(57)【要約】【課題】この発明は、エキシマ光照射機に配置されるエキシマランプの内、寿命を迎えた該エキシマランプを検知し、不足した光出力を補うことによって、実質的に基板処理装置の停止を無くしたエキシマ光照射機を提供することにある。【解決手段】基板を搬送する搬送機構を有し、エキシマ光を照射して基板を処理する基板処理装置に搭載される、エキシマ光照射機において、該エキシマ光照射機は、基板搬送方向に対して略直角となるように略棒状のエキシマランプを複数本並列配置し、各エキシマランプの出力を独立に調整可能な供給電源を有しており、該エキシマランプ個々の光出力を検知する検知機能を備え、少なくとも1本の該エキシマランプからの光出力が規定の出力に達しない場合に、不足の光出力に相当する光出力を補充する光出力補充機能を持ったことを特徴とする。【選択図】    図１
2008126150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を搬送する搬送機構を有し、エキシマ光を照射して基板を処理する基板処理装置に搭載される、エキシマ光照射機において、
該エキシマ光照射機は、
基板搬送方向に対して略直角となるように略棒状のエキシマランプを複数本並列配置し、
各エキシマランプの出力を独立に調整可能な供給電源を有しており、
該エキシマランプ個々の光出力を検知する検知機能を備え、
少なくとも1本の該エキシマランプからの光出力が規定の出力に達しない場合に、
不足の光出力に相当する光出力を補充する光出力補充機能を持った
ことを特徴とするエキシマ光照射機。
【請求項２】
前記光出力補充機能は、所定の処理能力を満たすエキシマランプ灯数に対して少なくとも１灯の予備ランプが搭載され、該予備ランプを点灯することで光出力を補充することを特徴とする請求項１に記載のエキシマ光照射機。
【請求項３】
前記光出力補充機能は、複数本の予備ランプからなり、規定の出力に達しないランプ灯数に相当する予備ランプを点灯させることで光出力を補充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機。  
【請求項４】
前記予備ランプは、基板搬送方向の下流側に配置され、該予備ランプの内で最も上流側に配置された該予備ランプと、該予備ランプに隣接する、所定の処理能力を満たすために配置された常用のエキシマランプ、及び／または、他の予備ランプ、との間に隙間が設けられ、該隙間をｐ（ｍｍ）、基板搬送速度をＶ（ｍｍ／秒）、エキシマランプが点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)としたとき、  ｐ／Ｖ＞ｃとなるように該エキシマランプを配置したことを特徴とする請求項２乃至請求項３に記載のエキシマ光照射機。
【請求項５】
前記光出力補充機能は、
少なくとも一つの該エキシマランプが不点灯となった場合に、
残りの該エキシマランプ個々への供給電力を調整し、
被処理基板面上に照射されるエキシマ光の積算光量が一定になるように、
残りの該エキシマランプからの光出力を制御することを特徴とする請求項１に記載のエキシマ光照射機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル基板、半導体ウエハ、磁気ディスク基板、光ディスク基板等のように、ガラス、半導体、樹脂、セラミックス、金属等、及び、それらの複合された基板表面に、紫外光を照射して、洗浄，エッチング等を行う場合の基板処理に使用されるエキシマ光照射機に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶基板等の製造工程では、洗浄等の基板処理に、紫外光が多く利用されている。このような技術としては、例えば、特開２００３−２７５５７６号公報等が知られている。該公報では、エキシマ光照射機を搭載した基板処理装置が記載されており、該エキシマ光照射機から放射される２００ｎｍ以下１００ｎｍ以上の範囲の紫外光を、酸素が存在する雰囲気下において被処理物の表面に照射し、発生した活性酸素と透過した紫外光の相乗効果によって被処理物の表面の有機物等を分解飛散させて洗浄を行うものである。
【０００３】
