JP2001155686A - 誘電体バリアエキシマランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部電極が外面側に露出しない、小型で、取
り扱いの容易な誘電体バリアエキシマランプを提供す
る。 【解決手段】 本発明の誘電体バリアエキシマランプ１
０は、内筒管と透光性のある外筒管の間の空間に放電用
ガスを封入してなる誘電体の二重管１３と、上記外筒管
の外周面に近接配置された網目状の第１の電極１２と、
上記内筒管の内周面に近接配置された第２の電極１４
と、上記二重管を、上記第１及び第２の電極と共にその
内側に収容する透光性のある誘電体の第１の管１１であ
って、該第１の管と上記外筒管との間の第１の空間Ｓ1
に不活性ガスを導入可能とするものとを備え、上記第１
及び第２の電極間に電圧を印加することにより紫外線を
放射するよう構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線とオゾンの
共同作用を用いて半導体ウェハやガラス基板の表面を洗
浄し又は改質するために使用される誘電体バリアエキシ
マランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、紫外線とオゾンの協同作用を利用
して金属、半導体物質或いはガラス等の被処理物の洗浄
又は改質を行う技術が広く研究されている。この技術は
一般にＵＶオゾン法として知られている。ＵＶオゾン法
によれば、これら被処理物を傷めることなく、その表面
に付着した有機汚染物質を除去し、またその表面に酸化
膜の層を形成することができるという利点がある。

【０００３】ＵＶオゾン法では、低圧水銀ランプから放
射される真空紫外線である１８５ｎｍの光を、酸素を含
む空気或いは酸素ガスに照射してオゾンを発生させる。
このオゾンよりオゾンの分解ガスである活性酸素種を発
生させ、これを被処理物の表面に接触させる。ＵＶオゾ
ン法による被処理物の洗浄においては、この接触によっ
て被処理物の表面に付着した有機汚染物は酸化され、二
酸化炭素や水などの低分子酸化物に変化されて、その表
面上から除去される。これによって、被処理物の表面を
ドライ精密洗浄することができる。ＵＶオゾン法による
被処理物の洗浄又は改質の詳細については、「オゾン利
用の新技術」（三ゆう書房、昭和６１年１１月２０日発
行）に詳しい。

【０００４】一方で、低圧水銀ランプは、その特徴的な
輝線のため上記ＵＶオゾン洗浄方法の普及に大きく貢献
していたが、近年、より効率の良いＵＶオゾン洗浄が行
える光源として誘電体バリアエキシマランプが知られる
ようになり、ＵＶオゾン洗浄光源として従来の低圧水銀
ランプからの置き換えが進んでいる。誘電体バリアエキ
シマランプは低圧水銀ランプの欠点であった基板への熱
放射と点灯性能などの問題を解消し、更にはより短波長
の輝線を持つため、有機化合物の切断に優れ、活性酸素
の生成をより効率良く行うことができるという利点があ
る。

【０００５】図８は、従来の誘電体バリアエキシマラン
プ装置の一構成例を示している。図に示すように、ラン
プ装置８０は、金属容器８１内にエキシマランプ８２を
備える。エキシマランプ８２は、石英ガラスからなる内
筒管８２ａと外筒管８２ｂの間の空間にキセノンなどの
放電用ガス８３を封入し、交流電源８４によりその内外
に設けた電極８２ｃ及び８２ｄ（外側の電極は網目状）
間に高電圧を印加し、これによって紫外線を放射する。
すなわち、高電圧を印加された誘電体である石英ガラス
は、誘電体バリア放電（無声放電）により微小放電を生
成し、そのエネルギーによって内部に封入された放電用
ガス８３を励起、結合させ、その励起状態のガス分子が
基底状態に戻る過程でガス特有の波長の光を放射するも
のである。

