JP4158705B2 - Excimer light irradiation equipment - Google Patents
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Description
この発明は、エキシマ放電によりエキシマ光を照射する装置に関する。特に、大面積を均一に高出力照射することを目的としたエキシマ光照射装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for irradiating excimer light by excimer discharge. In particular, the present invention relates to an excimer light irradiation apparatus for the purpose of uniformly irradiating a large area with high output.
近年、エキシマ光を利用した殺菌装置、液晶基板洗浄装置、樹脂硬化装置等が知られている。エキシマ光源としては、エキシマ放電ランプが一般に用いられている。エキシマ放電ランプとしては、例えば石英ガラスからなる円筒状のランプ容器の外側と内側に、それぞれ外側電極と内側電極が設けられ、ランプ容器内部にエキシマ生成ガスが封入されたものが知られている(例えば、特公平7−87093号公報参照)。エキシマ放電ランプは、外側電極と内側電極に対して外部から電気エネルギーを供給することによって、ランプ容器内で放電が生じ、エキシマ生成ガスによりエキシマ光を発生するというものである。
また、このようなエキシマ放電ランプが搭載されたエキシマ光照射装置としては、例えば、特開平11−183699号公報に開示された構造が知られている。
In recent years, a sterilization apparatus using excimer light, a liquid crystal substrate cleaning apparatus, a resin curing apparatus, and the like are known. As the excimer light source, an excimer discharge lamp is generally used. As an excimer discharge lamp, for example, a cylindrical lamp vessel made of, for example, quartz glass is provided with an outer electrode and an inner electrode on the outside and inside, respectively, and an excimer-generating gas is sealed inside the lamp vessel ( For example, see Japanese Patent Publication No. 7-87093). In the excimer discharge lamp, electric energy is supplied from the outside to the outer electrode and the inner electrode, whereby discharge occurs in the lamp vessel, and excimer light is generated by the excimer generation gas.
Moreover, as an excimer light irradiation apparatus equipped with such an excimer discharge lamp, for example, a structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-183699 is known.
しかしながら、上記のようなエキシマ光照射装置によると、光源であるエキシマ放電ランプのランプ容器が石英ガラスから構成されており、ランプ点灯時間の経過とともにランプ容器を構成する石英ガラスが劣化してエキシマ光の透過率が低下するので、所望の照度を長時間にわたって維持することが困難である。近年、前述の殺菌装置、液晶基板洗浄装置、樹脂硬化装置などにおいては、そのプロセス速度を速めることによる低コスト化を目的として、エキシマランプの出力を上昇させるためにエキシマランプへの投入電力が増加していることから、ランプ容器を構成する石英ガラスの劣化が顕著となっている。 However, according to the excimer light irradiation apparatus as described above, the lamp vessel of the excimer discharge lamp as the light source is made of quartz glass, and the quartz glass constituting the lamp vessel deteriorates with the lapse of the lamp lighting time, and excimer light Therefore, it is difficult to maintain a desired illuminance for a long time. In recent years, in the aforementioned sterilizer, liquid crystal substrate cleaning device, resin curing device, etc., the power input to the excimer lamp has been increased to increase the output of the excimer lamp in order to reduce the cost by increasing the process speed. Therefore, the deterioration of the quartz glass constituting the lamp vessel is remarkable.
さらに、エキシマ光照射によりランプ容器内に生成した不純物ガスによってエキシマ生成ガスが汚染され、エキシマ光の光出力が経時的に低下するという問題もある。具体的に説明すると、ランプ容器やエキシマ光の透過窓が石英ガラスのようにエキシマ光に晒されることによって酸素ガスを放出する材料から構成される場合に不純物ガスとして放出される酸素ガスは、エキシマ光を強く吸収し、エキシマ光の光出力を著しく低下させる。 Further, there is a problem that the excimer generation gas is contaminated by the impurity gas generated in the lamp vessel by the excimer light irradiation, and the light output of the excimer light decreases with time. More specifically, when the lamp vessel or the excimer light transmission window is made of a material that releases oxygen gas by being exposed to excimer light such as quartz glass, the oxygen gas released as the impurity gas is the excimer gas. It absorbs light strongly and significantly reduces the light output of excimer light.
