JP2009151969A - Excimer lamp, its manufacturing method, and light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エキシマ光を放射するエキシマランプ、その製造方法および光源装置に関する。 The present invention relates to an excimer lamp that emits excimer light, a manufacturing method thereof, and a light source device.
従来より、塗料を硬化したり、半導体ウエハまたはガラス基板等の表面洗浄や表面改質等を行うために、エキシマランプを用いて、被処理対象物にエキシマ光を放射することが行われてきた。 Conventionally, excimer light has been emitted to an object to be processed using an excimer lamp in order to cure a paint or to perform surface cleaning or surface modification of a semiconductor wafer or glass substrate. .
エキシマ光は、希ガス等の放電用ガスに電圧を印加することにより発生する放射光であり、例えば、放電用ガスとしてキセノン(Xe)を用いた場合には、以下に示すように、キセノン(Xe)が電子(e)と衝突することによってキセノン励起原子(Xe*)が生成し((1)式)、このキセノン励起原子(Xe*)とキセノン(Xe)の三体衝突によりXeエキシマ(Xe2 *)が生成され((2)式)、次いでXeエキシマ(Xe2 *)が緩和する(基底状態に戻る)際に、高フォトンエネルギーhνを有する真空紫外(VUV)光を放射する((3)式)ことが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
(1)e+Xe→e+Xe*
(2)Xe*+Xe+Xe→Xe2 *+Xe
(3)Xe2 *→2Xe+hν
Excimer light is radiation generated by applying a voltage to a discharge gas such as a rare gas. For example, when xenon (Xe) is used as a discharge gas, xenon ( Xe) is (generated xenon excited atoms (Xe *) is by colliding with e) ((1) electronic), Xe excimer a triple collision of xenon excited atoms (Xe *) and xenon (Xe) ( Xe 2 * ) is generated (formula (2)), and then when the Xe excimer (Xe 2 * ) relaxes (returns to the ground state), vacuum ultraviolet (VUV) light having a high photon energy hν is emitted ( (Formula (3)) is known (for example, see Non-Patent Document 1).
(1) e + Xe → e + Xe *
(2) Xe * + Xe + Xe → Xe 2 * + Xe
(3) Xe 2 * → 2Xe + hν
このようなエキシマ光を放射する方法としては、誘電体バリア放電(オゾナイザ放電)を利用する方法が知られているが、エレクトロニクス分野における微細加工技術の進歩に伴い、より高出力なVUV光を放射するエキシマランプが求められるようになってきている。 As a method for emitting such excimer light, a method using dielectric barrier discharge (ozonizer discharge) is known, but with the progress of microfabrication technology in the electronics field, higher output VUV light is emitted. Excimer lamps are now being sought.
本発明は、このような事情のもとで、より高出力なエキシマ光を放射し得るエキシマランプを提供することを目的とするものである。
また、本発明は、エキシマランプを製造する方法および光源装置を提供することを目的とするものである。
An object of the present invention is to provide an excimer lamp capable of emitting excimer light with higher output under such circumstances.
Another object of the present invention is to provide a method and a light source device for manufacturing an excimer lamp.
本発明者等が鋭意検討を重ねたところ、放電用ガスを内部に含んでなる放電容器と、前記放電用ガスに電圧を印加する複数の電極とを有し、前記放電容器内における残留大気の濃度が、分圧比で2500ppb以下であるエキシマランプにより、上記目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。 As a result of extensive studies by the present inventors, a discharge vessel including a discharge gas therein and a plurality of electrodes for applying a voltage to the discharge gas, the residual atmosphere in the discharge vessel The inventors have found that the above object can be achieved with an excimer lamp having a concentration ratio of 2500 ppb or less in partial pressure ratio, and have completed the present invention based on this finding.
すなわち、本発明は、
(1)放電用ガスを内部に含んでなる放電容器と、前記放電用ガスに電圧を印加する複数の電極とを有し、前記放電容器内における残留大気の濃度が2500ppb以下であることを特徴とするエキシマランプ、
(2)前記複数の電極間で発生する放電がグロー状放電である上記(1)に記載のエキシマランプ、
(3)前記放電用ガスがキセノンガスを含むものである上記(1)または(2)に記載のエキシマランプ、
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載のエキシマランプを製造する方法であって、放電容器内部の残留大気の濃度が、放電用ガス充填後に2500ppb以下の濃度になるように調整したのちに、放電用ガスを充填することを特徴とするエキシマランプの製造方法、
(5)前記残留大気の濃度調整が減圧処理により行われる上記(4)に記載のエキシマランプの製造方法、
(6)前記残留大気の濃度調整が不活性ガスの置換処理により行われる上記(4)または(5)に記載のエキシマランプの製造方法、
(7)前記不活性ガスの置換処理を2回以上繰り返す上記(6)に記載のエキシマランプの製造方法、
(8)前記不活性ガスがキセノンガスである上記(6)または(7)に記載のエキシマランプの製造方法、および
(9)上記(1)〜(3)のいずれかに記載のエキシマランプまたは上記(4)〜(8)のいずれかに記載の方法により得られたエキシマランプと、該エキシマランプを構成する複数の電極に高周波電圧を印加するための電源とを有することを特徴とする光源装置
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) A discharge vessel comprising a discharge gas therein and a plurality of electrodes for applying a voltage to the discharge gas, wherein the concentration of residual air in the discharge vessel is 2500 ppb or less. Excimer lamp,
(2) The excimer lamp according to (1), wherein the discharge generated between the plurality of electrodes is a glow discharge.
(3) The excimer lamp according to (1) or (2), wherein the discharge gas includes xenon gas,
(4) A method for manufacturing the excimer lamp according to any one of (1) to (3) above, wherein the concentration of the residual air inside the discharge vessel is 2500 ppb or less after filling with the discharge gas. Excimer lamp manufacturing method characterized by filling discharge gas after adjustment,
(5) The excimer lamp manufacturing method according to (4), wherein the concentration adjustment of the residual air is performed by a decompression process,
(6) The method for manufacturing an excimer lamp according to (4) or (5), wherein the concentration adjustment of the residual air is performed by a replacement treatment with an inert gas,
(7) The excimer lamp manufacturing method according to (6), wherein the inert gas replacement treatment is repeated twice or more.
(8) The excimer lamp manufacturing method according to (6) or (7) above, wherein the inert gas is xenon gas, and (9) the excimer lamp according to any one of (1) to (3) above, A light source comprising: an excimer lamp obtained by the method according to any one of (4) to (8) above; and a power source for applying a high-frequency voltage to a plurality of electrodes constituting the excimer lamp. A device is provided.
