DE8315211U1

DE8315211U1 - Mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lampe

Info

Publication number: DE8315211U1
Application number: DE19838315211
Authority: DE
Original assignee: Fusion Systems Corp
Current assignee: Fusion Systems Corp
Priority date: 1982-05-24
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1986-11-20
Also published as: JPH0349102A; DE3318795A1; JPH0361282B2

Description

PR&igr;N-z,.&bgr;gisk;e $: partner

IHlItIIII I ItI I '

Patentanwalt* ^,'Busfipean.'Patent Attorneys München Stuttgart

24. Mai 1983

FUSION SYSTEMS CORPORATION

12140 Parklawn Drive

Rockville, Maryland 20852 /V.St.A.

Unser Zeichen: F 949

Mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lampe

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lichtquelle und insbesondere auf eine Lichtquelle, die bei der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Pbotolithographie eingesetzt werden kann. 5

Der Belichtungsschritt bei der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Photolithographie erfordert die Verwendung einer extrem hellen Lichtquelle, die im tiefen UV-Bereich des Spektrums (190 bis 260 nm) eine relativ hohe Ausgangsleistung abgibt. Die derzeit am meisten verwendete Lichtquelle ist die Xenon-Quecksilber-Bogenlampe (Xe-Hg-Bogenlampe), bei der die Strahlung durch eine Bogenentladung erzeugt wird, die zwischen zwei Elektroden in dem Lampengehäuse stattfindet.

Das Hauptproblem bei der Xe-Hg-Lampe und auch bei anderen Bogenlampen, deren Einsatz bei der im tiefen UV-Bereich

Schw/Gl

···· · · * · ■ J Il Il

arbeitenden Photolithographie versucht worden ist, besteht darin, daß ihre spektrale Ausgangsleistung im tiefen UV-Bereich zu niedrig ist. Beispielsweise setzt die Xe-Hg-Lampe weniger als 2% der elektrischen Eingangs·*

g leistung in eine Ausgangsstrahlung im tiefen UV-Bereich um.

Mit Hilfe der Erfindung soll eine mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lichtquelle geschaffen werden,

^q deren Ausgangsstrahlung relativ höhere Spektralkomponenten im tiefen UV-Bereich aufweist, wobei die Strahlung iiiit Leuchtdichtewerten erzeugt werden soll, wie sie beim Einsatz bei der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Photolithographie erforderlich sind. Mit Mikrowellen gespeiste Lichtquellen sind zwar bekannt, doch haben sie typischerweise eine relativ niedrige oder mittlere Leuchtdichte, wobei die Leuchtdichte als Verhältnis vom Ausgangsstrahlungsfluß zur Fläche definiert ist; sie sind daher für die Anwendung in der Photolithographie oder in anderen Anwendungsfällen, in denen eine hohe Leuchtdichte benötigt wird, nicht geeignet. Bisher war keine Lampenkonstruktion bekannt, in der Mikrowellenenergie in ein kleines Lampengehäuse mit hoher Leistungsdichte zur Erzeugung einer hell strahlenden Quelle eingekoppelt wurde.

Somit soll mit Hilfe der Erfindung eine mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lampe geschaffen werden, die sich für die Anwendung bei der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Photolithographie eignet.

Die mit Hilfe der Erfindung zu schaffende elektrodenlose Lampe soll eine relativ hohe spektrale Ausgangsleistung im tiefen UV-Bereich bei relativ hohen Leuchtdichtewerten haben.

Die zu schaffende Lichtquelle soll ferner so ausgestaltet sein, daß die Ankopplung an das das Plasma erzeugende

&igr; ■ · &igr; &igr; &igr; · <

Medium relativ wirksam ist und daß das Verhältnis der reflektierten Leistung zur absorbierten Leistung relativ klein ist.

Die mit Hilfe der Erfindung zu schaffende elektrodenlose Lampe soll ferner bei relativ hohen Leistungsdichten arbeiten können.

Es wird außerdem angestrebt, eine elektrodenlose Lampe zu schaffen, die mit relativ hoher Leuchtdichte strahlt.

Außerdem soll mit Hilfe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen elektrodenloser Lampen geschaffen werden.
15

Die zu schaffende elektrodenlose Lampe soll eine relativ lange Lebensdauer haben.

