JP2003195000A - Light source device for excimer lamp and method for manufacturing it - Google Patents
Light source device for excimer lamp and method for manufacturing itInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、エキシマランプ
光源装置とその製造方法に関し、特に、光源装置の紫外
線透過窓部材に関し、さらに、紫外線透過窓部材が大型
である場合に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excimer lamp light source device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an ultraviolet light transmitting window member of the light source device, and further to a case where the ultraviolet light transmitting window member is large.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この発明に関連するエキシマランプ光源
装置としては、例えば、特開平９−３０２３２６号があ
り、そこには、ランプ室と処理室を紫外線透過窓部材に
より区画した光源装置が記載される。図１にこのような
光源装置を使った処理装置の概略構成を示す。処理装置
１０は光源装置としてのランプ室Ｒと処理室Ｔより構成
され、その間を例えば石英ガラスからなる紫外線透過窓
部材１１で区画されている。ランプ室Ｒには、エキシマ
ランプ２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が金属ブロック
２１の溝に配置され、この金属ブロック２１には冷却水
を流す冷却水用貫通孔２２（２２ａ、２２ｂ）が設けら
れている。このランプ室Ｒには不活性ガスが充填され、
不活性ガスを流すための導入口２３ａと排出口２３ｂが
設けられている。処理室Ｔには、エキシマランプ２０か
ら放射される紫外線を受ける被処理物１が保持台３１に
載置されている。処理室Ｔにも内部空間に処理用ガスを
導入するための導入口３２が設けられている。紫外線透
過窓部材１１はランプ室Ｒに装着される。2. Description of the Related Art As an excimer lamp light source device related to the present invention, there is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-302326, which describes a light source device in which a lamp chamber and a processing chamber are divided by an ultraviolet transmitting window member. It FIG. 1 shows a schematic configuration of a processing apparatus using such a light source device. The processing device 10 includes a lamp chamber R as a light source device and a processing chamber T, and the space between them is divided by an ultraviolet ray transmitting window member 11 made of, for example, quartz glass. In the lamp chamber R, an excimer lamp 20 (20a, 20b, 20c) is arranged in a groove of a metal block 21, and the metal block 21 is provided with a cooling water through hole 22 (22a, 22b) through which cooling water flows. ing. The lamp chamber R is filled with an inert gas,
An inlet port 23a and an outlet port 23b for flowing an inert gas are provided. In the processing chamber T, the object 1 to be processed which receives the ultraviolet rays emitted from the excimer lamp 20 is placed on the holding table 31. The processing chamber T is also provided with an inlet 32 for introducing the processing gas into the internal space. The ultraviolet ray transmitting window member 11 is mounted in the lamp chamber R.
【０００３】また、エキシマランプ２０は、例えば、特
開平２−７３５３号に開示されており、そこには、放電
容器にエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填し、誘
電体バリア放電（別名オゾナイザ放電あるいは無声放
電。電気学会発行改定新版「放電ハンドブック」平成１
年６月再版７刷発行第２６３ページ参照）によってエキ
シマ分子を形成せしめ、このエキシマ分子から放射され
る光を取り出す放射器、すなわちエキシマランプ（誘電
体バリア放電ランプともいう）について記載されてい
る。また、ドイツ特許公開公報ＤＥ４０２２２７９Ａ１
にはＭＨｚという単位で点灯させるエキシマランプが開
示されている。そして、放電容器の形状は円筒状であ
り、放電容器の少なくとも一部は誘電体バリア放電を行
う誘電体を兼ねており、この誘電体の少なくとも一部は
エキシマ分子から放射される真空紫外光（波長２００ｎ
ｍ以下の光）に対して透光性であることが開示される。
さらに、放電容器の外面には一方の電極として網状電極
が設けられたエキシマランプが記載されている。このよ
うなエキシマランプは、従来の低圧水銀放電ランプや高
圧アーク放電ランプにはない種々の特長、例えば、単一
の波長の真空紫外光を強く放射するなどを有している。The excimer lamp 20 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-7353, in which a discharge vessel is filled with a discharge gas for forming excimer molecules, and a dielectric barrier discharge (also called an ozonizer). Discharge or silent discharge Revised new edition "Discharge Handbook" published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, Heisei 1
June issue, Reprint 7th edition, page 263), an excimer lamp (also referred to as a dielectric barrier discharge lamp) is described, which forms an excimer molecule and takes out light emitted from the excimer molecule. Also, German Patent Publication DE 4022279A1
Discloses an excimer lamp that is turned on in units of MHz. The shape of the discharge container is cylindrical, and at least a part of the discharge container also serves as a dielectric for performing a dielectric barrier discharge, and at least a part of this dielectric is vacuum ultraviolet light emitted from excimer molecules ( Wavelength 200n
It is disclosed that it is transparent to light of m or less).
Further, an excimer lamp in which a mesh electrode is provided as one electrode on the outer surface of the discharge vessel is described. Such an excimer lamp has various features not found in conventional low-pressure mercury discharge lamps and high-pressure arc discharge lamps, such as strong emission of vacuum ultraviolet light of a single wavelength.
【０００４】図１に示す紫外線処理装置では、エキシマ
ランプから放射される真空紫外光、例えば、波長１７２
ｎｍの光によって被処理物１の表面の乾式洗浄、表面酸
化処理、表面改質処理、光ＣＶＤ処理などをすることが
できる。In the ultraviolet treatment apparatus shown in FIG. 1, vacuum ultraviolet light emitted from an excimer lamp, for example, a wavelength 172.