本発明によれば、より高出力なエキシマ光を放射し得るエキシマランプを提供することができ、また、本発明によれば、上記エキシマランプを製造する方法および上記エキシマランプを用いた光源装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an excimer lamp capable of emitting higher-power excimer light, and according to the present invention, a method for manufacturing the excimer lamp and a light source device using the excimer lamp are provided. Can be provided.
先ず、本発明のエキシマランプについて説明する。
本発明のエキシマランプは、放電用ガスを内部に含んでなる放電容器と、前記放電用ガスに電圧を印加する複数の電極とを有し、前記放電容器内における残留大気の濃度が2500ppb以下であることを特徴とするものである。
First, the excimer lamp of the present invention will be described.
The excimer lamp of the present invention has a discharge vessel containing a discharge gas therein and a plurality of electrodes for applying a voltage to the discharge gas, and the concentration of residual air in the discharge vessel is 2500 ppb or less. It is characterized by being.
本明細書において、エキシマランプとは、その作用においてエキシマ光を放出する放電ランプを意味するが、その名称については、一般に必ずしも統一されておらず、本明細書では、これら放電ランプを総称して、「エキシマランプ」という。 In this specification, an excimer lamp means a discharge lamp that emits excimer light in its operation, but the name is not necessarily unified in general, and in this specification, these discharge lamps are collectively referred to. "Excimer lamp".
以下、本発明のエキシマランプの実施形態を、図面に基づいて説明する。本発明のエキシマランプの実施形態としては、以下に説明するエキシマランプIおよびIIを挙げることができる。 Embodiments of an excimer lamp according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Examples of the excimer lamp of the present invention include excimer lamps I and II described below.
(エキシマランプI)
図1(a)は、エキシマランプIの構成を説明するため概略断面図である。
図1(a)において、エキシマランプ1は、放電容器2と、それぞれ対向して配置された一対の放電用電極3を有しており、放電容器2内部の放電空間4には、放電用ガスが充填されている。
(Excimer lamp I)
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the excimer lamp I. FIG.
In FIG. 1A, an
図1(a)および図2においては、放電容器2として、略直方体状のものを示しているが、放電容器2の形状は、内部に放電用ガスを封入できる気密構造を有するものであれば特に制限されず、上記直方体形状の他、例えば、立方体状、円筒状、二重円筒状等種々の形状を採ることができる。また、高出力のエキシマ光を得るために、放電容器の内部に放電空間を複数形成してもよく、このような放電容器としては、後述するように、内部に放電空間を並列して複数設けた放電容器を用いることが好ましい。
In FIG. 1A and FIG. 2, the
内部に放電空間4を形成する放電容器2は、誘電体材料で形成されているが、この誘電体材料としては、公知のもの、例えば、合成石英ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等を用いることができる。
The
図2に示す放電容器2は、幅60mm、高さ80mm、厚さ8mmの直方体状のものであるが、放電容器2の幅は20〜500mmであることが好ましく、高さは20〜500mmであることが好ましく、厚さは2〜20mmであることがより好ましい。
The
図1(a)に示すように、放電容器2の主表面に電極3、3を設けることによりエキシマランプが形成され、さらに、電極3、3と外部に設けられた高周波電源6とを電気的に接続することにより後述する光源装置が形成される。図1(a)において、電極3は平板形状を有しているが、電極の形状に特に制限はなく、放電容器の形状等を考慮して種々の形状を採ることができる。
As shown in FIG. 1A, an excimer lamp is formed by providing
電極3が平板状である場合、その大きさは、縦2〜50cm、横2〜50cm、厚さ0.2〜5.0mm程度であることが好ましい。
When the
電極3の材質は、電極間にエキシマ光を発生させ得る導電性材料であれば特に制限されないが、アルミニウム、ステンレススチール、モネルメタルといった種々の金属材料や、金属表面にアルミニウム膜や誘電体多層膜を設けたものであることが好ましい。表面にアルミニウム膜や誘電体多層膜を設ける金属としては、導電性や熱伝導性を考慮した場合、銅、銀、金等であることが好ましい。また、誘電体多層膜としては、フッ化マグネシウム膜とフッ化リチウム膜を交互に積層したものが好ましい。また、電極の構造を、網状あるいはパンチングメタル状とすることにより、放電路と直交する面(放電容器2において電極3を設けた面)よりエキシマ光を出射することができる。
The material of the
図1(a)において、放電容器2の内部に形成される放電空間4には、放電用ガスが封入されており、平板状の電極3、3に対し、高周波電源6から電圧を印加することにより、放電容器6内に封入された放電用ガスが放電を生じ、放電路に平行な光出射面21を透過してエキシマ光を出射する。
In FIG. 1A, a discharge gas is enclosed in a
放電用ガスとしては、キセノンガス等の希ガス、または希ガスと塩素との混合ガス等を挙げることができる。得られるエキシマ光の中心波長は、放電用ガスの種類によって決定され、例えば、キセノンガスの場合は170nm付近である。 Examples of the discharge gas include a rare gas such as xenon gas, or a mixed gas of rare gas and chlorine. The center wavelength of the obtained excimer light is determined by the type of discharge gas, and is, for example, around 170 nm in the case of xenon gas.
放電用ガスの放電形式は、特に限定されず、例えば、エキシマランプに10kV程度の高電圧を繰り返して印加しつつ放電させる誘電体バリア放電や、点灯開始時に高電圧を印加して絶縁破壊したのち、比較的低い高周波電圧を印加して放電させるグロー状放電を挙げることができる。 The discharge type of the discharge gas is not particularly limited. For example, a dielectric barrier discharge that discharges an excimer lamp while repeatedly applying a high voltage of about 10 kV or a dielectric breakdown after applying a high voltage at the start of lighting is performed. An example is glow discharge in which discharge is performed by applying a relatively low high-frequency voltage.
(エキシマランプII)
図1(b)は、エキシマランプIIの構成を説明するための概略断面図である。
図1(b)において、エキシマランプ1は、光出射方向に設けられた光放射窓25と、それぞれ対向して配置された電圧印加用の複数の電極3とを有し、対向する電極3、3間に形成される放電空間4に存在する放電用ガスが放電を生じ、エキシマ光を放射するものであって、上記エキシマ放電用電極3が平板状電極であり、異なる極性の平板状電極3が交互に誘電体9を介して配置されることにより上記放電空間4が平板状電極3、3間に並列して複数設けられ、光放射窓25が上記放電空間の放電路に平行して設けられたものである。
(Excimer lamp II)
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the excimer lamp II.
