JP5169914B2

JP5169914B2 - Excimer lamp device

Info

Publication number: JP5169914B2
Application number: JP2009051683A
Authority: JP
Inventors: 史彦小田
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: JP2010205639A

Description

本発明は、放電容器の外面に放電用電極を設けたエキシマランプを備えたエキシマランプ装置に関する。 The present invention relates to an excimer lamp device including an excimer lamp provided with a discharge electrode on the outer surface of a discharge vessel.

例えば、希ガスとハロゲンとが発光ガスとして封入されたエキシマランプは、希ガスとハロゲンとの組み合わせに応じて、ハロゲンランプや高圧放電ランプなどでは得がたい波長の単色紫外線を高効率で得ることができることが知られている。
具体的には例えば、発光ガスとして、例えばアルゴン（Ａｒ）とフッ素（Ｆ₂）を用いた場合には、波長１９３ｎｍ近傍にピークを有する放射特性、クリプトン（Ｋｒ）とフッ素（Ｆ₂）を用いた場合には、波長２４８ｎｍ近傍にピークを有する放射特性、キセノン（Ｘｅ）とフッ素（Ｆ₂）を用いた場合には、波長３５１ｎｍ近傍にピークを有する放射特性が得られる。
このように、希ガスとハロゲンが発光ガスとして封入されたエキシマランプは、ハロゲンランプや高圧放電ランプなどのランプと全く異なる放射特性を有することから、例えば表面改質処理や殺菌処理などの用途に広く用いられている。その中でも、波長１９３ｎｍまたは波長２４８ｎｍ近傍にピークを有する放射特性を有する、アルゴンとフッ素とが封入されてなるエキシマランプまたはクリプトンとフッ素とが封入されてなるエキシマランプは、例えば、レジストの特性試験、周辺露光、マスク検査等の幅広い用途への適用が期待されている。 For example, an excimer lamp in which a rare gas and a halogen are enclosed as a luminescent gas can obtain monochromatic ultraviolet light having a wavelength that is difficult to obtain with a halogen lamp or a high-pressure discharge lamp according to the combination of the rare gas and the halogen. It has been known.
Specifically, for example, when argon (Ar) and fluorine (F ₂ ) are used as the luminescent gas, radiation characteristics having a peak in the vicinity of a wavelength of 193 nm, krypton (Kr) and fluorine (F ₂ ) are used. In the case of using xenon (Xe) and fluorine (F ₂ ), the emission characteristic having a peak in the vicinity of the wavelength of 248 nm is obtained.
As described above, the excimer lamp in which the rare gas and the halogen are sealed as the luminescent gas has completely different radiation characteristics from the lamp such as the halogen lamp and the high pressure discharge lamp. Widely used. Among them, an excimer lamp in which argon and fluorine are sealed or an excimer lamp in which krypton and fluorine are sealed has a radiation characteristic having a peak near a wavelength of 193 nm or 248 nm, for example, a resist property test, Application to a wide range of applications such as peripheral exposure and mask inspection is expected.

而して、ハロゲンが放電容器内に封入される構成のランプにおいては、放電容器を形成する材料として、石英ガラス等の珪素を含む材料を用いることはできない。この理由は、ハロゲンが石英ガラスと反応してガラス内に取り込まれ、放電空間内のハロゲン量が減少し、時間経過に伴って徐々に光出力が低下するためである。特に、フッ素は、ハロゲンの中でも反応性が著しく高く、石英ガラスと激しく反応するため、フッ素量の低下による光出力の減衰寿命が極端に短くなるという問題がある。 Thus, in a lamp having a structure in which halogen is enclosed in a discharge vessel, a material containing silicon such as quartz glass cannot be used as a material for forming the discharge vessel. This is because halogen reacts with quartz glass and is taken into the glass, the amount of halogen in the discharge space decreases, and the light output gradually decreases with time. In particular, fluorine has a very high reactivity among halogens and reacts vigorously with quartz glass, so that there is a problem that the attenuation life of light output due to a decrease in the amount of fluorine becomes extremely short.

上記問題に鑑みて、放電容器を、珪素を除く金属の酸化物またはフッ化物により構成し、炭素結合骨格の有機材料、具体的にはフッ素系樹脂にＯリングまたはエポキシ樹脂系接着剤よりなる封止材によって封止されてなる構成のエキシマランプが提案されている（特許文献１参照）。
このような構成のエキシマランプによれば、放電用ガスとして封入されるハロゲンの、放電容器に取り込まれる量を少なくすることができて光出力の低下を抑えることができる、とされている。 In view of the above problems, the discharge vessel is made of an oxide or fluoride of a metal other than silicon, and is a sealing made of an organic material having a carbon bond skeleton, specifically, a fluorine resin and an O-ring or an epoxy resin adhesive. An excimer lamp configured to be sealed with a stopper has been proposed (see Patent Document 1).
According to the excimer lamp having such a configuration, the amount of halogen encapsulated as a discharge gas can be reduced and the decrease in light output can be suppressed.

しかしながら、本願発明者が、放電容器に封入される放電用ガスとして、アルゴン（希ガス）とフッ素（ハロゲン）を選択し、上記構成に基づいてエキシマランプを試作したところ、Ｏリングまたはエポキシ樹脂系接着剤によって放電容器の封止構造を形成する方法では、ランプ製作時の寸法バラツキが大きく、また、製品の歩留りが悪く、最悪の場合には、リークが発生するなどの問題が生ずることが確認された。 However, when the inventor of the present application selected argon (rare gas) and fluorine (halogen) as the discharge gas sealed in the discharge vessel and prototyped an excimer lamp based on the above configuration, an O-ring or epoxy resin system was used. It is confirmed that the method of forming the discharge vessel sealing structure with the adhesive causes large dimensional variation during lamp manufacture, and the product yield is poor, and in the worst case, problems such as leaks occur. It was done.

一方、フラッシュランプにおいて、例えばサファイアやアルミナなどよりなる発光管に対して金属製の封止部材を金属ロウ材によってロウ付けして接合することにより、封止構造を形成する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
本願発明者は、このような技術を利用して、図６および図７に示す構成のエキシマランプを試作した。
図６に示す試作用のエキシマランプ５０Ａは、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）よりなる直管状の発光管５２の両端部の各々に、例えばニッケル（Ｎｉ）よりなる封止部材５３Ａ，５３Ｂが、例えば銀と銅との合金よりなる金属ロウ材６０によってロウ付けされて封止構造が形成された放電容器５１を備えている。
このエキシマランプ５０Ａにおける発光管５２は、誘電体としての機能と光取り出し窓としての機能を兼ね備えており、発光管５２の外面において互いに対向して設けられた、一対の放電用電極５５，５５間に高電圧が印加されることにより、一対の放電用電極５５，５５が互いに対向する放電領域Ｌ１において放電が誘起される構成とされている。
一方の封止部材５３Ａの一端部は細管状となっており、放電ガスである希ガスとフッ化物とを放電容器５１内に封入した後、細管部５４を切断することにより密閉構造が達成される。 On the other hand, in a flash lamp, for example, a technique for forming a sealing structure by brazing a metal sealing member to a luminous tube made of, for example, sapphire or alumina with a metal brazing material and joining the same is known. (For example, refer to Patent Document 2).
The inventor of the present application prototyped an excimer lamp having the configuration shown in FIGS. 6 and 7 using such a technique.
A prototype excimer lamp 50A shown in FIG. 6 includes sealing members 53A and 53B made of nickel (Ni), for example, at both ends of a straight tube arc tube 52 made of alumina (Al ₂ O ₃ ). For example, a discharge vessel 51 is provided which is brazed with a metal brazing material 60 made of an alloy of silver and copper to form a sealing structure.
The arc tube 52 in the excimer lamp 50A has a function as a dielectric and a function as a light extraction window. Between the pair of discharge electrodes 55 and 55 provided to face each other on the outer surface of the arc tube 52. When a high voltage is applied to the discharge region L1, the discharge is induced in the discharge region L1 where the pair of discharge electrodes 55 and 55 face each other.
One end of one sealing member 53A has a thin tubular shape, and after sealing rare gas and fluoride as discharge gas in the discharge vessel 51, the narrow tube portion 54 is cut to achieve a sealed structure. The

