JP3314656B2 - Light source device - Google Patents

Light source device

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JP3314656B2
JP3314656B2 JP09354497A JP9354497A JP3314656B2 JP 3314656 B2 JP3314656 B2 JP 3314656B2 JP 09354497 A JP09354497 A JP 09354497A JP 9354497 A JP9354497 A JP 9354497A JP 3314656 B2 JP3314656 B2 JP 3314656B2
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casing
gas
dielectric barrier
barrier discharge
discharge lamp
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悟 福田
史敏 竹元
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Ushio Denki KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体バリア放電
ランプを具えた光源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device having a dielectric barrier discharge lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、金属、ガラス、その他の材料より
なる被処理体に紫外線を照射することにより、当該紫外
線およびこれにより生成されるオゾンの作用によって被
処理体を処理する技術、例えば被処理体の表面に付着し
た有機汚染物質を除去する洗浄処理技術や、被処理体の
表面に酸化膜を形成する酸化膜形成処理技術が開発さ
れ、実用化されるに至っている。
2. Description of the Related Art In recent years, an object to be processed made of metal, glass, or another material is irradiated with ultraviolet rays, whereby the object to be processed is treated by the action of the ultraviolet rays and ozone generated thereby. A cleaning technology for removing organic contaminants adhering to the surface of a body and an oxide film forming technology for forming an oxide film on the surface of a body to be processed have been developed and put into practical use.

【0003】このような紫外線処理するための光源装置
においては、紫外線を放射する光源として、従来、水銀
の共鳴線である波長185nmの紫外線を放出する低圧
水銀ランプが使用されていたが、最近においては、一部
が誘電体により構成された放電容器内に、適宜の放電用
ガスが充填され、当該放電容器内において誘電体バリア
放電(別名「オゾナイザ放電」あるいは「無声放電」。
電気学会発行改定新版「放電ハンドブック」平成1年6
月再版7刷発行第263頁参照。)を発生させることに
より、エキシマが生成されてエキシマ光が放出される誘
電体バリア放電ランプが開発されている。例えば、特開
平1−144560号公報には、少なくとも一部が誘電
体である石英ガラスにより構成された中空円筒状の放電
容器内に放電用ガスが充填されてなる誘電体バリア放電
ランプが記載されている。
In such a light source device for processing ultraviolet rays, a low-pressure mercury lamp which emits ultraviolet rays having a wavelength of 185 nm, which is a resonance line of mercury, has conventionally been used as a light source for emitting ultraviolet rays. In a discharge vessel, an appropriate discharge gas is filled in a discharge vessel partly composed of a dielectric, and a dielectric barrier discharge (also known as “ozonizer discharge” or “silent discharge”) is formed in the discharge vessel.
New edition "Discharge Handbook" published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, June 2001
See page 263 of the 7th reprint of the month. ), A dielectric barrier discharge lamp has been developed in which excimer is generated and excimer light is emitted. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-144560 discloses a dielectric barrier discharge lamp in which a discharge gas is filled in a hollow cylindrical discharge vessel at least partially composed of quartz glass which is a dielectric. ing.

【0004】このような誘電体バリア放電ランプにおい
ては、放電用ガスとして例えばキセノンガスを用いるこ
とにより、キセノンエキシマによるエキシマ光である波
長172nmにピークを有する紫外線が放出され、ま
た、放電用ガスとして例えばアルゴンと塩素ガスとの混
合ガスを用いることにより、アルゴン−塩素エキシマに
よるエキシマ光である波長175nmにピークを有する
紫外線が放出されることが知られている。
In such a dielectric barrier discharge lamp, for example, by using xenon gas as a discharge gas, ultraviolet light having a peak at a wavelength of 172 nm, which is excimer light by xenon excimer, is emitted. For example, it is known that by using a mixed gas of argon and chlorine gas, ultraviolet light having a peak at a wavelength of 175 nm, which is excimer light by argon-chlorine excimer, is emitted.

【0005】また、誘電体バリア放電ランプを具えた光
源装置としては、特開平5−174793号公報に、エ
キシマ光を取り出すための窓部材を有するケーシング内
に円筒状の誘電体バリア放電ランプが収納されてなるも
のが記載されている。
As a light source device having a dielectric barrier discharge lamp, Japanese Patent Laid-Open No. 5-174793 discloses a cylindrical dielectric barrier discharge lamp housed in a casing having a window member for extracting excimer light. What is done is described.

