JP3314656B2 - 光源装置 - Google Patents
光源装置Info
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Description
ランプを具えた光源装置に関する。
なる被処理体に紫外線を照射することにより、当該紫外
線およびこれにより生成されるオゾンの作用によって被
処理体を処理する技術、例えば被処理体の表面に付着し
た有機汚染物質を除去する洗浄処理技術や、被処理体の
表面に酸化膜を形成する酸化膜形成処理技術が開発さ
れ、実用化されるに至っている。
においては、紫外線を放射する光源として、従来、水銀
の共鳴線である波長185nmの紫外線を放出する低圧
水銀ランプが使用されていたが、最近においては、一部
が誘電体により構成された放電容器内に、適宜の放電用
ガスが充填され、当該放電容器内において誘電体バリア
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頁参照。)を発生させることに
より、エキシマが生成されてエキシマ光が放出される誘
電体バリア放電ランプが開発されている。例えば、特開
平1−144560号公報には、少なくとも一部が誘電
体である石英ガラスにより構成された中空円筒状の放電
容器内に放電用ガスが充填されてなる誘電体バリア放電
ランプが記載されている。
ては、放電用ガスとして例えばキセノンガスを用いるこ
とにより、キセノンエキシマによるエキシマ光である波
長172nmにピークを有する紫外線が放出され、ま
た、放電用ガスとして例えばアルゴンと塩素ガスとの混
合ガスを用いることにより、アルゴン−塩素エキシマに
よるエキシマ光である波長175nmにピークを有する
紫外線が放出されることが知られている。
源装置としては、特開平5−174793号公報に、エ
キシマ光を取り出すための窓部材を有するケーシング内
に円筒状の誘電体バリア放電ランプが収納されてなるも
のが記載されている。
ケーシング内に存在する酸素によって誘電体バリア放電
ランプからのエキシマ光が吸収されるので、誘電体バリ
ア放電ランプからのエキシマ光を高い効率でケーシング
の窓部材から外部に取り出すことができない。そのた
め、ケーシング内に不活性ガスを流通させることによ
り、ケーシング内に存在する酸素の濃度を小さくするこ
とが行われている。
光源装置においては、以下のような問題がある。寸法の
大きい被処理体に対しては、光源装置として大型のもの
を用いることが必要である。然るに、大型の光源装置に
おいては、小型の光源装置と比較した場合、ケーシング
内に同じ流量で不活性ガスを流通させても、ケーシング
内に残留する酸素の濃度を所期のレベルに維持すること
が困難である。そして、ケーシング内に残留する酸素の
濃度を所期のレベルに維持するためには、ケーシング内
のガス圧力を高めるか或いは不活性ガスの流量を大きく
することが必要となるが、ケーシング内のガス圧力をむ
やみに高めと、ケーシングの窓部材が破損する恐れがあ
るため、窓部材として、当該相当に高いガス圧力に耐え
られる厚みの大きいものを用いなければならず、光源装
置の製作コストが高くなり、一方、不活性ガスの流量を
むやみに大きくすると、被処理体の処理コストが高くな
る、という問題がある。
されたものであって、ケーンシグ内のガス圧力が特定の
値以上であれば、当該ケーシング内に残留する酸素の濃
度がほぼ一定の値に維持されることを見いだし、この知
見に基づいて本発明を完成した。本発明の目的は、ケー
シング内に残留する酸素の濃度が所期のレベルに安定に
維持され、誘電体バリア放電ランプからのエキシマ光を
高い効率で放射することのできる光源装置を提供するこ
とにある。
電体バリア放電によりエキシマが生成されてエキシマ光
が放出される誘電体バリア放電ランプと、この誘電体バ
リア放電ランプを収納し、当該誘電体バリア放電ランプ
からのエキシマ光を取り出す窓部材を有するケーシング
と、このケーシング内に不活性ガスを流通させるガス流
通手段とを具えてなる光源装置において、前記ガス流通
手段により、前記ケーシング内のガス圧力が大気圧より
100Pa以上大きい値となるよう、当該ケーシング内
に不活性ガスが流通されることを特徴とする。
内のガス圧力が大気圧より100Pa大きい値未満とな
ったときに、誘電体バリア放電ランプの作動を停止する
と共に不活性ガスの流通を停止する制御手段が設けられ
ていることが好ましい。また、ケーシング内のガス圧力
が大気圧より100Pa大きい値未満となったときに警
報する警報手段が設けられていることが好ましい。
詳細に説明する。図1は、本発明の光源装置の一例にお
ける構成の概略を示す模式図である。この図において、
10は、誘電体バリア放電によりエキマシが生成されて
エキシマ光が放出される誘電体バリア放電ランプであ
り、この誘電体バリア放電ランプ10は制御電源装置4
0に接続されている。20は、誘電体バリア放電ランプ
10を収容するケーシングである。30は、ケーシング
20内に不活性ガスを流通させるガス流通手段であっ
て、ガス供給源31と、ガス供給用電磁弁32と、ガス
