JP2010022924A - エキシマランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺の筐体に装備されるランプ支持体の位置を常時一定に保持して、ランプ支持体と被処理物と擦すれず、隔壁の熱変形によるランプ支持体の位置の変動をなくし、かつエキシマランプの周囲から発生するオゾンによる筐体内に搭載される機器の腐食を防止する。
【解決手段】エキシマランプ装置１は、筐体１と、筐体１に支持された懸架体４と、懸架体４に支持されたランプ支持体６と、ランプ支持体６に支持されたエキシマランプ５と、エキシマランプ５と懸架体４との間に設けた隔壁７とを備え、ランプ支持体６は、隔壁７に設けた貫通穴８に遊嵌して懸架体４に支持されていることを特徴とする。また、懸架体４に対するランプ支持体６の上下方向の位置を調整する調整手段を設け、貫通穴８と貫通穴８に遊嵌するランプ支持体６間における気体の通過を防止する遮蔽手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、エキシマランプ装置に係わり、例えば、液晶基盤洗浄用ドライ洗浄装置に適用されるエキシマランプ装置に関する。

従来のエキシマランプ装置は、特許文献１に見られるように、ランプハウスに誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスからなる複数のエキシマランプを並行に配置して収納し、ランプハウスにエキシマ分子から放出される紫外線を取り出すガラス照射窓を設けていた。しかし、近年、被処理物である基板の大型化に伴い、大型のガラス照射窓の製作が困難になったため、特許文献２及び３に見られるように、ガラス照射窓を設けなくなった。その際、エキシマランプを大気中に設置し周囲に窒素を吹きつけて、酸素濃度を低下させて、紫外線を有効利用する技術が用いられるようになった。さらに、基板の長尺化に伴い、エキシマランプも長尺のものが要求されるようになったが、長すぎるためにエキシマランプの設置や取り外しの操作性が悪く、ハンドリング中の破損の危険性もあるため、特許文献４に見られるように、照射エリアを分割するように短いエキシマランプを千鳥状に設置したエキシマランプ装置が考案された。
特許第２８５４２５５号公報 特開２００５−２５９３８０号公報 特開２００５−２２２９０５号公報 特許第３９７２５８６号公報 特開２００３−１５９５７１号公報 特開２００５−１９３０８８号公報

被処理物である基板が大型化し、基板を搬送する搬送機の基板幅が大きくなるに伴って、エキシマランプ装置も長尺化してきている。大型のエキシマランプ装置は自重により撓み易い。加えて、エキシマランプの点灯動作によってランプハウスは熱放射をうけ膨張し垂れ下がる。その撓み量は０．５ｍｍから２ｍｍに至る。一方、エキシマランプ装置は１７２ｎｍの光を放射するものであるが、大気中あるいは処理雰囲気中の酸素により１７２ｎｍの光が吸収されないようにするために、特許文献５にも示されるように、基板までの照射距離を短く設定している。照射距離は１ｍｍから３ｍｍ程度に設定されることが多いが、この距離では、上述のランプハウスの撓み及び熱膨張による垂れ下りによって、ランプハウスの中央部に搭載されるエキシマランプを支持するランプ支持部の位置が下がり、基板に接近、ついには接触して基板表面を損傷してしまう問題がある。また、特許文献６には、エキシマランプからの熱放射を受ける部材を設ける事例が示されているが、この場合、この部材自体が熱的影響を受けて膨張してしまうため、ランプ支持体が下方に下がってしまうおそれがある。一方、その膨張を逃がそうとして部材にランプ支持体を貫通するための開口部を設けるとランプ支持体と開口部との間で摺動するため、その部分からパーティクルが発生し、基板の製造プロセスに重大な悪影響を与える問題がある。