In FIG. 1B, the
エキシマランプIIにおいても、図1(b)に示す電極3と高周波電源6と接続することにより後述する光源装置を形成することができ、高周波電源6から電圧を印加することにより、放電容器2内の放電空間4に存在する放電用ガスが放電を生じ、光放射窓25からエキシマ光を放射することができる。
Also in the excimer lamp II, a light source device to be described later can be formed by connecting the
図1(b)に示す光放射窓25は、主表面が丸形形状を有するものであるが、光放射窓25の形状に特に制限はなく、主表面が丸形形状を有するものの他、主表面が四角形形状を有するもの等種々のものを採用することができ、入手の容易性から主表面が丸形形状を有するものが好ましい。光放射窓25の材質も特に制限はないが、コストおよび強度を考慮した場合、合成石英ガラス、フッ化マグネシウム結晶、フッ化カルシウム結晶等が好ましい。また、光放射窓25の大きさは、丸形である場合、直径2〜60cm程度が好ましく、厚さ2〜50mm程度が好ましい。
The
エキシマランプIIにおいて、放電容器2は、円筒状の形状を有するものであるが、放電容器の形状としては、内部に不活性ガスを封入できる気密構造を有するものであれば特に制限されず、上記円筒形状の他、例えば、立方体状、直方体状等種々の形状を採ることができる。上記したとおり、入手の容易性から、光放射窓は丸形であることが好ましいことから、放電容器の形状も円筒状であることが好ましい。放電容器の形状が円筒状である場合、その大きさは、直径10〜70cm、高さ10〜80cm、側壁の厚さ1〜10mm程度が好ましい。エキシマランプIIにおいて、放電容器の材質に特に制限はないが、放熱し易い材質であって、不純物ガスを発生しにくい材質であることが好ましく、例えばステンレススチール、アルミニウム等を挙げることができる。エキシマランプIIにおいて、光放射窓25と放電容器2との間にはガスケット、Oリング等を設けて気密性を確保することが好ましい。
In the excimer lamp II, the
エキシマランプIIにおいても、電極の形状、大きさ、材質や、放電用ガスの種類、放電用ガスの放電形式等はエキシマランプIと同様である。 Also in the excimer lamp II, the shape, size, material, type of discharge gas, discharge type of the discharge gas, etc. are the same as those in the excimer lamp I.
図1(b)に示すように、エキシマランプIIにおいては、発光ユニット24が、天板29を有してもよく、反射ミラー28を有してもよい。
As shown in FIG. 1B, in the excimer lamp II, the
エキシマランプIIにおいては、電極3が平板状電極であり、放電空間4が平板状電極3間に複数設けられ、光放射窓25が放電空間の放電路に平行して設けられており、このように、電極を平板状にすることによって、光放射面の反対側(図1(b)の上側)から光放射面(図1(b)の下側)に向かうエキシマ放電用電極3、3間に広い放電空間4を形成することが可能となり、エキシマ放電用電極3、3間の任意の箇所で発生したエキシマ光を積算しつつ、光出射窓25から高出力のエキシマ光を取り出すことが可能となる。
In the excimer lamp II, the
本発明のエキシマランプにおいて、最も特徴的な点は、放電容器2内における残留大気の濃度が2500ppb以下である点である。
In the excimer lamp of the present invention, the most characteristic point is that the concentration of the residual atmosphere in the
すなわち、本発明者等は、放電容器2内において、放電容器内に残留する大気の濃度を2500ppb以下になるように制御することにより、エキシマ光の放射強度を増大させることができることを見出し、かかる知見に基づいて本発明に至ったものである。
That is, the present inventors have found that the emission intensity of excimer light can be increased by controlling the concentration of the atmosphere remaining in the discharge vessel to 2500 ppb or less in the
放電用ガスに含まれる残存大気濃度が低いほど、得られるエキシマ光の放射強度が高くなることから、残留大気濃度は1500ppb以下であることが好ましく、500ppb以下であることがより好ましい。 The lower the residual atmospheric concentration contained in the discharge gas, the higher the excimer light radiation intensity obtained, so the residual atmospheric concentration is preferably 1500 ppb or less, and more preferably 500 ppb or less.
なお、本明細書において、残留大気濃度とは、放電用ガス充填前に放電容器内の大気を排気した際の気圧(排気後における放電容器内の気圧)を、放電用ガス充填後の圧力(放電用ガス充填後における放電容器内の気圧)で除した値を意味し、下記式1により求められるものである。
In the present specification, the residual atmospheric concentration is the pressure when the atmosphere in the discharge vessel is evacuated before filling the discharge gas (the pressure in the discharge vessel after evacuation), and the pressure after filling the discharge gas ( It means a value divided by the atmospheric pressure in the discharge vessel after filling the discharge gas, and is obtained by the following
(式1)
(Formula 1)
このように、本発明のエキシマランプは、放電容器2内における残留大気の濃度が2500ppb以下である点が最も特徴的な点であるため、以下、この点について、図3〜図6に基づいて詳細に説明する。
As described above, the excimer lamp of the present invention is characterized in that the concentration of the residual atmosphere in the
図3は、図1に示したエキシマランプ1より放射される真空紫外光の分光放射強度を測定するための装置構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a device configuration for measuring the spectral radiation intensity of the vacuum ultraviolet light emitted from the
エキシマランプ1は、窒素ガスが内部に充填された気密なランプ容器5に収容され、一対の電極3,3には外部に設けられた高周波電源6が接続されている。
The
電極3、3に印加される電圧は700Vrms、周波数2MHzの高周波電圧であり、放電空間4にグロー状の放電が発生しエキシマ光が放射される。
The voltage applied to the
放電容器2の光出射面21に対向するランプ容器5の壁面51には、フッ化マグネシウムからなる光取り出し窓52が設けられており、エキシマランプより出射した真空紫外光を含むエキシマ光をランプ容器外へ取り出すことができる。
A
光取り出し窓52を透過したエキシマ光は、VUVスペクトロメータ7(ACTON社製:VM502)により分光され、X線CCD8(Princeton Instrument社製:7344−0004)の受光面(不図示)に照射される。
Excimer light that has passed through the
本測定では、放電容器2内部に、放電用ガスとして500Torrのキセノンガスを有しつつ、放電容器2内に含まれる残留大気濃度が、0.4ppbから4000ppbの範囲で分布する7種類のエキシマランプ(a)〜(g)を製作し、それぞれのランプから出射する真空紫外領域のエキシマ光の分光放射強度を測定した。
In this measurement, seven types of excimer lamps having a residual atmospheric concentration in the range of 0.4 ppb to 4000 ppb while having 500 Torr of xenon gas as the discharge gas inside the
図4は、上記7種類のエキシマランプから放射するエキシマ光の140nmから210nmの範囲における分光放射特性を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the spectral radiation characteristics of excimer light emitted from the seven types of excimer lamps in the range of 140 nm to 210 nm.
