JP2009110927A - エキシマランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 長時間点灯された場合であっても、紫外線反射膜の反射率の低下の程度を小さく抑制することができ、しかも、放電容器の軸方向において均一な照度分布を得ることのできるエキシマランプを提供すること。
【解決手段】 放電空間を有するシリカガラスよりなる放電容器を備え、当該放電容器を形成するシリカガラスが介在する状態で一対の電極が設けられてなり、前記放電容器の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であって、前記放電空間に曝される表面に、シリカ粒子とアルミナ粒子とよりなる紫外線反射膜が形成されており、シリカ粒子として、その中心粒径が前記アルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上の大きさであるものが用いられる。紫外線反射膜におけるアルミナ粒子の含有割合は、シリカ粒子とアルミナ粒子との合計の５ｗｔ％以上であることが好ましく、１０ｗｔ％以上であることがより好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリカガラスよりなる放電容器を備え、当該放電容器を形成するシリカガラスが介在する状態で一対の電極が設けられてなり、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。

近年、例えば金属、ガラスおよび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、実用化されている。

真空紫外光を照射する装置としては、例えば、エキシマ放電によってエキシマ分子を形成し、当該エキシマ分子から放射される光を利用するエキシマランプを光源として具えてなるものが用いられており、このようなエキシマランプにおいては、より高強度の紫外線を効率よく放射するために多くの試みがなされている。
具体的には、例えば、図４を参照して説明すると、紫外線を透過するシリカガラスよりなる放電容器（５１）を備え、この放電容器（５１）の内側と外側にそれぞれ電極（５５，５６）が設けられてなるエキシマランプ（５０）において、放電容器（５１）の放電空間（Ｓ）に曝される表面に、紫外線反射膜（２０）を形成することが記載されており、紫外線反射膜としては、シリカ粒子のみからなるもの、およびアルミナ粒子のみからなるものが実施例に例示されている（特許文献１参照）。
このエキシマランプ（５０）においては、放電容器（５１）の一部に、紫外線反射膜（２０）が形成されていないことにより放電空間（Ｓ）内で発生した紫外線を出射する光出射部（５８）が形成されている。

このような構成のエキシマランプ（５０）によれば、放電容器（５１）の、放電空間（Ｓ）に曝される表面に、紫外線反射膜が設けられていることにより、紫外線反射膜が設けられた領域においては、放電空間（Ｓ）内で発生した紫外線が紫外線反射膜によって反射されるので、シリカガラスに入射せずに、光出射部（５８）を構成する領域において紫外線がシリカガラスを透過して外部に放射されるので、基本的には、放電空間（Ｓ）内で発生した紫外線を有効的に利用することができ、しかも、光出射部（５８）以外の領域を構成するシリカガラスの紫外線歪みによるダメージを小さく抑制することができ、クラックが発生することを防止することができる、とされている。

特許第３５８０２３３号公報

しかしながら、上記のような紫外線反射膜を備えたエキシマランプにおいては、放電容器の軸方向における照度分布が不均一になるという、問題が発生することが判明した。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、長時間点灯された場合であっても、紫外線反射膜の反射率の低下の程度を小さく抑制することができ、しかも、放電容器の軸方向において均一な照度分布を得ることのできるエキシマランプを提供することを目的とする。

本発明のエキシマランプは、放電空間を有するシリカガラスよりなる放電容器を備え、当該放電容器を形成するシリカガラスが介在する状態で一対の電極が設けられてなり、前記放電容器の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であって、
前記放電容器の、放電空間に曝される表面に、シリカ粒子とアルミナ粒子とよりなる紫外線反射膜が形成されており、
前記シリカ粒子は、その中心粒径が前記アルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上の大きさであるものであることを特徴とする。

本発明のエキシマランプにおいては、紫外線反射膜におけるアルミナ粒子の含有割合が、前記シリカ粒子とアルミナ粒子との合計の５ｗｔ％以上であることが好ましく、１０ｗｔ％以上であることがさらに好ましい。

