JP2008068155A - エキシマ光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明が解決しようとする課題は、エキシマ光を利用した液晶パネル用ガラス基板等の洗浄装置において、効率の良い洗浄を行い、大型基板に対しても洗浄ムラを少なくすることのできるエキシマ光照射装置を提供することにある。
【解決手段】本発明のエキシマ光照射装置は、複数のエキシマランプを並列配置したランプハウス内に少なくとも窒素等の不活性ガスを含むガスを噴出するブロー管を備え、該ブロー管と該エキシマランプ上面部分と該ランプハウスの仕切壁とで囲まれる第一の置換空間と、該ブロー管と該エキシマランプ下面部分と搬送される基板とで囲まれる第二の置換空間を備え、該ブロー管から該第一の置換空間に向かって不活性ガスを噴出することによって該第一の置換空間を形成することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明はエキシマ光照射装置に関する。特に、半導体や液晶基板の製造工程において基板の洗浄等に利用されるエキシマランプ装置であって、該洗浄時の雰囲気を作る構造に特徴をもつエキシマ光照射装置に関する。

最近の半導体や液晶基板の製造工程において、シリコンウエーハやガラス基板の表面に付着した有機化合物等の汚れを除去する方法として、紫外線を用いたドライ洗浄方法が広く利用されている。特に、エキシマランプから放射される真空紫外線を用いたオゾン等の活性酸素による洗浄方法において、より効率良く短時間で洗浄する洗浄装置が種々提案されている。従来のこのような技術としては、例えば、特開２００１−１３７８００号公報などが知られている。

該公報によれば、基板の表面を洗浄する基板処理装置であって、窒素ガス雰囲気となったランプハウス内に、複数本のエキシマランプが配置され、ローラーコンベアによって該ランプハウス内に搬送された基板に該エキシマランプから放射される紫外線を照射すると共に、オゾン等の活性酸素により有機物を分解し、揮発物質に変換して除去することが記載されている。

しかしながら、このような基板処理装置において、処理を行う基板を該基板処理装置に搬入する場合、搬入する入口部で酸素を巻き込み処理ムラを起こすといった問題があった。また、該入口部と該出口部とで雰囲気ガス内の酸素濃度がバラツキ、全体としても均一な処理ができないといった問題があった。更には、液晶ガラス基板等の処理対象物である該基板が大型化することに伴って、平板状の該窓ガラスを利用すること自体が大きな問題となってきた。これは、大型化に伴って取り扱いが煩雑になる、ガラスの自重で撓みが発生する、撓み防止に厚みを厚くすると吸収により照度低下が発生する、装置に対して窓ガラス自身のコストが非常に大きくなる、等といったものである。

このような問題に鑑み、エキシマランプを利用したエキシマ光照射装置において、窓ガラスを利用しない装置も開発が進められている。このような技術としては、例えば、特開２００１−１１３１６３号公報や、特開２００６−１３４９８３号公報等が知られている。該特開２００１−１１３１６３号公報によれば、被処理物である基板面に紫外線を照射して処理する紫外光照射装置において、大気中で該基板を保持する支持台と、１７５ｎｍ以下の波長の光を放射する光源と、該基板面上方の大気中の空間に不活性ガスを流入させる不活性ガス流入手段を備えた装置が記載されている。また、特開２００６−１３４９８３号公報によれば、エキシマランプから放射されたエキシマ光を被処理物に照射する装置であって、複数本並列配置された該エキシマランプの間に不活性ガスを噴出する噴出口を有する不活性ガス流通部が形成された装置が記載されている。以下に従来のエキシマ光照射装置の概略を示す。

図８に示すのは、従来のエキシマ光照射装置の概略図である。エキシマ光照射装置１０１には、ランプハウス１０３内に並列配置された円筒状のエキシマランプ１０２が複数本配置されている。該ランプハウス１０３には、上板１１１と側板１１２が設けられ、該ランプハウス１０３の下方はガラス窓を持たない開口した構成を採っている。該ランプハウス１０３内に配置された該エキシマランプ１０２の間には不活性ガスを噴出する噴出口１０５を具備した不活性ガス流通部１０４が配置されている。また、該エキシマ光照射装置１０１の下方には、基板１１５が輸送され、該エキシマランプ１０２から放射されるエキシマ光によって洗浄処理される。また、該エキシマ光照射装置１０１のランプハウス１０３内に設けられた該不活性ガス流通部１０４には、不活性ガスとして、窒素ガスが流されている。該窒素ガスは該噴出口１０５から該エキシマ光照射装置１０１下方に噴出し、該基板１１５に吹き付けられる。該エキシマ光照射装置１０１の下方で該基板１１５の周辺は、該噴出口１０５から吹き付けられる窒素ガスによって真空紫外域の光が透過できる酸素濃度の低い置換空間が形成される。

