受激准分子灯点灯装置及受激准分子灯点灯方法转让专利

申请号 : CN200510118108.1

文献号 : CN1763905B

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相似专利:

发明人 : 铃木贵之住友卓松本茂义

申请人 : 优志旺电机株式会社

摘要 :

本发明提供一种受激准分子灯点灯装置,将供给到受激准分子灯的高频电力的频率作为1MHz至1GHz而降低对受激准分子灯的施加电压时,即使全长较长的受激准分子灯的点灯时,也可缩短放电等离子体均匀地分布于放电空间整体为止的时间,而即使有重复点灯熄灯的状况,也可进行均匀的受激准分子光的照射处理。本发明的受激准分子灯点灯装置包括:受激准分子灯(7)、点灯电路部(20)、及控制部(10),其中,控制部控制点灯电路部,使得在受激准分子灯的起动期间中将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到受激准分子灯,当受激准分子灯转移至稳定点灯状态后,将稳定电力供给到受激准分子灯。

权利要求 :

1.一种受激准分子灯点灯装置,其包括:受激准分子灯,由放电而生成受激准分子的放电气体被填充于放电容器内;点灯电路部,向该受激准分子灯供给频率为1MHz至1GHz的高频电力并点灯受激准分子灯;以及控制部,其特征在于,上述控制部控制上述点灯电路部,使得在受激准分子灯的起动期间中将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到上述受激准分子灯、并当受激准分子灯转移至稳定点灯状态之后将稳定电力供给到受激准分子灯。

2.如权利要求1所述的受激准分子灯点灯装置,其特征在于,上述控制部具备检测受激准分子灯转移至稳定点灯的点灯检测机构,根据来自该点灯检测机构的信号,将指示使供给到受激准分子灯的电力从比稳定点灯时高的电力转换成稳定电力的指令信号送出至上述点灯电路部。

3.如权利要求1所述的受激准分子灯点灯装置,其特征在于,上述控制部具备起动受激准分子灯而经一定时间后送出信号的定时机构,根据来自该定时机构的信号,将指示使供给到受激准分子灯的电力从比稳定点灯时高的电力转换成稳定电力的指令信号送出至上述点灯电路部。

4.如权利要求3所述的受激准分子灯点灯装置,其特征在于,上述一定时间被设定成与供给比稳定电力高的电力而起动受激准分子灯、到转移至稳定点灯为止的时间一致。

5.如权利要求1至4中任一项所述的受激准分子灯点灯装置,其特征在于,上述放电气体的封入压力在常温下为大于等于10kPa。

6.一种受激准分子灯点灯方法,将频率为1MHz至1GHz的高频电力供给到受激准分子灯并点灯,上述受激准分子灯是将由放电而生成受激准分子的放电气体填充到放电容器内的,其特征在于,在上述受激准分子灯的起动期间中将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到受激准分子灯,当受激准分子灯转移至稳定点灯状态之后,将稳定电力供给到受激准分子灯。

说明书 :

技术领域

本发明涉及一种受激准分子灯点灯装置及受激准分子灯点灯方法,尤其是涉及一种具有受激准分子灯的受激准分子灯点灯装置及受激准分子灯点灯方法,上述受激准分子灯供给所谓1MHz至1GHz的高频率的高频电力并点灯,由放电形成受激准分子,并放出从该受激准分子所放射的光。

