JPH06210287A

JPH06210287A - 誘電体バリヤ放電ランプを使用した処理方法

Info

Publication number: JPH06210287A
Application number: JP2353493A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Matsuno; 博光松野; Ryushi Igarashi; 龍志五十嵐; Tatsumi Hiramoto; 立躬平本
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-08-02
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JP3291809B2

Abstract

(57)【要約】【目的】各種の処理を高品位で行い、かつ、高速度で
あるいは高効率で行うことが出来る誘電体バリヤ放電ラ
ンプを利用した処理方法を提供することである。【構成】被処理物と処理用流体を接触させて該処理物
を処理する方法において、被処理物あるいは処理用流体
の一方が誘電体バリヤ放電ランプからの紫外線照射を少
なくとも２回以上受け、その時、被処理物ああるいは処
理用流体において第１回の照射と第２回以後の照射の少
なくとも１回に生ずる化学反応が異なるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光化学反応を利用した
処理方法、例えば、フロンガス、各種の廃ガスの処理、
あるいは上水、下水、各種の工場廃水の処理、あるいは
洗浄、または太陽電池などに使用される水素化アモルフ
ァスシリコン薄膜等を製造する成膜方法などに関する。
特に、光化学反応用の光源として誘電体バリヤ放電ラン
プを使用した処理方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連した技術としては、例え
ば、日本国公開特許公報平３−２１１２８３号には、誘
電体バリヤ放電（別名オゾナイザ放電。電気学会発行改
定新版「放電ハンドブック」平成１年６月再版７刷発行
第２６３ページ参照）を使用したランプから放射される
紫外線を利用したＣＶＤ法による薄膜の製造装置につい
て記載されている。また、日本国公開特許公報平３−１
２２２８７号には、誘電体バリヤ放電を使用したランプ
から放射される紫外線を利用した基板の金属化方法につ
いて記載されている。上記のような誘電体バリヤ放電ラ
ンプを利用した処理方法は、誘電体バリヤ放電ランプが
従来の低圧水銀放電ランプや高圧アーク放電ランプには
無い種々の特長を有しているため特長ある処理が得られ
るため、有用である。例えば、誘電体バリヤ放電ランプ
を利用した薄膜の製造方法は、太陽電池、各種半導体素
子用の薄膜を高品質で作成出来るため有用である。

【０００３】上記した従来の処理方法は、処理用流体あ
るいは被処理物又は前記両者に１種類の紫外線を１回だ
け照射する方法を採用していた。例えば、誘電体バリヤ
放電ランプを利用した薄膜の製造方法においては、処理
用流体である複数のプロセスガスと被処理物である基板
を１個の反応室内に収納し、１種類の誘電体バリヤ放電
ランプから放射される１種類の紫外線を１回だけプロセ
スガスに照射してプロセスガスを分解、活性化する方法
によって、基板上に成膜していた。なおこの時、基板に
も、プロセスガスによって吸収されなかった紫外線が照
射される。上記した従来の処理方法において、紫外線の
照射を２回以上繰り返したとしても、プロセスガスおよ
び基板上に発生する化学反応の種類は１回目の紫外線を
照射した時と同一であり、単に、１回目の紫外線の照射
時間を長くしたことに相当するだけである。

【０００４】一般的に、ある物質を光化学反応によって
活性化、分解、イオン化あるいは合成するのに最適な条
件、すなわち照射する紫外線の波長と強度、物質の温度
などは、物質の種類によって異なる。従って、被処理物
と処理用流体を接触させて該被処理物を処理する方法に
おいて、被処理物あるいは処理用流体の少なくとも一方
に誘電体バリヤ放電ランプからの１種の紫外線照射を１
回だけ照射して処理する方法は、処理が不完全であった
り、あるいは処理の速度あるいは処理効率が必ずしも十
分ではないという問題があった。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、各
種の処理を高品位で行い、かつ、高速度であるいは高効
率で行うことが出来る誘電体バリヤ放電ランプを利用し
た処理方法を提供することである。

【０００６】

【問題を解決するための手段】上記本発明の目的は、少
なくとも被処理物と処理用流体を接触させて該処理物を
処理する方法において、被処理物あるいは処理用流体の
一方が誘電体バリヤ放電ランプからの紫外線照射を少な
くとも２回以上受け、その時、被処理物あるいは処理用
流体において第１回の照射と第２回以後の照射の少なく
とも１回に生ずる化学反応が異なることを特徴とする被
処理物の処理方法を使用することによって達成される。

