JP5266972B2 - Excimer lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリカガラスよりなる放電容器と、対向する一対の電極と、該一対の電極間に該放電容器を形成するシリカガラスを介して、放電用ガスを励起し、前記放電容器の内部にエキシマ放電を発生させるエキシマランプに関する。 The present invention excites a discharge gas through a discharge vessel made of silica glass, a pair of electrodes facing each other, and a silica glass forming the discharge vessel between the pair of electrodes. The present invention relates to an excimer lamp that generates excimer discharge.
近年、金属、ガラス、その他の材料よりなる被処理体に波長200nm以下の真空紫外光を照射することにより、当該真空紫外光、及び、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、実用化されている。 In recent years, an object to be processed made of metal, glass, or other material is irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less to process the object to be processed by the action of the vacuum ultraviolet light and ozone generated thereby. Technology, for example, a cleaning processing technology for removing organic contaminants attached to the surface of the object to be processed and an oxide film forming processing technology for forming an oxide film on the surface of the object to be processed have been developed and put into practical use.
これらの装置において、真空紫外光を照射する光源としては、例えば、エキシマ放電によってエキシマ分子を形成し、当該エキシマ分子の崩壊に伴い発生する光、例えば波長172nm付近の光、を利用するエキシマランプが知られている。このようなエキシマランプは、より高強度の紫外線を効率良く放射するために多くの試みがなされている。 In these apparatuses, as a light source for irradiating vacuum ultraviolet light, for example, an excimer lamp that forms excimer molecules by excimer discharge and uses light generated when the excimer molecules decay, for example, light having a wavelength of about 172 nm, is used. Are known. Many attempts have been made for such excimer lamps to efficiently emit higher-intensity ultraviolet rays.
図5は、特開2004−127710号公報に記載の従来のエキシマランプの構成を示す説明用斜視図である。従来のエキシマランプ60は、紫外線を透過するシリカガラスよりなる断面矩形状で中空長尺の放電容器61を備え、この放電容器61の外表面に一対の電極65、66が形成されている。該放電容器61の内部には、放電用ガスとして、キセノンガスが封入されている。また、該エキシマランプ60は、一方の該電極65に点灯電力が供給されると、エキシマ分子が形成され、このエキシマ分子の崩壊に伴い真空紫外光が放射される、所謂、エキシマ放電が生じている。
FIG. 5 is an explanatory perspective view showing a configuration of a conventional excimer lamp described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-127710. A
真空紫外光は極めてエネルギーが高い光であるために、シリカガラスに、この強い真空紫外光を長時間にわたって照射し続けると、該シリカガラス中に紫外線に起因する欠陥が生成され、これが紫外線歪を形成し、場合によっては、微細なひびやクラックが発生する。特に、放電空間に面する最表面では、放電空間で発生した真空紫外光の内、短波長側のエネルギーが高い波長域の光の大半が直接、該表面に照射され、該表面が収縮する方向に強い紫外線歪が形成される。一方、放電容器61の外表面に、照射される真空紫外光は、該放電容器61を形成するガラスの厚み分だけ減衰し、紫外線歪によって収縮する方向に形成される紫外線歪の量は、内表面に比べて格段に少なくなる。この紫外線歪の生成される量の違いにより、放電空間に面する最表面に引っ張り応力が加わり、該外表面は伸びる方向に変形する。
Since vacuum ultraviolet light is extremely high energy light, if silica glass is continuously irradiated with this strong vacuum ultraviolet light for a long time, defects due to ultraviolet rays are generated in the silica glass, which causes ultraviolet distortion. In some cases, fine cracks and cracks occur. In particular, at the outermost surface facing the discharge space, the vacuum ultraviolet light generated in the discharge space is directly irradiated to the surface with most of light in the wavelength region with high energy on the short wavelength side, and the surface contracts. A strong UV distortion is formed. On the other hand, the vacuum ultraviolet light irradiated on the outer surface of the