図７に示す試作用のエキシマランプ５０Ｂは、図６に示すエキシマランプ５０Ａにおいて、一端が閉塞された発光管５２Ａにおける開口側端部に、封止部材５３が金属ロウ材によってロウ付けされることにより封止構造が形成された、いわゆる「一端封止型」のものであることの他は、図６に示すエキシマランプ５０Ａと同一の構成を有し、図６に示すエキシマランプ５０Ａと同一の構成部材には、便宜上、同一の符号が付してある。 A prototype excimer lamp 50B shown in FIG. 7 has a sealing member 53 brazed with a metal brazing material to the opening side end portion of the arc tube 52A whose one end is closed in the excimer lamp 50A shown in FIG. 6 is the same as the excimer lamp 50A shown in FIG. 6, except that it is a so-called “one-end sealed type” in which the sealing structure is formed. For the sake of convenience, the same reference numerals are given to the constituent members.

而して、上記試作用エキシマランプ５０Ａ，５０Ｂの各々によれば、上記のようなランプ製造上の問題は解決することができるものの、このような構成のエキシマランプ５０Ａ，５０Ｂのいずれのものにおいても、一対の放電用電極５５，５５間にパルス高電圧が印加されることにより一対の放電用電極５５，５５が互いに対向する放電領域Ｌ１において放電が誘起されて所望の紫外線（エキシマ光）が得られるが、紫外線の放射強度が短時間で減少してしまい、所期の光出力減衰寿命を得ることができないことが判明した。 Thus, according to each of the prototype excimer lamps 50A and 50B, the above-described problem in manufacturing the lamp can be solved, but in any of the excimer lamps 50A and 50B having such a configuration. However, when a pulse high voltage is applied between the pair of discharge electrodes 55, 55, a discharge is induced in the discharge region L1 where the pair of discharge electrodes 55, 55 face each other, and desired ultraviolet rays (excimer light) are emitted. Although it is obtained, it has been found that the radiation intensity of ultraviolet rays decreases in a short time, and the expected light output decay life cannot be obtained.

特許第３１７８１６２号公報Japanese Patent No. 3178162 特開２００６−３１８６５６号公報JP 2006-318656 A

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、希ガスとフッ素原子を含むガスとが封入されたエキシマランプを、十分に高い照度を長時間の間にわたって維持することのできる長い光出力減衰寿命を有するものとして構成することのできるエキシマランプ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and maintains an excimer lamp in which a rare gas and a gas containing fluorine atoms are sealed, with sufficiently high illuminance for a long time. An object of the present invention is to provide an excimer lamp device that can be configured to have a long light output decay lifetime.

本発明のエキシマランプ装置は、金属ロウ材によるロウ付けにより封止構造が形成された放電容器内に、希ガスとフッ素原子を含むガスとが封入されてなるエキシマランプを備えたエキシマランプ装置であって、
前記エキシマランプは、放電容器の外面の一部に放電用電極が配設されて放電領域が形成され、当該放電領域以外の非放電領域にロウ付け部が位置された構成とされており、
当該非放電領域を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする。 The excimer lamp device of the present invention is an excimer lamp device including an excimer lamp in which a rare gas and a gas containing fluorine atoms are sealed in a discharge vessel in which a sealing structure is formed by brazing with a metal brazing material. There,
The excimer lamp is configured such that a discharge electrode is disposed on a part of the outer surface of the discharge vessel to form a discharge region, and a brazing part is located in a non-discharge region other than the discharge region,
A cooling means for cooling the non-discharge region is provided.

本発明のエキシマランプ装置においては、前記冷却手段をヒートシンクにより構成することができる。
このような構成のものにおいては、前記ヒートシンクは、前記放電容器を支持する支持部材としての機能を兼ね備えた構成とされていることが好ましい。
さらにまた、前記エキシマランプからの光を反射する反射ミラーがヒートシンクに挟持された構成とされていることが好ましい。 In the excimer lamp device of the present invention, the cooling means can be constituted by a heat sink.
In the thing of such a structure, it is preferable that the said heat sink is set as the structure which has the function as a supporting member which supports the said discharge vessel.
Furthermore, it is preferable that a reflection mirror that reflects light from the excimer lamp is sandwiched between heat sinks.

本発明のエキシマランプ装置によれば、ランプ点灯時において、ロウ付け部を含む非放電領域が冷却手段によって冷却されることにより、放電容器内のフッ素の消耗による照度低下を抑制することができて、エキシマランプを十分に高い照度を長時間の間にわたって維持することのできる長い光出力減衰寿命を有するものとして構成することができる。 According to the excimer lamp device of the present invention, when the lamp is turned on, the non-discharge region including the brazing portion is cooled by the cooling means, so that a decrease in illuminance due to fluorine consumption in the discharge vessel can be suppressed. The excimer lamp can be configured to have a long light output decay lifetime capable of maintaining a sufficiently high illuminance for a long time.

また、ヒートシンクによる冷却構造が採用されていることにより、故障等による冷却機能の低下の心配がなく、極めて簡単な構造によってエキシマランプを効果的に冷却することができ、しかも、コスト的にも有利に作製することができる。
さらに、エキシマランプが単に適宜のランプ保持部材によって保持される構成のものであれば、非放電領域を比較的低い温度状態に維持するために、エキシマランプの全長に対する非放電領域の占める割合を大きく設定することが必要とされるが、ヒートシンクが少なくともエキシマランプの支持部材としての機能も兼ね備えていることにより、エキシマランプの全長に対する非放電領域の占める割合を小さくすることができるので、十分な光量を得るために必要とされる大きさの放電領域を確保することができる構成のものでありながら、省スペース化を図ることができ、また、コストダウンを図ることができる。 In addition, by adopting a cooling structure with a heat sink, the excimer lamp can be effectively cooled by an extremely simple structure without worrying about deterioration of the cooling function due to failure, etc., and also advantageous in terms of cost. Can be produced.
Further, if the excimer lamp is configured to be simply held by an appropriate lamp holding member, the ratio of the non-discharge region to the entire length of the excimer lamp is increased in order to maintain the non-discharge region at a relatively low temperature state. It is necessary to set, but since the heat sink also serves as a support member for at least the excimer lamp, the ratio of the non-discharge area to the entire length of the excimer lamp can be reduced, so that a sufficient amount of light can be obtained. However, the space can be saved and the cost can be reduced while the discharge area having a size required for obtaining the discharge area can be secured.