本発明のエキシマランプによれば、紫外線反射膜がシリカ粒子とアルミナ粒子とからなり、シリカ粒子がアルミナ粒子の中心粒径に対して特定の大きさの中心粒径を有するものであることにより、長時間点灯した場合であっても、粒界が消失されることなく維持されるので、真空紫外光を効率よく拡散反射させることができて初期の反射率を維持することができ、しかも、シリカ粒子とアルミナ粒子の比重差による質量差を一定の範囲内に収めることができるので、紫外線反射膜を形成するに際して調整される分散液におけるシリカ粒子とアルミナ粒子との流動性を揃えることができる結果、紫外線反射膜をシリカ粒子とアルミナ粒子とが均一に分散された状態のものとすることができ、放電容器の軸方向に対して均一な照度分布を得ることができる。

図１は、本発明のエキシマランプ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、（ａ）放電容器の長手方向に沿った断面を示す横断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
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、断面矩形状の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、例えばキセノンガスや、アルゴンと塩素とを混合したガスが封入されている。
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有する。

放電容器１１における長辺面の外表面には、一対の格子状の電極、すなわち、高電圧供給電極として機能する一方の電極１５および接地電極として機能する他方の電極１６が長尺な方向に伸びるよう対向して配置されており、これにより、一対の電極１５，１６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。

このエキシマランプ１０においては、一方の電極１５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１５，１６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から真空紫外光が放射されるエキシマ放電が生ずるが、この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の内表面に、シリカ粒子とアルミナ粒子とからなる紫外線反射膜２０が設けられている。ここに、放電用ガスとしてキセノンガスを用いた場合は、波長１７２ｎｍにピークを有する真空紫外線が放出され、放電用ガスとしてアルゴンと塩素とを混合したガスを用いた場合には、波長１７５ｎｍにピークを有する真空紫外線が放出される。

紫外線反射膜２０は、例えば、放電容器１１における長辺面の、高電圧供給電極として機能する一方の電極１５に対応する内表面領域とこの領域に連続する短辺面の内表面領域の一部にわたって形成されており、放電容器１１における長辺面の、接地電極として機能する他方の電極１６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（アパーチャ部）１８が構成されている。
紫外線反射膜２０の膜厚は、例えば１０〜１００μｍであることが好ましい。

紫外線反射膜２０は、シリカ粒子およびアルミナ粒子それ自体が高い屈折率を有する真空紫外光透過性を有するものであることから、シリカ粒子またはアルミナ粒子に到達した真空紫外光の一部が粒子の表面で反射されると共に他の一部が屈折して粒子の内部に入射され、さらに、粒子の内部に入射される光の多くが透過され（一部が吸収）、再び、出射されるに際して屈折される、このような反射、屈折が繰り返し起こる「拡散反射」させる機能を有する。
また、紫外線反射膜２０は、シリカ粒子およびアルミナ粒子、すなわちセラミックスにより構成されていることにより、不純ガスを発生させず、また、放電に耐えられる特性を有する。

紫外線反射膜２０を構成するシリカ粒子は、例えばシリカガラスを粉末状に細かい粒子としたものなどを用いることができる。
シリカ粒子は、以下のように定義される粒子径が例えば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、中心粒径を有するシリカ粒子の割合が５０％以上であることが好ましい。

紫外線反射膜２０を構成するアルミナ粒子は、以下のように定義される粒子径が例えば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、中心粒径を有するアルミナ粒子の割合が５０％以上であることが好ましい。

紫外線反射膜２０を構成するシリカ粒子およびアルミナ粒子の「粒子径」とは、紫外線反射膜２０をその表面に対して垂直方向に破断したときの破断面における、厚み方向におけるおよそ中間の位置を観察範囲として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって拡大投影像を取得し、この拡大投影像における任意の粒子を一定方向の２本の平行線で挟んだときの当該平行線の間隔であるフェレー（Ｆｅｒｅｔ）径をいう。
具体的には、図２（ａ）に示すように、略球状の粒子Ａおよび粉砕粒子形状を有する粒子Ｂなどの粒子が単独で存在している場合には、当該粒子を一定方向（例えば紫外線反射膜２０の厚み方向（Ｙ軸方向））に伸びる２本の平行線で挟んだときの当該平行線の間隔を粒径ＤＡ，ＤＢとする。
また、出発材料の粒子が溶融して接合した形状を有する粒子Ｃについては、図２（ｂ）に示すように、出発材料である粒子Ｃ１，Ｃ２と判別される部分における球状部分のそれぞれについて、一定方向（例えば紫外線反射膜２０の厚み方向（Ｙ軸方向））に伸びる２本の平行線で挟んだときの当該平行線の間隔を測定し、これを当該粒子の粒径ＤＣ１，ＤＣ２とする。

