(57)【要約】      （修正有）【課題】エキシマランプの点灯又は不点灯を確実に検知することが可能な紫外線照射装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の紫外線照射装置１００は、少なくとも一部に紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、その内部の放電空間に放電用ガスが充填された放電容器２と、該放電容器を構成する誘電体材料を介在して対向する一対の電極とを有するエキシマランプ１と、該一対の電極の各々に電気的に接続され前記エキシマランプに給電する給電装置１７とを備え、一端から入射した前記エキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部２０２と、該導光部から出射した光を受光する受光部２５と、該受光部の測定結果に基づき前記エキシマランプの点灯状態を検知する点灯検知手段３０とを備えている。【選択図】  図１
2006202614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、その内部の放電空間に放電用ガスが充填された放電容器と、該放電容器を構成する誘電体材料を介在して対向する一対の電極とを有するエキシマランプと、該一対の電極の各々に電気的に接続され前記エキシマランプに給電する給電装置とを備えた紫外線照射装置であって、
前記給電装置は、少なくとも何れか一方の電極に対しては、その一端側に電気的に接続され、
有効発光領域のうち、前記給電装置が接続された電極の一端よりも、その電極の他端に近い領域に対応して配置された、一端から入射した前記エキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部と、該導光部から出射した光を受光する受光部と、該受光部の測定結果に基づき前記エキシマランプの点灯状態を検知する点灯検知手段とを備えていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
少なくとも一部に紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、その内部の放電空間に放電用ガスが充填された放電容器と、該放電容器を構成する誘電体材料を介在して対向する一対の電極とを有するエキシマランプと、該一対の電極の各々に電気的に接続され前記エキシマランプに給電する給電装置とを備えた紫外線照射装置であって、
前記給電装置は、少なくとも何れか一方の電極に対しては、その両端側に電気的に接続され、
有効発光領域の中心部近傍の領域に対応して配置された、一端から入射した前記エキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部と、該導光部から出射した光を受光する受光部と、該受光部の測定結果に基づき前記エキシマランプの点灯状態を検知する点灯検知手段とを備えていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
前記電極の何れか一方は、前記放電容器内の放電空間に配置され、該一方の電極における少なくとも他方の電極との間で放電を行う部位の外表面が、少なくとも一端が放電空間内で開放された誘電体材料からなる内側管によって覆われてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプを備えた紫外線照射装置に関する。特に、エキシマランプからの放射光強度を測定し、その測定結果に基づきエキシマランプの点灯状態の確認を行なう紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶基板等の製造工程においては、搬送される基板に対し、酸素に波長２００ｎｍ以下の紫外線を照射することにより生成したオゾンが解離して生じる活性酸素を作用させ、被処理物の処理が行われている。例えば基板の表面に付着した有機物を除去する洗浄技術が実用化されている。
このような処理を行うためのランプとしては、従来、波長１８５ｎｍの真空紫外線を放射する低圧水銀ランプが使用されている。
【０００３】
近年、低圧水銀ランプに代わり、円筒状内側管の外側に同じく円筒状外側管が同軸的に配置された二重円筒型の構造をしており、外側管の外面に外側電極が配置され、内側管の内部に内側電極が配置されて、外側管と内側管の間に形成される空間を放電空間とする構造のエキシマランプが上記の処理に使用されている（特許文献１参照）。このエキシマランプにおいては、エキシマ放電を生成するための放電用ガスとして、例えばキセノンガスを用いることにより、波長１７２ｎｍにピークを有する真空紫外線を放出することが知られている。
【０００４】
