エキシマランプ/エキシマ光照射ユニット

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エキシマVUV光は希ガスや希ガスハライド化合物のランプから生みだされる非常にエネルギーの高い光です。


希ガスや希ガスハライド化合物のガスが封じられたランプに外部から高いエネルギー電子を与えると放電プラズマ(誘電体バリア放電)が多数発生します。このプラズマは高いエネルギー電子を包含しており、かつ瞬時に消滅するという特徴を持っています。このプラズマ放電により、放電ガス(希ガス)の原子が励起され、瞬間的にエキシマ状態(Xe)となります(エネルギーの高い軌道原子に励起され、エキシマ励起分子になります)。このエキシマ状態から元の状態(基底状態)に戻るとき、そのエキシマ特有のスペクトルを発光します。この光をエキシマVUV光と呼んでいます。



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高フォトンエネルギー
従来の紫外線ランプでは実現できなかった波長180nm以下のVUV(真空紫外線)を効率よく発光し、従来の紫外線では起こせなかった化学反応を引き起こしたり、反応速度を速めたりすることが可能です。
単一波長
エキシマ発光の特徴は、発光のピークが一つだけで、ピークを中心にした極めて狭い波長の範囲でしか発光しないことです。従って、化学反応に必要な紫外線エネルギーだけを効率よく照射できます。
低温照射
赤外線を発生せず、照射時間も短くてすむため、基板を短時間で処理できます。
瞬時消灯点灯
必要なときだけ必要な量のエネルギーを照射できます。そのため、「シャッターが不要」「実質的な長寿命」「UV処理室の浸食防止」など、実用面でのメリットがあります。
水銀を使用しない
水銀を使用していません。
エキシマVUV光とは
エキシマVUV光は希ガスや希ガスハライド化合物のランプから生みだされる非常にエネルギーの高い光です。希ガスや希ガスハライド化合物のガスが封じられたランプに外部から高いエネルギー電子を与えると放電プラズマ(誘電体バリア放電)が多数発生します。このプラズマは高いエネルギー電子を包含しており、かつ瞬時に消滅するという特徴を持っています。このプラズマ放電により、放電ガス(希ガス)の原子が励起され、瞬間的にエキシマ状態(Xe)となります(エネルギーの高い軌道原子に励起され、エキシマ励起分子になります)。このエキシマ状態から元の状態(基底状態)に戻るとき、そのエキシマ特有のスペクトルを発光します。この光をエキシマVUV光と呼んでいます。
エキシマランプの構造例
分光分布
表面改質
親水化(濡れ性向上及び接触角低減)
接着性向上
精密洗浄
残渣除去(ダメージフリーUVアッシング)
プリンタブルパターニング
VUV(真空紫外線)により、レジストを用いずに親撥処理にてプリンタブルパターニングを実現
タッチパネル製造とウシオの光
スマートフォンを中心になくてはならないタッチパネルにも、ウシオの光が使われています。
半導体の製造プロセスとウシオの光
半導体のウェハサイズにあわせた製品をラインナップしています。
フラットパネルディスプレイ(FPD)の製造プロセスとウシオの光
1993年に世界で初めて製品化したエキシマランプをはじめ、多くのウシオ製品が液晶パネル各世代の製造ラインで採用されています。
表面活性化による常温接合
表面の活性化と有機物の除去により「のりなし接合」と「接合強度のアップ」を実現。
精密洗浄、残渣除去(ダメージフリーUVアッシング)
界面活性剤や有機溶媒、薬液を用いた洗浄方法では取りきれない汚れを洗浄除去することが可能です。
親水化(濡れ性向上及び接触角低減)、接着性向上
ガラス基板やプラスチックを親水化することで、材料を蒸着時または塗布時の密着性をあげることができます。特に、フラットパネルディスプレイ(FPD)の製造プロセスにて幅広く採用されています。
表面改質
1.大気中で使える、改質能力が非常に高い172nmを使用する。
有機物の結合を分解する為には、有機物の結合エネルギー以上の光エネルギーが必要となります。分子が吸収する(励起する)エネルギーが大きいほど反応(分解)しやすく、処理時間が短くなります。
低圧UVランプでは切れない結合エネルギーをエキシマランプの波長172nmでは分解することが可能です。

2.オゾンや活性酸素、励起状酸素原子をたくさん生成する。
低圧UVランプと比較し、エキシマランプの波長172nmは酸素分子に対する吸収係数が、低圧UVランプの185nmの約20倍あります。よって高濃度の活性酸素種の生成が可能であり、かつ酸素に直接作用して酸化力の強い励起状酸素原子を生成します。

光化学実験用エキシマ光照射ユニット 標準型(172nm/222nm/308nm)
光化学実験用エキシマ光照射ユニット ヘッドオン型(172nm/222nm/308nm)
フラットパネルディスプレイ(FPD)製造工程用エキシマ光照射ユニット
半導体製造工程用エキシマ光照射ユニット
装置事例ご紹介
用途にあわせて、装置製作承ります。

照度計 UIT-250/VUV-S172
照度モニターによる日常管理が容易に行なえます。

遮光して使用する必要はありますか?

172nmの光は大気中で急激に減衰します。長波長側の光も、172nmの1/100程度出ています。本ランプは10cm以上離れれば、短時間であれば直視しても差し支えありませんが、ランプ点灯時に作業される場合は、保護メガネの着用をお勧め致します。

なぜN2は99.99%以上の純度が必要?

N2純度が低いことで、ランプハウス内の酸素濃度・オゾン濃度の上昇が起こります。その結果、放射発散強度の低下、 ミラーへのダメージ、ランプ劣化による 低寿命を引き起こすためです。

オゾン排気はどのように行ったらよいでしょうか?

ドラフターの中で使用して頂く・ダクトから排気して使用して頂くことが多いです。 仕様書規定値に従って排気して下さい。また、パージガスの排気も同様に行って下さい。
排気設備でお困りの場合には、オゾンフィルター付きの排気ユニットをご提供することも可能です。その場合には、オゾンフィルター付きの排気ユニットを経由して、排気を大気開放可能です。
詳細はこちらの設置にかかわる注意事項をご参照ください

大気雰囲気中でも洗浄効果は得られますか?

洗浄能力は照射物に到達する照射強度と照射物表面の活性酸素濃度に依存します。 GAPを取りすぎると照射物に光が到達せず洗浄が行われません。次ページにGAPと照射強度の相関図を提示致します。

最適な酸素雰囲気・ギャップはどれくらいですか?

エキシマの洗浄効果は照射物の材質に影響するため、材質にあった最適パラメータを見つけることが必要です。ご参考までにガラス基板洗浄時のパラメータを掲載しています。

洗浄の評価方法はどのようにしたら良いでしょうか?

水滴を用いた、水と材料の接触角を測定する方法が一般的です。 簡易的に確認する場合は、呼気にて曇り具合で判断したり、ダインペンを用いて判断する方法もあります。 上記の測定では満足せずに、原子レベルで判断したい場合には、XPSを用いるケースもあります。

搭載光源