JP2021106240A - Gas supply device and surface treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス供給装置に関し、特にガスに対して紫外光を照射することで、ガスに含まれる物質に対して光化学反応を生じさせる装置に関する。また、本発明は、光化学反応後の上記ガスを対象物に吹き付けることで、対象物の表面を処理する方法に関する。 The present invention relates to a gas supply device, and more particularly to a device that causes a photochemical reaction with a substance contained in a gas by irradiating the gas with ultraviolet light. The present invention also relates to a method for treating the surface of an object by spraying the gas after the photochemical reaction onto the object.
従来、対象物の表面に付着した有機化合物を除去することを目的として、ガスに対して真空紫外光を照射することで当該ガスを活性化し、この活性化したガスを対象物の表面に吹き付ける技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for the purpose of removing organic compounds adhering to the surface of an object, a technique of activating the gas by irradiating the gas with vacuum ultraviolet light and spraying the activated gas on the surface of the object. Is known (see, for example, Patent Document 1).
しかし、本発明者らの鋭意研究によれば、特許文献1に記載された構造では、対象物に対して高濃度のラジカルを含むガスを吹き付けられないことが分かった。この理由として、本発明者らは、特許文献1に記載された構造では、ラジカルを生成するためにガスに紫外光を照射するための光源と、ラジカルを含むガスを吹き付ける対象物の設置場所とが離れ過ぎていることで、ガスが対象物に到達する前に、ラジカルの多くが失活してしまうためと推察している。
However, according to the diligent research of the present inventors, it was found that the structure described in
上記課題に鑑み、本発明は、従来よりも高濃度でラジカルを含むガスを対象物に対して吹き付けることのできる、ガス供給装置を提供することを目的とする。また、本発明は、従来よりも高濃度にラジカルを含むガスによって対象物の表面を処理することのできる方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a gas supply device capable of blowing a gas containing radicals at a higher concentration than the conventional one onto an object. Another object of the present invention is to provide a method capable of treating the surface of an object with a gas containing radicals at a higher concentration than before.
本発明に係るガス供給装置は、
ラジカル源となる酸素を含む第一ガスが流入される、第一ガス流入口と、
前記第一ガス流入口とは異なる箇所に設けられ、前記第一ガスよりも含有酸素濃度の低い第二ガスが流入される、第二ガス流入口と、
前記第一ガス流入口から流入された前記第一ガスが通流する第一ガス通流路と、
前記第一ガス通流路内の照射領域に向かって紫外光を発する光源と、
少なくとも一部の前記照射領域を通過した後の前記第一ガスと前記第二ガスとが混合されるガス混合部と、
前記ガス混合部で混合された後の混合ガスを外部に流出させるガス流出口とを備えることを特徴とする。
The gas supply device according to the present invention
The first gas inlet, where the first gas containing oxygen, which is a radical source, flows in,
A second gas inlet, which is provided at a location different from the first gas inlet and into which a second gas having a lower oxygen concentration than the first gas flows in.
The first gas flow path through which the first gas flowing in from the first gas inflow port flows,
A light source that emits ultraviolet light toward the irradiation region in the first gas passage, and
A gas mixing section in which the first gas and the second gas are mixed after passing through at least a part of the irradiation region.
It is characterized by including a gas outlet that allows the mixed gas after being mixed in the gas mixing section to flow out to the outside.
本明細書中において、「ラジカル」とは、不対電子を持つ化学種(原子、分子)を総称した概念を指し、これらの一例として、O(3P)などの酸素ラジカルが挙げられる。この場合、ラジカルの原料となる第一ガスとしては、例えば酸素を含む混合ガスや空気が挙げられる。 In the present specification, "radical" refers to a concept that collectively refers to chemical species (atoms, molecules) having unpaired electrons, and an example of these is an oxygen radical such as O (3 P). In this case, examples of the first gas as a raw material for radicals include a mixed gas containing oxygen and air.
上記構成によれば、第一ガス通流路を通流中の第一ガスは、紫外光が照射されることでガス中のラジカル原料が光分解してラジカルが生成され、ラジカルを含むガスに変化する。このガスは、ガス流出口の手前に位置するガス混合部において、第一ガスよりも含有酸素濃度の低い第二ガスと混合される。第二ガスとしては、N2、Ar、Neなどの不活性ガス、複数種類の不活性ガスが混合されたガス、不活性ガスに低濃度の酸素が含有された混合ガスを採用することができる。 According to the above configuration, the first gas flowing through the first gas passage is irradiated with ultraviolet light to photodecompose radical raw materials in the gas to generate radicals, and becomes a gas containing radicals. Change. This gas is mixed with a second gas having a lower oxygen concentration than the first gas in a gas mixing portion located in front of the gas outlet. As the second gas , an inert gas such as N 2 , Ar, or Ne, a gas in which a plurality of types of inert gases are mixed, or a mixed gas in which the inert gas contains a low concentration of oxygen can be adopted. ..
ところで、酸素ラジカルの一つであるO(3P)は、極めて活性が高く、周囲の酸素(O2)と下記(1)式のような反応を生じる。かかる反応が生じると、ガスに含まれる酸素ラジカルの濃度が低下してしまう。この反応の速度は、O2の濃度に比例する。
O(3P) + O2 → O3 ‥‥(1)
By the way, O (3 P), which is one of the oxygen radicals, has extremely high activity and causes a reaction with surrounding oxygen (O 2 ) as shown in the following equation (1). When such a reaction occurs, the concentration of oxygen radicals contained in the gas decreases. The rate of this reaction is proportional to the concentration of O 2.
O ( 3 P) + O 2 → O 3 ‥‥ (1)
これに対し、上記構成のように、ラジカルを含む第一ガスが、ガス流出口の手前の位置において酸素濃度の低い第二ガスと混合されることで、この混合ガスに含まれるO2の濃度が低下される。この結果、上記(1)の反応の進行速度が抑制されるため、かかるガスをガス流出口から流出させることで、酸素ラジカルの低下速度を抑制した状態でガスを対象物に吹き付けることが可能となる。 On the other hand, as in the above configuration, the first gas containing radicals is mixed with the second gas having a low oxygen concentration at a position in front of the gas outlet, so that the concentration of O 2 contained in this mixed gas is high. Is reduced. As a result, since the progress rate of the reaction in (1) above is suppressed, it is possible to blow the gas onto the object while suppressing the rate of decrease of oxygen radicals by letting the gas flow out from the gas outlet. Become.
なお、従来、プラズマを用いてラジカルを含むガスを生成する装置が知られているが、かかる場合には、イオンが不可避的に生成されるため、対象物に対して帯電粒子が付着して、対象物の物性を変化させるおそれがある。しかし、紫外光を原料ガスに照射することで、ラジカルを含むガスを生成する上記装置によれば、イオンが生成されることはないため、帯電粒子がガスと共に対象物に吹き付けられることが回避される。 Conventionally, an apparatus for generating a gas containing radicals using plasma is known, but in such a case, ions are inevitably generated, so that charged particles adhere to the object and the charged particles adhere to the object. It may change the physical properties of the object. However, according to the above device that generates a gas containing radicals by irradiating the raw material gas with ultraviolet light, ions are not generated, so that it is possible to prevent charged particles from being sprayed on the object together with the gas. NS.
前記ガス供給装置のガス流出口から流出される、ラジカルを高濃度に含むガスは、対象物の洗浄、改質、殺菌などの用途に利用できる。 The gas containing a high concentration of radicals flowing out from the gas outlet of the gas supply device can be used for purposes such as cleaning, reforming, and sterilizing an object.
前記ガス混合部において、前記第一ガスは、前記第一ガスの流路方向に対して実質的に直交する方向に流れる前記第二ガスと混合されるものとしても構わない。 In the gas mixing section, the first gas may be mixed with the second gas flowing in a direction substantially orthogonal to the flow path direction of the first gas.
本明細書において、第一の方向と第二の方向とが「実質的に直交する」とは、両者のなす角度が70°〜110°の範囲内であることを指す。 As used herein, the term "substantially orthogonal" between the first direction and the second direction means that the angle formed by the two directions is within the range of 70 ° to 110 °.
かかる構成とすることで、第一ガスが、ガス混合部内において第二ガスと充分に混合され、上記(1)式に規定される反応の進行を遅らせる効果が高められる。 With such a configuration, the first gas is sufficiently mixed with the second gas in the gas mixing section, and the effect of delaying the progress of the reaction defined by the above equation (1) is enhanced.
より具体的な構成例の一つとしては、第二ガスの通流方向自体を、第一ガスの通流方向とは非平行な方向とする方法を採用することができる。別の構成例の一つとしては、第二ガスの通流方向を、第一ガスの通流方向とは実質的に平行な方向としつつ、ガス供給装置内において、ガス混合部よりも上流側の位置に第二ガスが衝突する遮風壁を設けておき、この遮風壁に衝突した後の第二ガスの通流方向を第一ガスの通流方向と実質的に直交する方向に変換させた後に、ガス混合部に導く方法を採用することができる。 As one of the more specific configuration examples, a method can be adopted in which the flow direction of the second gas itself is set to a direction non-parallel to the flow direction of the first gas. As another configuration example, the flow direction of the second gas is substantially parallel to the flow direction of the first gas, and is located upstream of the gas mixing portion in the gas supply device. A windbreak wall where the second gas collides is provided at the position of, and the flow direction of the second gas after the collision with the windbreak wall is changed to a direction substantially orthogonal to the flow direction of the first gas. After that, a method of leading to the gas mixing section can be adopted.
