JP4453527B2

JP4453527B2 - エキシマランプ装置

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Publication number: JP4453527B2
Application number: JP2004337552A
Authority: JP
Inventors: 賢一廣瀬
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
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Description

本発明は、誘電体を介した放電により紫外光を放射するエキシマランプと、該エキシマランプを収容するランプハウスを具えたエキシマランプ装置に関するものである。

例えば特許文献１などで知られるエキシマランプを搭載したエキシマランプ装置においては、エキシマランプから放射される２００ｎｍ以下の紫外光を被処理物の表面に照射して、発生したオゾンと透過した紫外光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。

図８にこのエキシマランプ装置の概略構成図を示す。ランプハウス９０内部にエキシマランプ９１が配置されており、該ランプハウス９０下面には開口が設けられて紫外光に対して透過性を有する光取り出し窓Ｍが気密に配設されている。エキシマランプ装置の下部には被処理物Ｗが処理される処理室９２が形成される。ランプハウス９０の内部空間は処理室内部空間Ｐの空間とは光取り出し窓Ｍを介して気密に区画されており、エキシマランプ９１の放射光はこの光取り出し窓Ｍを介して出射されるようになっている。処理室９２内には不図示の被処理物搬送機構が具備されており、ガラス基板などのワークＷが係る搬送機構によって搬送される。

エキシマランプ９１から放射される紫外光は、放電ガスとしてキセノンガスが使用されている場合は波長１７２ｎｍの光が放出される。このような波長が短い紫外光を効率よく外部に取り出すため、光取り出し窓Ｍは２００ｎｍ以下の紫外線に対して高い透過性を有することが必要で、通常、合成石英ガラスが使用されている。また、ランプハウス９０内には、紫外光の損失を防ぐため窒素などの不活性ガスが充填され、酸素濃度が低い状態になるよう維持されている。

上記エキシマランプ装置においては、被処理物である液晶表示装置のガラス基板の大型化につれて、大面積の処理を可能とするよう照射面積の増大化が強く要請されている。このため、ランプハウスと被照射領域を区画するための石英ガラスよりなる光取り出し窓も大きなものが必要とされ、ランプハウス内を充填するための不活性ガスも大量に必要になり、装置の高コスト化やスループット効率の低下を招いている。
このような観点から、低コスト化のために、光取り出し窓を設けず、エキシマランプが被照射領域に臨むよう配置された装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開平１１−１３８４９０号公報特開２００４−１１３９８４号公報

図９は、図８で示したエキシマランプ装置において、ランプハウスと被照射領域を区画していた光取り出し窓Ｍを設けず構造を簡素化して低コスト化を図った装置の一例であり、エキシマランプ９１の端部を拡大して示す断面図である。
同図においてエキシマランプ９１は、径が異なる外側管９１２と内側管９１３とが同軸配置され、管の両端部において閉じられた概略円筒形状の放電容器９１１を具備しており、外側管９１２の外周面上には金属線よりなる網状の外側電極９１４が、内側管９１３の内周面上に金属板よりなる内側電極９１５が配置されたものである。内側電極９１５は半円筒形状の金属板を２つ組合せ構成されており、内側電極９１５に内接するように給電端子９６が接続され、リード線９３により引き出されている。ランプハウス９０の上部には電源部（不図示）が設けられており、リード線９１６端部のプラグ９４が差込口９５に接続されてコネクターが構成されている。

図９に係るエキシマランプ装置ではランプハウス９０内部と処理室内部空間Ｐとの間が連通した状態であるため、処理室内部空間Ｐで発生した高濃度のオゾンがランプハウス９０内部に流入する。オゾンは、反応性の高い活性酸素に比較して長い時間、例えば、空気中での半減期は１２時間以上も存在するため、ランプハウス９０内部を自由に流過することができる。そして、自然分解や光や熱による分解によって酸素に戻るとき、その場所で活性酸素を生成する。
このため、エキシマランプの構成部材において金属で構成される部材は、高濃度のオゾンやより反応性の高い活性酸素の作用により酸化するおそれがあり、このため金属部材に金属部材表面には耐酸化処理が施される。

しかして、エキシマランプ９１の給電端子９６と内側電極９１５の接続面やコネクター（９４，９５）の接続面などの給電部材の接続面においては、電気的接続を維持するために金属表面を露出させておく必要があり、耐酸化処理することができない。そのため、上記活性酸素の作用で給電部材が酸化すると抵抗値が大きくなって発熱し、リード線９３が断線したり、給電端子９６やコネクター（９４，９５）部分が腐食して外れなくなる問題が生じる。ニッケルやニッケル合金など耐酸化性金属材料を用いた場合にも、より反応生成の高い活性酸素によって酸化し、前記問題が発生する。

