(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平な放電容器を備え、該放電容器の外壁面に一対の電極が設けられてなり、該放電容器の端部に板状の封止部材が設けられ、該放電容器の放電空間内にエキシマ放電を発生させるエキシマランプであって、
該放電容器の少なくとも一方の端部において、
該封止部材の位置する該放電容器の部位が縮径してなる凹部と、
該凹部に巻付けられた線状部材と、
該線状部材を介して該放電容器がその中に圧入して固定されるベース部材と、
を有することを特徴とするエキシマランプ。
【請求項２】
前記線状部材はセラミックを主成分とする絶縁材料であることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は半導体や液晶ディスプレイ等の製造における光洗浄工程に使用されるエキシマランプに関し、特にベース固定部に特徴のあるエキシマランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体集積回路の製造或いは液晶ディスプレイの製造などにおける基板の洗浄工程にエキシマランプが用いられている。最近では、被処理体に対する近接照射、均一で広範囲な照射、などの要請から断面矩形状のランプが用いられている。
エキシマランプの放電容器の端にはベース部材が設置されており、ベース部材は主に３つの機能を有している。第一の機能は放電容器外壁面に設けられる外部電極とリードとの接続を確保し給電構造を保護すること、第二の機能は放電容器に固定されていること、第三の機能は電気絶縁性を有して外部電極とベース部材の間の絶縁破壊を防止すること、である。
【０００３】
特許文献１の特開２００９−２５２６６２号公報には、図６に示すように電気絶縁性を有するリード保持部５４１と金属薄板からなる平坦支持部５４２で構成されるベース部材５４が記載され、エキシマランプの端をリード保持部５４１と平坦支持部５４２で狭持することで、上述するベース部材の機能を有している、ことが記載されている。
【０００４】
特許文献２の特開２００９−０７６２９６号公報には、エキシマランプの製造方法として放電容器に封止部材を溶着させる方法が開示されており、当該公報の放電容器の概略図を図７に示す。
これによれば、ガス導入部３１とフランジ部３２を有する封止部材３が放電容器１の内部に挿入されていると共に、フランジ部３２の外周縁３２１を放電容器１の内壁に溶着させることで、封止部材３と放電容器１の間に間隙を生じさせることがなく、また、封止部材３と放電容器１を溶着する際に溶着部Ｗには凹部が形成される、ことが記載されている。
特許文献１に記載のランプも、特許文献２に記載される放電容器の端部構造を有することが通例である。該端部構造の断面図を図３に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５２６６２号公報
【特許文献２】特開２００９−０７６２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、半導体チップやバイオチップの製造における光洗浄において、光洗浄装置の小型化の要請があり、小型化及び短尺化したエキシマランプが必要とされている。しかしながら、特許文献１に記載のリード保持部５４１と平坦支持部５４２からなるベース部材５４は、小型化及び短尺化したエキシマランプに適当ではない。それは、エキシマランプの小型化及び短尺化に伴って、ベース部材を支持することのできる放電容器端部の領域が狭まり、ベース部材の固定を困難にするからである。さらに溶着部Ｗに近い放電容器の部位は加工時に生じる熱や歪によって寸法や形状が変形しやすく、エキシマランプ５を短尺化するに従って放電容器の端部の歪みは顕著に現れ、当該ベース部材５４の固定を困難にする。よって、特許文献１のベース部材を短尺化したエキシマランプに用いることは困難である。また、ベース部材が傾いて固定されやすく、よって、放電容器の管軸とベース部材の中心軸は一致せず、被処理体に対して均一な光照射ができない、という問題を生ずる。