CN113451107A - 准分子灯、光照射装置 - Google Patents

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CN113451107A CN202110320341.7A CN202110320341A CN113451107A CN 113451107 A CN113451107 A CN 113451107A CN 202110320341 A CN202110320341 A CN 202110320341A CN 113451107 A CN113451107 A CN 113451107A
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Ushio Denki KK
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Abstract

提供一种能够更正确地检测从光照射面射出的输出状态的准分子灯、光照射装置。上述准分子灯具备：长条状的发光管，对于紫外线具有透射性；一对电极，在上述发光管的径向上相离而设置；以及反射膜，形成在上述发光管的内壁面；上述反射膜具备：第一反射区域，与朝向光照射对象区域射出光的光射出面对置；以及第二反射区域，与设置在不同于上述光射出面的位置处的采光部对置。

Description

准分子灯、光照射装置
技术领域
本发明涉及准分子灯及具备准分子灯的光照射装置。
背景技术
以往，在半导体或液晶面板的制造或空气清洁用的臭氧的生成中使用紫外线。作为射出紫外线的光源，例如使用下述专利文献1所记载那样的准分子灯。在下述专利文献1中，公开了为了将从发光管放射的紫外线效率良好地向照射对象物照射而在发光管的内壁面上形成有反射膜的准分子灯。
在半导体或液晶面板的制造时，为了减小制品间的品质的差异，优选的是在各照射对象物(工件)间使照度均匀化。根据该观点，在专利文献2中，公开了为了确保从光照射装置向处理对象物的稳定的照射而在内壁面的一部分上在与光射出面不同的位置设置采光口、测量光量的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-335350号公报
专利文献2：日本特开2010-225343号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，本发明人对上述专利文献2所公开的准分子灯的结构进行了研究，发现了存在以下这样的问题。以下，一边参照附图一边进行说明。
图18是以往结构的准分子灯100的采光部105周边的放大立体图。图18所示的准分子灯100具有：一对电极102，以与发光管101的外壁面101a对置的方式设置；以及反射膜103，图18内的-X方向被设为光取出方向，为了使向+X方向行进的紫外线L1的行进方向变换为-X方向而形成在发光管101的壁面上。并且，如图18所示，以往的准分子灯100在该反射膜103的一部分上设有作为用来从光射出面104以外的场所将紫外光L1取出的开口的采光部105。
在以下的说明中，如图18所示，设准分子灯100的发光管101延伸的方向(管轴方向)为Z方向，设电极102对置的方向为X方向，设与X方向及Z方向正交的方向为Y方向。并且，在表现方向时，在将正负的朝向区别的情况下，如“+Z方向”、“-Z方向”那样赋予正负的符号而记载，在不将正负的朝向区别而表现方向的情况下，简单记作“Z方向”。
在该结构中，从采光部105射出的紫外线L1仅是被从发光管101放射并朝向采光部105行进的紫外线L1，不包含如被从光射出面104朝向照射对象物照射的紫外线L1那样、被反射膜103反射的光。即，以往结构的准分子灯100，即使用光量传感器计测被从采光部105射出的光，也不能检测出包括反射膜103的劣化状态等的光输出。