The surface of the object 1 to be processed can be subjected to dry cleaning, surface oxidation treatment, surface modification treatment, photo-CVD treatment, etc. by the light of nm.
【０００５】ここで、紫外線透過窓部材は不可欠であ
る。その理由は、第一に、エキシマランプは放電容器の
外面に電極を配置するという特殊な構造を有しており、
電極の微小成分が蒸発して被処理物へ付着することを防
止するためである。第二に、エキシマランプから放射さ
れる真空紫外光が酸素にきわめて高い確率で吸収されて
しまうため、酸素が混在しないランプ室空間を構成する
ことが好ましく、また、放電容器の形状が断面円形であ
る場合には、放電容器の外周面において被処理物への直
線距離が異なるため、被処理物へ到達する紫外線の光量
のバラツキを防止すると言う意味でも紫外線透過部材、
特に偏平な透過部材を設けることに大きな意味を有して
いる。このような技術については、例えば、特開平８−
１２４５４０号に開示されている。Here, the ultraviolet ray transmitting window member is indispensable. The reason is that, firstly, the excimer lamp has a special structure in which electrodes are arranged on the outer surface of the discharge vessel,
This is to prevent minute components of the electrode from evaporating and adhering to the object to be treated. Second, since the vacuum ultraviolet light emitted from the excimer lamp is absorbed by oxygen with a very high probability, it is preferable to configure a lamp chamber space in which oxygen is not mixed, and the shape of the discharge vessel is circular in cross section. In some cases, since the linear distance to the object to be processed is different on the outer peripheral surface of the discharge vessel, the ultraviolet ray transmitting member also means that variation in the amount of ultraviolet light reaching the object to be treated is prevented.
In particular, providing a flat transparent member has great significance. Regarding such a technique, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-
No. 124540.
【０００６】ところが、この窓部材は被処理物の大面積
化に伴い、大型化が求められている。これは、透過窓の
サイズは被処理物のサイズより大きくする必要があり、
また、被処理物に対する視野角の確保という意味におい
ても当該出射窓のサイズは大きなものになってしまうか
らである。数値例をあげると、窓部材寸法は一辺が１ｍ
以上であり、大型で一枚板のものを使わなければならな
かった。However, the window member is required to have a large size as the area of the object to be processed becomes large. This means that the size of the transparent window must be larger than the size of the object to be processed,
In addition, the size of the exit window becomes large in terms of ensuring a viewing angle with respect to the object to be processed. To give a numerical example, the size of the window member is 1 m on each side.
That was all, and I had to use a large, one-piece board.
【０００７】一方、特開平１０−２８２３３９号には、
短波長の紫外線（２６０ｎｍ以下の紫外線）を照射光と
する物質の接着、接合に関する技術として、光源から直
線偏向を取り出す偏向子について、紫外線を石英ガラス
と石英ガラス間に塗布したアルコキシドに照射させて、
このアルコキシドの塗膜を固化させ、接着層であるＳｉ
Ｏ２を形成する技術が知られている。本発明は、このよ
うな公知技術に基づいて、前記エキシマランプ光源装置
における新たな課題を解決することを目的とする。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-822339 discloses that
As a technique for adhering and joining substances that use short-wavelength ultraviolet light (ultraviolet light of 260 nm or less) as irradiation light, for a deflector that extracts linear deflection from a light source, irradiate ultraviolet light on an alkoxide coated between quartz glass. ,
The coating film of this alkoxide is solidified to form the adhesive layer Si.
Techniques for forming O2 are known. An object of the present invention is to solve a new problem in the excimer lamp light source device based on such a known technique.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、ランプ室と処理室を紫外線透過部材で区
画したエキシマランプ光源装置において、被処理物の大
面積化に対応すべく、新規な構造、およびその製造方法
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is to provide a new excimer lamp light source device in which a lamp chamber and a processing chamber are partitioned by an ultraviolet transmitting member, in order to cope with a large area of the object to be processed. To provide a simple structure and a manufacturing method thereof.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明に係るエキシマランプ光源装置の製造方法
は、紫外線を放射するエキシマランプと、このエキシマ
ランプを取り囲み一部に紫外線透過窓部材を有するケー
シングから構成されるエキシマランプ光源装置の製造方
法において、複数枚の紫外線透過板状部材の接合部分に
アルコキシドを塗布して、この複数枚の紫外線透過板状
部材を前記ケーシングの開口部分に組み込み、その後、
エキシマランプの放射光を前記アルコキシドに照射させ
て、これにより前記紫外線透過板状部材同士を光接合さ
せて前記紫外線透過窓部材を生成することを特徴とす
る。In order to solve the above problems, an excimer lamp light source device manufacturing method according to the present invention is directed to an excimer lamp which emits ultraviolet rays, and an ultraviolet ray transmitting window member surrounding a part of the excimer lamp. In a method of manufacturing an excimer lamp light source device comprising a casing having a, an alkoxide is applied to a joint portion of a plurality of ultraviolet ray transmitting plate-like members, and the plurality of ultraviolet ray transmitting plate-like members are provided in an opening portion of the casing. Embedded, then
It is characterized in that the alkoxide is irradiated with the emitted light of an excimer lamp, whereby the ultraviolet ray transmitting plate-like members are optically joined to each other to form the ultraviolet ray transmitting window member.
