ランプユニットおよび光センサ
【課題】簡便な構造で不所望な負荷によるエキシマランプの破損を防止すると共に、酸素濃度の変動した大気の対流による測定値変動を抑制した光センサおよびこれを備えたランプユニットを提供すること。
【解決手段】紫外線を放射するエキシマランプ５と、紫外線を受光する光センサ６と、少なくとも光センサ６を収納保持する筐体４と、からなるランプユニットにおいて、光センサ６は、可視光を検知する光検知体６１と、光検知体６１に付設された筒状の保持体６３と、保持体６３内に移動可能に保持されると共に、エキシマランプ５に当接可能に設けられた筒状または柱状の可動体６４とを備え、エキシマランプ５からの紫外線を透過する透過部材６４５と、透過部材６４５を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材６４６とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられたことを特徴とするランプユニットである。
【解決手段】紫外線を放射するエキシマランプ５と、紫外線を受光する光センサ６と、少なくとも光センサ６を収納保持する筐体４と、からなるランプユニットにおいて、光センサ６は、可視光を検知する光検知体６１と、光検知体６１に付設された筒状の保持体６３と、保持体６３内に移動可能に保持されると共に、エキシマランプ５に当接可能に設けられた筒状または柱状の可動体６４とを備え、エキシマランプ５からの紫外線を透過する透過部材６４５と、透過部材６４５を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材６４６とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられたことを特徴とするランプユニットである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプユニットおよび光センサに係わり、特に、紫外線が大気に照射されることによって生起される酸素濃度の変動による影響を受けることなく、紫外線を検知することを可能にした光センサおよび該光センサを備えたランプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や液晶基板の製造工程には、基板の洗浄を目的として真空紫外線を照射するエキシマランプを備えたランプユニットが用いられている。
従来、このようなランプユニットにおいては、筐体の開口部となる、半導体基板や液晶基板等の被照射物とエキシマランプとの間には、石英ガラスからなる窓が設けられている。しかしながら、石英ガラスからなる窓は高価であるため、近年のランプユニットにおいては、特許文献１に記載されているように、石英ガラスからなる窓を取り除き、被照射物とエキシマランプとを近接させた構造が採用されている。
【０００３】
一方、エキシマランプは、その使用に伴う劣化によって、照射する真空紫外線の強度が除々に低下する。照射する真空紫外線の強度が低下すると、被照射物の表面を洗浄する能力も低下する。そのため、エキシマランプからの真空紫外線の強度を随時検知して、強度が所定値以下に低下しないように、ランプ入力を上げるようにフイードバックしたり、強度が所定値以上にできなくなった場合は、エキシマランプを交換する必要があった。特許文献１には、エキシマランプからの真空紫外線の強度を検知する光センサを設けることが記載されている。
【０００４】
図１４は、特許文献１に記載されている、エキシマランプ２０１の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２００の概略構成を示す断面図、図１５は、図１４に示されたエキシマランプ２０１の構成を示す斜視図である。
【０００５】
図１５に示すように、直方体の放電容器２０２を備えるエキシマランプ２０１は、その長手方向に対して垂直方向の断面が長方形であり、放電容器２０２の上下両面には放電容器２０２の長手方向に沿って延びるように各々外部電極２０３，２０４が設けられている。上面に設けられる一方の外部電極２０３は板状に構成され、下面に設けられる他方の外部電極２０４は網状に構成されている。さらに、放電容器２０２の上面には、後述する光センサ２０５に対向する板状に構成された外部電極２０３の一部が削除された開口部２０６が設けられている。
【０００６】
図１４に示すように、エキシマランプ２０１は、網状に構成された他方の外部電極２０４が被照射物Ｗに対向するように、ランプユニット２００の筐体２０７の内部に複数本、例えば、図示するように、３本設置されている。筐体２０７は一面が開口された箱状に構成され、その開口面と平行な方向に被照射物Ｗが搬送される。筐体２０７の前記開口面に対向する面には、エキシマランプ２０１からの真空紫外線を測定する光センサ２０５が導出入される貫通孔２０８が設けられている。この貫通孔２０８は、光センサ２０５が導出入されるので、エキシマランプ２０１の開口部２０６に対向する位置に設けられる。
【０００７】
筐体２０７の貫通孔２０８から導出入される光センサ２０５には、エキシマランプ２０１から真空紫外線が照射される蛍光体２０９と、蛍光体２０９により変換された可視光を検知する光検知素子２１０とが設けられている。光センサ２０５は、エキシマランプ２０１からの真空紫外線を検知するときは、エアシリンダ２１１により筐体２０７の貫通孔２０８から筐体２０７の内部に導入され、エキシマランプ２０１の開口部２０６に向かって一定量移動して近接される。開口部２０６に近接された光センサ２０５は、真空紫外線を、蛍光体２０９により可視光に変換し、可視光を光検知素子２１０により検知する。検知が終了すると、光センサ２０５は、エアシリンダ２１１により、再び貫通孔２０８を通って筐体２０７の外部に導出される。この光センサ２０５の導出入は、光センサ２０５に連接されたエアシリンダ２１１により行なわれる。
【特許文献１】特開２００４−９７９８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、このランプユニット２００は、筐体２０７の一面が開口されているので、筐体２０７の内部が大気状態になっている。このため、エキシマランプ２０１の点灯時、エキシマランプ２０１から照射された真空紫外線が大気中の酸素と反応するため、大気中の酸素濃度が変動する。一方、図示しない搬送機構による被照射物Ｗの搬送に伴って、筐体２０７の内部は酸素濃度の変動した大気の対流Ｃが発生する。そのため、この対流Ｃによって、光センサ２０５とエキシマランプ２０１との間における酸素濃度が変動し、エキシマランプ２０１から放射される真空紫外線の酸素による吸収量が変動してしまい、光センサ２０５によって検知される真空紫外線の強度が変動してしまう。
【０００９】
このように、筐体２０７の一面が開口されたランプユニット２００においては、被照射物Ｗが搬送されることによって、筐体２０７の内部における酸素濃度を均一にすることができず、エキシマランプ２０１とこれに近接させた光センサ２０５との間における酸素濃度と、エキシマランプ２０１と被照射物Ｗとの間における酸素濃度とは同じにはならない。このため、光センサ２０５によって検知された真空紫外線の強度に基づいて、エキシマランプ２０１の入力を制御したとき、被照射物Ｗには所定値以上の真空紫外線が照射されることもあれば、所定値以下の真空紫外線を照射されることもあり、被照射物Ｗに対して均一な真空紫外線を照射することができない。
【００１０】
酸素濃度の変動した大気の対流によるエキシマランプ２０１と光センサ２０５との間の酸素濃度の変動を防止するために、エキシマランプ２０１と光センサ２０５とを当接させることが考えられる。しかし、エキシマランプ２０１の放電容器２０２は石英ガラスにより形成されているので、外部からの押圧が大きいと破損するおそれがあり、光センサ２０５を当接させるためには、エアシリンダ２１１からの押圧が小さくなるようにしなければならない。ところが、製造されたエキシマランプ２０１には製造バラツキがあり、エキシマランプ２０１から光センサ２０５までの距離は一定ではなく、エアシリンダ２１１による光センサ２０５の移動量Ｌ３を決めることができない。このため、エキシマランプ２０１に光センサ２０５が当接したことを感知する、例えば、ＣＣＤカメラを別途設けてエアシリンダ２１１を制御することも考えられるが、それではランプユニット２００が複雑化、高コスト化する問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、簡便な構造で不所望な負荷によるエキシマランプの破損を防止すると共に、酸素濃度の変動した大気の対流による紫外線の測定値変動を抑制した光センサおよびこれを備えたランプユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、紫外線を放射するエキシマランプと、前記紫外線を受光する光センサと、少なくとも該光センサを収納保持する筐体と、からなるランプユニットにおいて、前記光センサは、可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、前記エキシマランプに当接可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、前記エキシマランプからの紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とするランプユニットである。
第２の手段は、第１の手段において、前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記エキシマランプに当接する側に設けた、ことを特徴とするランプユニットである。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とするランプユニットである。
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記可動体の前記エキシマランプに当接する当接面は、前記エキシマランプの前記可動体に当接する位置の外面形状に合うように形成されていることを特徴とするランプユニットである。
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記筐体は、前記保持体を貫通させる貫通孔を除いて前記筐体を塞ぐ筐体蓋部材を備え、前記光検知体は、光検知素子と該光検知素子の受光信号を処理する電装体とからなり、前記光検知体と前記保持体との間に第１の封止体を介在させ、前記保持体と前記筐体蓋部材との間に第２の封止体を介在させたことを特徴とするランプユニットである。
第６の手段は、第１の手段ないし第５の手段のいずれか１つの手段において、前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とするランプユニットである。
第７の手段は、第１の手段ないし第６の手段のいずれか１つの手段において、前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とするランプユニットである。
第８の手段は、可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、紫外線入射可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とする光センサである。
第９の手段は、第８の手段において、前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記紫外線入射口側に設けた、ことを特徴とする光センサである。
第１０の手段は、第８の手段または第９の手段において、前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とする光センサである。
第１１の手段は、第８の手段ないし第１０の手段のいずれか１つの手段において、前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする光センサである。
第１２の手段は、第８の手段ないし第１１の手段のいずれか１つの手段において、前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とする光センサである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、保持体に対して移動する可動体を設けたことにより、可動体がエキシマランプに当接されたとき、エキシマランプからの反発力を可動体の移動により吸収することができる。このため、エキシマランプに不所望な負荷をかけないので、エキシマランプの破損を防止することができる。また、エキシマランプの製造バラツキにより形状がばらついていても、バラツキ分を可動体の移動により吸収できるので、エキシマランプへの不所望な負荷がかからず、エキシマランプの破損を防止することができる。
また、移動可能な可動体をエキシマランプに当接させることで、筐体内に対流によって流入した酸素濃度の変動した大気の影響を該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれた領域は受けることがない。光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれた領域に透過部材と変換部材とを設けたことで、エキシマランプの真空紫外線を検知することができる。
また、ＣＣＤカメラ等の高価な電子機器を必要とせず、簡便な構造でエキシマランプに不所望な負荷をかけずに真空紫外線を検知することができる。
さらに、エキシマランプを複数本配列しても、保持体が筒状に構成されているので、当接しない周辺のエキシマランプからの可視光が光検知体で受光されることを防止することができる。
請求項２に記載の発明によれば、移動可能な可動体をエキシマランプに当接させ、エキシマランプからの真空紫外線を直ちに透過部材により透過して変換部材により可視光に変換しているため、可動体に取り込まれた真空紫外線は酸素濃度の変動した大気に吸収されることなく可視光に変換することができる。
請求項３に記載の発明によれば、透過部材と変換部材を各々用いることなく１つの部材で前記各々の部材の機能を持たせることができるので、光センサを簡便な構成とすることができる。
請求項４に記載の発明によれば、可動体が当接するエキシマランプの外形状に係合されるので、可動体とエキシマランプとの間を隙間無く配置することができる。そのため、可動体とエキシマランプとの間には、対流による酸素濃度の変動した大気の流れ込みを抑制することができ、可動体の変換部材で変換される真空紫外線の酸素濃度の変動による強度の変動を抑制することができる。
請求項５に記載の発明によれば、通常、電装体はプリント基板等が樹脂で構成されており、オゾンにより分解されて劣化されるおそれがあるが、電装体が、オゾンの進入されない密閉空間に配置されるので、オゾンとの接触が遮断され、オゾンによる電装体の劣化を防止することができる。
請求項６に記載の発明によれば、可動体が保持体に対して移動するとき、保持体がガイドとして機能して可動体を円滑に移動させることができる。
請求項７に記載の発明によれば、エキシマランプに対して任意の方向から光センサの可動体を当接させることができ、光センサを任意の位置に配置することができる。
請求項８に記載の発明によれば、保持体に対して移動する可動体を設けたことにより、可動体が紫外線放射体に当接されたとき、紫外線放射体からの反発力を可動体の移動により吸収することができる。このため、紫外線放射体に不所望な負荷をかけないので、紫外線放射体の破損を防止することができる。また、紫外線放射体の製造バラツキにより形状がばらついていても、バラツキ分を可動体の移動により吸収できるので、紫外線放射体への不所望な負荷がかからず、紫外線放射体の破損を防止することができる。
