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JP2001185089A - Excimer irradiation device - Google Patents

Excimer irradiation device

Info

Publication number
JP2001185089A
JP2001185089A JP37276899A JP37276899A JP2001185089A JP 2001185089 A JP2001185089 A JP 2001185089A JP 37276899 A JP37276899 A JP 37276899A JP 37276899 A JP37276899 A JP 37276899A JP 2001185089 A JP2001185089 A JP 2001185089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excimer
tube
irradiation
discharge
discharge tube
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP37276899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nakamura
勝 中村
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.)
Quark Systems Co Ltd
Original Assignee
Quark Systems Co Ltd
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 Quark Systems Co Ltd filed Critical Quark Systems Co Ltd
Priority to JP37276899A priority Critical patent/JP2001185089A/en
Priority to TW89112580A priority patent/TW464911B/en
Priority to KR10-2000-0040109A priority patent/KR100539359B1/en
Publication of JP2001185089A publication Critical patent/JP2001185089A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
    • H01J61/52Cooling arrangements; Heating arrangements; Means for circulating gas or vapour within the discharge space
    • H01J61/523Heating or cooling particular parts of the lamp
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70016Production of exposure light, i.e. light sources by discharge lamps

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excimer irradiation device which is capable of improving an irradiation efficiency of excimer light. SOLUTION: This excimer irradiation device 1 has two or more excimer lamps 2 being disposed in exposed state. The excimer lamp 2 includes an excimer discharge tube 4, an outer electrode 5 disposed at outside of the excimer discharge tube 4, an outer tube 6 disposed at further outside of the outer electrode 5, an inner tube 7 disposed at inside of the excimer discharge tube 4, an inner electrode 8 disposed within the inner tube 7, and discharging gas 9 filled into a sealed space between the excimer discharge tube 4 and the inner tube 7. Nitrogen gas 3 can flow in and out a space of the inner tube 7 and a space between outer tube 6 and the excimer discharge tube 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマ照射装置
に関し、更に詳しくは、露出状態で使用できるエキシマ
ランプを用いてエキシマ光の照射効率をより向上させた
エキシマ照射装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an excimer irradiator, and more particularly to an excimer irradiator in which an excimer light irradiation efficiency is further improved by using an excimer lamp which can be used in an exposed state.

【0002】[0002]

【従来の技術】エキシマ照射装置は、無声放電といわれ
る誘電体バリア放電によってエキシマランプから単一波
長の紫外光(以下「エキシマ光」という。)を照射する
装置である。誘電体バリア放電は、エキシマ分子を形成
する放電用ガスが充填されたエキシマランプに高電圧が
印加されることによって、エキシマランプ内にエキシマ
分子が形成され、このエキシマ分子が基底状態に遷移す
る際に単一波長のエキシマ光を放射する放電形式であ
る。こうした誘電体バリア放電を利用したエキシマ照射
装置は、エキシマランプ内の放電用ガスの種類に応じて
172nm、193nm、207nm、222nmまた
は248nm等のエキシマ光を発生させる。
2. Description of the Related Art An excimer irradiation apparatus is an apparatus for irradiating a single wavelength ultraviolet light (hereinafter referred to as "excimer light") from an excimer lamp by a dielectric barrier discharge called a silent discharge. In a dielectric barrier discharge, when a high voltage is applied to an excimer lamp filled with a discharge gas that forms excimer molecules, excimer molecules are formed in the excimer lamp and the excimer molecules transition to a ground state. This is a discharge type that emits a single wavelength excimer light. An excimer irradiation apparatus using such a dielectric barrier discharge generates excimer light of 172 nm, 193 nm, 207 nm, 222 nm, or 248 nm according to the type of discharge gas in the excimer lamp.

【0003】エキシマ光は、空気や水に反応して、有機
化合物を効果的に分解する励起酸素原子やOHラジカル
等を生成させることができるので、有機化合物からなる
汚染物質の分解に利用されている。また、エキシマ光
は、光子エネルギーが強いので、直接被照射体に反応さ
せる表面改質処理等に利用されている。例えば、半導体
産業の分野においては、シリコンウエハーやガラス基板
を汚染した有機化合物を分解するドライ洗浄に応用され
たり、半導体材料の表面活性化処理やソフトアッシング
に応用されている。また、プラズマディスプレイパネル
の蛍光発光、LCDプロセス、材料関連の分野における
樹脂や金属材料の表面活性化処理または表面改質処理等
の多方面で応用されている。さらに、エキシマ光は、環
境技術の分野において、オゾンの生成、水中・大気の汚
染浄化、超純水製造工程に利用されている。
[0003] Excimer light can react with air or water to generate excited oxygen atoms or OH radicals that effectively decompose organic compounds, and is therefore used for decomposing contaminants composed of organic compounds. I have. Excimer light has a high photon energy, and is therefore used for a surface modification treatment or the like in which an excimer light is directly reacted with an irradiation target. For example, in the field of the semiconductor industry, it is applied to dry cleaning for decomposing organic compounds contaminating silicon wafers and glass substrates, or to surface activation treatment and soft ashing of semiconductor materials. In addition, it has been applied in various fields such as surface emission treatment or surface modification treatment of resins and metal materials in the fields of fluorescence emission of plasma display panels, LCD processes, and materials. Furthermore, excimer light is used in the field of environmental technology for ozone generation, water and air pollution purification, and ultrapure water production processes.