また、酸化した部材から酸化物の粉が飛散すると処理室内部空間Ｐに侵入してワークＷ表面を汚染するおそれもある。

また更には、上記エキシマランプ装置においては、ランプハウス９０内部が不活性ガスで充填されていないため、エキシマランプ９１から放射された紫外光がランプハウス９０内部を照射し、当該ランプハウス９０内部で酸素と反応し、新たにオゾンや活性酸素を生成したり、オゾンが分解して活性酸素を生成したりする。このような現象が生じることで給電部材の酸化が促進され、劣化、破損が進行する。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、ランプハウスと被照射領域を区画していた光取り出し窓を排除して装置構成を簡素化し、低コスト化を実現できるとともに、ランプ端部近傍に配置された給電部材が活性酸素にさらされることを回避して酸化を防ぎ、当該部材の劣化や破損の発生を低減することができるエキシマランプ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために、誘電体を介した放電により紫外光を放射するエキシマランプと、該エキシマランプを収容するランプハウスと、を具備し、前記ランプからの放射光を取り出す開口がランプハウスに形成され、ランプハウス内部空間が被処理物が処理される処理室内部空間と該開口を介して連通してなるエキシマランプ装置であって、前記エキシマランプの少なくとも一方の端部に給電部材が接続されて給電結合部が形成されてなり、ランプハウスの内部に、給電結合部が形成されたランプ端部領域とランプハウス内部空間とを仕切る仕切部材が配設されていることを特徴とする。
また、前記仕切部材が紫外光に対して遮光性を具備していることを特徴とする。
また、前記エキシマランプには、放電容器の端部に紫外光の遮光膜が形成されていることを特徴とする。
また、ランプ端部領域の内部に、オゾン分解物質が配設されていることを特徴とする。
また、前記ランプハウスのランプ端部領域に不活性ガスを流入、充填するガス供給機構を具備したことを特徴とする。
また、前記ランプ端部領域内の圧力と処理室内部空間内の圧力又は大気圧を検出するための圧力検出手段と、制御手段とを具備してなり、前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、ランプ端部領域内の圧力が処理室内部空間内の圧力又は大気圧よりも常に高い状態となるよう制御する信号を、ガス供給機構に送信することを特徴とする。
また、前記ランプ端部領域内の圧力と処理室内部空間内の圧力又は大気圧を検出するための圧力検出手段と、制御手段とを具備してなり、前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、ランプ端部領域内の圧力が処理室内部空間内の圧力又は大気圧よりも高い場合に前記エキシマランプを点灯させる信号を、ランプ点灯電源に送信することを特徴とする。
また、搬送機構により搬送されてきた被処理物にエキシマ光を照射するエキシマランプ装置であって、前記ランプ端部領域内の圧力と処理室内部空間内の圧力又は大気圧を検出するための圧力検出手段と、制御手段とを具備してなり、前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、ランプ端部領域内の圧力が処理室内部空間内の圧力又は大気圧よりも高い場合に被処理物の搬送を可能にする信号を、前記搬送機構に送信することを特徴とする。

本願発明によれば以下の効果が奏される。
（１）ランプハウスと被照射領域を区画する光取り出し窓を排除することで装置構成を簡素化でき、低コスト化を実現できる。また、更なる大面積の処理を可能とするよう照射面積の増大化も容易に実現できるようになる。
（２）ランプハウス内部において、給電結合部が形成されたエキシマランプの端部領域が仕切部材により仕切られているので、処理室内部空間で発生した高濃度のオゾンがエキシマランプ端部の給電結合部近傍に流過することが規制され、オゾンから生成された活性酸素に給電部材がさらされて酸化するという事態を回避することができる。したがって、給電部材の劣化や破損の発生を抑制して、信頼性の高いエキシマランプ装置とすることができる。
（３）また、仕切部材が紫外光に対して遮光性を具備していることで、エキシマランプから放射された紫外光が給電結合部が形成されたエキシマランプの端部近傍を照射することが抑制され、ランプ端部領域で新たにオゾンや活性酸素が形成されることを回避することができる。
（４）また、ランプハウスの給電結合部が形成されたランプ端部領域に不活性ガスを流入、充填することで、当該ランプ端部領域にオゾンが流入することを確実に防止することができ、オゾンから生成された活性酸素に給電部材がさらされること効果的に回避することができる。

