(57)【要約】【課題】  被処理体の搬送速度によらず、高い安定性で光洗浄を行うことができる光照射装置の提供。【解決手段】  光照射装置は、搬送経路に沿って搬送される帯状の被処理体の一面に紫外線を照射する光照射装置であって、搬送経路における被処理体の一面側の通過平面に沿って開口を有するランプハウスと、前記ランプハウス内に設けられた、前記被処理体の幅方向に伸びる紫外線ランプと、前記ランプハウス内に処理空間用ガスを供給するガス供給手段と、前記搬送経路における被処理体の他面側の通過平面に沿って開口を有する排気空間形成部材とを備え、前記処理空間用ガスが、主成分の不活性ガスに、酸素を含有するガスおよび／または水分が混入されたものであることを特徴とする。【選択図】  図１
2019018164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路に沿って搬送される帯状の被処理体の一面に紫外線を照射する光照射装置であって、
搬送経路における被処理体の一面側の通過平面に沿って開口を有するランプハウスと、
前記ランプハウス内に設けられた、前記被処理体の幅方向に伸びる紫外線ランプと、
前記ランプハウス内に処理空間用ガスを供給するガス供給手段と、
前記搬送経路における被処理体の他面側の通過平面に沿って開口を有する排気空間形成部材とを備え、
前記処理空間用ガスが、主成分の不活性ガスに、酸素を含有するガスおよび／または水分が混入されたものであることを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記ランプハウスの開口に、前記被処理体の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路を形成する遮蔽体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送経路に沿って搬送される帯状の被処理体の一面に紫外線を照射する光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶などの製造工程におけるレジストの光アッシング処理、ナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に付着したレジストの除去、あるいは液晶用のガラス基板やシリコンウエハなどのドライ洗浄処理、ロールに巻き取られたシート状のフィルムの貼合わせ面の洗浄による表面改質処理として、紫外線を照射する方法が知られている。
【０００３】
このような紫外線を照射するための光照射装置として、例えば特許文献１には、被処理物に対して真空紫外線を照射し、当該真空紫外線およびその真空紫外線によって発生されたオゾンやヒドロキシルラジカルの洗浄作用によって被処理物の表面の汚染物を除去するものが開示されている。
図１８は、従来の光照射装置の一例を模式的に示す、被処理体の搬送方向の断面図である。
この光照射装置は、光照射口５３Ａが開口されたベース部材５３と、当該ベース部材５３の上側（図１８において上側）に、光照射口５３Ａを覆うよう配置された全体が直方体の箱状の外装カバー５４とよりなるランプハウス５２の内部に、光照射口５３Ａに平行な面上に複数のエキシマランプ５１が互いに平行に伸びるよう配設されている。この光照射装置においては、搬送経路に沿ってローラコンベアなどの搬送手段５８によって被処理体Ｗが搬入され、紫外線が照射されるランプハウス５２の光照射口５３Ａの直下の処理領域において、エキシマランプ５１からの紫外線が被処理体Ｗの一面（図１８において上面）に照射される。
真空紫外線は、大気中の酸素によって吸収されて大きく減衰してしまう性質を有するので、従来、このような光照射装置においては、エキシマランプ５１と被処理体Ｗとの間の紫外線放射空間に窒素ガスなどの不活性ガスを外部から供給して、当該紫外線放射空間における洗浄に必要な量以上の過剰な酸素を除去して真空紫外線の減衰を抑制することが行われている。不活性ガスは、例えば、ランプハウス５２内のエキシマランプ５１の背後側（図１８において上側）に設けられたガス供給管５６のガス供給口５６Ｈから吐出されて紫外線放射空間を不活性ガス雰囲気に置換する。
なお、図１８において、５９は、冷却用の流体が流通する配管５９Ａが内部に設けられた冷却用ブロックである。
【０００４】
上述の通り、エキシマランプ５１と被処理体Ｗとの間の紫外線放射空間においては不活性ガスを外部から供給して当該紫外線放射空間における洗浄に必要な量以上の過剰な酸素を除去することが行われている。一方、極端に酸素濃度の低い雰囲気下において真空紫外線を照射すると、オゾンの発生量が極めて少なくなるため、オゾンによる被処理体の表面の活性化作用が働かず、かえって光洗浄の効果が低下することが知られている。
また、紫外線放射空間を乾燥した不活性ガスによって過剰に置換し、極端に湿度の低い雰囲気下において真空紫外線を照射した場合にも、ヒドロキシルラジカルなどの活性種の発生量が極めて少なくなるために被処理体の表面の洗浄効果が低下してしまう。
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１に記載の光照射装置においては、紫外線放射空間に、不活性ガスに水分を混入させたものを供給している。
具体的には、ガスボンベなどからなる窒素ガス供給源より乾燥した窒素ガスが加湿装置に供給され、当該加湿装置において絶対湿度が所定の範囲に調整された加湿化窒素ガスが生成され、当該加湿化窒素ガスがガス供給管５６のガス供給口５６Ｈを介して紫外線放射空間に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、光照射装置において、被処理体は基本的に帯状のものであり、具体的には板状のもの、シート状のフィルムなど、種々の形状や材質のものが光洗浄の処理対象とされる。また、被処理体の処理領域への搬送速度、例えばシート状のフィルムを流す速度は、被処理体の形状や材質、表面状態などによって決定されるので、被処理体毎に異なる。