【０００７】特に、流体の処理においては、被処理物に
第１の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第１の紫
外線を照射する第１の工程、該第１の工程後、該被処理
物と処理用流体を接触せしめ、第２の誘電体バリヤ放電
ランプから放射される第２の紫外線を照射する第２の工
程を含むことを特徴とした処理方法や、あるいは、処理
用流体に第１の誘電体バリヤ放電ランプから放射される
第１の紫外線を照射する第１の工程、該第１の工程後、
該被処理物と処理用流体を接触せしめ、第２の誘電体バ
リヤ放電ランプから放射される第２の紫外線を照射する
第２の工程を含むことを特徴とした処理方法、または、
被処理物と処理用流体を接触せしめ、第１の誘電体バリ
ヤ放電ランプから放射される第１の紫外線を照射する第
１の工程、該第１の工程によって処理された該被処理物
と該処理用流体に第２の誘電体バリヤ放電ランプから放
射される第２の紫外線を照射する第２の工程を含むこと
を特徴とした処理方法を使用することによって、本発明
の目的はより一層達成される。

【０００８】また、特に、固体あるいは液体の処理にお
いては、所定の雰囲気下に配置された被処理物に第１の
誘電体バリヤ放電ランプから放射される第１の紫外線を
照射する第１の工程、該第１の工程後、該被処理物を処
理用流体下に配置し、第２の誘電体バリヤ放電ランプか
ら放射される第２の紫外線を照射する第２の工程を含む
ことを特徴とした処理方法、あるいは、所定の処理用流
体下に配置された被処理物に第１の誘電体バリヤ放電ラ
ンプから放射される第１の紫外線を照射する第１の工
程、該第１の工程後、該被処理物を所定の雰囲気下に配
置し、第２の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第
２の紫外線を照射する第２の工程を含むことを特徴とし
た処理方法を採用することによって、本発明の目的はよ
りいっそう達成される。

【０００９】

【前記手段の有する作用】少なくとも紫外線による光化
学反応を利用し、かつ、被処理物と処理用流体を接触さ
せて該被処理物を処理する方法において、紫外線の光源
として誘電体バリヤ放電ランプを使用すると、誘電体バ
リヤ放電ランプは、従来の低圧水銀放電ランプや高圧ア
ーク放電ランプに比較し、特定の紫外線を高効率で発生
できる、ほぼ単色光である、ランプの温度が低い、形状
の自由度が大きいなどの特長があるので、小型の装置で
高効率、高速の処理が可能になる。被処理物あるいは処
理用流体の一方が誘電体バリヤ放電ランプからの紫外線
照射を少なくとも２回以上受け、その時、被処理物ある
いは処理用流体において第１回の照射と第２回以後の照
射の少なくとも１回に生ずる化学反応が異なることを特
徴とする被処理物の処理方法にすることにより、被処理
物あるいは処理用流体に対する１回目の紫外線照射、お
よび被処理物あるいは処理用流体または両者に対する２
回目の紫外線照射を最適な条件で行うことが可能にな
り、したがって、活性化、分解、イオン化および合成が
最適に行われ、その結果、小型の装置で高効率、高速の
処理が可能になる。

【００１０】被処理物に第１の誘電体バリヤ放電ランプ
から放射される第１の紫外線を照射する第１の工程、該
第１の工程後、該被処理物と処理用流体を接触せしめ、
第２の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第２の紫
外線を照射する第２の工程を含むことを特徴とした処理
方法にすると、紫外線の波長および速度、被処理物と処
理用流体の温度などを、第１の工程および第２の工程に
おいてそれぞれ独立に、該誘電体バリヤ放電ランプの種
類や反応室の温度等の選択によって最適に調整すること
が可能になり、従って高効率、高速の処理が可能にな
る。該被処理物、該処理用流体および両者の少なくとも
１つの温度を調整する手段を設け、温度調節を行うこと
により、第１の工程および該第２の工程の化学反応を最
適に行うことが出来、従って高効率の処理が可能にな
る。

【００１１】さらに、所定の雰囲気下に配置された被処
理物に第１の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第
１の紫外線を照射する第１の工程、該第１の工程後、該
被処理物を処理用流体下に配置し、第２の誘電体バリヤ
放電ランプから放射される第２の紫外線を照射する第２
の工程を含むことを特徴とした処理方法にすると、例え
ば、被処理物を固体、第１の工程における雰囲気を真空
雰囲気とすると、第１の紫外線の照射によって被処理物
から発生したガスが急速に取り除かれるため、該発生し
たガスによる紫外線の吸収が生じないので、高効率の処
理が可能になる。

