CN101471226B - 准分子灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使使用化学性稳定的六氟化硫、四氟化碳、或三氟化氮的气体，也能提供高照度且照度稳定性高的准分子灯。该准分子灯在发光管(2)内封入有稀有气体与氟化物，在发光管(2)的外表面至少配置有一方的电极(10，11)，其特征在于：发光管(2)内的气体压力为总压力13.3kPa以上，上述氟化物为六氟化硫、四氟化碳、或三氟化氮的任一种，上述氟化物相对于总气体的摩尔比为0.001％至10％，上述稀有气体由氩、氪、或氙的任一种与氦及/或氖构成，该氦及/或该氖相对于稀有气体整体的摩尔比为90％至99.5％。

Description

准分子灯
技术领域
本发明涉及准分子灯，尤其涉及在发光管的外表面设置电极的准分子灯。
背景技术
一直以来，众知在作为介电体的放电容器内，填充适当的发光气体与卤素，利用放电容器内的介电体准分子放电来生成准分子分子，从准分子分子放射准分子光的准分子灯。准分子灯例如被用作光化学反应用的紫外线光源。
这种准分子灯，作为放电用气体，对应于想要得到准分子光的波长，使用稀有气体(氩、氪、氙等)或稀有气体与卤素(氟、氯、溴、碘等)的组合，例如由氩一氟构成的放电用气体，放射193nm的光，由氪一氟构成的放电用气体，放射248nm的光，而由氙一氟构成的放电用气体，放射351nm的光。这些光被用于表面重整、杀菌等用途。尤其是，可得到被广泛用于平版印刷术的193nm、248nm的放射的氩一氟、氪一氟的准分子灯用在光阻的特性试验、周边曝光、掩模检查等广泛用途上。
在准分子灯的发光管封入氟，而发光管为石英玻璃(SiO2)的情况下，由于含在石英玻璃(SiO2)的硅(Si)与氟离子的反应性高，因此在灯点灯过程中，作为与氟离子接触的发光管的材料，无法使用石英玻璃(SiO2)。所以，作为发光管，使用由吸收氟离子较少的材料构成的、不含硅(Si)的材料，而作为发光管的材料，例如使用以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单晶氧化铝)或矾土(多晶氧化铝)的金属氧化物。
并且，作为封入在准分子灯的氟源，F2需要在产生或排气时不会被氟腐蚀或与其反应的特殊的设备，而且操作较难，因而无法使用。所以提案了使用化学性稳定的SF6、CF4、NF3的气体。尤其是使用SF6的紫外线灯被记载于专利文献1。
专利文献1：日本专利2913294号
发明内容
但是，SF6、CF4、NF3这些气体是化学稳定性较高，电子附着性高(换言之，捕捉电子的性质较强)的气体，以高机率捕捉由电离产生的电子。因此，在专利文献1所述的紫外线灯中，SF6的浓度高，SF6占发光管内的气体整体的摩尔比为6.6～10％，其结果，照度稳定性较差。并且，在该紫外线灯中，气体整体的压力低至0.7～7kPa，因而紫外线的发光量较少，结果，照射面的照度低，无法作为实用性的灯。
本发明的目的是鉴于上述问题点，即使使用化学性稳定的六氟化硫、四氟化碳、或三氟化氮的气体，也能够提供高照度且照度稳定性高的准分子灯。
本发明为了解决上述课题，采用以下方案。
第1方案是一种准分子灯，在发光管内封入有稀有气体与氟化物，在该发光管的外表面至少配置有一方的电极，其特征在于：上述发光管内的气体压力为总压力13.3kPa以上，上述氟化物为六氟化硫、四氟化碳、或三氟化氮的任一种，上述氟化物相对于总气体的摩尔比为0.001％至10％，上述稀有气体由氩、氪、或氙的任一种与氦及/或氖构成，该氦及/或该氖相对于稀有气体整体的摩尔比为90％至99.5％。
第2方案是在第1方案中，其特征在于，上述发光管的材料是以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单晶氧化铝)或矾土(多晶氧化铝)、二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、或YAG(Yttrium Aluminium Garnet·钇铝石榴子石)。
根据第一技术方案的发明，作为照度，可得到1mW/cm2以上的照度，可得到照射面的照度的变动范围为±10％以内的照度稳定性，能够提供可在各种应用面上实用化的准分子灯。
并且，根据第二技术方案的发明，发光管对于150～400nm的光具有透光性，而且由吸收氟离子较少的材料构成，因而可防止被封入的氟化物减少。
附图说明
图1是本发明的准分子灯的立体图。
图2是从通过图1所示的准分子灯的管轴的剖面所观看的剖视图及从A-A剖面所观看的剖视图。
图3是表示4种的实验1～实验4的情况的图。
图4是表示在实验1(1)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图5是表示在实验1(2)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图6是表示在实验1(3)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图7是表示在实验1(4)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图8是表示在实验2(1)中，SF6/(He+Ar+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使He/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图9是表示在实验2(2)中，SF6/(He+Ar+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图10是表示在实验2(3)中，SF6/(He+Ar+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图11是表示在实验2(4)中，SF6/(He+Ar+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图12是表示在实验3(1)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Kr)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图13是表示在实验3(2)