准分子灯装置的制作方法

专利名称：准分子灯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种准分子灯装置，其向液晶面板基板、半导体晶片、 磁盘基板、以及光盘基板等玻璃、半导体、树脂、陶瓷、金属等以及 它们的复合基板表面上照射紫外光，从而进行清洁、刻蚀等基板处理 中使用。
背景技术：
安装有通过专利文献1等公知的准分子灯的准分子灯装置，在存
在微量氧的氛围下，将从准分子灯放射的200nm以下、100nm以上范 围的紫外光照射到被处理物的表面上，通过产生的活性氧和透过的紫 外光的增强效果，使被处理物的表面的有机物等分解飞散，从而进行 清洁。
艮P，从准分子灯例如将波长为172nm的紫外光照射到基板表面上， 对构成有机物的化学键进行分解，从而进行低分子化，并且使有机污 染物活化。同时，向浮游在基板表面上的氧照射紫外光，生成活性氧， 由此将有机污染物通过与活性氧的氧化反应转换成挥发物质，放出并 去除到空气中。
使用这种准分子灯的干式清洁在对氧进行分解时消耗紫外光，因 此根据存在于准分子灯和基板之间的氧的量的不同，到达基板表面的 紫外光产生变化，因此当存在有机污染物的氧化所需的量以上的高浓 度的氧分子时，紫外光被白白消耗掉，无法到达基板表面。因此，一 直以来对准分子灯装置不断进行改良，开发有效利用紫外光的技术。
例如，公知有如下准分子灯装置(1)将多个棒状的准分子灯设
置在大致密闭状态的矩形箱状的框体内部，将该框体内部转换成紫外 光透过性的氛围、即填充有氮气等惰性气体的氛围，经由设置在框体 的一面上的紫外光透过窗部件，放射紫外光。
进而，还公知有如下准分子灯装置(2)为了不使穿过紫外光透 过窗部件的紫外光白白消耗掉，使氮气等惰性气体在窗部件和基板之 间流过，降低氧分压，从而提高紫外光透过性。
此外，最近作为被处理物的液晶面板基板逐渐大面积化，制造与 其对应的紫外光透过窗部件变得困难。因此还开发着一种不使用窗部 件，而是将来自准分子灯的紫外光直接照射到基板上的准分子灯装置。 在其中，(3)通过按预期对流过准分子灯和基板之间的惰性气体及氧 进行控制，对来自准分子灯的紫外光的衰减进行抑制，可以有效地向 基板照射紫外光。
但是最近在专利文献l (日本专利特开2001 — 137800号公报)、 专利文献2 (日本专利特开2001 — 162240号公报)等中提出了以水蒸 气代替氧来作为清洁基板表面时的反应性气体的技术。该技术提高用 于维持紫外光透过性而供给的氮气的湿度，使之成为加湿化氮气，将 水吸收紫外光而分解时产生的OH自由基及H自由基用于基板的清洁 处理。
图11是用与灯的管轴垂直的面将专利文献1中记载的技术涉及的 基板处理装置切断的准分子灯装置的说明用截面图。
该准分子灯在纸面下方开口的灯罩72内部，例如具有3根棒状的 准分子灯7，并且设有腔室76，以包含灯罩72的下部及用于传送基板 70的辊筒式输送机71。
在灯罩72的内部，从气体供给用配管73供给作为惰性气体的氮
气，从而内部处于不含氧的氛围，由此对来自准分子灯7的紫外光的 衰减进行抑制。
此外，在腔室76的下方连接有加湿的惰性气体的供给管75，从 此处供给水蒸气和氮气的混合流体。此外，在腔室76的上方设有排气 管78，通过强制排气，提高腔室76的入口的流速，防止臭氧的泄漏。
在基板70的表面上照射来自准分子灯7的紫外光，从而进行清洁， 并且存在于基板70表面的水蒸气也被紫外光照射，从而生成氧化性的 OH自由基和还原性的H自由基。通过该OH自由基初H自由基的作 用，将附着在基板70表面上的由有机物质构成的污染物质转换、分解 成挥发物质，从排气管放出到外部，从而进行基板的干式清洁。
专利文献l:日本专利特开2001 — 137800号公报 专利文献2:日本专利特开2001 — 162240号公报
然而，在专利文献1记载的装置中，需要将惰性气体填充在灯罩 72内。在上述结构涉及的装置中，为了用于光的照射而打开灯罩72， 因此需要供给大量的惰性气体，存在运转成本增加的问题。因此而在 用紫外光透过性的石英玻璃制的窗等覆盖灯罩72的开口时，难以适应 近来的液晶面板基板的大面积化，并且窗部件很昂贵，因此装置也变
