TWI259497B - Irradiating device of excimer lamp and method for using the same - Google Patents

Description

I25949s757pif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於使用放射可以應用於光化學反應的紫 外線的準分子燈的準分子燈照射裝置的改良。 【先前技術】 直以來，人們早就知道了通過使用紫外線光源的紫 外線照射裝置的洗淨技術，在液晶及半導體等領域内，光 洗淨就一直被得到了使用。作爲這樣的紫外線照射裝置， 有外形基本上為圓筒形的放電燈，收藏於設置有採光窗口 的並充滿了氮氣的燈室内。例如，在日本國登錄的專利第 2854255號公報上記載有使用介電質界面放電燈_邮土 barrier discharge lamp)的紫外線照射裝置。 圖5是表示此專利第2854255號公報中所示的構成的 圖，圓筒形的介電質界面放電燈4ia、41b及41c設置於燈 室21内。在上述燈室21上面設置有採光用的窗口 2〇，上 述”電貝界面放電燈41a、41b及41c與採光窗口 20之間 的空間％中充滿了氮氣。在這樣的構成下，彳^述介K 界面放電燈41a、41b及41c放出的真空紫外線之中，射向 相鄰接的介電f界φ放f㈣部分，在糊光反射板43、 45後被反射，光線的行進方向被轉換成向下的方向，從採 光窗口 20放出。在這個場合，雖然從介電質界面放電燈 41a、41b及41c放出的真空紫外線通過位于介電質界面放 電燈41a、41b及41c與採光窗口 2〇之間的空間％，由於 在這空間26中充滿了氮氣而沒有被吸收。因*，從採光窗 12594^^7pif.doc 口 20放出的是從介電質界面放電燈41a、41b及41c放出 的真空紫外線的向橫向方向狀射板43及45的部分及直 接向被照射體的部分的合計。上述採光窗口 2 -個平面狀的紫外線統。 ㈣ 像這樣具有採光窗口的現有的照射裝置，由於玻璃窗 的^面溫度比較低（約7G°C左右）的原因，從照射中的 被照射物產生的飛散物’與玻璃g接觸後付著在上面，或 =裝置所設置的大氣中含有的有機溶劑、酸、驗等各 種樂品在氣化•霧化後浮游於空巾的場合，在受到紫外線 =後生成硫酸銨等反應生成物，從而發生在玻璃窗上付 =^色粉末等問題。這樣，當飛散物後或者白粉付著在 上時’由於畴了準分子麵的透過而使紫外線 、強又降低’或者是發生堆積的飛散物，白粉等發生剝落， 而^染被照射物等問題。爲了解決這樣的問題，日本㈣ =11-2955GG號中公開了使採光窗的表面溫度保持在 =上。這樣做的話，因爲飛散物或白粉等只要一靠 近玻璃㉟，就由於輻射熱而被分解， 唬，在採光窗的内側，採取了使玻璃窗加熱至1〇〇〇c以上 的手段。 疋爲了加熱而採取這樣的手段，因伴隨著準分子 射i置的高成本，而不是报理想。 〜此而且’準分子燈與玻璃窗（在本申請發明中，把在技 術月厅、項目中的「採光窗」稱之為「玻璃窗」）之間，由 I2594ft^Pif.d〇c 於。又置有爲了加熱的裝置’因此從準分子燈照射的準分子 燈的光線的-部分’被這加熱裝置遮斷，使到達被照射物 的準分子光線減少。 還有，近年來，爲了提高搬送的速度而加長準分子燈 的長度或者是增加魏量料目，使得歓的準分子燈照 射裝置成爲必要。還有，也由於被照射_大型化，也使 知車乂大的準^子燈騎裝置成爲必要。這樣，就必須製造 大的玻璃窗。但是，大的玻璃窗，爲了確保其強度而不得 不增加其厚度，而花費很高的成本。更有，漸漸的，產生 了製造大的玻璃窗自身也變得愈來愈困難的問題。 【發明内容】 本發明就是考慮了這樣的問題而研究的。 也就是說，本申請發明的特徵是，把產生高成本的原 口的而且其衣&自身也變得困難了的玻璃窗自己從準分 子燈照射裝置除去了。通過這樣，就沒有化成本的必要。 ，有’製造大的玻璃㈣困難性，就與準分子燈照射裝置 /又有關，了 H由於縮小準分子燈與被照射物之間的 距離，還有被騎物可以㈣更精㈣洗淨的效果。 但是，由於準分子燈照射裝置上沒有玻璃窗，就會發 生飛散物或自粉付著在準分子燈自身的表面上的問題。