背景技术

在现有技术中,可利用受激准分子灯而作为在利用光化学反应的硬化、干洗、杀菌、表面改质、光CVD等处理上具有高效率的放射性能的真空紫外光放射源的一种。作为受激准分子灯的代表,众知的是在供给高频电力的电极间介装惰性气体等受激准分子生成气体与介质、并利用经由该电极间的介质的放电的受激准分子灯。
图6是表示利用受激准分子灯点灯装置的表面洗净装置的一例的图。在该图中,该表面洗净装置100在灯罩101与处理室102之间,例如配置由石英玻璃构成的光取出窗构件107。在灯罩101内,例如设有由铝构成的冷却块部117。在该冷却块部117下面,设有各剖面为半圆形的多个,在该图中为三个槽部117a。该多个槽部117a的长度方向分别为垂直于纸面的方向,互相大约平行地排列。在这些槽部117a中分别配置具有与槽部117a内径适合的外径的圆筒状受激准分子灯104。
图7是表示受激准分子灯104的结构例的说明图,表示沿着管轴的剖面。
在受激准分子灯104中,同轴状地配置由石英玻璃等介质构成的圆筒形外侧管104a、以及例如由石英玻璃等介质构成且外径比外侧管104a的内径小的圆筒形内侧管104b。外侧管104a与内侧管104b的两端部被气密封而形成放电容器。在由外侧管104a与内侧管104b所构成的密闭的圆筒状空间的放电空间118中,例如封入有氙气而作为放电气体。在外侧管104a的外面,配置有铝制的网眼状电极103a,在外侧管104b的内面,配置有铝制的金属圆筒状电极103b。
在电极103a、103b之间,从高频高压电源105供给高频电力。另外,在图6中,高频高压电源105与一个受激准分子灯104相连接,但实际上,在所有受激准分子灯104中分别连接有高频高压电源105。
在此,设于外侧管104a侧的电极103被接地。而且,设于内侧管104b侧的电极103b与高频高压电源105被连接在电极103b的一端侧。以下,将该连接部分称为供电部119。
若高频电压被供给到电极103a、103b时,则在放电空间118生成放电等离子体,形成被封入在放电空间118的放电气体的受激准分子,而从该受激准分子放射着光。放电气体为氙气时,就放射中心波长172nm的真空紫外光。
回到图6,从配置于灯罩101内的受激准分子灯104所放出的光,例如通过网眼状电极103a的网眼部分,经由光取出窗构件107而被取出到处理室102侧。
在此,冷却块部117由热交换来冷却各受激准分子灯104.对应于受激准分子灯104的点灯条件,可在冷却块部117设置未图示的空间,使该空间内部构成为可循环冷却水.
与冷却块部117的光取出窗构件107相对的表面,可被加工成例如镜面状。通过如此地加工,由受激准分子灯104放出的光高效地到达光取出窗构件107。
在处理室102内被处理物109被配置于样品台108上。被处理物109是例如液晶显示用玻璃基板。欲洗净液晶显示用玻璃基板时,例如,处理室内由氧化性流体所充满。该氧化性流体含有氧气,例如氧气与氮气的混合气体被使用作为氧化性气体。即,由供给高纯度的空气的气体供给机构116a,经由设于处理室102的一部分的氧化性流体导入口106a,而使高纯度空气被供给到处理室102内部。
将各受激准分子灯104的放电气体作为氙气,从受激准分子灯104侧所放射的中心波长172nm的真空紫外光,经由光取出窗构件107,被照射到被处理物109表面和被导入到处理室102内的氧化性流体(氧气与氮气的混合气体)。氧气与氦气的混合气体中的氧气与真空紫外光进行反应而产生氧自由基。该氧自由基与被处理物109(液晶显示用玻璃基板)上的有机杂质进行反应,在处理室102内生成碳化氢、二氧化碳、水,这些从氧化性流体排出口106b经由被连接于氧化性流体排出口106b的排气机构116b而被排出。
在此,120是控制机构,将点灯信号、熄灯信号送出到高频电压电源105,藉由控制高频高压电源105的接通、断开(on、off),来控制各受激准分子灯104的点灯、熄灯。另外,控制机构120也可以构成为,控制气体供给机构116a、排气机构116b,并综合地控制处理室102内的气体供给、排气、受激准分子灯104的光照射照度或定时机。
可是,欲点灯受激准分子灯时,在现有技术中,从高频高压电源105供给作为高频电力的数10KHz频率的高频电力,而在受激准分子灯的放电空间整个区域均匀地形成有放电等离子体而实现稳定地维持的稳定点灯状态。
但是,欲以频率为数10KHz的高频电力来点灯受激准分子灯时,作为施加电压需要大约5kV的极高的高电压,对于装置等的绝缘需要充分对策。在这种对策中,有导致装置本身大型化、高成本化的问题。
为了对应于这种问题,以降低稳定点灯时的施加电压作为目的,有如专利文献1中所记载的将所施加的高频电力的频率作成数MHz的方法。这时,例如以施加电压1kV左右可稳定地点灯以施加电压5kV进行点灯的受激准分子灯。
专利文献1:日本特开2000-331649号公报
然而,可知尤其是对大型、高输出的受激准分子灯施加频率为数MHz的高频电力而进行点灯时,会产生如下的新问题:供给高频电力之后,在放电空间使放电等离子体均匀地扩展至受激准分子灯整体、即、放电空间整体是很需费时的。这是在如现有技术的以数10KHz的高频电力进行点灯受激准分子灯时未能确认的现象。