得昂贵。
此外，在传送基板70的腔室76中，需要使内部保持高湿度氛围， 结构无法避免地变得复杂。而且，通过来自加湿的惰性气体的供给管 75的供给气体量和排气管78的排气，对腔室76内的氛围进行管理、 控制，因此很难将基板70表面的氛围维持恒定，存在清洁处理不稳定 的问题。
在专利文献2中记在有如下干式清洁方法与上述技术同样地，
将加湿的惰性气体供给到基板表面，并且照射来自准分子灯的紫外光， 从而对基板表面的由有机物质构成的污染物质进行分解，转换成挥发 物质并将其去除。在该方法中，将基板送入腔室内，并注入加湿反应 气体，在形成预定的氛围之后，将来自准分子灯的紫外光照射到基板 表面上进行干式清洁。然后，排出放出的挥发物质，将基板送出。
然而，在利用这种方法时，在送出基板之前先将挥发气体暂时去 除，因此需要提高处理腔室的气密性，存在装置结构变得复杂、昂贵 的问题。
此外，通过在处理腔室内设置加湿的气体供给用配管和湿度检测 器，对氛围的相对湿度进行控制，但是氛围湿度不均匀，因此难以控 制加湿器，难以创造出稳定的处理氛围。
而且，在该技术中对相对湿度进行控制，因此即使在相同％下， 含水分的绝对量也随着温度的不同而变化。在含水分量增多时，紫外 光的吸收量增加，激发活性粒子增加，但紫外光无法工作，因此不能 得到清洁效果。在含水分量减少时，虽然紫外光照射量增加，但激发 活性粒子减少，因此不能得到清洁效果。
艮口，在现有公知的技术中，基板处理空间的水分的绝对量产生变 化，存在无法进行基板的稳定处理的问题。
除了这些情况之外，随着灯的高输出，存在灯的温度也升高的倾 向，基板附近氛围的温度会受到灯的温度变化引起的数十度的影响。 此时，更加难以通过相对湿度的控制来进行稳定的基板处理。

发明内容
因此本发明要解决的课题在于提供一种准分子灯装置，可以适于 应对基板的大型化，并且可以降低运转成本，可以切实地进行基板表
面的处理。
为了解决上述课题，本发明涉及的准分子灯装置的特征在于包 括准分子灯；
灯罩，容纳准分子灯，具有将从该准分子灯放射的紫外光输出的 光照射口；
气体供给用配管，设置在灯罩内，位于与准分子灯平行且交互的
位置，设有气体喷出口；以及
气体供给单元，向气体供给用配管中导入含水蒸气的惰性气体， 通过上述气体供给单元，绝对湿度被控制为预定值的麵性气体被
供给到上述气体供给用配管中。
此外，上述绝对湿度换算成重量绝对湿度为0.5 6.5g/kg。
此外，可以具有如下结构上述含水蒸气的惰性气体流过准分子 灯和气体供给用配管之间，从灯罩的开口流出。
此外，在上述准分子灯周围设有遮光单元，该遮光单元对从准分 子灯放射的紫外光中向与光照射口方向不同的方向放射的光进行遮 挡。
此外，上述准分子灯由以下部分构成放电容器，至少一部分由 透过紫外光的电介质材料构成，在内部封入放电气体；第一电极，设 置在该放电容器的外面；以及第二电极，与该第一电极至少经由一张 电介质，设置在放电容器的内部或外部，
在设置于放电空间外部的电极的表面上形成有抗氧化性的保护 膜，或者
具备对紫外光具有透过性的保护管，在保护管的内部容纳有准分 子灯。 发明的效果(1) 可以向作为被处理物的基板表面均匀地供给含水蒸气的惰性 气体，而且水蒸气量得到控制，因此在形成于准分子灯和基板之间的 空间产生温度变化时，可以将H自由基和OH自由基的生成量维持恒 定，并且可以抑制紫外光的过度衰减，可以实现稳定的清洁效果。(2) 将惰性气体中的水蒸气量设为重量绝对湿度0.5 6.5g/kg， 从而可以切实地得到将水蒸气用作自由基源而产生的清洁效果。(3) 使含水蒸气的惰性气体流过准分子灯和—体供给用配管之 间，从灯罩的开口流出，从而可以将供给到基板表面水蒸气量均匀控 制为均匀。(4) 在准分子灯的周围设置遮光单元，该遮光单元对从准分子灯 放射的紫外光中向与光照射口方向不同的方向放射的光进行遮挡，从 而不会在由基板和准分子灯形成的空间以外的部分生成、消耗H自由 基及OH自由基，可以有效地使这些自由基作用于基板，可以得到好的 清洁效果。(5) 在准分子灯的电极的表面上形成有抗氧化性的保护膜，或者 准分子灯容纳在保护管的内部，从而可以避免电极氧化，可以维持稳 定的点亮状态。