【０００６】ランプ装置８０の金属容器８１には、合成
石英ガラスからなる光取り出し窓８５が備えられ、エキ
シマランプ８２にから放射された紫外線はここを透過し
て被処理物へ照射される。金属容器８１内には、常時窒
素などの不活性ガスが毎分数リットル程度流入され、こ
れによってエキシマランプ８２からの紫外線の減衰を最
小に抑えるようにしている。また、金属容器８１内には
反射板８６が設けられ（又は、金属容器の内壁面を鏡面
加工する）、これによってエキシマランプ８２から上方
及び側方へ放射された紫外光は、ここに反射して光取り
出し窓８５へ向けられる。光取り出し窓８５から容器外
へ出た紫外線は、被処理物の置かれた酸素を含む雰囲気
内で、その光化学反応によってオゾン及び特性酸素種を
生成してこれを被処理物の表面に接触させ、また直接的
にこの真空紫外線を被処理物に照射させ、これらの協同
作業で被処理物の洗浄又は改質が達成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の誘電体バリアエキシマランプ装置においては、以下
のような問題があった。 （１）エキシマランプ８２の外周には外部電極８２ｄが
露出しているため、金属容器８１内への取り付けの際に
その取り扱いに注意を要する。そのため、該取り付けの
際に、容器に対する設置位置にばらつきが生じ易く、こ
れが装置の紫外線の照射性能に影響を与えることがあ
る。 （２）上記金属容器８１内のエキシマランプ８２の周囲
の空間は、上記反射板の設置やエキシマランプ８２の取
り付けのために、比較的広く確保されている。そのた
め、この空間内を満たすために必要な不活性ガスを毎分
数リットル程度の流量で常時流入させる必要があり、そ
の消費量が多大なものとなる。 （３）紫外線による被処理物の洗浄又は改質の処理効率
を上げるためには、エキシマランプ８２の面と被処理物
との距離をできるだけ小さくし、紫外線の照射光量を多
くすることが好ましい。しかしながら、従来のランプ装
置においては、エキシマランプを金属容器内に収容する
という構造上、その距離を小さくしづらい。

【０００８】従って本発明の目的は、外部電極が外面側
に露出しない、取り扱いの容易な誘電体バリアエキシマ
ランプを提供することにある。

【０００９】また本発明の別の目的は、不活性ガスの必
要流量を少なくし、これによって装置のランニングコス
トを低減することができる誘電体バリアエキシマランプ
を提供することにある。

【００１０】更に本発明の別の目的は、エキシマランプ
と被処理物との間の距離を最小にし、これによって被処
理物に対する紫外線の照射効率を改善することができる
誘電体バリアエキシマランプを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の誘電体バリアエキシマランプは、内筒管と透光
性のある外筒管の間の空間に放電用ガスを封入してなる
誘電体の二重管と、上記外筒管の外周面に近接配置され
た網目状の第１の電極と、上記内筒管の内周面に近接配
置された第２の電極と、上記二重管を、上記第１及び第
２の電極と共にその内側に収容する透光性のある誘電体
の第１の管であって、該第１の管と上記外筒管との間の
第１の空間に不活性ガスを導入可能とするものとを備
え、上記第１及び第２の電極間に電圧を印加することに
より紫外線を放射するよう構成される。

【００１２】本発明の好ましい態様では、不活性ガスの
供給源に接続され、上記第１の空間に不活性ガスを導入
するためのガス導入口と、上記第１の空間に導入された
不活性ガスを排出するためのガス排出口とを更に備え
る。

【００１３】この場合において、上記第１の空間と上記
内筒管の内側の第２の空間を、上記誘電体バリアエキシ
マランプの第１の端側で気体流通可能に連結し、上記ガ
ス導入口と上記ガス排出口を、上記誘電体バリアエキシ
マランプの第２の端側に配置し、上記誘電体バリアエキ
シマランプの第２の端側で、上記ガス導入口と上記ガス
排出口の何れか一方を上記第１の空間に気体流通可能に
連結すると共に、その何れか他方を上記第２の空間に気
体流通可能に連結することが好ましい。

【００１４】また、上記第２の空間に上記不活性ガスを
搬送するための第２の管を備え、該第２の管の一端を上
記ガス導入口と上記ガス排出口の何れか一方に連結し、
その他方を上記第１の空間に連結することが好ましい。

【００１５】また本発明は、冷却水の供給源に接続さ
れ、上記内筒管の内側の第２の空間に冷却水を導入する
ための冷却水導入口と、上記第２の空間に導入された冷
却水を排出するための冷却水排出口とを備えて構成する
ことができる。

【００１６】この場合に、上記冷却水が、上記第２の空
間における上記第２の管の外側の領域に導入される構成
を採ることが好ましい。

【００１７】また、上記第２の電極が管状のものであ
り、上記管状の第２の電極を、上記内筒管の内周面から
離間して配置することによって、上記第２の空間を上記
第２の電極の外側の第１の領域と内側の第２の領域に分
離し、上記第１の領域と上記第２の領域を、上記誘電体
バリアエキシマランプの第１の端側で液体流通可能に連
結し、上記冷却水導入口と上記冷却水排出口を、上記誘
電体バリアエキシマランプの第２の端側に配置し、上記
誘電体バリアエキシマランプの第２の端側で、上記冷却
水導入口と上記冷却水排出口の何れか一方を上記第１の
領域に液体流通可能に連結すると共に、その何れか他方
を上記第２の領域に液体流通可能に連結することが好ま
しい。