【0006】然るに、このような光源装置においては、
ケーシング内に存在する酸素によって誘電体バリア放電
ランプからのエキシマ光が吸収されるので、誘電体バリ
ア放電ランプからのエキシマ光を高い効率でケーシング
の窓部材から外部に取り出すことができない。そのた
め、ケーシング内に不活性ガスを流通させることによ
り、ケーシング内に存在する酸素の濃度を小さくするこ
とが行われている。
However, in such a light source device,
Since excimer light from the dielectric barrier discharge lamp is absorbed by oxygen present in the casing, excimer light from the dielectric barrier discharge lamp cannot be extracted to the outside from the window member of the casing with high efficiency. Therefore, the concentration of oxygen present in the casing is reduced by flowing an inert gas through the casing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光源装置においては、以下のような問題がある。寸法の
大きい被処理体に対しては、光源装置として大型のもの
を用いることが必要である。然るに、大型の光源装置に
おいては、小型の光源装置と比較した場合、ケーシング
内に同じ流量で不活性ガスを流通させても、ケーシング
内に残留する酸素の濃度を所期のレベルに維持すること
が困難である。そして、ケーシング内に残留する酸素の
濃度を所期のレベルに維持するためには、ケーシング内
のガス圧力を高めるか或いは不活性ガスの流量を大きく
することが必要となるが、ケーシング内のガス圧力をむ
やみに高めと、ケーシングの窓部材が破損する恐れがあ
るため、窓部材として、当該相当に高いガス圧力に耐え
られる厚みの大きいものを用いなければならず、光源装
置の製作コストが高くなり、一方、不活性ガスの流量を
むやみに大きくすると、被処理体の処理コストが高くな
る、という問題がある。
However, the above light source device has the following problems. For an object to be processed having a large size, it is necessary to use a large light source device. However, in the case of a large light source device, it is necessary to maintain the concentration of oxygen remaining in the casing at an expected level even when the inert gas is circulated at the same flow rate in the casing as compared with the small light source device. Is difficult. In order to maintain the concentration of oxygen remaining in the casing at a desired level, it is necessary to increase the gas pressure in the casing or to increase the flow rate of the inert gas. If the pressure is increased unnecessarily, the window member of the casing may be damaged.Therefore, a window member having a large thickness capable of withstanding the considerably high gas pressure must be used. On the other hand, if the flow rate of the inert gas is excessively increased, there is a problem that the processing cost of the object to be processed increases.

【0008】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、ケーンシグ内のガス圧力が特定の
値以上であれば、当該ケーシング内に残留する酸素の濃
度がほぼ一定の値に維持されることを見いだし、この知
見に基づいて本発明を完成した。本発明の目的は、ケー
シング内に残留する酸素の濃度が所期のレベルに安定に
維持され、誘電体バリア放電ランプからのエキシマ光を
高い効率で放射することのできる光源装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and when the gas pressure in a cane sig is equal to or higher than a specific value, the concentration of oxygen remaining in the casing is substantially constant. The present invention was completed based on this finding. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light source device in which the concentration of oxygen remaining in a casing is stably maintained at a desired level, and can emit excimer light from a dielectric barrier discharge lamp with high efficiency. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、誘
電体バリア放電によりエキシマが生成されてエキシマ光
が放出される誘電体バリア放電ランプと、この誘電体バ
リア放電ランプを収納し、当該誘電体バリア放電ランプ
からのエキシマ光を取り出す窓部材を有するケーシング
と、このケーシング内に不活性ガスを流通させるガス流
通手段とを具えてなる光源装置において、前記ガス流通
手段により、前記ケーシング内のガス圧力が大気圧より
100Pa以上大きい値となるよう、当該ケーシング内
に不活性ガスが流通されることを特徴とする。
A light source device according to the present invention accommodates a dielectric barrier discharge lamp in which excimer is generated by dielectric barrier discharge and excimer light is emitted, and the dielectric barrier discharge lamp is housed therein. In a light source device comprising: a casing having a window member for extracting excimer light from a dielectric barrier discharge lamp; and gas flowing means for flowing an inert gas into the casing, the gas flowing means includes: An inert gas is circulated in the casing such that the gas pressure is at least 100 Pa greater than the atmospheric pressure.