图1是表示本发明的第一实施方式的、与准分子灯的管轴垂直的 截面的说明用部分截面图。图2是用于说明本发明的第一实施方式涉及的准分子灯的(a)管 轴方向截面图、(b)在与管轴垂直的方向切断的截面图。图3是将本发明的第一实施方式涉及的气体供给用配管和准分子 灯的一部分取出来表示的说明用的透视图。
图4是简要地图示本发明的实施方式涉及的气体供给单元涉及的 结构的说明用图。图5是表示本发明的实施方式涉及的加湿装置的结构的一例的说 明用图。图6是简要地图示本发明的其他实施方式涉及的气体供给单元涉 及的结构的说明用图。图7是用于说明本发明的第二实施方式的准分子灯装置的说明用截面图。图8是本发明的第二实施方式涉及的(a)表示用部分虚线将准分 子灯放大表示的透视图，(b)用(a)中的A—'A切断的说明用截面图。图9是表示实施例1的结果的、惰性气体的相对湿度和纯水的接 触角的关系的图。图10是表示实施例2的结果的、惰性气体的相对湿度和纯水的接 触角的关系的图。图11是用与灯的管轴垂直的面将现有技术涉及的基板处理装置 切断的准分子灯装置的说明用截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细说明。图i是具有准分子灯、进行被处理物的干式清洁处理的准分子灯 装置，该图是表示与准分子灯的管轴垂直的截面的说明用部分截面图。在该准分子灯装置10中，根据需要设有底座部件12，在其内周 形成有光照射口 12A,并且设有整体为立方体的箱状的外包装盖13， 从而构成灯罩11。在该灯罩11的内部，在与光照射口 12A平行的平 面上，相互平行地延伸设有作为紫外光光源的多个准分子灯20。在本 实施方式中，具有4根准分子灯。准分子灯装置IO被设置成，使光照射口 12A位于工厂内的辊筒式
输送机等基板传送用机构16的上部，在形成于光照射口 12A下方的空间s中传送液晶面板基板等作为被处理物的基板w。图2是用于说明图1中的准分子灯的(a)管轴方向截面图、(b) 在与管轴垂直的方向切断的截面图。准分子灯20的放电容器21由透过紫外光的石英玻璃构成。在放 电容器21的内部以60kPa的封入压力封入作为准分子生成气体的放电 气体氙气。在放电容器21的内部，沿着该放电容器21的轴设有由金属制的 线圈构成的一个电极22，与埋设在形成于放电容器21两端的压封部 21A、 21B中的金属箔24A、 24B保持连接。在放电容器21的外表面上，与该放电容器21的上部位置紧贴着 设有由金属板构成的成型为剖面半圆形的槽状的另一电极23。在本实 施方式中，另一电极23由对紫外光具有反射性的材质构成，优选由铝 构成，兼用作将从放电容器21上方出射的紫外光向准分子灯装置(IO) 的光照射口 (12A)反射的反射镜。另外，对于这种另一电极23，也 可以在其上贯穿放电容器21的一周覆盖网状电极。此时放电区域变大， 可以得到更强的光输出。此外，该另一电极23还具有遮光单元的功能，遮挡从准分子灯 20向光照射口 (12A)以外的方向放射的紫外光。通过具有这种遮光单元，在图1中，向形成在基板W和准分子灯 20之间的空间S以外的部分放射的紫外光被遮挡，可以避免作用于基 板W的污染物质的H自由基及OH自由基在空间S的起始阶段生成、 消耗的情况，从而可以提高基板W的清洁效果。这种遮光单元除了使 构成准分子灯20的部件具有遮光功能之外，也可以利用与灯分体的结构附加设置。再次参照图2对灯结构进行说明。在该图2中，标号25是由电介 质构成的管材，覆盖另一电极22的全长，从而可以使一个和另一电极 22、 23之间生成的放电贯穿灯的整个长度方向稳定。此外在放电容器 21的两端部附近，在放电空间内部设有中空圆板状的支撑部件26A、 26B，管材25贯穿其中心被支撑。