JP4811208B2 - Surface modification method and surface modification apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、表面改質方法及び表面改質装置に関するものである。 The present invention relates to a surface modification method and a surface modification apparatus.
インクジェットヘッドのノズルプレートの様に、金属等からなる被加工物の表面に撥液性をもたせる為に、被加工物の表面に撥液性の膜を製膜する技術が広く活用されている。例えば、特許文献1に開示されている方法では、まず、被加工物の表面にシリコンを用いてプラズマ重合し、重合膜を成膜する。続いてアニールして架橋反応を促進する。次に、紫外線(以下UV光(UltraViolet)とも称す)を照射し、重合膜の終端のメチル基を切断する。そして、酸素及び水素を含む気体に曝して、OH基(水酸基)を結合させる。続いて、被加工物を、長鎖RF基(パーフルオロアルキル基)を有するアルコキシシランを含む溶液に浸し、脱水縮合させて、被加工物の表面に長鎖RF基を有する分子膜を成膜する。以上の方法により撥液性の膜が形成される。
A technique of forming a liquid-repellent film on the surface of a workpiece is widely used in order to give the surface of a workpiece made of metal or the like liquid repellency like a nozzle plate of an inkjet head. For example, in the method disclosed in
上記の工程において、紫外線を照射する方法としてキセノンガスを用いてエキシマUV光を照射する方法が、例えば、特許文献2に開示されている。これによれば、キセノンガスを封入した誘電体バリアランプを用いて、波長172nmの紫外線を照射することが可能となっている。エキシマUV光は、波長が短いことから、光子エネルギーが高く、重合膜の終端のメチル基を切断するのに適している。 In the above process, for example, Patent Document 2 discloses a method of irradiating excimer UV light using xenon gas as a method of irradiating ultraviolet rays. According to this, it is possible to irradiate ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm using a dielectric barrier lamp enclosing xenon gas. Since excimer UV light has a short wavelength, it has high photon energy and is suitable for cutting the methyl group at the end of the polymerized film.
被加工物にエキシマUV光を照射するとき、被加工物の表面に存在する気体にもエキシマUV光が照射される。気体に水分が含まれているとき、水分がエキシマUV光を吸収し、被加工物に到達するエキシマUV光が減衰する。一方、被加工物にOH基を形成することから、水素と酸素とが必要であり、水分子が存在し易い気体の雰囲気で、被加工物に紫外線を照射する必要があった。従って、所定の光強度の紫外線を被加工物に照射するためには、水分に吸収される紫外線を配慮し、光強度の強い光を照射しなければならないという問題があった。 When the excimer UV light is irradiated to the workpiece, the excimer UV light is also irradiated to the gas existing on the surface of the workpiece. When the gas contains moisture, the moisture absorbs excimer UV light, and the excimer UV light that reaches the workpiece is attenuated. On the other hand, since an OH group is formed on the workpiece, hydrogen and oxygen are required, and it is necessary to irradiate the workpiece with ultraviolet rays in a gas atmosphere in which water molecules are likely to exist. Therefore, in order to irradiate the workpiece with ultraviolet rays having a predetermined light intensity, there has been a problem that light having a high light intensity must be irradiated in consideration of ultraviolet rays absorbed by moisture.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、弱い光強度の紫外線で表面改質が可能となる表面改質方法及び表面改質装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a surface modification method and a surface modification apparatus capable of surface modification with weak ultraviolet light. It is in.
上記課題を解決するために、本発明の表面改質方法は、被加工物の表面に紫外線を照射して、表面を改質する表面改質方法であって、被加工物に加湿されている加湿気体を吹付ける第1吹付け工程と、被加工物に乾燥している乾燥気体を吹付ける第2吹付け工程と、発光装置が発光する紫外線を被加工物の表面に照射する照射工程とを有し、第2吹付け工程と照射工程とを同時に行うことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the surface modification method of the present invention is a surface modification method for modifying the surface by irradiating the surface of the workpiece with ultraviolet rays, and is humidified by the workpiece. A first spraying step of spraying a humidified gas, a second spraying step of spraying a dry gas that is dried on the workpiece, and an irradiation step of irradiating the surface of the workpiece with ultraviolet rays emitted by the light emitting device; The second spraying step and the irradiation step are performed simultaneously.
この表面改質方法によれば、第1吹付け工程において、被加工物は、加湿されている加湿気体を吹付けられる。そして、被加工物の表面には、水分が付着する。第2吹付け工程及び照射工程では、被加工物は、乾燥気体を吹付けられながら紫外線が照射される。被加工物の表面と、被加工物の表面に付着する水分とは、紫外線を照射され、活性化する。そして、水分が分解して、生成される水酸基と、酸素とが、被加工物の表面と結合する。 According to this surface modification method, the workpiece is sprayed with humidified humidified gas in the first spraying step. And moisture adheres to the surface of the workpiece. In the second spraying step and the irradiation step, the workpiece is irradiated with ultraviolet rays while being sprayed with a dry gas. The surface of the workpiece and moisture adhering to the surface of the workpiece are activated by being irradiated with ultraviolet rays. Then, the moisture is decomposed, and the generated hydroxyl group and oxygen are bonded to the surface of the workpiece.
紫外線は、気体中に水分子が含まれるとき、水分子に吸収され、被加工物表面を照射する紫外線の強度が弱くなる。本発明の表面改質方法では、紫外線を被加工物に照射するとき、乾燥している乾燥気体を、吹付けながら紫外線に照射することから、紫外線が気体中の水分子に吸収されることがない。従って、照射される紫外線のエネルギーは、被加工物に水酸基と酸素が結合する反応に、活用される。その結果、弱い光強度の紫外線でも、被加工物を表面改質することができる。 When water molecules contain water molecules, the ultraviolet rays are absorbed by the water molecules and the intensity of the ultraviolet rays that irradiate the surface of the workpiece is weakened. In the surface modification method of the present invention, when irradiating the workpiece with ultraviolet rays, the ultraviolet rays are absorbed by water molecules in the gas because the dried dry gas is irradiated with the ultraviolet rays while spraying. Absent. Therefore, the energy of the irradiated ultraviolet rays is utilized for the reaction in which the hydroxyl group and oxygen are bonded to the workpiece. As a result, the surface of the workpiece can be modified even with ultraviolet rays having low light intensity.
本発明の表面改質方法は、第1吹付け工程において、加湿気体を吹付けるとき、被加工物に向けて気体を吹付けることを特徴とする。 The surface modification method of the present invention is characterized in that, in the first spraying step, when the humidified gas is sprayed, the gas is sprayed toward the workpiece.
この表面改質方法によれば、加湿気体は被加工物に向けて吹付けられる。このとき、加湿気体は被加工物の表面に沿って流れることから、被加工物の表面に、水分を付着することができる。 According to this surface modification method, the humidified gas is sprayed toward the workpiece. At this time, since the humidified gas flows along the surface of the workpiece, moisture can be attached to the surface of the workpiece.
