(57)【要約】【課題】ワーク幅に合わせて放電管長を調節する必要が無く、省電力化が可能であり、紫外線ランプの本数でワークの幅寸法に対応可能であり、一部の紫外線ランプの交換作業を簡単化できるとともに、外部配線を簡略化する。【解決手段】直管状の紫外線ランプ５を複数有する紫外線照射装置１００であって、各紫外線ランプ５の長手方向が互いに平行であり、各紫外線ランプ５の長手方向がワーク搬送方向と平行に配置され又はワーク搬送方向に対して所定角度で傾斜して配置されており、複数の紫外線ランプ５がユニット化された紫外線照射ユニット１０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管状の紫外線ランプを複数有する紫外線照射装置であって、
各紫外線ランプの長手方向がワーク搬送方向と平行に配置され又はワーク搬送方向に対して所定角度で傾斜して配置されており、
複数の紫外線ランプがユニット化された紫外線照射ユニットを有する紫外線照射装置。
【請求項２】
前記紫外線照射ユニットを複数有する請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記紫外線照射ユニットが、前記複数の紫外線ランプに給電する給電部材によりユニット化されている請求項１又は２記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記給電部材が、前記複数の紫外線ランプの一端及び他端それぞれを支持してユニット化するものである請求項３記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記紫外線ランプが、直管状の放電管と、当該放電管の外面にその長手方向に沿って対向して設けられた一対の外部電極とを有し、
前記給電部材が、前記紫外線ランプの一端が挿入される給電ソケットが固定されて当該給電ソケットに高電圧を印加するための第１の給電部材と、前記紫外線ランプの他端が挿入される給電ソケットが固定されて当該給電ソケットをアース側に接続するための第２の給電部材とを有する請求項３又は４記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
前記第１の給電部材及び前記第２の給電部材の各自由端部が離間しており、それら給電部材の各自由端部が絶縁部材を介して互いに接続されている請求項５記載の紫外線照射装置。
【請求項７】
前記第１の給電部材及び前記第２の給電部材が、平面視において概略コの字状をなすものである請求項５又は６記載の紫外線照射装置。
【請求項８】
前記紫外線照射ユニットが、平面視概略矩形枠状をなすものである請求項１乃至７の何れかに記載の紫外線照射装置。
【請求項９】
前記紫外線ランプが、直管状の放電管と当該放電管の外面に設けられた一対の電極とを有し、
少なくとも互いに隣接する２つの紫外線ランプが、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極を共有している請求項１乃至８の何れかに記載の紫外線照射装置。
【請求項１０】
前記紫外線ランプが、誘電体バリア放電ランプである請求項１乃至９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、紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の紫外線照射装置は、特許文献１に示すように、複数の紫外線ランプをその長手方向がワークの搬送方向と直交するように配置している。このように従来の紫外線照射装置は、紫外線ランプの長手方向をワークの搬送方向に直交して配置することにより、ワークにおける搬送方向に直交する幅方向での紫外線の照射分布が均一になるように構成している。
【０００３】
しかしながら、ワークの巨大化に伴いワークの幅方向も大きくなり、紫外線ランプの放電管長を長くする必要がある。そうすると、放電管の撓みが無視できなくなり、照射ムラを招くだけでなく、放電管とワークとの接触が生じてしまい、これらを防止するための工夫が必要となる。
【０００４】
また、上記構成の紫外線照射装置では、ワークに合わせて光量を増加させるためには、放電管の断面積を大きくして紫外線の照射幅を増加させる方法が考えられるが、そうすると、電源装置を大型化する必要が生じてしまい装置コスト及び設置スペースの観点から好ましくない。
【０００５】
なお、特許文献２に示すように、紫外線ランプの長手方向をワークの搬送方向に平行となるように配置した紫外線照射装置が考えられている。
【０００６】
しかしながら、この紫外線照射装置では、複数の紫外線ランプの長手方向をワークの搬送方向に平行となるように配置しただけであり、各紫外線ランプへ給電を行うための配線が複雑になり、故障した放電管を取り換える作業が煩雑になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−４４１７６号公報