図4より、何れのエキシマランプにおいても波長155nmから波長190nmの範囲で真空紫外光が放射されており、放電用ガス内の残留大気濃度が減少するに連れて((g)→(a)に向かうに連れて)、波長170nm付近のピーク放射強度が増加していることがわかる。 FIG. 4 shows that in any excimer lamp, vacuum ultraviolet light is emitted in the wavelength range of 155 nm to 190 nm, and the residual atmospheric concentration in the discharge gas decreases (from (g) to (a). It can be seen that the peak radiation intensity around the wavelength of 170 nm increases as it goes.
上記測定では、残存大気濃度の異なる各エキシマランプに印加する高周波電圧を700Vrms一定とし、周波数を2MHzに設定したが、次に、印加する電圧を700Vrmsから1000Vrmsまで変化させた場合のエキシマ光の放射強度の変化について説明する。 In the above measurement, the high frequency voltage applied to each of the excimer lamps having different residual air concentrations is set to 700 Vrms constant and the frequency is set to 2 MHz. Next, excimer light emission when the applied voltage is changed from 700 Vrms to 1000 Vrms. The change in intensity will be described.
図5は、各エキシマランプに印加する高周波電圧と、エキシマランプより放射するエキシマ光のピーク放射強度との関係を示している。 FIG. 5 shows the relationship between the high-frequency voltage applied to each excimer lamp and the peak radiation intensity of excimer light emitted from the excimer lamp.
キセノンエキシマランプ等のエキシマランプに、本測定で用いたMHz帯の周波数で電力を供給した場合には、グロー状放電が発生することが知られている。 It is known that glow discharge occurs when power is supplied to an excimer lamp such as a xenon excimer lamp at a frequency in the MHz band used in this measurement.
図5より、各エキシマランプに印加する電圧を増加させていくと、いずれのエキシマランプにおいても、グロー状放電の放射強度が増加していくが、放電容器内の残留大気濃度が低いほどグラフの傾きが大きくなり、放射強度の増加度合いが大きくなることが分かる。 From FIG. 5, as the voltage applied to each excimer lamp is increased, the radiation intensity of the glow discharge increases in any excimer lamp, but the graph shows the lower the residual atmospheric concentration in the discharge vessel. It can be seen that the slope increases and the degree of increase in radiation intensity increases.
また、グロー状放電では、電圧の印加条件によっては放電空間中に数本のフィラメント状放電が発生し、放射強度が急激に低下してしまうことが知られており、図5においても斜線で描かれている領域が、上記のフィラメント状放電が生ずる領域に相当するが、グロー状放電を維持することのできる最大印加電圧に関しても、残留大気濃度が低いランプほど高い電圧を印加することができ、その結果、放射強度の高いエキシマ光が得られることが分かる。 Further, in glow discharge, it is known that several filament discharges are generated in the discharge space depending on the voltage application condition, and the radiation intensity rapidly decreases. The region that corresponds to the region where the filamentary discharge occurs, but the maximum applied voltage that can maintain the glow-like discharge can be applied to a lamp with a lower residual atmospheric concentration, As a result, it can be seen that excimer light with high radiation intensity can be obtained.
図6は、エキシマランプ(a)〜(g)の放電容器内における残留大気濃度と、最大印加電圧における波長170nm付近のエキシマ光のピーク放射強度との関係をプロットしたものであり、横軸を残留大気濃度(ppb)、縦軸を放射強度(相対値)で示している。 FIG. 6 is a plot of the relationship between the residual atmospheric concentration in the discharge vessel of the excimer lamps (a) to (g) and the peak emission intensity of excimer light near the wavelength of 170 nm at the maximum applied voltage. The residual atmospheric concentration (ppb) and the vertical axis indicate the radiation intensity (relative value).
図6より、残留大気濃度が2500ppb以下の領域で徐々にエキシマ光の放射強度が増加し、残留大気濃度1500ppbでは、残留大気濃度4000ppbに対して放射強度が1.5倍となり、さらに残留大気濃度500ppb以下の領域では放射強度が急激に増大していることがわかる。 As shown in FIG. 6, the excimer light radiation intensity gradually increases in the region where the residual atmospheric concentration is 2500 ppb or less. At the residual atmospheric concentration of 1500 ppb, the radiation intensity becomes 1.5 times the residual atmospheric concentration of 4000 ppb. It can be seen that the radiation intensity increases rapidly in the region of 500 ppb or less.
このように、放電容器2に封入された放電用ガスに、電極より高周波電圧を供給しエキシマ光を放射するエキシマランプにおいては、放電用ガスに含まれる残留大気濃度を2500ppb以下とすることにより、エキシマ光の放射強度を増大させることが可能となる。
Thus, in an excimer lamp that supplies a high frequency voltage to the discharge gas sealed in the
次に、本発明のエキシマランプの製造方法について説明する。
本発明のエキシマランプの製造方法は、上記本発明のエキシマランプを製造する方法であって、放電容器内部の残留大気の濃度が、放電用ガス充填後に2500ppb以下の濃度になるように調整したのちに、放電用ガスを充填することを特徴とするものである。
Next, the manufacturing method of the excimer lamp of this invention is demonstrated.
The excimer lamp manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing the above-described excimer lamp of the present invention, wherein after adjusting the concentration of the residual air inside the discharge vessel to a concentration of 2500 ppb or less after charging the discharge gas. In addition, the discharge gas is filled.
本発明の方法を実施する好ましい態様としては、以下に説明するように、エキシマランプの製法Iと、エキシマランプの製法IIを挙げることができるため、以下、各実施態様について図面を用いて説明するものとする。 Preferred embodiments for carrying out the method of the present invention include the excimer lamp production method I and the excimer lamp production method II, as will be described below. Each embodiment will be described below with reference to the drawings. Shall.
<エキシマランプの製法I>
エキシマランプの製法Iは、残留大気の濃度調整が減圧処理により行われるものであり、その具体的態様としては、以下に示すように、製法I−1および製法I−2を挙げることができる。
<Excimer lamp manufacturing method I>
Excimer lamp manufacturing method I is a method in which the concentration of residual air is adjusted by a reduced pressure treatment, and specific examples thereof include manufacturing method I-1 and manufacturing method I-2.
