JP2001243920A - 放電灯照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール材１３に金属繊維材を用いることによ
り、紫外線による劣化によって窒素ガスが漏れ出すこと
のない放電灯照射装置を提供する。 【解決手段】 無声放電灯１を収納し窒素ガスを満たし
たランプハウス２の枠板５の開口部に、金属繊維材から
なるシール材１３を介してガラス板６を嵌め込んだ構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランプハウス内に
収納された放電灯から放射された紫外線を前面のガラス
板を通して照射することによりドライ洗浄や改質等を行
う放電灯照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無声放電灯を用いた従来の無声放電灯照
射装置の構造を説明する。無声放電灯は、図４に示すよ
うに、石英ガラス製の外側管１ａと、この内部に同心状
に配置された径の小さい石英ガラス製の内側管１ｂとの
間にアルゴンやキセノン等の放電用ガスを充填して両端
をカバーで閉じた放電容器を備えている。そして、図５
に模式的に示すように、外側管１ａの外周面に網状の外
側電極１ｃを配置すると共に、内側管１ｂの内周面に内
側電極１ｄを配置することにより、これら外側電極１ｃ
と内側電極１ｄの間に電圧を印加して、例えば１７２ｎ
ｍの波長のように特に短波長の紫外線を照射する。

【０００３】無声放電灯照射装置は、図６に示すよう
に、上記構成の無声放電灯１をランプハウス２の内部に
収納したものである。ランプハウス２は、アルミニウム
製のベース板３の下面周縁部から下方に向けて側壁４を
立設すると共に、この側壁４の下端に枠板５を取り付け
て内部に空間を設けたものである。枠板５は、アルミニ
ウム製の板材であり、下方に向けて開口する開口部に、
合成石英ガラス製のガラス板６が嵌め込まれている。ま
た、側壁４には、窒素ガスポート８が設けられ、ランプ
ハウス２の内部に窒素ガスを供給するようになってい
る。このランプハウス２の内部には、ベース板３の下面
にアルミニウム製のランプ冷却ブロック７が配置固定さ
れ、このランプ冷却ブロック７の下面の凹部に無声放電
灯１が嵌め込み取り付けられる。なお、図６では無声放
電灯１を１本だけ示しているが、実際には、４本の無声
放電灯１が図示奥側に並べて取り付けられている。この
無声放電灯１は、外側電極がアース端子９から枠板５と
側壁４とを介してベース板３に接続され、内側電極はリ
ード線１０を介して端子台１１に接続されている。そし
て、このベース板３の上面に配置された昇圧トランス１
２によってこれらの電極に電圧が印加され、無声放電灯
１が点灯することになる。

【０００４】上記構成の無声放電灯照射装置は、例えば
半導体ウエハのドライ洗浄を行う場合には、この半導体
ウエハの上方に配置される。そして、無声放電灯１が点
灯されると、ここからガラス板６を通して半導体ウエハ
の表面に紫外線が照射されることになる。この無声放電
灯１から放射される短波長の紫外線は、酸素に吸収され
易いため、大気中の酸素を活性化させて大量のオゾンを
発生する。従って、大気中でこの紫外線を照射すること
により、これによって発生したオゾンが半導体ウエハ上
の有機物等と反応するので、ドライ洗浄が行われること
になる。ただし、ランプハウス２の内部にも酸素がある
と、無声放電灯１から放射された紫外線がガラス板６に
達する前にこの酸素に吸収されるので、上記のように窒
素ガスポート８から窒素ガスを供給してランプハウス２
内に充満させておくことにより、紫外線の照射強度がガ
ラス板６よりも手前側で無駄に低下するのを防止してい
る。また、このランプハウス２内の窒素ガスは、大気圧
よりも少し高い圧力にしておくことにより、外部から酸
素を含んだ大気が入り込むのを防ぐようにしている。