そして、被処理体が搬送されることに伴って処理領域の周囲（紫外線放射空間）に引き込まれる空気の量は、被処理体の搬送速度に依存するので、被処理体毎に紫外線放射空間内の酸素濃度や湿度にバラツキが生じ、その結果、所期の光洗浄効果が安定的に得られない、という問題が生じる。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、被処理体の搬送速度によらず、高い安定性で光洗浄および表面の改質を行うことができる光照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光照射装置は、搬送経路に沿って搬送される帯状の被処理体の一面に紫外線を照射する光照射装置であって、
搬送経路における被処理体の一面側の通過平面に沿って開口を有するランプハウスと、
前記ランプハウス内に設けられた、前記被処理体の幅方向に伸びる紫外線ランプと、
前記ランプハウス内に処理空間用ガスを供給するガス供給手段と、
前記搬送経路における被処理体の他面側の通過平面に沿って開口を有する排気空間形成部材とを備え、
前記処理空間用ガスが、主成分の不活性ガスに、酸素を含有するガスおよび／または水分が混入されたものであることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光照射装置においては、前記ランプハウスの開口に、前記被処理体の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路を形成する遮蔽体が設けられた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光照射装置においては、ランプハウス内に、主成分の不活性ガスに酸素を含有するガスおよび／または水分が混入された処理空間用ガスが供給されることによって、被処理体の種類および形状に基づいて決定される搬送速度によらずに、紫外線放射空間内の酸素濃度および／または湿度を所期の範囲に安定的に調整することができる。その結果、紫外線放射空間内の酸素濃度および／または湿度にバラツキが生ずることを抑制することができ、これにより、紫外線放射空間における紫外線の減衰が安定的に抑制されながら、当該紫外線放射空間内に酸素および／または水分が能動的に供給されるので、結局、高い安定性で光洗浄および表面の改質を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置の、被処理体の搬送方向の断面を含む模式図である。
【図２】図１の光照射装置の、被処理体の幅方向の断面図である。
【図３】図１の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置の、被処理体の搬送方向の断面を含む模式図である。
【図５】本発明の光照射装置の別の一例を模式的に示す、被処理体の幅方向の断面図である。
【図６】図５の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図７】本発明の光照射装置のさらに別の一例を模式的に示す、被処理体の幅方向の断面図である。
【図８】図７の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図９】本発明の光照射装置のさらにまた別の一例を模式的に示す、被処理体の幅方向の断面図である。
【図１０】図９の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図１１】本発明の光照射装置のさらにまた別の一例を模式的に示す、被処理体の幅方向の断面図である。
【図１２】図１１の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図１３】本発明の光照射装置のさらにまた別の一例を模式的に示す、被処理体の幅方向の断面図である。
【図１４】図１３の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図１５】本発明の光照射装置のさらにまた別の一例を模式的に示す、被処理体の幅方向の断面図である。
【図１６】図１５の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
【図１７】実施例における被処理体の表面状態（接触角の変化量Δθ）を示すグラフである。
【図１８】従来の光照射装置の一例を模式的に示す、被処理体の搬送方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置の、被処理体の搬送方向の断面を含む模式図であり、図２は、図１の光照射装置の、被処理体の幅方向の断面図であり、図３は、図１の光照射装置の要部を模式的に説明する、排気空間側から見た斜視図である。
本発明の光照射装置は、処理チャンバー１０の上流側（図１において右側）の搬入口１８から搬送経路に沿って搬送された帯状の被処理体Ｗの一面（図１において上面）に、紫外線ランプ１１からの紫外線が照射される処理領域において紫外線を照射して光洗浄を行い、被処理体Ｗの表面を改質するものである。
【００１５】
この光照射装置において紫外線を照射する帯状の被処理体（ワーク）Ｗとしては、ガラス基板やプリント基板などの板状体、および、連続するシート状のフィルムなどが挙げられる。
被処理体Ｗは、例えば幅が１００〜２０００ｍｍ程度のものである。
【００１６】
処理チャンバー１０は、搬送経路の処理領域における被処理体Ｗの一面側（図１において上面側）の通過平面に沿って開口１２Ｈを有する筺体状のランプハウス１２と、処理領域における被処理体Ｗの他面側（図１において下面側）の通過平面に沿って開口１３Ｈを有する筺体状の排気空間形成部材１３とによって形成されている。これにより、処理チャンバー１０内が、搬送経路の処理領域を介して、ランプハウス１２内からなる処理空間と排気空間形成部材１３内からなる排気空間とに区画されている。処理チャンバー１０における搬送経路の両端部には、それぞれ、ランプハウス１２および排気空間形成部材１３によりスリット状の搬入口１８および搬出口１９が形成されている。