【００１０】さらに、前記紫外線透過板状部材へのアル
コシキドの塗布は、当該複数枚の紫外線透過板状部材を
前記ケーシングの開口部分に組み込む前に行なうのでは
なく、当該複数枚の紫外線透過板状部材を前記ケーシン
グの開口部分に組み込んだ後に行なうことを特徴とす
る。さらに、前記エキシマランプの初期試験点灯は、波
長１７２ｎｍにピークを有する光を放射することを特徴
とする。さらに、前記紫外線透過板状部材同士の接合部
分にアルコキシドを塗布する工程の前に、当該接合部分
に対して、エキシマランプからの放射光を照射させるこ
とを特徴とする。Further, the application of alkoxide to the ultraviolet ray transmitting plate-like members is not performed before the plural ultraviolet ray transmitting plate-like members are incorporated into the opening portion of the casing, but is applied to the ultraviolet ray transmitting plate-like members. It is characterized in that it is carried out after the member is assembled in the opening portion of the casing. Furthermore, the initial test lighting of the excimer lamp is characterized in that light having a peak at a wavelength of 172 nm is emitted. Further, before the step of applying the alkoxide to the joint between the ultraviolet transmitting plate-shaped members, the joint is irradiated with light emitted from an excimer lamp.
【００１１】また、この発明に係るエキシマランプ光源
装置は、紫外線を放射するエキシマランプと、このエキ
シマランプを取り囲み一部に紫外線透過窓部材を有する
ケーシングから構成されて、前記紫外線透過窓部材は、
複数枚の紫外線透過板状部材がエキシマランプから放射
光をアルコキシドに照射させて光接合されたことを特徴
とする。The excimer lamp light source device according to the present invention comprises an excimer lamp which emits ultraviolet rays, and a casing which surrounds the excimer lamp and has an ultraviolet ray transmitting window member in a part thereof.
It is characterized in that a plurality of ultraviolet ray transmitting plate-like members are optically joined by irradiating the alkoxide with radiation light from an excimer lamp.
【００１２】さらに、前記光接合は、前記エキシマラン
プの初期試験用点灯を利用して行われたものであること
を特徴とする。さらに、前記エキシマランプはキセノン
ガスが封入されて、波長１７２ｎｍにピークを有する光
を放射することを特徴とする。Further, the optical joining is performed by utilizing the lighting for the initial test of the excimer lamp. Further, the excimer lamp is characterized in that xenon gas is enclosed and emits light having a peak at a wavelength of 172 nm.
【００１３】このように、本発明は光源からの放射光を
直線偏向させる偏向子において石英ガラスと石英ガラス
を重ね合わせるという公知技術に基づき、当該技術がエ
キシマランプ光源装置における大型化する紫外線透過窓
の接合に適していることを見出したものである。As described above, the present invention is based on the known technique of superimposing quartz glass and quartz glass in a deflector for linearly deflecting the light emitted from the light source, and the technique is based on a larger ultraviolet transmission window in an excimer lamp light source device. It has been found that it is suitable for joining.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】図２は本発明に係るエキシマラン
プ光源装置の製造工程を示す。図２（ａ）は、エキシマ
ランプを組み込んだランプ室Ｒ（いわゆる、光源装置に
なるべき部分）を示し、図１に示すランプ室に比べて紫
外線透過窓部材が装着されていない点で相違している。
ランプ室Ｒは、全体を構成するケーシング２内に金属ブ
ロック２１が配置されて、この金属ブロック２１に設け
られた溝部に放電ランプ２０が配置される。また、金属
ブロック２１には冷却水用の通路２２が設けられるとと
もに、ケーシングの側壁には不活性ガスを供給、排気す
るための開口２３が設けられる。なお、各放電ランプ２
０には図示略の電源装置が接続されており、放電ランプ
２０は点灯可能な状態にある。ケーシング２の一端には
開口部２４が形成され、この開口２４に後工程により紫
外線透過窓部材が装着される。FIG. 2 shows a manufacturing process of an excimer lamp light source device according to the present invention. FIG. 2A shows a lamp chamber R (a so-called light source device) in which an excimer lamp is incorporated, which is different from the lamp chamber shown in FIG. 1 in that an ultraviolet transmitting window member is not attached. ing.
In the lamp chamber R, a metal block 21 is arranged in a casing 2 which constitutes the whole, and a discharge lamp 20 is arranged in a groove portion provided in the metal block 21. A passage 22 for cooling water is provided in the metal block 21, and an opening 23 for supplying and exhausting an inert gas is provided in the side wall of the casing. In addition, each discharge lamp 2
A power supply device (not shown) is connected to 0, and the discharge lamp 20 is in a state capable of lighting. An opening 24 is formed at one end of the casing 2, and an ultraviolet transmitting window member is attached to the opening 24 in a post process.
【００１５】次に、図２（ｂ）に示すように、面積の小
さい短冊状の石英ガラスＳ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・）
を固定枠３の中に多数並べて石英ガラス組立体Ｓを形成
する。そして、この組立体をケーシング２の開口部２４
に接近配置させる。ここで、図３は石英ガラス組立体Ｓ
を放電ランプ側から眺めた図面である。（ａ）は図２に
おける石英ガラス組立体Ｓを示し、面積の小さい短冊状
のガラスＳを複数並べることで全体として大型ガラスの
形態を形成している。一例を挙げると、面積の小さいガ
ラス板は、厚さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ×３００ｍｍの
ものを４枚並べている。なお、小さいガラス板の配置は
図に示すように固定枠に対して側辺が平行になるように
配置する場合に限定されず、図３（ｂ）に示すように傾
斜させるように配置させる構造であってもよい。この構
造の利点は、処理物がコロ搬送される場合などにおいて
照射ムラが低減できるということである。また、ガラス
板の配置については上記実施例に示すもの以外の構造を
適用することができ、例えば、正方形のガラス板を碁盤
状に並べることなどが可能となる。いずれにしても、ガ
ラス板の大きさや配置は、ケーシング２の開口部２４に
大きさや形状によって適宜決めることができる。Next, as shown in FIG. 2 (b), strip-shaped quartz glass S (S1, S2, S3 ...) Having a small area.
