TWI416584B - Ultraviolet radiation treatment device - Google Patents

Description

紫外線照射處理裝置

本發明是有關於紫外線照射處理裝置。尤其是，有關於在半導體基板或液晶基板等的製造工程中，使用被利用於半導體基板或液晶基板的洗淨等的準分子燈的紫外線照射處理裝置。

在最近的半導體基板或液晶基板等的製造工程中，作為除去除著於半導體基板的矽晶圓或液晶基板的玻璃基板的表面的有機化合物等的污垢的方法，使用紫外光的乾洗淨方法廣泛地被利用。尤其是，在使用從準分子燈所放射的真空紫外光的臭氧或活性氧氣所致的洗淨方法中，更有效率地在短時間就可洗淨的洗淨裝置有各種提案，例如眾知有專利文獻(日本特開2000-260396號)。

在專利文獻1的紫外線照射處理裝置中，使用著將細狀外部電極配置在斷面四方形狀的薄箱狀放電容器的照射面上，而將安裝電極配置於其相反側的面上，而且將上述照射面上的外部電極，亦即被處理體側的電極連接於接地，而將相反面上的安裝電極連接於饋電裝置的高壓側所成的準分子燈，俾將紫外線照射在從準分子照射面距數mm左右所配置的被處理體者。

專利文獻1：日本特開2000-260396號

而且，近年來因液晶面板等的被處理體逐漸大型化， 而對於大型被處理體能均勻地照射紫外線，成為必須形成全長度長的放電容器。然而，如專利文獻1所示地，形成隅部呈直角的斷面四方形狀的放電容器，則放電容器的全長度愈長，會有製造上各種障礙而事實上不可能。

例如，擬形成隅部呈直角的斷面四方形狀的放電容器，則只能以使用例如燃燒器的焊著或利用接著劑的接著等的手段的所定手段來貼上4枚長方形狀的板玻璃。但是，擬將燃燒器的火焰接觸於全長度長的板玻璃的長邊全面，為極煩雜又費事的需要熟練的作業，而有依據利用焊著的熱變形的破損的問題，實際上可說不可能。又，藉由接著劑來貼上板玻璃的方法來構成放電容器，也因為接著劑本體是具有容易地通過氣體的性質之故，因而發生填充於放電容器內的氣體漏出到放電容器外的不方便，而在此方法也不實際。

如此地，藉由所謂另體成形方式，經形成如專利文獻1所示的隅部呈直角的斷面四方形狀的放電容器，若放電容器的全長度愈長，則實際上不可能。因此，同文獻的放電容器形狀是模式地被記載者，實際上為了製作長狀放電容器，不得不使用在製造玻璃管上以往就採用的接拔法等的一體成形方式。亦即，一面加熱圓筒形狀的玻璃管，一面使用模等使之拉拔，而徐徐地變形成扁平四方形狀，藉此形成扁平的四方管，可說是唯一最現實性的形成方法。

在此種拉拔的方法所使用的模，由於加工上的理由，亦即為了將拉拔作成容易且圓滑，在其隅部形成有圓形， 所以在被拉拔的扁平四方形狀的玻璃管(放電容器)的四隅部也必然地給與一定的圓形(彎曲部)。

可是，如此地使用將具備在四隅具有彎曲部的扁平四方形狀的放電容器的準分子燈予以裝載的紫外線照射處理裝置，俾將從準分子燈所放射的紫外線照射在被處理體來進行被處理體表面的洗淨，利用以下的理由，視電極的配置判明了在被處理體有給與電性損傷的情形。

在上述紫外線照射處理裝置中，為了盡量防止藉由存在於從準分子燈一直到被處理體為止的空間的氧氣而真空紫外線被吸收的情形，將氮氣等的惰性氣體流在準分子燈與被處理體之間的空間，而將氧氣減少至限定性量為止，並將準分子照射面一直到被處理體為止的距離設定成數mm以內的短距離。

在此種紫外線照射處理裝置中，利用氮氣體的沖洗，使得藉由氮氣體的沖洗來降低準分子燈的照射面與被處理體之間的空間的氧氣濃度，則被連接於饋電裝置的高壓側的高壓電極的端部，及被連接於饋電裝置的接地側，而有與位於被處理體側的接地電極的端部之間發生放電的情形。

可是在只要該放電發生在兩電極端間，也不會有特別的阻礙，惟該放電有時間地發生在高壓電極與被處理體之間的情形。當放電朝被處理體發生放電，若被處理體為例如基板的時候，則瞬間地流著過電流而有損傷形成於基板表面的電性電路圖案般地，發生在被處理體表面發生著各 種損傷的問題。該現象是視準分子燈的點燈環境有所變動會產生，為非穩定性的現象。例如，經由基板通過的周圍氧氣濃度的大幅度的變化，或是來自電源系統的供應電壓變動等為主要原因。