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图14是表示在实验3(3)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图15是表示在实验3(4)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图16是表示在实验4(1)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图17是表示在实验4(2)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图18是表示在实验4(3)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图19是表示在实验4(4)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
具体实施方式
使用图1至图19来说明本发明的一种实施方式。
图1是表示本实施方式的准分子灯的立体图，图2(a)是从通过图1所示的准分子灯的管轴的剖面观看的剖视图，图2(b)是从图2(a)的A-A剖面观看的剖视图。
如上述图所示，准分子灯1的发光管2是直管状构成，对于150～400nm的光具有透光性，而且由吸收氟离子较少的材料构成。作为发光管2的材料，例如使用以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单晶氧化铝)或矾土(多晶氧化铝)这样的金属氧化物。并且，其它作为用于发光管2的材料，也可使用如二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、YAG这样的氟化物。
并且，作为发光管2的透光性材料，也可考虑使用石英玻璃(SiO2)，但如上文所述，石英玻璃(SiO2)中含有的硅(Si)与氟离子的反应性较高，因而在灯点灯过程中，会与氟离子接触，因而无法使用石英玻璃(SiO2)。因此，使用由吸收氟离子较少的材料构成的、不含硅(Si)的材料。
发光管2的长边方向的两端开放，而在其两端设有杯状的盖构件3、4。盖构件3、4是例如由在铁(Fe)中调配镍(Ni)及钴(Co)的合金、所谓可伐铁镍钴(kovar)合金形成。并且，盖构件3、4并不限定于金属，具有耐紫外线性即可，因而也可由与发光管2相同的材料构成，例如使用以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单晶氧化铝)等。
在发光管2与盖构件3、4之间填充有密封材料5、6，从而发光管2与盖构件3、4结合，形成由发光管2与盖构件3、4及密封材料5、6构成的放电容器。作为密封材料5、6的材料，例如使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的硬钎焊料。准分子灯1点灯时，紫外线照射密封材料5、6，并且通过来自准分子灯1的点灯热加热该密封材料5、6，因而密封材料5、6必须具有耐紫外线性及耐热性。特别是银与铜的合金(Ag-Cu合金)这种吸收氟离子较少的材料就优选使用。
在第2盖构件4上设有气体管7，放电容器的内部8通过气体管7被排气而被减压之后，作为放电气体封入稀有气体与化学稳定性高的氟化物。封入放电用气体之后，气体管7通过压接等形成有密封部9，从而放电容器成为密闭构造。
作为密封在放电容器的内部8的放电用气体，使用由氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)的任一种与氦(He)及/或氖(Ne)构成的稀有气体、以及六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的氟化物。
如图2(b)所示，在发光管2的外表面，一对外部电极10、11相互电气相对地配置，而且如图2(a)所示，沿着发光管2的管轴方向延伸设置。并且，外部电极10、11远离密封材料5、6及盖构件3、4设置。外部电极10、11例如是将铜制成膏状并涂布于发光管2的外表面而形成，或通过粘结剂等将板状的例如铝粘结在发光管2的外表面而形成。在外部电极10、11的长边方向的各一端上通过焊锡14、15等电性地连接有引线12、13，而在引线12、13上连接有未图示的电源，在准分子灯1点灯时供电。
准分子灯1点灯时，电压施加在一对外部电极10、11间，从而经由发光管2，在外部电极10、11间发生放电。放电用气体的稀有气体例如为氩(Ar)与氟化物、例如六氟化硫(SF6)的情况下，这些气体被电离，形成氩离子或氟离子，形成氩-氟构成的准分子分子，发出193nm波长附近的光，放射到发光管2的外部。
在准分子灯1点灯时，在发光管2的管轴方向上以距离L1的范围延伸的外部电极11、12间，经由发光管2进行准分子放电。发光管2作为吸收氟离子少的材料，由不含硅(Si)的材料构成，因而被电离的氟离子不会被发光管2吸收。
被封入发光管2内的放电用气体，是作为稀有气体的氩、氪、或氙的任一种与氦及/或氖中作为发光气体的氩、氪、或氙的任一种与作为氟化物的六氟化硫、四氟化碳、或三氟化氮的氟离子发生反应，成为准分子分子而放射光的气体。并且，稀有气体中，氦及/或氖是无助于发光的缓冲气体。
在发光管2内作为放电用气体，封入上述稀有气体与氟化物，在外部电极11、12间施加高电压，在放电容器8内感应放电，得到准分子发光的情况下，达到发光的机理概略推定如下。例如，作为稀有气体封入氩(Ar)及作为氟化物封入六氟化硫(SF6)的情况下，通过放电，SF6是分解成F与SFx等，利用所生成的F得到Ar与准分子(生成准分子(ArF*)，准分子发光(ArF*→ArF+hv(193nm))。并且，作为其它的稀有气体使用氪、或氙，作为氟化物使用四氟化碳、或三氟化氮，也可以推定出呈现达到同样的发光的机理。
考虑准分子灯的实际的各种应用面的使用，则照度是1mW/cm2以上，照度稳定性是照射面的照度的变动范围为±10％以内作为条件。
接着，在具有图1所示的准分子灯1的构成的准分子灯中，对于使气体成分比各不相同，用以调查照度与照度稳定性而进行的实验加以说明。