图8是模式地说明详细观察该现象的结果的图。放电等离子体的成长是,开始放电时在受激准分子灯104的供电部119附近,绝缘击穿所产生的放电等离子体200从供给电部119侧依次(图8(a)、(b)、(c)、(d)的顺序)地生成,而慢慢地朝受激准分子灯104的管轴方向扩展。
放电等离子体朝受激准分子灯104的管轴方向慢慢地扩展的现象,尤其是,受激准分子灯104的全长愈长,或是被对入到受激准分子灯104的放电空间118的封入气体的压力愈高,愈显著地出现.并且,出现以下现象:供给到受激准分子灯104的稳定点灯时的稳定电力愈低,则放电等离子体的成长更费时,而藉由供电,放电等离子体无法扩及受激准分子灯104整体;例如,如图8(b)所示,出现从供电部119朝管轴方向只能大约3成的长度地成长放电等离子体的现象.
在这种状态下进行照射处理,则会产生被处理物不均匀地被处理的问题。若等到放电等离子体朝受激准分子灯104的管轴方向充分地成长才施行处理,则虽可避免不均匀处理,但在处理上费时,尤其是,在重复进行点灯熄灯的生产线上有大大降低生产量的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种受激准分子灯点灯装置及受激准分子灯点灯方法,将施加到受激准分子灯的高频电力的频率设定为比现有的数10KHz高的1MHz至1GHz,并将受激准分子灯点灯时的施加电压作成比现有的低时,即使全长较长的受激准分子灯点灯时,也不会产生在放电等离子体的放电空间的空间不均匀,而且也可缩短放电等离子体均匀地分布到放电空间整体的时间,并且,即使在重复点灯熄灯的点灯方式中,也可进行均匀的受激准分子光的照射处理。
本发明为了解决上述课题,采用以下的手段。
第1手段是一种受激准分子灯点灯装置,包括:受激准分子灯,由放电而生成受激准分子的放电气体被填充于放电容器内;点灯电路部,向该受激准分子灯供给频率为1MHz至1GHz的高频电力并点灯受激准分子灯;以及控制部,其特征在于,上述控制部控制上述点灯电路部,使得在受激准分子灯的起动期间中将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到上述受激准分子灯、并当受激准分子灯转移至稳定点灯状态之后,将稳定电力供给到受激准分子灯。
第2手段是一种受激准分子灯点灯装置,其特征在于,在第1手段中,上述控制部具备检测受激准分子灯转移至稳定点灯的点灯检测机构,根据来自该点灯检测机构的信号,指示使供给到受激准分子灯的电力从比稳定点灯时高的电力转换成稳定电力的指令信号送出至上述点灯电路部。
第3手段是一种受激准分子灯点灯装置,其特征在于,在第1手段中,上述控制部具备起动受激准分子灯而经一定时间后送出信号的定时机构,根据来自该定时机构的信号,指示使供给到受激准分子灯的电力从比稳定点灯时高的电力转换成稳定电力的指令信号送出至上述点灯电路部。
第4手段是一种受激准分子灯点灯装置,其特征在于,在第3手段中,上述一定时间被设定成与供给比稳定电力高的电力而起动受激准分子灯、到转移至稳定点灯为止的时间大致一致。
第5手段是一种受激准分子灯点灯装置,其特征在于,在第1手段至第4手段的任一手段中,上述放电气体的封入压力在常温下为大于等于10kPa。
第6手段是一种受激准分子灯点灯方法,将频率为1MHz至1GHz的高频电力供给到受激准分子灯并点灯,上述受激准分子灯是将由放电而生成受激准分子的放电气体填充到放电容器内的,其特征在于,在上述受激准分子灯的起动期间中将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到受激准分子灯,当受激准分子灯转移至稳定点灯状态之后,将稳定电力供给到受激准分子灯.
发明的效果
根据本发明的受激准分子灯点灯装置,使供给到受激准分子灯的高频电力的频率成为1MHz至1GHz,并将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到受激准分子灯的起动期间中,因此,成为可缩短从起动受激准分子灯一直到放电等离子体完全地扩展至受激准分子灯的放电空间整个区域为止所需要的时间的起动期间。
可将放电等离子体快速均匀地扩展至受激准分子灯的放电空间的管轴方向,因此即使在可重复点灯熄灯的生产线中适用本发明的受激准分子灯时,也可将稳定的受激准分子光瞬时地照射在广泛区域。
受激准分子灯转移至稳定点灯状态之后,稳定电力被供给到受激准分子灯,因此在稳定点灯时也可避免施加过剩电力的情况,也可避免产生受激准分子灯的发热量变大的不便。
在受激准分子灯的放电容器由石英玻璃构成的情况下,也可避免产生不期望的强度的受激准分子光(紫外光、真空紫外光)所致的石英玻璃的紫外线变形或降低石英玻璃的受激准分子光透射率的不便。
设置检测受激准分子灯转移至稳定点灯状态的点灯检测机构,而根据来自该点灯检测机构的点灯检测信号将供给至受激准分子灯的电力从比该稳定点灯时高的电力转换成稳定电力,因此能可靠地进行对受激准分子灯的供电转换。
设置从供给电力后才起动受激准分子灯一直到放电等离子体均匀地生成在放电空间整体为止经过一定时间后送出信号的定时机构,而根据来自该定时机构的信号将供给至受激准分子灯的电力从比该稳定点灯时高的电力转换成稳定电力,因此能可靠地进行对受激准分子灯的供电转换。
将供给到受激准分子灯的高频电力的频率作成1MHz至IGHZ,因此与供给频率为数10KHz的高频电力的情况相比较,也可合并具有可将对受激准分子灯的施加电压作成低电压的现有效果。