【００１７】
この光照射装置においては、ランプハウス１２の開口１２Ｈに、被処理体Ｗの幅方向の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路Ｇを形成する遮蔽体が設けられていることが好ましい。具体的には、遮蔽体は、ランプハウス１２の開口１２Ｈの周縁に連続して被処理体Ｗの搬送平面に沿って伸びる、被処理体Ｗの通過を許容する幅の開口１５Ｈを有する板状の枠部１２Ａからなる。これにより、枠部１２Ａの開口１５Ｈにおける、被処理体Ｗの搬送方向に平行に伸びる側縁と、被処理体Ｗの幅方向の側縁との間に、ガス流通抵抗用隘路Ｇが形成される。ランプハウス１２の枠部１２Ａは、被処理体Ｗに係る処理領域と同じレベル位置に設けられている。
ガス流通抵抗用隘路Ｇの距離（ギャップ）は、排気空間形成部材１３内の圧力が、ランプハウス１２内の圧力よりも低く、両空間の圧力状態が維持される程度の大きさであることが好ましく、具体的には、ランプハウス１２内の圧力と排気空間形成部材１３内の圧力との差圧が例えば１Ｐａ以上に維持されることが好ましい。この差圧は、ガス流通抵抗用隘路Ｇの距離が小さくなるほど大きくなる。
【００１８】
光照射装置のランプハウス１２の開口１２Ｈに、被処理体Ｗの幅方向の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路Ｇを形成する遮蔽体が設けられていることによって、ランプハウス１２内の空間と排気空間形成部材１３内の空間との間の自由なガスの流通が阻害されてガスの流通抵抗が大きくなることにより、ランプハウス１２内の密閉性が高められる。従って、被処理体Ｗの種類および形状に基づいて決定される搬送速度によらずに、従来よりも少量の処理空間用ガスによって紫外線放射空間内の大気を処理空間用ガスに置換することができる。
【００１９】
ランプハウス１２内には、被処理体Ｗの幅方向に伸びる複数の紫外線ランプ１１が被処理体Ｗの搬送方向に互いに離間して同一平面上に設けられると共に、当該ランプハウス１２内に処理空間用ガスを供給するガス供給手段が紫外線ランプ１１の背面側（図１において上側）に設けられている。
【００２０】
紫外線ランプ１１としては、例えば、中心波長が１７２〜３８０ｎｍ程度の真空紫外線を放射する、断面が被処理体Ｗの搬送方向に伸びる扁平な形状のキセノンエキシマランプが用いられる。
【００２１】
ガス供給手段は、具体的には、孔またはスリットからなる多数のガス供給口が開口されたガス供給管１６を備えており、少なくとも１つのガス供給管１６が、ランプハウス１２内の搬入口１８の近傍に配置されている。
図１の光照射装置においては、ガス供給手段は、複数のガス供給管１６を有し、ガス供給管１６の各々が、紫外線ランプ１１が伸びる方向と平行に伸び、かつ、隣接する紫外線ランプ１１に対して等距離となる状態で紫外線ランプ１１の背面側に配置されている。
【００２２】
〔処理空間用ガス〕
本発明の第１の実施の形態に係る光照射装置において、処理空間用ガスは、主成分の不活性ガスに、酸素を含有するガス（以下、「酸素含有ガス」ともいう。）が混入されたものとされる。
【００２３】
不活性ガスとしては、例えば窒素ガス、アルゴンガス、キセノンガスなどを用いることができる。
【００２４】
酸素含有ガスは、具体的にはＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｙ  Ａｉｒ）などの形態で不活性ガスに混入されることが好ましい。また、ＣＤＡに酸素ガスを混入して酸素の濃度を適宜に調整したガスを、不活性ガスに混入してもよい。
【００２５】
処理空間用ガスは、ガス混合供給機構によって供給される。ガス混合供給機構は、例えば図１に示されるように、不活性ガスを供給する不活性ガスボンベからなる不活性ガス供給源３１と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガスボンベからなる酸素含有ガス供給源３２と、当該不活性ガス供給源３１および酸素含有ガス供給源３２から供給された不活性ガスおよび酸素含有ガスを混合して処理空間用ガスを調整するガス混合器３３とを有し、ガス混合器３３から処理空間用ガスをガス供給管１６に供給するものである。
【００２６】
処理空間用ガスにおける酸素濃度は例えば１〜５体積％とされ、特に２．５体積％とされることが好ましい。
処理空間用ガスにおける酸素濃度が過多である場合には、紫外線放射空間における紫外線の減衰が光洗浄に支障が生じるほどに大きくなってしまうおそれがある。一方、処理空間用ガスにおける酸素濃度が過少である場合には、オゾンの発生量が極めて少なくなるため、オゾンによる被処理体の表面の活性化作用が働かずに十分な光洗浄の効果が得られないおそれがある。
【００２７】
処理空間用ガスにおける酸素濃度は、不活性ガス供給源３１から供給される不活性ガスの供給量と、酸素含有ガス供給源３２から供給される酸素を含有するガスの供給量とを制御することによって調整することができる。具体的には、不活性ガスの供給量が例えば１００〜１２０Ｌ／ｍｉｎとされると共に、酸素濃度が２１体積％程度であるＣＤＡの供給量が例えば１３〜１７Ｌ／ｍｉｎとされる。
また、酸素含有ガス供給源３２に充填される酸素を含有するガスの種類（酸素濃度）を選択することによっても処理空間用ガスにおける酸素濃度を調整することができる。
【００２８】
処理空間用ガスにおける酸素濃度は、ランプハウス１２内に酸素濃度検出器（図示せず）を設置し、ランプハウス１２内の酸素濃度が所定の一定値になるようフィードバック制御されてもよい。
【００２９】
排気空間形成部材１３の底部（図１において下部）には、当該排気空間形成部材１３内の気体を強制的に外部に排気するガス排出口１７が設けられている。
