JP4765433B2 - 紫外線照射装置および光照射方法 - Google Patents

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Description

本発明は、紫外線照射装置および光照射方法に関し、更に詳しくは、半導体装置の製造工程および液晶表示基板の製造工程などにおける露光処理を行うための光源として用いられる紫外線照射装置、およびこの紫外線照射装置を用いた光照射方法に関する。
従来、半導体装置の製造工程や液晶表示基板の製造工程においては、露光処理を行うための光源として、消費電力が数kW乃至数10kWである超高圧水銀ランプよりなる光源ランプを備えた紫外線照射装置が広く用いられている(例えば特許文献1参照。)。
このような紫外線照射装置の或る種のものとしては、例えば光源ランプと、当該光源ランプに覆い被さるように配置され、光源ランプから放射される光を高い効率で前方に投射するための凹面反射鏡とよりなる光源ユニットを1つ備え、光源ランプから放射され、凹面反射鏡の光投射口から投射された光が紫外線照射対象体に対して照射される構成のものがある。
近年、特に液晶表示基板の製造工程に用いられる紫外線照射装置においては、液晶表示基板の大面積化に伴って紫外線照射領域の拡張化が要請されており、この要請に対応するために、光源ランプを大型化することが必要とされている。
而して、液晶表示基板の製造工程に用いられる紫外線照射装置の光源ランプとしては、現在、消費電力が25kWである大型の高圧水銀ランプが用いられているが、今後、液晶表示基板の大面積化に伴って更なる大型化が要求されると、それに対応するために高圧水銀ランプの構成部材である放電容器や電極材料が大型化されることによって光源ランプに係る製造コストや製造工程数が大幅に増加してしまうというおそれがある。
また、紫外線照射装置としては、光源ランプとして、通常、プロジェクター装置の光源ランプ(以下、「プロジェクター装置用ランプ」ともいう。)として用いられている、放電容器内に封入物として0.15mg/mm3 を超える量の水銀と共にハロゲンおよび希ガスが封入されており、点灯時における放電容器の内部圧力が150気圧以上となり、波長400nm以上の広い波長領域にわたって連続するスペクトルが得られるショートアーク型放電ランプ(例えば、特許文献2参照。)を用い、このプロジェクター装置用ランプとしてのショートアーク型放電ランプを複数配列させた状態で備えてなるものが提案されている(例えば、特許文献3および特許文献4参照。)。
しかしながら、このように複数の光源ランプを備えた紫外線照射装置によれば大きな紫外線照射領域を得ることができるものの、光源ランプとしてプロジェクター装置用ランプを用いることによっては、当該紫外線照射領域に照射される光が波長300nm付近の領域の光の光強度が小さいため、紫外線照射対象体が波長300nm付近の領域の光の照射を必要とするものである場合には、所望の紫外線照射処理を行うことができない、という問題があることが判明した。
具体的には、例えば半導体装置の製造工程および液晶表示基板の製造工程などにおける露光処理に用いられるレジストとしては、概ね波長300〜450nmの領域範囲の光に対して感度を有し、この光によって硬化されるものが用いられており、例えば液晶表示基板の製造工程においては、液晶カラーフィルターの露光処理に用いられる赤色、緑色および青色の各カラーレジストは、各々、異なる波長領域に感度を有するものであり、しかも液晶を注入する際に使用されるフォトスペーサー用レジスト(以下、「PS用レジスト」ともいう。)も各カラーレジストのいずれとも異なる波長領域に感度を有するものであることから、露光処理のための紫外線照射装置には、これらの各々の紫外線照射対象体であるレジストに対応した紫外線を照射する機能が必要とされるが、これらのレジストのなかに波長300nm付近の領域の光に対して感度を有するものが含まれる場合には、光源ランプとしてプロジェクター装置用ランプを用いては、波長300nm付近の領域に感度を有するレジストを十分に硬化させることができない。
特開平11−191394号公報 特許第2980882号公報 特開2004−361746号公報 国際公開第2004/114364A1号パンフレット
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、大きな紫外線照射領域が得られると共に、当該紫外線照射領域に対して照射される光の波長領域を可変することのできる紫外線照射装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数種類の紫外線照射対象体の各々に対して、当該紫外線照射対象体に必要とされる波長領域の光を照射することのできる光照射方法を提供することにある。
本発明の紫外線照射装置は、放電容器の内部に一対の電極が対向配置され、0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されてなる紫外線放射ランプと、凹面反射鏡とを備えた光源ユニットが複数並設されてなる構成の紫外線照射装置であって、
前記複数の光源ユニットにより2以上の光源ユニット群が形成されており、これらの光源ユニット群ごとに光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が異なるものであり、
前記複数の光源ユニットのうちの水銀の封入量が小さな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットが中央領域に配置されており、水銀の封入量が大きな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットが周辺領域に配置されており、
波長300〜390nmの領域の紫外線を照射するために用いられることを特徴とする。
また、本発明の紫外線照射装置においては、水銀の封入量が小さな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が0.08〜0.18mg/mm3 であり、
水銀の封入量が大きな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が0.2mg/mm3 以上であることが好ましい。
本発明の紫外線照射装置においては、複数の光源ユニットを構成する紫外線放射ランプは、水銀の封入量が大きいものほど電極間距離が小さいことことが好ましい。
本発明の紫外線照射装置においては、すべての光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの各々が同一構成の点灯装置により点灯されることが好ましい。
本発明の光照射方法は、上記の紫外線照射装置を用いて紫外線照射対象体に対して光を照射する光照射方法であって、
紫外線照射対象体に応じて複数の光源ユニットのうちから作動させる光源ユニットを選択することにより、当該紫外線照射対象体に対する光照射状態を制御することを特徴とする。