Es wird außerdem angestrebt, eine elektrodenlose Lampe zu kühlen, ohne daß sie in Wasser eingetaucht werden muß.

Nach der Erfindung werden die obengenannten Ziele durch Schaffung einer mit Mikrowellen gespeisten elektrodenlosen Lampe erreicht, die eine Mikrowellenkammer und eine darin angeordnete, ein Plasma bildendes Medium enthaltende Lampenumhüllung aufweist, deren maximale Abmessung wesentlich kleiner als eine Wellenlänge der verwendeten Mikrowellenenergie ist. Die Kammer weist einen Schlitz zum Koppeln der Mikrowellenenergie zu der Umhüllung auf.

Zur Erzielung der gewünschten Abstrahlung ist das Innere der Kammer mit einem UV-reflektierenden Material beschichtet, und die Kammer ist mit einer Öffnung versehen, die das Austreten der UV-Strahlung zuläßt; die Öffnung ist mit einem metallischen Gitter abgedeckt, das für UV-Strahlung im wesentlichen durchlässig, für Mikrowellen jedoch im wesentlichen undurchlässig ist.

It t I t t

t *

1 I *

i" r ■ &igr;"· !" · f '

!■••Iff I ■·· · ·

J > Cl ■ · · · '

lull · i»l«i ·· ··

Zur Erzielung der gewünschten Kopplung zu der kleinen Lampenumhüllung ist die Kammer so ausgebildet, daß sie bei einer einzigen Wellenlänge der Mikrowellenenergie nahe bei der Resonanz liegt. Das in der Lampenumhüllung befindliche plasmabildende Medium ist Quecksilber, das bei einem relativ niedrigen Druck in der Größenordnung einer Atmosphäre vorhanden ist. Wenn die Kopplung zur Lampenumhüllung mit einer Leistungsdichte von wenigstens 250 bis 300 W/cm³ erfolgt, ergibt sich eine geringe Oberflächenschichttiefe, so daß der größte Teil der Entladung an den radial äußeren Bereichen der Lampenumhüllung statt findet, was zu einer relativ starken Abstrahlung im tiefen UV-Bereich bei einem relativ hohen Leuchtdichtewert führt.

Die sich ergebende elektrodenlose Lichtquelle ist für die Verwendung in der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Photolithographie geeignet, und sie ist den für diesen Anwendungszweck vorhanden Lichtquellen überlegen. Die erfindungsgemäße Lichtquelle setzt in der bevorzugten Ausführungsform etwa 8% der ihr zugeführten elektrischen Energie in eine Abstrahlung im tiefen UV-Bereich des Spektrums bei den erforderlichen Leuchtdichtewerten um, was im Gegensatz zu der bei den meisten bisher bekannten kompakten Bogenlampenquellen vorliegenden 2%igen Umsetzung steht.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein besonderes Kühlverfahren angewendet, das die Kopplung höherer Leistungsdichten und die Erzielung höherer Leuchtdichtewerte ohne überhitzung ermöglicht und außerdem eine relativ lange Lampenlebensdauer ergibt. Bei diesem Verfahren wird die Lampenumhüllung gedreht, während ein oder mehrere Kühlgasströme auf sie gerichtet werden. Wenn sich die Lampenumhüllung dreht, gelangen benachbarte Oberflächenbereiche nacheinander in den direkten Weg des oder der Kühlgasströme, was zur Folge hat, daß die

■ I · ■·■·■·

&igr; &igr; &igr; &igr; · I

■ ■ · I ■ I I !

gesamte Oberfläche angemessen gekühlt wird. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung dieses Verfahrens die mittlere Oberflächentemperatur einer zylindrischen Umhüllung von der bei Anwendung einer konventionellen Kühlung vorherrsehenden Temperatur von 850⁰C auf etwa 650⁰C abgesenkt werden konnte.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:
10

Fig. 1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform der &Egr;&khgr;-findung und

Fig, 3 eine Darstellung einer Ausführungsform des nach der Erfindung angewendeten Kühlsystems.

in Fig. 1 ist eine mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lampe 2 dargestellt; sie enthält eine Kammer 4 und eine Lampenumhüllung 6, die in der Kammer angeordnet ist. Die Lampenumhüllung 6 weist eine Maximalabmessung auf, die wesentlich kleiner als eine Wellenlänge der angewendeten Mikrowellenenergie ist. In der Kammer 4 ist ein Schlitz 8 angebracht, durch den die Mikrowellenenergie wirksam zur Lampenumhüllung gekoppelt werden kann. Die Mirkowellenenergie wird von einem Magnetron 10 geliefert, das von einem Stromversorgungsgerät 12 gespeist wird.

