JPH09259834A

JPH09259834A - 真空紫外光源

Info

Publication number: JPH09259834A
Application number: JP6958596A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Suzuki; 節雄鈴木; Ikuo Watanabe; 郁男渡辺; Etsuo Noda; 悦夫野田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】従来は、真空紫外光の取り出し効率が低く、出
力も低出力であった。【解決手段】平板状の誘電体１と、対向する平板状の窓
２とが、側板３によって固定される。側板３と誘電体１
あるいは窓２とはシール材４によって接着される。誘電
体１と窓２と側板３とによって囲まれる空間は放電空間
５である。放電空間５にはキセノンガスが封入される。
誘電体１の窓２に対向する面とは反対側の面には、高電
圧電極６が設けられ、窓２の誘電体１に対向する面とは
反対側の面に、メッシュ状の電極７が設けられる。高電
圧電極６とメッシュ状の電極７とは交流電源８に接続さ
れ、メッシュ状の電極７にアースされる。高電圧電極６
と誘電体１とが接触する面には、放電により発生する真
空紫外光を反射する反射面９が鏡面状処理により設けら
れる。この様な構成により反射面９で真空紫外光を反射
させて放電空間５外に放射することにより高効率で取り
出すことができ、高出力となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空紫外光源に係
り、特に大面積のパネル型の真空紫外光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】２００［ｎｍ］以下の波長の真空紫外光
は、酸素の吸収により大気中を通過することができない
光である。従って、地上には達することができない波長
の光である。また、高出力の真空紫外光を発生させるた
めに大面積の光源を使用した装置への期待が高く、例え
ば液晶や半導体等の洗浄、シランガスの光解離によるア
モルファスシリコン薄膜の形成、また環境保全の技術と
して、水の殺菌や脱色等の処理、フロンガスや排煙等の
分解処理装置等への応用が考えられている。

【０００３】真空紫外光を発する真空紫外光源では、電
極の間に誘電体が介在した、電極間に数１０［ｋＶ］の
高電圧（交流）を印加し、誘電体障壁放電（無声放電と
も呼ぶ）を起こすことにより、その放電によって真空紫
外光を発生させている。

【０００４】以下、従来の真空紫外光源の構成につい
て、図面を参照しながら説明する。図１２は、従来の真
空紫外光源の断面図である。例えばサファイアからなる
平板状の誘電体１０１と、誘電体１０１と対向し石英か
らなる平板状の窓１０２とは、石英からなる側板１０３
に接着される。側板１０３と誘電体１０１あるいは窓１
０２とはシール材１０４によって接着される。誘電体１
０１と窓１０２と側板１０３とによって囲まれる空間は
放電空間１０５である。

【０００５】誘電体１０１表面には、高電圧電極１０６
が設けられ、窓１０２表面には、ステンレスからなるメ
ッシュ状の電極１０７が設けられる。高電圧電極１０６
とメッシュ状の電極１０７とは導線によって交流電源１
０８に接続され、メッシュ状の電極１０７はアースされ
ている。誘電体１０１の材料には石英やフッ化マグナシ
ュウム等も使用されている。

【０００６】この様な構成をする真空紫外光源の動作に
ついて説明する。放電空間１０５内を真空ポンプ等で真
空排気し、真空排気後に所望のガスを充満する。

【０００７】交流電源１０８から高電圧電極１０６とメ
ッシュ状の電極１０７とに電圧を印加することにより、
放電空間１０５内で誘電体障壁放電が発生する。この放
電によって所定の波長を持った真空紫外光が発生する。
例えば発生させたい真空紫外光の波長が１４７［ｎｍ］
であれば、放電空間１０５内に封入されるガスは、キセ
ノンまたはキセノンとヘリウムとの混合ガスを使用す
る。また、発生させたい真空紫外光が希ガスエキシマま
たはガスハライドエキシマであれば、ヘリウムまたはネ
オンまたはアルゴンまたはクリプトンまたはキセノンま
たはこれら希ガスの内少なくとも２種類以上が混合され
たガスまたはフッ素またはアルゴンとフッ素またはクリ
プトンとフッ素を使用する。

【０００８】この放電は誘電体を用いることから誘電体
障壁放電と呼ばれており、数１０［ｎｓ］の非常に短い
持続時間での放電である。またこの放電による放電発生
部の直径は、数ミリ以下であり、その放電の形状は円柱
状である。この円柱状の放電は放電柱と呼ばれ、放電空
間１０５内の至る所で発生する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の様
な構成では、工業的な利用価値が高くないという欠点が
あった。つまり、より高い工業的な利用価値を高めるた
めには、より高出力で高効率でなければならない。

【００１０】しかし、従来の平板形をした真空紫外光源
では、所望の波長の真空紫外光を取り出すための取り出
し口は一方向だけであった。つまり真空紫外光が放射さ
れる方向は窓が設けられている方向のみであった。する
と放電空間内ではあらゆる方向に真空紫外光が放射され
ていても、窓側に放射する真空紫外光しか取り出すこと
ができないため、真空紫外光の全取り出し量は必然的に
少なくなる。

【００１１】従って、上記記載の従来の構成では、真空
紫外光源から取り出すことのできる真空紫外光の出力が
低く、また取り出し効率が低いことが問題であった。ま
た、放電に伴う印加電圧は、真空紫外光源の制御および
安全上できるだけ低い方が良い。しかし、真空紫外光の
出力を増加させるためには、放電空間の距離、つまり誘
電体と窓との距離をできるだけ小さくし、誘電体と窓と
の間にかかる電圧を大きくする必要があった。

【００１２】また、同じ電圧を印加して、真空紫外光の
出力を増加させるためには、誘電体および窓の厚みを薄
くする必要がある。また、印加電圧も１０［ｋＶ］以上
となり装置全体の制御等の取扱いも不便となる。

【００１３】また、窓が厚くなると、窓の透過率が低下
し、真空紫外光の出力が低下する。また、放電空間に加
わる電圧が低下する。電圧が低下すれば、放電電力が減
少し、それに伴って放電によって発生する真空紫外光の
出力も低下する。

