JP2011090834A - エキシマランプ - Google Patents

Abstract

【課題】発光管の外面に管軸方向に延びる、金属の微粒子を含むペーストを焼成して形成されてなる外部電極を有するエキシマランプにおいて、前記外部電極の角部と、発光管の両端のキャップとの間で異常沿面放電が発生することを防止して、長時間の安定した光出力を得ることができるようにした構造を提供することにある。
【解決手段】前記外部電極の少なくとも角部にガラス層を被服して、発光管両端のキャップとの間の異常放電を防止したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、エキシマランプに関するものであり、特に、発光管の外面に外部電極を有し、該外部電極が金属の微粒子を含むペーストを焼成して形成されてなるエキシマランプに係わるものである。

近年、例えば金属、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、真空紫外光およびこれにより生成される活性酸素やオゾンの作用によって、被処理体の表面に付着した有機汚染物質を除去する光洗浄処理技術や、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。

さらには、波長１９３ｎｍ、２４８ｎｍの紫外光を照射することにより、レジストの特性試験、周辺露光、マスク検査技術が開発され、実用化されている。

このような紫外光を照射するランプとしては、例えば、特開２００９−５９６０６号公報で示されるような、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が知られている。

図３は、従来のエキシマランプ構造図である。
エキシマランプ１の直管状の発光管２は、例えば、透光性セラミックスのサファイアからなるものである。
該発光管２の長手方向における両端は開放されており、その両端には封止用の金属製のキャップ４、５が配置されている。該キャップ４、５は、例えば鉄（Ｆｅ）にニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）を配合した合金のいわゆるコバールにより形成される。

一方のキャップ４にはガス管４１が設けられており、発光管２の内部が該ガス管４１により排気されて減圧された後、希ガスとハロゲンが封入される。これらの物質が封入された後、ガス管４２は圧接などで封止され、発光管２は密閉構造となる。
発光管２１内に封入される物質として、アルゴン（Ａｒ），クリプトン（Ｋｒ）又はキセノン（Ｘｅ）からなる希ガスと、六フッ化硫黄（ＳＦ_６），四フッ化炭素（ＣＦ_４）又は三フッ化窒素（ＮＦ_３）からなるフッ化物とが挙げられる。

前記発光管２の外面には、一対の外部電極３、３が発光管２の管軸方向に沿って延びるように設けられ、互いに電気的に離隔して配置されている。
該外部電極３、３は、金、銀、銅などの金属微粒子とガラス成分と有機溶剤を練り合わせ、ペースト状にしたものから形成される。この金属微粒子を含むペーストをスクリーン印刷といわれる手法で発光管２の外周面に薄く帯状に塗布し、これを焼成することにより形成したものである。
こうして形成された電極３は、図２に示すように、多数の金属粒子３０、３０が発光管２の表面に焼成されている。

このようなエキシマランプは、一対の外部電極３、３間に電圧が印加されることにより、発光管２を介して外部電極３、３間で放電が発生する。
発光管２内に、放電ガスとしてアルゴン（Ａｒ）と六フッ化硫黄（ＳＦ_６）が封入されている場合には、これらが電離されて、アルゴンイオンやフッ素イオンを形成し、アルゴン−フッ素からなるエキシマ分子が形成され、１９３ｎｍの波長近傍の光が発光され、発光管２から放射される。

近時、かかるエキシマランプにおいては、処理対象物の処理面積の増大化、処理速度の高速化などの目的で、光出力を大きくすることが求められてきており、必然的にランプへの入力電力を増加させる傾向にある。

しかして、かかる構造のエキシマランプにおいては、図５に示すように、外部電極３と、接地されてグランド側の電位となっているキャップ４、５との間で異常沿面放電６が発生することがある。この異常沿面放電６は、特に電界集中の起こりやすい電極３の角部３ａとキャップ４（５）との間で発生することが多い。
このような異常放電が発生すると、電極間に本来予定している所定の電力が投入されずに、ランプの光出力が低下してしまうという問題があった。

更には、この放電によって電極３の金属粒子３０がイオン化され、この金属イオンが、接地されてグランド側の電位となっているキャップ４、５の方向に移動していくという現象が生じる。
その結果、外部電極３、３が時間経過とともに次第に痩せ細ってしまうという不具合もあり、この電極の痩せ細りにより、前記した電極間への所定電力の投入が阻害されるという問題が増幅されている。
そして、この異常放電は、上記したランプへの入力電力の増大にともなって一層顕著になってきており、光出力の低下という問題はより深刻化してきている。

特開２００８−１４６９６２号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管の外面に電極を有し、該電極が金属の微粒子を含むペーストを焼成して形成されてなるエキシマランプにおいて、前記外部電極と発光管の両端のキャップとの間の異常沿面放電を防止し、かつ、外部電極の痩せ細りを防止して、光出力の低下を招くことのないエキシマランプを提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、この発明では、発光管外面に、金属微粒子を含むペーストを焼成して形成してなる外部電極を有するエキシマランプにおいて、該外部電極の少なくとも角部をガラス層で被覆したことを特徴とする。

本発明によれば、金属微粒子からなる外部電極の少なくとも角部をガラス層で被覆したので、特に、該角部と発光管両端のキャップとの間の異常沿面放電を防止できて、電極間の入力電力の低下を回避できる。加えて、電極を構成する金属粒子の前記キャップ方向への移動を防止して、電極の痩せ細りがなくなるので、この面での上記電極への入力電力の低下も生じることがない。
これらにより、長時間にわたり安定した光出力を維持できるという効果を奏するものである。

本発明に係るエキシマランプの部分側面図。 図１の外部電極のＡ−Ａ拡大断面図。 従来技術の斜視図。 図３の部分断面図。 図３の部分側面図。

図１はこの発明のエキシマランプの部分側面図を示し、発光管２の両端のキャップ４、５に対向する電極３の角部３ａにガラス層７が被覆されている。
図２に示されるように、このガラス層７は電極３を構成する金属粒子３０、３０の間の間隙にまで入り込んで充填されている。

なお、上記においては、ガラス層７は、電界集中して最も沿面放電の起こりやすい電極３の角部３ａに被覆するとしたが、発光管２の両端のキャップ４、５に対向する電極３の端辺３ｂ全体に被覆するようにしてもよい。

また、上記実施例では、封入放電ガスとの関係から発光管を透光性セラミックスのサファイアからなるものとして説明したが、これに限られず、放電ガスの種類との関係で紫外光を透過するものであればよく、石英ガラスであってもよいことは勿論である。

以上のように、本発明によれば、発光管の外面に、金属の微粒子を含むペーストを焼成して形成されてなる外部電極を有するエキシマランプにおいて、該外部電極の少なくとも角部にガラス層を被覆する構成としたので、該電極の、特に角部と発光管両端のキャップとの間の異常沿面放電を防止できて、電極間への入力電力の低下を招くことがなく、長時間にわたって安定した光出力を得ることができるという効果を奏するものである。

１ エキシマランプ
２ 発光管
３ 外部電極
３０ 金属微粒子
３ａ 角部
４、５ 金属キャップ
６ 異常放電
７ ガラス層

Claims (1)

1. 発光管の外面に管軸方向に延びる、金属の微粒子を含むペーストを焼成して形成されてなる外部電極を有するエキシマランプにおいて、
   前記外部電極の少なくとも角部をガラス層で被覆したことを特徴とするエキシマランプ。
   
   
   

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