排出用調整弁33とにより構成されており、ガス供給用
電磁弁32は制御電源装置40に接続されている。35
は、ケーシング20内のガス圧力を検知するガス圧力検
知器であり、このガス圧力検知器35は制御電源装置4
0に接続されている。36は制御電源装置からの信号に
より作動する警報器である。
20およびその内部の構成を示す説明用断面図である。
この例においては、矩形の箱型のケーシング20内に、
4つの誘電体バリア放電ランプ10が収納されている。
いては、下面に開口22を有する全体が矩形の箱型の枠
材21が設けられ、この枠材21の開口22を気密に塞
ぐよう、誘電体バリア放電ランプ20からの光を外部に
取り出すための窓部材23が設けられている。また、枠
材21の一側面には、ケーシング20内に不活性ガスを
導入するためのガス導入孔24が形成されており、枠材
21の他側面には、ケーシング20内のガスを排出する
ガス排出孔25が形成されている。窓部材13を構成す
る材料としては、誘電体バリア放電ランプ10からのエ
キシマ光に対して透過性を有するもの、例えば合成石英
ガラスを用いることができる。
ムよりなる冷却ブロック26が設けられている。この冷
却ブロック26の下面には、それぞれ誘電体バリア放電
ランプ10の外径より大きい径を有する断面が半円形の
4つの溝27が、互いに離間して並ぶよう形成されてお
り、これらの溝27の各々に沿って誘電体バリア放電ラ
ンプ10が配置されている。28は、冷却ブロック26
を貫通するよう形成された、冷却用流体を流通するため
の冷却用流体流通路である。また、図示の例では、冷却
ブロック26の下面における互いに隣接する溝27の間
の位置に、アルミニウムよりなる断面がV字形の光反射
板29が設けられている。
図3にも示すように、中空円筒状の放電容器11が設け
られている。具体的に説明すると、放電容器11は、誘
電体よりなる円筒状の一方の壁部12と、この一方の壁
材12内にその筒軸に沿って配置された、当該一方の壁
材12の内径より小さい外径を有する誘電体よりなる他
方の壁材13とを有し、一方の壁材12および他方の壁
材13の各々の両端部が封止壁部14によって接合さ
れ、一方の壁材12と他方の壁材13との間に円筒状の
放電空間Sが形成されている。この放電容器11内に
は、放電用ガスが封入されている。
は、その外面15に密接して、例えば金網などの導電性
材料よりなる網状の一方の電極16が設けられ、放電容
器11における他方の壁材13には、その内周面である
外面17を覆うようアルミニウムよりなる膜状の他方の
電極18が設けられている。
する一方の壁材12の一端側には、周方向に沿って内方
に突出する変形部19が形成されており、これにより、
この変形部19と一端側の封止壁部14との間に、放電
空間Sに連通するゲッタ収容室Kが形成され、このゲッ
タ収容室K内に例えばバリウム合金よりなるゲッタGが
収容されている。このゲッタGは例えば高周波加熱さ
れ、これにより、ゲッタ収容室Kの内壁面にバリウムよ
りなる薄膜が形成される。
び他方の壁材13を構成する誘電体材料としては、放電
容器11内において放出されるエキシマ光に対して透過
性を有するもの、例えば合成石英ガラスを用いることが
できる。放電容器11内に封入される放電用ガスとし
て、例えばキセノンガス、アルゴンと塩素との混合ガス
などを用いることができる。
段30により、ケーシング20内のガス圧力が大気圧よ
り100Pa以上大きい値となるよう、当該ケーシング
20内に不活性ガスが流通され、この状態で、誘電体バ
リア放電ランプ10が作動することにより、被処理体W
に対して所要の光照射処理が行われる。
ると、ガス供給用電磁弁32が開き、これにより、ガス
供給源31からガス供給孔24を介してケーシング20
内に不活性ガスが供給されると共に、ケーシング20内
におけるガスが、ガス排出孔25およびガス排出用調整
弁33を介して外部に排出される。その後、ガス圧力検
出器35が、ケーシング20内における不活性ガスの圧
力が大気圧より100Pa大きい値に達したことを検知
すると、制御電源装置40によって、誘電体バリア放電
ランプ10に高周波電力が供給される。そして、誘電体
バリア放電ランプ10においては、一方の電極16と他
方の電極18との間に電圧が印加されることによって、
放電容器11内の放電空間Sにおいて誘電体バリア放電
が発生し、これにより、封入用ガスを構成する元素によ
るエキシマが生成され、このエキシマによるエキシマ光
が一方の壁材12を介して一方の電極16の網目から放
射され、このエキシマ光は、ケーシング20の窓部材2
3を介して被処理体Wに照射される。
0の作動中に、ガス圧力検出器35が、ケーシング20
内における不活性ガスの圧力が大気圧より100Pa大
きい値未満となったことを検知すると、制御電源装置4
0によって、誘電体バリア放電ランプ10の作動が停止
されると共に、ガス供給用電磁弁32が閉められ、更
に、制御電源装置40からの信号によって、警報器36
が作動する。一方、誘電体バリア放電ランプ10の作動
中に、ガス圧力検出器35が、ケーシング20内におけ
る不活性ガスの圧力が特定の値、例えば大気圧より1.