図１は本発明のエキシマランプ装置であり、ランプ端部を拡大して示す断面図、図２はＡ−Ａ’断面図である。このエキシマランプ装置１は、全体が直方体形状の箱型のランプハウス１０と処理室内部空間Ｐに臨むように配置されたエキシマランプ２０を具備してなり、当該装置１は、ベース４１を介して処理室４０上に設置されている。処理室４０はコンベアなど不図示の搬送機構が具備されており、ガラス基板などのワークＷが搬入、搬出される。また、処理室４０の下部にはワークＷの処理の際に生じた酸化物などを外部に排出するための排気ダクト４２が設けられており、当該処理室４０上部には、処理室にガスを供給可能なガス供給口４３が設けられている。

ランプハウス１０の下面には、開口が設けられており、この開口を介してランプハウス１０の内部空間Ｈが処理室内部空間Ｐと連続している。エキシマランプ２０は、図２で示すように複数本（例えば３本）用意され、ランプ管軸が互いに平行になるようにランプハウス１０内に配置されている。エキシマランプ２０から紫外光が放射されると、２００ｎｍ以下の紫外光がワークＷの表面に直接照射され、処理室内部空間Ｐ内に存在する酸素と反応してオゾンを生成し、紫外光の相乗効果によってワークＷの表面に所定の処理が施されるようになる。

図１においてランプハウス１０は、ハウジングの側面部分を構成する枠体１１と、その上部開口を覆う天板１２と、コネクター（２７，２８）部分を含むエキシマランプ２０の端部２０ａ，２０ｂの周囲を取り囲むように配置されたオゾン通過防止用の仕切部材１３と、を具備している。仕切部材１３は、図１、図２で示すように、エキシマランプ２０が貫通した側面部１３１とランプハウス１０の両側縁部において底部を塞ぐよう設けられた底面部１３２ａとからなり、ランプハウス１０内においてランプの端部近傍の領域Ｔ（以下、「ランプ端部領域Ｔ」という。）がランプハウス内部空間Ｈから区画されることで、処理室内部空間Ｐ及びランプハウス内部空間Ｈで発生したオゾンが直ちにランプ端部領域Ｔに流入しないよう構成されている。なおここでいう「ランプ端部領域」とは、エキシマランプ２０端部及びコネクター（２７，２８）などランプの外部に設けられた給電部材を含めた、給電結合部が形成された領域である。また、特にエキシマランプ２０端部とは放電が形成されない部分（非発光部）の少なくとも一部である。

ここで、図３を参照してエキシマランプ２０の構成を説明する。図３は、図１中に示したエキシマランプ２０を取り出して示した説明用断面図である。エキシマランプ２０の放電容器２１は、径が異なる外側管２１１と内側管２１２とが同軸配置され、管の端面部２１３ａ，２１３ｂにおいて閉じられた概略円筒形状に形成されたものである。内側電極２２は例えば半円筒形状の金属板が２つ組合されて構成され、内側管２１２の内周面上に添って配置されている。外側管２１１の外周面上には金属線よりなる網状の外側電極２３が全周にわたって配置されており、これにより一対の電極２２，２３が放電空間Ｓと内側管２１２と外側管２１１で構成される誘電体層を挟んで対向配置している。

上記エキシマランプ２０には、図１で示すように、例えば断面Ｃ字型に形成された板バネよりなる給電端子２４が、内側電極２２に内側から押圧状態に接触して接続されており、係る給電端子２４に連設されたリード棒２５にリード線２６が接続され、ランプの外部に導出された状態になっている。ランプハウス１０の上部には電源部（図示省略）が設けられており、プラグ２７が電源部の差込口２８に接続されてコネクターが構成されている。一方、外側電極２３には図示省略のリード線が接続されてアースに接続されている。なお、内側電極２２、外側電極２３及び給電端子２４には、給電のための接触部表面を除いてＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３等の膜が被覆されて耐酸化処理されており、オゾンが発生する雰囲気内に置かれても十分な耐性を具備したものとなっている。

また、このエキシマランプ２０には、放電容器２１の端面部２１３ａ，２１３ｂを少なくとも被覆するように、波長２００ｎｍ以下の紫外光に対して遮光性を有する遮光膜２９が設けられている。係る遮光膜２９ａ，２９ｂはランプハウス内においてランプ端部領域Ｔに紫外光が照射することを防止するものであり、例えば、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｎＯ、ＢＮ、などからなる。この遮光膜２９ａ，２９ｂは、少なくとも給電結合部が形成される側のランプ端部に設けられていればよく、非給電結合部側の遮光膜（図１の装置では遮光膜２９ｂ）においては形成する必要はない。
このように遮光膜２９ａを形成することで、ランプの放電容器２１を透過してランプ端部領域Ｔに入射する紫外光を遮光し、ランプ端部領域Ｔ内で新たにオゾンが生成されることを防止している。