Are arranged in the fixed frame 3 to form a quartz glass assembly S. Then, this assembly is attached to the opening 24 of the casing 2.
Place it close to. Here, FIG. 3 shows a quartz glass assembly S.
FIG. 3 is a drawing viewed from the discharge lamp side. 2A shows the quartz glass assembly S in FIG. 2, in which a plurality of strip-shaped glasses S each having a small area are arranged to form a large glass form as a whole. As an example, as the glass plate having a small area, four glass plates having a thickness of 10 mm and a length of 50 mm × 300 mm are arranged. Note that the arrangement of the small glass plates is not limited to the case where the side edges are parallel to the fixed frame as shown in the figure, but is arranged so as to be inclined as shown in FIG. 3 (b). May be The advantage of this structure is that irradiation unevenness can be reduced when the processed material is transported by rollers. Further, with respect to the arrangement of the glass plates, a structure other than that shown in the above-mentioned embodiment can be applied, and, for example, it is possible to arrange square glass plates in a grid pattern. In any case, the size and arrangement of the glass plate can be appropriately determined depending on the size and shape of the opening 24 of the casing 2.
【００１６】また、ガラス板同士の突合せについては、
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように各種の形態が適用でき
る。これらの構造によって、ガラス板同士の接触面積を
大きくすることができ、接合強度をより高めることがで
きる。これらの構造についてもは、ガラス板の厚さ、ガ
ラス板の面積、ランプ室の圧力などを考慮して適宜選択
することができる。Regarding the butting of the glass plates,
Various forms can be applied as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). With these structures, the contact area between the glass plates can be increased, and the bonding strength can be further increased. These structures can be appropriately selected in consideration of the thickness of the glass plate, the area of the glass plate, the pressure of the lamp chamber, and the like.
【００１７】図２に戻り、（ｂ）において、エキシマラ
ンプ２０を点灯させて放射光を石英ガラス組立体Ｓに照
射させる。このときの紫外光は、例えば、波長１７２ｎ
ｍにピークを有する真空紫外光であり、これにより後段
の接合工程に対する前処理としての表面処理を達成する
ことができる。照射時間は、例えば、１５分間であり、
全体を不活性ガス雰囲気で充満させたチャンバー４など
の中で処理することができる。また、固定枠３の周縁で
あって石英ガラスと接する面には、例えば、テフロン
（登録商標）パッキンを介して石英ガラスを固定するこ
とができる。さらに、石英ガラスの照射面には、例え
ば、ソーダ石灰ガラスを配置してテープで固体枠３に固
定することができる。Returning to FIG. 2, in (b), the excimer lamp 20 is turned on to irradiate the quartz glass assembly S with radiant light. The ultraviolet light at this time has, for example, a wavelength of 172n.
It is a vacuum ultraviolet light having a peak at m, which makes it possible to achieve a surface treatment as a pretreatment for the subsequent bonding step. The irradiation time is, for example, 15 minutes,
The whole process can be performed in the chamber 4 filled with an inert gas atmosphere. Further, the quartz glass can be fixed to the peripheral edge of the fixed frame 3 which is in contact with the quartz glass via, for example, Teflon (registered trademark) packing. Further, for example, soda lime glass can be arranged on the irradiation surface of the quartz glass and fixed to the solid frame 3 with a tape.
【００１８】ここで、エキシマランプ２０は製造完成直
後のものであって、まだ初期点灯試験（エージング）を
していないものを使うことが好ましい。放電ランプは、
一般に製造完成後、エーシングを済ませて出荷する必要
があるが、当該エーシングにおける放射光を有効に活用
できるからである。Here, it is preferable to use the excimer lamp 20 that has just been manufactured and has not been subjected to the initial lighting test (aging). The discharge lamp is
Generally, it is necessary to complete the aging and then ship it after the completion of manufacturing, and this is because the emitted light in the aging can be effectively utilized.
【００１９】ここで、石英ガラス組立体Ｓは固定枠に収
容する方法に限定されるものではなく、その他の手段に
より固定させることもできる。さらには、エキシマラン
プには、製造完成直後のエージングをしていないものに
限らず、既に実用的使用を経ているものであってもかま
わない。さらには、光源装置内に内蔵されたエキシマラ
ンプを使うのではなく、別のエキシマランプ、例えば、
当該工程専用のエキシマランプとその照射装置を使うこ
ともできる。Here, the quartz glass assembly S is not limited to the method of being housed in the fixed frame, but may be fixed by other means. Furthermore, the excimer lamp is not limited to the one that has not been aged immediately after the completion of manufacturing, and may be one that has already been used practically. Furthermore, instead of using the excimer lamp built in the light source device, another excimer lamp, for example,
It is also possible to use an excimer lamp and its irradiation device dedicated to the process.
【００２０】次に、図２（ｃ）に示すように、前記テー
プを剥がして石英ガラス板の表面にアルコキシド液を塗
布させる。このとき、アルコシキドＴは石英ガラス同士
の突合せ部分に注射器などで注入することが好ましい。
なお、アルコキシドとしてはＴＭＯＳ（Teara Methoxy
Oxy Silane Si(och3)4）が採用できる。このＴＭＯＳの
成分は、例えば、ＴＭＯＳモノマー８８％、オリゴマー
３％、メタノール９％のものを採用した。Next, as shown in FIG. 2 (c), the tape is peeled off and the alkoxide solution is applied to the surface of the quartz glass plate. At this time, it is preferable to inject the alkoxide S into the abutting portion of the quartz glasses with a syringe or the like.