本発明の紫外線照射装置によれば、2以上の光源ユニット群を形成する複数の光源ユニットを備えており、これらの複数の光源ユニットが光源ユニット群ごとに光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が異なるものであり、これらの水銀の封入量の異なる紫外線放射ランプから放射される光には水銀の封入量に応じて異なるスペクトルが得られることとなるため、複数の光源ユニットのうちから作動させる光源ユニットを選択し、1種類のスペクトルを有する光を単独で、または2種類以上の異なるスペクトルを有する光が組み合わせられてなる光を紫外線照射領域に対して照射することにより、当該紫外線照射領域に照射される光のスペクトルを制御することができるため、大きな紫外線照射領域を得ることができると共に、当該紫外線照射領域に対して照射される光の波長領域を可変することができる。
また、本発明の紫外線照射装置においては、集光性の小さな紫外線を放射する水銀の封入量の小さい紫外線放射ランプを備えた光源ユニットを中央領域に配設すると共に、集光性の大きな紫外線を照射する水銀の封入量の大きい紫外線放射ランプを備えた光源ユニットを周辺領域に配設することにより、紫外線照射領域に対して照射される光に高い集光性が得られるため、すべての光源ユニットから投射される光を高い効率で利用することができる。
また、本発明の紫外線照射装置においては、複数の光源ユニットを構成する紫外線放射ランプのうちの水銀の封入量の小さな紫外線放射ランプの電極間距離を相対的に小さくし、水銀の封入量の大きな紫外線放射ランプの電極間距離を相対的に大きくすることにより、各々の紫外線放射ランプにおけるランプ電圧を電極間距離によって調整し、水銀の封入量の異なる紫外線放射ランプに同一の大きさの電力を供給した場合であっても、これらのすべての紫外線放射ランプに流れるランプ電流値を同一にすることができることから、弊害を伴うことなく、当該紫外線照射装置に係る複数の光源ユニットを構成するすべての紫外線放射ランプの点灯装置を同一の構成を有するものとすることができる。
本発明の光照射方法によれば、上記の紫外線照射装置を用いることにより、複数種類の紫外線照射対象体の各々に対して、当該紫外線照射対象体に必要とされる波長領域の光を照射することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の紫外線照射装置の構成の一例を概略的に示す説明図であり、図2は、図1の紫外線照射装置の発光部を正面から見た状態を示す説明図であり、図3は、図2におけるA−A線断面を示す説明用断面図である。
この紫外線照射装置10は、0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されてなる紫外線放射ランプ(23A、23B)と、凹面反射鏡21とを備えた光源ユニット(20A、20B)を複数(図の例においては25個)有し、これらの光源ユニット(20A、20B)が、支持部材12によって個別に支持され、互いに隣接する支持部材12の一の先端縁部12Aが接触した状態で密に配置されることにより、放物面あるいは楕円面に沿うように緩やかに湾曲した連続する光源ユニット配置用面に沿って格子状(図の例においては縦5列、横5行)に並設されてなる発光部11を備えてなる構成のものである。
図1において、16は発光部11から出射された光の光路上における、当該発光部11との離間距離が4m程度の位置に設けられた、発光部11から出射される光に係る照度ムラを改善する作用を有し、紫外線照射領域における照度分布を均一にするための光学素子であるインテグレータレンズであり、17はインテグレータレンズ16から出射された光を紫外線照射領域に反射させる折り返しミラーであり、18は紫外線照射対象体1における紫外線を照射すべき領域に対応した位置のみに紫外線透過部が形成されたマスク18Aを支持するためのマスクステージであり、19は紫外線照射領域に設けられた、紫外線照射対象体1を載置するためのワークステージである。また、同図においては、発光部11から出射された光が紫外線照射領域に至るまでの光路を矢印で示した。
そして、紫外線照射装置10においては、発光部11を形成する複数の光源ユニット(20A、20B)を構成する紫外線放射ランプ(23A、23B)として、水銀の封入量の異なる2種類のランプが用いられており、これらの光源ユニット(20A、20B)により、当該光源ユニット(20A、20B)を構成する紫外線放射ランプ(23A、23B)の水銀の封入量に基づいて分類した2個の光源ユニット群、具体的には、水銀の封入量が小さな第1の紫外線放射ランプ23Aを備えた第1の光源ユニット20Aよりなる第1の光源ユニット群と、水銀の封入量が大きな第2の紫外線放射ランプ23Bを備えた第2の光源ユニット20Bよりなる第2の光源ユニット群との合計2つの光源ユニット群が形成されている。
この2つの光源ユニット群を形成する第1の光源ユニット20Aおよび第2の光源ユニット20Bは、各々、第1の光源ユニット群を形成する第1の光源ユニット20Aが、発光部11の中央領域に配置されており、一方、第2の光源ユニット群を形成する第2の光源ユニット20Bが、当該発光部11の周辺領域に配置されている。
この図の例においては、光源ユニット配置用面に沿った発光部11おける矩形状の中央領域(図2における破線で囲まれた領域)に縦3列、横3行に配設された合計9個の第1の光源ユニット20Aによって第1の光源ユニット群が形成されており、一方、当該発光部11における枠状の周辺領域に、第1の光源ユニット20Aの配置された中央領域を取り囲むように配設された合計16個の第2の光源ユニット20Bによって第2の光源ユニット群が形成されている。
第1の光源ユニット群を形成する第1の光源ユニット20Aは、第1の紫外線放射ランプ23Aと、この第1の紫外線放射ランプ23Aを点灯するための点灯装置(図示せず)と、凹状であって反射空間を形成し、その前端(図3において右端)に、第1の紫外線放射ランプ23Aから放射される光を投射するための光投射口21Aを有し、第1の紫外線放射ランプ23Aから放射される光を反射する凹面反射鏡21と、当該凹面反射鏡21の光投射方向に配置された、光投射口21Aを塞ぐ前面ガラス22とを備えるものである。
この第1の光源ユニット20Aにおいては、第1の紫外線放射ランプ23Aは、凹面反射鏡21の反射空間内に、凹面反射鏡21の第一焦点と当該第1の紫外線放射ランプ23Aの電極間に形成されるアークの輝点とが一致し、かつ凹面反射鏡21の光軸と当該第1の紫外線放射ランプ23Aのアーク軸とが一致するように略水平に配置されている。
また、第2の光源ユニット群を形成する第2の光源ユニット20Bは、第1の紫外線放射ランプ23Aに代えて、当該第1の紫外線放射ランプ23Aよりも水銀の封入量の大きい第2の紫外線放射ランプ23Bを備えていること以外は第1の光源ユニット20Aと同様の構成を有するものであり、この第2の光源ユニット20Bを構成する凹面反射鏡21および点灯装置は、各々、第1の光源ユニット20Aを構成するものと同一構成を有するものである。