その一方で、二重円筒型ではなく放電容器が１つの円筒体からなり、この円筒体の外面に外側電極が配設され、内側電極が放電空間内に露出して延在する構造（一重円筒型ともいう）を有したエキシマランプが開示されている（特許文献２参照）。この構造は、二重円筒型のエキシマランプにおける内側管に相当するものが存在しないため、製造容易であるためコスト面で有利であるという利点を有する。
【０００５】
このようなエキシマランプは、空気中で点灯されると、エキシマランプから放射される真空紫外線により、エキシマランプの周辺における空気中の酸素が反応してオゾンが生成されるため、長時間使用した場合には、生成したオゾンによって電極が腐食する、という問題がある。また、エキシマランプからの真空紫外線は、空気中の酸素によって吸収されるので、被処理体である基板に高効率で真空紫外線を照射することができない、という問題が有る。このような理由から、エキシマランプを使用する際には、エキシマランプを、真空紫外線を取り出すための窓部を有する筐体内に配置して紫外線照射装置を構成し、筐体内に窒素ガスなどの不活性ガスを導入することにより、不活性雰囲気中でエキシマランプを点灯することが行われている。
【０００６】
そして、このような紫外線照射装置においては、筐体内に配置されたエキシマランプが点灯しているか否かを目視で確認することができないため、エキシマランプの点灯を確認するための点灯確認手段を設けることが一般的である。
ここで、エキシマランプの点灯を確認するため、図８に示すように、ランプから放射される紫外線を蛍光体によって可視光に変換し、この可視光をフォトダイオード等の検出手段によって検出することにより、エキシマランプの点灯状態を確認する手段を使用することが開示されている（特許文献３参照）。
【０００７】
図８は、従来の紫外線照射装置を説明するための断面図である。
紫外線照射装置７００は、箱型の筐体７１内に複数のエキシマランプ８０が収納されている。筐体７１の開口７２には、エキシマランプ８０からの真空紫外光を外部に取出すための光取出用の窓部材７３が配置されている。筐体７１の上面には、エキシマランプ８０の上方の位置に貫通孔７４が形成され、この貫通孔７４には、可視光線を透過する光検出用の窓部材７５が配置されている。
筐体７１の内部上方には、エキシマランプ８０を冷却するための冷却ブロック９０が設けられている。冷却ブロック９０の下面には、エキシマランプを配置するための複数の溝部９１が互いに離間して形成され、各々の溝部９１に対しエキシマランプ８０が配置されている。また、冷却ブロック９０には、光検出用の窓部材７５の直下の位置に、冷却ブロック９０を上下方向に貫通して溝部９１に通じる光導入孔９２が形成されている。
窓部材７５の上面には、シリコンフォトダイオード等からなる受光部７６を備えた光検出器７７が設けられている。
エキシマランプ８０の外表面には、窓部材７５の直下の位置に、蛍光体層７８が設けられている。
【０００８】
このような紫外線照射装置７００においては、エキシマランプ８０から放射された真空紫外光が蛍光体層７８によって可視光に変換され、窓部材７５を透過した可視光を光検出器７７にて検出することにより、エキシマランプ８０の点灯を確認することができる。
【特許文献１】特許第２８５４２５５号
【特許文献２】特開２００１−８４９６６号
【特許文献３】特開２０００−１９３７９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、図８に示すような紫外線照射装置によっても、エキシマランプが不点灯となったことを検出することはできない場合があることが判明した。この理由について、以下に図９および図１０を用いて説明する。
【００１０】
図９は、一重円筒型構造を有するエキシマランプの長手方向における断面図を示す。
エキシマランプ８０は、１つの円筒体からなる放電容器８１を有する。放電容器８１は、両端にモリブデンからなる金属箔８２（８２ａ，８２ｂ）が埋設された封止部８３（８３ａ，８３ｂ）が形成されている。内側電極８４は、放電容器８１の長手方向に沿って伸びるコイル部８５と、該コイル部８５の両端に繋がる直線部８６（８６ａ，８６ｂ）とを有し、金属箔８２の一端には該直線部８６が接続されている。金属箔８２の他端には、封止部８３から外方に突出する外部リード８７（８７ａ,８７ｂ）が接続されている。外部リード８７ａには、給電装置に繋がる給電線８９が接続され、これにより、内側電極８４と外側電極８８とに給電され、両電極間で絶縁破壊してエキシマ放電が形成され、真空紫外線が照射される。
【００１１】
