JP2004113984A

JP2004113984A - 紫外線照射装置

Info

Publication number: JP2004113984A
Application number: JP2002283814A
Authority: JP
Inventors: Koji Hosoya; 細谷　浩二; Hiromi Sakamoto; 坂元　弘実
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】ランプハウス２の側壁２ｄをエキシマランプ１よりも下方に突出させて高さ制限部とすることにより、被処理物Ｗがこのエキシマランプ１に衝突したり擦れるのを確実に防止することができる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】被処理物Ｗの搬送路Ｔ上に下面を開口されたランプハウス２が配置されると共に、このランプハウス２内に真空紫外線を放射するエキシマランプ１が、このエキシマランプ１の放電容器１ａと搬送路Ｔ上の被処理物Ｗとの間が１０ｍｍ以下の間隔となるように装着された開放型の紫外線照射装置において、このランプハウス２におけるエキシマランプ１よりも搬送路Ｔの上流側の側壁２ｄの下部を、このエキシマランプ１の放電容器１ａの下面よりも下方に突出させて高さ制限部とした構成とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマランプ等の紫外線ランプから放射される真空紫外線を被処理物に照射する紫外線照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエキシマランプ１は、図４に示すように、合成石英ガラス製の内管と外管を同心状に配置し、これら内外管の間隙にキセノン等の放電用ガスを充填して両端を密閉した二重円筒状の放電容器１ａを用いたものが多かった（例えば、特許文献１参照。）。このエキシマランプ１は、放電容器１ａの内管の内周と外管の外周に電極１ｂ，１ｃを配置し、これらの電極１ｂ，１ｃ間に高周波の高電圧を印加することにより、放電用ガスにエキシマ発光を行わせるようにしたものであり、外管の外周の電極１ｃの網目の隙間から紫外線を円筒状の周囲に放射するようになっている。このようにしてエキシマランプ１から放射される紫外線は、中心波長が１７２ｎｍ（放電用ガスがキセノンの場合であり、以下同じ）の高エネルギーの真空紫外線となるので、主に１８５ｎｍと２５４ｎｍの波長の紫外線を放射する低圧水銀灯を用いる場合よりも効率のよい精密洗浄等を行うことができる。
【０００３】
真空紫外線は、波長が２００ｎｍ以下５０ｎｍ以上の範囲の紫外線をいう。この真空紫外線は、空気中の酸素に吸収されてオゾンを発生させるので、この空気中で、液晶表示装置のガラス基板や半導体ウエハ等の被処理物の表面に照射することにより、発生したオゾンと透過した真空紫外線の相乗効果によって被処理物の表面の有機物等を分解飛散させて洗浄を行うことができる。ただし、この真空紫外線は、酸素に吸収されるために、空気中では直ぐに減衰して短い距離しか到達することができず、しかも、波長が短くなるほど空気中での吸収率が急激に上昇する。即ち、空気中では、例えば波長が１８５ｎｍの場合には、１０ｍｍ程度の距離を進む間に約１０％の真空紫外線が吸収されることになるが、波長が１７２ｎｍの場合には、さらに短い距離で真空紫外線のほとんどが吸収される。
【０００４】
上記のように、波長が１７２ｎｍの高エネルギーの真空紫外線を放射するエキシマランプ１を用いる精密洗浄用の紫外線照射装置は、空気中で搬送される被処理物の上方３〜５ｍｍ以内の極めて短い距離から真空紫外線を照射しなければ、この真空紫外線が被処理物の表面に十分に到達しないことになる。そこで、従来は、図５に示すように、内部を窒素ガスで満たしたランプハウス２内にエキシマランプ１を収納した紫外線照射装置を用いていた。このランプハウス２は、アルミニウム製の筐体の下面に合成石英ガラス製のガラス板２ａを嵌め込んだものであり、この筐体の内部には、複数本のエキシマランプ１が並べて取り付けられると共に、各エキシマランプ１の両側上方に反射板２ｂが配置されている。また、このランプハウス２には、側面に貫通して取り付けられたガスポート２ｃを通して窒素ガス（Ｎ_２）が供給され、この筐体内部を窒素ガスパージするようになっている。