JPH07182910A - Microwave discharge light source device - Google Patents

Microwave discharge light source device

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Publication number
JPH07182910A
JPH07182910A JP32658393A JP32658393A JPH07182910A JP H07182910 A JPH07182910 A JP H07182910A JP 32658393 A JP32658393 A JP 32658393A JP 32658393 A JP32658393 A JP 32658393A JP H07182910 A JPH07182910 A JP H07182910A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microwave
cooling pipe
container
lamp
lamp container
Prior art date
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Pending
Application number
JP32658393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Tajima
直樹 田嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP32658393A priority Critical patent/JPH07182910A/en
Publication of JPH07182910A publication Critical patent/JPH07182910A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make it difficult that generated impurity adheres to the inner surface of a lamp container by air-tightly penetrating a lamp container, where an electric discharging light emitting substance is contained, by a cooling pipe, and flowing a cooling medium inside the cooling pipe. CONSTITUTION:When a microwave oscillator 1 is operated to output microwave power is supplied to a microwave resonance cavity 3 from a power supply port 4 via a waveguide 2. The microwave supplied into the cavity 3 resonate inside, thus exciting an electric discharging light emitting substance inside a lamp container 6. Accordingly, the electric discharging light emitting substance inside the lamp container emits light, which is output outside through a metal mesh 5. When a circulation pump 11 is operated simultaneously with the operation of the oscillator 1, a cooling pipe 7 penetrating the container 6 can be maintained at a sufficiently low temperature in comparison with the container 6 even when the inside temperature of the lamp container 6 is increased. Impurity generated at that time can be adhesively accumulated on the surface of the cooling pipe 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はランプ容器内の放電発
光物質をマイクロ波によって励起して発光させるマイク
ロ波放電光源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave discharge light source device for exciting a discharge luminescent material in a lamp vessel with microwaves to emit light.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、紫外線を発生する光源装置とし
て、従来からの直流放電励起水銀ランプに代わり、マイ
クロ波放電光源装置が実用化されつつある。マイクロ波
放電光源装置は、そのランプ容器内に収容される放電発
光物質の種類によって発生する光の特性を選択すること
ができる。
2. Description of the Related Art Recently, as a light source device for generating ultraviolet rays, a microwave discharge light source device has been put into practical use in place of a conventional DC discharge excitation mercury lamp. The microwave discharge light source device can select the characteristics of the light generated depending on the type of the discharge luminescent material contained in the lamp container.

【0003】たとえば、放電発光物質に希ガスと弗化物
との混合ガスなどを用いれば、紫外域の波長の光を出力
することができるから、その光をプラズマプロセス、エ
ッチングあるいはアッシングなどの半導体製造工程に応
用することがで可能であるということで注目されてい
る。
For example, if a mixed gas of a rare gas and a fluoride is used as the discharge luminescent material, it is possible to output light having a wavelength in the ultraviolet range, so that the light is produced by a semiconductor process such as a plasma process, etching or ashing. It is attracting attention because it can be applied to processes.

【0004】一般に、マイクロ波放電光源装置は、マイ
クロ波を発振するマイクロ波発振器を有する。この発振
器から発振されたマイクロ波は導波管から給電口を通じ
てマイクロ波共振空洞体内に導かれる。上記マイクロ波
共振空洞体内には、内部に放電発光物質が封入された透
明なランプ容器が配設されている。上記マイクロ波が上
記給電口からマイクロ波共振空洞体に導入されること
で、上記発光物質が励起されて放電発光するようになっ
ている。
Generally, the microwave discharge light source device has a microwave oscillator for oscillating a microwave. The microwave oscillated from this oscillator is guided from the waveguide into the microwave resonant cavity through the feed port. Inside the microwave resonant cavity, a transparent lamp container in which a discharge luminescent material is enclosed is arranged. When the microwave is introduced into the microwave resonant cavity from the power supply port, the luminescent substance is excited and discharges and emits light.

【0005】上記発光物質が弗素系の混合ガスである
と、マイクロ波によって励起されることで弗化物が活性
化し、ラジカルやイオンが発生するから、ランプ容器内
でエッチング作用が生じる。それによって、上記ランプ
容器の内面がエッチングされる。ランプ容器は通常、石
英によって形成されている。そのため、上記エッチング
作用によって生じた、主にSiF4 の不純物が上記ラン
プ容器の内面に付着するため、上記ランプ容器の透光率
が大きく低下し、出力低下を招くということがあった。
When the luminescent material is a fluorine-based mixed gas, it is excited by microwaves to activate the fluoride and generate radicals and ions, which causes an etching action in the lamp container. Thereby, the inner surface of the lamp vessel is etched. The lamp vessel is usually made of quartz. Therefore, the impurities of SiF 4 mainly generated by the etching action adhere to the inner surface of the lamp container, so that the light transmittance of the lamp container is significantly reduced, which may cause a reduction in output.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、ランプ容
器に収容された放電発光物質が励起されて活性化する
と、エッチング作用が生じ、そのエッチング作用によっ
て生じた不純物がランプ容器の内面に付着して出力の低
下を招くということがあった。
Thus, when the discharge luminescent material contained in the lamp vessel is excited and activated, an etching action occurs, and the impurities generated by the etching action adhere to the inner surface of the lamp vessel. There was a case that the output was lowered.