附图说明

图1是表示第1实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的结构的图。
图2是表示受激准分子灯的具体结构例的图。
图3是表示第1实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的动作的时序图。
图4是表示第2实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的结构的图。
图5是表示第2实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的动作的时序图。
图6是表示利用受激准分子灯点灯装置的表面洗净装置的一例的图。
图7是表示受激准分子灯的具体结构例的图。
图8是说明在现有的受激准分子灯中,放电等离子体成长的过程的图。

具体实施方式

首先,说明达成如表示如下所述的各实施方式发明的经纬.发明人等专心研究受激准分子灯点灯装置的结果,发现了将频率大于等于1MHz的高频电力供给到大型、高输出的受激准分子灯并进行点灯时,供给到受激准分子灯的电力愈大,在放电空间使放电等离子体成长并不存在空间的不均匀,可缩短均匀地分布至放电空间整体的时间.
因此,在放电空间整体可靠均匀地生成放电等离子体的时间为短时间,若将如第8(b)图所示的放电空间的放电等离子体不会成为不均匀地生成的状态的电力供给到受激准分子灯,则发现了可避免先前所述的问题。
该理由虽不清楚,但可如下所述地考虑。即,由受激准分子灯的外侧管104a、内侧管104b、电极103a、103b、放电空间118内的放电气体所形成的放电部,形成分布常数电路。所以,电极103a的电位是随着从供电部119愈朝管轴方向远离会愈小。
该趋势在施加到电极103a、103b之间的高频高压的频率成为大于等于1MHz的高频时,变得显著。所以,在放电空间中从接近于供电部119的部位依次沿着管轴方向使放电等离子体成长的现象也变得显着。
因此,若增大对受激准分子灯的供给电力,即使在从供电部119朝管轴方向远离的位置,也可在放电空间118内足以产生绝缘击穿的充足的电力与供电部119附件的位置大约同时地供给。而且,可考虑在放电空间整体确实均匀地生成放电等离子体为止的时间可作成短时间。
供给到受激准分子灯的高频电力的频率为现有的数10KHz左右时,电极103a的电位随着从供电部119朝管轴方向远离而变小的比率较小。所以,供给用以点灯受激准分子灯的电力时,可能在瞬时间内在放电空间118整体均匀地生成放电等离子体。
可是,一般向受激准分子灯供给电力而在放电空间产生绝缘击穿从而形成有放电等离子体时,形成放电等离子体的区域的放电阻抗是会降低。所以,一旦形成有放电等离子体,用以维持放电等离子体的电力、即、供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力,比产生放电击穿时所供给的电力低的电力就可以。
所以,依据发明人等所发现的知识,在放电空间整体可靠且均匀地生成放电等离子体为止的时间为短时间,将放电空间的放电等离子体不会成为不均匀地生成的状态的电力继续一定地供给到受激准分子灯,在放电等离子体均匀地生成于放电空间整体后的稳定点灯时,可供给过剩电力。
即,在稳定点灯时,比维持放电等离子体所需电力的稳定电力大的电力供给到受激准分子灯。这时,受激准分子灯的发热量变大,使得冷却结构成为大型。所供给的电力比稳定电力大,因此受激准分子光的强度比稳定电力供给时大。所以,受激准分子灯的放电容器由石英玻璃所构成时,也可能产生不期望强度的受激准分子光(紫外光、真空紫外光)所致的石英玻璃的紫外线变形或降低石英玻璃的受激准分子光透射率的不便。