【０００５】ここで、ランプハウス２内に充満させた窒
素ガスが枠板５の開口部とガラス板６との隙間から漏れ
出すと、ガラス板６と半導体ウエハとの間の大気中にこ
の窒素ガスが混ざり酸素濃度が低下するので、無声放電
灯１から紫外線を照射しても半導体ウエハ上で十分にオ
ゾンが発生せず、ドライ洗浄の処理能力が低下する。そ
こで、従来は、図７に示すように、枠板５の開口部の周
縁部を段状にして、ここに樹脂シール材１６を介してガ
ラス板６を載置し、さらに枠板５に固定した押さえ枠１
４によってガラス板６の周縁部を上方から押圧すること
により、この枠板５の開口部とガラス板６との隙間を封
止して、窒素ガスが漏れ出さないようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の樹脂
シール材１６は樹脂製であるため、使用に伴う劣化によ
って封止が不完全になり、窒素ガスが漏れ出すおそれが
あるという問題があった。樹脂製の樹脂シール材１６
は、経年劣化によるだけでなく、紫外線を浴びることに
よっても劣化が早まる。そこで、図７に示したように、
押さえ枠１４によって樹脂シール材１６の上方を完全に
覆い隠すことにより、無声放電灯１から放射される紫外
線が直接この樹脂シール材１６に照射されることがない
ようにしている。しかし、無声放電灯１からの紫外線
は、ガラス板６を通過する際に、その一部がこのガラス
板６の内部で表面反射を繰り返して伝搬するので、図７
の矢印Ａに示すように、押さえ枠１４によって覆われた
樹脂シール材１６にもガラス板６の内部で反射した紫外
線が照射されることになる。このため、従来から、樹脂
シール材１６の樹脂には、対候性の高いテフロンを使用
していたが、特に無声放電灯１のように短波長の紫外線
を放射する放電灯照射装置に使用する場合には、このテ
フロンを用いても劣化を十分に防ぐことができなかっ
た。

【０００７】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、シール材に金属繊維を用いることに
より、紫外線による劣化によって不活性ガスが漏れ出す
ことのない放電灯照射装置を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、放電
灯を収納したランプハウスの開口部に透光板が取り付け
られた放電灯照射装置において、透光板とランプハウス
の開口部との間に、金属繊維材からなるシール材を介在
させたことを特徴とし、特にランプハウスの内部が大気
圧よりも圧力の高い不活性ガスで満たされた装置におい
て好適に用いられるものである。また、下記の各請求項
に記載した発明も含め、本発明は、特に放電灯が無声放
電灯、さらには、真空紫外線、中でも１７２ｎｍの真空
紫外線を放射する放電灯である場合にその効果が大なる
ものがある。

【０００９】請求項１の発明によれば、シール材が金属
繊維からなるので、この金属繊維が互いに絡まって全体
として弾力性を有するようになる。このため、ランプハ
ウスの開口部と透光板との間に金属繊維のシール材を介
在させると、これらの隙間を樹脂シールと同様に封止す
ることができる。しかも、このシール材は、金属繊維か
らなるので、紫外線の照射を浴びても劣化のおそれがな
く、経年劣化もほとんど生じないので、不活性ガスが漏
れ出すようなこともなくなる。

【００１０】請求項２の発明は、前記透光板が合成石英
ガラス製のガラス板であり、ランプハウスに取り付けら
れた押さえ枠によって、このガラス板の周縁部がシール
材を介しランプハウスの開口部の周縁部に押圧されたこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明によれば、透光板として合
成石英ガラス製のガラス板が用いられるので、紫外線の
透過性がよく変質のおそれも少なくなり、照射する紫外
線強度の低下を防止することができる。また、このガラ
ス板は、押さえ枠によってシール材を押圧するので、こ
のシール材の金属繊維同士を密着させて気密性を高める
ことができる。

【００１２】請求項３の発明は、前記シール材が、金属
繊維材を金属箔で覆ったものであることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明によれば、シール材の金属
繊維が金属箔で覆われるので、この金属箔によってラン
プハウスの開口部や透光板との密着性をさらに高めて確
実な封止を行うことができるようになる。特に金属箔に
硬度の柔らかい金属材料を用いれば、この密着性をより
向上させることができる。

【００１４】請求項４の発明は、前記シール材が、金属
繊維材の内部に弾性体を包み込んだものであることを特
徴とする。

【００１５】請求項４の発明によれば、シール材の金属
繊維の内部に樹脂等からなる弾性体を包み込んでいるの
で、この弾性体の弾性によって金属繊維のランプハウス
の開口部や透光板への密着性をさらに高めて確実な封止
を行うことができるようになる。また、紫外線は、周囲
を包んだ金属繊維に遮られて弾性体には達しないので、
この弾性体が紫外線によって劣化するおそれもない。

