JP2008073671A

JP2008073671A - Apparatus for radiating ultraviolet rays

Info

Publication number: JP2008073671A
Application number: JP2006259490A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kato; 剛雄加藤; Toshiya Suzuki; 俊也鈴木; Akihiko Tauchi; 亮彦田内
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cut a light having an unnecessary wave length from lights emitted by an apparatus for radiating ultraviolet rays, and to irradiate an object with only effective light. <P>SOLUTION: The apparatus comprises a lamp 1 for emitting the ultraviolet rays to irradiate, a reflector 2 for reflecting to direct the ultraviolet rays emitted by the lamp 1 to a predetermined direction, a filter 3 for cutting the light having the unnecessary wave length in the light emitted by the lamp 1, and an object 4 to be irradiated with a light transmitted through the filter 3. Only a light having a required wavelength is radiated to the object 4 by radiating the ultraviolet rays with the lamp 1, and by cutting the light having a wavelength not greater than the required wavelength with the filter 3 composed by an absorption type filter without showing angular dependency of incident light. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光に用いられる紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus used for exposure.

従来において、紫外線を照射する紫外線照射装置を応用した様々な装置が実用化されている。たとえば、紫外線を照射した対象物の洗浄を行うための光洗浄装置が知られている。 Conventionally, various apparatuses using an ultraviolet irradiation apparatus for irradiating ultraviolet rays have been put into practical use. For example, an optical cleaning device for cleaning an object irradiated with ultraviolet rays is known.

この光洗浄装置は光源として紫外線ランプを備え、波長が３００ｎｍ以下の光のみを透過するフィルタを備えている。このフィルタを備えることで低圧水銀ランプなどの紫外線ランプから照射される３００ｎｍ以上の不要な波長の光を遮断し、光洗浄に有効な１８５ｎｍと２５４ｎｍの光を対象物へ効率よく照射している（特許文献１参照）。
特開平１１−１０１０１号公報 This optical cleaning device includes an ultraviolet lamp as a light source, and includes a filter that transmits only light having a wavelength of 300 nm or less. By providing this filter, light with an unnecessary wavelength of 300 nm or more emitted from an ultraviolet lamp such as a low-pressure mercury lamp is blocked, and the object is efficiently irradiated with light of 185 nm and 254 nm effective for light cleaning ( Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-10101

ところが、従来の紫外線照射装置においては、短波長カットフィルタとして、ガラス基材に多層膜を蒸着したフィルタが使用されていた。多層膜フィルタは特定の入射角度（例えば０°）を想定して膜設計してあり、反射により波長カットを行うものである。このため、この多層膜フィルタには角度依存性があり、例えば０°入射を想定して膜設計を行ったフィルタを使用した場合、このフィルタに角度をもって光が入射したときの透過スペクトルは短波長側にシフトしてしまう。そのため、所望の波長以下の光も透過してしまい、紫外線照射の対象物に不要な波長の光が照射されてしまう可能性があった。 However, in the conventional ultraviolet irradiation device, a filter in which a multilayer film is deposited on a glass substrate is used as a short wavelength cut filter. The multilayer filter is designed for a specific incident angle (for example, 0 °) and cuts the wavelength by reflection. For this reason, this multilayer filter has an angle dependency. For example, when a filter designed with an assumption of 0 ° incidence is used, the transmission spectrum when light enters the filter with an angle is a short wavelength. Will shift to the side. For this reason, light having a wavelength less than a desired wavelength is transmitted, and there is a possibility that an object to be irradiated with ultraviolet light is irradiated with light having an unnecessary wavelength.

本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、紫外線照射装置にて発生した光から不要な波長の光を遮断し、有効な光のみを対象物に照射することにある。 An object of the present invention is made in view of the above, and is to block light having an unnecessary wavelength from light generated by an ultraviolet irradiation device and irradiate an object with only effective light.