因此,最好,在供给电力起动受激准分子灯之后一直到放电等离子体均匀地生成于放电空间整体为止的期间、即、受激准分子灯的起动期间中,一直到放电等离子可靠均匀地生成于放电空间整体为止的时间为短时间,且将放电空间的放电等离子体不会成为不均匀地生成的状态的电力供给到受激准分子灯,在放电等离子体均匀地生成于放电空间整体之后,将供给到受激准分子灯的电力减低至上述稳定电力。通过这样,在受激准分子灯的稳定点灯时,可得到所期望的受激准分子光的强度。受激准分子灯的发热量也可抑制在预定值。
接着,使用图1至图3说明本发明的第一实施方式。
图1是表示本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的结构的图。
本实施方式的受激准分子灯点灯装置是由:受激准分子灯7、将电力供给到受激准分子灯的点灯电路部20、及控制点灯电路20的动作的控制机构即控制部10所构成。在此,最好,一般为了匹配点灯电路部20与受激准分子灯7间的阻抗,而在点灯电路部20与受激准分子灯7间之间设置由电容器、电感构成的匹配电路6。
将受激准分子灯7的具体结构例表示于图2。该具体结构例与先前表示于图7的相同,因此省略其详述。
控制部10由:点灯开关电路1、进行逻辑积演算的逻辑电路4、用于检测受激准分子灯7的稳定点灯状态即检测在放电等离子体均匀地生成在图2所示的受激准分子灯的放电空间118的状态的点灯检测机构8、以及依据来自点灯检测机构8的光检测信号而输出点灯检测信号的点灯检测电路9所构成。
点灯检测机构8例如由光电二极等所构成,当接受光时会输出光检测信号。如图2所示,若在受激准分子灯7的放电空间18产生放电,则除了受激准分子光的外,也放出可视光、近红外光。因此,检测机构8受光的光的波长可以是受激准分子光的波长,也可以是可视光、近红外光的波长。
首先,如图8所述,生成于受激准分子灯7的放电空间118的放电等离子体,由来自点灯电路部20的电力所供给的供电部119的一侧进行成长。受激准分子灯7的实际装配的容易性、配线的热对策等的关系上,如图2所示供电路119大都设在受激准分子灯7的一端部侧。
因此,若将点灯检测机构8配置在放电等离子体成长而可到达的受激准分子灯7的另一端,则在点灯检测机构8检测来自受激准分子灯7的光的时刻,可检测放电等离子体扩展至放电空间118整体的情形。
如该图所示,若设置两个点灯检测机构8而能检测受激准分子灯7的两端的光,则与设置供电路119的位置无关地、可检测放电等离子体完全地扩展至放电空间118整个区域的情形。
点灯电路部20由送出高频正弦波信号的函数发生器2、及放大来自函数发生器2的高频正弦波正弦波信号并输出高频电力的放大机构5所构成。该点灯电路部20相当于图7的高频高压电源105。
在此,从函数发生器2送出的高频正弦波信号的频率范围是1MHz至1GHz。因此从放大机构5输出的高频电力的频率范围成为1MHz至1GHz。
如先前所述,在被供给于到激准分子灯7的高频电力中,当频率小于1MHz时,则被施加到受激准分子灯7的电压成为高电压,而需要装置等对于绝缘的充分对策,较不理想。
当上述频率超过1GHz,则电力传输结构成为大型。因此,最好,实用上被供给到受激准分子灯7的高频电力的频率范围是1MHz至1GHz。
接着,使用图1、2、3所示的时序图,来说明本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的动作。如图2所示,点灯检测机构8,在受激准分子灯7的两端部附近设置有两个(81、82)。
首先,从控制部10的点灯开关电路1,受激准分子灯7的开始点灯指令、即、起动信号被送出至点灯电路部20的函数发生器2及逻辑电路4(S101).函数发生器2接收起动信号,并将高频正弦波信号送出至放大机构5(S102).放大机构5接收来自函数发生器2的高频正弦波信号,并输出高频电力(S103).被输出的电力经由匹配电路6被供给至受激准分子灯7.
在此,藉由放大机构5而放大并输出的电力,其电压频率为1MHz至1GHz,在受激准分子灯7中,设定为放电等离子体可靠均匀且短时间地成长于放电空间118整体的数值。