紫外線反射膜２０を構成するシリカ粒子およびアルミナ粒子の「中心粒径」とは、上記のようして得られる各粒子の粒子径についての最大値と最小値との粒子径の範囲を、例えば０．１μｍの範囲で、複数の区分例えば１５区分程度に分け、それぞれの区分に属する粒子の個数（度数）が最大となる区分の中心値をいう。

シリカ粒子およびアルミナ粒子が、真空紫外光の波長と同程度である上記範囲の粒子径を有するものであることにより、真空紫外光を効率よく拡散反射させることができる。

以上において、上記エキシマランプ１０における紫外線反射膜２０に含有されるアルミナ粒子の割合は、シリカ粒子とアルミナ粒子との合計の５ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以下であることが好ましく、更には、１０ｗｔ％以上、７０ｗｔ％以下であることがより好ましい。これにより、長時間点灯された場合であっても、紫外線反射膜２０の反射率の低下の程度を小さく抑制することができ、エキシマランプ１０の放電容器１１の軸方向における照度分布を実質的に点灯初期時の状態のまま維持することできる。

上記エキシマランプ１０における紫外線反射膜２０に含有されるシリカ粒子は、その中心粒径がアルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上の大きさであるもの、好ましくは、アルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上、１０倍以下の大きさであるものが用いられる。 紫外線反射膜は、後述するように、例えば「流下法」によって形成することができるが、シリカ粒子とアルミナ粒子との比重が異なるため、放電容器を傾けて余分なコート液（分散液）を切る際に、比重の軽いシリカ粒子は上端に留まり、比重の重いアルミナ粒子は下端に偏った状態で放電容器に付着してしまい、その状態のままコート液を乾燥、焼成して紫外線反射膜を形成した場合には、シリカ粒子とアルミナ粒子の濃度勾配が生じる。従って、シリカ粒子の中心粒径を、アルミナ粒子の粒径の中心径に対してシリカ粒子の中心粒径を一定の範囲内の大きさとすることによって、シリカ粒子とアルミナ粒子との比重差による質量差を一定の範囲内に収めることができ、分散液におけるシリカ粒子とアルミナ粒子との流動性を揃えることができ、シリカ粒子とアルミナ粒子とを均一に分散させることができる。

このような紫外線反射膜２０は、例えば「流下法」と呼ばれる方法により、形成することができる。すなわち、水とＰＥＯ樹脂（ポリエチレンオキサイド）を組み合わせた粘性を有する溶剤に、シリカ粒子およびアルミナ粒子を混ぜて分散液を調製し、この分散液を放電容器１１内に流し込むことにより、放電容器１１の内表面における所定の領域に付着させた後、乾燥、焼成することにより水とＰＥＯ樹脂を蒸発させることにより、紫外線反射膜２０を形成することができる。ここに、焼成温度は例えば５００〜１１００℃とされる。