【0004】近年、こうしたエキシマ照射装置において
は、発生するエキシマ光を効率的に照射するための工夫
が種々検討されている。例えば、(イ)エキシマランプ
が装着される容器内に窒素ガスを流し、エキシマランプ
から発生するエキシマ光が吸収されないように工夫する
ことによってエキシマ光の照射効率を改善したり、
(ロ)エキシマランプが装着される容器のガラス窓や、
エキシマランプの放電容器を、透過性に優れた石英ガラ
スに材質変更することによってエキシマ光の透過性を高
めて照射効率を改善したり、(ハ)エキシマランプの背
面側に反射板を設けたり、その反射板の形状を工夫する
ことによってエキシマ光の照射効率を改善している。
In recent years, in such excimer irradiation apparatuses, various devices for efficiently irradiating the generated excimer light have been studied. For example, (a) improving the irradiation efficiency of excimer light by introducing a nitrogen gas into a container to which the excimer lamp is mounted so that excimer light generated from the excimer lamp is not absorbed.
(B) The glass window of the container to which the excimer lamp is attached,
By changing the material of the discharge vessel of the excimer lamp to quartz glass with excellent transmittance, the transmittance of excimer light is increased to improve the irradiation efficiency. (C) A reflector is provided on the back side of the excimer lamp. The efficiency of excimer light irradiation is improved by devising the shape of the reflector.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エキシ
マランプが装着される容器内に窒素ガスを流す場合に
は、エキシマ光を透過するガラス窓が十分な強度を有す
る必要があるが、ガラス窓を厚くするとエキシマ光の透
過率が減少するという問題がある。この場合、より透過
性に優れた石英ガラスを用いることができるが、強度不
足を解決するには至らないために厚い石英ガラスを用い
なければならず、高価で経済的でないといった問題があ
る。
However, when a nitrogen gas is flowed into a container in which an excimer lamp is mounted, a glass window that transmits the excimer light needs to have a sufficient strength. Then, there is a problem that the transmittance of the excimer light decreases. In this case, quartz glass having better transparency can be used, but there is a problem that thick quartz glass must be used because it does not solve the problem of insufficient strength, and it is expensive and not economical.

【0006】本発明は、上記の問題を解決すべくなされ
たものであって、露出状態で使用できるエキシマランプ
を用いてエキシマ光の照射効率をより向上させたエキシ
マ照射装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to provide an excimer irradiating apparatus in which an excimer light irradiation efficiency is further improved by using an excimer lamp which can be used in an exposed state. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、露出状態で配置されるエキシマランプを二以上有す
るエキシマ照射装置であって、前記エキシマランプは、
エキシマ放電管と、該エキシマ放電管の外側に配置され
る外部電極と、該外側電極のさらに外側に配置される外
部管と、前記エキシマ放電管の内側に配置される内部管
と、該内部管の中に配置される内部電極と、前記エキシ
マ放電管と前記内部管との間の封止空間に充填された放
電用ガスとを有し、前記内部管内の空間内および前記外
部管と前記エキシマ放電管との間の空間内に、窒素ガス
が流入出することに特徴を有する。
The invention according to claim 1 is an excimer irradiation apparatus having two or more excimer lamps arranged in an exposed state, wherein the excimer lamp is:
An excimer discharge tube, an external electrode disposed outside the excimer discharge tube, an external tube disposed further outside the outer electrode, an internal tube disposed inside the excimer discharge tube, and the internal tube Having an internal electrode disposed therein, and a discharge gas filled in a sealed space between the excimer discharge tube and the internal tube. It is characterized in that nitrogen gas flows into and out of the space between the discharge tube.