(製法I−1)
図7は、製法I−1を説明するための装置構成の概略断面図であり、図1(a)及び図2に示す放電容器2に放電用ガスを充填する装置構成を示している。
(Production method I-1)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an apparatus configuration for explaining the production method I-1, and shows an apparatus configuration for filling the
図7に示す装置は、放電容器2の他、圧力計10、放電用ガスボンベ11、スクロールポンプ12、ターボ分子ポンプ13およびバルブV1からV4とこれらを接続するステンレス製チューブにより構成されている。
The apparatus shown in FIG. 7 includes a
放電容器2の光出射面21に対向する壁面には放電用ガス封入のための充填口23が設けられており、充填口23はバルブV1に接続されている。
The wall surface of the
図7に示すように、バルブV1には、バルブV2、V3、V4および圧力計10が接続されており、更にバルブV2には放電用ガスボンベ11が、バルブV3にはターボ分子ポンプ12が、バルブV4にはスクロールポンプ13が接続されている。
As shown in FIG. 7, valves V2, V3, V4 and a
ターボ分子ポンプ12の排気側121は、スクロールポンプ13の吸気側131に接続されている。
The
以下に、製法I−1により放電容器2へ放電用ガスを充填する手順例を示す。
[排気ステップ]
1.バルブV2、V3を閉じ、バルブV1、V4を開きスクロールポンプ13を起動し放電容器内を排気する。
2.放電容器2内を1×10−2Torr以下の気圧とする場合は、バルブV4を閉じ、バルブV3を開きターボ分子ポンプ12を起動する。
3.放電容器2内が所定の気圧に達したらバルブV3、V4を閉じ、スクロールポンプ13およびターボ分子ポンプ12を停止する。
[封入ステップ]
1.バルブV3、V4を閉じた状態で、バルブV2を開き、放電容器内が所定の気圧となるまで放電用ガス(例えば、キセノンガス)を充填する。
2.全てのバルブを閉じ、放電容器2の充填口23を封じる。
Below, the example of a procedure which fills the discharge gas to the
[Exhaust step]
1. The valves V2 and V3 are closed, the valves V1 and V4 are opened, the
2. When the pressure in the
3. When the inside of the
[Encapsulation step]
1. With the valves V3 and V4 closed, the valve V2 is opened, and a discharge gas (for example, xenon gas) is filled until the inside of the discharge vessel reaches a predetermined pressure.
2. All the bulbs are closed and the filling
以上の手順において、排気ステップでの排気後の放電容器内の気圧を所定の値とすることにより、式1に基づき放電容器内を所望の残留大気濃度とすることができる。
In the above procedure, by setting the atmospheric pressure in the discharge vessel after exhaust in the exhaust step to a predetermined value, the inside of the discharge vessel can be set to a desired residual atmospheric concentration based on
上記排気ステップにおいて、通常、1×10−3Torr程度までの気圧であればスクロールポンプによって排気することが可能であるが、これ以下の領域ではターボ分子ポンプ等により排気能力を増強する必要があるため、残留大気濃度が200ppb以下のエキシマランプを製造する場合には、上記ターボ分子ポンプ12を併用して排気を行うことが好ましい。
In the exhaust step, it is usually possible to exhaust with a scroll pump if the pressure is up to about 1 × 10 −3 Torr, but it is necessary to enhance the exhaust capacity with a turbo molecular pump or the like in a region below this range Therefore, when manufacturing an excimer lamp having a residual atmospheric concentration of 200 ppb or less, it is preferable to perform exhaust using the turbo
上記処理によって、放電容器2内の残留大気の濃度を所望濃度に調整した後に、放電容器2の主表面に複数の電極を設けることによりエキシマランプを製造することができる。なお、予め放電容器2の主表面に複数の電極を設けた上で、上記残留大気濃度の調整を行い、所望のエキシマランプを製造することもできる。
The excimer lamp can be manufactured by providing a plurality of electrodes on the main surface of the
(製法I−2)
図8は、製法I−2を説明するための装置構成の概略断面図であり、図1(b)に示す放電容器2に放電用ガスを充填する装置構成を示している。
(Production method I-2)
FIG. 8 is a schematic sectional view of an apparatus configuration for explaining the production method I-2, and shows an apparatus configuration for filling the
製法I―2は、製法I―1と比較すると、エキシマランプの形状のみが相違する。
図8においてエキシマランプ1は、光出射方向に設けられた光放射窓25と、それぞれ対向して配置された電圧印加用の複数の電極3とを有し、対向する電極3、3間に並列して形成される放電空間4に存在する放電用ガスが放電を生じ、エキシマ光を放射する。
The production method I-2 is different from the production method I-1 only in the shape of the excimer lamp.
In FIG. 8, the
図8に示すエキシマランプ1は、放電容器2内において、異なる極性の平板状電極3が交互に誘電体9を介して配置されることにより上記放電空間4が平板状電極3、3間に並列して複数設けられ、光放射窓25が上記放電空間4の放電路に平行して設けられたものである。
In the
上記放電容器2への放電用ガスの充填は、上述した製法I−1と同様の手順で行うことができる。
The
なお、図8示すエキシマランプ1では、放電用ガスを放電容器内に封入した後に充填口の封止は行わず、放電用ガスが放電容器2よりリークした際に放電用ガスを補充するため圧力計10、放電用ガスボンベ11、各ポンプ等の放電用ガス充填用の装置を接続したままとすることができる。
In the
<エキシマランプの製法II>
エキシマランプの製法IIは、残留大気の濃度調整が不活性ガスの置換処理により行われるものである。
<Excimer lamp manufacturing method II>
In the excimer lamp manufacturing method II, the concentration of the residual air is adjusted by a replacement treatment with an inert gas.
エキシマランプの製法IIにおいて、不活性ガスの置換処理は1回のみでもよいが、2回以上繰り返してもよく、このように置換処理の回数を増やした場合には残留大気濃度をさらに低下させることができる。 In the excimer lamp production method II, the inert gas replacement treatment may be performed only once, but may be repeated two or more times. If the number of replacement treatments is increased in this way, the residual air concentration is further reduced. Can do.
また、不活性ガスとしては、放電ガスと同じものであっても、異なるものであってもよいが、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス等の希ガスの他、窒素ガス等を挙げることができる。 The inert gas may be the same as or different from the discharge gas. For example, in addition to a rare gas such as helium gas, neon gas, argon gas, krypton gas, or xenon gas, nitrogen may be used. Gas etc. can be mentioned.
エキシマランプの製法IIにおいては、不活性ガスの置換処理を行うことにより、単に放電容器内を減圧した場合に比べ、短時間に残留大気濃度を所望濃度に調整することができる。 In the excimer lamp manufacturing method II, the residual atmospheric concentration can be adjusted to a desired concentration in a short time by performing the inert gas substitution process as compared with the case where the pressure inside the discharge vessel is simply reduced.
