專利名稱：紫外光照射裝置以及光清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外光照射裝置以及使用了該裝置的光清洗裝置。
背景技術(shù)：
使氙等稀有氣體或者稀有氣體的鹵化物等進(jìn)行無(wú)聲放電即介質(zhì)阻擋放電，從而產(chǎn)生近于固有單色的放射的受激準(zhǔn)分子放電燈，也就是介質(zhì)阻擋放電燈，被記載在很多文獻(xiàn)中并且一直以來(lái)被人們所熟知。在介質(zhì)阻擋放電中，流過(guò)脈沖狀的電流。該脈沖狀的電流具有高速的電子流并且停止期間多，因此使氙等發(fā)出紫外光的物質(zhì)暫時(shí)鍵合為分子狀態(tài)(受激準(zhǔn)分子狀態(tài))，當(dāng)其返回基礎(chǔ)狀態(tài)時(shí)有效地放出再吸收少的短波紫外光。并且，在氙的情況下，進(jìn)行以172nm為中心波長(zhǎng)的半值輻較寬的分子發(fā)光。波長(zhǎng)172nm的紫外線其能量比從低壓水銀燈得到的波長(zhǎng)185nm和254nm的紫外線大，同時(shí)比所要分解的有機(jī)化合物的鍵的能量大。因此，利用照射波長(zhǎng)172nm的紫外線，可以切斷上述有機(jī)化合物的鍵，從而將其分解去除。并且，通過(guò)在大氣環(huán)境中進(jìn)行波長(zhǎng)172nm的紫外光照射，大氣中的氧氣分解生成活性氧，被切斷鍵的有機(jī)化合物與活性氧反應(yīng)，生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)等，所以容易去除有機(jī)化合物。所以，介質(zhì)阻擋放電燈作為真空紫外光照射裝置以及使用該裝置的光清洗裝置的光源效果顯著。
作為介質(zhì)阻擋放電燈，已知一種用細(xì)長(zhǎng)管狀的氣密容器進(jìn)行介質(zhì)阻擋放電的介質(zhì)阻擋放電燈(參照特許文獻(xiàn)1)。特許文獻(xiàn)1所述的介質(zhì)阻擋放電燈是這樣構(gòu)成的，即，形成發(fā)光管，該發(fā)光管具有細(xì)長(zhǎng)的氣密容器、在該氣密容器內(nèi)的軸方向上延伸的內(nèi)部電極以及被密封在氣密容器內(nèi)的受激準(zhǔn)分子生成氣體，并將具有冷卻機(jī)能且為了與氣密容器的外面的一部分相嵌合而凹陷形成的鋁制的燈體，作為外部電極觸接在氣密容器的外面，從而沿著氣密容器的管軸方向產(chǎn)生同等的介質(zhì)阻擋放電，同時(shí)使從發(fā)光管產(chǎn)生的熱迅速地發(fā)散從而將發(fā)光效率維持在較高的狀態(tài)。另外，為使外部電極和氣密容器相互緊密接觸，將兩者壓接。
在用上述現(xiàn)有的這種介質(zhì)阻擋放電燈進(jìn)行紫外線照射的情況下，隨著被照射物的大面積化而開(kāi)發(fā)出了更長(zhǎng)尺寸的介質(zhì)阻擋放電燈，已開(kāi)始使用其有效長(zhǎng)超過(guò)1m的介質(zhì)阻擋放電燈。使用這種長(zhǎng)尺寸的介質(zhì)阻擋放電燈，可以使例如大面積液晶印刷電路板的灰化、感光樹(shù)脂的硬化以及殺菌等多種的工業(yè)應(yīng)用成為可能。
現(xiàn)也已知一種使用了細(xì)長(zhǎng)介質(zhì)阻擋放電燈的光照射裝置即紫外光照射裝置(例如，參見(jiàn)特許文獻(xiàn)2)。這種紫外光照射裝置是這樣構(gòu)成的，即在本體殼體的下面開(kāi)口部設(shè)置光取出窗，使介質(zhì)阻擋放電燈與金屬部件組合而收納在內(nèi)部，在本體殼體的內(nèi)部流通氮?dú)獾榷栊詺怏w并同時(shí)點(diǎn)亮介質(zhì)阻擋放電燈，從而抑制真空紫外光的衰減。并且紫外光照射裝置在大氣中作為光清洗裝置等的光源使用。
〔特許文獻(xiàn)1〕日本特開(kāi)2003-197152號(hào)公報(bào)〔特許文獻(xiàn)2〕日本特開(kāi)2002-168999號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容以往的紫外光照射裝置可以抑制本體殼體內(nèi)真空紫外光的衰減。但是，在紫外線光照射裝置和利用照射真空紫外光進(jìn)行處理的工件之間存在大氣，因此真空紫外光在照射到工件之前的這段期間，伴隨有由大氣引起的衰減。因?yàn)檫@種衰減降低了真空紫外光照射的效果，是不能忽視的問(wèn)題。