本発明の表面改質方法は、第2吹付け工程において、乾燥気体は窒素ガス又は、窒素ガスを主成分とすることを特徴とする。 The surface modification method of the present invention is characterized in that, in the second spraying step, the dry gas is mainly composed of nitrogen gas or nitrogen gas.
この表面改質方法によれば、乾燥気体は窒素ガス又は、窒素ガスを主成分としている。窒素ガスは、大気に放出しても、大気を汚染することがないことから、自然環境に無害な表面改質方法とすることができる。 According to this surface modification method, the dry gas is mainly composed of nitrogen gas or nitrogen gas. Since nitrogen gas does not pollute the atmosphere even if it is released to the atmosphere, it can be a surface modification method that is harmless to the natural environment.
本発明の表面改質方法は、照射工程では、発光装置と被加工物とを相対移動して、被加工物に紫外線を照射することを特徴とする。 The surface modification method of the present invention is characterized in that, in the irradiation step, the light emitting device and the workpiece are relatively moved to irradiate the workpiece with ultraviolet rays.
この表面改質方法によれば、紫外線の発光装置と被加工物とを相対移動して、紫外線を照射している。つまり、発光装置において紫外線発光部が円柱状のとき、紫外線発光部の長さと、紫外線発光部と被加工物とが相対移動する長さとの積に相当する面積に紫外線を照射することができる。従って、被加工物を覆う面積に相当する紫外線の発光装置は必要なく、少ない本数の紫外線発光部で、広い面積を照射することができる。つまり、少ない紫外線発光部で、広い被加工物を照射することができる為、紫外線発光部に供給する電力を少なくすることができる。その結果、省エネルギーな表面改質方法とすることができる。 According to this surface modification method, ultraviolet rays are irradiated by relatively moving the ultraviolet light emitting device and the workpiece. That is, when the ultraviolet light emitting part is cylindrical in the light emitting device, the ultraviolet light can be irradiated to an area corresponding to the product of the length of the ultraviolet light emitting part and the length of relative movement of the ultraviolet light emitting part and the workpiece. Therefore, an ultraviolet light emitting device corresponding to the area covering the workpiece is not required, and a large area can be irradiated with a small number of ultraviolet light emitting units. That is, since a wide workpiece can be irradiated with a small number of ultraviolet light emitting portions, the power supplied to the ultraviolet light emitting portion can be reduced. As a result, an energy-saving surface modification method can be obtained.
本発明の表面改質方法では、発光装置は、エキシマを形成するキセノン、もしくはキセノンを主成分とする放電用ガスを充たした誘電体バリア放電エキシマランプを放電して、紫外線を発光することを特徴とする。 In the surface modification method of the present invention, the light emitting device emits ultraviolet rays by discharging a dielectric barrier discharge excimer lamp filled with xenon forming excimer or a discharge gas mainly containing xenon. And
この表面改質方法によれば、発光装置は、エキシマを形成するキセノン、もしくはキセノンを主成分とする放電用ガスを充たした誘電体バリア放電エキシマランプを用いている。これにより、紫外線の波長が180nmより短い光を照射することができる。従って、紫外線は、光子のエネルギーが強く、被加工物の表面にある物質の分子結合を切断し、被加工物の表面を活性化することができる。 According to this surface modification method, the light emitting device uses a dielectric barrier discharge excimer lamp filled with xenon for forming excimer or a discharge gas mainly composed of xenon. Thereby, the light whose ultraviolet wavelength is shorter than 180 nm can be irradiated. Therefore, ultraviolet rays have strong photon energy, and can break the molecular bonds of substances on the surface of the workpiece and activate the surface of the workpiece.
上記課題を解決するために、本発明の表面改質装置は、被加工物の表面に紫外線を照射して、表面を改質する表面改質装置であって、第1の気体を加湿して加湿気体を生成する加湿装置と、第2の気体を乾燥して乾燥気体を生成する乾燥装置と、加湿気体を被加工物に吹付ける第1吹付け装置と、紫外線を発光する発光装置と、乾燥気体を被加工物と発光装置との間に吹付ける第2吹付け装置とを有し、第1吹付け装置により加湿気体が吹付けられた被加工物に、第2吹付け装置から乾燥気体を吹付けながら、発光装置から紫外線を照射することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a surface modification apparatus of the present invention is a surface modification apparatus that irradiates the surface of a workpiece with ultraviolet rays to modify the surface, and humidifies the first gas. A humidifying device that generates a humidified gas; a drying device that generates a dry gas by drying the second gas; a first spraying device that sprays the humidified gas onto the workpiece; and a light-emitting device that emits ultraviolet light; A second spraying device that sprays dry gas between the workpiece and the light emitting device, and is dried from the second spraying device to the workpiece sprayed with the humidified gas by the first spraying device. It is characterized by irradiating ultraviolet rays from a light emitting device while blowing gas.
この表面改質装置によれば、加湿装置が第1の気体を加湿し、加湿気体を生成する。そして、第1吹付け装置が、被加工物に、加湿されている加湿気体を吹付ける。従って、被加工物の表面には、水分が付着する。 According to this surface modification device, the humidifier humidifies the first gas and generates the humidified gas. And a 1st spraying apparatus sprays the humidified gas which is humidified to a workpiece. Accordingly, moisture adheres to the surface of the workpiece.
乾燥装置が第2の気体を乾燥し、乾燥気体を生成する。そして、第2吹付け装置が、被加工物に乾燥している乾燥気体を吹付けながら、発行装置が紫外線を、被加工物に照射する。被加工物の表面と、被加工物の表面に付着する水分とは、紫外線を照射され、活性化する。そして、水分が分解して、生成される水酸基と、酸素とが、被加工物の表面と結合する。 A drying device dries the second gas and generates a dry gas. Then, the issuing device irradiates the workpiece with ultraviolet rays while the second spraying device sprays the dry gas dried on the workpiece. The surface of the workpiece and moisture adhering to the surface of the workpiece are activated by being irradiated with ultraviolet rays. Then, the moisture is decomposed, and the generated hydroxyl group and oxygen are bonded to the surface of the workpiece.
紫外線は、気体中に水分子が含まれるとき、水分子に吸収され、被加工物表面を照射する紫外線の強度が弱くなる。本発明の表面改質装置では、紫外線を被加工物に照射するとき、乾燥している乾燥気体を、吹付けながら紫外線に照射することから、紫外線が気体中の水分子に吸収されることがない。従って、照射される紫外線のエネルギーは、被加工物に水酸基と酸素が結合する反応に、活用される。その結果、弱い光強度の紫外線でも、被加工物を表面改質することができる。 When water molecules contain water molecules, the ultraviolet rays are absorbed by the water molecules and the intensity of the ultraviolet rays that irradiate the surface of the workpiece is weakened. In the surface modification apparatus of the present invention, when irradiating the workpiece with ultraviolet rays, the ultraviolet rays are absorbed by water molecules in the gas because the dried dry gas is irradiated with the ultraviolet rays while spraying. Absent. Therefore, the energy of the irradiated ultraviolet rays is utilized for the reaction in which the hydroxyl group and oxygen are bonded to the workpiece. As a result, the surface of the workpiece can be modified even with ultraviolet rays having low light intensity.