【００１２】場合によっては、処理用流体の種類および
被処理物と処理用流体の温度等を調整することにより、
該第１の紫外線と該第２の紫外線の波長が実質的に同一
であることを特徴とした処理方法も可能である。この場
合には第１と第２の誘電体バリヤ放電ランプを同一種類
とする事が出来、従って保守が容易になる。該第１の紫
外線と該第２の紫外線の波長が実質的に同一である場合
には、該第１の誘電体バリヤ放電ランプと該第２の誘電
体バリヤ放電ランプを１個の誘電体バリヤ放電ランプで
兼任する事が可能になり、従って、装置の小型化、高効
率化が達成される。

【００１３】該誘電体バリヤ放電ランプが、気密な放電
空間を有し、紫外線を透過する光取り出し窓部材を通し
て紫外線を放射する場合には、ｎｍ単位で表した波長範
囲１８０から２００、１６５から１９０、２４０から２
５５、２００から２４０、１２０から１９０、および３
００から３２０の波長範囲の紫外線を放射させる事によ
り、高効率、高品位の処理方法が達成される。なぜな
ら、上記の波長範囲の紫外線は、少なくとも、それぞれ
主たる発光用ガスとして、アルゴンとフッ素、アルゴン
と塩素、クリプトンとフッ素、クリプトンと塩素、キセ
ノンおよびキセノンと塩素の混合ガスを使用することに
より、それぞれの混合ガスのエキシマ分子によって発光
可能であるが、これらのガスを使用することにより、発
光用ガスの劣化が少なく、かつ光取り出し窓部材の劣化
が少ない状態を実現できるからである。

【００１４】該誘電体バリヤ放電ランプが、放電空間と
被処理物あるいは処理用流体の間に固体のランプ構成材
を有さない、すなわち光取り出し窓部材を持たない場合
には、１０７から１６５、および１４０から１６０の波
長範囲の紫外線を放射させる事により、高効率、高品位
の処理方法が達成される。なぜなら、光取り出し窓部材
を持たない場合には、発光用ガスが被処理物に接触して
被処理物を汚染する事があるが、少なくとも、主たる発
光用ガスとしてクリプトンおよびアルゴンを使用するこ
とにより、それぞれのガスのエキシマ分子によって上記
の波長範囲の紫外線を放射することが可能であり、これ
らのガスは被処理物を汚染することが無いからである。

【００１５】

【実施例】本発明の第１の実施例である水処理方法の概
略図を図１に示す。箱形の反応容器５は、両面に紫外線
を放射する構造の平板上の２個の誘電体バリヤ放電ラン
プ６，７によって実質的に２箇の反応空間領域を有して
いる。誘電体バリヤ放電ランプの概略図を図２に示す。
紫外線を透過する平板上の誘電体２０，２１と側板２２
によって放電空間２３が形成されており、該放電空間２
３内に発光ガスが充填されている。誘電体２０，２１の
表面に設けられた金属網からなる透明電極２４，２５に
交流電源２６によって電圧を印加すると、放電空間２３
内にいわゆる誘電体バリヤ放電、別名オゾナイザ放電あ
るいは無声放電が発生して、誘電体２０，２１，透明電
極２４，２５を通して、高効率で紫外線が放射される。
図には示していないが、必要に応じて、透明電極２４，
２５の表面を紫外線透過性の樹脂、ガラスなどで覆い電
気的に絶縁する。

【００１６】第１の誘電体バリヤ放電ランプ６は、発光
ガスの主成分としてキセノンガスが封入されており、１
７２ｎｍ付近で最大値を有する１２０から１９０ｎｍの
波長範囲の紫外線を放出する。また、第２の誘電体バリ
ヤ放電ランプ７は、発光ガスの主成分としてクリプトン
と塩素の混合ガスが封入されており、２２２ｎｍ付近で
最大値を有する２００から２４０ｎｍの波長範囲の紫外
線を放出する。処理用流体である空気１が処理用流体供
給口２から反応容器５に供給されると、第１の誘電体バ
リヤ放電ランプ６から放射される１７２ｎｍ付近で最大
値を有する１２０から１９０ｎｍの範囲の紫外線によっ
て空気１中の酸素から反応空間領域８においてオゾンが
生成される。該オゾンは、反応空間領域９に移動して、
第２の誘電体バリヤ放電ランプ７から放射される２２２
ｎｍ付近で最大値を有する２００から２４０ｎｍの波長
範囲の紫外線を照射され、活性酸素原子と酸素分子に分
解される。該活性酸素原子と酸素分子と、被処理物供給
口４から反応容器５に供給された被処理物である水３が
混合され、反応空間領域１０，１１における該混合流体
に第２および第１の誘電体バリヤ放電ランプ７および６
からの紫外線が照射される。