被処理物Ｗは、この紫外線照射装置の下方を搬送され、この被処理物Ｗの表面とランプハウス２のガラス板２ａとの間隙ｄ_０が１〜５ｍｍ程度となるようにしている。従って、エキシマランプ１から放射された真空紫外線は、筐体内部を通ってガラス板２ａを透過し、空気中を通って被処理物の表面に照射される。この際、二重円筒状の放電容器１ａから周囲に放射状に放射された真空紫外線は、直接又は反射板２ｂで反射されてガラス板２ａに到達することになり、その放射角度に応じてガラス板２ａに至るまでの距離がそれぞれ異なるようになるが、いずれの場合も窒素ガスパージされた筐体内部を通るので、この間に酸素に吸収されることがなく、距離が長い場合にも大幅に減衰するようなことがなくなる。そして、これにより、ガラス板２ａを透過した真空紫外線は、空気中の１〜５ｍｍ程度の間隙を通って被処理物Ｗの表面にほぼ均等に照射することができるようになる。
【０００５】
上記二重円筒状の放電容器１ａに代えて、方形箱形の放電容器１ａを用いたエキシマランプ１も開発されている（例えば、特許文献２参照。）。図６に薄く細長い方形箱形の放電容器１ａを用いたエキシマランプ１の例を示す。このエキシマランプ１は、放電容器１ａの下面が平坦であるため、この下面を被処理物Ｗの表面の上方に１〜５ｍｍ程度の間隙を開けて配置することにより、周囲を窒素ガス等の不活性ガスでガスパージすることなく直接空気中に配置することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２４３９２０号公報（図４）
【特許文献２】
特開２０００−２６０３９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示すような方形箱形のエキシマランプ１は、被処理物Ｗの搬送路の上方にガラス板２ａ等で保護されることなく、僅かな間隔を開けて直接配置されるので、例えば被処理物Ｗが搬送路上の異物に乗り上げて本来よりも高い位置で搬送されたり、この被処理物Ｗの厚さを薄いものと勘違いすることによりランプハウス２の配置高さを低く設定したりした場合等に、この被処理物Ｗがエキシマランプ１の放電容器１ａに衝突して破損させたり下面に擦れて電極１ｃを剥がすおそれがあるという問題があった。
【０００８】
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、ランプハウスに紫外線ランプよりも低い高さ制限部を設けることにより、被処理物がこの紫外線ランプに衝突したり擦れるのを確実に防止することができる紫外線照射装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の紫外線照射装置は、被処理物の搬送路上に下面を開口されたランプハウスが配置されると共に、このランプハウス内に真空紫外線を放射する紫外線ランプが、この紫外線ランプの放電容器と搬送路上の被処理物との間が１０ｍｍ以下の間隔となるように装着された開放型の紫外線照射装置において、このランプハウスの下部における紫外線ランプよりも搬送路の上流側に、この紫外線ランプの放電容器の下端と面一まで、又は、この下端よりも下方に突出する高さ制限部が形成されたことを特徴とする。
【００１０】
紫外線ランプの放電容器と被処理物との間が１０ｍｍ以下の極めて狭い間隔となる場合、この被処理物は、搬送路との間に異物が挟まったり本来より背の高いものが搬送されたような場合に、紫外線ランプの放電容器の下端と同じか、この下端よりも高い位置を搬送されることが多くなる。しかしながら、請求項１の発明によれば、このように高い位置を被処理物が搬送されて来ると、この紫外線ランプの位置に到達する前にランプハウスの高さ制限部に当たり搬送が阻止されることになるので、この紫外線ランプが破損するのを防止することができるようになる。
【００１１】
なお、高さ制限部は、ランプハウスの最上流側の下部にのみ形成してもよいし、複数の紫外線ランプが装着されている場合には、下流のいずれかの紫外線ランプの直ぐ上流側に形成することもでき、各紫外線ランプの上流側にそれぞれ形成することもできる。
【００１２】
請求項２の紫外線照射装置は、前記紫外線ランプが、搬送路の搬送方向にほぼ直交する水平方向の両端部に装着用の口金が取り付けられたものであり、前記高さ制限部の両端部に、この紫外線ランプの口金の下端と面一まで、又は、この下端よりも下方に突出した両端保護部が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