【特許文献２】特開平７−２７５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであって、ワークの幅寸法に合わせて紫外線ランプの放電管長を調節する必要が無く、省電力化が可能であり、紫外線ランプの本数によりワークの幅寸法に対応可能とすることを課題とするものである。また、一部の紫外線ランプの交換作業を簡単化できるとともに、外部配線を簡略化することを本発明の別の課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る紫外線照射装置は、直管状の紫外線ランプを複数有する紫外線照射装置であって、各紫外線ランプの長手方向がワーク搬送方向と平行に配置され又はワーク搬送方向に対して所定角度で傾斜して配置されており、複数の紫外線ランプがユニット化された紫外線照射ユニットを有することを特徴とする。
【００１０】
このような紫外線照射装置であれば、複数の紫外線ランプをワーク搬送方向に対して平行に配置又は所定角度で傾斜して配置しているので、ワークの幅寸法が大型化しても紫外線ランプの放電管長を長くすることなく、紫外線ランプの本数で対応することができる。したがって紫外線ランプの放電管の撓みに起因する種々の問題点を解決することができる。また、複数の紫外線ランプを並列配置しているので、各紫外線ランプの照射幅を大きくする必要が無く、紫外線照射分布を均一化することができ、電源装置を大型化する必要もなく、省電力化が可能である。さらに、複数の紫外線ランプをワーク搬送方向に対して所定角度で傾斜して配置した場合は、平行に配置した場合に比べてより一層紫外線の照射分布を均一化することができる。その上、ユニット化していることから、一部の紫外線ランプを故障等により取り換える必要がある場合には、その故障した紫外線ランプを含むユニットのみを装置から取り外し、装置から取り外した後のユニットから故障した紫外線ランプを交換すればよいので、作業性を向上させることができる。加えて、ユニット化していることにより、ユニットの数、種類又は大きさを変更することで、ワークの幅寸法への柔軟かつ素早い対応が可能となる。
【００１１】
ここで、装置構成を簡単化するためには、各紫外線ランプの長手方向がワーク搬送方向と平行であり、複数の紫外線ランプをワーク搬送方向と直交する方向に並列配置されることが最も好ましい。また、ワーク搬送方向に対して所定角度で傾斜して配置する場合には、０度〜４５度の角度で傾斜して配置することが望ましい。
【００１２】
前記紫外線照射ユニットを複数有する紫外線照射装置が望ましい。これならば、紫外線照射ユニットのユニット数、種類又は大きさを変更することで、ワークの幅寸法への柔軟かつ素早い対応が可能となる。
【００１３】
前記紫外線照射ユニットが、前記複数の紫外線ランプに給電する給電部材によりユニット化されているものが望ましい。これならば、給電部材とは別にユニット化するための部材を使わなくてもよいので、部品点数を可及的に減少させることができる。
【００１４】
紫外線ランプの撓みを可及的に小さくし、ユニットの機械的強度を大きくするとともに、ユニットの取り扱いを容易にするためには、前記給電部材が、前記複数の紫外線ランプの一端及び他端それぞれを支持してユニット化するものであることが望ましい。
【００１５】
前記紫外線ランプが、直管状の放電管と、当該放電管の外面にその長手方向に沿って対向して設けられた一対の外部電極とを有し、前記給電部材が、前記紫外線ランプの一端が挿入される給電ソケットが固定されて当該給電ソケットに高電圧を印加するための第１の給電部材と、前記紫外線ランプの他端が挿入される給電ソケットが固定されて当該給電ソケットをアース側に接続するための第２の給電部材とを有することが望ましい。このように給電部材を高電圧印加用の第１の給電部材とアース接続用の第２の給電部材に分けることで、外部配線をより簡略化することができる。
【００１６】
前記第１の給電部材及び前記第２の給電部材の各自由端部は離間しており、絶縁部材を介して互いに接続されているものが望ましい。これならば、高電圧印加用の第１の給電部材とアース接続用の第２の給電部材との絶縁を確実なものとすることができる。
【００１７】
前記第１の給電部材及び前記第２の給電部材が、平面視において概略コの字状をなすものが望ましい。これならば、ユニットの機械的強度を大きくするとともに、ユニットの取扱いを容易にすることができる。
【００１８】
前記給電部材が、平面視概略矩形枠状をなすものであることが望ましい。これならば、ユニットの機械的強度を大きくするとともに、ユニットの取扱いを容易にすることができる。
【００１９】
前記紫外線ランプが、直管状の放電管と当該放電管の外面に設けられた一対の電極とを有し、少なくとも互いに隣接する２つの紫外線ランプが、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極を共有していることが望ましい。このように一方の電極を共有させることによって、隣接する紫外線ランプの距離を可及的に小さくすることができ、紫外線の照射分布をより均一化させることができる。
【００２０】
前記紫外線ランプは、誘電体放電ランプが適している。