本発明のエキシマランプ装置の一例における構成の概略を示す説明図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が管軸方向外方側から見た端面図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure in an example of the excimer lamp apparatus of this invention, Comprising: (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is the end elevation seen from the pipe-axis direction outer side. is there. エキシマランプの封止構造を概略的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing roughly the sealing structure of an excimer lamp. 実験例１におけるエキシマランプの保持構造を示す説明図であって、（ａ）がベース部材に対して正面方向から見た正面図、（ｂ）が管軸方向外方側から見た端面図である。It is explanatory drawing which shows the holding structure of the excimer lamp in Experimental example 1, Comprising: (a) is the front view seen from the front direction with respect to the base member, (b) is the end view seen from the pipe-axis direction outer side. is there. 比較実験例１におけるエキシマランプの保持構造を示す説明図であって、（ａ）がベース部材に対して正面方向から見た正面図、（ｂ）が管軸方向外方側から見た端面図である。It is explanatory drawing which shows the holding structure of the excimer lamp in the comparative experiment example 1, Comprising: (a) is the front view seen from the front direction with respect to the base member, (b) is the end view seen from the pipe-axis direction outward side It is. 本発明のエキシマランプ装置の他の例における構成の概略を示す説明図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が管軸方向外方側から見た端面図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the structure in the other example of the excimer lamp device of this invention, Comprising: (a) is a top view, (b) is a side view, (c) The end surface seen from the pipe-axis direction outer side FIG. 金属ロウ材によって封止構造が形成されてなる試作用のエキシマランプの一例における構成の概略を示す説明図であって、（ａ）が発光管の管軸に沿った断面を示す断面図、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ線（発光管の管軸に垂直な断面）における断面図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure in an example of the excimer lamp for trial manufacture by which sealing structure is formed with a metal brazing material, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along the tube axis | shaft of an arc_tube | light_emitting_tube, b) is a sectional view taken along line AA in (a) (cross section perpendicular to the tube axis of the arc tube). 金属ロウ材によって封止構造が形成されてなる試作用のエキシマランプの他の例における構成の概略を示す説明図であって、（ａ）が発光管の管軸に沿った断面を示す断面図、（ｂ）が（ａ）におけるＢ−Ｂ線（発光管の管軸に垂直な断面）における断面図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the structure in the other example of the excimer lamp for trial manufacture by which a sealing structure is formed with a metal brazing material, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along the tube axis | shaft of an arc_tube | light_emitting_tube (B) is sectional drawing in the BB line (cross section perpendicular | vertical to the tube axis | shaft of an arc_tube | light_emitting_tube) in (a).

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のエキシマランプ装置の一例における構成の概略を示す説明図であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が管軸方向外方側から見た端面図であり、図２は、エキシマランプの封止構造を概略的に示す拡大断面図である。
このエキシマランプ装置は、例えば両端が開放された直管状の発光管１２の両端の各々が封止部材１３Ａ，１３Ｂによって封止されてなる放電容器１１を具え、当該放電容器１１内に、希ガスとフッ素原子を含むガスとが封入されると共に、放電容器１１の外面の一部に放電用電極１５Ａ，１５Ｂが配設されてなるエキシマランプ１０を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of an example of an excimer lamp device according to the present invention, where (a) is a plan view, (b) is a side view, and (c) is viewed from the outside in the tube axis direction. FIG. 2 is an enlarged sectional view schematically showing a sealing structure of an excimer lamp.
This excimer lamp device includes, for example, a discharge vessel 11 in which both ends of a straight tube arc tube 12 having both ends opened are sealed by sealing members 13A and 13B, and a rare gas is contained in the discharge vessel 11. And an excimer lamp 10 in which discharge electrodes 15A and 15B are disposed on a part of the outer surface of the discharge vessel 11.

発光管１２を形成する材料の具体例としては、例えば、単結晶アルミナであるサファイア、多結晶アルミナ、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、単結晶イットリアなどの金属酸化物や、二フッ化マグネシウム（ＭｇＦ₂），フッ化リチウム（ＬｉＦ），二フッ化カルシウム（ＣａＦ₂），二フッ化バリウム（ＢａＦ₂）などのフッ化物を例示することができる。
このような材料により発光管１２が形成されることにより、ランプ点灯時においてフッ素が発光管形成材料と反応して消耗することを防止することができる。 Specific examples of the material for forming the arc tube 12 include metal oxides such as sapphire that is single crystal alumina, polycrystalline alumina, YAG (yttrium, aluminum, garnet), single crystal yttria, and magnesium difluoride ( Examples of the fluoride include MgF ₂ ), lithium fluoride (LiF), calcium difluoride (CaF ₂ ), and barium difluoride (BaF ₂ ).
By forming the arc tube 12 with such a material, it is possible to prevent fluorine from reacting with the arc tube forming material and being consumed when the lamp is turned on.

封止部材１３Ａ、１３Ｂは、例えば略半球状の形状を有するものであって、金属ロウ材２０によって発光管の端部にロウ付けされて接合され、これにより、封止構造が形成される。一方の封止部材１３Ａには、放電容器１１の管軸Ｃに沿って管軸方向外方に伸びるガス管１４が金属ロウ材２０によってロウ付けされて設けられている。
封止部材１３Ａ，１３Ｂを構成する材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）およびこれらの合金、コバールなどの金属材料や、発光管１２と同一の材料のセラミックス、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）を主成分とするサファイア（単結晶アルミナ）などの、例えばフッ素（ハロゲン）との反応性が低いものを例示することができる。 The sealing members 13A and 13B have, for example, a substantially hemispherical shape, and are brazed and joined to the end portion of the arc tube by the metal brazing material 20, thereby forming a sealing structure. On one sealing member 13A, a gas tube 14 extending outward in the tube axis direction along the tube axis C of the discharge vessel 11 is brazed by a metal brazing material 20 and provided.
Examples of the material constituting the sealing members 13A and 13B include metal materials such as nickel (Ni), stainless steel (SUS), gold (Au), copper (Cu), alloys thereof, and kovar, and the arc tube 12 Examples thereof include ceramics of the same material, such as sapphire (single crystal alumina) whose main component is aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ), and those having low reactivity with fluorine (halogen), for example.

このエキシマランプ１０における封止構造について、封止部材１３Ａが例えばニッケル（Ｎｉ）である場合を例に挙げて具体的に説明すると、図２に示すように、発光管１２の端部における外周面には、例えばメタライズ処理を施すことにより形成した例えばＭｏ−Ｍｎ層（図示せず）上に例えばメッキ処理によりニッケル（Ｎｉ）層２１が形成されており、半球状の封止部材１３Ａが、Ｎｉ層２１が形成された発光管１２の端部領域の一部が内部に挿入されるよう装着された状態において、金属ロウ材２０によってロウ付けされて接合されている。 The sealing structure in the excimer lamp 10 will be specifically described by taking a case where the sealing member 13A is, for example, nickel (Ni) as an example. As shown in FIG. For example, a nickel (Ni) layer 21 is formed by, for example, plating on a Mo-Mn layer (not shown) formed by performing metallization, for example, and the hemispherical sealing member 13A is made of Ni. In a state where a part of the end region of the arc tube 12 in which the layer 21 is formed is mounted so as to be inserted therein, it is brazed and joined by the metal brazing material 20.