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、小型化及び短尺化の要請に適する端部構造を備えたエキシマランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、扁平な放電容器を備え、該放電容器の外壁面に一対の電極が設けられてなり、該放電容器の端部に板状の封止部材が設けられ、該放電容器の放電空間内にエキシマ放電を発生させるエキシマランプであって、該放電容器の少なくとも一方の端部において、該封止部材の位置する該放電容器の部位が縮径してなる凹部と、該凹部に巻付けられた線状部材と、該線状部材を介して該放電容器がその中に圧入して固定されるベース部材と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記線状部材はセラミックを主成分とする絶縁材料であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のエキシマランプによれば、放電容器と封止部材の溶着部において、放電容器が縮径してなる凹部に線状部材が巻き付けられ、この線状部材を介して放電容器がベース部材に圧入されて固定されているため、小型化及び短尺化したことによりエキシマランプの端部形状が歪んでいてもその形状に影響されることなく、放電容器の端部にベース部材を固定できる。また、放電容器の外壁面にある凹部がベース部材の固定位置であり、凹部はランプの小型化及び短尺化を行う上で最良の固定位置となり、かつ、線状部材はエキシマランプの紫外線照射を阻害することなく、かつ、凹部に線状部材を巻き付けて均一な厚みを設けることができる。
また、線状部材にセラミックを主成分とする絶縁材料を用いることで、電気絶縁性を備え、線状部材とリードとの間や、線状部材と外部電極との間での不要な放電現象を生じさせない、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るエキシマランプにおいて、（ａ）両端のベースが圧入固定されたもの、（ｂ）片端のベースが圧入固定されたもの、の外観図を示す。
【図２】本発明に係るエキシマランプの端部断面図を示す。
【図３】従来のエキシマランプの端部断面図を示す。
【図４】ガス導入部を備えた封止部材の構成の斜視図を示す。
【図５】本発明のエキシマランプの製造方法の各工程の断面図を示す。
【図６】従来のエキシマランプの構成の斜視図を示す。
【図７】従来のエキシマランプの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係るエキシマランプの外観図を図１に示し図２はエキシマランプの長手方向に沿った切断面から見た断面図を示す。図１と図２に示すエキシマランプは、図６に示す従来のエキシマランプに比べて、長手方向の寸法が短尺化している。放電容器１の端部には、外部電極２とリード５５の接続を確保し給電構造を保護するためのベース部材６１が設置している。ランプの製造工程時において放電容器１の端に凹部Ｗが形成され、凹部Ｗには線状部材７が巻付けてあり、線状部材７を介して放電容器１がベース部材６１に圧入され固定されている。よって、放電容器１にベース部材６１が設置され、外部電極２とリード５５の接続が固定し維持されている。
【００１３】
放電容器１は、合成石英ガラスよりなる扁平な形状を有するものであって、紙面において上方側に位置する上方側壁面と、紙面において下方側に位置する不図示の下方側壁面とが、所定の間隔を有して平行に伸びていると共に、上方及び下方の夫々の側壁面には外部電極２が設けられ、紙面において左方側に位置する左方側壁面と紙面において右方側に位置する右方側壁面とが、所定の間隔を有して平行に伸びている構成を有している。
【００１４】
エキシマランプは扁平な放電容器１の両端部近傍の内壁面に封止部材３が溶着されることによって放電容器１の内部に気密空間Ｓが形成され、気密空間Ｓの内部にエキシマ放電を生成するための放電ガスが充填されており、放電容器１内にエキシマ放電を生じさせるための一対の外部電極２が放電容器１内の気密空間Ｓを挟んで対向するよう配置した構成を有している。
封止部材の構成を示す斜視図を図４に示す。放電容器１の両端部近傍の内壁面には、板状の封止部材、もしくは、放電用ガスを導入するためのガス導入部３１とフランジ部３２が連設してなる封止部材３が設けられており、放電容器内に気密空間を形成させている。
【００１５】
放電容器１の気密空間Ｓには、例えばキセノンガスなどの希ガスや、希ガスに塩素ガスなどのハロゲンガスを混合したものが放電ガスとして充填されており、ガスの種類によって異なる波長のエキシマ光を発光させることができる。放電ガスは、通常は１０〜１００ＫＰａ程度の圧力で充填されている。
【００１６】