前記ガス供給装置は、前記第二ガス流入口から流入された第二ガスが通流する第二ガス通流路を備え、
前記第二ガス通流路は、前記照射領域よりも前記ガス流出口側の位置において、前記ガス混合部に連絡されているものとしても構わない。
The gas supply device includes a second gas passage through which the second gas flowing in from the second gas inflow port passes.
The second gas passage may be connected to the gas mixing portion at a position closer to the gas outlet side than the irradiation region.
この場合、前記第二ガス通流路は、前記第一ガス通流路を挟むか又は取り囲むように外側に配置されているものとしても構わない。 In this case, the second gas passage may be arranged on the outside so as to sandwich or surround the first gas passage.
より具体的な態様として、
前記ガス供給装置は、前記光源が内蔵された筐体を有し、
前記光源は、内側に中空の筒状空間が管軸方向に沿って貫通形成された発光管と、当該発光管の前記筒状空間側の空間に沿って形成された発光面とを有し、
前記第一ガス通流路は、前記発光面に囲まれた前記筒状空間に形成され、
前記第二ガス通流路は、前記発光管の外壁と前記筐体の内壁とで挟まれた領域に形成されているものとしても構わない。
As a more specific embodiment
The gas supply device has a housing in which the light source is built-in.
The light source has a light emitting tube in which a hollow tubular space is formed through the tube axis direction, and a light emitting surface formed along the space on the tubular space side of the light emitting tube.
The first gas passage is formed in the tubular space surrounded by the light emitting surface.
The second gas passage may be formed in a region sandwiched between the outer wall of the arc tube and the inner wall of the housing.
例えば、光源として二重管型のエキシマランプを採用し、内側管の内側を第一ガスが通流し、エキシマランプの外側を第二ガスが通流する構成が採用できる。この場合、第二ガスによってエキシマランプの発光管が冷却され、発光効率を高めることができる。 For example, a double-tube type excimer lamp can be adopted as a light source, and a configuration in which the first gas passes through the inside of the inner tube and the second gas flows through the outside of the excimer lamp can be adopted. In this case, the arc tube of the excimer lamp is cooled by the second gas, and the luminous efficiency can be improved.
別の具体的な態様として、
前記ガス供給装置は、前記光源が内蔵される筐体を有し、
前記筐体は、
内側に前記光源が配置される第一空間を形成する第一壁体と、
前記第一壁体の外側に配置され、当該第一壁体との間に第二空間を形成する第二壁体とを有し、
前記光源は、管軸方向に沿って形成された発光管と、当該発光管の外側面に沿って形成された発光面とを有し、
前記第一ガス通流路は、前記発光管の外壁と前記第一壁体とで挟まれた領域に形成され、
前記第二ガス通流路は、前記第一壁体と前記第二壁体とで挟まれた領域に形成されているものとしても構わない。
As another specific aspect,
The gas supply device has a housing in which the light source is built.
The housing is
A first wall body forming a first space in which the light source is arranged, and
It has a second wall body that is arranged outside the first wall body and forms a second space with the first wall body.
The light source has a light emitting tube formed along the tube axis direction and a light emitting surface formed along the outer surface of the light emitting tube.
The first gas passage is formed in a region sandwiched between the outer wall of the arc tube and the first wall body.
The second gas passage may be formed in a region sandwiched between the first wall body and the second wall body.
かかる構成の場合、例えば、光源としては、発光管の外側に向かって紫外光を発する種々の構造のエキシマランプを採用できる。そして、エキシマランプの外側に第一ガスが通流し、更にその外側に第二ガスが通流する。 In the case of such a configuration, for example, as the light source, excimer lamps having various structures that emit ultraviolet light toward the outside of the arc tube can be adopted. Then, the first gas flows to the outside of the excimer lamp, and the second gas flows to the outside of the excimer lamp.
別の態様として、前記第一ガス通流路は、前記第二ガス通流路を挟むか又は取り囲むように外側に配置されているものとしても構わない。 As another aspect, the first gas passage may be arranged outside so as to sandwich or surround the second gas passage.
光源は、長尺な形状を呈する構造を採用することができる。この場合において、第一ガスは、光源の長尺方向に沿って流れるものとしても構わないし、前記長尺方向に直交する方向に沿って流れるものとしても構わない。 The light source can adopt a structure exhibiting a long shape. In this case, the first gas may flow along the long direction of the light source, or may flow along the direction orthogonal to the long direction.
前者の一例として、前記光源は、前記第一ガス流入口から前記ガス流出口に向かう第一方向に平行な方向を長手方向とする形状を呈し、
前記第一ガス及び前記第二ガスは、いずれも前記第一方向に平行な方向に流れた後に、前記ガス混合部に達するものとしても構わない。
As an example of the former, the light source has a shape in which the direction parallel to the first direction from the first gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction.
Both the first gas and the second gas may reach the gas mixing portion after flowing in a direction parallel to the first direction.
後者の一例として、前記光源は、前記第一ガス流入口から前記ガス流出口に向かう第一方向に直交する方向を長手方向とする形状を呈し、
前記第一ガス及び前記第二ガスは、いずれも前記第一方向に平行な方向に流れた後に、前記ガス混合部に達するものとしても構わない。
As an example of the latter, the light source has a shape in which the direction orthogonal to the first direction from the first gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction.
Both the first gas and the second gas may reach the gas mixing portion after flowing in a direction parallel to the first direction.
これらの場合においても、第二ガスは、第一方向に平行な方向に流れた後、ガス混合部に達する手前で進行方向が変換されて、第一ガスの通流方向とは非平行な方向とされてガス混合部に導かれるものとして構わない。 Even in these cases, the second gas flows in a direction parallel to the first direction, and then the traveling direction is changed before reaching the gas mixing portion, and the direction is not parallel to the flow direction of the first gas. It does not matter if it is guided to the gas mixing section.
前記第一ガス通流路は、前記ガス混合部側に位置する通流領域が、前記ガス流入口側に位置する通流領域と比べて流路断面積が小さいものとしても構わない。 In the first gas passage, the passage region located on the gas mixing portion side may have a smaller flow path cross-sectional area than the passage region located on the gas inlet side.
上記構成によれば、第一ガスに対して紫外光が照射された後、ガス混合部に向けて流れるときの流速が速められ、この速い流速を有してガス流出口から流出される。この結果、第一ガスに対して紫外光が照射されてから、ガス流出口より流出されるまでの時間が短縮化されると共に、ガス流出口から流出を開始してから対象物に到達するまでの時間も短縮化される。この結果、対象物に到達するまでに上記(1)式に規定される反応が生じる時間が短くなり、対象物に対して従来よりもラジカルを高濃度に含むガス(混合ガス)を吹き付けることができる。 According to the above configuration, after the first gas is irradiated with ultraviolet light, the flow velocity when flowing toward the gas mixing portion is increased, and the gas flows out from the gas outlet with this high flow velocity. As a result, the time from the irradiation of the first gas with ultraviolet light to the outflow from the gas outlet is shortened, and the time from the start of the outflow from the gas outlet to the arrival at the object is shortened. Time is also shortened. As a result, the time required for the reaction defined by the above equation (1) to occur before reaching the object is shortened, and a gas (mixed gas) containing a higher concentration of radicals than before can be sprayed on the object. can.
前記ガス混合部は、前記ガス流出口に向かうに連れて、流路断面積が連続的又は断続的に縮小する形状を呈しているものとしても構わない。 The gas mixing portion may have a shape in which the cross-sectional area of the flow path is continuously or intermittently reduced toward the gas outlet.
かかる構成によれば、第二ガスと混合された後の第一ガスは、速い流速を有してガス流出口から流出されるため、対象物に到達するまでに上記(1)式に規定される反応が生じる時間が短くなり、対象物に対して従来よりもラジカルを高濃度に含むガス(混合ガス)を吹き付けることができる。 According to this configuration, the first gas after being mixed with the second gas flows out from the gas outlet with a high flow velocity, and therefore, it is defined by the above equation (1) before reaching the object. The time required for the reaction to occur is shortened, and a gas containing a higher concentration of radicals (mixed gas) can be sprayed onto the object.
前記光源から出射される前記紫外光は、主たる発光波長が230nm未満であるものとしても構わない。 The ultraviolet light emitted from the light source may have a main emission wavelength of less than 230 nm.
本明細書において、「主たる発光波長」とは、ある波長λに対して±10nmの波長域Z(λ)を発光スペクトル上で規定した場合において、発光スペクトル内における全積分強度に対して40%以上の積分強度を示す波長域Z(λi)における、波長λiを指す。例えば所定の発光ガスが封入されているエキシマランプなどのように、半値幅が極めて狭く、且つ、特定の波長においてのみ光強度を示す光源においては、通常は、相対強度が最も高い波長(主ピーク波長)をもって、主たる発光波長として構わない。 In the present specification, the “main emission wavelength” is 40% of the total integrated intensity in the emission spectrum when the wavelength range Z (λ) of ± 10 nm with respect to a certain wavelength λ is defined on the emission spectrum. It refers to the wavelength λi in the wavelength region Z (λi) showing the above integrated intensity. For example, in a light source having an extremely narrow half-value width and showing light intensity only at a specific wavelength, such as an excimer lamp in which a predetermined luminescent gas is sealed, the wavelength having the highest relative intensity (main peak) is usually used. Wavelength) may be used as the main emission wavelength.
上記光源としては、例えば、発光ガスとして、Xe、Ar、Kr、ArBr、ArF、KrCl、及びKrBrからなる群に属する少なくとも一種の材料を含むガスを採用した、エキシマランプとすることができる。例えば、発光ガスとしてXeを含むエキシマランプによれば、紫外光の主たる発光波長が172nmである。 The light source may be, for example, an excimer lamp that employs a gas containing at least one material belonging to the group consisting of Xe, Ar, Kr, ArBr, ArF, KrCl, and KrBr as the light emitting gas. For example, according to an excimer lamp containing Xe as a luminescent gas, the main emission wavelength of ultraviolet light is 172 nm.