仕切部材１３は、エキシマランプ２０の非発光部となる端部２０ａ及び前記リード線２６及びコネクター（２７，２８）を含むランプ端部領域を取り囲むように配設されている。仕切部材１３における側面部１３１は、図２に示すように、例えば２つに分割可能なプレートを突き合わせて構成されており、ランプの非発光部の周囲に位置され、ランプハウス１０の内部空間Ｈにおいてランプ端部領域Ｔを区画している。一方、底面部１３２ａは、側面部１３１と枠体１１の間を塞ぐように設けられる。非給電部側のランプ端部においては、給電結合部が形成されていないため、仕切部材を設ける必要はないが、ここではベース４１に対応する底面部１３２ｂが設けられて、ランプハウス内部空間Ｈと連続した空間となっている。

この仕切部材１３は、例えばアルミニウム等の金属、セラミックス、ガラス等により構成でき、紫外光に対して透過性を有するもので構成することも可能である。このような仕切部材１３を設けることで、給電結合部が形成されたランプ端部領域Ｔ内へのオゾンの侵入を防ぐことができる。
ここで、仕切部材１３を紫外光に対して透過性を有するもので構成した場合、ランプ２０から放射される紫外光がランプの端部近傍の領域を照射することがあり、ランプの端部領域Ｔにある酸素と反応してオゾンや活性酸素が生成することがあると考えられる。そのような事態を回避するため、例えば、仕切部材を紫外光に対して不透過性の部材で構成すると、紫外光が遮光されて上記ランプ端部領域内でオゾンが発生することを好適に回避できる。この場合の仕切部材は、波長２００ｎｍ以下の紫外光に対して遮光性を備えた材質であればよい。このような構成によれば、紫外光がランプの発光管を透過してランプ端部領域に入射するのが防止されるので、このランプ端部領域内においてオゾンが発生したり、このオゾンが分解して活性酸素が発生したり、酸素から直接活性酸素が発生するという事態を防止できる。その結果、ランプの給電部を構成する金属部材が活性酸素に触れて腐食が生じるという問題を回避できる。
なお、仕切部材１３、とりわけ側面部１３１の処理室側表面に反射機能を持たせると、ランプ端部近傍の照度低下を抑えることができるのでより望ましい。反射機能を具備させる手段としては、例えば、アルミニウムの表面にＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３などの光透過膜をコートしたものなどを用いることが望ましい。

側面部１３１の開口部１３１ａには、図１、図２から分かるように、開口縁部とランプ２０との間に微小間隙ｄが形成されている。この間隙ｄは、エキシマランプ２０の点灯中に放電容器２１や仕切部材１３が加熱して半径方向に膨張した場合に、その膨張分を吸収するものである。また、ランプハウス自身も長いため、ランプ軸方向に熱膨張した場合に歪（曲がり）等も発生する。その歪によってエキシマランプに曲げの力を掛けないようにするためである。このような間隙ｄは、過大である場合は処理室内部空間Ｐで発生したオゾンがランプ端部領域Ｔに流入し易くなるので、熱膨張分を吸収可能な範囲で小さい方が好ましく、例えば０．５〜５ｍｍの範囲であり、特に好ましくは１〜３ｍｍの範囲である。

上記構成に係るエキシマランプ装置１によれば、オゾン通過防止用の仕切部材１３がコネクター（２７，２８）を含むエキシマランプ２０の端部を取り囲むように配設されて、エキシマランプ２０の端部領域Ｔが区画されているので、処理室内部空間Ｐにおいて発生したオゾンが直ちにランプの端部領域Ｔに流入することはない。すなわち、オゾンが処理室内部空間Ｐからランプ端部領域Ｔに自由に通過できないため、ランプの給電部を構成する金属部材がオゾンから分解・生成した活性酸素に曝される事態を回避でき、リード部の金属線の断線や端子やコネクター部分の腐食を回避できるようになる。