しかしながら、窒素ガスを該基板１１５に吹き付ける従来の技術では、不活性ガスを使用する量が大量になり、製造コストが高くなるばかりか、液晶ガラス基板等を搬送時、該基板の先端部と中央と後端部とで酸素濃度にばらつきが生じ、処理ムラが発生するといった問題がある。また、図８に示した従来の装置では、該不活性ガス流通部の上方の空間が窒素ガス等で置換されることがないので、基板面上に吹き付ける窒素ガスに巻き込まれる酸素濃度に大きなバラツキが生じ、酸素濃度のバラツキに対応した大きな処理ムラが発生するといった問題もあった。

特開２００１−１３７８００号 特開２００１−１１３１６３号 特開２００６−１３４９８３号

この発明が解決しようとする課題は、エキシマ光を利用した液晶パネル用ガラス基板等の洗浄装置において、大面積の板状ガラス窓を配置しない装置であっても、窒素置換時のガス使用量を少なくすることを可能としたエキシマ光照射装置を提供することにある。更には、大型基板に対しても洗浄ムラを少なくすることのできるエキシマ光照射装置を提供することにある。

本発明のエキシマ光照射装置は、搬送される基板に対してエキシマ光を照射するエキシマ光照射装置であって、ランプハウス内に略棒状のエキシマランプが複数本並列配置されており、基板を送る搬送手段を有し、前記ランプハウスには、隔壁部材が設けられ、該隔壁部材と各々の該エキシマランプとの間に狭窄部が形成されており、該ランプハウス内の該狭窄部より該エキシマランプ上方に第一の置換空間を形成し、該狭窄部より該エキシマランプ下方である基板側に第二の置換空間を形成し、該第一の置換空間側に不活性ガスを含むガスを噴出する噴出口が設けられていることを特徴とする。

また、本発明のエキシマ光照射装置は、前記の構成に加えて、前記隔壁部材は、不活性ガスを含むガスを流通するブロー管を兼ねており、該ブロー管にはガスを噴出する噴出口が該ブロー管の長手方向に間隔を持って設けられていることを特徴とする

更に、前記ランプハウスは、該エキシマランプの両側に配置された前記ブロー管の各々の側壁と、その間に配置されるエキシマランプの外壁の上面部分と、該エキシマランプ上方に配置されたランプハウス内の仕切壁と、により形成される第一の置換空間、及び、前記ブロー管の一つの下壁と、その両側に配置されるエキシマランプの外壁の下面部分と、搬送される基板と、により形成される第二の置換空間、を有し、該ブロー管から該第一の置換空間に向かって不活性ガスを噴出することを特徴とする。

また、本発明のエキシマ光照射装置は、前記の構成において、前記第一の置換空間は、その体積が、前記第二の置換空間の体積よりも大きいことを特徴とする。

更には、本発明のエキシマ光照射装置は、前記の構成において、前記第一の置換空間は、該ランプハウス内に配置された該エキシマランプ毎に形成されており、個々の置換空間に流れるガスの流量が異なることを特徴とする。

また、本発明のエキシマ光照射装置は、前記の構成において、前記第一の置換空間は、同空間に流れるガスの流量が、該ランプハウスの中央付近に比べて、該ランプハウスの外側に近い方が多いことを特徴とする。

更には、本発明のエキシマ光照射装置は、前記の構成において、前記第一の置換空間は、同空間に流れるガスの流量が、該第二の置換空間が形成されるまでは規定量より少なく、処理基板の搬送により、該第二の置換空間が形成されると予め設定された規定量が流れることを特徴とする。

また、本発明のエキシマ光照射装置は、前記の構成において、前記第一の置換空間は、処理基板の搬送により、該第二の置換空間の形成、あるいは、消失をセンサーによって検知し、該第二の置換空間の形成、あるいは、消失に合わせて該第一の置換空間に流れるガスの流量を制御することを特徴とする。

本発明のエキシマ光照射装置は、ランプハウス内に設けられた隔壁部材によって、該ランプハウス内に設けられたエキシマランプと該隔壁部材との間に狭窄部を形成することにより、該ランプハウス内の空間を第一の置換空間と第二の置換空間とに二分している。これにより、基板側の第二の置換空間が該基板の搬出により大気にされても、該第一の置換空間に酸素が混入することがなく、次に該基板が搬入された場合に該第二の置換空間のみ置換すれば処理ができる。また、該第二の置換空間への置換はランプハウス内の空間を２分することで、実質的な容積が少なくなり速やかに行われ、処理スピードが上がるので、置換に用いる窒素などのガス使用量を少なくできる。更に、第一の置換空間側に不活性ガスを含むガスの噴出口が設けられているので、該第一の置換空間の酸素の巻き込みや逆流を確実に抑制でき、基板の処理時に安定した酸素濃度を実現できる。これにより処理ムラを低減できるといった効果がある。

更には、該隔壁部材がブロー管を兼ね、該ブロー管に形成されている噴出口が該ブロー管の長手方向に間隔を持って設けられているので、該エキシマランプのランプ軸方向に対して均一なガス流量を提供できる。また、置換用のガスの噴出方向を基板側ではなく、例えば、隣接する該ブロー管の方向である側面方向に向けることにより、置換用の不活性ガスを緩やかに流しても置換が必要な空間を十分に置換することができる。また、該噴出口の設ける位置を該側面方向に取れば、該第一の置換空間内に残留する酸素を早期に排出でき、該エキシマ光照射装置の立ち上げ時の時間短縮も図れる。