針對於發生此種瞬間性放電的理由，可能為如下。

在第8圖中，準分子燈20的放電容器21是由一對上下平坦壁22，23與側壁24，25所構成扁平四邊形狀，此些平坦壁22，23與側壁24，25是利用彎曲部26分別連續形成。在該上下平坦壁22，23上分別配置有電極27，28，而在上方電極27是被連接於饋電裝置30的高壓側30a，而下方，亦即，被處理體W側的透光性的電極28是被連接於接地側30b。

通常，此些高壓電極27與接地電極28是利用印刷手段所形成者較多，在這時候由印刷工程上的理由，通常，兩電極的端部是配置於放電容器21的四隅的彎曲部。

又，如上述地，在從被處理體一直到準分子燈為止的距離為短至數mm左右的時候，往往發生沿著準分子燈20的高壓電極27與接地電極28的端部27a、28a間的放電容器21的沿面放電距離X，成為比沿著從高壓電極27的端部27a一直到被處理體W為止的放電容器21的最短放電距離Y還大的情形。在此，最短放電路離Y是指從高壓電極27的端部27a沿著放電容器21，經隅的彎曲部26而從側壁24，25垂直於被處理體W所測定的距離，亦即，指在高壓電極27與被處理體W之間所發生的放電路徑 的最短距離。

若準分子燈的高壓電極與被處理體之位置關係成為如上述，則會產生從高壓電極朝被處理體的表面瞬間性的放電發生比放電容器上面的高壓電極與F面的接地電極間的沿面放電發生還容易的不方便。若發生該不期望的放電，則發生被處理體表面的電路圖案等被燒壞等，顯著地損傷被處理體表面的問題。

鑑於以上的習知技術的問題點，本發明是在使用於將來自準分子燈的紫外線照射處理於被處理體的表面而洗淨被處理體的表面等的各種處理的紫外線照射處理裝置中，防止從準分子燈朝被處理體發生不期望的放電，不會產生燒損形成於被處理體的表面的電路圖案等各種損傷，而可進行被處理體的處理作為目的。

本發明是紫外線照射處理裝置，係具備準分子燈，該準分子燈之構造如下：具備具有互相地相對向而沿著管軸延伸的一對平坦壁，及該平坦壁間的一對側壁，及連續於該平坦壁與側壁間所形成的彎曲部的扁平筒狀的介質材料所構成的放電容器，在形成於該放電容器內的密閉空間封入有放電氣體，而且被配置於上述平坦壁的一方的高壓電極，及接近相對向於被處理體的被配置於上述平坦壁的另一方的具有透光性的接地電極，為隔著上述密閉空間而位於上述放電容器的外表面，將從該準分子燈所放射的紫外 光照射於被處理體的紫外線照射處理裝置，其特徵為：上述高壓電極端與上述接地電極端的沿面放電距離，比上述高壓電極端與上述被處理體的最短放電距離還小。

本發明的紫外線照射處理裝置，是高壓電極與接地電極間的沿面放電距離，比高壓電極與被處理體的長短距離還小之故，因而即使從高壓電極發生不期望的放電，成為在與接地電極之間進行放電而在與被處理體之間不會發生，不會將損傷給與被處理體。

第1圖是表示本發明的紫外線照射處理裝置的構成的概略的概念圖。

紫外線照射處理裝置是將從被配置於氮氣等惰性氣體所填充的筐體10內的準分子燈1所放射的紫外線，對於藉由複數滾子12朝水平方向被搬運筐體10下方的被處理體W進行照射，俾進行該被處理體W表面的洗淨等的處理。

被處理體W是矽晶圓基板，液晶顯示器製造用，電漿顯示面板製造用等的平坦面板顯示器製造用的玻璃基板等。此些基板的表面，是經由經過各製造工程會使狀態不相同，作成施加光阻，透明導電膜，電路等的狀態。

收容準分子燈1的筐體10，是相對向於被處理體W的下方側被開放，而在筐體10內部有準分子燈1配置於從被處理體W距數mm左右的位置，而且在該準分子燈1 的上方側的配置有具氣體噴出口11a的惰性氣體放出機構11。筐體10的內部是從準分子燈1所放射的紫外線藉由被吸收在氧氣而不會衰減的方式，以氮氣體等的惰性氣體所置換，尤其是，在準分子燈1與被處理體W間被置換成反應所必需的最低限的氧氣濃度。作為惰性氣體，除了氮以外，還可使用氦、氧、氖等。