上記問題を解決するために、ステンレス製の筐体内に複数対の電極が誘電体を介して並べて配置されたエキシマ光照射装置において、筐体内に充填されたエキシマ光生成用の希ガスを置換する方法が知られている(例えば、特開2001−148233号公報参照)。以下、この公報に記載された構造について図9を用いて説明する。 In order to solve the above problem, in an excimer light irradiation apparatus in which a plurality of pairs of electrodes are arranged in a stainless steel casing with a dielectric interposed therebetween, the excimer light generating rare gas filled in the casing is replaced. A method is known (see, for example, JP-A-2001-148233). Hereinafter, the structure described in this publication will be described with reference to FIG.
図9は、希ガス置換方法を備えた従来のエキシマ光照射装置を説明するための長手方向における断面図である。
エキシマ光照射装置90は、筐体91と、円筒状の誘電体92と、誘電体92の内表面に嵌入され誘電体92を介して対向する棒状の電極93とからなる。筐体91は、光出射方向200に設けられた開口部に光取出窓95が組み込まれるとともに、筐体91内に導入されたエキシマ放電生成ガスとしての希ガスを吸排するためのガス吸入口96、ガス排出口97が設けられている。筐体91内の希ガスは、ガス吸入口96、ガス排出口97により置換することができる。筐体91内においては、対向する電極93に不図示の外部回路にて高周波高電圧を印加することにより、対向する電極93間でエキシマ放電することにより放電部98が形成され希ガスエキシマ光が放射される。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view for explaining a conventional excimer light irradiation apparatus equipped with a rare gas replacement method.
The excimer
図9に示された構造によると、上記エキシマ放電ランプが搭載されたエキシマ光照射装置のように石英ガラスからなるランプ容器を必要としないため、使用寿命を大幅に延長することができる。さらに、誘電体92および光取出窓95を石英ガラスで構成したとしても筐体91内の希ガスを常時置換することができるため、発生した酸素が希ガスとともに筐体91外へ排出され、不純物ガスの問題も発生しない。
ところが、図9に示された構造に従ってエキシマ光照射装置を製作し点灯試験を行ったところ、不純物ガスの問題は生じないものの、エキシマ光照射装置から照射される光に照度ムラが生じるため、光が照射される面(被処理面ともいう)にて均一な照度分布が得られないという問題が生じることが判明した。 However, when an excimer light irradiation device was manufactured according to the structure shown in FIG. 9 and a lighting test was performed, the problem of impurity gas does not occur, but unevenness in illuminance occurs in the light irradiated from the excimer light irradiation device. It has been found that there is a problem that a uniform illuminance distribution cannot be obtained on a surface irradiated with (also referred to as a surface to be processed).
本発明者らは、上記照度ムラが生じる原因について鋭意検討したところ、電極と誘電体との間に隙間が生じることが主な原因の一つであると突き止めた。以下に具体的に説明する。
図9に示すエキシマ光照射装置において、電極93として用いられる例えばアルミニウムからなる棒や、誘電体92として用いられる例えば石英ガラスからなる管は、その製造時に寸法誤差が生じるものである。具体例として、アルミニウムからなる棒を電極として用いた場合について以下に図10を用いて説明する。
The present inventors diligently studied the cause of the above illuminance unevenness, and ascertained that one of the main causes is a gap between the electrode and the dielectric. This will be specifically described below.