本発明のエキシマ光照射装置は、ランプハウス内の空間が第一の置換空間と第二の置換空間に分けられ、第一の置換空間は略閉鎖的に仕切られた空間になっており、基板の有無にかかわらずブロー管から第一の置換空間に向かって噴出されるガスによって置換され、第二の置換空間は第一の置換空間からあふれ出たガスによって置換される構成になっている。そのため、該基板の搬送時にエキシマランプと該基板との間に洗浄に適した雰囲気を速やかに作り出すことができ、洗浄効果を向上させるとともに、洗浄ムラを低減できるといった効果がある。

更には、該第一の置換空間の体積が第二の置換空間の体積より大きく設定されている。これにより、基板の搬送の有無（第二の置換空間が形成されているか否か）にかかわらず、第一の置換空間が安定して存在できる。また、該第二の置換空間側から見れば、該第一の置換空間の体積より該第二の置換空間の体積の方が非常に小さくなっている。これにより、該基板が搬入されてから短時間で第二の置換空間を置換し洗浄に適した雰囲気を作ることができるので、例えば、窒素ガス等の置換ガスの使用量を非常に少なく抑えることができるといった効果がある。

また、被照射物である基板により、閉じた空間が形成され、該空間が第二の置換空間と成るので、ランプとの間を仕切る窓部として大きな平板ガラスを用いなくても該基板へエキシマランプからの光を到達させることができ、洗浄効果を上げることができる。更には、該エキシマランプの外周を覆うように保護管を設け、該保護管と該エキシマランプの間の空間を不活性ガスで置換すれば、該ブロー管から流れる不活性ガスに反応性ガスを添加した場合でも、該エキシマランプの外表面に配置する網状電極やミラーの劣化を抑制し該エキシマランプから放射される真空紫外光を該基板に効率良く照射することができるといった利点がある。

また、該第一の置換空間が該エキシマランプ毎に形成されているので、ガスを置換する場合に迅速に置換できる。更には、個々の置換空間に流れるガスの流量が異なることにより、処理する基板上での酸素濃度分布を調整でき、ムラの無い均一な処理が可能となる。

更には、該第一の置換空間に流れるガス流量が該ランプハウスの中央付近より、該ランプハウスの外側に近い方が多くなっていることにより、外部からの酸素の混入を抑制できる。特に、該基板搬送時には、該基板の移動に伴う酸素の巻き込み等が発生するが、搬入口側の方がガスの流量が多いので、酸素の巻き込みが有っても、迅速に排出できる。これにより、該第二の置換空間が設定された酸素濃度で迅速に形成される、といった利点がある。

また、基板が搬送されるまでは、該基板の処理時に比べて比較的に少ないガス流量で該第一の置換空間に酸素が侵入するのを抑制し、該基板が搬入されると予め設定された規定量のガスを流すことによって、該第二の置換空間に予定された酸素濃度を確保することができ、ムラが無く均一で、且つ迅速に処理ができる、といった利点がある。また、第２の置換空間を形成するのに使用するガスの使用量が低減できるといった利点もある。

更には、該基板の搬送されるタイミングをセンサーにより検知し、該第二の置換空間の形成、消失に伴って、該第一の置換空間に流れるガスの流量を制御する。これにより、ガスの使用量を最適化し、且つ、均一な処理を実現できる。

本発明のエキシマ光照射装置は、複数のエキシマランプを並列配置したランプハウス内に少なくとも窒素ガスを含むガスを噴出するブロー管を備え、該ブロー管と該エキシマランプ上面部分と該ランプハウスの仕切壁とで囲まれる第一の置換空間と、該ブロー管と該エキシマランプ下面部分と搬送される基板とで囲まれる第二の置換空間を備え、該ブロー管から該第一の置換空間に向かって不活性ガスを噴出することによって該第一の置換空間を形成するものである。また、該第一の置換空間の体積より該第二の置換空間の体積を小さくすることにより、該基板側の雰囲気を窒素等で置換する場合に効率良く置換することができ、該基板の処理を短時間で効率的に行うことができるといったものである。