図４は、従来技術に係るエキシマランプ装置１００の構成の一例を示す図であり、図４（ａ）はエキシマランプ装置１００の構成を示す正面断面図、図４（ｂ）はエキシマランプ装置１００の側面断面図である。
これらの図に示すように、エキシマランプ装置１００は、ランプハウス１０１の下部に、エキシマランプ１０２を支持したランプ支持体１０３ａ、１０３ｂが配置されている。一方、ランプハウス１０１の内部には、エキシマランプ１０２を点灯させたり、制御するために必要な昇庄トランス１０４や制御装置１０５が搭載されている。昇圧トランス１０４や制御装置１０５は、エキシマランプ１０２の周囲から発生するオゾンにより電気配線又はプリント基板の腐食を防止するために、ランプハウス１０１上にカバー１０６を設け隔離している。ランプハウス１０１は、通常、固定台１０７上にボルト等で固定され、また、エキシマランプ１０２の近傍には周囲の大気を窒素で置換するための窒素導入管１０９が設けられており、大凡数十から数百リットル毎分の窒素が吹き付けられている。また、エキシマランプ１０２から放射される紫外線を遮光すると共に、窒素導入管１０９から導入される窒素が筐体１０１の下方から流出することを抑制する壁１０８が設けられている。基板１１０がエキシマランプ装置１００の下をローラ１１１に搬送されて通過すると、ランプハウス１０１の下部は、擬似的に基板１１０によって蓋をされたようになり、窒素が吹き付けられることにより、エキシマランプ１０２周囲の酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下すると、１７２ｎｍの光は酸素による吸収が少なくなって、基板１１０に有効に１７２ｎｍの光を照射することができる。

このようなランプハウス１０１が、例えば、基板幅が２２００ｍｍの場合には、ランプ点灯前のランプハウス１０１の撓みは、０．５ｍｍ程度ある。これは昇圧トランス１０４や制御装置１０５等の内部搭載機器を含めたランプハウス１０１の自重による撓みである。長尺のランプハウス１０１に搭載される複数のエキシマランプ１０２は、ランプハウス１０１の中央部で分割され、複数本のエキシマランプ１０２で基板幅を照射するように設置する場合には、エキシマランプ１０２は、ランプハウス１０１の中央部に設置されるランプ支持体１０３ａに固定される。

ランプハウス１０１が自重により垂れ下がると、ランプ支持体１０３ａの位置が下がって、基板１１０に接近し、接触するおそれがある。さらに、エキシマランプ１０２が点灯した場合には、エキシマランプ１０２は１７２ｎｍの光を放射すると共に発熱し約２００℃に達する。エキシマランプ１０２からの熱放射を受けて、ランプハウス１０１は８０〜１２０℃に達する。ランプハウス１０１は両端が固定台１０７に固定されているために、熱膨張の逃げ場がなくなり、下側へ下がる。この下がり量、即ち、膨張量は、エキシマランプ１０２のランプ出力や点滅点灯サイクル等によって温度が変わり変化する。ランプハウス１０１の温度が不変であれば、ランプ支持体１０３ａの位置は、ランプハウス１０１の垂れ下がりを考慮した設計をすれば、基板１１０との接触は回避できるが、エキシマランプ装置１００の点灯出力や点滅方法が変わる場合には、その垂れ下がり量をランプ支持体１０３ａの形状で設計することはできない。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、長尺の筐体に装備されるランプ支持体の位置を常時一定に保持して、ランプ支持体（又はエキシマランプ）が被処理物と擦すれないようにすると共に、隔壁の熱変形によるランプ支持体の位置の変動をなくしたエキシマランプ装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、エキシマランプの周囲から発生するオゾンによる筐体内に搭載される機器の腐食を防止したエキシマランプ装置を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、筐体と、該筐体に支持された懸架体と、該懸架体に支持されたランプ支持体と、該ランプ支持体に支持されたエキシマランプと、前記エキシマランプと前記懸架体との間に設けた隔壁とを備え、前記ランプ支持体は、前記隔壁に設けた貫通穴に遊嵌して前記懸架体に支持されていることを特徴とするエキシマランプ装置である。
第２の手段は、第１の手段において、前記懸架体に対する前記ランプ支持体の上下方向の位置を調整する調整手段を設けたことを特徴とするエキシマランプ装置である。
第３の手段は、第１の手段又は第２の手段において、前記貫通穴と該貫通穴に遊嵌するランプ支持体間における気体の通過を防止する遮蔽手段を設けたことを特徴とするエキシマランプ装置である。
第４の手段は、第３の手段において、前記遮蔽手段は、前記貫通穴周辺とランプ支持体間に設けられたベローズであることを特徴とするエキシマランプ装置である。