In the excimer light irradiation apparatus shown in FIG. 9, a rod made of, for example, aluminum used as the
図10は、寸法誤差を有する電極となるアルミニウム棒93について説明するための図である。アルミニウム棒93は、その規格が例えば直径10mmであるとしても、図10に示すように、一方の端部における径X1が9.8mm、中央部における径X2が10.2mm、他方の端部における径X3が10mmというように、各部位において規格値との誤差を生じている。このような規格値との誤差を寸法誤差と呼び、図10の例では±2%の寸法誤差が生じていることになる。ここでは図示していないが、上記アルミニウム棒93の周囲を覆うための誘電体となるべき石英ガラス管92にも、当然に上記寸法誤差が生じるものである。従って、このような誘電体となる石英ガラス管92の内部に電極となるアルミニウム棒93を嵌入した場合には、両者の間に隙間が生じることになる。電極と誘電体との間に隙間を生じた場合における放電状態について、以下図11を用いて説明する。
FIG. 10 is a diagram for explaining an
図11は、電極と誘電体との間に隙間が存在する場合におけるエキシマ放電の様子を説明するための図を示す。図11に示すように、電極となるアルミニウム棒93を誘電体となる石英ガラス管92の内側に嵌入する場合において、石英ガラス管92の内径とアルミニウム棒93の外径は寸法誤差があるため、アルミニウム棒93と石英ガラス管92との間で接触しない隙間部分が生じ、この部分では殆ど放電が形成されない。一方、アルミニウム棒93と石英ガラス管92とが接触した部分においては、上記現象が生じることがなく放電が形成される。
これにより、図9に示すエキシマ光照射装置内に、電極と誘電体とが隙間をもった状態で嵌入されたものが複数配置された場合には、エキシマ光照射装置から放射される光に照度ムラが生じると考えられる。
FIG. 11 is a diagram for explaining the state of excimer discharge when there is a gap between the electrode and the dielectric. As shown in FIG. 11, when the
As a result, in the excimer light irradiation apparatus shown in FIG. 9, when a plurality of electrodes and dielectrics are inserted with a gap between them, the illuminance is applied to the light emitted from the excimer light irradiation apparatus. It is thought that unevenness occurs.
ここで、電極となる金属棒と誘電体の管との間で接触していない部分において、殆ど放電が生じない理由について説明する。図12に示すように一方の電極1と誘電体3で覆われた他方の電極2との間に電圧Vを印加する場合、他方の電極2と誘電体3とが密着している点線A上の誘電体3の静電容量をC1、誘電体3と一方の電極1との間の放電空間6の静電容量をC2とし、誘電体3の一方の表面4と他方の電極2との間の電圧をV1、放電空間6の電圧をV2とする。他方の電極2と誘電体3とが密着していない点線B上の他方の電極2と誘電体3の他方の表面5との間の隙間7の静電容量をC3とし、誘電体3の一方の表面4と他方の電極2との間の電圧をV1’、放電空間6の電圧をV2’とする。V1’が印加される空間の静電容量をC1’とすると、C1’は以下のように表される。
Here, the reason why the discharge hardly occurs in the portion where the metal rod serving as the electrode is not in contact with the dielectric tube will be described. When a voltage V is applied between one electrode 1 and the other electrode 2 covered with the dielectric 3 as shown in FIG. 12, on the dotted line A where the other electrode 2 and the dielectric 3 are in close contact with each other. The capacitance of the dielectric 3 is C 1 , the capacitance of the discharge space 6 between the dielectric 3 and one electrode 1 is C 2, and one
また、V1、V2、V1’、V2’は次のように表される。 V 1 , V 2 , V 1 ′, V 2 ′ are expressed as follows.
隙間7の間隔が大きくなるほどC3の値は小さくなるため、数式(1)(3)(5)よりC1’の値は小さくなり、V1’の値が大きくなるので、V2’の値は小さくなる。逆に隙間の間隔が小さくなるほどC3の値は大きくなり、C1’の値はC1の値に近づき、隙間の間隔がなくなれば、C1’=C1となるため、V1’=V1、V2’=V2となる。つまり、隙間の間隔が大きくなるほど、V2’はV2よりも小さくなる。
以上から、図11に示すように、石英ガラス管92にアルミニウム棒93を嵌入した際に隙間があると、両者が密着している場合と比較して、放電空間にかかる電圧が低下するため放電が生じないと考えられる。
Since the width of the gap 7 is smaller values of larger the C 3, equation (1) (3) (5) from C 1 'value of decreases, V 1' the value of the increases, the V 2 ' The value becomes smaller. Conversely to the value of about C 3 width of the gap is small is increased, C 1 'value of approaches to the value of C 1, if there are no intervals of the gap, C 1' for a = C 1, V 1 '= V 1 and V 2 ′ = V 2 . That is, V 2 ′ becomes smaller than V 2 as the gap interval increases.
