KR101204729B1 - 엑시머 램프 및 엑시머 램프 유닛 및 자외선 조사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 리드선을 사용하지 않고, 엑시머 램프(1)의 외부 전극(3, 4)에 전원을 접속할 수 있는 엑시머 램프와 엑시머 램프 유닛을 제공하고자 하는 것이다.
엑시머 램프는, 내부의 방전 공간(2a)에 방전용 가스를 밀봉한 방전관(2)의 상하 평탄면에 한쌍의 외부 전극을 배치하고, 또한 이들 외부 전극에 각각 접속된 한쌍의 커넥터 단자(8, 8)를 이 방전관의 단부(端部)에 설치된 커넥터부(2b)의 상하 평탄면에 배치한 구성으로 한다. 또한, 엑시머 램프 유닛은, 이 엑시머 램프의 커넥터부를 착탈(着脫)할 수 있도록 삽입 지지하는 소켓부(7a)를 설치하고, 또한 이 소켓부의 내측이면서, 삽입된 커넥터부에서의 한쌍의 커넥터 단자에 접촉하는 위치에, 엑시머 램프의 전원에 접속된 한쌍의 다점 컨택트재(13, 13)를 각각 배치한 램프 소켓(7)을 포함하는 구성으로 한다.

Description

엑시머 램프 및 엑시머 램프 유닛 및 자외선 조사 장치{EXCIMER LAMP, EXCIMER LAMP UNIT, AND ULTRAVIOLET IRRADIATION DEVICE}

본 발명은, 방전용 가스를 봉입(封入)한 방전관 내의 방전 공간에 외부 전극에 의해 방전을 발생시켜 자외선을 방사(放射)하는 엑시머 램프와, 상기 엑시머 램프를 램프 소켓으로 지지하고, 또한 외부 전극과 전원과의 접속을 행하는 엑시머 램프 유닛과, 이들을 사용하여 이루어지는 자외선 조사 장치에 관한 것이다.

엑시머 램프는, 방전용 가스로서 크세논 가스를 사용한 경우에, 중심 파장이 172nm인 고에너지의 진공 자외선을 방사하므로, 액정 디스플레이의 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 피조사물에 광 세정 등을 행하는 자외선 조사 장치의 광원 램프로서 사용할 수 있다. 이 엑시머 램프로는, 방전용 가스를 봉입하는 방전관으로서 원통관을 사용한 것(예, 특허 문헌 1 참조)이나, 사각형의 밀폐 용기를 사용한 것(예, 특허 문헌 2 참조) 등이 있다.

진공 자외선은, 산소에 흡수되어 오존을 발생시키므로, 공기 중에 방출되면 바로 감쇠(減衰)한다. 그러므로, 원통관의 방전관을 사용한 엑시머 램프를 사용하는 경우에는, 하단(下端)에 유리판을 배치한 자외선 조사 장치의 내부에 엑시머 램프를 배치하여 산소 등을 퍼지(purge)한 분위기로 만들고, 이 하단의 유리판을 통해 근소한 간격을 두고 하측에 배치한 평탄한 피조사물에 진공 자외선을 조사(照射)함으로써, 이 진공 자외선이 헛되이 공기 중에서 감쇠하지 않도록 할 필요가 있다. 그러나, 사각형 방전관을 사용한 엑시머 램프를 사용하는 경우에는, 넓은 하부 평탄면의 하측에 근소한 간격을 두고 배치한 평탄한 피조사물에 진공 자외선을 직접 조사할 수 있으므로, 자외선 조사 장치의 구조를 간단하게 할 수 있다.

사각형 방전관을 사용한 엑시머 램프의 종래의 구성예를 도 10 및 도 11에 나타낸다. 엑시머 램프(1)의 방전관(2)은, 합성 석영으로 이루어지는 좌우로 장척(長尺)이며 상하로 평탄면이 형성된 사각형의 밀폐 용기이며, 내부의 방전 공간(2a)에 크세논 가스가 봉입되어 있다. 이 방전관(2)은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상부 평탄면에 대략 전체면에 걸쳐서 외부 전극(3)이 형성되고, 또한 도 11에 나타낸 바와 같이, 하부 평탄면에 대략 전체면에 걸쳐서 외부 전극(4)이 형성되어 있다. 이들 외부 전극(3, 4)은, 금속 증착 등에 의해 방전관(2)의 표면에 성막된 금속 박막으로 이루어진다. 다만, 상부 평탄면의 외부 전극(3)은, 성막 영역 내에 금속 박막을 균일하게 성막하고 있지만, 하부 평탄면의 외부 전극(4)은, 좌측의 단부를 제외하고, 성막 영역 내에 금속 박막을 메쉬(mesh)형의 패턴으로 성막하고 있다.

엑시머 램프(1)는, 외부 전극(3, 4) 사이에 고주파 고전압을 인가함으로써, 유전체(誘電體)로 이루어지는 방전관(2)의 내부의 방전 공간(2a)에서 유전체 배리어 방전(dielectric barrier discharge)을 발생시켜 진공 자외선을 방사하므로, 하부 평탄면의 외부 전극(4)의 메쉬 모눈의 간극을 통해 이 진공 자외선을 하측으로 방출할 수 있다.

여기서, 종래의 엑시머 램프(1)는, 외부 전극(3, 4) 사이에 고주파 고전압을 인가하므로, 도 12에 나타낸 바와 같이, 외부 전극(3, 4)에 리드선(5, 5)을 접속하고 있다. 즉, 엑시머 램프(1)는, 리드선(5, 5)의 선단(先端)을 각각 외부 전극(3, 4)의 좌측의 단부에 납땜하고, 또한 이들 리드선(5, 5)의 선단부를 포함하여, 방전관(2) 측의 단부를 한쌍의 세라믹스 블록(6, 6)으로 상하로부터 협지 고정하고 있다. 그리고, 도시하지 않은 자외선 조사 장치에 세라믹스 블록(6, 6)을 지지 고정시키고, 또한 도시하지 않은 고주파 고전압 전원의 고압 단자와 접지 단자에 리드선(5, 5)의 기부(基部) 측을 접속함으로써, 엑시머 램프(1)의 외부 전극(3, 4)에 고주파 고전압을 인가하도록 하고 있다.

다만, 각각의 리드선(5)은, 고주파 고전압의 절연을 위하여, 도선을 피복재(5a)로 피복할 필요가 있다. 그리고, 엑시머 램프(1)는, 방전관(2)이 방전에 의해 고온이 되므로, 절연성과 내열성이 높고 유연성을 가지는 실리콘 수지로 도선을 피복한 실리콘 전선을 리드선(5)으로 사용하고 있다.

일본 특허출원 공개번호 2001-243920호 공보(도 4) 일본 특허출원 공개번호 2000-260396호 공보

그러나, 방전관(2)의 방전 공간(2a)에서 방사된 진공 자외선은, 이 방전관(2)의 관벽 내에서 반사를 반복하는 등으로 인해 좌우의 단부로부터도 외부로 누출되는 경우가 있고, 실리콘 수지는 진공 자외선에 의해 열화되는 경우가 있다. 그러므로, 각각의 리드선(5)은, 진공 자외선에 의해서 쉽게 열화되지 않으며 절연성과 내열성도 높은 PFA(열가소성 불소 수지)로 실리콘 전선의 실리콘 수지를 더 피복하여, 이들 실리콘 수지와 PFA의 2층 구조의 피복재(5a)를 사용하고 있다.