図２に示す本発明のエキシマランプにおいて、凹部に線状部材７を巻き付けることで巻付け箇所に弾性力を生ずる効果がある。これは線状部材７をある一定の張力によって巻くことにより、線状部材７に弦のような作用、伸縮性が生ずる、また、凹部Ｗに巻付けた線状部材７の束には部材間にいくつもの間隙が生ずる、ことによる効果である。この効果により、放電容器１をベース部材６１に圧入して固定できる。
また、放電容器１の凹部Ｗに線状部材７を巻付けることで、放電容器１の周囲に均一な厚みを持たせることができる。よって、線状部材７を凹部Ｗに十分巻付けた放電容器１をベース部材に圧入固定する際、放電容器１とベース部材６１の間隙７２を均等に保たせて放電容器１とベース部材６１を固定することができ、また、放電容器１の管軸とベース部材６１の中心軸が傾いて固定されることがない。
また、放電容器１やベース部材６１の材料や寸法、形状、重量などによって線状部材７の巻付け数を適宜変更でき、製品に応じて適切な固定が可能となる。
【００１７】
外部電極２に接続するリード５５は、凹部Ｗと同様に線状部材７に巻き付けられ固定される、もしくは、線状部材７とベース部材６１の間で固定され、リード５５はベース部材６１に設けられるリード導入穴を介して外部の電源に配線される。これにより、放電容器１がベース部材６１に圧入して固定した際、リード５５を線状部材７、または、ベース部材６１で保持すると共に、外部電極２とリードの接続を確保し給電構造を保護できる。
【００１８】
線状部材７に用いる素材には、セラミックを主成分とした電気絶縁性及び耐熱性に優れるセラミック糸が適している。例えば（株）ニチビのニチビアルフ（登録商標）が挙げられる。これはＡｌ２Ｏ３が７２％、ＳｉＯ２が２８％からなり、数μｍの繊維径の繊維を束ねたものからなる。この微小な繊維径の繊維を束ねた線状部材は、強度や断熱性に加えて弾性に富むものである。
また線状部材７に用いる素材として金属、導体を用いることもできる。この場合、前記リード５５に十分な絶縁皮膜を施すことで、リード５５と線状部材間の放電破壊及び放電現象を抑制できる。
【００１９】
本発明のエキシマランプの製造において、封止部材３のフランジ部３２と放電容器１の内壁面との溶着、および放電容器内１への放電ガスの導入は図５に示す手順に基づいて行われる。
（イ）  放電容器１となる放電容器構成部材１´の内部に、封止部材３のガス導入部３１の先端が放電容器構成部材１´の各外端面を超えて放電容器構成部材１´の外方へ伸び出ると共に、ガス導入部３１の中心軸が放電容器構成部材１´の管軸に一致するよう封止部材３を配置する。
（ロ）  封止部材３のフランジ部３２の外周縁３２１に対応する放電容器構成部材１´の各外壁面領域をバーナーなどの加熱手段によって加熱し、放電容器構成部材１´の内壁面に対し各フランジ部３２の外周縁３２１を溶着することにより、溶着部Ｗを形成する。
（ハ）  封止部材３のガス導入部３１の先端側の開口３４より、キセノンガスを放電容器構成部材１´の内部に導入する。
（ニ）  封止部材３のガス導入部３１の先端部をバーナーなどの加熱手段によって加熱溶融することにより、各ガス導入部３１の先端側の開口を閉塞することにより閉塞部３５を形成する。
【００２０】
図５の製造工程によれば、上記（ロ）の作業の際に、放電容器１の内壁面と封止部材３のフランジ部３２との間に隙間が生ずることなく、また加熱手段の火炎がフランジ部３２の外周縁３２１を変形させてしまう虞はない。また放電容器１の外壁面から加熱することで、放電容器１の加熱部分が縮径し、放電容器１の内壁面とフランジ部３２の外周縁３２１が溶着する、加えて、放電容器１の外壁面の加熱部分に凹部Ｗが形成される。このとき、放電容器１の縮径およびフランジ部３２の溶着は、該フランジ部３２の外周縁３２１が仕切壁となり、放電容器１はフランジ部３２の外周縁３２１に合わせて縮径し溶着する、よって、加熱部分に均一な凹部Ｗが形成される、という効果を生む。さらに、凹部Ｗは応力集中の影響を受けやすく強度の弱体化が懸念されるが、凹部Ｗの内面に埋設するフランジ部３２が衝立となり、凹部Ｗの機械的強度は強化されている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、エキシマランプの製造工程時に形成される凹部Ｗと、放電容器１の管内に埋設されるフランジ部３２の位置は一致している。また、フランジ部３２は放電空間側Ｓ１と外空間側Ｓ２の境界となる。
【００２２】
エキシマランプの小型化および短尺化の要請から、外空間側Ｓ２にある放電容器１の放電容器端部６２の領域はより狭めることが望ましい。