【００１６】請求項５の発明は、前記放電灯が真空紫外
線を放射する無声放電灯であることを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明によれば、従来の樹脂シー
ル材では劣化が激しい短波長の真空紫外線を用いるの
で、この劣化を防止する効果が顕著なものとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１９】図１〜図３は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１はランプハウスの枠板へのガラス板の
嵌め込み部分を示す部分拡大縦断面正面図、図２は金属
箔で覆ったシール材の部分拡大縦断面図、図３は内部に
弾性体を包んだシール材の部分拡大縦断面図である。な
お、図４〜図７に示した従来例と同様の機能を有する構
成部材には同じ番号を付記する。

【００２０】本実施形態は、図４〜図６に示した従来例
と同様に、無声放電灯１を用いた放電灯照射装置につい
て説明する。この放電灯照射装置のランプハウス２の構
成は従来例と同様であり、図１に示すように、アルミニ
ウム製の枠板５の開口部にシール材１３を介して合成石
英ガラス製のガラス板６を載置し、さらに枠板５に固定
した押さえ枠１４によってガラス板６の周縁部を上方か
ら押圧するようにしている。

【００２１】シール材１３は、金属繊維材からなる。こ
の金属繊維材は、金属を細い繊維状の金属線にしたもの
であり、このような金属線は、互いに編んでメッシュ状
にしたり、無秩序に絡み合わせて不織布状にして用い
る。金属材料としては、アルミニウム等の比較的硬度の
柔らかいものが好ましい。シール材１３は、この金属繊
維材を細長い無端状にしたものである。このようなシー
ル材１３は、金属繊維同士の絡まりによって弾力性を有
すると共に、ある程度押し固めることにより十分な気密
性を有する。

【００２２】本実施形態の放電灯照射装置の場合、図６
で説明したように、図示奥側に４本の無声放電灯１を並
べて配置しているので、枠板５は、この下方に方形の開
口部が設けられ、この開口部の周縁部に内側ほど順に上
面が低くなる上段と下段の２つの段を設けている。ま
た、合成石英ガラス製のガラス板６も、この枠板５の開
口部よりも一回り大きい方形に形成され、周縁部に下面
が１段上方に窪んだ段を設けている。押さえ枠１４は、
このガラス板６よりもさらに一回り大きい方形のアルミ
ニウム製の板材であり、枠板５の開口部とほぼ同じ大き
さの開口部を有している。無端状のシール材１３は、枠
板５の開口部の周縁部の下段上に形成された窪みに嵌め
込み配置すると共に、この上にガラス板６と押さえ枠１
４を載置する。このとき、ガラス板６は、周縁部の段が
枠板５の開口部の周縁部の下段に嵌まり込んで、シール
材１３の上に乗ることになる。また、押さえ枠１４は、
枠板５の開口部の周縁部の上段に嵌まり込む。そして、
ネジ１５を用いてこの押さえ枠１４を枠板５に固定する
ことにより、ガラス板６の周縁部を下方に押し付ける。
すると、シール材１３が枠板５とガラス板６との間で圧
迫されて、その弾力性によりこれらに密着して馴染むと
共に、その気密性により隙間を塞ぎ封止する。

【００２３】上記構成の放電灯照射装置によれば、枠板
５とガラス板６との間に金属繊維材からなるシール材１
３を介在させるので、このシール材１３の弾力性と気密
性によってこれらの隙間を十分に封止し、ランプハウス
２の内部に充満させた窒素ガスがこの隙間から漏れ出す
のを防止することができる。しかも、このシール材１３
は、金属材料を繊維状にした金属繊維材からなるので、
経年劣化がないだけでなく、たとえ押さえ枠１４で遮蔽
されていなくても、無声放電灯１からの紫外線を浴びて
劣化するようなことがなくなり、封止が不十分になって
窒素ガスが漏れ出すようなおそれが生じない。

【００２４】なお、上記実施形態で示したシール材１３
は、図２に示すように、金属繊維材１３ａを金属箔１３
ｂで覆ったものであってもよい。シール材１３の金属繊
維材１３ａは、細い金属繊維が絡まった狭い隙間から窒
素ガスがわずかに漏れ出すおそれもある。だだし、ラン
プハウス２の内部は、大気圧よりもわずかに高い圧力と
なるように設定されているにすぎないので、このように
金属繊維材１３ａの隙間から漏れ出すわずかな窒素ガス
が処理に悪影響を及ぼすようなおそれはほとんどない。
しかし、この金属繊維材１３ａを金属箔１３ｂで覆え
ば、薄く柔軟な金属箔１３ｂがシール材１３の弾力性に
よって枠板５やガラス板６の平面に圧迫されて確実に密
着し、これらの間を完全に封止することができるように
なる。この金属箔１３ｂの金属材料としては、シール材
１３の金属繊維材と同じものか、又は、これよりもさら
に硬度の柔らかいものが好ましい。

