紫外线监测系统及紫外线照射装置的制作方法

专利名称：紫外线监测系统及紫外线照射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及紫外线监测系统及紫外线照射装置。
背景技术：
历来，已知有紫外线照射装置，具有氙准分子灯或低压水银灯等紫外 线源，并通过从这些紫外线源向照射对象照射紫外线而进行规定的处理。 这种紫外线照射装置，例如被用于平板显示器和半导体等的干式清洗、薄 膜和树脂等的表面改质或其它各种用途。另外，在这样的紫外线照射装置 中，设有对紫外线源照射的紫外线强度进行监测的紫外线监测系统。该紫 外线监测系统构成为具有由荧光玻璃传感器或硅光电二极管等构成的紫 外线传感器，使用该紫外线传感器对紫外线强度进行测量并监测。而且， 因为由荧光玻璃传感器或硅光电二极管等构成的紫外线传感器的感度范 围从紫外线领域延伸到可见光领域或红外线领域，所以在紫外线传感器上 设有滤光片，该滤光片用于排除检测紫外线时成为干扰因素的可见光或红 外线的影响。
还有，作为现有的紫外线监测系统的另外的例子，还己知有通过对照 射紫外线使装置内的一部分氧发生变化而产生的臭氧浓度进行监测，从而 间接地监测紫外线强度的系统(例如参考专利文献l)。特开平8-332371号公报
在上述的由荧光玻璃传感器或硅光电二极管等构成的紫外线传感器 中，设有用于排除可见光或红外线影响的滤光片，但因为这种滤光片对于 紫外线非常脆弱，所以不可避免地会发生变质，从而在短时间内劣化。再 者，当被照射高强度的紫外线时，存在不仅滤光片受到损坏，甚至连紫外 线传感器也损坏的问题。因此，在现有的紫外线监测系统中，难以长时间 地对高强度的紫外线进行监测。
另外，在上述专利文献l公开的紫外线监测系统中，由照射紫外线所 产生的臭氧的浓度间接性地检测出紫外线的强度，但由于臭氧的化学性质 不稳定，难以准确地对臭氧浓度进行监测。因此，也难以准确地监测紫外 线的强度。

发明内容
本发明正是为了解决上述问题而设计的，其目的在于，提供一种能够 长时间地、准确地对高强度的紫外线进行监测的紫外线监测系统及紫外线 照射装置。
为了达成上述目的，本发明的紫外线监测系统具有供应电力的电源 装置；通过从所述电源装置获得电力而照射紫外线的紫外线源；紫外线传 感器，其具有根据接受的紫外线的强度生成相应量的电荷的由金刚石构成
的检测部，根据由该检测部生成的电荷，输出与所述紫外线强度对应的电 信号；控制部，其基于所述电信号控制所述电源装置的电力供应，从而控 制所述紫外线源的紫外线输出。
在该紫外线监测系统中，具有由根据紫外线传感器受光的紫外线强度 而产生相应量电荷的金刚石构成的检测部。因为这种由金刚石构成的检测 部对紫外线具有良好的耐久性，所以即使在长时间照射高强度的紫外线的 情况下，也能够抑制紫外线传感器的劣化。因此，可以长时间地对高强度 的紫外线进行监测。再者，在该紫外线监测系统中，由于可以使用具有由 金刚石构成的检测部的紫外线传感器，直接对紫外线源照射的紫外线强度 进行测量，所以与由通过照射紫外线所产生的、化学性质不稳定的臭氧的 浓度对紫外线强度进行监测的情况相比，可以准确地对紫外线的强度进行 监测。因此，在该紫外线监测系统中，可以长时间地、准确地对高强度的 紫外线进行监测，并可以基于由上述检测部产生的电信号，长时间地、准 确地对紫外线源的输出进行控制。另外，有金刚石构成的检测部，仅对紫 外线具有感度，对可见光、红外线等紫外线以外的波长的光不具有感度。 由此，也可以不设置用于棑除可见光、红外线等影响的滤光片，因此可以 减少部件数量。
在上述紫外线监测系统中，所述控制部优选为包括对所述电信号进
行放大的放大器电路、将被所述放大器电路放大的电信号换算成紫外线量 的运算装置、以及从所述运算装置接收紫外线量的数据并在该紫外线量的 数据基础上将用于调整所述电源装置的电力供应的电力控制信号输入到 该电源装置的控制信号输入电路。具有如此构成的话，就可以在紫外线传 感器输出的电信号的基础上，通过控制部对电源装置的电力供应进行控制 并对紫外线源的紫外线输出进行控制。
本发明的紫外线照射装置，具备上述任何一项所述的紫外线监测系 统，从所述紫外线源向对象物照射紫外线。
在该紫外线照射装置中，由于具有上述的紫外线监测系统，因此可以 获得与上述紫外线监测系统同样的效果，S卩，能够长时间、准确地对高强 度的紫外线进行监测。
在上述紫外线照射装置中，优选为具备收纳所述紫外线源的第1腔、 与所述第1腔连接设置并收纳所述照射对象物的第2腔、以及隔开所述第 1腔内的空间和所述第2腔内的空间并由可以透过紫外线的材料构成的隔 壁，从所述第1腔内的紫外线源照射的紫外线透过所述隔壁照射到所述第 2腔内的照射对象物上。具有如此构成的话，就可以在紫外线源和照射对 象物被分别受纳在个别的中的紫外线照射装置中，容易地将紫外线源发出 的紫外线照射到对象物上。
这种情况下，优选为所述紫外线传感器被设置在所述第l腔内。具有 如此构成的话，就可以通过紫外线传感器对设在第1腔内的紫外线源发出 的紫外线进行近距离的直接测量，从而实现对紫外线源照射的紫外线进行 的实时监测。因此，可以立即发现紫外线源没有点灯或紫外线源的照射强 度下降的情况。
再者，在这种情况下，优选为具备对所述紫外线传感器的温度进行控 制的温度控制机构。当在设有紫外线源的第1腔内设置紫外线传感器时， 有可能因紫外线传感器与紫外线源之间的距离很近，使紫外线传感器直接 受到紫外线的照射，从而出现其温度升高的现象，当紫外线传感器的温度 超出一定的范围时，会降低对紫外线的测量精度。这种情况下，如果也具 备上述的对紫外线传感器的温度进行控制的温度控制机构的话，就可以将 紫外线传感器的温度控制在上述的规定范围内，从而抑制紫外线传感器的
