JP2014073482A - Ozone surface treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オゾン表面処理装置に関する。 The present invention relates to an ozone surface treatment apparatus.
被処理物の表面に存在する有機物等の異物のクリーニング、レジストの剥離やエッチング、有機フィルムの密着性の改善、金属酸化物の還元、成膜、めっき前処理、コーティング前処理、各種材料・部品の表面改質などの表面処理には特許文献１に記載されたプラズマを用いた表面処理が用いられていた。 Cleaning of foreign substances such as organic substances present on the surface of the object to be processed, peeling and etching of resist, improvement of organic film adhesion, reduction of metal oxide, film formation, pretreatment for plating, pretreatment for coating, various materials and parts The surface treatment using plasma described in Patent Document 1 has been used for surface treatment such as surface modification.
しかし、プラズマ処理の場合、被処理物の表面のダメージが大きいという問題がある。一方、オゾンを用いた表面処理も知られているが、オゾンには毒性があるため高濃度オゾンを簡便に用いることが出来なかった。 However, in the case of plasma processing, there is a problem that damage to the surface of the workpiece is large. On the other hand, surface treatment using ozone is also known, but high-concentration ozone cannot be easily used because ozone is toxic.
本発明の目的は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で高濃度オゾンを取り扱うことにより、オゾンと紫外線と組み合わせた表面処理装置を提供することを主たる目的とするものである。 The object of the present invention is made in view of the above points, and the main object is to provide a surface treatment apparatus combined with ozone and ultraviolet rays by handling high-concentration ozone by a simple method. is there.
本発明のオゾン表面処理装置は、開閉扉と、オゾン発生源と、紫外線を放射する紫外線源と、オゾン分解作用を有する波長域の紫外線を放射しオゾンを分解するオゾン分解器１と、オゾン濃度を検出するセンサと、被処理物を配置する試料台と、を設置した処理室と、オゾン発生源と紫外線源とオゾン分解器１の駆動制御及び開閉扉の開閉制御をおこなうコントローラとからなるオゾン表面処理装置において、前記開閉扉をロックして前記オゾン発生源と前記紫外線源と前記オゾン分解器１を同時に動作させて表面処理を実行し、前記表面処理の終了後に前記オゾン分解器１のみを駆動してオゾンの分解処理を実行し、前記センサが前記処置室のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、前記開閉扉のロックを解除することを特徴とする。 The ozone surface treatment apparatus of the present invention includes an open / close door, an ozone generation source, an ultraviolet ray source that emits ultraviolet rays, an ozone decomposer 1 that emits ultraviolet rays in a wavelength range having an ozone decomposition action, and decomposes ozone, Ozone comprising: a processing chamber provided with a sensor for detecting a sample, a sample stage on which an object to be processed is placed, and a controller for controlling the driving of the ozone generator 1, the ultraviolet ray source, the ozone decomposer 1, and the opening and closing of the door. In the surface treatment apparatus, the door is locked and the ozone generation source, the ultraviolet ray source, and the ozone decomposer 1 are simultaneously operated to perform the surface treatment. After the surface treatment is completed, only the ozone decomposer 1 is used. When the sensor detects that the ozone concentration in the treatment room has dropped to a predetermined value, the door is unlocked. To.
本発明のオゾン表面処理装置は、前記オゾン発生源は、空気中での紫外線照射によりオゾンを発生させることを特徴とする。 The ozone surface treatment apparatus of the present invention is characterized in that the ozone generation source generates ozone by ultraviolet irradiation in air.
本発明のオゾン表面処理装置は、前記オゾン発生源は、前記紫外線源としても用いることを特徴とする。 In the ozone surface treatment apparatus of the present invention, the ozone generation source is also used as the ultraviolet ray source.
本発明のオゾン表面処理装置は、前記オゾン発生源に用いる紫外線源の波長域は、ピーク波長が１８５ｎｍの１０〜２００ｎｍの波長域であることを特徴とする。 In the ozone surface treatment apparatus of the present invention, the wavelength range of the ultraviolet light source used for the ozone generation source is a wavelength range of 10 to 200 nm with a peak wavelength of 185 nm.
本発明のオゾン表面処理装置は、前記オゾン分解器１に用いる紫外線源の波長域は、ピーク波長が２５４ｎｍの２００〜２８０ｎｍの波長域であることを特徴とする In the ozone surface treatment apparatus of the present invention, the wavelength range of the ultraviolet light source used in the ozonolysis device 1 is a wavelength range of 200 to 280 nm with a peak wavelength of 254 nm.
本発明のオゾン表面処理装置は、前記処置室において、処置室に酸素吸入口と、オゾン排出口を設けることを特徴とする。 The ozone surface treatment apparatus of the present invention is characterized in that, in the treatment room, an oxygen suction port and an ozone discharge port are provided in the treatment room.