另外，光清洗裝置用于對(duì)工件照射真空紫外光從而進(jìn)行有機(jī)物的分解，為了提高其光清洗效果最好適當(dāng)?shù)毓芾沓粞跻约盎钚匝醯臐舛取?br> 但是，用以往的光清洗裝置由于難于進(jìn)行上述管理，因此還存在不能有效地進(jìn)行工件的光清洗的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠在于大氣中向工件照射真空紫外光時(shí)抑制真空紫外光的衰減，同時(shí)適當(dāng)?shù)毓芾沓粞跻约盎钚匝醯臐舛鹊淖贤夤庹丈溲b置以及使用了該裝置的光清洗裝置。
本發(fā)明的紫外光照射裝置的特征在于，具有產(chǎn)生真空紫外光的受激準(zhǔn)分子放電燈；點(diǎn)亮受激準(zhǔn)分子放電燈的高頻點(diǎn)燈電路；惰性氣體環(huán)境形成裝置，該惰性氣體環(huán)境形成裝置朝向受激準(zhǔn)分子放電燈的真空紫外光照射方向并且在工件的周圍形成惰性氣體濃厚的環(huán)境；氧氣環(huán)境形成裝置，該氧氣環(huán)境形成裝置在沿著工件的移動(dòng)方向與惰性氣體環(huán)境形成位置相分離的位置上，朝向受激準(zhǔn)分子放電燈的真空紫外光照射方向在工件周圍形成氧氣濃厚的環(huán)境。
本發(fā)明的光清洗裝置的特征在于，具有光清洗裝置本體、和配設(shè)在光清洗裝置本體上的上述的紫外線照射裝置。
在本發(fā)明中，由于具有惰性氣體環(huán)境形成裝置以及氧氣環(huán)境形成裝置，所以在利用惰性氣體環(huán)境形成裝置在工件的周圍形成的惰性氣體濃厚的環(huán)境中，照射衰減少的強(qiáng)真空紫外光，另外在利用氧氣環(huán)境形成裝置在工件周圍形成的適當(dāng)?shù)毓芾砹顺粞跻约盎钚匝醯臐舛鹊难鯕鉂夂竦沫h(huán)境中照射真空紫外光，因而光清洗效果提高。
因此，若利用本發(fā)明，可以提供一種抑制真空紫外光的衰減以及適當(dāng)?shù)毓芾沓粞跻约盎钚匝醯臐舛榷既菀椎淖贤饩€光照射裝置以及使用該裝置的光清洗裝置。


圖1是表示用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的第1形態(tài)的概念圖。
圖2是同樣的紫外光照射裝置的一部分剖面主視圖。
圖3是同樣的發(fā)光管的切去一部分的主視圖。
圖4是表示同樣的發(fā)光管和其支持部以及供電部的主視圖以及左右側(cè)視圖。
圖5是將本發(fā)明中的光清洗效果與比較例的光清洗效果相比較而顯示的圖。
圖6是紫外光照射裝置以及具有該裝置的光清洗裝置的概念圖，表示用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的第2形態(tài)。
圖7是紫外光照射裝置以及具有該裝置的光清洗裝置的概念圖，表示用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的第3形態(tài)。
圖8是表示了用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置UVE以及光清洗裝置LW的第4形態(tài)中，介質(zhì)阻擋放電燈EXL的要件主視圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明BC......本體殼體、D......工件W的搬送方向、EXL......介質(zhì)阻擋放電燈、HFI......高頻點(diǎn)燈電路、IGB......惰性氣體環(huán)境形成裝置、LT......發(fā)光管、LW......光清洗裝置、O2B......氧氣環(huán)境形成裝置、MB......光清洗裝置本體、OE......外部電極氧吹出裝置、R1......惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域、R2......氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域、SM......支持機(jī)構(gòu)、TM......工件搬送機(jī)構(gòu)、UVE......紫外光照射裝置、W......工件具體實(shí)施方式
以下參照?qǐng)D面說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的第1形態(tài)。
圖1至圖4表示了用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的第1形態(tài)，圖1是概念圖，圖2是紫外光照射裝置的一部分剖面主視圖，圖3是發(fā)光管的局部破斷主視圖，圖4是表示了發(fā)光管和其支持部以及供電部的主視圖以及左右側(cè)視圖。