此外，由于在发光管101中，根据放射的紫外线L1而在透射率中发生随着时间的变化，所以其变化量也根据形成发光管101的材料而不同。进而，在发光管101及反射膜103呈现的随着时间的变化也根据使用环境等而不同，不易作为均匀的变化呈现。即，难以使用光输出和劣化状态的相关数据等来预测发光管101的特性的变化及劣化的状态。
本发明鉴于上述课题，目的是提供一种能够更正确地检测光输出状态的准分子灯。
用来解决课题的手段
本发明的准分子灯其特征在于，具备：长条状的发光管，对于紫外线具有透射性；一对电极，在上述发光管的径向上相离而设置；以及反射膜，形成在上述发光管的内壁面；上述反射膜具备：第一反射区域，与朝向光照射对象区域射出光的光射出面对置；以及第二反射区域，与设置在不同于上述光射出面的位置处的采光部对置。
从光射出面射出的光包括：被从发光管的内部放射、朝向光射出面行进的光；以及被反射膜的第一反射区域反射以朝向光射出面的光。从采光部射出的光包括：被从发光管的内部放射、朝向采光部行进的光；以及被反射膜的第二反射区域反射以朝向采光部的光。
因而，从采光部射出的光与从光射出面射出的光同样，由于包含被反射膜反射的光，所以能够检测包含准分子灯的反射膜的劣化等的随着时间的光输出的变化。
也可以是，在上述准分子灯中，上述采光部关于上述发光管的管轴方向，形成在上述发光管的与上述光射出面侧的有效发光区域不同的位置。
由长条状的发光管构成的准分子灯由于在管轴方向上，与中央部侧相比，在端部侧来自周围的照射量较少，所以射出的光的强度相对变低。
所以，准分子灯的多数由比照射对象物的宽度(是指有关与管轴方向相同方向的长度)长的发光管构成，以免对于照射对象物发生照射不匀，仅使用中央部侧的射出规定的光强度以上的光的区域进行照射处理。
在本说明书中所述的“有效发光区域”，是指关于发光管的管轴方向输出规定的光强度、能够用于向照射对象物的照射的区域，更详细地讲，是指在沿着发光管的管轴的光的强度分布中、射出峰值的60％以上的光的区域。
通过为上述结构，在有效发光区域中不形成采光部及/或反射膜的第二反射区域，而能够对照射对象物射出均匀的强度分布的光。
也可以是，在上述准分子灯中，上述采光部被形成在与上述光射出面相反侧。
准分子灯如上述那样，是射出紫外线的灯，光射出面附近被暴露在光强度较高的紫外线下。紫外线与可视光等相比能量较高，对于计测从采光部射出的光的光量传感器而言，在被以高的强度照射的情况下，受光感度等有可能迅速地劣化。
通过为上述结构，由于暴露在从光射出面射出的强度高的光(特别是紫外线)的情况较少，所以能够抑制受光感度等迅速地劣化。
也可以是，在上述准分子灯中，上述反射膜由构成上述第一反射区域的第一反射膜、以及构成上述第二反射区域且形成在与上述第一反射膜相离的位置处的第二反射膜构成。
也可以是，在上述准分子灯中，上述第二反射膜关于上述发光管的管轴方向，被形成在比上述第一反射膜靠上述发光管的端部侧。
如果第一反射膜和第二反射膜在管轴方向的一部分中重复，则在该重复部分，光反复进行反射，所以在光射出面及采光部的该重复部分附近，有光强度较大地变化的情况、或反射膜的劣化局部地迅速发展的情况。
通过为上述结构，第一反射膜和第二反射膜在管轴方向上没有形成重复的部分，不会有光在第一反射膜与第二反射膜之间多次反复反射的情况，所以能够抑制在从光射出面及采光部射出的光中光强度分布局部地较大变化。
本发明的光照射装置具备：上述准分子灯；以及光量传感器，具有受光部，检测入射到上述受光部的光；上述光量传感器被配置为，上述受光部的可受光区域包含在上述采光部中。
通过为上述结构，能够将从准分子灯的采光部射出的光用光量传感器来计测，能够检测从准分子灯的光射出面射出的光的变化量及劣化量。
发明效果
根据本发明，实现能够更正确地检测光输出状态的准分子灯。
附图说明
图1是将光照射装置的一实施方式在Y方向上观察时的示意性的图。
图2是将准分子灯的一实施方式在Y方向上观察时的示意性的剖视图。
图3是图2的准分子灯的采光部周边的放大立体图。
图4是将图2的准分子灯在X方向上观察时的示意性的图。
图5是将图2的准分子灯在Z方向上观察时的示意性的剖视图。
图6是将图2的准分子灯从+X侧观察时的示意性的图、和表示从光射出面射出的紫外线的强度分布的曲线图。
