(57)【要約】【課題】加熱機構への入力電力を供給する電源回路を複雑で大型化させることなく、装置の回路系の構成を簡便化したエキシマランプ点灯装置を提供すること。【解決手段】エキシマランプ点灯装置として、放電空間に希ガスを封入したエキシマランプ５と、エキシマランプ５を点灯するエキシマランプ点灯用電源１，３と、エキシマランプ５が内部に配置されたランプハウス９と、ランプハウス９にエキシマランプ５から放射されたエキシマ光を透過するガラス製の窓部８とを備えるエキシマランプ点灯装置において、窓部８に、エキシマランプ点灯用電源１から給電される誘導加熱コイル６と、誘導加熱コイル６によって誘導加熱され、窓部８からエキシマ光が透過可能に形成され窓部８を加熱する誘導加熱用導体７とを設けたことを特徴とする。      【選択図】  図１
2006066516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間に希ガスを封入したエキシマランプと、該エキシマランプを点灯するエキシマランプ点灯用電源と、該エキシマランプが内部に配置されたランプハウスと、該ランプハウスにエキシマランプから放射されたエキシマ光を透過するガラス製の窓部とを備えるエキシマランプ点灯装置において、
前記窓部に、前記エキシマランプ点灯用電源から給電される誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルによって誘導加熱され、前記窓部からエキシマ光が透過可能に形成され前記窓部を加熱する誘導加熱用導体とを設けたことを特徴とするエキシマランプ点灯装置。      
【請求項２】
前記誘導加熱用導体が、前記エキシマランプ側の前記窓部面に沿って配置された複数個の金属ループ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点灯装置。
【請求項３】
前記誘導加熱用導体が、前記窓部に混入された金属体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点灯装置。
【請求項４】
前記エキシマランプの消灯中に、前記エキシマランプ点灯用電源から前記誘導加熱用コイルに給電するスイッチ機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つの請求項に記載のエキシマランプ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプ点灯装置に係わり、特に、被照射物とエキシマランプとの間に窓部を有するエキシマランプ点灯装置における窓部の加熱方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体の製造工程や液晶基板の洗浄等に光のエネルギーが強く単一波長の光を効率的に放射することのできるエキシマランプを用いたエキシマランプ点灯装置が多く利用されるようになってきた。エキシマランプを紫外線光源として使用したエキシマランプ点灯装置は、紫外線を透過するための窓部を設けるのが一般的である。
例えば、エキシマランプを複数本配置したランプハウスと被照射物との間に石英ガラス製の窓部を配置したエキシマランプ点灯装置としては、特開平８−８５８６１号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
しかし、ランプハウスと被照射物との間に窓部を配置したエキシマランプ点灯装置では、窓部の被照射物側にエキシマ光により光分解された反応生成物が付着するという問題がある。そこで、この反応生成物の付着を防止する技術として、窓部に厚膜ヒータや線状ヒータを設けることにより付着を防止する技術が、特開平１１−２９５５００号公報に記載されている。
【０００４】
図６は、従来技術に係るエキシマランプ点灯装置の概略構成を示す図である。
このエキシマランプ点灯装置は、ランプハウス２１内にエキシマランプ２２の背面側にエキシマランプ２２から放射されたエキシマ光を効率的に集光するための反射鏡２３が設けられており、エキシマランプ２２及び反射鏡２３から放射されたエキシマ光がランプハウス２１に設けられた窓部２４から被照射物２５側に放射される。さらに窓部２４の加熱手段として、窓部２４のエキシマランプ側に、導電性発熱ペーストをスクリーン印刷した厚膜ヒータ２６が形成されている。なお、厚膜ヒータ以外にも加熱手段として、線状ヒータ等による抵抗加熱も利用可能である。この厚膜ヒータ２６は、ランプハウス外部に設けられた直流電源や商用電源等の電源２７から電力が供給され、厚膜ヒータ２６に通電することにより加熱している。  
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８５８６１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来技術のエキシマランプ点灯装置のように、窓部２４を加熱するために厚膜ヒータ２６等によって通電加熱するためには、エキシマランプ点灯装置を点灯するための高周波高電圧電源以外にも、直流電源や商用電源等の電源２７を必要とし、エキシマランプ点灯装置における電源回路が複雑で大型化するという問題があった。