【0010】本発明の光源装置においては、ケーシング
内のガス圧力が大気圧より100Pa大きい値未満とな
ったときに、誘電体バリア放電ランプの作動を停止する
と共に不活性ガスの流通を停止する制御手段が設けられ
ていることが好ましい。また、ケーシング内のガス圧力
が大気圧より100Pa大きい値未満となったときに警
報する警報手段が設けられていることが好ましい。
In the light source device according to the present invention, when the gas pressure in the casing becomes less than 100 Pa greater than the atmospheric pressure, the operation of the dielectric barrier discharge lamp is stopped and the flow of the inert gas is stopped. Preferably, means are provided. Further, it is preferable to provide an alarm means for alarming when the gas pressure in the casing becomes less than a value larger than the atmospheric pressure by 100 Pa.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の光源装置について
詳細に説明する。図1は、本発明の光源装置の一例にお
ける構成の概略を示す模式図である。この図において、
10は、誘電体バリア放電によりエキマシが生成されて
エキシマ光が放出される誘電体バリア放電ランプであ
り、この誘電体バリア放電ランプ10は制御電源装置4
0に接続されている。20は、誘電体バリア放電ランプ
10を収容するケーシングである。30は、ケーシング
20内に不活性ガスを流通させるガス流通手段であっ
て、ガス供給源31と、ガス供給用電磁弁32と、ガス
排出用調整弁33とにより構成されており、ガス供給用
電磁弁32は制御電源装置40に接続されている。35
は、ケーシング20内のガス圧力を検知するガス圧力検
知器であり、このガス圧力検知器35は制御電源装置4
0に接続されている。36は制御電源装置からの信号に
より作動する警報器である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a light source device according to the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a schematic diagram showing the outline of the configuration of an example of the light source device of the present invention. In this figure,
Reference numeral 10 denotes a dielectric barrier discharge lamp that generates excimer light by dielectric barrier discharge and emits excimer light.
Connected to 0. Reference numeral 20 denotes a casing that houses the dielectric barrier discharge lamp 10. Reference numeral 30 denotes a gas distribution unit that distributes an inert gas into the casing 20. The gas distribution unit 30 includes a gas supply source 31, a gas supply solenoid valve 32, and a gas discharge adjustment valve 33. The solenoid valve 32 is connected to the control power supply 40. 35
Is a gas pressure detector for detecting the gas pressure in the casing 20, and this gas pressure detector 35 is
Connected to 0. An alarm 36 is activated by a signal from the control power supply.

【0012】図2は、図1に示す光源装置のケーシング
20およびその内部の構成を示す説明用断面図である。
この例においては、矩形の箱型のケーシング20内に、
4つの誘電体バリア放電ランプ10が収納されている。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing the casing 20 of the light source device shown in FIG. 1 and the internal structure thereof.
In this example, in a rectangular box-shaped casing 20,
Four dielectric barrier discharge lamps 10 are housed.

【0013】具体的に説明すると、ケーシング20にお
いては、下面に開口22を有する全体が矩形の箱型の枠
材21が設けられ、この枠材21の開口22を気密に塞
ぐよう、誘電体バリア放電ランプ20からの光を外部に
取り出すための窓部材23が設けられている。また、枠
材21の一側面には、ケーシング20内に不活性ガスを
導入するためのガス導入孔24が形成されており、枠材
21の他側面には、ケーシング20内のガスを排出する
ガス排出孔25が形成されている。窓部材13を構成す
る材料としては、誘電体バリア放電ランプ10からのエ
キシマ光に対して透過性を有するもの、例えば合成石英
ガラスを用いることができる。
More specifically, the casing 20 is provided with a box-shaped frame member 21 having an opening 22 on the lower surface and having a rectangular shape as a whole. A window member 23 for taking out light from the discharge lamp 20 to the outside is provided. Further, a gas introduction hole 24 for introducing an inert gas into the casing 20 is formed on one side surface of the frame member 21, and the gas inside the casing 20 is discharged on the other side surface of the frame member 21. A gas discharge hole 25 is formed. As a material for forming the window member 13, a material having transparency to excimer light from the dielectric barrier discharge lamp 10, for example, synthetic quartz glass can be used.

【0014】ケーシング20内の上部には、アルミニウ
ムよりなる冷却ブロック26が設けられている。この冷
却ブロック26の下面には、それぞれ誘電体バリア放電
ランプ10の外径より大きい径を有する断面が半円形の
4つの溝27が、互いに離間して並ぶよう形成されてお
り、これらの溝27の各々に沿って誘電体バリア放電ラ
ンプ10が配置されている。28は、冷却ブロック26
を貫通するよう形成された、冷却用流体を流通するため
の冷却用流体流通路である。また、図示の例では、冷却
ブロック26の下面における互いに隣接する溝27の間
の位置に、アルミニウムよりなる断面がV字形の光反射
板29が設けられている。
A cooling block 26 made of aluminum is provided at an upper portion in the casing 20. On the lower surface of the cooling block 26, four grooves 27 each having a semicircular cross section having a diameter larger than the outer diameter of the dielectric barrier discharge lamp 10 are formed so as to be spaced apart from each other. A dielectric barrier discharge lamp 10 is arranged along each of the above. 28 is a cooling block 26
Is a cooling fluid flow passage formed to penetrate through and through which the cooling fluid flows. In the illustrated example, a light reflecting plate 29 made of aluminum and having a V-shaped cross section is provided at a position between the adjacent grooves 27 on the lower surface of the cooling block 26.