图7是将图1的光照射装置在Z方向上观察时的示意性的剖视图。
图8是将图1的光照射装置从+X侧观察时的示意性的图。
图9A是将所准备的发光管的采光部周边在Y方向上观察时的剖视图。
图9B是表示在图9A的发光管的内壁面上粘贴了遮蔽带的状态的剖视图。
图9C是表示在图9B的发光管的内壁面上涂敷了形成反射膜的悬浊液的状态的剖视图。
图9D是表示从图9C的发光管将遮蔽带除去的状态的剖视图。
图10是将准分子灯的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。
图11是图10的准分子灯的采光部周边的放大立体图。
图12A是将准分子灯的其他实施方式在Z方向上观察时的示意性的剖视图。
图12B是将图12A的准分子灯在Y方向上观察时的示意性的剖视图。
图13A是将准分子灯的其他实施方式在Z方向上观察时的示意性的剖视图。
图13B是将图13A的准分子灯在Y方向上观察时的示意性的剖视图。
图14是将准分子灯的其他实施方式在Y方向上观察时的示意性的剖视图。
图15是将准分子灯的其他实施方式在Y方向上观察时的示意性的剖视图。
图16是将准分子灯的其他实施方式在Y方向上观察时的示意性的剖视图。
图17是准分子灯的其他实施方式的采光部周边的放大立体图。
图18是以往结构的准分子灯的采光部周边的放大立体图。
标号说明
1：光照射装置；2：准分子灯；3：光量传感器；3a：受光部；3s：可受光区域；4：输送机构；10：发光管；10a：外壁面；10b：内壁面；10c：发光空间；11：电极；11h：光取出部；12：光射出面；13：采光部；14：反射膜；14a：第一反射膜；14b：第二反射膜；14p：第一反射区域；14q：第二反射区域；70：遮蔽带；71：悬浊液；100：准分子灯；101：发光管；101a：外壁面；102：电极；103：反射膜；104：光射出面；105：采光部；G1：发光气体；L1：紫外线；W1：照射对象物。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的准分子灯及光照射装置进行说明。另外，以下的各图都是示意性地图示，图面上的尺寸比及个数与实际的尺寸比及个数并不一定一致。
图1是将光照射装置1的一实施方式在Y方向上观察时的示意性的图。如图1所示，光照射装置1具备准分子灯2、光量传感器3和载置照射对象物W1的输送机构4。
另外，在以下的说明中，如图1所示，将准分子灯2延伸的方向(管轴方向)设为Z方向，将与准分子灯2的光射出面12平行的面设为由X方向及Y方向规定的XY平面。并且，在表现方向时，在将正负的朝向区别的情况下，如“+Z方向”、“-Z方向”那样赋予正负的符号而记载，在不将正负的朝向区别而表现方向的情况下，简单记作“Z方向”。
首先，对准分子灯2的结构进行说明。准分子灯2以光射出面12与输送机构4对置的方式配置，以对照射对象物W1照射紫外线。
图2是将准分子灯2的一实施方式在Y方向上观察时的示意性的剖视图。图3是图2的准分子灯2的采光部13周边的放大立体图。如图2所示，准分子灯2具备发光管10、一对电极11、光射出面12、采光部13和第一反射膜14a及第二反射膜14b。另外，在图3中，为了容易掌握第二反射膜14b的形状而没有图示比第二反射膜14b靠-Z侧。这里，在以下的说明中，如图2及图3所示，将准分子灯2的发光管10延伸的方向(管轴方向)设为Z方向，将电极11对置的方向设为X方向，将与X方向及Z方向正交的方向设为Y方向，以与在准分子灯2被装入到光照射装置1中的状态下的图1的方向的定义对应。
发光管10由对于光(特别是紫外线)具有透射性的材料(例如石英玻璃)形成，如图2所示，设置有长条状、在内侧被封入发光气体G1的发光空间10c，将在发光空间10c内产生的紫外线L1朝向外侧放射。
图4是将图2的准分子灯2在X方向上观察时的示意性的图。电极11如图4所示，以网状形成在发光管10的外壁面10a，由多个开口构成用来将从发光管10的发光空间10c放射的光取出的光取出部11h。当对电极11施加发光所需要的电压，在发光空间10c内发生放电，从光取出部11h放射紫外线L1。