그런데, 본 발명자들이, 실험 및 검토를 반복한 결과, 다음과 같은 사실을 알게 되었다. 리드선(5)의 피복재(5a)의 외층으로서 이용된 PFA도, 고에너지의 진공 자외선에 장시간 노출되면 어느 정도 열화가 생긴다. 그리고, 이 PFA가 진공 자외선에 의해 열화되면, 분해 가스가 발생하고, 이 분해 가스에 의해 외부 전극(3, 4)이 변색되거나 방전관(2)의 표면이 오염되므로, 엑시머 램프(1)가 조사하는 진공 자외선의 강도가 저하되는 문제가 있었다. 또한, 이 분해 가스에 의해 피조사물이 오염되는 문제도 있었다. 또한, 피복재(5a)의 상층의 PFA에 열화에 의하여 금이 가거나 하면, 하층의 실리콘 수지에 진공 자외선이 닿아 초킹(chalking, 백아화)이 생기므로, 이 초킹에 의한 분상물(粉狀物)이 낙하하여 피조사물이 오염되는 문제도 있었다.

그리고, 진공 자외선보다 긴 파장의 자외선이라도, 수지는 정도의 차이는 있지만 결국 열화되므로, 진공 자외선 이외의 자외선을 방사하는 엑시머 램프의 경우에도, 이들 문제는 마찬가지로 발생한다. 또한, 엑시머 램프의 전원은 매우 높은 전압이므로, 접속에 리드선을 사용하는 경우에는, 수지제의 피복재(5a)에 의한 절연은 필수적으로 된다.

본 발명은, 전술한 문제를 해결할 수 있는 엑시머 램프 및 엑시머 램프 유닛, 또한 이들을 사용하여 구성되는 자외선 조사 장치를 제공하고자 하는 것이다.

청구항 1의 엑시머 램프는, 내부의 방전 공간에 방전용 가스를 봉입한 방전관의 외표면의 서로 다른 부위에 한쌍의 외부 전극을 배치하고, 또한 이들 외부 전극에 각각 접속된 한쌍의 커넥터 단자를 이 방전관의 단부(端部)에 설치된 커넥터부의 외표면측의 서로 다른 부위에 배치한 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 엑시머 램프는, 상기 커넥터부가, 방전관의 좌측 또는 우측의 단부이면서, 내부에 방전 공간이 존재하지 않는 부분인 것을 특징으로 한다.

청구항 3의 엑시머 램프는, 상기 방전관이, 좌우로 장척이며 상하에 평탄면이 형성된 사각형의 밀폐 용기이며, 한쌍의 외부 전극을 상기 방전관의 상하의 평탄면에 각각 배치한 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 엑시머 램프는, 각각의 상기 외부 전극이, 방전관의 외표면에 형성된 금속 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 엑시머 램프는, 각각의 상기 외부 전극이, 방전관의 외표면에 배치된 금속판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 엑시머 램프는, 각각의 상기 커넥터 단자가, 외부 전극에서의 방전관의 커넥터부의 외표면에 배치된 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 엑시머 램프는, 각각의 상기 커넥터 단자가, 외부 전극에서의 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 다점(多点) 컨택트재를 통하여 가압된 블록형 단자인 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 엑시머 램프는, 각각의 상기 커넥터 단자가, 외부 전극에서의 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 땜납층을 통하여 접속 고착된 금속판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 엑시머 램프는, 각각의 상기 커넥터 단자가, 외부 전극에서의 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 땜납층을 통하여 접속 고착된 금속 시트에 다점 컨택트재를 통하여 가압된 블록형 단자인 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 엑시머 램프는, 상기 블록형의 각각의 커넥터 단자가, 방전관의 커넥터부를 양측으로부터 협지 고정한 한쌍의 세라믹스 블록에 의해 가압된 것을 특징으로 한다.

청구항 11은, 상기 엑시머 램프가 진공 자외선을 방사하는 것인 것을 특징으로 한다.

청구항 12는, 각각의 상기 커넥터 단자가, 외부 전극에서의 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 설치된 블록형 단자인 것을 특징으로 한다.

청구항 13의 자외선 조사 장치는, 상기 엑시머 램프를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 14의 엑시머 램프 유닛은, 상기 엑시머 램프와 이 엑시머 램프의 커넥터부를 삽입하여 지지하는 소켓부를 설치하고, 또한 이 소켓부의 내측이며, 삽입한 커넥터부에서의 한쌍의 커넥터 단자에 접촉하는 위치에, 엑시머 램프의 전원에 접속된 한쌍의 단자 접촉자를 각각 배치한 램프 소켓으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 15의 엑시머 램프 유닛은, 각각의 상기 단자 접촉자가 다점 컨택트재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 16의 엑시머 램프 유닛은, 각각의 상기 단자 접촉자가 금속제의 판스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

청구항 17의 자외선 조사 장치는, 상기 엑시머 램프 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.

그리고, 이들 청구항에서의 좌우와 상하의 방향은, 단지 서로 직교하는 방향을 나타내기 위한 것에 지나지 않고, 반드시 실제로 좌우나 상하의 방향과 일치하는 것으로 한정되지 않는다.

청구항 1의 발명에 의하면, 방전관의 단부에 외부 전극에 접속된 커넥터부가 배치되므로, 이 외부 전극에 리드선을 접속하지 않아도, 단자 접촉자 등을 접촉시키는 것만으로 전원에 접속할 수 있게 되어, 리드선의 수지 피복이 자외선에 의한 수지의 열화에 의해 분해 가스가 발생하거나 초킹에 의한 분상물이 낙하되지 않게 된다.

청구항 2의 발명에 의하면, 방전관의 커넥터부의 내부에는 방전 공간이 존재하지 않으므로, 이 커넥터부에 압력을 가하여도 방전관이 파손될 우려가 없어진다. 따라서, 이 커넥터부를 커넥터 단자 등으로 가압하거나, 엑시머 램프를 램프 소켓 등으로 지지할 때 압박을 가하여 견고하게 지지하거나 접속을 행하는 구조를 채용할 수 있게 된다.

청구항 3의 발명에 의하면, 사각형 방전관을 사용한 엑시머 램프에 있어서도, 피조사물의 오염의 우려를 없앨 수 있다. 즉, 엑시머 램프와 피조사물과의 사이에 유리판 등이 배치되어 있으면, 수지의 열화에 의해 발생한 분해 가스나 초킹에 의한 분상물이 이 피조사물을 오염시킬 우려는 없지만, 사각형 방전관을 사용한 엑시머 램프의 경우에는, 유리판 등을 배치할 필요가 없기 때문에, 종래는 이 분해 가스나 초킹에 의한 분상물이 피조사물을 오염시킬 우려가 있었다. 그러나, 본 발명에 의하면, 수지로 피복한 리드선을 사용할 필요가 없어지므로, 이와 같은 오염의 문제도 해소할 수 있다.

청구항 4의 발명에 의하면, 방전관의 외표면에 금속 박막의 외부 전극을 간극을 두지 않고 밀착시킬 수 있으므로, 방전 효율을 높일 수 있다.

청구항 5의 발명에 의하면, 방전관의 외표면에 금속판을 배치하는 것만으로 외부 전극이 되므로, 이 외부 전극의 조립이 용이하게 된다.