さらに、紫外線放射体を複数本配列しても、保持体が筒状に構成されているので、当接しない周辺の紫外線放射体から放射される可能性のある可視光が光検知体で受光されることを防止することができる。
請求項９に記載の発明によれば、移動可能な可動体を紫外線放射体に当接させ、紫外線放射体からの真空紫外線を直ちに透過部材により透過して変換部材により可視光に変換しているため、可動体に取り込まれた真空紫外線は酸素に吸収されることなく可視光に変換することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、透過部材と変換部材を各々用いることなく１つの部材で前記各々の部材の機能を持たせることができるので、光センサを簡便な構成とすることができる。
請求項１１に記載の発明によれば、可動体が保持体に対して移動するとき、保持体がガイドとして機能して可動体を円滑に移動させることができる。
請求項１２に記載の発明によれば、紫外線放射体に対して任意の方向から光センサの可動体を当接させることができ、光センサを任意の位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態を図１ないし図５を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ５の長手方向に対して垂直方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図、図２は、図１に示した紫外線照射装置１のＡ−Ａ切断面から見た紫外線照射装置１の断面図である。
これらの図に示すように、紫外線照射装置１は、概略、箱状に構成された筐体４内にエキシマランプ５と光センサ６とを備えるランプユニット２（図面上方）と、ランプユニット２を載置すると共に被照射物Ｗを搬送する搬送機構３（図面下方）とから構成されている。
【００１５】
これらの図に示すように、ランプユニット２は、エキシマランプ５と、エキシマランプ５に当接可能に設けられた光センサ６と、エキシマランプ５と光センサ６とを収納すると共に支持する筐体４とからから構成される。また、搬送機構３は、ランプユニット２の筐体４が載置すると共に、内部に並列配置された複数のローラ７と各ローラ７の両端に設けられると共にローラ７を回転駆動させる駆動部８とを備えている。搬送機構３の搬入口９から搬入された被照射物Ｗは、ローラ７に載置され、ローラ７が回転駆動されることにより、エキシマランプ５の直下に搬入される。搬入された被照射物Ｗは、エキシマランプ５と、例えば、３ｍｍの距離に近接されるので、エキシマランプ５からの真空紫外線が酸素に全て吸収されることなく十分に照射される。真空紫外線により照射された被照射物Ｗは搬出口１０から搬出される。
【００１６】
図３（ａ）は、図１および図２に示したエキシマランプ５の拡大斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ切断面から見たエキシマランプ５の断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ切断面から見たエキシマランプ５の断面図である。
これらの図に示すように、エキシマランプ５は、直方体の放電容器５１を有し、この放電容器５１は真空紫外線を照射する石英ガラスから構成される。放電容器５１の内部には、例えば、キセノンガスが封入される。放電容器５１は、その長手方向に対して垂直方向の断面が長方形である。放電容器５１の上下両面には、放電容器５１の長手方向に亘って高周波電源に接続された一対の外部電極５２，５３が設けられている。外部電極５２，５３は、例えば、銅と低融点ガラスとを混合した導電性ペーストを放電容器５１の外面に網目状に塗布して焼成することによって形成される。放電容器５１の上部内壁面には真空紫外線を反射する、例えば、シリカ膜からなる紫外線反射膜５５が設けられている。紫外線反射膜５５は、放電容器５１の上部内壁面の長手方向および短手方向に亘って設けられる。
【００１７】
図４は、図１に示したランプユニット２の拡大断面図である。
同図に示すように、エキシマランプ５は、紫外線反射膜５５が光センサ６側に配置され、光センサ６に対向する。そのため、光センサ６は、エキシマランプ５から放射された真空紫外線を検知するために、放電容器５１の上部内面に形成された紫外線反射膜５５は、光センサ６が当接される位置では紫外線反射膜５５が削除された開口部５５１が設けられる。開口部５５１が位置する放電容器５１の外面には、光センサ６の可動体６４が当接可能に設けられる。光センサ６は、可動体６４と、可動体６４が可動する貫通孔６３４が内部に設けられた筒状の保持体６３と、この保持体６３の上端に接続された光検知体６１とから構成される。
【００１８】
可動体６４は、内部に貫通孔６４４を有する円筒状の筒状部材６４１を有し、可動体６４の筒状部材６４１の一端には、内部の貫通孔６４４側に向かって突出する突出部６４２が設けられ、筒状部材６４１の他端にはその外周方向に向かって伸びるリング状の落下防止部６４３が設けられる。可動体６４は、電気絶縁性を有する、例えば、ステアタイトのようなセラミックにより形成される。
【００１９】
保持体６３は、円筒部材６３１を有し、その内部に可動体６４が可動する貫通孔６３４を有する。円筒部材６３１の一端には、貫通孔６３４側に向かって突出する突出体６３２が設けられ、円筒部材６３１の他端には、その外周方向に向かって伸びるつば体６３３が設けられる。保持体６３は、例えば、アルミニウムにより形成される。突出体６３２に囲まれた円状の開口を通って可動体６４の筒状部材６４１が導出入可能に設けられ、可動体６４の落下防止部６４３と保持体６３の突出体６３２とが当接可能に設けられる。
【００２０】
保持体６３の他端に設けられたつば体６３３の上方には、光検知体６１が、例えば、フッ素樹脂からなるリング状の第１の封止体６２を介在して接合される。光検知体６１には、真空紫外線を透過する、例えば、石英ガラスからなる透過部材６４５が設置され、透過部材６４５の突出部６４２側の面と反対側の面には、例えば、蛍光体からなる紫外線を可視光に変換する変換部材６４６が塗布されている。さらに、光検知体６１は、可視光を検知する光検知素子６１１を有し、光検知素子６１１は変換部材６４６に対向するように保持体６３のつば体６３３に接合される。光検知素子６１１の上方には、光検知素子６１１で受光された受光信号を処理するための電装部品が内蔵された電装体６１２が設置されている。
上記構成により、透過部材６４５と変換部材６４６とは、光検知体６１と保持体６３と可動体６４とに取り囲まれる。
【００２１】
筐体４は、エキシマランプ５側の一面が開口され、エキシマランプ５の四面（エキシマランプ５の一対の外部電極５２，５３が設けられていない四面の外方）を取り囲むように設けられる。さらに、筐体４には、筐体４に蓋をするように筐体蓋部材４１が設けられ、筐体蓋部材４１には、エキシマランプ５の両端を支持するランプ支持体４２（図２参照）が設けられると共に、光センサ６が挿入される貫通孔４３が設けられる。筐体蓋部材４１の貫通孔４３に挿入された光センサ６は、可動体６４の一端に設けられた突出部６４２がエキシマランプ５に当接される。エキシマランプ５は直方体であるため、光センサ６が当接する一面は平坦であり、光センサ６の当接する突出部６４２の面は同様に平坦であるため、光センサ６の可動体６４はエキシマランプ５に隙間無く載置される。保持体６３のつば体６３３は、筐体４の筐体蓋部材４１の上面に、例えば、フッ素樹脂からなる第２の封止体６５を介在させて接合される。
【００２２】
保持体６３のつば体６３３に第１の封止体６２を介在させて接合された光検知体６１は、筐体蓋部材４１の上方に位置するため、筐体蓋部材４１の上方に配置された光検知体６１の外方は、箱状に構成された筐体４および筐体蓋部材４１に囲まれるように設けられる。すなわち、光センサ６の光検知体６１は、筐体４、筐体蓋部材４１、第２の封止体６５、つば体６３３、および第１の封止体６２に取り囲まれた密閉空間Ｓ１に配置される。そのため、光検知体６１に備えられる電装体６１２のオゾンによる悪影響を防止することができる。
【００２３】
次に、ランプユニット２の動作を図４を用いて説明する。エキシマランプ５は、一対の外部電極５２，５３に高周波の高電圧が印加されると、放電容器５１の内部で発光ガスであるキセノンガスが励起され、励起された発光ガスから１７２ｎｍ以下のピーク波長を有する真空紫外線が発生する。放電容器５１の内部で発生した真空紫外線は、放電容器５１の内部に設けられた紫外線反射膜５５によって反射された真空紫外線と共に、放電容器５１の外部電極５３側から外部に向かって放射される。エキシマランプ５から放射された真空紫外線は、大気中の酸素に一部吸収されてオゾンを生成する。
【００２４】
一方、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の一部が削除された開口部５５１からは、これに対向する光センサ６に向かって真空紫外線が放射される。光センサ６の可動体６４の筒状部材６４１の突出部６４２がエキシマランプ５に係合するように当接されることにより、可動体６４とエキシマランプ５との間に、筐体４の内部Ｓ２に対流してきた酸素濃度の変動した大気の流入を防止することができる。紫外線反射膜５５の開口部５５１を通った真空紫外線は、網目状の外部電極５２の網目（開口部５４）を通り、可動体６４の突出部６４２に囲まれた開口部を通って透過部材６４５に入射される。
なお、図４においては、エキシマランプ５の外部電極５２，５３を突出するように図示されているが、実際の外部電極５２，５３の厚さは、外部電極５２，５３が、例えば、スクリーン印刷等で形成されているので、非常に薄く、網目状の外部電極５２，５３の開口部５４から流入する酸素濃度の変動した大気はほとんど無い。そのため、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の開口部５５１から放射された真空紫外線は、酸素濃度の変動した大気の影響を受けることなく、透過部材６４５に向かって好適に入射される。
【００２５】
また、エキシマランプ５からは真空紫外線以外に可視光も出射されるが、図４に示すように、エキシマランプ５を複数本備えたランプユニットにおいては、例えば、中央に位置する光センサ６には、その光センサ６が測定しているエキシマランプ５の周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光が照射される。そのため、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１が、周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光を受光してしまうと、測定した中央のエキシマランプ５からの紫外線の強度のみを正確に検知することができない。しかし、保持部材６３が筒状に形成されているので、周辺に位置するエキシマランプからの可視光を遮光することができ、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１は、周辺の他のエキシマランプ５からの可視光の受光を防止することができる。すなわち、光センサ６の光検知素子６１１は、可動体６４が当接するエキシマランプ５の紫外線強度のみを測定することができる。
【００２６】
本実施形態の発明によれば、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生する酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させ、光センサ６に入射された真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換して検知するようにしたので、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
【００２７】
次に、エキシマランプ５の交換時における、光センサ６の状態について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態を示す図、図５（ｂ）は、ランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
まず、図５（ａ）に示すように、ランプユニット２からエキシマランプ５が外されているときは、光センサ６は、光センサ６の可動体６４が自重により下降し、可動体６４の他端に設けられた落下防止部６４３が、保持体６３の一端に設けられた突出体６３２に当接し、可動体６４が保持体６３に保持される。保持体６３は筐体蓋部材４１に支持されているので、可動体６４は保持体６３を介して筐体蓋部材４１に支持される。この下降時において、筒状の円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は筒状の円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に下降することができる。
【００２８】
次に、図５（ｂ）に示すように、ランプユニット２に可動体６４の突出部６４２に当接するようにエキシマランプ５が配置されると、可動体６４の円筒部材６４１は、エキシマランプ５に押されて保持体６３の円筒部材６３１の貫通孔６３４内を上方に向かって移動する。貫通孔６３４は可動体６４の落下防止部６４３の外形と同等またはそれ以上に形成されているので、エキシマランプ４に押された可動体６４は、貫通孔６３４内を容易に移動することができる。可動体６４はエキシマランプ５に当接した状態で貫通孔６３４内を移動できるので、エキシマランプ５には不所望な負荷がかかることはなく、光センサ６の可動体６４の重力がかかるだけである。また、円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に上方に移動することができる。そのため、エキシマランプ５の交換時および交換後においてもエキシマランプ５へ不所望な負荷がかかることはない。また、エキシマランプ５の製造ばらつき等によりランプ形状等が異なる場合があっても、保持体６３の貫通孔６３４は十分な高さを有するように形成されているので、貫通孔６３４の高さ分を可動体６４が移動可能であり、十分製造ばらつきを吸収することができる。
【００２９】
このように、可動体６４は、保持体６３の貫通孔６３４内を移動可能であるが、貫通孔６３４の中心軸方向の長さＬ１を大きくし過ぎると、可動体６４の一端に設けた突出部６４２が保持体６３の突出部６３２に当接して、可動体６４が円筒部材６３１の内部に入ってしまい、突出部６３２から可動体６４の筒状部材６４１が導出されないおそれがある。そのため、図５（ａ）に示すように、突出部６３２の光検知体６１に対向する面から、つば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１を、突出部６４２から落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２よりも小さくすることが必須である。これにより、可動体６４が上昇して落下防止部６４３が光検知体６１に当接しても、突出部６４２を突出部６３２によって囲まれた開口部から導出することができ、可動体６４が保持体６３の貫通孔６３１に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００３０】
ここで、光センサ６と放電容器５１の数値例は、例えば、以下のとおりである。光センサ６については、保持体６３の貫通孔６３４の直径は１９ｍｍ、リング状のつば体６３３の直径は３８ｍｍである。可動体６４の貫通孔６４４の直径は１６ｍｍ、リング状の落下防止部６４３の直径は１９ｍｍである。保持体６３の一端に設けた突出部６３２の光検知体６１に対向する面から保持体６３の他端のつば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１は２３ｍｍであり、可動体６４の一端に設けた突出部６４２から他端に設けた落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２は３５ｍｍである。また、エキシマランプ５については、放電容器５１の長手方向における長さは９０４ｍｍである。放電容器５１の長手方向に対して垂直方向に沿った長方形の断面において、長辺は４３ｍｍ、短辺は１５ｍｍである。放電容器５１の内部に封入されたキセノンガスは、例えば、１０〜１００ｋＰａである。