【００１４】また、真空紫外光の出力を大きくするため
に窓の面積を大きくするとコストが上昇する。また、真
空紫外光源本体の大きさが大きくなると、重量も増加
し、装置が大形化し取扱いにも支障をきたす。

【００１５】そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み
てなされたもので、真空紫外光の出力を高くするため
に、印加電圧を高くしたり、誘電体および窓の厚みを厚
くすることなく、また装置を大形化することなく、真空
紫外光を効率良く生成し、高効率、高出力の真空紫外光
源の提供を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の真空紫外光源は、一対の電極と、前記電
極の一方に設けられた誘電体と、前記誘電体に対向する
他方の電極に設けられた真空紫外光を透過する光透過部
と、前記誘電体の前記光透過部に対向する面、あるいは
前記光透過部に対向する面に対して反対側の面の内少な
くともどちらか一方に設けられ、真空雰囲気中の前記電
極間に導入されたガスの放電によって発生する真空紫外
光を反射する反射部とから構成される。

【００１７】次に、本発明の真空紫外光源は、第１の電
極と、前記第１の電極に設けられた誘電体と、前記第１
の電極に対向して配置された真空紫外光を透過する第２
の電極と、前記誘電体を介して前記第１の電極と対向し
て前記第２の電極に設けられた真空紫外光を透過する光
透過部と、前記誘電体と前記光透過部とを繋ぐ側板と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に所望の電圧を
印加する電源と、前記誘電体の前記光透過部に対向する
面、あるいは前記光透過部に対向する面に対して反対側
の面の内少なくともどちらか一方に設けられた真空雰囲
気中の前記第１の電極と前記第２の電極との間に導入さ
れたガスの放電によって発生する真空紫外光を反射する
反射部とから構成される。

【００１８】次に、本発明の真空紫外光源は、第１の電
極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極
と、前記第２の電極の前記第１の電極に対向する面に設
けられた真空紫外光を透過する光透過部と、前記第１の
電極の前記第２の電極に対向する面に設けられた真空雰
囲気中の前記第１の電極と前記第２の電極との間に導入
されたガスの放電によって発生する真空紫外光を反射す
る反射部とから構成される。次に、本発明の真空紫外
光光源は、第１の電極と、前記第１の電極と対向して配
置される第２の電極と、前記第１の電極の前記第２の電
極に対向する面に設けられる誘電体と、前記誘電体の前
記第２の電極に対向する面に設けられた真空雰囲気中の
電気第１の電極と前記第２の電極との間に導入されたガ
スの放電によって発生する真空紫外光を反射する反射部
と、前記第２の電極に対して前記反射部とは反対側に設
けられ、真空紫外光が透過する光透過部とから構成され
る。

【００１９】次に、本発明の真空紫外光源は、前記真空
紫外光源を、互いに密接させて複数個配置してなる構成
である。また、所望の真空紫外光の波長が１４７［ｎ
ｍ］であれば、放電空間内に封入するガスには、キセノ
ンあるいはキセノンとヘリウムとの混合ガスを使用す
る。また、所望の真空紫外光が希ガスエキシマあるいは
ガスハライドエキシマであれば、ヘリウムあるいはネオ
ンあるいはアルゴンあるいはクリプトンあるいはキセノ
ンあるいはそれら希ガスの内少なくとも２種類が混合さ
れたガスあるいはフッ素あるいはアルゴンとフッ素ある
いはクリプトンとフッ素を使用する。

【００２０】また、反射面（あるいは第１反射面あるい
は第２反射面）は、銅や銀やモリブデンやベリリウムや
タリウムやシリコンや錫や硫化亜鉛や錫化マグネシウム
やバリウムを使用することもできる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図１は、真空紫外光源の第１実施
例の断面図である。例えば石英（または合成石英）から
なる平板状の誘電体１と、誘電体１と対向するように、
誘電体１と同じ材料からなる平板状の窓２（光透過部）
とが、誘電体１と同じ材料からなる側板３に接着され
る。側板３と誘電体１あるいは窓２とはシール材４によ
って接着される。誘電体１と窓２と側板３とによって囲
まれる空間は放電空間５である。放電空間５には７５０
〜９９０［Ｔｏｒｒ］のキセノンガス（反応ガス）が充
満されている。誘電体１の窓２に対向する面に対して反
対側の表面には、アルミニウムからなる高電圧電極６
（電極、第１の電極）が設けられる。また、高電圧電極
６の誘電体１に接触する面の面積は、誘電体１が高電圧
電極６に対向する面全体の面積よりも小さくする。ま
た、窓２の誘電体１に対向する面とは反対側の表面に
は、ステンレスからなるメッシュ状の電極７（電極、第
２の電極）が設けられる。高電圧電極６とメッシュ状の
電極７とが一対の電極となる。高電圧電極６とメッシュ
状の電極７とは導線によって交流電源８（電源）に接続
され、導線の一部はアースされている。高電圧電極６と
誘電体１との接触面には、放電によって発生する真空紫
外光を反射する反射面９（反射部）が鏡面状の処理によ
って形成される。反射面９は、モリブデンあるいはアル
ミニウムからなる。また、誘電体１の材料には、サファ
イアやフッ化マグナッシュウム等が使用されても良い。

【００２２】この様に真空紫外光源１０は、誘電体１と
窓２と側板３とシール材４と高電圧電極６とメッシュ状
の電極７と交流電源８と反射面９とから構成される。こ
の様な構成をする真空紫外光源の動作について説明す
る。