청구항 6의 발명에 의하면, 방전관의 외표면에 배치된 외부 전극을 커넥터부에서 그대로 커넥터 단자로서 사용할 수 있으므로, 별도의 커넥터 단자를 조립할 필요가 없어진다.

청구항 7의 발명에 의하면, 커넥터 단자가 되는 블록형 단자가 다점 컨택트재를 통하여 외부 전극에 가압되므로, 이 블록형의 커넥터 단자와 외부 전극과의 사이의 접속이 접촉 저항이 작고 확실하게 되며, 또한 착탈(着脫)도 용이하게 된다. 또한, 다점 컨택트재는, 다수의 접점을 통하여 접속을 행하므로, 특히 고주파, 고전압이 인가되는 엑시머 램프의 접속에 적합한 것이 된다. 그리고, 블록형의 커넥터 단자는, 열용량이 크기 때문에 직접 외부 전극에 납땜 등에 의해 접속하는 것은 용이하지 않다. 그래서, 외부 전극에 다점 컨택트재를 통하여 블록형의 커넥터 단자를 가압함으로써 확실하게 접속을 행하도록 하고 있다.

청구항 8의 발명에 의하면, 예를 들면, 외부 전극이 금속 박막 등과 같이 깍이거나 벗겨지기 쉬운 것일지라도, 단자 접촉자 등을 접촉시키거나 압력을 가하는 커넥터 단자는, 이 외부 전극에 땜납층을 통하여 접속 고정된 금속판이 되므로, 외부 전극이 깎이거나 박리되는 것 등을 방지할 수 있다. 그리고, 커넥터 단자인 금속판은, 비교적 열용량이 작으므로, 금속 박막인 외부 전극에 용이하게 납땜을 행할 수 있다.

청구항 9의 발명에 의하면, 예를 들면, 외부 전극이 금속 박막 등과 같이 깎이기 쉽고 박리되기 쉬운 것일지라도, 단자 접촉자 등을 접촉시키거나 압력을 가하는 커넥터 단자는 블록형 단자로 되므로, 외부 전극이 깎이거나 박리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 블록형의 커넥터 단자와 외부 전극과의 사이에 개재하는 다점 컨택트재도, 이 외부 전극에 땜납층을 통하여 접속 고정된 금속 시트에 접촉하게 되므로, 이 다점 컨택트재에 의해 외부 전극이 깎이거나 박리될 우려도 없다. 그리고, 블록형의 커넥터 단자는, 열용량이 크기 때문에 직접 금속 박막 등의 외부 전극에 납땜하는 것은 용이하지 않다. 그래서, 먼저 외부 전극에 열용량이 작은 금속 시트를 납땜하고, 다음으로, 이 금속 시트에 다점 컨택트재를 통하여 블록형의 커넥터 단자를 가압함으로써 확실하게 접속된다.

청구항 10의 발명에 의하면, 절연성을 가지며 자외선에 의한 열화의 염려도 없는 한쌍의 세라믹스 블록에 의해 블록형의 커넥터 단자를 가압할 수 있으므로, 커넥터 단자의 외부 전극으로의 접속을 확실하게 할 수 있다.

청구항 11의 발명에 의하면, 고에너지의 진공 자외선을 방사하여 수지를 열화시키기 쉬운 엑시머 램프에 특히 적합한 발명을 제공할 수 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 리드선을 장착할 필요가 없고, 제조 및 취급이 간편한 구성으로 할 수 있다.

청구항 13의 발명에 의하면, 방전관의 단부에 외부 전극에 접속된 커넥터부가 배치되므로, 이 외부 전극에 리드선을 접속하지 않아도, 단자 접촉자 등을 접촉시키는 것만으로 전원에 접속할 수 있게 되어, 리드선의 수지 피복이 자외선에 의한 수지의 열화에 의해 분해 가스가 발생하거나 초킹에 의한 분상물이 낙하하지 않는 자외선 조사 장치를 만들 수 있다. 또한, 방전관의 커넥터부의 내부에는 방전 공간이 존재하지 않으므로, 이 커넥터부에 압력을 가하여도 방전관이 파손될 우려가 없어진다. 따라서, 이 커넥터부를 커넥터 단자 등으로 가압하거나, 엑시머 램프를 램프 소켓 등으로 지지할 때 압박을 가하여 확실하게 지지하거나 접속을 행하는 구조를 채용할 수 있게 된다.

청구항 14의 발명에 의하면, 램프 소켓이 소켓부에서 엑시머 램프의 커넥터부를 지지하고, 또한 이 소켓부의 내측의 한쌍의 단자 접촉자를 엑시머 램프의 커넥터 단자에 접촉시켜 전원에 접속하므로, 이 엑시머 램프를 장착하여 방전시킬 수 있다. 또한, 수지로 피복된 리드선을 사용할 필요가 없기 때문에, 자외선에 의한 수지의 열화에 의해 분해 가스가 발생하거나 초킹에 의한 분상물이 낙하하거나 하지 않게 된다. 그리고, 엑시머 램프는, 램프 소켓만으로 지지할 필요는 없고, 예를 들면, 램프 소켓에 의한 지지와 다른 지지재에 의한 지지와의 조합에 의해 장착될 수 있다.

청구항 15의 발명에 의하면, 엑시머 램프의 커넥터 단자에 접촉하는 램프 소켓의 단자 접촉자가 다점 컨택트재로 이루어지므로, 엑시머 램프와 고주파 고전압의 전원과의 접속이 접촉 저항이 작고 확실하게 되며, 또한 착탈도 용이하게 된다. 또한, 다점 컨택트재는, 다수의 접점을 통해서 접속을 행하므로, 특히 고주파, 고전압이 인가되는 엑시머 램프의 접속에 적절한 것이 된다.

청구항 16의 발명에 의하면, 엑시머 램프의 커넥터 단자에 접촉하는 램프 소켓의 단자 접촉자가 금속제의 판스프링으로 이루어지므로, 엑시머 램프와 고주파 고전압의 전원과의 접속이 확실하게 되며, 또한 착탈도 용이하게 된다.

청구항 17의 발명에 의하면, 램프 소켓이 소켓부에서 엑시머 램프의 커넥터부를 지지하고, 또한 이 소켓부의 내측의 한쌍의 단자 접촉자를 엑시머 램프의 커넥터 단자에 접촉시켜 전원에 접속하므로, 이 엑시머 램프를 장착하여 방전시키는 자외선 조사 장치를 만들 수 있다. 또한, 수지로 피복된 리드선을 사용할 필요가 없기 때문에, 자외선에 의한 수지의 열화에 의해 분해 가스가 발생하거나 초킹에 의한 분상물이 낙하하지 않게 된다. 또한, 엑시머 램프의 커넥터 단자에 접촉하는 램프 소켓의 단자 접촉자가 다점 컨택트재로 이루어지므로, 엑시머 램프와 고주파 고전압의 전원과의 접속이 접촉 저항이 작고 확실하게 되며, 또한 착탈도 용이하게 된다. 또한, 다점 컨택트재는, 다수의 접점을 통해서 접속을 행하므로, 특히 고주파, 고전압이 인가되는 엑시머 램프의 접속에 적절한 것이 된다. 또한, 엑시머 램프의 커넥터 단자에 접촉하는 램프 소켓의 단자 접촉자가 금속제의 판스프링으로 이루어지므로, 엑시머 램프와 고주파 고전압의 전원과의 접속이 확실하게 되고, 또한 착탈도 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프 유닛의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프의 방전관의 구성을 나타낸 평면도(a)와 측면도(b)와 배면도(c)이다.
도 3은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프의 구성을 나타낸 부분 확대 평면도(a)와 부분 확대 측단면도(b)이다.
도 4는 본 발명의 일실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프를 램프 소켓에 삽입했을 때의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프 유닛의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프 유닛의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프를 램프 소켓에 삽입했을 때의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프 유닛의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.
도 10은 종래예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프의 방전관의 구성을 나타낸 부감(俯瞰) 사시도이다.
도 11은 종래예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프의 방전관의 구성을 나타낸 앙감(仰瞰) 사시도이다.
도 12는 종래예를 나타낸 것이며, 엑시머 램프의 구성을 나타낸 부분 확대 측단면도이다.

