광원 장치의 점등 제어 방법 및 광원 장치 document_id A220623112694

UV/03 세정법은, 자외선과 활성 산소종인 오존(03)을 조합한 세정 방법으로서 널리 이용되고, 예를 들면 LCD용 기판이나 반도체 기판의 표면에 자외선을 조사함으로써, 이러한 기판 표면에 부착된 유기 화합물 등의 분자 결합을 절단함으로써, 기판 표면에 부착된 유기 화합물 등의 불순물을 제거하는 것을 목적으로 한다. 근년, 이러한 UV/03 세정법으로 사용하는 광원으로서는, 종래부터 사용되고 있던 파장 185㎚ 및 254㎚의 자외선을 출사하는 저압 수은 램프에 대신하여, 예를 들면 크세논 가스 등을 발광 물질로 함으로써 파장 172㎚의 진공 자외선을 출사하는, 세정 능력이 뛰어난 엑시머 램프가 사용되어 있다. 이러한 엑시머 램프는, 예를 들면 특허 문헌 1 등에 개시된다. 이러한 엑시머 램프를 이용한 광원 장치에서, 신뢰성이 높은 자외광 조사 처리를 실시하기 위해서는 엑시머 램프의 점등 상태를 확인하는 것이 필요하다. 그러나, 주로 방사되는 광이 진공 자외광이므로, 당해 엑시머 램프의 점등 상태는 육안으로 확인할 수 없다. 그 때문에, 엑시머 램프의 점등 상태의 확인 및 점등시에 엑시머 램프로부터 출사되는 광출력을 확인하기 위한 여러 가지의 수법이 제안되고 있다. 엑시머 램프의 점등 상태를 확인하는 수법으로서 예를 들면, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이, 엑시머 램프로부터 방사되는 진공 자외광을 진공 자외광 센서로 검지하는 수법이 알려져 있다. 이 진공 자외광을 검지하는 수법에 의해 엑시머 램프의 점등 상태를 확인하는 엑시머 램프 장치는, 예를 들면 도 11에 나타낸 바와 같이, 케이싱(80)에서의 천장면을 구성하는 냉각 블록(81)에 장착된 상태인 4개의 엑시머 램프(90)를 구비하고, 당해 냉각 블록(81)에는, 각 엑시머 램프(90)의 바로 위 영역에, 관통 구멍인 광 도입 구멍(81A)이 형성되어 있고, 이 광 도입 구멍(81A)의 일단측에 진공 자외광 센서(89)가 설치되어 이루어지는 것이다. 도면에서, 83은 엑시머 램프(90)로부터 방사된 광을 피처리체에 조사하기 위한 광취출창부(光取出窓部)이다. 그렇지만, 진공 자외광을 검출하는 광 센서는, 진공 자외광의 감도가 경시적으로 저하하기 때문에, 사용 시간이 길어짐에 따라, 검지 대상인 엑시머 램프로부터 출사되는 진공 자외광의 정확한 조도 데이터를 얻을 수 없는 것이 밝혀졌다. 예를 들면, 진공 자외광을 검출하는 광 센서를 통산하여 6000시간 사용했을 경우에는, 당해 광 센서의 검출량이 약10% 저하한다. 그 때문에, 광 센서로부터 출력되는 진공 자외광의 조도 데이터에 의거하여 엑시머 램프에 공급하는 전력을 조정했을 경우에는, 엑시머 램프로부터 출사되는 진공 자외광의 조도가 낮다고 판단되고, 엑시머 램프에 대해 과잉 전력이 공급되므로, 엑시머 램프가 단수명이 될 우려가 있었다. 한편, 엑시머 램프는, 예를 들면 통산하여 3000시간 점등했을 경우에, 발광관을 구성하는 석영 유리 등의 열화에 수반하여 출사되는 진공 자외광의 조도가 초기 점등시보다 약70% 저하한다. 이 때문에, 정기적으로 신품과 교환할 필요가 있다. 또한, 진공 자외광을 검출하는 광 센서는 고가이므로, 빈번하게 신품과 교환할 수 없고, 엑시머 램프와 동시에 교환하는 것은 현실적으로 불가능하다. 또, 램프는, 그 외관에서 사용 수명 말기가 되었는지 아닌지를 판단하는 것은 일반적으로 곤란하고, 특히 엑시머 램프는, 발광관을 구성하는 석영 유리 등의 열화에 수반하여 출사되는 진공 자외광의 조도가 저하하므로 외관으로 사용 수명이 되었는지 판단하는 것은 어렵다. 그래서, 개개의 램프에 IC태그를 설치하여 그 IC태그에 램프의 통산 점등 시간 정보를 기억시켜, 통산 점등 시간을 관리하도록 한 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 도 12에, IC태그를 설치한 램프를 탑재한 자외선 조사 장치의 단면도를 나타낸다. 동 도는, 램프의 관축에 평행한 평면에서 절단한 단면도이다. 또한, 동 도에서는 램프로서 엑시머 램프를 이용한 경우를 나타낸다. 동 도에 나타낸 바와 같이, 자외선 조사 장치는, 내부에 불활성 가스를 순환시키는 금속제의 하우징(101)을 가진다. 