因 此’在本申請發明中，是以準分子燈的表面 100°C為特徵。 於寺於 通過這樣，從被處理物來的飛散物或上述的白粉 不會付著在準分子㈣表面。因而，可以防止準分子燈的 I259495757pifd〇c 二秦強度的低下。也就是說’可以防止被照射物接受到 沾”夕/線的強度的低τ。還有，因爲沒有準分子燈表面上 的付著物的祕，所以也沒有被處理物的污染。更有，因 沒^置加熱玻璃窗自身的裝置的必要，因此成本也不會 YBL r§i 〇 準分子燈的表面溫度小於等於18〇〇c比較理想。準分 發絲—般是由透明石射璃製成的，因爲透明石 夬破璃的紫外線透過率會發生低下。 ^运ί女準分子燈的表面溫度，可以通過設置熱電偶來 測二過對準分子燈照射高周波，在通過熱電偶 、、以的場合，可以測定在準分子燈剛關燈後的 ::關燈後的話，在這時所測定的溫度，基本 子燈正在使科的溫度的。 羊刀 罝備^以=請發_準分子频姆置以在燈室内 眷有了以捕捉從被照射物來的產生物 雖二，子燈的表面溫度保持大於等 ，是合：著面’不會付著來㈣皮處理物的飛散物， 減;==裝置進行保養。因此，大幅度的削 I25949〒57pifd〇c 目的、特徵和優點能更明顯 並配合所附圖式，作詳細說 為讓本發明之上述和其他 易懂，下文特舉較佳實施例， 明如下。 【實施方式】 :就=的實施形態’參照圖例加以説明。 ，圖。在圖^中，t表示的是準分子燈； 2咖的基本上為長方體。然後，塞住在長軸方向的 之1 ’在容㈣4裏面以適當的壓力，封人在準分子燈 點燈時生成準分子的氣體（例如氙氣）。 在I光f 3的面疋由鎳的金屬薄膜製成的電極2通 k真空錢^形成。作爲金屬薄膜的材料除鎳以外還可以 使用鉻。還有在與上述形成由金屬薄膜而成的電極2的面 相對，的面上’同樣形成有由鎳的金屬薄膜而成的電極 2 >/、疋，爲了取出紫外線，由金屬薄膜形成的電極2,的 除=置有錯_端部外均形成網眼狀。由這樣構成的激發 式^體分子放電燈的電極2與電極2，之間，在加以高周波 的=電壓時，封人在於容器内4中的氣體被胁，而發生 準刀子光。發生的準分子光，從下側的網眼狀電極2，的網 眼向外部放射出去。 ^圖2所示的是與本發明有關的激發式氣體分子放電燈 照射裝置的第1實施形態的斷面圖。在圖2中，激發式氣 體分子放電燈1通過灯固定器7的介在固定在燈室5上。 125949i757piT.doc 王里物j (有'语I _ 乂 '、/ ' , 置，對處 制勃圖不）進行紫外線照射時’把被處理物配置在 f開激务式氣體分子放電燈1的距離為2〜3_的地方。 錢體分子放紐1放射絲的料線在照射 從上述被處理物上會發生飛散物。這裡的被 、:Γ„過有機m或者是驗等各種藥品來洗 甲於每個原因，這些各種藥品會吸收準分子光發生 Ϊ銨°作爲―例’比如有硫化氣三鍵或者是硫 &些發生的飛散物向上移動，當這時激發式氣體分子 1的表面溫度在小於等於觸。C時，上述飛散物會 八ΐίΐ述激發式氣體分子放電燈1的表面。激發式氣體 刀子放電燈1的表面上有飛散物付著時，因爲阻害了紫外 ’所以降低了紫外線的強度。還有，當激發式氣 體刀子放電燈表面上紐物的付著連續發生時，激發式氣 體分子放電燈表面上綠物的堆積層會漸㈣厚，就會從 激發式氣體分子放紐表面㈣。激發錢體分子放&燈 ，面上飛散物的堆積層㈣後，料下到被處理物上而使 其表面發生污染。 這裡’通過試驗確認了當在用172_的波長的紫外線 在照射被處理物的場合的用於乾洗等的處理時間，在此紫 外線的強度低下85%時基本上沒有影響，但在低下7〇%時 的處理時間延長30%左右，此，爲了得到基本上不對處 理時間產生影響的紫外耗度，至少有鮮鋪紫外線強 I259495757Pifd〇c 度的低下率在百分之85以上。 因此’在本發明的發明者們等對從被處理物發生的飛 散物付著在激發式氣體分子放電燈的表面而使紫外線強度 低下的防止方法進行了各種研究後的結果，是只要使激發 式氣體分子放電燈的表面溫度保持在大於等於l〇〇°C即 可。也就是說，在激發式氣體分子放電燈的表面溫度設定 在大於等於l〇〇QC時，紫外線強度的低下率在約3〇〇〇小 日=點燈後也不會低下到百分之85以下。還有，激發式氣體 分子放電燈的表面溫度，可以通過調整激發式氣體分子放 電燈的輸出而使之發生變化。 ^通過上述方法，本申請發明的激發式氣體分子放電燈 照射，置，不但沒有玻璃窗的必要，還有，對玻璃窗加熱 也沒有必要。因此，可以提供不需要什麼成本的 激务式氣體分子放電燈照射裝置。 遇。有，在激發式氣體分子放電燈的表面溫度在大於等 於100 C日守，飛散物不會付著的理由，可以考慮如下。 激發式氣體分子放紐的表面溫度在大於特刚V日士， 後式氣體分子放電燈的表面’而“到 且 的内表面一樣的，比燈表面溫度更低的場所。因 ΐ度在燈的表面’就不會使紫外線的 還有，在發光管3上的準分子光的透過率盘、、w :㈣過率會急激的低下，但如果::等 、 的居，就可以防止透過低下至百分之85以下。 11 I25949^757Pifdoc 圖3所示的是與本發明有關的準分子燈照射裝置的第 2實施形態的斷面圖。在圖3中，1是準分子燈，該準分子 燈是通過燈固定器7的介在固定在燈室5上。然後，在準 分子燈1與燈室5之間設置有飛散物捕捉裴置6。還有， 飛散物捕捉裝置6，是如圖3所示，設置成可以覆蓋包括 燈室5的上面及側面的内面全體的形狀而構成的。 形成這樣的構成後，在被處理物的表面發生的飛散物 付著在飛散物捕捉裝置6而被捕捉。付著在飛散物捕捉裝 置6上的飛散物的除去，可以是把飛散物捕捉裝置6從燈 室上取下來進行清掃，也可以是把飛散物捕捉裝置6交換 一個新的。因此，準分子燈照射裝置的保養就變得容易。 更有’在燈的表面溫度設定在大於等於100QC時，紫外線 強度的低下率在約3000小時點燈後也不會低下到百分之 85以下的優點。 圖4所示的是與本發明有關的準分子燈照射裝置的第 3貫施形態的斷面圖。在圖4中，在燈室5内，準分子燈工 是通過燈固定器的介在被固定的。上述準分子燈丄與上述 燈室5之間，設置有對於氣體具有穿透性的飛散物捕捉裝 置6。上述飛散物捕捉裝置6，比如，可以是抗震金屬或者 是玻，纖維製成的耐熱布一樣的東西。還有，上述飛散物 捕捉衣置6疋與第2的貫施形態不同的，因爲對於氣體具 有牙透f生，所以疋形成與燈室5的側面相連結的形狀。形 成這樣的構成，可以完全防止飛散物從飛散物捕捉裝置6 的上面的侵入。 12 1259495^57^^00 且至：> 上設置有氣體到入口 9，使準 °製成這樣的構造’因爲可H 子^物上發生的飛散物順著向下的氣流排出到燈室外， 像上述-樣的’飛散物的堆積物發生 被處理物的問題。 7/y木 <實施例> 卜曲 關次1她例加以說明。 璃二ϊϊϋ是準分子燈，是由透明的石英破 离衣成的《7b & 3構成的。發絲3的橫斷面的形狀 方形，外周尺寸是長邊約35麵，短邊約12麵，在盘^ 面才曰目垂直的方向長軸方向上的長度及石英玻璃管的厚度ί 別疋約1350mm及約2mm。上述發光管3的在長軸方向上 的兩端被塞住密封，在容器内約以4xl〇4Pa的壓力，封入 在準分子燈點燈中生成準分子的氤氣。 在上述發光管3的一面上，由厚度約為〇25mm的鎳 的金屬薄膜製成的電極2是通過真空紐形成的。還有與 上述形成有由金屬薄膜製成的電極2的面相反的一面上， 同樣形成由厚度約為G.25mm的鎳的金屬薄膜製成的電極 2。只疋，由金屬薄膜製成的電極2,爲了使紫外線放出， 除去附設有鉛線的端部外，形成線寬約〇 5mm，網眼的大 小約為2mm的網眼狀構造。 在這樣構成的準分子燈的電極2和電極2,之間加以高 周波咼電壓，使封入在容器4内的氙氣被勵起，從而發生 準分子光。在上述容器4内發生的準分子光，通過下方的 13 I25949?57Pifd〇c 網眼狀的電極2’的網眼放射到外部。 接著，把有這樣構成的準分子燈設置成如圖2所示的 準为子燈照射裝置，對加在發光管3的電力負荷進行各種 改變，對於TFT基板進行處理試驗，約3〇〇〇小時的處理 試驗後的結果如表1所示。還有，在表1中，各個燈的紫 外線強度是，以在實施例中顯示最大強度的實施例第4號 的準分子燈的紫外線強度為1〇〇時的百分比來表示的。還 有，燈的表面溫度是以準分子燈下面的基本上中央部位的 外表面溫度來表示的。 圖6是表示在表1中的準分子燈的表面溫度與紫外線 強度的關係的曲綫圖。從表1及圖6可以知道，在約3〇〇〇 小時點燈後，準分子燈的表面溫度在100〜180°C的範圍内 時^準分子燈的外觀上沒有異常，紫外線的強度也保持在 百为之88以上。