이하, 본 발명의 최선의 실시예에 대하여 도 1～도 9를 참조하여 설명한다. 그리고, 이들 도면에 있어서도, 도 10～도 12에 나타낸 종래예와 동일한 기능을 가지는 구성 부재에는 동일한 번호를 부여한다.

본 실시예는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 크세논 가스를 봉입한 사각형 방전관(2)을 사용한 엑시머 램프(1)와, 액정 디스플레이의 유리 기판 등의 피조사물의 광 세정을 행하는 자외선 조사 장치에 상기 엑시머 램프(1)를 장착하기 위한 램프 소켓(7)에 대하여 설명한다.

[엑시머 램프의 방전관]

엑시머 램프(1)의 방전관(2)은, 도 2의 (a)～(c)에 나타낸 바와 같이, 합성 석영으로 이루어지는 좌우로 장척의 사각형 본체의 좌우의 개구단(開口端)을 사각형의 합성 석영 블록으로 막아서 내부에 방전 공간(2a)을 형성한 밀폐 용기이며, 이 방전 공간(2a)에 방전용 가스로서 크세논 가스가 봉입되어 있다. 이 방전관(2)은, 본체의 좌측의 개구단을 막는 합성 석영 블록측이 우측 것보다 좌우의 길이가 길기 때문에, 방전관(2)의 좌측의 단부에는, 좌우로 어느 정도의 길이에 걸쳐서 방전 공간(2a)이 존재하지 않는 부분, 즉 합성 석영만으로 이루어지는 부분이 존재하고, 이 부분이 커넥터부(2b)가 된다. 또한, 이 방전관(2)은, 상하의 표면이 거의 평탄한 상부 평탄면과 하부 평탄면으로 이루어지고, 상부 평탄면에는 외부 전극(3)이 형성되고, 하부 평탄면에는 외부 전극(4)이 형성되어 있다.

상부 평탄면의 외부 전극(3)은, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 방전관(2)의 상부 평탄면의 대략 전체면에 균일하게 성막된 알루미늄 증착막과, 이 표면에 보호하는 니켈 증착막으로 이루어지는 2층의 금속 박막이다. 그리고, 이 외부 전극(3)은, 하측에 방전 공간(2a)이 없는 커넥터부(2b)의 상부 평탄면에도 연속적으로 형성되어 있다. 하부 평탄면의 외부 전극(4)은, 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 방전관(2)의 하부 평탄면의 대략 전체면에 메쉬형의 패턴으로 성막된 알루미늄 증착막과 이 메쉬형의 표면에 보호하는 니켈 증착막으로 이루어지는 2층의 금속 박막이다. 또한, 이 외부 전극(4)은, 상측으로 방전 공간(2a)이 없는 커넥터부(2b)의 하부 평탄면에도 연속적으로 형성되고, 이 부분은 메쉬형이 아닌 일정한 패턴으로 성막되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 엑시머 램프(1)의 방전관(2)은, 도시하지 않은 고주파 고전압 전원으로부터의 고주파 고전압을 외부 전극(3, 4) 사이에 인가하면, 유전체로 이루어지는 방전관(2)의 내부의 방전 공간(2a)에서 유전체 배리어 방전이 발생하므로, 이 방전 공간(2a)에서 방전용 가스인 크세논 원자가 여기(勵起)되고, 이 크세논 원자가 기저 상태로 되돌아올 때 중심 파장이 172nm인 진공 자외선을 방사한다(엑시머 발광). 그리고, 이 진공 자외선은, 방전관(2)의 하부 평탄면의 외부 전극(4)의 메쉬 모눈의 간극을 통하여 하측으로 방출된다. 따라서, 이 방전관(2)의 하측에 방출된 진공 자외선을 근소한 간극을 통하여 피조사물에 조사하면, 이 피조사물의 광 세정을 행할 수 있다. 그리고, 본 실시예의 엑시머 램프(1)의 고주파 고전압 전원은, 주파수가 70kHz이며, 전압 시동 시에 14kV, 방전 개시 후에는 5kV의 고주파 고전압을 공급하도록 되어 있다.

[엑시머 램프의 커넥터 단자]

엑시머 램프(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 방전관(2)의 좌측의 단부의 커넥터부(2b)의 상하에 장착된 한쌍의 커넥터 단자(8, 8)를 외부 전극(3, 4)에 각각 접속하고 있다. 커넥터 단자(8, 8)는, 램프 소켓(7)을 통하여 엑시머 램프(1)의 고주파 고전압 전원과 접속하기 위한 블록형 단자이며, 모두 구리 합금에 니켈 도금한 것으로 이루어진다. 그리고, 커넥터부(2b)의 상측에 장착하는 커넥터 단자(8)에는, 사각형 블록형의 상면의 중앙부에 더욱 상측으로 사각형으로 돌출된 돌출부(8a)가 형성되고, 커넥터부(2b)의 하측에 장착하는 커넥터 단자(8)에는, 사각형 블록형의 하면의 중앙부에 더욱 하측으로 사각형으로 돌출된 돌출부(8a)가 형성되어 있다.

이하에서, 커넥터 단자(8, 8)의 장착 구조를 상세하게 설명한다. 커넥터부(2b)의 외부 전극(3, 4)의 표면에는, 각각 인듐 땜납층(9, 9)을 통하여 니켈 시트(10, 10)가 접속 고착되어 있다. 그리고, 니켈 시트(10, 10)의 표면에는, 각각 다점 컨택트재(11, 11)를 통하여 커넥터 단자(8, 8)가 배치되어 있다.

각각의 다점 컨택트재(11)는, 커넥터 단자(8)를 니켈 시트(10) 측으로 가압했을 때, 다수의 금속제의 스프링재가 상하로 커넥터 단자(8)와 니켈 시트(10)에 접촉된 상태로 가압된 컨택트재이며, 이로써, 커넥터 단자(8)와 니켈 시트(10)가 다수의 점에서 스프링재를 가압한 상태로 접속되므로, 고전압을 인가해도 작은 접촉 저항으로 확실하게 접속할 수 있다.