【0007】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、放電発光物質が励起され
ることで発生する不純物が、ランプ容器の内面に付着し
ずらいようにしたマイクロ波放電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. An object of the present invention is to prevent the impurities generated by the excitation of the discharge luminescent material from adhering to the inner surface of the lamp container. An object is to provide a discharge light source device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明は、マイクロ波を発振するマイクロ波発振器
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管と、この導波管に給電口を通じて接続されたマ
イクロ波共振空洞体と、このマイクロ波共振空洞体内に
設けられその内部に上記マイクロ波によって励起されて
放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容器と、
このランプ容器に気密に貫通して設けられその内部に冷
却媒体が流通する冷却パイプとを具備したことを特徴と
する。
To solve the above problems, the present invention provides a microwave oscillator for oscillating a microwave, a waveguide for guiding the microwave oscillated by the microwave oscillator, and a waveguide for the same. A microwave resonant cavity body connected to the tube through a power supply port, a lamp vessel provided in the microwave resonant cavity body, and containing therein a discharge luminescent substance that is excited by the microwave and discharges and emits light.
The lamp container is provided with a cooling pipe which is provided so as to penetrate in an airtight manner and through which a cooling medium flows.

【0009】[0009]

【作用】上記構成によれば、エッチング作用によって生
じた不純物は、ランプ容器に比べて温度の低い冷却パイ
プの表面に付着堆積するため、不純物により、ランプ容
器の透明度が低下するのが防止される。
According to the above construction, the impurities produced by the etching action are deposited and deposited on the surface of the cooling pipe whose temperature is lower than that of the lamp container, so that the transparency of the lamp container is prevented from being lowered by the impurities. .

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。図1に示すこの発明のマイクロ波放電光源装
置はマイクロ波発振器1を備えている。このマイクロ波
発振器1には導波管2の一端が接続されている。この導
波管2の他端は一端面が開放した円筒状のマイクロ波共
振空洞体3の他端面に接続されている。上記導波管2と
マイクロ波共振空洞体3との接続部分には給電口4が形
成されている。このマイクロ波共振空洞体3の開口した
一端面には光を通過させマイクロ波を遮断する部材とし
て金属メッシュ5が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The microwave discharge light source device of the present invention shown in FIG. 1 includes a microwave oscillator 1. One end of a waveguide 2 is connected to the microwave oscillator 1. The other end of the waveguide 2 is connected to the other end surface of a cylindrical microwave resonant cavity body 3 having an open one end surface. A power feed port 4 is formed at the connecting portion between the waveguide 2 and the microwave resonant cavity 3. A metal mesh 5 is provided as a member that allows light to pass therethrough and blocks microwaves on one end surface of the microwave resonant cavity body 3 that is open.

【0011】したがって、上記マイクロ波発振器1から
発振出力されたマイクロ波は上記導波管2を伝わり上記
給電口4からマイクロ波共振空洞体3内に給電されるよ
うになっている。
Therefore, the microwave oscillated and output from the microwave oscillator 1 is transmitted through the waveguide 2 and fed into the microwave resonant cavity 3 through the feed port 4.

【0012】上記マイクロ波共振空洞体3の内部にはラ
ンプ容器6が配設されている。このランプ容器6は耐熱
性に優れた材料である、たとえば石英ガラスによって中
空球形状に形成されている。このランプ容器6には冷却
パイプ7が径方向に貫通して設けられている。この冷却
パイプ7の貫通部分は図2に示すように溶接部8によっ
て気密に封止されている。
A lamp container 6 is arranged inside the microwave resonant cavity 3. The lamp container 6 is made of a material having excellent heat resistance, for example, quartz glass, and is formed into a hollow spherical shape. A cooling pipe 7 is provided in the lamp vessel 6 so as to penetrate therethrough in the radial direction. The penetrating portion of the cooling pipe 7 is hermetically sealed by the welded portion 8 as shown in FIG.

