KR20100106207A - 엑시머 램프 - Google Patents

Abstract

한쌍의 광 투과성 전극의 단부에 솔리드 전극이 형성되고, 방전 용기 내면에 시동 보조 전극이 형성되고, 방전 용기의 비 광 취출측의 내표면에 반사막이 형성되고, 상기 반사막의 단부에 광 모니터용의 채광구가 형성되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서, 상기 솔리드 전극에 관축 방향으로 신장하는 갈래형상 전극을 설치하고, 상기 시동 보조 전극은 상기 갈래형상 전극에 일부가 겹치도록 배치됨으로써, 상기 시동 보조 전극으로부터 솔리드 전극으로 신장하여 발생하는 연면 방전이, 상기 채광구까지 미치지 않도록 하여, 정확한 광 모니터가 생기도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

엑시머 램프{EXCIMER LAMP}

본 발명은 방전 용기 내에 반사막을 형성한 엑시머 램프에 관한 것으로, 특히, 광량 모니터를 설치한 장치에 적용 가능한 모니터용의 채광구를 가지는 엑시머 램프에 관한 것이다

종래의 엑시머 램프로는, 이중관형, 원통형, 각형 등의 다양한 형상이 제안되어 있다. 이들 엑시머 램프는, 형상에 관계없이 고 출력화가 기대되고 있다. 이러한 고 출력화를 실현하는 기술로는, 방전 용기 내에 반사막을 형성하여 이루어지는 엑시머 램프, 예를 들면, 일본국 특허공개 2007－335350호 공보에 나타나는 것과 같은 것이 알려져 있다.

상기 종래 기술에 의하면, 엑시머 램프의 각형 등의 방전 용기의 내면에, 자외광을 반사하는 실리카 주체의 미립자로 이루어지는 반사막이 광 방사면을 제외한 부분에 형성되어 있다. 또한, 상기 방전 용기의 광 방사면의 외표면과, 그 반대측의 외표면에는 한쌍의 외부 전극이 설치되어 있다. 상기 광 방사면에 형성되는 외부 전극은, 광을 취출한다는 본래의 기능을 다하기 위해서, 예를 들면 금 페이스트를 격자형상으로 도포한 광 투과성 전극이 이용되고 있다.

한편, 상기 광 방사면에 대향하는 광을 취출하지 않는 측의 외표면에 형성하는 외부 전극으로는, 기능적으로는 광 투과성일 필요는 없지만, 대부분의 경우, 제조 공정의 간소화나, 상기 방전 용기 내에서 발생하는 방전의 안정성 등의 관점에서, 상기 광 방사면과 마찬가지로 광 투과성 전극을 그대로 이용하는 것이 행해지고 있다.

또한, 엑시머 램프에 있어서는, 일본국 특허공개 2005－322632호 공보(도 3)에 나타나는 바와같이, 광 투과성 전극의 단부에 솔리드 전극을 부가한 것이 알려져 있다. 상기 공보에 있어서는, 그 작용 효과에 대해서는 반드시 명기되어 있지는 않지만, 이 단부의 솔리드 전극은, 관축 방향에 있어서의 조도 균일성을 확보하고, 유효 발광 영역을 확대한다는 효과를 기대할 수 있다.

즉, 광 투과성 전극의 단부에 있어서는 중앙부 부근과의 비교에 있어서, 방사되는 자외광의 강도가 반드시 저하한다. 이 자외광의 강도 저하가, 유효 발광 영역에서의 조도 불균일을 발생시키고, 이 때문에 유효 발광 영역 자체의 길이를 충분히 확보할 수 없다는 결점이 있고, 이 유효 발광 영역을 충분히 확보하고자 하면, 엑시머 램프의 전체 길이가 길어져 버린다는 문제를 일으켜, 외부 전극의 단부측에 솔리드 전극을 설치함으로써 이들 문제를 해결할 수 있는 것으로 기대된다.

이는, 솔리드 전극 부분에서의 방전 밀도가 광 투과성 전극에서의 방전 밀도보다도 높고, 이에 따라 전극 단부에서의 조도 저하를 막아, 그 결과, 유효 발광 영역에서의 조도 균일화를 달성할 수 있는 것으로 생각된다.