第１の実施例として、本発明のエキシマ光照射装置を図１に示す。図１―ａ）は、複数本並列配置された略棒状エキシマランプ２の管軸方向に対して直交する面で切断したエキシマ光照射装置１の概略断面図である。該エキシマ光照射装置１には、エキシマランプ２がランプハウス３内に複数本並列配置されている。該ランプハウス３内には、仕切壁４が設けられ、該仕切壁４には窒素等の不活性ガスを含むガスを噴出するブロー管５が複数本並列配置され、該ブロー管の間に該エキシマランプ２が配置されている。また、各々の該ブロー管５と該エキシマランプ２との間には狭窄部８を形成するように該ランプハウス３内に配置している。該仕切壁４の上方には、冷却ブロック６が設けられ、該冷却ブロック６内には冷却流体を流通する冷却流体流通路６ａが配置されており、該冷却ブロック６の上方には、該エキシマランプ２に給電する高周波高電圧を発生する電装部７が設けられている。また、該エキシマランプ２の下方には、被処理物である基板１０を搬送する搬送系としてローラーコンベヤ１１を用い、該基板１０として、例えば、液晶パネル用のガラス基板等を該エキシマ光照射装置１内に搬送できるようにしている。
また、該ブロー管５には窒素等の不活性ガスを含むガスを噴出する噴出口９が長手方向にほぼ等しい間隔をもって複数個配置されており、該ブロー管５の側壁５ａ上に配置され、該ブロー管５から第一の置換空間に向けてガスを噴出できるようになっている。更には、該ブロー管５にはガス導入口４２が設けられ、該ガス導入口４２から制御弁７４を介して、ガス供給源に接続されている。

また、該エキシマ光照射装置１は、第一の置換空間１３と第二の置換空間１４とを有している。図１−ｂ）には、該第一の置換空間１３と該第二の置換空間１４について説明するために、該第一の置換空間１３と該第二の置換空間１４の部分のみ模式的に拡大した拡大図を示す。該第一の置換空間１３は、互いに対向する該ブロー管５の側壁５ａと、該エキシマランプ２の上面部分２ａと、該ランプハウス３の仕切壁４とで囲まれる部分から成る空間であり、該ブロー管５と該エキシマランプ２との間の狭窄部８は、該ブロー管５と該エキシマランプ２を最短距離で横切る仮想線で区切られているものとする。一方、第二の置換空間１４は、該ブロー管５の下壁５ｂと、その両側に配置されているエキシマランプ２の下面部分２ｂと搬送される基板１０とで囲まれる部分から成る空間であり、該ブロー管５と該エキシマランプ２との間の狭窄部８は、該ブロー管５と該エキシマランプ２を最短距離で横切る仮想線で区切られており、該エキシマランプ２と該基板１０との間の隙間は、該エキシマランプ２の下面部分２ｂと該基板１０を最短距離で結ぶ仮想線１５で区切られているものとする。本発明では、該第二の置換空間１４の体積は、該第一の置換空間１３の体積より小さくなっている。尚、ここでの体積とは、図１−ｂ）に示した断面図での面積に該エキシマランプ２の管軸方向の長さ（不図示の側面仕切り板までの長さ）を乗じ求めるものとする。

このような構成を取ることで、該エキシマランプ２と該基板１０との間に洗浄に適した雰囲気を作り出すことができ、洗浄効果を向上させるとともに、洗浄ムラを低減できるといった効果がある。特に、該第一の置換空間の体積より第二の置換空間の体積の方を非常に小さくすることで、該基板１０が搬入されてから短時間で第二の置換空間を置換し洗浄に適した雰囲気を作ることができるので、例えば、窒素ガス等の置換ガスの使用量を非常に少なく抑えることができるといった効果もある。

次に、図２として、第1の実施例に示した該エキシマ光照射装置１に具備されているエキシマランプ２について示す。図２は、該エキシマランプ２の管軸方向に沿って切断した管軸方向断面図であって、該エキシマランプ２は、発光管部２１と外管部２２と口金部２３とから成っている。該発光管部２１は、石英ガラスからなるバルブ部２４と、該バルブ部２４の外周に配置された網状電極２５と、該網状電極２５と対になる内部電極２６と、該バルブ部２４内に該内部電極２６を囲う様に配置された石英ガラスから成る内部管２７と、から構成されている。更に、該バルブ部２４内にはエキシマ発光用ガスとして、例えばキセノンガスが封入されている。該内部電極２６は、端部が給電ピン２８に接続されており、該給電ピン２８の他端はモリブデンから成る金属箔２９に接続され、該バルブ部２４の両端でピンチシールされている。また、該金属箔２９の他端は外部リード３０に接続され、外部から該内部電極２６に高周波高電圧を供給している。該内部電極２６と対を成す該網状電極２５は、該口金部２３に配置された給電部３１により接地されている。

該発光管部２１は、該内部電極２６と該網状電極２５との間に該バルブ部２４と該内部管２７との二つの誘電体を介して高周波高電圧を印加することにより、該バルブ部２４内部に封入されたキセノンガスがエキシマ放電し、エキシマ分子の生成、解離によりエキシマ光を発生するものである。また、外管部２２も石英ガラスで構成されており、該発光管部２１で発生した光（キセノンガスの場合であれば、波長１７２ｎｍの真空紫外光）が該外管部２２から外部へ放射される窓として機能している。また、該発光管部２１と該外管部２２との間に設けられた空間には、窒素ガスが満たされており、該発光管部２１から放射された真空紫外光が酸素の吸収を受け減衰することなく該外管部２２の外部へ放射される。