图3是表示4种的实验1～实验4的情况的图，实验1是作为发光气体使用氩(Ar)，作为缓冲气体使用氖(Ne)，作为氟化物使用六氟化硫(SF6)、实验2是作为发光气体使用氩(Ar)，作为缓冲气体使用氦(He)，作为氟化物使用六氟化硫(SF6)、实验3是作为发光气体使用氪(Kr)，作为缓冲气体使用氖(Ne)，作为氟化物使用六氟化硫(SF6)、实验4是作为发光气体使用氙(Xe)，作为缓冲气体使用氖(Ne)，作为氟化物使用六氟化硫(SF6)，分别使用图1所示的准分子灯1，调查照度与照度稳定性的实验。并且，在此，照度稳定性优良是指，将开始点灯之后1小时以内的照度的变动范围为±10％以内作为具有稳定性。
图4是表示在实验1(1)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图5是表示在实验1(2)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图6是表示在实验1(3)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图7是表示在实验1(4)中，SF6/(Ne+Ar+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(Ne+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图8是表示在实验2(1)中，SF6/(He+Ar+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使He/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图9是表示在实验2(2)中，SF6/(He+Ar+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图10是表示在实验2(3)中，SF6/(He+Ar+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图11是表示在实验2(4)中，SF6/(He+Ar+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(He+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Ar/(He+Ar)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图12是表示在实验3(1)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Kr)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图13是表示在实验3(2)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图14是表示在实验3(3)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图15是表示在实验3(4)中，SF6/(Ne+Kr+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Ar)在0～99.8％的范围变化，使Kr/(Ne+Kr)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图16是表示在实验4(1)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为0.001％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图17是表示在实验4(2)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为0.02％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图18是表示在实验4(3)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为0.1％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
图19是表示在实验4(4)中，SF6/(Ne+Xe+SF6)为10％时，使总压力在90～400Torr的范围变化，使Ne/(Ne+Xe)在0～99.8％的范围变化，使Xe/(Ne+Xe)在100～0.2％的范围变化时，初始照度(mW/cm2)与照度稳定性(变动范围±10％)、及综合评价的表。
从这些实验结果可以看出，为了提高照度而增加发光气体的封入量时，放电会不稳定。另一方面，增加缓冲气体的封入量时，放电稳定，照度稳定性变好，但过度封入会降低照度。并且，也考虑到了增加SF6的封入量，但SF6是众知为绝缘性气体或消弧性气体，捕捉电子的性质(电子附着性)极高，因而其分压越变高，通过放电产生的电子越被SF6捕捉，增加放电被妨碍的机率。为了维持放电，必须施加更高电压，产生更多电子，因而SF6的分压愈大，维持放电所需的电压越高，不实用。
由上述实验可知，作为照度，可得到1mW/cm2以上的照度，照射面的照度的变动范围为±10％以内的照度稳定性良好的范围是指，发光管内的全压为100Torr(13.3kPa)以上、相对于发光管内的总气体的氟化物的摩尔比为0.001％～10％，而且缓冲气体占发光管内的稀有气体的摩尔比(缓冲气体/(缓冲气体+发光气体))为90％～99.5％的范围。
在此，对于高照度且照度稳定性的机理加以说明。以作为稀有气体，封入Ne与Ar的模型加以说明，作为稀有气体的放电，Ne远远比Ar稳定，因此，如实验1(1)～实验1(4)所示，即使是Ne的气体比较高的封入气体压，也可得到稳定的放电。另一方面，可以认为，缓冲气体无助于发光，由于Ne放电所致的激励而成为准分子后，与Ar相冲撞而生成Ar离子，Ar离子通过与氟离子的冲撞，形成氩-氟准分子，有助于发光。亦即，可以推测，例如封入发光气体Ar、缓冲气体Ne、氟化物SF6的准分子灯的放电中的反应如下地进行。
Ne+e-→Ne*+e-(1)
Ne*+Ar→Ne+Ar+(2)
SF6+e-→SF5+F-(3)
Ar++F-→ArF*(4)
ArF*→ArF+hv(193nm)(5)
并且，作为缓冲气体使用He来代替Ne的情况下，也可得到同样的结果。亦即，可以推测，例如封入发光气体Ar、缓冲气体He、氟化物SF6的准分子灯的放电中的反应如下地进行。