本発明の表面改質装置では、第1吹付け装置は、加湿気体を吹付けるとき、被加工物に向けて気体を吹付けることを特徴とする。 In the surface reforming apparatus of the present invention, the first spraying device sprays the gas toward the workpiece when the humidified gas is sprayed.
この表面改質装置によれば、加湿気体は被加工物に向けて吹付けられる。このとき、加湿気体は被加工物の表面に沿って流れることから、被加工物の表面に、水分を付着することができる。 According to this surface modification device, the humidified gas is sprayed toward the workpiece. At this time, since the humidified gas flows along the surface of the workpiece, moisture can be attached to the surface of the workpiece.
本発明の表面改質装置では、第2の気体は、窒素ガス又は、窒素ガスを主成分とすることを特徴とする。 In the surface reforming apparatus of the present invention, the second gas is characterized by containing nitrogen gas or nitrogen gas as a main component.
この表面改質装置によれば、乾燥気体は窒素ガス又は、窒素ガスを主成分としている。窒素ガスは、大気に放出しても、大気を汚染することがないことから、自然環境に無害な表面改質装置とすることができる。 According to this surface modifying apparatus, the dry gas is mainly composed of nitrogen gas or nitrogen gas. Since nitrogen gas does not pollute the atmosphere even if it is released into the atmosphere, it can be a surface modification device that is harmless to the natural environment.
本発明の表面改質装置は、移動テーブルを備え、移動テーブルは、発光装置と被加工物とを相対移動して、被加工物に紫外線を照射することを特徴とする。 The surface modification device of the present invention includes a moving table, and the moving table is characterized in that the light emitting device and the workpiece are relatively moved to irradiate the workpiece with ultraviolet rays.
この表面改質装置によれば、紫外線の発光装置と被加工物とを相対移動して、紫外線を照射している。つまり、発光装置において紫外線発光部が円柱状のとき、紫外線発光部の長さと、紫外線発光部と被加工物とが相対移動する長さとの積に相当する面積に紫外線を照射することができる。従って、被加工物を覆う面積に相当する紫外線の発光装置は必要なく、少ない本数の紫外線発光部で、広い面積を照射することができる。つまり、少ない紫外線発光部で、広い被加工物を照射することができる為、紫外線発光部に供給する電力を少なくすることができる。その結果、省エネルギーな表面改質装置とすることができる。 According to this surface modification apparatus, the ultraviolet light emitting device and the workpiece are relatively moved to irradiate the ultraviolet light. That is, when the ultraviolet light emitting part is cylindrical in the light emitting device, the ultraviolet light can be irradiated to an area corresponding to the product of the length of the ultraviolet light emitting part and the length of relative movement of the ultraviolet light emitting part and the workpiece. Therefore, an ultraviolet light emitting device corresponding to the area covering the workpiece is not required, and a large area can be irradiated with a small number of ultraviolet light emitting units. That is, since a wide workpiece can be irradiated with a small number of ultraviolet light emitting portions, the power supplied to the ultraviolet light emitting portion can be reduced. As a result, an energy-saving surface modification device can be obtained.
本発明の表面改質装置では、移動テーブルは、排気孔を有し、被加工物は、移動テーブルにおける第2吹付け装置と排気孔との間に載置され、第2吹付け装置が吹付ける乾燥気体は、被加工物を通過して、排気孔から排気されることを特徴とする。 In the surface modification apparatus of the present invention, the moving table has an exhaust hole, the workpiece is placed between the second spraying device and the exhaust hole in the moving table, and the second spraying device blows. The dry gas to be applied passes through the workpiece and is exhausted from the exhaust hole.
この表面改質装置によれば、移動テーブルは排気孔を有している。吹付け装置が吹付ける気体は、排気孔から排気される。移動テーブルには、被加工物が載置されていることから、吹付け装置が吹付ける気体は、被加工物を通過して排気される。従って、被加工物の場所において、水分が分解してオゾンガスが形成されるときにも、オゾンガスは、乾燥気体が通過するとき、乾燥気体と一緒に排気される。従って、被加工物がオゾンガスにより酸化され過ぎない表面改質装置とすることができる。 According to this surface modification apparatus, the moving table has the exhaust holes. The gas blown by the blowing device is exhausted from the exhaust hole. Since the workpiece is placed on the moving table, the gas blown by the spraying device passes through the workpiece and is exhausted. Accordingly, even when moisture is decomposed and ozone gas is formed at the place of the workpiece, the ozone gas is exhausted together with the dry gas when the dry gas passes through. Therefore, it can be set as the surface modification apparatus in which a workpiece is not oxidized too much by ozone gas.
本発明の表面改質装置では、第2吹付け装置は、第1吹付け装置と発光装置との間に配置され、第2吹付け装置は、加湿気体が、発光装置が紫外線を照射する場所に流入しない様に、乾燥気体を吹付けることを特徴とする。 In the surface reforming apparatus of the present invention, the second spraying device is disposed between the first spraying device and the light emitting device, and the second spraying device is a place where the humidified gas is emitted and the light emitting device emits ultraviolet rays. It is characterized by spraying dry gas so as not to flow into the water.
この表面改質装置によれば、第1吹付け装置と発光装置との間に第2吹付け装置が配置される。第1吹付け装置からは加湿気体が吹付けられる。吹付けられる加湿気体は、周囲に広がるが、第2吹付け装置から吹付けられる乾燥気体の流れにより、発光装置から離れるように流動する。従って、加湿気体は、第2吹付け装置が吹出す乾燥気体により、発光装置に届かない様になる為、発光装置が照射する紫外線が、加湿気体の含む水分に吸収されることが殆どない。その結果、弱い光強度の紫外線でも、被加工物を表面改質することができる。 According to this surface modification device, the second spraying device is disposed between the first spraying device and the light emitting device. Humidified gas is sprayed from the first spraying device. The humidified gas to be sprayed spreads around, but flows away from the light emitting device by the flow of the dry gas sprayed from the second spraying device. Therefore, since the humidified gas does not reach the light emitting device due to the dry gas blown out by the second spraying device, the ultraviolet light emitted by the light emitting device is hardly absorbed by the moisture contained in the humidified gas. As a result, the surface of the workpiece can be modified even with ultraviolet rays having low light intensity.
本発明の表面改質装置では、第1の気体は、空気又は空気を主成分とした気体であることを特徴とする。 In the surface reforming apparatus of the present invention, the first gas is air or a gas mainly composed of air.
この表面改質装置によれば、第1の気体は空気又は空気を主成分としている。空気は、大気に放出しても、大気を汚染することがなく、空気を加湿した加湿気体を大気に放出しても、大気を汚染することがないことから、自然環境に無害な表面改質装置とすることができる。 According to this surface modification apparatus, the first gas is mainly composed of air or air. Even if air is released into the atmosphere, it does not pollute the atmosphere, and even if a humidified gas that has humidified air is released into the atmosphere, it does not pollute the atmosphere, so the surface is harmless to the natural environment. It can be a device.