3kPa大きい値を超えたことを検知すると、制御電源
装置40によって、誘電体バリア放電ランプ10の作動
が停止されると共に、ガス供給用電磁弁32が閉めら
れ、更に、制御電源装置40からの信号によって、警報
器36が作動する。
段30によって、ケーシング20内の圧力が大気圧より
100Pa以上大きい値となるよう、ケーシング20内
に不活性ガスが流通されるので、後述する実験例から明
らかなように、ケーシング20内に残留する酸素の濃度
が所期のレベルに安定に維持される。従って、誘電体バ
リア放電ランプ20からのエキシマ光がケーンシグ20
内において吸収されることを確実に抑制することがで
き、その結果、誘電体バリア放電ランプ20からのエキ
シマ光を高い効率でケーシング20の外部に放射するこ
とができる。
圧より100Pa大きい値未満となったときには、制御
電源装置40により、誘電体バリア放電ランプ10の作
動が停止されると共に、ガス供給用電磁弁32が閉めら
れて不活性ガスの流通が停止されるので、ケーシング2
0内に残留する酸素の濃度が高い状態で被処理体Wの光
照射処理が行われることを確実に防止することができ
る。また、ケーシング20内のガス圧力が大気圧より1
00Pa大きい値未満となったときには、警報器36が
作動するので、ケーシング20内に残留する酸素の濃度
が高くなったことを作業者に知らせることができる。
の値、例えば大気圧より1.3kPa大きい値を超えた
ときには、制御電源装置40により、ガス供給用電磁弁
32が閉められて不活性ガスの流通が停止されるので、
ケーシング20の窓部材23が破損することを確実に防
止することができる。
により誘電体バリア放電ランプを作製した。 放電容器(11):全長300mm, 一方の壁部(12):材質;合成石英ガラス,外径;2
6.5mm,肉厚;1mm, 他方の壁部(13):材質;合成石英ガラス,外径;1
6.0mm,肉厚;1mm, 一方の電極(16):ステンレス金網製, 他方の電極(18):アルミニウム製, 放電用ガス:キセノン(封入圧30kPa)
が約20kHzの高周波電源により、入力電力が約50
Wの条件で点灯させたところ、波長172nmにピーク
を有する光が放出された。
2に示す構成に従って、寸法が450mm×350mm
×100mmのケーシング(20)内に配置し、更に、
図4に示すように、ケーシング(20)を、ガス流量計
(51)を介して窒素ガス供給源(50)に接続すると
共に、ガス排出用調整弁(52)に接続し、更に、ケー
シング(20)内に、ガス圧力計(53)および酸素濃
度計(54)を配置することにより、ケーシング内のガ
ス圧力と、ケーシング内に残留する酸素の濃度との関係
を調べるための実験システムを構成した。
シング(20)内に10リットル/分、30リットル/
分および50リットル/分の流量で窒素ガスを供給する
ことにより、当該ケーシング(20)内に窒素ガスを流
通させると共に、ガス排出用調整弁(52)を調整する
ことにより、ケーシング(20)内のガス圧力を変動さ
せたときの当該ケーシング(20)内に残留する酸素の
濃度を測定した。結果を図5に示す。この図において、
横軸はケーシング内のガス圧力を示し、縦軸はケーシン
グ内に残留する酸素の濃度を示す。また、曲線(イ)
は、窒素ガスを10リットル/分の流量で供給した場合
を示し、曲線(ロ)は、窒素ガスを30リットル/分の
流量で供給した場合を示し、曲線(ハ)は、窒素ガスを
50リットル/分の流量で供給した場合を示す。
スの流量が10リットル/分、30リットル/分および
50リットル/分のいずれであっても、ケーシング内の
ガス圧力が大気圧からこれより100Pa大きい値に達
するまでの間においては、当該ガス圧力が上昇するに従
って、当該ケーンシグ内に残留する酸素の濃度が急激に
減少し、ケーシング内のガス圧力が大気圧より100P
a以上大きいときには、当該ガス圧力の値に関わらず、
当該ケーンシグ内に残留する酸素の濃度がほぼ一定の値
に維持されることが理解される。従って、ケーシング内
に供給される不活性ガスの流量を選択し、ケーシング内
のガス圧力が大気圧より100Pa以上大きい値となる
よう、当該ケーシング内に不活性ガスを流通させること
により、ケーシング内に残留する酸素の濃度を所期のレ
ベルに安定に維持させることができる。
て、ケーシング内の圧力が大気圧より100Pa以上大
きい圧力となるよう、当該ケーシング内に不活性ガスが
流通されるので、ケーシング内に残留する酸素の濃度が
所期のレベルに安定に維持される。従って、誘電体バリ
ア放電ランプからのエキシマ光がケーンシグ内において
吸収されることを確実に抑制することができ、その結
果、誘電体バリア放電ランプからのエキシマ光を高い効
率でケーシングの外部に放射することができる。
り100Pa大きい値未満となったときに、誘電体バリ
ア放電ランプおよびガス流通手段の作動を停止させる制
御手段を設けることにより、ケーシング内に残留する酸
素の濃度が高い状態で被処理体の光照射処理が行われる
ことを確実に防止することができる。また、ケーシング
内のガス圧力が大気圧より100Pa大きい値未満とな
ったときに作動する警報手段を設けることにより、ケー