^O Die vom Magnetron erzeugte Mikrowellenenergie wird über einen Rechteckwellenleiterabschnitt 14, der mittels einer Abstimmblindleitung 16 abstimmbar ist, dem Schlitz 8 in der Mikrowellenkammer zugeführt.

Es ist beabsichtigt, daß die Lampe eine ÜV-Abstrahlung hat, deren Form nicht von mikrowellenbedingten Konstruktionsüberlegungen bestimmt wird. Die Kammer 4 hat deshalb

II·· · ·

,. i ti rrcl

eine Form, wie sie vom optischen Standpunkt aus erwünscht ist. Das Innere der Kammer ist mit einem UV-reflektierenden Material beschichtet. Die Kammer weist eine öffnung 18 auf, damit die von der Lampenumhüllung abgestrahlte UV-Strahlung die Kammer verlassen kann. Die Öffnung ist mit einem Metallgitter 20 bedeckt, das für die UV-Strahlung im wesentlichen durchlässig, für die in der Kammer vorhandene Mikrowellenenergie jedoch im wesentlichen undurchlässig ist.

Zum wirksamen Koppeln der Mikrowellenenergie zur Lampenumhüllung ist gemäß einem Merkmal der Erfindung die Kammer so ausgebildet, daß sie nahe bei der Resonanz, jedoch nicht direkt bei der Resonanz arbeitet, die für eine ideale Kammer ohne Anwesenheit einer Lampe berechnet wird. Es hat sich gezeigt, daß die Bedingung der nahen Resonanz eine maximale Ankopplung an die kleine Lampenumhüllung 6.und somit eine maximale Lichtabstrahlung ergibt. Um die Kopplung möglichst groß zu machen, wird die Kammer bei einer einzigen Wellenlänge und nicht bei mehreren Wellenlängen nahe der Resonanz betrieben, was gewährleistet, daß die Mikrowellenenergie wirksam absorbiert wird.

in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Lampenumhüllung 6 ebenso wie die Mikrowellenkammer 4 kugelförmig ausgebildet, und die Lampenumhüllung befindet sich in der Mitte der Kammer. Die relative Lage des Schlitzes 8 und der öffnung von Fig. 4 ergeben eine relativ gleichmäßige UV-Abstrahlung durch das Gitter 20. Dies ist sehr wichtig, da die UV-Photolithographie und auch andere Anwendungsfälle eine gleichmäßige Bestrahlung erfordern.

Zur Erzielung der Leuchtdichtewerte, die in der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Photolithographie erforderlich sind, muß eine wesentlich höhere Kopplung an

II· «I tilt ·· · c

It· I · t · ·

la· &iacgr; i [et ··

I ·····< t II· ·

ICtI · Il CCf « · &igr;

— 7 —

die Lampenumhüllung 6 als mit herkömmlichen Leistungsdichtewerten erreicht werden. Gleichzeitig ist es erwünscht? eine relativ höhe Ausgangsstrahlung im tiefen ÜV-Bereich des Spektrums zu erzielen; es hat sich gezeigt, daß es zur Erreichung dieses Ziels wünschenswert ist, daß die Strahlung von den radial äußeren Bereichen der Lampenümhüllung 6 und nicht von deren innerem abgegeben wird. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß eine vom Inneren der Lampenumhüllung ausgehende Abstrahlung die Tendenz hat, vom Plasma wieder absorbiert zu werden, bevor sie die Wand der Umhüllung erreicht; außerdem wird angenommen, daß Wellenlängen im tiefen UV-Bereich bevorzugt absorbiert werden.