在图1中，在准分子灯20的上方，与该准分子灯20隔着预定距 离设有冷却用块14，该冷却用块14在内部设有冷却用的流体流过的配 管14A。在冷却用块14的上方，组装有省略了图示的准分子灯20点 亮用的电源装置，在点亮过程中，由该冷却用块14吸收从电源装置产 生的热量及从准分子灯20产生的热量，实现两空间的绝热，并且抑制 准分子灯装置IO的过热。在冷却用块14的下方设有气体供给用配管15。气体供给用配管 15由铝、不锈钢等构成，例如由在冷却用块14的底面设置的省略图示 的夹具固定，保持悬空。在本实施方式中，共具有5个气体供给用配 管15，其管轴与准分子灯20的轴平行，并且从基板W的传送方向(箭 头)观察时灯与配管交互排列。另外，该气体供给用配管15和准分子 灯20并不限于隔1根地交互设置，也可以隔多根地交互设置。图3是将气体供给用配管(15)和准分子灯(20)的一部分取出 来表示的说明用的透视图。如该图3所示，在气体供给用配管的侧面 向准分子灯上方的空间设有开口，构成气体喷出口 15a。气体喷出口 15a在气体供给用配管15的长度方向上贯穿准分子灯20的全长设有多 个，在向气体供给用配管15供给已被控制含水蒸气量的惰性气体时， 从喷出口 15a喷出已加湿的惰性气体，向各准分子灯20的上部空间四 处供给加湿的惰性气体。另外在本实施方式中并不限于由多个孔构成 气体喷出口 15a，狭缝状、喷嘴状等也适合。
如图l所示，从气体喷出口 15a放出的加湿的惰性气体在准分子 灯20的上部空间滞留之后，沿着准分子灯20的管壁，穿过气体供给 用配管15和准分子灯20的间隙，向灯罩ll的光照射口 12A喷出。这 样，使从气体喷出口 15a供给的气体暂时滞留后向空间S放出，因此 加湿的惰性气体的流速变慢，并且在灯的轴方向上变得均匀，H20的 浓度变得均匀。另外，在准分子灯20的上部空间，由于设有另一电极23，因此 紫外光被遮挡，不会照射紫外光。因it在H20放出到形成在准分子灯 20和基板W之间的空间S中以前，1120不会被激发，不会白白生成、 消耗H自由基及OH自由基，可以切实地防止电极23的氧化。接下来，参照图4、 5对本发明涉及的气体供给单元的一例进行详 细说明。另外，对之前在图1 3中说明的结构标以相同标号进行表示， 并省略详细说明。图4是简要地图示在图1的准分子灯装置中气体供给单元涉及的 结构的说明用图，图5是表示加湿装置的结构的一例的说明用图。另 外，在这里表示将氮气(N2)用作惰性气体的例子，当然也可以使用 其他惰性气体。在图4中，氮气供给源40由储气瓶等构成，由该氮气供给源40 千燥的氮气被供给到加湿装置50中。另一方面，加湿用的水源41由 供给水罐等构成，去离子水(DIW)与上述同样地被供给到加湿装置 50中。而且由此生成在加湿装置50中绝对湿度被调整为预定值的加湿 的氮气，穿过己预防结露的配管51及分支配管52，供给到准分子灯装 置IO上的各气体供给用配管15中。利用图5对加湿装置的一例进行详细说明。在图5中，水源41经
由阀门53及止回阀54连接到加湿罐55上，如该图5所示，向加湿罐 55中导入供给水(去离子水(DIW))。液面控制器56通过设在加湿 罐55旁边的液位开关57对加湿罐55中的去离子水的水位进行监视， 若检测出水面降低到超过液位开关57的下限的情况，则经由连接液面 控制器56和阀门53之间的配线，从该液面控制器56对阀门53发送 促使向加湿罐55供水的指示。氮气被供给到该加湿罐55的内部，氮气被加湿处理。以下，对此 进行说明。从氮气供给源40经由流量计58及针形阀59，从配管60向加湿 罐55供给干燥氮气。此外，分支的配管61的前端经由针形阀62与连 通到加湿罐55内的配管63合流，并与湿度控制装置64连接。湿度控制装置64包括湿度传感器641，检测惰性气体中所含的 水量，从而检测出绝对湿度(一般还称为"混合比"(单位g/kg)); A/D转换部642，将来自该湿度传感器641的模拟输出电压值转换成数 字输出电压值；存储部643;运算部644，利用来自A/D转换部642的 信息及存储在存储部643中的数据进行运算；以及控制部645，根据来 自运算部644的结果，发送对针形阀62的开闭状态进行控制的信号。