【0013】上記冷却パイプ7としては、ランプ容器6
を石英としたときに、そのランプ容器6と膨脹係数が近
く、しかも溶接し易い材料、たとえばKOV(コバ−
ル)を用いることが好ましく、KOVに代わる他の材料
としては耐熱性に優れた弗素系の樹脂あるいはパイレッ
クスガラスなどであってもよい。
As the cooling pipe 7, the lamp vessel 6 is used.
When quartz is quartz, the material having a coefficient of expansion close to that of the lamp vessel 6 and being easy to weld, for example, KOV (cover).
) Is preferably used, and as another material in place of KOV, a fluorine-based resin having excellent heat resistance or Pyrex glass may be used.

【0014】上記冷却パイプ7の両端部は上記マイクロ
波共振空洞体3の外周面から突出し、その両端は循環パ
イプ9の中途部にコネクタ10を介して着脱自在に介装
されている。
Both ends of the cooling pipe 7 project from the outer peripheral surface of the microwave resonant cavity 3, and both ends of the cooling pipe 7 are detachably interposed in the middle of the circulation pipe 9 via a connector 10.

【0015】上記循環パイプ8には循環ポンプ11とチ
ラ−12とが接続されている。上記循環パイプ11は水
などの冷却媒体を上記循環パイプ8に循環させ、上記チ
ラ−12は循環して温度上昇した冷却媒体を冷却する。
それによって、上記ランプ容器6を貫通した上記冷却パ
イプ7が冷却されるようになっている。
A circulation pump 11 and a chiller 12 are connected to the circulation pipe 8. The circulation pipe 11 circulates a cooling medium such as water through the circulation pipe 8, and the chiller 12 circulates to cool the cooling medium whose temperature has risen.
Thereby, the cooling pipe 7 penetrating the lamp vessel 6 is cooled.

【0016】上記ランプ容器6には放電発光物質が充填
されている。放電発光物質としては、ヘリウム(H
e)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)および弗素
(F2 )の混合ガス、He、Ne、アルゴン(Ar)お
よびF2 の混合ガス、He、Ne、およびF2 の混合ガ
ス、NeとF2 の混合ガスなどが用いられ、それぞれの
混合成分に応じて紫外域の異なる波長の光を出力できる
ようになっている。
The lamp vessel 6 is filled with a discharge luminescent material. Helium (H
e), neon (Ne), krypton (Kr) and fluorine (F 2 ) mixed gas, He, Ne, argon (Ar) and F 2 mixed gas, He, Ne, and F 2 mixed gas, Ne and A mixed gas of F 2 or the like is used, and light having different wavelengths in the ultraviolet region can be output according to each mixed component.

【0017】上記構成のマイクロ波放電光源装置におい
て、マイクロ波発振器1を作動させてマイクロ波を出力
すると、そのマイクロ波は導波管2を伝わって給電口4
からマイクロ波共振空洞体3内に給電される。マイクロ
波共振空洞体3内に給電されたマイクロ波は、この内部
で共振してランプ容器6内の放電発光物質を励起する。
それによって、上記ランプ容器6内の放電発光物質が発
光するから、その光は金属メッシュ5から外部へ出力さ
れる。
In the microwave discharge light source device having the above structure, when the microwave oscillator 1 is operated to output microwaves, the microwaves propagate through the waveguide 2 and the power supply port 4
Power is supplied to the microwave resonant cavity 3 from the inside. The microwave supplied to the microwave resonant cavity body 3 resonates inside the microwave resonant cavity body 3 to excite the discharge luminescent material in the lamp container 6.
As a result, the discharge luminescent material in the lamp vessel 6 emits light, and the light is output from the metal mesh 5 to the outside.

【0018】上記マイクロ波発振器1を作動させると同
時に、循環ポンプ11を作動させ、冷却媒体を循環させ
る。それによって、放電発光物質がマイクロ波で励起さ
れることで、ランプ容器6の内部温度が上昇しても、ラ
ンプ容器6に貫通された冷却パイプ7は上記ランプ容器
6に比べて十分に低温度に維持される。
At the same time that the microwave oscillator 1 is operated, the circulation pump 11 is operated to circulate the cooling medium. As a result, the discharge luminescent material is excited by microwaves, so that even if the internal temperature of the lamp vessel 6 rises, the temperature of the cooling pipe 7 penetrating the lamp vessel 6 is sufficiently lower than that of the lamp vessel 6. Maintained at.

【0019】ところで、放電発光物質が励起されること
で活性化すると、ラジカルやイオンによって上記ランプ
容器6の内面がエッチングされ、そのエッチング作用に
よってSiF4 などの不純物が発生する。しかしなが
ら、図2に示すように、その不純物20はランプ容器6
に比べて温度の低い上記冷却パイプ7の表面に付着堆積
する。
When the discharge luminescent material is activated by being excited, radicals and ions etch the inner surface of the lamp vessel 6, and the etching action produces impurities such as SiF 4 . However, as shown in FIG.
Is attached and deposited on the surface of the cooling pipe 7 whose temperature is lower than that of the above.