【００３１】
本発明の第２の実施形態を図６及び図７を用いて説明する。なお、第２の実施形態における紫外線照射装置１の概略構成を示す図は、第１の実施形態で用いた図１と共通し、また第２の実施形態における紫外線照射装置１の断面図は、図２と共通するため、第２の実施形態の説明においても、図１及び図２を用いて説明する。
図６は、図１に示したランプユニット２の拡大断面図である。
同図に示すように、エキシマランプ５は、紫外線反射膜５５が光センサ６側に配置され、光センサ６に対向する。そのため、光センサ６は、エキシマランプ５から放射された真空紫外線を検知するために、放電容器５１の上部内面に形成された紫外線反射膜５５は、光センサ６が当接される位置では紫外線反射膜５５が削除された開口部５５１が設けられる。開口部５５１が位置する放電容器５１の外面には、光センサ６の可動体６４が当接可能に設けられる。光センサ６は、可動体６４と、可動体６４が可動する貫通孔６３４が内部に設けられた筒状の保持体６３と、この保持体６３の上端に接続された光検知体６１とから構成される。
なお、搬送機構３の構成および機能は、第１の実施形態における図１において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００３２】
可動体６４は、内部に貫通孔６４４を有する円筒状の筒状部材６４１を有し、可動体６４の筒状部材６４１の一端には、内部の貫通孔６４４側に向かって突出する突出部６４２が設けられ、筒状部材６４１の他端にはその外周方向に向かって伸びるリング状の落下防止部６４３が設けられる。可動体６４は、電気絶縁性を有する、例えば、ステアタイトのようなセラミックにより形成される。突出部６４２には、真空紫外線を透過する、例えば、石英ガラスからなる透過部材６４５が設置され、透過部材６４５の突出部６４２側の面と反対側の面には、例えば、蛍光体からなる紫外線を可視光に変換する変換部材６４６が塗布されている。
【００３３】
保持体６３は、円筒部材６３１を有し、その内部に可動体６４が可動する貫通孔６３４を有する。円筒部材６３１の一端には、貫通孔６３４側に向かって突出する突出体６３２が設けられ、円筒部材６３１の他端には、その外周方向に向かって伸びるつば体６３３が設けられる。保持体６３は、例えば、アルミニウムにより形成される。突出体６３２に囲まれた円状の開口を通って可動体６４の筒状部材６４１が導出入可能に設けられ、可動体６４の落下防止部６４３と保持体６３の突出体６３２とが当接可能に設けられる。
【００３４】
保持体６３の他端に設けられたつば体６３３の上方には、光検知体６１が、例えば、フッ素樹脂からなるリング状の第１の封止体６２を介在して接合される。光検知体６１は、可視光を検知する光検知素子６１１を有し、光検知素子６１１は可動体６４に設けられた変換部材６４６に対向するように保持体６３のつば体６３３に接合される。光検知素子６１１の上方には、光検知素子６１１で受光された受光信号を処理するための電装部品が内蔵された電装体６１２が設置されている。
上記構成により、透過部材６４５と変換部材６４６とは、光検知体６１と保持体６３と可動体６４とに取り囲まれる。
【００３５】
筐体４は、エキシマランプ５側の一面が開口され、エキシマランプ５の四面（エキシマランプ５の一対の外部電極５２，５３が設けられていない四面の外方）を取り囲むように設けられる。さらに、筐体４には、筐体４に蓋をするように筐体蓋部材４１が設けられ、筐体蓋部材４１には、エキシマランプ５の両端を支持するランプ支持体４２（図２参照）が設けられると共に、光センサ６が挿入される貫通孔４３が設けられる。筐体蓋部材４１の貫通孔４３に挿入された光センサ６は、可動体６４の一端に設けられた突出部６４２がエキシマランプ５に当接される。エキシマランプ５は直方体であるため、光センサ６が当接する一面は平坦であり、光センサ６の当接する突出部６４２の面は同様に平坦であるため、光センサ６の可動体６４はエキシマランプ５に隙間無く載置される。保持体６３のつば体６３３は、筐体４の筐体蓋部材４１の上面に、例えば、フッ素樹脂からなる第２の封止体６５を介在させて接合される。
【００３６】
保持体６３のつば体６３３に第１の封止体６２を介在させて接合された光検知体６１は、筐体蓋部材４１の上方に位置するため、筐体蓋部材４１の上方に配置された光検知体６１の外方は、箱状に構成された筐体４および筐体蓋部材４１に囲まれるように設けられる。すなわち、光センサ６の光検知体６１は、筐体４、筐体蓋部材４１、第２の封止体６５、つば体６３３、および第１の封止体６２に取り囲まれた密閉空間Ｓ１に配置される。そのため、光検知体６１に備えられる電装体６１２のオゾンによる悪影響を防止することができる。
【００３７】
次に、ランプユニット２の動作を図６を用いて説明する。エキシマランプ５は、一対の外部電極５２，５３に高周波の高電圧が印加されると、放電容器５１の内部で発光ガスであるキセノンガスが励起され、励起された発光ガスから１７２ｎｍ以下のピーク波長を有する真空紫外線が発生する。放電容器５１の内部で発生した真空紫外線は、放電容器５１の内部に設けられた紫外線反射膜５５によって反射された真空紫外線と共に、放電容器５１の外部電極５３側から外部に向かって放射される。エキシマランプ５から放射された真空紫外線は、大気中の酸素に一部吸収されてオゾンを生成する。
【００３８】
一方、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の一部が削除された開口部５５１からは、これに対向する光センサ６に向かって真空紫外線が放射される。光センサ６の可動体６４の筒状部材６４１の突出部６４２がエキシマランプ５に係合するように当接されることにより、可動体６４とエキシマランプ５との間に、筐体４の内部Ｓ２に対流してきた酸素濃度の変動した大気の流入を防止することができる。紫外線反射膜５５の開口部５５１を通った真空紫外線は、網目状の外部電極５２の網目（開口部５４）を通り、可動体６４の突出部６４２に囲まれた開口部を通って透過部材６４５に入射される。
なお、図６においては、エキシマランプ５の外部電極５２，５３を突出するように図示されているが、実際の外部電極５２，５３の厚さは、外部電極５２，５３が、例えば、スクリーン印刷等で形成されているので、非常に薄く、網目状の外部電極５２，５３の開口部５４から流入する酸素濃度の変動した大気はほとんど無い。そのため、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の開口部５５１から放射された真空紫外線は、酸素濃度の変動した大気の影響を受けることなく、透過部材６４５に向かって好適に入射される。
【００３９】
透過部材６４５を透過した真空紫外線は、透過部材６４５の上面に塗布された、蛍光体からなる変換部材６４６によって可視光に変換される。円筒部材６３１内部の貫通孔６３４には、可動体６４の保持部材６４１が可動するために、保持体６３と可動体５４との間は封止されておらず、対流してきた酸素濃度が変動した大気が流入するおそれがある。しかし、貫通孔６４４および貫通孔６３４を通過する光は、変換部材６５６によって真空紫外線が可視光に変換されているために、可動体６４と保持体６３の内部の酸素濃度の変動した大気により吸収されることはない。つまり、変換部材６４６によって変換された可視光は、酸素によって吸収されないので、その強度が低下されることなく対向配置された光検知素子６１１によって検知させることができる。また、保持体６３の内部に流入した真空紫外線と酸素とが反応して生成されたオゾンは、保持体６３のつば体６３３と光検知体６１の間に設けた第１の封止体６２によって、密閉空間Ｓ１側にオゾンが流入することを防止することができ、電装体６１２内の電装部品へのオゾンによる悪影響を防止することができる。
【００４０】
また、エキシマランプ５からは真空紫外線以外に可視光も出射されるが、図６に示すように、エキシマランプ５を複数本備えたランプユニットにおいては、例えば、中央に位置する光センサ６には、その光センサ６が測定しているエキシマランプ５の周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光が照射される。そのため、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１が、周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光を受光してしまうと、測定した中央のエキシマランプ５からの紫外線の強度のみを正確に検知することができない。しかし、保持部材６３が筒状に形成されているので、周辺に位置するエキシマランプからの可視光を遮光することができ、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１は、周辺の他のエキシマランプ５からの可視光の受光を防止することができる。すなわち、光センサ６の光検知素子６１１は、可動体６４が当接するエキシマランプ５の紫外線強度のみを測定することができる。
【００４１】
本実施形態の発明によれば、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生する酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させ、光センサ６に入射された真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換して検知するようにしたので、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
【００４２】
次に、エキシマランプ５の交換時における、光センサ６の状態について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態を示す図、図７（ｂ）は、ランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
まず、図７（ａ）に示すように、ランプユニット２からエキシマランプ５が外されているときは、光センサ６は、光センサ６の可動体６４が自重により下降し、可動体６４の他端に設けられた落下防止部６４３が、保持体６３の一端に設けられた突出体６３２に当接し、可動体６４が保持体６３に保持される。保持体６３は筐体蓋部材４１に支持されているので、可動体６４は保持体６３を介して筐体蓋部材４１に支持される。この下降時において、筒状の円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は筒状の円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に下降することができる。
【００４３】
次に、図７（ｂ）に示すように、ランプユニット２に可動体６４の突出部６４２に当接するようにエキシマランプ５が配置されると、可動体６４の円筒部材６４１は、エキシマランプ５に押されて保持体６３の円筒部材６３１の貫通孔６３４内を上方に向かって移動する。貫通孔６３４は可動体６４の落下防止部６４３の外形と同等またはそれ以上に形成されているので、エキシマランプ４に押された可動体６４は、貫通孔６３４内を容易に移動することができる。可動体６４はエキシマランプ５に当接した状態で貫通孔６３４内を移動できるので、エキシマランプ５には不所望な負荷がかかることはなく、光センサ６の可動体６４の重力がかかるだけである。また、円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に上方に移動することができる。そのため、エキシマランプ５の交換時および交換後においてもエキシマランプ５へ不所望な負荷がかかることはない。また、エキシマランプ５の製造ばらつき等によりランプ形状等が異なる場合があっても、保持体６３の貫通孔６３４は十分な高さを有するように形成されているので、貫通孔６３４の高さ分を可動体６４が移動可能であり、十分製造ばらつきを吸収することができる。
【００４４】
このように、可動体６４は、保持体６３の貫通孔６３４内を移動可能であるが、貫通孔６３４の中心軸方向の長さＬ１を大きくし過ぎると、可動体６４の一端に設けた突出部６４２が保持体６３の突出部６３２に当接して、可動体６４が円筒部材６３１の内部に入ってしまい、突出部６３２から可動体６４の筒状部材６４１が導出されないおそれがある。そのため、図７（ａ）に示すように、突出部６３２の光検知体６１に対向する面から、つば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１を、突出部６４２から落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２よりも小さくすることが必須である。これにより、可動体６４が上昇して落下防止部６４３が光検知体６１に当接しても、突出部６４２を突出部６３２によって囲まれた開口部から導出することができ、可動体６４が保持体６３の貫通孔６３１に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００４５】
ここで、光センサ６と放電容器５１の数値例は、例えば、以下のとおりである。光センサ６については、保持体６３の貫通孔６３４の直径は１９ｍｍ、リング状のつば体６３３の直径は３８ｍｍである。可動体６４の貫通孔６４４の直径は１６ｍｍ、リング状の落下防止部６４３の直径は１９ｍｍである。保持体６３の一端に設けた突出部６３２の光検知体６１に対向する面から保持体６３の他端のつば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１は２３ｍｍであり、可動体６４の一端に設けた突出部６４２から他端に設けた落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２は３５ｍｍである。また、エキシマランプ５については、放電容器５１の長手方向における長さは９０４ｍｍである。放電容器５１の長手方向に対して垂直方向に沿った長方形の断面において、長辺は４３ｍｍ、短辺は１５ｍｍである。放電容器５１の内部に封入されたキセノンガスは、例えば、１０〜１００ｋＰａである。
【００４６】
本発明の第３の実施形態を図８ないし図１０を用いて説明する。
図８は、本実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ１１の長手方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図である。
同図に示すように、紫外線照射装置１は、概略、箱状に構成された筐体４内にエキシマランプ１１と光センサ６とを備えるランプユニット２（図面上方）と、ランプユニット２を載置すると共に被照射物Ｗを搬送する搬送機構３（図面下方）とから構成されている。ランプユニット２は、エキシマランプ１１と、エキシマランプ５に当接可能に設けられた光センサ６と、エキシマランプ１１と光センサ６とを収納すると共に支持する筐体４とからから構成される。なお、搬送機構３の構成および機能は、第１の実施形態における図１において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００４７】
図９（ａ）は、図８に示したエキシマランプ１１の管軸方向に沿う拡大断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ切断面から見たエキシマランプ１１の断面図である。