シング内に残留する酸素の濃度が高くなったことを作業
者に知らせることができる。
示す模式図である。
部の構成を示す説明用断面図である。
一例における構成を示す説明用断面図である。
留する酸素の濃度との関係を調べるための実験システム
の概略を示す模式図である。
留する酸素の濃度との関係を示す曲線図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 誘電体バリア放電によりエキシマが生成
されてエキシマ光が放出される誘電体バリア放電ランプ
と、 この誘電体バリア放電ランプを収納し、当該誘電体バリ
ア放電ランプからのエキシマ光を取り出す窓部材を有す
るケーシングと、 このケーシング内に不活性ガスを流通させるガス流通手
段とを具えてなる光源装置において、 前記ガス流通手段により、前記ケーシング内のガス圧力
が大気圧より100Pa以上大きい値となるよう、当該
ケーシング内に不活性ガスが流通されることを特徴とす
る光源装置。 - 【請求項2】 ケーシング内のガス圧力が大気圧より1
00Pa大きい値未満となったときに、誘電体バリア放
電ランプおよびガス流通手段の作動を停止させる制御手
段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
光源装置。 - 【請求項3】 ケーシング内のガス圧力が大気圧より1
00Pa大きい値未満となったときに作動する警報手段
が設けられていることを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の光源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09354497A JP3314656B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09354497A JP3314656B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 光源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10289694A JPH10289694A (ja) | 1998-10-27 |
JP3314656B2 true JP3314656B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=14085219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09354497A Expired - Lifetime JP3314656B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 光源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3314656B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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---|---|---|---|---|
JP3591393B2 (ja) * | 1999-11-02 | 2004-11-17 | ウシオ電機株式会社 | 誘電体バリア放電ランプ装置 |
JP2003144913A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-20 | Ushio Inc | 誘電体バリア放電ランプによる処理装置、および処理方法 |
JP4720154B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2011-07-13 | ウシオ電機株式会社 | フラッシュランプ発光装置 |
JP2006179583A (ja) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Ushio Inc | 閃光放射装置 |
JP5200763B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2013-06-05 | 東芝ライテック株式会社 | 誘電体バリア放電ランプ装置 |
JP6748680B2 (ja) * | 2018-08-31 | 2020-09-02 | 大電株式会社 | 照明装置 |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP09354497A patent/JP3314656B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10289694A (ja) | 1998-10-27 |
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Legal Events
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