この光照射装置において、排気空間形成部材１３のガス排出口１７からの排気量は、ガス供給手段のガス供給管１６からのガス供給量よりも大きいことが好ましい。
【００３０】
搬送経路における処理チャンバー１０の上流側には、搬入口１８に近接してサブチャンバー２１が設けられている。また、搬送経路における処理チャンバー１０の下流側にも、搬出口１９に近接してサブチャンバー２２が設けられることが好ましい。
サブチャンバー２１，２２は、それぞれ、搬送経路を介して排気部２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂが対向して設けられてなり、排気空間形成部材１３内およびランプハウス１２内から搬入口１８および搬出口１９を介して漏洩する気体を強制的に外部に排気するものである。
サブチャンバー２１，２２からの排気量は、ガス供給手段のガス供給管１６からの処理空間用ガスのガス供給量よりも大きいことが好ましい。
【００３１】
被処理体Ｗを搬送経路に沿って搬送させる搬送手段としては、被処理体Ｗが板状体である場合には、例えば複数の搬送ローラが設けられて当該搬送ローラ上を搬送される構造のものを用いてもよく、被処理体Ｗが連続するシート状のフィルムである場合には、例えばシート状のフィルムが巻き出し用ロールと巻き取り用ロールとの間に張設され、巻き出し用ロールから巻き取り用ロールに巻き取られる構造のものを用いてもよい。
【００３２】
本発明の光照射装置の寸法等の一例を示すと、被処理体Ｗの幅が例えば５００ｍｍのものである場合に、処理チャンバー１０における被処理体Ｗの搬送方向の長さが４４５ｍｍ、被処理体Ｗの幅方向の長さが１０９０ｍｍである。
ガス流通抵抗用隘路Ｇの距離（ギャップ）は１０ｍｍ、被処理体Ｗが配置されるべき処理領域とランプハウス１２の天井面（図１において上面）との距離が７２ｍｍ、被処理体Ｗが配置されるべき処理領域と排気空間形成部材１３の底面（図１において下面）との距離が１５０ｍｍである。
ランプハウス１２内の圧力は外部雰囲気（大気圧）よりも２Ｐａ高い陽圧、排気空間形成部材１３内の圧力は外部雰囲気（大気圧）よりも２Ｐａ低い陰圧、その差圧は４Ｐａとされる。
紫外線ランプ１１の長さが６４０ｍｍ、紫外線ランプ１１の有効照射幅が５１０ｍｍである。紫外線ランプ１１の表面（図１において下面）と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域との距離が４ｍｍである。
ガス供給口からの処理空間用ガスが窒素ガスおよびＣＤＡよりなる場合、不活性ガスの供給量は１００Ｌ／ｍｉｎ、ＣＤＡの供給量は１３Ｌ／ｍｉｎである。また、排気空間形成部材１３のガス排出口１７からのガスの排気量は２００Ｌ／ｍｉｎ、サブチャンバー２１，２２の各排気部２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂからの排気量は、各々２００Ｌ／ｍｉｎとされる。
【００３３】
上記の処理空間用ガスとして酸素含有ガスが混入されたものを用いる光照射装置においては、以下のように紫外線照射処理が行われる。すなわち、搬送経路に沿って、搬送手段によって処理チャンバー１０の搬入口１８から被処理体Ｗが処理領域に搬入される。被処理体Ｗの処理領域への搬送に伴っては、ランプハウス１２の開口１２Ｈに設けられた遮蔽体（枠部１２Ａ）と被処理体Ｗの幅方向の両側縁との距離（ガス流通抵抗用隘路Ｇの距離）が小さいために、少量の空気しか被照射物Ｗの表面に付着して処理領域の周囲に持ち込まれない。一方、ランプハウス１２内においては、ガス供給管１６のガス供給口から、ガス混合供給機構によって、調整された酸素濃度の処理空間用ガスが供給される。供給された処理空間用ガスは、ランプハウス１２内に充満して、紫外線ランプ１１を冷却すると共に、紫外線ランプ１１と被処理体Ｗとの間の紫外線放射空間の空気を処理空間用ガスに置換する。ランプハウス１２内に充満した処理空間用ガスは、開口１２Ｈに設けられた遮蔽体（枠部１２Ａ）と被処理体Ｗの幅方向の両側縁との間のガス流通抵抗用隘路Ｇから排気空間形成部材１３内の排気空間へと僅かずつ流出し、排気空間形成部材１３のガス排出口１７から、ランプハウス１２内および排気空間において発生されたオゾンと共に強制的に排気される。また、ランプハウス１２内に供給された処理空間用ガス、ランプハウス１２内および排気空間において発生されたオゾンは、処理チャンバー１０の搬入口１８および搬出口１９を介してサブチャンバー２１，２２の方向に流出し、当該サブチャンバー２１，２２の各排気部２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂからも強制的に排気される。
処理領域に搬送された被処理体Ｗに対して、その一面に向かって紫外線ランプ１１から紫外線が放射されると、当該紫外線、並びに、処理空間用ガスに含有される酸素ガスおよび被処理体Ｗの搬送に伴って僅かに持ち込まれた空気に紫外線が照射されることによって発生したオゾンによって、被処理体Ｗが例えばガラスなどよりなるものである場合は、その一面に存在する有機物等の汚染物が分解除去（洗浄）されて表面の濡れ性等の改質が行われ、また、被処理体Ｗが例えばフィルムなどの樹脂よりなるものである場合は、初めに一面（表面）に存在する有機物等の汚染物が分解除去（洗浄）され、その後、フィルムの表面が、濡れ性が向上するよう改質される。紫外線が照射された被処理体Ｗは、その後、搬送経路に沿って搬出口１９から搬出される。
【００３４】
被処理体Ｗの搬送速度は、例えば被処理体Ｗがシート状のフィルムである場合には０．５〜４０ｍ／ｍｉｎとされ、板状のガラス基板である場合には０．５〜９ｍ／ｍｉｎとされる。
【００３５】
以上のような第１の実施の形態の光照射装置によれば、ランプハウス１２内に、主成分の不活性ガスに酸素含有ガスが混入された処理空間用ガスが供給されることによって、被処理体の種類および形状に基づいて決定される搬送速度によらずに、紫外線放射空間内の酸素濃度を所期の範囲に安定的に調整することができる。その結果、紫外線放射空間内の酸素濃度にバラツキが生ずることを抑制することができ、これにより、紫外線放射空間における紫外線の減衰が安定的に抑制されながら、当該紫外線放射空間内にオゾンの活性種源である酸素ガスが能動的に供給されるので、結局、高い安定性で光洗浄を行うことができる。