【００２３】予め放電空間５内を真空ポンプ等で真空状
態にし、その後所望のガス（例えばキセノン）を導入す
る。交流電源８によって高電圧電極６とメッシュ状の電
極７とに電圧を印加する。高電圧電極６からは誘電体１
を介して、またメッシュ状の電極７からは窓２を介し
て、放電空間５に高電圧（パルス電圧でも良い）がかか
り、放電空間５内で誘電体障壁放電が発生する。この放
電は、数１０［ｎｓ］以下のパルス幅を持ったパルス放
電である。また細かい放電柱が放電空間５内に均一に発
生する。予め放電空間５内に充満されるキセノンが放電
によって励起状のキセノン原子が生成され、その結果キ
セノン原子との三体衝突によりキセノンエキシマ（キセ
ノンの分子）を形成し、キセノンエキシマは１７２［ｎ
ｍ］にピークを持った波長の真空紫外光を放射する。放
射された真空紫外光は窓２を透過して直接真空紫外光源
１０外部に放射される。また窓２以外の方向に放射され
た真空紫外光は、誘電体１のメッシュ状の電極７に対向
する面に対して反対側の表面の鏡面状処理を施された反
射面９で大部分が反射されて、窓２から真空紫外光源１
０外部に放射される。この真空紫外光源１０外部に放射
される真空紫外光は例えば液晶等の洗浄に使用される。

【００２４】以上述べた様な真空紫外光源では、高電圧
電極６とメッシュ状の電極７との間に高電圧を印加する
ことなく、また誘電体１や窓２の厚みを厚くすることな
く、反射面９によって真空紫外光を反射させることによ
り真空紫外光の取り出し効率を向上できる。また、真空
紫外光の取り出し効率が高くなることにより、真空紫外
光の出力も向上できる。また、高電圧を印加しないため
電圧制御等の取扱いも簡便であり、また安全である。さ
らに、真空紫外光源を大形化せずに高出力が得られる。

【００２５】次に、真空紫外光の第２実施例について図
２を参照しながら説明する。なお、以下の各実施例にお
いて、第１実施例と同一構成要素は同一符号を付し、重
複する説明は省略する。

【００２６】第２実施例の特徴は、反射面９が誘電体１
のメッシュ状の電極７に対向する面に対して反対側の表
面全体に設けられることであり、放電空間５内で発生す
る真空紫外光を真空紫外光源１０外部に効率よく取り出
すことである。

【００２７】図２は、真空紫外光源の第２実施例の断面
図である。反射面９は、誘電体１のメッシュ状の電極７
に対向する面に対して反対側の表面に設けられる。

【００２８】この様に構成される真空紫外光源１０で
は、高電圧電極６とメッシュ状の電極７とに交流電源８
から電圧を印加し、放電空間５内で誘電体障壁放電を発
生させる。放電によって発生する真空紫外光の一部は、
窓２を透過して直接、真空紫外光源１０外部に放射され
る。また真空紫外光の一部は、反射面９に反射されて窓
２を透過して真空紫外光源１０外部に放射される。この
真空紫外光源１０外部に放射される真空紫外光は例えば
液晶等の洗浄に使用される。

【００２９】第２実施例の真空紫外光源では、高電圧電
極６とメッシュ状の電極７との間に高電圧を印加するこ
となく、また誘電体１や窓２の厚みを厚くすることな
く、反射面９によって真空紫外光を反射させることによ
り真空紫外光の取り出し効率を向上できる。また、真空
紫外光の取り出し効率が高くなることにより、真空紫外
光の出力も向上できる。また、高電圧を印加しないため
電圧制御等の取扱いも簡便であり、また安全である。さ
らに、真空紫外光源を大形化せずに高出力が得られる。

【００３０】また、反射面９が、誘電体１と高電圧電極
６に接触する面の全体（接触部分だけでなく）に設けら
れるため、反射面９の面積が広がる。反射面９の面積が
増加すれば、それに比例して反射面９で反射される真空
紫外光の量も増加する。つまり、放電空間５内で発生し
た真空紫外光の内、高電圧電極６側に放射され、今まで
出力として外部に取り出されていなかった真空紫外光の
ほとんどを反射させることができる。そのため真空紫外
光を高効率で取り出すことができ、高出力となる。

【００３１】次に、真空紫外光源の第３実施例について
図３を参照しながら説明する。第３実施例の特徴は、反
射面９が誘電体１のメッシュ状の電極７に対向する面に
設けられることであり、放電空間５内で発生する真空紫
外光を真空紫外光源１０外部に効率よく取り出すことで
ある。

【００３２】図３は、真空紫外光源の第３実施例の断面
図である。反射面９が、誘電体１のメッシュ状の電極７
に対向する面に設けられる。この様に構成される真空紫
外光源では、高電圧電極６とメッシュ状の電極７とに交
流電源８から電圧を印加させ、放電空間５内で誘電体障
壁放電を発生させる。放電によって発生する真空紫外光
の一部は、窓２を透過して直接、真空紫外光源１０外部
に放射される。また真空紫外光の一部は、反射面９に反
射されて窓２を透過して真空紫外光源１０外部に放射さ
れる。この真空紫外光源１０外部に放射される真空紫外
光は例えば液晶等の洗浄に使用される。

【００３３】第３実施例で述べた様な真空紫外光源で
は、高電圧電極６とメッシュ状の電極７との間に高電圧
を印加することなく、また誘電体１や窓２の厚みを厚く
することのなく、反射面９によって真空紫外光を反射さ
せることにより真空紫外光の取り出し効率を向上でき
る。また、真空紫外光の取り出し効率が高くなることに
より、真空紫外光の出力も向上できる。また、高電圧を
印加しないため電圧制御等の取扱いも簡便であり、また
安全である。さらに、真空紫外光源を大形化せずに高出
力が得られる。

【００３４】さらに、反射面９が誘電体１のメッシュ状
の電極７に対向する面に設けられるため、誘電体１を透
過する際の真空紫外光の出力の減衰がなく、放電空間５
内で発生した真空紫外光のほとんどを減衰なく真空紫外
光源１０外部に放射することができる。また真空紫外光
を高効率で真空紫外光源１０外部に取り出すことができ
るため、真空紫外光源１０の高出力も可能となる。

【００３５】次に、真空紫外光の第４実施例について図
４を参照しながら説明する。第４実施例の特徴は、反射
面９が、高電圧電極６の窓２に対向する面に設けられ、
窓２が石英からなる光を透過可能な誘電体からなってい
ることであり、放電空間５内で発生する真空紫外光を真
空紫外光源１０外部に効率よく取り出すことである。