本発明のオゾン表面処理装置は、前記処置室の前記オゾン排出口の外側に、オゾンを分解するオゾン分解器２とオゾン濃度を検出するセンサ２と、からなるオゾン排出装置を取り付けることを特徴とする。 The ozone surface treatment apparatus of the present invention is characterized in that an ozone discharge device comprising an
本発明のオゾン表面処理装置は、前記試料台と前記紫外線源との距離が０〜２０ｍｍであることを特徴とする。 The ozone surface treatment apparatus of the present invention is characterized in that a distance between the sample stage and the ultraviolet ray source is 0 to 20 mm.
高濃度オゾンを簡便に用いることにより、高濃度オゾンと紫外線を組み合わせて、プラズマ処理のように被処置物の表面にダメージを与えることなく、プラズマ処理同程度の処理能力を実現することができる。 By simply using high-concentration ozone, high-concentration ozone and ultraviolet rays can be combined to achieve the same processing capability as plasma processing without damaging the surface of the object to be treated unlike plasma processing.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on examples.
図１は、本発明の一実施例に係るオゾン処理装置の内部構造を示す概観図、図２はオゾン処理装置の正面、図３はオゾン処理装置の状態遷移図である。
処理装置１は、図２に示すように、オーブンレンジのような形状をしており、正面に被処理物を出し入れするための開閉扉１３と、種々のスイッチボタン１４ａ〜１４ｃ、表示ランプ１５とを備えている。開閉扉１３には図示しないロック手段が設けられている。FIG. 1 is a schematic view showing the internal structure of an ozone treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the ozone treatment apparatus, and FIG. 3 is a state transition diagram of the ozone treatment apparatus.
As shown in FIG. 2, the processing apparatus 1 is shaped like a microwave oven, and includes an opening / closing
このオゾン処理装置１の内部は、図１に示すように、被処理物を収容する処理室２とコントローラ３とオゾン排出装置６から構成されている。処理室の天井には、ピーク波長１８５ｎｍ紫外線によるオゾン発生装置８ａ〜ｃと、ピーク波長２５４ｎｍ紫外線によるオゾン分解装置７ａ〜ｃを設置する。処理室の下にはオゾン分解装置７ｄ〜ｇと、センサ１１ａを設置する。被処理物を設置するための試料台９は、高さを変更できる構造であることが望ましい。 As shown in FIG. 1, the inside of the ozone treatment apparatus 1 includes a
コントローラ３は、前述したオゾン発生器７ａ〜ｇ、オゾン分解器８ａ〜ｃの駆動制御と開閉扉３の開閉制御を行う。またコントローラ３は、スイッチボタン１４ａ〜１４ｃの操作に応答して表示ランプ１５の制御を行ったり、センサ１１ａからのオゾン濃度信号に応答して、開閉扉１３のロックを解除するなどの制御を行う。 The
オゾン排出口５にはオゾン排出装置６が接続されている。オゾン排出装置は、オゾン分解器１０とセンサ１１ｂと排出扉及びファン１２からなる。センサ１１ｂの検出するオゾン濃度が一定値以下になったときに、排出扉を開くようにすればよい。 An
図３に記した状態遷移図を用いてオゾン処理装置の動作について説明する。本装置には、待機モードが、オゾン処理モードが、オゾン分解モードが、緊急停止モードの４つの動作モードがある。
まず、待機モードではセンサのみが動作しており、他の構成要素は全てＯＦＦの状態である。このオゾン発生モードの状態で、開閉扉を閉めて、かつＳＴＡＲＴボタンを押すことでオゾン処理モードに遷移する。
オゾン処理モードでは、全ての構成要素がＯＮの状態である。この状態で所定の処理時間が経過するか、もしくはＳＴＯＰボタンを押すことで、オゾン分解モードに遷移する。また、オゾン発生モードの状態で、緊急停止ボタンを押すか、オゾン排出装置のセンサの検知した濃度が基準濃度以上のときは、緊急停止モードに遷移する。
オゾン分解モードでは、オゾン発生器のみがＯＦＦとなり、その他の構成要素がＯＮの状態である。このオゾン分解モードの状態で、リセットボタンを押すことで、再びオゾン処理モードに遷移する。また、このオゾン分解モードの状態で、処理室のセンサの検知した濃度が基準濃度以下になったとき、待機モードに遷移する。また、このオゾン分解モードの状態で、緊急停止ボタンを押すか、オゾン排出装置のセンサの検知した濃度が基準濃度以上のときは、緊急停止モードに遷移する。
緊急停止モードでは、オゾン分解器とセンサがＯＮでオゾン排出扉がロックされた状態である。このようにすることで、処理室が密閉されオゾン分解器が故障したときでも、高濃度のオゾンが外部に漏れることはない。Operation | movement of an ozone treatment apparatus is demonstrated using the state transition diagram described in FIG. This apparatus has four operation modes: a standby mode, an ozone treatment mode, an ozonolysis mode, and an emergency stop mode.