다점 컨택트재(11)에 사용하는 금속제의 스프링재로서는, 큰 탄성을 가지고, 도전성이 높고 접촉 저항이 작은 접점용의 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 접촉 저항을 저감하기 위해 도금 등의 표면 처리를 행한 것이라도 된다. 또한, 다점 컨택트재(11)가 다수의 스프링재를 프레임체 등으로 지지하고 있는 경우에는, 이 프레임체도 금속제의 것을 사용한다. 이와 같은 다점 컨택트재(11)로서, 예를 들면, 다수의 짧은 판스프링이 커넥터 단자(8)와 니켈 시트(10)와의 사이에서 경사지게 배치되도록 한 것이나, 다수의 짧은 코일 스프링이 커넥터 단자(8)와 니켈 시트(10)와의 사이에 다수 세로 방향으로 배열하여 배치되도록 한 것이나, 1개～수개의 코일 스프링의 코일을 경사지게 한 것이 커넥터 단자(8)와 니켈 시트(10)와의 사이에 가로 방향으로 배치되도록 한 것 등이 사용된다.

방전관(2)의 커넥터부(2b)는, 한쌍의 세라믹스 블록(6, 6)이 상하로부터 협지 고정되어 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상측의 세라믹스 블록(6)은, 전후로 긴 사각형의 세라믹스로 이루어지고, 하측면 중앙부가 상측으로 사각형으로 오목하고, 이 오목부의 중앙부에 상면으로 관통하는 형태의 구멍이 개구되고, 또한 하면의 전후 단부가 하측으로 돌출되어 있다. 또한, 하측의 세라믹스 블록(6)은, 전후로 긴 사각형의 세라믹스로 이루어지고, 상면 중앙부가 하측에 사각형으로 오목하고, 이 오목부의 중앙부에 하면으로 관통하는 형태의 구멍이 개구되고, 또한 상면의 전후 단부가 상측으로 돌출되어 있다. 그리고, 이들 세라믹스 블록(6, 6)은, 방전관(2)의 커넥터부(2b)를 전후에 걸쳐서 넘도록 하여 상하로부터 협지하고, 전후 단부의 돌출단끼리를 중첩시켜 볼트(12, 12)로 고착함으로써 협지 고정되어 있다.

여기서, 각각의 세라믹스 블록(6)은, 방전관(2)의 커넥터부(2b)를 상하로부터 협지 고정할 때, 내측의 오목부에 커넥터 단자(8)가 끼워넣어지도록 한다. 이 때, 각 커넥터 단자(8)는, 돌출부(8a)가 세라믹스 블록(6)의 내측의 오목부의 구멍에 끼워넣어지고 선단부가 돌출하도록 되어 있다. 또한, 각 커넥터 단자(8)는, 이 돌출부(8a)의 주위를 세라믹스 블록(6)에 의해 방전관(2) 측으로 가압함으로써, 다점 컨택트재(11)를 통하여 니켈 시트(10)를 가압하도록 되어 있다.

전술한 장착 구조에 의해, 커넥터 단자(8, 8)는, 각각 다점 컨택트재(11, 11)와 니켈 시트(10, 10)와 인듐 땜납층(9, 9)을 통하여 외부 전극(3, 4)에 확실하게 접속된다. 여기서, 커넥터 단자(8)는, 열용량이 크기 때문에, 이것을 가열하여 인듐 땜납층(9)을 용융시켜 외부 전극(3, 4)에 직접 접속하는 것은 곤란하다. 또한, 외부 전극(3, 4)에 다점 컨택트재(11)를 통하여 커넥터 단자(8)를 가압하게 되면, 다점 컨택트재(11)의 스프링재가 외부 전극(3, 4)의 얇은 금속 박막을 깎거나 박리시킬 우려가 있다. 그래서, 열용량이 작은 니켈 시트(10)를 가열하고 인듐 땜납층(9)을 용융시켜 외부 전극(3, 4)에 납땜함으로써 외부 전극(3, 4)의 금속 박막을 보호하고 있다. 또한, 이 니켈 시트(10)는, 다점 컨택트재(11)의 스프링재에 의해 깎이거나 박리되지 않기 때문에, 이 다점 컨택트재(11)를 통하여 커넥터 단자(8)를 가압함으로써 확실한 접속을 행하고 있다. 그리고, 커넥터 단자(8, 8)를 금속 박막으로 이루어지는 외부 전극(3, 4)에 인듐 땜납층(9, 9) 등을 통하거나, 또는 커넥터 단자(8, 8) 자체를 용융시켜 직접 접속 고착할 수 있다면, 니켈 시트(10, 10)나 다점 컨택트재(11, 11)는 불필요하게 된다.

[램프 소켓]

램프 소켓(7)은, 엑시머 램프(1)를 지지하고, 또한 고주파 고전압 전원에 접속하는 장착 도구이며, 도시하지 않은 자외선 조사 장치 등에 장착된다. 이 램프 소켓(7)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 우측으로 개구된 오목형의 소켓부(7a)가 형성되어 있다. 소켓부(7a)는, 엑시머 램프(1)의 커넥터부(2b)를 세라믹스 블록(6, 6) 등과 함께 삽입하여 지지할 수 있도록 한 오목부이며, 이 오목부의 내측의 상면 및 하면에는 각각 다점 컨택트재(13, 13)(단자 접촉자)가 배치되어 있다.

이들 다점 컨택트재(13, 13)는, 다점 컨택트재(11, 11)와 마찬가지로, 상하의 면에 끼워져 가압되는 것에 의해, 다수의 금속제의 스프링재가 이들 상하의 면에 접촉된 상태로 가압되도록 이루어진 컨택트재이다. 소켓부(7a)의 내측의 상면에 배치된 다점 컨택트재(13)는, 이 상면으로부터 조금 오목한 위치에 배치된 단자 접속판(14)의 하면에 다수의 스프링재의 상단을 접촉시킴으로써, 이들 스프링재의 하단을 소켓부(7a)의 내측의 상면보다 조금 하측으로 돌출시켜 배치되어 있다. 또한, 소켓부(7a)의 내측의 하면에 배치된 다점 컨택트재(13)는, 이 하면으로부터 조금 오목한 위치에 배치된 단자 접속판(14)의 상면에 다수의 스프링재의 하단을 접촉시킴으로써, 이들 스프링재의 상단을 소켓부(7a)의 내측의 하면보다 조금 상측으로 돌출시켜 배치되어 있다. 그리고, 이들 단자 접속판(14, 14)은, 고주파 고전압 전원의 고압 단자와 접지 단자에 각각 접속되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 램프 소켓(7)의 소켓부(7a)에 엑시머 램프(1)의 좌측의 단부의 커넥터부(2b)를 세라믹스 블록(6, 6) 등과 함께 삽입하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 엑시머 램프(1)가 램프 소켓(7)에 지지된다. 그리고, 엑시머 램프(1)는, 반드시 이 램프 소켓(7)만으로 지지할 필요는 없다. 본 실시예의 엑시머 램프(1)의 경우, 예를 들면, 전후의 폭은 70mm 정도라도, 좌우의 길이는 1000mm를 초과하는 경우도 있는 극히 장척의 것이므로, 예를 들면, 이 엑시머 램프(1)의 우측의 단부도 도시하지 않은 다른 지지재로 지지하도록 할 수 있다.

소켓부(7a)로의 삽입 시에는, 세라믹스 블록(6, 6)의 구멍으로부터 상하로 돌출하는 커넥터 단자(8, 8)의 돌출부(8a, 8a)가, 이 소켓부(7a)의 내측의 상면 및 하면에 배치된 다점 컨택트재(13, 13)의 다수의 스프링재를 상측과 하측으로 각각 밀어서 벌리면서 비집고 들어가, 소켓부(7a)에 완전하게 삽입되면, 이들 다점 컨택트재(13, 13)의 다수의 스프링재를 압접(壓接)한 위치에서 정지한다.