而且，对所供给的氮气中的绝对湿度进行监视，在加湿的氮气中 的绝对湿度低于预定范围时，促使针形阀62关闭，增大加湿的氮气量。 在绝对湿度超过预定范围时，打开针形阀62，增大干燥氮气量，使绝 对湿度降低。另外，如该图5所示，在加湿罐55内设有监视容器内部的压力的 压力计66及安全阀67。此外，标号68是用于排出加湿罐55内的水的 排水阀。 这样，从加湿装置50出来的气体穿过配管(51)及分支管(52)， 供给到准分子灯装置(10)的气体供给用配管(15)中。接下来，参照图6对与上述不同结构的加湿装置进行说明。另外， 与之前通过图4、图5说明的结构相同的结构标以相同的标号，省略详 细说明。向加湿罐55中导入供给水(去离子水(DIW))，在本例中通过 浮球水栓70对水量进行监视，若浮球水栓70的位置低于预定值时， 从水源41经由配管69自动提供供给水。对于始于氮气供给源40的气体供给路径及始于加湿罐55的加湿 惰性气体的路径，与上述例相同。即，在导入有供给水的加湿罐55中， 已加湿的氮气经由配管63向湿度控制装置64传送，在湿度传感器641 中测量出绝对湿度，在绝对湿度小于预定值时，关闭针形阀62从而提 高湿度，另一方面，在绝对湿度高于预定值时，打开针形阀62，增大 干燥氮气的比例，降低湿度，从而调整绝对湿度。这样调整的含水蒸 气的氮气流过配管51，供给到准分子灯装置(10)的气体供给用配管 (15)中。如上所述，通过构成为具有干燥惰性气体的供给源、水源、加湿 装置及配管的气体供给单元，水蒸气量被控制为预定值的惰性气体被 供给到气体供给用配管中。通过具有上述加湿装置，从气体供给装置供给绝对湿度、即所含 的水蒸气量被控制在预定值的惰性气体。因此，即使在灯罩内的温度 产生变化时，也不会增减在基板表面附近浮游的水分子量，可以实现 稳定的干式清洁处理。在基板表面附近浮游的H20分子的数量过多时， 则紫外光的衰减过大，照射到基板表面的紫外光不足，不能充分进行 污染物质的活化。另一方面，若H20分子的数量过少，则虽然紫外光 能切实地照射到基板上，但是H自由基及OH自由基不足，很难分解 活化的污染物质。基板的干式清洁所必需的水蒸气量的重量绝对湿度为0.5 6.5g/kg，更优选为1.0 6.0g/kg，进一步优选为1.5 4.5g/kg。通过将 重量绝对湿度设在0.5 6.5 g/kg的范围，即使与将氧(不使用水)用 作自由基源的基板清洁相比，也可以大幅度提高清洁效果。进而，在 将重量绝对湿度设在1.0 6.5g/kg的范围时，可以将纯水的接触角进一 步减小5。以上，可以切实地得到清洁效果。进而，在将重量绝对湿度 设在1.5 4.5g/kg时，可以将基板的纯水的接触角减小至清洁所要求的 10°左右，能够得到很好的清洁效果。另一方面，重量绝对湿度达到 7.0g/kg以上时，清洁效果低于只将氧用作(不使用水)自由基源的基 板清洁。在这里，参照图1对上述结构涉及的准分子灯装置的处理进行说 明。在图1中，在形成于光照射口 12A下方的空间S中传送由液晶面 板基板等构成的被处理用的基板W时，从气体喷出口 15a放出的加湿 的惰性气体经由准分子灯20上部空间，穿过准分子灯20的管壁和气 体供给用配管15之间，流出到基板W表面。与此同时，来自准分子灯 20的紫外光(UV光)照射到基板W表面及水蒸气上。而且，在紫外光照射到由附着在基板表面上的有机物质构成的污 染物质上时，污染物质活化，并且吸收了紫外光(UV光)的水蒸气(H20) 被激发，分解为H自由基和OH自由基，从而成为活性粒子，这些作 用于已被活化的污染物质上，转换成挥发物质。在空间S中从准分子 灯装置10连续地流出加湿的惰性气体，因此生成的挥发物质从基板表 面分散，穿过排气口 (未图示)放出到准分子灯装置io的外部。根据这种准分子灯装置10，加湿的惰性气体均匀供给到形成于光 照射口 12A下方的空间S (灯和基板之间的空间)中，因此浮游在基