請求項１に記載の発明によれば、長尺の筐体に装備されるランプ支持体の位置を常時一定に保持して、ランプ支持体が被処理物と擦すれないようにすることができると共に、隔壁の熱変形によるランプ支持体の位置の変動をなくすことができる。
請求項２に記載の発明によれば、ランプ支持体の上下方向の位置を調整することができる。
請求項３及び請求項４に記載の発明によれば、エキシマランプの周囲から発生するオゾンによる筐体内に搭載される機器の腐食を防止することができる。

本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るエキシマランプ装置１の構成を示す図であり、図１（ａ）は、エキシマランプ装置１の構成を示す正面断面図、図１（ｂ）はエキシマランプ装置１の側面断面図である。
これらの図に示すように、筐体２は、固定台３に載置される固定板２１、固定板２１間に配置される側板２２、及び固定板２１及び側板２２上を遮蔽する遮蔽板２３とから構成される。筐体２内には固定板２１間に懸架体４が固定されており、懸架体４には、筐体２の略中央部においてランプ支持体６が支持されている。ランプ支持体６は、懸架体４に一端側が支持され他端側がランプ支持部材６２ａを支持する支持柱６１と、エキシマランプ５を支持するランプ支持部材６２ａとから構成されている。さらに、エキシマランプ５と懸架体４との間には筐体１の下部を塞ぐように隔壁７が設けられており、ランプ支持体６の支持柱６１が、隔壁７に設けられた貫通穴８に遊嵌した状態で懸架体４に支持されている。つまり、貫通穴８は、支持柱６１の外径より大径であるので、貫通穴８と支持柱６１とは遊嵌した状態となる。隔壁７上には、エキシマランプ５を点灯するために必要な昇圧トランス９１や制御装置９２等の電気機器９が搭載されている。また、隔壁７の下には、エキシマランプ５とエキシマランプ５を支持するランプ支持部材６２ａ、６２ｂが配置されており、懸架体４から支持柱６１及びランプ支持部材６２ａを介してエキシマランプ５が吊り下げられている。また、エキシマランプ５の近傍には周囲の大気を窒素で置換するための窒素導入管１３が設けられており、大凡数十から数百リットル毎分の窒素が吹き付けられている。また、エキシマランプ５から放射される紫外線を遮光すると共に、窒素導入管１３から導入される窒素が筐体２の下方から流出することを抑制する壁１０が設けられている。

エキシマランプ装置１をこのように構成することにより、長尺の筐体２であっても、筐体２の自重及び内部搭載機器の重量によって隔壁７が撓んでも、ランプ支持体６は、懸架体４によって、位置が決められているので、基板１１との距離が変わることはない。また、エキシマランプ５が点灯して隔壁７が熱放射を受けると、隔壁７が熱膨張して垂れ下がる。しかし、その熱膨張量がいくらであっても、隔壁７に遮られて懸架体４は熱放射を受けず、また、懸架体４は、筐体２の固定台３に載置された固定板２１に懸架されているので、ランプ点灯によって懸架体４の位置が変わることも無い。そのため、懸架体４に支持されたランプ支持体６も位置が変わることがないので、エキシマランプ５の点灯動作によって、ランプ支持体６がローラ１２によって搬送される基板１１に接触して損傷するような問題は無くなる。また、ランプ支持体６は、隔壁７に設けた貫通穴８に遊嵌した状態で懸架体４に支持されているので、ランプ支持体６が貫通穴８と摺動することがないので、摺動による粉塵の発生を防止することができる。また、筐体２は遮蔽板２３によって遮蔽されているので、エキシマランプ５の周囲から発生するオゾンにより電気機器９の電気配線又はプリント基板の腐食を防止することができる。