更に、図１、図４（ａ）を参照して本願発明の説明を行う。なお、図４（ａ）はエキシマランプ装置概略を示す模式図である。
図１において枠体１１にはガス供給口１４が設けられており、ガス供給部より不活性ガスが流入可能になっている。ガス供給部は、例えば図４で示すように、電磁弁６１とガス供給源６２とからなっている。圧力検知手段５０はランプの端部領域Ｔ内の圧力を検知する。圧力検出手段５１は処理室内部空間Ｐの圧力を検出する。その検出値を制御部５２に送信する。制御部５２においては、ランプの端部領域Ｔ内の圧力と処理室内部空間Ｐの圧力と比較して、処理室内部空間Ｐの圧力が高い場合ランプ点灯不可の制御信号を点灯電源６６等に送る。また、被処理物搬送機構６７を停止させるための信号を出力する。かつランプの端部領域Ｔ内部の圧力が例えば大気圧以上の加圧状態になるように、ガス供給源６２に接続された電磁弁又は流量調節器などからなる流量調節部６１に制御信号を送信する。流量調節部６１はこの制御信号に基づいて開閉又は流量調整を行い、ガス供給部６０からランプの端部領域Ｔに不活性ガスが供給され、充填される。ランプの端部領域Ｔ内の圧力が処理室内部空間Ｐの圧力より高くなった場合は、制御部５２は被処理物搬送機構６７の動作可能信号とランプ点灯可能の信号を出力する。処理室内部空間Ｐの圧力が大気圧に近い場合には、圧力検知手段５１はランプハウス外部の大気圧を測定しても良い。処理室内部空間Ｐの圧力を検知する場合、処理室内部のオゾン等によって圧力検知手段の耐久性を損ねる可能性があるためである。
圧力検知手段５０、５１の代わりに、２つの圧力差を検知してその差圧が設定値を超える場合に信号を出力する機能を備えた、差圧スイッチを設けることで制御回路が簡易に製作できる。

ランプの端部領域Ｔに過剰に供給された不活性ガスは、図１中に矢印で示すように、側面部１３１とランプ２０との間隙ｄを通過してランプハウス内部空間Ｈに流出する。この実施形態では、不活性ガスはエキシマランプ２０の内側管の中を通過可能であるため、もう片方のランプ端部領域Ｔに流過して、両方の端部領域でオゾンの流路に対して同様の作用効果を得ることができる。このような不活性ガスの流れによって、処理室内部空間Ｐで発生したオゾンが側面部１３１とランプ２０との間隙ｄを通過することが確実に阻止される。
ランプと仕切り用の側面部の間から漏れ出た不活性ガスは、光源とワーク間の酸素濃度を下げる働きがあり、光の到達量を高めることができる。特にランプの端部は、斜め方向からの光が少なくなるのでワーク面上の光量が低下しやすく、酸素濃度が下がることで均一な処理ができる。

また、上記装置においては、ガス供給口４３を通して処理室４０内に処理ガスを導入することも可能である。例えば図４（ｂ）は、処理ガスを供給するガス供給機構を具備したエキシマランプ装置概略を示す模式図であり、このガス供給部６３より処理ガスが供給される。なお、図４（ｂ）においては前図図４（ａ）と同じ構成については同符号で示して説明を省略している。処理室内に処理ガスを供給する場合、処理室内部空間Ｐの圧力が変動するため、圧力検出手段５１を設けて処理室内部空間Ｐの圧力を検出し、ランプ端部領域Ｔ側が処理室内部空間Ｐよりも常に高い圧力となるよう制御するのが望ましい。具体的には、ランプ端部領域Ｔにおける圧力の検出信号と処理室内部空間Ｐの圧力の検出信号を制御部５２に送信して比較演算し、不活性ガスあるいは処理ガスの流量を制御する制御信号を、各ガス供給源６２，６５に接続された流量調節部６１，６４に送信する。このようにして、ランプ端部領域Ｔ側が常に高い圧力となるよう制御することで、上記と同様、ランプの端部領域Ｔにオゾンが流入することが確実に抑制されるようになる。無論、圧力検出手段の代わりに差圧スイッチを用いて常に一定値以上の差圧を保つよう、流量調節部６１，６４を制御しても良い。

なお、以上において処理ガスとは光ＣＶＤではＳｉＨ_４，ＴＥＯＳなどの有機シリコン系のガスなどであり、光洗浄では例えばＮ_２とＯ_２（例えば酸素濃度２％）の混合ガスなどである。
また、上記処理ガスとして不活性ガスを用いてもよい。処理室内部空間Ｐに不活性ガスを流入すると処理室内部の大気雰囲気の酸素濃度が低下するため、酸素による紫外光の吸収が抑えられ、紫外光を高い効率でワークＷに照射できるようになり、処理能力が向上する。なお、不活性ガスは例えば窒素ガスである。

このような適宜の処理ガスは、ガス供給口４３からガスを導入するほか、ランプとランプの間にノズルを設けるなどしてワークに向けて指向性を持たせてガスを供給することも可能である。