板(W)表面上的H自由基及OH自由基的量恒定，并且照射的紫外光的量也恒定，可以切实地进行基板(w)表面的处理。特别是，通过将惰性气体的重量绝对湿度设在0.5 6.5g/kg的范 围，从准分子灯放射的紫外光的衰减得到抑制，也能够对基板照射适 当量的紫外光，并且从H20分子产生的H自由基及OH自由基的量也 生成用于基板清洁最佳的量，可以大幅度提高清洁效果。此外，在上述装置中，惰性气体只要供给到光照射口 12A下方的 空间S中即可'，因此不需要填充整个大的装置中，可以节约所使用的 惰性气体量，从而降低运转成本。而且，也不需要利用石英玻璃气密 地覆盖灯罩11的光照射口 12A，可以自由地将准分子灯装置10大型 化，还可以降低装置主体的成本。进而，在本发明涉及的准分子灯装置中，可以设置在基板处理装 置中的传送线的一段上，可以简单地构成省空间的装置，可以成为通 用性高的装置。接下来，图7是用于说明本发明的第二实施方式的准分子灯装置 的说明用截面图。另外，对之前在图1 图6中说明的结构标上相同的 标号，省略详细说明。该实施方式与上述实施方式的不同点在于准分子灯的形态，在这 里具有成型为矩形箱状的放电容器。首先，参照图8对准分子灯的结构进行说明。图8 (a)是表示用 部分虚线将该准分子灯放大表示的透视图，(b)是用(a)中的A — A 切断的说明用截面图。放电容器31的材质与上述的相同，由透过紫外 光的石英玻璃构成，在放电容器31的内部封入有氙气。在放电容器31 外表面上的光输出侧的一面(纸面的下方表面)上形成有网眼状形成
的一个电极32，在与该表面相对的外表面上形成有另一电极33。紫外 光从网眼的间隙中透过，从而如图7所示，从一个电极32向设置在相 对面上的基板照射紫外光。在本实施方式中，在一个和另一电极32、 33的表面上，形成有抗 氧化性的保护膜34。另外如上所述，作为保护膜优选Si02、Al203、Ti02、 或由它们的复合物等构成的膜。另外，形成在另一电极32上的保护膜 34选用对紫外光具有透过性的物质。如图7所示，通过设置在灯罩11上部的气体供给用配管供给水蒸 气量已被调整为预定值的惰性气体时，穿过准分子灯30和气体供给用 配管15的间隙，向基板W表面上流过。与此同时，来自准分子灯30 的紫外光照射到基板W表面上，由附着的有机物质构成的污染物质活 化，并且吸收了紫外光(UV光)的水蒸气(H20)被激发，分解为H 自由基和OH自由基，从而成为活性粒子，这些作用于活化的污染物质 上，转换成挥发物质。这样，根据本发明涉及的准分子灯装置，无论准分子灯的形态如 何，可以切实地发挥清洁处理功能。另外，特别是如本实施方式所示，在准分子灯的光输出面相对基 板的被处理面形成扁平的结构时，气体的流动易于稳定化，可以更顺 利的进行自由基群的回收，因此优选之。以上，对本发明的实施方式涉及的准分子灯装置进行了详细说明， 但本发明并不限于该实施方式，可以进行适当变更。例如，作为准分子灯，提出了图2、图8所示的准分子灯，但并 于限于这些结构。具体而言，也可以使用如下以往作为放电容器形状 而公知的、专利文献1中记载的结构小径的内管部和大径的外管部
同轴设置，其两端部通过熔敷而密封，形成中空圆筒状的放电空间。 此外，在上述实施方式中，在图2所示的准分子灯中，另一电极发挥 了反射板的功能，但并不限于该方式，也可以在放电容器的上部外表 面上形成反射膜。此外，也可以使另一电极不具备反射性，安装分体 的反射镜。此外，如图8所示，设置在放电容器的外表面上的电极上，优选 形成有抗氧化性的保护膜，或通过其他方法防止电极的氧化。虽然未 在本实施方式中采用，但也可以使用对紫外光具有透过性的保护管，将灯整体容纳在其中，保护电极等不受H自由基及OH自由基的破坏。这样通过采用抗氧化性的保护膜或保护管，从而即使在另一电极的周围浮游H自由基及OH自由基的情况下，电极也不会氧化，可以 实现稳定的放电。接下来，为了确认发明的效果，进行了实施例1 2。另外，在下 述实施例1 2中使用的装置规格为一例，并不限于此。