또한, 엑시머 램프의 시동성을 개선하는 목적으로, 방전 공간 내면에 도전성 물질(시동 보조 전극)을 설치하는 것도 알려져 있다. 이러한 선행 기술로는, 예를 들면, 일본국 특허공개 평 8－329903호 공보가 있다. 상기 공보에 의하면, 방전 용기의 외표면에 설치된 한쌍의 전극의 한쪽의 단부 근방으로서 상기 방전 용기 내면에, 도전성 물질을 설치하고, 시동 보조 전극으로 하는 것이 기재되어 있다. 이에 따라, 엑시머 램프의 방전 용기 내면에서, 시동 보조 전극과 외부 전극의 사이에서 연면 방전을 발생시킴으로써, 외부 전극간에서 발생되는 방전 용기 내에서의 주방전의 방전 개시 전압을 저하시키는 것이 기대된다. 그 결과, 낮은 시동 전압으로도 엑시머 램프를 확실하게 점등시킬 수 있는 효과를 가진다.

그런데, 이 시동 보조 전극과 외부 전극간에서, 방전 용기 내면에서 발생하는 연면 방전은, 엑시머 램프의 시동 시뿐만 아니라, 그 후의 통상 점등시에 있어서도, 계속하여 발생하고 있다. 이 계속하여 발생하는 연면 방전이나, 배치된 시동 보조 전극 자신에 의해, 상기 엑시머 램프의 관축 방향에 있어서의 조도 불균일을 일으킨다는 문제가 있었다. 특히, 상기 시동 보조 전극을 엑시머 램프의 축방향의 중앙부 부근에 배치하면, 상기 시동 보조 전극 자체가 방사광에 대해서 그림자가 되고, 또한, 연면 방전이 중앙부 부근에서 존재하게 되어, 상기 엑시머 램프의 관축 방향의 조도 균일성을 현저하게 손상시킨다는 문제가 있었다.

여기서, 이러한 시동 보조 전극을 설치하는 경우는, 상기 엑시머 램프로부터 방사되는 광의 균일성에 영향을 주지 않도록, 최대한 축방향의 단부측에 설치하는 것이 바람직하다.

또한 한편으로, 엑시머 램프로부터 방사되는 자외광의 광량을 모니터하는 것도 알려져 있다. 이러한 기술로는, 예를 들면, 일본국 특허공개 2005－322632호 공보 등이 알려져 있다. 상기 공보에서는, 엑시머 램프로부터 방사되는 자외광의 광량을 모니터하기 위해서, 상기 엑시머 램프의 비 광투과성 전극의 축방향의 단부 부근에 채광구를 설치한 것이 기재되어 있다. 이와 같이 채광구를 엑시머 램프의 단부 근방에 배치하는 것은, 상기 엑시머 램프로부터 방사되는 광에 대한 축방향의 조도 균일성을 유지하는데 더하여, 최대한 방해가 되지 않도록 하기 위함이다.

상기와 같은 몇개의 선행 기술로부터, 단부에 솔리드 전극을 설치하여 이루어지는 한쌍의 광 투과성 전극과, 방전 용기 내에 설치된 시동 보조 전극과, 방전 용기 내표면의 광 방사면을 제외한 부분에 형성된 반사막을 가지는 엑시머 램프에 있어서, 광 모니터용의 채광구를 형성할 때, 상기 반사막의 관축 방향의 단부에 상기 채광구를 형성하는 구성으로 하는 것은 용이하게 도달될 수 있는 것으로 상정된다.

<특허 문헌 1> 일본국 특허공개 2007－335350호 공보

<특허 문헌 2> 일본국 특허공개 평 8－329903호 공보

<특허 문헌 3> 일본국 특허공개 2005－322632호 공보

도 3은, 이러한 종래의 엑시머 램프의 구성을 나타내는 개략도이며, 도 3(a)는 평면도, 도 3(b)는 그 A－A단면도이다. 각형 방전관(1)은 석영 유리로 이루어지는 방전 용기(11)를 가지고, 상기 방전 용기(11)의 대향하는 한쌍의 면의 외표면에는, 예를 들면, 금 페이스트 등으로 격자형상으로 형성된 광 투과성의 외부 전극(2)이 형성되어 있다. 그리고, 이 외부 전극(2)의 단부에는 솔리드 전극(3)이 형성되어 있다.