これらの図に示すように、エキシマランプ１１は、円筒状の、例えば、石英ガラスからなり、放電ガスとして、例えば、キセノンガスが充填された放電管１１１と、放電管１１１の管軸方向の両端を気密に封止する封止部１１２とから構成されている。
【００４８】
内側電極１１３は、例えば、コイル状のタングステンからなる内側電極１１３の長手方向の両端に、例えば、棒状のタングステンからなる内側電極１１３を、コイル状の内側電極１１３と棒状の内側電極１１３の長手方向への中心軸が一致するように配置し、溶接等により接合させて形成されている。内側電極１１３は放電管１１１の概略管軸方向に延在するように配置される。
【００４９】
放電管１１１内には、例えば、石英ガラスからなる円筒状の誘電体として機能する内管１１４が設けられており、内管１１４の管軸方向の両端は放電管１１１に接しないように離隔されると共に、内側電極１１３の外周を包囲するように配置される。内管１１４はその外周に図示しない円盤状の、例えば、石英ガラスからなる支持部材が配置されており、この支持部材によって放電管１１１内部に支持される。
【００５０】
封止部１１２の両端には突出する、例えば、タングステンからなる外部リード１１７が配置され、封止部１１２は放電管１１１の管軸方向の両端のパイプ体を溶融状態にして圧潰するピンチシール法により形成される。封止部１１２において、内側電極１１３と外部リード１１７とが、例えば、モリブデンからなる箔１１６において電気的に接続され、埋設される。また、封止部１１２はパイプ体を溶融状態にして内部を減圧することにより形成するシュリンクシール法により形成しても良い。これにより、内側電極１１３には、内管１１４の管軸方向の両端と封止部１１２の間に、内側電極１１３の径方向を内管１１４によって覆われないと共に封止部１１２によって埋設されない径方向に露出した内側電極１１３が形成される。
【００５１】
放電管１１１の外周面には、例えば、網状の銅・ニッケル合金からなる外側電極１１５が密着して形成され、放電管１１１の管軸方向において内管１１４の管軸方向の両端より短くなるように配置される。封止部１１２から突出する一対の外部リード１１７のうち、一方の外部リード１１７は図示しない交流電源に接続される。
【００５２】
エキシマランプ１１の具体的な数値例をあげると、放電管１１１は、管軸方向の長さは２２５０ｍｍ、外径は１８．５ｍｍ、内径は１６．５ｍｍ、封入されるキセノンガスの封入量は６６．５ｋＰａである。内管１１４は、管軸方向の長さは２２００ｍｍ、外径は４ｍｍ、内径は２ｍｍである。コイル状の内側電極１１３は、長手方向の長さは２０３０ｍｍ、外径は１．８ｍｍであり、外側電極１１５の厚みは０．２ｍｍである。エキシマランプ１１に供給される電圧波形は、例えば、矩形波であり、ピーク電圧が５ｋＶ、周波数は６０ｋＨｚである。
【００５３】
図１０は、図８に示したランプユニット２の拡大断面図である。
同図に示すように、本実施形態の発明に係るエキシマランプ１１の外形は円柱状である。そのため、光センサ６の可動体６４の底部である突出部６４２には、エキシマランプ１１と当接する面が円弧状に凹んだ係合面６４２１となるように形成されている。なお、その他の構成は、第２の実施形態に係る図６に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
図１０に示すように、可動体６４の突出部６４２がエキシマランプ１１に当接する面を円弧状の係合面６４２１としたことにより、係合面６４２１が円柱状のエキシマランプ１１に係合するように当接され、可動体６４とエキシマランプ１１との間に、筐体４の内部Ｓ２に対流してきた酸素濃度の変動した大気の進入を防止することができる。
【００５４】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させることができ、真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換することができ、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
なお、第３の実施形態の説明では、透過部材６４５と変換部材６４６を、可動体６４側に設けた例で説明したが、第１の実施形態の光センサ６のように、光検知体６１側に設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
本発明の第４の実施形態を図１１を用いて説明する。
図１１は、本実施形態の発明に係り、第２の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
同図に示すように、本実施形態の光センサ６の可動体６６は、第１の実施形態に係る図６に示した可動体６４の透過部材６４５に代えて、例えば、石英ガラスからなる円柱状の透過部材６６１を用いたことにある。すなわち、エキシマランプ５と当接する透過部材６６１の一端は、平坦なエキシマランプ５と係合するように平坦部６６３が形成され、透過部材６６１の他端には、保持体６３の突出部６３２と当接されるつば状の落下防止部材６６２が形成されると共に、その上面には、例えば、蛍光体からなる変換部材６４６が塗布されている。
なお、このランプユニット２のその他の構成は、図６に示したランプユニット２の同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、可動体６６全体が透過部材６６１で構成されたことにより、エキシマランプ５から受光された真空紫外線は、透過部材６６１を通って、透過部材６６１の上面に塗布された変換部材６４６に直接入射されるので、エキシマランプ５と変換部材６４６との間に筐体４の内部Ｓ２にオゾンが進入する余地がない。そのため、真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換することができ、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
【００５７】
本発明の第５の実施形態を図１２を用いて説明する。
図１２は、本実施形態の発明に係り、第１の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
同図に示すように、本実施形態の光センサ６の可動体６４は、第１の実施形態に係る図６に示した可動体６４の透過部材６４５および変換部材６４６に代えて、真空紫外線を透過する透過部材としての機能および真空紫外線を可視光に変換する変換部材としての機能を併せ持つ蛍光ガラス６４７を用いたことにある。
なお、このランプユニット２のその他の構成は、図６に示したランプユニット２の同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、可動体６４に設けた蛍光ガラス６４７により、エキシマランプ５から受光された真空紫外線は、透過部材兼変換部材である蛍光ガラス６４７に入射されるので、エキシマランプ５と蛍光ガラス６４７との間に筐体４の内部Ｓ２に酸素濃度の変動した大気が進入する余地がない。そのため、真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換することができ、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
なお、第５の実施形態の説明では、蛍光ガラス６４７を、可動体６４側に設けた例で説明したが、第１の実施形態の光センサ６のように、光検知体６１側に設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
本発明の第６の実施形態を図１３を用いて説明する。
図１３は、本実施形態の発明に係り、エキシマランプ５の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２の構成を示す断面図である。
同図に示すように、本実施形態のランプユニット２は、第１の実施形態に係る図６のランプユニットに代えて、光センサ６の可動体６４の一端がエキシマランプ５に向かって弾性力を受けるように、弾性部材６３５を保持体６３の貫通孔６３４に挿入するように配置し、光センサ６をエキシマランプ５の外部電極５２，５３が配置されていない横方向からエキシマランプ５に当接させたことにある。
なお、このランプユニット２のその他の構成は、図６に示したランプユニット２の同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００６０】
弾性部材６３５は、保持体６３の貫通孔６３４に配置された、例えば、コイルスプリング等の部材で構成され、弾性部材６３５の一端が可動体６４の落下防止部６４３に当接し、その他端が検知体６１に当接される。これにより、可動体６４の他端に設けられた落下防止部６４３と保持体６３の突出体６３２とが当接されるように作用する。
【００６１】
弾性部材６３５が、可動体６４をエキシマランプ５に向かって作用しているので、可動体６４の自重によるエキシマランプ５への当接をさせる必要がない。すなわち、エキシマランプ４の横方向（重力方向に対して垂直方向）に向かって光センサ６を設けても、常にエキシマランプ５に光センサ６を当接させることができる。エキシマランプ５には、弾性部材６３５による負荷がかかっているが、弾性部材６３５の弾性力はエキシマランプ５を破損しない程度に適宜その部材が選択される。なお、弾性部材６３５は、第１の実施形態の図６に示したランプユニット２において、エキシマランプ５の一方の外部電極５２，５３に向かって当接される光センサ６に設けてもかまわない。
【００６２】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させ、光センサ６に入射された真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換して検知するようにしたので、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
なお、第６の実施形態の説明では、透過部材６４５と変換部材６４６を、可動体６４側に設けた例で説明したが、第１の実施形態の光センサ６のように、光検知体６１側に設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ５の長手方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した紫外線照射装置１のＡ−Ａ切断面から見た紫外線照射装置１の断面図である。
【図３】図１および図２に示したエキシマランプ５の拡大斜視図および拡大断面図である。
【図４】図１に示したランプユニット２の拡大断面図である。
【図５】ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態、およびランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態の発明に係るランプユニット２の拡大断面図である。
【図７】ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態、およびランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
【図８】第３の実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ１１の長手方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図である。
【図９】図８に示したエキシマランプ１１の拡大斜視図および拡大断面図である。
【図１０】図８に示したランプユニット２の拡大断面図である。
【図１１】第４の実施形態の発明に係り、第２の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
【図１２】第５の実施形態の発明に係り、第２の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
【図１３】第６の実施形態の発明に係り、エキシマランプ５の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２の構成を示す断面図である。
【図１４】特許文献１に記載されている、エキシマランプ２０１の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２００の概略構成を示す断面図である。
【図１５】図１４に示されたエキシマランプ２０１の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 紫外線照射装置
２ ランプユニット
３ 搬送機構
４ 筐体
４１ 筐体蓋部材
４２ ランプ支持体
４３ 貫通孔
５ エキシマランプ
５１ 放電容器
５２，５３ 外部電極
５４ 開口部
５５ 紫外線反射膜
５５１ 開口部
６ 光センサ
６１ 光検知体
６１１ 光検知素子
６１２ 電装体
６２ 第１の封止体
６３ 保持体
６３１ 円筒部材
６３２ 突出体
６３３ つば体
６３４ 貫通孔
６３５ 弾性部材
６４ 可動体
６４１ 筒状部材
６４２ 突出部
６４２１ 係合面
６４３ 落下防止部
６４４ 貫通孔
６４５ 透過部材
６４６ 変換部材
６４７ 蛍光ガラス
６５ 第２の封止体
６６ 可動体
６６１ 透過部材
６６２ つば体
６６３ 平坦部
６６４ 突出部
７ ローラ
８ 駆動部
９ 搬入口
１０ 搬出口
１１ エキシマランプ
１１１ 放電管
１１２ 封止部
１１３ 内側電極
１１４ 内管
１１５ 外側電極
１１６ モリブデン箔
１１７ 外部リード
Ｗ 被照射物
Ｓ１ 筐体内部（密閉空間）
Ｓ２ 筐体内部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプユニットおよび光センサに係わり、特に、紫外線が大気に照射されることによって生起される酸素濃度の変動による影響を受けることなく、紫外線を検知することを可能にした光センサおよび該光センサを備えたランプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板や液晶基板の製造工程には、基板の洗浄を目的として真空紫外線を照射するエキシマランプを備えたランプユニットが用いられている。
従来、このようなランプユニットにおいては、筐体の開口部となる、半導体基板や液晶基板等の被照射物とエキシマランプとの間には、石英ガラスからなる窓が設けられている。しかしながら、石英ガラスからなる窓は高価であるため、近年のランプユニットにおいては、特許文献１に記載されているように、石英ガラスからなる窓を取り除き、被照射物とエキシマランプとを近接させた構造が採用されている。
【０００３】
一方、エキシマランプは、その使用に伴う劣化によって、照射する真空紫外線の強度が除々に低下する。照射する真空紫外線の強度が低下すると、被照射物の表面を洗浄する能力も低下する。そのため、エキシマランプからの真空紫外線の強度を随時検知して、強度が所定値以下に低下しないように、ランプ入力を上げるようにフイードバックしたり、強度が所定値以上にできなくなった場合は、エキシマランプを交換する必要があった。特許文献１には、エキシマランプからの真空紫外線の強度を検知する光センサを設けることが記載されている。
【０００４】
図１４は、特許文献１に記載されている、エキシマランプ２０１の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２００の概略構成を示す断面図、図１５は、図１４に示されたエキシマランプ２０１の構成を示す斜視図である。
【０００５】