エキシマランプの製法IIの具体的態様としては、以下に示すように、製法II−1および製法II−2を挙げることができる。 Specific embodiments of Excimer Lamp Production Method II include Production Method II-1 and Production Method II-2 as shown below.
(製法II−1)
本態様においては、放電用ガスを充填する工程に、置換ステップと二次排気ステップを加えることにより、毎回の排気ステップで到達する放電容器内の圧力を高く設定し、各排気ステップでの排気のための所要時間を短縮することができる。
(Production II-1)
In this aspect, by adding a replacement step and a secondary exhaust step to the process of filling the discharge gas, the pressure in the discharge vessel reached in each exhaust step is set high, and the exhaust in each exhaust step is The time required for this can be shortened.
製法II−1は、図9に示すように、放電用ガスボンベ11に封入されている放電用ガスを、置換処理工程において、不活性ガスとしても用いる態様である。
As shown in FIG. 9, the production method II-1 is an embodiment in which the discharge gas sealed in the
図9は、製法II−1によりエキシマランプ1へ放電用ガスを充填する装置構成を示す概略断面図であり、図8に示す構成からターボ分子ポンプ12およびターボ分子ポンプに接続されるバルブV3を除いた構成となる。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an apparatus configuration for filling the
以下に、製法II−1により放電容器2へ放電用ガスを充填する手順例を示す。
[一次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じ、バルブV1、V4を開きスクロールポンプ13を起動し放電容器内を排気する。
2.放電容器2内が所定の気圧に達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止する。
[置換ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き所定の気圧となるまで放電容器2に放電ガス(不活性ガス)を充填する。
2.放電容器2内が所定の気圧に達したらバルブV2を閉じる。
[二次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じた状態で、バルブV4を開き、スクロールポンプ13を起動し放電容器内を排気する。
2.放電容器内が所定の気圧に達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止する。
[封入ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き所定の気圧となるまで放電容器2に放電ガスを充填する。
2.放電容器内が所定の気圧に達したら全てのバルブを閉じる。
Below, the example of a procedure which fills the
[Primary exhaust step]
1. The valve V2 is closed, the valves V1 and V4 are opened, the
2. When the inside of the
[Replacement step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 is opened and the
2. When the inside of the
[Secondary exhaust step]
1. With the valve V2 closed, the valve V4 is opened, the
2. When the inside of the discharge vessel reaches a predetermined pressure, the valve V4 is closed and the
[Encapsulation step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 is opened and the
2. When the inside of the discharge vessel reaches a predetermined pressure, all the valves are closed.
上記態様においては、不活性ガスによる置換処理を1回のみ行っているが、残留大気濃度をさらに低下させたい場合等は、置換処理を2回以上繰り返すことが好ましい。 In the above embodiment, the replacement process with the inert gas is performed only once. However, when the residual atmospheric concentration is to be further reduced, it is preferable to repeat the replacement process twice or more.
(製法II−2)
上述したように、製法II−1は、放電用ガスボンベ11に封入されている放電用ガスを、置換処理工程において、不活性ガスとしても用いる態様であるのに対して、製法II−2は、不活性ガスとして、放電用ガスとは別種のガスを用いる態様である。
(Production Method II-2)
As described above, the production method II-1 is an embodiment in which the discharge gas sealed in the
図10は、製法II−2を説明するための装置構成図であり、図9とは、放電用ガスボンベ11とは別に不活性ガスボンベ14を設けた点が異なっている。
FIG. 10 is an apparatus configuration diagram for explaining the production method II-2. FIG. 10 is different from FIG. 9 in that an
放電容器に残存する大気成分の内、真空紫外領域のエキシマ光の放射を阻害する成分としては、酸素原子が最もその影響が大きいと考えられるため、上記した製法II−1に示した置換ステップにおいては、置換ガスとして放電用ガスを用いたが、製法II−2においては、酸素原子を含まない窒素ガス等他の不活性ガスを用いることができる。 Of the atmospheric components remaining in the discharge vessel, the oxygen atom is considered to have the greatest effect as a component that inhibits the emission of excimer light in the vacuum ultraviolet region. Therefore, in the substitution step shown in the above-mentioned production method II-1 Used a discharge gas as a replacement gas, but in the production method II-2, other inert gases such as nitrogen gas not containing oxygen atoms can be used.
例えば、図10に示すように、キセノンガス等の放電用ガスを封入したボンベ11に並列に窒素ガス等の不活性ガスを封入したボンベ14を配置し、上記製法II−1の手順例において、置換ステップを1回だけでなく2回に繰り返す手順に変更した場合に、その1回目の置換ステップを、窒素ガスを用いて行う等の態様が挙げられる。
For example, as shown in FIG. 10, a
製法II−2は、製法II−1と比較して、得られるエキシマランプが放射するエキシマ光強度が低下する虞はあるが、比較的安価なガスを使用することができるというメリットがある。 The production method II-2 has an advantage that a relatively inexpensive gas can be used, although the intensity of excimer light emitted from the obtained excimer lamp may be reduced as compared with the production method II-1.
次に本発明の光源装置について説明する。
本発明の光源装置は、本発明のエキシマランプまたは本発明の方法により得られたエキシマランプと、該エキシマランプを構成する複数の電極に高周波電圧を印加するための電源とを有することを特徴とするものである。
光源装置を構成するエキシマランプや電源としては、上述したものと同様のものを挙げることができる。
Next, the light source device of the present invention will be described.
The light source device of the present invention comprises the excimer lamp of the present invention or the excimer lamp obtained by the method of the present invention, and a power source for applying a high-frequency voltage to a plurality of electrodes constituting the excimer lamp. To do.
Examples of the excimer lamp and the power source that constitute the light source device are the same as those described above.
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何等限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
実施例1(エキシマランプの製法I−1によるエキシマランプおよび光源装置の作製例)
エキシマランプの製法I−1により、図7に示すような装置構成でエキシマランプを作製した。
本実施例においては、放電用ガスとしてキセノンガスを用い、以下に示す手順により、放電容器2へキセノンガスを封入した。
[排気ステップ]
1.バルブV2、V3を閉じるとともに、バルブV1、V4を開きスクロールポンプ13を起動して放電容器2内を排気した。
2.バルブV4を閉じ、バルブV3を開きターボ分子ポンプ12を起動した。
3.放電容器2内の気圧が2×10−7Torrに達したらバルブV3、V4を閉じ、スクロールポンプ13およびターボ分子ポンプ12を停止した。
[封入ステップ]
1.バルブV3、V4を閉じた状態で、バルブV2を開き、放電容器内が500Torrとなるまでキセノンガスを充填した。
2.全てのバルブを閉じ、放電容器2の充填口23を封じた。
以上の操作により放電容器2内の残留大気濃度を0.4ppbとした。
上記放電容器2を2枚の平板状電極で挟み込むことによりエキシマランプを作製し、さらに上記平板状電極と高周波電源とを接続することにより、光源装置を作製した。
Example 1 (Example of excimer lamp and light source device manufacture by excimer lamp manufacturing method I-1)
Excimer lamps were manufactured by the apparatus configuration shown in FIG.