한편, 상기 솔리드 전극(3)이 형성된 부분에 상당하는 상기 방전 용기(11)의 내면에는, 상기 솔리드 전극(3)에 일부가 겹치도록 시동 보조 전극(6)이 배치·형성되어 있다. 나아가, 상기 방전 용기(11)의 내면의 광방사면을 제외한 부분에는, 상기 외부 전극(2)간에서의 방전에 의해 발생한 자외광을 반사하기 위해서, 예를 들면, 실리카 주체의 미립자로 이루어지는 반사막(4)이 형성되어 있다.

또한, 상기 반사막(4)에는, 방전 용기(11) 내에서 발생한 자외광을 모니터하기 위해서 광을 취출하는 채광구(5)가 형성되어 있는데, 상기 채광구(5)는, 가능한한 조도 균일성에 영향을 미치지 않도록, 방전 용기(11)의 관축 방향의 단부 근방에 형성되어 있다.

도 4는, 상기 엑시머 램프의 방전 용기 단부 근방을 방전 용기 내부측에서부터 본 연면 방전을 설명하는 개념도이다.

엑시머 램프를 점등하면, 방전 용기(11)의 내면에서, 상기 시동 보조 전극(6)과, 솔리드 전극(3)이나 외부 전극(2)의 사이에, 연면 방전(12)이 발생한다. 이 연면 방전(12)은, 엑시머 램프의 점등 시에 낮은 전압에서 용이하게 발생하기 때문에, 상기 연면 방전(12)이 불씨가 되어 엑시머 램프의 점등 전압을 낮출 수 있다.

그러나, 상술한 것처럼, 상기 연면 방전(12)은, 엑시머 램프의 시동 시 이외의 통상 점등 시에도 발생하고 있어, 이 연면 방전(12)이, 방전 용기(11)의 단부 근방에 설치된 광 모니터용의 채광구(5)까지 뻗는 경우가 있고, 이것이 상기 채광구(5)로부터의 모니터해야할 엑시머광과 혼재하여, 상기 연면 방전(12)이 방해가 되어, 엑시머 램프로부터 방사되는 광량을 올바르게 측정할 수 없다는 문제가 있었다.

상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 본 발명에서는, 방전 용기의 외표면에 설치된 한쌍의 광투과성 외부 전극의 단부에 솔리드 전극이 설치되고, 상기 방전 용기의 내면에는 상기 솔리드 전극과 일부에서 서로 겹치도록 시동 보조 전극이 형성되어 있고, 상기 방전 용기의 내표면에 반사막이 형성됨과 더불어, 상기 반사막의 관축 방향의 단부 근방에는 광모니터용의 채광구가 형성되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서,

상기 솔리드 전극에 관축 방향으로 연장되는 갈래형상 전극을 형성하고, 상기 시동 보조 전극은 상기 갈래형상 전극에 일부가 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 채광구는, 상기 반사막의 축방향으로 연장되어 단부에서 개구하도록 형성된 절결부와 상기 솔리드 전극의 단 가장자리에 의해 칸막이됨으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성을 채택함으로써, 시동 보조 전극을 광 모니터용의 채광구로부터 가능한한 멀리 배치하는 것이 가능해져, 시동 보조 전극과 외부 전극간에서 발생하는 연면 방전의 영향을 받지 않고 광 모니터를 행할 수 있어, 상기 엑시머 램프로부터 방사되는 자외광을 정확하게 검출할 수 있다는 효과를 가진다.

또한, 채광구를, 반사막 단부까지 연장하는 절결부와 솔리드 전극의 단 가장자리에 의해 칸막이하여 형성함으로써, 채광구의 형성이 용이하게 된다고 하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시예인 엑시머 램프의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 제2의 실시예인 엑시머 램프의 구성을 나타내는 개념도.
도 3은 종래의 엑시머 램프의 구성을 나타내는 개념도.
도 4는 종래의 엑시머 램프에 있어서의 방전관의 내표면으로부터 본 연면 방전의 개념도.