被処理物が搬送路上の正規の位置を搬送される場合には、紫外線ランプの両端部の口金よりも内側となる真空紫外線の照射位置の下方を通る。ただし、この被処理物が搬送方向に直交する幅方向にずれて搬送された場合には、端部が口金の下方を通ることになる。そして、紫外線ランプの口金は、放電容器の下端よりも下方にはみ出しているので、被処理物がこの放電容器の下端には達しないが僅かに高い位置を搬送された場合には、端部がこの口金に衝突してこの口金やさらには放電容器まで破損するおそれがある。また、被処理物が正規の高さ位置であっても、幅方向にずれて搬送されただけで、放電容器の下端よりも下方に突出する口金に衝突する場合もあり得る。しかしながら、請求項２の発明によれば、被処理物が幅方向にずれて紫外線ランプの口金の下端と同じか、この下端よりも高い位置を搬送されて来ると、この口金の位置に到達する前に両端保護部に当たり搬送が阻止されることになるので、この紫外線ランプが破損するのを防止することができるようになる。この両端保護部は、被処理物がずれて搬送された場合に、口金を確実に保護するには、幅方向の内側に、この口金の内側の端と同じ位置まで、又は、それ以上に張り出させるようにする。
【００１４】
なお、上記紫外線ランプとして、放電用ガスを密封した方形箱形の石英ガラス製の放電容器の対向する両ガラス壁表面にそれぞれ電極を設けたエキシマランプを用いることができる。このように紫外線ランプに平坦な面を有する方形箱形の放電管を用いると、被処理物の平坦な表面の広い範囲にほぼ均等に真空紫外線を照射することができ、この紫外線ランプを空気中に配置した開放型とすることができる。しかも、この紫外線ランプとして、真空紫外線を効率よく放射することができるエキシマランプを用いることができるようになる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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は紫外線照射装置の構造を示す縦断面側面図、図２は紫外線照射装置の構造を示す縦断面背面図、図３は高い位置で搬送された被処理物が側壁に衝突した状態を示す紫外線照射装置の縦断面側面図である。なお、図４〜図６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。
【００１７】
本実施形態は、図６に示したものと同様の方形箱形の放電容器１ａを用いるエキシマランプ１を使用した紫外線照射装置について説明する。このエキシマランプ１の放電容器１ａは、合成石英ガラス製の長い管を横断面が横長の薄い方形となるように成形し、内部にキセノンガスを充填して両端を密閉することにより、薄く細長い方形箱形としたものである。また、この放電容器１ａは、平坦な上下面にそれぞれ金属薄膜をパターン形成することにより電極１ｂ，１ｃを形成している。放電容器１ａの上面の電極１ｂは、この平坦な上面のほぼ全面に形成されているが、下面の電極１ｃは、網目状のパターンに形成され、この網目の隙間から下方に紫外線を照射することができるようになっている。
【００１８】
本実施形態の紫外線照射装置は、図１に示すように、アルミニウム製の筐体からなるランプハウス２内の下部に、上記エキシマランプ１を複数本並べて装着したものであり、被処理物Ｗの搬送路Ｔ上に配置される。この紫外線照射装置は、ランプハウス２内の空気中に各エキシマランプ１を配置する開放型のものである。これらの各エキシマランプ１は、搬送路Ｔ上の被処理物Ｗの表面から間隔ｄ_０だけ上方の位置に放電容器１ａの下面が位置するように装着される。この間隔ｄ_０は、エキシマランプ１が放射する真空紫外線の中心波長が１７２ｎｍである場合には、少なくとも１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下とし、本実施形態では好適な２．５ｍｍ程度としている。ランプハウス２は、下面が開放された筐体であり、被処理物Ｗの搬送路Ｔの上流側（図１の左側）の側壁２ｄの下端が各エキシマランプ１の放電容器１ａの下面よりも差ｄ_１だけ下方に突出している。このため、被処理物Ｗの表面とランプハウス２の上流側の側壁２ｄの下端との間隔ｄ_２は、間隔ｄ_０よりも差ｄ_１分だけ狭くなる。本実施形態では、この差ｄ_１は、０．５ｍｍ程度とし、間隔ｄ_２は、２ｍｍ程度とした。なお、本実施形態では、ランプハウス２における搬送路Ｔの下流側の側壁２ｅも、下端と被処理物Ｗの表面との間が間隔ｄ_２となるようにしている。