ところが、図９に示すエキシマランプは、長時間点灯させた場合、イオンや電子衝突によって内側電極を構成する物質がスパッタされて放電空間内に飛散することにより内側電極の一部がやせ細り、やせ細った部分が電流密度の上昇に伴って温度が上昇することに起因して断線する場合がある。この場合、給電線と電気的に切り離された箇所においては、給電が途絶えるために不点灯になる。特に、給電側の内側電極は非給電側に比して電流密度が高く温度が上がりやすいことによりスパッタしやすく、また、やせ細った場合には温度が上がりやすいことにより、給電側の内側電極はやせ細りが大きく断線する確率が高い。
【００１２】
然るに、図１０に示すように、エキシマランプ８０は、内側電極８４がＡで示す部分において断線した場合、内側電極８４が給電装置に電気的に接続されている領域（図１０中のＹで示す領域）では依然として点灯が継続しているものの、内側電極８４が給電装置から電気的に切り離された領域（図１０中のＸ領域）では不点灯となっている。この場合に、Ｙ領域に対応する箇所に光検出器が配置されていると、Ｘ領域では不点灯となっているにもかかわらず、光検出器７７にてＹ領域から放射されて蛍光体層７８によって変換された可視光が検出されるため、紫外線照射装置を取り扱う作業者はエキシマランプが通常どおり点灯しているものと誤認してしまい、Ｘ領域における不点灯を確実に検知することができない、という問題が生じる。
【００１３】
以上から、本発明は、エキシマランプを備えた紫外線照射装置において、エキシマランプの点灯又は不点灯を確実に検知することが可能な紫外線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の紫外線照射装置は、少なくとも一部に紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、その内部の放電空間に放電用ガスが充填された放電容器と、該放電容器を構成する誘電体材料を介在して対向する一対の電極とを有するエキシマランプと、該一対の電極の各々に電気的に接続され前記エキシマランプに給電する給電装置とを備えた紫外線照射装置であって、前記給電装置は、少なくとも何れか一方の電極に対しては、その一端側に電気的に接続され、有効発光領域のうち、前記給電装置が接続された電極の一端よりも、その電極の他端に近い領域に対応して配置された、一端から入射した前記エキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部と、該導光部から出射した光を受光する受光部と、該受光部の測定結果に基づき前記エキシマランプの点灯状態を検知する点灯検知手段とを備えていることを特徴とする。
さらに、本発明の紫外線照射装置は、少なくとも一部に紫外線を透過させる誘電体材料から構成され、その内部の放電空間に放電用ガスが充填された放電容器と、該放電容器を構成する誘電体材料を介在して対向する一対の電極とを有するエキシマランプと、該一対の電極の各々に電気的に接続され前記エキシマランプに給電する給電装置とを備えた紫外線照射装置であって、前記給電装置は、少なくとも何れか一方の電極に対しては、その両端側に電気的に接続され、有効発光領域の中心部近傍の領域に対応して配置された、一端から入射した前記エキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部と、該導光部から出射した光を受光する受光部と、該受光部の測定結果に基づき前記エキシマランプの点灯状態を検知する点灯検知手段とを備えていることを特徴とする紫外線照射装置。
【００１５】
さらに、本発明の紫外線照射装置は、前記電極の何れか一方は、前記放電容器内の放電空間に配置され、該一方の電極における少なくとも他方の電極との間で放電を行う部位の外表面が、少なくとも一端が放電空間内で開放された誘電体材料からなる内側管によって覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の紫外線照射装置によれば、エキシマランプにおける有効発光領域のうち、給電装置に接続された一方の電極の一端よりも、該電極の他端に近い領域に対応して設けられた、一端から入射したエキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部と、導光部の他端から出射した光を受光する受光部と、受光部に接続された点灯検知手段とを備えていることにより、有効発光領域のうち、給電装置側の始点から導光部の直下に対応する箇所に至る領域の何れの部分で内側電極が断線しようとも、エキシマランプの不点灯を確実に検知することができる。
【００１７】