测量精度的降低。
在具备收纳上述紫外线源的第1腔和收纳照射对象物的第2腔的构成 中，优选为在构成所述第l腔的壁部的规定部分设置开口部，并设置由可 以透过紫外线的材料构成的第1紫外线透过构件以覆盖该开口部，所述紫 外线传感器被设置在所述第1腔的外侧并接受透过所述第1紫外线透过构 件的紫外线。具有如此构成的话，就可以将紫外线传感器设置在第l腔外 侧的各个位置上，与将紫外线传感器设置在第l腔内的情况相比，可以提 高紫外线传感器的配置自由度。另外，由于将紫外线传感器设置在第l腔 的外侧，与将紫外线传感器设置在第l腔内的情况相比，可以容易地对紫 外线传感器进行保养和管理。另外，由于将紫外线传感器设置在远离第1 腔内的紫外线源的位置上，即使长时间地对高强度的紫外线进行测量，也 可以抑制紫外线传感器的温度升高，防止其超出能够确保测量精度的温度 范围。
在具备收纳上述紫外线源的第1腔和收纳照射对象物的第2腔的构成 中，所述紫外线传感器优选为被设置在所述第2腔内。如此构成的话，可 以通过紫外线传感器近距离地对实际照射到设在第1腔内的对象物上的紫 外线强度进行高精度的监测。而且，在监测获取的紫外线照射强度的数据 基础上，可以高精度地对照射到对象物上的紫外线强度进行控制。
这种情况下，优选为设置覆盖所述紫外线传感器周围的罩部并在该罩 部的一部分上设置透过紫外线的紫外线入射部，在所述紫外线入射部的面
向所述第2腔内的空间的一侧，还设置遮蔽件机构，该遮蔽件机构可以使
所述紫外线入射部在遮蔽所述紫外线入射部的遮蔽状态和不对所述紫外 线入射部进行遮蔽的开放状态之间相互切换。如此用罩部覆盖紫外线传感
器的周围的话，即使在第2腔内产生臭氧等情况下，也可以使紫外线传感
器不受臭氧等气氛的影响而对紫外线进行测量。而且，通过设置紫外线入 射部，即使用罩部覆盖紫外线传感器，紫外线也能够透过紫外线入射部射
入到紫外线传感器，所以能够对紫外线进行测量。另外，在第2腔内，随 着紫外线照射到对象物上，会产生规定的物质或飞散。即使在这种情况下， 当不测量紫外线时，如果通过上述遮蔽件机构遮蔽紫外线入射部的面向第 2腔内的空间的一侧，与没有设置遮蔽件机构的情况相比，可以抑制在上
述第2腔内产生或飞散的物质附着并堆积在紫外线入射部上，从而抑制因 这些物质附着并堆积在紫外线入射部上而妨碍紫外线的射入所导致的紫 外线测量精度的降低。
在具备收纳上述紫外线源的第1腔和收纳照射对象物的第2腔的构成 中，优选为在构成所述第2腔的壁部的规定部分上设置开口部，并设置覆 盖该开口部的、由可以透过紫外线的材料构成的第2紫外线透过构件，所
述紫外线传感器被设置在所述第2腔的外侧并接收透过所述第2紫外线透 过构件的紫外线。具有如此构成的话，就可以将紫外线传感器设置在第2 腔外侧的各个位置上，与将紫外线传感器设置在第2腔内的情况相比，可 以提高紫外线传感器的配置自由度。另外，由于将紫外线传感器设置在第 2腔的外侧，与将紫外线传感器设置在第2腔内的情况相比，可以容易地 对紫外线传感器进行保养和管理。
在上述紫外线照射装置中，优选为所述紫外线源被设置在内部并具备 收纳所述照射对象物的第3腔，在构成所述第3腔的壁部的规定部分设置 开口部，并设置由可以透过紫外线的材料构成的第3紫外线透过构件以覆 盖该开口部，所述紫外线传感器被设置在所述第3腔的外侧并接受透过所 述第3紫外线透过构件的紫外线。具有如此构成的话，就可以将紫外线传 感器设置在第3腔外侧的各个位置上，与将紫外线传感器设置在第3腔内 的情况相比，可以提高紫外线传感器的配置自由度。另外，由于将紫外线 传感器设置在第3腔的外侧，与将紫外线传感器设置在第3腔内的情况相 比，可以容易地对紫外线传感器进行保养和管理。
在上述紫外线照射装置中，优选为设置多个所述紫外线源，具备使所 述紫外线传感器相对于所述紫外线源的配置角度发生变化的角度调节机 构，通过所述角度调节机构使所述紫外线传感器的配置角度变化，同时对 多个紫外线源照射的紫外线强度进行测量。如果如此通过角度调节机构使 紫外线传感器的配置角度变化，同时对多个紫外线源照射的紫外线强度进 行测量，则可以通过少于紫外线源的数量的紫外线传感器对多个紫外线源 照射的紫外线强度进行测量。由此，即使在设有多个紫外线源的情况下， 也可以抑制因需要对多个紫外线源发出的紫外线强度进行监测而导致紫 外线传感器数量的增加。
如上所述，本发明的紫外线监测系统及紫外线照射装置可以长时间 地、准确地对高强度的紫外线进行监测。


图1是表示本发明的典型实施方式中的紫外线监测系统及组装有该系 统的紫外线照射装置的构成概图。
图2是表示采用图1所示的紫外线监测系统的紫外线传感器的具体构
、、图3是表示本发明的第1实施方式的紫外线监测系统及组装有该系统 的紫外线照射装置的构成概图。
图4是表示本发明的第2实施方式的紫外线监测系统及组装有该系统 的紫外线照射装置的构成概图。
图5是表示本发明的第3实施方式的紫外线监测系统及组装有该系统 的紫外线照射装置的构成概图。
图6是表示在图5所示的第3实施方式的紫外线监测系统中，紫外线 传感器的设置角度与流经被紫外线照射的紫外线传感器的表面电极间的 电流(电信号)的关系相关图。 符号说明
1第l腔
la开口部
2第2腔
2a开口部
3、 43 隔壁
4、 44、 74、 94紫外线监测装置 11、 51电源装置
12紫外线源
13、 53、 83a、 83b、 93a、 93b、 93c、 93d紫外线传感器
14、 54控制部
15冷却装置(温度控制机构) 16、 86a、 86b真空密封部(罩部)