【００１９】
上記各エキシマランプ１は、図２に示すように、両端部にセラミックス製の口金３，３が固着され、これらの口金３，３がランプハウス２の取付部２ｆ，２ｆに支持されることにより装着されるようになっている。また、各エキシマランプ１の図６に示した電極１ｂ，１ｃは、図示しない配線を介して口金３，３から引き出され、ランプハウス２の上部に配置された図示しない電源装置に接続されることにより、高周波の高電圧が印加されて放電容器１ａ内の放電用ガスをエキシマ発光させるようになっている。
【００２０】
上記ランプハウス２は、搬送路Ｔの上流側（図２の奥側）の側壁２ｄの両端保護部２ｇ，２ｇが口金３，３の下端よりも僅かに下方となるまで突出すると共に、これらの口金３，３の内側の端よりもさらに５ｍｍ程度内側まで張り出している。本実施形態の場合には、これにより、両端保護部２ｇ，２ｇの下端は、図２に示すように、被処理物Ｗの表面よりも下方に突出することになる。また、これらの両端保護部２ｇ，２ｇの間で本体の側壁２ｄの下端が被処理物Ｗの表面よりも間隔ｄ_２だけ上方となる部分は、この被処理物Ｗの幅よりも十分に広くなっている。従って、両端保護部２ｇ，２ｇの下端が被処理物Ｗの表面よりも下方に突出していても、搬送路Ｔ上を搬送される被処理物Ｗは、これらの両端保護部２ｇ，２ｇの間を通ってランプハウス２の下方に進むことができる。
【００２１】
上記構成の紫外線照射装置によれば、搬送路Ｔ上を被処理物Ｗが正常に搬送されている場合には、図１及び図２に示すように、ランプハウス２の側壁２ｄにおける両端保護部２ｇ，２ｇの間の中央の下方を間隔ｄ_２を開けて通り抜ける。そして、各エキシマランプ１の下方を放電容器１ａの下面との間隔ｄ_０だけ開けて通過することにより適正な精密洗浄を行うことができる。
【００２２】
しかしながら、図３に示すように、例えば被処理物Ｗが搬送路Ｔ上の異物の上に乗り上げる等して、そのままではエキシマランプ１に衝突するような高い位置で搬送されると、ランプハウス２の下方に入り込む前に先端が側壁２ｄの下部に当たって進行を阻止される。そして、予定していたものよりも板厚の厚い被処理物Ｗを誤って搬送路Ｔに通した場合にも、同様に、この被処理物Ｗの先端の上部が側壁２ｄの下部に当たって進行を阻止される。従って、これらの被処理物Ｗがエキシマランプ１に衝突して放電容器１ａを破損したり、この放電容器１ａの下面の電極１ｃを擦って剥がすようなことがなくなる。なお、被処理物Ｗがランプハウス２の側壁２ｄの下端を辛うじて通り抜けた場合には、放電容器１ａの下面との間が間隔ｄ_０よりも狭くはなるが、エキシマランプ１の下方を確実に通り抜けることができるので、放電容器１ａを破損したり電極１ｃを剥がすようなことはなくなる。
【００２３】
しかも、上記実施形態の紫外線照射装置は、被処理物Ｗが搬送路Ｔ上で幅方向にずれて搬送された場合にも、この被処理物Ｗの先端がランプハウス２の端部２ｇの下部に当たって進行を阻止される。従って、この被処理物Ｗがエキシマランプ１の口金３に衝突して、口金３自体やエキシマランプ１を破損したり傷付けるようなことがなくなる。ただし、このエキシマランプ１の口金３，３の下端が搬送路Ｔ上の被処理物Ｗの表面の上方に位置する場合には、両端保護部２ｇ，２ｇの下端も、口金３，３の下端と面一か、この下端より下方でさえあれば、この被処理物Ｗの表面より上方にあってもよい。この場合、ランプハウス２の側壁２ｄの下端は潜り抜け可能であるが、正常時よりは高い位置を被処理物Ｗが搬送されたようなときであって、かつ、この被処理物Ｗが幅方向にもずれて搬送されたようなときに、これらの両端保護部２ｇ，２ｇによってエキシマランプ１の口金３，３等が保護されることになる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、ランプハウス２の上流側の下部に形成する高さ制限部として、側壁２ｄの下部の突出部分を用いる場合を示したが、エキシマランプ１の放電容器１ａの下面と面一か、この下面よりも下方に突出するものであれば、この高さ制限部の構成は任意であり、例えば側壁２ｄの下面から数本の棒が突出していたり、この側壁２ｄの下方に柵状のスカート部が取付られていてもよい。