図５に、従来のエキシマ光照射機を具備した基板洗浄装置の概略構造図を示す。同図は、略棒状のエキシマランプ５０４のランプ管軸に対して、直交する面で切断した装置の概略断面図である。該基板洗浄装置５０１は、エキシマ光照射機５０２と、基板搬送機構５０３とから成っている。該エキシマ光照射機５０２は、複数本が並列配置された概略棒状のエキシマランプ５０４、該エキシマランプ５０４を具備したランプハウス５０５、該ランプハウス５０５に隣接し、該エキシマランプ５０４に電力を供給する電装部５０６、該エキシマランプ５０４から放射されたエキシマ光を照射する窓部５０７から構成されている。また、基板搬送機構５０３は、処理室５１０と、被照射物である基板５０８を搬送する搬送コロ５０９と、該基板５０８が処理室５１０に搬送搬出されたことを検知する位置センサ５１１、５１２とから構成されている。該基板洗浄装置５０１では、基板搬送方向の上流側から下流側へ基板５０８が搬送される（図中矢印方向）。その後、該エキシマ光照射機５０２の該エキシマランプ５０４から放射されるエキシマ光によって、雰囲気中の酸素が活性化され、併せて該基板５０８に直接到達するエキシマ光が照射されることにより有機物等の分解洗浄が行われる。
【０００４】
このような基板洗浄装置では、基板搬送速度と、処理基板の種類、汚染状態等によって必要とされる処理能力が異なり、必要に応じて搭載するエキシマ光照射機の処理能力が選定される。
【０００５】
該エキシマランプはランプを構成するガラス材の劣化、ガラス材等からの放出ガスが放電気体中に微量存在することなどによって該エキシマランプからの光出力が点灯時間と共に減衰する。光出力が減衰しても処理能力が不足しないようにする為、一般的には、ランプ寿命末期の光出力を基準にエキシマ光照射機に配置される該エキシマランプのランプ灯数が決められる。ここで、該エキシマランプの寿命とは、定格電力で点灯された該エキシマランプの光出力が初期に対して一定出力に減衰(例えば初期の７０％)する、または、該エキシマランプが放電管の破壊等により点灯不能になることを言い、寿命末期の光出力とは、例えば初期の７０％の光出力まで減衰した該エキシマランプから放射される光出力のことを意味する。
【０００６】
また、このような基板洗浄装置では、エキシマ光照射機に配置された該エキシマランプの点灯を以下に示すような、いくつかの制御方法で点灯している。
（１）第１の制御方法としては、エキシマランプを常に定格入力で点灯する。
（２）第２の制御方法としては、初期は、例えば定格入力の80％程度の低入力で点灯させ、光出力の低下に伴って、都度ランプ点灯電力を調整して一定以上の光出力にする。
（３）第３の制御方法としては、光出力を検出して、点灯電源をフィードバック制御することで光出力を一定に保つ。
いずれの使用法の場合にも、ランプが寿命に達した場合には処理能力が不足し、ランプ交換の必要が生じるが、ランプ交換は、一般的にはランプが寿命に達した都度実施される。      
【０００７】
一般に、ランプには固有の特性バラツキがあり、エキシマ光照射機に装着された複数のランプが同時に寿命を迎えることは極めて稀である。従来は、複数装着されたエキシマランプの1本が寿命に達した場合、基板処理装置を停止して全数のランプが交換されることが多かった。しかし、近年では、ランニングコストの経済性を追及するために、寿命に達したランプを1本毎に交換されるようになってきた。
【０００８】
ランプ交換の際には基板処理装置を停止させねばならず、不定期に迎える寿命ランプの交換による基板処理装置の停止は、生産工場全体の稼働率の低下を招く原因の一つになっており、大きな問題であった。  特に、近年の液晶業界では価格競争が激烈を極めており、生産効率と生産能力向上のため、装置稼働率を向上させることが強く求められている。
【特許文献１】特開２００３−２７５５７６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる要請に応えるためになされたものであり、基板処理装置に搭載されるエキシマ光照射機に配置されるエキシマランプの内、寿命を迎えた該エキシマランプを検知し、不足した光出力を補うことによって、実質的に基板処理装置の停止を無くし、製造装置の稼働率向上に寄与できるエキシマ光照射機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のエキシマ光照射機は、基板を搬送する搬送機構を有し、エキシマ光を照射して基板を処理する基板処理装置に搭載される、エキシマ光照射機において、該エキシマ光照射機は、基板搬送方向に対して略直角となるように略棒状のエキシマランプを複数本並列配置し、各エキシマランプの出力を独立に調整可能な供給電源を有しており、該エキシマランプ個々の光出力を検知する検知機能を備え、少なくとも1本の該エキシマランプからの光出力が規定の出力に達しない場合に、不足の光出力に相当する光出力を補充する光出力補充機能を持ったことを特徴とする。
【００１１】
前記発明に加えて、前記光出力補充機能は、所定の処理能力を満たすエキシマランプ灯数に対して少なくとも１灯の予備ランプが搭載され、該予備ランプを点灯することで光出力を補充することを特徴とする。
【００１２】
また、前記光出力補充機能は、複数本の予備ランプからなり、規定の出力に達しないランプ灯数に相当する予備ランプを点灯させることで光出力を補充することを特徴とする。  