【００１８】更に、上記第１及び第２の電極が、上記誘
電体バリアエキシマランプの第２の端側で、電圧源に接
続される構成を採ることが好ましい。

【００１９】好適な実施形態において、上記二重管、上
記第１の管、上記第２の管及び上記内部電極が円筒管で
ある。また、上記内筒管、上記外筒管及び上記第１の管
は石英ガラスであり、上記二重管に封入された放電用ガ
スがキセノンガスであることが好ましい。

【００２０】本発明はまた、上記第１の管の周囲を覆う
ように配置され、該第１の管の外側に照射された紫外線
を一側に集光させるための反射板を備えて構成すること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図示した一実施形態に基い
て本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態
に係る誘電体バリアエキシマランプの一部を破断して示
す外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図で
ある。以下ではこれらの図を参照して、本実施形態に係
る誘電体バリアエキシマランプの構成の概略を説明す
る。

【００２２】誘電体バリアエキシマランプ１０は、全体
として円柱状をなし、後述するガラス管１１で覆われた
領域から紫外線を発光可能とする。図１においては、説
明の便宜上、紫外線の照射領域を照射部１０Ｂとし、そ
の先端側の領域を先端部１０Ａ、基端側の領域を基部１
０Ｃとする。図に破断して示すように、照射部１０Ｂに
おいてガラス管１１内には、網目状の外部電極１２、放
電用ガスとしてのキセノンガスＧを封入した二重管１
３、内部電極１４及びガス管１５が、順次その内側に重
ね合わされて配置されている。誘電体バリアエキシマラ
ンプ１０による紫外線の発光は、基本的に、上記外部電
極１２と内部電極１４間に高電圧を印加し、その間の二
重管１３内に封入されたキセノンガスＧを励起すること
で生じる。

【００２３】基部１０Ｃには、上記外部電極１２及び内
部電極１４に電圧を印加するための図示しない端子が設
けられ、ここに電源ユニットからのケーブルが接続され
る。また、基部１０Ｃには、窒素やアルゴンなどの不活
性ガスの導入口（以下、ガス導入口２０）及び排出口
（以下、ガス排出口２１）が備えられ、更に、ランプ冷
却用の冷却水の導入口（以下、冷却水導入口２２）及び
排出口（以下、冷却水排出口２３）が備えられる。上記
ガス導入口２０には、図示しないガス供給源からのガス
チューブが接続され、ここから誘電体バリアエキシマラ
ンプ１０内に不活性ガスが導入され、内部を循環して、
上記ガス排出口２１（ここには排出用のガスチューブが
接続される）から排出される。また、上記冷却水導入口
２２には、図示しない冷却水供給源からの冷却水チュー
ブが接続され、ここから誘電体バリアエキシマランプ１
０内に冷却水が導入され、内部を循環して、上記冷却水
排出口２３から排出される。冷却水排出口２３から排出
された冷却水は、ここに接続された図示しない冷却水チ
ューブを通して、上記冷却水供給源へ戻され、ここで再
冷却、不純物除去されて、循環的に再供給される。

【００２４】上記ガス導入口２０から導入される不活性
ガスは、照射部１０Ｂ間で、最終的には二重管１３とそ
の外側のガラス管１１の間の空間Ｓ1に導かれる。空間
Ｓ1内が大気で満たされる場合、二重管１３から放射さ
れる紫外線は、大気中の酸素によって吸収を受け、ガラ
ス管１１から放射される紫外線は著しく減衰される。本
発明のように該空間Ｓ1内に窒素などの不活性ガスを流
入し、該空間内雰囲気を不活性ガスに置換することによ
って、二重管１３からの紫外線は減衰することなく外部
へ放射される。

【００２５】後述するように、上記ガス導入口２０は、
基部１０Ｃ内で、上記ガス管１５の一端に接続される。
また、ガス管１５の他端は、先端部１０Ａの内部で、上
記外側の空間Ｓ1に連通される。一方、上記ガス排出口
２１は、基部１０Ｃ内で、上記空間Ｓ1に連通される。
これにより、ガス導入口２０から導入された不活性ガス
は、基部１０Ｃ内で中央のガス管１５に導かれ、これを
通って先端部１０Ａに至り、ここから上記空間Ｓ1内に
流入する。そして、空間Ｓ1に流入された不活性ガス
は、該先端部１０Ａ側から基部１０Ｃ側へ向けて照射部
１０Ｂの内側を流れ、ガス排出口２１から外部へ排出さ
れる。上記不活性ガスの流れの詳細については、後述す
る。