図6は、従来のエキシマランプの放電容器61の変形を説明するための説明用断面図である。
放電容器61は、長尺状の板ガラスよりなる長辺面62a、62bが互いに向かい合うように配置され、長辺面62aと長辺面62bとをつなぐ短辺面63a、63bにより断面矩形状の管が形成される。矢印は、放電容器の内部に働く応力の方向を示したものである。
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view for explaining a modification of the
The
長辺面62a、62bや短辺面63a、63bの放電空間に面する最表面では、真空紫外光の内、エネルギーの高い短波長域の光が、多く吸収されるため、紫外線歪を形成し、矢印のように縮む方向に力が働く。一方、放電容器61の外表面は、矢印のようにのびる方向に力が働く。断面矩形状の放電容器61においては、形状的な特徴から、長辺面62a、62bと短辺面63a、63bをつなぐエッジ部64a、64b、64c、64dに、長辺面62a、62b方向に伸び縮みする応力と、短辺面63a、63b方向に伸び縮みする応力が働き、エッジ部64a、64b、64c、64dに応力が集中する。したがって、応力集中により蓄積された歪によって、エッジ部64a、64b、64c、64dが破損の起点となって、放電容器61が破壊されるという問題が生じる。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、断面矩形状の管型放電容器を備えたエキシマランプにおいて、エッジ部が破損の起点となって放電容器が破壊されることを防止できるエキシマランプを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and in an excimer lamp equipped with a tube-shaped discharge vessel having a rectangular cross section, the discharge vessel is destroyed with the edge portion as a starting point of breakage. An object is to provide an excimer lamp that can be prevented.
本発明の請求項1に記載のエキシマランプは、両端が端面によって閉じられ、互いに対向する長辺面と該長辺面をつなぐ短辺面とによって囲まれた断面矩形状の放電容器を備え、該放電容器の互いに対抗する該長辺面、または、該短辺面には一対の電極が配置され、該放電容器の内部にキセノンガスを封入し、放電空間内にエキシマ放電を発生させるエキシマランプにおいて、該長辺面は、該長辺面と該短辺面とをつなぐエッジ部に対して、該長辺面の中央部が該放電空間の内側に向かう方向に湾曲しており、該放電容器の内表面には中央部が該放電空間の内側に向かう方向に湾曲した紫外線反射膜が形成され、該紫外線反射膜は、該エッジ部に形成された膜厚の方が、該放電容器の他の内表面に形成された膜厚に比べて、厚くなっていることを特徴とする。
The excimer lamp according to claim 1 of the present invention includes a discharge vessel having a rectangular cross section that is closed at both ends by end surfaces and surrounded by a long side surface facing each other and a short side surface connecting the long side surfaces, An excimer lamp in which a pair of electrodes are disposed on the long side surface or the short side surface of the discharge vessel facing each other, and an xenon gas is sealed inside the discharge vessel to generate excimer discharge in the discharge space. The long side surface is curved in a direction in which a central portion of the long side surface faces the inside of the discharge space with respect to an edge portion connecting the long side surface and the short side surface, On the inner surface of the vessel, an ultraviolet reflecting film having a central portion curved in a direction toward the inside of the discharge space is formed, and the thickness of the ultraviolet reflecting film formed on the edge portion of the discharge vessel is larger. It is thicker than the film thickness formed on other inner surfaces. The features.
また、本発明の請求項2に記載のエキシマランプは、前記構成に加えて、前記短辺面は、該長辺面と該短辺面とをつなぐエッジ部に対して、該短辺面の中央部が該放電空間の内側に向かう方向に湾曲していることを特徴とする。 Further, in the excimer lamp according to claim 2 of the present invention, in addition to the above configuration, the short side surface has an edge portion connecting the long side surface and the short side surface to the short side surface. The center portion is curved in a direction toward the inside of the discharge space.