金属ロウ材２０としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）およびこれらの合金、例えば、銀と銅との合金（Ａｇ−Ｃｕ合金）などを好適に用いることができる。 As the metal brazing material 20, silver (Ag), gold (Au), nickel (Ni), copper (Cu) and alloys thereof, for example, an alloy of silver and copper (Ag—Cu alloy) or the like is preferably used. be able to.

このエキシマランプ１０においては、放電容器１１の内部がガス管１４を介して排気されて減圧された後、発光ガスとして、フッ素単体またはフッ化物と希ガスとが封入され、その後、ガス管１４が例えば圧接などによって封止される。 In this excimer lamp 10, after the inside of the discharge vessel 11 is exhausted through the gas pipe 14 and depressurized, fluorine alone or fluoride and a rare gas are sealed as the luminescent gas, and then the gas pipe 14 is For example, it is sealed by pressure welding or the like.

放電容器１１の内部に封入される希ガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ），クリプトン（Ｃｒ）、キセノン（Ｘｅ）などを例示することができ、フッ化物としては、六フッ化硫黄（ＳＦ₆），四フッ化炭素（ＣＦ₄），三フッ化窒素（ＮＦ₃）などを例示することができる。 Examples of the rare gas enclosed in the discharge vessel 11 include argon (Ar), krypton (Cr), xenon (Xe), and the like. As the fluoride, sulfur hexafluoride (SF ₆ ). , Carbon tetrafluoride (CF ₄ ), nitrogen trifluoride (NF ₃ ), and the like.

放電容器１１の外面には、一対の放電用電極（以下、「外部電極」という。）１５Ａ，１５Ｂが互いに電気的に離れた周方向位置、例えば放電容器１１の管軸Ｃを挟んで互いに対向する位置において、管軸方向に沿って延びるよう配置されている。
一方の外部電極１５Ａは、その管軸方向における一方の端部が他方の外部電極１５Ｂと対向しない部分が形成されるよう、他方の外部電極１５Ｂの一端縁より管軸方向外方側に延長されて設けられており、また、他方の外部電極１５Ｂは、その管軸方向における他方の端部が一方の外部電極１５Ａと対向しない部分が形成されるよう、一方の外部電極１５Ａの他端縁より管軸方向外方側に延長されるよう設けられている。従って、一対の外部電極１５Ａ，１５Ｂが互いに対向して配設された領域である放電領域Ｌ１の両側の各々に、非放電領域Ｌ２，Ｌ３が形成されており、発光管１２と封止部材１３Ａ，１３Ｂとのロウ付け部２５が非放電領域Ｌ２，Ｌ３に位置される構成、具体的には、ロウ付け部２５が放電領域Ｌ１に対して管軸方向に十分に離間した位置に形成された構成とされている。 On the outer surface of the discharge vessel 11, a pair of discharge electrodes (hereinafter referred to as “external electrodes”) 15 </ b> A and 15 </ b> B are opposed to each other in a circumferential position where they are electrically separated from each other, for example, the tube axis C of the discharge vessel 11 In such a position, it is arranged so as to extend along the tube axis direction.
One external electrode 15A is extended outward in the tube axis direction from one end edge of the other external electrode 15B so that one end portion in the tube axis direction does not face the other external electrode 15B. Further, the other external electrode 15B is formed from the other end edge of the one external electrode 15A so that a portion where the other end in the tube axis direction does not face the one external electrode 15A is formed. It is provided to extend outward in the tube axis direction. Accordingly, the non-discharge regions L2 and L3 are formed on both sides of the discharge region L1, which is a region where the pair of external electrodes 15A and 15B are disposed to face each other, and the arc tube 12 and the sealing member 13A are formed. , 13B, the brazing portion 25 is located in the non-discharge regions L2 and L3. Specifically, the brazing portion 25 is formed at a position sufficiently separated from the discharge region L1 in the tube axis direction. It is configured.

外部電極１５Ａ，１５Ｂは、例えば銅をペースト状にしたものを発光管１２の外面に塗布することにより、あるいは、例えばアルミニウムや金などの板状のものを接着剤などによって発光管１２の外面に接着することにより、形成することができる。 The external electrodes 15A and 15B may be formed by, for example, applying copper paste on the outer surface of the arc tube 12, or using a plate-like material such as aluminum or gold on the outer surface of the arc tube 12 with an adhesive or the like. It can be formed by bonding.

それぞれの外部電極１５Ａ，１５Ｂにおける延長部分には、給電のためのリード１８の一端が例えば半田付けにより電気的に接続されており、リード１８の他端は図示しない電源に接続されている。 For example, one end of a lead 18 for power feeding is electrically connected to the extended portion of each external electrode 15A, 15B by soldering, for example, and the other end of the lead 18 is connected to a power source (not shown).

而して、上記エキシマランプ装置においては、エキシマランプ１０における非放電領域Ｌ２，Ｌ３を冷却する冷却手段が設けられている。
この実施例における冷却手段は、例えば、互いに固定用ボルト（ランプ固定用）３５によって締結されて固定される半割り構造とされた略直方体形状（ブロック状）のヒートシンク３０により構成されており、エキシマランプ１０における非放電領域Ｌ２，Ｌ３の各々の、放電領域Ｌ１に隣接する部分において、ヒートシンク構成部材３１Ａ，３１Ｂの各々に形成された、エキシマランプ１０の放電容器１１の外周面に接する半円形状の窪み（図示せず）によって、エキシマランプ１０を挟持するよう設けられている。 Thus, the excimer lamp device is provided with cooling means for cooling the non-discharge regions L2 and L3 in the excimer lamp 10.
The cooling means in this embodiment is constituted by, for example, a heat sink 30 having a substantially rectangular parallelepiped shape (block shape) having a halved structure that is fastened and fixed to each other by fixing bolts (for lamp fixing) 35. A semicircular shape in contact with the outer peripheral surface of the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10 formed in each of the heat sink constituting members 31A and 31B in a portion adjacent to the discharge region L1 of each of the non-discharge regions L2 and L3 in the lamp 10. The excimer lamp 10 is sandwiched between recesses (not shown).

ヒートシンク３０を構成する材料としては、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ、マコール（登録商標）などの絶縁体（非金属材料）および金属材料のいずれのものであってもよい。
ヒートシンク３０が例えば絶縁体よりなる場合には、外部電極１５Ａ，１５Ｂに接触する状態で設置した場合であっても放電に影響を与えないため、放電領域Ｌ１に隣接して設置することができるという利点がある。
また、ヒートシンク３０が例えば金属材料よりなる場合には、より大きな熱容量、熱伝導性をもつ金属を選択することにより、一層高い冷却効果を得ることができる一方で、高電圧が印加される側の外部電極１５Ａ（１５Ｂ）とヒートシンク３０との間の放電を防止するために、高電圧が印加される側の外部電極１５Ａ（１５Ｂ）から離して設置することが必要とされるため、非放電領域Ｌ２（Ｌ３）を大きく確保することが必要になり、デッドスペースが大きくなるというデメリットがある。 The material constituting the heat sink 30 may be any of an insulator (non-metallic material) such as aluminum nitride (AlN), alumina, Macor (registered trademark), and a metal material.
When the heat sink 30 is made of, for example, an insulator, it does not affect the discharge even if it is installed in contact with the external electrodes 15A and 15B, so that it can be installed adjacent to the discharge region L1. There are advantages.
Further, when the heat sink 30 is made of, for example, a metal material, by selecting a metal having a larger heat capacity and thermal conductivity, a higher cooling effect can be obtained, while the high voltage is applied. In order to prevent the discharge between the external electrode 15A (15B) and the heat sink 30, it is necessary to install it away from the external electrode 15A (15B) on the side to which a high voltage is applied. It is necessary to secure a large L2 (L3), and there is a demerit that a dead space becomes large.