また、この高さ制限部には、被処理物Ｗとの衝突時の衝撃を緩和するために、緩衝材を用いることもできる。さらに、上記実施形態では、この高さ制限部を最上流側に配置されたエキシマランプ１よりも上流側にのみ形成したが、例えば各エキシマランプ１の間等に形成することもできる。即ち、複数のエキシマランプ１を装着した場合、いずれかのエキシマランプ１の上流側でありさえすれば、他のエキシマランプ１の下流側となる位置に高さ制限部が形成されていてもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、方形箱形の放電容器１ａを用いたエキシマランプ１を示したが、このエキシマランプ１を空気中に配置する紫外線照射装置であれば放電容器１ａはどのような形状のものであっても同様に実施可能である。例えば、円筒状であっても極めて小径の管からなる放電容器１ａを用いたエキシマランプ１をできるだけ近接させて多数並べて配置することによりほぼ面光源状に真空紫外線を放射することができるので、窒素ガス等による不活性ガスパージが不要となり開放型の紫外線照射装置とすることができる。
【００２６】
また、上記実施形態では、誘電体バリア放電によるエキシマ発光を利用したエキシマランプ１について示したが、真空紫外線を放射する紫外線ランプであれば、他のエキシマ発光によるものやエキシマ発光以外の例えば低圧水銀灯等の紫外線ランプにも同様に実施可能である。ただし、波長が２００〜５０ｎｍの範囲の真空紫外線であっても、例えば波長１８５ｎｍのように長波長のものは、空気中を１０ｍｍ程度離れてもそれほど減衰しないので、間隔ｄ_０や間隔ｄ_２は、十分に広い間隔とすることができる。
【００２７】
また、上記実施形態では、紫外線ランプが放射する真空紫外線を精密洗浄に用いる場合について示したが、他の用途に用いるものであっても同様に実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の紫外線照射装置によれば、被処理物が高い位置で搬送されると、ランプハウスの高さ制限部によって搬送が阻止されるので、この被処理物がそのまま紫外線ランプに接触して放電容器が破損したり下面の電極が剥がれるのを確実に防止することができるようになる。
【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、紫外線照射装置の構造を示す縦断面側面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、紫外線照射装置の構造を示す縦断面背面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、高い位置で搬送された被処理物が側壁に衝突した状態を示す紫外線照射装置の縦断面側面図である。
【図４】従来例を示すものであって、二重円筒状の放電容器を用いたエキシマランプの斜視図である。
【図５】従来例を示すものであって、二重円筒状のエキシマランプを使用した紫外線照射装置の構造を示す縦断面側面図である。
【図６】方形箱形の放電容器を用いたエキシマランプの斜視図である。
【符号の説明】
１　　エキシマランプ
１ａ　放電容器
１ｂ　電極
１ｃ　電極
２　　ランプハウス
２ｄ　側壁

Claims

被処理物の搬送路上に下面を開口されたランプハウスが配置されると共に、このランプハウス内に真空紫外線を放射する紫外線ランプが、この紫外線ランプの放電容器と搬送路上の被処理物との間が１０ｍｍ以下の間隔となるように装着された開放型の紫外線照射装置において、
このランプハウスの下部における紫外線ランプよりも搬送路の上流側に、この紫外線ランプの放電容器の下端と面一まで、又は、この下端よりも下方に突出する高さ制限部が形成されたことを特徴とする紫外線照射装置。
前記紫外線ランプが、搬送路の搬送方向にほぼ直交する水平方向の両端部に装着用の口金が取り付けられたものであり、前記高さ制限部の両端部に、この紫外線ランプの口金の下端と面一まで、又は、この下端よりも下方に突出した両端保護部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。