かかる構成によれば、ガス流出口から10mm離間した位置に処理対象物を設置することで、処理対象物に対して、ラジカルを高濃度に含んだ状態のガス(混合ガス)を吹き付けることができる。
According to this configuration, by installing the treatment target at a
また、本発明は、対象物の表面処理方法であって、
ラジカル源となる酸素を含む第一ガスを第一ガス通流路内に流入させる工程(a)と、
前記第一ガス通流路内を通流する前記第一ガスに対して、光源から紫外光を照射する工程(b)と、
前記工程(b)の後に、前記第一ガスに対して、前記第一ガスよりも含有酸素濃度の低い第二ガスを混合させる工程(c)と、
前記工程(c)によって得られた混合ガスを前記対象物の表面に吹き付ける工程(d)とを有することを特徴とする。
Further, the present invention is a method for treating the surface of an object.
The step (a) of allowing the first gas containing oxygen, which is a radical source, to flow into the first gas passage, and
The step (b) of irradiating the first gas flowing through the first gas flow path with ultraviolet light from a light source, and
After the step (b), a step (c) of mixing the first gas with a second gas having a lower oxygen concentration than the first gas is added.
It is characterized by having a step (d) of spraying the mixed gas obtained in the step (c) onto the surface of the object.
上記の場合において、工程(c)は、光源を内蔵する筐体と対象物との間の位置で行われても構わないし、筐体内で行われても構わない。 In the above case, the step (c) may be performed at a position between the housing containing the light source and the object, or may be performed inside the housing.
本発明のガス供給装置によれば、従来よりも高濃度でラジカルを含むガス(混合ガス)を、ガス流出口から流出させることができ、かかるガスを対象物に対して吹き付けることが可能となる。 According to the gas supply device of the present invention, a gas containing radicals (mixed gas) having a higher concentration than the conventional one can be discharged from the gas outlet, and the gas can be blown onto the object. ..
[第一実施形態]
本発明に係るガス供給装置の第一実施形態につき、以下において説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described below.
《構造》
図1Aは、本実施形態のガス供給装置の一構成例を模式的に示す断面図である。図1Aに示すガス供給装置1は、筒状の筐体3と、筐体3内に配置された光源5と、光化学反応を生じさせる対象となる第一ガスG1が流入される第一ガス流入口11と、この第一ガスG1が通流する第一ガス通流路8とを備える。
"Construction"
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the gas supply device of the present embodiment. In the
更に、ガス供給装置1は、第一ガスG1とは異なるガスである第二ガスG2が流入される第二ガス流入口12と、この第二ガスG2が通流する第二ガス通流路9と、第一ガスG1と第二ガスG2とが混合された混合ガスG3を、装置外に流出されるためのガス流出口13とを備える。第一ガスG1と第二ガスG2とは、ガス混合部14において混合される。
Further, the
第一ガスG1は、ラジカル源となる酸素を含むガスである。一例として、第一ガスG1は、酸素を含む混合ガス(例えば酸素と窒素の混合ガス)や空気である。第二ガスG2は、第一ガスG1よりも含有される酸素濃度の低いガスである。一例として、第二ガスG2は、N2、Ar、Neなどの不活性ガス、複数種類の不活性ガスが混合されたガス、不活性ガスに低濃度の酸素が含有された混合ガスである。 The first gas G1 is a gas containing oxygen as a radical source. As an example, the first gas G1 is a mixed gas containing oxygen (for example, a mixed gas of oxygen and nitrogen) or air. The second gas G2 is a gas having a lower oxygen concentration than the first gas G1. As an example, the second gas G2 is an inert gas such as N 2 , Ar, or Ne, a gas in which a plurality of types of inert gases are mixed, or a mixed gas in which the inert gas contains a low concentration of oxygen.
ガス供給装置1は、第一ガス通流路8内を通流する第一ガスG1に対して、光源5から発せされた紫外光L1を照射し、第一ガスG1に含まれるラジカル源となる原料物質に対して光化学反応を生じさせる。これにより、第一ガスG1は、ラジカルが含有した状態で、ガス流出口13に導かれ、ガス流出口13から排出される。図1Aに示すように、ガス供給装置1の外側には、処理対象となる対象物40が載置されており、この表面にラジカルを含むガスが吹き付けられて、所定の処理が施される。
The
本実施形態のガス供給装置1では、第一ガスG1が通流する第一ガス通流路8の外側に、第二ガスG2が通流する第二ガス通流路9が設けられている。図1Bは、説明の都合上、図1Aから光源5の図示を省略した図面である。
In the
図1Bに示すように、ガス供給装置1が備える筐体3は、内側に第一空間15を形成する第一壁体3aと、第一壁体3aの外側において、第一壁体3aとの間に第二空間16を形成する第二壁体3bとを有する。図1A及び図1Bに示すように、第一空間15内には光源5及び第一ガス通流路8が位置しており、第二空間16内には第二ガス通流路9が位置している。
As shown in FIG. 1B, the
光源5は、第一ガス通流路8に向かって紫外光L1を発する発光面5aを有する。本実施形態において、発光面5aは、第一ガス通流路8の形状に沿って、すなわち、第一ガスG1の通流方向である第一方向d1に沿って形成されている。すなわち、この第一方向d1は、第一ガス流入口11からガス流出口13に向かう方向である。
The
本実施形態では、光源5の例として、エキシマランプが採用される。この場合の構造の一例について、図2を参照して説明する。図2は、図1Aに示すガス供給装置1を、第一方向d1に直交する平面で切断したときの模式的な断面図である。一方、図1Aは、ガス供給装置1を、第一方向d1に平行な平面で切断したときの模式的な断面図に対応する。
In this embodiment, an excimer lamp is adopted as an example of the
図2に示すように、筐体3の内側に配置された光源5は、第一方向d1に沿って延伸する発光管21を有する。より詳細には、この発光管21は、円筒形状を呈し外側に位置する外側管21aと、外側管21aの内側において外側管21aと同軸上に配置されており、外側管21aよりも内径が小さい円筒形状を呈した内側管21bとを有する。いずれの発光管21(21a,21b)も、合成石英ガラスなどの誘電体からなる。
As shown in FIG. 2, the
内側管21bには、中空の筒状空間が管軸方向に沿って貫通形成されており、この筒状空間が第一ガス通流路8を構成する。
A hollow tubular space is formed through the
外側管21aと内側管21bとは、共に第一方向d1に係る端部において封止されており(不図示)、両者の間には、第一方向d1から見たときに円環形状を呈する発光空間が形成される。この発光空間内には、放電によってエキシマ分子を形成する発光ガス23Gが封入されている。
Both the
なお、発光ガス23Gの材料によって、発光管21から発せられる紫外光L1の波長が決定される。言い換えれば、紫外光L1として得たい波長に応じて、発光ガス23Gの材料は適宜選択される。発光ガス23Gとしては、例えば、Xe、Ar、Kr、ArBr、ArF、KrCl、及びKrBrからなる群に属する少なくとも一種の材料を含むガスとすることができる。これらの材料によって発光ガス23Gを実現した場合、紫外光L1の主たる発光波長は、230nm未満となる。
The wavelength of the ultraviolet light L1 emitted from the
図2に例示された光源5は、外側管21aの外壁面上に配設された第一電極31と、内側管21bの内壁面上に配設された第二電極32とを有する。一例として、第一電極31は膜形状を呈し、第二電極32はメッシュ形状又は線形状を呈する。なお、第一電極31についても、第二電極32と同様にメッシュ形状又は線形状であっても構わない。これらの電極(31,32)には、不図示の給電線が接続されている。
The
エキシマランプで構成された光源5は、不図示の点灯電源から給電線を介して第一電極31と第二電極32との間に、例えば50kHz〜5MHz程度の高周波の交流電圧が印加されると、発光ガス23Gに対して、発光管21を介して前記電圧が印加される。このとき、発光ガス23Gが充填されている放電空間内で放電プラズマが生じ、発光ガス23Gの原子が励起されてエキシマ状態となり、この原子が基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる。発光ガス23Gとして、上述したキセノン(Xe)を含むガスを用いた場合には、このエキシマ発光は、172nm近傍にピーク波長を有する紫外光L1となる。
In the
発光管21の内側管21bには、上述したようにメッシュ形状又は線形状を呈した第二電極32が形成されている。このため、第二電極32には隙間が存在し、紫外光L1は、この隙間を通じて発光管21よりも内側に形成された中空の筒状空間、すなわち第一ガス通流路8に向かって照射される。
The
すなわち、光源5は、第一方向d1に沿って延在する内側管21bの内側面によって形成される発光面5a(図1A参照)を有する。
That is, the
なお、図3に示すように、第一電極31をメッシュ形状又は線形状とし、第一電極31と筐体3(第一壁体3a)の間に、紫外光L1を反射する反射部材33を備えるものとしても構わない。より詳細には、第一壁体3aの光源5側の面に反射部材33を設けるものとしても構わない。この反射部材33は、紫外光L1に対する高い反射率(例えば80%以上)を示す材料で構成されており、例えば、Al、Al合金、ステンレス、シリカ、シリカアルミナ等などを利用することができる。
As shown in FIG. 3, the
また、第一壁体3a自体が紫外光L1に対する反射性を示す材料(例えばSUSなどのステンレス)で構成されている場合には、第一壁体3aの面を反射部材33として利用することができる。
Further, when the
図4は、Xeを含む発光ガス23Gが封入されたエキシマランプで構成された光源5の発光スペクトルと、酸素(O2)の吸収スペクトルとを重ねて表示したグラフである。図4において、横軸は波長を示し、左縦軸はエキシマランプの光強度の相対値を示し、右縦軸は、酸素(O2)の吸収係数を示す。
FIG. 4 is a graph in which the emission spectrum of the
エキシマランプの発光ガス23GとしてXeを含むガスを用いる場合、図4に示されるように、光源5から出射される紫外光L1は、主たる発光波長が172nmであり、およそ160nm以上190nm以下の範囲内に帯域を有する。
When a gas containing Xe is used as the
第一ガスG1が、酸素(O2)を含むガスである場合、光源5から出射された波長λの紫外光L1が第一ガスG1に対して照射され、酸素(O2)に吸収されると、以下の(2)式及び(3)式の反応が進行する。(2)式において、O(1D)は、励起状態のO原子であり、極めて高い反応性を示す。O(3P)は基底状態のO原子である。(2)式と(3)式の反応は、紫外光L1の波長成分に応じて生じる。
O2 + hν(λ) → O(1D) + O(3P) ‥‥(2)
O2 + hν(λ) → O(3P) + O(3P) ‥‥(3)