The alkoxide is TMOS (Teara Methoxy).
Oxy Silane Si (och3) 4) can be adopted. As the components of this TMOS, for example, TMOS monomer 88%, oligomer 3%, and methanol 9% were adopted.
【００２１】次に、図２（ｄ）に示すように、石英ガラ
ス組立体Ｓをランプ室Ｒの開口部２４に保持具５によっ
て組み込む。このときの石英ガラス組立体Ｓは、ガラス
板同士が接合されていないため、必要に応じて、ガラス
保持台などを採用することもできる。その後、再度、エ
キシマランプ２０を点灯させて放射光を石英ガラス組立
体Ｓの表面に照射させる。このときの紫外光も、例え
ば、波長１７２ｎｍにピークを有する真空紫外光であ
る。なお、ケーシング内には開口２３から窒素ガスなど
の不活性ガスを流しながら紫外線を照射させる。Next, as shown in FIG. 2D, the quartz glass assembly S is assembled in the opening 24 of the lamp chamber R by the holder 5. In the quartz glass assembly S at this time, since the glass plates are not joined to each other, a glass holder or the like can be adopted as necessary. Then, the excimer lamp 20 is turned on again to irradiate the surface of the quartz glass assembly S with radiant light. The ultraviolet light at this time is also vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 172 nm, for example. The casing is irradiated with ultraviolet rays while flowing an inert gas such as nitrogen gas through the opening 23.
【００２２】照射時間は、例えば０．２時間であるが、
この真空紫外光の照射によりアルコキシドが石英ガラス
板同士の接着剤としての機能を果たし、多数の石英ガラ
スを接合させて一体化した大型の石英ガラスを形成する
ことができる。さらに、アルコキシド自体も石英ガラス
とほぼ同じ性質を有し、石英ガラス板同士を突き合わせ
た部分には照射光を減衰させるようなことはほとんどな
いように、あたかも１枚の紫外光透過窓部材を形成する
ことができる。また、ケーシング内には窒素ガスを供給
しているが、前記１枚化した紫外線透過窓部材は全体と
して撓むだけであり、接合部分から割れるということは
なく、本発明者は、実際に１０００時間の窒素ガスの供
給にはガラス板が強度を言う点で十分に耐え得ることを
確認した。The irradiation time is, for example, 0.2 hours,
By the irradiation with this vacuum ultraviolet light, the alkoxide functions as an adhesive between the quartz glass plates, and a large number of quartz glasses can be joined together to form a large quartz glass. Furthermore, the alkoxide itself has almost the same properties as quartz glass, and one ultraviolet light transmitting window member is formed so that the irradiation light is hardly attenuated at the portions where the quartz glass plates are butted against each other. can do. Further, although nitrogen gas is supplied into the casing, the single ultraviolet transmission window member only bends as a whole and is not broken from the joint portion. It was confirmed that the glass plate can sufficiently withstand the supply of nitrogen gas for an hour in terms of strength.
【００２３】なお、前記実施例では、石英ガラス組立体
Ｓにアルコキシドを塗布した後に、当該石英ガラス組立
体Ｓをケーシングの開口部２４に組み込むものであった
が、例えば、石英ガラス組立体Ｓを開口部２４に組み込
んだ後にアルコキシドを塗布することも可能である。こ
の場合は、例えば、石英ガラス組立体Ｓの外表面（エキ
シマランプとは反対側）からアルコキシドを塗布、注入
することや、例えば、ケーシング２に設けられた開口部
２３などを利用してアルコキシドを石英ガラス組立体Ｓ
のエキシマランプ照射面から塗布することができる。In the above embodiment, the quartz glass assembly S was coated with the alkoxide and then the quartz glass assembly S was incorporated into the opening 24 of the casing. It is also possible to apply the alkoxide after incorporating it into the opening 24. In this case, for example, the alkoxide may be applied and injected from the outer surface of the quartz glass assembly S (on the side opposite to the excimer lamp), or the alkoxide may be applied using, for example, the opening 23 provided in the casing 2. Quartz glass assembly S
Can be applied from the irradiation surface of the excimer lamp.
【００２４】このように本発明のエキシマランプ光源装
置、およびその製造方法は、石英ガラスと石英ガラスを
アルコキシドで光接合するという偏向子の製造方法に採
用されていた公知技術に基づき、エキシマランプ光源装
置の大型化する紫外線透過窓部材に応用したものであ
る。さらに、エキシマランプのエージング工程に当該光
接合を行なうことで極めて効率的な製造方法を提供する
ものである。As described above, the excimer lamp light source device and the manufacturing method thereof according to the present invention are based on the known technique adopted in the deflector manufacturing method of optically bonding quartz glass and quartz glass with alkoxide. It is applied to an ultraviolet-transparent window member that is becoming larger in size. Further, by performing the optical bonding in the aging process of the excimer lamp, an extremely efficient manufacturing method is provided.
【００２５】ここで、前記実施例においては、工程
（ｂ）において複数枚のガラス板に対してエキシマラン
プからの放射光を照射させた。これは、後工程の光接合
に対する前処理になるものであるが、この前処理は必ず
しも必要な工程ではなく、場合によっては省くことも可
能である。すなわち、この場合は図２（ｂ）に示す工程
が行なわれないことになる。また、図２（ｃ）に示す工
程では、複数のガラス板を並べてからアルコシキドを塗
布するものものであったが、１枚のガラス板にアルコシ
キドを塗布あるいは付着させながら、並べる方法であっ
ても可能である。Here, in the above-mentioned embodiment, in the step (b), a plurality of glass plates were irradiated with the radiation light from the excimer lamp. This is a pre-treatment for the optical junction in the post-process, but this pre-treatment is not always a necessary process and can be omitted in some cases. That is, in this case, the step shown in FIG. 2B is not performed. Further, in the step shown in FIG. 2C, a plurality of glass plates are arranged and then the alkoxide is applied, but a method of arranging the glass plates while applying or adhering the alkoxide is also possible. It is possible.