【0008】この発明によれば、エキシマランプを露出
状態で容器に配置されているので、エキシマランプを被
照射体に近づけて照射効率を向上させることができると
共に、従来のようにエキシマランプが装着されている容
器内に窒素を流入する必要がなく、ガラス窓も不要とな
る。そのため、厚い石英ガラスも不要になるので、経済
的になるという利点がある。さらに、本発明において
は、外部電極の保護とエキシマ光の吸収防止を目的とし
て、エキシマランプの内部管内の空間内および外部管と
エキシマ放電管との間の空間内に窒素ガスを流入出させ
ているが、用いる外部管は強度に優れた円筒管であるの
で、窒素ガス圧にも十分耐えることができ、外部管の厚
さを薄くすることができる。その結果、エキシマ光の透
過性を低下させることがなく、経済的にも好ましいこと
となる。従って、本発明のエキシマ照射装置によれば、
高い照射効率で照射できる。
According to the present invention, since the excimer lamp is disposed in the container in an exposed state, the excimer lamp can be brought closer to the irradiation object to improve the irradiation efficiency, and the excimer lamp can be mounted as in the prior art. There is no need to flow nitrogen into the container, and no glass window is required. This eliminates the need for thick quartz glass, and has the advantage of being economical. Further, in the present invention, for the purpose of protecting the external electrodes and preventing the absorption of excimer light, nitrogen gas flows into and out of the space in the inner tube of the excimer lamp and in the space between the outer tube and the excimer discharge tube. However, since the outer tube used is a cylindrical tube having excellent strength, it can sufficiently withstand the nitrogen gas pressure, and the thickness of the outer tube can be reduced. As a result, the transmittance of excimer light is not reduced, which is economically preferable. Therefore, according to the excimer irradiation apparatus of the present invention,
Irradiation can be performed with high irradiation efficiency.

【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のエキシマ照射装置において、前記エキシマランプが5
0mm以下の隙間で並んで配置されることに特徴を有す
る。
According to a second aspect of the present invention, in the excimer irradiating apparatus according to the first aspect, the excimer lamp includes five excimer lamps.
It is characterized by being arranged side by side with a gap of 0 mm or less.

【0010】この発明によれば、より被照射体に近づけ
ることができるエキシマランプの間隔を上記所定に範囲
内にすることによって、高い照射効率の下で、被照射体
上の照度の分布をより均一にすることができる。
According to the present invention, by setting the interval between the excimer lamps that can be closer to the object to be irradiated within the above-mentioned predetermined range, the illuminance distribution on the object to be irradiated can be further improved with high irradiation efficiency. It can be uniform.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しつつ、本発
明のエキシマ照射装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an excimer irradiation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】本発明は、容器内に流れる窒素ガス圧に耐
えるだけの十分な強度を有する厚いガラス窓がエキシマ
光の透過率を減少させるという問題、および、石英ガラ
スを用いた場合には高価で経済的でないといった問題
を、露出状態で使用できるエキシマランプを用い、さら
に外部管内に窒素ガスを流入させることにより解決した
ものである。
The present invention has the problem that a thick glass window having sufficient strength to withstand the pressure of nitrogen gas flowing in a container reduces the transmittance of excimer light, and is expensive when quartz glass is used. The problem that it is not economical has been solved by using an excimer lamp that can be used in an exposed state and by further flowing nitrogen gas into an external tube.

【0013】図1は、本発明のエキシマ照射装置1の一
例を示す正面端面図であり、図2は、図1のエキシマ照
射装置1の側面図であり、図3は、エキシマランプ2の
一例を示す縦方向の断面図であり、図4は、図3のエキ
シマランプ2の横方向の断面図である。
FIG. 1 is a front end view showing an example of the excimer irradiation apparatus 1 of the present invention, FIG. 2 is a side view of the excimer irradiation apparatus 1 of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the excimer lamp 2 of FIG. 3 in a horizontal direction.

【0014】本発明のエキシマ照射装置1は、露出状態
で配置されるエキシマランプ2を二以上、例えば図1に
おいては四本有し、そのエキシマランプ2が直接被照射
体に向き合うように一定間隔で並んで配置される。エキ
シマランプ2の数には特に制限がなく、多数のエキシマ
ランプ2を配置して大面積のエキシマ照射装置とするこ
ともできる。エキシマ照射装置1のエキシマランプ2以
外の部分には、電源部や窒素ガス流量調節弁等を適宜設
けることができる。また、被照射体の反対側に、エキシ
マランプ2から照射されたエキシマ光を反射するための
反射体10を設けることもできる。
The excimer irradiation apparatus 1 of the present invention has two or more excimer lamps 2 arranged in an exposed state, for example, four excimer lamps in FIG. 1, and the excimer lamps 2 are arranged at regular intervals so as to directly face the object to be irradiated. Are arranged side by side. The number of the excimer lamps 2 is not particularly limited, and a large-area excimer irradiator can be provided by arranging a large number of excimer lamps 2. A power supply unit, a nitrogen gas flow control valve, and the like can be appropriately provided in a portion other than the excimer lamp 2 of the excimer irradiation device 1. Further, a reflector 10 for reflecting the excimer light emitted from the excimer lamp 2 can be provided on the opposite side of the irradiation object.