本発明の表面改質装置では、発光装置は、ランプと反射鏡とを備え、不活性ガスが充填されたランプハウス内に配置されていることを特徴とする。 In the surface modification device of the present invention, the light emitting device includes a lamp and a reflecting mirror, and is arranged in a lamp house filled with an inert gas.
この表面改質装置によれば、発光装置は、不活性ガスが充填されたランプハウスを備え、ランプハウス内には、ランプと反射鏡が配置されている。従って、発光装置は、外気の影響を受け難く、外気の成分が変わることがあっても、安定した出力の紫外線を発光することができる。 According to this surface modification device, the light emitting device includes a lamp house filled with an inert gas, and a lamp and a reflecting mirror are arranged in the lamp house. Therefore, the light emitting device is not easily affected by the outside air, and can emit ultraviolet light with a stable output even if the components of the outside air are changed.
(第1の実施形態)
本実施形態では、本発明の特徴的な表面改質装置と、この表面改質装置を用いて表面改質する場合の例について図1〜図6に従って説明する。
(First embodiment)
In the present embodiment, a characteristic surface modification device of the present invention and an example in the case of performing surface modification using this surface modification device will be described with reference to FIGS.
(表面改質装置)
最初に表面改質装置について説明する。図1は、表面改質装置の構成を示す模式斜視図である。表面改質装置1により、紫外線が照射され、ワークの表面が改質される。
図1に示すように、表面改質装置1には、直方体形状に形成される基台2が備えられている。本実施形態では、この基台2の長手方向をY方向とし、同Y方向と直交する方向をX方向とする。
(Surface modification device)
First, the surface modification apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of the surface modification apparatus. The
As shown in FIG. 1, the
基台2の上面2aには、Y方向に延びる一対の案内レール3a,3bが同Y方向全幅にわたり凸設されている。その基台2の上側には、一対の案内レール3a,3bに対応する直動機構を備えた移動テーブルとしてのテーブル4が取付けられている。そのテーブル4の直動機構は、例えば案内レール3a,3bに沿ってY方向に延びるネジ軸(駆動軸)と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転するY軸モータ(図示しない)に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がY軸モータに入力されると、Y軸モータが正転又は逆転して、テーブル4が同ステップ数に相当する分だけ、Y軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動するようになっている。
On the
さらに、基台2の上面2aには、案内レール3a,3bと平行にテーブル位置検出器5が配置され、テーブル4の位置が計測できるようになっている。
Further, a
そのテーブル4の上面には、載置面6が形成され、その載置面6には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、載置面6に被加工物としての基板7,8を載置すると、基板チャック機構によって、その基板7,8が載置面6の所定位置に位置決め固定されるようになっている。
A mounting
テーブル4のX方向両側には、第2吹付け装置9,10が配置されている。第2吹付け装置9,10は、載置面6に向けて吹出し口9a、10aが形成されており、吹出し口9a、10aから載置面6に乾燥気体を吹出すようになっている。
On both sides of the table 4 in the X direction,
載置面6において、基板7,8の間には、排気孔11が形成され、吹出し口9a、10aから吹出される気体が排気孔11を通って、載置面6から排出されるようになっている。
In the mounting
基台2のX方向両側には、一対の支持台12a,12bが立設され、その一対の支持台12a,12bには、X方向に延びる支持部材13が架設されている。支持部材13のテーブル4側には、発光装置14が配置されている。
A pair of
発光装置14は、密閉された矩形の、図4(a)に示すランプハウス14hが形成され、そのランプハウスの内部にキセノンガスを封入した図4(a)に示す誘電体バリアランプ14a、冷却装置及び反射板14bを備えている。誘導体バリアランプ14a及び反射板14bは、波長172nmの紫外線を、テーブル4に向けて照射可能となっている。発光装置14は、ランプハウス14hの内部に、図4(a)に示す不活性ガス14cが充填され、紫外線が吸収されにくくなっている。又、冷却装置は、冷却液が流動する配管が誘電体バリアランプ14a及び反射板14bに配置された構成となっている。冷却装置は、誘電体バリアランプ14aの温度が上昇し過ぎて、寿命が短くなることを防止している。さらに、冷却装置は、反射板14bを冷却し、冷却装置全体の温度上昇を抑えて、操作者が火傷しないようになっている。
The
図1に戻り、発光装置14のY方向両側には、第2吹付け装置15,16が配置されている。第2吹付け装置15,16は、発光装置14のテーブル4側の面14dに向けて吹出し口15a,16aが形成されており、吹出し口15a,16aから面14dに乾燥気体を吹出すようになっている。発光装置14と対向する場所にテーブル4が移動するとき、吹出し口15a,16aから吹出される乾燥気体は、排気孔11を通って排気されるようになっている。
Returning to FIG. 1,
第2吹付け装置15,16のY方向両側には、第2吹付け装置15,16を挟むように、第1吹付け装置17,18が配置されている。第1吹付け装置17,18は、テーブル4の載置面6に向けて吹出し口17a,18aが形成されており、吹出し口17a,18aから載置面6に加湿気体を吹出すようになっている。
First spraying
表面改質装置1は、基台2のX方向と反対方向の側にUV光源制御装置19、吹付け制御装置20、乾燥装置21、加湿装置22を備え、基台2のX方向の側に、表面改質装置1を制御する制御装置23を備えている。
UV光源制御装置19は、発光装置14に電力を供給して、紫外線の発光と停止を制御すると共に、誘導体バリアランプ14aを冷却して、温度管理を行う装置である。
The
The UV light
吹付け制御装置20は、圧縮ポンプとタンクとを備え、第1吹付け装置17,18及び第2吹付け装置9,10,15,16が吹出す気体の供給と、吹出しの開始と停止及び吹出し量等を制御する装置である。乾燥装置21は、吹出す気体を除湿する装置である。つまり、乾燥装置21が第2の気体21aを除湿して、第2の気体21a中の水分を除去し、除湿された乾燥気体を吹付け制御装置20が第2吹付け装置9,10,15,16に供給する。第2吹付け装置9,10,15,16は、除湿された乾燥気体を基板7,8に吹付けるようになっている。第2吹付け装置9,10,15,16が吹付ける乾燥気体は、紫外線により活性化しない気体が好ましく、本実施形態では、例えば、第2の気体21aに窒素ガスを採用している。
The
加湿装置22は、第1の気体22aに水分子を分散させて加湿する装置である。加湿装置22が第1の気体22aを加湿し加湿気体を吹付け制御装置20が第1吹付け装置17,18に供給する。第1吹付け装置17,18は、加湿気体を基板7,8に吹付けるようになっている。第1吹付け装置17,18が吹付ける第1の気体22aは、水分子を基板7,8まで輸送できる気体であれば良く、本実施形態では、例えば、第1の気体22aに空気を採用している。
乾燥気体及び加湿気体に油分や埃等が含まれる可能性がある場合は、加湿及び除湿する前に気体をフィルターに通して清浄化するのが好ましい。
The
When there is a possibility that oil or dust may be contained in the dry gas and humidified gas, it is preferable to clean the gas by passing it through a filter before humidification and dehumidification.