도 1은, 본 발명에 있어서의 엑시머 램프의 제1의 실시예를 나타내는 개략도이고, 도 1(a)는 평면도, 도 1(b)는, 그 B－B단면도이다.

도면에 있어서, 광 투과성 전극(2)의 단부에 형성된 솔리드 전극(3)에는, 그 상하단에서, 관축 방향의 광 투과성 전극과는 반대 방향으로 연장되는 갈래형상 전극(8, 8)이 일체적으로 형성되어 있다.

그리고, 이 갈래형상 전극(8)이 형성된 부분에 상당하는 상기 방전 용기(11)의 내면에는, 그 일부가 겹치도록 시동 보조 전극(6)이 형성되어 있다. 그 외의 구성에 대해서는, 도 3에 나타내는 것과 동일하다.

이 갈래형상 전극(8, 8)은, 채광구(5)와 시동 보조 전극(6)의 사이의 거리(L)를 크게 하는 역할을 가지므로, 비록 채광구(5)를 배광 특성에 영향이 적은 엑시머 램프의 단부 근방에 배치했다고 해도, 램프 점등 시에 시동 보조 전극(3)으로부터 외부 전극(2)을 향해 발생하는 연면 방전이, 상기 채광구(5)에까지 미치지 않고, 상기 채광구(5)로부터 모니터하는 광량에 영향을 주지 않아, 램프로부터의 방사광을 정확하게 모니터할 수 있다는 작용 효과를 가진다.

도 2는, 본 발명에 있어서의 엑시머 램프의 제2의 실시예를 나타내는 개략도이다.

이 제2의 실시예의 기본적 구성, 즉, 솔리드 전극(3)과 갈래형상 전극(8, 8) 및 시동 보조 전극(6)에 관해서는 상기 제1의 실시예와 동일하고, 채광구(5)의 형상만이 다르다.

본 실시예에 있어서는, 방전 용기(11)의 내면의 반사막(4)에는, 축방향으로 신장하여 그 단부에서 개구하는 절결부(10)가 형성되어 있고, 상기 채광구(5)는 상기 절결부(10)와, 상기 솔리드 전극(3)의 단 가장자리(3a)에 의해 칸막이됨으로써, 형성되어 있다.

상기 채광구(5)는, 방전 용기(11) 내에 미리 마스킹 테이프를 붙이고, 반사막(4)을 형성한 후, 이 테이프를 벗김으로써 작성하는 것인데, 반사막(4)의 단부에서 개구하도록 신장하는 절결부(10)에 의해 형성되므로, 그 작성이 용이해진다.

또한, 상기 실시예의 설명에 있어서는, 방전 용기(11)는 각형 관형상으로서 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 환형 관형상 등의 다양한 형상을 취할 수 있는 것은 물론이다.

1 : 각형 방전관 2 : 외부 전극
3 : 솔리드 전극 4 : 반사막
5 : 채광구 6 : 시동 보조 전극
8 : 갈래형상 전극 10 : 절결부
11 : 방전 용기

Claims (2)

1. 방전 용기의 외표면에 설치된 한쌍의 광 투과성 외부 전극의 단부에 솔리드 전극이 설치되고,
   상기 방전 용기의 내면에는 상기 솔리드 전극과 일부에서 서로 겹치도록 시동 보조 전극이 형성되어 있고, 상기 방전 용기의 내표면에 반사막이 형성됨과 더불어, 상기 반사막의 관축 방향의 단부 근방에는 광 모니터용의 채광구가 형성되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서,
   상기 솔리드 전극에는 관축 방향으로 신장되는 갈래형상 전극을 형성하고, 상기 시동 보조 전극은 상기 갈래형상 전극에 일부가 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 채광구는, 상기 반사막의 축방향으로 신장되어 단부에서 개구하도록 형성된 절결부와, 상기 솔리드 전극의 단 가장자리에 의해 칸막이됨으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.

Images