【００３６】図４は、真空紫外光源の第４実施例の断面
図である。石英等の誘電体からなり、光を透過する窓２
は、シール材４によって、高電圧電極６に固定される。
窓２の高電圧電極６と対向する面に対して反対側の表面
にはメッシュ状の電極７が設けられる。窓２に対向する
高電圧電極６の表面には反射面９が設けられる。高電圧
電極６とメッシュ状の電極７とは、導線によって交流電
源８に接続される。導線の一部は、アースされる。高電
圧電極６とメッシュ状の電極７とで囲まれた空間は、放
電空間５である。

【００３７】この様に真空紫外光源１０は、窓２とシー
ル材４と高電圧電極６とメッシュ状の電極７と交流電源
８と反射面９とで構成される。この様な構成をする真空
紫外光源１０は、高電圧電極６とメッシュ状の電極７と
に交流電源８から電圧を印加し、放電空間５内で誘電体
障壁放電を発生させる。放電によって発生する真空紫外
光の一部は、窓２を透過して直接、真空紫外光源１０外
部に放射される。また真空紫外光の一部は、反射面９に
反射されて窓２を透過して真空紫外光源１０外部に放射
される。この真空紫外光源１０外部に放射される真空紫
外光は例えば液晶等の洗浄に使用される。

【００３８】第４実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、高電圧電極６とメッシュ状の電極７との間に高電圧
を印加することなく、窓２の厚みを厚くすることなく、
反射面９によって真空紫外光を反射させることにより真
空紫外光の取り出し効率を向上できる。また、真空紫外
光の取り出し効率が高くなることにより、真空紫外光の
出力も向上できる。また、高電圧を印加しないため電圧
制御等の取扱いも簡便であり、また安全である。さら
に、真空紫外光源を大形化せずに高出力が得られる。
さらに、放電空間５内で発生した真空紫外光の内、高電
圧電極６側に放射されるほとんどの真空紫外光を反射面
９によって反射することができる。そのため、真空紫外
光源１０外部に放射される真空紫外光の取り出し効率が
高まる。また真空紫外光を高効率で取り出すことができ
るため、真空紫外光源の出力も高出力となる。

【００３９】また、窓２が誘電体も兼ねているため、真
空紫外光源１０の小形化やコスト減少にも貢献する。次
に、真空紫外光源の第５実施例について図５を参照しな
がら説明する。

【００４０】第５実施例の特徴は、真空紫外光を透過す
る誘電体１１が、高電圧電極６の窓２に対向する面に設
けられ、誘電体１１と高電圧電極６との間にアルミニウ
ムからなる反射面１２を設け、窓２が光が透過可能な石
英等の誘電体からなっていることであり、放電空間５内
で発生する真空紫外光を真空紫外光源１０外部に効率よ
く取り出すことである。

【００４１】図５は、真空紫外光源の第５実施例の断面
図である。石英等の誘電体からなり、光を透過可能な窓
２は、シール材４によって、高電圧電極６と固定され
る。窓２の高電圧電極６と対向する面に対して反対側の
面にはメッシュ状の電極７が設けられる。窓２に対向す
る高電圧電極６の面には石英からなる厚さ約１［ｍｍ］
の誘電体１１が設けられる。高電圧電極６と第１反射面
に１１との間にはアルミニウムからなる反射面１２が挟
着される。高電圧電極６とメッシュ状の電極７とは、交
流電源８に接続される。メッシュ状の電極７はアースさ
れる。誘電体１１と窓２とで囲まれた空間は、放電空間
５である。なお、誘電体１１は、合成石英あるいは溶融
石英でも良く、反射面１２は、例えば銅あるいは銀ある
いはモリブデン等の金属膜でも良い。

【００４２】この様に真空紫外光源１０は、窓２とシー
ル材４と高電圧電極６とメッシュ状の電極７と交流電源
８と誘電体１１と反射面１２とから構成される。この様
な構成をする真空紫外光源１０は、高電圧電極６とメッ
シュ状の電極７とに交流電源８により電圧が印加され、
放電空間５内で誘電体障壁放電を発生させる。放電によ
って発生する真空紫外光の一部は、窓２を透過して直
接、真空紫外光源１０外部に放射される。また真空紫外
光の一部つまり、誘電体１１を透過した真空紫外光は、
反射面１２で反射されて真空紫外光源１０外部に放射さ
れる。この真空紫外光源１０外部に放射される真空紫外
光は例えば液晶等の洗浄に使用される。

【００４３】第５実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、放電空間５内で発生した真空紫外光の内、高電圧電
極６側に放射する真空紫外光を反射面１２でほとんど反
射している。そのため、真空紫外光源１０外部に放射す
る真空紫外光の取り出し効率が高まる。また、誘電体１
１の表面は抵抗が高いために放電柱が細かくなり、真空
紫外光を高効率で取り出すことができるため、真空紫外
光源の出力も高出力となる。また窓２が誘電体も兼ねて
いるため、真空紫外光源１０の小形化やコスト減少にも
貢献する。

【００４４】次に、真空紫外光源の第６実施例について
図６を参照しながら説明する。第６実施例の特徴は、石
英からなる誘電体１１が、高電圧電極６の窓２に対向す
る面に設けられ、誘電体１１と高電圧電極６との間にア
ルミニウムからなる反射面１２を設け、窓２と誘電体１
１との間にメッシュ状の電極７を設けたことであり、放
電空間５内で発生する真空紫外光を真空紫外光源１０外
部に効率よく取り出すことができ、窓２の寿命が長いこ
とである。