따라서, 엑시머 램프(1)가 램프 소켓(7)에 접속되면, 이 엑시머 램프(1)의 외부 전극(3)은, 방전관(2)의 상측의 인듐 땜납층(9)과 니켈 시트(10)와 다점 컨택트재(11)와 커넥터 단자(8)를 개재시키고, 또한 소켓부(7a)의 내측의 상면측의 다점 컨택트재(13)와 단자 접속판(14)을 통하여 고주파 고전압 전원의 고압 단자에 접속된다. 또한, 엑시머 램프(1)의 외부 전극(4)은, 방전관(2)의 하측의 인듐 땜납층(9)과 니켈 시트(10)와 다점 컨택트재(11)와 커넥터 단자(8)를 개재시키고, 또한 소켓부(7a)의 내측의 하면측의 다점 컨택트재(13)와 단자 접속판(14)을 통하여 고주파 고전압 전원의 접지 단자에 접속된다.

[본 실시예의 효과]

전술한 구성에 의하면, 램프 소켓(7)이 소켓부(7a)로 엑시머 램프(1)의 커넥터부(2b)를 지지할 수 있다. 또한, 이 소켓부(7a)의 내측의 한쌍의 다점 컨택트재(13, 13)가 엑시머 램프(1)의 커넥터 단자(8, 8)에 압접됨으로써, 엑시머 램프(1)의 외부 전극(3, 4)에 고주파 고전압 전원이 접속되므로, 이 엑시머 램프(1)를 방전시킬 수 있다.

또한, 엑시머 램프(1)의 외부 전극(3, 4)에 수지로 피복된 리드선을 접속할 필요가 없기 때문에, 진공 자외선에 의한 수지의 열화에 의해 분해 가스가 발생하거나 초킹에 의한 분상물이 피조사물에 낙하되는 것이 방지된다. 즉, 본 실시예의 엑시머 램프(1)는, 외부 전극(3, 4)에 인듐 땜납층(9, 9)을 통하여 니켈 시트(10, 10)를 접속 고정하고, 이들 니켈 시트(10, 10)에 다점 컨택트재(11, 11)를 통하여 커넥터 단자(8, 8)를 접속하고, 이들 커넥터 단자(8, 8)를 세라믹스 블록(6, 6)으로 가압하고 있으므로, 이들 금속제나 세라믹스제의 부재에 진공 자외선이 조사되어도 열화될 우려는 없다. 또한, 본 실시예의 램프 소켓(7)도, 소켓부(7a)의 내측의 다점 컨택트재(13, 13)나 단자 접속판(14, 14) 등은 금속제이므로, 진공 자외선이 조사되어도 열화될 우려가 없다.

특히, 본 실시예의 경우에는, 엑시머 램프(1)가 고에너지의 진공 자외선을 방사하는 것이므로, 수지를 사용하면 열화가 심해지므로, 이와 같은 금속제와 세라믹스제만으로 이루어지는 구성은 극히 유효한 것이 된다.

또한, 본 실시예의 경우에는, 엑시머 램프(1)가 사각형 방전관(2)을 사용한 것이므로, 이 방전관(2)의 하측에 유리판 등을 개입시키지 않고 피조사물에 직접 진공 자외선을 조사할 수 있으므로, 수지의 열화에 의한 분해 가스나 초킹에 의한 분상물이 발생하지 않는 구성은 극히 유효한 것이 된다.

또한, 본 실시예의 경우, 세라믹스 블록(6, 6)에 의해 협지하는 방전관(2)의 커넥터부(2b)에는 내부에 방전 공간(2a)이 존재하지 않으므로 이들 세라믹스 블록(6, 6)을 볼트(12, 12)로 상하로부터 협지 고정하거나, 커넥터 단자(8, 8)가 다점 컨택트재(11, 11)를 통하여 상하로부터 가압해도, 방전관(2)이 이들 압력에 의해 파손되지 않게 된다.

[다른 실시예]

그리고, 상기 실시예에서는, 방전용 가스로서 크세논 가스를 사용하는 경우를 나타냈으나, 엑시머 발광이 가능한 다른 희가스나 그의 할로겐화물, 그 외의 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서는, 파장 172nm의 진공 자외선을 방사하는 경우를 나타냈으나, 자외선의 파장은 방전용 가스로서 사용하는 물질에 의해 정해지므로, 파장 172nm로 한정되지 않으며, 진공 자외선으로도 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시예에서는, 합성 석영으로 이루어지는 좌우로 장척의 사각형의 본체의 좌우의 개구단을 사각형의 합성 석영 블록으로 막는 것으로, 좌우로 장척의 사각형 방전관(2)을 제작하는 경우를 나타냈으나, 이 방전관(2)의 제작 방법은, 이것으로 한정되지 않는다. 여기서, 좌우로 장척의 사각형이란, 전후의 폭이나 상하의 높이보다 좌우의 길이가 더 긴 사각형을 말한다. 또한, 여기서 말하는 형태는, 전후 방향과 상하 방향을 따른 절단면에 의한 종단면 형상이 대략 사각형이면 되고, 코너부에 모따기나 라운딩(R) 등이 있어도 된다. 또한, 상면과 하면이 대략 평탄면이면, 전후의 측면은 반드시 평탄면일 필요는 없고, 예를 들면, 다소 외측으로 만곡되어 있어도 된다. 또한, 방전관(2)의 외형에는, 가스의 흡인/충전이나 엑시머 램프(1)의 장착 등을 위하여, 다소의 요철(凹凸)이 형성되어 있어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 좌우로 장척의 사각형 방전관(2)을 사용한 엑시머 램프(1)에 대하여 설명하였으나, 이 방전관(2)의 형상은 임의이며, 예를 들면, 원통관으로 이루어지는 방전관(2)을 사용한 엑시머 램프(1)에도 마찬가지로 실시 가능하다. 방전관(2)이 원통관 등으로 이루어지는 경우에는, 자외선의 방출면(상기 실시예에서는 하부 평탄면)이 평탄면은 되지 않기 때문에, 엑시머 램프(1)의 주위의 산소 등을 퍼지하기 위하여, 하측의 피조사물 사이에 유리판 등을 배치해도 된다. 이와 같이 유리판 등을 배치한 경우라도, 수지의 열화에 의해 분해 가스나 초킹에 의한 분상물이 발생하면, 외부 전극(3, 4)이 변색되거나 방전관(2)의 표면이나 유리판이 오염되므로, 본 발명은 이와 같은 문제를 해소할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 방전관(2)에 합성 석영을 사용하는 경우를 나타냈으나, 방사하는 자외선의 투과율이 높고, 이 자외선에 의한 열화가 적은 재질이면, 반드시 합성 석영으로만 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시예에서는, 커넥터부(2b)의 외부 전극(3, 4)의 표면에 인듐 땜납층(9, 9)을 통하여 니켈 시트(10, 10)를 접속 고착하는 경우를 나타냈으나, 외부 전극(3, 4)의 금속 박막이나 니켈 시트(10, 10)에 손상을 주지 않고 확실하게 접속 고착할 수 있는 것이면, 인듐을 사용한 납땜 재료만으로 한정되지 않고, 다른 납땜 재료나 납이 부착된 재료를 사용한 땜납층을 통하여 접속 고착할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 니켈 시트(10)를 사용하는 경우를 나타냈으나, 다점 컨택트재(11)의 스프링재에 의해 깎이거나 박리되지 않고 확실하게 접속을 행할 수 있는 것이면, 다른 금속 시트를 사용할 수도 있으며 금속 시트로 한정되지 않고 금속판 등을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 세라믹스 블록(6, 6)을 사용하는 경우를 나타냈으나, 충분한 강성(剛性)과 절연성을 가지고 자외선의 영향을 받지 않는 것이면, 재질은 세라믹스만으로 한정되지 않고, 예를 들면, 합성 석영을 사용할 수도 있다. 또한, 커넥터 단자(8, 8)를 가압하기 위해서는, 이와 같은 세라믹스 블록(6, 6)으로 방전관(2)의 커넥터부(2b)를 협지 고정하는 구조로 한정되지 않고, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 세라믹스제의 캡 형의 세라믹스 블록(6)을 방전관(2)의 커넥터부(2b)에 끼워넣는 구조라도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 커넥터 단자(8, 8)로서 구리 합금에 니켈 도금한 것을 사용하는 경우를 나타냈으나, 충분한 강성을 가지는 금속제이면, 커넥터 단자(8, 8)의 재질이나 표면 처리는 임의로 행할 수 있으며, 형상도 상기 실시예의 것으로 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시예에서는, 커넥터 단자(8, 8)가 다점 컨택트재(11, 11)와 니켈 시트(10, 10)와 인듐 땜납층(9, 9)을 통하여 금속 박막으로 이루어지는 외부 전극(3, 4)에 접속하는 경우를 나타냈으나, 커넥터 단자(8, 8)를 인듐 땜납층(9, 9) 등을 통하여 직접 외부 전극(3, 4)에 접속 고착해도 된다. 도 6에 커넥터 단자(8, 8)를 땜납층을 통하여 외부 전극(3, 4)에 접속 고정한 구성을 나타낸다. 이 경우, 커넥터 단자(8, 8)는, 인듐 땜납층(9, 9)에 의한 납땜이 용이하도록, 열용량이 작은 금속판을 사용하고 있다.