From the above, as shown in FIG. 11, if there is a gap when the
上記のような問題を解決するために、電極と誘電体との間で接触していない部分を極力少なくするために規格値からの寸法誤差の小さい電極となる棒及び誘電体となる管を用いる方法が考えられる。しかしながら、寸法誤差の小さい棒又は管は非常に高価であるため、コスト面を考慮すると実用的な方法とは言えない。 In order to solve the above problems, in order to minimize the portion that is not in contact between the electrode and the dielectric, a rod that becomes an electrode with a small dimensional error from the standard value and a tube that becomes a dielectric are used. A method is conceivable. However, a rod or tube with a small dimensional error is very expensive, so it is not a practical method in consideration of cost.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、エキシマ生成ガスを充填した筐体内に誘電体を介して対向配置された電極間にてエキシマ放電を形成するエキシマ光照射装置において、電極と誘電体との接触面積を増やすことにより良好にエキシマ放電させ、照射光の照度ムラをなくし被処理面における照度分布を均一にすることにある。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is that in an excimer light irradiation apparatus that forms excimer discharge between electrodes that are arranged to face each other through a dielectric in a casing filled with excimer-generating gas, the electrode and the dielectric By increasing the contact area, the excimer discharge can be satisfactorily performed, and the illuminance unevenness of the irradiated light can be eliminated and the illuminance distribution on the surface to be processed can be made uniform.
上記課題を解決するため、本発明のエキシマ光照射装置は、光出射方向に光取出窓を備えた筐体と、この筐体内に配置され誘電体を介して対向する電極とからなり、対向する電極間でエキシマ放電を生じるものであり、前記対向する電極の少なくとも一方と前記誘電体とは螺子部を有し、各々の螺子部によって螺合していることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an excimer light irradiation device according to the present invention includes a housing having a light extraction window in the light emitting direction and an electrode disposed in the housing and facing each other through a dielectric, and faces each other. Excimer discharge is generated between the electrodes, and at least one of the opposing electrodes and the dielectric have screw portions, and are screwed together by the screw portions.
本発明のエキシマ光照射装置によると、対向する電極のいずれか一方と誘電体とが螺子部を有し、各々の螺子部によって両者が螺合された構造である。これにより、電極及び誘電体は、規格値との多少の寸法誤差を有するものであっても、各々の螺子部が互いに接触することにより、接触面積が増加し、放電の形成されない部分を少なくできる。従って、照射光に照度ムラを生じず、被処理面において均一な照度分布を得ることが可能であり、さらには、電極および誘電体を構成する部材に規格値との寸法誤差が非常に小さい高価なものを使用する必要がないため、コスト的に有利である。 According to the excimer light irradiation apparatus of the present invention, either one of the opposing electrodes and the dielectric have screw portions, and both are screwed by each screw portion. As a result, even if the electrode and the dielectric have some dimensional errors with respect to the standard value, the contact area increases when the screw portions come into contact with each other, and the portion where no discharge is formed can be reduced. . Therefore, it is possible to obtain a uniform illuminance distribution on the surface to be processed without causing illuminance unevenness in the irradiated light, and furthermore, the dimensional error with respect to the standard value is extremely small for the members constituting the electrode and the dielectric. This is advantageous in terms of cost.
図1は、本発明のエキシマ光照射装置を説明するための図である。図1(a)は長手方向における断面図を、図1(b)は図1(a)に示す後述の筐体内に配置された板状の電極をY軸方向から見た図である。
図1(a)に示すように、エキシマ光照射装置10は、筐体11と、筐体11内に配置され円筒状の誘電体12を介して対向する棒状の一方の電極13及び板状の他方の電極14とから構成される。誘電体12、一方の電極13及び他方の電極14の配置について具体的に説明すると、図1(b)に示すように他方の電極14に設けられた30〜300個の貫通穴20の各々の表面に当接するように誘電体12が配置され、一方の電極13が貫通穴20に同心状に配置されるように挿入されている。即ち、一方の電極13と他方の電極14とは管状の誘電体12を介して対向している。
FIG. 1 is a diagram for explaining an excimer light irradiation apparatus according to the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view in the longitudinal direction, and FIG. 1B is a view of a plate-like electrode arranged in a case described later shown in FIG.