【発明の効果】
【００２１】
このように構成した本発明によれば、ワークの幅寸法に合わせて放電管長を調節する必要が無く、省電力化が可能であり、放電管の本数によりワークの幅寸法に対応可能であり、一部の放電管の交換作業を簡単化できるとともに、外部配線を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の紫外線照射装置を示す平面図。
【図２】同実施形態の紫外線照射ユニットを示す平面図及び正面図。
【図３】同実施形態の隣接する誘電体バリア放電ランプユニットの断面図。
【図４】同実施形態のランプ装着時の挿入方向から見た給電ソケットを示す図。
【図５】同実施形態のランプ装着時の給電ソケットを前後方向に沿って切断した断面図。
【図６】変形実施形態の紫外線照射装置を示す平面図。
【図７】変形実施形態の紫外線照射装置を示す平面図。
【図８】変形実施形態の紫外線ランプの構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る紫外線照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態に係る紫外線照射装置１００は、半導体基板又はガラス基板等の被処理物Ｗ（以下、ワークＷという。）に紫外線を照射することにより当該ワークＷの表面に付着した有機物を分解してこれを除去することで、ワークＷを洗浄するものである。この紫外線照射装置１００は、図１に示すように、前記ワークＷを所定方向に搬送する搬送機構２００を有しており、当該搬送機構２００により搬送されるワークＷに対して紫外線を照射するものである。
【００２５】
そしてこの紫外線照射装置１００は、図１に示すように、直管状の紫外線ランプ５を複数本有するものであり、各紫外線ランプ５の長手方向がワーク搬送方向と平行に配置されるとともに、複数の紫外線ランプ５を給電部材３によりユニット化して、当該給電部材３により複数の紫外線ランプ５に給電するものである。
【００２６】
具体的にこの紫外線照射装置１００は、複数本（例えば１０本）の紫外線ランプ５を、それらが等間隔となるように給電部材３によりユニット化した紫外線照射ユニット１０を複数個有する（図１参照）。これら複数の紫外線照射ユニット１０は、各紫外線ユニット１０を構成する紫外線ランプ５の長手方向が互いに平行となるように、ワーク搬送方向と直交する幅方向に隣接して設けられている。
【００２７】
各紫外線照射ユニット１０は、図２に示すように、複数の紫外線ランプユニット２と、この複数の紫外線ランプユニット２をユニット化して給電を行う給電部材３とを備えている。この紫外線照射ユニット１０は、例えば、各紫外線ランプ５の放電管直径が２０ｍｍの場合に、隣接する紫外線ランプ５のピッチが４５ｍｍ以下となるように複数の紫外線ランプ５を支持している。これにより各紫外線ランプ５から射出される紫外線の照射分布が重なり合うことでワーク表面上での紫外線の照射分布が平均化されて、紫外線照射ユニット１０から射出される紫外線の照射分布が均一化される。
【００２８】
なお、給電部材３は、複数の紫外線ランプユニット２をワーク搬送方向に直交する幅方向に並列して一体化するものであり、平面視において概略コの字状をなす第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂとを有する。これら第１の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂは、アルミ合金、ステンレス等の導電性材料から形成されており、各自由端部が絶縁部材４を介して互いに接続されることにより平面視概略矩形枠状となる。
【００２９】
第１の給電部材３Ａは、交流電圧を印加する電源装置の高電圧端子側に電気的に接続されるとともに、紫外線ランプユニット２の一方の給電ソケット６Ａがねじ固定により電気的に接続される。一方、第２の給電部材３Ｂは、電源装置のアース端子側に電気的に接続されるとともに、紫外線ランプユニット２の他方の給電ソケット６Ｂがねじ固定により電気的に接続される。このように第1の給電部材３Ａ及び第２の給電部材３Ｂにより、複数の紫外線ランプ５の一端及び他端それぞれを支持してユニット化する構成として、紫外線ランプ５の撓みを可及的に小さくし、紫外線照射ユニット１０の機械的強度を大きくするとともに、紫外線照射ユニット１０の取り扱いを容易にしている。
【００３０】
紫外線ランプユニット２は、図３及び図４に示すように、直管状の放電管５１及びこの放電管５１の長手方向に沿って対向して設けられた一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂを有する紫外線ランプである誘電体バリア放電ランプ５と、誘電体バリア放電ランプ５の両端部が挿入される一対の給電ソケット６Ａ、６Ｂとを有する。
【００３１】