本発明に係る紫外線照射装置は、希ガスと水銀とハロゲン金属がガラス管内に封入され、前記ガラス管内の放電空間に配置された電極と、該電極に接続されて点灯に必要な電力を供給するための電源と、前記点灯における光について特定の波長域のみを透過させるためのフィルタと、を備えた紫外線照射装置において、前記フィルタは吸収型フィルタであることを特徴としている。 In the ultraviolet irradiation apparatus according to the present invention, a rare gas, mercury, and a halogen metal are enclosed in a glass tube, and an electrode disposed in a discharge space in the glass tube and an electric power necessary for lighting are connected to the electrode. In the ultraviolet irradiation device comprising a power supply for transmitting and a filter for transmitting only a specific wavelength range of the light in the lighting, the filter is an absorption filter.

また、請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記吸収型フィルタは、吸収ガラスにより構成されている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the absorption filter is made of absorption glass.

また、請求項３に記載の本発明は、請求項１または２において、前記吸収型フィルタは、波長傾斜幅の波長の間隔が２５ｎｍ以下である。 Further, in the present invention described in claim 3 according to claim 1 or 2, in the absorption filter, the wavelength interval of the wavelength inclination width is 25 nm or less.

また、請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記光は反射型フィルタを透過した後に前記吸収型フィルタに入射する。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the light is incident on the absorption filter after passing through the reflective filter.

また、請求項５に記載の本発明は、請求項４において、前記反射型フィルタは、前記吸収型フィルタの表面に蒸着されて形成されている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the reflective filter is formed by vapor deposition on a surface of the absorption filter.

また、請求項６に記載の本発明は、請求項４または５において、前記反射型フィルタは、カット波長領域が前記吸収型フィルタのカット波長領域よりも短波長である。 Moreover, the present invention according to claim 6 is the reflection filter according to claim 4 or 5, wherein the cut wavelength region of the reflection filter is shorter than the cut wavelength region of the absorption filter.

本発明によれば、紫外線照射装置にて発生した光から不要な波長の光を遮断し、有効な光のみを対象物に照射することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light of an unnecessary wavelength can be interrupted | blocked from the light which generate | occur | produced with the ultraviolet irradiation device, and only an effective light can be irradiated to a target object.

図１は、紫外線照射装置の実施の形態を説明するための構成図を示している。この図１に示された紫外線照射装置は、紫外線を発光して照射するためのランプ１と、ランプ１より発光した紫外線を反射して所定の方向へ向けるためのリフレクタ２と、ランプ１で発光した光のうち不要な波長の光を遮断するためのフィルタ３と、フィルタ３を透過した紫外線が照射される対象物４と、が示されている。 FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of an ultraviolet irradiation device. The ultraviolet irradiation device shown in FIG. 1 is a lamp 1 for emitting and radiating ultraviolet rays, a reflector 2 for reflecting ultraviolet rays emitted from the lamp 1 and directing it in a predetermined direction, and light emitted by the lamp 1. The filter 3 for blocking the light of an unnecessary wavelength among the performed light and the target object 4 irradiated with the ultraviolet rays transmitted through the filter 3 are shown.

ランプ１は、両端が封止された透明のガラス管の中に希ガスと水銀およびハロゲン金属が封入されている。ガラス管の封止された端部には図示しないリード線が備わり、このリード線を介してランプ１が点灯して紫外線を発光するための電源が外部より供給される。 In the lamp 1, a rare gas, mercury, and a halogen metal are sealed in a transparent glass tube sealed at both ends. A lead wire (not shown) is provided at the sealed end portion of the glass tube, and power is supplied from the outside for lighting the lamp 1 and emitting ultraviolet rays via the lead wire.