实施例1根据图1的结构制作准分子灯装置(10)的实验机。该准分子灯 装置(10)的具体结构如下。准分子灯(20)具有图2所示的结构，具有外径为18.5mm、内径 为16.5mm、全长为2470mm的石英玻璃制的圆筒状的放电容器(21)， 在管的中心设置一个电极(22)，并且在放电容器(21)的外表面上 设置半圆筒形的另一电极(23)。此外，在该放电容器(21)的内部 封入压力为60kPa的准分子生成气体，从而制作额定消耗功率为600W 的准分子灯。使用4根这样制作的准分子灯(20)，安装在图1的结构涉及的准分子灯装置上。与准分子灯(20)相邻设置的气体供给用配管为铝制，在准分子灯的上部空间的相对的位置上，以10mm的间距形成有由内径为0.7mm 的小孔构成的喷出口。在具有上述结构的准分子灯装置(10)中，在基板传送用机构(16) 上放置作为被处理物的基板(W)。由厚度为0.7mm、宽度为2200mm、 长度为2400mm的无碱玻璃构成基板(W)，进而对该表面进行污染 处理，纯水的接触角约为40。。将基板(W)的被处理面和准分子灯(20)的最近距离调整为3mm， 从而设置灯罩(11)。该距离接近一般使用的准分子灯装置的设置条 件。此外，将基板(W)的传送速度设为5m/min。在灯罩的照射区域 约为250mm时，根据该条件，来自准分子灯(20)的紫外光照射时间 约为3秒钟。使用上述结构涉及的实验装置，对导入到气体供给管中的惰性气 体的湿度进行各种变化，调整基板表面的纯水的接触角。图9是表示 以如下条件1 6进行清洁处理的结果的图，纵轴为纯水的接触角(。)， 横轴为相对湿度(％RH)。条件1从储气瓶直接向气体供给管导入不含水蒸气的干燥氮气。在不导 入水蒸气时，来自准分子灯的光照射到浮游在基板表面上的氧，生成 臭氧，进而通过臭氧分解时产生的活性氧的作用，进行基板的干式清 洁。其结果，得知基板表面的纯水的接触角由紫外光照射前的40°下 降至20° 。该条件在图9中与相对湿度0%对应。
接下来，在气体供给用配管上设置加湿装置，从而构成可以将加 湿的惰性气体供给到灯罩内的实验装置。条件2将所供给的气体的温度强制冷却并恒定保持在5°C，使相对湿度 在0% 100%变化，并供给氮气，对清洁效果进行确认。其结果在图9 中用X记号表示。条件3将所供给的气体的温度保持在IO'C，将相对湿度在0% 100%变 化，并供给氮气，对清洁效果迸行确认。其结果在图9中用菱形记号 表示。条件4将所供给的气体的温度保持在2(TC，将相对湿度在0% 100%变 化，并供给氮气，对清洁效果进行确认。其结果在图9中用方形记号 表不。条件5将所供给的气体的温度保持在30'C，将相对湿度在0% 100%变 化，并供给氮气，对清洁效果进行确认。其结果在图9中用三角形记 号表示。条件6将所供给的气体的温度保持在45°C，将相对湿度在0% 100%变 化，并供给氮气，对清洁效果进行确认。其结果在图9中用圆圈记号 表示。从图9的结果可知，在各温度上接触角最低的相对湿度不同。换 言之，这意味着即使控制相对湿度，但未控制气体的温度的情况下， 也无法得到有效的清洁效果。例如，在相对湿度约为5%，所供给的惰性气体温度为30 45'C时， 可以下降到这种玻璃的清洁所要求的接触角10° ±1°以下。但是即使 维持相同的相对湿度5%，在气体的温度下降到20'C以下时，纯水的接 触角大于15。，也无法得到期望的效果。此外，在相对湿度为20%时，最佳温度为2(TC，此时接触角可以 下降到IO。 ±1°以下。但是在温度从2(TC产生变化时接触角无法下降 到10° ±1°以下。而且，在气体的温度为45X:时，接触角超过35。， 结果比未导入水蒸气时还差，无法得到清洁效果。实施例2在上述实施例1中使用的准分子灯装置上设置图4、 5所示的气体 供给装置，从而构成实验装置。作为被处理物，使用与在上述实施例l 中使用的基板相同结构的基板，使惰性气体中的绝对湿度(重量绝对 湿度)在0 8.0g/kg之间变化，从而进行清洁，并对基板表面的纯水 的接触角进行测量。