【００４５】図６は、真空紫外光源の第６実施例の断面
図である。石英等からなる光を透過可能な窓２と、窓２
と対向して配置される誘電体１とは、シール材４によっ
て側板３に固定されている。窓２と誘電体１との間には
メッシュ状の電極７を設ける。窓２に対向する誘電体１
は厚さ約１［ｍｍ］の石英である。誘電体１の窓２と対
向する面には石英からなる誘電体１１が設けられる。誘
電体１と誘電体１１との間にはアルミニウムからなる反
射面１２が挟着されている。誘電体１のメッシュ状の電
極７に対向する面に対して反対側の表面には高電圧電極
６が設けられている。高電圧電極６とメッシュ状の電極
７とは、交流電源８に接続される。メッシュ状の電極７
はアースされる。誘電体１１とメッシュ状の電極７とで
囲まれた空間は、放電空間５である。なお、誘電体１１
は、合成石英あるいは溶融石英でも良く、反射面１２
は、例えば銅あるいは銀あるいはモリブデン等の金属膜
でも良い。

【００４６】この様に真空紫外光源１０は、誘電体１と
窓２と側板３とシール材４と高電圧電極６とメッシュ状
の電極７と交流電源８と誘電体１１と反射面１２とから
構成される。

【００４７】この様な構成をする真空紫外光源１０で
は、高電圧電極６とメッシュ状の電極７とに交流電源８
から所定の電圧を印加し、放電空間５内で誘電体障壁放
電を発生させる。放電によって発生する真空紫外光の一
部は、窓２を透過して直接、真空紫外光源１０外部に放
射される。また真空紫外光の一部は、誘電体１１に反射
されて窓２を透過して真空紫外光源１０外部に放射され
る。また誘電体１１を透過した真空紫外光は、反射面１
２で反射されて真空紫外光源１０外部に放射される。こ
の真空紫外光源１０外部に放射される真空紫外光は例え
ば液晶等の洗浄に使用される。

【００４８】第６実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、放電空間５内で発生した真空紫外光の内、高電圧電
極６側に放射する真空紫外光を反射面１２でほとんど反
射させることができる。そのため、真空紫外光源１０外
部に放射する真空紫外光の取り出し効率が高まる。また
真空紫外光を高効率で取り出すことができるため、真空
紫外光源の出力も高出力となる。また、メッシュ状の電
極７が、窓２と誘電体１１との間に設けられるため、放
電空間５内に導入されたガスと直接接触するためガスの
分解効率が向上する。そのため放射される真空紫外光の
真空紫外光源１０外部への取り出し効率が向上し、出力
も更に向上する。

【００４９】また、窓２には直接高電圧が印加されない
ため、窓２の寿命が延びる。次に、真空紫外光源の第７
実施例について図７を参照しながら説明する。第７実施
例の特徴は、窓２の誘電率が誘電体１の誘電率よりも小
さいことであり、放電空間５内の放電柱の密度を上げ、
放電空間５内で発生する真空紫外光を高効率で発生させ
真空紫外光源１０外部に効率よく取り出すことである。

【００５０】図７は、真空紫外光源の第７実施例の断面
図である。アルミナセラミックスからなる誘電体１と対
向して、誘電体１よりも小さな誘電率を持った石英等の
誘電体からなる窓２が配置される。この誘電体１と窓２
との間隔は、約３［ｍｍ］である。誘電体１と窓２と
は、シール材４によって側板３に固定される。ここで誘
電体１と窓２と側板３とで囲まれた空間は、放電空間５
となる。誘電体１の窓２に対向する面に対して反対側の
表面には、高電圧電極６を設ける。窓２の誘電体１に対
向する面に対して反対側の表面には、メッシュ状の電極
７が固定具１３によって窓２に固定される。高電圧電極
６とメッシュ状の電極７とは、交流電源８に接続され
る。メッシュ状の電極７は、アースされる。この様に
真空紫外光源１０は、誘電体１と窓２と側板３とシール
材４と高電圧電極６とメッシュ状の電極７と交流電源８
とから構成される。

【００５１】この様な構成をする真空紫外光源１０で
は、予め放電空間５内に例えばキセノンガスが約１気圧
（大気圧）で充満される。高電圧電極６とメッシュ状の
電極７とに交流電源８から所定の電圧を印加し、放電区
間５内で誘電体障壁放電を発生させる。この放電によっ
て発生する真空紫外光が窓２を透過して、真空紫外光源
１０外部に反射される。この真空紫外光源１０外部に放
射される真空紫外光は例えば液晶等の洗浄に使用され
る。

【００５２】ここで、誘電体１と窓２との距離をｄ_G
（以下放電ギャップと呼ぶ）とし、放電ギャップｄ_G に
かかる電圧をＶｇとし、Ｖｇと真空紫外光の出力との関
係について説明する。

【００５３】真空紫外光の出力を増加させるためには、
放電ギャップｄ_G にかかる電圧Ｖｇを増加させなければ
ならない。しかし、電圧を増加させることなく同じ電圧
を印加して、出力だけを増加させるためには誘電体１と
窓２との厚みを薄くすれば良い。以下に、誘電体１の
厚さと窓２の厚さと放電ギャップｄ_G との関係を表す式
を記載する。なお、誘電体１の誘電率をε_DB、誘電体１
の厚さをｄ_DB、窓２の誘電率をε_W、窓２の厚さをｄ
_W 、キセノンガスの誘電率をε_G 、印加電圧をＶａとす
ると、

【００５４】

【数１】の様に表せる。

【００５５】ここで、誘電体１の誘電率ε_DBは、窓２の
誘電率ε_W よりも大きい。また、本実施例では、ε_DB＝
１０、ｄ_DB＝２［ｍｍ］，ε_W ＝５、ｄ_W ＝２［ｍ
ｍ］、ｄ_G ＝３［ｍｍ］、ε_G ＝固有値であるので、放
電ギャップｄ_G にかかる電圧Ｖｇは、印加電圧Ｖａの少
なくとも約８３［％］は印加可能である。

【００５６】しかし、誘電率１を窓２と同じ材料（ε_DB
＝ε_W ）、例えば互いに合成石英にすると、放電ギャッ
プにかかる電圧は、印加できる電圧（Ｖａ）の約７８
［％］に低下する。すると印加電圧の低下分だけ、放電
電力の出力が低下し、それに比例して真空紫外光の出力
が低下する。