【0015】誘電体バリア放電ランプ10においては、
図3にも示すように、中空円筒状の放電容器11が設け
られている。具体的に説明すると、放電容器11は、誘
電体よりなる円筒状の一方の壁部12と、この一方の壁
材12内にその筒軸に沿って配置された、当該一方の壁
材12の内径より小さい外径を有する誘電体よりなる他
方の壁材13とを有し、一方の壁材12および他方の壁
材13の各々の両端部が封止壁部14によって接合さ
れ、一方の壁材12と他方の壁材13との間に円筒状の
放電空間Sが形成されている。この放電容器11内に
は、放電用ガスが封入されている。
In the dielectric barrier discharge lamp 10,
As shown in FIG. 3, a hollow cylindrical discharge vessel 11 is provided. More specifically, the discharge vessel 11 includes a cylindrical wall portion 12 made of a dielectric and one of the wall members 12 disposed inside the one wall member 12 along the cylinder axis. The other wall member 13 made of a dielectric material having an outer diameter smaller than the inner diameter, and both ends of the one wall member 12 and the other wall member 13 are joined by a sealing wall portion 14 to form one wall. A cylindrical discharge space S is formed between the material 12 and the other wall material 13. A discharge gas is sealed in the discharge vessel 11.

【0016】放電容器11における一方の壁材12に
は、その外面15に密接して、例えば金網などの導電性
材料よりなる網状の一方の電極16が設けられ、放電容
器11における他方の壁材13には、その内周面である
外面17を覆うようアルミニウムよりなる膜状の他方の
電極18が設けられている。
One of the wall members 12 of the discharge vessel 11 is provided with one mesh-like electrode 16 made of a conductive material such as a wire mesh in close contact with an outer surface 15 thereof. 13 is provided with a film-shaped other electrode 18 made of aluminum so as to cover an outer surface 17 which is an inner peripheral surface thereof.

【0017】また、図示の例では、放電容器11を構成
する一方の壁材12の一端側には、周方向に沿って内方
に突出する変形部19が形成されており、これにより、
この変形部19と一端側の封止壁部14との間に、放電
空間Sに連通するゲッタ収容室Kが形成され、このゲッ
タ収容室K内に例えばバリウム合金よりなるゲッタGが
収容されている。このゲッタGは例えば高周波加熱さ
れ、これにより、ゲッタ収容室Kの内壁面にバリウムよ
りなる薄膜が形成される。
In the example shown in the figure, a deformed portion 19 is formed at one end of one wall member 12 constituting the discharge vessel 11 so as to protrude inward along the circumferential direction.
A getter accommodating chamber K communicating with the discharge space S is formed between the deformed portion 19 and the sealing wall section 14 on one end side, and a getter G made of, for example, a barium alloy is accommodated in the getter accommodating chamber K. I have. The getter G is heated by, for example, high frequency, so that a thin film made of barium is formed on the inner wall surface of the getter accommodating chamber K.

【0018】放電容器11における一方の壁材12およ
び他方の壁材13を構成する誘電体材料としては、放電
容器11内において放出されるエキシマ光に対して透過
性を有するもの、例えば合成石英ガラスを用いることが
できる。放電容器11内に封入される放電用ガスとし
て、例えばキセノンガス、アルゴンと塩素との混合ガス
などを用いることができる。
The dielectric material constituting the one wall member 12 and the other wall member 13 in the discharge vessel 11 is a dielectric material which transmits excimer light emitted in the discharge vessel 11, for example, synthetic quartz glass. Can be used. As the discharge gas sealed in the discharge vessel 11, for example, xenon gas, a mixed gas of argon and chlorine, or the like can be used.

【0019】本発明の光源装置においては、ガス流通手
段30により、ケーシング20内のガス圧力が大気圧よ
り100Pa以上大きい値となるよう、当該ケーシング
20内に不活性ガスが流通され、この状態で、誘電体バ
リア放電ランプ10が作動することにより、被処理体W
に対して所要の光照射処理が行われる。
In the light source device of the present invention, the inert gas is circulated in the casing 20 by the gas circulating means 30 so that the gas pressure in the casing 20 becomes a value greater than the atmospheric pressure by 100 Pa or more. When the dielectric barrier discharge lamp 10 operates, the workpiece W
Is subjected to a required light irradiation process.