【００２６】さらには、図２（ｄ）に示す工程において
も、エキシマランプ２０は製造完成直後のものであっ
て、まだ初期点灯試験（エージング）をしていないもの
を使うことが好ましい。放電ランプは、一般に製造完成
後、エーシングを済ませて出荷する必要があるが、当該
エーシングにおける放射光を有効に活用できるからであ
る。しかしながら、エージングをしていないランプに限
定されるものではなく、既に実用的使用を経ているもの
であってもかまわない。さらには、当該ケーシング内に
内蔵されたエキシマランプではなく、別のエキシマラン
プによる照射であってもかまわない。この場合は、ガラ
ス板をケーシングの開口部２４に嵌め合わせてケーシン
グ外部から照射させたり、あるいは、別のチャンバーな
どでエキシマ光を照射させた後で１枚化した石英ガラス
を開口部２４に嵌め合わせてもかまわない。さらには、
図２（ｂ）の工程と同様に、石英ガラスＳは固定枠に収
容する方法に限定されるものではなく、その他の手段に
より固定させることもできる。Further, also in the step shown in FIG. 2D, it is preferable to use the excimer lamp 20 that has just been manufactured and has not been subjected to the initial lighting test (aging). Since it is generally necessary to complete the aging of the discharge lamp and then ship it after completion of manufacturing, it is possible to effectively utilize the emitted light in the aging. However, the lamp is not limited to a lamp that has not been aged, and may be a lamp that has already been used practically. Further, the irradiation may be performed by another excimer lamp instead of the excimer lamp built in the casing. In this case, a glass plate is fitted into the opening 24 of the casing to irradiate from the outside of the casing, or excimer light is radiated from another chamber, and then quartz glass that has been made into one piece is fitted into the opening 24. It doesn't matter if they are combined. Moreover,
As in the step of FIG. 2B, the quartz glass S is not limited to the method of being housed in the fixing frame, and may be fixed by other means.
【００２７】図５は、本発明に係るエキシマランプ光源
装置を表すものであり、図１に示す装置を異なる視点か
ら構造をみることができる。ランプ室Ｒは処理室Ｔに対
して開閉する構造になっており、ランプ室Ｒに紫外線透
過窓部材１１が装着される。処理室Ｔには被処理物１が
配置される。なお、図５が光源装置の概念を示すもの
で、細かい構造は省略している。FIG. 5 shows an excimer lamp light source device according to the present invention, and the structure of the device shown in FIG. 1 can be seen from different viewpoints. The lamp chamber R has a structure that opens and closes with respect to the processing chamber T, and the ultraviolet ray transmitting window member 11 is mounted in the lamp chamber R. The processing object 1 is placed in the processing chamber T. Note that FIG. 5 shows the concept of the light source device, and detailed structures are omitted.
【００２８】ここで、エキシマランプについて説明す
る。図６はエキシマランプの概略構造を示す。エキシマ
ランプ２０は、全体形状が円筒状であり、材質は誘電体
バリア放電によって誘電体として機能するとともに、真
空紫外光を透過する合成石英ガラスから構成される。放
電ランプ２０は内側管６３と外側管６２が同軸に配置し
て二重円筒管を構成するとともに、両端を閉じたことか
ら内側管６３と外側管６２の間に放電空間６４が形成さ
れる。放電空間６４には誘電体バリア放電によってエキ
シマ分子を形成するとともに、このエキシマ分子から真
空紫外光を放射する放電用ガス、例えばキセノンガスが
封入される。Now, the excimer lamp will be described. FIG. 6 shows a schematic structure of an excimer lamp. The excimer lamp 20 has an overall cylindrical shape, and is made of synthetic quartz glass that functions as a dielectric by dielectric barrier discharge and that transmits vacuum ultraviolet light. In the discharge lamp 20, an inner tube 63 and an outer tube 62 are coaxially arranged to form a double cylindrical tube, and since both ends are closed, a discharge space 64 is formed between the inner tube 63 and the outer tube 62. In the discharge space 64, excimer molecules are formed by dielectric barrier discharge, and a discharge gas, such as xenon gas, which emits vacuum ultraviolet light from the excimer molecules is enclosed.
【００２９】外側管６２の外面には網状電極６５が設け
られ、内側管３の内部に他方の電極である内側電極６６
が設けられる。網状電極６５はシームレスに構成され、
全体として伸縮性を有することから外側管６２への密着
性を良くすることができる。内側電極６６はパイプ状、
あるいは断面において一部に切り欠きを有する概略Ｃ字
状のものであり内側管６３に密着するように設けられ
る。放電空間４には必要に応じてゲッタが配置される。
網状電極６５、内側電極６６の間には、図示略の交流電
源が接続され、これにより放電空間６４にエキシマ分子
が形成されて真空紫外光を発光する。放電用ガスとして
キセノンガスを使った場合は波長１７２ｎｍの光を放射
する。このような外部電極型エキシマランプは、放電と
しては、例えば、５０Hzから数MHｚで行なわれ、放射照
度は５〜５０ｍＷ／ｃｍ２、半値幅が２〜１５ｎｍぐら
いとなる。A mesh electrode 65 is provided on the outer surface of the outer tube 62, and an inner electrode 66 which is the other electrode is provided inside the inner tube 3.