ランプハウス１２の開口１２Ｈに遮蔽体が設けられて被処理体Ｗの幅方向の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路Ｇが形成された光照射装置においては、ランプハウス１２内の密閉性が高められて従来よりも少量のガスによって紫外線放射空間内の空気を所期のガス雰囲気に置換することができる一方で、被処理体Ｗの搬送に伴う紫外線放射空間への外部からの酸素ガスや水分の供給が少ない状態で紫外線放射空間における雰囲気が安定してしまう。然るに、以上のような光照射装置よれば、ランプハウス１２内に能動的に適量の酸素ガスが供給されるので、極めて安定的にランプハウス１２内の酸素濃度を所期の範囲に調整することができる。
【００３６】
＜第２の実施の形態＞
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る光照射装置の、被処理体の搬送方向の断面を含む模式図である。
この光照射装置は、処理空間用ガスが、主成分の不活性ガスに水分が混入されたものであること以外は第１の実施の形態に係る光照射装置と同様の構成である。第１の実施の形態の光照射装置と同様の構成を有するものを同じ符号で示す。
不活性ガスとしては、例えば窒素ガス、アルゴンガス、キセノンガスなどを用いることができる。
【００３７】
処理空間用ガスは、ランプハウス１２内の相対湿度が例えば１８〜３０％ＲＨとなる程度の水分が混入されたものとされる。
処理空間用ガスにおける水分の混入量が過多である場合には、水分子による真空紫外線の吸収量が増大するので被処理体Ｗに到達する紫外線が減衰し、その結果、光洗浄および表面の改質の性能が低下してしまうおそれがある。一方、処理空間用ガスにおける水分の混入量が過少である場合には、酸素ラジカルやヒドロキシルラジカルなどの活性種の発生量が極めて少なくなるため、活性種による被処理体の表面の活性化作用が働かずに十分な光洗浄の効果が得られないおそれがある。
【００３８】
処理空間用ガスへの水分の混入量は、ランプハウス１２内に湿度計（図示せず）を設置し、ランプハウス１２内の相対湿度が所定の一定値になるようフィードバック制御されてもよい。
【００３９】
この例の光照射装置において、ガス混合供給機構は、図４に示されるように、不活性ガスを供給する不活性ガスボンベからなる不活性ガス供給源３６と、導入されたガスを加湿する加湿装置３７と、不活性ガス供給源３６から供給された乾燥状態の不活性ガスおよび加湿装置３７から供給された加湿された不活性ガスを混合して処理空間用ガスを調整するガス混合器３８とを有し、ガス混合器３８から処理空間用ガスをガス供給管１６に供給するものである。
加湿装置３７は、純水が貯留された加湿タンク３７ａと、当該加湿タンク３７ａを加温するヒーター３７ｂとからなる。この加湿装置３７においては、不活性ガス供給源３６から加湿タンク３７ａの導入口３９ａから供給された不活性ガスが、加湿タンク３７ａ内の純水中または純水がヒーター３７ｂによって加温されて得られた水蒸気中に導入されて不活性ガスに水分が混入される。水分が混入された不活性ガスは、加湿タンク３７ａの上部に設けられた導出口３９ｂから導出されてガス混合器３８に供給される。
【００４０】
加湿タンク３７ａ内の純水の水温を制御することにより、加湿タンク３７ａ内に導入された不活性ガスへの水分の混入量を調整することができ、その結果、処理空間用ガスへの水分の混入量を調整することができる。
また、処理空間用ガスへの水分の混入量は、不活性ガス供給源３６から直接的に供給される乾燥状態の不活性ガスの供給量と、不活性ガス供給源３６から加湿装置３７を介して供給される加湿された不活性ガスの供給量とを制御することによっても調整することができる。
【００４１】
上記の処理空間用ガスとして水分が混入されたものを用いる光照射装置においては、以下のように紫外線照射処理が行われる。すなわち、搬送経路に沿って、搬送手段によって処理チャンバー１０の搬入口１８から被処理体Ｗが処理領域に搬入される。被処理体Ｗの処理領域への搬送に伴っては、ランプハウス１２の開口１２Ｈに設けられた遮蔽体（枠部１２Ａ）と被処理体Ｗの幅方向の両側縁部との距離（ガス流通抵抗用隘路Ｇの距離）が小さいために、少量の空気しか被照射物Ｗの表面に付着して処理領域の周囲に持ち込まれない。一方、ランプハウス１２内においては、ガス供給管１６のガス供給口から、ガス混合供給機構によって、水分の混入量が調整された処理空間用ガスが供給される。供給された処理空間用ガスは、ランプハウス１２内に充満して、紫外線ランプ１１を冷却すると共に、紫外線ランプ１１と被処理体Ｗとの間の紫外線放射空間の空気を処理空間用ガスに置換する。ランプハウス１２内に充満した処理空間用ガスは、開口１２Ｈに設けられた遮蔽体（枠部１２Ａ）と被処理体Ｗの幅方向の両側縁部との間のガス流通抵抗用隘路Ｇから排気空間形成部材１３内の排気空間へと僅かずつ流出し、排気空間形成部材１３のガス排出口１７から、ランプハウス１２内および排気空間において発生されたオゾンと共に強制的に排気される。また、ランプハウス１２内に供給された処理空間用ガス、ランプハウス１２内および排気空間において発生されたオゾンは、処理チャンバー１０の搬入口１８および搬出口１９を介してサブチャンバー２１，２２の方向に流出し、当該サブチャンバー２１，２２の各排気部２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂからも強制的に排気される。