更には、本発明の請求項3に記載のエキシマランプは、前記構成に加えて、前記紫外線反射膜は、シリカ粒子とアルミナ粒子とを含むことを特徴とする。 Furthermore, the excimer lamp according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in addition to the above configuration, the ultraviolet reflecting film includes silica particles and alumina particles.
本発明の請求項1に記載のエキシマランプによれば、該放電容器は、該長辺面と短辺面とをつなぐエッジ部に対して、該長辺面の中央部が放電空間の内側に向かう方向に湾曲しており、該放電容器の内表面に形成された紫外線反射膜の膜厚は、エッジ部に形成された膜厚の方が、その他の部分に形成された膜厚に比べて、厚くなっている。そのため、破損の起点となりやすいエッジ部は、膜厚の厚い紫外線反射膜によって真空紫外光が十分に遮断され、該エッジ部に発生する紫外線歪等のダメージを軽減できるので、結果として、該放電容器の破壊等の不具合を防止することができる、といった利点がある。 According to the excimer lamp of the first aspect of the present invention, the discharge vessel has a central portion of the long side surface on the inner side of the discharge space with respect to an edge portion connecting the long side surface and the short side surface. The film thickness of the ultraviolet reflecting film formed on the inner surface of the discharge vessel is curved in the direction toward which the film thickness formed on the edge portion is compared to the film thickness formed on the other portions. It ’s getting thicker. Therefore, the edge portion that is likely to be a starting point of breakage is sufficiently blocked by vacuum ultraviolet light by the thick ultraviolet reflecting film, and damage such as ultraviolet distortion generated at the edge portion can be reduced. There is an advantage that it is possible to prevent problems such as destruction of the battery.
本発明の請求項2に記載のエキシマランプによれば、該短辺面の中央部が長辺面と短辺面とをつなぐエッジ部に対して、放電空間の内側に向かう方向に湾曲している。このため、短辺面の中央部の内表面に形成される該紫外線反射膜の膜厚が薄くても、該エッジ部近傍内表面では、該紫外線反射膜の膜厚を厚くすることができる。すなわち、放電空間内部で生成される強い真空紫外光を、該エッジ部で選択的に遮断できる程度まで大きくすることができる。このため、該エッジ部に発生する紫外線歪等のダメージを軽減できるので、結果として、該放電容器の破壊等の不具合を防止することができるといった利点がある。 According to the excimer lamp according to claim 2 of the present invention, the central portion of the short side surface is curved in the direction toward the inside of the discharge space with respect to the edge portion connecting the long side surface and the short side surface. Yes. For this reason, even if the film thickness of the ultraviolet reflecting film formed on the inner surface of the central part of the short side surface is thin, the film thickness of the ultraviolet reflecting film can be increased on the inner surface near the edge part. That is, the strong vacuum ultraviolet light generated in the discharge space can be increased to such an extent that it can be selectively blocked at the edge portion. For this reason, damage such as ultraviolet distortion generated at the edge portion can be reduced. As a result, there is an advantage that problems such as destruction of the discharge vessel can be prevented.
本発明の請求項3に記載のエキシマランプによれば、該紫外線反射膜にシリカ粒子を含むことにより、シリカガラスから成る放電容器との接着力を高めることができるとともに、該紫外線反射膜にアルミナ粒子を含むことにより、紫外線の反射特性を長時間に亘って維持できる、といった利点がある。更には、互いに隣接するシリカ粒子が放電による熱で溶融結合されることを該アルミナ粒子が阻害し、各粒子間での境が維持でき、紫外線の反射特性を長時間維持できる、といった利点がある。 According to the excimer lamp according to claim 3 of the present invention, by including silica particles in the ultraviolet reflection film, it is possible to increase the adhesive force with the discharge vessel made of silica glass, and to the alumina film in the ultraviolet reflection film. By including particles, there is an advantage that the reflection characteristics of ultraviolet rays can be maintained for a long time. Furthermore, the alumina particles inhibit the silica particles adjacent to each other from being melt-bonded by the heat generated by the discharge, so that the boundary between the particles can be maintained, and the ultraviolet reflection characteristics can be maintained for a long time. .
