(57)【要約】【課題】筐体の窓部材の加熱手段と、筐体内のエキシマランプとの照射光が互いに直接照射することのない紫外線照射装置を提供すること。【解決手段】筐体１内部のエキシマランプ２と、該筐体１に設けた光取り出し窓部材３と、該窓部材３を加熱する加熱手段１０を備えた紫外線照射装置において、前記加熱手段１０が窓部材３の上方に設けられ、該加熱手段１０と前記エキシマランプ２からの放射光が互いに直接照射されることを防止する遮蔽部材１１を設けたことを特徴とする。さらには、遮蔽部材１１が前記エキシマランプ２からの放射光を窓部材３に向けて反射する反射ミラーである。【選択図】    図１
2006116368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、該筐体内部に配置されたエキシマランプと、該エキシマランプから放射される紫外線を前記筐体の外部に取り出す窓部材と、前記筐体内部に設けられ前記窓部材を加熱するための加熱手段とを備えてなる紫外線照射装置において、
前記加熱手段が窓部材の上方に設けられ、該加熱手段と前記エキシマランプからの放射光が互いに直接照射されることを防止する遮蔽部材が設けられていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材が前記エキシマランプからの放射光を上記窓部材に向けて反射する反射ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の紫線照射装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、ハロゲンヒータ、カーボンヒータ、またはセラミックヒータ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。
【請求項４】
前記エキシマランプの横断面中心点をＯとし、該中心点Ｏからの前記窓部材への垂線と該窓部材との交点を直下点Ｐとし、該直下点Ｐから離間した周辺点をＱとして、ランプ中心点Ｏと直下点Ｐの距離をＬとし、直下点Ｐと周辺点Ｑの距離をＷとしたとき、
Ｗ＝１．６Ｌ
であって、
前記加熱手段および遮蔽部材が、前記ランプ中心点Ｏと周辺点Ｑを結ぶ仮想線Ｒより上方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘電体材料を介在させた電極間で放電してエキシマ発光するエキシマランプを筐体内に設けるとともに、該エキシマランプからの紫外線を筐体外部に取り出す窓部材を加熱する加熱手段を筐体内に備えた紫外線照射装置に関するものであり、特に、加熱手段およびエキシマラプからの照射光が互いに直接照射されることを防止した紫外線照射装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エキシマランプを内蔵した紫外線照射装置を用いて半導体や液晶デバイスなどを乾式洗浄や光アッシングするなどの処理技術が知られている。この紫外線照射装置においては、エキシマランプを筐体内に配設し、該筐体の窓部材から紫外線を取り出して、処理空間内の被処理物に照射するものであるが、処理空間で紫外線により発生する硫酸水素アンモニウム(NH4)HSO4や硫酸アンムニウム(NH4)2SO4等の反応生成物が分解されずに対流し、これが窓部材に付着していく。
その結果、窓部材に付着した反応生成物によって、窓部材の紫外線透過率が低下し、照射領域内の紫外線強度が不均一になるという問題があった。そして、これが被処理物の処理不良や処理ムラを発生するという不具合となっていた。
【０００３】
このような紫外線照射装置における窓部材の汚れに対処するために、窓部材を加熱して処理空間内で生成された反応生成物を分解して、窓部材に付着することを防止する技術が提案されている。
【０００４】
図６は、上記従来のエキシマランプを用いた紫外線照射装置の概略構成を示す側断面図である。
図において、筐体１内には複数本のエキシマランプ２が配設されていて、筐体１の下方には、該エキシマランプ２からの紫外線を筐体外に取り出すための窓部材３が設けられている。エキシマランプ２の上方には反射板４が設けられていて、これらエキシマランプ２の近傍には白熱電球からなる加熱手段５が配置され、また、窓部材３には厚膜ヒータや線状ヒータからなる加熱手段６が設けられている。
なお、加熱手段５や加熱手段６は必ずしも両方が設けられている必要はなく、少なくともそのどちらか一方が設けられていればよい。
【０００５】
ところが、上記構造の紫外線照射装置においては、窓部材３の上方でエキシマランプ２の近傍に白熱電球からなる加熱手段５を設ける場合、白熱電球からの放射光がエキシマランプ２に照射されて、該エキシマランプ２が加熱されてしまい、その光出力が低下する。
更には、その配置によっては、エキシマランプ２からの紫外線や、反射板４に反射された紫外線が該白熱電球５によって遮られて、有効に窓部材３から筐体１外に取り出されることが妨げられる。
一方でエキシマランプ２から放射される紫外線が、白熱電球５に照射されると、その発光管に紫外線歪みを生じさせるという不具合が生じるものである。