17、 87a、 87b紫外线入射部
18、 88a、 88b 遮蔽件机构
19紫外线透过构件(第l紫外线透过构件) 20紫外线透过构件(第2紫外线透过构件) 22金刚石层(检测部)
31、 61放大器电路
32、 62运算装置
33、 63控制信号输入电路 52低压水银灯(紫外线源)
65温度调节用套管(温度控制机构)
82、 92氙准分子灯(紫外光源)
93e、 93f角度调节机构
95处理腔(第3腔)
96a、 96b、 96c、 96d 开口部
98a、 98b、 98c、 98d紫外线透过构件(第3紫外线透过构件)
100照射对象物
200玻璃板(照射对象物)
300玻璃基板(照射对象物)
400半导体晶片(照射对象物)
具体实施例方式
首先，参考附图对本发明的实施方式中的主要构成进行说明。
图1表示本发明的典型实施方式中的紫外线监测系统4及组装有该系
统的紫外线照射装置的构成。
在本实施方式的紫外线照射装置中，具备第1腔1、第2腔2、隔壁3、 和紫外线监测系统4。在第1腔中设有后述的紫外线源12，其内部被保持 为真空。第2腔2与第l腔l连续设置。该第2腔2收纳有被照射紫外线 后施加规定处理的照射对象物100。隔壁3由合成石英等紫外线可以透过 的材料构成，由于设置在第1腔1和第2腔2之间，从而将第1腔1内的 空间和第2腔2内的空间隔开。而且，被从第1腔1内的后述的紫外线源
12输出的紫外线透过隔壁3后照射到第2腔2内的照射对象物100上。此 外，并不一定非要设置这样的隔壁3，也可以在具有连续的内部空间的单 一腔内收纳紫外线源12和照射对象物100双方。
紫外线监测系统4具有电源装置11、紫外线源12、金刚石真空紫外 线传感器13 (以下称为紫外线传感器13)、以及控制部14。该紫外线监测 系统4是对紫外线源12照射的紫外线强度进行监测并控制其强度的系统。
上述电源装置11用于向紫外线源12供应电力。另外，紫外线源12 由氙准分子灯或低压水银灯等构成，接收到从电源装置11供应的电力后， 紫外线源12照射出大约lmW/cm^大约100 mW/cn^左右的紫外线。该紫 外线源12被以规定间隔配置多个，相对于上述照射对象100平行排列。
紫外线传感器13对紫外线源12照射的紫外线的强度进行测量。该紫 外线传感器13构成为针对从紫外线源12接收的紫外线的强度，输出相应 的电信号。图2表示紫外线传感器13的具体构成。紫外线传感器13具有 基板21、形成在基板21上并起到紫外线的检测部作用的金刚石层22、形 成在金刚石层22上的一对表面电极23a及23b、和金属支座24。
金刚石层22形成在基板21上，在该金刚石层22的表面上间隔一定 距离形成有一对表面电极23a及23b。而且，由基板21和金刚石层22以 及表面电极23a及23b所构成的元件被搭载在金属支座24上。在金属支 座24上设有一对端子24a及24b， 一个表面电极23a和端子24a通过布线 26a电性连接，同时另一个表面电极23b和端子24b通过布线26b电性连 接。
而且，紫外线传感器13在被称为光传导型的原理下工作。具体地说， 在紫外线传感器13中，由于紫外线通过表面电极23a及23b之间的领域 射入到金刚石层22上，在金刚石层22上生成电子和正孔。此时，在金刚 石层22中，产生对应接受的紫外线强度的量的电荷(电子及正孔)。艮口， 当受光的紫外线强度大时生成的电荷量增加，相反当受光的紫外线强度小 时生成的电荷量减少。因此，在紫外线传感器13中，当不被紫外线照射 时，金刚石层22的电阻非常大，在表面电极23a及23b之间没有电流通 过，相反，当被紫外线照射时，金刚石层22的电阻降低，电流通过表面 电极23a及23b之间并随着紫外线强度的增加，流经表面电极23a及23b
之间的电流也随之增加。
而且，通过端子24a及24b、布线26a及26b、表面电极23a及23b， 向金刚石层22印加偏压，可以收集上述生成的电荷。而且，收集的电荷 作为电信号从紫外线传感器13输出到控制部14 (参考图1)。由于该输出 的电信号的强度对应在紫外线传感器13生成的上述电荷量，换言之，就 是对应流经上述表面电极23a及23b之间的电流的大小，并且与上述的被 照射的紫外线的强度成比例，因此可以从该电信号的强度判断出紫外线的 照射强度。另外，金刚石层22对于紫外线具有良好的耐久性。而且，金 刚石层22仅对波长大约在227nm以下的紫外线具有感度，对可见光、红
外线等紫外线以外的波长的光没有感度。
上述的紫外线传感器13可以设置在紫外线照射装置内的各种位置上。 其中，图1所示的位置A D为典型的设置位置。
位置A是将紫外线传感器13设置在设有紫外线源12的第1腔1内的 位置。因为在该位置A上，可以在紫外线源12的近旁通过紫外线传感器 13对紫外线直接进行测量，所以适用于在测量紫外线强度时提高再现性及 对紫外线进行的实时监测。因此，通过将紫外线传感器13设置在位置A， 具有可以容易地对紫外线源12的不点灯和照射强度的低下进行确定的优 点。
但是在该位置A上，由于会近距离地直接受到具有大约lmW/cm^大 约100mW/cr^强度的紫外线的照射，会出现紫外线传感器13的温度上升 的情况。当紫外线传感器13的温度超过规定的温度范围时，会导致紫外 线传感器13的测量精度下降，此时，从维持紫外线传感器13的测量精度 的观点来看，优选为通过设置空冷装置、水冷装置等冷却装置15 (温度控 制机构)对紫外线传感器13进行冷却，使紫外线传感器13的温度保持在 上述规定的温度范围内。