以上において、各々のヒートシンク３０は、例えば固定用ボルト３６によってランプハウス筐体５０に固定されており、発光部からの熱をヒートシンク３０を介してランプハウス筐体５０へと放熱させる機能（冷却機能）に加えて、エキシマランプ１０の支持部材としての機能も兼ね備えている。 In the above, each heat sink 30 is fixed to the lamp house casing 50 by, for example, fixing bolts 36, and a function (cooling function) for radiating heat from the light emitting portion to the lamp house casing 50 through the heat sink 30. In addition to the function as a support member of the excimer lamp 10.

また、上記エキシマランプ装置は、エキシマランプ１０の発光部からの放射を効率よく取り出すための反射鏡４０を備えた構成とされている。
この実施例においては、反射鏡４０は、エキシマランプ１０の管軸方向（長さ方向）における両端部がヒートシンク３０によって挟持された状態で、各々のヒートシンク３０に対して例えばミラー固定用ボルト４１によって固定されており、ヒートシンク３０が反射鏡４０の支持部材としての機能も兼ね備えたものとして構成されている。なお、反射鏡４０は、ヒートシンク３０と互いに別個にランプハウス筐体５０に固定されて設けられていてもよい。 Further, the excimer lamp device includes a reflecting mirror 40 for efficiently extracting radiation from the light emitting portion of the excimer lamp 10.
In this embodiment, the reflecting mirror 40 is formed by, for example, mirror fixing bolts 41 with respect to each heat sink 30 in a state where both ends of the excimer lamp 10 in the tube axis direction (length direction) are sandwiched by the heat sinks 30. The heat sink 30 is configured to have a function as a support member for the reflecting mirror 40. The reflecting mirror 40 may be fixed to the lamp housing 50 separately from the heat sink 30.

上記構成のエキシマランプ装置においては、図示しない電源からのパルス高電圧がリード１８を介して一対の外部電極１５Ａ，１５Ｂ間に印加されることにより、発光管１２を介して外部電極１５Ａ，１５Ｂ間で放電が発生し、これにより、放電容器１１内に封入された、希ガス例えばアルゴン（Ａｒ）およびフッ化物例えば六フッ化硫黄（ＳＦ₆）が電離されてアルゴンイオンおよびフッ素イオンが形成され、アルゴン−フッ素からなるエキシマ分子が形成され、これにより、１９３ｎｍの波長近傍の光が放射される。 In the excimer lamp device having the above-described configuration, a pulse high voltage from a power source (not shown) is applied between the pair of external electrodes 15A and 15B via the lead 18, whereby the external electrodes 15A and 15B are connected via the arc tube 12. As a result, a rare gas such as argon (Ar) and a fluoride such as sulfur hexafluoride (SF ₆ ) enclosed in the discharge vessel 11 are ionized to form argon ions and fluorine ions, Excimer molecules composed of argon-fluorine are formed, and light in the vicinity of a wavelength of 193 nm is thereby emitted.

而して、金属ロウ材２０によるロウ付けによって封止構造が形成された、いわゆる「希ガス−フッ素エキシマランプ」においては、上述したように、紫外線の放射強度が短時間で減少してしまい、所期の光出力減衰寿命を得ることができないものであるところ、エキシマランプ１０点灯時において、発光部からの熱がヒートシンク３０を介してランプハウス筐体５０に放熱されて、発光管１２と封止部材１３Ａ，１３Ｂとのロウ付け部２５を含む非放電領域Ｌ２，Ｌ３が冷却されることにより、上記構成のエキシマランプ装置によれば、後述する実験例の結果から明らかなように、エキシマランプ１０を十分に高い照度を長時間の間にわたって維持することのできる長い光出力減衰寿命を有するものとして構成することができた。 Thus, in the so-called “rare gas-fluorine excimer lamp” in which the sealing structure is formed by brazing with the metal brazing material 20, as described above, the ultraviolet radiation intensity decreases in a short time, Where the expected light output decay life cannot be obtained, when the excimer lamp 10 is turned on, heat from the light emitting part is radiated to the lamp house casing 50 via the heat sink 30 and sealed with the arc tube 12. By cooling the non-discharge regions L2 and L3 including the brazing portion 25 with the stop members 13A and 13B, the excimer lamp device having the above-described configuration, as will be apparent from the results of the experimental examples described later, excimer lamps 10 can be configured to have a long light output decay lifetime that can maintain a sufficiently high illuminance for a long time.

この理由は、次のように考えられる。すなわち、本発明者が鋭意調査検討した結果、金属ロウ材２０によるロウ付けによって封止構造が形成された希ガス−フッ素エキシマランプにおいて光出力が低下する理由は、封止部材１３Ａ，１３Ｂの発光管１２に対するロウ付け時に、金属ロウ材２０が放電容器１１の内部に飛散（ガス状になって蒸発）して、目視により確認することはできないが、ロウ付け部２５以外の箇所、例えば放電容器１１の端部領域における内面に付着し、この付着した金属ロウ材がフッ素と反応することによってフッ素量が経時的に低下するためではないかと推定し、放電容器の端部領域の内面に付着していると想定される部分を含む非放電領域の温度を低く維持することによって当該付着金属ロウ材とフッ素との反応速度（反応性）を小さくすれば、希ガス−フッ素エキシマランプを、十分に高い照度が得られるものでありながら、所期の光出力減衰寿命を有するものとして構成することができるものと考えた。
そして、エキシマランプ１０点灯時において、ロウ付け部２５を含む非放電領域Ｌ２，Ｌ３がヒートシンク３０によって冷却されることにより、上記構成のエキシマランプ１０によれば、ロウ付け部２５近傍の放電容器１１の内面に金属ロウ材が付着している場合であっても、当該付着金属ロウ材とフッ素との反応速度を低下させることができるので、放電容器１１内のフッ素の減少（消耗）による照度低下を抑制することができて、エキシマランプ１０を、例えば、実用に耐えうる照度例えば０．５ｍＷ／ｃｍ²以上を、１００時間以上の間にわたって維持することのできる長い光出力減衰寿命を有するものとして構成することができる。 The reason is considered as follows. That is, as a result of intensive investigation and examination by the inventor, the reason why the light output decreases in the rare gas-fluorine excimer lamp in which the sealing structure is formed by brazing with the metal brazing material 20 is that the light emission of the sealing members 13A and 13B. At the time of brazing to the tube 12, the metal brazing material 20 scatters (evaporates in a gaseous state) inside the discharge vessel 11 and cannot be visually confirmed. 11 is attached to the inner surface of the end region, and it is estimated that this attached metal brazing material reacts with fluorine to decrease the amount of fluorine over time, and adheres to the inner surface of the end region of the discharge vessel. If the reaction rate (reactivity) between the adhering metal brazing material and fluorine is reduced by keeping the temperature of the non-discharge region including the portion assumed to be low, - fluorine excimer lamp, yet those sufficiently high intensity can be obtained, was believed to be be configured as having the desired optical output attenuation life.
When the excimer lamp 10 is turned on, the non-discharge regions L2 and L3 including the brazing portion 25 are cooled by the heat sink 30, so that according to the excimer lamp 10 configured as described above, the discharge vessel 11 in the vicinity of the brazing portion 25. Even when the metal brazing material is adhered to the inner surface of the metal, the reaction rate between the adhering metal brazing material and fluorine can be reduced, so that the illuminance is reduced due to the decrease (consumption) of fluorine in the discharge vessel 11. The excimer lamp 10 has a long light output decay lifetime capable of maintaining an illuminance that can withstand practical use, for example, 0.5 mW / cm ² or more for 100 hours or more. Can be configured.