In this example, xenon gas was used as the discharge gas, and the xenon gas was sealed in the
[Exhaust step]
1. The valves V2 and V3 were closed, the valves V1 and V4 were opened, the
2. The valve V4 was closed, the valve V3 was opened, and the turbo
3. When the atmospheric pressure in the
[Encapsulation step]
1. With the bulbs V3 and V4 closed, the bulb V2 was opened and filled with xenon gas until the inside of the discharge vessel reached 500 Torr.
2. All the bulbs were closed and the filling
With the above operation, the residual atmospheric concentration in the
An excimer lamp was manufactured by sandwiching the
実施例2(エキシマランプの製法I−2によるエキシマランプおよび光源装置の作製例)
エキシマランプの製法I−2により、図8に示すような装置構成によりエキシマランプおよび光源装置を作製した。 本実施例に供したエキシマランプ1を構成する放電容器2の内容量は、約60リットルであり、異なる極性の平板状電極3が交互に誘電体9を介して配置されることにより上記放電空間4が平板状電極3、3間に並列して複数設けられ、光放射窓25が上記放電空間4の放電路に平行して設けられた。
上記放電容器2に対し、実施例1と同様の手順でキセノンガスを封入し、残留大気濃度が0.4ppbであるエキシマランプおよび該エキシマランプを有する光源装置を作製した。
Example 2 (Example of excimer lamp and light source device production by excimer lamp manufacturing method I-2)
An excimer lamp and a light source device were manufactured by an excimer lamp manufacturing method I-2 with an apparatus configuration as shown in FIG. The internal capacity of the
The
また、比較のために、残留大気濃度が4000ppbである以外は本実施例で得たエキシマランプと同様のエキシマランプを作製し、該エキシマランプを有する光源装置を作製した。 For comparison, an excimer lamp similar to the excimer lamp obtained in this example was manufactured except that the residual atmospheric concentration was 4000 ppb, and a light source device having the excimer lamp was manufactured.
残留大気濃度が0.4ppbであるエキシマランプを有する上記光源装置と、残留大気濃度が4000ppbであるエキシマランプを有する上記光源装置を用い、高周波電源6から電極3に、グロー状放電を維持可能な最大電圧で、周波数2MHzの高周波電圧を印加し、波長170nm付近にピーク波長を有するエキシマ光の放射強度を測定した。
測定方法としては、光放射窓25の出射側の中心付近に紫外強度計(ウシオ電機製:UIT150/VUV−S172)(不図示)の受光面を光放射窓25に密着させて行った。
Using the light source device having an excimer lamp having a residual atmospheric concentration of 0.4 ppb and the light source device having an excimer lamp having a residual atmospheric concentration of 4000 ppb, a glow discharge can be maintained from the high
As a measurement method, a light-receiving surface of an ultraviolet intensity meter (manufactured by Ushio Electric: UIT150 / VUV-S172) (not shown) was brought into close contact with the
測定の結果、残留大気濃度が4000ppbであるエキシマランプを有する光源装置の真空紫外光放射強度43mW/cm2に対して、残留大気濃度が0.4ppbであるエキシマランプを有する光源装置の真空紫外光放射強度は170mW/cm2であり、約4倍の放射強度のエキシマ光を得ることができた。 As a result of the measurement, the vacuum ultraviolet light of the light source device having an excimer lamp having a residual atmospheric concentration of 0.4 ppb against the vacuum ultraviolet light radiation intensity of 43 mW / cm 2 of the light source device having an excimer lamp having a residual atmospheric concentration of 4000 ppb. The radiant intensity was 170 mW / cm 2 , and excimer light having a radiant intensity of about 4 times was obtained.
実施例3(エキシマランプの製法II−1によるエキシマランプおよび光源装置の作製例)
エキシマランプの製法II−1により、図9に示すような装置構成によりエキシマランプおよび光源装置を作製した。
本実施例においては、放電用ガスとしてキセノンガスを用い、以下に示す手順により、放電容器2へキセノンガスを封入した。
[一次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じるとともに、バルブV1、V4を開きスクロールポンプ13を起動して放電容器内を排気した。
2.放電容器内の気圧が1×10−2Torrに達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止した。
[置換ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き、容器内の気圧が500Torrとなるまで放電容器2内にキセノンガスを充填した。
2.放電容器2内の気圧が500Torrに達したのち、バルブV2を閉じた。
この時点における放電容器2内の残留大気濃度は20ppmであった。また、一次排気ステップを開始して置換ステップを終了するまでに要した時間は約20分であった。
[二次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じた状態で、バルブV4を開きスクロールポンプ13を起動し放電容器内を排気した。
2.放電容器内の気圧が1×10−2Torrに達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止した。
[封入ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き、放電容器2内の気圧が500Torrとなるまでにキセノンガスを充填した。
2.放電容器内が500Torrに達したら全てのバルブを閉じた。
Example 3 (Example of manufacturing excimer lamp and light source device by excimer lamp manufacturing method II-1)
An excimer lamp and a light source device were manufactured by an apparatus configuration as shown in FIG.
In this example, xenon gas was used as the discharge gas, and the xenon gas was sealed in the
[Primary exhaust step]
1. The valve V2 was closed and the valves V1 and V4 were opened to activate the
2. When the atmospheric pressure in the discharge vessel reached 1 × 10 −2 Torr, the valve V4 was closed and the
[Replacement step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 was opened, and the
2. After the atmospheric pressure in the
At this time, the residual atmospheric concentration in the
[Secondary exhaust step]
1. With the valve V2 closed, the valve V4 was opened and the
2. When the atmospheric pressure in the discharge vessel reached 1 × 10 −2 Torr, the valve V4 was closed and the
[Encapsulation step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 was opened and filled with xenon gas until the pressure inside the
2. When the inside of the discharge vessel reached 500 Torr, all the bulbs were closed.
この時点における放電容器2内の残留大気濃度は0.4ppbであった。また、二次排気ステップを開始して封入ステップを終了するまでに要した時間は約20分であった。
At this time, the residual atmospheric concentration in the
実施例2で得た残留大気濃度が0.4ppbであるエキシマランプは、1回の排気ステップで放電容器内に残存する大気成分を所定量まで減少させるために約50時間を要するものであったが、放電用ガスの封入手順に置換ステップと二次排気ステップを加えることで、これまで50時間を要した処理を40分で行うことが可能となり、大幅に放電用ガスの封入に必要な時間を短縮することができた。 The excimer lamp having a residual atmospheric concentration of 0.4 ppb obtained in Example 2 required about 50 hours to reduce the atmospheric components remaining in the discharge vessel to a predetermined amount in one exhaust step. However, by adding a replacement step and a secondary exhaust step to the discharge gas sealing procedure, it is possible to perform a process that previously required 50 hours in 40 minutes, which significantly increases the time required for charging the discharge gas. Could be shortened.