再び図１を参照して実施形態の説明を行う。同図に示すように、ランプの端部領域Ｔ内の枠体１１や底面部１３２の一部にオゾン分解物質の層１５を形成してもよい。オゾン分解物質層１５をランプ端部領域Ｔの内面に設けておくと、ランプ端部領域Ｔにオゾンが流入したり発生した場合も、オゾン分解物質表面でオゾンが分解されて活性酸素が生成されないので、ランプ端部領域Ｔ内の金属部材が酸化されることを回避できる。オゾン分解物質層１５は、例えばＭｎＯ_２，ＣｕＯ，ＴｉＯ_２等の酸化物や、Ｐｔ，Ｐｂ等の金属や含有する合金を用いることができる。
図１に示す実施形態のようにオゾン分解物質を層状に形成する場合は、オゾン分解物質の粉末を適宜のバインダーとともに溶剤に混入し、ペースト状にしたものを塗布して膜状に形成して設けたり、オゾン分解物質として金属を選択した場合は、例えばメッキによって形成することも可能である。
なお、ここではオゾン分解物質を筐体内面に層状に形成したが、このような態様以外にも、ペレット状やハニカム構造などの固形物としてオゾン分解物質を配置してもよい。

図５は、他の実施形態を示す、エキシマランプ装置のランプ管軸方向断面図である。なお、同図においては処理室部分の図示を省略しており、先に図面で説明した構成と同じ構成については同じ符号で示して説明を省略している。この実施形態においては、エキシマランプの両方の端部に給電結合部が形成されて、仕切部材がランプの両端側に設けられると共に、上述した遮光膜（２９）に代えてランプに口金を装着して、遮光した例である。

口金３０は例えばセラミック製であり、放電容器の外周面上に配置されたシール部材３１を介して放電容器２１端部を包囲するように装着されている。内側電極と給電端子構造は、先に図１で説明したものと同様であるが、この実施形態においてはエキシマランプ両端に給電結合部が形成されている。リード棒２５に接続されたリード線２６は、口金３０の後端に設けられた細管部を通過してシール部材３１を介して気密に導出されており、ランプの内管部２１２の内側空間が密閉された状態になっている。仕切部材１３は、アルミニウムよりなり、この実施形態においては、側面部は第一の側面部１３１ａと第二の側面部１３１ｂより構成され、ランプの長さ方向に２枚併設して配置されている。また、底面部１３２は第一の側面部１３１ａと枠体１１の間を塞ぐように配設されている。そして、口金３０の前端が第二の側面部１３１ｂに当接するよう配置されており、ランプからの放射光が仕切部材１３と口金３０によって完全に遮光されるようになっている。

この実施形態によれば、第一の側面部１３１ａと第二の側面部１３１ｂによってランプ端部領域Ｔが区画されているので、処理室内部空間或いはランプハウス内部空間Ｈで発生したオゾンがランプ端部領域Ｔに通過することが規制される。しかもこの実施形態においては側面部が２つ形成されているため二重に遮蔽された状態であり、オゾンがランプ端部領域Ｔに通過するのを確実に阻止することができる。また、ランプから放射された紫外光は、第二の側壁部と口金が当接しているため完全に遮光され、ランプ端部領域Ｔにおいて新たにオゾンが生成されることも回避される。

また、この実施形態においても、枠体１１に設けたガス供給口１４よりランプ端部領域Ｔに不活性ガスを流入することも可能である。係る場合、ランプ端部領域Ｔに過剰に流入したガスは、エキシマランプ２０と第一の側面部１３１ａ或いは第二の側面部１３１ｂとの間の間隙を流過してランプハウス内部空間Ｈに出射するようになる。

図６は、上記とは更に異なる実施形態を示す装置の拡大断面図で、同図においては給電結合部が形成された側の端部のみ図示している。この実施形態は、先に説明したものとはランプ構成が異なり、一つのガラス管の中に内側電極が配置され、該ガラス管の外に外側電極が配置されたものである。同図において、ランプハウスの基本的な構造は先に図５で説明したものと同様である。すなわち、ランプハウス１０は枠体１１と天板１２よりなる。そして、このランプハウス１０に収納されたエキシマランプ７０は、その端部領域Ｔが第一、第二の側面部１３１ａ，１３１ｂと底面部１３２とからなるオゾン通過防止用の仕切部材１３で仕切られて構成され、処理室内部空間Ｐで発生したオゾンは仕切部材１３のランプ端部領域Ｔに直ちに流過できないようになっている。