图5是将图2的准分子灯2在Z方向上观察时的剖视图。如图5所示，本实施方式的发光管10用XY平面切断时的截面被形成为呈矩形状，在相互对置的平坦的外壁面10a形成有一对电极11。但是，发光管10的截面形状也可以是圆形或椭圆形等，也可以是六边形或八边形等其他的多边形。
光射出面12(参照图2及图3)是将从发光管10的发光空间10c放射的紫外光L1朝向照射对象物W1照射的发光管10的壁面的一部分的区域。在从发光空间10c放射的紫外线L1中，朝向光射出面12行进的紫外线L1原样穿过电极11的光取出部11h被朝向发光管10的外侧射出。
在从发光空间10c放射的紫外线L1中，朝向光射出面12的相反侧即+X方向行进的紫外线L1被第一反射膜14a反射以朝向光射出面12侧即-X方向，穿过电极11的光取出部11h，朝向发光管10的外侧被射出。
采光部13是为了将从发光管10的发光空间10c放射的紫外线L1的光量用光量传感器3计测而形成在发光管10的壁面的紫外线L1的射出窗。在从发光空间10c放射的紫外线L1中，朝向采光部13行进的紫外线L1原样穿过电极11的光取出部11h，朝向发光管10的外侧被射出。
在从发光空间10c放射的紫外线L1中，朝向采光部13的相反侧的-X方向行进的紫外线L1被第二反射膜14b反射以朝向采光部13侧的+X方向，穿过电极11的光取出部11h，朝向发光管10的外侧被射出。
第二反射膜14b如图2所示，被形成在比第一反射膜14a靠发光管10的端部侧。并且，如图3所示，第一反射膜14a和第二反射膜14b被形成为，当在Z方向上观察时对置。
这里，对上述的有效发光区域与采光部的位置关系进行说明。有效发光区域是指关于Z方向输出规定的光强度、能够用于向照射对象物W1的照射的区域，更详细地讲，是指射出在Z方向的强度分布中为峰值的60％以上的光的区域。
图6是表示将准分子灯2从+X侧观察时的示意性的图、和从光射出面12射出的紫外线L1的强度分布的曲线图。如图6所示，有效发光区域A1是第一反射膜14a的中央部侧、即与第一反射膜14a对置的光射出面12的中央部侧的一部分的区域。另外，在图6中，为了容易确认发光管10的内部的构造，没有图示电极11，光射出面12被第一反射膜14a遮挡。
通过如上述那样构成，采光部13被形成在光射出面12的与有效发光区域A1不同的位置。另外，在形成有多个光射出面12的准分子灯2的情况下，采光部13被形成在与各个有效发光区域A1不同的位置。
另外，从采光部13射出的紫外线L1由于被期待能够检测到被与光射出面12相同的反射膜反射的紫外线L1，所以第一反射膜14a和第二反射膜14b优选的是由相同的材料形成。
第一反射膜14a及第二反射膜14b的构成材料例如可以采用涂敷包含粒子状的硅石(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等的悬浊液等并烧制而形成的材料。
通过为上述结构，从采光部13射出的紫外线L1被从发光管10的发光空间10c放射，成为包含朝向采光部13行进的紫外线L1和被第二反射膜14b以朝向采光部13的方式反射的紫外线L1。因而，能够检测出包含准分子灯2的反射膜的劣化等的随着时间的光输出的变化。
进而，根据上述实施方式，由于关于Z方向，第二反射膜14b被形成在比第一反射膜14a靠端部侧，所以在第一反射膜14a与第二反射膜14b之间不再有光多次反复反射的情况。因而，能够抑制在从光射出面12及采光部13射出的光强度分布中局部地较大变化。
接着，对光照射装置1的准分子灯2以外的结构进行说明。图7是将图1的光照射装置1在Z方向上观察时的示意性的剖视图。图8是将图1的光照射装置1从+X侧观察时的示意性的图。光量传感器3取决于结构、被作为受光部3a使用的装置及构成它们的材料，如图7及图8所示，具有特定的可受光区域3s。