しかし、放電容器端部６２の短尺化が進めばベース部材６１が放電容器を狭持する領域が狭まり、加えて、凹部Ｗの加工時に生ずる熱が放電容器端部６２へ強く影響して形状が変形しやすく、図３に示すような従来のベース部材の固定が困難になる。しかし、図２に示す本発明のエキシマランプは線状部材７を凹部Ｗに巻付けて、線状部材７を介して放電容器１をベース部材６１に圧入して固定しており、放電容器端部６２の形状に影響されずベース部材６１の固定が可能であり、上記のようなエキシマランプの短尺化に伴う障害を回避できる。
【００２３】
線状部材７は凹部Ｗに限らずどこにでも巻付けることは可能だが、本発明はエキシマランプの製造工程時に必然的に形成される凹部Ｗに特定して線状部材７を巻付け、ベース部材６１を固定する、ことに格別の効果を見出している。
まず、凹部Ｗの内部にはフランジ部３２が埋設されており、フランジ部３２が凹部Ｗの衝立となって凹部Ｗの周囲からの圧縮応力に対する機械的強度を強くする。そのため、凹部Ｗに線状部材７を巻付けてベース部材６１を圧入固定した場合、該凹部Ｗに生ずる圧縮応力に耐えることができ、凹部Ｗは破壊されにくい、という効果を生ずる。
また、放電容器１とフランジ部３２の溶着加工の際、フランジ部３２の外周縁３２１が仕切壁となり、放電容器１が均一に縮径して溶着するため、均一な凹部Ｗが形成される。よって、線状部材７を該凹部Ｗに巻付けて該線状部材を介して放電容器１をベース部材６１に圧入して固定する際、放電容器１とベース部材６１の間隙７２を均等に保たせたままベース部材６１を固定できる。
また、放電容器端部６２の形状が変形した場合でも放電容器１の管軸とベース部材６１の中心軸を一致させて固定できるため、エキシマランプから被処理体に対して均一な光照射が行える、という効果を奏する。
また、凹部Ｗに線状部材を巻き付けることで、線状部材の位置がずれにくく、線状部材を所定の位置に設置しやすい。
【００２４】
線状部材７を凹部Ｗより放電空間側の領域Ｓ１に巻付けた場合、線状部材７がエキシマランプの紫外線照射を一部遮ることになり、照度分布が縮小又は不均一になる、また、線状部材７が紫外線及び熱により変質又は劣化しやすくなる、また、線状部材７と放電容器１の外壁面に設けられる外部電極２との間隔が狭まり、線状部材７と外部電極２との間で放電が発生しやすく、外部電極２のような印刷電極は焼けてしまい、最悪の場合断線してしまう、といった問題を生じさせる。
また、線状部材７を凹部Ｗより外空間側の領域Ｓ２、つまり放電容器端部６２に巻付ける場合、放電容器端部６２は凹部Ｗの加工時に形状が変形しやすく、ベース部材６１の固定が困難で、かつ、ベース部材が傾いて固定される虞がある。また、線状部材７を凹部Ｗより外空間側の領域Ｓ２に巻付ける構成は、本発明の課題であるランプの短尺化の要請に対して適切な構成ではない。
【００２５】
上記の理由から、エキシマランプの製造工程時に形成する凹部Ｗに特定して線状部材７を巻付け、線状部材７を介して放電容器をベース部材６１に圧入固定する本発明の構成は、エキシマランプの光照射を障害することなく、かつ、ベース部材６１を的確に固定でき、エキシマランプの短尺化を可能にする、という点で優れた効果を有している。
【００２６】
本発明によるベース部材６１の固定は、エキシマランプの両端であっても、エキシマランプの片側であっても、本発明の効果を奏する。例えば図１（ｂ）に示すような、左端部が従来のベース固定、右端部が本発明のベース固定の構成を持つエキシマランプであっても本発明の効果を奏する。
【符号の説明】
【００２７】
１    放電容器
２    外部電極
３    封止部材
３１    ガス導入部
３２    フランジ部
３２１    外周縁
４    紫外線反射膜
５    エキシマランプ
５２    外部電極
５４    ベース部材
５４１    リード保持部
５４２    平坦支持部
５５    リード
５７    端壁面部
６１    ベース部材
６２    放電容器端部
７      線状部材
７１    圧入固定部
７２    間隙
Ｗ    溶着部、凹部
Ｓ    放電空間、気密空間
Ｓ１    放電空間側の領域
Ｓ２    外空間側の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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