Um eine UV-Strahlungsabgabe an den radial äußeren Bereichen zu erzielen, muß die Oberflächenschichttiefe des Plasmas relativ dünn gemacht werden. Wenn die Oberflächenschichttief e jedoch dünner wird, wird es imitier schwieriger, Energie in das Plasma zu koppeln. Wie sich gezeigt hat, wird eine verbesserte Abstrahlung im tiefen UV-Bereich mit dem erforderlichen Leuchtdichtewert erhalten, wenn der Druck des das Plasma bildenden Mediums, das im Falle der bevorzugten Ausführungsform Quecksilber ist, auf einem relativ niedrigen Wert gehalten wird, der im Betriebsbereich von 1 bis 2 Atmoshären liegt, und wenn die Mikrowellenankopplung mit einer Leistungsdichte von mehr als 300 W/cm³ erfolgt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die aus Metall bestehende Kammer eine Kugel mit einem Durchmesser von 9,9 cm, die eine kreisförmige öffnung 18 aufweist, deren Durchmesser 7,1 cm beträgt und die mit dem Gitter 20 bedeckt ist. Das Gitter 20 besteht aus Drähten mit einem Durchmesser von 0,043 mm, die in einem Mittenabstand von 0,83 mm angeordnet sind. Die kugelförmige Lampenumhüllung 6 hat einen Innendurchmeser von 1,9 cm, und sie ist mit Hg, einem

-&dgr;-Edelgas Wie Argon und HgCl gefüllt. Die Quecksilberfüllung steht unter einem relativ niedrigen Druck; während des Betriebs beträgt der Druck etwa 1 bis 2 Atmosphären * während der Druck des Argons etwa 133 bis 266 mbar beträgt. Zur Erzielung des geeigneten Betriebsdrucks für das Quecksilber wird in die Lampe während der Herstellung 2 &khgr; 10 ml flüssiges Quecksilber eingefüllt.

Das Magnetron 10 gibt eine Mikrowellenleistüng von etwa 1500 W bei einer Frequenz von 2450 MHz ab. Der größte - Teil dieser Leistung wird zu dem Plasma gekoppelt, was eine Leistungsdichte von etwa 500 W/cm³ ergibt. Die sich ergebende Lichtquelle hat einen Umsetzungswirkungsgrad im tiefen UV-Teil des Spektrums von etwa 8%; sie ist eine hell strahlende Quelle/ die etwa mit 190 W/cm³ abstrahlt. Die Quelle ist außerdem äußerst wirksam/ da der größte Teil der in den Kopplungsschlitz eintretenden Leistung absorbiert wird, während nur ein kleiner Teil reflektiert wird, was zu einer langen Lebensdauer des Magnetrons führt.

Die bevorzugte Ausführungsform ist zwar mit einer kugelförmigen Lampenumhüllung und einer kugelförmigen Kammer beschrieben worden, doch können auch andere Formen für die Umhüllung und die Kammer angewendet werden. Beispielsweise zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der eine kugelförmige Lampenumhüllung und eine zylindrische Kammer angewendet werden. Die Kammer 30 von Fig. 2 weist einen Mikrowellenkopplungsschlitz 32 und eine von einem Gitter bedeckte Öffnung 34 auf, durch die an einer dem Schlitz 32 an der zylindrischen Oberfläche gegenüberliegenden Stelle Ultraviolettstrahlung austreten kann. Die Lampenumhüllung 38 ist in der geometrischen Mitte des Zylinders angebracht, der so dimensioniert ist, daß er sich bei einer einzigen Wellenlänge nahe der Resonanz befindet. Es sind auch zahlreiche andere Umhüllungsformen möglich; Beispiele für andere Kammerformen sind Ellipsoide,

-&Ogr;&Igr; Hyperboloide, Paraboloide und einspringende Kugeln. Die Mikrowellenkammer könnte auch mit mehr als einem Kopplungsschlitz versehen sein.