そして、この図１の構成において、ランプ１より紫外線が照射され、フィルタ３により所望の波長以下の光が吸収されて遮断され、所望とする波長の光のみが対象物４に照射される。このフィルタ３は従来使用されている多層膜（反射型）フィルタではなく吸収型フィルタにより構成されている。この吸収型フィルタは入射する光の角度に依存性が無く、所望の波長以下の光を角度依存性を示さずに有効に内部に吸収することにより遮断している。 In the configuration of FIG. 1, ultraviolet light is irradiated from the lamp 1, light having a desired wavelength or less is absorbed and blocked by the filter 3, and only the light having the desired wavelength is irradiated to the object 4. This filter 3 is constituted by an absorptive filter rather than a conventionally used multilayer (reflective) filter. This absorption filter has no dependency on the angle of incident light, and blocks light by effectively absorbing the light having a wavelength less than or equal to a desired wavelength inside without showing the angle dependency.

なお、図１中の（ニ）〜（ト）はランプ１より照射される光のフィルタ３に対する入射角度を示しており、（ニ）は０°、（ホ）は１０°、（ヘ）は２０°、（ト）は３０°を示している。 In FIG. 1, (d) to (g) indicate the incident angles of the light irradiated from the lamp 1 with respect to the filter 3. (d) is 0 °, (e) is 10 °, (f) is 20 ° and (g) indicate 30 °.

図２は、フィルタ３が有するフィルタ特性の一例を示している。フィルタ３は吸収型フィルタであるので、図２中の（イ）の特性を示す。すなわち、光の入射角度が透過率に依存しないので、光（紫外線）の入射角度に関係なく（イ）に示す特性を有する。所望の波長以下の波長領域は良好に遮断され、必要な波長領域が（イ）に示すように透過されている。 FIG. 2 shows an example of filter characteristics of the filter 3. Since the filter 3 is an absorptive filter, the characteristic (A) in FIG. 2 is shown. That is, since the incident angle of light does not depend on the transmittance, it has the characteristics shown in (a) regardless of the incident angle of light (ultraviolet rays). The wavelength region below the desired wavelength is well blocked, and the necessary wavelength region is transmitted as shown in FIG.

なお、このフィルタ３の透過特性としては、たとえば波長傾斜幅（透過率が５％と７２％の間の幅）の波長の間隔が２５ｎｍ以下を吸収する特性とすればより好ましく、対象物４に不要な波長の光が照射されることを防止できる。さらに、より具体的には光の波長が３２０ｎｍ以下のである帯域の光が透過率０％になるようにフィルタ３の透過特性を設定することが好ましい。 As the transmission characteristics of the filter 3, it is more preferable that the wavelength interval of the wavelength inclination width (the transmittance is a width between 5% and 72%) is absorbed to 25 nm or less. Irradiation with light having an unnecessary wavelength can be prevented. More specifically, it is preferable to set the transmission characteristics of the filter 3 so that light in a band where the wavelength of light is 320 nm or less has a transmittance of 0%.

また、フィルタ３を構成する吸収型フィルタは一般に知られている吸収ガラスを適用してもよく、その組成の一例としては、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、Ｃｓ₂Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＰｂＯ、ＺｒＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₃及びＧｄ₂Ｏ₃の中から選択されて、特定の割合で組合せたものでもよい。 Further, the absorption filter constituting the filter 3 may be applied to absorbing glass which is generally known, as an example of the _{_{_{composition, SiO 2, B 2 O 3}}} , P 2 O 5, Al 2 O 3, Li ₂ O, Na ₂ O, K ₂ O, Rb ₂ O, Cs ₂ O, MgO, CaO, ZnO, BaO, SrO, PbO, ZrO ₂ , La ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , Ta ₂ O ₃ and It may be selected from Gd ₂ O ₃ and combined at a specific ratio.

図３は、図１に示した実施の形態の変形例を説明するための構成図を示している。この図３には、図１に示した紫外線照射装置と同様にランプ１と、リフレクタ２と、を備え、対象物４へ紫外線を照射することができる。そして、図１に示した構成と異なる部分は、フィルタ３以外にフィルタ７を備えている構成である。 FIG. 3 is a block diagram for explaining a modification of the embodiment shown in FIG. 3 includes the lamp 1 and the reflector 2 similarly to the ultraviolet irradiation device shown in FIG. 1, and can irradiate the object 4 with ultraviolet rays. 1 is different from the configuration shown in FIG. 1 in that a filter 7 is provided in addition to the filter 3.

