JP2011112463A - エキシマランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エキシマランプと、該エキシマランプから放射光を測定する光センサーとを有するエキシマランプ装置において、光センサーの移動機構を設けることなく構造を簡略なものとして、パーティクルの発生を防止すると共に、経時的に安定した放射光の測定ができるようにした構造を提供しようとするものである。
【解決手段】前記光センサーが、光モニター部と、該光モニター部にエキシマランプからの放射光を導く導光管とからなり、該導光管の内壁には周方向の溝が形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、紫外線照射処理に使用されるエキシマランプ装置に関するものであり、特に、エキシマランプからの放射光を測定する光センサーを備えてなるエキシマランプ装置に係るものである。

近年、例えば、液晶表示パネルのガラス基板の紫外線照射による洗浄工程等においては、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を放射するエキシマランプを備えたエキシマランプ装置が使用されている。このようなエキシマランプ装置においては、真空紫外光が空気中で減衰するため、筐体の開口部となる、半導体基板や液晶基板等のワークである被照射物とエキシマランプとの間には、石英ガラスからなる窓材を設け、窓材を通して真空紫外光を被照射物に照射していた。しかしながら、石英ガラスからなる窓材は高価であるため、特許文献１に示すように、石英ガラスからなる窓材を取り除き、被照射物とエキシマランプとを近接させた構造が採用されている。

このようなエキシマランプ装置においては、そのエキシマランプは、使用時間の経過に伴う劣化によって、照射する真空紫外光の強度が徐々に低下していく。その結果、照射する真空紫外光の強度が低下するに伴って、必然的に被照射物の表面を洗浄する能力も低下していく。
そのため、エキシマランプからの放射光の強度を随時測定して、その強度が所定値以上に低下しないように、ランプ入力をフィードバック制御したり、あるいは、放射強度が所定値以上に出力できなくなった場合には、エキシマランプを交換したりする必要がある。

特許文献１（特開２００４−９７９８６号公報）に記載のエキシマランプ装置には、エキシマランプからの真空紫外光からの強度を検知する光センサーを設けることが記載されている。この光センサーは、例えば、１７２ｎｍの紫外線を蛍光体で可視光に変換し、可視光をフォトダイオードで検知して電気信号に変換して出力を得ている。

図６は、特許文献１に記載されている、エキシマランプ装置２０の構成を示す断面図である。
図６に示すように、筐体２１内に配置されたエキシマランプ２２は、扁平四角形状の放電容器２３を備え、その放電容器２３の上下両面には長手方向に沿って延びるように外部電極２４、２５が設けられている。
放電容器２３の上面に設けられた一方の外部電極２４は板状に構成され、下面に設けられた他方の外部電極２５は網状に構成されている。また、前記上面の板状外部電極２４は、放射光取出し用の開口部２４ａが形成されていて、その上方には光センサー２６が対向配置されている。

前記光センサー２６は筒状本体２７に設けられた光モニター部２８を有していて、前記エキシマランプ２２の上部外部電極２４の開口部２４ａに対向配置されている。前記光モニター部２８は、エキシマランプ２２から放射される真空紫外光を可視光に変換する蛍光体と、該蛍光体により変換された可視光を検知するフォトダイオードからなる受光素子とからなっている。
上記光センサー２６は、エアシリンダ３０に連結され、エキシマランプ２２に対して上下動可能に支持されている。
なお、Ｗは、エキシマランプ２２の下方に配置された被処理物である。

しかして、該光センサー２６は、エキシマランプ２２からの放射光を測定する際には、エアシリンダ３０によって下方、即ち、エキシマランプ２２の方向に移動して、該エキシマランプ２２に近接し、この状態で上部外部電極２４の開口部２４ａを通過してくる放射光を測定する。
そして、測定が終了した後には、光センサー２６は上方の待機位置に引き上げられるものである。

上記従来技術においては、光センサー２６をエアシリンダ３０により上下動する構成であるため、その機構が大掛かりになり、かつ、駆動機構を有するためにパーティクルが発生しやすく、被処理物に対して悪影響を及ぼすという問題があった。

特開２００４−９７９８６号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、エキシマランプと、該エキシマランプから放射光を測定する光センサーとを有するエキシマランプ装置において、光センサーの移動機構を設けることなく構造を簡略なものとして、パーティクルの発生を防止するとともに、経時的に安定した放射光の測定ができるようにした構造を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、この発明に係る光センサーを有するエキシマランプ装置は、前記光センサーが、光モニター部と、該光モニター部にエキシマランプからの放射光を導く導光管からなり、該導光管の内壁には周方向の溝が形成されていることを特徴とする。

また、前記導光管の溝の表面は梨地処理がなされていることを特徴とし、更には該梨地処理がショットブラスト加工処理であることを特徴とする。

本発明によれば、光センサーにおける光モニター部にエキシマランプからの放射光を導く導光管を設けたので、光センサーを移動させる移動機構が不要となる。
しかも、該導光管の内壁に周方向の溝を形成する構成としたことにより、エキシマランプから導光管内壁に斜めに当たる放射光が該導光管内壁で反射されて光モニター部方向に向かう反射光がなくなるので、反射光として該光モニター部に入射することがなく、エキシマランプからの直射光のみが入射されて、これをモニターするので、時間経過とともに導光管内壁にパーティクルが付着して反射機能が低下するとしても、本来的に光モニター部に向かう反射光をなくすようにしたものであるから、該光モニター部での放射光の測定に影響を及ぼすことがないという効果を奏するものである。