Die hohe Leistungsdichte, mit der die Lampenumhüllung betrieben wird, hat zur Folge, daß die Oberfläche der aus Quarz bestehenden Umhüllung extrem heiß wird; wenn keine ausreichende Kühlung vorgesehen wird, führt dies zum Schmelzen und Brechen der Umhüllung. Das herkömmliche Verfahren zum Kühlen elektrodenloser Lampen besteht darin, Luft über die ortsfeste Lampenumhüllung zu blasen oder zu saugen; im herkömmlichen Zwangsluftsystem, das in der US-PS 4 042 850 beschrieben ist, wird Luft aus einem Kompressor in die Lampenkammer und über die Lampenumhüllung geblasen, während in einem Unterdrucksystem Luft aus der Kammer über die Lampenumhüllung gesaugt wird. Die Grenzen des herkömmlichen Kühlsystems sind in der JA-OS 55-154097 von Yoshio Yasaki beschrieben, wo angegeben ist, daß eine Leistungsdichte von 100 W/cm³ eine Grenze bei Anwendung der Zwangsluftkühlung darstellt, da höhere Leistungsdichten zu einem Brechen der Lampenumhüllung führen; zur Erzielung einer mit höherer Leuchtdichte strahlenden Quelle wird ein System vorgeschlagen, bei dem Sie Lampenumhüllung während des Betriebs in Wasser eingetaucht ist.

Nach der Erfindung wird die Lampenumhüllung um eine durch sie hindurchgehende Achse gedreht, während einer oder mehrere Kühlgasströme gegen sie gerichtet werden. Da die

so Lampenumhüllung gedreht wird, treten benachbarte Ober-

flächenbereiche nacheinander direkt in die Bahn des oder

j der Kühlgasströme ein, so daß sie eine maximale Kühlwir-

' kung durch die Ströme erfahren, was dazu führt, daß die

j gesamte Oberfläche angemessen gekühlt wird. Dadurch er-

gibt sich eine beträchtliche Verbesserung gegenüber dem bekannten System,bei dem ein Kühlgasstrom gegen eine stationäre Lampe gerichtet wird.

Nach Fig* 1 ist ein Motor 23 vorgesehen, der den Stab der Lampenumhüllung dreht» Die Motorwelle oder eine Verlängerung der Motorwelle verläuft durch eine Öffnung in der Kammer, die wirksam abgedichtet ist, damit keine 6 Mikrowellenenergie entweichen kann.

Das Gitter 20 ist unter Verwendung von dem Fachmann bekannten mechanischen Mitteln an der Kamineröffnung befestigt; in Fig. 1 ist das Gitter mit einer Gitterbefestigungsplatte 37 verschweißt, die an der Kammer befestigt ist.

Zum Verbinden des Motors mit dem £>tab 29 sind dem Fachmann zahlreiche mechanische Mittel bekannt. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist an der Kammeröffnung ein mit einem Dichtungsring 26 versehener Flansch 21 angebracht, der beispielsweise dadurch festgehalten ist, daß er an einem Ende an der Gitterhalteplatte 37 befestigt ist, wobei er einen öder mehrere Stäbe 60 am anderen Ende trägt, die längs der Kammer verlaufen. Der Stab 29 weist an einem Ende einen Klemmring 61 auf. der in einem zylindrischen Kopplungsstück 27 iurch Verkleben befestigt ist, während die Motorwelle 28 beispielsweise mittels eines Gewindestifts am anderen Ende des Kopplungsstücks befestigt ist. Der Stab 29 wirkt daher wiv» eine Verlängerung der Motorwelle 23. Der Motor ist an einem Flansch 24 befestigt, der seinerseits mit Hilfe von Haltepfosten 22 am Flansch 21 befestigt ist. Es ist eine Feder 25 vorgesehen, die durch Verschrauben einstellbar ist, damit die Lampenumhüllung 6 an der gewünschten Stelle positioniert werden kann.

In Fig. 3 ist ein Schnitt dargestellt, der senkrecht zur Längsachse des Stabs 29 durch die Mitte der Kammer 4 von ^ Fig. 1 verläuft; der Schnitt zeigt die Anordnung der Kühldüsen in der speziell dargestellten Ausführungsform. Die Düsen 40, 42, 44 und 46, die die Enden von Leitungen 50, 52 und 54 darstellen, sind hinter öffnungen in der

• « 1 · I .