紫外線反射膜が例えば流下法によって形成された場合であっても、紫外線反射膜におけるシリカ粒子とアルミナ粒子との中心粒径比は、出発材料である粒子の状態の中心粒径比が保たれた状態とされることが、例えば、シリカガラスよりなる基材上に紫外線反射膜を形成した後、当該紫外線反射膜を基材から剥がして、以下に示す方法によって、シリカ粒子およびアルミナ粒子の各々の粒子径を測定することにより、確認された。
シリカ粒子の粒子径の測定は、基材から剥がした紫外線反射膜を、例えば８５％燐酸と９７％硫酸の混酸中に入れて、マイクロウェーブオーブンにてアルミナ粒子を溶解させ、この溶解液を加温し蒸発させることにより残るシリカ粒子を取り出して純水にて洗浄、乾燥させたのち、上述した方法に基づいてＳＥＭを利用して測定することができる。
また、アルミナ粒子の粒子径の測定は、基材から剥がした紫外線反射膜を、例えば４７％フッ化水素酸を用いてシリカ粒子を溶解させ、この溶解液を加温してシリカ成分とフッ化水素酸を蒸発させることにより残るアルミナ粒子を取り出して純水にて洗浄、乾燥させたのち、上述した方法に基づいてＳＥＭを利用して測定することができる。

紫外線反射膜２０を形成するに際して用いられるシリカ粒子およびアルミナ粒子の製造は、固相法、液相法、気相法のいずれの方法も利用することができるが、これらのうちでも、サブミクロン、ミクロンサイズの粒子を確実に得ることができることから、気相法、特に化学蒸着法（ＣＶＤ）が好ましい。
具体的には、例えば、シリカ粒子は、塩化ケイ素と酸素を９００〜１０００℃で反応させることにより、アルミナ粒子は、原料の塩化アルミニウムと酸素を１０００〜１２００℃で加熱反応させることにより、合成することができ、粒子径は、原料濃度、反応場での圧力、反応温度を制御することにより調整することができる。

一般に、エキシマランプにおいては、エキシマ放電に伴って、プラズマが発生することが知られているが、上記のような構成のエキシマランプにおいては、プラズマが紫外線反射膜に対して略直角に入射して作用することになるため、紫外線反射膜の温度が局所的に急激に上昇され、紫外線反射膜が例えばシリカ粒子のみからなるものであれば、プラズマの熱によって、シリカ粒子が溶融されて粒界が消失されてしまうため、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。
然るに、紫外線反射膜２０がシリカ粒子とアルミナ粒子とからなり、シリカ粒子がその中心粒径がアルミナ粒子の中心粒径に対して一定の範囲内の大きさであるものであることにより、上記構成のエキシマランプ１０によれば、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ので、長時間点灯された場合であっても、真空紫外光を効率よく拡散反射させることができて反射率の低下の程度を小さく抑制することができ、しかも、紫外線反射膜を形成するに際して調製される分散液において、シリカ粒子とアルミナ粒子との比重差による質量差が一定の範囲内に収まる状態となるよう補償されて、シリカ粒子とアルミナ粒子との流動性を揃えることができるので、紫外線反射膜をシリカ粒子とアルミナ粒子とが均一に分散された状態で形成することができ、放電容器の軸方向（紫外線反射膜を例えば流下法によって形成する場合の傾斜方向）に対して均一な照度分布を得ることができる。
また、アルミナ粒子はシリカ粒子よりも高い屈折率を有するため、シリカ粒子のみからなる紫外線反射膜に比して、高い反射率を得ることができる。

また、エキシマ発光が生じる放電空間Ｓに曝される放電容器１１の内表面に紫外線反射膜２０が形成されていることにより、放電空間Ｓ内の真空紫外線が光出射部１８以外の領域を構成するシリカガラスに入射されることに伴う紫外線歪みによるダメージを小さくすることができ、クラックが発生することを防止することができる。