図1は、本発明のエキシマランプ10の一例における構成の概略を示す説明用断面図であって、図1−(a)は、放電容器11の長手方向に沿った断面を示す横断面図、図1−(b)は、(a)におけるA−A断面図である。
このエキシマランプ10は、両端が気密に封止されて内部に放電空間Sが形成された、断面矩形状で中空長尺状の放電容器11を備えており、この放電容器11の内部には、放電用ガスとして、キセノンガスが封入されている。ここに、キセノンガスは、圧力が例えば10〜60kPaの範囲内となる封入量とされる。
放電容器11は、真空紫外光を良好に透過するシリカガラス、例えば合成石英ガラスよりなり、誘電体としての機能を兼ねている。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an outline of the configuration of an example of an
The
The
放電容器11は、長尺状の板ガラスよりなる長辺面12a、12bが互いに向かい合うように配置され、長辺面12aと長辺面12bとをつなぐ短辺面13a、13bにより断面矩形状の管が形成される。長手方向の両端は、端面14a、14bにより閉じられ、放電空間Sの内部を気密空間としている。放電容器11は、例えば、長手方向の長さが800〜1600mmであり、320〜640cm3の放電空間Sを有している。
The
放電容器11における長辺面12a、12bの外表面には、一対の格子状の電極15a、15bが長尺な方向に伸びるよう対向して形成されている。長辺面12aの外表面には高電圧給電電極として機能する一方の電極15aが配置され、長辺面12bの外表面には接地電極として機能する他方の電極15bが配置される。これにより、一対の電極15a、15b間に誘電体として機能する放電容器11が介在された状態とされている。このような電極15a、15bは、例えば、金属よりなる電極材料を放電容器11にペースト塗布することにより、あるいは、プリント印刷することによって形成することができる。
A pair of grid-
このエキシマランプ10は、一方の電極15aに点灯電力が供給されると、誘電体として機能する放電容器11の壁を介して両電極15a、15b間に放電が生成され、これにより、エキシマ分子が形成されると共にこのエキシマ分子が崩壊する過程で真空紫外光が放射されるエキシマ放電が生じる。
In this
上記エキシマランプ10は、エキシマ放電によって発生する真空紫外光を効率良く利用するために、放電容器11の放電空間Sに曝される表面に、紫外線散乱粒子よりなる紫外線反射膜20が設けられている。
紫外線反射膜20は、放電容器11における長辺面12aの高電圧給電電極として機能する一方の電極15aに対応する内表面領域と、この領域に連続する短辺面13a、13bの内表面領域とにわたって形成されている。また、端面14a、14bの内表面領域にも紫外線反射膜20が形成される。一方、放電容器11における長辺面12bの、接地電極として機能する他方の電極15bに対応する内表面領域において紫外線反射膜20が形成されていないことによって光出射部17が構成されている。なお、長辺面12bの電極15bが形成されていない端部の内表面領域にも紫外線反射膜20を形成することによって、反射効率を高めることができる。
The
The
図2は、本発明のエキシマランプ10の詳細を説明するために端面14a、14bに対して平行(ランプ管軸に対して直交する面)に切断した概略断面図である。特に、同図では、各ガラス面のそり状態や紫外線反射膜の厚みの差を強調した概念図になっている。
長辺面12aの両端に短辺面13a、または短辺面13bの一端が接合され、長辺面12aと短辺面13aを接合するエッジ部16a、および、長辺面12aと短辺面13bを接合するエッジ部16bが形成される。同様にして、長辺面12bの両端において短辺面13bまたは短辺面13aの一端が接合され、長辺面12bと短辺面13bを接合するエッジ部16c、および、長辺面12bと短辺面13aを接合するエッジ部16dが形成されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view cut in parallel to the end faces 14a and 14b (a plane orthogonal to the lamp tube axis) in order to explain the details of the
One end of the