【0015】本発明においては、並べて配置したエキシ
マランプ2を露出状態で備えることにより、エキシマラ
ンプ2を被照射体により近づけることができ、その結
果、エキシマランプ2の照射効率をより一層向上させる
ことができる。なお、本発明のエキシマ照射装置1は、
従来のようなガラス窓、例えば石英ガラス窓は設けられ
ておらず、経済的にも利点がある。
In the present invention, by providing the excimer lamps 2 arranged side by side in an exposed state, the excimer lamps 2 can be brought closer to the object to be irradiated, and as a result, the irradiation efficiency of the excimer lamps 2 can be further improved. Can be. Note that the excimer irradiation device 1 of the present invention
There is no conventional glass window, for example, a quartz glass window, which is economically advantageous.

【0016】次に、エキシマランプ2の構成とその詳細
について説明する。
Next, the structure and details of the excimer lamp 2 will be described.

【0017】エキシマランプ2は、エキシマ放電管4
と、エキシマ放電管4の外側に配置される外部電極5
と、外側電極5のさらに外側に配置される外部管6と、
エキシマ放電管4の内側に配置される内部管7と、内部
管7の中に配置される内部電極8と、エキシマ放電管4
と内部管7との間の封止空間に充填された放電用ガス9
とを有している(特開平11−319816号公報を参
照。)。そして、エキシマランプの長手方向の両端付近
を、ケース21に固定して装着している。
The excimer lamp 2 includes an excimer discharge tube 4
And an external electrode 5 arranged outside the excimer discharge tube 4
An outer tube 6 disposed further outside the outer electrode 5,
An inner tube 7 arranged inside the excimer discharge tube 4, an internal electrode 8 arranged inside the inner tube 7, and an excimer discharge tube 4
Discharge gas 9 filled in a sealed space between
(See Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-319816). Then, the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the excimer lamp is fixedly mounted on the case 21.

【0018】さらに、本発明においては、内部管7内の
空間内および外部管6とエキシマ放電管4との間の空間
内に窒素ガス3を流入出させている。窒素ガスは、そう
した空間内で、加圧状態に保持しつつ流入出させること
が好ましい。窒素ガス3の流出入は、外部電極5および
内部電極8の酸化防止と、エキシマ光の吸収防止を目的
としたものであるが、外部管6は強度に優れる円筒管形
状であるので加圧状態の窒素ガス圧にも十分耐えること
ができ、外部管6の厚さを薄くすることができるという
効果もある。その結果、従来のような厚い石英ガラス窓
を用いた場合とは異なり、エキシマ光の透過性を低下さ
せることがなく、経済的にも好ましいこととなる。従っ
て、エキシマランプ2を被照射体により近づけることが
でき、より高い照射効率を実現できる。また、エキシマ
ランプ2を、内側と外側から冷却することができるとい
う利点もある。なお、窒素ガス以外の非活性なガス、例
えばアルゴンガス等の不活性ガスを用いてもよいが、経
済性の点からは窒素ガスが好ましい。
Further, in the present invention, the nitrogen gas 3 flows into and out of the space inside the inner tube 7 and into the space between the outer tube 6 and the excimer discharge tube 4. It is preferable that the nitrogen gas flows in and out of such a space while maintaining a pressurized state. The inflow and outflow of the nitrogen gas 3 is for the purpose of preventing oxidation of the external electrode 5 and the internal electrode 8 and preventing absorption of excimer light. And the thickness of the outer tube 6 can be reduced. As a result, unlike the conventional case where a thick quartz glass window is used, the transmittance of excimer light is not reduced, which is economically preferable. Therefore, the excimer lamp 2 can be brought closer to the irradiated object, and higher irradiation efficiency can be realized. There is also an advantage that the excimer lamp 2 can be cooled from the inside and the outside. Note that an inert gas other than nitrogen gas, for example, an inert gas such as argon gas may be used, but nitrogen gas is preferable from the viewpoint of economy.