以下、本発明の効果を確認するために行った実験例を説明する。
＜実験例１＞
図１に示す構成に従って、紫外線反射膜におけるシリカ粒子の中心粒径Ｄ１とアルミナ粒子の中心粒径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が下記表１に従って変更されたことの他は同一の構成を有する８種類のエキシマランプを作製した。各エキシマランプの基本構成は以下に示す通りである。
〔エキシマランプの構成〕
放電容器の寸法は、１０×４０×９００ｍｍ、肉厚が３ｍｍである。
放電容器内に封入される放電用ガスは、キセノンガスであり、その封入量は５０ｋＰａである。
高電圧供給電極および接地電極の寸法は、３０×８００ｍｍである。
エキシマランプの発光長は８００ｍｍである。
紫外線反射膜を構成するシリカ粒子は、中心粒径を有する粒子の割合が５０％であるものであり、アルミナ粒子は、中心粒径を有する粒子の割合が５０％であるものである。
ここに、シリカ粒子およびアルミナ粒子の粒子径の測定は、日立製電界放射型走査電子顕微鏡「Ｓ４１００」を用い、加速電圧を２０ｋＶとし、拡大投影像における観察倍率を、粒子径が０．１〜１μｍである粒子については２００００倍、粒子径が１〜１０μｍである粒子については２０００倍として、行った。
紫外線反射膜は、流下法によって、焼成温度を１１００℃として得られたものであり、その膜厚は３０μｍであり、アルミナ粒子の含有割合が１０ｗｔ％である。

各エキシマランプについて、エキシマランプを電極間の電圧差が１０ｋＶとなる条件で１時間以上連続点灯させることにより動作状態を安定させた後、光出射方向に対して３ｍｍ離れた位置における、発光部間の放電容器の管軸方向に対する１０ｍｍ間隔毎の位置において、波長１７２ｎｍのキセノンエキシマ光の照度を測定し、｛（最小照度）／（最大照度）｝×１００（％）により示される相対照度分布を調べた。結果を下記表１に示す。

エキシマランプの相対照度分布は製品の規格として７０％以上であることが要求されるが、以上の結果より、シリカ粒子として、その中心粒径がアルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上であるものが混合されて紫外線反射膜が形成されたエキシマランプ１〜６によれば、相対照度分布を７０％以上とすることができ、管軸方向に対して均一な照度分布が得られることが確認された。

＜実験例２＞
発光長を１６００ｍｍとしたことの他は、実験例１で使用したものと同一の構成を有する、紫外線反射膜におけるシリカ粒子の中心粒径Ｄ１とアルミナ粒子の中心粒径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２が下記表２に従って変更された８種類のエキシマランプを作製し、実験例１と同様の実験を行い、各エキシマランプの相対照度分布を調べた。結果を下記表２に示す。

以上の結果より、エキシマランプの発光長の大きさに関わらず、シリカ粒子として、その中心粒径がアルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上であるものが配合されて紫外線反射膜が形成されたエキシマランプ９〜１４によれば、相対照度分布を７０％以上とすることができ、管軸方向に対して均一な照度分布が得られることが確認された。

＜実験例３＞
中心粒径（Ｄ１）が０．３μｍのシリカ粒子と、中心粒径（Ｄ２）が０．３μｍのアルミナ粒子（Ｄ１／Ｄ２＝１．００）とからなり、アルミナ粒子の含有割合が、０ｗｔ％、１０ｗｔ％、３３ｗｔ％、５０ｗｔ％と変更された紫外線反射膜を３０μｍの膜厚で平板状のシリカガラス製基材上に形成することにより、４種類の試験片を作製した。
そして、各試験片について、紫外線反射膜を１０００℃に加熱したとき（図３において一点鎖線で示す直線（イ））と、１３００℃に加熱したとき（図３において破線で示す直線（ロ））の、それぞれの、波長１７０ｎｍの光の反射光強度を測定した。結果を図３に示す。ここに、紫外線反射膜の加熱温度である１０００℃は、紫外線反射膜を形成するに際しての焼成温度に相当する温度であり、１３００℃は、紫外線反射膜にプラズマが作用したときの加熱温度に相当する温度である。

反射光強度の測定は、ＡＣＴＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ製「ＶＭ−５０２」を使用し、まず、紫外線反射膜を有さない基材について、各波長の散乱光の基準値を取得しておき、紫外線反射膜が形成された試験片を設置して、各波長について散乱光を測定し、これにより得られた各々の測定値を、各波長における基準値（紫外線反射膜を有さない基材の測定値）で割り算することにより反射光強度を得、種々の測定結果から特定波長の測定値を抜き出すことによって、波長１７０ｎｍの光の反射光強度が得られる。