また、上記構成のエキシマランプ装置によれば、ヒートシンク３０による冷却構造が採用されていることにより、故障等による冷却機能の低下の心配がなく、極めて簡単な構造によってエキシマランプ１０を効果的に冷却することができ、しかも、コスト的にも有利に作製することができる。
さらに、エキシマランプ１０が単に適宜のランプ保持部材によって保持される構成のものであれば、非放電領域Ｌ２，Ｌ３を比較的低い温度状態に維持するために、エキシマランプ１０の全長に対する非放電領域Ｌ２，Ｌ３の占める割合を大きく設定することが必要とされるが、ヒートシンク３０がエキシマランプ１０の支持部材としての機能も兼ね備えていることにより、エキシマランプ１０の全長に対する非放電領域Ｌ２，Ｌ３の占める割合を小さくすることができるので、十分な光量を得るために必要とされる大きさの放電領域Ｌ１を確保することができる構成のものでありながら、省スペース化を図ることができ、また、エキシマランプ１０を保持固定するための構成部材が不要となることによって部品点数の軽減化を図ることができてコスト的にも有利に作製することができる。
さらにまた、ヒートシンク３０が反射鏡４０の支持部材としての機能も兼ね備えていることにより、一層の省スペース化およびコストダウンを図ることができる。 Further, according to the excimer lamp device having the above-described configuration, the cooling structure by the heat sink 30 is adopted, so that the cooling function is not deteriorated due to a failure or the like, and the excimer lamp 10 is effectively cooled by an extremely simple structure. Moreover, it can be produced advantageously in terms of cost.
Further, if the excimer lamp 10 is configured to be simply held by an appropriate lamp holding member, the non-discharge region with respect to the entire length of the excimer lamp 10 is used in order to maintain the non-discharge regions L2 and L3 at a relatively low temperature state. Although it is necessary to set a large proportion of L2 and L3, the heat sink 30 also has a function as a support member of the excimer lamp 10, so that the non-discharge regions L2 and L3 with respect to the entire length of the excimer lamp 10 are set. Since the occupying ratio can be reduced, the space can be saved while the discharge area L1 having a size required for obtaining a sufficient amount of light can be secured. The number of components can be reduced by eliminating the need for a component for holding and fixing the excimer lamp 10. It can also advantageously be produced in cost Te.
Furthermore, since the heat sink 30 also has a function as a support member for the reflecting mirror 40, further space saving and cost reduction can be achieved.

以下、本発明の効果を確認するために行った実験例を説明する。 Examples of experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be described below.

＜実験例１＞
図１および図２に示す構成に従って、エキシマランプを作製した。このエキシマランプの具体的な構成は次に示す通りである。 <Experimental example 1>
Excimer lamps were manufactured according to the configuration shown in FIGS. The specific configuration of this excimer lamp is as follows.

〔エキシマランプの構成〕
発光管（１２）：材質；サファイア、形状；外径φ１０ｍｍ，内径φ８ｍｍ，長さ１２０ｍｍである直管状のもの、
封止部材（１３Ａ，１３Ｂ）：材質；ニッケル、ガス管の材質；ニッケル、ガス管の形状；外径φ１０ｍｍ，内径φ８ｍｍ、
金属ロウ材（２０）：銀と銅との合金、
外部電極（１５Ａ，１５Ｂ）：材質；金，形状；幅（周方向の長さ）が５ｍｍ，長さが１１０ｍｍ、
放電領域（Ｌ１）の大きさ：１１０ｍｍ，非放電領域（Ｌ２，Ｌ３）の大きさ：４５ｍｍ，４５ｍｍ、
発光ガス：アルゴンガス（希ガス）９９．９％および六フッ化硫黄（フッ化物）０．１％，封入圧（全圧）；２５ｋＰａ、 [Configuration of excimer lamp]
Arc tube (12): material: sapphire, shape: straight tube with outer diameter φ10 mm, inner diameter φ8 mm, length 120 mm,
Sealing member (13A, 13B): material; nickel, material of gas pipe; nickel, shape of gas pipe; outer diameter φ10mm, inner diameter φ8mm,
Metal brazing material (20): an alloy of silver and copper,
External electrode (15A, 15B): material; gold, shape; width (length in the circumferential direction) is 5 mm, length is 110 mm,
The size of the discharge region (L1): 110 mm, the size of the non-discharge region (L2, L3): 45 mm, 45 mm,
Luminescent gas: Argon gas (rare gas) 99.9% and sulfur hexafluoride (fluoride) 0.1%, sealing pressure (total pressure); 25 kPa,

上記において作製したエキシマランプ１０を、図３に示すように、非放電領域Ｌ２，Ｌ３の各々の、放電領域Ｌ１に隣接する部分に、それぞれ、ヒートシンク３０を取り付けた状態において、ヒートシンク３０の取り付け位置より管軸方向外方側の位置（両端部）をベース部材４５に固定されたステンレス製のばね板材よりなるランプ保持部材４６によって保持させた。
ヒートシンク３０は、各々エキシマランプの発光管の外周に接する半円形の窪み（直径１０ｍｍ）が形成された二つのヒートシンク構成部材３１Ａ，３１Ｂが固定用ボルト３６によって締結されてエキシマランプ１０を挟持して保持する半割構造のものであって、材質が窒化アルミニウム、概寸が１０ｍｍ×３０ｍｍ×１００ｍｍの略直方体形状であり、熱容量が約１５０Ｊ／Ｋである。
そして、エキシマランプ１０を、ピーク電圧３ｋＶ、点灯周波数５０ｋＨｚのパルス高電圧を外部電極１５Ａ，１５Ｂ間に印加して点灯させることにより、光出力減衰寿命を測定すると共に、封止部材１３Ａ，１３Ｂにおけるロウ付け部２５近傍の温度を熱電対により測定した。ここに、光出力減衰寿命は、エキシマランプ１０から放射される波長１９３ｎｍの光の出力が初期の５０％に低下するまでの点灯時間により定義される。結果を下記表１に示す。 As shown in FIG. 3, the excimer lamp 10 manufactured as described above is attached to the heat sink 30 in the state where the heat sink 30 is attached to each of the non-discharge areas L2 and L3 adjacent to the discharge area L1. The position (both ends) on the outer side in the tube axis direction was held by a lamp holding member 46 made of a stainless spring plate fixed to the base member 45.
In the heat sink 30, two heat sink components 31A and 31B each formed with a semicircular depression (diameter 10 mm) in contact with the outer periphery of the arc tube of the excimer lamp are fastened by a fixing bolt 36 to sandwich the excimer lamp 10. It has a halved structure to be held, is made of aluminum nitride, has a substantially rectangular parallelepiped shape with approximate dimensions of 10 mm × 30 mm × 100 mm, and has a heat capacity of about 150 J / K.
Then, the excimer lamp 10 is turned on by applying a pulse high voltage having a peak voltage of 3 kV and a lighting frequency of 50 kHz between the external electrodes 15A and 15B, thereby measuring the light output attenuation life and at the sealing members 13A and 13B. The temperature in the vicinity of the brazing part 25 was measured with a thermocouple. Here, the light output decay lifetime is defined by the lighting time until the output of light having a wavelength of 193 nm emitted from the excimer lamp 10 is reduced to 50% of the initial value. The results are shown in Table 1 below.