【0020】具体的には、制御電源装置40を作動させ
ると、ガス供給用電磁弁32が開き、これにより、ガス
供給源31からガス供給孔24を介してケーシング20
内に不活性ガスが供給されると共に、ケーシング20内
におけるガスが、ガス排出孔25およびガス排出用調整
弁33を介して外部に排出される。その後、ガス圧力検
出器35が、ケーシング20内における不活性ガスの圧
力が大気圧より100Pa大きい値に達したことを検知
すると、制御電源装置40によって、誘電体バリア放電
ランプ10に高周波電力が供給される。そして、誘電体
バリア放電ランプ10においては、一方の電極16と他
方の電極18との間に電圧が印加されることによって、
放電容器11内の放電空間Sにおいて誘電体バリア放電
が発生し、これにより、封入用ガスを構成する元素によ
るエキシマが生成され、このエキシマによるエキシマ光
が一方の壁材12を介して一方の電極16の網目から放
射され、このエキシマ光は、ケーシング20の窓部材2
3を介して被処理体Wに照射される。
Specifically, when the control power supply device 40 is operated, the gas supply solenoid valve 32 is opened, so that the gas supply source 31 is connected to the casing 20 through the gas supply hole 24.
The gas in the casing 20 is discharged to the outside through the gas discharge hole 25 and the gas discharge adjusting valve 33 while the inert gas is supplied to the inside. Thereafter, when the gas pressure detector 35 detects that the pressure of the inert gas in the casing 20 has reached a value greater than the atmospheric pressure by 100 Pa, the control power supply device 40 supplies high-frequency power to the dielectric barrier discharge lamp 10. Is done. In the dielectric barrier discharge lamp 10, a voltage is applied between one electrode 16 and the other electrode 18,
A dielectric barrier discharge is generated in the discharge space S in the discharge vessel 11, thereby generating excimers due to the elements constituting the filling gas, and excimer light generated by the excimers passes through one wall member 12 to one electrode. The excimer light radiated from the mesh 16 is transmitted to the window member 2 of the casing 20.
The object to be processed W is irradiated through the substrate 3.

【0021】以上において、誘電体バリア放電ランプ1
0の作動中に、ガス圧力検出器35が、ケーシング20
内における不活性ガスの圧力が大気圧より100Pa大
きい値未満となったことを検知すると、制御電源装置4
0によって、誘電体バリア放電ランプ10の作動が停止
されると共に、ガス供給用電磁弁32が閉められ、更
に、制御電源装置40からの信号によって、警報器36
が作動する。一方、誘電体バリア放電ランプ10の作動
中に、ガス圧力検出器35が、ケーシング20内におけ
る不活性ガスの圧力が特定の値、例えば大気圧より1.
3kPa大きい値を超えたことを検知すると、制御電源
装置40によって、誘電体バリア放電ランプ10の作動
が停止されると共に、ガス供給用電磁弁32が閉めら
れ、更に、制御電源装置40からの信号によって、警報
器36が作動する。
In the above, the dielectric barrier discharge lamp 1
0, the gas pressure detector 35 is
When it is detected that the pressure of the inert gas in the chamber has become less than a value greater than the atmospheric pressure by 100 Pa, the control power supply 4
By 0, the operation of the dielectric barrier discharge lamp 10 is stopped, the gas supply solenoid valve 32 is closed, and the signal from the control power supply 40 causes the alarm 36
Operates. On the other hand, during the operation of the dielectric barrier discharge lamp 10, the gas pressure detector 35 detects that the pressure of the inert gas in the casing 20 is 1.
When it is detected that the value exceeds 3 kPa, the operation of the dielectric barrier discharge lamp 10 is stopped by the control power supply 40, the gas supply solenoid valve 32 is closed, and a signal from the control power supply 40 is output. Thereby, the alarm 36 operates.

【0022】このような光源装置によれば、ガス流通手
段30によって、ケーシング20内の圧力が大気圧より
100Pa以上大きい値となるよう、ケーシング20内
に不活性ガスが流通されるので、後述する実験例から明
らかなように、ケーシング20内に残留する酸素の濃度
が所期のレベルに安定に維持される。従って、誘電体バ
リア放電ランプ20からのエキシマ光がケーンシグ20
内において吸収されることを確実に抑制することがで
き、その結果、誘電体バリア放電ランプ20からのエキ
シマ光を高い効率でケーシング20の外部に放射するこ
とができる。
According to such a light source device, the inert gas is circulated in the casing 20 by the gas circulating means 30 so that the pressure in the casing 20 becomes greater than the atmospheric pressure by 100 Pa or more. As is clear from the experimental example, the concentration of oxygen remaining in the casing 20 is stably maintained at a desired level. Therefore, the excimer light from the dielectric barrier discharge lamp 20 is
The excimer light from the dielectric barrier discharge lamp 20 can be emitted to the outside of the casing 20 with high efficiency as a result.