図３に示す結果から明らかなように、紫外線反射膜におけるアルミナ粒子の含有割合が０ｗｔ％であるとき、すなわち、アルミナ粒子を含まない場合には、１０００℃に加熱されたときの反射光強度は０．０３以上と高い値を示すが、１３００℃に加熱された場合には、反射光強度が０．０１程度にまで大幅に低下してしまう。このことから、実際のエキシマランプにおいては、紫外線反射膜におけるプラズマが当たった箇所では、局所的に反射光強度が低下して、エキシマランプの照度分布が不均一になり、エキシマランプが長時間点灯されると、紫外線反射膜の全体にプラズマが当たり、反射率が低下するものと想定される。

一方、アルミナ粒子を添加することにより、熱による反射率の低下は徐々に抑制されることが確認された。具体的に説明すると、アルミナ粒子が１０ｗｔ％添加されたものにおいては、１０００℃に加熱された場合の反射光強度がシリカ粒子のみからなるものの反射光強度よりも低く、例えば０．０２３に低下することになるが、１３００℃に加熱された場合には、反射光強度は０．０１７とアルミナ粒子が添加されていない場合よりも高く、熱による紫外線反射膜の反射率の低下を７０％程度抑制することできることが確認された。
そして、アルミナ粒子の含有割合が増えるに従って、熱による紫外線反射膜の反射率の低下の程度を小さく抑えることができ、例えば、アルミナ粒子が５０ｗｔ％添加されたものにおいては、１０００℃に加熱されたときの反射光強度と、１３００℃に加熱されたときの反射光強度が一致しており、熱によって紫外線反射膜の反射率が低下することを抑えることができることが確認された。

＜実験例４＞
実験例３において、アルミナ粒子の含有割合を、０ｗｔ％から１０ｗｔ％までの範囲内において適宜に変更したことの他は実験例３と同様にして、紫外線反射膜を３０μｍの膜厚で平板状のシリカガラス製基材上に形成することにより複数種の試験片を作製し、これにより得られた試験片の各々について、実験例３と同様にして、紫外線反射膜を１０００℃に加熱したときと、１３００℃に加熱したときの、それぞれの、波長１７０ｎｍの光の反射光強度を測定することにより紫外線反射膜におけるアルミナ粒子の含有量の影響について調べた。結果を下記表３に示す。ここにおいて、アルミナ粒子の含有割合が０ｗｔ％である場合およびアルミナ粒子の含有割合が１０ｗｔ％である場合の結果は、上記実験例３において得られたものである。

実験例４に示す結果から明らかなように、アルミナ粒子を１ｗｔ％添加したものにおいては、１０００℃に加熱された場合の反射光強度がシリカ粒子のみからなるものの反射光強度よりも低く、また、１３００℃に加熱された場合には、反射光強度は０．０１２とアルミナ粒子が添加されていない場合よりも高くなるものの、熱による紫外線反射膜の反射率の低下を３２％程度しか抑制することができない。
これに対して、アルミナ粒子を５ｗｔ％添加したものにおいては、１０００℃に加熱された場合の反射光強度がシリカ粒子のみからなる反射光強度よりも低く、例えば０．０２３５に低下することになるが、１３００℃に加熱された場合には、反射光強度は０．０１６とアルミナ粒子が添加されていない場合よりも高く、熱による紫外線反射膜の反射率の低下を６８％程度抑制することができることが確認された。
従って、実際のエキシマランプにおいては、紫外線反射膜がアルミナ粒子が５ｗｔ％以上添加されたものであることにより、エキシマランプが長時間点灯されて紫外線反射膜がプラズマの熱にさらされた場合であっても、シリカ粒子が溶融することによる反射率の低下を抑制することができ、このような紫外線反射膜が形成されたエキシマランプによれば、管軸方向に対して均一な照度分布が得られる状態を長時間の間にわたって確実に維持されるものと想定される。
そして、紫外線反射膜がアルミナ粒子が１０ｗｔ％以上添加されたものであることにより、上記効果が一層確実に得られるものと想定される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
本発明は、上記構成のエキシマランプに限定されるものではなく、図４に示すような、二重管構造のエキシマランプや、図５に示すような、いわゆる「角型」のエキシマランプにも適用することができる。
図４に示すエキシマランプ５０は、シリカガラスよりなる円筒状の外側管５２と、この外側管５２内においてその管軸に沿って配置された、当該外側管５２の内径より小さい外径を有する例えばシリカガラスよりなる円筒状の内側管５３とを有し、外側管５２と内側管５３とが両端部において溶融接合されて外側管５２と内側管５３との間に環状の放電空間Ｓが形成されてなる二重管構造の放電容器５１を備えており、例えば金属よりなる一方の電極（高電圧供給電極）５５が内側管５３の内周面に密接して設けられていると共に、例えば金網などの導電性材料よりなる他方の電極５６が外側管５２の外周面に密接して設けられており、放電空間Ｓ内に、例えばキセノンガスなどのエキシマ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充填されて、構成されている。
このような構成のエキシマランプ５０においては、例えば放電容器５１の内側管５３の内表面における全周にわたって上記紫外線反射膜２０が設けられると共に、外側管５２の内表面に、光出射部５８を形成する一部分の領域を除いて上記紫外線反射膜２０が設けられる。