位置B是将紫外线传感器13设置在收纳照射对象物100的第2腔2 内的位置。在将该紫外线传感器13配置在该位置B的情况下，因为几乎 与照射到对象物100上的紫外线条件相同的紫外线射入到紫外线传感器 13上，所以容易掌握实际照射到对象物100上的紫外线的强度，适于对通 过紫外线照射而对照射对象物IOO施以规定的处理时的过程进行管理。再
者，在该位置B上，由于对从紫外线源12透过隔壁3射入到第2腔2内 的紫外线进行测量，因此可以掌握隔壁3的紫外线透过率的变化。即，可 以通过在位置B上对紫外线强度进行测量，可以掌握因紫外线照射导致的 隔壁3的劣化和透过隔壁3的紫外线透过率的下降倾向等情况。
此外，在第2腔2中存在氧，当紫外线照射时氧的一部分发生变化而 生成臭氧。因此，当把紫外线传感器13设置在位置B上时，紫外线传感 器13受到包含臭氧的气氛的影响。具体地说，当臭氧直接与紫外线传感 器13的表面接触时，在高反应性的臭氧的作用下，紫外线传感器13的表 面变质，结果有可能导致紫外线传感器13的感度发生显著的变化。因此， 当把紫外线传感器13设置在位置B时，为了排除臭氧的影响，用真空密 封部16 (罩部)对紫外线传感器13的周围进行覆盖。在该真空密封部16 内封入有氩气，可以防止因上述的氧气发生变化而产生的臭氧对紫外线传 感器13造成影响。而且，在真空密封部16的一部分上设有透过紫外线的 紫外线入射部17，紫外线通过该紫外线入射部17射入到紫外线传感器13 的金刚石层22上。
另外，在第2腔2内，伴随紫外线照射到对象物100上，会产生规定 的物质并飞散，同时该物质会附着并堆积在紫外线入射部17的表面上。 当这些物质堆积在紫外线入射部17上时，从紫外线传感器13射入到金刚 石层22上的紫外线被遮断，导致难以对紫外线强度进行准确地测量。因 此，当把紫外线传感器13设置在位置B上时，可以设置遮蔽件机构18， 用来减少上述物质附着并堆积在紫外线入射部17上。
具体地说，在紫外线入射部17的面对第2腔2的空间的一侧上设置 遮蔽件机构18。而且，在该紫外线入射部17的面对第2腔2的空间的一 侧，遮蔽件机构18构成为可以在对紫外线入射部17进行遮蔽的遮蔽状态 和不对紫外线入射部17进行遮蔽的开放状态之间进行切换。即，当对紫 外线进行测量时，遮蔽件机构18不遮蔽紫外线入射部17，使紫外线通过 该紫外线入射部17射入到紫外线传感器13的金刚石层22上，相反，当 不进行紫外线测量时，遮蔽件机构18遮蔽紫外线入射部17，从而抑制上 述物质附着堆积在紫外线入射部17上。
位置C是经紫外线透过构件19 (第2紫外线透过构件)，将紫外线传
感器13设置在的第2腔2的外侧上的位置，该紫外线透过构件19由紫外
线可以透过的材料构成。这种情况下，在构成第2腔2的壁部的规定部分 上设置开口部2a和覆盖该开口部2a的紫外线透过构件19。而且，在该紫 外线透过构件19的与第2腔2的内部相反的一侧设置紫外线传感器13， 紫外线透过紫外线透过构件19被紫外线传感器13接受。此外，这种情况 下，紫外线传感器13的位置并不限定于紫外线透过构件19的与第2腔2 内相反一侧的位置，也可以位于第2腔2的外侧能够受光透过紫外线透过 构件19的紫外线的位置。例如，也可以位于紫外线透过构件19的横侧。
如此，与将紫外线传感器13设置在第2腔2内的情况相比，将紫外 线传感器13设置在第2腔2的外侧的情况下的紫外线传感器13的配置自 由度高。因此，适用于将多个紫外线传感器13设置在期望的位置上而对 各位置上的紫外线的强度分布进行掌握的情况。例如，对应各紫外线源12 个别设置紫外线传感器13，并且将这些紫外线传感器13监测到的紫外线 强度的结果，反馈到向各个紫外线源12供应电力的电源装置11后进行控 制，可以使各紫外线源12的紫外线照射量变得均匀。
位置D是经紫外线透过构件20 (第l紫外线透过构件)，将紫外线传 感器13设置在的第1腔1的外侧上的位置，该紫外线透过构件20由紫外 线可以透过的材料构成。这种情况下，在构成第1腔1的壁部的规定部分 上设置开口部la并且设置覆盖该开口部la的紫外线透过构件20。而且， 在该紫外线透过构件20的与第1腔1的内部相反侧上设置紫外线传感器 13，紫外线透过紫外线透过构件20被紫外线传感器13接受。此外，这种 情况下，紫外线传感器13的位置并不限定于紫外线透过构件20的与第1 腔1内相反侧的位置，也可以位于第1腔1的外侧能够接受透过紫外线透 过构件19的紫外线的位置。例如，也可以位于紫外线透过构件20的橫侧。 如此，在将紫外线传感器13设置在第1腔1的外侧的情况下，与将紫外 线传感器13设置在上述位置C的情况相同，具有可以提高紫外线传感器 13的配置自由度，并且容易对紫外线传感器13进行保养和管理的优点。
上述控制部14，根据紫外线传感器13输出的电信号，对电源装置11 的电力供应进行控制，从而控制紫外线源12的紫外线输出。该控制部14 由放大器电路31、运算装置32以及控制信号输出电路33构成。
当从紫外线传感器13输出的电信号被输入时，放大器电路31对该电 信号进行放大。而且，被放大的电信号从放大器电路31输入到运算装置
32中。运算装置32将输入的电信号换算成紫外线量。而且，通过运算装 置32换算出的紫外线量数据，又被输入到控制信号输入电路33中。控制 信号输入电路33将电力控制信号输入到电源装置11中，该电力控制信号 对应输入的紫外线量数据对电力供应进行调整。