このフィルタ７はフィルタ３とランプ１との間に配置されており、フィルタ７は多層膜（反射型）フィルタである。ランプ１からの光はフィルタ７により所望の波長以下の光を遮断する。ただし、反射型フィルタの透過特性として図６に示すように角度依存性を有していることから、入射角が０°（図１、図６中の(ニ））付近の光については良好に不要な波長を遮断するものの、入射角が１０°（図１、図６中の（ホ））、２０°（図１、図６中の（ヘ））、３０°（図１、図６中の（ト））へと大きくなるにつれて不要な波長の光が透過してしまう。この透過してくる不要な波長の光はフィルタ３により吸収され、対象物４へ照射されることはない。 The filter 7 is disposed between the filter 3 and the lamp 1, and the filter 7 is a multilayer film (reflection type) filter. The light from the lamp 1 is blocked by the filter 7 from light having a desired wavelength or less. However, since the transmission characteristic of the reflection type filter has an angle dependency as shown in FIG. 6, the light having an incident angle near 0 ° ((D) in FIGS. 1 and 6) is excellent. Although an unnecessary wavelength is cut off, the incident angle is 10 ° ((e) in FIGS. 1 and 6), 20 ° ((f) in FIGS. 1 and 6), and 30 ° (in FIGS. 1 and 6). (G), the light of an unnecessary wavelength will permeate | transmit. The transmitted light having an unnecessary wavelength is absorbed by the filter 3 and is not irradiated to the object 4.

すなわち、図５に示すように、反射型フィルタであるフィルタ７の透過特性（ロ）により、その角度依存性を原因として短い波長の光が透過した部分（ハ）は、吸収型フィルタであるフィルタ３の透過特性（イ）により有効に遮断される。なお、フィルタ７により反射されて遮断される光は、フィルタ３により吸収されて遮断される波長領域よりも短波長側になるように設定されている。 That is, as shown in FIG. 5, due to the transmission characteristic (b) of the filter 7 which is a reflection type filter, the portion (c) where light having a short wavelength is transmitted due to its angular dependence is a filter which is an absorption type filter. 3 is effectively blocked by the transmission characteristic (a). The light that is reflected and blocked by the filter 7 is set to be shorter than the wavelength region that is absorbed and blocked by the filter 3.

こうした構成により、フィルタ３は全ての波長の光（紫外線）がランプ１から照射されることがないので、フィルタ３を構成する吸収型フィルタに生じやすいソラリゼーション（透過特性の劣化）の発生を防止することができる。 With such a configuration, the filter 3 is not irradiated with light of all wavelengths (ultraviolet rays) from the lamp 1, so that the occurrence of solarization (deterioration of transmission characteristics) that is likely to occur in the absorption filter constituting the filter 3 is prevented. be able to.

なお、ソラリゼーションについては、図７に示すようにフィルタの透過率が時間経過とともに劣化する現象として現れる。図７においては、吸収型フィルタ（吸収ガラスフィルタ）の特性（Ｂ）で示されており、当初の透過率が約９５％程度であったものが時間経過と共に劣化して５００時間経過付近では約７５％程度にまで劣化する。これに対して、反射型フィルタ（多層膜フィルタ）をランプ１と吸収型フィルタの間に配置した場合は、特性（Ａ）で示すように経時的な劣化は少なくなる。当初の透過率が９５％程度であったものは、５００時間経過付近では約９０％程度の劣化で済み、その後の劣化の進行もほとんど検知し得ない。また、フィルタ７は反射型フィルタであるので自身におけるソラリゼーションの発生は無視し得るレベルである。 Note that solarization appears as a phenomenon in which the transmittance of the filter deteriorates with time as shown in FIG. In FIG. 7, it is shown by the characteristic (B) of the absorption type filter (absorption glass filter), and the original transmittance of about 95% deteriorates with the passage of time and is about 500 hours later. Deteriorates to about 75%. On the other hand, when a reflective filter (multilayer filter) is disposed between the lamp 1 and the absorption filter, deterioration with time is reduced as shown by the characteristic (A). In the case where the initial transmittance was about 95%, the deterioration was about 90% in the vicinity of 500 hours, and the progress of the subsequent deterioration could hardly be detected. Further, since the filter 7 is a reflection type filter, the occurrence of solarization in itself is a negligible level.