第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bとしては、各々、例えば発光空間を形成する球状の発光管部24Aと、その両端に続いて管軸方向外方、すなわち光軸方向前方および後方に伸びるロッド状の封止管部24Bとよりなる、例えば石英ガラス製の放電容器24を有してなり、発光空間内には、例えばタングステンよりなる一対の電極(図示せず)が互いに対向するよう配置されてなる構成を有する、定格消費電力が150〜350Wの超高圧水銀ランプを用いることができる。
このような構成の超高圧水銀ランプよりなる第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bには、各々、発光空間内に、発光物質として0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されており、かつ第1の紫外線放射ランプ23Aの水銀の封入量が第2の紫外線放射ランプ23Bの水銀の封入量よりも小さくなっているが、具体的には、第1の紫外線放射ランプ23Aの水銀の封入量をamg/mm3 (但し、aは0.08以上の数を示す。)とするとき、第2の紫外線放射ランプ23Bの水銀の封入量は1.2amg/mm3 であることが好ましい。
さらに、第1の紫外線放射ランプ23Aの水銀の封入量が0.08〜0.18mg/mm3 であると共に、第2の紫外線放射ランプ23Bの水銀の封入量が0.2mg/mm3 以上であることが好ましい。
第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bの各々の放電容器24の内部における発光空間内において対向配置されている一対の電極の電極間距離は、水銀の封入量が大きいものほど小さく、具体的には、第2の紫外線放射ランプ23Bに比して第1の紫外線放射ランプ23Aの方が大きいことが好ましい。
この第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bの各々における電極間距離は、当該第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bの各々の水銀の封入量、第1の光源ユニット20Aおよび第2の光源ユニット20Bを構成する点灯装置の構成などに基づいて適宜に設定される。
ここに、紫外線照射装置10を半導体装置の製造工程および液晶表示基板の製造工程などにおける露光処理を行うための光源として用いる場合には、第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bとして、各々、発光空間内に、発光物質として0.08〜0.30mg/mm3 の水銀が封入されていると共に、2×10-4〜7×10-3μmol/mm3 のハロゲンと、希ガスとが封入されており、かつ電極間距離が0.5〜2.0mmの範囲内において設定されている構成のものを用いることが好ましい。第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bをこのような構成のものとすることにより、当該第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bは、ハロゲンの作用によって放電容器24の光透過率が黒化や白濁の発生に起因して低下することが抑制され、また、高い輝度が得られると共に、露光処理に必要とされる波長300〜450nmの紫外領域の光を高い効率で放射するものとなる。
第1の光源ユニット20Aおよび第2の光源ユニット20Bを構成する凹面反射鏡21は、例えば放物面反射鏡または楕円面反射鏡であり、例えば石英ガラスよりなる凹状の基材の内表面に反射面が設けられてなるものである。
この凹面反射鏡21を構成する反射面は、誘電体多層膜などよりなり、少なくとも波長300〜450nmの紫外領域の光を反射し、可視領域の光および赤外領域の光を透過する特性を有するものである。
以上のような構成の紫外線照射装置10は、紫外線照射対象体1に応じて発光部11を形成する第1の光源ユニット群および第2の光源ユニット群を構成する複数の光源ユニット20A、20Bのうちから作動させる光源ユニットを選択することができ、選択された複数の光源ユニットの各々において、当該光源ユニットを構成する紫外線照射ランプが点灯装置から電力が供給されることによって点灯されると、この紫外線照射ランプから放射された光のうちの光投射方向に放射された光が凹面反射鏡21の光投射口21Aから投射されると共に、光投射方向以外の方向に放射された光のうちの凹面反射鏡21によって反射された光が光投射口21Aから投射され、このようにして複数の光源ユニットの各々から投射された光が重なり合うようにして発光部11からインテグレータレンズ16に向かって出射され、これらの光のうちのインテグレータレンズ16に入射された光が合成され、この合成された光がインテグレータレンズ16から出射して折り返しミラー17によって反射され、この反射光のうちのマスク18Aの紫外線透過部を透過した光のみがワークステージ19上に載置されている紫外線照射対象体1に対して照射される。
そして、紫外線照射装置10においては、発光部11が複数の光源ユニット20A、20Bにより形成されていることから大きな紫外線照射領域を得ることができ、また、発光部11を形成する複数の光源ユニット20A、20Bのうちから作動させる光源ユニットを選択することにより、一般に、発光物質として水銀が封入されてなる紫外線放射ランプにおいては、水銀の封入量が小さくなるに従って放射される紫外線は、短波長領域における発光強度が大きくなり、得られる発光強度曲線の各ピークがシャープとなる一方で、水銀の封入量が大きくなるに従って放射される紫外線は、短波長領域における発光強度が小さくなり、得られる発光強度曲線の各ピーク高さが低くなり、発光強度曲線(スペクトル)がブロードになることから、水銀の封入量の異なる第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bの各々から放射される光には、水銀の封入量に応じた異なるスペクトルが得られることとなる(図5参照)ため、1種類のスペクトルを有する光を単独で、または2種類の異なるスペクトルを有する光が組み合わせられてなる光を、紫外線照射領域に設けられたワークステージ19上に載置された紫外線照射対象体1に照射することにより、当該紫外線照射対象体1に照射される光のスペクトルを制御することができるため、当該紫外線照射対象体1に対して照射される光の波長領域を可変することができる。
紫外線照射装置10によれば、このように作動させる光源ユニットを選択して紫外線照射対象体1に対する光照射状態を制御することにより、紫外線照射対象体1に対して、当該紫外線照射対象体1に必要とされる波長領域の光を照射することができる。
この紫外線照射装置10による光照射状態の制御は、第1の光源ユニット20Aの全部または一部のみを作動させること、第2の光源ユニット20Bの全部または一部のみを作動させること、または第1の光源ユニット20Aの全部または一部を作動させると共に、第2の光源ユニット20Bの全部または一部を作動させることによって行うことができ、例えば第1の光源ユニット20Aのみを作動させた場合には、第1の紫外線放射ランプ23Aから放射される光の有するスペクトルと略同一のスペクトルを有する光が紫外線照射対象体1に照射されることとなり、また、第2の光源ユニット20Bのみを作動させた場合には、第2の紫外線放射ランプ23Bから放射される光の有するスペクトルと略同一のスペクトルを有する光が紫外線照射対象体1に照射されることとなり、さらに、第1の光源ユニット20Aと第2の光源ユニット20Bとを各々同数作動させた場合には、第1の紫外線放射ランプ23Aと第2の紫外線放射ランプ23Bとの各々の水銀の封入量の平均量の水銀が封入されてなる紫外線放射ランプと略同一のスペクトルを有する光が紫外線照射対象体1に照射されることとなる。