此種紫外線照射處理裝置，是藉由所搬運來的被處理體W，使得筐體10的下方側的開口成為大約關閉之狀態，則來自惰性氣體放出機構11的惰性氣體充滿於筐體10內而使得內部的氧氣濃度降低。列舉其一例，在被處理體W的寬度為2000mm，準分子燈1的全長度為2100mm，筐體10的全長度為2300mm，高度為50mm，寬度為150mm，從惰性氣體放出機構11所放出的惰性氣體的流量為300L/分的時候，則被處理體W大約阻塞筐體10下方側的開口時，筐體10內的氧氣濃度是成為大約0.5%。

第2圖是表示被配置於本發明的紫外線照射處理裝置的筐體內的準分子燈的斷面詳細圖。

準分子燈1是與上述第8圖的習知例同樣地，具備藉由上下一對的平坦壁3，4與一對側壁5，6及連結此些的四隅彎曲部7所形成的扁平四方形狀的放電容器2。

表示此種放電容器2的一具體例，平坦壁3，4的寬度方向的長度為42mm，側壁5，6的高度方向的長度為15mm，厚度為2.5mm。

在此，放電容器2的四隅的彎曲部7是具有1.5mm以 上的曲率半徑R較佳。在R過小的時候，上述的拉拔成形作業較難，又，在燈製造階段的排氣工程中，產生管內部與外部的壓力差時，會應力集中而發光管容易斷裂。

在上述平坦壁3，4分別配置有電極8，9，上部的平坦壁3上的電極8是被連接於饋電裝置15的高壓側15a，而下部，亦即近接相對向於被處理體W側的平坦面4上的電極9是透光性，被連接於接地側15b。又，在放電容器2內部的密閉空間S填充有氙等的放電氣體。

在上述中，被處理體W側的接地電極9是比高壓電極8還寬廣，在圖示的例子中，其端部9a為超過放電容器2的隅部的彎曲部7而延伸。又，兩電極8，9的端部8a，9a間的最短沿面距離X，是成為比從高壓電極8的端部8a一直到被處理體W為止的最短放電距離Y還小。在這裏，兩電極端8a，9a間的最短沿面距離X，是指沿著電極端8a，9a間的放電容器2的表面的沿面長度，而從高壓電極8的端部8a一直到被處理體W為止的最短放電距離Y，是指從電極端8a沿著放電容器2的表面，經彎曲部7而從容器側壁5一直到被處理體W的放電距離的最短距離。

例舉一例，兩電極端8a，9a間的最短沿面距離X為13.5mm，而從高壓電極8一直到被處理體W為止的最短放電距離Y為19.6mm，最短沿面距離X與最短放電距離Y之相差是作為6.5mm。

如以上地，依照本發明的紫外線照射處理裝置，高壓 電極8的電極端8a與接地電極9的電極端9a間的最短沿面距離X，為成為比高壓電極8的電極端8a與被處理體W之間的最短放電距離Y還小。所以假設從高壓電極8發生放電，也因接地電極9的電極端9a者比被處理體W還近，因此在高壓電極8與接地電極9間發生放電，而在與被處理體W之間不會發生不期望的放電。因此，可避免形成於被處理體W的表面的電路圖案等被燒損的不方便。

尤其是，在使用如本案發明的準分子燈的紫外線照射處理裝置，當將紫外線照射在被處理體W，則在筐體10內填充有惰性氣體，尤其是在進行著對被處理體W的紫外線照射而施以處理時，氧氣濃度在準分子燈1與被處理體W之間被維持在低等級(例如0.5%)之故，因而絕緣擊穿電壓成為低狀態，而不容易發生放電。在第3圖，表示著如本發明的紫外線照射處理裝置的氧氣濃度與絕緣擊穿電壓之關係，可知氧氣濃度愈低，則絕緣擊穿電壓愈小。

亦即，如本發明的紫外線照射處理裝置，在筐體內的氧氣濃度作成低狀態者，高壓電極8與接地電極9的最短沿面距離X，保持比高壓電極8與被處理體W之間的最短放電距離Y還小的關係特別重要且有效。

又，在上述實施例中，接地電極9是沿著放電容器2的彎曲部7的至少一部分所配置，而在對應於該接地電極9的彎曲部7的部位連接有用以連接於饋電裝置15的饋電 線15b。藉由作成如此，被連接於接地電極9的饋電線15b未位於來自燈1的準分子光的光路上之故，因而藉由饋電線不會遮住準分子光。