しかも、エキシマランプへの点灯電力の給電を制御する給電制御機構と、搬送機構の動作を制御する搬送制御機構とを備えることにより、内側電極が断線した際に、速やかに、エキシマランプへの点灯電力の給電を停止するとともに、基板の搬送を停止することができる。これにより、エキシマランプへの無駄な点灯電力の給電が継続されることがなく、基板の洗浄処理が不完全になる心配もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の紫外線照射装置の断面図を示す。図１（ａ）は、紫外線照射装置をエキシマランプの管軸に直交する平面で切断した断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す紫外線照射装置を、Ｍ−Ｍ´線を含む平面でエキシマランプの管軸方向に切断した断面図である。
【００１９】
紫外線照射装置１００は、箱型の筐体１１内に、一重円筒型構造を有する４本のエキシマランプ１が収納され、搬送機構３５上に配置された被処理体である基板３６と対向して配置されている。
筐体１１の開口１２には、エキシマランプからの真空紫外光を外部に取出すための、例えば石英ガラスからなる光取出用の窓部材１３が配置されている。筐体１１の上面には、エキシマランプ１の上方の位置に貫通孔１４が形成されている。筐体１１は、一方の側面に筐体内に不活性ガスを導入するための流入孔１５が設けられ、他方の側面に不活性ガスを排出するための排出孔１６が設けられている。筐体１１の内部には、例えば窒素などの不活性ガスが充填されている。
【００２０】
筐体１１の内部上方には、エキシマランプ１を冷却するための冷却用流体を流通するための流路（不図示）が形成された冷却ブロック２０が設けられている。冷却ブロック２０の下面には、それぞれエキシマランプ１の外径より大きい径を有する断面が半円形の４つの溝部２０１が互いに離間して紙面と垂直方向に形成され、これらの溝部２０１の各々に沿ってエキシマランプ１が配置されている。
【００２１】
エキシマランプ１は、全体が管状の放電容器２から構成されており、放電用ガスが充填された直管部２１と、その両端に直管部２１を気密する封止部２２（２２ａ，２２ｂ）が形成される。放電容器２は、真空紫外光を良好に透過する材料として、例えば合成石英ガラスから構成される。
放電容器２の内部には、内側電極３が放電容器２の略中心を伸びるように配置され、放電容器２の外面には外側電極４が密着するように配置する。内側電極３は、例えばタングステンの線材から構成され、コイル状に形成されたコイル部３１と、このコイル部３１の両端に繋がる直線部３２（３２ａ，３２ｂ）とを有する。内側電極３は、封止部２２ａ，２２ｂにおいて、それぞれ金属箔５（５ａ，５ｂ）に接合されて、さらに金属箔５には外部リード６（６ａ，６ｂ）が接合されている。
内側電極３の周囲には、これを覆うように誘電体材料からなる内側管７が設けられ、内側電極３がこの内側管７の中に挿入されている。内側管７は、例えば合成石英ガラスから構成されていて、内側電極３の少なくとも外側電極４との間で放電を行う部位の外側に覆われていて、その端部は外側電極４の端部を超えて伸びている。内側管７は、放電空間内で両端が開放されていて、コイル部３１の両端部には存在しない。従って、内側電極３は、コイル部３１の両端部と直線部３２の一部分において内側管７に覆われることなく放電用ガスに直接的に露出していることになる。また、内側管７は、内側管７に嵌合されてその内側管７に溶着や接着により固定されたリング状の支持部材８（８ａ，８ｂ）により、放電容器２の内部に固定される。
外側電極４は、金属線を網状に構成したメッシュ構造体を筒状に形成したものであり、放電容器２の外表面を覆うように配置されている。このため、放電容器２からの真空紫外光は、外側電極４の網目を透過して放射されることになる。なお、外側電極４について、１本の金属線をシームレスに編んだ構造とすると、放電容器との密着性が増して有利である。
直管部２１の内部に形成される放電空間には、誘電体材料を介在する放電によってエキシマ分子を形成するとともに、このエキシマ分子から真空紫外光を放射する放電用ガスとして、例えばキセノンガスや、アルゴンと塩素とを混合したガスなどが封入される。
外部リード６ａと外側電極４には、給電線１８によって給電装置１７が接続されている。これにより、内側電極３に対しては、一端３２１ａのみに金属箔５ａおよび外部リード６ａを介して給電装置１７に電気的に接続されている。内側電極３および外側電極４に給電装置１７から点灯電力が供給され、誘電体材料である放電容器２および内側管７を介在させて両電極間に放電が生成され、放電用ガスにエキシマ発光が生じる。
【００２２】
図１に示す形態の紫外線照射装置１００によれば、冷却ブロック２０には、筐体１１の貫通孔１４の直下の位置に対応するとともに、エキシマランプ１に対し、有効発光領域（内側電極３と外側電極４とが対向していることによりエキシマ放電が形成される領域をいい、図１（ｂ）において始点４１と終点４２とを結ぶＺ線で示す領域）のうち、内側電極３の一端３２１ａよりも内側電極３の他端３２１ｂに近い側の領域（図１（ｂ）において終点４２と中間点４３とを結ぶＸ線で示す領域）に対応して、冷却ブロック２０を上下方向に貫通して溝部２０１に通じる、一端から入射したエキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部２０２が形成されている。筐体１１の上方には、導光部２０２の他端から出射した光を受光するため、エキシマランプ１と同数の受光部２５が、各々の光入射面２５１を導光部２０２の他端に対向させて戴置されている。