ここに、第1の光源ユニット20Aの一部を作動させる場合、および第2の光源ユニット20Bの一部を作動させる場合には、発光部11から出射される光を高い効率でインテグレータレンズ16に入射させるために、各々、発光部11における周辺領域側に位置するものよりも、中央領域側に位置するものを優先的に選択して作動させることが好ましい。
また、紫外線照射装置10においては、水銀の封入量の小さい第1の紫外線放射ランプ23Aを備えた第1の光源ユニット20Aが中央領域に配設されると共に、水銀の封入量の大きい第2の紫外線放射ランプ23Bを備えた第2の光源ユニット20Bが周辺領域に配設されていることから、一般に、発光物質として水銀が封入されてなる紫外線放射ランプにおいては、水銀の封入量が大きくなるに従って陰極起点が著しく小さくなることから、放射される紫外線は、その輝度が高くなると共に、高い集光性が得られ、発散角度が小さくなって発散度合いが小さくなる一方で、水銀の封入量が小さくなるに従って放射される紫外線は、その輝度が低くなると共に、発散角度が大きくなって発散度合いが大きくなるが、第1の光源ユニット20Aから投射された光は、その発散度合いが大きいものであっても、インテグレータレンズ16にほぼ直射されることとなることから、その全部がインテグレータレンズ16に入射し、かつ当該インテグレータレンズ16に対する入射角度が一定の範囲内に収まるものとなると共に、第2の光源ユニット20Bから投射された光は、それ自体の発散度合いが小さいことから、発光部11の周辺領域に配置されたことに起因してインテグレータレンズ16に対する入射角度が全体的に大きくなっても、その大部分がインテグレータレンズ16に入射し、かつ当該インテグレータレンズ16に対する入射角度が一定の範囲内に収まるものとなる。
従って、紫外線照射装置10によれば、発光部11から出射される光に高い集光性が得られると共に、インテグレータレンズ16が、複数個のレンズセル(16A)からなる集合レンズであり(図6および図7参照)、このレンズセル(16A)の各々が入射された光のうちの特定の入射角度以下の範囲内で入射したもののみを有効な光として出射することのできるものであり、この範囲外、すなわち特定の角度より大きな入射角度で入射した光はインテグレータレンズ16から出射したとしても紫外線照射処理に有効なものでなく、紫外線照射装置10の紫外線照射処理に利用されることのない光となるという特性を有し、その光の取り込み角度(以下、「光取込み角度」ともいう。)が制限されたものであっても、インテグレータレンズ16に入射される光の大部分が当該インテグレータレンズ16の光取込み角度を有するものとなるため、第1の紫外線放射ランプ23Aから放射されて第1の光源ユニット20Aから投射される光および第2の紫外線放射ランプ23Bから放射されて第2の光源ユニット20Bから投射される光を共に高い効率で利用することができる。
なお、インテグレータレンズを用いた光学系において、利用されることのない光の量を低減し、高い効率で光を利用するための一つの方法として、インテグレータレンズの前後の位置に、コンデンサーレンズよりなるインプットレンズおよびアウトプットレンズを配置することが考えられるが、紫外線照射装置においては、コンデンサーレンズとして、紫外領域の光を透過する特性を有する、合成石英ガラスよりなるものを用いる必要があるため、紫外線照射装置が高コスト化してしまう、という問題がある。例えば、インテグレータレンズとして350mm×350mm角のものを用いる場合には、コンデンサーレンズとして直径500mm程度のものが必要となるが、このような大型の合成石英ガラス製のレンズを用いることは現実的ではない。
更に、紫外線照射装置10においては、水銀の封入量の小さい第1の紫外線放射ランプ23Aの電極間距離を、水銀の封入量の大きい第2の紫外線放射ランプ23Bの電極間距離よりも大きくすることにより、各々の紫外線放射ランプにおけるランプ電圧を電極間距離によって調整し、第1の紫外線放射ランプ23Aおよび第2の紫外線放射ランプ23Bに同一の大きさの電力を供給した場合であっても、これらのすべての紫外線放射ランプ23A、23Bに流れるランプ電流値を同一にすることができることから、一般に、発光物質として水銀が封入されてなる紫外線放射ランプにおいて、その他の仕様を変更することなく、水銀の封入量のみを変化させた場合において生じる、水銀の封入量が小さくなるに従ってランプ電圧が小さくなって大きなランプ電流が流れ、かつ、大きなランプ電流が流れるものほど電極の負担が大きくなって飛散や溶解などが生じることに起因して、その使用寿命が短くなるという弊害を伴うことなく、第1の光源ユニット20Aおよび第2の光源ユニットの点灯装置として、同一の構成を有するものを用いることができる。
従って、紫外線照射装置10においては、発光部11を形成するすべての光源ユニット20A、20Bを構成する紫外線放射ランプ23A、23Bの使用寿命がほぼ同一となることから、当該発光部11に係る複数の紫外線放射ランプ23A、23Bの交換作業をランプごとに個別に行う必要なく、一斉に行うことができ、また、すべての光源ユニット20A、20Bに同一構成の点灯装置を用いることができるため、光源ユニットの種類に応じて異なる構成の点灯装置を用いることによってランプ電流を同一にするための調整を行う場合に比してその製造コストが安価となる。
しかも、一般に、発光物質として水銀が封入されてなる紫外線放射ランプにおいては、電極間距離が大きくなるに従って放射される光の発散角度が大きくなるため、電極間距離の大きな第1の紫外線放射ランプ23Aを備えた第1の光源ユニット20Aは、第2の光源ユニット20Bに比して投射される光が発散角度の大きいものとなるが、当該第1の光源ユニット20Aが中央領域に配設されているため、このことに起因した弊害を伴うことなく、第1の紫外線放射ランプ23Aから放射されて第1の光源ユニット20Aから投射される光をも高い効率で利用することができる。
以上のような本発明の紫外線照射装置は、例えば半導体装置の製造工程および液晶表示基板の製造工程などにおける、例えばカラーレジスト、PS用レジスト、PDP用レジスト、有機エレクトロルミネッセンス素子用レジストなどの露光処理を行うための光源として用いることができ、特に大きな紫外線照射領域が得られると共に、紫外線照射領域に対して照射される光の波長領域を可変することができることから、大面積を有し、例えば赤色、緑色および青色の各カラーレジストおよびPS用レジストと異なる波長領域に感度を有する複数種類のレジストを用いることが必要とされる液晶表示基板の製造工程において好適に用いることができ、具体的には、これらのすべてのレジストを硬化させるための紫外線照射処理を1台の紫外線照射装置のみによって行うことができる。本発明の紫外線照射装置を液晶表示基板の製造工程に用いる場合においては、装置全体に供給される総電力量を15kW以上とすることが特に有効である。