【００２５】また、上記実施形態で示したシール材１３
は、図３に示すように、金属繊維材１３ａの内部に弾性
体１３ｃを包み込んだものであってもよい。この弾性体
１３ｃは、ネオプレーンゴムやシリコーンゴム等の耐熱
性のあるものを用いるのが好ましい。このように弾性体
１３ｃの芯材が用いられると、金属繊維材１３ａだけの
場合よりも弾力性が格段に向上するので、この金属繊維
材１３ａが枠板５やガラス板６に馴染み易くなり、確実
な密着性を得ることができる。しかも、シール材１３の
内部に弾性体１３ｃがあると、金属繊維材１３ａの金属
線の間のわずかな隙間もほとんどなくなるので、封止性
を高めることができる。さらに、この弾性体１３ｃは、
周囲を包んだ金属繊維材１３ａによって紫外線が完全に
遮断されるので、この紫外線による劣化のおそれも生じ
ない。もちろん、このように内部に弾性体１３ｃを包み
込んだ金属繊維材１３ａを上記金属箔１３ｂで覆ったシ
ール材１３を用いることもできる。

【００２６】さらに、上記実施形態では、ガラス板６を
押さえ枠１４で押さえる構造のランプハウス２について
示したが、ガラス板６を枠板５の開口部に嵌め込む構造
は、これに限らず任意である。また、上記実施形態で
は、ランプハウス２の内部を窒素ガスで満たす場合につ
いて説明したが、窒素ガス以外の不活性ガスで満たすも
のであってもよい。さらに、上記実施形態では、無声放
電灯１を用いた放電灯照射装置について説明したが、紫
外線を照射する他の放電灯を用いるものについても同様
に実施可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の放電灯照射装置によれば、シール材として弾力性を有
する金属繊維材を用いるので、紫外線による劣化をなく
し、不活性ガスの漏れを確実に防止することができるよ
うになる。また、この金属繊維材を金属箔で覆ったり、
この金属繊維材の内部に弾性体を包み込むことにより、
シール材の封止効果を高めることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、ラン
プハウスの枠板へのガラス板の嵌め込み部分を示す部分
拡大縦断面正面図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、金属
箔で覆ったシール材の部分拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、内部
に弾性体を包んだシール材の部分拡大断面図である。

【図４】無声放電灯の斜視図である。

【図５】無声放電灯を模式的に示した縦断面側面図と縦
断面正面である。

【図６】従来例を示すものであって、放電灯照射装置の
縦断面正面図である。

【図７】従来例を示すものであって、ランプハウスの枠
板へのガラス板の嵌め込み部分を示す部分拡大縦断面正
面図である。

【符号の説明】

１ 無声放電灯 ２ ランプハウス ５ 枠板 ６ ガラス板 ８ 窒素ガスポート １３ シール材 １３ａ 金属繊維材 １３ｂ 金属箔 １３ｃ 弾性体 １４ 押さえ枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 憲 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 坂元 弘実 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯を収納したランプハウスの開口部
   に透光板が取り付けられた放電灯照射装置において、 透光板とランプハウスの開口部との間に、金属繊維材か
   らなるシール材を介在させたことを特徴とする放電灯照
   射装置。
2. 【請求項２】 前記透光板が合成石英ガラス製のガラス
   板であり、ランプハウスに取り付けられた押さえ枠によ
   って、このガラス板の周縁部がシール材を介しランプハ
   ウスの開口部の周縁部に押圧されたことを特徴とする請
   求項１に記載の放電灯照射装置。
3. 【請求項３】 前記シール材が、金属繊維材を金属箔で
   覆ったものであることを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の放電灯照射装置。
4. 【請求項４】 前記シール材が、金属繊維材の内部に弾
   性体を包み込んだものであることを特徴とする請求項１
   乃至請求項３のいずれかに記載の放電灯照射装置。
5. 【請求項５】 前記放電灯が真空紫外線を放射する無声
   放電灯であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の
   いずれかに記載の放電灯照射装置。