在本形態(tài)中，紫外光照射裝置UVE具有介質(zhì)阻擋放電燈EXL、高頻點(diǎn)燈電路HFI、惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB以及氧氣環(huán)境形成裝置O2B。另外，光清洗裝置LW由光清洗裝置本體MB以及紫外光照射裝置UVE構(gòu)成。
<紫外光照射裝置UVE>
(關(guān)于介質(zhì)阻擋放電燈EXL)紫外光照射裝置UVE，為了產(chǎn)生所需光量的真空紫外光，可以具有所希望的數(shù)目的介質(zhì)阻擋放電燈EXL。在具有多個(gè)介質(zhì)阻擋放電燈EXL的情況下，可以以所希望的樣態(tài)排列它們，例如如果設(shè)成為管軸鄰接地并列的樣態(tài)，則可以在最小面積中設(shè)置多個(gè)介質(zhì)阻擋放電燈EXL。
介質(zhì)阻擋放電燈EXL具有氣密容器1、受激準(zhǔn)分子形成氣體、內(nèi)部電極2以及外部電極OE。并且，氣密容器1、受激準(zhǔn)分子形成氣體以及內(nèi)部電極2事先被組合而構(gòu)成一體化的發(fā)光管LT。在發(fā)光管LT上，如圖3所示，在其兩端安裝有一對(duì)供電部3A、3B以及一對(duì)支持部5、5。
氣密容器1由紫外線透射性的材料制成，在內(nèi)部形成細(xì)長(zhǎng)的放電空間1a。例如可以設(shè)置成細(xì)長(zhǎng)管的兩端被密封而在內(nèi)部形成圓柱狀的放電空間1a的構(gòu)造。另外如之后的第2形態(tài)中所述，也可以是通過(guò)密封住2層的細(xì)長(zhǎng)管的兩端而在內(nèi)部形成圓筒狀的細(xì)長(zhǎng)放電空間1a’的構(gòu)造。作為紫外線透射性的材料，一般用合成硅玻璃來(lái)制作。但是，在本發(fā)明中，只要是相對(duì)于所要利用的波長(zhǎng)的紫外線具有透射性，用任何材料構(gòu)成都可以。
另外，氣密容器1為了容許以比較窄的間隔并列地配置使用用于確保所需的紫外線量的多個(gè)介質(zhì)阻擋放電燈EXL，最好是直線性好的直管，但是即使有一些彎曲也不礙事。實(shí)際上，在形成細(xì)長(zhǎng)管時(shí)容易產(chǎn)生一些彎曲，例如相對(duì)于全長(zhǎng)約為1200mm可形成最大1mm程度以下的彎曲。但是，這種程度的彎曲幾乎可以作為直管，是容許的。
可以使用氙(Xe)、氪(Kr)、氬(Ar)或者氦(He)等稀有氣體的一種或者多種的混合，或者是稀有氣體的鹵化物例如XeCl、KrCl等，來(lái)作為受激準(zhǔn)分子生成氣體。并且在密封入惰性氣體鹵化物的情況下，也可以密封入稀有氣體和氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或者碘(I)等鹵素，在氣密容器1的內(nèi)部生成鹵化物。另外，除了受激準(zhǔn)分子生成氣體，混合不生成受激準(zhǔn)分子的氣體例如氖(Ne)等這種情況也是容許的。
內(nèi)部電極2，以隔著氣密容器1的壁面而與外部電極OE相對(duì)的方式設(shè)置。但是，內(nèi)部電極2既可以是以暴露在氣密容器1的放電空間1a內(nèi)的方式被密封入的樣態(tài)，也可以是例如設(shè)置在氣密容器1的內(nèi)側(cè)、放電空間1a的外部的樣態(tài)。在后一種樣態(tài)的情況下，例如氣密容器1是2層管構(gòu)造，內(nèi)部電極2沿著形成于氣密容器1的中心軸側(cè)的筒狀壁面設(shè)置。所以，在本發(fā)明中，內(nèi)部電極2應(yīng)該理解為在從外部看氣密容器1的情況下相對(duì)地設(shè)置在氣密容器1的內(nèi)側(cè)的電極。
如從以上的說(shuō)明可以理解的那樣，在本發(fā)明中，內(nèi)部電極2，只要是在氣密容器1的內(nèi)部以遍及該管軸方向的幾乎全長(zhǎng)即燈的全體有效長(zhǎng)度地產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電的方式配設(shè)的電極、更優(yōu)選為在管軸方向上較長(zhǎng)的電極，則其余無(wú)論是怎樣的構(gòu)造都可以。在圖2以及圖4中省略了內(nèi)部電極2的圖示。
說(shuō)明圖3所示的內(nèi)部電極2的優(yōu)選的構(gòu)造例。即，該內(nèi)部電極2具有這樣的構(gòu)造在氣密容器1的軸方向分散配置多個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)格狀部分2b，并且形成在周圍分別介有空隙地配設(shè)的構(gòu)造的網(wǎng)格狀，同時(shí)通過(guò)連接部分2a連接從而成為一體化的構(gòu)造，以被插入氣密容器1的內(nèi)部的狀態(tài)被配設(shè)。通過(guò)使用這樣的內(nèi)部電極2，可以產(chǎn)生相對(duì)較多的紫外線生成量。并且，網(wǎng)格狀部分2b在圓周方向可以是連續(xù)的也可以是斷續(xù)的。