また、厚膜ヒータ２６等は常に断線する危険性が有り、一部が断線すると全体的に加熱できなくなるといった問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、エキシマ光を透過するための窓部に被照射物側で生成された反応性生成物が付着するのを抑制するための加熱機構を設けるが、この加熱機構への入力電力を供給する電源回路を複雑で大型化させることなく、結果として、装置の回路系の構成を簡便化したエキシマランプ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、放電空間に希ガスを封入したエキシマランプと、該エキシマランプを点灯するエキシマランプ点灯用電源と、該エキシマランプが内部に配置されたランプハウスと、該ランプハウスにエキシマランプから放射されたエキシマ光を透過するガラス製の窓部とを備えるエキシマランプ点灯装置において、前記窓部に、前記エキシマランプ点灯用電源から給電される誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルによって誘導加熱され、前記窓部からエキシマ光が透過可能に形成され前記窓部を加熱する誘導加熱用導体とを設けたことを特徴とするエキシマランプ点灯装置である。      
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記誘導加熱用導体が、前記エキシマランプ側の前記窓部面に沿って配置された複数個の金属ループであることを特徴とするエキシマランプ点灯装置である。
【００１０】
第３の手段は、第１の手段において、前記誘導加熱用導体が、前記窓部に混入された金属体であることを特徴とするエキシマランプ点灯装置である。
【００１１】
第４の手段は、第１の手段乃至第３の手段のいずれか１つの手段において、前記エキシマランプの消灯中に、前記エキシマランプ点灯用電源から前記誘導加熱用コイルに給電するスイッチ機構を設けたことを特徴とするエキシマランプ点灯装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、放電空間に希ガスを封入したエキシマランプと、該エキシマランプを点灯するエキシマランプ点灯用電源と、該エキシマランプが配置されたランプハウスと、該ランプハウスにエキシマランプから放射されたエキシマ光を透過するガラス製の窓部とを備えるエキシマランプ点灯装置において、前記窓部に、前記エキシマランプ点灯用電源から給電される誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルによって誘導加熱され、前記窓部からエキシマ光が透過可能に形成され前記窓部を加熱する誘導加熱用導体とを設けたので、窓部を加熱する誘導加熱コイルへの電力供給電源とエキシマランプ点灯用電源とを共有化することが可能となり、エキシマランプ点灯装置の回路構成を簡便化することができ、結果として、エキシマランプ点灯装置の小型化が可能となる。      
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、前記誘導加熱用導体を、前記エキシマランプ側の前記窓部面に沿って配置された複数個の金属ループで構成したので、誘導加熱用金属ループが窓部を形成するガラス面上に配置されるので、窓部を効率良く加熱でき、さらに窓部を金属ループから離して洗浄することも可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、前記誘導加熱用導体を、前記窓部に混入された金属体で構成したので、誘導加熱用導体を窓部と一体に構成できるので、エキシマランプ点灯装置の構成をより一層簡素化することが可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、前記エキシマランプの消灯中に、前記エキシマランプ点灯用電源から前記誘導加熱用コイルに給電するスイッチ機構を設けたので、エキシマランプと誘導加熱コイルへの電気入力を確実に切り替えることが可能となり、エキシマランプの消灯時にのみ確実に誘導加熱コイルによる窓部の加熱ができ、入力電力を有効に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態を図１乃至図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るエキシマランプ点灯装置の構成を示す図である。
同図において、１は高周波電圧を発生させるインバータ、２はインバータ１の出力を昇圧トランス３又は加熱コイルトランス４に切り替える切り替え器、３はインバータ１の出力をエキシマランプ５を点灯するための高周波高電圧に昇圧するための昇圧トランス、４はインバータ１の出力を誘導加熱コイル６に印加するための電圧に調整する加熱コイルトランス、５はランプハウス９内に配置された複数本のエキシマランプ、６は加熱コイルトランス４からの出力される電圧が印加されて誘導磁界を発生する誘導加熱コイル、７は誘導加熱コイル６から発生した誘導磁界を交鎖することによって誘導電流が流れ発熱することにより窓部８を加熱する誘導加熱用導体、８はランプハウス９に設けられ、エキシマランプ５や図示されていない反射鏡から放射されるエキシマ光を透過し、図示されていない被照射物に照射するためのガラス製の窓部、９はエキシマランプ５、誘導加熱コイル６、誘導加熱用導体７等を収納するランプハウス、１０は温度検出回路、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は電圧波形検出回路、１３はＡ／Ｄ変換器、１４は電流波形検出回路、１５はＡ／Ｄ変換器、１６は演算器（ＣＰＵ）、１７はゲートドライブ、１８はＥＥＰＲＯＭである。