When the first gas G1 is a gas containing oxygen (O 2 ), the ultraviolet light L1 having a wavelength λ emitted from the
O 2 + hν (λ) → O ( 1 D) + O ( 3 P) ‥‥ (2)
O 2 + hν (λ) → O ( 3 P) + O ( 3 P) ‥‥ (3)
すなわち、第一ガスG1に対して紫外光L1が照射されると、O(1D)やO(3P)といったラジカルが生成されて、第一ガスG1に含有される。特に、本実施形態のガス供給装置1では、光源5の発光面5aが第一方向d1に沿って延在するため、第一ガスG1は、ガス流出口13に向かって第一ガス通流路8内を通流する間、紫外光L1が照射され続ける。これにより、第一ガスG1に含まれる未反応のラジカル源に対しても、次々と光化学反応が生じ、第一ガスG1は、ラジカルを高濃度で含んだ状態のままガス混合部14まで進行する。
That is, when the first gas G1 is irradiated with ultraviolet light L1, radicals such as O (1 D) and O ( 3 P) are generated and contained in the first gas G1. In particular, in the
一方、第一ガス通流路8とは別の第二ガス通流路9には、第二ガス流入口12から流入された第二ガスG2が、第一ガスG1と同様に第一方向d1に通流する。この第二ガスG2は、第一ガスG1よりも含有される酸素濃度が低く、好ましくは不活性ガスである。本実施形態のガス供給装置1では、第二ガスG2は、第二ガス通流路9内を第一方向d1に沿って通流した後、筐体3の第二壁体3bの一部の内壁面3b1に衝突する。その後、第二ガスG2は進行方向が変換されて、ガス混合部14に導かれる。
On the other hand, in the
ガス混合部14では、ラジカルを含む第一ガスG1と、第一ガスG1よりも酸素濃度が低い第二ガスG2が混合される。本実施形態のガス供給装置1では、第一方向d1に進行する第一ガスG1と、この第一方向d1に対して実質的に直交する方向に進行する第二ガスG2とが、ガス混合部14において混合される。この第一ガスG1と第二ガスG2とが混合された混合ガスG3が、ガス流出口13から対象物40に向かって流出される。
In the
すなわち、本実施形態のガス供給装置1によれば、ガス流出口13よりも手前側(上流側)の位置であるガス混合部14において、酸素ラジカルを含む第一ガスG1が、この第一ガスG1よりも酸素濃度が低い第二ガスG2に混合される結果、ガスに含まれる酸素濃度が低下する。これにより、活性の高い酸素ラジカルが酸素と反応する速度が遅くなるため、ラジカルを多く含んだ状態の混合ガスG3を、ガス流出口13から対象物40に吹き付けることが可能となる。
That is, according to the
《検証》
本実施形態のガス供給装置1によれば、ガス流出口13から排出されるガス(混合ガスG3)に高濃度のラジカルが含有される点につき、シミュレーションにより検証した。
"inspection"
According to the
図5は、このシミュレーションに利用されたガス供給装置のモデルを模式的に示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a model of the gas supply device used in this simulation.
シミュレーションで利用されたガス供給装置1は、第一方向d1に係る長さh1が50mmの筒状体の側面形状を呈した発光面5aを有する光源5と、この発光面5aに囲まれた領域に形成された第一ガス通流路8と、第一ガス通流路8の外側に形成された第二ガス通流路9とを備えていた。光源5は、主たるピーク波長が172nmのXeエキシマランプとされた。
The
ガス供給装置1は、第一ガス通流路8に連絡される、直径5mmの円形状の第一ガス流入口11と、第一ガス流入口11を取り囲むように外側に位置し、第二ガス通流路9に連絡される、直径9mmの円環状の第二ガス流入口12とを備えていた。また、ガス供給装置1は、第一ガス流入口11及び第二ガス流入口12に対して、第一方向d1に離間した位置に、直径5mmの円形状のガス流出口13を備えていた。
The
より詳細には、ガス流出口13は、第一ガス通流路8と第二ガス通流路9とが連絡される、ガス混合部14の下流側に設けられており、対象物40との離間距離v1が9mmに設定された。また、第二ガス通流路9は、ガス流出口13よりも、距離v2だけ上流側の位置において、第一ガス通流路8と連絡されていた。この距離v2は1mmに設定された。
More specifically, the
上記シミュレーションモデルのガス供給装置1において、光源5から発光面5aにおける照度50mW/cm2で紫外光L1を第一ガス通流路8に対して照射しながら、第一ガス流入口11及び第二ガス流入口12から、それぞれ所定流量のガスを流入させたときの、対象物40の表面におけるラジカルの濃度を測定した。より具体的には、以下のシミュレーション条件で演算を行った。
In the
第一ガス通流路8、光源5、及び第二ガス通流路9は、いずれも軸対称の構造を呈しており、第一ガス通流路8を取り囲むように、光源5の発光面5aが配置され、光源5を取り囲むように第二ガス通流路9が配置されるような構造とした。そして、対象物40は、第一ガス通流路8の中心軸上に中心が配置された、半径r1(図5参照)が20mmの円形状を呈していた。
The
(実施例1)80%の窒素ガスと20%の酸素ガスの混合ガスからなる第一ガスG1を、15L/minの流量で第一ガス流入口11からガス供給装置1内に導入すると共に、100%窒素ガスからなる第二ガスG2を、35L/minの流量で第二ガス流入口12からガス供給装置1内に導入した。
(Example 1) The first gas G1 composed of a mixed gas of 80% nitrogen gas and 20% oxygen gas is introduced into the
(参考例1)80%の窒素ガスと20%の酸素ガスの混合ガスからなる第一ガスG1を、15L/minの流量で第一ガス流入口11からガス供給装置1内に導入した。ただし、実施例1と比較して、第二ガスG2についてはガス供給装置1内に導入していない。
(Reference Example 1) The first gas G1 composed of a mixed gas of 80% nitrogen gas and 20% oxygen gas was introduced into the
上記実施例1及び参考例1の双方について、ガス供給装置1のガス流出口13に対向して配置された対象物40の面の、中心から半径2.5mm(φ5mm)の範囲内の領域に噴射されたガスに含まれる酸素ラジカルO(3P)の平均濃度を算出した。なお、ここでいう「ガス」とは、実施例1の場合には、紫外光L1が照射された後の第一ガスG1と第二ガスG2とが混合されてなる混合ガスG3に対応し、参考例1の場合には紫外光L1が照射された後の第一ガスG1に対応する。
For both Example 1 and Reference Example 1, in a region within a radius of 2.5 mm (φ5 mm) from the center of the surface of the
(結果)
上記シミュレーション条件下での演算結果を図6Aに示す。図6Aによれば、実施例1の方が、参考例1よりも、対象物40の面に吹き付けられるガスに含まれる酸素ラジカルO(3P)の平均濃度が4倍以上大きく上昇していることが確認された。
(result)
The calculation result under the above simulation conditions is shown in FIG. 6A. According to FIG. 6A, the average concentration of oxygen radical O (3 P) contained in the gas sprayed on the surface of the
この結果から、実施例1によれば、酸素濃度の低い第二ガスG2がガス流出口13の手前の位置で第一ガスG1と混合されることで、上述した(1)式による反応の速度が低下し、対象物40の面に到達する迄の間に、(1)式の反応によってO(3P)の濃度が低下することが抑制できているものと考えられる。
From this result, according to Example 1, the second gas G2 having a low oxygen concentration is mixed with the first gas G1 at a position in front of the
なお、第一ガスG1を、99.5%の窒素ガスと0.5%の酸素ガスの混合ガスとして、同様のシミュレーションを行った結果を、図6Bに示す。図6Bによれば、実施例1の方が、参考例1よりも、対象物40の面に吹き付けられる混合ガスG3に含まれる酸素ラジカルO(3P)の平均濃度が15倍以上(約16倍にまで)大きく上昇していることが確認された。
The result of performing the same simulation using the first gas G1 as a mixed gas of 99.5% nitrogen gas and 0.5% oxygen gas is shown in FIG. 6B. According to FIG. 6B, the average concentration of oxygen radicals O (3 P) contained in the mixed gas G3 sprayed on the surface of the
次に、実施例1において、第一ガスG1と第二ガスG2の流量比を変化させて、同様のシミュレーションを行った。この結果を、図7A及び図7Bに示す。図7Aは、図6Aに示す実施例1と同様に、第一ガスG1を、80%の窒素ガスと20%の酸素ガスの混合ガスとした場合において、第一ガスG1の流量を15L/minで固定して、第二ガスG2の流量を異ならせたときの、対象物40の表面における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度の変化を示すグラフである。図7Bは、図6Bに示す実施例1と同様に、第一ガスG1を、99.5%の窒素ガスと0.5%の酸素ガスの混合ガスとした場合において、第一ガスG1の流量を15L/minで固定して、第二ガスG2の流量を異ならせたときの、対象物40の表面における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度の変化を示すグラフである。なお、いずれの図面においても、例えば第一ガスG1と第二ガスG2の流量比が1:3であることを、「G1:G2=1:3」なる表記で示している。他の流量比についても同様である。
Next, in Example 1, the same simulation was performed by changing the flow rate ratio of the first gas G1 and the second gas G2. The results are shown in FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A shows a flow rate of the first gas G1 of 15 L / min when the first gas G1 is a mixed gas of 80% nitrogen gas and 20% oxygen gas, as in Example 1 shown in FIG. 6A. It is a graph which shows the change of the average concentration of oxygen radical O (3 P) on the surface of an
図7A及び図7Bによれば、第一ガスG1に含まれる酸素濃度が20%である場合も0.5%である場合も、第二ガスG2の流量を増やすに連れて、対象物40の表面における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度が増加していることが分かる。特に、図7Aに示すように、図7Bの場合と比べて第一ガスG1に含まれる酸素濃度が比較的高い場合には、第二ガスG2を第一ガスG1の2倍以上の流量で混合させることで、対象物40の表面における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度を大きく上昇させられることが確認された。
According to FIGS. 7A and 7B, regardless of whether the oxygen concentration contained in the first gas G1 is 20% or 0.5%, as the flow rate of the second gas G2 is increased, the
《別構成例》
以下、本実施形態の別構成例について説明する。
<< Another configuration example >>
Hereinafter, another configuration example of the present embodiment will be described.