このように、反射型フィルタのフィルタ７と、吸収型フィルタのフィルタ３と、を組み合わせることにより、入射する光の角度に依存することなく全ての入射角度の光のうち不要な波長の光を遮断することができ、同時にソラリゼーションの発生も防止することができる。 Thus, by combining the filter 7 of the reflection type filter and the filter 3 of the absorption type filter, light having an unnecessary wavelength is blocked out of light of all incident angles without depending on the angle of incident light. At the same time, solarization can be prevented.

なお、フィルタ７とフィルタ３は図３においては別体に示されているが、図４に示すように両者を一体に構成してもよい。この場合、たとえばフィルタ３の片面にフィルタ７を蒸着などの方法により密着して構成することもできる。 In addition, although the filter 7 and the filter 3 are shown separately in FIG. 3, as shown in FIG. 4, you may comprise both integrally. In this case, for example, the filter 7 can be formed in close contact with one side of the filter 3 by a method such as vapor deposition.

以上説明した実施の形態によれば、紫外線照射装置にて発生した光から不要な波長の光を遮断し、有効な光のみを対象物に照射することができる。 According to the embodiment described above, it is possible to block light having an unnecessary wavelength from the light generated by the ultraviolet irradiation device and to irradiate the object only with effective light.

紫外線照射装置の実施の形態を説明するための構成図を示す。The block diagram for demonstrating embodiment of an ultraviolet irradiation device is shown. 実施の形態に係る、フィルタ特性の一例を示す。An example of the filter characteristic based on Embodiment is shown. 図１に示した実施の形態の変形例を説明するための構成図を示す。The block diagram for demonstrating the modification of embodiment shown in FIG. 実施の形態に係る、反射型フィルタと吸収型フィルタの構成例を示す。The structural example of the reflection type filter and absorption type filter based on Embodiment is shown. 実施の形態に係る、フィルタの透過特性を示す。The transmission characteristic of the filter based on Embodiment is shown. 実施の形態に係る、反射型フィルタの透過特性を示す。The transmission characteristic of the reflection type filter based on Embodiment is shown. 実施の形態に係る、フィルタの透過率の経時的変化の一例を示す。An example of the temporal change of the transmittance of the filter according to the embodiment is shown.

Explanation of symbols

１…ランプ
２…リフレクタ
３…フィルタ（吸収型フィルタ）
４…対象物
７…フィルタ（反射型フィルタ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lamp 2 ... Reflector 3 ... Filter (absorption type filter)
4 ... object 7 ... filter (reflective filter)

Claims

A rare gas, mercury, and a halogen metal are enclosed in a glass tube, an electrode disposed in a discharge space in the glass tube, a power source connected to the electrode to supply power necessary for lighting, and light in the lighting In the ultraviolet irradiation device provided with a filter for transmitting only a specific wavelength range,
The ultraviolet irradiation apparatus, wherein the filter is an absorption filter.

The absorption filter is
The ultraviolet irradiation device according to claim 1, wherein the ultraviolet irradiation device is made of absorption glass.

The absorption filter is
The ultraviolet irradiation device according to claim 1 or 2, wherein the wavelength interval of the wavelength inclination width is 25 nm or less.

The ultraviolet light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the light is incident on the absorption filter after passing through a reflective filter.

The reflective filter is
The ultraviolet irradiation device according to claim 4, wherein the ultraviolet irradiation device is formed by vapor deposition on a surface of the absorption filter.

The reflective filter is
6. The ultraviolet irradiation apparatus according to claim 4, wherein the cut wavelength region is shorter than the cut wavelength region of the absorption filter.