受激准分子灯7发光,当点灯检测机构81、82检测到由受激准分子灯7所放出的光,则由点灯检测机构81、82分别将光检测信号送出至点灯检测电路9(S104,S105)。点灯检测电路9接收来自点灯检测机构81、82的所有信号后,将点灯检测信号送出至逻辑电路4(S106)。逻辑电路4采用来自点灯开关电路1的起动信号与来自点灯检测电路9的点灯检测信号的逻辑积而将增益控制信号送出至放大机构5(S107)。放大机构5依据从点灯检测电路9所接收的增益控制信号,来变更放大率,并变更所输出的高频电力值(比S103的虚线还右边的区域)。
在此,从放大机构5变更放大率而被输出的电力,在受激准分子灯7的稳定点灯时被供给的稳定电力。该稳定电力例如被设定成可得到使用了受激准分子光的光处理装置所需的受激准分子光强度。
接着,使用上述受激准分子灯点灯装置,说明有关起动期间中的施加电力的比较实验结果。在此所使用的受激准分子灯的结构与图2所示的相同。
在实验中,作为受激准分子灯,使用在外侧管104a的外径40mm、管轴方向的长度25cm的灯中封入作为放电用气体的氙气50kPa。在受激准分子灯的电极103b的一端连接供电部119,测定变更供给电力时的放电等离子体的成长所需的时间。在此,供给到受激准分子灯的高频电力的频率被设定为4MHz。
首先,使起动期间中对受激准分子灯的供给电力为200W,而使放电等离子体扩展至放电空间118内整体后的供电设定为100W时,则从起动至放电等离子体完全扩展至放电空间118整个区域为止所需的时间(即起动期间)是0.4秒钟。将供电转换成100W之后,放电被维持扩展至放电空间118整个区域的状态。即,可维持施加电力100W的稳定点灯状态。
另一方面,从起动时,将供给到受激准分子灯的电力作为100W一定时,放电等离子体成长于放电空间118整个区域为止的时间需要3秒钟。点灯检测机构扩展后,稳定点灯状态被维持。
即,在受激准分子灯的起动期间中,将比稳定点灯时的电力100W大的电力200W施加给受激准分子灯时,与从起动就将100W的电力施加一定的情况相比较,确认了可确短放电等离子体从起动到扩展至放电空间118整体为止的时间。
如此,根据本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置,将供给到受激准分子灯的高频电力的频率作为1MHz至1GHz,并将比供给到受激准分子灯的稳定点灯时的稳定电力高的电力供给到受激准分子灯的起动期间中,因此,可缩短从起动受激准分子灯一直到放电等离子体完全地扩展至受激准分子灯的放电空间整个区域为止所需的时间的起动期间。
可使放电等离子体快速均匀地扩展至受激准分子灯的放电空间的管轴方向,因此即使在可重复点灯熄灯的生产线适用本发明的受激准分子灯点灯装置时,也具有可提供瞬时稳定的受激准分子光的优点.
受激准分子灯转移至稳定点灯状态之后,稳定电力被供给到受激准分子灯,因此在稳定点灯时也可避免施加过剩电力的情况,也可避免产生受激准分子灯的发热量变大的不便。
在受激准分子灯的放电容器由石英玻璃所构成的情况下,也可避免产生不期望强度的受激准分子光(紫外光、真空紫外光)所致的石英玻璃的紫外线变形或降低石英玻璃的受激准分子光透射率的不便。
尤其是,设置检测受激准分子灯转移至稳定点灯状态的点灯检测机构8(81、82)、由点灯检测电路9构成的点灯检测机构,而依据来自该点灯检测机构的信号作为将供给至受激准分子灯的电力从比稳定点灯时高的电力转换成稳定电力,因此能可靠地进行对受激准分子灯的供给电力的转换。
封入到受激准分子灯的放电空间的放电气体(例如氙气)的封入压力,在常温下作成大于等于10kPa较理想。若小于10kPa,则由受激准分子灯所取出的受激准分子光强度变小,没有实用性。
如上所述,若受激准分子灯的放电气体的封入压力变高,则上述起动期间变长,但通过使用本发明的受激准分子灯,放电气体的封入压力在常温下即使大于等于10kPa,也可缩短起动期间。