He+e-→He*+e-(6)
He*+Ar→He+Ar+(7)
SF6+e-→SF5+F-(8)
Ar++F-→ArF*(9)
ArF*→ArF+hv(193nm)(10)
并且，即使作为缓冲气体混合Ne与He加以使用，也不会改变发光的机理，能够得到同样的结果。并且，作为氟化物，使用SF4或NF3来代替SF6也不会改变发光机理，因而能够得到同样的结果。

Claims (2)

1.一种准分子灯，在发光管内封入有稀有气体与氟化物，在该发光管的外表面至少配置有一方的电极，其特征在于：
上述发光管内的气体压力为总压力13.3kPa以上，
上述氟化物为六氟化硫、四氟化碳、或三氟化氮的任一种，上述氟化物相对于总气体的摩尔比为0.001％至10％，
上述稀有气体由氩、氪、或氙的任一种与氦及/或氖构成，该氦及/或该氖相对于稀有气体整体的摩尔比为90％至99.5％。
2.如权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，上述发光管的材料为以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石或矾土、二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、或YAG(YttriumAluminium Garnet·钇铝石榴子石)。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5223443B2 (ja) * 2008-04-28 2013-06-26 ウシオ電機株式会社 ＡｒＦエキシマランプ
JP4835885B2 (ja) * 2009-11-06 2011-12-14 ウシオ電機株式会社 エキシマランプ
JP2017030979A (ja) 2013-12-25 2017-02-09 株式会社ニコン フッ化カルシウム部材、その製造方法、及びフッ化カルシウム結晶の圧着方法
EP3088858A4 (en) 2013-12-27 2017-08-23 Nikon Corporation Temperature measurement method for ultraviolet transmittance member, temperature measurement device for ultraviolet transmittance member, and light source device
EP3113210B1 (en) 2014-02-28 2018-11-07 Nikon Corporation Calcium fluoride optical member, manufacturing method therefor, gas-holding container, and light source device
JP6948606B1 (ja) * 2020-08-28 2021-10-13 ウシオ電機株式会社 エキシマランプ及び光照射装置
CN112326774B (zh) * 2020-10-30 2024-04-23 四川赛康智能科技股份有限公司 高能射线照射sf6气体的电离测试方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173090A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Ushio Inc 紫外線光源装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH031436A (ja) * 1988-10-04 1991-01-08 Minoru Obara 高効率エキシマ放電ランプ
JP2913294B1 (ja) * 1998-05-18 1999-06-28 岡谷電機産業株式会社 紫外線発光ランプ
JP2000260396A (ja) 1999-03-05 2000-09-22 Quark Systems Co Ltd エキシマランプ、エキシマ照射装置および有機化合物の分解方法
JP3090913B1 (ja) * 1999-04-01 2000-09-25 岡谷電機産業株式会社 紫外線発光ランプ
DE10137015A1 (de) * 2001-07-30 2003-02-20 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Entladungsgefäß mit Excimerfüllung und zugehörige Entladungslampe
JP2003229093A (ja) * 2002-02-04 2003-08-15 Satoshi Watanabe 誘電体バリア放電を利用した紫外線発光管及びバックライト
DE10345771A1 (de) * 2003-10-01 2005-04-21 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Reflexionsschichten aus Aluminiumoxidpartikel-Mischung
JP2006059768A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Ushio Inc 希ガス蛍光ランプ
JP4749797B2 (ja) * 2005-08-10 2011-08-17 株式会社オーク製作所 エキシマランプ
JP2008146906A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Toshiba Corp 紫外線発生装置
JP4424394B2 (ja) * 2007-08-31 2010-03-03 ウシオ電機株式会社 エキシマランプ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007173090A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Ushio Inc 紫外線光源装置

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