另外，装置的驱动条件也与上述实施例相同。图10表示实施例2的结果。随着使水蒸气从重量绝对湿度Og/kg开始增大，基板的纯水的接 触角变小，在3.0 3.5g/kg附近得到最低的接触角。若重量绝对湿度大 于此，则接触角逐渐变大，若重量绝对湿度超过7.0g/kg，则比不含水 蒸气时还差。因此，所需的水蒸气量为重量绝对湿度在0.5 6.5g/kg， 由此，与不使用水蒸气进行清洁时相比，可以实现更好的效果。进而， 在重量绝对湿度为1.0 6.0g/kg时，可以达到接触角小于15。，进而， 在1.5 4.5g/kg时，可以下降到玻璃清洁所要求的接触角10° ±1°以 下。
从以上实施例的结果可知，在准分子灯装置中用相对湿度对含水 分量进行控制、管理时，由于根据供给气体的温度的不同，基板的清 洁效果不同，因此很难维持稳定的清洁条件。在用相对湿度进行管理 时，通过对所供给的气体的温度也进行管理，虽然可以得到期望的清 洁效果，但在实际使用上无法实现。即，实际上由于准分子灯主体变 成高温，因此对处理基板的空间的氛围温度也产生不少影响，可以想 像气体的温度也产生波动。随着惰性气体的温度变化，必须改变相对 湿度，在处理室内设置湿度传感器时难以进行控制，而且相应地调整 相对湿度也很难实现。另一方面，在对绝对湿度进行管理时可以按预期控制清洁效果， 而且几乎不依赖于温度，因此无需考虑准分子灯的温度上升等，可以 切实地提高清洁效果。这样，在基板的表面处理中，不可缺少对存在于处理基板的空间 中的水分子的绝对量的控制。因此，需要对惰性气体中的绝对湿度进 行控制。
权利要求
1.一种准分子灯装置，其特征在于包括准分子灯；灯罩，容纳准分子灯，具有将从该准分子灯放射的紫外光输出的光照射口；气体供给用配管，设置在灯罩内，位于与准分子灯平行且交互的位置，设有气体喷出口；以及气体供给单元，向气体供给用配管中导入含水蒸气的惰性气体，通过上述气体供给单元，绝对湿度被控制为预定值的惰性气体被供给到上述气体供给用配管中。
2. 根据权利要求1所述的准分子灯装置，其特征在于 上述绝对湿度换算成重量绝对湿度为0.5 6.5g/kg的范围。
3. 根据权利要求1或2所述的准分子灯装置，其特征在于-上述含水蒸气的惰性气体流过准分子灯和气体供给用配管之间， 从灯罩的开口流出。
4. 根据权利要求1或2所述的准分子灯装置，其特征在于在上述准分子灯周围设有遮光单元，该遮光单元对从准分子灯放 射的紫外光中向与光照射口方向不同的方向放射的光进行遮挡。
5. 根据权利要求1或2所述的准分子灯装置，其特征在于 上述准分子灯由以下部分构成放电容器，至少一部分由透过紫外光的电介质材料构成，在内部封入放电气体；第一电极，设置在该 放电容器的外面；以及第二电极，与该第一电极至少经由一张电介质，设置在放电容器的内部或外部，在设置于放电空间外部的电极的表面上形成有抗氧化性的保护膜。
6.根据权利要求1或2所述的准分子灯装置，其特征在于 上述准分子灯由以下部分构成放电容器，至少一部分由透过紫外光的电介质材料构成，在内部封入放电气体；第一电极，设置在该放电容器的外面；以及第二电极，与该第一电极至少经由一张电介质，设置在放电容器的内部或外部，该准分子灯具备对紫外光具有透过性的保护管，在保护管内部容纳有准分子灯。
全文摘要
提供一种准分子灯装置，可以适于应对基板的大型化，并且可以降低运转成本，可以切实地进行基板表面的处理。本发明涉及的准分子灯装置的特征在于包括容纳准分子灯的灯罩；气体供给用配管，设置在灯罩内，位于与准分子灯平行且交互的位置，设有气体喷出口；以及气体供给单元，向气体供给用配管中导入含水蒸气的惰性气体，通过上述气体供给单元，绝对湿度控制为预定值的惰性气体被供给到上述气体供给用配管中。此外上述绝对湿度换算成重量绝对湿度为0.5～6.5g/kg。
文档编号F21W131/403GK101131228SQ20071014109
公开日2008年2月27日 申请日期2007年8月16日 优先权日2006年8月21日
发明者菱沼宣是, 远藤真一 申请人:优志旺电机株式会社