如图7及图8所示，光量传感器3以可受光区域3s包含在准分子灯2的采光部13中的方式配置，以使得在受光部3a中能够充分地受光从准分子灯2的采光部13射出的紫外线。另外，也可以具备将光量传感器3取入的光向受光部3a导光的导光部件，以能够由该导光部件将光取入的区域包含在采光部13中的方式配置。即，光量传感器3也可以不与采光部13对置而配置。
光量传感器3例如可以采用硅光电二极管。光量传感器3也可以是能够用硅光电二极管直接观测从采光部13射出的光的结构。此外，光量传感器3在能够由硅光电二极管测量的范围与从采光部13射出的光的波长不同的情况下，也可以为通过荧光物等变换为可测量的范围的波长的光而进行计测的结构。
输送机构4构成为，将被载置的照射对象物W1输送，使照射对象物W1穿过准分子灯2的光照射对象区域，照射从光射出面12射出的紫外线。此外，在本实施方式中，输送机构4构成为，将照射对象物W1在Y方向上输送。
本实施方式的输送机构4由单独地离开而配置的多个辊构成，但也可以是带状的输送机等，只要是维持准分子灯2与照射对象物W1的相离距离，并且能够将照射对象物W1朝向规定的方向输送，可以是任一结构。
本实施方式的光照射装置1通过光量传感器3由受光部3a将从准分子灯2的采光部13射出的紫外线受光、计测光量，从而能够掌握准分子灯2的劣化状况等。
这里，对本实施方式的第一反射膜14a和第二反射膜14b的形成方法进行说明。
图9A是将所准备的发光管10的采光部13周边在Y方向上观察时的剖视图。第一工序如图9A所示，是准备发光管10的工序。
图9B是表示在图9A的发光管10的内壁面10b粘贴着遮蔽带70的状态的剖视图。第二工序如图9B所示，是在第一工序中准备的发光管10的内壁面10b之中的不形成反射膜的部分粘贴遮蔽带70的工序。
图9C是表示在图9B的发光管10的内壁面10b涂敷了形成反射膜的悬浊液71的状态的剖视图。悬浊液71如上述那样，可以由粒子状的硅石(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等生成。第三工序如图9C所示，是在第二工序中粘贴了遮蔽带70的发光管10的内壁面10b涂敷用来形成反射膜的悬浊液71的工序。另外，涂敷悬浊液71的方法可以采用将喷嘴插入到发光管10的内侧并进行扫涂敷掠的方法、或使悬浊液71流入到发光管10内的方法等。
图9D是表示从图9C的发光管10将遮蔽带70除去后的状态的剖视图。第四工序如图9D所示，是在第三工序中涂敷的悬浊液71干燥后将遮蔽带70除去的工序。
第五工序是将在发光管10的内壁面10b干燥的悬浊液71烧制而形成反射膜的工序。
经过以上的工序，形成图3所示那样的第一反射膜14a和第二反射膜14b。另外，关于在Y方向上对置的壁面，在本实施方式中由于没有形成反射膜，所以省略了说明，但在对该壁面形成反射膜的情况下，只要在第二工序中，将遮蔽带70以适当的形状粘贴到发光管10的内壁面10b并涂敷悬浊液71就可以。
第二反射膜14b也可以在与采光部13对置的位置处不跨整体地形成，优选的是，在装备在光照射装置1上时，在光量传感器3的可受光区域3s的范围内，相对于可受光区域3s的面积在50％以上的范围中形成。
[其他实施方式]
以下，对其他实施方式进行说明。
<1>图10是将准分子灯2的其他实施方式在Y方向上观察时的剖视图。图11是图10的准分子灯2的采光部周边的放大立体图。如图10及图11所示，也可以形成具备将紫外线L1以朝向光射出面12侧的方式反射的第一反射区域14p和将紫外线L1以朝向采光部13侧的的方式反射的第二反射区域14q的一体的反射膜14。另外，在图11中，为了容易掌握反射膜14的形状，没有图示比第二反射区域14q靠-Z侧。
如图10及图11所示，反射膜14在与光射出面12对置的位置处形成有第一反射区域14p，在与采光部13对置的位置处形成有第二反射区域14q，它们之间经由发光管10的侧面被用与反射膜14相同材料的部件连接。这如果与上述实施方式的结构对应，则是第一反射膜14a和第二反射膜14b都被形成为在以发光管10的管轴为中心的周向上跨半周以上在X方向上对置、被形成为一部分在Z方向上重复的结构。