また、本実施例による放電容器2への放電用ガスの封入手順によれば、放電容器2の排気用ポンプとして、比較的排気能力の低い排気ポンプを用いることが可能であるため、製造設備に対するコストを低減することができた。
Further, according to the procedure for sealing the discharge gas into the
実施例4(エキシマランプの製法II−1によるエキシマランプおよび光源装置の作製例)
エキシマランプの製法II−1により、図9に示すような装置構成によりエキシマランプおよび光源装置を作製した。
本実施例においては、放電用ガスとしてキセノンガスを用い、以下に示す手順により、放電容器2へキセノンガスを封入した。
[一次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じるとともに、バルブV1、V4を開きスクロールポンプ13を起動して放電容器内を排気した。
2.放電容器内の気圧が5×10−1Torrに達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止した。
[一次置換ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き、容器内の気圧が500Torrとなるまで放電容器2内にキセノンガスを充填した。
2.放電容器2内の気圧が500Torrに達したのち、バルブV2を閉じた。
この時点における放電容器2内の残留大気濃度は1000ppmであった。また、一次排気ステップを開始して一次置換ステップを終了するまでに要した時間は約6分であった。
[二次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じた状態で、バルブV4を開きスクロールポンプ13を起動して放電容器内を排気した。
2.放電容器内の気圧が5×10−1Torrに達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止した。
[二次置換ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き、容器内の気圧が500Torrとなるまで放電容器2内にキセノンガスを充填した。
2.放電容器2内の気圧が500Torrに達したのち、バルブV2を閉じた。
この時点における放電容器2内の残留大気濃度は1ppmであった。また、二次排気ステップを開始して二次置換ステップを終了するまでに要した時間は約6分であった。
[三次排気ステップ]
1.バルブV2を閉じた状態で、バルブV4を開きスクロールポンプ13を起動し放電容器内を排気した。
2.放電容器内の気圧が2×10−1Torrに達したらバルブV4を閉じ、スクロールポンプ13を停止した。
[封入ステップ]
1.バルブV4を閉じた状態で、バルブV2を開き、放電容器2内の気圧が500Torrとなるまでにキセノンガスを充填した。
2.放電容器内が500Torrに達したら全てのバルブを閉じた。
Example 4 (Example of excimer lamp and light source device manufacture by excimer lamp manufacturing method II-1)
An excimer lamp and a light source device were manufactured by an apparatus configuration as shown in FIG.
In this example, xenon gas was used as the discharge gas, and the xenon gas was sealed in the
[Primary exhaust step]
1. The valve V2 was closed and the valves V1 and V4 were opened to activate the
2. When the pressure inside the discharge vessel reached 5 × 10 −1 Torr, the valve V4 was closed and the
[Primary replacement step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 was opened, and the
2. After the atmospheric pressure in the
At this time, the residual atmospheric concentration in the
[Secondary exhaust step]
1. With the valve V2 closed, the valve V4 was opened and the
2. When the atmospheric pressure in the discharge vessel reached 5 × 10 −1 Torr, the valve V4 was closed and the
[Secondary replacement step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 was opened, and the
2. After the atmospheric pressure in the
At this time, the residual atmospheric concentration in the
[Tertiary exhaust step]
1. With the valve V2 closed, the valve V4 was opened and the
2. When the atmospheric pressure in the discharge vessel reached 2 × 10 −1 Torr, the valve V4 was closed and the
[Encapsulation step]
1. With the bulb V4 closed, the bulb V2 was opened and filled with xenon gas until the pressure inside the
2. When the inside of the discharge vessel reached 500 Torr, all the bulbs were closed.
この時点における放電容器2内の残留大気濃度は0.4ppbであった。また、三次排気ステップを開始して封入ステップを終了するまでに要した時間は約8分であった。
At this time, the residual atmospheric concentration in the
実施例3で得たエキシマランプは、放電容器内の残留大気濃度を0.4ppbにするために40分を要するものであったが、実施例4においては、二次置換ステップおよび三次排気ステップを組み合わせることにより、上記処理を20分で行うことが可能となり、放電用ガスの封入に必要な時間をさらに短縮することができた。 The excimer lamp obtained in Example 3 required 40 minutes to make the residual atmospheric concentration in the discharge vessel 0.4 ppb, but in Example 4, the secondary replacement step and the tertiary exhaust step were performed. By combining, it was possible to carry out the above treatment in 20 minutes, and the time required for enclosing the discharge gas could be further shortened.
また、本実施例による放電容器2への放電用ガスの封入手順によれば、実施例3と同様に、放電容器2の排気用ポンプとして、比較的排気能力の低い排気ポンプを用いることが可能であるため、製造設備に対するコストを低減することができた。
Further, according to the procedure of filling the discharge gas into the
実施例3および実施例4で得たエキシマランプをそれぞれ有する光源装置を用い、実施例2と同様にして、高周波電源6から電極3に、グロー状放電を維持可能な最大電圧で、周波数2MHzの高周波電圧を印加し、波長170nm付近にピーク波長を有するエキシマ光の放射強度をそれぞれ測定した。その結果、何れの光源装置においても、実施例2に示したエキシマランプと同様に、残留大気濃度が4000ppbであるエキシマランプと比較して、約4倍の放射強度のエキシマ光を得ることができた。
Using the light source devices having the excimer lamps obtained in Example 3 and Example 4, respectively, in the same manner as in Example 2, the maximum voltage capable of maintaining glow discharge from the high-
本発明によれば、より高出力なエキシマ光を放射し得るエキシマランプを提供することができ、また、上記エキシマランプを製造する方法および光源装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the excimer lamp which can radiate | emit higher output excimer light can be provided, and the method and light source device which manufacture the said excimer lamp can be provided.
1 エキシマランプ
2 放電容器
3 電極
4 放電空間
5 容器
6 高周波電源
1
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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