因此，在本發(fā)明中，在內(nèi)部電極2形成網(wǎng)格狀的情況下，其網(wǎng)格狀部分2b具體可以形成例如環(huán)狀、螺旋狀、線圈狀或者網(wǎng)孔狀。
接下來(lái)說(shuō)明內(nèi)部電極2被配設(shè)在由硅玻璃構(gòu)成的氣密容器1的內(nèi)部時(shí)的支持構(gòu)造以及供電構(gòu)造。將內(nèi)部電極2密封入氣密容器1內(nèi)時(shí)，如圖3所示，可以采用使用了密封金屬箔1b1的密封構(gòu)造。也就是說(shuō)，將由內(nèi)部電極2的連接部分2a的兩端延長(zhǎng)而形成的直線狀的端部2c通過(guò)焊接等連接于密封金屬箔1b1，將內(nèi)部電極2插入氣密容器1內(nèi)，然后加熱端部的硅玻璃形成為軟化狀態(tài)，之后從密封金屬箔1b1之上進(jìn)行收縮密封(ピンチシ一ル)。這樣在氣密容器1的端部形成密封部1b從而內(nèi)部電極2被支持于規(guī)定的位置。
供電部3A、3B構(gòu)成用于向內(nèi)部電極2供給介質(zhì)阻擋放電所必需的電流的供電端。并且，供電部3A、3B分別成棒狀，內(nèi)端焊接于被埋入在形成于氣密容器1的兩端的密封部1b中的鉬箔1b1上，基端從形成于氣密容器1的兩端的密封部1b向外部的管軸方向突出。另外，供電部3B在后述的支持部5的內(nèi)部，分別和供電線4鉚接連接。但是，供電部3A在后述的蓋體5a’內(nèi)外露出卻不接受供電。并且，供電線4與后述的高頻點(diǎn)燈電路HFI的輸出端連接。
支持部5如圖4所示分別具有一對(duì)的有底圓筒狀的蓋體5a、5a’、夾緊環(huán)5b、5b、安裝柄5c、5c’、緩沖彈簧5d、端子板兼安裝座5e以及安裝螺栓5f。另外，在圖4中，(a)是局部破斷的主視圖，(b)是左視圖，(c)是右視圖。
一對(duì)的蓋體5a、5a’包圍發(fā)光管LT的兩端部。并且，圖4中右側(cè)的蓋體5a有插通孔，該插通孔用于通過(guò)陶瓷襯套5a1將在該蓋體5a底部連接在內(nèi)部電極2上的供電線4絕緣關(guān)系地插通。蓋體5a’僅用于支持發(fā)光管LT的圖1中的左端部而包圍發(fā)光管LT的端部。并且，蓋體5a、5a’可以由金屬以及絕緣體中的任一種形成，或者根據(jù)需要也可以采用內(nèi)面內(nèi)襯絕緣體的金屬制品。
夾緊環(huán)5b設(shè)置于蓋體5a、5a’的各自的開(kāi)口端，將蓋體5a、5a’固定于氣密容器1的端部。
一對(duì)的安裝柄5c、5c’，從蓋體5a的側(cè)面在圖中向上方突出并且用螺栓固定于支持部，在蓋體5a的上面觸接在圖2所示的找位臂8上的狀態(tài)下用安裝柄5c將發(fā)光管LT安裝在圖未示的固定部分。安裝柄5c以絕緣關(guān)系安裝于蓋體5a。并且，找位臂8如圖2所示，從外部電極OE的管軸方向兩端向氣密容器1的端部方向延伸，來(lái)規(guī)定發(fā)光管LT的安裝位置從而規(guī)定氣密容器1的安裝位置。另外，安裝柄5c可以由金屬以及絕緣體中的任一種形成，另外根據(jù)需要也可以設(shè)為中間介有絕緣物的構(gòu)造從而使之與安裝位置之間絕緣。
緩沖彈簧5d介于安裝柄5c和后述的端子板兼安裝座5e之間，緩沖地支持發(fā)光管LT。
端子板兼安裝座5e在安裝發(fā)光管LT的同時(shí)，在右側(cè)端側(cè)與供電線4連接，兼用于端子板。
安裝螺栓5f將端子板兼安裝座5e安裝在固定位置。
這樣，由于蓋體5a、5a’為絕緣體制或者是內(nèi)襯絕緣體的金屬制，或者令安裝柄5c、5c’與安裝位置之間絕緣，或者令找位臂8本身絕緣或使該找位臂8與支持部5之間絕緣，因此在供電部3A、3B之間產(chǎn)生電暈放電，從而抑制從介質(zhì)阻擋放電燈得到的紫外線放射降低。
外部電極OE在至少燈的有效長(zhǎng)的部分上，以沿著其管軸方向緊密接觸于氣密容器1的外面的方式或者保持適當(dāng)?shù)拈g隙延伸的方式配設(shè)，并且與內(nèi)部電極2相對(duì)，利用外部電極OE以及內(nèi)部電極2的協(xié)作，以如下方式發(fā)揮作用，即，在氣密容器1的放電空間1a內(nèi)產(chǎn)生至少以氣密容器1的一個(gè)壁面為電介質(zhì)的介質(zhì)阻擋放電。