As shown in FIG. 1A, an excimer
筐体11は、光出射方向200に設けられた開口部に光取出窓15が取り付けられるとともに、ガス吸入口16およびガス排出口17が設けられ、さらに、光取出窓15との間に5〜20mm程度の間隔を有するように板状の電極14を支持するための支持台18が取り付けられている。間隔を有することで、筐体内にエキシマ生成用ガスを還流する場合に一方の電極13と他方の電極14の間にガスが流れやすくなる。ただし、間隔が大きすぎると、光取出窓15に対して放電部19が遠くなるので、間隔は5〜20mm程度であることが望ましい。筐体11内には、ガス吸入口16によりエキシマ放電生成ガスとして、例えばキセノンガスが筐体11内の圧力が40kPaとなるように充填され、対向する一方の電極13と他方の電極14とに不図示の外部回路にて、例えば電圧3kV、周波数50kHzの高周波高電圧を印加することによりエキシマ放電による放電部19が形成され、172nmの波長を有するキセノンエキシマ光が放射される。
The
筐体11内においては、エキシマ放電生成ガスが還流されている。具体的に説明すると、ガス吸入口16から吸入されたガスは、放電部19の形成に寄与した後、ガス排出口17により筐体11外へ排出される。筐体11内を還流するエキシマ放電生成ガスとしては、上記のキセノンガスの他にも、アルゴンガス、クリプトンガス等を用いることができる。これらのガスは、単体に限らず、混合ガスとして用いても良い。さらに、安全面での問題を解決できるのであれば、ハロゲンガスと上記ガスのいずれかとの混合ガスも用いることができる。
In the
図2は、図1(a)における点線部分Aの拡大図を示す。図3は、図2の点線部分Bを拡大した図である。 FIG. 2 shows an enlarged view of a dotted line portion A in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a dotted line portion B in FIG.
図2に示すように、誘電体12は、その表面に形成された螺子部120を、他方の電極14に設けられた貫通穴20の表面に形成された螺子部140に対して螺合させることにより、他方の電極14に保持されている。図3に示すように、螺子部120は、凸部121と凹部122とからなり、凸部121の先端には頂部123が形成され、凹部122の底には底部124が形成されている。螺子部140は、凸部141と凹部142とからなり、凸部141の先端には頂部143が形成され、凹部142の底には底部144が形成されている。螺子部120と螺子部140とは、螺合することにより、凸部121と凸部141とが複数箇所にて接触することになる。
As shown in FIG. 2, the dielectric 12 has a
上記構成により、誘電体12と他方の電極14との接触面積を大きくすることができるので、エキシマ放電を良好に形成することができる。また、誘電体12と他方の電極14とを螺合させて保持しているので、単に両者を嵌入するよりも強固に保持することが可能であり、従って、筐体11に振動や衝撃が加わっても最適位置からのズレによる照度変化を招くおそれがない。さらに、例えば誘電体12となる石英ガラス管の内部に一方の電極13となるアルミニウム棒を嵌入する方式では、石英ガラス管とアルミニウム棒とが寸法誤差を有すると、無理やり嵌入しようとして石英ガラス管に割れが生じるおそれがある。これに対し、本発明の構成ではそのようなおそれは少なく、エキシマ光照射装置10の製作が容易になるメリットもある。
尚、誘電体12は、棒状の一方の電極13と板状の他方の電極14との間で誘電体12を介さない放電が形成されることを防止するため、その長さが板状の他方の電極14の厚みよりも長いことが好ましい。具体的には、誘電体12の両端が他方の電極14より5〜20mm程度長くなっていることが特に好ましい。
With the above configuration, the contact area between the dielectric 12 and the
The dielectric 12 has a plate-like length in order to prevent a discharge not passing through the dielectric 12 between the one rod-
以下、筐体11、光取出窓15、誘電体12、一方の電極13及び他方の電極14について詳細に説明する。
筐体11は、ステンレス製の円筒形の箱から構成され、外径200mm〜600mm、高さ200mm〜600mm、肉厚3〜5mmである。無論、円筒に限らず、XZ平面にて切断して得た断面が長方形等の多角形となる箱を用いることも可能である。Z軸方向は図1(a)には図示していないが、紙面に対して垂直方向である。
光取出窓15は、石英ガラス製の円板から構成され、直径100〜400mm、厚さ(Y軸方向)5〜30mmである。無論、円板に限らず、XZ平面にて切断して得た断面が長方形等の多角形となる板であっても良い。光取出窓15の材質は、石英ガラスに限らずサファイア、フッ化マグネシウム(MgF2)等を用いることができる。本発明の光照射装置10によると、筐体11内のガスを還流させる機能を備えているため、石英ガラス、サファイアのようにエキシマ光に晒されることにより酸素ガスを放出する材質を光取出窓15として好適に用いることができる。