【0023】また、ケーシング20内のガス圧力が大気
圧より100Pa大きい値未満となったときには、制御
電源装置40により、誘電体バリア放電ランプ10の作
動が停止されると共に、ガス供給用電磁弁32が閉めら
れて不活性ガスの流通が停止されるので、ケーシング2
0内に残留する酸素の濃度が高い状態で被処理体Wの光
照射処理が行われることを確実に防止することができ
る。また、ケーシング20内のガス圧力が大気圧より1
00Pa大きい値未満となったときには、警報器36が
作動するので、ケーシング20内に残留する酸素の濃度
が高くなったことを作業者に知らせることができる。
When the gas pressure in the casing 20 becomes less than a value greater than the atmospheric pressure by 100 Pa, the operation of the dielectric barrier discharge lamp 10 is stopped by the control power supply device 40 and the gas supply solenoid valve 32 is turned off. Is closed and the flow of the inert gas is stopped.
It is possible to reliably prevent the light irradiation processing of the processing target object W from being performed in a state where the concentration of oxygen remaining in 0 is high. In addition, the gas pressure in the casing 20 is lower than the atmospheric pressure by one.
When the value becomes smaller than 00 Pa, the alarm 36 is activated, so that the worker can be notified that the concentration of oxygen remaining in the casing 20 has increased.

【0024】また、ケーシング20内のガス圧力が特定
の値、例えば大気圧より1.3kPa大きい値を超えた
ときには、制御電源装置40により、ガス供給用電磁弁
32が閉められて不活性ガスの流通が停止されるので、
ケーシング20の窓部材23が破損することを確実に防
止することができる。
When the gas pressure in the casing 20 exceeds a specific value, for example, a value 1.3 kPa larger than the atmospheric pressure, the control power supply device 40 closes the gas supply solenoid valve 32 to release the inert gas. Distribution will be suspended,
It is possible to reliably prevent the window member 23 of the casing 20 from being damaged.

【0025】〈実験例〉図3の構成に従い、下記の条件
により誘電体バリア放電ランプを作製した。 放電容器(11):全長300mm, 一方の壁部(12):材質;合成石英ガラス,外径;2
6.5mm,肉厚;1mm, 他方の壁部(13):材質;合成石英ガラス,外径;1
6.0mm,肉厚;1mm, 一方の電極(16):ステンレス金網製, 他方の電極(18):アルミニウム製, 放電用ガス:キセノン(封入圧30kPa)
<Experimental Example> A dielectric barrier discharge lamp was manufactured according to the configuration shown in FIG. 3 under the following conditions. Discharge vessel (11): total length 300 mm, one wall (12): material; synthetic quartz glass, outer diameter: 2
6.5 mm, wall thickness: 1 mm, other wall (13): material: synthetic quartz glass, outer diameter: 1
6.0 mm, thickness: 1 mm, one electrode (16): stainless steel wire mesh, the other electrode (18): aluminum, discharge gas: xenon (filling pressure: 30 kPa)

【0026】上記の誘電体バリア放電ランプを、周波数
が約20kHzの高周波電源により、入力電力が約50
Wの条件で点灯させたところ、波長172nmにピーク
を有する光が放出された。
The above-mentioned dielectric barrier discharge lamp is supplied with an input power of about 50 kHz by a high-frequency power supply having a frequency of about 20 kHz.
When the lamp was turned on under the condition of W, light having a peak at a wavelength of 172 nm was emitted.

【0027】この誘電体バリア放電ランプの4本を、図
2に示す構成に従って、寸法が450mm×350mm
×100mmのケーシング(20)内に配置し、更に、
図4に示すように、ケーシング(20)を、ガス流量計
(51)を介して窒素ガス供給源(50)に接続すると
共に、ガス排出用調整弁(52)に接続し、更に、ケー
シング(20)内に、ガス圧力計(53)および酸素濃
度計(54)を配置することにより、ケーシング内のガ
ス圧力と、ケーシング内に残留する酸素の濃度との関係
を調べるための実験システムを構成した。
According to the configuration shown in FIG. 2, four of these dielectric barrier discharge lamps were sized to 450 mm × 350 mm.
Placed in a × 100 mm casing (20),
As shown in FIG. 4, the casing (20) is connected to a nitrogen gas supply source (50) via a gas flow meter (51), and connected to a gas discharge regulating valve (52). An experimental system for examining the relationship between the gas pressure in the casing and the concentration of oxygen remaining in the casing by arranging the gas pressure gauge (53) and the oxygen concentration meter (54) in 20). did.