【００２６】一方、上記冷却水導入口２２から導入され
る冷却水は、照射部１０Ｂ間で、二重管１３の内側（及
び上記ガス管１５の外側）の空間Ｓ2に導かれる。二重
管１３の内側には、上記内部電極１４が配置されるが、
紫外線照射の際に印加される高電圧によって、内部電極
１４は高温になる。上記導入される冷却水は、該内部電
極１４の周囲を通過し、これを冷却する。内部電極１４
を冷却することによって、ここに、より高い電圧を印加
できるようになり、従って紫外線の照射光量を引き上げ
ることが可能となる。本実施形態においては、上記冷却
水として、比抵抗率が０．５ＭΩ・ｃｍ以上の純水、又
はこれにエキレングリコールを含んだものが好適に用い
られる。

【００２７】後述するように、内部電極１４は、両端を
開放した円筒状の金属管で、上記二重管１３の内側に配
置される。内部電極１４の外径は、二重管１３の内径よ
りもいくらか小さく形成されており、これによって２つ
の管をその軸心を合わせて配置した場合に、それらの間
に隙間ができる。言い換えれば、二重管１３の内側の空
間Ｓ2は、内部電極１４によって、その内側の領域Ｓ2a
と、その外側の領域S2bとに分離される。上記冷却水導
入口２２は、基部１０Ｃ内で、上記内側の領域Ｓ2aの一
側に連通される。また、上記内側の領域Ｓ2aと外側の領
域Ｓ2bとは、先端部１０Ａの内部で（内部電極１４の端
部が終わることにより）連通している。一方、上記冷却
水排出口２３は、基部１０Ｃ内で、上記外側の領域Ｓ2b
に連通している。これにより、冷却水導入口２２から導
入された冷却水は、基部１０Ｃ内で内部電極１４の内側
の領域Ｓ2aに導かれ、これを通って先端部１０Ａに至
り、ここから内部電極１４の外側の領域Ｓ2bに流入す
る。そして、領域Ｓ2bを通って、基部１０Ｃ側へ流れ、
冷却水排出口２３から外部へ排出される。上記冷却水の
流れの詳細については、後述する。

【００２８】上記実施形態における誘電体バリアエキシ
マランプ１０は、上述したように、その基部１０Ｃに、
不活性ガスの導入口２０及び排出口２１、冷却水の導入
口２２及び排出口２３、並びに電源ユニットからのケー
ブルの接続端子（図示せず）を備える。このように外部
機器とのインタフェースを一箇所に集約することによっ
て、その設置の自由度が高まる。すなわち、本誘電体バ
リアエキシマランプ１０を後述のように紫外線照射装置
に設置する場合、先端部１０Ａ側にはケーブルやチュー
ブの引き回しのためのスペースを設ける必要がない。

【００２９】誘電体バリアエキシマランプ１０は、図２
に示すように、その上部に略八の字状の反射板２４を備
える（図１では省略している）。反射板２４は、取り付
け部材２４ａ（先端部１０Ａ及び基部１０Ｃに取り付け
られる）を介して誘電体バリアエキシマランプ１０に固
定され、その上方及び側方を覆う。誘電体バリアエキシ
マランプ１０からその上方及び側方に放射される紫外線
は、反射板２４に反射されて、その下方から照射される
紫外線と共に、被加工物Ｗに向けられる。

【００３０】図３は誘電体バリアエキシマランプ１０の
縦断面図を示しており、ここに上記先端部１０Ａ、照射
部１０Ｂ及び基部１０Ｃの内部の様子が明瞭に示されて
いる。また、図４は誘電体バリアエキシマランプ１０の
照射部１０Ｂ内の構成の分解斜視図であり、ガラス管１
１、外部電極１２、二重管１３、内部電極１４及びガス
管１５の各形状が明瞭に示されている。以下では、これ
らの図を中心に、上記各構成部分の詳細について説明す
る。