【００１７】その結果、水に不純物として含まれている
メタノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケ
トン、トリクロルエチレン、ドデシルベンゼンスルフォ
ン酸、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、
トリメチルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロ
オキサイド等が分解され、無害な炭酸ガス、水等に変換
される。処理された水は、処理用空気とともに、出口１
２から排出される。

【００１８】本実施例の利点として、第１に、オゾンの
生成とオゾンの分解用のランプを別の種類に構成したの
で、それぞれの化学反応が最適になるように紫外線の波
長および強度を調節でき、従って高効率の処理が可能に
なり、第２に被処理物と前処理された処理用流体の混合
物に、第２の誘電体バリヤ放電ランプからの紫外線に加
えて、第１の誘電体バリヤ放電ランプによって従来の低
圧水銀放電ランプや高圧アークランプでは発生できない
短波長の紫外線を高効率で照射することが出来るので、
従来の方法では分解が困難であったトリメチルアミン、
テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド等が分解
可能になり、第３に第１および第２の誘電体バリヤ放電
ランプの光出力特性が周囲温度によって変化しないの
で、比較的低温度でしかも温度の一定化には多大のエネ
ルギーが必要である水の処理を安定に行うことが出来、
第４に第１および第２の誘電体バリヤ放電ランプの形状
の変更に大きな自由度があるので、第１の工程と第２の
工程およびそれに続く工程を直近して行うことが可能に
なり、従って高効率の処理が出来る等が生じる。

【００１９】本発明の第２の実施例は、第１の実施例に
おいて、被処理物供給口４を閉じてしまい、被処理物３
と処理用流体１の混合物を処理用流体供給口２から混合
供給する方法である。この方法は装置が簡単になる利点
がある。

【００２０】本発明の第３の実施例は、第１の実施例に
おいて第２の誘電体バリヤ放電ランプの発光物質を第１
の誘電体バリヤ放電ランプと同一にするか、あるいは第
１、第２の誘電体バリヤ放電ランプの放電空間を同一に
して、すなわち１個の誘電体バリヤ放電ランプにした構
成を特徴とする。この実施例では、反応空間領域８，９
において主にオゾンを生成し、被処理物とオゾンの混合
ガスに対して反応空間領域１０，１１において紫外線を
照射して、被処理物の処理を行うものである。この実施
例の方法では、装置が簡単になるという利点が生じる。

【００２１】本発明の第４の実施例は、第１あるいは第
２の実施例において、処理用流体として過酸化水素を使
用したものである。過酸化水素は、過酸化水素水として
供給される。供給された過酸化水素水は、反応空間領域
８，９において紫外線の照射によってヒドロキシラジカ
ルを生成する。被処理物と該前処理された過酸化水素水
の混合物に、反応空間領域１０，１１において紫外線が
照射され、被処理物が処理される。

【００２２】本発明の第５の実施例は、第１から第３の
実施例において、被処理物を工業廃水や、下水としたも
のである。この実施例においても、被処理物に含まれて
いる固形物の分離などの前処理工程が必要になる場合が
あるが、第１から第３の実施例と同様の機構で被処理物
が処理される。第１から第５までの実施例は被処理物が
液体であったが、第６の実施例は第１から第５の実施例
における被処理物を、ガスに置き換えたものである。例
えば、被処理物を成層圏オゾン層を破壊するＣＦＣ−１
１，ＣＦＣ−１２，ＣＦＣ−１１４およびＣＦＣ−１１
２等のフロンガスとし、処理用流体として酸素を使用す
ると、炭素、塩素、フッ素の化合物であるフロンを、該
処理方法によって無害な低級フッ素樹脂、炭酸ガス、或
いは塩化水素に変換する事が可能になる。なお、塩化水
素ガスは、別工程でナトリウム化合物等にして処理す
る。四塩化炭素やメチルクロロホルムなどを含む工業廃
ガスなど各種の廃ガスも第６の実施例の方法で処理する
ことが出来る。