また、該発光管部２１、及び、該外管部２２の両端には、該口金部２３が設けられており、該発光管部２１と該外管部２２を保持している。該発光管部２１は、該口金部２３内の保持用ツバ部３２内に該網状電極２５の端部部分まで挿入され固定されている。更には、該口金部２３の中央には、給電線取り出し用穴３３が設けられ、該発光管部２１に給電する給電線３４を該給電線取り出し用穴３３から外部へ取り出している。更に、該外管部２２内に満たされている窒素ガスを流入、排出するガス流通口３５を設けている。

このような構成のエキシマランプ２を該エキシマ光照射装置１に配置することで、大型の平板ガラス窓を配置しなくても、該エキシマランプ２から放射される真空紫外光を効率良く取り出すことができるといった利点がある。更には、該保護管の形状が円筒状であるので、該保護管の肉厚を薄くしても十分な機械的強度が得られ、該保護管の厚みにより照度低下を引き起こすこともなく、効率の良い照射装置が得られるといった利点がある。また、該保護管自身に掛かるコストは大型の平板ガラスに比べて非常に安価であるので、装置全体の価格を低く抑えられるといった利点もある。

次に、図３として、第1の実施例に示した該エキシマ光照射装置１に具備されているブロー管５について示す。図３−ａ）は、該ブロー管５の管軸方向に沿って切断した管軸方向の断面図であり、図３−ｂ）は、図３−ａ）における該管軸方向に直交する面で切断したＡ−Ａ断面の断面図である。図３−ａ）には、該ブロー管５の側壁５ａ上にガスを噴出する複数の小孔の噴出口９が設けられている。また、該ブロー管５の上面壁５ｃ側には、該ブロー管５にガスを供給するガス導入口４２が設けられている。図３−ｂ）では、該ブロー管５のＡ−Ａ断面が長方形と成っており、例えば、該上面壁５ｃ、及び該下壁５ｂの長さは２０ｍｍ、該側壁５ａの長さが３０ｍｍである。また、該側壁５ａに設けられた該噴出口９はΦ０．７ｍｍの円形であって、該噴出口９の中心から中心までの距離が１０ｍｍピッチで該側壁５ａに形成されている。例えば、該ブロー管５の全長が２ｍであれば、該噴出口９は一方の該側壁５ａ上に２００個形成されることになる。また、本実施例における該ブロー管５では、該ブロー管５の断面積ｓ（該側壁５ａの長さ×該下壁５ｂの長さ）が、該噴出口９の総面積（例えばφ０．７の面積×２００（個数））の２．５倍以上の大きさになっている。このような面積比を持つことにより、噴出されるガスの流速が該噴出口９各々で均一になる。

このような構成を採ることにより、該ブロー管５から噴出されるガスが該ブロー管５全体に亘って均一に噴出され、装置全体の雰囲気を均一に保つことができる。その結果、該エキシマ光照射装置１は、該基板１０を洗浄処理する場合に均一なガス雰囲気を保つことができ、ムラ無く洗浄処理ができる、といった効果がある。また、該第二の置換空間の体積を極力小さくすることにより、該基板の搬送時、短時間で処理雰囲気に置換ができ、外部からの酸素の巻き込みを十分に抑制することができるので、窒素等の不活性ガスの使用量を少なくすることができるとった利点もある。

例えば、本実施例の場合、第２の置換空間の体積は約１００ｃｍ^−３（容積として約１Ｌ）であり、該ブロー管から流れてくる窒素ガスの流量は２５Ｌ／分程度である。この場合、基板が搬送されてから、約２．４秒で置換が完了することとなる。また、置換完了時の残留酸素濃度は、２００ｐｐｍ程度と非常に低い値を実現している。通常、置換時の残留酸素濃度は１０００ｐｐｍ程度であれば十分であり、置換に要する時間を考慮しなければ、容積１Ｌに対して１３Ｌ／分程度のガス流量があれば残留酸素濃度１０００ｐｐｍ以下を実現できる。

図４は、本発明の第２の実施例として、他の該ブロー管の形状を示した断面図である。図４−ａ）に示すブロー管５１は、ガスを噴出するために設けられた噴出口の形状が該ブロー管５１の長手方向の端から各々噴出口９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの順に穴径が小さくなっている。このような構成を採ることにより、該ブロー管５１から噴出されるガスの流量が該ブロー管５１の長手方向で異なり、該ブロー管５１の中央付近に比べて端部付近に噴出するガスの流量が多くなる。該ブロー管５１を本発明のエキシマ光照射装置に組み込むことで、該エキシマ光照射装置のランプハウスの該エキシマランプ管軸方向中央付近に比べて該ランプハウスの外側に近い方に流れるガスの流量が多くできる。これは、該エキシマ光照射装置の外部から巻き込まれる制御不能な酸素の混入を低滅できるといった利点がある。