【００３１】これら図において二重管１３は、誘電体と
しての合成石英ガラスからなる外筒管１３ａと内筒管１
３ｂを同軸配置して構成され、両管１３ａ、１３ｂ間に
放電用ガスとしてのキセノンガスＧを封入する。すなわ
ち、外筒管１３ａと内筒管１３ｂはその両端で一体にさ
れ、これによってその隙間に形成された密閉空間内にキ
セノンガスを封入する。上記内部電極１４と外部電極１
２間に高電圧を印加することによって、二重管１３内の
キセノン原子が励起されてエキシマ状態となり、このエ
キシマ状態から再びキセノン原子に乖離する時に波長約
１７２ｎｍの紫外線が発光される。本発明においては、
放電用封入ガスとして、上記キセノンガスに代えて、フ
ッ化ネオンガス（波長１０８ｎｍ）、アルゴンガス（１
２６ｎｍ）、クリプトンガス（１４６ｎｍ）、フッ素ガ
ス（１５７ｎｍ）、塩化アルゴンガス（１７５ｎｍ）、
フッ化アルゴンガス（１９３ｎｍ）等を用いても良く、
また紫外線を発光領域として塩化クリプトンガス（２２
２ｎｍ）、フッ化クリプトンガス（２４８ｎｍ）、塩化
キセノンガス（３０８ｎｍ）、フッ化キセノンガス（３
５１ｎｍ）等を用いても良い。一つの実施例において、
二重管１３は、全長約４００ｍｍ、外径約３０ｍｍ、内
径約１７ｍｍ、管の厚さ約１ｍｍ、放電ギャップ長約５
ｍｍである。図３に示すように、二重管１３は、樹脂リ
ング２５、２５を介して、先端部１０Ａと基部１０Ｃと
の間に挟持されている。

【００３２】外部電極１２は、網目状の金属線により筒
状に構成された金属電極である。二重管１３は、この外
部電極１２の筒内に挿通される。二重管１３で発光され
た紫外線は、外部電極１２の網目の間を抜け、更にガラ
ス管１１を透過して被加工物Ｗの面に照射される。図４
に示すように、上記基部１０Ｃ側で、外部電極１２の一
端には電源ユニットからの接地ケーブル２６が接続さ
れ、該電源ユニットからの電圧の印加が可能にされる。
外部電極１２の材質は、好ましくは銅合金又はステンレ
ス合金である。

【００３３】内部電極１４は、二重管１３の内側に配置
された、両端を開放した円筒状の金属管である。図３に
示すように、内部電極１４の基部１０Ｃ側の一端は、金
属ブロック２７に固定され、先端部１０Ａ側の一端は自
由にされている。内部電極１４への電力の供給は、ガス
管１５を介して達成される。すなわち、電源ユニットに
接続された高圧ケーブル３０は、直接的にはガス管１５
の端部に固定されている（図４）。ガス管１５は、内部
電極１４を固定した金属ブロック２７に固定されている
ので（図４では、接続３１によりこれを示した）、ガス
管１５、金属ブロック２７を介して内部電極１４は、高
圧ケーブル３０に電気的に接続される。内部電極１４の
材質は、好ましくは銅合金又はステンレス合金である。
また、好ましい実施例において、内部電極１４の外径及
び内径は、それぞれ１５ｍｍ及び１３ｍｍであり、二重
管１３との隙間は１ｍｍである。

【００３４】上述したように、二重管１３の内側の空間
Ｓ2は、その内外で、この内部電極１４により２つの領
域Ｓ2a及びＳ2bに分離されている。そして、冷却水導入
口２２は、基部１０Ｃ内の通路２８を介して内側の領域
Ｓ2aに連通され、また冷却水排出口２３は、通路２９を
介して外側の領域Ｓ2bに連通される。更に先端部１０Ａ
内で、上記２つの領域Ｓ2a及びＳ2bは連通されている。
この結果、二重管１３の内側に冷却水の循環経路が形成
される。図４に示すように、冷却水の供給源に接続され
た冷却水チューブ３２からの冷却水は、冷却水導入口２
２から基部１０Ｃ内の通路２８（図３）に導入され、照
射部１０Ｂ間で内部電極１４の内側（領域Ｓ2a）を流
れ、先端部１０Ａに至る。更に、先端部１０Ａで内部電
極１４の外側（領域Ｓ2b）に移り、照射部１０Ｂ間でこ
こを流れて基部１０Ｃに戻る。そして、通路２９（図
３）を通って冷却水排出口２３から冷却水チューブ３３
へ排出される。この流れの過程で内部電極１４が冷却さ
れる。冷却水の流れは、誘電体バリアエキシマランプ１
０による紫外線の照射期間中だけ実施するよう制御する
ことができる。図５には、この循環経路内の冷却水の流
れの様子が明瞭に示されている。