具体地说，控制信号输入电路33根据从运算装置33输入的紫外线量 数据，判定出紫外线源12输出的紫外线量的大小，并且将对应该判定结 果的电力控制信号输入到电源装置11中。例如，当控制信号输入电路33 从上述紫外线量数据判定紫外线源12输出的紫外线大于设定输出时，将 减少电力供应的电力控制信号输入到电源装置11中，使供应到紫外线源 的电力减少，从而降低紫外线源的紫外线输出量。相反，当控制信号输入 电路33从上述紫外线量数据判定紫外线源12输出的紫外线小于设定输出 时，将增加电力供应的电力控制信号输入到电源装置11中，使供应到紫 外线源的电力减少，从而增加紫外线源的紫外线输出量。
其次，对本发明的具有更具体构成的例子，即第1 第3实施方式分别 进行说明。
(第1实施方式)
图3表示本发明的第1实施方式的紫外线监测系统44及组装有该系 统的紫外线照射装置的构成。
该第1实施方式的紫外线照射装置，是将紫外线照射到对象物即玻璃 板200上，对其表面进行干式清洗的间歇(batch)式紫外线清洗装置。该 紫外线清洗装置具备灯箱41 (第1腔)、主体部42 (第2腔)、隔壁43 (第 3腔)、紫外线监测系统44、搬运机构45。
灯箱41与图1所示的上述第1腔1对应，收纳有作为紫外光源的4 根低压水银灯52。在该灯箱41内充满有氮气，氧被排除。
另外，主体部42、隔壁43及紫外线监测系统44分别与图l所示的上 述第2腔2、隔壁3以及紫外线监测系统4具有相同的构成。而且，紫外 线监测系统44具有与图1所示的上述电源装置11、紫外线源12、紫外线 传感器13以及控制部14对应的电源装置51、紫外线源52、紫外线传感器53以及控制部54。但是，在该第1实施方式中，紫外线传感器53被多 个设在灯箱41内，并设置在与各低压水银灯52对应的位置。此外，紫外 线传感器53的构造与图2所示的紫外线传感器13相同，具有作为检测部 的金刚石层22。
另外，在该第1实施方式中，在紫外线传感器53上安装有空冷式或 水冷式的温度调节用套管(温度控制机构)。该温度调节用套管65与图1 所示的上述冷却装置15相对应。由于紫外线传感器53设置在灯箱41内， 因此近距离地直接受到低压水银灯52发出的紫外线及可见光的照射，从 而被这些紫外线及可见光加热。而且，当紫外线传感器53的温度上升到 大约75。C以上时，输出的电信号发生变化，导致不能对紫外线的强度进行 准确的测量。因此，在该第1实施方式中，在紫外线传感器53上安装温 度调节用套管65对紫外线传感器53进行冷却，可以将温度保持在大约75 x:以下，从而维持对紫外线强度的测量精度。
另外，控制部54由与图1所示的上述放大器电路31、运算装置32 及控制信号输入电路33具有同样构成的放大器电路61、运算装置62及控 制信号输入电路63构成。
在该第1实施方式中，由于从低压水银灯52照射3mW/cr^的紫外线， 紫外线传感器53的表面电极23a及23b (参考图2)之间流过300riA的电 流，并将与该电流相当的电信号从紫外线传感器53输入到控制部54。在 控制部54中，基于该电信号，与图1所示的上述实施形态相同，可以对 紫外线的强度进行实时监测，并控制电源装置51的电力供应和低压水银 灯52的紫外线输出。
搬运机构45由搬运用叉46和保持台47构成。搬运用叉46用于将玻 璃板200搬运到主体部42内并将其载置到保持台47上。保持台47对被 搬运用叉46载置的玻璃板200进行保持，并且具有向低压水银灯52 —侧 移动后使玻璃板200靠近低压水银灯52的功能。具体地说，通过搬运用 叉46将玻璃板200载置到保持台47上后，保持台47向上方移动使玻璃 板200接近灯箱41的正下方位置(玻璃板200的表面和隔壁43的下方面 之间的距离约为20mm的位置)。之后，通过开启低压水银灯52向玻璃板 200照射紫外线。
在被照射的紫外线的作用和由主体部42内的氧气产生的臭氧的化学
作用的综合效果下，上述玻璃板200的表面被干式清洗。紫外线照射完成 后低压水银灯52关闭。而且，保持台47向下方移动，并且玻璃板200被 移送到搬运用叉46后搬运到外部。其次，通过搬运用叉46将其它的玻璃 板200搬运到主体部42内，然后反复进行与上述相同的工艺。
如上所述，在第1实施方式中，紫外线传感器53具有作为检测部的 金刚石层22。由于该金刚石层22对紫外线具有良好的耐久性，所以即使 在长时间照射高强度的紫外线的情况下，也能够抑制紫外线传感器53的 劣化。因此，可以长时间地对高强度的紫外线进行监测。再者，在第1实 施方式中，由于可以使用具有金刚石层22的紫外线传感器53，直接对低 压水银灯52照射的紫外线强度进行测量，所以与通过由照射紫外线所产 生的、化学性质不稳定的臭氧的浓度对紫外线强度进行监测的情况相比， 可以准确地对紫外线的强度进行监测。因此，在第l实施方式中，可以长 时间地、准确地对高强度的紫外线进行监测，并可以基于由紫外线传感器 53的金刚石层22产生的电信号，长时间地、准确地对低压水银灯52的紫 外线输出进行控制。
另外，在第l实施方式中，紫外线传感器53的金刚石层22，仅对紫 外线具有感度，对可见光、红外线等紫外线以外波长的光不具有感度。由 此，也可以不设置用于排除可见光、红外线等影响的减光片或对光量进行 调节的狭缝(光圈)，因此可以减少部件的数量。
另外，在第l实施方式中，由于紫外线传感器53设置在灯箱41内， 因此可以通过紫外线传感器53，近距离地对设在灯箱41内的低压水银灯 52发出的紫外线进行直接测量。由此，可以对低压水银灯52照射的紫外 线进行实时监测。所以能够立即发现低压水银灯52没有点灯或低压水银 灯52的照射强度下降等情况。
另外，在第1实施方式中，由于设有对紫外线传感器53的温度进行 控制的温度调节用套管65，即使因紫外线传感器53在近距离受到紫外线 及可见光的直接照射而导致温度上升，也可以通过温度调节用套管65将 紫外线传感器53的温度控制在可以维持紫外线强度的测量精度的范围内 (大约75°〇以下)。所以，可以抑制紫外线传感器53的测量精度的下降。
