉由安裝於介電質障壁放電燈5的另一端部的供電插口6B，電性連接於電源裝置的接地端子側而成為接地側電極。再者，為防止相鄰的介電質障壁放電燈間的放電，將相鄰的介電質障壁放電燈5的高電壓施加側電極52A彼此或接地側電極52B彼此配置成相對向。

一對供電插口6A、6B用以保持介電質障壁放電燈5，如圖3~圖5所示，包括插入介電質障壁放電燈5的端部的插口部61、以及設置於該插口部61內且與一對外部電極52A、52B相接觸的一對接觸端子62A、62B。

插口部61形成例如由陶瓷等絕緣性材料所形成的大致長方體形狀，包含將介電質障壁放電燈5的端部收納於與介電質障壁放電燈5相對向的前面的燈收納部611。該燈收納部611是形成與介電質障壁放電燈5的外形形狀相對應的剖面大致圓形狀的凹部。並且，在該燈收納部611的內側周面，相互對向地形成有用以分別固定上述一對接觸端子62A、62B的兩個端子固定部612。該端子固定部 612是藉由將燈收納部611的內側周面切割成前視時呈大致U字狀而形成的凹部。

一對接觸端子62A、62B是與位於插入至插口部61的介電質障壁放電燈5的端部的一對外部電極52A、52B相接觸而進行供電。各接觸端子62A、62B形成相同形狀，藉由將例如不鏽鋼等具有彈性的導電性薄板彎折成大致U字形狀而形成。並且，各接觸端子62A、62B固定於上述2個端子固定部612，且以對應於一對外部電極52A、52B的方式而對向配置。各接觸端子62A、62B經由彈簧墊圈(spring washer)7藉由螺釘8而固定於插口部61。

再者，螺釘8如圖5所示，區分為固定其中一個接觸端子62A的螺釘與固定另一個接觸端子62B的螺釘。例如，當接觸端子62A、62B為供電插口6A的接觸端子時，其中一個接觸端子62A為高電壓施加側，該接觸端子62A是藉由形成有用以螺釘固定於供電構件3A上的內螺孔的螺釘8A而固定。另一個接觸端子62B為接地側，該接觸端子62B未與供電構件3B電性連接，因此藉由通常的螺釘8B而固定。

於如上所述構成的紫外線照射裝置100中，配合藉由搬送機構200而搬送的工件W的寬度方向尺寸來確定介電質障壁放電燈5的根數。於本實施形態中，已確定紫外線照射單元10的介電質障壁放電燈5的根數，因此配合工件W的寬度方向尺寸來確定紫外線照射單元10的單元數。並且，對紫外線照射單元10供電的電源裝置(未圖示)既 可針對每個紫外線照射單元10而設置，亦可自1個電源裝置對多個紫外線照射單元10供電。而且，亦可對1個紫外線照射單元10設置多個電源裝置。

根據如上所述構成的本實施形態的紫外線照射裝置100，相對於工件搬送方向平行地配置有多個介電質障壁放電燈5，因此即使工件W的寬度尺寸大型化，亦可藉由介電質障壁放電燈5的根數來應對，而無需延長介電質障壁放電燈5的放電管長度。因此，可解決因介電質障壁放電燈5的放電管51的彎曲所引起的各種問題。並且，由於並排配置有多個介電質障壁放電燈5，故無需增大各介電質障壁放電燈5的照射幅，亦無需使電源裝置大型化，從而可節省電力。此外，藉由供電構件3A、3B而將多個介電質障壁放電燈5加以單元化，藉由該供電構件3A、3B對多個介電質障壁放電燈5進行供電，故可使供電構件3A、3B作為供電集線器發揮作用，從而可簡化外部配線。另外，由於已單元化，故當因故障等而需要更換一部分介電質障壁放電燈5時，只要自紫外線照射裝置100僅拆下包含該已發生故障的介電質障壁放電燈5的紫外線照射單元10，自拆下後的紫外線照射單元10更換已發生故障的介電質障壁放電燈5即可，因此可提高操作性。而且，由於已單元化，故藉由變更單元10的數量、種類或大小，即可靈活而迅速地應對工件W的寬度尺寸。

再者，本發明並不限於上述實施形態。

例如，於上述實施形態中，是將紫外線燈的長度方向 配置成與工件搬送方向平行，然而此外，亦可如圖6所示，相對於工件搬送方向以形成銳角的角度傾斜地配置。如此一來，可使自多個介電質障壁放電燈5照射的紫外線的照射分布更進一步均勻化。

並且，除如上述實施形態般設為1行構成以外，亦可沿工件搬送方向將紫外線照射單元10設為多行構成。如上所述，僅將紫外線照射單元10設為多行構成，即可簡單地增加照射至工件W的紫外線的累計強度。當設為多行構成時，如圖7所示，自使照射分布均勻化的觀點考慮，較佳為於前行與後行將紫外線燈的位置錯開而配置。具體而言，可考慮以後行的紫外線燈位於前行的紫外線燈之間的方式加以錯開。即，前行的紫外線燈與後行的紫外線燈的錯開寬度為紫外線燈的間距寬度的一半。