【００３５】次に、図３及び図４に示すように、ガス管
１５は、上記内部電極１４よりも更に細い径で形成され
た、好ましくは銅合金又はステンレス合金の金属管であ
る。図３に示すように、ガス管１５は他の管よりも長く
構成され、その両端は、それぞれ先端部１０Ａ、基部１
０Ｃ内で固定されている。基部１０Ｃ内で、ガス管１５
の端部は、上述のように金属ブロック２７に固定される
と共に、その外側の位置で、通路３４を介してガス導入
口２０に連通しており、これによってガス導入口２０か
らの不活性ガスをガス管１５内に導くことが可能とな
る。一方、ガス管１５は、先端部１０Ａ内で、その内部
に形成された通路３５に連通されている。後述するよう
に、該通路３５を介して二重管１３の外側の空間Ｓ1に
不活性ガスが導かれる。好ましい実施例において、ガス
管１５の外径及び内径は、６ｍｍ及び４ｍｍであり、内
部電極との隙間は３．５ｍｍである。

【００３６】ガラス管１１は、照射部１０Ｂにおける最
も外側に配置される円筒管である。照射部１０Ｂにおい
て、上記外部電極１２、二重管１３、内部電極１４及び
ガス管１５が、このガラス管１１内に収容される。ガラ
ス管１１は、好ましくは合成石英ガラスからなる。

【００３７】二重管１３とガラス管１１との間には所定
の空間Ｓ1が形成され、ここに上記不活性ガスが導かれ
る。該空間Ｓ1は、先端部１０Ａ側で、上記通路３５に
連通され、また基部１０Ｃ側で、ガス排出口２１に続く
通路３６に連通される。この結果、ガス導入口２０、通
路３４、ガス管１５、通路３５、空間Ｓ1、通路３６、
及びガス排出口２１によって、不活性ガスの循環経路が
形成される。図４に示すように、不活性ガスの供給源に
接続されたガスチューブ３７からの窒素やアルゴンなど
の不活性ガスは、ガス導入口２０から基部１０Ｃ内の通
路３４（図３）に導入され、ガス管１５内を流れ、先端
部１０Ａに至る。更に、先端部１０Ａの通路３５から外
側の空間Ｓ1に移り（図３）、照射部１０Ｂ間でここを
流れて基部１０Ｃに戻る。そして、通路３６（図３）を
通ってガス排出口２１からガスチューブ３８へ排出され
る。上記空間Ｓ1を不活性ガスで満たすことによって、
二重管１３からの紫外線は空間Ｓ1で減衰されることな
く、ガラス管１１から外へ照射されることとなる。不活
性ガスの流入は、誘電体バリアエキシマランプ１０によ
る紫外線の照射期間の前後に行い、照射中はこれを停止
するよう制御することができる。図６には、この循環経
路内の不活性ガスの流れの様子が明瞭に示されている。
好ましい実施例でガラス管１１の外径及び内径は、４０
ｍｍ及び３６ｍｍであり、二重管１３とガラス管１１の
隙間は３ｍｍである。

【００３８】図７は、上記誘電体バリアエキシマランプ
１０を組み込んで構成される紫外線照射装置７０の構成
ブロック図である。紫外線照射装置７０は、上記構成の
誘電体バリアエキシマランプ１０、電源ユニット７１、
冷却水供給源７２、不活性ガス供給源７３及び搬送部７
４を備えて構成される。

【００３９】電源ユニット７１は、上記誘電体バリアエ
キシマランプ１０の電極（すなわち、内部電極１４及び
外部電極１２間）に所定電力を供給し、紫外線を発光さ
せるためのものである。電源ユニット７１からの供給電
力のオン・オフ制御は、該電源ユニット内に備えられた
制御部によって行われる。冷却水供給源７２は、上述し
たように、誘電体バリアエキシマランプ１０の二重管１
３内に冷却水を循環的に供給する。冷却水供給源７２か
らの冷却水は、冷却水チューブ３２を介して二重管１３
へ供給され、また二重管１３から排出される。不活性ガ
ス供給源７３は、上記空間Ｓ1に不活性ガスを供給する
ための手段であり、該不活性ガスは上記ガスチューブ３
７を介して供給される。

【００４０】搬送部７４は、ガラス基板などの矩形状の
被加工物Ｗを水平方向に搬送し、上記誘電体バリアエキ
シマランプ１０による紫外光の照射範囲を通過させる機
構である。搬送部７４は、被加工物を安定して載置し、
これと共に移動される図示しない載置台を備える。載置
台の高さ位置は、これに載置される被加工物の上面、す
なわち被加工面と誘電体バリアエキシマランプ１０の底
部との距離が、１０ｍｍ以下、好ましくは５〜２ｍｍの
範囲になるように設定される。