Hereinafter, the
The
The
誘電体12は、例えばセラミクス製の円筒から構成され、外径5〜30mm、全長10〜120mm、厚さ1〜5mmである。無論、円筒に限らず、XZ平面にて切断して得た断面が長方形等の多角形となる筒を用いることも可能である。誘電体12の外周面には、螺子切り加工が施されている。螺子部120の寸法としては、M5〜M30(JIS規格 B 0205 メートル並目ねじ)であることが好ましい。誘電体12の材質としては、セラミクスに限るものではなく、ガラスなどを用いることができる。誘電体12に螺子部120を形成する方法としては、以下の方法が考えられる。誘電体12の外周面に形成する場合は、旋盤による切削加工を行い、後述の図4に示すように誘電体12の内周面に形成する場合は、螺子切り加工を行う。セラミクスは、螺子部を形成した状態で成形を行い、焼成することが可能である。さらには、マシナブルセラミクスと呼ばれる機械加工を容易に行うことのできる素材を用いた場合には、螺子部の形成を容易に行うことができる。セラミクスとしては、アルミナ(Al2O3)、ムライト(3Al2O3,2SiO2)、ステアタイト(MgO,SiO2)等を用いることができ、マシナブルセラミクスとしては、フッ素雲母を焼結あるいは溶融して成型したマイカセラミクスを利用したものや、チタン酸アルミニウムセラミクス、窒化アルミニウムセラミクス等を利用したものを用いることができる。
The dielectric 12 is made of, for example, a ceramic cylinder, and has an outer diameter of 5 to 30 mm, a total length of 10 to 120 mm, and a thickness of 1 to 5 mm. Of course, not only a cylinder but also a cylinder whose section obtained by cutting along the XZ plane is a polygon such as a rectangle may be used. The outer peripheral surface of the dielectric 12 is threaded. The dimensions of the
一方の電極13は、例えばアルミニウム製の外径1〜5mm、全長5〜150mmの無空棒あるいは内部が中空の円筒から構成される。無論、円筒に限らず、XZ平面にて切断して得た断面が多角形の筒を用いることも可能である。
他方の電極14は、例えばアルミニウム製の外径50〜400mm、厚み5〜100mmの円板から構成されている。無論、円板に限らず、直方体形状を有する板などから構成しても良い。他方の電極14には、前記一方の電極13を同心状に挿入するとともに誘電体12に形成された螺子部120と螺合するために、螺子切り加工が施された貫通穴20が30〜300個形成されている。貫通穴20の寸法としては、M5〜M30(JIS規格 B 0205 メートル並目ねじ)であることが好ましい。一方の電極13及び他方の電極14の材質は、アルミニウムに限るものではなく、銅、真ちゅう、ステンレスが好ましく、特に、銅は熱伝導率が高く、電極の冷却が容易であるという理由で好ましい。
One
The
図4は、誘電体と電極との他の螺合形態について説明するための要部の断面図である。本発明のエキシマ光照射装置10においては、図4に示すように誘電体12と、他方の電極14に形成された貫通穴20内に挿入された棒状の一方の電極13とに螺子部120及び130を形成することも可能である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part for explaining another screwing form of the dielectric and the electrode. In the excimer
図5は、本発明のエキシマ光照射装置の他の実施形態を説明するための断面図である。図1と同一符号は、同一部分を示す。
エキシマ光照射装置50は、円筒状の誘電体52及び棒状の電極53が螺子部を有することを除けば、その他の構造は図9に示すエキシマ光照射装置90と概ね同様であるので、説明は省略する。光照射装置50においては、対向する電極53に不図示の外部回路にて高周波高電圧を印加することにより、対向する電極53の間でエキシマ放電することにより放電部59が形成され、172nmの波長を有するキセノンエキシマ光が放射される。
尚、図5では全ての電極53に誘電体52が設けられているが、この構造に限るものではなく、要は対向する電極53のうち少なくとも片側に誘電体52が設けられていれば良い。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining another embodiment of the excimer light irradiation apparatus of the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same parts.