表面改質装置1は、全体がカバー24に囲われており、カバー24内の気体は図示しない排気ダクトを通じて排気される。カバー24の図中Y方向の反対方向には、開閉カバー25が配置されている。開閉カバー25は、図示しない蝶番を備え、開閉可能となっている。そして、表面改質装置1から基板7,8を取り出すときと、表面改質装置1から基板7,8を設置するときには、開閉カバー25を開き、基板7,8の取り出し、及び設置を行う。その後、開閉カバー25を閉じることにより、カバー24内は、密閉可能となる。
The entire
制御装置23は、表面改質装置1を制御する装置であり、図2を用いて説明する。図2は、表面改質装置の電気制御ブロック図である。図2において、表面改質装置1はプロセッサとして各種の演算処理を行うCPU(演算処理装置)30と、各種情報を記憶するメモリ31とを有する。
The
モニタ32、入力装置33、テーブル制御装置34、チャック制御装置35、吹付け制御装置20、UV光源制御装置19は、入出力インターフェース36およびデータバス37を介してCPU30に接続されている。
The
メモリ31は、RAM、ROM等といった半導体メモリや、ハードディスク、CD−ROMといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、表面改質装置1の動作の制御手順が記述されたプログラム38を記憶する記憶領域や、紫外線を発光するときに電力を供給する条件を記憶するための記憶領域や、テーブル4の移動量を記憶するための記憶領域や、CPU30のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
The
CPU30は、メモリ31内に記憶されたプログラム38に従って、基板7,8の表面に紫外線を照射するための制御を行うものである。プログラム38を詳しく分割すれば、テーブル4を初期位置に移動して、紫外線を照射するときにテーブル4を走査するためのテーブル演算部を有する。他に、プログラム38は、第1吹付け装置17,18及び第2吹付け装置9,10,15,16の作動タイミングを制御する吹付け演算部と、紫外線を照射するタイミングを制御するUV光演算部等といった各種の機能演算部を有する。
The
入力装置33は、紫外線照射の際に用いられる紫外線照射条件のデータを入力する装置であり、モニタ32は測定時の各種情報を表示する装置である。CPU30は、入力されるUV照射条件とプログラム38とに従って、紫外線照射を行い、紫外線照射状況をモニタ32に表示する。操作者がモニタ32に表示される各種情報を見て、紫外線照射状況を確認して操作するようになっている。
The
テーブル制御装置34は、テーブル4の位置情報の取得と、移動及び停止を制御する装置である。テーブル4には、移動距離を検出可能な、図1に示すテーブル位置検出器5が内蔵されており、テーブル制御装置34は、テーブル位置検出器5の出力により、テーブル4の位置を認識する。テーブル制御装置34は、テーブル4にパルス信号を送信し、テーブル4を所望の位置に移動することができるようになっている。
The
基板チャック39は、電気信号を受けて基板7,8を吸引して固定するチャックであり、チャック制御装置35と接続され、チャック制御装置35に制御される。チャック制御装置35は、入出力インターフェース36およびデータデータバス37を介してCPU30と接続されている。
The
第1吹付け装置17,18は、基板7,8に加湿気体を吹付ける装置であり、第2吹付け装置9,10,15,16は、基板7,8に乾燥気体を吹付ける装置である。第1吹付け装置17,18及び、第2吹付け装置9,10,15,16は、吹付け制御装置20と接続され、気体吹付けの開始と停止、気体の流量等が吹付け制御装置20に制御される。吹付け制御装置20は、入出力インターフェース36およびデータデータバス37を介してCPU30と接続されている。
The
発光装置14は、基板7,8に紫外線を照射する装置であり、UV光源制御装置19と接続される。紫外線照射の開始と停止、紫外線の光強度等がUV光源制御装置19に制御される。UV光源制御装置19は、入出力インターフェース36およびデータデータバス37を介してCPU30と接続されている。
The
(表面改質方法)
次に本発明の表面改質方法について図3〜図6にて説明する。図3は、表面改質方法のフローチャートであり、図4〜図6は表面改質方法を説明する図である。
(Surface modification method)
Next, the surface modification method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart of the surface modification method, and FIGS. 4 to 6 are diagrams illustrating the surface modification method.
図3のフローチャートにおいて、ステップS1は給材工程に相当し、表面改質装置1に基板7,8を搭載する工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は第1吹付け工程に相当し、基板7,8に加湿気体を吹付ける工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は第2吹付け工程に相当し、基板7,8に乾燥気体を吹付ける工程である。ステップS2とステップS3とは、同時に行なわれ、基板7,8に加湿気体と乾燥気体が同時に吹付けられる。次にステップS4に移行する。ステップS4は照射工程に相当し、基板7,8に紫外線を照射する工程である。ステップS4において、ステップS2とステップS3とは継続して行われる。つまり、基板7,8に加湿気体と乾燥気体とを吹付けつつ紫外線を照射する。次にステップS5に移行する。ステップS5は除材工程に相当し、基板7,8を表面改質装置1から取り出す工程である。以上の工程で基板7,8の表面改質の工程を終了する。
In the flowchart of FIG. 3, step S <b> 1 corresponds to a material supply process and is a process of mounting the
次に、図4〜図6を用いて、図3に示したステップと対応させて、表面改質方法を詳細に説明する。 Next, the surface modification method will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6 in association with the steps shown in FIG.