放電管５１は、合成石英ガラス製の円筒の両端を閉じた断面円形状の丸管である。また、放電管５１の内部に形成された放電空間には誘電体バリア放電用ガスが充填されている。なお、誘電体バリア放電用ガスとしては、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）等の希ガス、或いは、フッ素（Ｆ２）又は塩素（Ｃｌ２）等のハロゲンガス等を用いることができる。誘電体バリア放電ランプ５は、ガスの種類に応じて異なる波長（１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍ等）のエキシマ光を発光する。例えば有機化合物を分解するためには、放電用ガスとしてキセノン（Ｘｅ）を用いて、１７２ｎｍを中心波長とするエキシマ光を発光する誘電体バリア放電ランプ５とする。
【００３２】
一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂは、放電管２１と略同等の長さを有する膜状をなすものであり、放電管２１を前後方向から挟んだ位置に設けられている。この外部電極５２Ａ、５２Ｂは、アルミニウム、アルミ合金、ステンレス等の導電性材料から形成されており、例えばメッキ、溶射、蒸着又はスパッタにより放電管の側周面上に形成した薄膜電極である。なお、放電管５１の側周壁において一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂの間からエキシマ光が射出される。
【００３３】
そして、図３に示すように、一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂのうち一方の外部電極５２Ａが、誘電体バリア放電ランプ５の一端部に装着される給電ソケット６Ａにより、電源装置の高電圧端子側に電気的に接続されて高電圧印加側電極となり、一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂのうち他方の外部電極５２Ｂが、誘電体バリア放電ランプ５の他端部に装着される給電ソケット６Ｂにより電源装置のアース端子側に電気的に接続されてアース側電極となる。なお、隣接する誘電体バリア放電ランプ間の放電を防止するため、隣接する誘電体バリア放電ランプ５の高電圧印加側電極５２Ａ同士又はアース側電極５２Ｂ同士を向かい合うように配置している。
【００３４】
一対の給電ソケット６Ａ、６Ｂは、誘電体バリア放電ランプ５を保持するものであり、図３〜図５に示すように、誘電体バリア放電ランプ５の端部が挿入されるソケット部６１と、このソケット部６１内に設けられて、一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂに接触する一対の接触端子６２Ａ、６２Ｂを有する。
【００３５】
ソケット部６１は、例えばセラミックス等の絶縁性材料から形成された概略直方体形状をなすものであり、誘電体バリア放電ランプ５に対向する前面に誘電体バリア放電ランプ５の端部を収容するランプ収容部６１１を有する。このランプ収容部６１１は、誘電体バリア放電ランプ５の外形形状に対応した断面略円形状をなす凹部である。そして、このランプ収容部６１１の内側周面において前記一対の接触端子６２Ａ、６２Ｂそれぞれを固定するための２つの端子固定部６１２が、互いに対向して形成されている。この端子固定部６１２は、ランプ収容部６１１の内側周面を正面視において概略コの字状に切り欠くことにより形成された凹部である。
【００３６】
一対の接触端子６２Ａ、６２Ｂは、ソケット部６１に挿入された誘電体バリア放電ランプ５の端部にある一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂに接触して給電するものである。各接触端子６２Ａ、６２Ｂは、同一形状をなすものであり、例えばステンレス等の弾性を有する導電性薄板を略Ｕ字形状に折り曲げることにより形成されている。また、各接触端子６２Ａ、６２Ｂは、前記２つの端子固定部６１２に固定されて一対の外部電極５２Ａ、５２Ｂに対応するように対向配置される。各接触端子６２Ａ、６２Ｂは、スプリングワッシャ７を介してねじ８によりソケット部６１に固定される。
【００３７】
なお、ねじ８は、図５に示すように、一方の接触端子６２Ａを固定するものと、他方の接触端子６２Ｂを固定するものとで異なっている。例えば、接触端子６２Ａ、６２Ｂが給電ソケット６Ａのものの場合には、一方の接触端子６２Ａが高電圧印加側であり、当該接触端子６２Ａは、給電部材３Ａにねじ固定するための雌ねじ孔が形成されたねじ８Ａによって固定される。他方の接触端子６２Ｂはアース側であり、当該接触端子６２Ｂは給電部材３Ｂに電気的に接続されないので通常のねじ８Ｂによって固定される。
【００３８】
このように構成した紫外線照射装置１００では、搬送機構２００により搬送するワークＷの幅方向寸法に合わせて誘電体バリア放電ランプ５の本数を決める。本実施形態では、紫外線照射ユニット１０の誘電体バリア放電ランプ５の本数が決まっているため、ワークＷの幅方向寸法に合わせて紫外線照射ユニット１０のユニット数を決める。また、紫外線照射ユニット１０へ電力を供給する電源装置（不図示）は、紫外線照射ユニット１０毎に設けても良いし、複数の紫外線照射ユニット１０に１つの電源装置から電力を供給するようにしても良い。また、１つの紫外線照射ユニット１０に対して複数の電源装置を設けても良い。
