JP2018176032A - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図18は、従来の光照射装置の一例を模式的に示す、被処理体の搬送方向の断面図であり、図19は、図18の光照射装置の、被処理体の幅方向の断面図であり、図20は、図18の光照射装置の要部を模式的に説明する斜視図である。
この光照射装置は、搬送経路に沿って、上流側(図18において右側)の搬入口58から被処理体Wが搬入され、紫外線が照射される処理領域において放電ランプ51からの紫外線が被処理体Wの一面(図18において上面)に照射された後、搬出口59から搬出されるものである。
真空紫外線は、大気中の酸素によって吸収されて大きく減衰してしまう性質を有するので、従来、このような光照射装置においては、放電ランプ51が配設されたランプハウス52内に窒素ガスなどの不活性ガスを外部から供給して、放電ランプ51と被処理体との間の紫外線放射空間における洗浄に必要な量以上の過剰な酸素を除去して真空紫外線の減衰を抑制することが行われている。なお、極端に酸素濃度の低い雰囲気下において真空紫外線を照射すると、オゾンの発生量が極めて少なくなるため、オゾンによる被処理体の表面の活性化作用が働かず、かえって光洗浄の効果が低下することが知られている。不活性ガスは、例えば、被処理体Wの一面側(図18において上面側)に設けられたランプハウス52内の放電ランプ51の背面側(図18において上面側)に設けられたガス供給管56のガス供給口から吐出され、ランプハウス52内の特に紫外線放射空間を不活性ガス雰囲気に置換した後、主として被処理体Wの他面側(図18において下面側)に設けられた排気空間形成部材53のガス排出口57から排出される。
なお、図18において、55は排気部55Aを有するサブチャンバーである。
そして、被処理体が搬送されることに伴って処理領域の周囲(紫外線放射空間)に引き込まれる空気の量は、被処理体の搬送速度に依存するので、被処理体毎に紫外線放射空間内の酸素濃度にバラツキが生じ、その結果、所期の光洗浄効果が安定的に得られない、という問題が生じる。
搬送経路における被処理体の一面側の通過平面に沿って開口を有するランプハウスと、
前記ランプハウス内に設けられた、前記被処理体の幅方向に伸びる紫外線ランプと、
前記ランプハウス内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記搬送経路における被処理体の他面側の通過平面に沿って開口を有する排気空間形成部材とを備え、
前記ランプハウスの開口に、前記被処理体の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路を形成する遮蔽体が設けられていることを特徴とする。
本発明の光照射装置は、処理チャンバー10の上流側(図1において右側)の搬入口18から搬送経路に沿って搬送された帯状の被処理体Wの一面(図1において上面)に、紫外線ランプ11からの紫外線が照射される処理領域において紫外線を照射して光洗浄するものである。
被処理体Wは、例えば幅が100〜2000mm程度のものである。
図1の光照射装置においては、ガス供給手段は、複数のガス供給管16を有し、ガス供給管16の各々が、紫外線ランプ11が伸びる方向と平行に伸び、かつ、隣接する紫外線ランプ11に対して等距離となる状態で紫外線ランプ11の背面側に配置されている。
この光照射装置において、排気空間形成部材13のガス排出口17からの排気量は、ガス供給手段のガス供給管16からのガス供給量よりも大きいことが好ましい。
サブチャンバー21,22は、それぞれ、搬送経路を介して排気部21A,21B,22A,22Bが対向して設けられてなり、排気空間形成部材13内およびランプハウス12内から搬入口18および搬出口19を介して漏洩する気体を強制的に外部に排気するものである。
サブチャンバー21,22からの排気量は、ガス供給手段のガス供給管16からのガス供給量よりも大きいことが好ましい。
ガス流通抵抗用隘路Gの距離(ギャップ)は、排気空間形成部材13内の圧力が、ランプハウス12内の圧力よりも低く、両空間の圧力状態が維持される程度の大きさであることが好ましく、具体的には、ランプハウス12内の圧力と排気空間形成部材13内の圧力との差圧が例えば1Pa以上に維持されることが好ましい。この差圧は、ガス流通抵抗用隘路Gの距離が小さくなるほど大きくなる。