図４−ｂ）に示すブロー管５２は、ガスを噴出するために設けられた噴出口の穴径は同じであるが、該ブロー管５２の長手方向の端部側から次第に配列間隔を変えて、該端部側は密に、中央部側は粗に配置した。具体的には、中央部から噴出口９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄと次第に穴と穴の間隔５３が狭くなっている。このような構成を採ることによっても、該ブロー管５２の中央付近に比べて端部付近に噴出するガスの流量を多くすることができる。該ブロー管５１の場合と同様に該ブロー管５２を本発明のエキシマ光照射装置に組み込むことで、該エキシマ光照射装置のランプハウスの該エキシマランプ管軸方向中央付近に比べて該ランプハウスの外側に近い方に流れるガスの流量が多くできる。これは、該エキシマ光照射装置の外部から巻き込まれる制御不能な酸素の混入を低滅できるといった利点がある。尚、噴出口の配列や穴径を任意の位置に配列することによって、所望の酸素濃度分布を持った処理空間を形成することもできる。

図５には、本発明の第３の実施例を示す。この第３の実施例では、該第一の置換空間に流すガス流量を該エキシマランプ毎に形成される各々の該第一の置換空間毎に異なる流量とする場合について示す。図５に示す該エキシマ光照射装置１は、３本のエキシマランプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃが並列配置された該エキシマ光照射装置１のランプハウス内を該装置上面方向から見た図である。また、該エキシマ光照射装置１以外にローラーコンベヤ１１が多数並び構成される搬送路と、該搬送路上に基板１０が矢印６３の方向に搬送されている状態を示したものである。該基板１０は、該エキシマ光照射装置1の搬送口６２Ａ側から搬入され、搬出口６２Ｂ側から搬出される。この搬送口６２Ａから搬出口６２Ｂまでの間に、エキシマランプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃが互いに並列配置され、各々のエキシマランプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの両側面にはブロー管５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５Ｄが配置されている。例えば、エキシマランプ２Ａの両側面にはブロー管５Ａとブロー管５Ｂとが配置されており、各々のエキシマランプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃに対応した第一の置換空間１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが形成されている。尚、該第一の置換空間１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、該エキシマランプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの管軸方向に対して、側面仕切り板６１によって区切られており、該側面仕切り板６１と該ブロー管５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５Ｄ、と、該エキシマランプ２Ａ、２Ｂ、２Ｃで区切られる空間に窒素等の置換用ガスを流すことで構成されている。

該第一の置換空間１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに流すガスの流量としては、基板１０の搬入口６２Ａ側（１３Ａ）は流量が多く、中央付近（１３Ｂ）では減少し、再び該基板１０の搬出口６２Ｂ側（１３Ｃ）では流量が多くなっている。本実施例においては、該ブロー管５Ａ内のガス圧を隣接するブロー管５Ｂよりも高くし、また対向するブロー管５Ｂの該第一の置換空間１３Ａ側の側壁５ａｂ上の噴出口（不図示）の穴径を他方の側壁５ａｃ上の噴出口（不図示）の穴径より大きくしている。これにより、該第一の置換空間１３Ａ側に流れるガス量が、隣接する第一の置換空間１３Ｂより多くなる。

次に、該第一の置換空間１３Ｂは、該ブロー管５Ｂの側壁５ａｃ、該ブロー管５Ｃの側壁５ａｄの各々に設けられた噴出口（不図示）の穴径が隣接する第一の置換空間１３Ａや１３Ｃ側に設けられた穴径より小さいため、該第一の置換空間１３Ｂに流れるガスの流量が小さくなっている。更に、該第一の置換空間１３Ｃは、該第一の置換空間１３Ａの場合と同様にしている。即ち、該ブロー管５Ｃの該第一の置換空間１３Ｃ側の側壁５ａｅに設けられた噴出口（不図示）の穴径は側壁５ａｂと同様に大きくなっている。更に、該ブロー管５Ｄに設けられた噴出口の穴径は該ブロー管５Ａと同様であり、該ブロー管５Ｄにかけるガス圧も該ブロー管５Ａと同程度で、該ブロー管５Ｂ、５Ｃのガス圧より高圧になっている。このような構成により、第一の置換空間１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはランプハウス中央付近に比べて、該ランプハウスの外側に近い方がガスの流量が多くなっている。

図６には、本発明の第４の実施例として、該第一の置換空間１３と該第二の置換空間１４とに流れるガス流量を制御する機構を持った該エキシマ光照射装置１を示す。該エキシマ光照射装置１は、複数本並列配置されたエキシマランプ２と、該エキシマランプ２の両側面に並列配置されたブロー管５と、該エキシマランプ２から放射された光を基板１０側へ反射する機能を持った仕切壁４とが、ランプハウス３内に配置されている。本実施例においては、該ランプハウス３の一部のみ記載している。また、該基板１０を該エキシマ光照射装置１に搬入する搬送口６２Ａ側から、基板１０の一部が該エキシマ光照射装置１内にローラーコンベヤ１１により搬送されている。該ローラーコンベヤ１１の下方には光センサー７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄが順次配置されている。該光センサー７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄからの信号は信号処理部７２に接続されている。該信号処理部７２に入力された該光センサー７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ、７１Ｄの信号は、制御信号出力部７３と接続され、該制御信号出力部７３から制御弁７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄに入力している。該制御弁７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄは、該ブロー管５に接続されて置換用ガスのガス流量とガス圧を制御し、該第一の置換空間１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄと、該第二の置換空間１４Ａ、１４Ｂ等を形成している。また、１４Ｃ、１４Ｄは、基板１０が搬送中のため第２の置換空間の形成前の状態であり、該基板１０の搬送に伴って第２の置換空間が形成される領域である。