〈1〉図2及び図3を参照して上述したように、ガス供給装置1は、第一方向d1から見たときに円形状を呈した光源5を備えるものとして説明した。しかし、光源5の形状はこれに限られない。後述する第二実施形態のガス供給装置1においても同様である。
<1> As described above with reference to FIGS. 2 and 3, the
例えば、図8に示すように、ガス供給装置1は、矩形環状の発光管21を有する光源5を備えるものとしても構わない。この場合、内側管21bの内側によって形成される第一ガス通流路8も、第一方向d1から見たときに矩形状を呈する。また、第一ガス通流路8の外側に形成される、第二ガス通流路9は、第一方向d1から見たときに矩形環状を呈する。
For example, as shown in FIG. 8, the
〈2〉上記実施形態では、ガス供給装置1が備える筐体3は、第二ガス通流路9と光源5との間に、仕切り機能を示す第一壁体3aを備えるものとして説明した。しかし、この第一壁体3aを備えずに、光源5を構成する発光管21の外側に第二ガス通流路9が形成されていても構わない。この場合においても、図3を参照して上述したように、発光管21の外側面に、紫外光L1を反射させる反射部材33を設けるのが好ましい。これにより、第二ガス通流路9側に進行する紫外光L1が第一ガス通流路8側に戻され、第一ガスG1に対して照射される紫外光L1の照射線量が高められる。
<2> In the above embodiment, the
〈3〉上記実施形態では、ガス混合部14に流入する第一ガスG1と第二ガスG2の進行方向が実質的に直交するものとして説明したが、本発明はこの限りではない。ただし、ガス混合部14において、第一ガスG1に対して酸素濃度の低い第二ガスG2を混合させる効果を高める観点からは、両者の進行方向が実質的に直交する関係、すなわち両者の角度が70°〜110°にあるのが好ましく、80°〜100°であるのがより好ましい。
<3> In the above embodiment, it has been described that the traveling directions of the first gas G1 and the second gas G2 flowing into the
[第二実施形態]
本発明に係るガス供給装置の第二実施形態につき、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described focusing on the parts different from the first embodiment.
《構造》
図9は、本実施形態のガス供給装置の一構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態は、第一実施形態と比較して、第一ガス通流路8が、ガス混合部14側において、第一ガス流入口11に近い位置(すなわち上流側)と比較して、流路断面積が小さい通流領域(以下、「狭小部17」と呼ぶ)を有している。図10は、図9内の狭小部17近傍の拡大図である。
"Construction"
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the gas supply device of the present embodiment. In this embodiment, as compared with the first embodiment, the
第一実施形態と同様に、第一ガス通流路8内を第一ガスG1が通流する間、紫外光L1が照射されることで光化学反応が生じ、第一ガスG1は、ラジカルを高濃度で含んだ状態のまま狭小部17が形成されている領域まで進行する。
Similar to the first embodiment, while the first gas G1 is flowing through the
狭小部17に到達した第一ガスG1は、流路断面積が小さい狭小部17内を通流時に流速が速められて、ガス混合部14を経てガス流出口13から排出される。
The first gas G1 that has reached the
すなわち、上記構成によれば、狭小部17よりも上流側、すなわち第一ガス流入口11側においては第一ガス通流路8内の流路断面積が大きいため、狭小部17内を通過する時点よりは遅い流速で第一ガスG1が第一ガス通流路8内を通流する。このため、第一ガスG1に対して、光源5からの紫外光L1が照射される時間が長く確保され、光化学反応によってラジカルを生成するのに十分な照射光量が確保される。
That is, according to the above configuration, since the flow path cross-sectional area in the
その後、この第一ガスG1は、狭小部17内を通流時に流速を速めながら、第二ガスG2と混合された後にガス流出口13を介して外部に排出される。この結果、対象物40の表面に達するまでの時間が短くなり、上述した(1)式の反応が生じることによるラジカルの減少を、更に抑制できる。
After that, the first gas G1 is mixed with the second gas G2 while increasing the flow velocity when flowing through the
なお、図9及び図10に示すガス供給装置1では、光源5の発光面5aが、第一方向d1に沿って延在しているため、第一ガスG1が狭小部17の近傍の箇所に到達するまで、光源5からの紫外光L1が照射される。このため、狭小部17の近傍の箇所に到達した第一ガスG1は、高濃度にラジカルを含んだ状態となる。
In the
更に、図9及び図10に示すガス供給装置1では、光源5の発光面5aのガス流出口13側(ガス混合部14側)の端部の第一方向d1に係る位置と、狭小部17の第一ガス流入口11側の端部の第一方向d1に係る位置がほぼ一致している。すなわち、第一方向d1に関し、発光面5aと狭小部17とが連続的に配置されている。かかる構成によれば、第一ガスG1の流速が上昇する直前まで第一ガスG1に対して紫外光L1が照射されるため、狭小部17に到達した第一ガスG1に含まれるラジカルの濃度が更に高められる。
Further, in the
《検証》
本実施形態のガス供給装置1によれば、ガス流出口13から排出されるガス(混合ガスG3)に対して、更に高濃度のラジカルが含有される点につき、第一実施形態と同様のシミュレーションにより検証した。
"inspection"
According to the
図11は、このシミュレーションに利用されたガス供給装置のモデルを模式的に示す断面図であり、実施例2に対応する。実施例2のガス供給装置1は、第一実施形態で上述した実施例1のガス供給装置1と比較して、狭小部17を備えている点が異なっている。すなわち、第一ガス通流路8は、筒状体の内径が均一な領域と、ガス混合部14に近づくに連れて前記内径が縮小する狭小部17とを備えていた。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a model of the gas supply device used in this simulation, and corresponds to the second embodiment. The
より詳細には、以下の通りである。実施例2のガス供給装置1は、直径5mmの円形状の第一ガス流入口11と、直径2.5mmの円形状のガス流出口13とを備えていた。狭小部17の、第一ガス流入口11側の端部は、第一ガス流入口11と同一の直径5mmの円形状を示していた。狭小部17の、ガス流出口13側の端部は、ガス流出口13と同一の直径2.5mmの円形状を示していた。
More details are as follows. The
第一ガス通流路8は、狭小部17よりも第一ガス流入口11側の領域の第一方向d1に係る長さh2は40mmであり、狭小部17を構成する領域の第一方向d1に係る長さh3は10mmであった。すなわち、実施例2のガス供給装置1において、第一ガス通流路8の第一方向d1に係る長さは、実施例1のガス供給装置1と同じ50mmであった。
The length h2 of the
ガス混合部14において、狭小部17のガス流出口13側の端部と、第二ガス通流路9とが連絡されており、ガス混合部14において第一ガスG1と第二ガスG2とが混合されることで得られる混合ガスG3が、直径2.5mmの円形状を示したガス流出口13から排出された。
In the
(実施例2)実施例1と同様に、80%の窒素ガスと20%の酸素ガスの混合ガスからなる第一ガスG1を、15L/minの流量で第一ガス流入口11から、本実施形態におけるガス供給装置1内に導入すると共に、100%窒素ガスからなる第二ガスG2を、35L/minの流量で第二ガス流入口12からガス供給装置1内に導入した。
(Example 2) Similar to Example 1, the first gas G1 composed of a mixed gas of 80% nitrogen gas and 20% oxygen gas is carried out from the
(参考例2)参考例1と同様に、80%の窒素ガスと20%の酸素ガスの混合ガスからなる第一ガスG1を、15L/minの流量で第一ガス流入口11からガス供給装置1内に導入した。ただし、実施例2と比較して、第二ガスG2についてはガス供給装置1内に導入していない。
(Reference Example 2) Similar to Reference Example 1, the first gas G1 composed of a mixed gas of 80% nitrogen gas and 20% oxygen gas is supplied from the
上記実施例2及び参考例2の双方について、ガス供給装置1のガス流出口13に対向して配置された対象物40の面の、中心から半径2.5mm(φ5mm)の範囲内の領域に噴射されたガスに含まれる酸素ラジカルO(3P)の平均濃度を算出した。なお、ここでいう「ガス」とは、実施例2の場合には、紫外光L1が照射された後の第一ガスG1と第二ガスG2とが混合されてなる混合ガスG3に対応し、参考例2の場合には紫外光L1が照射された後の第一ガスG1に対応する。
For both the second embodiment and the second reference example, in a region within a radius of 2.5 mm (φ5 mm) from the center of the surface of the
(結果)
上記シミュレーション条件下での演算結果を図12A及び図12Bに示す。図12Aは、比較例2における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度の値を基準とした相対値によってグラフ化した図面である。また、図12Bは、図6Aで示した参考例1における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度の値を基準とした相対値によってグラフ化した図面である。図12Aによれば、実施例2の方が、参考例2よりも、対象物40の面に吹き付けられるガスに含まれる酸素ラジカルO(3P)の平均濃度が1,000倍以上大きく上昇していることが確認された。また、図12Bに示すように、参考例1の結果と比べると、実施例2によれば、対象物40の面に吹き付けられるガスに含まれる酸素ラジカルO(3P)の平均濃度が、1,500倍以上大きく上昇していることが確認された。
