JP5408499B2 - 光照射装置 - Google Patents

Description

この発明は光照射装置に関するものであり、特に、紫外線照射処理に使用されるエキシマランプを備えた光照射装置に係わるものである。

従来、例えば波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を種々の被処理物に照射することにより、被照射面に付着している有機汚染物質を除去する洗浄処理や、あるいは、被処理物の照射面に極薄酸化膜を形成する酸化膜形成処理などが行われている。そして、このような処理のために用いられる真空紫外線を出射する照射源として、例えば放電容器内にキセノンガスなどを封入し、該キセノンのエキシマ分子を発生させて、これによりエキシマ光を放出するエキシマランプが広く利用されている。

かかる紫外線照射処理においては、被処理物（ワーク）における処理の高い均一性を実現するためには、一定の光量の真空紫外線を安定して照射することが求められている。このような照射光の均一度が求められている光照射装置においては、ランプからの照度を照度センサーによってモニターして照度管理を行うことが通常行われている。このとき、当然に照度センサーはエキシマランプの被処理物側の有効照射領域内にあれば、ワーク面での照度が不均一になるため、該領域内には配置することはできず、そのための工夫がなされている。

例えば、特開２００４−０４１８４３号公報（特許文献１）においては、反射鏡の一部に貫通孔を設けて、この貫通孔から照度を測定する技術が開示されている。しかし、該従来技術では、反射鏡に貫通孔を設けたために当該部分での反射がなくなり、ワーク面における照度均一度が低下するといった問題がある。
また一方で、特開２００９−０９３９４５号公報（特許文献２）では、放電容器の内面に紫外線反射膜を設けたエキシマランプが開示されているが、このようなランプの照度を測定するために上記特許文献１の手法を採用しようとすると、前記紫外線反射膜の一部を削除して、その削除した箇所から出射されてくる光の照度を照度センサーによって測定しなければならない。その場合にも紫外線反射膜の一部を削除することによってワーク面での照度均一度が低下するといった問題があった。

このような従来技術の不具合を是正する手段としては、ワークへの照射に影響を与えないように、エキシマランプの有効照射領域外の長手方向の端部に対応して照度センサーを配置することが考えられる。その構造を図４に示す。
しかしながら、このような構造を採用したとしても正確な照度モニターができないという問題があり、以下にこれを説明する。
エキシマランプ２０は、放電容器２１の外面に配置された一方の電極２２が高圧側として、他方の電極２３が低圧側として機能し、この間に電界がかかると、放電容器２１の内面に電荷を貯め、この電荷を使ってエキシマ放電Ｘが生じる。なお、２４は放電容器２１内に形成された紫外線反射膜である。
このようなエキシマランプ２０では、電極２２、２３の中央領域にかかる電界はその長手方向に沿って均一になり、電荷の放出を行なってエキシマ放電Ｘが生じるが、電極の端部においては電極中央領域と異なった電界がかかってしまい、電荷の放出に失敗して、通常より電荷のたまる量が多くなってしまうことがあり、その結果、ストリーマ放電Ｙという異常放電が生じることがある。
このように、エキシマランプ２０では、放電容器２１の長手方向において、中央位置と端部とでは異なった放電が起きており、エキシマランプの端部側に照度センサー２５を配置してしまうと、異常放電であるストリーマ放電Ｙを検出してしまい、正常なエキシマ放電Ｘが生じているランプ中央位置の正確な照度を知ることができない。

特開２００４−０４１８４３号公報 特開２００９−０９３９４５号公報

この発明が解決しようとする課題は、エキシマランプが複数並列に配置された光照射装置において、照度センサーを該エキシマランプの有効照射領域外に配置しても、ランプ端部の異常放電を検出することなく、中央部の正常なエキシマ放電を正確に検出することのできる光照射装置の構造を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明に係る光照射装置は、エキシマランプが複数並列に配置された光照射装置において、前記エキシマランプの放射光を受光する照度センサーが、当該エキシマランプの長手方向における一方の端部に対応して配置され、受光面がエキシマランプの中央部に向いて傾斜していることを特徴とするものである。
また、前記光照射装置は、前記エキシマランプを収容する筐体内に処理領域を区画した隔壁を備え、前記エキシマランプは該処理領域を越えて延在するとともに、前記照度センサーは該隔壁の外部に設けられていることを特徴とする。
また、前記エキシマランプは、被処理物とは反対側の内面に紫外線反射膜を備え、前記照度センサーは該反射膜を設けた側と反対側に配置されていることを特徴とする。
また、前記光照射装置は、前記隔壁体を貫通する筒状の透光性部材が設けられ、前記エキシマランプは該透光性部材内に配置され、該透光性部材内に冷却風を流通させるとともに、前記照度センサーは該冷却風の上流側に配置されていることを特徴とする。
また、前記エキシマランプの給電線が、前記冷却風の上流側に配置されていることを特徴とする。
また、前記光照射装置が光反応性物質を含む液晶パネルの製造工程において用いられ、前記エキシマランプが、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍに発光ピークを有する光を放射するランプであることを特徴とする。