【００２３】第７の実施例である湿式洗浄方法の概略図
を図３に示す。箱形の洗浄槽３０内に、両面に紫外線を
放射する構造の平板状の２個の誘電体バリヤ放電ランプ
６，７が設置されている。誘電体バリヤ放電ランプの構
造は、図２に示すものと実質的に同一である。第１の誘
電体バリヤ放電ランプ６は、発光ガスの主成分としてキ
セノンガスが封入されており、１７２ｎｍ付近で最大値
を有する１２０から１９０ｎｍの波長範囲の紫外線を放
出する。また、第２の誘電体バリヤ放電ランプ７は、発
光ガスの主成分としてクリプトンとフッ素の混合ガスが
封入されており、２４９ｎｍ付近で最大値を有する２４
０から２５５ｎｍの波長範囲の紫外線を放出する。処理
用流体である空気１が処理用流体供給口２から供給され
ると、第１の誘電体バリヤ放電ランプ６から放出される
１７２ｎｍ付近で最大値を有する１２０から１９０ｎｍ
の範囲の紫外線によって空気１中の酸素から反応空間領
域８においてオゾンが生成される。該オゾンは、反応空
間領域９に移動して、第２の誘電体バリヤ放電ランプ７
から放射される２４９ｎｍ付近で最大値を有する２４０
から２５５ｎｍの波長範囲の紫外線を照射され、活性酸
素原子と酸素分子に分解される。該活性酸素原子と酸素
分子は、洗浄槽３０の底に設けられた泡立て器３１を通
して洗浄槽３０内の水３２のなかに混入される。

【００２４】被処理物、例えばプラスチッックの瓶３３
は、支持具３４によってオゾンの混入した水３２に沈め
られ、第１および第２の誘電体バリヤ放電ランプからの
紫外線の照射によって外表面が洗浄される。該洗浄によ
って、瓶３３の外表面への印刷などが高品位で行えるよ
うになる。支持具３４を回転させることにより被処理物
であるプラスチックの瓶３３を回転させる方法や、第
１、第２の誘電体バリヤ放電ランプに対向して第３，４
の誘電体バリヤ放電ランプを瓶３３を挟むように設ける
ことにより、処理速度を大きくすることが出来る。

【００２５】第８の実施例であるフォトレジストの灰化
方法の概略図を図４に示す。灰化ダクト４０内に注入さ
れた処理用流体酸素１は、灰化ダクト４０内に設けられ
た第１の誘電体バリヤ放電ランプ群４１から放射される
紫外線によってオゾンに変換される。第１の誘電体バリ
ヤ放電ランプ群４１は、図５に示したような中空同軸円
筒形の誘電体バリヤ放電ランプ４１ａを台座４４に複数
束ねたもので、各誘電体バリヤ放電ランプ４１ａの構造
は、内側誘電体５１の内側に紫外線の反射板と電極を兼
ねたアルミニウム箔５２が設けてあり、該内側誘電体５
１と同軸に設けられてた外側誘電体５３の外側には紫外
線を透過する電極５４が設けられた構造である。該内側
誘電体５１と外側誘電体５３によって形成された中空円
筒部５５に、発光用ガスが充填されている。電極５２，
５４間に電源２６によって電圧を印加すると、中空円筒
部５５にオゾナイザ放電が発生し、外側誘電体５４から
紫外線が放射される。

【００２６】第１の誘電体バリヤ放電ランプ群４１から
放射される紫外線によって生成されたオゾンは第２の誘
電体バリヤ放電ランプからの紫外線によって活性化酸素
原子に変換される。被処理物である半導体基板４３に塗
布されたフォトレジストは、第２の誘電体バリヤ放電ラ
ンプ群４２からの紫外線の照射のもとに活性化酸素原子
と反応し、灰化する。個々の放電ランプ４２ａの構造
は、放電ランプ４１ａと同一であって、かつ台座４４に
取り付けられている。２箇の台座４４の位置調節をすれ
ば、ランプ群４１とランプ群４２の距離は調節できる。

【００２７】第２の誘電体バリヤ放電ランプ群４２が、
比較的波長の長い２４０から２５５ｎｍ，２００から２
４０ｎｍ，３００から３２０ｎｍの範囲の紫外線を放射
するように発光物質を選択すると、基板４３に照射され
る光子のエネルギーが小さいので、基板４３を損傷する
ことが少ない。また、第２の誘電体バリヤ放電ランプ群
４２が、比較的波長の短い１８０から２００ｎｍ，１６
０から１９０ｎｍ，１２０から１９０ｎｍの範囲の紫外
線を放射するように発光物質を選択すると、該紫外線
は、酸素分子の吸収断面積が大きいので基板表面近くに
おいて化学活性の高い酸素原子の密度を極めて高く生成
することが出来ることになり、かつ、基板４３に照射さ
れる光子のエネルギーが大きいので、イオンが注入され
て灰化しにくくなったフォトレジストも灰化することが
出来る。