【0019】エキシマ放電管4は、その内側に配置され
る内部管7との間の封止空間に、所定の種類の放電用ガ
ス9が充填された管状容器であり、発生したエキシマ光
が透過しやすい誘電体からなっている。通常、光透過性
に優れた石英管または合成石英管が使用される。石英管
または合成石英管の厚さは、1.0〜2.0mm程度の
ものが使用される。なお、エキシマ放電管4の長さや直
径は、被照射体の大きさや照射時間に応じて設計される
照射面の面積に応じて適宜設定される。通常、直径30
mm程度で長さ250mm程度の石英管が使用される。
エキシマ放電管4は、先端が閉じたものが好ましく使用
されるが、両端が開放したものである場合にはその先端
部をシールする必要がある。
The excimer discharge tube 4 is a tubular container in which a predetermined type of discharge gas 9 is filled in a sealed space between the excimer discharge tube 4 and an inner tube 7 disposed inside the discharge tube. It is made of a dielectric material that is easy to use. Usually, a quartz tube or a synthetic quartz tube having excellent light transmittance is used. A quartz tube or a synthetic quartz tube having a thickness of about 1.0 to 2.0 mm is used. Note that the length and diameter of the excimer discharge tube 4 are appropriately set according to the area of the irradiation surface designed according to the size of the irradiation target and the irradiation time. Usually 30 diameter
A quartz tube having a length of about 250 mm and a length of about 250 mm is used.
The excimer discharge tube 4 preferably has a closed end, but if both ends are open, it is necessary to seal the end.

【0020】外部電極5は、エキシマ放電管4の外周表
面の全域に亘って配置され、ステンレス鋼、アルミニウ
ム、アルミニウム合金、銅、酸化銅、またはそれらの合
金、酸化イットリウム、酸化イットリウムアルミニウム
等のような良好な金属導電性を示して放電率が高くなる
ものが好ましく選定される。外部電極5の形状は、板
状、網目状など特に限定されないが、エキシマ放電管4
から照射されるエキシマ光の光路を妨げないように、六
角形等の貫通孔が多数形成された厚さ0.5mm程度の
パンチングメタルを用いることが好ましい。
The external electrode 5 is disposed over the entire outer peripheral surface of the excimer discharge tube 4 and is made of stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, copper, copper oxide, or an alloy thereof, yttrium oxide, yttrium aluminum oxide, or the like. Those exhibiting good metal conductivity and having a high discharge rate are preferably selected. The shape of the external electrode 5 is not particularly limited, such as a plate shape or a mesh shape.
It is preferable to use a punching metal with a thickness of about 0.5 mm in which a large number of through holes such as hexagons are formed so as not to disturb the optical path of the excimer light irradiated from the substrate.

【0021】外部管6は、外部電極5のさらに外側に配
置され、石英管または合成石英管が用いられる。この外
部管6は、エキシマ放電管4との間に空間を形成し、そ
の空間内に、外部電極5の酸化防止とエキシマ光の吸収
防止を目的とした窒素ガス3が流入出できるように設け
られている。外部管6は強度に優れる円筒管形状である
ので、そこに流入出する窒素ガス圧にも十分耐えること
ができる。そのため、外部管6の厚さを、1.0〜2.
0mm程度に薄くすることができる。本発明において
は、このように外部管6を薄くすることができるので、
エキシマ放電管4から照射されるエキシマ光が外部管6
を通過する際に透過率が低下するのを極力小さくするこ
とができる。外部管6は、両端が開放したものでも、先
端部が閉じたものでもよく特に限定されないが、開放し
た管である場合にはその先端部をシールする必要があ
る。
The external tube 6 is disposed further outside the external electrode 5, and a quartz tube or a synthetic quartz tube is used. The outer tube 6 forms a space between the outer tube 6 and the excimer discharge tube 4, and is provided so that nitrogen gas 3 for preventing oxidation of the external electrode 5 and preventing absorption of excimer light can flow into and out of the space. Have been. Since the outer tube 6 has a cylindrical shape having excellent strength, it can sufficiently withstand the nitrogen gas pressure flowing into and out of the outer tube. Therefore, the thickness of the outer pipe 6 is set to 1.0 to 2.
The thickness can be reduced to about 0 mm. In the present invention, since the outer tube 6 can be made thinner in this manner,
Excimer light emitted from the excimer discharge tube 4
Can be reduced as much as possible when passing through. The outer tube 6 may be open at both ends or closed at the tip, and is not particularly limited. However, in the case of an open tube, it is necessary to seal the tip.

【0022】本発明に用いられるエキシマランプ2は、
こうした外部管6を有するので、露出状態であっても使
用することができ、十分な照射効率で被照射体に照射で
きる。
The excimer lamp 2 used in the present invention comprises:
Since such an external tube 6 is provided, it can be used even in an exposed state, and can irradiate an object with sufficient irradiation efficiency.

【0023】内部管7は、エキシマ放電管4内の概ね中
心に設けられ、通常、石英管または合成石英管が使用さ
れる。この内部管7は、その内側に設けられた内部電極
8と、その一方の端部に設けられた窒素ガス3の流入口
11および流出口を備えている。内部管7は、通常その
先端が閉じたものが用いられる(図3を参照。)。
The inner tube 7 is provided substantially at the center of the excimer discharge tube 4, and usually a quartz tube or a synthetic quartz tube is used. The internal tube 7 has an internal electrode 8 provided inside thereof, and an inlet 11 and an outlet for the nitrogen gas 3 provided at one end thereof. As the inner tube 7, a tube whose end is normally closed is used (see FIG. 3).