【００５７】第７実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、誘電体１と、窓２の誘電率との間で放電が起こるた
め、放電空間５内の放電柱が窓２側で広がらないため、
高密度の放電柱が形成できる。そのため同じ電圧でも高
密度な放電が発生するため、真空紫外光を高効率で生成
することができ、また生成された真空紫外光を取り出
し、高出力の真空紫外光を得ることができる。また、放
電によって生成された真空紫外光を効率良く取り出し高
出力とするために、新しい構成を必要としないため、コ
ストの低減となる。

【００５８】次に、真空紫外光源の第８実施例について
図８を参照しながら説明する。第８実施例の特徴は、誘
電体１と窓２との間に支柱１４を設け、誘電体１と窓２
とを支持し、機械的な強度を向上させたことである。

【００５９】図８は、真空紫外光源の第８実施例の断面
図である。アルミナセラミックスからなる誘電体１と対
向して、誘電体１の誘電率よりも小さな誘電率を持った
石英等の誘電体からなる窓２が配置される。誘電体１と
窓２とは、シール材４を用いて側板３にそれぞれ固定さ
れる。ここで誘電体１と窓２と側板３とで囲まれた空間
は、放電空間５となる。放電空間５内には、誘電体１と
窓２とを支持する支柱１４（支持手段）が設けられる。
支柱１４は、誘電体１の表面抵抗よりも大きな表面抵抗
を持つ合成石英等の誘電体からなる。誘電体１の窓２に
対向する面に対して反対側の表面には、高電圧電極６が
設けられる。窓２の誘電体１に対向する面に対して反対
側の表面には、メッシュ状の電極７が固定具１３によっ
て窓２に固定され取り付けられる。高電圧電極６とメッ
シュ状の電極７とは、交流電源８に接続される。メッシ
ュ状の電極７は、アースされる。この様に真空紫外光
源１０は、誘電体１と窓２と側板３とシール材４と高電
圧電極６とメッシュ状の電極７と交流電源８と固定具１
３と支柱１４とから構成される。

【００６０】この様な構成をする真空紫外光源１０で
は、予め放電空間５内に例えばキセノンガスが約１気圧
で充満されており、高電圧電極６とメッシュ状の電極７
とに交流電源８から所定の電圧を印加することで、放電
空間５内で誘電体障壁放電を発生させる。この放電によ
って発生する真空紫外光が窓２を透過して、真空紫外光
源１０外部に放射される。この真空紫外光源１０外部に
放射される真空紫外光は例えば液晶等の洗浄に使用され
る。

【００６１】第８実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、誘電体１の誘電率が、窓２の誘電率よりも大きいた
め、放電空間５内の放電柱が窓２側で広がらないため、
高密度の放電柱が形成できる。そのため同じ電圧でも高
密度な放電が発生するため、真空紫外光を高効率で取り
出し、高出力の真空紫外光を得ることができる。

【００６２】また、誘電体１や窓２等の表面積を大きく
して、真空紫外光の出力を上げる際に、誘電体１と窓２
との重量が増加し強度等の安全上の問題が出てくる。そ
のため、真空紫外光源の構造上、強度を向上させるため
に支柱１４を設けて安全性を向上させている。支柱１４
を設けることによって誘電体１と窓２との大面積化が可
能となり、出力をより高くできる。

【００６３】次に、真空紫外光源の第９実施例について
図９を参照しながら説明する。第９実施例の特徴は、支
柱１４にキセノンガス等を放電空間５内に導入する穴１
５を設け、真空紫外光の生成効率を上げたことである。

【００６４】図９は、真空紫外光源の第９実施例の断面
図である。アルミナセラミックスからなる誘電体１と対
向して、誘電体１の誘電率よりも小さな誘電率を持った
石英等の誘電体からなる窓２が配置される。誘電体１と
窓２とは、シール材４を用いて側板３にそれぞれ固定さ
れる。ここで誘電体１と窓２と側板３とで囲まれた空間
は、放電空間５となる。誘電体１の窓２に対向する面に
対して反対側の表面には、高電圧電極６が設けられる。
窓２の誘電体１に対向する面に対して反対側の表面に
は、メッシュ状の電極７が固定具１３によって窓２に固
定され取り付けられる。高電圧電極６とメッシュ状の電
極７とは、交流電源８に接続される。メッシュ状の電極
７は、アースされる。放電空間５外部から内部への連通
部を持ち、誘電体１と窓２とを支持する支柱１４が窓２
と誘電体１とに溶着されている。支柱１４は、誘電体１
の表面抵抗よりも大きな表面抵抗を持つ合成石英等の中
空円筒形の誘電率からなり、支柱１４の一部分にはキセ
ノンガスを放電空間５内に導入するための穴１５が穿設
される。

【００６５】この様に真空紫外光源１０は、誘電体１と
窓２と側板３とシール材４と高電圧電極６とメッシュ状
の電極７と交流電源８と固定具１３と支柱１４とから構
成される。

【００６６】この様な構成をする真空紫外光源１０で
は、支柱１４内部（中空部）を通って、放電空間５内に
例えばキセノンガスを随時導入することができる。高電
圧電極６とメッシュ状の電極７とに交流電源８から所定
の電圧を印加することで、放電空間５内で誘電体障壁放
電を発生させる。この放電によって発生する真空紫外光
が窓２を透過して、真空紫外光源１０外部に放射され
る。この真空紫外光源１０外部に放射される真空紫外光
は例えば液晶等の洗浄に使用される。

【００６７】第９実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、誘電体１の誘電率が、窓２の誘電率よりも大きいた
め、放電空間５内の放電柱が窓２側で広がらないため、
高密度の放電柱が形成できる。そのため同じ電圧でも高
密度な放電が発生するため、真空紫外光を高効率で取り
出し、高出力の真空紫外光を得ることができる。

【００６８】また、誘電体１や窓２等の表面積を大きく
して、真空紫外光の出力を上げる際に、誘電体１と窓２
との重量が大きくなり強度等の安全上の問題が出てく
る。そのため、真空紫外光源の構造上、強度を向上させ
るために支柱１４を設けることで安全性を向上させる。
誘電体１と窓２との安全性が向上するため、誘電体１と
窓２との表面積を増加させ、真空紫外光の出力をさらに
増加できる。