該長辺面12aの中央部121aは、該長辺面12a上であって中央部121aの延長上に存在するエッジ部16a、16bに対して、放電空間Sの内方に位置し、該長辺面12a自身は、該放電空間Sの内側に向かう方向に湾曲している。該長辺面12aの中央部121aとエッジ部16bとの間の距離Dは0.2mm程度である。また、該長辺面12aと向かい合うように配置されている長辺面12bについても同様である。
The central portion 121a of the
また、短辺面13aも、中央部19aが、該短辺面13a上における中央部19aの延長上に存在するエッジ部16a、16dに対して、放電空間Sの内方に位置し、該短辺面13a自身は、該放電空間Sの内側に向かう方向に湾曲している。また、該短辺面13aと向かい合うように配置されている短辺面13bも同様である。
In addition, the
放電容器11全体で見ると、端面14a、14bに平行に切断した断面において、エッジ部16a、16b、16c、16dが、長辺面12aと長辺面12bが向かい合う方向にも、短辺面13aと短辺面13bが向かい合う方向にも、放電空間Sの外方に向かって膨れている。言い換えれば、放電容器11は、長辺面12a、12bの中央部121a、121bと、短辺面13a、13bの中央部19a、19bが、放電空間Sの内方に向かってわずかに飛び出す方向に湾曲した形状となっている。また、該放電容器11の内表面に形成された紫外線反射膜20は、該エッジ部16a、16b、16c、16dにおいて、中央部121a、121b、または、中央部19a、19bより膜厚が厚く形成されている。
When viewed as a whole of the
長辺面12aの内表面領域に形成されている紫外線反射膜20は、放電空間Sで発生した真空紫外光を反射させることを目的とするので、その膜厚を十分厚く、例えば、中央部121aにおいて30μm程度形成することが好ましい。紫外線反射膜20の膜厚を十分に取ることによって、紫外線反射膜20に入射した光を放電容器11にまで透過させないだけでなく、真空紫外光を反射して再び放電空間Sに戻すことができる。
The
一方、短辺面13aの内表面領域に形成されている紫外線反射膜20は、真空紫外光にさらされる放電容器11の保護を目的とするので、真空紫外光を反射させる機能は必要としておらず、真空紫外光をほとんど透過しない最低限の厚さで形成されていれば十分である。例えば、中央部19aの内表面領域において2〜3μm形成すれば、紫外線反射膜20において真空紫外光を90%程度遮断することができる。
On the other hand, the
また、該紫外線反射膜20を構成する紫外線散乱粒子としては、例えばシリカガラスを粉末状に細かい粒子としたシリカ粒子などが用いられる。シリカ粒子は、粒子径が例えば0.01〜20μmの範囲内にあるものであって、中心粒径(数平均粒子径のピーク値)が、例えば0.1〜10μmであるものが好ましく、より好ましくは0.3〜3μmであるものである。また、紫外線反射膜20に含まれるシリカ粒子の粒径の分布は広範に広がらない方が好ましく、粒径が中心粒径の値となるシリカ粒子が半数以上となるように選別されたシリカ粒子を用いることが好ましい。
Further, as the ultraviolet scattering particles constituting the
該シリカ粒子は、一部溶融すること等によって、紫外線反射膜20を放電容器11に付着させている。一般に、線膨張係数の値が等しいまたは近似するものは、接着しやすいという性質がある。シリカ粒子は、シリカガラスよりなる放電容器11と線膨張係数の値が等しいため、放電容器11との接着力を高める機能を有する。
The silica particles cause the ultraviolet
しかしながら、シリカ粒子はエキシマランプ10において発生するプラズマの熱によって溶融し、粒界が消失されて、真空紫外光を拡散反射させることができなくなって反射率が低下することがある。紫外線散乱粒子として、シリカ粒子だけでなくアルミナ粒子も含むことにより、プラズマによる熱にさらされた場合であっても、シリカ粒子より高い融点を有するアルミナ粒子は溶融しないため、互いに隣接するシリカ粒子とアルミナ粒子とが粒子同士で結合されることが防止されて粒界が維持される。
However, the silica particles are melted by the heat of the plasma generated in the