(result)
The calculation results under the above simulation conditions are shown in FIGS. 12A and 12B. FIG. 12A is a drawing graphed by relative values based on the value of the average concentration of oxygen radical O ( 3 P) in Comparative Example 2. Further, FIG. 12B is a drawing graphed by a relative value based on the value of the average concentration of the oxygen radical O (3 P) in Reference Example 1 shown in FIG. 6A. According to FIG. 12A, in Example 2, the average concentration of oxygen radicals O (3 P) contained in the gas sprayed on the surface of the
上記シミュレーション結果からも、実施例2のガス供給装置1によれば、第一ガス通流路8のガス流出口13側(ガス混合部14側)に狭小部17を設けたことで、ガス流出口13から流出される混合ガスG3の流速が速められた結果、混合ガスG3に含まれる酸素ラジカル(O(3P))が失活する前に対象物40の表面に到達する割合が高められたものと考えられる。更に、第一実施形態と同様に、酸素濃度の低い第二ガスG2が、ガス流出口13の手前に位置するガス混合部14において第一ガスG1と混合されることで、上述した(1)式による反応の速度が低下し、対象物40の面に到達する迄の間に、(1)式の反応によってO(3P)の濃度が低下することが抑制できているものと考えられる。
From the above simulation results, according to the
次に、実施例2において、第一ガスG1と第二ガスG2の流量比を変化させて、同様のシミュレーションを行った。この結果を、図13に示す。図13は、図12に示す実施例2と同様に、第一ガスG1を、80%の窒素ガスと20%の酸素ガスの混合ガスとした場合において、第一ガスG1の流量を15L/minで固定して、第二ガスG2の流量を異ならせたときの、対象物40の表面における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度の変化を示すグラフである
Next, in Example 2, the same simulation was performed by changing the flow rate ratio of the first gas G1 and the second gas G2. The result is shown in FIG. FIG. 13 shows that, as in Example 2 shown in FIG. 12, when the first gas G1 is a mixed gas of 80% nitrogen gas and 20% oxygen gas, the flow rate of the first gas G1 is 15 L / min. It is a graph which shows the change of the average concentration of oxygen radical O (3 P) on the surface of an
図13によれば、本実施形態のガス供給装置1によれば、第一実施形態と同様に、第二ガスG2の流量を増やすに連れて、対象物40の表面における酸素ラジカルO(3P)の平均濃度が増加していることが分かる。
According to FIG. 13, according to the
《別構成例》
以下、本実施形態の別構成例について説明する。
<< Another configuration example >>
Hereinafter, another configuration example of the present embodiment will be described.
〈1〉図14に示すように、狭小部17の内側面に係る位置に、紫外光L1に対する反射性を示す反射面17aを設けるものとしても構わない。
<1> As shown in FIG. 14, a reflecting
図14に示すガス供給装置1は、図9に示すガス供給装置1と同様、第一方向d1に沿って発光面5aが形成されている。発光面5aから出射される紫外光L1は、所定の発散角を有して第一ガス通流路8側に進行するため、狭小部17に近い位置における発光面5aからは、一部の紫外光L1が狭小部17に向かって進行することが想定される。かかる場合、図14に示すように狭小部17の内側面に反射面17aが形成されることで、当該反射面17aで反射した紫外光L1を、狭小部17よりも上流側に戻すことができる。これにより、第一ガスG1に対して照射される紫外光L1の照射光量が増加するため、混合ガスG3に含まれるラジカルの濃度を更に上昇させる効果が得られる。
Similar to the
この反射面17aは、例えば狭小部17の内側面に、シリカ粒子やシリカアルミナ粒子など、紫外光L1に対する反射性の高い材料からなる膜(層)が形成されることで実現される。また、筐体3自体がステンレス(SUS)のように、紫外光L1に対して一定割合の反射率を示す材料からなる場合には、狭小部17が形成されている位置における筐体3そのもの(第一壁体3a)で反射面17aが実現されているものとしても構わない。
The reflecting
〈2〉図15に示すように、狭小部17を構成する領域にも発光面5aが延在しているものとしても構わない。図15に示すガス供給装置1では、ガス流出口13に近い位置における光源5の形状を幅広にすることで、ガス流出口13に近い位置(ガス混合部14に近い位置)において第一ガス通流路8の流路断面積が小さい、狭小部17が形成されている。
<2> As shown in FIG. 15, the
かかる構成の場合、狭小部17内を通流する第一ガスG1は、流速が速められているため、狭小部17よりも上流側と比較すると、紫外光L1の照射光量は低い。しかし、狭小部17よりも上流側の位置において、第一ガスG1は、すでにラジカルを生成するために必要な照射光量の紫外光L1が照射されているため、狭小部17に到達した時点では、ラジカルを多く含んでいる。図15に示す構造は、図9に示す構造と比較して、狭小部17内を通流するガスに対して、少ない照射光量ながらも紫外光L1が照射されることでラジカルを更に追加的に生成することができるという効果を奏するものであり、図9に示す構造よりもラジカル生成能が低下するわけではない。
In the case of such a configuration, since the flow velocity of the first gas G1 flowing through the
同様の観点から、図16に示すガス供給装置1のように、ガス流出口13に近い位置における発光面5a上に、紫外光L1に対して透過性を示す透光部材17bを配置し、この透光部材17bに囲まれた領域によって狭小部17が形成されるものとしても構わない。この場合、透光部材17bは、第一方向d1に関して貫通する中空筒状を呈し、この筒状体の開口面積が、第一ガス流入口11側よりもガス流出口13側(ガス混合部14側)の方が小さい。この場合においても、透光部材17bの内側によって形成される狭小部17内を通過する第一ガスG1は、通流時に流速を速めながらガス混合部14及びガス流出口13を介して外部に排出される。また、狭小部17内を通過する際にも、発光面5aから発せられた紫外光L1が、透光部材17bを透過して第一ガスG1に対して照射されるため、図15に示す構造の場合と同様に、図9に示す構造と比較して、ラジカルを更に追加的に生成できるという効果を奏する。
From the same viewpoint, as in the
このような透光部材17bは、例えば、石英、フッ化マグネシウムなどの材料によって構成される。かかる場合において、光源5を構成する発光管21に対して透光部材17bを溶接しても構わないし、物理的に嵌め込む形で取り付けられても構わない。
Such a
〈3〉図9に示すガス供給装置1では、狭小部17が、ガス流出口13(ガス混合部14)に近づくに連れて流路断面積が連続的に縮小する形状を呈していた。しかし、狭小部17は、あくまで第一ガス通流路8内において、狭小部17よりも上流側(第一ガス流入口11側)の位置よりも流路断面積が小さい形状を呈している限りにおいて、その形状は任意である。この点は、図14〜図16に示すガス供給装置1においても同様である。
<3> In the
例えば、図17Aに示すように、ガス供給装置1は、狭小部17内においては流路断面積がほぼ一定となるような形状を呈していても構わない。また、図17Bに示すように、ガス供給装置1は、狭小部17内においては流路断面積が、断続的に縮小する形状を呈していても構わない。
For example, as shown in FIG. 17A, the
更に、図17Cに示すガス供給装置1のように、ガス混合部14は、ガス流出口13に近づくに連れて流路断面積が断続的に縮小する形状を呈していても構わない。図17A〜図17Cは、ガス供給装置1においてガス流出口13の近傍を拡大した断面図である。
Further, as in the
[第三実施形態]
本発明に係るガス供給装置の第三実施形態につき、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
[Third Embodiment]
The third embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described focusing on the parts different from the first embodiment.
《構造》
図18は、図2にならって、本実施形態のガス供給装置1を、第一方向d1に直交する平面で切断したときの模式的な断面図である。なお、このガス供給装置1は、第一方向d1に平行な平面で切断したときの模式的な断面図は、図1Aと共通である。
"Construction"
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the
第一実施形態では、光源5を構成する発光管21の内側に、第一ガス通流路8が形成されているものとした。これに対し、本実施形態では、複数の光源5(51,52)が離間して配置されており、これらに挟まれた領域に第一ガス通流路8が形成されている。すなわち、複数の光源5(51,52)が備えるそれぞれの発光面5aは、第一ガス通流路8を挟むように対向して配置されている。
In the first embodiment, it is assumed that the
その他の点は、第一実施形態と共通であるため、重複を避ける観点から説明を割愛する。 Since the other points are common to the first embodiment, the description is omitted from the viewpoint of avoiding duplication.