また、図５に示すエキシマランプ４０は、例えば合成シリカガラスよりなる断面長方形の放電容器４１を備えてなり、放電容器４１の互いに対向する外表面に金属よりなる一対の外側電極４５，４５が放電容器４１の管軸方向に延びるように配設されると共に、放電用ガスである例えばキセノンガスが放電容器４１内に充填されている。図５において、符号４２は排気管であり、符号４３は例えばバリウムよりなるゲッターである。
このような構成のエキシマランプ４０においては、放電容器４１の内表面における、各々の外側電極４５，４５に対応する領域およびこれらの領域に連続する一方の内面領域にわたって、上記紫外線反射膜２０が設けられ、紫外線反射膜２０が設けられていないことにより光出射部４４が形成されている。

本発明のエキシマランプ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、（ａ）放電容器の長手方向に沿った断面を示す横断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 シリカ粒子およびアルミナ粒子の粒子径の定義を説明するための説明図である。 実験例３における、エキシマランプの、紫外線反射膜に含有されるアルミナ粒子の割合を、０〜５０ｗｔ％の範囲で変化させた場合の、反射光強度を示すグラフである。 本発明のエキシマランプの他の例における構成の概略を示す説明用断面図であって、（ａ）放電容器の長手方向に沿った断面を示す横断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明のエキシマランプの更に他の例における構成の概略を示す説明用断面図であって、（ａ）放電容器の長手方向に沿った断面を示す横断面図、（ｂ）（ａ）の紙面に垂直な平面による断面を示す断面図である。

符号の説明

１０ エキシマランプ
１１ 放電容器
１５ 一方の電極（高電圧供給電極）
１６ 他方の電極（接地電極）
１８ 光出射部（アパーチャ部）
２０ 紫外線反射膜
４０ エキシマランプ
４１ 放電容器
４２ 排気管
４３ ゲッター
４４ 光出射部
４５ 外側電極
５０ エキシマランプ
５１ 放電容器
５２ 外側管
５３ 内側管
５５ 一方の電極（高電圧供給電極）
５６ 他方の電極
５８ 光出射部
Ｓ 放電空間

Claims (3)

1. 放電空間を有するシリカガラスよりなる放電容器を備え、当該放電容器を形成するシリカガラスが介在する状態で一対の電極が設けられてなり、前記放電容器の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であって、
   前記放電容器の、放電空間に曝される表面に、シリカ粒子とアルミナ粒子とよりなる紫外線反射膜が形成されており、
   前記シリカ粒子は、その中心粒径が前記アルミナ粒子の中心粒径の０．６７倍以上の大きさであるものであることを特徴とするエキシマランプ。
2. 紫外線反射膜におけるアルミナ粒子の含有割合が、前記シリカ粒子とアルミナ粒子との合計の５ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
3. 紫外線反射膜におけるアルミナ粒子の含有割合が、前記シリカ粒子とアルミナ粒子との合計の１０ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。

Images