ガス流通抵抗用隘路Gの距離(ギャップ)は10mm、被処理体Wが配置されるべき処理領域とランプハウス12の天井面(図1において上面)との距離が72mm、被処理体Wが配置されるべき処理領域と排気空間形成部材13の底面(図1において下面)との距離が150mmである。
ランプハウス12内の圧力は外部雰囲気(大気圧)よりも2Pa高い陽圧、排気空間形成部材13内の圧力は外部雰囲気(大気圧)よりも2Pa低い陰圧、その差圧は4Paとされる。
紫外線ランプ11の長さが640mm、紫外線ランプ11の有効照射幅が510mmである。紫外線ランプ11の表面(図1において下面)と被処理体Wが配置されるべき処理領域との距離が4mmである。
ガス供給口からの不活性ガスの供給量は100L/min、排気空間形成部材13のガス排出口17からのガスの排気量は200L/min、サブチャンバー21,22の各排気部21A,21B,22A,22Bからの排気量は、各々200L/minとされる。
この一連の処理中、ランプハウス12内においては、ガス供給管16のガス供給口から不活性ガス(窒素ガス)が供給される。供給された不活性ガスは、ランプハウス12内に充満して、紫外線ランプ11を冷却すると共に、紫外線ランプ11と被処理体Wとの間の紫外線放射空間の空気を置換する。ランプハウス12内に充満した不活性ガスは、開口12Hに設けられた遮蔽体(枠部12A)と被処理体Wの幅方向の両側縁との間のガス流通抵抗用隘路Gから排気空間形成部材13内の排気空間へと僅かずつ流出し、排気空間形成部材13のガス排出口17から、ランプハウス12内および排気空間において発生されたオゾンと共に強制的に排気される。また、ランプハウス12内に供給された不活性ガス、ランプハウス12内および排気空間において発生されたオゾンは、処理チャンバー10の搬入口18および搬出口19を介してサブチャンバー21,22の方向に流出し、当該サブチャンバー21,22の各排気部21A,21B,22A,22Bからも強制的に排気される。
例えば遮蔽体は、被処理体の搬送方向に伸びる側縁部の先端が、被処理体の側縁部に接近する状態に設けられているものであってもよい。
具体的には、遮蔽体が、図4に示されるように、基端部24Aおよび先端部24Bがクランク状に連続された遮蔽部材24よりなるものであってもよい。この遮蔽部材24は、基端部24Aがランプハウス12の枠部12Aの下面側(図4において下面側)に接着されて、先端部24Bが被処理体Wの搬送平面よりも被処理体Wの他面側のレベル位置の平行平面に沿って伸び、さらに、先端部24Bにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁(先端縁)が被処理体Wの幅方向の両側縁部に接近し、かつ、被処理体Wの幅方向の両側縁部の他面を覆わない状態に突出されている。これにより、被処理体Wの両側縁と遮蔽部材24の先端部24Bにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁(先端縁)との間にガス流通抵抗用隘路Gが形成される。この遮蔽部材24の先端部24Bにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁(先端縁)と被処理体Wが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との距離d1は5〜10mmとされる。また、この遮蔽部材25の先端部25Bにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁(先端縁)と被処理体Wが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Wの幅方向の距離d2は0〜5mmとされる。この例の光照射装置においては、ランプハウス12の枠部12Aと被処理体Wの幅方向の両側縁との距離は、図1〜図3の光照射装置よりも大きくてもよい。なお、図4において、図1〜図3の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