図１５に示すように、直方体の放電容器２０２を備えるエキシマランプ２０１は、その長手方向に対して垂直方向の断面が長方形であり、放電容器２０２の上下両面には放電容器２０２の長手方向に沿って延びるように各々外部電極２０３，２０４が設けられている。上面に設けられる一方の外部電極２０３は板状に構成され、下面に設けられる他方の外部電極２０４は網状に構成されている。さらに、放電容器２０２の上面には、後述する光センサ２０５に対向する板状に構成された外部電極２０３の一部が削除された開口部２０６が設けられている。
【０００６】
図１４に示すように、エキシマランプ２０１は、網状に構成された他方の外部電極２０４が被照射物Ｗに対向するように、ランプユニット２００の筐体２０７の内部に複数本、例えば、図示するように、３本設置されている。筐体２０７は一面が開口された箱状に構成され、その開口面と平行な方向に被照射物Ｗが搬送される。筐体２０７の前記開口面に対向する面には、エキシマランプ２０１からの真空紫外線を測定する光センサ２０５が導出入される貫通孔２０８が設けられている。この貫通孔２０８は、光センサ２０５が導出入されるので、エキシマランプ２０１の開口部２０６に対向する位置に設けられる。
【０００７】
筐体２０７の貫通孔２０８から導出入される光センサ２０５には、エキシマランプ２０１から真空紫外線が照射される蛍光体２０９と、蛍光体２０９により変換された可視光を検知する光検知素子２１０とが設けられている。光センサ２０５は、エキシマランプ２０１からの真空紫外線を検知するときは、エアシリンダ２１１により筐体２０７の貫通孔２０８から筐体２０７の内部に導入され、エキシマランプ２０１の開口部２０６に向かって一定量移動して近接される。開口部２０６に近接された光センサ２０５は、真空紫外線を、蛍光体２０９により可視光に変換し、可視光を光検知素子２１０により検知する。検知が終了すると、光センサ２０５は、エアシリンダ２１１により、再び貫通孔２０８を通って筐体２０７の外部に導出される。この光センサ２０５の導出入は、光センサ２０５に連接されたエアシリンダ２１１により行なわれる。
【特許文献１】特開２００４−９７９８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、このランプユニット２００は、筐体２０７の一面が開口されているので、筐体２０７の内部が大気状態になっている。このため、エキシマランプ２０１の点灯時、エキシマランプ２０１から照射された真空紫外線が大気中の酸素と反応するため、大気中の酸素濃度が変動する。一方、図示しない搬送機構による被照射物Ｗの搬送に伴って、筐体２０７の内部は酸素濃度の変動した大気の対流Ｃが発生する。そのため、この対流Ｃによって、光センサ２０５とエキシマランプ２０１との間における酸素濃度が変動し、エキシマランプ２０１から放射される真空紫外線の酸素による吸収量が変動してしまい、光センサ２０５によって検知される真空紫外線の強度が変動してしまう。
【０００９】
このように、筐体２０７の一面が開口されたランプユニット２００においては、被照射物Ｗが搬送されることによって、筐体２０７の内部における酸素濃度を均一にすることができず、エキシマランプ２０１とこれに近接させた光センサ２０５との間における酸素濃度と、エキシマランプ２０１と被照射物Ｗとの間における酸素濃度とは同じにはならない。このため、光センサ２０５によって検知された真空紫外線の強度に基づいて、エキシマランプ２０１の入力を制御したとき、被照射物Ｗには所定値以上の真空紫外線が照射されることもあれば、所定値以下の真空紫外線を照射されることもあり、被照射物Ｗに対して均一な真空紫外線を照射することができない。
【００１０】
酸素濃度の変動した大気の対流によるエキシマランプ２０１と光センサ２０５との間の酸素濃度の変動を防止するために、エキシマランプ２０１と光センサ２０５とを当接させることが考えられる。しかし、エキシマランプ２０１の放電容器２０２は石英ガラスにより形成されているので、外部からの押圧が大きいと破損するおそれがあり、光センサ２０５を当接させるためには、エアシリンダ２１１からの押圧が小さくなるようにしなければならない。ところが、製造されたエキシマランプ２０１には製造バラツキがあり、エキシマランプ２０１から光センサ２０５までの距離は一定ではなく、エアシリンダ２１１による光センサ２０５の移動量Ｌ３を決めることができない。このため、エキシマランプ２０１に光センサ２０５が当接したことを感知する、例えば、ＣＣＤカメラを別途設けてエアシリンダ２１１を制御することも考えられるが、それではランプユニット２００が複雑化、高コスト化する問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、簡便な構造で不所望な負荷によるエキシマランプの破損を防止すると共に、酸素濃度の変動した大気の対流による紫外線の測定値変動を抑制した光センサおよびこれを備えたランプユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、紫外線を放射するエキシマランプと、前記紫外線を受光する光センサと、少なくとも該光センサを収納保持する筐体と、からなるランプユニットにおいて、前記光センサは、可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、前記エキシマランプに当接可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、前記エキシマランプからの紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とするランプユニットである。
第２の手段は、第１の手段において、前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記エキシマランプに当接する側に設けた、ことを特徴とするランプユニットである。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とするランプユニットである。
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記可動体の前記エキシマランプに当接する当接面は、前記エキシマランプの前記可動体に当接する位置の外面形状に合うように形成されていることを特徴とするランプユニットである。
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記筐体は、前記保持体を貫通させる貫通孔を除いて前記筐体を塞ぐ筐体蓋部材を備え、前記光検知体は、光検知素子と該光検知素子の受光信号を処理する電装体とからなり、前記光検知体と前記保持体との間に第１の封止体を介在させ、前記保持体と前記筐体蓋部材との間に第２の封止体を介在させたことを特徴とするランプユニットである。
第６の手段は、第１の手段ないし第５の手段のいずれか１つの手段において、前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とするランプユニットである。
第７の手段は、第１の手段ないし第６の手段のいずれか１つの手段において、前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とするランプユニットである。
第８の手段は、可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、紫外線入射可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とする光センサである。
第９の手段は、第８の手段において、前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記紫外線入射口側に設けた、ことを特徴とする光センサである。
第１０の手段は、第８の手段または第９の手段において、前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とする光センサである。
第１１の手段は、第８の手段ないし第１０の手段のいずれか１つの手段において、前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする光センサである。
第１２の手段は、第８の手段ないし第１１の手段のいずれか１つの手段において、前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とする光センサである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、保持体に対して移動する可動体を設けたことにより、可動体がエキシマランプに当接されたとき、エキシマランプからの反発力を可動体の移動により吸収することができる。このため、エキシマランプに不所望な負荷をかけないので、エキシマランプの破損を防止することができる。また、エキシマランプの製造バラツキにより形状がばらついていても、バラツキ分を可動体の移動により吸収できるので、エキシマランプへの不所望な負荷がかからず、エキシマランプの破損を防止することができる。
また、移動可能な可動体をエキシマランプに当接させることで、筐体内に対流によって流入した酸素濃度の変動した大気の影響を該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれた領域は受けることがない。光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれた領域に透過部材と変換部材とを設けたことで、エキシマランプの真空紫外線を検知することができる。
また、ＣＣＤカメラ等の高価な電子機器を必要とせず、簡便な構造でエキシマランプに不所望な負荷をかけずに真空紫外線を検知することができる。
さらに、エキシマランプを複数本配列しても、保持体が筒状に構成されているので、当接しない周辺のエキシマランプからの可視光が光検知体で受光されることを防止することができる。
請求項２に記載の発明によれば、移動可能な可動体をエキシマランプに当接させ、エキシマランプからの真空紫外線を直ちに透過部材により透過して変換部材により可視光に変換しているため、可動体に取り込まれた真空紫外線は酸素濃度の変動した大気に吸収されることなく可視光に変換することができる。
請求項３に記載の発明によれば、透過部材と変換部材を各々用いることなく１つの部材で前記各々の部材の機能を持たせることができるので、光センサを簡便な構成とすることができる。
請求項４に記載の発明によれば、可動体が当接するエキシマランプの外形状に係合されるので、可動体とエキシマランプとの間を隙間無く配置することができる。そのため、可動体とエキシマランプとの間には、対流による酸素濃度の変動した大気の流れ込みを抑制することができ、可動体の変換部材で変換される真空紫外線の酸素濃度の変動による強度の変動を抑制することができる。
請求項５に記載の発明によれば、通常、電装体はプリント基板等が樹脂で構成されており、オゾンにより分解されて劣化されるおそれがあるが、電装体が、オゾンの進入されない密閉空間に配置されるので、オゾンとの接触が遮断され、オゾンによる電装体の劣化を防止することができる。
請求項６に記載の発明によれば、可動体が保持体に対して移動するとき、保持体がガイドとして機能して可動体を円滑に移動させることができる。
請求項７に記載の発明によれば、エキシマランプに対して任意の方向から光センサの可動体を当接させることができ、光センサを任意の位置に配置することができる。
請求項８に記載の発明によれば、保持体に対して移動する可動体を設けたことにより、可動体が紫外線放射体に当接されたとき、紫外線放射体からの反発力を可動体の移動により吸収することができる。このため、紫外線放射体に不所望な負荷をかけないので、紫外線放射体の破損を防止することができる。また、紫外線放射体の製造バラツキにより形状がばらついていても、バラツキ分を可動体の移動により吸収できるので、紫外線放射体への不所望な負荷がかからず、紫外線放射体の破損を防止することができる。
さらに、紫外線放射体を複数本配列しても、保持体が筒状に構成されているので、当接しない周辺の紫外線放射体から放射される可能性のある可視光が光検知体で受光されることを防止することができる。
請求項９に記載の発明によれば、移動可能な可動体を紫外線放射体に当接させ、紫外線放射体からの真空紫外線を直ちに透過部材により透過して変換部材により可視光に変換しているため、可動体に取り込まれた真空紫外線は酸素に吸収されることなく可視光に変換することができる。
請求項１０に記載の発明によれば、透過部材と変換部材を各々用いることなく１つの部材で前記各々の部材の機能を持たせることができるので、光センサを簡便な構成とすることができる。
請求項１１に記載の発明によれば、可動体が保持体に対して移動するとき、保持体がガイドとして機能して可動体を円滑に移動させることができる。
請求項１２に記載の発明によれば、紫外線放射体に対して任意の方向から光センサの可動体を当接させることができ、光センサを任意の位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態を図１ないし図５を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ５の長手方向に対して垂直方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図、図２は、図１に示した紫外線照射装置１のＡ−Ａ切断面から見た紫外線照射装置１の断面図である。
これらの図に示すように、紫外線照射装置１は、概略、箱状に構成された筐体４内にエキシマランプ５と光センサ６とを備えるランプユニット２（図面上方）と、ランプユニット２を載置すると共に被照射物Ｗを搬送する搬送機構３（図面下方）とから構成されている。
【００１５】
これらの図に示すように、ランプユニット２は、エキシマランプ５と、エキシマランプ５に当接可能に設けられた光センサ６と、エキシマランプ５と光センサ６とを収納すると共に支持する筐体４とからから構成される。また、搬送機構３は、ランプユニット２の筐体４が載置すると共に、内部に並列配置された複数のローラ７と各ローラ７の両端に設けられると共にローラ７を回転駆動させる駆動部８とを備えている。搬送機構３の搬入口９から搬入された被照射物Ｗは、ローラ７に載置され、ローラ７が回転駆動されることにより、エキシマランプ５の直下に搬入される。搬入された被照射物Ｗは、エキシマランプ５と、例えば、３ｍｍの距離に近接されるので、エキシマランプ５からの真空紫外線が酸素に全て吸収されることなく十分に照射される。真空紫外線により照射された被照射物Ｗは搬出口１０から搬出される。
【００１６】
図３（ａ）は、図１および図２に示したエキシマランプ５の拡大斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ切断面から見たエキシマランプ５の断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ切断面から見たエキシマランプ５の断面図である。
これらの図に示すように、エキシマランプ５は、直方体の放電容器５１を有し、この放電容器５１は真空紫外線を照射する石英ガラスから構成される。放電容器５１の内部には、例えば、キセノンガスが封入される。放電容器５１は、その長手方向に対して垂直方向の断面が長方形である。放電容器５１の上下両面には、放電容器５１の長手方向に亘って高周波電源に接続された一対の外部電極５２，５３が設けられている。外部電極５２，５３は、例えば、銅と低融点ガラスとを混合した導電性ペーストを放電容器５１の外面に網目状に塗布して焼成することによって形成される。放電容器５１の上部内壁面には真空紫外線を反射する、例えば、シリカ膜からなる紫外線反射膜５５が設けられている。紫外線反射膜５５は、放電容器５１の上部内壁面の長手方向および短手方向に亘って設けられる。
【００１７】
図４は、図１に示したランプユニット２の拡大断面図である。