(第2实施方式)
图4表示本发明的第2实施方式的紫外线监测系统74及组装有该系
统的紫外线照射装置的构成。
该第2实施方式的紫外线照射装置，是通过向照射对象物即玻璃基板 300的表面照射紫外线而形成有机发光层的间歇式的光CVD (Chemical Vapor Deposition)装置。该光CVD装置具备灯箱41 (第1腔)、主腔72 (第2腔)、隔壁43、紫外线监测系统74。
另外，在该第2实施方式的光CVD装置中，在主腔72内保持玻璃基 板300并设有对玻璃基板300的温度进行控制的加热器台77。而且，在灯 箱41内设置作为紫外线源的4根氙准分子灯82。另外，主腔72具有向其 上方突出设置的真空口 72a、和向其侧方延伸设置的收纳部72b，这些收 纳主腔72的玻璃基板300的空间和真空口 72a内的空间以及收纳部72b 内的空间构成连接的空间。而且，在CVD工艺的最初阶段，通过向主腔 72内充满氮气将氧排除。其后，将原料气体充入主腔72内并通过氙准分 子灯82照射的紫外线，将原料气体分解后蒸着在玻璃基板300的表面上， 形成有机发光层或其保护膜。
而且，在第2实施方式的光CVD装置中，与上述第l实施方式的紫 外线清洗装置不同，在主腔72内设有两个紫外线传感器83a、 83b。具体 地说，就是将一个紫外线传感器83a设置在上述真空口 72a内，而将另一 个紫外线传感器83b以安装在上述收纳部72b内的运动通道(motion fit through) 90上的状态设置。
运动通道90设置为沿着收纳部72b的长度方向延伸。而且，在该运 动通道90中，在其规定部分上设置具有磁性的磁性部(未图示)，通过使 磁体从收纳部72b的外侧作用于该磁性部，可以使其向收纳部72b的长度 方向(图4的左右方向)移动。通过该运动通道90的动作，可以使紫外 线传感器83b向图4中的左右方向移动。
另外，在该光CVD装置中，上述4根氙准分子灯82配列在图4的左 右方向上。因此，紫外线传感器83b通过向上述那样在左右方向移动，可 以在沿着氙准分子灯82的配列方向的任意位置上，对紫外线的强度进行 测定。由此，可以通过紫外线传感器83b掌握沿着氙准分子灯82的配列
方向的紫外线强度的分布情况。而且，当从一张的玻璃基板300分割取出 多个有机发光显示屏时，通过对照紫外线传感器83b掌握的紫外线强度分 布和有机发光显示屏的不良产品发产生率，可以找出降低不良产品产生率 的最佳紫外线照射量范围。
另外，在设置覆盖紫外线传感器83a的周围的真空密封部86a (罩部) 的同时，在该真空密封部86a的一部分上设置透过紫外线的紫外线入射部 87a。另一方面，在紫外线传感器83b上也同样设置覆盖其周围的真空密 封部86b (罩部)，并在该真空密封部86b的一部分上设置透过紫外线的紫 外线入射部87b。而且，在真空密封部86a及86b的内部分别封入有氩气。 另外，紫外线通过紫外线入射部87a射入到紫外线传感器83a的金刚石层 22上，并通过紫外线入射部87b射入到紫外线传感器83b的金刚石层22 上。
此外，在光CVD装置中，伴随CVD工艺飞散的物质会蒸着、堆积在 主腔72的内壁等上。而且，将紫外线传感器83a、 83b设置在主腔72 (真 空口 72a、收纳部72b)内时，这些飞散物质也可能会附着、堆积在紫外 线传感器83a的紫外线入射部87a及紫外线传感器83b的紫外线入射部87b 上。这种情况下，由于该堆积物会反射或吸收应该射入到紫外线传感器83a 的金刚石层22及紫外线传感器83b的金刚石层22上的紫外线，所以会导 致紫外线的测量结果产生误差。因此，在第2实施方式中，设置用于遮蔽 紫外线传感器83a的紫外线入射部87a的遮蔽件机构88a，并设置开闭收 纳有紫外线传感器83b的收纳部72b的入口的遮蔽件机构88b。
遮蔽件机构88a具有与图1所示的上述遮蔽件机构18同样的构成， 当对紫外线进行测量时，不遮蔽紫外线入射部87a，相反，不测量紫外线 时，遮蔽紫外线入射部87a的面向主腔72内的空间的一侧，从而抑制上 述飞散物质堆积在紫外线入射部87a上。另外，开闭收纳部72b的入口的 遮蔽件机构88b，当对紫外线进行测量时，打开收纳部72b的入口，可以 将动作馈通90及紫外线传感器83b从收纳部72b移动到主腔72的玻璃基 板300的收纳空间内。而且，不对紫外线进行测量时，在动作通道90及 紫外线传感器83b被收纳在收纳部72b内的状态下，遮蔽件机构88b关闭 收纳部72b的入口进行遮蔽，从而抑制上述飞散物质堆积在紫外线传感器
83b的紫外线入射部87b上。
第2实施方式的光CVD装置的上述以外的构成与上述第1实施方式 的紫外线清洗装置相同。
在以上说明的第2实施方式的光CVD装置中，可以获得与上述第1 实施方式的紫外线清洗装置相同的效果，例如，能够长时间、准确地对高 强度的紫外线进行监测及控制。
再者，在第2实施方式中，由于紫外线传感器83a、 83b设置在主腔 72 (真空口 72a、收纳部72b)内，因此可以通过紫外线传感器83a及83b， 在靠近被设在主腔72内的玻璃基板300的位置上，对实际照射到玻璃基 板300上的紫外线强度进行高精度的监测。而且，在监测获取的紫外线强 度的数据基础上，可以高精度地对实际照射到玻璃基板300上的紫外线强 度进行控制。