< · · · itci

( < t I

fill

- 11 -

Kammer 4 angeordnet, so daß ein Entweichen von Mikrowellenei?ergie verhindert wird; sie sind ungefähr gegen die Mitte der Kammer gerichtet. Es ist eine Druckluftquelle 38 vorgesehen; unter Druck stehende Luft wird durch die Leitungen gefördert und durch die jeweiligen Düsen gegen die sich drehende Lampenumhüllung 6 ausgestoßen. Zur Erläuterung ist zwar von Druckluft gesprochen worden, doch können auch andere Kühlgase wie Stickstoff oder Helium angewendet werden.

Wenn sich die Lampenumhüllung dreht, werden benachbarte Oberflächenbereiche direkt von den Kühlgasströmen getroffen, so daß die gesamte Oberfläche angemessen gekühlt wird. Falls es zweckmäßig erscheint, können auch weniger oder mehr als vier Düsen benutzt werden. In der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform, bei der eine kugelförmige Lampenumhüllung mit einem Durchmesser von 1,9 cm verwendet wird, sind alle Düsen in einer durch die Mitte der Kugel laufenden Ebene angeordnet, da festgestellt wurde,

2G daß sich bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung in dieser Ebene heiße Stellen bilden. Bei Verwendung einer kugelförmigen Umhüllung mit einem Durchmesser von 2,5 cm erwies es sich als notwendig, den Oberflächenbereich 70 und den in der Darstellung von Fig. 3 diesem Bereich diametral gegenüberliegenden Bereich stärker zu kühlen. Die Düse 40 wurde daher geringfügig zu einer Seite der Kammermittelebene hin versetzt, während die Düse 42 zur anderen Seite hin versetzt wurde; die gleiche Versetzung

wurde auch an den Düsen 44 und 46 vorgenommen. 30

Es sind somit verschiedene Strukturen für mikrowellengespeiste elektrodenlose Lampen beschrieben worden, die wirkungsvoll hell abstrahlende Lichtquellen bilden, deren Strahlung einen großen Anteil im tiefen UV-Bereich hat. Die Erfindung ist zwar im Zusammenhang mit der Anwendung in der im tiefen UV-Bereich arbeitenden Photolithographie beschrieben worden, doch ist erkennbar, daß

• · IMl I Uli

• · (Iff

• · t ( t t t

um ····

Ji

Oll · ti [ I I I I I · t It ·

oG · &igr; t «

- 12 -

sie auch überall dort angewendet werden kann, wo eine hell strahlende Quelle benötigt wird, da die Füllung so verändert werden kann, daß der tiefe UV-Bereich abgeschwächt und der UV-Bereich oder der sichtbare Bereich gestärkt wird. Das Kühlsystem kann auch zum Kühlen von Lampen verwendet werden, die eine von der kugelförmigen Gestalt abweichende Form haben.

(Ml * *

Claims

PRINZ, LEISER, BUKKß &

Patentanwälte · European !Pa'teYif JVttftonefs' J

Emsbergerstraße 19 · 8000 München 60

3. März 1986

FUSION SYSTEMS CORPORATION

Unser Zeichen: F 949x

Schutzansprüche

1. Mit Mikrowellen gespeiste elektrodenlose Lampe, die mit beträchtlicher Leuchtdichte strahlt, gekennzeichnet durch eine Mikrowellenkammer mit einem Schlitz zum Einführen von Mikrowellenenergie mit einer bestimmten Frequenz in die Kammer, einer in der Kammer angebrachten Umhüllung, die ein quecksilberhaltiges Gasmedium enthält, wobei die Umhüllung eine Maximalabmessung hat, die wesentlich kleiner als eine Wellenlänge der Mikrowellenenergie ist, daß die Kammer eine öffnung für den Durchtritt der von der Umhüllung abgegebenen Strahlung aufweist und daß die öffnung mit einem Gitter bedeckt ist.

2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die j Mikrowellenkammer ohne die Umhüllung ein nahe bei einer Resonanz betriebener Hohlraum ist.

3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenkammer bei einer einzigen Wellenlänge der Mikrowellenenergie nahe der Resonanz liegt.