同図に示すように、エキシマランプ５は、紫外線反射膜５５が光センサ６側に配置され、光センサ６に対向する。そのため、光センサ６は、エキシマランプ５から放射された真空紫外線を検知するために、放電容器５１の上部内面に形成された紫外線反射膜５５は、光センサ６が当接される位置では紫外線反射膜５５が削除された開口部５５１が設けられる。開口部５５１が位置する放電容器５１の外面には、光センサ６の可動体６４が当接可能に設けられる。光センサ６は、可動体６４と、可動体６４が可動する貫通孔６３４が内部に設けられた筒状の保持体６３と、この保持体６３の上端に接続された光検知体６１とから構成される。
【００１８】
可動体６４は、内部に貫通孔６４４を有する円筒状の筒状部材６４１を有し、可動体６４の筒状部材６４１の一端には、内部の貫通孔６４４側に向かって突出する突出部６４２が設けられ、筒状部材６４１の他端にはその外周方向に向かって伸びるリング状の落下防止部６４３が設けられる。可動体６４は、電気絶縁性を有する、例えば、ステアタイトのようなセラミックにより形成される。
【００１９】
保持体６３は、円筒部材６３１を有し、その内部に可動体６４が可動する貫通孔６３４を有する。円筒部材６３１の一端には、貫通孔６３４側に向かって突出する突出体６３２が設けられ、円筒部材６３１の他端には、その外周方向に向かって伸びるつば体６３３が設けられる。保持体６３は、例えば、アルミニウムにより形成される。突出体６３２に囲まれた円状の開口を通って可動体６４の筒状部材６４１が導出入可能に設けられ、可動体６４の落下防止部６４３と保持体６３の突出体６３２とが当接可能に設けられる。
【００２０】
保持体６３の他端に設けられたつば体６３３の上方には、光検知体６１が、例えば、フッ素樹脂からなるリング状の第１の封止体６２を介在して接合される。光検知体６１には、真空紫外線を透過する、例えば、石英ガラスからなる透過部材６４５が設置され、透過部材６４５の突出部６４２側の面と反対側の面には、例えば、蛍光体からなる紫外線を可視光に変換する変換部材６４６が塗布されている。さらに、光検知体６１は、可視光を検知する光検知素子６１１を有し、光検知素子６１１は変換部材６４６に対向するように保持体６３のつば体６３３に接合される。光検知素子６１１の上方には、光検知素子６１１で受光された受光信号を処理するための電装部品が内蔵された電装体６１２が設置されている。
上記構成により、透過部材６４５と変換部材６４６とは、光検知体６１と保持体６３と可動体６４とに取り囲まれる。
【００２１】
筐体４は、エキシマランプ５側の一面が開口され、エキシマランプ５の四面（エキシマランプ５の一対の外部電極５２，５３が設けられていない四面の外方）を取り囲むように設けられる。さらに、筐体４には、筐体４に蓋をするように筐体蓋部材４１が設けられ、筐体蓋部材４１には、エキシマランプ５の両端を支持するランプ支持体４２（図２参照）が設けられると共に、光センサ６が挿入される貫通孔４３が設けられる。筐体蓋部材４１の貫通孔４３に挿入された光センサ６は、可動体６４の一端に設けられた突出部６４２がエキシマランプ５に当接される。エキシマランプ５は直方体であるため、光センサ６が当接する一面は平坦であり、光センサ６の当接する突出部６４２の面は同様に平坦であるため、光センサ６の可動体６４はエキシマランプ５に隙間無く載置される。保持体６３のつば体６３３は、筐体４の筐体蓋部材４１の上面に、例えば、フッ素樹脂からなる第２の封止体６５を介在させて接合される。
【００２２】
保持体６３のつば体６３３に第１の封止体６２を介在させて接合された光検知体６１は、筐体蓋部材４１の上方に位置するため、筐体蓋部材４１の上方に配置された光検知体６１の外方は、箱状に構成された筐体４および筐体蓋部材４１に囲まれるように設けられる。すなわち、光センサ６の光検知体６１は、筐体４、筐体蓋部材４１、第２の封止体６５、つば体６３３、および第１の封止体６２に取り囲まれた密閉空間Ｓ１に配置される。そのため、光検知体６１に備えられる電装体６１２のオゾンによる悪影響を防止することができる。
【００２３】
次に、ランプユニット２の動作を図４を用いて説明する。エキシマランプ５は、一対の外部電極５２，５３に高周波の高電圧が印加されると、放電容器５１の内部で発光ガスであるキセノンガスが励起され、励起された発光ガスから１７２ｎｍ以下のピーク波長を有する真空紫外線が発生する。放電容器５１の内部で発生した真空紫外線は、放電容器５１の内部に設けられた紫外線反射膜５５によって反射された真空紫外線と共に、放電容器５１の外部電極５３側から外部に向かって放射される。エキシマランプ５から放射された真空紫外線は、大気中の酸素に一部吸収されてオゾンを生成する。
【００２４】
一方、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の一部が削除された開口部５５１からは、これに対向する光センサ６に向かって真空紫外線が放射される。光センサ６の可動体６４の筒状部材６４１の突出部６４２がエキシマランプ５に係合するように当接されることにより、可動体６４とエキシマランプ５との間に、筐体４の内部Ｓ２に対流してきた酸素濃度の変動した大気の流入を防止することができる。紫外線反射膜５５の開口部５５１を通った真空紫外線は、網目状の外部電極５２の網目（開口部５４）を通り、可動体６４の突出部６４２に囲まれた開口部を通って透過部材６４５に入射される。
なお、図４においては、エキシマランプ５の外部電極５２，５３を突出するように図示されているが、実際の外部電極５２，５３の厚さは、外部電極５２，５３が、例えば、スクリーン印刷等で形成されているので、非常に薄く、網目状の外部電極５２，５３の開口部５４から流入する酸素濃度の変動した大気はほとんど無い。そのため、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の開口部５５１から放射された真空紫外線は、酸素濃度の変動した大気の影響を受けることなく、透過部材６４５に向かって好適に入射される。
【００２５】
また、エキシマランプ５からは真空紫外線以外に可視光も出射されるが、図４に示すように、エキシマランプ５を複数本備えたランプユニットにおいては、例えば、中央に位置する光センサ６には、その光センサ６が測定しているエキシマランプ５の周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光が照射される。そのため、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１が、周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光を受光してしまうと、測定した中央のエキシマランプ５からの紫外線の強度のみを正確に検知することができない。しかし、保持部材６３が筒状に形成されているので、周辺に位置するエキシマランプからの可視光を遮光することができ、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１は、周辺の他のエキシマランプ５からの可視光の受光を防止することができる。すなわち、光センサ６の光検知素子６１１は、可動体６４が当接するエキシマランプ５の紫外線強度のみを測定することができる。
【００２６】
本実施形態の発明によれば、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生する酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させ、光センサ６に入射された真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換して検知するようにしたので、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
【００２７】
次に、エキシマランプ５の交換時における、光センサ６の状態について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態を示す図、図５（ｂ）は、ランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
まず、図５（ａ）に示すように、ランプユニット２からエキシマランプ５が外されているときは、光センサ６は、光センサ６の可動体６４が自重により下降し、可動体６４の他端に設けられた落下防止部６４３が、保持体６３の一端に設けられた突出体６３２に当接し、可動体６４が保持体６３に保持される。保持体６３は筐体蓋部材４１に支持されているので、可動体６４は保持体６３を介して筐体蓋部材４１に支持される。この下降時において、筒状の円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は筒状の円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に下降することができる。
【００２８】
次に、図５（ｂ）に示すように、ランプユニット２に可動体６４の突出部６４２に当接するようにエキシマランプ５が配置されると、可動体６４の円筒部材６４１は、エキシマランプ５に押されて保持体６３の円筒部材６３１の貫通孔６３４内を上方に向かって移動する。貫通孔６３４は可動体６４の落下防止部６４３の外形と同等またはそれ以上に形成されているので、エキシマランプ４に押された可動体６４は、貫通孔６３４内を容易に移動することができる。可動体６４はエキシマランプ５に当接した状態で貫通孔６３４内を移動できるので、エキシマランプ５には不所望な負荷がかかることはなく、光センサ６の可動体６４の重力がかかるだけである。また、円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に上方に移動することができる。そのため、エキシマランプ５の交換時および交換後においてもエキシマランプ５へ不所望な負荷がかかることはない。また、エキシマランプ５の製造ばらつき等によりランプ形状等が異なる場合があっても、保持体６３の貫通孔６３４は十分な高さを有するように形成されているので、貫通孔６３４の高さ分を可動体６４が移動可能であり、十分製造ばらつきを吸収することができる。
【００２９】
このように、可動体６４は、保持体６３の貫通孔６３４内を移動可能であるが、貫通孔６３４の中心軸方向の長さＬ１を大きくし過ぎると、可動体６４の一端に設けた突出部６４２が保持体６３の突出部６３２に当接して、可動体６４が円筒部材６３１の内部に入ってしまい、突出部６３２から可動体６４の筒状部材６４１が導出されないおそれがある。そのため、図５（ａ）に示すように、突出部６３２の光検知体６１に対向する面から、つば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１を、突出部６４２から落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２よりも小さくすることが必須である。これにより、可動体６４が上昇して落下防止部６４３が光検知体６１に当接しても、突出部６４２を突出部６３２によって囲まれた開口部から導出することができ、可動体６４が保持体６３の貫通孔６３１に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００３０】
ここで、光センサ６と放電容器５１の数値例は、例えば、以下のとおりである。光センサ６については、保持体６３の貫通孔６３４の直径は１９ｍｍ、リング状のつば体６３３の直径は３８ｍｍである。可動体６４の貫通孔６４４の直径は１６ｍｍ、リング状の落下防止部６４３の直径は１９ｍｍである。保持体６３の一端に設けた突出部６３２の光検知体６１に対向する面から保持体６３の他端のつば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１は２３ｍｍであり、可動体６４の一端に設けた突出部６４２から他端に設けた落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２は３５ｍｍである。また、エキシマランプ５については、放電容器５１の長手方向における長さは９０４ｍｍである。放電容器５１の長手方向に対して垂直方向に沿った長方形の断面において、長辺は４３ｍｍ、短辺は１５ｍｍである。放電容器５１の内部に封入されたキセノンガスは、例えば、１０〜１００ｋＰａである。
【００３１】
本発明の第２の実施形態を図６及び図７を用いて説明する。なお、第２の実施形態における紫外線照射装置１の概略構成を示す図は、第１の実施形態で用いた図１と共通し、また第２の実施形態における紫外線照射装置１の断面図は、図２と共通するため、第２の実施形態の説明においても、図１及び図２を用いて説明する。
図６は、図１に示したランプユニット２の拡大断面図である。
同図に示すように、エキシマランプ５は、紫外線反射膜５５が光センサ６側に配置され、光センサ６に対向する。そのため、光センサ６は、エキシマランプ５から放射された真空紫外線を検知するために、放電容器５１の上部内面に形成された紫外線反射膜５５は、光センサ６が当接される位置では紫外線反射膜５５が削除された開口部５５１が設けられる。開口部５５１が位置する放電容器５１の外面には、光センサ６の可動体６４が当接可能に設けられる。光センサ６は、可動体６４と、可動体６４が可動する貫通孔６３４が内部に設けられた筒状の保持体６３と、この保持体６３の上端に接続された光検知体６１とから構成される。
なお、搬送機構３の構成および機能は、第１の実施形態における図１において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００３２】
可動体６４は、内部に貫通孔６４４を有する円筒状の筒状部材６４１を有し、可動体６４の筒状部材６４１の一端には、内部の貫通孔６４４側に向かって突出する突出部６４２が設けられ、筒状部材６４１の他端にはその外周方向に向かって伸びるリング状の落下防止部６４３が設けられる。可動体６４は、電気絶縁性を有する、例えば、ステアタイトのようなセラミックにより形成される。突出部６４２には、真空紫外線を透過する、例えば、石英ガラスからなる透過部材６４５が設置され、透過部材６４５の突出部６４２側の面と反対側の面には、例えば、蛍光体からなる紫外線を可視光に変換する変換部材６４６が塗布されている。
【００３３】
保持体６３は、円筒部材６３１を有し、その内部に可動体６４が可動する貫通孔６３４を有する。円筒部材６３１の一端には、貫通孔６３４側に向かって突出する突出体６３２が設けられ、円筒部材６３１の他端には、その外周方向に向かって伸びるつば体６３３が設けられる。保持体６３は、例えば、アルミニウムにより形成される。突出体６３２に囲まれた円状の開口を通って可動体６４の筒状部材６４１が導出入可能に設けられ、可動体６４の落下防止部６４３と保持体６３の突出体６３２とが当接可能に設けられる。
【００３４】
保持体６３の他端に設けられたつば体６３３の上方には、光検知体６１が、例えば、フッ素樹脂からなるリング状の第１の封止体６２を介在して接合される。光検知体６１は、可視光を検知する光検知素子６１１を有し、光検知素子６１１は可動体６４に設けられた変換部材６４６に対向するように保持体６３のつば体６３３に接合される。光検知素子６１１の上方には、光検知素子６１１で受光された受光信号を処理するための電装部品が内蔵された電装体６１２が設置されている。
上記構成により、透過部材６４５と変換部材６４６とは、光検知体６１と保持体６３と可動体６４とに取り囲まれる。
【００３５】
筐体４は、エキシマランプ５側の一面が開口され、エキシマランプ５の四面（エキシマランプ５の一対の外部電極５２，５３が設けられていない四面の外方）を取り囲むように設けられる。さらに、筐体４には、筐体４に蓋をするように筐体蓋部材４１が設けられ、筐体蓋部材４１には、エキシマランプ５の両端を支持するランプ支持体４２（図２参照）が設けられると共に、光センサ６が挿入される貫通孔４３が設けられる。筐体蓋部材４１の貫通孔４３に挿入された光センサ６は、可動体６４の一端に設けられた突出部６４２がエキシマランプ５に当接される。エキシマランプ５は直方体であるため、光センサ６が当接する一面は平坦であり、光センサ６の当接する突出部６４２の面は同様に平坦であるため、光センサ６の可動体６４はエキシマランプ５に隙間無く載置される。保持体６３のつば体６３３は、筐体４の筐体蓋部材４１の上面に、例えば、フッ素樹脂からなる第２の封止体６５を介在させて接合される。