【0024】内部電極8は、内部管7の内側に設けら
れ、上述の外部電極5で用いられる材料と同種の材料を
用いることができ、良好な金属導電性を示して放電率が
高くなるものが好ましく選定される。内部電極8の形状
は、流入口11から入った窒素ガス3が内部管7内を通
過しやすい形状、例えば網状電極であることが好まし
い。この網状電極は、網の間に空間があるので、窒素ガ
ス3が通過しやすい。
The internal electrode 8 is provided inside the internal tube 7 and can be made of the same kind of material as that used for the above-mentioned external electrode 5. The internal electrode 8 exhibits good metal conductivity and has a high discharge rate. Is preferably selected. The shape of the internal electrode 8 is preferably a shape in which the nitrogen gas 3 entered from the inflow port 11 easily passes through the inside of the internal tube 7, for example, a mesh electrode. Since the mesh electrode has a space between the meshes, the nitrogen gas 3 easily passes therethrough.

【0025】放電用ガス9は、エキシマ放電管4内に封
入され、エキシマ放電管4の内外に設けられた内部電極
8と外部電極5との間に高周波電圧を印加することによ
って、その放電用ガス9の種類に応じた波長のエキシマ
光を発生させることができる。放電用ガス9の種類とエ
キシマ光の波長との関係は、例えばクリプトン(Kr)
ガスでは146nm、キセノン(Xe)ガスでは172
nm、KrIガスでは191nm、ArFガスでは19
3nm、KrClガスでは222nm、KrFガスでは
248nmのエキシマ光が、それぞれ単一波長で発生す
る。そのため、放電用ガス9を選定することによって、
利用目的に応じたエキシマ光を発生させることができ
る。エキシマ放電管4内の放電用ガス9の圧力は、ガス
の種類および所望するエキシマ光の照度に応じて適宜設
定されるが、通常は10〜60kPa程度である。
The discharge gas 9 is sealed in the excimer discharge tube 4, and a high-frequency voltage is applied between the internal electrode 8 and the external electrode 5 provided inside and outside the excimer discharge tube 4 to discharge the discharge gas 9. Excimer light having a wavelength corresponding to the type of the gas 9 can be generated. The relationship between the type of the discharge gas 9 and the wavelength of the excimer light is, for example, krypton (Kr).
146 nm for gas and 172 nm for xenon (Xe) gas
nm, 191 nm for KrI gas, and 19 nm for ArF gas.
Excimer light of 3 nm, 222 nm of KrCl gas, and 248 nm of KrF gas are generated at a single wavelength. Therefore, by selecting the discharge gas 9,
Excimer light according to the purpose of use can be generated. The pressure of the discharge gas 9 in the excimer discharge tube 4 is appropriately set according to the type of gas and the desired illuminance of excimer light, but is usually about 10 to 60 kPa.

【0026】次に、窒素ガス3の流入出経路について説
明する。
Next, the inflow / outflow path of the nitrogen gas 3 will be described.

【0027】本発明においては、窒素ガス3を、内部管
7内の空間内および外部管6とエキシマ放電管4との間
の空間内に流入出させる。そのため、図3に示すように
それぞれの空間内に窒素ガス3を流入出し易くさせるた
めの流入口や流出口を設けることが好ましい。
In the present invention, the nitrogen gas 3 flows into and out of the space inside the inner tube 7 and into the space between the outer tube 6 and the excimer discharge tube 4. Therefore, as shown in FIG. 3, it is preferable to provide an inlet and an outlet for facilitating the flow of the nitrogen gas 3 into and out of each space.