具体的には、遮蔽体が、図5および図6に示されるように、基端部25Aおよび先端部25Bがクランク状に連続された遮蔽部材25よりなるものであってもよい。この遮蔽部材25は、基端部25Aがランプハウス12の枠部12Aの下面側(図5において下面側)に接着されて、先端部25Bが被処理体Wの幅方向の両側縁部の他面(図5において下面)を接触せずに覆うよう突出されている。これにより、被処理体Wの他面(図5において下面)と遮蔽部材25の先端部25Bの上面(図5において上面)との間に、ガス流通抵抗用隘路Gが形成される。この遮蔽部材25の先端部25Bにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁と被処理体Wが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Wの幅方向の距離d3は0〜5mm、遮蔽部材25の先端部25Bの上面と被処理体Wが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離d4は5〜10mmとされる。この例の光照射装置においては、ランプハウス12の枠部12Aと被処理体Wの幅方向の両側縁との距離は、図1〜図3の光照射装置よりも大きくてもよい。なお、図6は排気空間側から見た斜視図である。また、図5および図6において、図1〜図3の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
具体的には、図11および図12に示されるように、板状の遮蔽部材27よりなる。この遮蔽部材27は、ランプハウス12の枠部12Aにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる両側縁部の下面(図11において下面)と、被処理体Wの他面の全面とを、接触せずに覆うように、被処理体Wの搬送方向の両端部が支持されることにより配置されている。これにより、ランプハウス12の枠部12Aにおける被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁部の下面と遮蔽部材27の上面(図11において上面)との間に、ガス流通抵抗用隘路Gが形成される。この遮蔽部材27における被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁とランプハウス12の枠部12Aの側縁との被処理体Wの幅方向の距離は0〜5mm、遮蔽部材27の上面とランプハウス12の枠部12Aの下面との高さ方向の距離は5〜10mmとされる。この例の光照射装置においては、ランプハウス12の枠部12Aと被処理体Wの幅方向の両側縁との距離は、図1〜図3の光照射装置よりも大きくてもよい。なお、図12は排気空間側から見た斜視図である。また、図11および図12において、図1〜図3の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
具体的には、図13および図14に示されるように、遮蔽体が、ランプハウス12の開口12Hに連続して、被処理体Wの搬送平面よりも被処理体Wの他面側のレベル位置の平行平面に沿って伸びる板状の枠部12Cの他面(図13において下面)上に支持され、被処理体Wの幅方向の両側縁部の他面(図13において下面)を接触せずに覆うよう突出された板状の遮蔽部材28よりなる。この遮蔽部材28におけるランプハウス12の枠部12Cに支持される両側縁部の、被処理体Wの搬送方向の先端部および後端部に、被処理体Wの幅方向に伸びる長穴28hが合計4つ形成されており、当該長穴28hがランプハウス12の枠部12Cにネジ29によってネジ止めされることによって、当該遮蔽部材28がランプハウス12に固定されている。そして、長穴28hにおけるネジ止めの位置を調整することによって、遮蔽部材28の被処理体Wの搬送方向に伸びる両側縁部の、被処理体Wの幅方向に突出する長さを変位させることができる。この例の光照射装置においては、被処理体Wの他面(図13において下面)と遮蔽部材28の上面(図13において上面)との間に、ガス流通抵抗用隘路Gが形成される。この遮蔽部材28における被処理体Wの搬送方向に伸びる側縁と被処理体Wが配置されるべき処理領域の幅方向の側縁との被処理体Wの幅方向の距離は0〜5mm、遮蔽部材28の上面と被処理体Wが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離は5〜10mmとされる。なお、図13および図14において、図1〜図3の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
例えば図7および図8に示した光照射装置において被処理体として孔を有するものを用いる場合について説明する。