処理領域に搬送された被処理体Ｗに対して、その一面に向かって紫外線ランプ１１から紫外線が放射されると、当該紫外線、並びに、処理空間用ガスに含有される水分および被処理体Ｗの搬送に伴って僅かに持ち込まれた空気に紫外線が照射されることによって発生した酸素ラジカルやヒドロキシルラジカルなどによって、被処理体Ｗの一面に存在する有機物等の汚染物が分解除去（洗浄）されて表面の濡れ性等の改質が行われる。紫外線が照射された被処理体Ｗは、その後、搬送経路に沿って搬出口１９から搬出される。
【００４２】
以上のような第２の実施の形態の光照射装置によれば、ランプハウス１２内に、主成分の不活性ガスに水分が混入された処理空間用ガスが供給されることによって、被処理体の種類および形状に基づいて決定される搬送速度によらずに、紫外線放射空間内の湿度を所期の範囲に安定的に調整することができる。その結果、紫外線放射空間内の水分にバラツキが生ずることを抑制することができ、これにより、紫外線放射空間における紫外線の減衰が安定的に抑制されながら、当該紫外線放射空間内に酸素ラジカルやヒドロキシルラジカルなどの活性種源である水分が能動的に供給されるので、結局、高い安定性で光洗浄を行うことができる。
ランプハウス１２の開口１２Ｈに遮蔽体が設けられて被処理体Ｗの幅方向の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路Ｇが形成された光照射装置においては、ランプハウス１２内の密閉性が高められて従来よりも少量のガスによって紫外線放射空間内の空気を所期のガス雰囲気に置換することができる一方で、被処理体Ｗの搬送に伴う紫外線放射空間への外部からの酸素ガスや水分の供給が少ない状態で紫外線放射空間における雰囲気が安定してしまう。然るに、以上のような光照射装置よれば、ランプハウス１２内に能動的に適量の水分が供給されるので、極めて安定的にランプハウス１２内の湿度を所期の範囲に調整することができる。
【００４３】
以上、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、処理空間用ガスは、主成分の不活性ガスに、酸素含有ガスおよび水分が共に混入されたものであってもよい。
【００４４】
また例えば、遮蔽体は、被処理体の搬送方向に伸びる側縁部が、被処理体の側縁部の他面を覆う状態に設けられているものであってもよい。
具体的には、遮蔽体が、図５および図６に示されるように、基端部２５Ａおよび先端部２５Ｂがクランク状に連続された遮蔽部材２５よりなるものであってもよい。この遮蔽部材２５は、基端部２５Ａがランプハウス１２の枠部１２Ａの下面側（図５において下面側）に接着されて、先端部２５Ｂが被処理体Ｗの幅方向の両側縁部の他面（図５において下面）を接触せずに覆うよう状態に突出されている。これにより、被処理体Ｗの他面（図５において下面）と遮蔽部材２５の先端部２５Ｂの上面（図５において上面）との間に、ガス流通抵抗用隘路Ｇが形成される。この遮蔽部材２５の先端部２５Ｂにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Ｗの幅方向の距離ｄ１は０〜５ｍｍ、遮蔽部材２５の先端部２５Ｂの上面と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離ｄ２は５〜１０ｍｍとされる。この例の光照射装置においては、ランプハウス１２の枠部１２Ａと被処理体Ｗの幅方向の両側縁との距離は、図１〜図３の光照射装置よりも大きくてもよい。なお、図６は排気空間側から見た斜視図である。また、図５および図６において、図１〜図３の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
【００４５】
また、遮蔽体が、図７および図８に示されるように、板状の遮蔽部材２６よりなるものであってもよい。この板状の遮蔽部材２６は、ランプハウス１２の枠部１２Ａにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる両側縁部の下面（図７において下面）と、被処理体Ｗの幅方向の両側縁部の他面（図７において下面）とを、接触せずに覆うよう状態に、被処理体Ｗの搬送方向の両端部が支持されることにより配置されている。これにより、被処理体Ｗの幅方向の両側縁部の他面と遮蔽部材２６の上面（図７において上面）との間、および、ランプハウス１２の枠部１２Ａにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁部の下面と遮蔽部材２６の上面との間に、ガス流通抵抗用隘路Ｇが形成される。この遮蔽部材２６における被処理体Ｗの搬送方向に伸びる内方の側縁と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Ｗの幅方向の距離は０〜５ｍｍ、遮蔽部材２６の上面と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離は５〜１０ｍｍとされる。また、遮蔽部材２６における被処理体Ｗの搬送方向に伸びる外方の側縁とランプハウス１２の枠部１２Ａの側縁との被処理体Ｗの幅方向の距離は０〜５ｍｍ、遮蔽部材２６の上面とランプハウス１２の枠部１２Ａの下面との高さ方向の距離は５〜１０ｍｍとされる。この例の光照射装置においては、ランプハウス１２の枠部１２Ａと被処理体Ｗの幅方向の両側縁との距離は、図１〜図３の光照射装置よりも大きくてもよい。なお、図８は排気空間側から見た斜視図である。また、図７および図８において、図１〜図３の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
【００４６】