Is provided. The mesh electrode 65 is formed seamlessly,
Since it has elasticity as a whole, the adhesion to the outer tube 62 can be improved. The inner electrode 66 has a pipe shape,
Alternatively, it is a substantially C-shaped member having a notch in part in cross section, and is provided so as to be in close contact with the inner pipe 63. A getter is arranged in the discharge space 4 as needed.
An AC power supply (not shown) is connected between the mesh electrode 65 and the inner electrode 66, whereby excimer molecules are formed in the discharge space 64 and vacuum ultraviolet light is emitted. When xenon gas is used as the discharge gas, it emits light having a wavelength of 172 nm. Such an external electrode type excimer lamp discharges at, for example, 50 Hz to several MHz, and has an irradiance of 5 to 50 mW / cm 2 and a half width of about 2 to 15 nm.
【００３０】このようなエキシマランプは、従来の放電
ランプにはない幾つかの特徴を有している。例えば、従
来の放電ランプでは実現できなかった波長１８０ｎｍ以
下の真空紫外光を効率よく発光するので、従来の放電ラ
ンプでは達成できなかった化学反応を引き起こすことが
でき、また、反応速度を高めることもできる。また、発
光波長は実質的に１波長だけであるため化学反応に必要
な紫外線エネルギーだけを効率よく放射できる。また、
赤外光を放射せず、時間も短いため処理物を短時間で低
温度処理することができる。さらに、従来の放電ランプ
に比べて入力電力から放射光への変換効率が高いため、
低電力でも大きなエネルギーを発生させることもでき
る。Such an excimer lamp has some features which conventional discharge lamps do not have. For example, since vacuum ultraviolet light having a wavelength of 180 nm or less, which cannot be realized by a conventional discharge lamp, is efficiently emitted, a chemical reaction which cannot be achieved by a conventional discharge lamp can be caused and a reaction rate can be increased. it can. Moreover, since the emission wavelength is substantially only one wavelength, only the ultraviolet energy required for the chemical reaction can be efficiently emitted. Also,
Since infrared light is not emitted and the time is short, the processed product can be processed at low temperature in a short time. Furthermore, since the conversion efficiency of input power to radiant light is higher than that of conventional discharge lamps,
A large amount of energy can be generated even with low power.
【００３１】上記実施例のエキシマランプは、キセノン
ガスを封入して波長１７２ｎｍの光を放射するものであ
るが、その他のエキシマランプを使うこともでき、例え
ば、アルゴンガスを封入して波長１２６ｎｍの光を放射
するものや、クリプトンガスを封入して波長１４６ｎｍ
の光を放射するものも適用できる。Although the excimer lamp of the above-mentioned embodiment radiates light having a wavelength of 172 nm by enclosing xenon gas, other excimer lamps can be used, for example, argon gas is enclosed and a wavelength of 126 nm is used. Wavelength 146nm with light emission or krypton gas enclosed
Those that emit the light of are also applicable.
【００３２】ここで、大型化する紫外線透過窓部材の製
造方法として、複数の小さな板状部材を一般的な接着
剤、例えばセラミックス性ボンドヤフリットガラスで接
合すという方法も考えられる。しかし、この方法では接
合という意味においては可能かもしれないが、当該接合
部分が紫外線透過性を有していないため、被処理物から
見ると接合部直下に対応する領域だけ紫外線照射が十分
行なわれないという不具合を生じる。この点、本発明の
光接合では接合部直下であってもある程度の紫外線照度
を確保することができ、さらに、図４（ｂ）（ｃ）に示
すように接着面を斜めにする接合形態を採用することで
放電ランプからの放射光であるエキシマ光の散乱効果を
被処理物に対する処理時において期待することもでき
る。Here, as a method of manufacturing an ultraviolet ray transmitting window member which is increased in size, a method of joining a plurality of small plate-like members with a general adhesive, for example, ceramic bond bond glass is also considered. However, this method may be possible in the sense of bonding, but since the bonding part does not have UV transparency, UV irradiation is sufficiently performed only in the area immediately below the bonding part when viewed from the object to be treated. There is a problem that there is no. In this respect, in the optical joining of the present invention, it is possible to secure a certain level of ultraviolet illuminance even immediately below the joining portion. Furthermore, as shown in FIGS. By adopting this, it is possible to expect the scattering effect of excimer light, which is the light emitted from the discharge lamp, at the time of processing the object.
【００３３】以上、説明したように本発明のエキシマラ
ンプ光源装置、およびその製造方法は、石英ガラスと石
英ガラスをの間にアルコキシドを塗布させて、このアル
コキシドに紫外線を照射させて接着層を形成するという
偏向子の製造方法に採用されていた公知技術に基づき、
エキシマランプ光源装置の大型化する紫外線透過窓部材
に応用したものである。さらに、エキシマランプのエー
ジング工程に当該光接合を行なうことで極めて効率的な
製造方法を提供することができる。数値例をあげると、
一辺が３０ｃｍ程度あるいはそれ以上の紫外線透過窓部
材においては本発明の光接合は、エキシマランプ光源装
置の従来の問題を解消することができて極めて有効に作
用することができる。As described above, in the excimer lamp light source device of the present invention and the manufacturing method thereof, an alkoxide is applied between quartz glass and the alkoxide is irradiated with ultraviolet rays to form an adhesive layer. Based on the known technology adopted in the method of manufacturing the deflector,
The present invention is applied to an ultraviolet ray transmitting window member, which is becoming larger in size for an excimer lamp light source device. Furthermore, an extremely efficient manufacturing method can be provided by performing the optical joining in the aging process of the excimer lamp. To give a numerical example,
In the ultraviolet transmitting window member having one side of about 30 cm or more, the optical junction of the present invention can solve the conventional problems of the excimer lamp light source device and can act extremely effectively.