此外，如圖8(A)及圖8(B)所示，亦可於紫外線照射單元10內，以共用一對電極52A、52B中的至少一個電極的方式而構成至少相互鄰接的2個介電質障壁放電燈5。再者，圖8(A)是相互鄰接的放電管51共用外部電極52A、52B的構成，圖8(B)是如下構成，即，藉由以由一對形成平板狀的外部電極52A、52B夾著多個放電管51的方式進行設置，來共用外部電極。圖8(B)中位於放電管51的下側的外部電極52A形成網眼(mesh)狀，以便能夠對工件照射紫外線。藉由如上所述在相鄰的介電質障壁放電燈5之間共用外部電極52A、52B，可縮小相鄰的放電管51的間隔，從而可使照射分布更進一步均勻化。

紫外線燈除介電質障壁放電燈以外，亦可為波長185 nm、254 nm等的低壓汞燈。並且，燈形狀除剖面圓形狀的圓管以外，可為剖面呈矩形狀的方管，亦可為雙重管構造的管子。

此外，毋庸置言，本發明並不限於上述實施形態，於未脫離其主旨的範圍內可進行各種變形。

2‧‧‧紫外線燈單元

3A‧‧‧第1供電構件

3B‧‧‧第2供電構件

4‧‧‧絕緣構件

5‧‧‧介電質障壁放電燈(紫外線燈)

6A‧‧‧供電插口

6B‧‧‧供電插口

7‧‧‧彈簧墊圈(washer)

8A‧‧‧螺釘

8B‧‧‧螺釘

10‧‧‧紫外線照射單元

51‧‧‧放電管

52A‧‧‧外部電極

52B‧‧‧外部電極

61‧‧‧插口部

62A‧‧‧接觸端子

62B‧‧‧接觸端子

100‧‧‧紫外線照射裝置

200‧‧‧搬送機構

611‧‧‧燈收納部

612‧‧‧端子固定部

W‧‧‧工件

圖1是表示本實施形態的紫外線照射裝置的俯視圖。

圖2是表示上述實施形態的紫外線照射單元的俯視圖及前視圖。

圖3是上述實施形態的相鄰的介電質障壁放電燈單元的剖面圖。

圖4是表示上述實施形態的自燈安裝時的插入方向觀察的供電插口的圖。

圖5是上述實施形態的沿前後方向切斷燈安裝時的供電插口的剖面圖。

圖6是表示變形實施形態的紫外線照射裝置的俯視圖。

圖7是表示變形實施形態的紫外線照射裝置的俯視圖。

圖8(A)、8(B)是表示變形實施形態的紫外線燈的構成的示意圖。

10‧‧‧紫外線照射單元

100‧‧‧紫外線照射裝置

200‧‧‧搬送機構

W‧‧‧工件

Claims (10)

1. 一種紫外線照射裝置，包括多個直管狀的紫外線燈，其中各所述紫外線燈的長度方向是與工件搬送方向平行地配置或相對於所述工件搬送方向以規定角度傾斜地配置，且所述紫外線照射裝置包括將多個紫外線燈加以單元化而成的紫外線照射單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之紫外線照射裝置，其中上述紫外線照射單元為多個。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之紫外線照射裝置，其中上述紫外線照射單元是藉由對上述多個紫外線燈進行供電的供電構件而單元化。
4. 如申請專利範圍第3項所述之紫外線照射裝置，其中上述供電構件是分別支持上述多個紫外線燈的一端及另一端而進行單元化。
5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之紫外線照射裝置，其中上述紫外線燈包括：直管狀的放電管；以及一對外部電極，於該放電管的外表面沿該放電管的長度方向相對向而設置；且上述供電構件包括：第1供電構件，用以固定插入上述紫外線燈的一端的供電插口，並對該供電插口施加高電壓；以及第2供電構件，用以固定插入上述紫外線燈的另一端的供電插口，並將該供電插口連接於接地側。
6. 如申請專利範圍第5項所述之紫外線照射裝置，其 中上述第1供電構件及上述第2供電構件的各自由端部相間隔，且經由絕緣構件而相互連接。
7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之紫外線照射裝置，其中上述第1供電構件及上述第2供電構件在俯視時呈大致U字狀。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項所述之紫外線照射裝置，其中上述紫外線照射單元在俯視時呈大致矩形框狀。
9. 如申請專利範圍第1項至第8項所述之紫外線照射裝置，其中上述紫外線燈包括直管狀的放電管以及設置於該放電管的外表面上的一對電極，至少相互鄰接的兩個紫外線燈共用上述一對電極中的至少一個電極。
10. 如申請專利範圍第1項至第9項所述之紫外線照射裝置，其中上述紫外線燈為介電質障壁放電燈。