Excimer
In FIG. 5, the
図6は、図5における点線部分CをXZ平面で切断した場合の断面図を示す。
Z軸方向は図5においては図示していないが、紙面に対して垂直方向である。
誘電体52は、例えばセラミクス製の管からなり、その表面に螺子部520を有する。電極53は、例えばアルミニウム製の無空棒からなり、誘電体52と同様にその外表面には螺子部530を有する。誘電体52と電極53とは、各々の螺子部520と530とを螺合することにより、凸部521と凸部531とが複数箇所にて接触している。
FIG. 6 shows a cross-sectional view when the dotted line portion C in FIG. 5 is cut along the XZ plane.
Although not shown in FIG. 5, the Z-axis direction is a direction perpendicular to the paper surface.
The dielectric 52 is made of, for example, a ceramic tube, and has a
以下、本発明の光照射装置の効果を示す実験について説明する。まず、実験に用いたエキシマ光照射装置について説明する。
<本発明の光照射装置>
筐体:
外径560mm、高さ200mm、肉厚5mm、内容積47500cm3のステンレス製の円筒容器
筐体内への封入ガス:
キセノンガスを50KPa
光取出窓:
直径400mm、厚み20mmの合成石英ガラス製の板
誘電体:
外径20mm、内径15mm、全長40mmのアルミナ管の外周面に、M20の螺子部を設けたもの
一方の電極:
外径3mm、全長80mmのアルミニウム製の無空棒
他方の電極:
外径450mm、厚み30mmのアルミニウム製の板に、M20の螺子部を有する貫通穴を271個設けたもの
<比較例の光照射装置>
電極に螺子部を有しない点を除けば、その他の構成は本発明の光照射装置と同じである。
Hereinafter, an experiment showing the effect of the light irradiation apparatus of the present invention will be described. First, the excimer light irradiation apparatus used in the experiment will be described.
<Light irradiation apparatus of the present invention>
Enclosure:
Gas sealed in a stainless steel cylindrical container housing having an outer diameter of 560 mm, a height of 200 mm, a wall thickness of 5 mm, and an inner volume of 47500 cm 3 :
Xenon gas at 50 KPa
Light extraction window:
A dielectric plate made of synthetic quartz glass having a diameter of 400 mm and a thickness of 20 mm:
An electrode having an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 15 mm, and a total length of 40 mm provided with an M20 screw on the outer peripheral surface. One electrode:
Non-empty aluminum rod with an outer diameter of 3 mm and a total length of 80 mm The other electrode:
An aluminum plate having an outer diameter of 450 mm and a thickness of 30 mm provided with 271 through-holes having M20 screw portions <light irradiation device of a comparative example>
Except for the point that the electrode does not have a screw portion, the other configuration is the same as that of the light irradiation apparatus of the present invention.