次に、ガス流量の制御について示す。最初は、該エキシマ光照射装置１内に、処理対象の基板が無い状態である。この時、該第一の置換空間１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄの各々の空間には予め設定された基板処理時の規定量より少ない量の置換用ガスを流している。次に、該基板１０が該エキシマ光照射装置１内に搬入されると、該光センサー７１Ａにより、該基板１０が搬入されたことを検知し、検知信号が信号処理部７２に入力され、続いて制御信号出力部７３から矢印ＱとＲにガス流量を制御する信号が送られる。この制御信号を受けた制御弁７４Ａ、７４Ｂは、該第一の置換空間１３Ａに流れるガスの流量を予め設定された基板処理時の規定量まで流量を増加する。これによりごく短時間で、該第二の置換空間１４Ａが形成され、予め設定された該基板１０の処理に適した雰囲気が形成される。

図６に示すように、該基板１０が該第二の置換空間１４Ｃの途中まで搬送された状態では、各空間におけるガスの流量は次のようになる。該第二の置換空間１４Ａ、１４Ｂは、予め設定された基板処理時の規定量のガスが流れている。該第二の置換空間１４Ｃでは、該光センサー７１Ｃが該基板１０の搬送を検知した直後であり、該第二の置換空間１４Ｃに流れるガス量は隣接している該第二の置換空間１４Ｂよりも少なく制御されている。また同様に、該第二の置換空間１４Ｄとなるべき空間では、該基板１０が搬送されていないので、該光センサー７１Ｄが該基板１０の搬入を検知するまで、第二の置換空間１４Ａ、１４Ｂより、少ない量の置換用ガスが流れている。

このような制御機構をとることにより、第二の置換空間が形成されるまでは、規定量より少ない量のガスを流し、第一の置換空間の雰囲気を保持したまま、外部からの酸素等の混入を防止することができる。また、基板１０の搬入を検知して、ガスの流量を増加させ予め定められた処理に適した規定量のガスを流す。これに伴い、該第二の置換空間が形成され、処理に最も適した流量を流すことにより、該基板１０を効率的に処理することができる。また、該基板が搬出され、該第二の置換空間が消失すれば、再び規定量より少ないガスを流すことで外部からの酸素の混入を防ぎながら、待機し、次に処理する基板が搬入された際に短時間で処理雰囲気を形成できる。

図７には、本発明の第５の実施例を示す。第５の実施例であるエキシマ光照射装置８１は、エキシマランプ２のランプ管軸方向に対して直交する方向で切断した断面図として示している。ランプハウス３内には、隔壁部材８２が設けられ、複数本の該エキシマランプ２が並列配置され、各々の該エキシマランプ２と該隔壁部材８２との間には、狭窄部８３か形成されている。また、該エキシマランプ２の上方には冷却流体流通路６ａを具備した冷却ブロック６が設けられている。該冷却ブロック６の上方には電装部７が配置されている。また、該冷却ブロック６には該エキシマランプ２側の空間に不活性ガスを含むガスを噴出する噴出口８２があり、該噴出口８２は制御弁７４を介して接続されたガス供給源から窒素等のガスを噴出する。該エキシマランプ２の上方であって、該隔壁部材８２と該エキシマランプ２とで囲まれる空間が、第一の置換空間１３を形成している。また、該エキシマランプ２の下方であって、基板１０側の空間が第二の置換空間１４となる。該第二の置換空間１４は、該エキシマランプ２と該基板１０と該隔壁部材８２とで囲まれる空間であって、該狭窄部８３で該第一の置換空間と分けられている。

本実施例におけるエキシマ光照射装置８１は、第一の置換空間１３内に不活性ガスを含むガス（この場合は窒素）を噴出する噴出口８４が設けられているので、第一の置換空間１３が最初に置換される。その後、該第一の置換空間１３内に充満した置換用のガス（窒素）が狭窄部８３を通って、第二の置換空間１４に流れてくる。この漏れ出したガスによって第二の置換空間１４が形成される。また、第二の置換空間１４は、基板１０がローラーコンベヤ１１によって搬入されることによって形成され、搬出されることによって消失する。この消失時に該第二の置換空間１４が形成される空間は大気に曝されるが、該狭窄部８３が第一の置換空間への酸素の逆流や巻き込みを抑制している。また、該基板１０が搬入されるまでの待機時には、該第一の置換空間１３に基板処理時より少ない量の置換用ガス（窒素）を流すことにより、該第一の置換空間１３を維持できる。