更には、導光管の内面、即ち、溝の表面が梨地処理されているので、上記導光管内面の溝による光モニター部方向に向かう反射光をなくすという機能がより確実なものとなる。

本発明に係るエキシマランプ装置断面説明図。 本発明に係る光センサーの全体断面図。 本発明の効果を対比するための比較構造図。 図３の経時変化を説明する断面図。 別の実施例を説明する断面図。 従来のエキシマランプ装置の説明図。

図１に本発明のエキシマランプ装置１が示されていて、筐体２と、その内部に配置された複数本のエキシマランプ３を備えている。該エキシマランプ３は、石英ガラスなどの透光性誘電体材料から構成され、両端に封止部を備える断面扁平四角形状の放電容器４を有している。該放電容器４の上下両面には、網状の金属電極５、６が設けられている。該放電容器４の内部には、例えばキセノンガスなどの希ガスが放電ガスとして充填されている。放電ガスは、例えば、１０〜１００ｋＰａ程度の圧力で充填され、放電ガスの種類によって異なる波長のエキシマ光が発生する。例えばキセノンによるエキシマ発光であれば波長１７２ｎｍの真空紫外光が放射される。
前記各エキシマランプ３の上方には、隔板９によって支持された光センサー１０がそれぞれ対向するように設けられている。

図２に示されるように、上記光センサー１０は、光モニター部１１と、その下部に設けられて導光管１２とを有する。
光モニター部１１にはフォトダイオードからなる受光素子１３が設けられ、その下方には、エキシマランプ３からの放射紫外光を可視光に変換する蛍光体１４と、更に、特定の波長の可視光のみを透過する色ガラスフィルター１５とが設けられている。
前記光モニター１１の下部には、例えばステンレス等の金属からなる導光管１２が設けられており、該導光管１２はエキシマランプ３の直上に近接すように配置されている。そして、その内壁には周方向に延在する溝１６が形成されている。
該溝１６は、各々独立して溝形状であってもよいし、螺旋状に連続する溝形状であってもよい。

上記導光管１２の溝１６の効果を図３および図４を参照して説明する。
図３には、導光管１２の内壁１２ａに溝が形成されていないものが示されていて、この構造においては、同図には図示しないエキシマランプ３からの放射光１７は、直進する直射光１７ａと、斜めに角度をもって進む斜め光１７ｂが導光管１２の内壁１２ａに当たって反射する反射光１７ｃとが、蛍光体１４により可視光に変換されて受光素子１３に入射する。
すなわち、エキシマランプ３からの直射光１７ａと、導光管１２の内壁１２ａからの反射光１７ｃとの合計が受光素子１３に入射されることになる。

しかして、装置の稼働時間の経過とともに、図４に示すように、導光管１２の内壁１２ａにはパーティクル１８が堆積していき、内壁１２ａに当たる斜め光１７ｂは該パーティクル１８によって反射が阻止され、受光素子１３に入射する反射光１７ｃが減少していく。
光モニター部１１では、本来エキシマランプ３の経時変化に起因する放射光の変化をモニターすべきものであるが、それ以外のパーティクル１８の堆積という因子による反射光１７ｃの変化が影響して、光モニター部１１への入射光量が変化してしまうので、正確な測定がなされないという不具合がある。

これに対して、図２に示すように、導光管１２の内壁１２ａに溝１６が形成されていると、該内壁１２ａに向かって進む斜め光１７ｂは、この溝１６によって、反射光１７ｃは受光素子１３方向への反射が阻止される。
これにより、受光素子１３に入射される放射光は直進光１７ａのみとなり、該直進光１７ａのみをモニターすることができる。そのため、エキシマランプ３の放射光量の経時変化を正確に測定することが可能となる。

図５（Ａ）と、そのＸ部の拡大図である図５（Ｂ）に異なる実施例が示されていて、導光管１２の内壁１２ａに形成された溝１６の表面が、ショットブラスト加工処理などにより梨地処理１９されている。
この梨地処理１９により、溝１６表面での受光素子１３方向への反射が更になくなり、該受光素子１３への反射光の入射をより確実に防止できるものである。

なお、上記説明において、エキシマランプ３は扁平四角形状の放電容器４をもつとしたが、これに限られず、二重円筒管形状のものであってもよい。また、光センサー１０における導光管１２も円筒形に限られず、角筒形状であってもよい。

上記のように、この発明のエキシマランプ装置では、エキシマランプに対向配置された光センサー１０における光モニター１１の下方に導光管を設け、エキシマランプ３に直接対向させたので、何等の光センサー移動機構も必要ではなく、エキシマランプからの放射光を確実にモニターできる。
そして、導光管１２の内壁１２ａに円周方向の溝１６を形成して、該内壁１２ａでの受光素子１３方向に向う反射光１７ｃをなくすようにしたので、内壁１２ａに堆積していくパーティクルの影響を受けることがなく、エキシマランプ３からの直進光１７ａのみを受光素子１３に入射することができて、正確にエキシマランプ３の放射光を測定できるものである。

１ エキシマランプ装置
２ 筐体
３ エキシマランプ
４ 放電容器
１０ 光センサー
１１ 光モニター部
１２ 導光管
１３ 受光素子（フォトダイオード）
１４ 蛍光体
１５ 色ガラスフィルター
１６ 溝
１７ 放射光
１７ａ 直進光
１７ｂ 斜め光
１７ｃ 反射光
１９ 梨地処理

Claims (3)

1. エキシマランプと、該エキシマランプから放射光を測定する光センサーとを有するエキシマランプ装置において、
   前記光センサーは、光モニター部と、該光モニター部にエキシマランプからの放射光を導く導光管からなり、該導光管の内壁には周方向の溝が形成されていることを特徴とするエキシマランプ装置。
2. 前記溝の表面は梨地処理がなされている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. 前記梨地処理がショットブラスト加工処理であることを特徴とする請求項２に載のエキシマランプ装置
   
   
   

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