【００４１】上記各構成を備える紫外線照射装置７０
は、安定した雰囲気が維持された図示しない密閉筐体を
備え、その内部において被加工物Ｗを搬送しつつ、上記
誘電体バリアエキシマランプ１０による紫外線の照射を
実現する。なお、上記誘電体バリアエキシマランプ１０
を１つの紫外線照射装置７０内に複数設置することによ
って、その紫外線の照射範囲を広くするよう構成しても
良い。この場合、被加工物を移動せずに筐体内に固定的
に支承する構成を採っても良い。

【００４２】次に、上記紫外線照射装置７０を用いた被
加工物Ｗの洗浄処理の手順について説明する。図示しな
いロボットハンド等を用いて、紫外線照射装置７０の筐
体内に被加工物Ｗを搬入し、搬送部７４の載置台に置
く。任意の固定手段により載置台上に被加工物Ｗを固定
する。被加工物Ｗの設置と並行して、不活性ガス供給源
７３が起動され、不活性ガスが誘電体バリアエキシマラ
ンプ１０内に導かれ、上記二重管１３の外側の空間Ｓ1
はこれで満たされる。処理開始の制御ボタンの押下又は
任意の制御タイミングで、紫外線照射装置７０内の各機
能が起動される。すなわち、電源ユニット７１からの電
力の供給、冷却水供給源７２からの冷却水の供給、及び
搬送部７４による被加工物Ｗの搬送が、略同時に開始さ
れる。これによって、誘電体バリアエキシマランプ１０
は、移動する被加工物Ｗの被加工面に対して紫外線を照
射し、その洗浄を実施する。この間、上記冷却水によっ
て誘電体バリアエキシマランプ１０は冷却される。

【００４３】以上、本発明の一実施形態を図面に沿って
説明した。しかしながら本発明は上記実施形態に示した
事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてその
変更、改良等が可能であることは明らかである。上記実
施形態においては、ガス管１５を介して内部電極１４に
電力を供給するよう構成したが、直接的に内部電極１４
と高圧ケーブル３０を接続するよう構成しても良い。

【００４４】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、外部電極が
外面側に露出しない、小型で、取り扱いの容易な誘電体
バリアエキシマランプを提供することができる。

【００４５】本発明による誘電体バリアエキシマランプ
においては、不活性ガスの必要流量を少なくでき、これ
によって装置のランニングコストを低減することができ
る。

【００４６】本発明によれば、紫外光源と被処理物との
間の距離を最小にすることができ、これによって被処理
物に対する紫外線の照射効率を改善することができる。

【００４７】誘電体バリアエキシマランプ内に不活性ガ
ス又は冷却水の循環経路を備えて構成される本発明にお
いては、これらの供給のための外部機器とのインタフェ
ースを一箇所に集約することができ、その設置の自由度
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る誘電体バリアエキシ
マランプの一部を破断して示す外観斜視図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】図１の誘電体バリアエキシマランプの縦断面図
を示しており、

【図４】図１の誘電体バリアエキシマランプの照射部内
の構成の分解斜視図である。

【図５】誘電体バリアエキシマランプ内における冷却水
の流れを示す図４の対応図である。

【図６】誘電体バリアエキシマランプ内における不活性
ガスの流れを示す図４の対応図である。

【図７】本発明に係る誘電体バリアエキシマランプを組
み込んで構成される紫外線照射装置の構成ブロック図で
ある。

【図８】従来の誘電体バリアエキシマランプ装置の一構
成例を示す図である。

【符号の説明】

Ｇ キセノンガス Ｗ 被加工物 １０ 誘電体バリアエキシマランプ １０Ａ 先端部 １０Ｂ 照射部 １０Ｃ 基部 １１ ガラス管 １２ 外部電極 １３ 二重管 １３ａ 外筒管 １３ｂ 内筒管 １４ 内部電極 １５ ガス管 ２０ ガス導入口 ２１ ガス排出口 ２２ 冷却水導入口 ２３ 冷却水排出口 ２４ 反射板 ２４ａ 取り付け部材 ２５ 樹脂リング ２６ 接地ケーブル ２７ 金属ブロック ２８、２９ 通路 ３０ 高圧ケーブル ３２、３３ 冷却水チューブ ３４〜３６ 通路 ３７、３８ ガスチューブ ７０ 紫外線照射装置 ７１ 電源ユニット ７２ 冷却水供給源 ７３ 不活性ガス供給源 ７４ 搬送部