【００６９】また、支柱１４の穴１５からキセノンガス
を放電空間５内に随時導入することができるため、常に
所望の量のガスを得ることができ、放電によって発生す
る真空紫外光の生成効率を向上させ、高出力の真空紫外
光を得ることができる。

【００７０】次に、真空紫外光源の第１０実施例につい
て図１０を参照しながら説明する。第１０実施例の特徴
は、誘電体１に絶縁材１６を設け、沿面放電を防止し、
真空紫外光の生成効率を上げたことである。

【００７１】図１０は、真空紫外光源の第１０実施例の
断面図である。アルミナセラミックスあるいは石英から
なる誘電体１と対向して、誘電体１の誘電率よりも小さ
な誘電率を持った石英等の誘電体からなる窓２が配置さ
れる。誘電体１と窓２とは、シール材４を用いて側板３
にそれぞれ固定される。ここで誘電体１と窓２と側板３
とで囲まれた空間は、放電空間５となる。誘電体１の窓
２に対向する面に対して反対側の表面には、高電圧電極
６が設けられる。窓２の誘電体１に対向する面に対して
反対側の表面には、メッシュ状の電極７が固定具１３に
よって窓２に固定され取り付けられる。高電圧電極６と
メッシュ状の電極７とは、交流電源８に接続される。メ
ッシュ状の電極７は、アースされる。放電空間５外部か
ら内部へは誘電体１と高電圧電極６とを貫通して、誘電
体１と窓２とを支持する支柱１４が設けられる。支柱１
４は、誘電体１の表面抵抗よりも大きな表面抵抗を持つ
合成石英等の中空円筒形の誘電体からなり、支柱１４の
一部分にはキセノンガスを放電空間５内に導入するため
の穴１５が穿設される。誘電体１には絶縁材１６（絶縁
物）が設けられる。また高電圧電極６の縁には、誘電体
１と接触するように絶縁材１６が設けられる。

【００７２】この様に真空紫外光源１０は、誘電体１と
窓２と側板３とシール材４と高電圧電極６とメッシュ状
の電極７と交流電源８と固定具１３と支柱１４と絶縁材
１６とから構成される。

【００７３】この様な構成をする真空紫外光源１０で
は、支柱１４内部（中空部）を通って、放電空間５内に
例えばキセノンガスを導入することができる。高電圧電
極６とメッシュ状の電極７とに交流電源８から所定の電
圧を印加することで、放電空間５内で誘電体障壁放電を
発生させる。この放電によって発生する真空紫外光が窓
２を透過して、真空紫外光源１０外部に放射される。こ
の真空紫外光源１０外部に放射される真空紫外光は例え
ば液晶等の洗浄に使用される。

【００７４】第１０実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、誘電体１と、窓２との間で放電が起こるため、放電
空間５内の放電柱が窓２側で広がらないため、高密度の
放電柱が形成できる。そのため同じ電圧でも高密度な放
電が発生するため、真空紫外光を高効率で取り出し、高
出力の真空紫外光を得ることができる。

【００７５】また、誘電体１や窓２等の表面積を大きく
して、真空紫外光の出力を上げる際に、誘電体１と窓２
との重量が大きくなり強度等の安全上の問題が出てく
る。そのため、真空紫外光源の構造上、強度を向上させ
るために支柱１４を設けて安全性を向上させている。誘
電体１と窓２との安全性を向上させることにより、誘電
体１と窓２との大面積化が可能となり、真空紫外光を高
出力で得ることができる。

【００７６】また支柱１４の穴１５からキセノンガスを
放電空間５内に導入することができるため、常に所望の
ガス量を所望量に保持でき、放電によって発生する真空
紫外光の生成効率を向上させ、高出力の真空紫外光を得
ることができる。

【００７７】また、絶縁材１６を誘電体１に設けること
により、高電圧電極６で発生し、真空紫外光の生成を低
下させるコロナ放電（沿面放電）を防止し、放電を放電
空間５内でのみ発生させることで、更に高密度な放電を
放電空間５内で起こすことができ、高効率の真空紫外光
を真空紫外光源１０外部に放射させることができる。

【００７８】次に、真空紫外光源の第１１実施例につい
て図１１を参照しながら説明する。第１１実施例の特徴
は、真空紫外光源１０を互いに密接させて複数個設ける
ことにより、真空紫外光の生成量を上げ、高出力とした
ことである。

【００７９】図１１（ａ）は、真空紫外光源の第１１実
施例の平面図で、図１１（ｂ）は、真空紫外光源の第１
１実施例の断面図である。アルミナセラミックスあるい
は石英からなる誘電体１と対向して、誘電体１の誘電率
よりも小さな誘電率を持った石英等の誘電体からなる窓
２が配置される。誘電体１と窓２とは、シール材４を用
いて側板３にそれぞれ固定される。ここで誘電体１と窓
２と側板３とで囲まれた空間は、放電空間５となる。放
電空間５内には、誘電体１と窓２とを支持する支柱１４
を設ける。支柱１４は、誘電体１の表面抵抗よりも大き
な表面抵抗を持つ合成石英等の誘電体からなる。誘電体
１の窓２に対向する面に対して反対側の表面には、高電
圧電極６が設けられる。窓２の誘電体１に対向する面に
対して反対側の表面には、メッシュ状の電極７が固定具
１３によって窓２に固定され取り付けられる。高電圧電
極６とメッシュ状の電極７とは、交流電源８に接続され
る。メッシュ状の電極７はアースされる。

【００８０】この様に構成される真空紫外光源１０を、
互いに密接させて複数個接続する。接続には絶縁性の接
続部材１７を使用し、複数の真空紫外光源１０を接続
し、真空紫外光源１８を構成する。

【００８１】この様な構成をする真空紫外光源１８で
は、高電圧電極６とメッシュ状の電極７とに交流電源８
から所定の電圧を印加し、放電空間５内で誘電体障壁放
電を発生させる。この放電によって発生する真空紫外光
が窓２を透過して、真空紫外光源１８外部に放射され
る。この真空紫外光源１８外部に放射される真空紫外光
は例えば液晶等の洗浄に使用される。