また、枠体１１には開口が設けられてガス供給口１４が形成されており、ここから不活性ガスが供給可能になっている。ランプ端部領域Ｔに不活性ガスを供給する場合は、ランプ端部領域Ｔ内部の圧力が、処理室内部空間Ｐ内部の圧力よりも高くなるよう維持され、不活性ガスを第一の側面部１３１ａとエキシマランプ７０の間の微小間隙から処理室内部空間Ｐ内に流過させることで、オゾンがランプ端部領域Ｔに導入されることを効果的に抑制できる。

この実施形態においては、第一の側面部１３１ａと第二の側面部１３１ｂの間に、遮光部材３２がランプの周囲にはめ込まれており、上記側面部１３１とエキシマランプ７０の間の間隙を通過して入りこむ紫外光を遮光している。またランプの非放電空間側領域においては放電容器７１の外表面上に遮光膜２９が設けられている。

続いて、図６のランプの構成について詳細に説明する。図７はエキシマランプの構成を説明する断面図であり（ａ）管軸方向の断面図、（ｂ）管軸に垂直方向の断面図である。
エキシマランプ７０は例えば、合成石英ガラスからなり内部にキセノンガスが封入された直管状の放電容器７１を具備し、当該放電容器７１外表面上に半円筒状の外側電極７２が添設され、一方、放電容器７１の内部にコイル状の内部電極７２が配設されて、構成されており、内側電極７３外部電極７２の間に高周波電圧が印加されるものである。７４は、放電安定化のため具備された誘電体よりなる筒管であり、例えばガラス管である。この筒管７４の内部に内側電極７３が挿入されている。

内側電極７３の両端にはモリブデンからなる金属箔７５がそれぞれ接続されており、この金属箔７５が放電容器７１の端部に形成されたピンチシール部７６に埋設されて、内部電極７３が放電容器７１内において懸架され、同時に放電容器７１が封止されている。金属箔７５の外端部には、外部リード棒７７が溶接されており、係る外部リード棒７７が放電容器７１外部に取り出されている。なお、７８はガラス管７４の半径方向の移動を規制するため放電容器７１の内壁から中心方向に突出形成した支柱である。

内部電極７３と外部電極７２間に電圧が印加されると、放電容器７１およびガラス管７４を介して放電が発生し、放電空間内のキセノンが励起されて波長１７２ｎｍエキシマ光が生成され放射される。

図６で示すように、リード棒７７の一端部には給電用リード線７９の端部が溶接により接続されており、プラグが８０電源装置の差込口８１に挿入されている。
このエキシマランプ７０においては、内側電極７３の外周に長さ方向全域にガラス管７４からなる誘電体の層が設けられているので、内側電極７３と外側電極７２の間に生じる放電がランプの長さ方向に均整化されて、内側電極７３の一箇所に放電が集中して過熱溶断するという事態を回避でき、均一な光出力を安定して得ることができる。しかも、放電容器７１の構成が比較的簡単で軽量化を達成できて長尺化も容易に行える。

なお、このようなエキシマランプ７０を用いる場合、仕切部材１３（とりわけ側面部１３１）については、ランプに近接して配置されるため、絶縁性の部材を用いるのが望ましい。側面部１３１ａ，１３１ｂの材質として金属など導電性材料を使用した場合、内側電極７３の内部リード部７３ａと側面部１３１ａ，１３１ｂの間で放電が生じて、ランプの長さ方向で均一な放電が得られなくなるおそれがある。よって、セラミック、ガラスなどの無機絶縁材料を用いるのが望ましく、具体的にはアルミナ、パイレックス（登録商標）ガラスのような耐熱強化ガラスである。

以上、図６の構成に係るエキシマランプ装置も先に説明したエキシマランプ装置と同様、ランプ端部領域が仕切り板と底面部で仕切られているので、処理室内部空間で発生したオゾンが直ちにランプ端部領域に流入することが回避され、ランプの給電部を構成する金属部材がオゾンや活性酸素にさらされることを回避することができる。そしてその結果、給電用の金属部材の酸化や腐食の進行を効果的に抑制することができる。
なお、ランプから放射された紫外光を遮光すると、ランプ端部領域内に存在する酸素からオゾンや活性酸素が新たに生成されることも回避できる。
また、ランプ端部近傍において、放電容器の外表面に遮光膜を形成すると、放電空間の長さ方向内方で発光した紫外光がランプの放電容器を透過してランプ端部領域を照射することも防止できる。
また、ランプ端部領域に不活性ガスを供給、充填することで、処理室内部空間のオゾンがランプ端部領域に流入することを確実に抑制できる。