【００３６】
保持体６３のつば体６３３に第１の封止体６２を介在させて接合された光検知体６１は、筐体蓋部材４１の上方に位置するため、筐体蓋部材４１の上方に配置された光検知体６１の外方は、箱状に構成された筐体４および筐体蓋部材４１に囲まれるように設けられる。すなわち、光センサ６の光検知体６１は、筐体４、筐体蓋部材４１、第２の封止体６５、つば体６３３、および第１の封止体６２に取り囲まれた密閉空間Ｓ１に配置される。そのため、光検知体６１に備えられる電装体６１２のオゾンによる悪影響を防止することができる。
【００３７】
次に、ランプユニット２の動作を図６を用いて説明する。エキシマランプ５は、一対の外部電極５２，５３に高周波の高電圧が印加されると、放電容器５１の内部で発光ガスであるキセノンガスが励起され、励起された発光ガスから１７２ｎｍ以下のピーク波長を有する真空紫外線が発生する。放電容器５１の内部で発生した真空紫外線は、放電容器５１の内部に設けられた紫外線反射膜５５によって反射された真空紫外線と共に、放電容器５１の外部電極５３側から外部に向かって放射される。エキシマランプ５から放射された真空紫外線は、大気中の酸素に一部吸収されてオゾンを生成する。
【００３８】
一方、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の一部が削除された開口部５５１からは、これに対向する光センサ６に向かって真空紫外線が放射される。光センサ６の可動体６４の筒状部材６４１の突出部６４２がエキシマランプ５に係合するように当接されることにより、可動体６４とエキシマランプ５との間に、筐体４の内部Ｓ２に対流してきた酸素濃度の変動した大気の流入を防止することができる。紫外線反射膜５５の開口部５５１を通った真空紫外線は、網目状の外部電極５２の網目（開口部５４）を通り、可動体６４の突出部６４２に囲まれた開口部を通って透過部材６４５に入射される。
なお、図６においては、エキシマランプ５の外部電極５２，５３を突出するように図示されているが、実際の外部電極５２，５３の厚さは、外部電極５２，５３が、例えば、スクリーン印刷等で形成されているので、非常に薄く、網目状の外部電極５２，５３の開口部５４から流入する酸素濃度の変動した大気はほとんど無い。そのため、エキシマランプ５の紫外線反射膜５５の開口部５５１から放射された真空紫外線は、酸素濃度の変動した大気の影響を受けることなく、透過部材６４５に向かって好適に入射される。
【００３９】
透過部材６４５を透過した真空紫外線は、透過部材６４５の上面に塗布された、蛍光体からなる変換部材６４６によって可視光に変換される。円筒部材６３１内部の貫通孔６３４には、可動体６４の保持部材６４１が可動するために、保持体６３と可動体５４との間は封止されておらず、対流してきた酸素濃度が変動した大気が流入するおそれがある。しかし、貫通孔６４４および貫通孔６３４を通過する光は、変換部材６５６によって真空紫外線が可視光に変換されているために、可動体６４と保持体６３の内部の酸素濃度の変動した大気により吸収されることはない。つまり、変換部材６４６によって変換された可視光は、酸素によって吸収されないので、その強度が低下されることなく対向配置された光検知素子６１１によって検知させることができる。また、保持体６３の内部に流入した真空紫外線と酸素とが反応して生成されたオゾンは、保持体６３のつば体６３３と光検知体６１の間に設けた第１の封止体６２によって、密閉空間Ｓ１側にオゾンが流入することを防止することができ、電装体６１２内の電装部品へのオゾンによる悪影響を防止することができる。
【００４０】
また、エキシマランプ５からは真空紫外線以外に可視光も出射されるが、図６に示すように、エキシマランプ５を複数本備えたランプユニットにおいては、例えば、中央に位置する光センサ６には、その光センサ６が測定しているエキシマランプ５の周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光が照射される。そのため、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１が、周辺に位置するエキシマランプ５からの可視光を受光してしまうと、測定した中央のエキシマランプ５からの紫外線の強度のみを正確に検知することができない。しかし、保持部材６３が筒状に形成されているので、周辺に位置するエキシマランプからの可視光を遮光することができ、中央に位置する光センサ６の光検知素子６１１は、周辺の他のエキシマランプ５からの可視光の受光を防止することができる。すなわち、光センサ６の光検知素子６１１は、可動体６４が当接するエキシマランプ５の紫外線強度のみを測定することができる。
【００４１】
本実施形態の発明によれば、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生する酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させ、光センサ６に入射された真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換して検知するようにしたので、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
【００４２】
次に、エキシマランプ５の交換時における、光センサ６の状態について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態を示す図、図７（ｂ）は、ランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
まず、図７（ａ）に示すように、ランプユニット２からエキシマランプ５が外されているときは、光センサ６は、光センサ６の可動体６４が自重により下降し、可動体６４の他端に設けられた落下防止部６４３が、保持体６３の一端に設けられた突出体６３２に当接し、可動体６４が保持体６３に保持される。保持体６３は筐体蓋部材４１に支持されているので、可動体６４は保持体６３を介して筐体蓋部材４１に支持される。この下降時において、筒状の円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は筒状の円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に下降することができる。
【００４３】
次に、図７（ｂ）に示すように、ランプユニット２に可動体６４の突出部６４２に当接するようにエキシマランプ５が配置されると、可動体６４の円筒部材６４１は、エキシマランプ５に押されて保持体６３の円筒部材６３１の貫通孔６３４内を上方に向かって移動する。貫通孔６３４は可動体６４の落下防止部６４３の外形と同等またはそれ以上に形成されているので、エキシマランプ４に押された可動体６４は、貫通孔６３４内を容易に移動することができる。可動体６４はエキシマランプ５に当接した状態で貫通孔６３４内を移動できるので、エキシマランプ５には不所望な負荷がかかることはなく、光センサ６の可動体６４の重力がかかるだけである。また、円筒部材６３１の内周面と落下防止部６４３の外周面とが摺動することにより、可動体６４は円筒部材６３１の内周面にガイドされて好適に上方に移動することができる。そのため、エキシマランプ５の交換時および交換後においてもエキシマランプ５へ不所望な負荷がかかることはない。また、エキシマランプ５の製造ばらつき等によりランプ形状等が異なる場合があっても、保持体６３の貫通孔６３４は十分な高さを有するように形成されているので、貫通孔６３４の高さ分を可動体６４が移動可能であり、十分製造ばらつきを吸収することができる。
【００４４】
このように、可動体６４は、保持体６３の貫通孔６３４内を移動可能であるが、貫通孔６３４の中心軸方向の長さＬ１を大きくし過ぎると、可動体６４の一端に設けた突出部６４２が保持体６３の突出部６３２に当接して、可動体６４が円筒部材６３１の内部に入ってしまい、突出部６３２から可動体６４の筒状部材６４１が導出されないおそれがある。そのため、図７（ａ）に示すように、突出部６３２の光検知体６１に対向する面から、つば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１を、突出部６４２から落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２よりも小さくすることが必須である。これにより、可動体６４が上昇して落下防止部６４３が光検知体６１に当接しても、突出部６４２を突出部６３２によって囲まれた開口部から導出することができ、可動体６４が保持体６３の貫通孔６３１に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００４５】
ここで、光センサ６と放電容器５１の数値例は、例えば、以下のとおりである。光センサ６については、保持体６３の貫通孔６３４の直径は１９ｍｍ、リング状のつば体６３３の直径は３８ｍｍである。可動体６４の貫通孔６４４の直径は１６ｍｍ、リング状の落下防止部６４３の直径は１９ｍｍである。保持体６３の一端に設けた突出部６３２の光検知体６１に対向する面から保持体６３の他端のつば体６３３に連接された第１の封止部６２の光検知体６１に当接された面までの距離Ｌ１は２３ｍｍであり、可動体６４の一端に設けた突出部６４２から他端に設けた落下防止部６４３までの可動体６４の全長Ｌ２は３５ｍｍである。また、エキシマランプ５については、放電容器５１の長手方向における長さは９０４ｍｍである。放電容器５１の長手方向に対して垂直方向に沿った長方形の断面において、長辺は４３ｍｍ、短辺は１５ｍｍである。放電容器５１の内部に封入されたキセノンガスは、例えば、１０〜１００ｋＰａである。
【００４６】
本発明の第３の実施形態を図８ないし図１０を用いて説明する。
図８は、本実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ１１の長手方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図である。
同図に示すように、紫外線照射装置１は、概略、箱状に構成された筐体４内にエキシマランプ１１と光センサ６とを備えるランプユニット２（図面上方）と、ランプユニット２を載置すると共に被照射物Ｗを搬送する搬送機構３（図面下方）とから構成されている。ランプユニット２は、エキシマランプ１１と、エキシマランプ５に当接可能に設けられた光センサ６と、エキシマランプ１１と光センサ６とを収納すると共に支持する筐体４とからから構成される。なお、搬送機構３の構成および機能は、第１の実施形態における図１において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００４７】
図９（ａ）は、図８に示したエキシマランプ１１の管軸方向に沿う拡大断面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ切断面から見たエキシマランプ１１の断面図である。
これらの図に示すように、エキシマランプ１１は、円筒状の、例えば、石英ガラスからなり、放電ガスとして、例えば、キセノンガスが充填された放電管１１１と、放電管１１１の管軸方向の両端を気密に封止する封止部１１２とから構成されている。
【００４８】
内側電極１１３は、例えば、コイル状のタングステンからなる内側電極１１３の長手方向の両端に、例えば、棒状のタングステンからなる内側電極１１３を、コイル状の内側電極１１３と棒状の内側電極１１３の長手方向への中心軸が一致するように配置し、溶接等により接合させて形成されている。内側電極１１３は放電管１１１の概略管軸方向に延在するように配置される。
【００４９】
放電管１１１内には、例えば、石英ガラスからなる円筒状の誘電体として機能する内管１１４が設けられており、内管１１４の管軸方向の両端は放電管１１１に接しないように離隔されると共に、内側電極１１３の外周を包囲するように配置される。内管１１４はその外周に図示しない円盤状の、例えば、石英ガラスからなる支持部材が配置されており、この支持部材によって放電管１１１内部に支持される。
【００５０】
封止部１１２の両端には突出する、例えば、タングステンからなる外部リード１１７が配置され、封止部１１２は放電管１１１の管軸方向の両端のパイプ体を溶融状態にして圧潰するピンチシール法により形成される。封止部１１２において、内側電極１１３と外部リード１１７とが、例えば、モリブデンからなる箔１１６において電気的に接続され、埋設される。また、封止部１１２はパイプ体を溶融状態にして内部を減圧することにより形成するシュリンクシール法により形成しても良い。これにより、内側電極１１３には、内管１１４の管軸方向の両端と封止部１１２の間に、内側電極１１３の径方向を内管１１４によって覆われないと共に封止部１１２によって埋設されない径方向に露出した内側電極１１３が形成される。
【００５１】
放電管１１１の外周面には、例えば、網状の銅・ニッケル合金からなる外側電極１１５が密着して形成され、放電管１１１の管軸方向において内管１１４の管軸方向の両端より短くなるように配置される。封止部１１２から突出する一対の外部リード１１７のうち、一方の外部リード１１７は図示しない交流電源に接続される。
【００５２】
エキシマランプ１１の具体的な数値例をあげると、放電管１１１は、管軸方向の長さは２２５０ｍｍ、外径は１８．５ｍｍ、内径は１６．５ｍｍ、封入されるキセノンガスの封入量は６６．５ｋＰａである。内管１１４は、管軸方向の長さは２２００ｍｍ、外径は４ｍｍ、内径は２ｍｍである。コイル状の内側電極１１３は、長手方向の長さは２０３０ｍｍ、外径は１．８ｍｍであり、外側電極１１５の厚みは０．２ｍｍである。エキシマランプ１１に供給される電圧波形は、例えば、矩形波であり、ピーク電圧が５ｋＶ、周波数は６０ｋＨｚである。
【００５３】
図１０は、図８に示したランプユニット２の拡大断面図である。
同図に示すように、本実施形態の発明に係るエキシマランプ１１の外形は円柱状である。そのため、光センサ６の可動体６４の底部である突出部６４２には、エキシマランプ１１と当接する面が円弧状に凹んだ係合面６４２１となるように形成されている。なお、その他の構成は、第２の実施形態に係る図６に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
図１０に示すように、可動体６４の突出部６４２がエキシマランプ１１に当接する面を円弧状の係合面６４２１としたことにより、係合面６４２１が円柱状のエキシマランプ１１に係合するように当接され、可動体６４とエキシマランプ１１との間に、筐体４の内部Ｓ２に対流してきた酸素濃度の変動した大気の進入を防止することができる。
【００５４】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させることができ、真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換することができ、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
なお、第３の実施形態の説明では、透過部材６４５と変換部材６４６を、可動体６４側に設けた例で説明したが、第１の実施形態の光センサ６のように、光検知体６１側に設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
本発明の第４の実施形態を図１１を用いて説明する。