Mti I I I

HD/Gl

&Ggr;·· »I fill I) Ii

• « im &igr; &igr; ■ · · &igr; JIi

·· · ·· '· JJ 3J

4. Lampe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Mikrowellengenerator und eine Mikrowellen-Koppelvorrichtung, die zwischen dem Mikrowellengenerator und dem Schlitz angeordnet ist.

5. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Medium enthaltende Umhüllung kugelförmig ist.

6. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenkammer im wesentlichen kugelförmig ist.

7. Lampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenkammer im wesentlichen kugelförmig ist.

8. Lampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung in der Mitte der kugelförmigen Kammer angeordnet ist.

9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz und die Öffnung, die die Strahlung austreten läßt, um 90° gegeneinander versetzt an der kugelförmigen Kammer angebracht sind.

10. Lampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da£ die Kammer zylindrisch geformt ist, wobei der Radius des Zylinders so dimensioniert ist, daß er einen nahe bei der Resonanz liegenden Betrieb ermöglicht.

11. Lampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung bei der geometrischen Mitte der zylindrischen Kammer angeordnet ist.

12. Lampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz und die Öffnung, die die Strahlung austreten läßt, an der gekrümmten Wand der zylindrischen Kammer diametral gegenüber angeordnet sind, wobei die Umhüllung dazwischen liegt.

i ■ ·· · M tit

13. Lampe nach Anspruch 1, die mit einem großen Anteil im tiefen UV-Bereich abstrahlt* dadurch gekennzeichnet _f daß die Umhüllung Quecksilber enthält/ das während des Betriebs einen Druck von etwa 1 bis 2 Atmosphären hat/ und daß die Mikrowellenankopplung an die Umhüllung mit einer Leistungsdichte von über 250 W/cm³·erfolgt/ wodurch eine Oberflachenschichttiefe auftritt, die kleiner als der halbe Radius der Umhüllung ist, so daß die Strahlung im tiefen UV-Bereich von radial äußeren Abschnitten der Umhüllung abgestrahlt wird.

14. Lampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche mit einer Druckgasquelie verbundene Kühldüsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenumhüllung um ihre eigene Achse drehbar ist und daß die Kühldüsen auf die rotierende Lampenumhüllung gerichtet sind.

15. Lampe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse durch die Mitte der Umhüllung verläuft.

16. Lampe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühldüsen etwa gegen die Mitte der Umhüllung gerichtet sind.

17. Lampe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrodenlose Lampe eine mit einem durch Mikrowellen erzeugten Plasma arbeitende Lampe ist.

18. Lampe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenumhüllung in einer leitenden Kammer angeordnet ist und daß Austrittsdüsen für das Kühlgas an öffnungen der Kammer angeordnet sind.

19. Lampe nach Anspruch 18, bei welcher die Anwesenheit des Plasmas in der Umhüllung während des Betriebs zur Entstehung einer oder mehrerer heißer Stellen an der

III ro ce

ill ( » e

i**i ' * t &igr;

t title lit

I · I ': 0 I I

Umhüllung führt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Düsen gegen einen Bereich gerichtet ist, an dem die heiße Stelle bzw. die heißen Stellen während der Drehung der Umhüllung entstehen.

20. Lampe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung um eine durch den Schlitz der kugelförmigen Mikrowellenkammer führende Achse drehbar ist und daß wenigstens eine der Düsen in einer senkrecht zu der Achse und durch die Mitte der Umhüllung führenden Ebene angeordnet ist.

21. Lampe nach Anspruch 20/ dadurch gekennzeichnet,

daß vier Düsen in der Ebene und im Abstand voneinander an der kugelförmigen Mikrowellenkammer angeordnet sind.

22. Lampe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine Öffnung aufweist, durch die UV-Strahlung, die von der Umhüllung abgegeben wird, austreten kann, und daß die Ebene durch die Mitte der Öffnung verläuft.

23. Lampe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

daß zum Drehen der Umhüllung ein Elektromotor vorgesehen ist.

24. Lampe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stab mit seinem einen Ende an der Welle des Elektromotors und mit dem anderen Ende an der Lampenumhüllung befestigt ist.

25. Lampe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle von dem Kopplungsschlitz aus direkt quer durch die kugelförmige Mikrowellenkammer verläuft.