＜比較実験例１＞
上記実験例１において作製したエキシマランプ１０を、図４に示すように、その両端部を、単に、ベース部材４５に固定されたステンレス製のばね板材よりなるランプ保持部材４６によって保持させた状態においてエキシマランプ１０を点灯させたことの他は、上記実験例１と同様の点灯試験を行った。結果を下記表１に示す。 <Comparative Experimental Example 1>
As shown in FIG. 4, the excimer lamp 10 manufactured in the experimental example 1 is held in a state where both ends thereof are simply held by the lamp holding member 46 made of a stainless spring plate material fixed to the base member 45. Except that the excimer lamp 10 was turned on, a lighting test similar to that in Experimental Example 1 was performed. The results are shown in Table 1 below.

＜実験例２＞
実験例１において作製したエキシマランプにおいて、放電領域の大きさが５０ｍｍ、非放電領域の大きさが７５ｍｍ，７５ｍｍとなるよう外部電極を設けたことの他は、実験例１において作製したエキシマランプと同一の構成を有するエキシマランプを作製し、上記実験例１と同様の点灯試験を行った。結果を下記表１に示す。 <Experimental example 2>
The excimer lamp manufactured in Experimental Example 1 is different from the excimer lamp manufactured in Experimental Example 1 except that an external electrode is provided so that the size of the discharge region is 50 mm and the size of the non-discharge region is 75 mm and 75 mm. Excimer lamps having the same configuration were produced, and a lighting test similar to that of Experimental Example 1 was performed. The results are shown in Table 1 below.

＜比較実験例２＞
上記実験例２において作製したエキシマランプを、上記比較実験例１と同様の方法によりエキシマランプを保持させた状態で、実験例１と同様の点灯試験を行った。結果を下記表１に示す。 <Comparative Experiment Example 2>
The excimer lamp produced in the experimental example 2 was subjected to a lighting test similar to that of the experimental example 1 with the excimer lamp held by the same method as in the comparative experimental example 1. The results are shown in Table 1 below.

表１に示す結果より明らかなように、ランプ点灯時において非放電領域が冷却されることにより、実験例１および実験例２に係るエキシマランプによれば、非放電領域が冷却されない場合よりも、光出力減衰寿命が大幅に伸びることが確認された。この理由は、放電容器（発光管）がサファイアにより構成されていることから、放電容器内に封入されたフッ素は、主に、金属製の封止部材および金属ロウ材と反応することによってその量が経時的に減少して照度低下が生ずるものと考えられるので、ロウ付け時において金属ロウ材が蒸発して発光管の内面に付着していると思われる領域を含む、ロウ付け部が位置される非放電領域を冷却して当該領域の温度を低下させることによりフッ素との反応速度を小さくすることができ、これにより、フッ素の減少を抑制することができて十分に長い光出力減衰寿命を得ることができたものと考えられる。
一方、比較実験例１および比較実験例２に係るエキシマランプの各々が、実験例１および実験例に係るエキシマランプより光出力減衰寿命が短くなる理由としては、放電容器内に封入されたフッ素が、金属製封止部材、ロウ付け部および非放電領域の内面に付着していると思われる金属ロウ材と反応することによりその量が減少してしまったためであると考えられる。
また、実験例１に係るエキシマランプにおいては、波長１９３ｎｍのＡｒ−Ｆエキシマ光の照度は、約１ｍＷ／ｃｍ²であり、十分に高い照度を得ることができるものであることが確認された。
さらにまた、実験例２に係るエキシマランプによれば、実験例１に係るエキシマランプよりも長い光出力減衰寿命を得ることができることが確認され、例えば、必要とされる光照射エリアが狭い場合などにおいては、構成上、非放電領域を大きく採ることが可能となるので、有利であると考えられる。 As is clear from the results shown in Table 1, the non-discharge region is cooled when the lamp is lit, and according to the excimer lamp according to Experimental Example 1 and Experimental Example 2, the non-discharge region is not cooled. It was confirmed that the light output decay lifetime was greatly extended. The reason for this is that since the discharge vessel (arc tube) is made of sapphire, the amount of fluorine enclosed in the discharge vessel mainly reacts with the metal sealing member and the metal brazing material. It is believed that the illuminance decreases with time, resulting in a decrease in illuminance.Therefore, a brazing portion including an area where the metal brazing material is thought to have evaporated and adhered to the inner surface of the arc tube during brazing is located. By cooling the non-discharge region and lowering the temperature of the region, the reaction rate with fluorine can be reduced, thereby suppressing the decrease in fluorine and providing a sufficiently long light output decay life. It is thought that it was possible to obtain.
On the other hand, the reason why each of the excimer lamps according to comparative experimental example 1 and comparative experimental example 2 has a shorter light output decay lifetime than the excimer lamps according to experimental example 1 and experimental example is that fluorine sealed in the discharge vessel is This is probably because the amount of the metal sealing member, the brazing portion, and the metal brazing material that seems to be attached to the inner surface of the non-discharge region has decreased.
In the excimer lamp according to Experimental Example 1, the illuminance of Ar-F excimer light having a wavelength of 193 nm is about 1 mW / cm ² , and it was confirmed that a sufficiently high illuminance can be obtained.
Furthermore, according to the excimer lamp according to Experimental Example 2, it has been confirmed that a longer light output attenuation life than the excimer lamp according to Experimental Example 1 can be obtained. For example, when a required light irradiation area is narrow In this case, it is considered advantageous because a large non-discharge region can be taken.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、エキシマランプ（放電容器）の構成は上記実施例のものに限定されるものはなく、図５に示すように、一端が閉塞された発光管１２Ａにおける開口側端部に、封止部材１３が金属ロウ材によってロウ付けされることにより封止構造が形成された、いわゆる「一端封止型」のものであってもよい。図５においては、図１に示すエキシマランプ装置と同一の構成部材には、便宜上、同一の符号が付してある。
このエキシマランプ装置を構成するエキシマランプ１０においては、放電容器１１の外面における、互いに電気的に離れた周方向位置、例えば放電容器１１の管軸Ｃを挟んで互いに対向する位置において、発光管１２Ａにおける閉塞された側の一端部から放電容器１１の管軸方向に沿って延びるよう配置されており、一方の外部電極１５Ａは、その管軸方向における他方の端部が他方の外部電極１５Ｂと対向しない部分が形成されるよう、他方の外部電極１５Ｂの他端縁より管軸方向外方側に延長されて設けられている。
従って、一対の外部電極１５Ａ，１５Ｂが互いに対向する放電領域Ｌ１の一側のみに、ロウ付け部２５を含む非放電領域Ｌ４が形成された構成とされている。
そして、このエキシマランプ１０における非放電領域Ｌ４の、放電領域Ｌ１に隣接する部分において、例えば、半割り構造とされた略直方体形状（ブロック状）のヒートシンク３０よりなる冷却手段が、ヒートシンク構成部材３１Ａ，３１Ｂの各々に形成された、エキシマランプ１０の放電容器１１の外周面に接する半円形状の窪みによって、エキシマランプ１０を挟持するよう設けられ、互いに固定用ボルト３６によって締結されて固定されている。
以上のような構成のエキシマランプ装置においても、上記実験例１と同様の点灯試験を行ったところ、図１に示す構成のものと実質的に同様の効果、すなわち、放電容器１１内のフッ素の消耗による照度低下を抑制することができて、エキシマランプ１０を十分に高い照度を長時間の間にわたって維持することのできる長い光出力減衰寿命を有するものとして構成することができることが確認された。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, the configuration of the excimer lamp (discharge vessel) is not limited to that of the above embodiment, and as shown in FIG. 5, the sealing member 13 is provided at the opening side end portion of the arc tube 12A whose one end is closed. May be a so-called “one-end sealed type” in which a sealing structure is formed by brazing with a metal brazing material. In FIG. 5, the same components as those of the excimer lamp device shown in FIG.
In the excimer lamp 10 constituting the excimer lamp device, the arc tube 12A is disposed at a circumferential position on the outer surface of the discharge vessel 11 that is electrically separated from each other, for example, at a position facing each other across the tube axis C of the discharge vessel 11. Is disposed so as to extend from one end of the closed side in the tube axis direction of the discharge vessel 11, and one external electrode 15A has the other end in the tube axis direction facing the other external electrode 15B. The other external electrode 15B is provided so as to be extended from the other end edge of the other external electrode 15B to the outer side in the tube axis direction so that a portion not to be formed is formed.
Accordingly, the non-discharge region L4 including the brazing portion 25 is formed only on one side of the discharge region L1 where the pair of external electrodes 15A and 15B face each other.
Then, in a portion adjacent to the discharge region L1 of the non-discharge region L4 in the excimer lamp 10, for example, a cooling means including a heat sink 30 having a substantially rectangular parallelepiped shape (block shape) having a halved structure is a heat sink component 31A. , 31B are formed so as to sandwich the excimer lamp 10 by a semicircular recess in contact with the outer peripheral surface of the discharge vessel 11 of the excimer lamp 10, and are fastened and fixed to each other by a fixing bolt 36. Yes.
Also in the excimer lamp device having the above-described configuration, when a lighting test similar to that in Experimental Example 1 was performed, the substantially same effect as that of the configuration shown in FIG. It was confirmed that the illuminance decrease due to wear can be suppressed, and the excimer lamp 10 can be configured to have a long light output decay lifetime that can maintain a sufficiently high illuminance for a long time.