【００２８】第９の実施例である表面改質方法の概略図
を図６に示す。被処理物であるプラスチック６０は、上
部から供給された窒素６２の雰囲気で満たされた第１の
処理ダクト６１に設置され、第１の誘電体バリヤ放電ラ
ンプ群６３からの１２０から１９０ｎｍの波長範囲の紫
外線の照射をうけ、表面に存在する分子の結合が切断さ
れる。しかるのちに、プラスチック６０は、搬送装置６
４によって第２の処理ダクト６５に運ばれ、処理用流体
供給口２から供給された酸素もしくは空気１の雰囲気中
で第２の誘電体バリヤ放電ランプ群６６からの紫外線の
照射を受け、表面に−Ｃ００Ｈ基、−ＯＨ基が生成され
る。上記のような処理によって、プラスチック表面への
印刷、接着などが高品位で出来るようになる。この実施
例では被処理物は大気圧以上の雰囲気にあるので、被処
理物の移動が簡単であるという利点が生じる。また、窒
素６２の代わりにアルゴンガスを使用し、第１の誘電体
バリヤ放電ランプ群６３として窓無しランプ（特開平３
−２１１２８３に開示されている）を使用すると、第１
の誘電体バリヤ放電ランプ群６３からはアルゴンのエキ
シマ分子から放射される１０７から１６５ｎｍの波長範
囲の紫外線が放射され、フッ素樹脂のような非常に安定
な樹脂の表面の改質を行うことが出来るようになる。

【００２９】第１０の実施例である成膜方法の概略図を
図７に示す。反応容器７０の上部に設けられた発光用ガ
ス供給口７５に近接して、窓部材を有さない第１の誘電
体バリヤ放電ランプ群６３が設けられている。発光用ガ
ス供給口７５から発光用ガスアルゴン７４が供給される
と、第１の誘電体バリヤ放電ランプ群６３からアルゴン
のエキシマ分子から放射される１０７から１６５ｎｍの
波長範囲の紫外線が放射される。処理用流体供給口２か
ら供給された処理用流体モノシランガスとメタンガスの
混合ガス１は第１の誘電体バリヤ放電ランプ群６３から
放射される１０７から１６５ｎｍの波長範囲の紫外線に
よって分解、活性化され、被処理物である基板７１の表
面において第２の誘電体バリヤ放電ランプ群６６からの
紫外線によって再活性化され水素化アモルファス炭化シ
リコンの薄膜を形成する。第２の誘電体バリヤ放電ラン
プ群６６として比較的長い波長の紫外線を放射するラン
プを採用すると、膜に照射される光子のエネルギーが小
さいので、膜を損傷することが少なく、高品質の膜が得
られる。処理用流体を第１の誘電体バリヤ放電ランプの
紫外線で分解、活性化し、さらに成膜時に第２の紫外線
を照射することにより、良質な膜の形成が可能になっ
た。被処理物の支持装置７２に被処理物の温度を調整す
る機構を組み込み被処理物の温度を調整したり、支持具
７３によって被処理物と第１の誘電体バリヤ放電ランプ
群６３との距離を調整することにより、さらに良質の膜
を形成することが可能になる。尚、７６は放電用ガスや
処理用ガスの排出口である。

【００３０】第１１の実施例である殺菌方法の概略図を
図８に示す。誘電体バリヤ放電ランプは、図８に示した
ように、３本の管状の誘電体を同軸的に配置してなるも
のであって、内側誘電体５１、中間誘電体８８および外
側誘電体５３を同軸に配置して独立した内側放電室８７
と外側放電室８６を形成し、中間誘電体８８内に埋め込
まれた中間電極８９と内側誘電体５１の内面に設けられ
た透明電極８２および外側誘電体５３の外面に設けられ
た透明外側電極５４の間にそれぞれ交流電源２６ａおよ
び２６ｂによって電圧を印加して、内側放電室８７と外
側放電室８６で誘電体バリヤ放電を行う方式のランプで
ある。内側放電室８７の発光用ガスとしてキセノンガス
を使用して１２０から１９０ｎｍの波長範囲の紫外線を
放射させ、外側放電室８６の発光用ガスとしてクリプト
ンとフッ素の混合ガスを使用し、２４０から２５５ｎｍ
の波長範囲の紫外線を放射させる。