<照度の測定方法>
次に、本発明及び比較例のエキシマ光照射装置を用いた実験方法について説明する。図7は、本発明及び比較例の光照射装置についての照度の測定方法について説明するための図である。
本発明及び比較例の光照射装置について、3kV、50KHzの条件にて点灯を行い、図7に示すように筐体11に取り付けられた光取出窓15からY軸方向へ10mm離れた位置にて、照度測定装置40によって光照射装置10から照射される波長172nmのエキシマ光の照度を測定した。具体的には、照度測定装置40に備えられた受光器41によって、光取出窓15の一方の端部151から他方の端部152に向けて、20mmずつ受光器41を移動させて各位置での照度を測定した。つまり、光取出窓15の中心の位置(対角線の交点位置)をX=0,Z=0とすると、X軸方向の長さが460mmである場合に、一方の端部151をX=−230、端部151からX軸方向に20mm離れた位置をX=−210、他方の端部をX=230と表すとすると、(X、Z)=(−230、0)、(−210、0)・・・・・、(230、0)の合計24箇所にて照度を測定することになる。
<Measurement method of illuminance>
Next, an experimental method using the excimer light irradiation apparatus of the present invention and a comparative example will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining an illuminance measurement method for the light irradiation apparatus of the present invention and a comparative example.
About the light irradiation apparatus of this invention and a comparative example, it lights on the conditions of 3 kV and 50 KHz, and is 10 mm away from the
<実験結果>
最後に実験結果について説明する。図8は、本発明及び比較例の光照射装置にて測定した照度を示す図である。図8に示す□は本発明の光照射装置におけるデータを、■は比較例の光照射装置におけるデータを示す。
図8によると、比較例の光照射装置はX=−90〜150の領域において照度のバラツキが大きいのに対し、本発明の光照射装置はX=−90〜150の領域における照度のバラツキが抑えられていることが分かる。従って、本発明の光照射装置は、比較例の光照射装置と比較して被照射面における照度分布を均一にすることができる。
<Experimental result>
Finally, the experimental results will be described. FIG. 8 is a diagram showing the illuminance measured by the light irradiation apparatus of the present invention and a comparative example. □ shown in FIG. 8 indicates data in the light irradiation apparatus of the present invention, and ■ indicates data in the light irradiation apparatus of the comparative example.
According to FIG. 8, the light irradiation device of the comparative example has a large variation in illuminance in the region of X = −90 to 150, whereas the light irradiation device of the present invention has a variation in illuminance in the region of X = −90 to 150. You can see that it is suppressed. Therefore, the light irradiation apparatus of the present invention can make the illuminance distribution uniform on the irradiated surface as compared with the light irradiation apparatus of the comparative example.
以上のような本発明の光照射装置は、対向する電極のいずれか一方と誘電体に螺子部が設けられ、いずれか一方の電極と誘電体とが螺合された構造である。これにより、電極及び誘電体は、規格値との多少の寸法誤差を有するものであっても、各々に形成された螺子部分が互いに接触することにより、放電を生じない部分が形成されることがない。従って、照射光に照度ムラを生じず、被処理面において均一な照度分布を得ることが可能であり、さらには、電極および誘電体を構成する部材に規格値との寸法誤差が非常に小さい高価なものを使用する必要がないため、コスト的に有利である。 The light irradiation apparatus of the present invention as described above has a structure in which any one of the opposing electrodes and the dielectric are provided with a screw portion, and any one of the electrodes and the dielectric are screwed together. As a result, even if the electrode and the dielectric have a slight dimensional error with respect to the standard value, a portion that does not generate discharge may be formed when the screw portions formed in each contact with each other. Absent. Therefore, it is possible to obtain a uniform illuminance distribution on the surface to be processed without causing illuminance unevenness in the irradiated light, and furthermore, the dimensional error with respect to the standard value is extremely small for the members constituting the electrode and the dielectric. This is advantageous in terms of cost.
10 光照射装置
11 筐体
12 誘電体
13 一方の電極
14 他方の電極
15 光取出窓
16 ガス吸入口
17 ガス排出口
18 支持台
19 放電部
20 貫通穴
40 照度測定装置
41 受光器
120 螺子部
121 凸部
122 凹部
123 頂部
124 底部
140 螺子部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記対向する電極の少なくとも一方と前記誘電体とは螺子部を有し、各々の螺子部によって螺合していることを特徴とするエキシマ光照射装置。
In an excimer light irradiation device that includes a housing having a light extraction window in the light emitting direction and electrodes that are disposed in the housing and face each other via a dielectric, and generates excimer discharge between the facing electrodes.
An excimer light irradiation apparatus, wherein at least one of the opposing electrodes and the dielectric have screw portions and are screwed together by the screw portions.
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