하우징(101)의 내부에는, 관축이 평행하도록 병렬하여 배치된 복수개의 엑시머 램프(100)가 배치되어 있다. 엑시머 램프(100)를 따라, 엑시머 램프로부터 방사되는 자외선을 피처리물 방향으로 반사하는 통 형상의 반사경(102)이, 각 엑시머 램프(1)에 대응하여 설치된다. 반사경(102)이 설치된 각 엑시머 램프(100)는, 예를 들면 내부를 수냉 파이프가 순환하는 알루미늄제의 냉각 블록(103)에 고정되어 있다. 엑시머 램프(100)는, 진공 자외광을 투과시키는 유전체 재료로 이루어지는 발광관(100a)의 양단에는, 각각 금속박(100e)을 매설한 봉지부(100f)가 형성되고, 발광관(100a)의 내부에, 코일 형상의 내부 전극(100b)이 발광관(100a)의 관축 상에 배치되고, 내부 전극(100b)의 주위가 절연체(100d)로 덮여 있다. 또, 발광관(100a)의 외표면에는 망 형상의 외부 전극(100c)이 배치되어 있다. 각 금속박(100e)에는, 발광관(100a)의 바깥쪽에 돌출하는 외부 리드(100g)가 접속되고, 외부 리드(100g)에는, 고압 급전 케이블(120c)이 접속되고, 그 단부에 고압 급전 단자(120)가 설치되어 있다. 하우징(101)에는 수지제의 커넥터(110)가 장착되고, 그 커넥터(110) 내에 안테나(140)가 설치되어 있다. 또, 고압 급전 케이블(120c)의 단부에 고압 급전 단자(120)가 장착되고 고압 급전 단자(120)의 절연 홀더 내에 IC태그(130)가 설치되어 있다. 상기 커넥터(110)에 고압 급전 단자(120)가 플러그를 꽂음으로써, 내부 전극(100b)과 고주파 점등 전원이 도통한다. 외부 전극(100c)에 대해서는 도시하지 않지만, 마찬가지로 고주파 점등 전원과 도통한다. 도 13은, 상술한 IC태그를 구비한 엑시머 램프를 점등시키기 위한 제어계의 구성예를 나타내는 개념도이다. 엑시머 램프(1)의 전극에 접속된 고압 급전 케이블의 고압 급전 단자(120)는, 상기한 커넥터(110)를 통해 고주파 점등 전원(200)에 접속되고, 고주파 점등 전원(200)으로부터 고압·고주파 전압을 공급함으로써 엑시머 램프(100)는 점등한다. 상기한 바와 같이 커넥터(110)에는 안테나(140)가 설치되어 있고, 안테나(140)는, IC태그에 데이터를 기록하거나 데이터를 읽어내기 위한 리더/라이터(230)에 접속되어 있다. CPU(210)는, 상기 리더/라이터(230)를 제어하고, IC태그에 데이터를 기록하거나 IC태그로부터 데이터를 읽어냄과 더불어, 상기 고주파 점등 전원(200)을 제어하여, 램프(100)의 점등을 제어한다. 도 13에 대해, 점등 제어는 다음과 같이 행하게 된다. 엑시머 램프(100)의 점등 개시 전에, IC태그(130)에 기억되어 있는 전회의 사용시까지의 통산 점등 시간 정보를 안테나(140)를 통해 리더/라이터(230)에 의해 읽어내고, CPU(210)에 접속되어 있는 메모리(220)에 이 정보를 기억시킨다. IC태그(130)에는 개개의 엑시머 램프(100)에 고유한 사용 수명 시간 정보도 기억되어 있고, CPU(210)는 IC태그(130)로부터 읽어내진 통산 점등 시간이 사용 수명 시간을 밑도는지 아닌지를 조사하고, 통산 점등 시간이 사용 수명 시간을 밑도는 경우, CPU(210)로부터 고주파 점등 전원(200)에 대해 점등 신호가 송신된다. 이에 의해, 고주파 점등 전원(200)은, 엑시머 램프(100)에 고압 고주파 전압을 공급하여, 엑시머 램프(100)가 점등한다. 엑시머 램프(100)의 점등 중은 수시, 최신의 점등 시간 정보가 메모리(220)에 기억된 통산 점등 시간에 가산된다. 그리고, 통산 점등 시간이 사용 수명 시간에 도달되면, CPU(210)는, 고주파 점등 전원(200)에 대해 점등 정지 신호를 송신하여, 엑시머 램프(100)를 소등한다. 또, 통산 점등 시간이 사용 수명 시간에 도달하기 전에, 엑시머 램프를 소등시켰을 경우에는, 엑시머 램프의 소등 후에, 메모리(220)에 기억된 통산 점등 시간에 최신의 점등 시간이 가산되고 리더/라이터(230)에 의해, 최신의 통산 점등 시간을 안테나를 통해 IC태그(130)에 기억시킨다. 이상의 제어를 함으로써, 개개의 엑시머 램프에 대해, 엑시머 램프 적산 점등 시간 정보를 효율적으로 관리하는 것이 가능하게 된다. [특허 문헌 1: 특허 제 2789557호 명세서] [특허 문헌 2: 특허 공개 2007-123069 공보)