【0028】窒素ガス3の流入出経路は、内部管7用と
外部管6用にそれぞれ設けることもできるが、図3に示
すように、内部管7には流入口11を設け、内部管7と
外部管6との間には内部管7内の窒素ガス3が外部管6
内の空間に流入する流入出経路を設け、外部管6には流
出口12を設けることが好ましい。なお、窒素ガス3を
最初に外部管6に流入させ、その後内部管7に流入する
流入出経路としてもよい。さらに、流入される窒素ガス
3が内部管7内の空間や外部管6内の空間を容易に流れ
るように、両端が開口した内部管7や外部管6を用いる
こともできる。また、片端が開口した内部管7や外部管
6を用いる場合には、小径管13を差し込んで、内部管
7や外部管6の奥にまで窒素ガス3を導くことが好まし
い。
Although the inflow / outflow path of the nitrogen gas 3 can be provided for each of the inner pipe 7 and the outer pipe 6, as shown in FIG. The nitrogen gas 3 in the inner pipe 7 is provided between the outer pipe 6 and the outer pipe 6.
It is preferable to provide an inflow / outflow path for flowing into the inner space, and to provide an outflow port 12 in the outer pipe 6. In addition, the nitrogen gas 3 may be made to flow into the outer pipe 6 first and then flow into the inner pipe 7. Furthermore, an inner pipe 7 or an outer pipe 6 having both open ends may be used so that the nitrogen gas 3 to be flowed easily flows in the space in the inner pipe 7 and the space in the outer pipe 6. When the inner pipe 7 or the outer pipe 6 having one open end is used, it is preferable to insert the small-diameter pipe 13 and guide the nitrogen gas 3 to the inner pipe 7 or the outer pipe 6.

【0029】次に、エキシマ照射装置1の詳しい構成に
ついて説明する。
Next, a detailed configuration of the excimer irradiation device 1 will be described.

【0030】本発明のエキシマ照射装置1は、露出状態
で使用できるエキシマランプ2が配置されているが、そ
の配置間隔が50mm以下、好ましくは20mm以下の
隙間dで並べて配置されていることが好ましい。エキシ
マランプ同士を密着させてもよい。エキシマランプ2が
こうした隙間dで並べられることによって、被照射体上
の照度分布を均一にすることができる。エキシマランプ
2の配置間隔が50mmを超える場合には、被照射体の
照度分布が乱れてくる。こうした照度分布の均一化は、
被照射体に対する処理時間の相違として顕著に現れ、例
えば、被照射体上に付着した有機不純物の分解速度を向
上させ、処理時間を短縮させることができる。
In the excimer irradiation apparatus 1 of the present invention, the excimer lamps 2 which can be used in an exposed state are arranged, and the arrangement intervals are preferably 50 mm or less, preferably 20 mm or less. . The excimer lamps may be adhered to each other. By arranging the excimer lamps 2 in such a gap d, the illuminance distribution on the irradiation target can be made uniform. When the arrangement interval of the excimer lamps 2 exceeds 50 mm, the illuminance distribution of the irradiation target is disturbed. Such uniform illumination distribution
The difference is noticeable as a difference in the processing time for the irradiation target. For example, the decomposition rate of organic impurities attached to the irradiation target can be improved, and the processing time can be shortened.

【0031】エキシマ照射装置1には、エキシマランプ
2の裏側に反射体10を設けることができる。反射体1
0は、被照射体の反対側、すなわちエキシマランプ2の
裏側に向かって照射されたエキシマ光を、被照射体側に
反射させる役割を担うものである。通常、鏡面加工され
たステンレス鋼またはコーティングされたアルミニウム
材が用いられるが、エキシマ光を好ましく反射するもの
であれば特に限定されるものではない。なお、本発明の
エキシマ照射装置1は、被照射体上への照射効率に優
れ、照度分布にも優れるので、図1に示すような平らな
形状の反射体10で十分であるが、特にその形状には限
定されない。
In the excimer irradiation device 1, a reflector 10 can be provided on the back side of the excimer lamp 2. Reflector 1
Numeral 0 plays a role of reflecting the excimer light emitted toward the opposite side of the irradiation target, that is, the back side of the excimer lamp 2, toward the irradiation target. Usually, a mirror-finished stainless steel or a coated aluminum material is used, but the material is not particularly limited as long as it reflects excimer light preferably. The excimer irradiation apparatus 1 of the present invention is excellent in irradiation efficiency on an object to be irradiated and excellent in illuminance distribution. Therefore, a flat reflector 10 as shown in FIG. 1 is sufficient. The shape is not limited.

【0032】さらに、エキシマ照射装置1には、電源部
や窒素ガス流量調節弁等を設けることができる。
Further, the excimer irradiation apparatus 1 can be provided with a power supply unit, a nitrogen gas flow rate control valve, and the like.

【0033】電源部は、エキシマランプ2を構成する外
部電極5と内部電極8との間に高周波電圧を印加するた
めに設けられる。高周波電圧は、1〜20MHzの周波
数の範囲内で、エキシマランプ2の静電容量と共振点が
一致する周波数条件からなり、電源部から出力される。
こうした周波数条件は、例えば1〜3kVという低い印
加電圧であっても、エキシマランプ2に無声放電を起こ
すことができる。
The power supply is provided for applying a high-frequency voltage between the external electrode 5 and the internal electrode 8 constituting the excimer lamp 2. The high-frequency voltage has a frequency condition in which the resonance point matches the capacitance of the excimer lamp 2 within a frequency range of 1 to 20 MHz, and is output from the power supply unit.
Under such a frequency condition, a silent discharge can be caused in the excimer lamp 2 even with an applied voltage as low as 1 to 3 kV, for example.