以上、本願発明について説明したが、本願発明は上記構成に限定されることなく適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、エキシマランプ構成は上述した図３、図７のような構成のものに限定されることなく、適宜変更可能である。

本願発明の一実施形態を示す図で、ランプの管軸方向に切断した断面図である。本願発明の一実施形態を示す図で、図１中のＡ−Ａ’で切断した断面図であるを示す図である。エキシマランプの構成を説明する図で（ａ）ランプの管軸方向断面図，（ｂ）管軸に垂直な方向の断面図である。（ａ）（ｂ）エキシマランプ装置概略を示す模式図である。他の実施形態を示すエキシマランプ装置のランプ管軸方向断面図である。更に他の実施形態を示すエキシマランプ装置のランプ管軸方向断面図である。ランプの構成を示す図で（ａ）管軸方向断面図，（ｂ）管軸に垂直な方向の断面図である。従来におけるエキシマランプ装置の構造を示す説明図である。エキシマランプ装置の一例を示す図であり、ランプ給電部側の端部を拡大して示す図である。

符号の説明

１エキシマランプ装置
１０ランプハウス
１１枠体
１２天板
１３仕切部材
１３１側面部
１３１ａ第一の側面部
１３１ｂ第二の側面部
１３２底面部
１４ガス供給口
１５オゾン分解物質層
２０エキシマランプ
２１放電容器
２１１内側管
２１２外側管
２１３ａ，２１３ｂ端面部
２２内側電極
２３外側電極
２４給電端子
２５リード棒
２６リード線
２７プラグ
２８差込口
２９遮光膜
３０口金
３１シール部材
３２遮光部材
４０処理室
４１ベース
４２排気ダクト
４３ガス供給口
５０，５１圧力検知手段
５２制御部
６０，６３ガス供給部
６１，６４流量調節部
６２，６５ガス供給源
６６点灯電源
６７被処理物搬送装置
７０エキシマランプ
７１放電容器
７２外側電極
７３内側電極
７４ガラス管
７５金属箔
７６ピンチシール部
７７外部リード棒
７８支柱
７９リード線
８０プラグ
８１差込口
９０ランプハウス
９１エキシマランプ
９２処理室
９３リード線
９４プラグ
９５差込口
９６給電端子
Ｗワーク
Ｓ放電空間
Ｔランプ端部領域
Ｈランプハウス内部空間
Ｐ処理室内部空間

Claims

誘電体を介した放電により紫外光を放射するエキシマランプと、該エキシマランプを収容するランプハウスと、を具備し、
前記ランプからの放射光を取り出す開口がランプハウスに形成され、ランプハウス内部空間が被処理物が処理される処理室内部空間と該開口を介して連通してなるエキシマランプ装置であって、
前記エキシマランプの少なくとも一方の端部に給電部材が接続されて給電結合部が形成されてなり、
ランプハウスの内部に、給電結合部が形成されたランプ端部領域とランプハウス内部空間とを仕切る仕切部材が配設されていることを特徴とするエキシマランプ装置。
前記仕切部材が紫外光に対して遮光性を具備していることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ装置。
前記エキシマランプには、放電容器の端部に紫外光の遮光膜が形成されている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。
ランプ端部領域の内部に、オゾン分解物質が配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエキシマランプ装置。
前記ランプハウスのランプ端部領域に不活性ガスを流入、充填するガス供給機構を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエキシマランプ装置。
前記ランプ端部領域内の圧力と処理室内部空間内の圧力又は大気圧を検出するための圧力検出手段と、制御手段とを具備してなり、
前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、ランプ端部領域内の圧力が処理室内部空間内の圧力又は大気圧よりも常に高い状態となるよう制御する信号を、ガス供給機構に送信することを特徴とする請求項５記載のエキシマランプ装置。
前記ランプ端部領域内の圧力と処理室内部空間内の圧力又は大気圧を検出するための圧力検出手段と、制御手段とを具備してなり、
前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、ランプ端部領域内の圧力が処理室内部空間内の圧力又は大気圧よりも高い場合に前記エキシマランプを点灯させる信号を、ランプ点灯電源に送信することを特徴とする請求項５記載のエキシマランプ装置。
搬送機構により搬送されてきた被処理物にエキシマ光を照射するエキシマランプ装置であって、前記ランプ端部領域内の圧力と処理室内部空間内の圧力又は大気圧を検出するための圧力検出手段と、制御手段とを具備してなり、
前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、ランプ端部領域内の圧力が処理室内部空間内の圧力又は大気圧よりも高い場合に被処理物の搬送を可能にする信号を、前記搬送機構に送信することを特徴とする請求項５記載のエキシマランプ装置。