本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。
図２は、本実施形態の発明に係るエキシマランプ装置１の構成を示す図であり、図２（ａ）は、エキシマランプ装置１の構成を示す正面断面図、図２（ｂ）はエキシマランプ装置１の側面断面図である。
同図に示すように、ランプ支持体６の支持柱６１を、懸架体４に対する上下方向の位置調整するために、ストッパーネジ１４１と懸架体４にストッパーネジ１４１を貫通するための貫通孔１４２とからなる調整手段１４を設ける。なお、その他の構成は、図１（ａ）、（ｂ）に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
エキシマランプ装置１をこのように構成することにより、懸架体４自体もその自重とランプ支持体６の重量がかかるので僅かに撓む。ランプ支持体６の位置を所定の位置にセットした後に、ストッパーネジ１４１を締め付けて固定することにより、懸架体４の僅かな撓みも矯正することができる。

次に、本発明の第３の実施形態を図３を用いて説明する。
図３は、本実施形態の発明に係るエキシマランプ装置１の構成を示す図であり、図３（ａ）は、エキシマランプ装置１の構成を示す正面断面図、図３（ｂ）はエキシマランプ装置１の側面断面図である。
同図に示すように、支持体６は貫通穴８に遊嵌しているので隙間からオゾンが流入するおそれがあるので、貫通穴８と貫通穴８に遊嵌するランプ支持体６との間における気体の通過を防止する遮蔽手段１５を設ける。遮蔽手段１５としては、耐紫外線性と耐オゾン性を有する、金属ベローズやテフロン（登録商標）ベローズが用いられる。なお、その他の構成は、図１（ａ）、（ｂ）に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
エキシマランプ装置１をこのように構成することにより、エキシマランプ５の周囲で発生したオゾンが筐体２内に進入することが無く、しかもベローズ１５による懸架体４への荷重も無いので、ランプ支持体６の位置を保持する機能を保持したままオゾンの進入を防止することができる。オゾンが入ってこないので筐体１内部に搭載されている電気機器への腐食がなく、信頼性が高いエキシマランプ装置１を実現することができる。

第１の実施形態の発明に係るエキシマランプ装置１の構成を示す図である。 第２の実施形態の発明に係るエキシマランプ装置１の構成を示す図である。 第３の実施形態の発明に係るエキシマランプ装置１の構成を示す図である。 従来技術に係るエキシマランプ装置１００の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ エキシマランプ装置
２ 筐体
２１ 固定板
２２ 側板
２３ 遮蔽板
３ 固定台
４ 懸架体
５ エキシマランプ
６ ランプ支持体
６１ 支持柱
６２ａ ランプ支持部材
６２ｂ ランプ支持部材
７ 隔壁
８ 貫通穴
９ 電気機器
９１ 昇圧トランス
９２ 制御装置
１０ 壁
１１ 基板
１２ ローラ
１３ 窒素導入管
１４ 調整手段
１４１ ストッパーネジ
１４２ 貫通孔
１５ 遮蔽手段

Claims (4)

1. 筐体と、該筐体に支持された懸架体と、該懸架体に支持されたランプ支持体と、該ランプ支持体に支持されたエキシマランプと、前記エキシマランプと前記懸架体との間に設けた隔壁とを備え、前記ランプ支持体は、前記隔壁に設けた貫通穴に遊嵌して前記懸架体に支持されていることを特徴とするエキシマランプ装置。
2. 前記懸架体に対する前記ランプ支持体の上下方向の位置を調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ装置。
3. 前記貫通穴と該貫通穴に遊嵌するランプ支持体間における気体の通過を防止する遮蔽手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエキシマランプ装置。
4. 前記遮蔽手段は、前記貫通穴周辺とランプ支持体間に設けられたベローズであることを特徴とする請求項３に記載のエキシマランプ装置。