【００１７】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、それぞれ図１に示したエキシマランプ５側から見た誘導加熱コイル６及び誘導加熱用導体７としての誘導加熱用金属ループ７１，７２の具体的構成を示す図であり、図３は図２（ａ）に示した誘導加熱コイル６及び誘導加熱用金属ループ７１の正面から見た具体的構成を示す図である。
これらの図に示すように、誘導加熱用金属ループ７１，７２は、誘導加熱コイル６によって発生される誘導磁界を交鎖することによって誘導電流が流れ、発熱することによって窓部８を加熱する。
なお、誘導加熱用導体７として、図３に示したような誘導加熱用金属ループ７１に代えて、金属網を窓面に配置するのみであっても良い。また、図４に示すように、ガラス製の窓部８内に金属粉末７３を混入させ、この金属粉末７３にうず電流を発生させることにより発熱させるようにしてもよい。ここで、金属粉末７３は、例えば、モリブデン、タングステン等融点が１６００℃以上の金属が好ましく、金属粉末７３の粒径は１μｍ〜数ｍｍ程度である。混入する量としては開口率９０％以上、つまり混入していないガラス製の窓部８と混入しているガラス製の窓部８とでは被照射物での照度の低下が１０％以下である量とする。例えば、粒径１μｍの略球形の材料を１０ｐｐｍ程度含有させると開口率は９０％程度になる。
また、図５に示すように、誘導加熱用導体７として金属片７４をガラス製の窓部８面上に散りばめて配置し、金属片７４をＳｉＯ２によりコーティングするようにしてもよい。      
【００１８】
次に、エキシマランプ点灯装置の動作を図１及び図２を用いて説明する。
この装置の動作は、点灯動作モードと誘導加熱モードからなり、各モードは切り替え器２を切り替えることによって行われる。点灯動作モードでは、インバータ１より昇圧トランス３に高周波電圧が印加され、昇圧トランス３から高周波高電圧が出力される。この高周波高電圧がエキシマランプ５に印加されてエキシマランプ５は点灯する。又、切り替え器２を切り替えて、ランプ消灯中は、即ち誘導加熱モードでは、加熱コイルトランス４を介して誘導加熱コイル６に高周波電圧（例えば１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）が印加され、誘導加熱コイル６によって誘起された誘導磁界が誘導加熱用導体７である図２に示すような誘導加熱用金属ループ７１又は７２と交鎖することにより、誘導加熱用金属ループ７１又は７２に誘導電流が流れて発熱し、窓部８を加熱することができる。
【００１９】
なお、温度検出回路１０は、窓部８の温度を検出する回路で、温度を電気信号に変換し、所定のレベル変換を行い、Ａ／Ｄ変換器１１を介してデジタル信号に変換して演算器（ＣＰＵ）１６に入力する。
電圧波形検出回路１２は、エキシマランプ５に供給される電圧波形を検出する回路で、電圧波形を所定のレベル変換を行い、Ａ／Ｄ変換器１３を介してデジタル信号に変換して演算器（ＣＰＵ）１６に入力する。
電流波形検出回路１４は、エキシマランプ５に供給される電流を所定の電圧レベルに変換し、Ａ／Ｄ変換器１５を介してデジタル信号に変換して演算器（ＣＰＵ）１６に入力する。
演算器（ＣＰＵ）１６は、Ａ／Ｄ変換器１１，１３，１５からの信号を演算し、インバータ１を動作させるゲートドライブ１７に制御信号を送出する。演算器（ＣＰＵ）１６は各演算結果や比較波形を保存するためのＥＥＰＲＯＭ１８を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るエキシマランプ点灯装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示したエキシマランプ５側から見た誘導加熱コイル６及び誘導加熱用金属ループ７１，７２の具体的構成を示す図である。
【図３】図２（ａ）に示した誘導加熱コイル６及び誘導加熱用金属ループ７１の具体的構成を示す正面図である。
【図４】誘導加熱用導体として図１に示した誘導加熱用金属ループ７１に代えて、窓部８に金属粉末７３を混入させたときの具体的構成を示す正面図である。
【図５】誘導加熱用導体として図１に示した誘導加熱用金属ループ７１に代えて、窓部８面上に金属片７４を散りばめたときの具体的構成を示す正面図である。
【図６】従来技術に係るエキシマランプ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  インバータ回路
２  切り替え器
３  昇圧トランス
４  加熱コイルトランス
５  エキシマランプ
６  誘導加熱コイル
７  誘導加熱用導体
７１，７２  誘導加熱用金属ループ
７３  金属粉末
７４  金属片
８  窓部
９  ランプハウス
１０  温度検出回路
１１  Ａ／Ｄ変換器
１２  電圧波形検出回路
１３  Ａ／Ｄ変換器
１４  電流波形検出回路
１５  Ａ／Ｄ変換器
１６  演算器（ＣＰＵ）
１７  ゲートドライブ
１８  ＥＥＰＲＯＭ
【図１】
2006066516.tif 000003
【図２】
2006066516.tif 000004
【図３】
2006066516.tif 000005
【図４】
2006066516.tif 000006
【図５】
2006066516.tif 000007
【図６】
2006066516.tif 000008