この発明の第１の実施例を示す概略断面図。 この発明の第１の実施例に配置されたエキシマランプの形態を示す断面図。 この発明の第１の実施例に配置されたブロー管の形態を示す断面図。 この発明の第２の実施例におけるブロー管の形態を示す断面図。 この発明の第３の実施例を示す概略図。 この発明の第４の実施例を示す概略図。 この発明の第５の実施例を示す概略図。 従来の基板処理装置を示す概略断面図。

符号の説明

１ エキシマ光照射装置
２ エキシマランプ
２ａ 上面部分
２ｂ 下面部分
２Ａ エキシマランプ
２Ｂ エキシマランプ
２Ｃ エキシマランプ
３ ランプハウス
４ 仕切壁
５ ブロー管
５ａ 側壁
５ａａ 側壁
５ａｂ 側壁
５ａｃ 側壁
５ａｄ 側壁
５ａｅ 側壁
５ｂ 下壁
５ｃ 上面壁
５Ａ ブロー管
５Ｂ ブロー管
５Ｃ ブロー管
６ 冷却ブロック
６ａ 冷却流体流通路
７ 電装部
８ 狭窄部
９ 噴出口
１０ 基板
１１ ローラーコンベヤ
１３ 第一の置換空間
１４ 第二の置換空間
１５ 仮想線
２１ 発光管部
２２ 外管部
２３ 口金部
２４ バルブ部
２５ 網状電極
２６ 内部電極
２７ 内部管
２８ 給電ピン
２９ 金属箔
３０ 外部リード
３１ 給電部
３２ 保持用ツバ部
３３ 給電線取り出し用穴
３４ 給電線
３５ ガス流通口
４２ ガス導入口
５１ ブロー管
５２ ブロー管
５３ 間隔
６１ 側面仕切り板
６２Ａ 搬送口
６２Ｂ 搬出口
６３ 矢印
７１Ａ 光センサー
７１Ｂ 光センサー
７１Ｃ 光センサー
７１Ｄ 光センサー
７２ 信号処理部
７３ 制御信号出力部
７４Ａ 制御弁
７４Ｂ 制御弁
７４Ｃ 制御弁
７４Ｄ 制御弁
８１ エキシマ光照射装置
８２ 隔壁部材
８３ 狭窄部
８４ 噴出口
１０１ エキシマ光照射装置
１０２ エキシマランプ
１０３ ランプハウス
１０４ 不活性ガス流通部
１０５ 噴出口
１１１ 上板
１１２ 側板
１１５ 基板

Claims (8)

1. 搬送される基板に対してエキシマ光を照射するエキシマ光照射装置であって、
   ランプハウス内に略棒状のエキシマランプが複数本並列配置されており、基板を送る搬送手段を有し、
   前記ランプハウスには、隔壁部材が設けられ、該隔壁部材と各々の該エキシマランプとの間に狭窄部が形成されており、
   該ランプハウス内の該狭窄部より該エキシマランプ上方に第一の置換空間を形成し、該狭窄部より該エキシマランプ下方である基板側に第二の置換空間を形成し、該第一の置換空間側に不活性ガスを含むガスを噴出する噴出口が設けられていることを特徴とするエキシマ光照射装置。
2. 前記隔壁部材は、不活性ガスを含むガスを流通するブロー管を兼ねており、該ブロー管にはガスを噴出する噴出口が該ブロー管の長手方向に間隔を持って設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマ光照射装置。
3. 前記ランプハウスは、該エキシマランプの両側に配置された前記ブロー管の各々の側壁と、その間に配置されるエキシマランプの外壁の上面部分と、該エキシマランプ上方に配置されたランプハウス内の仕切壁と、により形成される第一の置換空間、及び、前記ブロー管の一つの下壁と、その両側に配置されるエキシマランプの外壁の下面部分と、搬送される基板と、により形成される第二の置換空間、を有し、該ブロー管から該第一の置換空間に向かって不活性ガスを噴出することを特徴とする請求項２に記載のエキシマ光照射装置。
4. 前記第一の置換空間は、その体積が、前記第二の置換空間の体積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のエキシマ光照射装置。
5. 前記第一の置換空間は、該ランプハウス内に配置された該エキシマランプ毎に形成されており、個々の置換空間に流れるガスの流量が異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のエキシマ光照射装置。
6. 前記第一の置換空間は、同空間に流れるガスの流量が、該ランプハウスの中央付近に比べて、該ランプハウスの外側に近い方が多いことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のエキシマ光照射装置。
7. 前記第一の置換空間は、同空間に流れるガスの流量が、該第二の置換空間が形成されるまでは規定量より少なく、基板の搬送により、該第二の置換空間が形成されると予め設定された規定量が流れることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のエキシマ光照射装置。
8. 前記第一の置換空間は、基板の搬送により、前記第二の置換空間の形成、あるいは、消失をセンサーによって検知し、該第二の置換空間の形成、あるいは、消失に合わせて該第一の置換空間に流れるガスの流量を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のエキシマ光照射装置。
   

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