アルミナ粒子は、粒子径が例えば0.1〜10μmの範囲内にあるものであって、中心粒径(数平均粒子径のピーク値)が、例えば0.1〜3μmであるものが好ましく、より好ましくは0.3〜1μmであるものである。また、紫外線反射膜20に含まれるアルミナ粒子の粒径の分布は広範に広がらない方が好ましく、粒径が中心粒径の値となるアルミナ粒子が半数以上となるように選別されたアルミナ粒子を用いることが好ましい。
The alumina particles preferably have a particle diameter in the range of 0.1 to 10 μm, for example, and the center particle diameter (peak value of the number average particle diameter) is preferably 0.1 to 3 μm, for example. Preferably it is 0.3-1 micrometer. Further, it is preferable that the particle size distribution of the alumina particles contained in the
図3は、このような放電容器11の形成方法を示すための、製造途中の放電容器11を示す斜視図である。
エッジ部16a、16b、16c、16dが放電空間Sの外方に向かって膨れている放電容器11は、円筒状のシリカガラスよりなる丸型管25を、取出し棒24が取り付けられた矩形状の引抜型23によって、該丸型管を加熱軟化した状態で該引抜型を引き抜くことによって成形される。エッジ部16a、16b、16c、16dが外方に向かって膨れるように成形するために、引抜型23の角に膨らみが形成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the
The
その加工工程としては、まず、円筒状のシリカガラスよりなる丸型管25を容易に変形する程度にまで、バーナーにて加熱する。次に、丸型管25の外表面をバーナーで加熱した状態で、引抜型23を内管に挿入して押し込む。引抜型23は丸型管25の断面より大きなものが使用されるため、丸型管25が角型管に押し広げられる。例えば、直径φ30mmの丸型管25に対して、長辺面の長さが40mmとなっている引抜型23が用いられる。また、引抜型23は高温にさらされるため、カーボンにより形成されることが好ましい。金属よりなる引抜型23を用いると、金属が不純物として放電容器11の内表面に付着混入し、放電容器11のシリカガラスの純度が低下する恐れがあるためである。
As the processing step, first, the
丸型管25の断面より大きい面積を有する引抜型23を用いて丸型管25を角型管に焼きのばしているため、成形された放電容器11の断面は引抜型23の形状を投射した形状となる。しかしながら、該引抜型自身の熱膨張や、引抜後のガラス管の収縮等を考慮して、実際には、引抜型23の角に予め膨らみを形成することにより、放電容器11のエッジ部16a、16b、16c、16dを外方に向かって膨れるように成形している。
Since the
図4は、紫外線反射膜20の膜厚と、その光の透過率の関係を示すグラフである。縦軸を透過率[%]とし、横軸を紫外線反射膜の膜厚[μm]とし、その関係を示している。尚、縦軸に示した透過率とは、波長172nmの真空紫外光の透過率を示している。また、波長150nm〜波長200nmの範囲の真空紫外線領域では、ほぼ同様の傾向を示すことがわかっている。同グラフより、紫外線反射膜20の膜厚を厚くすれば、真空紫外光の透過率が低下することがわかる。紫外線反射膜20の膜厚が10μm以上の範囲では、真空紫外光を全く透過しないことがわかる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the film thickness of the
図4の結果を図2の放電容器11に当てはめると、放電容器11の内表面領域に紫外線反射膜20を十分な膜厚を有するように形成すれば、放電空間S内で発生する波長172nmにピークを有する真空紫外光が紫外線反射膜20を透過できないので、放電空間Sに対して紫外線反射膜20を介して形成される放電容器11、具体的には長辺面12a、短辺面13a、13b、に照射される真空紫外光の強度を低減できる。したがって、放電容器11を構成するシリカガラスに強い強度の真空紫外光が照射されることを防止し、放電容器の劣化を抑制することができる。