こうすることにより、有効発光領域のうち、始点４１から導光部２０２の直下に対応する箇所に至る領域の何れの部分で内側電極３が断線しようとも、エキシマランプの不点灯を確実に検知することができる。特に、導光部２０２を、Ｘ線で示す領域において終点４２の付近に設けた場合には、内側電極３がＺ線で示す領域のいかなる箇所で断線しようともエキシマランプの不点灯を確実に検出することができるため好ましい。
【００２３】
受光部２５は、エキシマランプからの放射光に光感度を有し、受光した光に基づいて光電変換により電圧信号を出力する機能を有する。具体的には、蛍光体と蛍光体の光を電圧信号に変える光電素子がある。光電素子としては、例えばシリコンフォトダイオード、ガリウム・リンフォトダイオード等から構成される。
【００２４】
受光部２５には、受光部２５の測定結果に基づき演算処理を行う演算部２６と、該演算部２６に接続され、ランプの点灯又は消灯を表示する表示部２７とからなる点灯検知手段３０が接続されている。
具体的には、演算部２６は、設定された基準電圧と前記受光部２５からの電圧信号とを比較演算処理し、表示部２７にランプの点灯又は不点灯を示す信号を出力する。すなわち、演算部２６は、電圧信号が基準電圧よりも低い場合にはエキシマランプ１が不点灯であることを示す信号（以下、「不点灯信号」ともいう。）を出力し、電圧信号が基準電圧よりも高い場合にはエキシマランプ１が点灯していることを示す信号（以下、「点灯信号」ともいう。）を出力する。
【００２５】
演算素子２６から出力された点灯信号又は不点灯信号は、表示部２７に入力される。表示部２７は、例えば液晶等の表示素子により構成され、演算素子２６から出力された点灯信号又は不点灯信号に応じて、エキシマランプ１の点灯状態を使用者に通知する。
【００２６】
演算部２６には、演算部２６から出力される不点灯信号に基づき、エキシマランプ１へ供給する電力を制御する給電制御機構２８と搬送機構３５の動作を制御する搬送制御機構２９が接続されている。
給電制御機構２８は、演算部２６からの不点灯信号に応じて、エキシマランプ１への点灯電力の給電を停止する信号を給電装置１７に対して出力する。これに応じて給電装置１７がエキシマランプ１への点灯電力の給電を停止する。搬送制御機構２９は、演算部２６から入力された不点灯信号に応じて、基板３６の搬送を停止する信号を搬送機構３５に対して出力する。これに応じて、搬送機構３５は基板３６の搬送を停止する。
【００２７】
以下に、本発明の紫外線照射装置の仕様の一例を挙げると、以下のとおりである。
基板の幅が２０００ｍｍの場合、筐体１１は、縦が６００ｍｍ、横が３０００ｍｍ、高さが３００ｍｍである。
導光部２０２は、有効発光領域Ｚにおいて、その一端が終点４２からの距離が約１５０ｍｍの位置に対応して配置されている。
放電容器２は、合成石英ガラスからなり、全長（封止部を含む）が２１００ｍｍであり、外径２６ｍｍである。内側電極３は、線径０．５ｍｍのタングステンからなる線材を巻回して構成され、コイル部３１の長さが２０５０ｍｍである。コイル部３１は、外径が１３．５ｍｍであり、ピッチが５ｍｍである。内側管７は、合成石英ガラスからなり、全長は２０３０ｍｍ、外径１６ｍｍ、内径が１４ｍｍである。放電容器２の内部には、キセノンガスが２０ｋＰａの圧力で封入される。定格電力は８００Ｗである。
【００２８】
以上のような本発明の第１の紫外線照射装置１００によれば、エキシマランプ１における有効発光領域Ｚのうち、給電装置１７に接続された内側電極３の一端３２１ａよりも、内側電極３の他端３２１ｂに近い領域Ｘに対応して設けられた、一端から入射したエキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部２０２と、導光部２０２の他端から出射した光を受光する受光部２５と、受光部２５に接続された点灯検知手段３０とを備えていることにより、有効発光領域のうち、始点４１から導光部２０２の直下に対応する箇所に至る領域の何れの部分で内側電極３が断線しようとも、エキシマランプの不点灯を確実に検知することができる。
詳細には、エキシマランプから放射された光が、導光部２０２の他端から受光部２５に対して出射され、受光素子２５によって、光強度に応じた電圧信号が演算素子２６に対して出力され、演算素子２６によって、基準電圧値と電圧信号とを比較演算することにより表示素子２７に対して点灯信号又は不点灯信号が出力され、作業者は表示素子２７を見ることによってエキシマランプの点灯状態を確認することができる。