【００１３】
更には、前記予備ランプは、基板搬送方向の下流側に配置され、該予備ランプの内で最も上流側に配置された該予備ランプと、該予備ランプに隣接する、所定の処理能力を満たすために配置された常用のエキシマランプ、及び／または、他の予備ランプ、との間に隙間が設けられ、該隙間をｐ（ｍｍ）、基板搬送速度をＶ（ｍｍ／秒）、エキシマランプが点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)としたとき、  ｐ／Ｖ＞ｃとなるように該エキシマランプを配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のエキシマ光照射機の前記光出力補充機能は、少なくとも一つの該エキシマランプが不点灯となった場合に、残りの該エキシマランプ個々への供給電力を調整し、被処理基板面上に照射されるエキシマ光の積算光量が一定になるように、残りの該エキシマランプからの光出力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載のエキシマ光照射機によれば、基板搬送方向に対して略直角となるように略棒状のエキシマランプを複数本並列配置し、少なくとも1本の該エキシマランプからの光出力が規定の出力に達しない場合に、不足の光出力に相当する光出力を補充する光出力補充機能を具備しているので、常に安定した光照射が可能となり、不定期なランプ交換等による基板処理装置の停止を無くし、製造装置の稼働率向上に寄与できる。
【００１６】
例えば、液晶製造工場では、定期的に、例えば月に一回程度、装置を停止させ装置のメンテナンスが実施される。エキシマ光照射機のランプが寿命に達し、ランプ交換の必要性が生じた場合、定期メンテナンス時に交換すれば、常用時の装置停止時間を無くすることが出来る。
【００１７】
本発明の請求項２によれば、予備ランプが搭載されているので、該エキシマ光照射機に搭載された複数のエキシマランプの内、所定の光出力を供給できないエキシマランプが突然発生しても、該予備ランプを点灯することで安定した光照射が可能となる。
【００１８】
本発明の請求項３によれば、複数本の予備ランプが搭載され、規定の出力に達しないランプ灯数に相当する予備ランプを点灯させるので、その他のエキシマランプの入力電力を高くする等による負荷をかけることがなく、該エキシマ光照射機全体としての寿命が確保され、不定期なランプ交換が不要となる。また、該予備ランプを点灯させることで、常に安定した光照射を確保できる。
【００１９】
本発明の請求項４によれば、該予備ランプが基板搬送方向の下流側に配置され、最も上流側に配置された該予備ランプと、該予備ランプに隣接する常用のエキシマランプ、及び／または、他の予備ランプとの隙間Ｐと、基板搬送速度Ｖと、エキシマランプが点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)と、の関係が、ｐ／Ｖ＞ｃなる式を満たしているので、最も下流の常用ランプが所定の光出力を提供できなくなった場合でも、被処理物上での積算光量が過少になることなく、安定した処理を提供できる。
【００２０】
本発明の請求項５によれば、該エキシマ光照射機に搭載された常用の該エキシマランプの一つが不点灯となっても、残りの該エキシマランプへの供給電力を調整し、残りの該エキシマランプからの光出力を制御することで光量の不足分を補うため、該エキシマ光照射機に搭載する該エキシマランプの本数を所定の処理に必要な最小限の本数で対応できるので、コンパクトな装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のエキシマ光照射機は、搭載された該エキシマランプの内、光出力が規定の出力に達しない場合に、不足の光出力に相当する光出力を補充する光出力補充機能を持つことにより、常に安定した光照射を可能とし、不定期なランプ交換等による基板処理装置の停止を無くし、製造装置の稼働率向上を実現するものである。
【実施例１】
【００２２】
第１の実施例は、エキシマ光照射機を搭載した基板処理装置として、本発明を液晶基板洗浄装置に適応した例を図１に示す。図１について説明する。同図は、被処理基板１３の光照射面が紙面上方に向いている方向の図と、該エキシマランプ２の管軸方向に直交する方向の略断面図（下図）とを示している。１はエキシマ光照射機本体であり、このエキシマ光照射機本体１は、エキシマランプ２及び予備ランプ３、これらのランプを取り付けるランプハウス４、これらのランプを点灯制御する電装部５、各点灯条件、点灯状態、異常状態、を表示する表示機６、から構成されている。また、基板搬送装置７は、基板搬送する搬送コロ８、エキシマ光を照射処理する処理室９、搬送を行う動力源１０、該動作を制御するコントローラ１１、から構成されている。尚、図示していないが、該エキシマ光照射機本体１の電装部５には、該エキシマランプ２の出力を独立に調整できる供給電源が接続されている。例えば、該供給電源から該エキシマランプ２等に供給される電圧や周波数を変えることで、該エキシマランプ２等の光出力を制御できる。