又，在上述實施例中，被處理體W側的接地電極9的電極端9a是表示全覆蓋放電容器2的隅的彎曲部7的方式所延伸的形狀，惟並不一定覆蓋彎曲部7的全部，只要上述的兩電極8，9間的最短沿面距離X，成為比高壓電極8與被處理體W的最短放電距離Y還小就可以，在保持其關係的範圍內，如第4(a)圖及第4(b)圖所示地，接地電極9的電極端9a僅覆蓋彎曲部7的一部分的形狀也可以，或是未覆蓋於彎曲部7也可以(未圖示)。

又，在上述實施例中，被處理體W側的接地電極9是表示其兩端部覆蓋放電容器2的雙隅的彎曲部7的方式所延伸的形狀，惟並不一定接地電極9是覆蓋放電容器2的雙隅的彎曲部7的方式所延伸者。亦即，如第5圖所示地，接地電極9是僅其一方的電極端9a覆蓋放電容器2的彎曲部7般地延伸也可以。

又，在上述實施例中，被處理體W側的接地電極9的電極端9a是表示沿著放電容器2的隅的彎曲部7直線狀地延伸的形狀，惟並不一定電極端9a的形狀是直線狀者。亦即，如第6圖所示地，電極端9a是具備：互相地隔開而朝放電容器2的管軸方向依次排列而沿著放電容器2的隅的彎曲部7的表面延伸的複數凸部9b也可以。在該實施例中，凸部9b與高壓電極8間的最短沿面距離X成 為比高壓電極8與被處理體W的最短放電距離Y還小(針對於最短沿面距離X，最短放電距離Y是參照第2圖)。

又，放電容器2的側壁5，6是具有平坦部，該平坦側壁表示經彎曲部7而與上下平坦壁面3，4一體成形的態樣，惟並不被限定於此者，如第7圖所示地，側壁5整體為呈彎曲，而連續於平坦壁3，4的態樣也可以。這時候，彎曲部7是形成側壁5(6)的一部分者。

1‧‧‧準分子燈

2‧‧‧放電容器

3‧‧‧(上部)平坦壁

4‧‧‧(下部)平坦壁

5，6‧‧‧側壁

7‧‧‧(隅部)彎曲部

8‧‧‧高壓電極

9‧‧‧接地電極

10‧‧‧筐體

11‧‧‧惰性氣體放出機構

S‧‧‧密閉空間

W‧‧‧被處理體

X‧‧‧(高壓電極與接地電極的)沿面放電距離

Y‧‧‧(高壓電極與被處理體的)最短放電距離

第1圖是表示本發明的實施例的圖式。

第2圖是表示本發明的實施例的局部詳細圖。

第3圖是表示氧氣濃度與絕緣擊穿電壓的關係圖。

第4(a)圖及第4(b)圖是表示本發明的其他實施例的局部詳細圖。

第5圖是表示本發明的其他實施例的圖式。

第6(a)圖及第6(b)圖是表示本發明的其他實施例的圖式。

第7圖是表示本發明的其他實施例的局部說明圖。

第8圖是表示紫外線照射處理裝置的習知例的圖式。

1‧‧‧準分子燈

2‧‧‧放電容器

3‧‧‧(上部)平坦壁

4‧‧‧(下部)平坦壁

5，6‧‧‧側壁

7‧‧‧(隅部)彎曲部

8‧‧‧高壓電極

9‧‧‧接地電極

8a，9a‧‧‧電極端

15‧‧‧饋電裝置

15a，15b‧‧‧饋電線

S‧‧‧密閉空間

W‧‧‧被處理體

X‧‧‧最短沿面距離

Y‧‧‧最短放電路離

Claims (2)

1. 一種紫外線照射處理裝置，係具備準分子燈，該準分子燈之構造如下：具備具有互相地相對向而沿著管軸延伸的一對平坦壁，及該平坦壁間的一對側壁，及連續於該平坦壁與側壁間所形成的彎曲部的扁平筒狀的介質材料所構成的放電容器，在形成於該放電容器的密閉空間封入有放電氣體，而且被配置於上述平坦壁的一方的高壓電極，及接近相對向於被處理體的被配置於上述平坦壁的另一方的具有透光性的接地電極，為隔著上述密閉空間而位於上述放電容器的外表面，將從該準分子燈所放射的紫外光照射於被處理體的紫外線照射處理裝置，其特徵為：上述高壓電極端與上述接地電極端的沿面放電距離，比上述高壓電極端與上述被處理體的最短放電距離還小。
2. 如申請專利範圍第1項所述的紫外線照射處理裝置，其中，上述接地電極是沿著上述彎曲部的至少一部分所配置。