【００２９】
しかも、本発明の第１の紫外線照射装置１００によれば、エキシマランプ１への点灯電力の給電を制御する給電制御機構２８と、搬送機構３５の動作を制御する搬送制御機構２９とを備えることにより、内側電極３が断線した際に、速やかに、エキシマランプ１への点灯電力の給電を停止するとともに基板３６の搬送を停止することができる。これにより、エキシマランプへの無駄な点灯電力の給電が継続されることがなく、基板の洗浄処理が不完全になる心配もない。
【００３０】
さらに、図１に示す形態のエキシマランプ１は、以下のような利点を有する。
（１）放電空間内の内側電極３にも誘電体材料からなる内側管７が覆われているので、外側電極４との間での放電が安定したものとなり、均一の状態を持続でき、また、不所望のアーク放電の発生が防止されてエキシマ光の生成効率が高い上に、内側電極３が焼き切れるという不具合を生じることがない。
（２）内側管７はその端部が放電空間内で開放される構造であるので、長手方向への熱膨張がなんら拘束されることがなく自由に伸縮されるため、放電容器と両端部で接合した構造に比して、放電容器の損傷・破損という問題が軽減される。
（３）内側管７内の放電用ガスがその開放端を介して放電空間内に流通して内側電極３の温度上昇を抑制し、その損耗を防止できるとともに、放電用ガスの温度が平均化されてその温度上昇が抑えられて、光出力の低下が防止できる。
（４）内側電極３は弾性を有しているので、該内側電極３が熱膨張しても、その熱膨張分を吸収することにより、熱膨張係数の異なる石英ガラスからなる放電容器２の封止部２２ａ，２２ｂに影響を及ぼすことがなく、放電容器２の破損を防止できる。
【００３１】
本発明の第１の紫外線照射装置は、図１に示す実施形態に限定されることなく、種々の変更を加えることができる。以下、本発明の第１の紫外線照射装置に係る他の形態について、図２ないし図４を用いて説明する。図２ないし図４は、紫外線照射装置をエキシマランプの管軸を含む平面にて切断した断面図であり、図１と同一符号は同一部分若しくは相当する部分を示す。
【００３２】
図２に示す紫外線照射装置２００は、冷却ブロック２０を斜め方向に貫通する導光部２０２が設けられ、受光部２５が、導光部２０２の他端にその光入射面２５１が対向した状態で筐体１１上に戴置されている点を除く他の構成は、図１に示す紫外線照射装置と同一である。
導光部２０２は、エキシマランプ１における有効発光領域Ｚのうち、内側電極３の一端３２１ａよりも内側電極３の他端３２１ｂに近い領域Ｘに対応して設けられた一方の開口端から入射したエキシマランプから放射された光を、エキシマランプ１における有効発光領域のうち、内側電極３の一端３２１ａに近い側の領域Ｙに対応して設けられた他方の開口端から出射する。
このような紫外線照射装置２００によれば、導光部２０２の他端から出射した光を受光部２５が受光することによって得られた測定結果に基づき、図１に示す紫外線照射装置と同様の演算処理を行なうことにより、エキシマランプ１の点灯状態を検知することができるとともに、エキシマランプへの給電および基板の搬送を制御することができる。
【００３３】
図３に示す紫外線照射装置３００は、冷却ブロックを有さず、筒状のライトガイドからなる導光部２０２が設けられ、受光部２５が、導光部２０２の他端にその光入射面２５１が対向した状態で筐体１１上に戴置されている点を除く他の構成は、図１に示す紫外線照射装置と同一である。
導光部２０２は、エキシマランプ１における有効発光領域Ｚのうち、内側電極３の一端３２１ａよりも内側電極３の他端３２１ｂに近い領域Ｘに対応して配置された一端から入射したエキシマランプから放射された光を、エキシマランプ１における有効発光領域外に配置された他端から出射する。
このような紫外線照射装置３００によれば、導光部２０２の他端から出射した光を受光部２５が受光することによって得られた測定結果に基づき、図１に示す紫外線照射装置と同様の演算処理を行なうことにより、エキシマランプ１の点灯状態を検知することができるとともに、エキシマランプへの給電および基板の搬送を制御することができる。さらに、受光部２５を有効発光領域Ｚ外に配置することで、受光部の温度上昇が抑えられ、精度良く検知できたり、受光部の寿命が延びる。
【００３４】
図４に示す紫外線照射装置４００は、例えば石英ファイバーからなり、冷却ブロック２０を上下方向に貫通して設けられた貫通孔４５に一端が嵌入されるとともに、他端が受光部２５の光入射面２５１に接続されてなる導光部２０２と、筐体１１の上方に戴置された受光部２５とを備えている点を除く他の構成は図１に示す紫外線照射装置と同一である。