另外，外部電極OE可以是具有剛性的構(gòu)造也可以是具有撓性的構(gòu)造。前者的情況下，形成由導(dǎo)電性金屬形成的熱容大的呈塊狀的如圖所示的外部電極OE。因此可以將以往稱為燈體的部件根據(jù)需要直接作為外部電極OE來(lái)使用。在此情況下，可以采用在外部電極OE和氣密容器1之間挾持以往所使用的鋁制薄板A1的構(gòu)造。另外，為了冷卻產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電的區(qū)域的氣密容器1部分，可以在外部電極OE設(shè)置冷卻裝置(圖未示)。在這種情況下，冷卻裝置可以是任意的構(gòu)成，但是最好是將在內(nèi)部流通有冷媒的冷卻水路外置于外部電極OE上的構(gòu)成，或者在內(nèi)部一體地形成的構(gòu)成。并且，外部電極OE可以是連續(xù)的面狀的狀態(tài)，也可以是網(wǎng)格狀的狀態(tài)。所謂網(wǎng)格狀是由網(wǎng)孔狀、沖孔狀、格子狀等形成的。
(高頻點(diǎn)燈電路HFI)高頻率點(diǎn)燈電路HFI在介質(zhì)阻擋放電燈EXL的內(nèi)部電極2和外部電極OE之間附加高頻電壓，對(duì)介質(zhì)阻擋放電燈EXL施加作用從而點(diǎn)燈。另外，高頻點(diǎn)燈電路HFI以并聯(lián)變換器為主體而構(gòu)成，其高頻輸出為，高電勢(shì)側(cè)分別通過(guò)供電線4、4附加在介質(zhì)阻擋放電燈EXL中的發(fā)光管LT的一對(duì)供電部3B上，另外低電勢(shì)側(cè)附加在外部電極OE上。
另外，高頻點(diǎn)燈電路HFI含有高頻產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生高頻電壓而向介質(zhì)阻擋放電燈EXL供給其點(diǎn)燈所需的高頻功率。并且，高頻是10kHz以上、優(yōu)選100kHz～2MHz的交變頻率數(shù)的脈沖電壓。在高頻點(diǎn)燈電路HFI輸出脈沖電壓的情況下，通過(guò)使用例如矩形波輸出變換器可以得到矩形波的脈沖。
(關(guān)于惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB)惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB，是通過(guò)在受真空紫外光照射的工件W的周圍形成惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1，進(jìn)行高照度的真空紫外光照射，從而提高工件W的清洗能力的裝置。惰性氣體可以使用氮?dú)饣驓宓认∮袣怏w。
另外，在工件在被連續(xù)地運(yùn)送的過(guò)程中接受真空紫外光的照射那樣的構(gòu)成的情況下，只要以事先在規(guī)定的位置形成惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1的方式構(gòu)成即可。這樣，在工件W被運(yùn)送而進(jìn)入惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1內(nèi)時(shí)，就會(huì)在工件W的周圍形成惰性氣體濃厚的環(huán)境。
惰性氣體濃厚的環(huán)境是惰性氣體的濃度高于大氣的環(huán)境，可以使用適當(dāng)?shù)难b置形成該環(huán)境。例如，使用惰性氣體噴出裝置或者惰性氣體封入裝置等來(lái)形成惰性氣體濃厚的環(huán)境。
并且，在惰性氣體濃厚的環(huán)境中的惰性氣體的濃度越高真空紫外光的衰減越少，所以可以進(jìn)行高照度的真空紫外光照射，因此是理想狀態(tài)。但是，只要惰性氣體濃度高于大氣中的惰性氣體濃度，與在大氣中進(jìn)行真空紫外光照射的情況相比真空紫外光的衰減減低，所以可以進(jìn)行相對(duì)高照度的真空紫外光照射，所以是有效果的。
在圖1的形態(tài)中，惰性氣體環(huán)境形成裝置由惰性氣體噴出裝置構(gòu)成。利用該裝置，不必特別地用隔板等與大氣隔開(kāi)，例如只需優(yōu)選從設(shè)置于工件的上方的噴嘴等向工件W噴出惰性氣體，就能夠形成惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1。
另外，惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB和介質(zhì)阻擋放電燈EXL可以成為一體，也可以分離。惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB設(shè)置有惰性氣體噴出口的情況下，該噴出口可以是一個(gè)也可以是多個(gè)。