図4(a)は、ステップS1に対応する図である。図4(a)に示すように、テーブル4に基板7,8を搭載する。被加工物としての基板7,8の表面には、シリコンの重合膜がプラズマ重合技術を用いて形成され、シリコンの重合膜の表面には、メチル基が形成されている。基板7,8は、図2に示す基板チャック39によりテーブル4に固定される。
FIG. 4A is a diagram corresponding to step S1. As shown in FIG. 4A, the
図4(b)及び図4(c)は、ステップS2及びステップS3に対応する図である。図4(c)は、図4(b)において、別の側面(図中A方向)から見た図である。図4(b)及び図4(c)に示すように、第1吹付け装置18は、加湿された加湿気体42を基板7,8に吹付ける。同様に、第2吹付け装置9,10,15,16は乾燥気体43を噴射する。
FIGS. 4B and 4C are diagrams corresponding to step S2 and step S3. FIG.4 (c) is the figure seen from another side surface (A direction in a figure) in FIG.4 (b). As shown in FIGS. 4B and 4C, the
第1吹付け装置17,18と隣接して第2吹付け装置15,16とが配置されており、第1吹付け装置17,18から吹出す加湿気体42は、第2吹付け装置15,16が吹出す乾燥気体43の流れの影響を受けて、発光装置14の方へ流れ込まない様になっている。
第1吹付け装置18から加湿気体42を基板7,8に吹付けつつ、テーブル4を発光装置14と対向する場所の方向(図中B方向)に移動する。そして、基板7,8の表面に水分子を付着させる。
The
While the humidified
図4(d)〜図6(a)は、ステップS4に対応する図である。図4(d)に示すように、発光装置14から紫外線44を照射する。紫外線44は、基板7,8の表面に形成されているメチル基を切断できるものであれば良く、本実施形態では、例えば、キセノンガスを封入した誘電体バリアランプを用いて、波長172nmのエキシマ紫外線を照射している。このとき、ステップS3とステップS4とは継続して行われることから、基板7,8に対して、加湿気体42と乾燥気体43との吹出しと紫外線44の照射とを行いつつ、テーブル4を発光装置14と対向する場所の方向(図中B方向)に移動する。このとき、テーブル4の移動速度は一定にして、基板7及び基板8とが紫外線44に照射される時間が、等しくなるようにする。
FIG. 4D to FIG. 6A are diagrams corresponding to step S4. As shown in FIG. 4D, the
図5(a)は、発光装置14と対向する場所を、テーブル4が通過するときの図である。図5(a)に示すように、基板7,8に紫外線44が照射される。第2吹付け装置9,10,15,16から供給される乾燥気体43は、排気孔11に流れ込んで排気される。乾燥気体43は、水分子を含まない為、紫外線44は、乾燥気体43に吸収されることなく、基板7,8を照射する。基板7,8の表面には、加湿気体42を吹付けられたことから、水分子が付着している。紫外線44は、基板7,8の表面に形成されているシリコン重合膜のメチル基と水分子の結合を切断し、シリコン重合膜とOH基又は酸素との結合を促進する。
FIG. 5A is a diagram when the table 4 passes through a place facing the
図5(b)は、図5(a)における発光装置14とテーブル4とを、別の側面(図中A方向)から見た図である。図5(b)に示すように、乾燥気体43は、基板7,8に対して4方向から取り囲むように突きつけられて、排気孔11から排気される。従って、加湿気体42は、発光装置14と基板7,8との間に入り込まない様になっている。
FIG.5 (b) is the figure which looked at the light-emitting
図5(c)は、テーブル4が方向を換えて進行している図である。テーブル4が、発光装置14と対向する場所を通過し、方向を換えて、発光装置14と対向する場所の方向(図中C方向)へ移動する。このとき、基板7,8には紫外線44が照射されず、加湿気体42が吹付けられる。水分子を基板7,8に付着しつつテーブル4を発光装置14と対向する場所の方向(図中C方向)に移動する。
FIG. 5C is a diagram in which the table 4 is moving in a different direction. The table 4 passes through the place facing the
図5(d)は、発光装置14と対向する場所を、テーブル4が通過するときの図である。図5(d)に示すように、基板7,8に紫外線44が照射され、基板7,8の表面に形成されたシリコン重合膜にはOH基が形成される。
図6(a)は、発光装置14と対向する場所を、テーブル4が通過し終えたときの図である。テーブル4は、基板7,8に紫外線44が照射される場所から移動して、紫外線44が照射されない場所に移動するまで、乾燥気体43が吹付けられる。
FIG. 5D is a diagram when the table 4 passes through a place facing the
FIG. 6A is a diagram when the table 4 has finished passing through the place facing the
図6(b)はステップS5に対応する図である。図6(b)に示すように、紫外線44の照射は停止され、加湿気体42及び乾燥気体43の吹付けも停止される。テーブル4は、基板7,8が取り出し易い場所まで移動して、基板7,8は、表面改質装置1から除去される。基板7,8の表面は、メチル基が切断され、酸素、又は水酸基が結合し、表面改質が終了する。
FIG. 6B is a diagram corresponding to step S5. As shown in FIG. 6B, the irradiation of the
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、第2吹付け工程及び照射工程では、基板7,8は、乾燥気体43を吹付けられながら、紫外線44が照射される。紫外線44は、気体中に水分子が含まれるとき、水分子に吸収され、基板7,8を照射する紫外線44の光強度が弱くなる。本発明の方法では、紫外線44を基板7,8に照射するとき、乾燥している乾燥気体43を、吹付けながら紫外線44に照射することから、紫外線44が気体中の水分子に吸収されることがない。従って、照射される紫外線44のエネルギーは、基板7,8に水酸基と酸素が結合する反応に、活用される。その結果、弱い光強度の紫外線でも、基板7,8を表面改質することができる。
As described above, this embodiment has the following effects.
(1) According to the present embodiment, in the second spraying step and the irradiation step, the
(2)本実施形態によれば、乾燥気体43は基板7,8に向けて吹付けられる。このとき、加湿気体42は基板7,8の表面に沿って流れることから、基板7,8の表面に、水分を付着することができる。
(2) According to this embodiment, the
(3)本実施形態によれば、乾燥気体43は窒素ガス又は、窒素ガスを主成分としている。窒素ガスは、大気に放出しても、大気を汚染することがないことから、自然環境に無害な表面改質方法とすることができる。
(3) According to this embodiment, the
(4)本実施形態によれば、紫外線44の発光装置14と基板7,8とを相対移動して、紫外線44を照射している。つまり、発光装置14において誘電体バリアランプ14aが円柱状のとき、紫外線発光部の長さと、紫外線発光部と被加工物とが相対移動する長さとの積に相当する面積に紫外線を照射することができる。従って、基板7,8を覆う面積に相当する紫外線44の発光装置14は必要なく、少ない本数の紫外線発光部で、広い面積を照射することができる。つまり、少ない紫外線発光部で、広い被加工物を照射することができる為、紫外線発光部に供給する電力を少なくすることができる。その結果、省エネルギーな表面改質方法とすることができる。
(4) According to this embodiment, the
(5)本実施形態によれば、発光装置14は、エキシマを形成するキセノン、もしくはキセノンを主成分とする放電用ガスを充たした誘電体バリア放電エキシマランプを用いている。これにより、紫外線44の波長が180nmより短い光を照射することができる。従って、紫外線44は、光子のエネルギーが強く、基板7,8の表面にある物質の分子結合を切断し、被加工物の表面を活性化することができる。
(5) According to the present embodiment, the
(6)本実施形態によれば、テーブル4は排気孔11を有している。第2吹付け装置9,10,15,16が吹付ける乾燥気体43は、排気孔11から排気される。テーブル4には、基板7,8が載置されていることから、第2吹付け装置9,10,15,16が吹付ける乾燥気体43は、基板7,8を通過して排気される。従って、基板7,8の場所において、水分が分解してオゾンガスが形成されるときにも、オゾンガスは、乾燥気体43が通過するとき、乾燥気体43と一緒に排気される。従って、基板7,8がオゾンガスにより酸化され過ぎない表面改質装置1とすることができる。
(6) According to the present embodiment, the table 4 has the exhaust holes 11. The
(7)本実施形態によれば、第1吹付け装置17,18と発光装置14との間に第2吹付け装置15,16が配置される。第1吹付け装置17,18からは加湿気体42が吹付けられる。吹付けられる加湿気体42は、周囲に広がるが、第2吹付け装置15,16から吹付けられる乾燥気体43の流れに影響され、加湿気体42は、発光装置14に到達しないようになっている。従って、加湿気体42が、発光装置14に届かない様になっている為、発光装置14が照射する紫外線44が、加湿気体42の含む水分に吸収されることが殆どない。その結果、弱い光強度の紫外線でも、基板7,8を表面改質することができる。
(7) According to the present embodiment, the
(8)本実施形態によれば、加湿気体42は空気を加湿して活用している。空気は、大気に放出しても、大気を汚染することがなく、空気を加湿した加湿気体42を大気に放出しても、大気を汚染することがないことから、自然環境に無害な表面改質装置1とすることができる。
(8) According to the present embodiment, the humidified
(9)本実施形態によれば、発光装置14は、不活性ガスが充填されたランプハウスを備え、ランプハウス内には、ランプと反射鏡が配置されている。従って、発光装置14は、外気の影響を受け難く、外気の成分が変わることがあっても、安定した出力の紫外線44を発光することができる。
(9) According to the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した表面改質装置の一実施形態について図7の表面改質装置の模式斜視図を用いて説明する。
この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、図1に示した第2吹付け装置9,10の配置が異なる点にある。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment of a surface modification apparatus embodying the present invention will be described with reference to the schematic perspective view of the surface modification apparatus of FIG.
This embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement of the
すなわち、本実施形態では、図7に示すように、表面改質装置50は、発光装置14の周囲に備えている第2吹付け装置15,16に加え、図中X方向両側に第2吹付け装置51,52を備えている。つまり、発光装置14を取り囲むように第2吹付け装置15,16,51,52が配置されている。一方、テーブル4の周囲から図1に示す第2吹付け装置9,10が排除されている。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
上述したように、本実施形態によれば、第1の実施形態の効果(1)〜(9)に加えて、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、第1の実施形態において図1に示す第2吹付け装置9,10が、無くなっていることから、第2吹付け装置9,10に気体を供給する配管が不要となる。テーブル4は移動することから、テーブル4に配置される配管は、柔軟性が要求され、痛み易くなる。一方、発光装置14は固定されている為、発光装置14に配置される配管は、固定され、痛みにくい配置となる。従って、配管の寿命が長い表面改質装置50とすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects (1) to (9) of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) According to the present embodiment, since the
(第3の実施形態)
次に、本発明を具体化した表面改質装置の一実施形態について図8の表面改質装置の模式斜視図を用いて説明する。
この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、図1に示したテーブル4が固定され、発光装置14が移動可能となっている点にある。
(Third embodiment)
Next, an embodiment of a surface modification apparatus embodying the present invention will be described with reference to the schematic perspective view of the surface modification apparatus of FIG.
This embodiment is different from the first embodiment in that the table 4 shown in FIG. 1 is fixed and the
すなわち、本実施形態では、図8に示したように、表面改質装置60は、基台2を備え、基台2の上面2aには、テーブル61が固定されて、配置されている。テーブル61のX方向の両側には第2吹付け装置9,10が配置されている。テーブル61の上面61aには、基板7,8が配置される。また、テーブル61の上面61aには、排気孔11が形成され、第2吹付け装置9,10から吹付けられる気体が、基板7,8の上面を通って、排気孔11から排気されるようになっている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the
基台2の上面2aには、X方向両側の端において、Y方向全幅に延在する案内レール3a,3bが形成されている。案内レール3a,3bの上には、移動テーブル62a,62bが配置され、移動テーブル62a,62bは、案内レール3a,3bに沿って移動可能となっている。また、移動テーブル62a,62bは、図示しない直動機構を備え、Y軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動するようになっている。
On the
移動テーブル62a,62bの上には、一対の支持台12a,12bが立設され、その一対の支持台12a,12bには、X方向に延びる支持部材13が架設されている。支持部材13の基台2側には、発光装置14が配置されている。
On the moving tables 62a and 62b, a pair of
発光装置14のY方向両側には、第2吹付け装置15,16が配置されている。第2吹付け装置15,16は、基台2側に向けて吹出し口15a,16aが形成されており、吹出し口15a,16aから基台2に乾燥気体を吹出すようになっている。移動テーブル62a,62bが移動して、発光装置14と対向する場所にテーブル61が位置するとき、吹出し口15a,16aから吹出される乾燥気体は、排気孔11を通って排気されるようになっている。
第2吹付け装置15,16のY方向両側には、第1吹付け装置17,18が、第2吹付け装置15,16を挟む様に配置されている。第1吹付け装置17,18は、テーブル61上の基板7,8に向けて吹出し口17a,18aが形成されており、吹出し口17a,18aから基板7,8に加湿気体を吹出すようになっている。
The
上述したように、本実施形態によれば、第1の実施形態の効果(1)〜(9)に加えて、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、基板7,8を載置するテーブル61を固定し、発光装置14を移動している。基板7,8の重量が大きいとき、テーブル61を移動するためには、大きなエネルギーを必要とするが、本実施形態では、発光装置14を移動していることから、基板7,8の重量が大きいときには、テーブル61を移動する方法に比べて、少ないエネルギーで、表面改質を行うことができる。従って、省エネルギーな表面改質装置60とすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects (1) to (9) of the first embodiment, the following effects are obtained.
(1) According to this embodiment, the table 61 on which the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change and improvement can also be added. A modification will be described below.