【０００６】
また、窓部材上に厚膜ヒータや線状ヒータからなる加熱手段６を形成した場合、該ヒータ６がエキシマランプ２からの紫外線を遮り、窓部材３の透過性の低下を招き、光の取出し効率が低下するという不具合がある。
【特許文献１】特開平１１−２９５５００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、窓部材加熱手段を有する紫外線照射装置において、該加熱手段とエキシマランプの相互の照射光が互いに直接照射することのないようにして、エキシマランプおよび加熱手段の双方への悪影響を取り除いた紫外線照射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】
この発明は、筐体と、該筐体内部に配置されたエキシマランプと、該エキシマランプから放射される紫外線を前記筐体の外部に取り出す窓部材と、前記筐体内部に設けられ前記窓部材を加熱するための加熱手段とを備えてなる紫外線照射装置において、前記加熱手段が窓部材の上方に設けられ、該加熱手段と前記エキシマランプからの放射光が互いに直接照射されることを防止する遮蔽部材が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
前記遮蔽部材が前記エキシマランプからの放射光を上記窓部材に向けて反射する反射ミラーであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記加熱手段が、ハロゲンヒータ、カーボンヒータ、またはセラミックヒータであることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、前記エキシマランプの横断面中心点をＯとし、該中心点Ｏからの前記窓部材への垂線と該窓部材との交点を直下点Ｐとし、該直下点Ｐから離間した周辺点をＱとして、ランプ中心点Ｏと直下点Ｐの距離をＬとし、直下点Ｐと周辺点Ｑの距離をＷとしたとき、
Ｗ＝１．６Ｌ
であって、
前記加熱手段および遮蔽部材が、前記ランプ中心点Ｏと周辺点Ｑを結ぶ仮想線Ｒより上方に配置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、筐体内にエキシマランプを備え、筐体の窓部材を加熱するための加熱手段を設けた紫外線照射装置において、前記加熱手段が窓部材の上方に設けられ、該加熱手段と前記エキシマランプからの放射光が互いに直接照射されることを防止する遮蔽部材が設けられていることにより、加熱手段からの放射光によりエキシマランプが加熱されることがないので、ランプの光出力や発光効率が低下するようなことがない。
また、エキシマランプからの紫外線が、加熱手段を構成するハロゲンヒータやカーボンヒータなどの発光管に当ることがないので、発光管に紫外線歪みを生じさせることもない。
【００１３】
加えて、エキシマランプの中心点から直下点までの距離をＬとしたとき、直下点から距離Ｗ＝１．６Ｌだけ離れた周辺点とランプ中心点とを結ぶ仮想線の上方に、前記加熱手段と遮蔽部材を配置したので、窓部材から取り出される積算光量値を実効的に減ずることのない範囲で窓部材の窓幅を小さくでき、もって装置全体の大型化を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施例を図１〜５に基づいて説明する。図１は第１の実施例を示すものであり、筐体１内のエキシマランプ２からの紫外線を取り出すための窓部材３の上方に該窓部材３を加熱するための加熱手段１０が配設されている。該加熱手段１０は、ハロゲンヒータや、カーボンフィラメントを熱源として用いたカーボンヒータや、セラミックヒータなどからなる。
前記加熱手段１０とエキシマランプ２との間には、遮蔽部材１１が配設されていて、該遮蔽部材１１によって前記エキシマランプ２と加熱手段１０とはその照射光が互いに直接照射されることが防止されるようになっている。
【００１５】
図２に示される第２実施例においては、エキシマランプ２が複数本、図示では２本、配置されたものが示されている。この実施例においては、各エキシマランプ２、２の中間にも加熱手段１０が設けられており、該中間の加熱手段１０と各エキシマランプ２、２の間にも遮蔽部材１１、１１が配設されている。これらの遮蔽部材１１によって、エキシマランプ２と加熱手段１０とはその照射光が互いに直接照射されないようになされていることは、上記第１実施例と同様である。
【００１６】
図３に示す第３の実施例では、エキシマランプ２と加熱手段１０とを遮断する遮蔽部材が反射ミラー１２からなっている。該反射ミラー１２はエキシマランプ２からの照射光を窓部材３に向けて反射するようになされている。
なお、当該実施例においては、エキシマランプ２は発光管の全周で光透過性であり、その上面側にはランプ反射ミラー１３が設けられている。
【００１７】