《別構成例》
以下、本実施形態の別構成例について説明する。
<< Another configuration example >>
Hereinafter, another configuration example of the present embodiment will be described.
〈1〉第一実施形態では、筒形状を呈した光源5の中空領域に第一ガス通流路8が形成されていた。このため、光源5は、二重管構造の発光管21を備えることを前提としていた。しかし、本実施形態のように、ガス供給装置1が複数の光源5を備える構成においては、光源5の形状は限定されない。
<1> In the first embodiment, the
例えば、図19Aは、光源5として、いわゆる「一重管構造」を呈したエキシマランプを採用した場合において、第一方向d1に直交する平面で切断したときの模式的な断面図である。図19Aに示す光源5は、図2に示す光源5とは異なり、1つの発光管21を有している。発光管21は、長手方向、すなわち第一方向d1に係る端部において封止されており(不図示)、内側の空間内に発光ガス23Gが封入される。そして、発光管21の内側(内部)には第二電極32が配設され、発光管21の外壁面には、網目形状又は線形状の第一電極31が配設される。
For example, FIG. 19A is a schematic cross-sectional view when an excimer lamp exhibiting a so-called "single tube structure" is adopted as the
別の例として、図19Bは、光源5として、いわゆる「扁平管構造」を呈したエキシマランプを採用した場合において、図19Aにならって模式的に図示した断面図である。図13Bに示す光源5は、長手方向、すなわち第一方向d1から見たときに矩形状を呈した1つの発光管21を有する。そして、発光管21の一方の外表面には第一電極31が配設され、発光管21の外表面であって第一電極31と対向する位置は第二電極32が配設される。第一電極31及び第二電極32のうち、少なくとも第一ガス通流路8側に位置する電極は、紫外光L1が発光管21の外側に出射することへの妨げにならないよう、メッシュ形状(網目形状)又は線形状を呈している。
As another example, FIG. 19B is a cross-sectional view schematically illustrated according to FIG. 19A when an excimer lamp exhibiting a so-called "flat tube structure" is adopted as the
なお、図19A及び図19Bに示す光源5においても、第一方向d1に直交する平面で切断したときの形状については、円形や長方形には限定されず、種々の形状が採用され得る。
Also in the
〈2〉本実施形態において、ガス供給装置1が備える光源5は、エキシマランプには限られない。すなわち、光源5は、紫外光L1を発し、第一方向d1に沿って延在する面光源であればよく、例えば紫外LED素子が面方向に配列されてなる面光源によって構成されても構わない。
<2> In the present embodiment, the
〈3〉本実施形態においても、第二実施形態と同様に、第一ガス通流路8が狭小部17を備えるものとしても構わない。
<3> In the present embodiment as well, the first
[第四実施形態]
本発明に係るガス供給装置の第四実施形態につき、上記各実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described focusing on the parts different from each of the above embodiments.
《構造》
図20は、図1にならって、本実施形態のガス供給装置1を、第一方向d1に平行な平面で切断したときの模式的な断面図である。また、図21は、図20に示すガス供給装置1を、第一方向d1に直交な平面で切断したときの模式的な断面図である。
"Construction"
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of the
上記各実施形態では、発光面5aに囲まれた領域に第一ガス通流路8が形成されていた。これに対し、本実施形態では、発光面5aと筐体3を構成する壁体(第一壁体3a)との間に、第一ガス通流路8が形成されている点が異なる。なお、この第一ガス通流路8の外側、すなわち、第一壁体3aと第二壁体3bとの間には、第二ガスG2が通流する第二ガス通流路9が設けられている点は、上記各実施形態と共通である。
In each of the above embodiments, the
すなわち、図21に示すように、筐体3内に配置された光源5は、その発光面5aが筐体3の内側面である第一壁体3aに囲まれるように配置される。第一ガスG1は、光源5の外側に形成された第一ガス通流路8内を通流する。この場合、紫外光L1が発光管21の外側に出射されることへの妨げにならないよう、第一電極31は、網目形状又は線形状とされる。
That is, as shown in FIG. 21, the
その他の点は、第一実施形態と共通であるため、重複を避ける観点から説明を割愛する。 Since the other points are common to the first embodiment, the description is omitted from the viewpoint of avoiding duplication.
《別構成例》
以下、本実施形態の別構成例について説明する。
<< Another configuration example >>
Hereinafter, another configuration example of the present embodiment will be described.
〈1〉本実施形態においても、第三実施形態と同様、光源5は二重管構造のエキシマランプに限られず、一重管構造や扁平管構造のエキシマランプであっても構わないし、面状に配列された複数の紫外LED素子で構成されていても構わない。
<1> Also in the present embodiment, as in the third embodiment, the
〈2〉本実施形態においても、第二実施形態と同様に、第一ガス通流路8が狭小部17を備えるものとしても構わない。
<2> In the present embodiment as well, the first
〈3〉本実施形態において、光源5は、ガス流出口13側の端部にも、紫外光L1を出射する発光面5aが形成されているものとしても構わない。この場合、ガス混合部14内に存在する第一ガスG1に対しても紫外光L1が照射される。図22は、光源5において、ガス流出口13側の端部にも発光面5aを形成した場合(実施例3)と、ガス流出口13側の端部には発光面5aを形成しなかった場合(実施例4)とで、他の条件を共通とした場合における、対象物40の表面上のO(3P)の平均濃度を比較したシミュレーション結果である。図22によれば、実施例3の方が実施例4よりも更にO(3P)の平均濃度を向上させる効果が確認される。
<3> In the present embodiment, the
なお、図22に示すシミュレーション結果は、以下のシミュレーション条件の下で算出されたものである。
・第一ガスG1は、99.5%の窒素ガスと0.5%の酸素ガスの混合ガスからなり、流量は15L/minであった。
・第二ガスG2は、窒素ガスからなり、流量は15L/minであった。
・光源5は、直径5mmで第一方向d1に係る長さ50mmのXeエキシマランプからなり、発光面5aにおける照度は50mW/cm2であった。
・第一ガス通流路8は、光源5の外側に位置する直径10mmの円環筒状体を呈し、第一方向d1に係る長さが52.5mmであった。
・第二ガス通流路9は、第一ガス通流路8の外側に位置する直径14mmの円環筒状体を呈し、第一方向d1に係る長さが55mmであった。
・ガス流出口13は、直径5mmの円形状であり、第一ガス通流路8の流路断面積よりも小さい。
・光源5の第一方向d1に係る端部とガス流出口13との離間距離は5mmであった。
・ガス流出口13と対象物40との離間距離は5mmであった。
The simulation result shown in FIG. 22 was calculated under the following simulation conditions.
The first gas G1 was composed of a mixed gas of 99.5% nitrogen gas and 0.5% oxygen gas, and the flow rate was 15 L / min.
-The second gas G2 was composed of nitrogen gas and had a flow rate of 15 L / min.
The
The
The
The
The distance between the end of the
The distance between the
[第五実施形態]
本発明に係るガス供給装置の第五実施形態につき、上記各実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described focusing on the parts different from each of the above-described embodiments.
《構造》
図23は、本実施形態のガス供給装置の一構成例を模式的に示す断面図である。本実施形態は、第一実施形態と比較して、光源5の長手方向がガスの流路方向に対して非平行である点が異なっている。
"Construction"
FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the gas supply device of the present embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the longitudinal direction of the
すなわち、光源5は、第一方向d1に直交する第二方向d2に沿って延在する長尺形状を呈しており、この第二方向d2に沿って延在する発光面5aを有している。第一ガス流入口11及び第二ガス流入口12についても、この第二方向d2に沿って延伸している。
That is, the
第二方向d2に沿って延伸するように形成された第一ガス流入口11からは、第一方向d1の向きに第一ガスG1が流入され、この第一ガスG1が第一ガス通流路8内を通流する間に、発光面5aからの紫外光L1が照射されることで、ラジカルを含むガスとなる。また、第二方向d2に沿って延伸するように形成された第二ガス流入口12からは、第一方向d1の向きに第二ガスG2が流入され、ガス流出口13側の位置においてラジカルを含む第一ガスG1と混合され(ガス混合部14)、混合ガスG3としてガス流出口13から対象物40に向かって排出される。
The first gas G1 flows in the direction of the first direction d1 from the first
その他の点は、第一実施形態と共通であるため、重複を避ける観点から説明を割愛する。 Since the other points are common to the first embodiment, the description is omitted from the viewpoint of avoiding duplication.
図23では、光源5は、第二方向d2から見たときに矩形状を呈している場合が図示されており、軸方向を第二方向d2とした、扁平管構造のエキシマランプによって実現できる。また、光源5は、図24に示すように、第二方向d2から見たときに円形状を呈しているものとしても構わない。この場合、光源5は、軸方向を第二方向d2とした、二重管構造又は一重管構造のエキシマランプとすることができる。
FIG. 23 shows a case where the
別の例として、図25や図26に示すように、第二方向d2を長手方向とする長尺状の光源5が、第一方向d1に複数個並べられる構成としても構わない。
As another example, as shown in FIGS. 25 and 26, a plurality of
より詳細には、図25に示すガス供給装置1は、第一方向d1に沿って配列された光源5(51,52,53)を備え、これらの発光面5aはいずれも第二方向d2に延在している。そして、光源5の外側に第一ガス通流路8が形成されている。
More specifically, the
また、図26に示すガス供給装置1は、第一方向d1に沿って配列された、3つの光源5と、これらの光源5の発光面5aに対向するように配置された、別の3つの光源5を備え、各光源5の発光面5aはいずれも第二方向d2に延在している。そして、向かい合う発光面5aに挟まれた箇所に、第一ガス通流路8が形成されている。
Further, the
《別構成例》
以下、本実施形態の別構成例について説明する。
<< Another configuration example >>
Hereinafter, another configuration example of the present embodiment will be described.