First, in the standby mode, only the sensor is operating, and all other components are in an OFF state. In this ozone generation mode, the door is closed and the START button is pressed to enter the ozone treatment mode.
In the ozone treatment mode, all the components are in an ON state. In this state, a predetermined processing time elapses or the STOP button is pressed to enter the ozonolysis mode. In the ozone generation mode, when the emergency stop button is pressed, or when the concentration detected by the sensor of the ozone discharge device is equal to or higher than the reference concentration, the emergency stop mode is entered.
In the ozonolysis mode, only the ozone generator is OFF and the other components are ON. By pressing the reset button in the state of the ozonolysis mode, the mode changes again to the ozone treatment mode. Further, in this ozone decomposition mode, when the concentration detected by the sensor in the processing chamber becomes equal to or lower than the reference concentration, the mode is changed to the standby mode. Further, when the emergency stop button is pressed in the state of the ozone decomposition mode or when the concentration detected by the sensor of the ozone discharge device is equal to or higher than the reference concentration, the emergency stop mode is entered.
In the emergency stop mode, the ozone decomposer and the sensor are ON and the ozone discharge door is locked. By doing so, even when the processing chamber is sealed and the ozonolysis device fails, high-concentration ozone does not leak to the outside.
本実施例で用いるセンサは、半導体の電気抵抗の変化を測定する半導体法、紫外線の吸光度を測定する紫外線吸収法といったセンサの出力が電気信号に変換しやすいセンサを用いることが望ましい。 As the sensor used in this embodiment, it is desirable to use a sensor that can easily convert the output of the sensor into an electric signal, such as a semiconductor method for measuring a change in electrical resistance of a semiconductor and an ultraviolet absorption method for measuring the absorbance of ultraviolet rays.
図３は、本発明の一実施例に係るオゾン処理装置の内部構造を示す概観図、図４はオゾン処理装置の正面図である。
本実施例ではオゾン排出装置６を処理室に内蔵させたものである。このようにすることで、オゾン処理装置から高濃度のオゾンガスが排出されることがないため、より安全に、より簡便にオゾン処理装置を利用することが可能となる。FIG. 3 is a schematic view showing the internal structure of an ozone treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a front view of the ozone treatment apparatus.
In this embodiment, the
１ オゾン処理装置
２ 処理室
３ コントローラ
４ 酸素吸入口
５ オゾン排出口
６ オゾン排出装置
７ａ〜ｇ ピーク波長２５４ｎｍ紫外線によるオゾン分解器
８ａ〜ｃ ピーク波長１８５ｎｍ紫外線によるオゾン発生器
９ 試料台
１０ オゾン分解器
１１ａ〜ｂ センサ
１２ オゾン排出扉及びファン
１３ 開閉扉
１４ａ〜ｃ スイッチ
１５ 表示ランプDESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
オゾン発生源と紫外線源とオゾン分解器１の駆動制御及び開閉扉の開閉制御をおこなうコントローラとからなるオゾン表面処理装置において、
前記開閉扉をロックして前記オゾン発生源と前記紫外線源と前記オゾン分解器１を同時に動作させて表面処理を実行し、前記表面処理の終了後に前記オゾン分解器１のみを駆動してオゾンの分解処理を実行し、前記センサが前記処置室のオゾン濃度が所定の値に下がったことを検出したとき、前記開閉扉のロックを解除することを特徴とするオゾン表面処理装置。An open / close door, an ozone generation source, an ultraviolet ray source that emits ultraviolet rays, an ozone decomposer 1 that emits ultraviolet rays in a wavelength region having an ozone decomposing action and decomposes ozone, a sensor that detects ozone concentration, and an object to be processed A sample stage on which to place a processing chamber,
In an ozone surface treatment apparatus comprising an ozone generation source, an ultraviolet ray source, and a controller that controls the drive of the ozone decomposer 1 and the opening / closing control of the door.
The door is locked and the ozone generation source, the ultraviolet ray source, and the ozone decomposer 1 are simultaneously operated to perform surface treatment. After the surface treatment is completed, only the ozone decomposer 1 is driven to generate ozone. An ozone surface treatment apparatus that performs decomposition processing and releases the lock of the door when the sensor detects that the ozone concentration in the treatment room has dropped to a predetermined value.
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