另外，在第2实施方式中，由于在紫外线传感器83a的紫外线入射部 87a的面向主腔72内的空间的一侧上设置有遮蔽件机构88a，当不测量紫 外线时，如果通过遮蔽件机构88a遮蔽紫外线入射部87a的面向主腔72 内的空间的一侧的话，与没有设置这样的遮蔽件机构88a的情况相比，可 以抑制在主腔72内产生或飞散的物质附着及堆积在紫外线入射部87a上。 由此，可以抑制因这些飞散物质的附着及堆积而妨碍紫外线射入到紫外线 传感器83a的金刚石层22上导致的紫外线测量精度的下降。另外，在第2 实施方式中，与上述紫外线传感器83a的情况相同，通过遮蔽件机构88b 可以抑制因飞散物质附着及堆积在紫外线入射部87b上而导致紫外线传感 器83b的紫外线测量精度的下降。 (第3实施方式)
图5表示本发明的第3实施方式的紫外线监测系统94及组装有该系 统的紫外线照射装置的构成。
该第3实施方式的紫外线照射装置，是与上述第1实施方式不同方式 的间歇式的紫外线清洗装置。该第3实施方式的紫外线照射装置，是将紫 外线照射到对象物即半导体晶片400上，将半导体晶片400表面的二氧化 硅硫化，即，去除二氧化硅中的杂质。而且，该紫外线清洗装置具备处理 腔95 (第3腔)和紫外线监测系统94。
与上述第1实施方式不同，处理腔95是不存在分隔处理腔95内的空
间的隔壁3 (参考图3)的一体型的腔。另外，在处理腔95的内部，设有 作为紫外线源的6个氙准分子灯92和加热器台97。加热器台97将半导体 晶片400保持为与氙准分子灯92相对的状态。在该加热器台97上安装有 对半导体晶片400的温度进行控制的加热器(未图示)。在该第3实施方 式中，通过将半导体晶片400保持在加热器台97上，可以将作为照射对 象物的半导体晶片400和作为紫外线源的氙准分子灯92设置在同一处理 腔95内。
而且，在该紫外线清洗装置中，将半导体晶片400收纳于处理腔95 内后，对处理腔95内进行真空排气。其后，通过开启氙准分子灯92开始 对半导体晶片400进行熟化。此时，在加热器台97供给的热量和氙准分 子灯92照射的紫外线的作用下，半导体晶片400表面的二氧化硅中的杂 质被去除。
另外，在该第3实施方式的紫外线清洗装置中，与上述第l实施方式 的紫外线清洗装置不同，紫外线传感器93a 93d被设置在处理腔95的外
具体地说，在处理腔95的上侧的壁部设有两个开口部96a、 96b。而 且，设有由透过紫外线的人造蓝宝石构成的紫外线透过构件98a (第3紫 外线透过构件)以覆盖开口部96a。而且，紫外线传感器93a设置在紫外 线透过构件98a的与处理腔95内相反一侧的面上。另外，与上述紫外线 透过构件98a同样，设置紫外线透过构件98b (第3紫外线透过构件)来 覆盖另一个开口部96b，并将紫外线传感器93b设置在该紫外线透过构件 98b的与处理腔95内相反一侧的面上。此外，紫外线传感器93a及93b所 涉及的构成，与图1所示的上述第1腔1外面的紫外线传感器13(位置D) 的构成相同。
另外，在处理腔95的下侧壁部的一端侧上设有开口部96c并在该壁 部的另一端侧上设有开口部96d。而且，设置紫外线透过构件98c以覆盖 一端的开口部96c，并设置紫外线透过构件98d以覆盖另一端的开口部 96d。这些紫外线透过构件98c及98d的构成与上述紫外线透过构件98b 相同。而且，紫外线传感器93c设置在一方的紫外线透过构件98c的与处
理腔95内相反的一侧上，并且紫外线传感器93d设置在另一方的紫外线 透过构件98d的与处理腔95内相反的一侧上。
另外，在紫外线传感器93c中，附加设置使相对于氙准分子灯92的 紫外线传感器93c的配置角度变化的角度调节机构93e，并在紫外线传感 器93d中，附加设置使相对于氙准分子灯92的紫外线传感器93d的配置 角度变化的角度调节机构93f。而且，通过该角度调节机构93e使紫外线 传感器93c的配置角度发生变化，并通过角度调节机构93f使紫外线传感 器93d的配置角度发生变化，同时在紫外线传感器93c及93d中，对6个 氙准分子灯92照射的紫外线强度进行测量。图6表示用这些紫外线传感 器93c及93d对紫外线强度进行了测量时，紫外线传感器93c及93d的设 置角度和流经紫外线传感器93c、 93d的表面电极23a及23b (参考图2) 之间的电流(电信号)的关系例。
此外，该第3实施方式的紫外线清洗装置的上述以外的构成，与上述 第1实施方式的紫外线清洗装置的构成相同。
其次，使用该第3实施方式的紫外线清洗装置，实际进行了紫外线照 射清洗处理。此时，进行真空排气将处理腔95内的压力降到O.l帕斯卡以 下为止，然后使额定输出为30mW/cr^的氙准分子灯照射紫外线。由此， 在紫外线传感器93a 93d的表面电极23a及23b (参考图2)之间分别流 过50nA 200nA的电流，并且相当于该电流的电信号被从紫外线传感器 93c 93d输出到控制部54。而且，在控制部54中，基于该电信号紫外线 的强度得到常时监测。如此，可以对氙准分子灯92的点灯不良或相对于 设定照射量的照射量超出和不足等状态进行常时监测，并且能够实时检测 出这些状态。此外，上述的紫外线传感器93a 93d具有无需重置设定及模 拟测定的特性，充分利用该特性，可以用紫外线监测系统94对电源装置 51的电力供应进行实时控制，并控制氙准分子灯92，使其照射出规定的 紫外线量。
在该第1实施方式中，通过从低压水银灯52照射3mW/cn^的紫外线， 在紫外线传感器53的表面电极23a及23b (参考图2)之间流经300nA的 电流，并且相当于该电流的电信号被从紫外线传感器53输出到控制部54。 在控制部54中，与图1所示的上述实施方式相同，可以基于该电信号对
紫外线的强度进行实时监测，并对电源装置51的电力供应进行控制从而 控制低压水银灯52的紫外线输出。