図１１は、本実施形態の発明に係り、第２の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
同図に示すように、本実施形態の光センサ６の可動体６６は、第１の実施形態に係る図６に示した可動体６４の透過部材６４５に代えて、例えば、石英ガラスからなる円柱状の透過部材６６１を用いたことにある。すなわち、エキシマランプ５と当接する透過部材６６１の一端は、平坦なエキシマランプ５と係合するように平坦部６６３が形成され、透過部材６６１の他端には、保持体６３の突出部６３２と当接されるつば状の落下防止部材６６２が形成されると共に、その上面には、例えば、蛍光体からなる変換部材６４６が塗布されている。
なお、このランプユニット２のその他の構成は、図６に示したランプユニット２の同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、可動体６６全体が透過部材６６１で構成されたことにより、エキシマランプ５から受光された真空紫外線は、透過部材６６１を通って、透過部材６６１の上面に塗布された変換部材６４６に直接入射されるので、エキシマランプ５と変換部材６４６との間に筐体４の内部Ｓ２にオゾンが進入する余地がない。そのため、真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換することができ、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
【００５７】
本発明の第５の実施形態を図１２を用いて説明する。
図１２は、本実施形態の発明に係り、第１の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
同図に示すように、本実施形態の光センサ６の可動体６４は、第１の実施形態に係る図６に示した可動体６４の透過部材６４５および変換部材６４６に代えて、真空紫外線を透過する透過部材としての機能および真空紫外線を可視光に変換する変換部材としての機能を併せ持つ蛍光ガラス６４７を用いたことにある。
なお、このランプユニット２のその他の構成は、図６に示したランプユニット２の同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００５８】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、可動体６４に設けた蛍光ガラス６４７により、エキシマランプ５から受光された真空紫外線は、透過部材兼変換部材である蛍光ガラス６４７に入射されるので、エキシマランプ５と蛍光ガラス６４７との間に筐体４の内部Ｓ２に酸素濃度の変動した大気が進入する余地がない。そのため、真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換することができ、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
なお、第５の実施形態の説明では、蛍光ガラス６４７を、可動体６４側に設けた例で説明したが、第１の実施形態の光センサ６のように、光検知体６１側に設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００５９】
本発明の第６の実施形態を図１３を用いて説明する。
図１３は、本実施形態の発明に係り、エキシマランプ５の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２の構成を示す断面図である。
同図に示すように、本実施形態のランプユニット２は、第１の実施形態に係る図６のランプユニットに代えて、光センサ６の可動体６４の一端がエキシマランプ５に向かって弾性力を受けるように、弾性部材６３５を保持体６３の貫通孔６３４に挿入するように配置し、光センサ６をエキシマランプ５の外部電極５２，５３が配置されていない横方向からエキシマランプ５に当接させたことにある。
なお、このランプユニット２のその他の構成は、図６に示したランプユニット２の同符号の構成に対応するので説明を省略する。
【００６０】
弾性部材６３５は、保持体６３の貫通孔６３４に配置された、例えば、コイルスプリング等の部材で構成され、弾性部材６３５の一端が可動体６４の落下防止部６４３に当接し、その他端が検知体６１に当接される。これにより、可動体６４の他端に設けられた落下防止部６４３と保持体６３の突出体６３２とが当接されるように作用する。
【００６１】
弾性部材６３５が、可動体６４をエキシマランプ５に向かって作用しているので、可動体６４の自重によるエキシマランプ５への当接をさせる必要がない。すなわち、エキシマランプ４の横方向（重力方向に対して垂直方向）に向かって光センサ６を設けても、常にエキシマランプ５に光センサ６を当接させることができる。エキシマランプ５には、弾性部材６３５による負荷がかかっているが、弾性部材６３５の弾性力はエキシマランプ５を破損しない程度に適宜その部材が選択される。なお、弾性部材６３５は、第１の実施形態の図６に示したランプユニット２において、エキシマランプ５の一方の外部電極５２，５３に向かって当接される光センサ６に設けてもかまわない。
【００６２】
本実施形態の発明においても、被照射物Ｗに真空紫外線を照射した際に発生した酸素濃度の変動した大気が、対流によって筐体４の内部Ｓ２に進入してきても、光センサ６をエキシマランプ５に当接させ、光センサ６に入射された真空紫外線を酸素濃度の変動した大気の影響を受けない状態で可視光に変換して検知するようにしたので、被照射物Ｗへの真空紫外線の強度を所望の所定値に設定することができる。
なお、第６の実施形態の説明では、透過部材６４５と変換部材６４６を、可動体６４側に設けた例で説明したが、第１の実施形態の光センサ６のように、光検知体６１側に設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ５の長手方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した紫外線照射装置１のＡ−Ａ切断面から見た紫外線照射装置１の断面図である。
【図３】図１および図２に示したエキシマランプ５の拡大斜視図および拡大断面図である。
【図４】図１に示したランプユニット２の拡大断面図である。
【図５】ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態、およびランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態の発明に係るランプユニット２の拡大断面図である。
【図７】ランプユニット２からエキシマランプ５が取り外されているときの光センサ６の状態、およびランプユニット２にエキシマランプ５が設置されているときの光センサ６の状態を示す図である。
【図８】第３の実施形態の発明に係るランプユニット２を具備し、エキシマランプ１１の長手方向に沿った紫外線照射装置１の概略構成を示す図である。
【図９】図８に示したエキシマランプ１１の拡大斜視図および拡大断面図である。
【図１０】図８に示したランプユニット２の拡大断面図である。
【図１１】第４の実施形態の発明に係り、第２の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
【図１２】第５の実施形態の発明に係り、第２の実施形態に係る図６に示したランプユニット２と光センサ６の可動体６４の構成が一部異なるランプユニット２の構成を示す一部拡大図である。
【図１３】第６の実施形態の発明に係り、エキシマランプ５の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２の構成を示す断面図である。
【図１４】特許文献１に記載されている、エキシマランプ２０１の長手方向に対して垂直方向に沿ったランプユニット２００の概略構成を示す断面図である。
【図１５】図１４に示されたエキシマランプ２０１の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 紫外線照射装置
２ ランプユニット
３ 搬送機構
４ 筐体
４１ 筐体蓋部材
４２ ランプ支持体
４３ 貫通孔
５ エキシマランプ
５１ 放電容器
５２，５３ 外部電極
５４ 開口部
５５ 紫外線反射膜
５５１ 開口部
６ 光センサ
６１ 光検知体
６１１ 光検知素子
６１２ 電装体
６２ 第１の封止体
６３ 保持体
６３１ 円筒部材
６３２ 突出体
６３３ つば体
６３４ 貫通孔
６３５ 弾性部材
６４ 可動体
６４１ 筒状部材
６４２ 突出部
６４２１ 係合面
６４３ 落下防止部
６４４ 貫通孔
６４５ 透過部材
６４６ 変換部材
６４７ 蛍光ガラス
６５ 第２の封止体
６６ 可動体
６６１ 透過部材
６６２ つば体
６６３ 平坦部
６６４ 突出部
７ ローラ
８ 駆動部
９ 搬入口
１０ 搬出口
１１ エキシマランプ
１１１ 放電管
１１２ 封止部
１１３ 内側電極
１１４ 内管
１１５ 外側電極
１１６ モリブデン箔
１１７ 外部リード
Ｗ 被照射物
Ｓ１ 筐体内部（密閉空間）
Ｓ２ 筐体内部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を放射するエキシマランプと、前記紫外線を受光する光センサと、少なくとも該光センサを収納保持する筐体と、からなるランプユニットにおいて、
前記光センサは、可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、前記エキシマランプに当接可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、前記エキシマランプからの紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記エキシマランプに当接する側に設けた、ことを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。
【請求項３】
前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のランプユニット。
【請求項４】
前記可動体の前記エキシマランプに当接する当接面は、前記エキシマランプの前記可動体に当接する位置の外面形状に合うように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項５】
前記筐体は、前記保持体を貫通させる貫通孔を除いて前記筐体を塞ぐ筐体蓋部材を備え、前記光検知体は、光検知素子と該光検知素子の受光信号を処理する電装体とからなり、前記光検知体と前記保持体との間に第１の封止体を介在させ、前記保持体と前記筐体蓋部材との間に第２の封止体を介在させたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項６】
前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項７】
前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項８】
可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、紫外線入射可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とする光センサ。
【請求項９】
前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記紫外線入射口側に設けた、ことを特徴とする請求項８に記載の光センサ。
【請求項１０】
前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光センサ。
【請求項１１】
前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１つの請求項に記載の光センサ。
【請求項１２】
前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の光センサ。
【請求項１】
紫外線を放射するエキシマランプと、前記紫外線を受光する光センサと、少なくとも該光センサを収納保持する筐体と、からなるランプユニットにおいて、
前記光センサは、可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、前記エキシマランプに当接可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、前記エキシマランプからの紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記エキシマランプに当接する側に設けた、ことを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。
【請求項３】
前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のランプユニット。
【請求項４】
前記可動体の前記エキシマランプに当接する当接面は、前記エキシマランプの前記可動体に当接する位置の外面形状に合うように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項５】
前記筐体は、前記保持体を貫通させる貫通孔を除いて前記筐体を塞ぐ筐体蓋部材を備え、前記光検知体は、光検知素子と該光検知素子の受光信号を処理する電装体とからなり、前記光検知体と前記保持体との間に第１の封止体を介在させ、前記保持体と前記筐体蓋部材との間に第２の封止体を介在させたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項６】
前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項７】
前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つの請求項に記載のランプユニット。
【請求項８】
可視光を検知する光検知体と、該光検知体に付設された筒状の保持体と、該保持体に移動可能に保持されると共に、紫外線入射可能に設けられた筒状または柱状の可動体とを備え、紫外線を透過する透過部材と、該透過部材を透過した紫外線を可視光に変換する変換部材とは、該光検知体と該保持体と該可動体とに取り囲まれるように設けられた、ことを特徴とする光センサ。
【請求項９】
前記透過部材と前記変換部材とを、該可動体の前記紫外線入射口側に設けた、ことを特徴とする請求項８に記載の光センサ。
【請求項１０】
前記透過部材と前記変換部材に代えて、前記透過部材と前記変換部材の両機能を兼ね備えた部材を用いたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光センサ。
【請求項１１】
前記可動体は、前記保持体に対して摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１つの請求項に記載の光センサ。
【請求項１２】
前記保持体に対して前記可動体を離間するように作用する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項８ないし請求項１１のいずれか１つの請求項に記載の光センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００９−２５５０３８（Ｐ２００９−２５５０３８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９１８８（Ｐ２００８−３０９１８８）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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