【0028】そして、窒素ガス供給源(50)からケー
シング(20)内に10リットル/分、30リットル/
分および50リットル/分の流量で窒素ガスを供給する
ことにより、当該ケーシング(20)内に窒素ガスを流
通させると共に、ガス排出用調整弁(52)を調整する
ことにより、ケーシング(20)内のガス圧力を変動さ
せたときの当該ケーシング(20)内に残留する酸素の
濃度を測定した。結果を図5に示す。この図において、
横軸はケーシング内のガス圧力を示し、縦軸はケーシン
グ内に残留する酸素の濃度を示す。また、曲線(イ)
は、窒素ガスを10リットル/分の流量で供給した場合
を示し、曲線(ロ)は、窒素ガスを30リットル/分の
流量で供給した場合を示し、曲線(ハ)は、窒素ガスを
50リットル/分の流量で供給した場合を示す。
Then, 10 liter / minute and 30 liter / minute from the nitrogen gas supply source (50) into the casing (20).
By supplying nitrogen gas at a flow rate of 50 liters / minute and 50 liters / minute, the nitrogen gas is allowed to flow through the casing (20), and by adjusting the gas discharge adjusting valve (52), the inside of the casing (20) is adjusted. The concentration of oxygen remaining in the casing (20) when the gas pressure was varied was measured. FIG. 5 shows the results. In this figure,
The horizontal axis indicates the gas pressure in the casing, and the vertical axis indicates the concentration of oxygen remaining in the casing. Also, the curve (a)
Shows a case where nitrogen gas was supplied at a flow rate of 10 liter / min, a curve (b) shows a case where nitrogen gas was supplied at a flow rate of 30 liter / min, and a curve (c) shows a case where nitrogen gas was supplied at 50 liter / min. The case where the flow rate is supplied at a flow rate of 1 / min is shown.

【0029】図5から明らかなように、いずれの窒素ガ
スの流量が10リットル/分、30リットル/分および
50リットル/分のいずれであっても、ケーシング内の
ガス圧力が大気圧からこれより100Pa大きい値に達
するまでの間においては、当該ガス圧力が上昇するに従
って、当該ケーンシグ内に残留する酸素の濃度が急激に
減少し、ケーシング内のガス圧力が大気圧より100P
a以上大きいときには、当該ガス圧力の値に関わらず、
当該ケーンシグ内に残留する酸素の濃度がほぼ一定の値
に維持されることが理解される。従って、ケーシング内
に供給される不活性ガスの流量を選択し、ケーシング内
のガス圧力が大気圧より100Pa以上大きい値となる
よう、当該ケーシング内に不活性ガスを流通させること
により、ケーシング内に残留する酸素の濃度を所期のレ
ベルに安定に維持させることができる。
As apparent from FIG. 5, the gas pressure in the casing is changed from the atmospheric pressure to the lower pressure regardless of the flow rate of the nitrogen gas, 10 liter / minute, 30 liter / minute and 50 liter / minute. Until the gas pressure increases, the concentration of oxygen remaining in the cane sig rapidly decreases until the gas pressure increases by 100 Pa, and the gas pressure in the casing becomes 100 P
When the gas pressure is larger than a, regardless of the value of the gas pressure,
It is understood that the concentration of oxygen remaining in the cane sig is maintained at a substantially constant value. Therefore, the flow rate of the inert gas supplied into the casing is selected, and the inert gas is circulated through the casing so that the gas pressure in the casing becomes a value greater than or equal to the atmospheric pressure by 100 Pa or more. The concentration of the remaining oxygen can be stably maintained at a desired level.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、ガス流通手段によっ
て、ケーシング内の圧力が大気圧より100Pa以上大
きい圧力となるよう、当該ケーシング内に不活性ガスが
流通されるので、ケーシング内に残留する酸素の濃度が
所期のレベルに安定に維持される。従って、誘電体バリ
ア放電ランプからのエキシマ光がケーンシグ内において
吸収されることを確実に抑制することができ、その結
果、誘電体バリア放電ランプからのエキシマ光を高い効
率でケーシングの外部に放射することができる。
According to the present invention, the inert gas is circulated in the casing by the gas circulating means so that the pressure in the casing becomes 100 Pa or more higher than the atmospheric pressure. Oxygen concentration is maintained stably at the desired level. Therefore, it is possible to reliably suppress the excimer light from the dielectric barrier discharge lamp from being absorbed in the cane sig. As a result, the excimer light from the dielectric barrier discharge lamp is radiated to the outside of the casing with high efficiency. be able to.

【0031】また、ケーシング内のガス圧力が大気圧よ
り100Pa大きい値未満となったときに、誘電体バリ
ア放電ランプおよびガス流通手段の作動を停止させる制
御手段を設けることにより、ケーシング内に残留する酸
素の濃度が高い状態で被処理体の光照射処理が行われる
ことを確実に防止することができる。また、ケーシング
内のガス圧力が大気圧より100Pa大きい値未満とな
ったときに作動する警報手段を設けることにより、ケー
シング内に残留する酸素の濃度が高くなったことを作業
者に知らせることができる。
Further, when the gas pressure in the casing becomes less than a value larger than the atmospheric pressure by 100 Pa, a control means for stopping the operation of the dielectric barrier discharge lamp and the gas flow means is provided, so that the gas remains in the casing. It is possible to reliably prevent the light irradiation treatment of the object to be processed in a state where the concentration of oxygen is high. In addition, by providing an alarm unit that operates when the gas pressure in the casing becomes less than a value greater than the atmospheric pressure by 100 Pa, it is possible to notify an operator that the concentration of oxygen remaining in the casing has increased. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光源装置の一例における構成の概略を
示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an example of a light source device of the present invention.