【００３１】処理用流体である酸素ガス１を管状の内側
誘電体５１の一端８１から流し込み、第１の反応空間８
３内で内側放電室８７から放射された１２０から１９０
ｎｍの波長範囲の紫外線によって生成したオゾンを内側
誘電体５１の他の一端８４から噴出させる。該オゾンは
反応空間８５内で外側放電室８６から放射された２４０
から２５５ｎｍの波長範囲の紫外線によって分解され、
活性な酸素原子を生成し、活性な酸素原子が被処理物で
ある食品用カップ９０の内面を殺菌する。さらに、食品
用カップ９０の内面を照射した外側放電室８６から放射
された２４０から２５５ｎｍの波長範囲の紫外線は、こ
の波長領域の紫外線は殺菌作用が最適であるため食品用
カップ９０の内面を直接殺菌し、従って、短時間で殺
菌、消毒を行うことが出来る。

【００３２】第１２の実施例であるエッチング方法の概
略図を図９に示す。処理ダクト４０内に注入された処理
用流体である塩素ガス１は、処理用ダクト４０内に設け
られた誘電体バリヤ放電ランプ群４１のランプの間を通
過する間に誘電体バリヤ放電ランプ群４１から放射され
た紫外線によって、活性塩素原子に変換される。この活
性塩素原子は、酸化シリコン９１でマスクされたシリコ
ン基板９２に吹きつけられ、誘電体バリヤ放電ランプ群
４１からの紫外線照射のもとにシリコン基板と反応して
塩化シリコンを生成し、シリコン基板をエッチングす
る。誘電体バリヤ放電ランプ群４１が、比較的波長の長
い２４０から２５５ｎｍ，３００から３２０ｎｍの範囲
の紫外線を放射するように発光物質を選択すると、基板
９２に照射される光子のエネルギーが小さいので、基板
９２を損傷することが少ない。

【００３３】第１３の実施例である乾式の洗浄方法の概
略図を図１０に示す。誘電体バリヤ放電ランプは、図５
に示したような中空同軸二重管形であるが、内側電極８
２は図５の場合と異なって透明電極である。すなわち、
内側にも紫外線が放射される。発光ガスとしてキセノン
ガスを使用して１２０から１９０ｎｍの波長範囲の紫外
線を放射させ、処理用流体１として酸素を使用する。反
応空間８３内において、該酸素１はオゾンに変換され、
出口８４から噴射される。該オゾンは被処理物である瓶
１０１と該誘電体バリヤ放電ランプによって形成された
第２の反応空間８５において、該紫外線の照射によって
さらに活性な酸素に分解される。この活性な酸素によっ
て瓶の内面に付着した有機物を短時間で分解、除去する
ことが出来る。

【００３４】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、各種
の処理を高品質で、高効率で、十分な速度で行うことが
できる処理方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用した水処理方法の説明図である。