図15および図16に示されるように、板状の遮風体30が、被処理体Wの幅方向の中央部に、搬送方向に離間するよう設けられた複数の貫通孔Whを接触せずに覆うよう状態に、被処理体Wの搬送方向の両端部が支持されることにより配置されている。
これにより、被処理体Wの他面における貫通孔Whの両側縁部と遮風体30の上面(図15において上面)との間に、ランプハウス12内の空間と排気空間形成部材13内の空間との間の自由なガスの流通が阻害されるガス流通抵抗用隘路Gxが形成される。この遮風体30における被処理体Wの搬送方向に伸びる両側縁と被処理体Wの貫通孔Whが配置されるべき位置との被処理体Wの幅方向の距離は0〜5mm、遮風体30の上面と被処理体Wが配置されるべき処理領域の他面側の通過平面との高さ方向の距離は5〜10mmとされる。なお、図16は排気空間側から見た斜視図である。また、図15および図16において、図7および図8の光照射装置と同じ構成部材については同じ符号を付して示した。
このような光照射装置によれば、被処理体Wが貫通孔Whを有するものである場合であっても、当該貫通孔Whからの自由なガスの流通が阻害されてガスの流通抵抗が大きくなることにより、ランプハウス12内の密閉性を高めることができる。
図1〜図3に従った構成を有する光照射装置〔1〕を作製した。具体的には、以下の通りである。
・処理チャンバー;被処理体の搬送方向の長さ:445mm、被処理体の幅方向の長さ:1090mm、処理領域とランプハウスの天井面との距離:72mm、処理領域と排気空間形成部材の底面との距離:150mm、ガス流通抵抗用隘路の距離(ギャップ):10mm
・紫外線ランプ;種類:キセノンエキシマランプ、中心波長:172nm、長さ:640mm、有効照射幅:510mm、処理領域との距離:4mm
・ランプハウス内の圧力:外部雰囲気(大気圧)よりも2Pa高い陽圧
・排気空間形成部材内の圧力:外部雰囲気(大気圧)よりも2Pa低い陰圧(差圧は4Pa)
・ガス供給口からの不活性ガスの供給量:100L/min
・排気空間形成部材のガス排出口からのガスの排気量:200L/min
・サブチャンバーの各排気部からの排気量:各々200L/min
・被処理体;種類:シート状のフィルム、幅:500mm
実施例1において、ガス流通抵抗用隘路を設けず、被処理体の両側縁とランプハウスの枠部の側縁との距離を50mmとしたこと以外は同様にして、比較用の光照射装置〔2〕を作製した。
11 紫外線ランプ
12 ランプハウス
12A,12B,12C 枠部
12H 開口
13 排気空間形成部材
13H 開口
15H 開口
16 ガス供給管
17 ガス排出口
18 搬入口
19 搬出口
21,22 サブチャンバー
21A,21B,22A,22B 排気部
24,25,26,27,28遮蔽部材
24A,25A 基端部
24B,25B 先端部
28h 長穴
29 ネジ
30 遮風体
51 放電ランプ
52 ランプハウス
53 排気空間形成部材
55 サブチャンバー
55A 排気部
56 ガス供給管
57 ガス排出口
58 搬入口
59 搬出口
G,Gx ガス流通抵抗用隘路
W 被処理体
Wh 孔
Claims (3)
- 搬送経路に沿って搬送される帯状の被処理体の一面に紫外線を照射する光照射装置であって、
搬送経路における被処理体の一面側の通過平面に沿って開口を有するランプハウスと、
前記ランプハウス内に設けられた、前記被処理体の幅方向に伸びる紫外線ランプと、
前記ランプハウス内に不活性ガスを供給するガス供給手段と、
前記搬送経路における被処理体の他面側の通過平面に沿って開口を有する排気空間形成部材とを備え、
前記ランプハウスの開口に、前記被処理体の両側縁部との間にガス流通抵抗用隘路を形成する遮蔽体が設けられていることを特徴とする光照射装置。 - 前記遮蔽体における被処理体の搬送方向に伸びる側縁部は、その先端が、前記被処理体の側縁部に接近する状態に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。
- 前記遮蔽体は、被処理体の搬送方向に伸びる側縁部が被処理体の幅方向に変位可能に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光照射装置。
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