When the result of FIG. 4 is applied to the
放電空間Sの内部で発生したエキシマ光を対象物に照射するためには、紫外線反射膜20が形成されていない光出射部17を構成しなければならない。光出射部17には紫外線反射膜20がないので、放電容器11を構成するシリカガラスに真空紫外光が直接に照射される。また、放電容器11は断面矩形状の形状をしているので、エッジ部16a、16b、16c、16dにおいては応力が集中しやすいという特徴を有する。そのため、光出射部17は、エッジ部16a、16b、16c、16dを含まない長辺面12bに形成され、破損の起点となりやすいエッジ部16a、16b、16c、16dは紫外線反射膜20によって真空紫外光から保護されている。このような構成を採ることにより、断面矩形状の放電容器11を用いたエキシマランプにおいても、放電容器11の破裂を防止することができる。
In order to irradiate the object with excimer light generated in the discharge space S, the
また、放電容器11は、長辺面12a、12bの中央部121a、121bや短辺面13a、13bの中央部19a、19bが、エッジ部16a、16b、16c、16dに対して、放電空間Sの内方に位置するので、エッジ部16a、16b、16c、16dの内表面領域には、放電容器11の他の内表面領域に比べて、紫外線反射膜20の膜厚が厚くなるように形成することができる。具体的には、エッジ部16a、16b、16c、16dの内表面領域に形成された紫外線反射膜20は、他の領域に形成された紫外線反射膜20比べて、その膜厚が少なくとも10μm以上大きくなっている。したがって、エッジ部16a、16b、16c、16dの内表面領域に形成された紫外線反射膜20の膜厚は、少なくとも10μm以上確保されるので真空紫外光をほぼ完全に遮断することができ、放電容器11のエッジ部16a、16b、16c、16dには放電空間Sで発生した真空紫外光が照射されない。
Further, the
つまり、エッジ部16a、16b、16c、16dの内表面領域に形成された紫外線反射膜20の膜厚が、放電容器11の他の内表面領域に形成された膜厚に比べて、大きくなっている。そのため、破損の起点となりやすいエッジ部16a、16b、16c、16dにおいて、紫外線反射膜20によって真空紫外光を遮断し、放電容器11のエッジ部16a、16b、16c、16dに真空紫外光が照射されないようにして、真空紫外光によるダメージによる放電容器11の破裂を防止することができる。
That is, the film thickness of the
続いて、放電容器11の内表面領域への紫外線反射膜20の形成方法の一例を説明する。
紫外線反射膜20は、例えば「流下法」と呼ばれる方法により行うことができる。まず、放電容器11の内側に流し込むコート液を調合する。コート液は、紫外線散乱粒子、結着剤、分散剤、および、溶剤から構成される。紫外線散乱粒子は例えばシリカ粒子とアルミナ粒子であり、結着材はオルトケイ酸テトラエチルを含み、分散剤はシランカップリング剤であり、溶剤はエタノールである。
Then, an example of the formation method of the ultraviolet
The
コート液に分散剤を含有することにより、コート液をゲル化して放電容器11に付着させやすくすると共に、コート液中で均等に分散された紫外線散乱粒子を定着させることができる。
コート液に溶剤を含有することにより、コート液の紫外線散乱粒子の含有濃度を調整することができる。
コート液を放電容器11の内部に流し込み、放電容器11の内表面における所定の領域に付着させる。
By containing the dispersant in the coating liquid, the coating liquid can be easily gelled and adhered to the
By containing a solvent in the coating liquid, the concentration of the ultraviolet scattering particles in the coating liquid can be adjusted.