또한, 블록형의 커넥터 단자(8, 8)를 인듐 땜납층(9, 9) 등을 통하여 직접 외부 전극(3, 4)에 접속 고착할 수 있는 경우에는, 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 이들 커넥터 단자(8, 8)를 방전관(2)의 좌측의 단면의 일부를 덮는 위치까지 인출하여, 이들 커넥터 단자(8, 8)의 좌측의 단부에 접속용의 경사면을 형성할 수도 있다. 이 경우, 램프 소켓(7)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상하의 금속제의 단자 접속 블록(15, 15)과, 절연을 위해 이들 단자 접속 블록(15, 15) 사이에 배치된 세라믹스재(16)로 구성하고, 또한 소켓부(7a)를 우측으로 개구된 V자형의 오목부(홈)로 만들고, 이 V자형의 오목부의 상하에 노출되는 단자 접속 블록(15, 15)의 경사진 단면에 다점 컨택트재(13, 13)를 배치할 수도 있다. 그리고, 이 경우에는, 예를 들면, 엑시머 램프(1)의 우측의 단부에, 엑시머 램프(1)를 좌측으로 가압하는 도시하지 않은 지지재를 배치함으로써, 이 지지재와 램프 소켓(7)의 양측으로 엑시머 램프(1)를 지지할 수 있다. 이로써, 엑시머 램프(1)의 커넥터 단자(8, 8)의 좌측의 단부의 경사면이, 다점 컨택트재(13, 13)를 통하여 램프 소켓(7)의 소켓부(7a)의 V자형의 오목부에 노출되는 단자 접속 블록(15, 15)의 경사진 단면에 압접되므로, 고주파 고전압 전원에 확실하게 접속된다.

또한, 상기 실시예에서는, 외부 전극(3)이 균일하게 성막된 금속 박막이며, 외부 전극(4)이 메쉬형의 패턴으로 성막된 금속 박막인 경우를 나타냈으나, 이들 외부 전극(3, 4)의 금속 박막은 어떠한 패턴으로 성막해도 된다. 예를 들면, 양측의 외부 전극(3, 4)이 모두 메쉬형의 패턴으로 성막된 금속 박막이라도 되고, 방전관(2)의 외부에 자외선의 방출이 가능하면, 양측의 외부 전극(3, 4)이 모두 균일하게 성막된 금속 박막이라도 된다. 또한, 예를 들면, 균일하게 성막된 금속 박막으로 이루어지는 외부 전극의 일부에, 방출되는 자외선의 강도를 측정하기 위하여, 부분적으로 메쉬형의 패턴으로 성막된 윈도우부가 있어도 되고, 메쉬형의 패턴으로 성막된 금속 박막으로 이루어지는 외부 전극의 일부에 균일하게 성막한 부분이 있어도 된다[상기 실시예의 경우도, 커넥터부(2b)에 형성된 외부 전극(4)은 균일하게 성막된 금속 박막으로 이루어진다].

또한, 상기 실시예에서는, 외부 전극(4)의 메쉬형의 패턴이, 가늘고 긴 복수의 금속 박막을 직교시킴으로써 메쉬 모눈이 정사각형이나 직사각형이 되는 경우를 나타냈으나, 이 메쉬형의 패턴 형상이나 사이즈는 임의로 될 수 있다. 예를 들면, 가늘고 긴 금속 박막이 직교하지 않고 메쉬형의 모눈이 마름모꼴이나 평행사변형이 될 수도 있고, 예를 들면, 메쉬형의 모눈이 육각형의 허니컴 메쉬형으로 될 수도 있다. 또한, 예를 들면, 가늘고 긴 복수개의 금속 박막을 평행하게 배치한 빗살형일 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 외부 전극(3, 4)이 알루미늄 증착막과 이 표면에 보호하는 니켈 증착막으로 이루어지는 2층의 금속 박막인 경우를 나타냈으나, 1층 만의 금속 박막이나 3층 이상의 금속 박막일 수도 있고, 각 층의 금속 재료도, 알루미늄이나 니켈로 한정되지 않고, 임의로 선택할 수 있다. 또한, 이들 외부 전극(3, 4)은, 증착 이외의 스퍼터링 등의 방법으로 성막된 금속 박막일 수도 있고, 금속 박막 이외의 두꺼운 막 등의 도전막으로 성막된 것일 수도 있다. 또한, 이들 외부 전극(3, 4)은, 성막에 의해 방전관(2)의 외표면에 배치된 것으로 한정되지 않고, 방전관(2)의 외표면에 금속박을 부착하여 배치한 것이나 금속판 등의 도전재를 방전관(2)의 외표면에 배치한 것일 수도 있다.

도 8에 외부 전극(3, 4)이 방전관(2)의 외표면에 배치된 금속판으로 이루어지는 경우를 나타낸다. 이 경우, 커넥터 단자(8, 8)는, 이들 금속판으로 이루어지는 외부 전극(3, 4)에서의 방전관(2)의 커넥터부(2b)의 외표면에 배치된 부분에 의해 구성할 수 있다. 이와 같이 금속판으로 이루어지는 외부 전극(3, 4)을 사용하는 경우, 예를 들면, 외부 전극(4)을 메쉬형으로 하기 위해서는, 펀칭 메탈이나 익스팬디드 메탈(expanded metal) 등을 이용하면 된다. 다만, 이와 같은 펀칭 메탈이나 익스팬디드 메탈 등을 사용하는 경우라도, 방전관(2)의 커넥터부(2b)의 외표면에 배치되는 부분은 통상적인 금속판 그대로 하고, 이 부분을 커넥터 단자(8)로 하는 것이 바람직하다. 또한, 커넥터 단자(8)만을 금속판으로 하고, 철망으로 이루어지는 외부 전극(4)을 납땜 등에 의해 접속할 수도 있다.