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の紫外線照射装置は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、紫外線照射装置は、図4に示すように、複数の光源ユニット20A、20Bが、支持部材12によって個別に支持され、これらのすべての光源ユニット20A、20Bの光軸が平行となるよう、互いに隣接する支持部材12の一の側面12Bが接触した状態で密に、かつ周辺領域側に位置する光源ユニットが中央領域側に位置する光源ユニットに比して光源ユニットの光軸と垂直で各光源ユニット20A、20Bの光投射方向(図4における右方)に位置する任意平面との離間距離が小さくなるよう配置されることにより、格子状に並設されてなる発光部31を備えてなる構成のものであってもよい。
ここに、図4の紫外線照射装置は、図1に示した紫外線照射装置10において、発光部11に代えて発光部31を備えてなるものであること以外は紫外線照射装置10と同様の構成を有するものであり、発光部31は、当該発光部31を形成する複数の光源ユニット20A、20Bが緩やかに湾曲した光源ユニット配置用面に沿って並設されていないこと以外は紫外線照射装置10の発光部11と同様の構成を有するものであり、さらに発光部31を形成する複数の光源ユニット20A、20Bは、紫外線照射装置10の発光部11に係る第1の光源ユニット20Aおよび第2の光源ユニット20Bと同様の構成を有するものである。
なお、図4は、発光部31における、図1に係る紫外線照射装置10における発光部11を示す図2のA−A線断面に対応する断面を示すものである。
また、紫外線放射装置は、発光部が、水銀の封入量の小さい紫外線放射ランプを備えた光源ユニットが中央領域に配置され、水銀の封入量の大きい紫外線放射ランプを備えた光源ユニットが周辺領域に配置された構成のものであることが好ましいが、これらの光源ユニットがランダムに配置されてなる構成のものであってもよい。この場合においても、大きな紫外線照射領域が得られると共に、当該紫外線照射領域に対して照射される光の波長領域を可変することができる。
また、紫外線照射装置は、発光部が、第1の光源ユニット群および第2の光源ユニット群の合計2つの光源ユニット群により形成されてなるものに限定されず、3つ以上の光源ユニット群によって形成されてなるものであってもよい。
また、紫外線放射装置は、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプが、直流点灯型のものであっても、または交流点灯型のものであってもよい。
以下、本発明の作用効果を確認するために行った実験例について説明する。
〔実験例1〕
先ず、図1に示されている構成に従い、紫外線放射ランプ(23A、23B)と、石英ガラスよりなる凹状の基材の内表面に誘電体多層膜よりなる反射面が設けられた、焦点距離が7.6mm、光投射口(21A)の大きさが60mm×60mm角の凹面反射鏡(21)と、点灯装置とを備えた2種類の光源ユニット(20A、20B)を合計25個有し、これらの光源ユニット(20A、20B)が、緩やかに湾曲した連続する光源ユニット配置用面に沿って縦5列、横5行に格子状に並設されてなる発光部(11)を備えてなる、実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(1)」ともいう。)を作製した。
作製した実験装置(1)においては、発光部(11)として、光源ユニット配置用面に沿った発光部11における矩形状の中央領域に縦3列、横3行に配設された合計9個の第1の光源ユニット(20A)によって形成される第1の光源ユニット群と、当該発光部(11)における枠状の周辺領域に、第1の光源ユニット(20A)の配置された中央領域を取り囲むように配設された合計16個の第2の光源ユニット(20B)によって形成される第2の光源ユニット群とよりなる構成のものを用いた。
また、第1の光源ユニット(20A)を構成する紫外線放射ランプ(23A)としては、水銀の封入量が0.08mg/mm3 であって電極間距離が1.8mmであり、また、発光管部(24A)の容積が100mm3 、当該発光管部(24A)の最大外径が12mm、封止管部(24B)の外径が6mm、当該封止管部(24B)の長さが30mmである石英ガラス製の放電容器(24)を備え、発光空間内にタングステンよりなる一対の電極が対向配置されてなる構成を有し、定格電圧が85V、定格消費電力が250Wであり、図5において破線で示すスペクトルが得られる超高圧水銀ランプを用いた。
第2の光源ユニット(20B)を構成する紫外線放射ランプ(23B)としては、水銀の封入量が0.30mg/mm3 であって電極間距離が1.0mmであること以外は第1の光源ユニット(20A)を構成する紫外線放射ランプ(23A)と同様の構成を有し、図5において実線で示すスペクトルが得られる超高圧水銀ランプを用いた。
なお、第1の光源ユニット(20A)および第2の光源ユニット(20B)を構成する点灯装置としては、同一の構成を有するものを用いた。
次いで、実験装置(1)において、発光部(11)が、当該発光部(11)における中央領域に第2の光源ユニット(20B)が配置されると共に、周辺領域に第1の光源ユニット(20A)が配置されてなる構成のもの、すなわち、光源ユニット配置用面に沿った発光部(11)おける矩形状の中央領域に縦3列、横3行に配設された合計9個の第2の光源ユニット(20B)によって形成される第2の光源ユニット群と、当該発光部(11)における枠状の周辺領域に、第2の光源ユニット(20B)の配置された中央領域を取り囲むように配設された合計16個の第1の光源ユニット(20A)によって形成される第1の光源ユニット群とよりなる構成のものであること以外は実験装置(1)と同様の構成を有する実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2)」ともいう。)を作製した。
作製した実験装置(1)および実験装置(2)について、一の光源ユニットを構成する紫外線照射ランプ(23A、23B)に対して250Wの電力を供給し、装置全体に供給される総電力が6.25kWとなる条件下ですべての光源ユニット(20A、20B)を作動させ、発光部(11)から出射される光がインテグレータレンズ(16)に入射する状態について解析を行った。この解析結果を、図6および図7を用いて以下に説明する。
図6および図7は、各々、実験装置(1)または実験装置(2)に係る発光部11から出射された光がインテグレータレンズ16に入射する状態を模式的に示す説明図であり、この図6および図7に係る発光部11は、図1に係る紫外線照射装置10における発光部11を示す図2のA−A線断面に対応する断面を示すことによって表されている。同図において、16Aは、インテグレータレンズ16としての集合レンズを構成するレンズセルであり、また、発光部11とインテグレータレンズ16とを結ぶ実線は、当該発光部11を構成する周辺位置に配置された光源ユニット(図6および図7における上から一番目の光源ユニットおよび下から一番目の光源ユニット)と、中心位置に配置された光源ユニット(図6および図7における上から3番目の光源ユニット)との合計3個の光源ユニットから投射された光の光路を示すものであり、この光路上における斜線を付した部分は、インテグレータレンズ16の光の光取込み角度よりも大きな角度で入射する光に係る光線領域を示している。