【0020】不純物20が冷却パイプ7の表面に付着堆
積する化学的な根拠については不明であるが、その事実
は実験によって確認することができた。すなわち、ラン
プ容器6に冷却パイプ7が設けられていない従来のラン
プ容器と、冷却パイプ7を設けたこの発明のランプ容器
6とを、50時間使用した時の上記ランプ容器6からの
光の透過率を測定した。
Although the chemical basis of the impurities 20 adhering to and depositing on the surface of the cooling pipe 7 is unknown, the fact can be confirmed by experiments. That is, the conventional lamp vessel in which the cooling pipe 7 is not provided in the lamp vessel 6 and the lamp vessel 6 in accordance with the present invention in which the cooling pipe 7 is provided are used to transmit light from the lamp vessel 6 when used for 50 hours. The rate was measured.

【0021】その結果、従来の構成では、光の透過率が
約20%低下したが、この発明の構成では、約1〜2%
程度の低下しか見られなかった。しかも、不純物20が
上記冷却パイプ7の表面に付着していることも目視によ
って確認できた。
As a result, in the conventional structure, the light transmittance is reduced by about 20%, but in the structure of the present invention, it is about 1-2%.
Only a slight decrease was seen. Moreover, it was also visually confirmed that the impurities 20 were attached to the surface of the cooling pipe 7.

【0022】つまり、不純物を、ランプ容器6よりも温
度の低い冷却パイプ7の表面に付着堆積させることで、
上記ランプ容器6の透明度が低下するのを防止し、光の
透過率を長時間にわたって良好に維持することができ
る。
That is, by depositing the impurities on the surface of the cooling pipe 7 whose temperature is lower than that of the lamp vessel 6,
It is possible to prevent the transparency of the lamp container 6 from being lowered and to maintain the light transmittance satisfactorily for a long time.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、放電発光
物質が収容されたランプ容器に、冷却媒体が流通する冷
却パイプを気密に貫通して設けるようにした。したがっ
て、上記放電発光物質がマイクロ波で励起されることで
活性化し、ランプ容器の内面をエッチングして不純物を
発生させても、その不純物はランプ容器に比べて温度の
低い冷却パイプの表面に付着堆積させることができるか
ら、上記ランプ容器の透光率が早期に低下するのを防止
することができる。
As described above, according to the present invention, the lamp pipe accommodating the discharge luminescent material is provided with the cooling pipe through which the cooling medium flows in an airtight manner. Therefore, even when the discharge luminescent material is activated by being excited by microwaves and the impurities are generated by etching the inner surface of the lamp container, the impurities adhere to the surface of the cooling pipe whose temperature is lower than that of the lamp container. Since they can be deposited, it is possible to prevent the light transmittance of the lamp vessel from being lowered at an early stage.

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

【図1】この発明の第1の実施例の全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】同じく冷却パイプの部分の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a cooling pipe portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マイクロ波発振器、2…導波管、3…マイクロ波共
振空洞体、4…給電口、6…ランプ容器、7…冷却パイ
プ、9…循環パイプ、11…循環ポンプ、12…チラ
−。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microwave oscillator, 2 ... Waveguide, 3 ... Microwave resonance cavity body, 4 ... Feed port, 6 ... Lamp container, 7 ... Cooling pipe, 9 ... Circulation pipe, 11 ... Circulation pump, 12 ... Chiller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マイクロ波を発振するマイクロ波発振器
と、このマイクロ波発振器で発振されたマイクロ波を導
く導波管と、この導波管に給電口を通じて接続されたマ
イクロ波共振空洞体と、このマイクロ波共振空洞体内に
設けられその内部に上記マイクロ波によって励起されて
放電発光する放電発光物質が収容されたランプ容器と、
このランプ容器に気密に貫通して設けられその内部に冷
却媒体が流通する冷却パイプとを具備したことを特徴と
するマイクロ波放電発光装置。
1. A microwave oscillator for oscillating a microwave, a waveguide for guiding the microwave oscillated by the microwave oscillator, and a microwave resonant cavity body connected to the waveguide through a feed port. A lamp container provided in the microwave resonant cavity, in which a discharge luminescent substance that is excited by the microwave and discharges and emits light is contained;
A microwave discharge light emitting device, comprising: a cooling pipe, which is provided so as to penetrate through the lamp container in an airtight manner and through which a cooling medium flows.
JP32658393A 1993-12-24 1993-12-24 Microwave discharge light source device Pending JPH07182910A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1304722A1 (en) * 2000-05-25 2003-04-23 Hamamatsu Photonics K. K. Light source
KR100414089B1 (en) * 2001-07-20 2004-01-07 엘지전자 주식회사 Microwave lighting system

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