図４に示す第４の実施例においては、前記図２に示す第２実施例と同様に、複数本のエキシマランプ２、２が配置されていて、そのエキシマランプ２、２間にも遮蔽部材である反射ミラー１２、１２が設けられている。なお、１３はエキシマランプ２の上面側に設けられたランプ反射ミラーである。
【００１８】
これら図３、４の実施例においては、遮蔽部材が反射ミラー１２によって構成されているので、エキシマランプ２の放射光が有効に窓部材３に向けて照射されるものである。
【００１９】
なお、上記図２、図４に示す各実施例において、複数本のエキシマランプ２、２を配設したものを示し、これらエキシマランプ２、２間に加熱手段１０を設ける構造として説明したが、この加熱手段は必ずしも設ける必要がない場合があり、特に、窓部材３の周辺部において中央部との比較で温度低下が顕著な場合などは、エキシマランプ２、２間の加熱手段１０を省いて、窓部材３の周辺部に相当する箇所にのみ、加熱手段を設けるようにしてもよい。
上記で窓部材３の周辺部における温度低下現象は、窓部材の取り付け部を介して外部への熱伝達が生じることによってしばしば起こるものである。
【００２０】
さらには、窓部材は、ＯＨ基の含有量で、加熱手段から放射される光を吸収する波長範囲が異なるものである。
そのため、窓部材を効率よく加熱するには、それぞれの窓部材の吸収波長範囲に、適した放射光を放射する加熱手段を用いればよい。
窓部材が２．２μｍに吸収のピークを有するものであれば、近赤外線を主に放射する加熱手段であり、窓部材が５．０μｍ以上に吸収のピークを有するものであれば、遠赤外線を主に放射する加熱手段であればよい。
【００２１】
具体的には、ハロゲンヒータの場合は、フィラメントの色温度を調整したり、ハロゲンヒータを構成している発光管の表面にセラミックコートを施すなどして、ハロゲンヒータから放射される赤外線領域を制御するものである。
また、カーボンヒータ、セラミックヒータであれば、投入電力を調整して、放射される赤外線領域を制御するものである。
【００２２】
なお、本明細書では、被照射物が下方にある（下方照射の）場合について説明しているが、照射方向が、窓部材を介して、上方、または、側方であっても、窓部材を基準にエキシマランプが配置される方向を窓部材の上方とするものである。
【００２３】
上記各実施例において、窓部材３の大きさと、加熱手段１０と遮蔽部材１１の配置関係について図５を用いて説明する。
図１において、エキシマランプ２の中心点Ｏからの垂線と窓部材３の交点を直下点Ｐとし、該直下点Ｐから距離Ｗだけ離間した周辺点をＱとする。該周辺点Ｑの距離Ｗを変化させて窓から取り出される積算光量値を求めたものが図５に示される。
図５において、曲線Ｘはランプ反射ミラーのないもの、例えば、図１に示されるような実施例のものを示し、曲線Ｙはランプ反射ミラーのあるもの、例えば、図３に示されるような実施例のものを示す。図５で分かるように、ランプ反射ミラーがない場合（Ｘ）も、ある場合（Ｙ）もともに、窓部材の幅（Ｗ）が２．５Ｌ以上になると、積算光量値が上限となる。そして窓幅（Ｗ）が１．６Ｌになったとき、その積算光量値は８０％程度となり、実効的に十分な積算光量が得られる。一方で、窓部材の幅が大きくなると、装置全体が大型化するので、これらの両方の条件から、窓部材へのエキシマランプからの照射光の有効照射領域を少なくともＷ＝１．６Ｌとするものである。
【００２４】
以上の観点から、加熱手段１０および遮蔽部材１１は、エキシマランプ２の中心点Ｏと、その直下点Ｐから距離Ｗ＝１．６Ｌだけ離間した周辺点Ｑとを結ぶ仮想線Ｒよりも上方に位置させて配置するものである。
こうすることにより、エキシマランプ２からの照射光は少なくともＷ＝１．６Ｌの範囲に亘り窓部材３への有効的な照射が妨げられることがなく、実効的に十分な積算光量が得られる。そして、窓部材３が必要以上に大型化することも避けられる。
【００２５】
上記のように、この発明では、窓部材を加熱する加熱手段とエキシマランプの間に遮蔽部材を設けて、両者の照射光が互いに直接照射されることがないようにしたので、エキシマランプが前記加熱手段により加熱されることがなく、その光出力が低下することを防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１実施例を示す。
【図２】この発明の第２実施例を示す。
【図３】この発明の第３実施例を示す。
【図４】この発明の第４実施例を示す。
【図５】窓部材の窓幅と取り出される積算光量値を表すグラフ。
【図６】従来例を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１    筐体
２    エキシマランプ
３    窓部材
１０  加熱手段
１１  遮蔽部材
Ｏ    ランプ中心点
Ｐ    直下点
Ｑ    周辺点
Ｒ    仮想線
【図１】
2006116368.tif 000003
【図２】
2006116368.tif 000004
【図３】
2006116368.tif 000005
【図４】
2006116368.tif 000006
【図５】
2006116368.tif 000007
【図６】
2006116368.tif 000008