この発明の光照射装置によれば、照度センサーはエキシマランプの端部に対応し、ランプ中央部に向けて配置されているので、エキシマランプの有効照射領域内の照射が照度センサーによって遮光されることがなく、かつ、ランプ端部の異常放電を検出することなく、中央部の正常なエキシマ放電を正確に検出できるという効果を奏する。
また、処理領域を区画した隔壁の外部に配置するので、その設置が容易であるとともに、有効処理領域での照射に影響せず、ワーク面での照度均一性の妨げとならない。
特に、放電空間の内面の一部に紫外線反射膜を形成したランプにおいては、その反射膜の反対側に対向するように照度センサーを配置するので、反射膜を部分的に削除する必要もなく、ワーク面での照度均一性の阻害要因とならない。
また、前記隔壁を貫通する透光性部材内にエキシマランプを配置して、該透光性部材内を流通する冷却風の上流側に照度センサーを配置したので、高温を嫌う照度センサーがよく冷却されて、誤作動したり、故障したりすることがなくなる。
また、エキシマランプの給電線が冷却風の上流側に配置されることによって、電極との半田付け等の接続部を上流側の冷たい冷却風によって冷却できて、該接続部が剥離したりすることがない。
更には、ランプの給電部と照度センサーが同一側に配置されることになり、ランプのメンテナンス（給電線の抜き差しなど）エリアと照度センサーのメンテナンスエリアとが統一されることにより、作業が容易になるとともに、装置全体が大型にならない。

本発明の光照射装置の断面図。 図１のＡ−Ａ側断面図。 図１の部分拡大図。 比較例の断面図。

図１は、本発明の光照射装置１の断面図であり、図２は、そのＡ−Ａ側断面図である。
図１において、筐体２内には長尺の断面矩形状の放電容器からなるエキシマランプ３が配置されていて、該筐体２の下方は開放されており光出射開口４が形成されている。
図２で明らかなように、エキシマランプ３は複数本並列に配置されている。
上記筐体２には隔壁５が設けられ、その内部に照射領域６が区画形成されている。そして、該隔壁５を貫通して複数の筒状の、例えば石英ガラスからなる透光性部材７が支持されており、前記エキシマランプ３はこの透光性部材７内に挿入配置されていて、有効照射領域６を越えて延在し、その両端は隔壁５の外部にまで伸びている。
そして、筐体２にはファン８が設けられ、これにより他端に形成された空気取り入れ口９から冷却風が筐体２内に取り込まれ、前記筒状の透光性部材７内を流通して前記エキシマランプ３を冷却している。

図３に明示されるように、前記エキシマランプ３における前記冷却風の上流側の一端部３ａの下方において、前記隔壁５の外部に照度センサー１０が設けられていて、その受光面１０ａはエキシマランプ３の長手方向の中央部側に向けられている。
前記エキシマランプ３の内面の一部には紫外線反射膜１１が形成されており、外面に設けられた外部電極１２、１３は半田付け等によって電源１４からの給電線１５に接続されている。
なお、図において、１６は筐体２の光放射開口４の下部に設けられた光導出管であって、反射材から構成される。
なお、照度センサー１０の位置はエキシマランプ３の下方とは限られず、紫外線反射膜１１を設けないものにあっては、その端部に対応する全周囲であってよく、また、紫外線反射膜１１を設けたものにあっては、該反射膜が形成されていない部分（アパーチャ部）に向けて設置すればよい。

上記構成において、ファン８の稼働により、空気取り入れ口９から吸引された冷却風は、筒状の透光性部材７内に導入される。この間に、照度センサー１０や、給電線１５と外部電極１２、１３との接続部がこの冷却風によって冷却される。
そして、前記冷却風が透光性部材７内を流通してエキシマランプ３を冷却し、筐体２外に排気される。
また、照度センサー１０は、エキシマランプ３の端部に発生する異常放電（ストリーマ放電）Ｙを検出することなく、ランプの中央部に生成される正常なエキシマ放電Ｘを検出する。
その上、照度センサー１０は、透光性部材７の外側に配置されるので、ランプ３からの放射熱を直接受けることがないので、ランプ３の放射熱による加熱を抑制することができる。

この発明の光照射装置は、光反応性物質を含む液晶パネルの製造工程において用いられると特に好適であり、その場合には、前記エキシマランプ３は波長３００ｎｍ〜４００ｎｍに発光ピークを有する光を放射するランプが用いられる。

以上のように、本発明の光照射装置では、エキシマランプの有効照射領域内の照射が照度センサーによって遮光されることがなく、かつ、ランプ端部の異常放電を検出することなしに、中央部の正常なエキシマ放電を正確に検出できるという効果を奏するものである。

１ 光照射装置
２ 筐体
３ エキシマランプ
３ａ 冷却風上流側端部
４ 光出射開口
５ 隔壁
６ （有効）照射領域
７ 筒状の透光性部材
８ ファン
９ 空気取り入れ口
１０ 照度センサー
１０ａ 受光面
１１ 紫外線反射膜
１２、１３ 外部電極
１５ 給電線
Ｘ エキシマ放電
Ｙ 異常放電（ストリーマ放電）

Claims (6)

1. エキシマランプが複数並列に配置された光照射装置において、
   前記エキシマランプの放射光を受光する照度センサーが、当該エキシマランプの長手方向における一方の端部に対応して配置され、受光面がエキシマランプの中央部に向いて傾斜している
   ことを特徴とする光照射装置。
2. 前記光照射装置は、エキシマランプを収容する筐体内に処理領域を区画した隔壁を備え、前記エキシマランプは該処理領域を越えて延在するとともに、前記照度センサーは該隔壁の外部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。
3. 前記エキシマランプは、被処理物とは反対側の内面に紫外線反射膜を備え、前記照度センサーは該反射膜を設けた側と反対側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記光照射装置は、前記隔壁を貫通する筒状の透光性部材が設けられ、前記エキシマランプは該透光性部材内に配置され、該透光性部材内に冷却風を流通させるとともに、前記照度センサーは該冷却風の上流側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光照射装置。
5. 前記エキシマランプの給電線が、前記冷却風の上流側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光照射装置。
6. 前記光照射装置が光反応性物質を含む液晶パネルの製造工程において用いられ、前記エキシマランプが、波長３００ｎｍ〜４００ｎｍに発光ピークを有する光を放射するランプであることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
   
   
   

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