【００２３】
本実施例では、エキシマ光照射機１は、基板搬送装置７の上部に設置されており、被処理基板１３が基板搬送装置７の上を例えば、１０ｍ／ｍｉｎ で搬送され、エキシマ光照射機本体１の照射エリアに到達すると、位置センサＡによって認識され、エキシマ光照射機本体１に配置された該エキシマランプ２が点灯し、位置センサＢにより被処理基板１３が、照射エリアから出たことを認識して、エキシマ光照射機１に配置されたエキシマランプ２が消灯する。この様に一本又は、複数本配置されたエキシマランプ２が、一本又は複数本点灯することにより、被処理基板１３の面にエキシマ光を照射させ該被処理基板１３を洗浄する。尚、実施例では、該被処理基板１３が動く場合を示したが、該被処理基板１３はエキシマ光照射機に対して相対的に可動すれば良く、エキシマ光照射機側が動く場合であっても良い。
【実施例２】
【００２４】
図２には、本発明の他の実施例として、複数の予備ランプを具備した該エキシマ光照射機について示す。図２−ａ）は、ランプ管軸に直交する面の断面図が角型形状のエキシマランプ２２と同角型形状の予備ランプ２３とがランプハウス２１内に並列配置された図である。同図は、該エキシマ光照射機の上方から見た該略配置図と、該エキシマランプ２２の管軸に直交する面での断面図である。本実施例では、エキシマランプ２２が被処理基板の川幅方向に該エキシマランプ２２の一部が重なる様に配置され、２本のエキシマランプ２２によって、川幅方向全体の照射を行っている。このエキシマランプ２２のセットが３セット並列配置され、所定の処理能力を満たすために配置された常用のエキシマランプ２２として所定の光出力を確保している。また、川幅方向に対して同様にセットされた予備ランプ２３が２セット、被処理基板の搬送方向の下流側に並列配置されている。常用の該エキシマランプ２２のうち、いずれかの該エキシマランプが、光出力が規定の出力に達しない場合、該予備ランプ２３が点灯し、不足分の光出力を補充する。また、該エキシマランプ２２と該予備ランプ２３との間隔ｐが、基板搬送速度をＶ（ｍｍ／秒）、該予備ランプ２３が点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)としたとき、ｐ／Ｖ＞ｃとなるように設定されている。これにより、該エキシマランプ２２の最も下流の一本が、例えば不点灯となった場合であっても、該予備ランプ２３からの光放射が安定してから、被処理基板が該予備ランプの直下に搬送され、該被処理基板に安定した光量の処理が可能となる。
【００２５】
図２−ｂ）は、円筒形状のエキシマランプ２６と同円筒形状の予備ランプ２７とがランプハウス２５内に並列配置された図である。同図は、図２−ａ）の場合と同様に、該エキシマ光照射機の上方から見た該略配置図と、該エキシマランプ２２の管軸に直交する面での断面図である。本実施例では、該エキシマランプ２６が該被処理基板の川幅方向全体に亘って光照射可能な長さに設けられている。ここでは、所定の処理能力を満たすために配置された常用のエキシマランプとして３本の該エキシマランプ２６が配置され、該被処理基板の搬送方向の下流側に該予備ランプ２７として３本並列配置されている。常用の該エキシマランプ２６のうち、いずれかの該エキシマランプ２６が複数本、光出力が規定の出力に達しない場合、該予備ランプ２７が、光出力不足の本数に対応した本数の該予備ランプ２７を点灯し、不足分の光出力を補充する。また、該エキシマランプ２６と該予備ランプ２７との間隔ｐが、基板搬送速度をＶ（ｍｍ／秒）、該予備ランプ２７が点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)としたとき、ｐ／Ｖ＞ｃとなるように設定されている。これにより、該エキシマランプ２６の最も下流の一本が、例えば不点灯となった場合であっても、該予備ランプ２７からの光放射が安定してから、被処理基板が該予備ランプの直下に搬送され、該被処理基板に安定した光量の処理が可能となる。また、好ましくは、該予備ランプ２７間での間隔ｐも同様にｐ／Ｖ＞ｃとなるように設定されている。これにより、該予備ランプ２７に不具合があった場合でも該被照射物の処理状態に影響がない。
【実施例３】
【００２６】