導光部２０２は、エキシマランプ１における有効発光領域のうち、内側電極３の一端３２１ａよりも内側電極３の他端３２１ｂに近い領域Ｘに対応して配置された一端から入射したエキシマランプから放射された光を、他端から出射する。
このような紫外線照射装置４００によれば、導光部２０２の他端から出射した光を、受光部２５が受光することによって得られた測定結果に基づき、図１に示す紫外線照射装置と同様の演算処理を行なうことにより、エキシマランプ１の点灯状態を検知することができるとともに、エキシマランプへの給電および基板の搬送を制御することができる。さらに、受光部２５を有効発光領域Ｚ外に配置することで、受光部の温度上昇が抑えられ、精度良く検知できたり、受光部の寿命が延びる。
【００３５】
〔第２の実施形態〕
図５は、本発明の第２の紫外線照射装置をエキシマランプの管軸を含む平面で切断した断面図を示す。図１と同一符号は、同一部分若しくは相当する部分を示す。紫外線照射装置５００は、二重管構造を有するエキシマランプ５０を使用した点を除く他の構成は、図１に示す紫外線照射装置と同様である。
エキシマランプ５０は、例えば石英ガラスなどの誘電体よりなる円筒状の外側管５１と、この外側管５１の内径より小さい外径を有する、例えば石英ガラスなどの誘電体よりなる円筒状の内側管５２と、この外側管５１および内側管５２により形成された円筒状の空間の両端部を気密に閉塞する側壁部５３、５４とよりなる二重管構造の放電容器５５を有し、この放電容器５５により形成される円筒状の放電空間Ｓに放電用ガスとして、例えばキセノンガスが充填されたものである。
放電容器５５を形成する外側管５１には、その外周面にメッシュ状に開口を持つよう、例えば蒸着又はスクリーン印刷等により形成されたアルミニウム膜からなる外側電極５６が密接し、内側管５２には、その内周面に密接した状態で、例えばアルミニウムからなる板状の内側電極５７が設けられており、この外側電極５６および内側電極５７には、給電装置１７が接続されている。
【００３６】
本発明の第２の紫外線照射装置によれば、エキシマランプ５０における有効発光領域Ｚのうち、給電装置１７に接続された外側電極５６の一端５６１ａよりも、外側電極５６の他端５６１ｂに近い領域Ｘに対応して設けられた、一端から入射したエキシマランプから放射された光を他端から出射する導光部２０２と、導光部２０２の他端から出射した光を受光する受光部２５と、受光部２５に接続された点灯検知手段３０とを備えていることにより、例えば外側電極５６と外側管５１との間の熱膨張係数の相違によって、エキシマランプ１における有効発光領域Ｚのうち、始点４１から導光部２０２の直下に対応する箇所に至る領域の何れの部分で外側電極５６の一部分が剥離したとしても、エキシマランプ５０の不点灯を確実に検知することができる。特に、給電部側は電流密度が高くなることにより、温度が上がりやすくなるため溶断や剥離する確率が高いことから、本発明の構成を採用することでエキシマランプの不点灯を確実に検知することができる。
しかも、エキシマランプ５０への点灯電力の給電を制御する給電制御機構２８と、搬送機構３５の動作を制御する搬送制御機構２９とを備えることにより、外側電極５６の一部分が剥離した際に、速やかに、エキシマランプ１への点灯電力の給電を停止するとともに基板３６の搬送を停止することができる。これにより、エキシマランプへの無駄な点灯電力の給電が継続されることがなく、基板３６の洗浄処理が不完全になる心配もない。
【００３７】
〔第３の実施形態〕
図６は、本発明の第３の紫外線照射装置をエキシマランプの管軸を含む平面で切断した断面図を示す。図１と同一符号は、同一部分若しくは相当する部分を示す。
紫外線照射装置６００は、外部リード６ａ，６ｂの両方と外側電極４とが給電線１８によって給電装置１７に接続されている。有効発光領域Ｚにおける中央部近傍の領域（後述の図７中のＶ線で示す領域）に対応して冷却ブロック２０を上下方向に貫通する導光部２０２が形成され、導光部２０２の他端に光入射面２５１が対向した状態で受光部２５が筐体１１上に戴置されている。「中央部近傍の領域」とは受光部２５がエキシマランプの中央を観察できる位置である。これらの点を除く他の構成は図１に示す紫外線照射装置と同様である。
【００３８】
本発明の第３の紫外線照射装置の有する作用効果について以下に説明する。