并且，在上述照射范圍的一部分中形成惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1。惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1相對(duì)于上述照射范圍全體的比例沒(méi)有特別限定。例如圖1所示，可以是大約一半的程度。但是根據(jù)需要可以是一半以上或者一半以下，根據(jù)情況可以變化。
(關(guān)于氧氣環(huán)境形成裝置O2B)氧氣環(huán)境形成裝置O2B，是在工件W的周圍形成氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2，在真空紫外光照射下，管理臭氧以及活性氧的濃度使其增大到所希望的程度的裝置。并且，在從介質(zhì)阻擋放電燈EXL照射出的真空紫外光通過(guò)利用氧氣環(huán)境形成裝置O2B形成的氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2時(shí)，使氧氣分子分解·鍵合從而生成臭氧或者活性氧，由此發(fā)揮利用紫外光照射裝置UVE提高工件W的清洗能力的作用。
在其構(gòu)成是工件W在被連續(xù)地運(yùn)送的過(guò)程中接受真空紫外光照射的情況下，只要是以事先在規(guī)定的位置形成氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2的方式來(lái)構(gòu)成即可。這樣，在工件W被運(yùn)送而進(jìn)入氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2內(nèi)時(shí)，就在工件W的周圍形成氧氣濃厚的環(huán)境。
利用氧氣環(huán)境形成裝置O2B形成的氧氣濃厚的環(huán)境中的氧氣，在工件W的表面附近不只是氧氣100％，也可以混合惰性氣體。但是，通過(guò)使氧氣濃度比空氣高，容易進(jìn)行臭氧以及活性氧的所希望的濃度管理。
為了形成氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2，可以用適當(dāng)?shù)难b置構(gòu)成氧氣環(huán)境形成裝置O2B。
另外，氧氣環(huán)境形成裝置O2B和介質(zhì)阻擋放電燈EXL可以成為一體，也可以分離。氧氣環(huán)境形成裝置O2B的氧氣噴出口可以是一個(gè)也可以是多個(gè)。
并且，氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2相對(duì)于上述照射范圍全體的比例沒(méi)有特別限定。例如，如圖1所示，可以是大約一半的程度。但是，根據(jù)需要可以是一半以下或者一半以上，根據(jù)情況可以變化。
另外，氧氣環(huán)境形成裝置O2B最好設(shè)置于工件W的真空紫外光照射范圍的相對(duì)終端部側(cè)、即惰性氣體噴出裝置IGB的下游側(cè)。但是，根據(jù)需要也可以是與所述相反的設(shè)置。另外，惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB以及氧氣環(huán)境形成裝置O2B可以分別設(shè)置多個(gè)，也可以沿工件W的移動(dòng)方向交替地配置。
(關(guān)于紫外光照射裝置UVE的其他構(gòu)造)作為紫外光照射裝置UVE的其他構(gòu)造，可以具有本體殼體BC，該本體殼體BC將上述所說(shuō)明的介質(zhì)阻擋放電燈EXL、惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB以及氧氣環(huán)境形成裝置O2B收納在內(nèi)部，并且以規(guī)定的位置關(guān)系保持這些各個(gè)要素。并且，高頻點(diǎn)燈電路HFI可以設(shè)置在與該其他構(gòu)造要素相分離的位置。但是當(dāng)然可以收納在本體殼體BC內(nèi)等，設(shè)置在與其他的構(gòu)造要素在一起的位置上。
<光清洗裝置LW>
(關(guān)于光清洗裝置本體MB)光清洗裝置本體MB表示從光清洗裝置LW中除去紫外光照射裝置UVE后剩余的部分。并且，光清洗裝置本體MB可以含有例如紫外光照射裝置UVE的支持機(jī)構(gòu)SM以及工件搬送機(jī)構(gòu)TM以及控制板等。
支持機(jī)構(gòu)SM是為了將真空紫外光照射到被搬送的工件W上而將紫外光照射裝置UVE支持在規(guī)定位置上的裝置。另外，支持機(jī)構(gòu)SM最好以使紫外光照射裝置UVE的介質(zhì)阻擋放電燈EXL的管軸方向與工件W的移動(dòng)方向正交的朝向進(jìn)行支持。介質(zhì)阻擋放電燈EXL在其管軸方向容易施加比較均一的照度分布，所以通過(guò)沿上述朝向支持紫外光照射裝置UVE，可以容易地對(duì)工件W均一地照射真空紫外光。