【図２】誘電体バリヤ放電ランプの概略図である。

【図３】本発明を使用した湿式洗浄方法の説明図であ
る。

【図４】本発明を使用したフォトレジストの灰化方法の
説明図である。

【図５】他の構造の誘電体バリヤ放電ランプの概略図で
ある。

【図６】本発明を使用したプラスチックの表面改質方法
の説明図である。

【図７】本発明を使用した成膜方法の説明図である。

【図８】本発明を使用した殺菌方法の説明図である。

【図９】本発明を使用したシリコン基板のエッチング方
法の説明図である。

【図１０】本発明を使用した乾式洗浄方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１処理用流体３被処理物６，７誘電体バリヤ放電ランプ８，９，１０，１１反応空間領域２０，２１誘電体２３放電空
間２４，２５透明電極２６交流電
源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物と処理用流体を接触させて該被
処理物を処理する方法において、被処理物あるいは処理
用流体の一方が誘電体バリヤ放電ランプからの紫外線照
射を少なくとも２回以上受け、その時、被処理物あるい
は処理用流体において第１回の照射と第２回以後の照射
の少なくとも１回に生ずる化学反応が異なることを特徴
とする被処理物の処理方法。
【請求項２】被処理物に第１の誘電体バリヤ放電ラン
プから放射される第１の紫外線を照射する第１の工程、
該第１の工程後、該被処理物と処理用流体を接触せし
め、第２の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第２
の紫外線を照射する第２の工程を含むことを特徴とした
請求項第１に記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した
処理方法。
【請求項３】処理用流体に第１の誘電体バリヤ放電ラ
ンプから放射される第１の紫外線を照射する第１の工
程、該第１の工程後、該被処理物と処理用流体を接触せ
しめ、第２の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第
２の紫外線を照射する第２の工程を含むことを特徴とし
た請求項１に記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した
処理方法。
【請求項４】被処理物と処理用流体を接触せしめ、第
１の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第１の紫外
線を照射する第１の工程、該第１の工程によって処理さ
れた該被処理物と該処理用流体に第２の誘電体バリヤ放
電ランプから放射される第２の紫外線を照射する第２の
工程を含むことを特徴とした請求項１に記載の誘電体バ
リヤ放電ランプを使用した処理方法。
【請求項５】所定の雰囲気下に配置された被処理物に
第１の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第１の紫
外線を照射する第１の工程、該第１の工程後、該被処理
物を処理用流体下に配置し、第２の誘電体バリヤ放電ラ
ンプから放射される第２の紫外線を照射する第２の工程
を含むことを特徴とした請求項１に記載の誘電体バリヤ
放電ランプを使用した処理方法。
【請求項６】所定の処理用流体下に配置された被処理
物に第１の誘電体バリヤ放電ランプから放射される第１
の紫外線を照射する第１の工程、該第１の工程後、該被
処理物を所定の雰囲気下に配置し、第２の誘電体バリヤ
放電ランプから放射される第２の紫外線を照射する第２
の工程を含むことを特徴とした請求項１に記載の誘電体
バリヤ放電ランプを使用した処理方法。
【請求項７】該第１の紫外線と該第２の紫外線の波長
が実質的に同一であることを特徴とした請求項１から請
求項６に記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した処理
方法。
【請求項８】該第１の誘電体バリヤ放電ランプと該第
２の誘電体バリヤ放電ランプを１個の誘電体バリヤ放電
ランプが兼任していることを特徴とした請求項７に記載
の誘電体バリヤ放電ランプを使用した処理方法。
【請求項９】該第１の誘電体バリヤ放電ランプと該第
２の誘電体バリヤ放電ランプの少なくとも１個の誘電体
バリヤ放電ランプが、放電空間と被処理物あるいは処理
用流体の間に固体のランプ構成材を有さないことを特徴
とした請求項１から請求項８に記載の誘電体バリヤ放電
ランプを使用した処理方法。
【請求項１０】該誘電体バリヤ放電ランプが、ｎｍ単
位で表した波長範囲１８０から２００、１６５から１９
０、２４０から２５５、２００から２４０、１２０から
１９０、および３００から３２０の少なくとも１つの波
長範囲に放射光を有する事を特徴とした請求項１から請
求項８に記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した処理
方法。
【請求項１１】該誘電体バリヤ放電ランプが、ｎｍ単
位で表した波長範囲１０７から１６５、および１４０か
ら１６０の少なくとも１つの波長範囲に放射光を有する
事を特徴とした請求項９に記載の誘電体バリヤ放電ラン
プを使用した処理方法。
【請求項１２】該被処理物あるいは該処理用流体の温
度を可変する手段を設けたことを特徴とした請求項１か
ら１１に記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した処理
方法。
【請求項１３】請求項１から８と、請求項１０と、請
求項１２とに記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した
処理方法を使用した事を特徴とする水処理方法。
【請求項１４】請求項１から８と、請求項１０と、請
求項１２とに記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した
処理方法を使用した事を特徴とする廃液処理方法。
【請求項１５】請求項１から１２に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプを使用した処理方法を使用した事を特徴と
する廃ガス処理方法。
【請求項１６】請求項１から８と、請求項１０と、請
求項１２とに記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した
処理方法を使用した事を特徴とする湿式洗浄方法。
【請求項１７】請求項１から１２に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプを使用した処理方法を使用した事を特徴と
する乾式洗浄方法。
【請求項１８】請求項１から１２に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプを使用した処理方法を使用した事を特徴と
する灰化方法。
【請求項１９】請求項１から１２に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプを使用した処理方法を使用した事を特徴と
する表面改質方法。
【請求項２０】請求項１から１２に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプを使用した処理方法を使用した事を特徴と
する成膜方法。
【請求項２１】請求項１から８と、請求項１０と、請
求項１２とに記載の誘電体バリヤ放電ランプを使用した
処理方法を使用した事を特徴とする殺菌方法。
【請求項２２】請求項１から１２に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプを使用した処理方法を使用した事を特徴と
するエッチング方法。