内側電極３が１箇所のみで切断した場合、内側電極の両端が給電装置に電気的に接続されていることにより断線箇所の両側で依然として点灯が継続するため特に問題は生じない。しかしながら、図７に示すように、内側電極３が２箇所（図７中の断線点４４，４５）で切断した場合、始点４１と断線点４４とを結ぶＵ線で示す領域および断線点４５と終点４２とを結ぶＷ線で示す領域では依然として点灯が継続されるものの、断線点４４と断線点４５とを結ぶＶ線で示す領域では給電装置と電気的に切り離されることにより不点灯となる。先に断線点４４が断線すると内側電極の長さはＵ＜Ｖ＋Ｗとなり、ａ側の給電部よりｂ側の給電部の方が流れる電流値が大きくなり、次に断線するのは中央部よりｂ側の断線点４５で断線する。第３の紫外線照射装置によれば、このように内側電極３が２箇所で断線した場合であっても、有効発光領域Ｚにおける中央部近傍のＶ線で示す領域に対応して導光部２０２が設けられていることから、導光部２０２を介して受光部２５に受光された光に基づく電圧信号によってエキシマランプの不点灯を確実に検知することができる。
【００３９】
しかも、エキシマランプ１への点灯電力の給電を制御する給電制御機構と、搬送機構の動作を制御する搬送制御機構とを備えることにより、内側電極３が断線した際に、速やかに、エキシマランプ１への点灯電力の給電を停止するとともに基板の搬送を停止することができる。これにより、エキシマランプへの無駄な点灯電力の給電が継続されることがなく、基板の洗浄処理が不完全になる心配もない。
【００４０】
以上のような第１ないし第３の紫外線照射装置は筐体の開口に窓部材が嵌め込まれた構造となっているが、これに限らず、窓部材を用いない構造を採用することもできる。
第１ないし第３の紫外線照射装置は筐体内に冷却ブロックを備えた構造となっているが、これに限らず、冷却ブロックを有しない構造を採用することもでき、この場合は筐体に設けられた貫通孔が導光部として機能する。
さらに、上記実施形態においては、内側電極の外周を誘電体材料からなる内側管で覆った構造のエキシマランプについて説明しているが、必ずしもこれに限定されず、内側管を有しない一重円筒型構造のエキシマランプを使用して紫外線照射装置を構成することもできる。
【００４１】
また、従来構造の紫外線照射装置のように、エキシマランプの外表面に設けた蛍光体層によってエキシマランプから放射される真空紫外光を可視光に変換し、該可視光の強度に応じた電圧信号に基づいてエキシマランプの点灯状態を検知することもできる。或いは、ランプの光を検知する受光部は、蛍光体を使わず真空紫外光を直接検知することのできる受光素子を用いても良い。また、キセノンエキシマランプにおいてもランプから放射される紫外光、可視光、赤外光を検知することも可能である。
無論、紫外線硬化に使用される、真空紫外光以外の光を放射するクリプトンと塩素を混合した２２２ｎｍの光を放射するエキシマランプや、キセノンと塩素を混合した３０８ｎｍの光を放射するエキシマランプなどにおいても、確実に検知可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の紫外線照射装置の断面図を示す。
【図２】本発明の第１の紫外線照射装置に係る他の形態の断面図を示す。
【図３】本発明の第１の紫外線照射装置に係る他の形態の断面図を示す。
【図４】本発明の第１の紫外線照射装置に係る他の形態の断面図を示す。
【図５】本発明の第２の紫外線照射装置の断面図を示す。
【図６】本発明の第３の紫外線照射装置の断面図を示す。
【図７】本発明の第３の紫外線照射装置の作用効果を説明するための断面図を示す。
【図８】従来の紫外線照射装置の断面図を示す。
【図９】従来の一重円筒型構造のエキシマランプの管軸を含む断面図を示す。
【図１０】従来の紫外線照射装置における問題点を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１        エキシマランプ
２        放電容器
３        内側電極
４        外側電極
５        金属箔
６        外部リード
７        内側管
８        支持部材
１１      筐体
１２      開口
１３      窓部材
１４      貫通孔
１５      流入孔
１６      排出孔
１７      給電装置
１８      給電線
２０      冷却ブロック
２１      直管部
２２      封止部
２５      受光部
２６      演算部
２７      表示部
２８      給電制御機構
２９      搬送制御機構
３１      コイル部
３２      直線部
３５      搬送機構
３６      基板
５０      エキシマランプ
５１      外側管
５２      内側管
５３      側壁部
５４      側壁部
５５      放電容器
５６      外側電極
５７      内側電極
１００    紫外線照射装置
２０１    溝部
２０２    導光部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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