【図2】図1に示す光源装置のケーシングおよびその内
部の構成を示す説明用断面図である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing a casing of the light source device shown in FIG. 1 and a configuration inside the casing.

【図3】本発明に用いられる誘電体バリア放電ランプの
一例における構成を示す説明用断面図である。
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a configuration of an example of a dielectric barrier discharge lamp used in the present invention.

【図4】ケーシング内のガス圧力と、ケーシング内に残
留する酸素の濃度との関係を調べるための実験システム
の概略を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an outline of an experimental system for examining a relationship between a gas pressure in a casing and a concentration of oxygen remaining in the casing.

【図5】ケーシング内のガス圧力と、ケーシング内に残
留する酸素の濃度との関係を示す曲線図である。
FIG. 5 is a curve diagram showing a relationship between a gas pressure in a casing and a concentration of oxygen remaining in the casing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 誘電体バリア放電ランプ 11 放電容器 12 一方の壁部 13 他方の壁部 14 封止壁部 15 一方の壁部の外面 16 一方の電極 17 他方の壁部の外面 18 他方の電極 19 変形部 20 ケーシング 21 枠材 22 開口 23 窓部材 24 ガス供給孔 25 ガス排出孔 26 冷却ブロック 27 溝 28 冷却用流体流通路 29 光反射部材 30 ガス流通手段 31 ガス供給源 32 ガス供給用電磁弁 33 ガス排出用調整弁 35 ガス圧力検知器 36 警報器 40 制御電源装置 50 窒素ガス供給源 51 ガス流量計 52 ガス排出用調整弁 53 ガス圧力計 54 酸素濃度計 G ゲッタ K ゲッタ収容室 S 放電空間 W 被処理体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dielectric barrier discharge lamp 11 Discharge container 12 One wall part 13 The other wall part 14 Sealing wall part 15 Outer surface of one wall part 16 One electrode 17 Outer surface of the other wall part 18 The other electrode 19 Deformation part 20 Casing 21 Frame material 22 Opening 23 Window member 24 Gas supply hole 25 Gas exhaust hole 26 Cooling block 27 Groove 28 Cooling fluid flow passage 29 Light reflecting member 30 Gas distribution means 31 Gas supply source 32 Gas supply solenoid valve 33 Gas discharge Control valve 35 Gas pressure detector 36 Alarm device 40 Control power supply device 50 Nitrogen gas supply source 51 Gas flow meter 52 Gas discharge control valve 53 Gas pressure gauge 54 Oxygen meter G Getter K Getter storage chamber S Discharge space W Target object

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−124536(JP,A) 特開 平8−96770(JP,A) 特開 平7−196303(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 65/04 G21K 5/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-8-124536 (JP, A) JP-A-8-96770 (JP, A) JP-A-7-196303 (JP, A) (58) Field (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 65/04 G21K 5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 誘電体バリア放電によりエキシマが生成
されてエキシマ光が放出される誘電体バリア放電ランプ
と、 この誘電体バリア放電ランプを収納し、当該誘電体バリ
ア放電ランプからのエキシマ光を取り出す窓部材を有す
るケーシングと、 このケーシング内に不活性ガスを流通させるガス流通手
段とを具えてなる光源装置において、 前記ガス流通手段により、前記ケーシング内のガス圧力
が大気圧より100Pa以上大きい値となるよう、当該
ケーシング内に不活性ガスが流通されることを特徴とす
る光源装置。
1. A dielectric barrier discharge lamp in which excimer is generated by a dielectric barrier discharge to emit excimer light, an excimer light is housed in the dielectric barrier discharge lamp, and excimer light from the dielectric barrier discharge lamp is taken out. In a light source device comprising: a casing having a window member; and gas distribution means for flowing an inert gas through the casing, the gas pressure in the casing is at least 100 Pa greater than atmospheric pressure by the gas distribution means. A light source device characterized in that an inert gas flows through the casing.
【請求項2】 ケーシング内のガス圧力が大気圧より1
00Pa大きい値未満となったときに、誘電体バリア放
電ランプおよびガス流通手段の作動を停止させる制御手
段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
光源装置。
2. The gas pressure in the casing is lower than the atmospheric pressure by one.
2. The light source device according to claim 1, further comprising a control unit that stops the operations of the dielectric barrier discharge lamp and the gas flow unit when the pressure becomes less than 00 Pa. 3.
【請求項3】 ケーシング内のガス圧力が大気圧より1
00Pa大きい値未満となったときに作動する警報手段
が設けられていることを特徴とする請求項1または請求
項2に記載の光源装置。
3. The gas pressure in the casing is lower than the atmospheric pressure by one.
The light source device according to claim 1, further comprising an alarm unit that is activated when the value becomes smaller than 00 Pa.
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