【００３９】
このように構成した本実施形態に係る紫外線照射装置１００によれば、複数の誘電体バリア放電ランプ５をワーク搬送方向に対して平行に配置しているので、ワークＷの幅寸法が大型化しても誘電体バリア放電ランプ５の放電管長を長くすることなく、誘電体バリア放電ランプ５の本数で対応することができる。したがって誘電体バリア放電ランプ５の放電管５１の撓みに起因する種々の問題点を解決することができる。また、複数の誘電体バリア放電ランプ５を並列配置しているので、各誘電体バリア放電ランプ５の照射幅を大きくする必要が無く、電源装置を大型化する必要もなく、省電力化が可能である。さらに、給電部材３Ａ、３Ｂにより複数の誘電体バリア放電ランプ５をユニット化し、当該給電部材３Ａ、３Ｂにより複数の誘電体バリア放電ランプ５に給電を行っているので、給電部材３Ａ、３Ｂを給電ハブとして機能させることができ、外部配線を簡略化することができる。その上、ユニット化していることから、一部の誘電体バリア放電ランプ５を故障等により取り換える必要がある場合には、その故障した誘電体バリア放電ランプ５を含む紫外線照射ユニット１０のみを紫外線照射装置１００から取り外し、取り外した後の紫外線照射ユニット１０から故障した誘電体バリア放電ランプ５を交換すればよいので、作業性を向上させることができる。加えて、ユニット化していることにより、ユニット１０の数、種類又は大きさを変更することで、ワークＷの幅寸法への柔軟かつ素早い対応が可能となる。
【００４０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４１】
例えば、前記実施形態では、紫外線ランプの長手方向をワーク搬送方向と平行となるように配置しているが、その他、図６に示すように、ワーク搬送方向に対して鋭角をなす角度で傾斜して配置しても良い。これならば、複数の誘電体バリア放電ランプ５から照射される紫外線の照射分布をより一層均一化することができる。
【００４２】
また、前記実施形態のように１列構成とする他、紫外線照射ユニット１０をワーク搬送方向に沿って複数列構成としても良い。このように、紫外線照射ユニット１０を複数列構成とするのみで、ワークＷに照射する紫外線の積算強度を簡単に増やすことができる。複数列構成とする場合には、図７に示すように、前列と後列とで紫外線ランプの位置をずらして配置することが照射分布を均一化する観点から好ましい。具体的には、前列の紫外線ランプの間に後列の紫外線ランプが位置するようにずらすことが考えられる。つまり前列の紫外線ランプと後列の紫外線ランプのずれ幅は、紫外線ランプのピッチ幅の半分である。
【００４３】
さらに、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、紫外線照射ユニット１０内において、少なくとも互いに隣接する２つの誘電体バリア放電ランプ５を、一対の電極５２Ａ、５２Ｂのうち少なくとも一方の電極を共有するように構成しても良い。なお、図８（Ａ）は、互いに隣接する放電管５１の外部電極５２Ａ、５２Ｂを共有する構成であり、図８（Ｂ）は、複数の放電管５１を一対の平板状をなす外部電極５２Ａ、５２Ｂで挟むように設けることで共有する構成である。図８（Ｂ）において放電管５１の下側に位置する外部電極５２Ａは、紫外線をワークに照射できるようにするため、メッシュ状をなすものである。このように隣接する誘電体バリア放電ランプ５で外部電極５２Ａ、５２Ｂを共有とすることで、隣接する放電管５１の間隔を小さくすることができ、照射分布をより一層均一化させることができる。
【００４４】
紫外線ランプは誘電体バリア放電ランプの他、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍ等の低圧水銀ランプであっても良い。また、ランプ形状は、断面円形状の丸管の他、断面矩形状をなす角管であっても良いし、二重管構造ものであっても良い。
【００４５】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１００・・・紫外線照射装置
Ｗ    ・・・ワーク
１０  ・・・紫外線照射ユニット
３Ａ  ・・・第１の給電部材
３Ｂ  ・・・第２の給電部材
４    ・・・絶縁部材
５    ・・・誘電体バリア放電ランプ（紫外線ランプ）
５１  ・・・放電管
５２Ａ・・・外部電極
５２Ｂ・・・外部電極
６Ａ  ・・・給電ソケット
６Ｂ  ・・・給電ソケット
６１  ・・・ソケット部
６２Ａ・・・接触端子
６２Ｂ・・・接触端子
【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】
2013034989.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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