実験装置(1)においては、図6に示されるように、投射される光の発散度合いが大きな第1の光源ユニット20Aが中央領域に、また投射される光の発散度合いの小さな第2の光源ユニット20Bが周辺領域に配置されていることにより、第1の光源ユニット20Aから投射される光は、インテグレータレンズ16にほぼ直射されることとなることから、その発散度合いが大きくてもインテグレータレンズ16に対する入射角度を、当該インテグレータレンズ16の光取込み角度の範囲内に収めることができるため、そのすべてが紫外線照射領域に対する紫外線照射処理に利用できることが確認され、また、第2の光源ユニット20Bから投射される光は、それ自体の発散度合いが小さいことから、発光部11の周辺領域に配置されたことに起因してインテグレータレンズ16に対する入射角度が全体的に大きくなっても、大部分の光が当該インテグレータレンズ16の光取込み角度の範囲内に収まる入射角度を有するものとなるため、そのほとんどが紫外線照射領域に対する紫外線照射処理に利用できることが確認された。また、この実験装置(1)について、インテグレータレンズ16から出射された光における波長330〜390nmの領域の光の紫外線出力値を測定したところ、205Wであった。
一方、実験装置(2)においては、図7に示されるように、投射される光の発散度合いが大きな第1の光源ユニット20Aが周辺領域に、また投射される光の発散度合いの小さな第2の光源ユニット20Bが中央領域に配置されていることにより、第2の光源ユニット20Bから投射される光は、何ら問題なくインテグレータレンズ16に対する入射角度が、当該インテグレータレンズ16の光取込み角度の範囲内に収まるが、第1の光源ユニット20Aから投射される光は、それ自体の発散度合いが大きい上に、発光部11の周辺領域に配置されたことに起因してインテグレータレンズ16に対する入射角度が更に全体的に大きくなることから、その多くの光が当該インテグレータレンズ16の光取込み角度より大きな入射角度を有するものとなり、その結果、紫外線照射領域に対する紫外線照射処理に利用することのできる光の割合が小さくなることが確認された。また、この実験装置(2)について、インテグレータレンズ16から出射された光における波長330〜390nmの領域の光の紫外線出力値を測定したところ、187Wであった。
〔実験例2〕
図1に示されている構成に基づいて、紫外線放射ランプと、石英ガラスよりなる凹状の基材の内表面に誘電体多層膜よりなる反射面が設けられた、焦点距離が7.6mm、光投射口の大きさが60mm×60mm角の凹面反射鏡と、点灯装置とを備えた1種類の光源ユニットを合計132個有し、これらの光源ユニットが、緩やかに湾曲した連続する光源ユニット配置用面に沿って縦12列、横11行に格子状に並設されてなる、図8に示すような発光部32を備えてなる、第1の実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2A)」ともいう。)、第2の実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2B)」ともいう。)、第3の実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2C)」ともいう。)、第4の実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2D)」ともいう。)、第5の実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2E)」ともいう。)および第6の実験用紫外線照射装置(以下、「実験装置(2F)」ともいう。)を作製した。
作製した実験装置(2A)においては、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとして、水銀の封入量が0.26mg/mm3 であって電極間距離が1.0mmであり、また、発光管部の容積が100mm3 、発光管部の最大外径が12mm、封止管部の外径が6mm、当該封止管部の長さが30mmである石英ガラス製の放電容器を備え、発光空間内にタングステンよりなる一対の電極が対向配置されてなる構成を有し、定格電圧が85V、定格消費電力が250Wである超高圧水銀ランプを用いた。
また、実験装置(2A)においては、インテグレータレンズとして、350mm×350mm角のものを用い、このインテグレータレンズを発光部32との離間距離が4000mmの位置に配置した。
作製した実験装置(2B)においては、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとして、水銀の封入量が0.20mg/mm3 であって電極間距離が1.2mmであること以外は実験装置(2A)に係る超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを用いた。
作製した実験装置(2C)においては、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとして、水銀の封入量が0.18mg/mm3 であって電極間距離が1.3mmであること以外は実験装置(2A)に係る超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを用いた。
作製した実験装置(2D)においては、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとして、水銀の封入量が0.16mg/mm3 であって電極間距離が1.4mmであること以外は実験装置(2A)に係る超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを用いた。
作製した実験装置(2E)においては、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとして、水銀の封入量が0.14mg/mm3 であって電極間距離が1.5mmであること以外は実験装置(2A)に係る超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを用いた。
作製した実験装置(2F)においては、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとして、水銀の封入量が0.10mg/mm3 であって電極間距離が1.8mmであること以外は実験装置(2A)に係る超高圧水銀ランプと同様の構成を有する超高圧水銀ランプを用いた。