(変形例1)
前記第1の実施形態において、発光装置14は、キセノンガスを封入した誘電体バリアランプを採用し、波長172nmの紫外線を照射したが、クリプトンガス、アルゴンガスを封入した誘電体バリアランプを用いても良い。同様な効果が得られる。
(Modification 1)
In the first embodiment, the light-emitting
(変形例2)
前記第1の実施形態では、制御装置23のメモリ31内に動作手順に沿ったプログラム38を記憶し、プログラム38により表面改質装置1の制御を行ったが、これに限らず、電気回路にて構成される制御装置にて制御しても良い。周辺機器が手順通りに制御されれば良い。
(Modification 2)
In the first embodiment, the
(変形例3)
前記第1の実施形態では、加湿気体42は、空気を加湿して用いたが、不活性ガスを加湿して用いてもよい。水分子を搬送して、基板7,8に付着できれば良い。
(Modification 3)
In the first embodiment, the humidified
(変形例4)
前記第1の実施形態では、表面改質装置1において、基板7,8に水分を付着する第1吹付け工程と、基板7,8に紫外線44を照射する照射工程とを行ったが、別の装置で行っても良い。加湿した空気を吹付ける装置と、紫外線44を照射する装置とを用意する。加湿した空気を吹付ける装置を用いて、基板7,8に水分を付着する第1吹付け工程を行う。続いて、紫外線44を照射する装置を用いて、基板7,8が乾燥する前に、紫外線44を照射する。第1の実施形態と同様の効果が得られる。
(Modification 4)
In the first embodiment, in the
(変形例5)
前記第1の実施形態では、第2吹付け装置9,10,15,16が吹付ける乾燥気体は、紫外線により活性化しない気体が好ましく、窒素ガスを採用したが、他のガスを採用してもよい。例えば、アルゴンガス、ヘリウムガス等を用いても良い。
(Modification 5)
In the first embodiment, the dry gas sprayed by the
(変形例6)
前記第1の実施形態では、テーブル4を移動しながら、紫外線44を照射している。発光装置14は、基板7,8を1回の紫外線照射可能な大きさにしても良い。基板7,8に加湿気体42を吹付けた後、基板7,8を発光装置14と対向する場所に移動し、乾燥気体43を吹き付けながら紫外線44を照射してもよい。紫外線44の照射に掛かる時間が短くできることから、生産性良く表面改質を行うことができる。
(Modification 6)
In the first embodiment, the
1,50,60…表面改質装置、4…移動テーブルとしてのテーブル、7,8…被加工物としての基板、9a,10a…吹出し口、9,10,15,16,51,52…第2吹付け装置、11…排気孔、14…発光装置、14b…反射板、14c…ランプとしての不活性ガス、14d…面、14h…ランプハウス、17,18…第1吹付け装置、21…乾燥装置、21a…第2の気体、22…加湿装置、22a…第1の気体、42…加湿気体、43…乾燥気体、44…紫外線、62a,62b…移動テーブル。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記被加工物に加湿されている加湿気体を吹付ける第1吹付け工程と、
前記被加工物に乾燥している乾燥気体を吹付ける第2吹付け工程と、
発光装置が発光する紫外線を前記被加工物の前記表面に照射する照射工程とを有し、
前記第2吹付け工程と前記照射工程とを同時に行うことを特徴とする表面改質方法。 A surface modification method for modifying the surface by irradiating the surface of a workpiece with ultraviolet rays,
A first spraying step of spraying a humidified gas that is humidified on the workpiece;
A second spraying step of spraying a dry gas to the workpiece;
An irradiation step of irradiating the surface of the workpiece with ultraviolet light emitted by a light emitting device;
A surface modification method comprising performing the second spraying step and the irradiation step simultaneously.
前記第1吹付け工程において、前記加湿気体を吹付けるとき、前記被加工物に向けて前記気体を吹付けることを特徴とする表面改質方法。 The surface modification method according to claim 1,
In the first spraying step, when the humidified gas is sprayed, the gas is sprayed toward the workpiece.
前記第2吹付け工程において、前記乾燥気体は窒素ガス又は、窒素ガスを主成分とすることを特徴とする表面改質方法。 The surface modification method according to claim 1 or 2,
In the second spraying step, the dry gas contains nitrogen gas or nitrogen gas as a main component.
前記照射工程では、前記発光装置と前記被加工物とを相対移動して、前記被加工物に紫外線を照射することを特徴とする表面改質方法。 A surface modification method according to any one of claims 1 to 3,
In the irradiation step, the light emitting device and the workpiece are relatively moved, and the workpiece is irradiated with ultraviolet rays.
前記発光装置は、エキシマを形成するキセノン、もしくはキセノンを主成分とする放電用ガスを充たした誘電体バリア放電エキシマランプを放電して、前記紫外線を発光することを特徴とする表面改質方法。 A surface modification method according to any one of claims 1 to 4,
The light emitting device emits the ultraviolet light by discharging a dielectric barrier discharge excimer lamp filled with xenon forming excimer or a discharge gas mainly composed of xenon.
第1の気体を加湿して加湿気体を生成する加湿装置と、
第2の気体を乾燥して乾燥気体を生成する乾燥装置と、
前記加湿気体を前記被加工物に吹付ける第1吹付け装置と、
前記紫外線を発光する発光装置と、
前記乾燥気体を前記被加工物と発光装置との間に吹付ける第2吹付け装置とを有し、
前記第1吹付け装置により前記加湿気体が吹付けられた前記被加工物に、前記第2吹付け装置から前記乾燥気体を吹付けながら、前記発光装置から前記紫外線を照射することを特徴とする表面改質装置。 A surface modification device for modifying the surface by irradiating the surface of the workpiece with ultraviolet rays,
A humidifier that humidifies the first gas to generate a humidified gas;
A drying device for drying the second gas to generate a dry gas;
A first spraying device for spraying the humidified gas onto the workpiece;
A light emitting device that emits the ultraviolet light;
A second spraying device for spraying the dry gas between the workpiece and the light emitting device;
The ultraviolet light is emitted from the light emitting device while spraying the dry gas from the second spraying device onto the workpiece to which the humidified gas is sprayed by the first spraying device. Surface modification equipment.
前記第1吹付け装置は、前記加湿気体を吹付けるとき、前記被加工物に向けて前記気体を吹付けることを特徴とする表面改質装置。 The surface modification apparatus according to claim 6,
The first spraying device sprays the gas toward the workpiece when spraying the humidified gas.
前記第2の気体は、窒素ガス又は、窒素ガスを主成分とすることを特徴とする表面改質装置。 The surface modification apparatus according to claim 6 or 7,
The second gas is nitrogen gas or a surface reforming apparatus having nitrogen gas as a main component.
移動テーブルを備え、前記移動テーブルは、前記発光装置と前記被加工物とを相対移動して、前記被加工物に紫外線を照射することを特徴とする表面改質装置。 It is the surface modification device according to any one of claims 6 to 8,
A surface modification device comprising a moving table, wherein the moving table irradiates the workpiece with ultraviolet rays by relatively moving the light emitting device and the workpiece.
前記移動テーブルは、排気孔を有し、
前記被加工物は、前記移動テーブルにおける前記第2吹付け装置と前記排気孔との間に載置され、前記第2吹付け装置が吹付ける前記乾燥気体は、前記被加工物を通過して、前記排気孔から排気されることを特徴とする表面改質装置。 The surface modification apparatus according to claim 9,
The moving table has an exhaust hole,
The workpiece is placed between the second spraying device and the exhaust hole in the moving table, and the dry gas blown by the second spraying device passes through the workpiece. The surface reforming apparatus is characterized in that it is exhausted from the exhaust hole.
前記第2吹付け装置は、前記第1吹付け装置と前記発光装置との間に配置され、
前記第2吹付け装置は、前記加湿気体が、前記発光装置が紫外線を照射する場所に流入しない様に、前記乾燥気体を吹付けることを特徴とする表面改質装置。 The surface modification apparatus according to claim 10,
The second spraying device is disposed between the first spraying device and the light emitting device;
The second spraying device sprays the dry gas so that the humidified gas does not flow into a place where the light emitting device emits ultraviolet rays.
前記第1の気体は、空気又は空気を主成分とした気体であることを特徴とする表面改質装置。 It is a surface modification device according to any one of claims 6 to 11,
The surface reforming apparatus according to claim 1, wherein the first gas is air or a gas containing air as a main component.
前記発光装置は、ランプと反射鏡とを備え、不活性ガスが充填されたランプハウス内に配置されていることを特徴とする表面改質装置。 The surface modification apparatus according to any one of claims 6 to 12,
The light emitting device includes a lamp and a reflecting mirror, and is disposed in a lamp house filled with an inert gas.
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