〈1〉図27に示すように、第一ガス通流路8内のガス流出口13側の位置に、第二ガスG2が導入される構成としても構わない。この場合、ガス混合部14は、ガス流出口13に近い位置における第一ガス通流路8内に形成される。また、第一ガス通流路8の一部が、第二ガス通流路9を兼ねる。
<1> As shown in FIG. 27, the second gas G2 may be introduced at a position on the
なお、図27に示す例の場合には、第二ガスG2が導入される第二ガス流入口12から第一ガスG1が装置外に漏れ出すことのないよう、第二ガス流入口12は、不図示の逆止弁を介して、第二ガスG2のガス供給源に接続されているものとして構わない。
In the case of the example shown in FIG. 27, the
〈2〉本実施形態においても、第二実施形態と同様に、第一ガス通流路8が狭小部17を備えるものとしても構わない。
<2> In the present embodiment as well, the first
[第六実施形態]
本発明に係るガス供給装置の第六実施形態につき、上記各実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment of the gas supply device according to the present invention will be described focusing on the parts different from each of the above embodiments.
本実施形態のガス供給装置1は、図28に示すように、ガス流出口13と対象物40との間において、第一ガスG1と第二ガスG2とが混合されるガス混合部14が設けられている。より詳細には、第二ガスG2が、第二ガスG2を供給可能なガス供給源50から、第二ガス流入口12を介して、ガス流出口13と対象物40との間に供給される。ガス流出口13からは、紫外光L1が照射されることでラジカルを多く含んだ第一ガスG1が流出される。これにより、対象物40の表面には、第一ガスG1と、第一ガスG1よりも酸素濃度の低い第二ガスG2とが混合されてなる、混合ガスG3が吹き付けられる。
As shown in FIG. 28, the
かかる態様によっても、対象物40の表面に対して高濃度のラジカルを含んだ状態のガスを吹き付けることが可能となる。
Also in such an embodiment, it is possible to blow a gas containing a high concentration of radicals onto the surface of the
なお、本実施形態において、光源5や第一ガス通流路8の形状については、各実施形態で上述した構成を適宜採用することができる。
In addition, in this embodiment, as for the shape of the
[別実施形態]
〈1〉図29に示すように、光源5から外側に向かって紫外光L1が出射される態様において、一部の領域を第一ガス通流路8とし、他の領域を第二ガス通流路9とするものとしても構わない。かかる場合においては、光源5は、第二ガス通流路9側には発光面5aを設けないものとしても構わない。また、別の態様として、光源5は、第一ガス通流路8側に、紫外光L1を反射するための反射部材33(図3参照)を有するものとしても構わない。
[Another Embodiment]
<1> As shown in FIG. 29, in an embodiment in which ultraviolet light L1 is emitted outward from the
なお、かかる場合においても、上述した各実施形態のガス供給装置1の構造を適宜応用することができる。
Even in such a case, the structure of the
〈2〉例えば、第一実施形態のガス供給装置1において、発光管21の外側に向かって紫外光L1を出射する態様とすることで、第一ガス通流路8を光源5の外側とし、第二ガス通流路9を光源5の内側とするものとしても構わない。言い換えれば、第一ガスG1が通流する第一ガス通流路8は、第二ガスG2が通流する第二ガス通流路9を取り囲むように、又は挟むように、外側に配置されているものとしても構わない。他の実施形態においても同様である。
<2> For example, in the
〈3〉その他、上述した各実施形態において、相互に構成を応用してガス供給装置1を実現しても構わない。
<3> In addition, in each of the above-described embodiments, the
1 :ガス供給装置
3 :筐体
3a :第一壁体
3b :第二壁体
3b1 :内壁面
5 :光源
5a :発光面
8 :第一ガス通流路
9 :第二ガス通流路
11 :第一ガス流入口
12 :第二ガス流入口
13 :ガス流出口
14 :ガス混合部
15 :第一空間
16 :第二空間
17 :狭小部
17a :反射面
17b :透光部材
21 :発光管
21a :外側管
21b :内側管
23G :発光ガス
31 :第一電極
32 :第二電極
33 :反射部材
40 :対象物
50 :ガス供給源
G1 :第一ガス
G2 :第二ガス
G3 :混合ガス
L1 :紫外光
d1 :第一方向
d2 :第二方向
1: Gas supply device 3:
Claims (14)
前記第一ガス流入口とは異なる箇所に設けられ、前記第一ガスよりも含有酸素濃度の低い第二ガスが流入される、第二ガス流入口と、
前記第一ガス流入口から流入された前記第一ガスが通流する第一ガス通流路と、
前記第一ガス通流路内の照射領域に向かって紫外光を発する光源と、
少なくとも一部の前記照射領域を通過した後の前記第一ガスと前記第二ガスとが混合されるガス混合部と、
前記ガス混合部で混合された後の混合ガスを外部に流出させるガス流出口とを備えることを特徴とする、ガス供給装置。 The first gas inlet, where the first gas containing oxygen, which is a radical source, flows in,
A second gas inlet, which is provided at a location different from the first gas inlet and into which a second gas having a lower oxygen concentration than the first gas flows in.
The first gas flow path through which the first gas flowing in from the first gas inflow port flows,
A light source that emits ultraviolet light toward the irradiation region in the first gas passage, and
A gas mixing section in which the first gas and the second gas are mixed after passing through at least a part of the irradiation region.
A gas supply device including a gas outlet that allows the mixed gas after being mixed in the gas mixing section to flow out to the outside.
前記第二ガス通流路は、前記照射領域よりも前記ガス流出口側の位置において、前記ガス混合部に連絡されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のガス供給装置。 A second gas flow path through which the second gas flowing in from the second gas inflow port flows is provided.
The gas supply device according to claim 1 or 2, wherein the second gas passage is connected to the gas mixing portion at a position closer to the gas outlet side than the irradiation region.
前記光源は、内側に中空の筒状空間が管軸方向に沿って貫通形成された発光管と、当該発光管の前記筒状空間側の空間に沿って形成された発光面とを有し、
前記第一ガス通流路は、前記発光面に囲まれた前記筒状空間に形成され、
前記第二ガス通流路は、前記発光管の外壁と前記筐体の内壁とで挟まれた領域に形成されていることを特徴とする、請求項4に記載のガス供給装置。 It has a housing with a built-in light source.
The light source has a light emitting tube in which a hollow tubular space is formed through the tube axis direction, and a light emitting surface formed along the space on the tubular space side of the light emitting tube.
The first gas passage is formed in the tubular space surrounded by the light emitting surface.
The gas supply device according to claim 4, wherein the second gas passage is formed in a region sandwiched between an outer wall of the arc tube and an inner wall of the housing.
前記筐体は、
内側に前記光源が配置される第一空間を形成する第一壁体と、
前記第一壁体の外側に配置され、当該第一壁体との間に第二空間を形成する第二壁体とを有し、
前記光源は、管軸方向に沿って形成された発光管と、当該発光管の外側面に沿って形成された発光面とを有し、
前記第一ガス通流路は、前記発光管の外壁と前記第一壁体とで挟まれた領域に形成され、
前記第二ガス通流路は、前記第一壁体と前記第二壁体とで挟まれた領域に形成されていることを特徴とする、請求項4に記載のガス供給装置。 It has a housing in which the light source is built.
The housing is
A first wall body forming a first space in which the light source is arranged, and
It has a second wall body that is arranged outside the first wall body and forms a second space with the first wall body.
The light source has a light emitting tube formed along the tube axis direction and a light emitting surface formed along the outer surface of the light emitting tube.
The first gas passage is formed in a region sandwiched between the outer wall of the arc tube and the first wall body.
The gas supply device according to claim 4, wherein the second gas passage is formed in a region sandwiched between the first wall body and the second wall body.
前記第一ガス及び前記第二ガスは、いずれも前記第一方向に平行な方向に流れた後に、前記ガス混合部に達することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のガス供給装置。 The light source has a shape in which the direction parallel to the first direction from the first gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction.
The first gas and the second gas both flow in a direction parallel to the first direction and then reach the gas mixing portion, according to any one of claims 1 to 7. Gas supply device.
前記第一ガス及び前記第二ガスは、いずれも前記第一方向に平行な方向に流れた後に、前記ガス混合部に達することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス供給装置。 The light source has a shape in which the direction orthogonal to the first direction from the first gas inlet to the gas outlet is the longitudinal direction.
The first gas and the second gas both flow in a direction parallel to the first direction and then reach the gas mixing portion, according to any one of claims 1 to 4. Gas supply device.
ラジカル源となる酸素を含む第一ガスを第一ガス通流路内に流入させる工程(a)と、
前記第一ガス通流路内を通流する前記第一ガスに対して、光源から紫外光を照射する工程(b)と、
前記工程(b)の後に、前記第一ガスに対して、前記第一ガスよりも含有酸素濃度の低い第二ガスを混合させる工程(c)と、
前記工程(c)によって得られた混合ガスを前記対象物の表面に吹き付ける工程(d)とを有することを特徴とする、表面処理方法。
It is a surface treatment method for an object.
The step (a) of allowing the first gas containing oxygen, which is a radical source, to flow into the first gas passage, and
The step (b) of irradiating the first gas flowing through the first gas flow path with ultraviolet light from a light source, and
After the step (b), a step (c) of mixing the first gas with a second gas having a lower oxygen concentration than the first gas is added.
A surface treatment method comprising a step (d) of spraying the mixed gas obtained in the step (c) onto the surface of the object.
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