【図１】エキシマランプ光源装置を示す。FIG. 1 shows an excimer lamp light source device.
【図２】本発明に係るエキシマランプ光源装置の製造工
程を示す。FIG. 2 shows a manufacturing process of an excimer lamp light source device according to the present invention.
【図３】本発明に係る石英ガラス組立体を示す。FIG. 3 shows a quartz glass assembly according to the present invention.
【図４】本発明に係る石英ガラス組立体の接合状態を示
す。FIG. 4 shows a joined state of a quartz glass assembly according to the present invention.
【図５】エキシマランプ光源装置の概略図を示す。FIG. 5 shows a schematic diagram of an excimer lamp light source device.
【図６】エキシマランプの概略図を示す。FIG. 6 shows a schematic diagram of an excimer lamp.
１ ２ ケーシング ３ 固定枠 ４ チャンバー Ｓ 石英ガラス組立体 Ｒ ランプ室 ２２ エキシマランプ ２１ 金属ブロック 1 2 casing 3 fixed frame 4 chambers S Quartz glass assembly R lamp room 22 Excimer lamp 21 metal block
Claims (8)
エキシマランプを取り囲み一部に紫外線透過窓部材を有
するケーシングから構成されるエキシマランプ光源装置
の製造方法において、 複数枚の紫外線透過板状部材の接合部分にアルコキシド
を塗布して、 この複数枚の紫外線透過板状部材を前記ケーシングの開
口部分に組み込み、 その後、エキシマランプの放射光を前記アルコキシドに
照射させて、 これにより、前記紫外線透過板状部材同士を光接合させ
て前記紫外線透過窓部材を生成することを特徴とするエ
キシマランプ光源装置の製造方法。1. A method of manufacturing an excimer lamp light source device, comprising: an excimer lamp that emits ultraviolet rays; and a casing that surrounds the excimer lamp and has an ultraviolet ray transmitting window member in a part thereof. An alkoxide is applied to the joint portion, the plurality of ultraviolet ray transmitting plate-like members are incorporated into the opening portion of the casing, and then the alkoxide is irradiated with light emitted from an excimer lamp. A method for manufacturing an excimer lamp light source device, which comprises optically bonding members to each other to form the ultraviolet light transmitting window member.
アルコキシドを塗布する工程の前に、 当該接合部分に対して、エキシマランプからの放射光を
照射させることを特徴とする請求項１に記載のエキシマ
ランプ光源装置の製造方法。2. The radiating light from an excimer lamp is irradiated to the joint portion before the step of applying the alkoxide to the joint portion between the ultraviolet ray transmitting plate members. A method of manufacturing the excimer lamp light source device described.
ルコキシドの塗布は、複数枚の紫外線透過板状部材を前
記ケーシングの開口部分に組み込む前ではなく、組み込
んだ後に行なうことを特徴とする請求項１に記載のエキ
シマランプ光源装置の製造方法。3. The coating of the alkoxide to the joint portion of the ultraviolet ray transmitting plate-shaped member is carried out after the plural ultraviolet ray transmitting plate-like members are not assembled in the opening portion of the casing but after the assembly. A method of manufacturing an excimer lamp light source device according to claim 1.
ルコシキドへの照射は、初期試験点灯を利用して行なわ
れることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエ
キシマランプ光源装置の製造方法。4. The method of manufacturing an excimer lamp light source device according to claim 1, wherein the irradiation of the alkoxide by the radiant light of the excimer lamp is performed by using an initial test lighting. .
２ｎｍにピークを有する光であることを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載のエキシマランプ光源装置の製
造方法。5. The emitted light of the excimer lamp has a wavelength of 17
The excimer lamp light source device manufacturing method according to claim 1, wherein the light has a peak at 2 nm.
エキシマランプを取り囲み一部に紫外線透過窓部材を有
するケーシングから構成されるエキシマランプ光源装置
において、 前記紫外線透過窓部材は、エキシマランプからの放射光
が複数枚の紫外線透過板状部材に塗布されたアルコキシ
ドを照射することによって光接合されたものであること
を特徴とするエキシマランプ光源装置。6. An excimer lamp light source device comprising an excimer lamp that emits ultraviolet light and a casing that surrounds the excimer lamp and has an ultraviolet light transmitting window member in a part thereof, wherein the ultraviolet light transmitting window member emits light from the excimer lamp. An excimer lamp light source device, wherein light is optically joined by irradiating a plurality of ultraviolet transmitting plate-shaped members with an alkoxide applied.
試験用点灯を利用して行われたものであることを特徴と
する請求項６に記載のエキシマランプ光源装置。7. The excimer lamp light source device according to claim 6, wherein the optical joining is performed by using lighting for initial test of the excimer lamp.
されて、波長１７２ｎｍにピークを有する光を放射する
ことを特徴とする請求項６に記載のエキシマランプ光源
装置。8. The excimer lamp light source device according to claim 6, wherein the excimer lamp is filled with xenon gas and emits light having a peak at a wavelength of 172 nm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001399598A JP2003195000A (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Light source device for excimer lamp and method for manufacturing it |
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Publications (1)
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|---|---|
| JP2003195000A true JP2003195000A (en) | 2003-07-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2001
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