相對於此，當準分子燈的表面溫度不滿 10〇c吩，準分子燈的表面就會付著飛散物等，變色發白 的同時，紫外線的強度也急激的低下。當準分子燈的表面 溫，溫度超過l80〇c時的紫外線強度低下的理由，可以認 爲是由於準分子燈的表面溫度過高，構成發光管3的石英 玻璃的紫外線透過率低下的原因。 =以上的結果可以知道，本發明的課題，也就是爲了 =止备、外線的低下和被照射物的污染，把準分子燈的表面 溫度設定在1〇〇〜18〇〇c的範圍是特別理想的。 14 12594» if.doc-ΙΑΛίί (w) 23ΤΓ^ 表1 實施例 序號 ^外線強度 (%) 面外觀 準分子燈的表面 溫度（°C )

或改變準分子燈 還有’改變封入準分子燈内的氣， 的大小也進行了試驗，結論是不管哪種場合，只要把準分 子燈的表面溫度設定在議〜丨默的_ _話，就可二 防止飛散物的敷著。 業上利用的可能性 工 如上所述，在具有爲了對被處理物照射準分子光的開 口部的燈室内配置有準分子燈的準分子燈照射裝置，從 分子燈照射的準分子光，不通過_“直接照射到被昭 射物上’而且’通過使準分子燈的表面溫度保持在大於等 於i〇〇°C時’從照射中的被照射物上發生的飛散物就不合 2著在激發式氣體分子燈的表面。還有，在現有的準分^ 燈上所必要的玻璃窗也沒有了必要。關於本申請發明的 分子燈照射裝置在工業上的利用價值是極大的。 / 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用二、 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之浐= =範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之: 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 15 I25949^57Pifd〇c 【圖式簡單說明】 圖1所示的是與本發明有關的準分子燈的實施形態的 斷面圖。 圖2所示的是與本發明有關的準分子燈照射裝置的第 1實施形態的斷面圖。 圖3所示的是與本發明有關的準分子燈照射裝置的第 2實施形態的斷面圖。 圖4所示的是與本發明有關的準分子燈照射裝置的第 3實施形態的斷面圖。 圖5所示的是現有的準分子燈照射裝置的斷面圖。 圖6所示的是準分子燈的表面溫度與紫外線強度的關 係圖。 【主要元件符號說明】 1 :準分子燈 2 :電極 2’ ：電極 3 :發光管 4 :容器 5 :燈室， 6:飛散物捕捉板 7 :燈固定器 16

Claims (1)

125949^7pifdoc 十、申請專利範圍： —1·種準分子燈照射裝置，將一準分子燈配置在一燈 至内，其特徵在於：從該準分子燈照射的準分子光，不通 過玻璃固而照射在一被照射物上，且該準分子燈的表面 溫度大於等於1〇〇〇C。 ^如申請專利範圍第1項所述的準分子燈照射裝置， 其中該準分子燈的表面溫度小於等於180°C。 3·如申請專利範圍第丨項所述的準分子燈照射裝置， 其中在4燈室内，更包括用來捕捉來自該被照射物上的產 生物的部材。 4·種使用準分子燈照射裝置的方法，該準分子燈被 =置在一燈室内，其特徵在於：將從該準分子燈照射的準 分子光’不通過—玻璃窗而照射到-被照射物±，該準分 子燈的表面溫度大於等於1〇〇〇C。 5·如申請專利範圍第4項所述的使用準分子燈照射裝 置的方法，其巾轉分子燈的表面溫度小於等於180。〇 6·如申明專她圍第4項所述的使用準分子燈照射裝 t法’其中在該燈室内，更包括用來捕捉來自該被照 射物上的產生物的部材。 1 ·Λ~子燈照射裝置’―準分子燈被配置在一燈 過!二，在於：從鮮分子燈的準分子光，不通 ^玻离“照射到—被照射物上，在該燈室内，更包括 來捕捉來自該照射物上發生的產生物的部材。 8.如申請專利範圍第7項所述的準分子燈照射裝置， 17 125949, if.doc 其中該部材裝置對於氣體具有穿透性。 9. 如申請專利範圍第7項所述的準分子燈照射裝置， 其中該部材是由抗震金屬，或者是玻璃纖維製成的耐熱布。 10. 如申請專利範圍第8項所述的準分子燈照射裝 置，其中該部材是與該燈室連接在一起。 18