作製した実験装置(2A)〜実験装置(2F)の各々について、一の光源ユニットを構成する紫外線照射ランプに対して250Wの電力を供給し、装置全体に供給される総電力が33kWとなる条件下ですべての光源ユニットを作動させ、紫外線照射領域における波長300〜330nmの領域の光の照射量および波長330〜390nmの領域の光の照射量を確認した。結果を表1に示す。
更に、実験装置(2A)〜実験装置(2F)により、上記と同様の条件によってすべての光源ユニットを作動させ、液晶カラーフィルターの露光処理に用いられる、波長380nmの光に感度を有する赤色レジスト、波長370nmの光に感度を有する緑色レジストおよび波長360nmの光に感度を有する青色レジストの各カラーレジストと、波長320nmの光に感度を有するPS用レジストの各々に対して紫外線を1秒間照射することによって紫外線照射処理を行い、各レジストの硬化状態を評価した。結果を表1に示す。
硬化状態の評価は、未硬化状態であって、実用上問題がある場合を「1」、硬化した部分と未硬化の部分とが混在しており、実用上問題がある場合を「2」、実用上問題のない最低限のレベルの硬化状態が得られた場合を「3」、実用上問題のない最低レベルを上回る硬化状態ではあるが最高レベルには至らない硬化状態が得られた場合を「4」、最高レベルの硬化状態が得られた場合を「5」と評価した。
Figure 0004765433
以上の結果から、いずれの実験装置によっても各カラーレジストおよびPS用レジストのすべてを最高レベルの硬化状態とする紫外線照射処理を行うことができないということが確認された。また、光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量を大きくする(具体的には0.20mg/mm3 以上)ことにより、各カラーレジストが感度を有する、波長330〜390nmの領域の光の照射量が大きくなり、各カラーレジストを最高レベルの硬化状態とする紫外線照射処理を行うことができ、一方、紫外線照射ランプの水銀の封入量を小さくする(具体的には0.18mg/mm3 以下)ことにより、PS用レジストが感度を有する、波長300〜330nmの領域の光の照射量が大きくなり、PS用レジストを最高レベルの硬化状態とする紫外線照射処理を行うことができることが明らかとなった。
以下、本発明の紫外線照射装置の実施例について具体的に説明するが、本発明がこれによって制限されるものではない。
〔実施例1〕
図1に示されている構成に基づいて、紫外線放射ランプと、石英ガラスよりなる凹状の基材の内表面に誘電体多層膜よりなる反射面が設けられた凹面反射鏡と、点灯装置とを備えた2種類の光源ユニットを合計156個有し、これらの光源ユニットが、緩やかに湾曲した連続する光源ユニット配置用面に沿って縦13列、横12行に格子状に並設されてなる、図9に示すような発光部33を備えてなる紫外線照射装置(以下、「紫外線照射装置(1)」ともいう。)を作製した。
作製した紫外線照射装置(1)においては、発光部33として、当該発光部33の中央領域(図9において斜線を付した領域)における、右から第2列目〜第12列目の上から第5行目〜第8行目と、右から第3列目〜第11列目の上から第3行目、第4行目、第9行目および第10行目とに配設された合計80個の第1の光源ユニットによって形成される第1の光源ユニット群と、当該発光部33の周辺領域に、第1の光源ユニットの配置された中央領域を取り囲むように配設された合計76個の第2の光源ユニットによって形成される第2の光源ユニット群とにより構成されてなるものを用いた。
また、第1の光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとしては、水銀の封入量が0.08mg/mm3 であって電極間距離が1.8mmであり、また、発光管部の容積が100mm3 、発光管部の最大外径が12mm、封止管部の外径が6mm、当該封止管部の長さが30mmである石英ガラス製の放電容器を備え、発光空間内にタングステンよりなる一対の電極が対向配置されてなる構成を有し、定格電圧が85V、定格消費電力が250Wであり、図5において破線で示すスペクトルが得られる超高圧水銀ランプを用いた。
第2の光源ユニットを構成する紫外線放射ランプとしては、水銀の封入量が0.30mg/mm3 であって電極間距離が1.0mmであること以外は第1の光源ユニットを構成する紫外線放射ランプと同様の構成を有し、図5において実線で示すスペクトルが得られる超高圧水銀ランプを用いた。
なお、第1の光源ユニットおよび第2の光源ユニットを構成する点灯装置としては、同一の構成を有するものを用いた。
作製した紫外線照射装置(1)について、一の光源ユニットを構成する紫外線照射ランプに対して250Wの電力を供給し、装置全体に供給される総電力が31.5kWとなる条件下において、すべての第2の光源ユニットと共に、第1の光源ユニットのうちの選択された合計50個を作動させる作動条件( 表2中において、「作動条件(1−1)」と示す。)で紫外線照射領域に光を照射した場合の当該紫外線照射領域における波長300〜330nmの領域の光の照射量および波長330〜390nmの領域の光の照射量を確認した。結果を表2に示す。
また、一の光源ユニットを構成する紫外線照射ランプに対して250Wの電力を供給し、装置全体に供給される総電力が30kWとなる条件下において、すべての第1の光源ユニットと共に、第2の光源ユニットのうちの選択された合計40個を作動させる作動条件(表2中において、「作動条件(1−2)」と示す。)で紫外線照射領域に光を照射した場合の当該紫外線照射領域における波長300〜330nmの光の領域の照射量および波長330〜390nmの領域の光の照射量を確認した。結果を表2に示す。
更に、紫外線照射装置(1)により、上記の2つの作動条件(作動条件(1−1)および作動条件(1−2))で選択された光源ユニットを作動させ、各々の作動条件について、液晶カラーフィルターの露光処理に用いられる、波長380nmの光に感度を有する赤色レジスト、波長370nmの光に感度を有する緑色レジストおよび波長360nmの光に感度を有する青色レジストの各カラーレジストと、波長320nmの光に感度を有するPS用レジストの各々に対して紫外線を1秒間照射することによって紫外線照射処理を行い、各レジストの硬化状態を評価した。結果を表2に示す。
硬化状態の評価は、未硬化状態であって、実用上問題がある場合を「1」、硬化した部分と未硬化の部分とが混在しており、実用上問題がある場合を「2」、実用上問題のない最低限のレベルの硬化状態が得られた場合を「3」、実用上問題のない最低レベルを上回る硬化状態ではあるが最高レベルには至らない硬化状態が得られた場合を「4」、最高レベルの硬化状態が得られた場合を「5」と評価した。
Figure 0004765433
表2の結果から、紫外線照射装置(1)によれば、発光部を形成する複数の光源ユニットのうちから作動させる光源ユニットを選択することにより、波長領域を可変することができ、これにより、異なる波長領域に感度を有するレジスト、すなわち、異なる複数種類の紫外線照射対象体の各々に対して、当該紫外線照射対象体に必要とされる波長領域の光を照射し、所望の紫外線照射処理をすることができるということが確認された。
また、この紫外線照射装置(1)によれば、大きな紫外線照射領域が得られることが確認された。