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内筒管と透光性のある外筒管の間の空間
   に放電用ガスを封入してなる誘電体の二重管と、 上記外筒管の外周面に近接配置された網目状の第１の電
   極と、 上記内筒管の内周面に近接配置された第２の電極と、 上記二重管を、上記第１及び第２の電極と共にその内側
   に収容する透光性のある誘電体の第１の管であって、該
   第１の管と上記外筒管との間の第１の空間に不活性ガス
   を導入可能とするものと、 を備え、上記第１及び第２の電極間に電圧を印加するこ
   とにより紫外線を放射する誘電体バリアエキシマラン
   プ。
2. 【請求項２】 不活性ガスの供給源に接続され、上記第
   １の空間に不活性ガスを導入するためのガス導入口と、 上記第１の空間に導入された不活性ガスを排出するため
   のガス排出口と、 を更に備えた請求項１に記載の誘電体バリアエキシマラ
   ンプ。
3. 【請求項３】 上記第１の空間と上記内筒管の内側の第
   ２の空間を、上記誘電体バリアエキシマランプの第１の
   端側で気体流通可能に連結し、 上記ガス導入口と上記ガス排出口を、上記誘電体バリア
   エキシマランプの第２の端側に配置し、 上記誘電体バリアエキシマランプの第２の端側で、上記
   ガス導入口と上記ガス排出口の何れか一方を上記第１の
   空間に気体流通可能に連結すると共に、その何れか他方
   を上記第２の空間に気体流通可能に連結した請求項２に
   記載の誘電体バリアエキシマランプ。
4. 【請求項４】 上記第２の空間に上記不活性ガスを搬送
   するための第２の管を備え、 該第２の管の一端を上記ガス導入口と上記ガス排出口の
   何れか一方に連結し、 その他方を上記第１の空間に連結した請求項３に記載の
   誘電体バリアエキシマランプ。
5. 【請求項５】 冷却水の供給源に接続され、上記内筒管
   の内側の第２の空間に冷却水を導入するための冷却水導
   入口と、 上記第２の空間に導入された冷却水を排出するための冷
   却水排出口と、を更に備えた請求項１〜４の何れかに記
   載の誘電体バリアエキシマランプ。
6. 【請求項６】 上記冷却水が、上記第２の空間における
   上記第２の管の外側の領域に導入される請求項５に記載
   の誘電体バリアエキシマランプ。
7. 【請求項７】 上記第２の電極が管状のものである請求
   項１〜６の何れかに記載の誘電体バリアエキシマラン
   プ。
8. 【請求項８】 上記管状の第２の電極を、上記内筒管の
   内周面から離間して配置することによって、上記第２の
   空間を上記第２の電極の外側の第１の領域と内側の第２
   の領域に分離し、 上記第１の領域と上記第２の領域を、上記誘電体バリア
   エキシマランプの第１の端側で液体流通可能に連結し、 上記冷却水導入口と上記冷却水排出口を、上記誘電体バ
   リアエキシマランプの第２の端側に配置し、 上記誘電体バリアエキシマランプの第２の端側で、上記
   冷却水導入口と上記冷却水排出口の何れか一方を上記第
   １の領域に液体流通可能に連結すると共に、その何れか
   他方を上記第２の領域に液体流通可能に連結した請求項
   ７に記載の誘電体バリアエキシマランプ。
9. 【請求項９】 上記第１及び第２の電極が、上記誘電体
   バリアエキシマランプの第２の端側で、電圧源に接続さ
   れている請求項３〜８の何れかに記載の誘電体バリアエ
   キシマランプ。
10. 【請求項１０】 上記二重管、上記第１の管、上記第２
    の管及び上記内部電極が円筒管である請求項１〜９の何
    れかに記載の誘電体バリアエキシマランプ。
11. 【請求項１１】 上記内筒管、上記外筒管及び上記第１
    の管が石英ガラスである請求項１〜１０の何れかに記載
    の誘電体バリアエキシマランプ。
12. 【請求項１２】 上記二重管に封入された放電用ガスが
    キセノンガスである請求項１〜１１の何れかに記載の誘
    電体バリアエキシマランプ。
13. 【請求項１３】 上記第１の管の周囲を覆うように配置
    され、該第１の管の外側に照射された紫外線を一側に集
    光させるための反射板を更に備えた請求項１〜１２の何
    れかに記載の誘電体バリアエキシマランプ。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３の何れかに記載の誘電
    体バリアエキシマランプを備えた紫外線照射装置。