【００８２】第１１実施例に述べた様な真空紫外光源で
は、放電によって真空紫外光源１８外部に放射される真
空紫外光の出力を、密接させて設けられた真空紫外光源
１０の個数に比例して、大幅に増加させることができ
る。そのため、例えばフロンガスの分解装置や水の殺菌
処理装置等では、一度に大量の真空紫外光を水やフロン
ガスに照射することができ、処理効率が向上する。

【００８３】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるこ
とはいうまでもない。例えば、反射面は少なくとも光を
反射すればどの様なものでも構わない。また、光を反射
するために施される処理は、誘電体表面への鏡面状の処
理でなくとも光を反射する反射膜を被覆したり、アルミ
ニウムやフッ化マグネシウム等の金属を蒸着しても良
い。また、誘電体と窓とが側板に固定されればシール材
はどの様なものでも構わない。

【００８４】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、高効
率に真空紫外光を生成し取り出すことができ、また真空
紫外光の出力を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の真空紫外光源の第１実施例の断面図

【図２】本発明の真空紫外光源の第２実施例の断面図

【図３】本発明の真空紫外光源の第３実施例の断面図

【図４】本発明の真空紫外光源の第４実施例の断面図

【図５】本発明の真空紫外光源の第５実施例の断面図

【図６】本発明の真空紫外光源の第６実施例の断面図

【図７】本発明の真空紫外光源の第７実施例の断面図

【図８】本発明の真空紫外光源の第８実施例の断面図

【図９】本発明の真空紫外光源の第９実施例の断面図

【図１０】本発明の真空紫外光源の第１０実施例の断
面図

【図１１】本発明の真空紫外光源の第１１実施例の平
面図および断面図

【図１２】従来の真空紫外光源の断面図

【符号の説明】

１、１１誘電体２窓（光透過部）３側板４シール材５放電空間６高電圧電極（電極、第１の電極）７メッシュ状の電極（電極、第２の電極）８交流電源（電源）９反射面（反射部）１０、１８真空紫外光源１２反射面１３固定具１４支柱（支持手段）１５穴１６絶縁材１７接続部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極と、前記電極の一方に設けられ
た誘電体と、前記誘電体に対向する他方の電極に設けら
れた真空紫外光を透過する光透過部と、前記誘電体の前
記光透過部に対向する面、あるいは前記光透過部に対向
する面に対して反対側の面の内少なくともどちらか一方
に設けられ、真空雰囲気中の前記電極間に導入されたガ
スの放電によって発生する真空紫外光を反射する反射部
とから構成されることを特徴とする真空紫外光源。
【請求項２】第１の電極と、前記第１の電極に設けられ
た誘電体と、前記第１の電極に対向して配置された真空
紫外光を透過する第２の電極と、前記誘電体を介して前
記第１の電極と対向して前記第２の電極に設けられた真
空紫外光を透過する光透過部と、前記誘電体と前記光透
過部とを繋ぐ側板と、前記第１の電極と前記第２の電極
との間に所望の電圧を印加する電源と、前記誘電体の前
記光透過部に対向する面、あるいは前記光透過部に対向
する面に対して反対側の面の内少なくともどちらか一方
に設けられた真空雰囲気中の前記第１の電極と前記第２
の電極との間に導入されたガスの放電によって発生する
真空紫外光を反射する反射部とから構成されることを特
徴とする真空紫外光源。
【請求項３】前記電極の内、少なくともどちらか一方は
真空紫外光を透過することを特徴とする請求項１記載の
真空紫外光源。
【請求項４】第１の電極と、前記第１の電極に対向して
配置される第２の電極と、前記第２の電極の前記第１の
電極に対向する面に設けられた真空紫外光を透過する光
透過部と、前記第１の電極の前記第２の電極に対向する
面に設けられた真空雰囲気中の前記第１の電極と前記第
２の電極との間に導入されたガスの放電によって発生す
る真空紫外光を反射する反射部とから構成されることを
特徴とする真空紫外光源。
【請求項５】第１の電極と、前記第１の電極と対向して
配置される第２の電極と、前記第１の電極の前記第２の
電極に対向する面に設けられる誘電体と、前記誘電体の
前記第２の電極に対向する面に設けられた真空雰囲気中
の電気第１の電極と前記第２の電極との間に導入された
ガスの放電によって発生する真空紫外光を反射する反射
部と、前記第２の電極に対して前記反射部とは反対側に
設けられ、真空紫外光が透過する光透過部とから構成さ
れることを特徴とする真空紫外光源。
【請求項６】前記誘電体の誘電率が、前記光透過部の誘
電率より大きいことを特徴とする請求項１あるいは２あ
るいは５記載の真空紫外光源。
【請求項７】前記誘電体と前記光透過部との間に、前記
誘電体と前記光透過部とを支持する支持手段を設けたこ
とを特徴とする請求項１あるいは２あるいは５記載の真
空紫外光源。
【請求項８】前記支持手段は、中空円筒形であって、該
中空部にガスを通過させ、該円筒形側面と該中空部とを
貫通する穴が穿設されることを特徴とする請求項７記載
の真空紫外光源。
【請求項９】前記誘電体に、沿面放電を防ぐための絶縁
物を設けたことを特徴とする請求項１あるいは２あるい
は５記載の真空紫外光源。
【請求項１０】前記電極あるいは前記第１の電極の前記
誘電体に対向する面の大きさは、前記誘電体の前記電極
あるいは前記第１の電極に対向する面の大きさよりも小
さいことを特徴とする請求項１あるいは２あるいは５記
載の真空紫外光源。
【請求項１１】前記電極間、あるいは前記第１の電極と
前記第２の電極との間に導入されるガスの圧力は、大気
圧よりも大きいことを特徴とする請求項１あるいは２あ
るいは４あるいは５記載の真空紫外光源。
【請求項１２】前記真空紫外光源を、互いに密接させて
複数個配置してなることを特徴とする真空紫外光源。