〔実施例2〕
実施例1において、図10に示すように、発光部34として、2種類の光源ユニットを合計196個有し、発光部34の中央領域(図10において斜線を付した領域)における、右から第3列目〜第12列目の上から第3行目〜第12行目とに配設された合計100個の第1の光源ユニットによる第1の光源ユニット群と、当該発光部34の周辺領域に、第1の光源ユニットの配置された中央領域を取り囲むように配設された合計96個の第2の光源ユニットによる第2の光源ユニット群とが形成されているものを用いたこと以外は、実施例1に係る紫外線照射装置(1)と同様の構成を有する紫外線照射装置(以下、「紫外線照射装置(2)」ともいう。)を作製した。
作製した紫外線照射装置(2)について、一の光源ユニットを構成する紫外線照射ランプに対して250Wの電力を供給し、装置全体に供給される総電力が33kWとなる条件下において、すべての第2の光源ユニットと共に、第1の光源ユニットのうちの選択された合計36個を作動させる作動条件(表3中において、「作動条件(2−1)」と示す。)で紫外線照射領域に光を照射した場合の当該紫外線照射領域における波長300〜330nmの領域の光の照射量および波長330〜390nmの領域の光の照射量を確認した。結果を表3に示す。
また、一の光源ユニットを構成する紫外線照射ランプに対して250Wの電力を供給し、装置全体に供給される総電力が30kWとなる条件下において、すべての第1の光源ユニットと共に、第2の光源ユニットのうちの選択された合計20個を作動させる作動条件(表3中において、「作動条件(2−2)」と示す。)で紫外線照射領域に光を照射した場合の当該紫外線照射領域における波長300〜330nmの領域の光の照射量および波長330〜390nmの領域の光の照射量を確認した。結果を表3に示す。
更に、紫外線照射装置(2)により、上記の2つの作動条件(作動条件(2−1)および作動条件(2−2))で選択された光源ユニットを作動させ、各々の作動条件について、液晶カラーフィルターの露光処理に用いられる、波長380nmの光に感度を有する赤色レジスト、波長370nmの光に感度を有する緑色レジストおよび波長360nmの光に感度を有する青色レジストの各カラーレジストと、波長320nmの光に感度を有するPS用レジストの各々に対して紫外線を1秒間照射することによって紫外線照射処理を行い、各レジストの硬化状態を、実施例1と同様の評価基準によって評価した。結果を表3に示す。
Figure 0004765433
表3の結果から、紫外線照射装置(2)によれば、発光部を形成する複数の光源ユニットのうちから作動させる光源ユニットを選択することにより、波長領域を可変することができ、これにより、異なる波長領域に感度を有するレジスト、すなわち、異なる複数種類の紫外線照射対象体の各々に対して、当該紫外線照射対象体に必要とされる波長領域の光を照射し、所望の紫外線照射処理をすることができるということが確認された。
また、この紫外線照射装置(2)によれば、大きな紫外線照射領域が得られることが確認された。
本発明の紫外線照射装置の構成の一例を概略的に示す説明図である。 図1の紫外線照射装置の発光部を正面から見た状態を示す説明図である。 図2におけるA−A線断面を示す説明用断面図である。 本発明の紫外線照射装置の構成の他の例における発光部の断面を示す説明用断面図である。 実験例1に係る実験用紫外線照射装置に紫外線照射ランプとして用いた超高圧水銀ランプに係るスペクトル図である。 実験例1に係る一の実験用紫外線照射装置における発光部から出射された光がインテグレータレンズに入射する状態を模式的に示す説明図である。 実験例1に係る他の実験用紫外線照射装置における発光部から出射された光がインテグレータレンズに入射する状態を模式的に示す説明図である。 実験例2に係る実験用紫外線照射装置の発光部を示す説明図である。 実施例1に係る紫外線照射装置の発光部を示す説明図である。 実施例2に係る紫外線照射装置の発光部を示す説明図である。
符号の説明
1 紫外線照射対象体
10 紫外線照射装置
11 発光部
12 支持部材
12A 先端縁部
12B 側面
16 インテグレータレンズ
16A レンズセル
17 折り返しミラー
18 マスクステージ
18A マスク
19 ワークステージ
20A 第1の光源ユニット
20B 第2の光源ユニット
21 凹面反射鏡
21A 光投射口
22 前面ガラス
23A 第1の紫外線放射ランプ
23B 第2の紫外線放射ランプ
24 放電容器
24A 発光管部
24B 封止管部
31、32、33、34 発光部

Claims (5)

  1. 放電容器の内部に一対の電極が対向配置され、0.08mg/mm3 以上の水銀が封入されてなる紫外線放射ランプと、凹面反射鏡とを備えた光源ユニットが複数並設されてなる構成の紫外線照射装置であって、
    前記複数の光源ユニットにより2以上の光源ユニット群が形成されており、これらの光源ユニット群ごとに光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が異なるものであり、
    前記複数の光源ユニットのうちの水銀の封入量が小さな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットが中央領域に配置されており、水銀の封入量が大きな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットが周辺領域に配置されており、
    波長300〜390nmの領域の紫外線を照射するために用いられることを特徴とする紫外線照射装置。
  2. 水銀の封入量が小さな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が0.08〜0.18mg/mm3 であり、
    水銀の封入量が大きな紫外線放射ランプを備えた光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの水銀の封入量が0.2mg/mm3 以上であることを特徴とする請求項1に記載の紫外線照射装置。
  3. 複数の光源ユニットを構成する紫外線放射ランプは、水銀の封入量が大きいものほど電極間距離が小さいことを特徴とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の紫外線照射装置。
  4. すべての光源ユニットを構成する紫外線放射ランプの各々が同一構成の点灯装置により点灯されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の紫外線照射装置。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の紫外線照射装置を用いて紫外線照射対象体に対して光を照射する光照射方法であって、
    紫外線照射対象体に応じて複数の光源ユニットのうちから作動させる光源ユニットを選択することにより、当該紫外線照射対象体に対する光照射状態を制御することを特徴とする光照射方法。
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