<2>图12A及图13A是将准分子灯2的其他实施方式在Z方向上观察时的示意性的剖视图。图12B是将图12A的准分子灯2在Y方向上观察时的示意性的剖视图，图13B是将图13A的准分子灯2在Y方向上观察时的示意性的剖视图。参照图5，上述的准分子灯2是将发光管10在Z方向上观察时的形状呈矩形的、被称作所谓扁平管形状的结构。但是，准分子灯2并不限于此，也可以是图12A所示那样的被称作单层管的形状，或图13A所示那样的被称作双层管的形状的结构。
如图13A所示，在双层管形状的准分子灯2的情况下，第二反射膜14b被形成在被配置于发光管10的内侧的管壁10d上。在图13A中，第二反射膜14b在发光管10的内侧的管壁10d上关于周向形成了相当于半周，但也可以跨整周而形成。
另外，在任一形状的结构中，一对电极11都被形成为以发光管10的管轴为中心在径向上相离。此外，图12A～图13B所示的任一结构中，形成在发光管10的外壁面侧的电极11都为由金属线形成的网状电极，但也可以是通过蒸镀而形成的金属膜、或由金属板构成的电极11。此外，图12A所示的被配置在发光管10的发光空间10c内的电极11及图13A所示的形成在发光管10的内侧的电极11也同样，并不限定于图示的结构。
<3>第一反射膜14a和第二反射膜14b也可以在一个准分子灯2中形成有多个。此外，反射膜14也可以形成有多个第一反射区域14p和第二反射区域14q。图14～图16是将准分子灯2的其他实施方式在Y方向上观察时的示意性的剖视图。例如，也可以如图14及图15所示那样，设有两个采光部13，形成有两个第二反射膜14b、第二反射区域14q。
进而，也可以如图16所示，准分子灯2在Z方向上，第二反射膜14b被形成在多个第一反射膜14a之间，采光部13被形成在发光管10的中央部侧。另外，虽然没有图示，但关于第一反射区域14p和第二反射区域14q也同样，也可以第二反射区域14q被形成在多个第一反射区域14p之间，采光部13被形成在发光管10的中央部侧。
<4>图17是准分子灯2的其他实施方式的采光部13周边的放大立体图。在上述的结构中，光射出面12和采光部13都构成为面向X方向，但也可以如图17所示那样，光射出面12被形成为面向X方向，采光部13被形成为面向Y方向。另外，在图17中，为了容易掌握第二反射膜14b的形状，没有图示比第二反射膜14b靠-Z侧。
<5>上述的光照射装置1及准分子灯2具备的结构只不过是一例，本发明并不限定于图示的各结构。

Claims (6)

1.一种准分子灯，其特征在于，
具备：
长条状的发光管，对于紫外线具有透射性；
一对电极，在上述发光管的径向上相离而设置；以及
反射膜，形成在上述发光管的内壁面；
上述反射膜具备：
第一反射区域，与朝向光照射对象区域射出光的光射出面对置；以及
第二反射区域，与采光部对置，上述采光部被设置在与上述光射出面不同的位置。
2.如权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，
上述采光部，关于上述发光管的管轴方向，被形成在上述发光管的与上述光射出面侧的有效发光区域不同的位置。
3.如权利要求1或2所述的准分子灯，其特征在于，
上述采光部被形成在与上述光射出面相反侧。
4.如权利要求1或2所述的准分子灯，其特征在于，
上述反射膜包括第一反射膜及第二反射膜，上述第一反射膜构成上述第一反射区域；上述第二反射膜构成上述第二反射区域，且形成在与上述第一反射膜相离的位置。
5.如权利要求4所述的准分子灯，其特征在于，
上述第二反射膜，关于上述发光管的管轴方向，被形成在比上述第一反射膜靠上述发光管的端部侧。
6.一种光照射装置，其特征在于，
具备：
权利要求1～5中任一项所述的准分子灯；以及
光量传感器，具有受光部，上述光量传感器检测入射到上述受光部的光；
上述光量传感器被配置为，上述受光部的可受光区域包含在上述采光部中。
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