工件搬送機(jī)構(gòu)TM是用于使工件W相對(duì)于紫外光照射裝置UVE相對(duì)地移動(dòng)以照射到真空紫外光的移動(dòng)裝置。圖1所示的形態(tài)中，利用滾筒搬送機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
控制盤(圖未示)根據(jù)需要控制光清洗裝置LW全體。
<紫外光照射裝置UVE以及光清洗裝置LW的工作>
紫外光照射裝置UVE以如下方式工作。即，介質(zhì)阻擋放電燈EXL與高頻點(diǎn)燈電路HFI的高頻率輸出端的一方連接，例如高壓側(cè)輸出端經(jīng)由供電線4與從內(nèi)部電極2向外部導(dǎo)出的供電部3B連接。并且，例如低壓(接地)側(cè)輸出端與外部電極OE的一端連接。
所以，當(dāng)圖未示的輸入電源接通后，高頻點(diǎn)燈電路HFI產(chǎn)生高頻脈沖電壓，該高頻脈沖電壓附加在內(nèi)部電極2和隔著氣密容器1的壁面而與其相對(duì)的外部電極OE之間。其結(jié)果是在氣密容器1的內(nèi)部產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電。通過(guò)該介質(zhì)阻擋放電，由氙的受激準(zhǔn)分子產(chǎn)生以172nm為中心波長(zhǎng)的真空紫外光。真空紫外光穿透氣密容器1的壁面向外部導(dǎo)出。向外部導(dǎo)出的真空紫外光例如可以照射工件W等，可以根據(jù)各自的目的來(lái)利用。
另外，紫外光照射裝置UVE，除了真空紫外光的照射以外，通過(guò)從惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB以及氧氣環(huán)境形成裝置O2B分別噴出惰性氣體、氧氣，從而在真空紫外光的照射區(qū)域內(nèi)，沿著用箭頭D所示的工件搬送方向在相互分離的位置形成惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1和氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2。
在惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1中，由于有效地抑制了真空紫外光的衰減，因此利用高照度真空紫外光照射增進(jìn)了工件W的清洗效果。
接下來(lái)，當(dāng)工件W進(jìn)一步被搬送至氧氣濃厚的環(huán)境區(qū)域R2時(shí)，此次在該區(qū)域R2內(nèi)由于氧氣接受真空紫外光照射，從而氧氣分子通過(guò)分解、鍵合而形成臭氧或者生成活性氧，所以能夠通過(guò)控制氧氣濃度來(lái)管理臭氧量以及活性氧量達(dá)到所需的較高的值，從而提高工件W的清洗效果。
由于以上的作用，可以提高紫外光照射裝置UVE以及光清洗裝置LW的真空紫外光的照射效果。另外，由于附加了由臭氧和活性氧帶來(lái)的清洗效果，所以可以提高光清洗效果。
接下來(lái)，參照?qǐng)D5對(duì)本發(fā)明中的光清洗效果與比較例的進(jìn)行比較說(shuō)明。
圖5是表示了本發(fā)明中的光清洗效果和比較例的相比較的圖表。在圖中，橫軸表示光照射時(shí)間(秒)，縱軸表示接觸角(°)。另外，圖中的曲線A表示本發(fā)明，曲線B表示比較例。并且，比較例是在大氣中進(jìn)行真空紫外光照射的情況。
從圖中可以看出，在本發(fā)明中，在照射時(shí)間5秒時(shí)接觸角降低到5°。與此相對(duì)，在比較例中，接觸角降低到5°需要進(jìn)行8秒鐘的光照射。
以下，參照?qǐng)D6至圖8說(shuō)明本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的其他的形態(tài)。另外，在各圖中，對(duì)與圖1至圖4相同的部分使用相同的標(biāo)號(hào)并省略說(shuō)明。
圖6是紫外光照射裝置以及具有該裝置的光清洗裝置的概念圖，表示了用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的第2形態(tài)。