また、遮蔽体が、図９および図１０に示されるように、ランプハウス１２の開口１２Ｈに連続して、被処理体Ｗの搬送平面よりも被処理体Ｗの他面側のレベル位置の平行平面に沿って伸びる板状の枠部１２Ｂよりなり、当該枠部１２Ｂにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁部が被処理体Ｗの幅方向の両側縁部の他面を接触せずに覆うよう状態に突出されているものであってもよい。これにより、被処理体Ｗの他面（図９において下面）とランプハウス１２の枠部１２Ｂの上面（図９において上面）との間に、ガス流通抵抗用隘路Ｇが形成される。この枠部１２Ｂにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Ｗの幅方向の距離は０〜５ｍｍ、枠部１２Ｂの上面と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離は５〜１０ｍｍとされる。なお、図１０は排気空間側から見た斜視図である。また、図９および図１０において、図１〜図３の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
【００４７】
また例えば、遮蔽体は、被処理体の他面側の全面を覆う状態に設けられているものであってもよい。
具体的には、図１１および図１２に示されるように、板状の遮蔽部材２７よりなる。この遮蔽部材２７は、ランプハウス１２の枠部１２Ａにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる両側縁部の下面（図１１において下面）と、被処理体Ｗの他面の全面とを、接触せずに覆うように、被処理体Ｗの搬送方向の両端部が支持されることにより配置されている。これにより、ランプハウス１２の枠部１２Ａにおける被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁部の下面と遮蔽部材２７の上面（図１１において上面）との間に、ガス流通抵抗用隘路Ｇが形成される。この遮蔽部材２７における被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁とランプハウス１２の枠部１２Ａの側縁との被処理体Ｗの幅方向の距離は０〜５ｍｍ、遮蔽部材２７の上面とランプハウス１２の枠部１２Ａの下面との高さ方向の距離は５〜１０ｍｍとされる。この例の光照射装置においては、ランプハウス１２の枠部１２Ａと被処理体Ｗの幅方向の両側縁との距離は、図１〜図３の光照射装置よりも大きくてもよい。なお、図１２は排気空間側から見た斜視図である。また、図１１および図１２において、図１〜図３の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
【００４８】
また例えば、遮蔽体は、被処理体の搬送方向に伸びる両側縁部が、被処理体の幅方向に変位可能に設けられていてもよい。
具体的には、図１３および図１４に示されるように、遮蔽体が、ランプハウス１２の開口１２Ｈに連続して、被処理体Ｗの搬送平面よりも被処理体Ｗの他面側のレベル位置の平行平面に沿って伸びる板状の枠部１２Ｃの他面（図１３において下面）上に支持され、被処理体Ｗの幅方向の両側縁部の他面（図１３において下面）を接触せずに覆うよう突出された板状の遮蔽部材２８よりなる。この遮蔽部材２８におけるランプハウス１２の枠部１２Ｃに支持される両側縁部の、被処理体Ｗの搬送方向の先端部および後端部に、被処理体Ｗの幅方向に伸びる長穴２８ｈが合計４つ形成されており、当該長穴２８ｈがランプハウス１２の枠部１２Ｃにネジ２９によってネジ止めされることによって、当該遮蔽部材２８がランプハウス１２に固定されている。そして、長穴２８ｈにおけるネジ止めの位置を調整することによって、遮蔽部材２８の被処理体Ｗの搬送方向に伸びる両側縁部の、被処理体Ｗの幅方向に突出する長さを変位させることができる。この例の光照射装置においては、被処理体Ｗの他面（図１３において下面）と遮蔽部材２８の上面（図１３において上面）との間に、ガス流通抵抗用隘路Ｇが形成される。この遮蔽部材２８における被処理体Ｗの搬送方向に伸びる側縁と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Ｗの幅方向の距離は０〜５ｍｍ、遮蔽部材２８の上面と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離は５〜１０ｍｍとされる。なお、図１３および図１４において、図１〜図３の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
【００４９】
さらに例えば、本発明の光照射装置においては、被処理体が孔を有するものである場合には、当該孔を覆う遮風体が設けられていてもよい。
例えば図７および図８に示した光照射装置において被処理体として孔を有するものを用いる場合について説明する。
図１５および図１６に示されるように、板状の遮風体３０が、被処理体Ｗの幅方向の中央部に、搬送方向に離間するよう設けられた複数の貫通孔Ｗｈを接触せずに覆うように、被処理体Ｗの搬送方向の両端部が支持されることにより配置されている。これにより、被処理体Ｗの他面における貫通孔Ｗｈの両側縁部と遮風体３０の上面（図１５において上面）との間に、ランプハウス１２内の空間と排気空間形成部材１３内の空間との間の自由なガスの流通が阻害されるガス流通抵抗用隘路Ｇｘが形成される。この遮風体３０における被処理体Ｗの搬送方向に伸びる両側縁と被処理体Ｗの貫通孔Ｗｈが配置されるべき位置との被処理体Ｗの幅方向の距離は０〜５ｍｍ、遮風体３０の上面と被処理体Ｗが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離は５〜１０ｍｍとされる。なお、図１６は排気空間側から見た斜視図である。また、図１５および図１６において、図７および図８の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
このような光照射装置によれば、被処理体Ｗが貫通孔Ｗｈを有するものである場合であっても、当該貫通孔Ｗｈからの自由なガスの流通が阻害されてガスの流通抵抗が大きくなることにより、ランプ内の密閉性を高めることができる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５１】
＜実施例１＞
図１〜図３に従った構成を有する光照射装置〔１〕を作製した。具体的には、以下の通りである。