図３に、本発明のエキシマランプと予備ランプの点灯タイミングに対するタイムチャートの図を示す。図３―ａ）は、常用のエキシマランプとしてランプハウス２５に４本のエキシマランプ２６が並列配置され、該被処理基板の搬送方向の下流側に該予備ランプ２７を１本配置した場合のエキシマ光照射機２５の概略図である。また、図３−ｂ）は、ａ）に示した配置図に対応した点灯タイミングに対するタイムチャートの図である。図３−ｂ）では、ａ）に示した配置図で該エキシマランプ２６の左側を上流とし、各エキシマランプ２６を左端からランプＮｏ．１、ランプＮｏ．２、ランプＮｏ．３、ランプＮｏ．４、とする。図３−ｂ）の横軸は時間軸とする。ランプＮｏ．１からＮｏ．４までの点灯信号が入ると、ランプＮｏ．１からＮｏ．４までのエキシマランプが点灯する。ここで、Ｎｏ．４のランプが不点灯になると、同ランプの不点灯を検知して、予備ランプ点灯信号が発生する。その後、該予備ランプ２７が点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)後に、予備ランプが安定点灯される。該予備ランプ２７と該エキシマランプ２６のＮｏ．４のランプとの間の間隔はｐ（ｍｍ）となっており、該被処理基板の搬送速度Ｖ（ｍｍ／秒）、該予備ランプ２７が点灯開始から光出力が安定するまでの時間ｃ(秒)としたとき、ｐ／Ｖ＞ｃとなるように設定されている。これにより、該エキシマランプ２６のＮｏ．４のランプが、不点灯となった場合であっても、該予備ランプ２７からの光放射が安定してから、被処理基板が該予備ランプの直下に搬送され、該被処理基板に安定した光量の処理が可能となる。
【実施例４】
【００２７】
図４に、本発明のその他の実施例として、該エキシマランプ２６に光出力補充手段として、常用の該エキシマランプ２６個々の給電電力を高め補強する場合の点灯タイミングに対するタイムチャート図を示す。図４―ａ）は、常用のエキシマランプとしてランプハウス２５に４本のエキシマランプ２６を並列配置したエキシマ光照射機の概略図である。また、図４−ｂ）は、ａ）に示した配置図に対応した点灯タイミングに対するタイムチャートの図である。図４−ｂ）では、ａ）に示した配置図で該エキシマランプ２６の左側を上流とし、各エキシマランプ２６を左端からランプＮｏ．１、ランプＮｏ．２、ランプＮｏ．３、ランプＮｏ．４、とする。図４−ｂ）の横軸は時間軸とする。ランプＮｏ．１からＮｏ．４までの点灯信号が入ると、ランプＮｏ．１からＮｏ．４までのエキシマランプが点灯する。ここで、Ｎｏ．４のランプが不点灯になると、同ランプの不点灯を検知して、補助給電開始信号が発生する。その後、他の配置されているランプＮｏ．１、ランプＮｏ．２、ランプＮｏ．３、への給電電力が増加される。この増加量は、ランプＮｏ．４の光出力Ｙに対して、増加分Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の和が等しくなる（Ｙ＝Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）ように制御されている。これにより、該エキシマランプ２６の一本が、不点灯となった場合であっても、該エキシマ光照射機の提供する積算光量は変わらず、該被処理基板に安定した光量の処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明のエキシマ光照射機を具備した基盤処理装置の概略構成を示す説明図。
【図２】この発明のエキシマ光照射機を具備した基盤処理装置の他の実施例を示す図。
【図３】この発明のエキシマ光照射機の予備ランプによる光出力補充機能の動作を示すタイミングチャート。
【図４】この発明のエキシマ光照射機に配置された常用ランプによる光出力補充機能の動作を示すタイミングチャート。
【図５】従来のエキシマ光照射機を具備した基板処理装置の概略構成を示す説明図
【符号の説明】
【００２９】
１      エキシマ光照射機本体
２      エキシマランプ
３      予備ランプ
４      ランプハウス
５      電装部
６      表示機
７      基板搬送装置
８      搬送コロ
９      処理室
１０    動力源
１１    コントローラ
１３    被処理基板
Ａ      位置センサ
Ｂ      位置センサ
２１    ランプハウス
２２    エキシマランプ
２３    予備ランプ
２５    ランプハウス
２６    エキシマランプ
２７    予備ランプ
５０１  基板洗浄装置
５０２  エキシマ光照射機
５０３  基板搬送機構
５０４  エキシマランプ
５０５  ランプハウス
５０６  電装部
５０７  窓部
５０８  基板
５０９  搬送コロ
５１０  処理室
５１１  位置センサ
５１２  位置センサ
【図１】
2008126150.tif 000003
【図２】
2008126150.tif 000004
【図３】
2008126150.tif 000005
【図４】
2008126150.tif 000006
【図５】
2008126150.tif 000007