在本形態(tài)中，紫外光照射裝置UVE的惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB由屏蔽構(gòu)造類型的惰性氣體封入裝置構(gòu)成。惰性氣體封入裝置除噴出裝置外具有包圍裝置E。包圍裝置E是形成隔板的構(gòu)造，即以使從惰性氣體噴出裝置噴出的惰性氣體不向外部漏出的方式將其與外部空間屏蔽隔開(kāi)，但是容許工件W的出入。并且，隔板呈例如從本體殼體BC垂下的簾狀或者垂下板狀，從而包圍惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1。
另外，包圍裝置E是這樣的構(gòu)成，即對(duì)于氣體介質(zhì)的漏出盡量阻止，但是容許工件W的出入。在包圍裝置E是簾狀的情況下，工件W出入時(shí)包圍裝置E由于其柔軟性變形。另外，在為垂下板狀的情況下，可以與工件W的出入聯(lián)動(dòng)地使包圍裝置E上下移動(dòng)達(dá)到可使工件W出入的程度，或者可以事先在下部形成工件W出入用的間隙。
這樣，利用本形態(tài)，由于具有包圍裝置E，所以在抑制惰性氣體的使用量的同時(shí)，還容易提高惰性氣體濃度。
圖7是紫外光照射裝置以及具有該裝置的光清洗裝置的概念圖，表示了用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置以及光清洗裝置的第3形態(tài)。
在本形態(tài)中，紫外光照射裝置UVE的惰性氣體環(huán)境形成裝置IGB是由容器構(gòu)造構(gòu)成的。容器構(gòu)造，惰性氣體濃厚的環(huán)境區(qū)域R1被形成于容器即氣密室SC內(nèi)。氣密室SC是為了其內(nèi)部充滿惰性氣體而與外部有較高氣密性的構(gòu)造。并且，在內(nèi)部設(shè)置介質(zhì)阻擋放電燈EXL。另外，以容許工件W的出入的程度設(shè)置小出入口(圖未示)，并且該出入口利用被構(gòu)成為可由閘門封閉。
并且，惰性氣體通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置而被從惰性氣體供給源供給到氣密室SC內(nèi)。在圖示的形態(tài)中，其構(gòu)成是惰性氣體通過(guò)惰性氣體噴出裝置供給。
圖8是表示用于實(shí)施本發(fā)明的紫外光照射裝置UVE以及光清洗裝置LW的第4形態(tài)中，介質(zhì)阻擋放電燈EXL的要件主視圖。
本形態(tài)，在為了防止介質(zhì)阻擋放電燈EXL的端子板兼安裝座5e和供電線4的連接部的氧化，而具有惰性氣體噴出裝置IGS的這一點(diǎn)上，與第1形態(tài)不同。在介質(zhì)阻擋放電燈EXL中，由于其點(diǎn)亮?xí)r端子板兼安裝座5e和供電線4的連接部的溫度變?yōu)檩^高溫度，容易氧化從而導(dǎo)通變差。所以，在本形態(tài)中，為了防止上述部位的氧化，設(shè)置惰性氣體噴出裝置IGS，向點(diǎn)亮?xí)r的上述部位噴出惰性氣體例如氮?dú)狻?br> 權(quán)利要求
1.一種紫外光照射裝置，其特征在于，具有產(chǎn)生真空紫外光的受激準(zhǔn)分子放電燈；點(diǎn)亮受激準(zhǔn)分子放電燈的高頻點(diǎn)燈電路；惰性氣體環(huán)境形成裝置，該惰性氣體環(huán)境形成裝置朝向受激準(zhǔn)分子放電燈的真空紫外光照射方向在工件的周圍形成惰性氣體濃厚的環(huán)境；和氧氣環(huán)境形成裝置，該氧氣環(huán)境形成裝置在沿著工件的移動(dòng)方向與惰性氣體環(huán)境形成位置相分離的位置上，朝向受激準(zhǔn)分子放電燈的真空紫外光照射方向在工件周圍形成氧氣濃厚的環(huán)境。
2.一種光清洗裝置，其特征在于，具有光清洗裝置本體；和配設(shè)在光清洗裝置本體上的權(quán)利要求1所述的紫外線照射裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外光照射裝置以及使用該裝置的光清洗裝置，即抑制在大氣中對(duì)工件照射真空紫外光時(shí)真空紫外光的衰減，同時(shí)可以適當(dāng)?shù)毓芾沓粞跻约盎钚匝醯臐舛?。紫外光照射裝置(UVE)具有產(chǎn)生真空紫外光的受激準(zhǔn)分子放電燈(EXL)；點(diǎn)亮受激準(zhǔn)分子放電燈的高頻點(diǎn)燈電路(HFI)；惰性氣體環(huán)境形成裝置(IGB)，該惰性氣體環(huán)境形成裝置朝向受激準(zhǔn)分子放電燈的真空紫外光照方向在工件(W)的周圍形成惰性氣體濃厚的環(huán)境；氧氣環(huán)境形成裝置(O
文檔編號(hào)H01J65/00GK1937102SQ20061012651
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月21日
發(fā)明者藤田義貴 申請(qǐng)人:哈利盛東芝照明株式會(huì)社