【0034】本発明のエキシマ照射装置1は、二以上の
エキシマランプ2を備えるので、それぞれのエキシマラ
ンプ2に高周波電圧が印加される。一例として、13.
56MHz、2kVの高周波電圧を印加した場合、エキ
シマランプ2の外周面から10mW/cm2 の照度でエ
キシマ光を照射させることができ、高い発光効率でエキ
シマ光を発生させることができる。
Since the excimer irradiation apparatus 1 of the present invention includes two or more excimer lamps 2, a high-frequency voltage is applied to each of the excimer lamps 2. As an example, 13.
When a high frequency voltage of 56 MHz and 2 kV is applied, excimer light can be emitted from the outer peripheral surface of the excimer lamp 2 at an illuminance of 10 mW / cm 2 , and excimer light can be generated with high luminous efficiency.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1のエキシ
マ照射装置によれば、エキシマランプ2を被照射体によ
り近づけて照射効率を向上させることができると共に、
従来のものに比べて経済的になるという利点がある。さ
らに、用いる外部管の厚さを薄くすることができるの
で、エキシマ光の透過性を低下させることがなく、経済
的にも好ましい。こうした本発明のエキシマ照射装置に
よって、高い照射効率を実現できる。
As described above, according to the excimer irradiation apparatus of the first aspect, the irradiation efficiency can be improved by bringing the excimer lamp 2 closer to the object to be irradiated.
There is an advantage that it is more economical than the conventional one. Further, since the thickness of the external tube used can be reduced, the transmittance of excimer light is not reduced, which is economically preferable. With such an excimer irradiation apparatus of the present invention, high irradiation efficiency can be realized.

【0036】請求項2に記載のエキシマ照射装置によれ
ば、高い照射効率の下で、被照射体上の照度分布をより
均一にすることができる。
According to the excimer irradiation apparatus of the second aspect, the illuminance distribution on the object to be irradiated can be made more uniform under high irradiation efficiency.

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

【図1】本発明のエキシマ照射装置の一例を示す正面端
面図である。
FIG. 1 is a front end view showing an example of an excimer irradiation apparatus according to the present invention.

【図2】図1のエキシマ照射装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the excimer irradiation apparatus of FIG.

【図3】エキシマランプの一例を示す縦方向の断面図で
ある。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of an excimer lamp.

【図4】図3のエキシマランプの横方向の断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the excimer lamp of FIG. 3 in a lateral direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマ照射装置 2 エキシマランプ 3 窒素ガス 4 エキシマ放電管 5 外部電極 6 外部管 7 内部管 8 内部電極 9 放電用ガス 10 反射体 11 流入口 12 流出口 13 小径管 21 ケース d 隙間 REFERENCE SIGNS LIST 1 excimer irradiation device 2 excimer lamp 3 nitrogen gas 4 excimer discharge tube 5 external electrode 6 external tube 7 internal tube 8 internal electrode 9 discharge gas 10 reflector 11 inflow port 12 outflow port 13 small diameter pipe 21 case d gap

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 露出状態で配置されるエキシマランプを
二以上有するエキシマ照射装置であって、 前記エキシマランプは、エキシマ放電管と、該エキシマ
放電管の外側に配置される外部電極と、該外側電極のさ
らに外側に配置される外部管と、前記エキシマ放電管の
内側に配置される内部管と、該内部管の中に配置される
内部電極と、前記エキシマ放電管と前記内部管との間の
封止空間に充填された放電用ガスとを有し、前記内部管
内の空間内および前記外部管と前記エキシマ放電管との
間の空間内に、窒素ガスが流入出することを特徴とする
エキシマ照射装置。
1. An excimer irradiator having two or more excimer lamps arranged in an exposed state, wherein the excimer lamp comprises: an excimer discharge tube; an external electrode disposed outside the excimer discharge tube; An outer tube arranged further outside the electrode, an inner tube arranged inside the excimer discharge tube, an inner electrode arranged inside the inner tube, and a space between the excimer discharge tube and the inner tube. And a discharge gas filled in the sealed space, and nitrogen gas flows into and out of the space in the inner tube and the space between the outer tube and the excimer discharge tube. Excimer irradiation equipment.
【請求項2】 前記エキシマランプが50mm以下の隙
間で並んで配置されることを特徴とする請求項1に記載
のエキシマ照射装置。
2. The excimer irradiation apparatus according to claim 1, wherein the excimer lamps are arranged side by side with a gap of 50 mm or less.
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