また、本発明においては、ロウ付け部を含む非放電領域を冷却するための方法として、強制空冷や水冷などの方法を利用することができ、また、強制空冷または水冷による冷却手段とヒートシンクによる冷却手段とを併用することができるが、強制空冷または水冷による冷却手段は、別途そのための機構が必要であり、ランプ装置が複雑化、大型化してしまうため、ヒートシンクなどの冷却手段による冷却方法が好ましい。
さらにまた、外部電極の外面が絶縁体によって被覆された構成とすることができ、このような構成によれば、外部電極間において沿面放電が生ずることを確実に防止することができるので、例えば外部電極に対する印加可能電圧を高くすることができて十分に高い照度を得ることができると共に優れた始動安定性を得ることができる。 Further, in the present invention, as a method for cooling the non-discharge region including the brazing portion, a method such as forced air cooling or water cooling can be used, and cooling by means of forced air cooling or water cooling and cooling by a heat sink. However, the cooling means by forced air cooling or water cooling requires a separate mechanism, and the lamp device becomes complicated and large, so a cooling method using a cooling means such as a heat sink is preferable. .
Furthermore, the outer surface of the external electrode can be configured to be covered with an insulator, and according to such a configuration, it is possible to reliably prevent the occurrence of creeping discharge between the external electrodes. The voltage that can be applied to the electrode can be increased, and a sufficiently high illuminance can be obtained, and excellent starting stability can be obtained.

１０エキシマランプ
１１放電容器
１２，１２Ａ発光管
１３Ａ，１３Ｂ封止部材
１４ガス管
１５Ａ，１５Ｂ放電用電極（外部電極）
１８リード
２０金属ロウ材
２１ニッケル（Ｎｉ）層
２５ロウ付け部
３０ヒートシンク
３１Ａ，３１Ｂヒートシンク構成部材
３５固定用ボルト（ランプ固定用）
３６固定用ボルト
４０反射鏡
４１ミラー固定用ボルト
４５ベース部材
４６ランプ保持部材
５０ランプハウス筐体
５０Ａ，５０Ｂエキシマランプ
５１放電容器
５２，５２Ａ発光管
５３Ａ，５３Ｂ封止部材
５４細管部
５５放電用電極
６０金属ロウ材
Ｃ管軸
Ｌ１放電領域
Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４非放電領域 10 Excimer lamp 11 Discharge vessel 12, 12A Arc tube 13A, 13B Sealing member 14 Gas tube 15A, 15B Discharge electrode (external electrode)
18 Lead 20 Metal brazing material 21 Nickel (Ni) layer 25 Brazing part 30 Heat sink 31A, 31B Heat sink component 35 Fixing bolt (for fixing lamp)
36 Fixing bolt 40 Reflecting mirror 41 Mirror fixing bolt 45 Base member 46 Lamp holding member 50 Lamp house casing 50A, 50B Excimer lamp 51 Discharge vessel 52, 52A Arc tube 53A, 53B Sealing member 54 Narrow tube portion 55 Discharge electrode 60 Metal brazing material C Tube axis L1 Discharge area L2, L3, L4 Non-discharge area

Claims

An excimer lamp device comprising an excimer lamp in which a rare gas and a gas containing fluorine atoms are sealed in a discharge vessel in which a sealing structure is formed by brazing with a metal brazing material,
The excimer lamp is configured such that a discharge electrode is disposed on a part of the outer surface of the discharge vessel to form a discharge region, and a brazing part is located in a non-discharge region other than the discharge region,
An excimer lamp device comprising cooling means for cooling the non-discharge region.

The excimer lamp device according to claim 1, wherein the cooling means is a heat sink.

The excimer lamp device according to claim 2, wherein the heat sink also serves as a support member that supports the discharge vessel.

The excimer lamp device according to claim 2, wherein a reflection mirror that reflects light from the excimer lamp is sandwiched between heat sinks.