在以上说明的第3实施方式中，设有紫外线透过构件98a 98d用来覆 盖设在构成处理腔95的壁部上的开口部96a 96d，紫外线传感器93a 93d 设置在紫外线透过构件98a 98d的与处理腔95内相反的一侧上。因此， 可以将紫外线传感器93a 93d设置在处理腔95外侧的各种位置上，与将 紫外线传感器93a 93d设置在处理腔95内的情况相比，可以提高紫外线 传感器93a 93d的设置自由度。
另外，在第3实施方式中，由于紫外线传感器93a 93d被设置在处理 腔95的外侧，与紫外线传感器93a 93d被设置在处理腔95内的情况相比， 可以容易地对紫外线传感器93a 93d进行保养和管理。
另外，在第3实施方式中，由于通过角度调节机构93e (93f)使紫外 线传感器93c (93d)的配置角度发生变化，同时对6个氙准分子灯92照 射的紫外线强度进行测量，所以可以用比氙准分子灯92数量少的紫外线 传感器93c (93d)对6个氤准分子灯92照射的紫外线强度进行测量。由 此，可以抑制为了监测6个氙准分子灯92照射的紫外线强度而对紫外线 传感器93c (93d)数量进行的增加。
第3实施方式的紫外线清洗装置的上述以外的效果，与上述第1实施 方式的紫外线清洗装置的效果相同。
此外，本次所公开的实施方式，应该可以考虑为所有的点都仅为示例， 而非对其内容进行限制。本发明的范围并不限于对上述实施方式进行的说
明，仅限于权利要求的范.围所示的内容，以及与权利要求的范围具有均等 含义以范围内的所有变更内容。
权利要求
1.一种紫外线监测系统，其特征在于，具有供应电力的电源装置；通过从所述电源装置获得电力而照射紫外线的紫外线源；紫外线传感器，其具有根据接受的紫外线的强度生成相应量的电荷的由金刚石构成的检测部，并根据由该检测部生成的电荷，输出与所述紫外线强度对应的电信号；控制部，其基于所述电信号控制所述电源装置的电力供应，从而控制所述紫外线源的紫外线输出。
2. 根据权利要求1所述的紫外线监测系统，其特征在于，所述控制部包括对所述电信号进行放大的放大器电路；将被所述放大器电路放大的电信号换算成紫外线量的运算装置； 控制信号输入电路，其接收来自所述运算装置的紫外线量数据，并且根据该紫外线量数据，向所述电源装置输入用于调整所述电源装置的电力供应的电力控制信号。
3. —种紫外线照射装置，其具备权利要求1或2所述的紫外线监测系统，其特征在于，从所述紫外线源向照射对象物照射紫外线。
4. 根据权利要求3所述的紫外线照射装置，其特征在于，具备 收纳所述紫外线源的第1腔；与所述第1腔连续设置并收纳所述照射对象物的第2腔； 隔开所述第1腔内的空间和所述第2腔内的空间，并由透过紫外线的 材料构成的隔壁，从所述第1腔内的紫外线源照射的紫外线透过所述隔壁照射到所述第 2腔内的照射对象物上。
5. 根据权利要求4所述的紫外线照射装置，其特征在于，所述紫外 线传感器设置在所述第1腔内。
6. 根据权利要求5所述的紫外线照射装置，其特征在于，具备控制 所述紫外线传感器的温度的温度控制机构。7. 根据权利要求4所述的紫外线照射装置，其特征在于，在构成所 述第1腔的壁部的规定部分设有开口部，并设有由透过紫外线的材料构成 的第1紫外线透过构件以覆盖该开口部，所述紫外线传感器设置在所述第1腔的外侧并接受透过所述第1紫外 线透过构件的紫外线。8. 根据权利要求4所述的紫外线照射装置，其特征在于，所述紫外 线传感器设置在所述第2腔内。9. 根据权利要求8所述的紫外线照射装置，其特征在于，设有覆盖 所述紫外线传感器的周围的罩部，并在该罩部的一部分上设置透过紫外线 的紫外线入射部，并且，在所述紫外线入射部的面向所述第2腔内空间的一侧，还具有 遮蔽件机构，该遮蔽件机构能够切换为遮蔽所述紫外线入射部的遮蔽状态 和不遮蔽所述紫外线入射部的开放状态。10. 根据权利要求4所述的紫外线照射装置，其特征在于，在构成所 述第2腔的壁部的规定部分设有开口部，并设有由透过紫外线的材料构成 的第2紫外线透过构件以覆盖该开口部，所述紫外线传感器设置在所述第2腔的外侧并接受透过所述第2紫外 线透过构件的紫外线。11. 根据权利要求3所述的紫外线照射装置，其特征在于，具有在内 部设有所述紫外线源并收纳所述照射对象物的第3腔，在构成所述第3腔的壁部的规定部分设有开口部，并设有由透过紫外 线的材料构成的第3紫外线透过构件以覆盖该开口部，所述紫外线传感器设置在所述第3腔的外侧并接受透过所述第3紫外 线透过构件的紫外线。12. 根据权利要求3所述的紫外线照射装置，其特征在于，设有多个 所述紫外线源，具有使所述紫外线传感器相对于所述紫外线源的配置角度发生变化 的角度调节机构，通过所述角度调节机构使所述紫外线传感器的配置角度 发生变化，同时测定从所述多个紫外线源照射的紫外线强度。
全文摘要
提供一种可以长时间、准确地对高强度的紫外线进行监测的紫外线监测系统及紫外线照射装置。该紫外线监测系统(4)具有供应电力的电源装置(11)；通过从所述电源装置获得电力而照射紫外线的紫外线源(12)；紫外线传感器(13)，其具有作为检测部的金刚石层(22)，并根据该金刚石层(22)生成的电荷，输出与所述紫外线的强度对应的电信号；控制部(14)，其在该电信号的基础上，通过对电源装置(11)的电力供应进行控制，从而控制紫外线源(12)的紫外线输出。
文档编号G01J1/42GK101097162SQ20071010824
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月4日 优先权日2006年6月30日
发明者林和志, 橘武史 申请人:株式会社神户制钢所