또한, 외부 전극(3, 4)은, 금속 박막이나 금속판 등의 어떤 경우라도, 방전관(2)의 커넥터부(2b)에는 배치하지 않고, 이 커넥터부(2b)에 배치한 금속판 등으로 이루어지는 커넥터 단자(8, 8)에 각각 금속제의 리드재 등을 통하여 접속해도 된다.

또한, 상기 실시예에서는, 램프 소켓(7)의 단자 접촉자로서 다점 컨택트재(13, 13)를 사용하는 경우를 나타냈으나, 도 9에 나타낸 바와 같이, 금속제의 판스프링(17, 17)을 단자 접촉자로서 사용할 수도 있다. 이 경우에도, 판스프링(17, 17)이 탄성에 의해 커넥터 단자(8, 8)에 압접되므로, 확실한 접속을 행할 수 있다. 또한, 램프 소켓(7)의 단자 접촉자는, 코일 스프링 등에 의해 가압된 금속판 등을 사용할 수도 있다. 다만, 이들 단자 접촉자는, 엑시머 램프(1)의 커넥터부(2b)를 램프 소켓(7)의 소켓부(7a)에 삽입할 때, 이 삽입에 따라 커넥터 단자(8, 8)에 가압되고 개구부를 자동적으로 넓히는 구성으로 한다.

또한, 커넥터 단자(8, 8)가 상기 실시예와 같이 다점 컨택트재(11, 11)를 가압하도록 구성된 경우, 램프 소켓(7)의 단자 접촉자는 고정된 금속판이나 금속 블록 등일 수도 있다. 이 경우, 커넥터 단자(8, 8)는, 한쌍의 단자 접촉자 사이에 삽입될 때, 다점 컨택트재(11, 11)를 더 가압하여 조금 끌어넣어 삽입된다.

본 출원은, 2008년 9월 22일 출원된 일본 특허 출원(출원 번호 2008-242644)에 기초한 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 원용된다.

[산업상 이용 가능성]

엑시머 램프의 외부 전극에 전원을 접속할 때 리드선을 사용할 필요가 없기 때문에, 이 리드선의 수지 피복이 열화되지 않으며, 자외선 조사 장치의 광원 램프로서 사용하는 경우에 극히 유용하다.

1: 엑시머 램프 2: 방전관
2a: 방전 공간 2b: 커넥터부
3: 외부 전극 4: 외부 전극
5: 리드선 5a: 피복재
6: 세라믹스 블록 7: 램프 소켓
7a: 소켓부 8: 커넥터 단자
8a: 돌출부 9: 인듐 땜납층
10: 니켈 시트 11: 다점 컨택트재
12: 볼트 13: 다점 컨택트재
14: 단자 접속판 15: 단자 접속 블록
16: 세라믹스재 17: 판스프링

Claims (17)

1. 내부의 방전 공간에 방전용 가스를 봉입(封入)한 방전관의 외표면의 서로 다른 부위에 한쌍의 외부 전극을 배치하고, 또한 상기 한쌍의 외부 전극에 각각 접속된 한쌍의 커넥터 단자를 상기 방전관의 단부(端部)에 설치된 커넥터부의 외표면측의 서로 다른 부위에 배치한, 엑시머 램프; 및
   상기 엑시머 램프의 커넥터부를 삽입하여 지지하는 소켓부를 설치하고, 상기 소켓부의 내측이면서 삽입된 커넥터부에서의 한쌍의 커넥터 단자에 접촉하는 위치에 단자 접속판이 배치되며, 상기 단자 접속판과 상기 커넥터 단자 사이의 면에 끼워져 가압되는 것에 의해 상하의 면에 접촉되는 다점 컨택트재를 포함하는 램프 소켓
   을 포함하는 엑시머 램프 유닛.
2. 내부의 방전 공간에 방전용 가스를 봉입(封入)한 방전관의 외표면의 서로 다른 부위에 한쌍의 외부 전극을 배치하고, 또한 상기 한쌍의 외부 전극에 각각 접속된 한쌍의 커넥터 단자를 상기 방전관의 단부(端部)에 설치된 커넥터부의 외표면측의 서로 다른 부위에 배치한, 엑시머 램프; 및
   상기 엑시머 램프의 커넥터부를 삽입하여 지지하는 소켓부를 설치하고, 상기 소켓부의 내측이면서 삽입된 커넥터부에서의 한쌍의 커넥터 단자에 접촉하는 위치에 금속제의 판스프링을 각각 배치한 램프 소켓
   을 포함하는 엑시머 램프 유닛.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 커넥터부는, 방전관의 좌측 또는 우측의 단부이면서, 내부에 방전 공간이 존재하지 않는 부분인, 엑시머 램프 유닛.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 방전관은, 좌우로 장척(長尺)이며 상하에 평탄면이 형성된 사각형의 밀폐 용기이며, 상기 한쌍의 외부 전극을 상기 방전관의 상하의 평탄면에 각각 배치한, 엑시머 램프 유닛.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각각의 상기 외부 전극은, 상기 방전관의 외표면에 형성된 금속 박막으로 이루어지는, 엑시머 램프 유닛.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각각의 상기 외부 전극은, 상기 방전관의 외표면에 배치된 금속판으로 이루어지는, 엑시머 램프 유닛.
7. 제6항에 있어서,
   각각의 상기 커넥터 단자는, 상기 외부 전극에서의 상기 방전관의 커넥터부의 외표면에 배치된 부분으로 이루어지는, 엑시머 램프 유닛.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각각의 상기 커넥터 단자는, 상기 외부 전극에서의 상기 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 다점(多点) 컨택트재를 통하여 가압된 블록형 단자인, 엑시머 램프 유닛.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   각각의 상기 커넥터 단자는, 상기 외부 전극에서의 상기 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 땜납층을 통하여 접속 고착된 금속판으로 이루어지는, 엑시머 램프 유닛.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 상기 커넥터 단자는, 상기 외부 전극에서의 상기 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 땜납층을 통하여 접속 고착된 금속 시트에 상기 다점 컨택트재를 통하여 가압된 블록형 단자인, 엑시머 램프 유닛.
11. 제8항에 있어서,
    상기 블록형의 각각의 커넥터 단자는, 상기 방전관의 커넥터부를 양측으로부터 협지 고정한 한쌍의 세라믹스 블록에 의해 가압된, 엑시머 램프 유닛.
12. 제1항 또는 제2항 있어서,
    상기 엑시머 램프는 진공 자외선을 방사하는, 엑시머 램프 유닛.
13. 제1항 또는 제2항 있어서,
    각각의 상기 커넥터 단자는, 상기 외부 전극에서의 방전관의 커넥터부의 외표면에 형성된 부분에 설치된 블록형 단자인, 엑시머 램프 유닛.
14. 제1항 또는 제2항에 기재된 엑시머 램프 유닛을 포함하는 자외선 조사 장치.
    
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

Images