・処理チャンバー；被処理体の搬送方向の長さ：４４５ｍｍ、被処理体の幅方向の長さ：１０９０ｍｍ、処理領域とランプハウスの天井面との距離：７２ｍｍ、処理領域と排気空間形成部材の底面との距離：１５０ｍｍ、ガス流通抵抗用隘路の距離（ギャップ）：１０ｍｍ
・紫外線ランプ；種類：キセノンエキシマランプ、ランプ灯数：３灯、中心波長：１７２ｎｍ、照度：１７０ｍＷ／ｃｍ2 （ランプ表面）、長さ：６４０ｍｍ、有効照射幅：５１０ｍｍ、処理領域との距離：４ｍｍ
・ランプハウス内の圧力：外部雰囲気（大気圧）よりも２Ｐａ高い陽圧
・排気空間形成部材内の圧力：外部雰囲気（大気圧）よりも２Ｐａ低い陰圧（差圧は４Ｐａ）
・処理空間用ガス；種類：窒素ガスおよびＣＤＡ、窒素ガスの供給量：１００Ｌ／ｍｉｎ、ＣＤＡの供給量：１３Ｌ／ｍｉｎ
・排気空間形成部材のガス排出口からのガスの排気量：２００Ｌ／ｍｉｎ
・サブチャンバーの各排気部からの排気量：各々２００Ｌ／ｍｉｎ
・被処理体；種類：シート状のＰＥＴフィルム、幅：５００ｍｍ
【００５２】
＜比較例１＞
実施例１において、ＣＤＡを供給せず、窒素ガスのみを供給する構成としたこと以外は同様にして、比較用の光照射装置〔１Ｘ〕を作製した。
【００５３】
このような光照射装置〔１〕、〔１Ｘ〕において、被処理体の搬送速度を０〜２０ｍ／ｍｉｎに変更し、搬送経路の処理領域に位置されたときの被処理体の表面の酸素濃度を測定したところ、窒素ガスにＣＤＡを混入させた実施例に係る光照射装置〔１〕においては、搬送経路の処理領域に位置されたときの被処理体の表面の酸素濃度は、２．５％±０．１％程度であった。一方、比較例に係る光照射装置〔１Ｘ〕における表面の酸素濃度は、２．５〜５．５％程度であった。従って、紫外線放射空間の酸素濃度のバラツキを概ねに抑制することができ、任意の酸素濃度に調整することができることが確認された。
【００５４】
＜実施例２Ａ，実施例２Ｂ，実施例２Ｃ，実施例２Ｄ＞
図４に従った構成を有する光照射装置を５つ作製した。
具体的には、実施例１において、処理空間用ガスとして、乾燥状態の窒素ガスおよび加湿された窒素ガスが混合されたものを供給する構成とし、加湿タンク内の純水の温度を適宜変更することにより、ランプハウス内の雰囲気の相対湿度を、それぞれ、１５％ＲＨ，２１％ＲＨ，３０％ＲＨおよび４８％ＲＨとしたこと以外は同様にして、本発明に係る光照射装置〔２Ａ〕，〔２Ｂ〕，〔２Ｃ〕および〔２Ｄ〕を作製した。
【００５５】
＜比較例２＞
実施例２Ａにおいて、処理空間用ガスとして乾燥状態の窒素ガスのみを供給する構成としたこと以外は同様にして、比較用の光照射装置〔２Ｘ〕を作製した。なお、この光照射装置〔２Ｘ〕におけるランプハウス内の雰囲気の相対湿度は５％ＲＨであった。
【００５６】
このような光照射装置〔２Ａ〕，〔２Ｂ〕，〔２Ｃ〕，〔２Ｄ〕，〔２Ｘ〕において、被処理体の搬送速度を１４ｍ／ｍｉｎに設定して紫外線照射処理を行った。そして、紫外線照射処理前後の被処理体の表面の接触角の変化量Δθを算出した。被処理体の表面の接触角は、「Ｇ−１−１０００」（エルマ販売株式会社製）によって測定した。結果を図１７のグラフに示す。
【００５７】
図１７のグラフから明らかなように、窒素ガスに水分を混入させた実施例に係る光照射装置〔２Ａ〕，〔２Ｂ〕，〔２Ｃ〕，〔２Ｄ〕においては、比較例に係る光照射装置〔２Ｘ〕と比較して、紫外線照射処理前後の被処理体の表面の接触角の変化量Δθが最大で１．２倍程度大きくなった。すなわち、紫外線放射空間の相対湿度を上昇させることによって、被処理体の表面の改質効果を向上させることができることが確認された。
【符号の説明】
【００５８】
１０  処理チャンバー
１１  紫外線ランプ
１２  ランプハウス
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  枠部
１２Ｈ  開口
１３  排気空間形成部材
１３Ｈ  開口
１５Ｈ  開口
１６  ガス供給管
１７  ガス排出口
１８  搬入口
１９  搬出口
２１，２２  サブチャンバー
２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ  排気部
２５，２６，２７，２８  遮蔽部材
２５Ａ  基端部
２５Ｂ  先端部
２８ｈ  長穴
２９  ネジ
３０  遮風体
３１  不活性ガス供給源
３２  酸素含有ガス供給源
３３  ガス混合器
３６  不活性ガス供給源
３７  加湿装置
３７ａ  加湿タンク
３７ｂ  ヒーター
３８  ガス混合器
３９ａ  導入口
３９ｂ  導出口
５１  エキシマランプ
５２  ランプハウス
５３  ベース部材
５３Ａ  光照射口
５４  外装カバー
５６  ガス供給管
５６Ｈ  ガス供給口
５８  搬送手段
５９  冷却用ブロック
５９Ａ  配管
Ｇ，Ｇｘ  ガス流通抵抗用隘路
Ｗ  被処理体
Ｗｈ  貫通孔
【図１】
2019018164.tif 000003
【図２】
2019018164.tif 000004
【図３】
2019018164.tif 000005
【図４】
2019018164.tif 000006
【図５】
2019018164.tif 000007
【図６】
2019018164.tif 000008
【図７】
2019018164.tif 000009
【図８】
2019018164.tif 000010
【図９】
2019018164.tif 000011
【図１０】
2019018164.tif 000012
【図１１】
2019018164.tif 000013
【図１２】
2019018164.tif 000014
【図１３】
2019018164.tif 000015
【図１４】
2019018164.tif 000016
【図１５】
2019018164.tif 000017
【図１６】
2019018164.tif 000018
【図１７】
2019018164.tif 000019
【図１８】
2019018164.tif 000020