The coating liquid is poured into the
まず、短辺面13aの内表面領域にコート液を流し込み、短辺面13aにおける中央部19aの膜厚が2〜5μmとなるようにコート液を付着させる。続いて、短辺面13bの内表面領域にコート液を流し込み、短辺面13bにおける中央部19bの膜厚が2〜5μmとなるようにコート液を付着させる。短辺面13aおよび短辺面13bの内表面領域にコート液が付着された状態で、自然乾燥させて溶剤を蒸発させる。さらに、酸素雰囲気中で1時間、500℃に加熱して仮焼きをする。仮焼きをしてコート液を短辺面13a、13bの内表面領域に定着させることにより、エッジ部16a、16b周辺において、続いて長辺面12aの内表面領域に流し込まれるコート液と緩衝しないようにすることができる。
First, the coating liquid is poured into the inner surface area of the
次に、長辺面12aの内表面領域にコート液を流し込んで紫外線反射膜20を形成する。長辺面12aにおける中央部121aの膜厚が20〜30μmとなるようにコート液を付着させ、この状態で自然乾燥させて溶剤を蒸発させる。このとき、コート液の表面張力により、エッジ部16a、16b周辺において短辺面13a、13bにコート液が吸い上げられる現象が生じるため、エッジ部16a、16bの短辺面13a、13b側にもコート液が厚く付着される。
Next, the coating liquid is poured into the inner surface region of the
長辺面12aの内表面領域にもコート液が付着された放電容器11を、この状態で自然乾燥させて溶剤を蒸発させ、さらに酸素雰囲気中で1時間、1000℃に加熱して本焼きをする。コート液を焼成すると、分散剤が加熱消失し、紫外線散乱粒子と結着剤だけが残る。結着剤は、シリカとなって紫外線散乱粒子に溶融付着し、粒子同士や、放電容器11との結着力を高める。
上記工程により、長辺面12aの内表面領域において、短辺面13a、13bの内表面領域に比べて膜厚が厚い紫外線反射膜20を形成することができる。さらに、放電容器11の長辺面12a、12bや短辺面13a、13bが湾曲状に加工されていること、および製造工程におけるコート液の表面張力により、エッジ部16a、16b、16c、16dの内表面領域には、他の領域に比べて、紫外線反射膜20の膜厚が厚くなるように形成することができる。
In this state, the
Through the above process, the ultraviolet
なお、本発明の説明において使用した図面は、紫外線反射膜20の薄膜の厚さや放電容器11の形状について、寸法等を誇張して示している。
The drawings used in the description of the present invention exaggerate the dimensions and the like of the thickness of the
10 エキシマランプ
11 放電容器
12a、12b 長辺面
13a、13b 短辺面
14a、14b 端面
15a、15b 電極
16a、16b、16c、16d エッジ部
17 光出射部
20 紫外線反射膜
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該長辺面は、該長辺面と該短辺面とをつなぐエッジ部に対して、該長辺面の中央部が該放電空間の内側に向かう方向に湾曲しており、
該放電容器の内表面には中央部が該放電空間の内側に向かう方向に湾曲した紫外線反射膜が形成され、
該紫外線反射膜は、該エッジ部に形成された膜厚の方が、該放電容器の他の内表面に形成された膜厚に比べて、厚くなっていることを特徴とするエキシマランプ。
A discharge vessel having a rectangular cross-section surrounded by a long side surface opposite to each other and a short side surface connecting the long side surfaces, the long side surfaces of the discharge vessel facing each other; In the excimer lamp, a pair of electrodes are arranged on the short side surface, and the xenon gas is sealed inside the discharge vessel to generate excimer discharge in the discharge space.
The long side surface is curved in a direction in which a central portion of the long side surface faces the inside of the discharge space with respect to an edge portion connecting the long side surface and the short side surface,
On the inner surface of the discharge vessel is formed an ultraviolet reflective film whose central portion is curved in the direction toward the inside of the discharge space ,
The excimer lamp is characterized in that the ultraviolet reflective film is thicker at the edge portion than at the other inner surface of the discharge vessel.
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