本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置,将供给到受激准分子灯的高频电力的频率作成1MHz至1GHz,因此与供给频率为数10KHz的高频电力的情况相比较,也可合并具有可将施加电压作成低电压的现有效果。
以下,使用图4及图5说明本发明的第2实施方式。
图4是表示本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的结构的图。
本实施方式的受激准分子灯点灯装置,在图1所示的本发明的第1实施方式中,代替包括于控制部10的逻辑电路4、点灯检测机构8、点灯检测电路9,而设置定时电路30。其他结构对应于图1所示的相同符号的结构,因此省略说明。
定时电路30在接收从点灯开关电路1送出的起动信号的同时开始计时动作。计时事先设定的预定时间后,结束计时,并且将增益控制信号送出至放大机构5。
接着,使用图4及图5所示的时序图,来说明本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置的动作。
首先,通过控制部10的点灯开关电路1,使受激准分子灯7的开始点灯指令、即、起动信号送出至点灯电路部20的函数发生器2、及定时电路30(S111)。函数发生器2接收起动信号,并将高频的正弦波信号送出至放大机构5(S112)。放大机构5接收来自函数发生器2的高频正弦波信号,并输出高频的电力(S113)。所输出的电力经由匹配电路6被施加给受激准分子灯7。
在此,由放大机构5放大且输出的电力,其电压频率为1MHz至1GHz,而在受激准分子灯7中,被设定为放电等离子体可靠均匀且短时间地成长于放电空间118整体的数值。
另一方面,定时电路30在接收来自点灯开关电路1的起动信号的同时,开始计时动作.计时事先决定的预定时间之后,将增益控制信号送出到放大机构5(S114).放大机构5依据从定时电路30接收的增益控制信号,来变更放大率,并变更所输出的高频电力值(S113的虚线右边的领域).
在此,设定于定时电路30的事先决定的预定时间相当于,将电力供给到受激准分子灯而起动受激准分子灯之后放电等离子体均匀地生成于放电空间整体为止的期间、即、受激准分子灯的起动期间的时间,例如设定为0.5秒钟等。
从放大机构5变更放大率而被输出的电力是,在受激准分子灯7的稳定点灯时所供给的稳定电力。该稳定电力例如被设定成可得到如使用了受激准分子光的光处理装置所需的受激准分子光强度。
如此,即使在本实施方式发明的受激准分子灯点灯装置中,也可发挥与第1实施方式发明的受激准分子灯点灯装置同样的作用效果。
尤其是,在本实施方式中,设置将电力供给到受激准分子灯之后放电等离子体均匀地生成于放电空间整体为止的经过一定时间后才送出信号的定时机构(定时电路30),而依据来自该定时机构的信号将供给到受激准分子灯的电力从比稳定点灯时高的电力转换成稳定电力,因此成为能可靠地进行转换对受激准分子灯的供给电力。
依照本实施方式,代替第1实施方式的逻辑电路4、检测机构8、点灯检测电路9,而设置定时电路30,因此结构变简便,可将装置作成小型化。
即使在本实施方式中,与第1实施方式同样,封入到受激准分子灯的放电空间的放电气体(例如氙气)的封入压力,在常温下作成大于等于10kPa较理想。
在上述实施例中,高频高压电源105与电极103的供电部119,形成于电极的一端,但并不被限定于此,也可设在较长的电极中央等。形成于电极的一端的优点是容易形成电极,而设于电极中央的优点是可缩短放电等离子体的成长时间。
在本发明中,作为受激准分子灯的放电用气体,除了封入氙气体之外,也可封入其他气体。从受激准分子灯放射的单一波长的光,由放电容器内的封入气体所决定,氙气(Xe)时是放射波长172nm的光;氩气(Ar)时是放射波长126nm的光;氪气(Kr)时是放射波长146nm的光;氩气(Ar)与氯气(Cl)的混合气体时是放射波长175nm的光;氪气(Kr)与碘气(I)的混合气体时是放射波长191nm的光;氩气(Ar)与氟气(F)的混合气体时是放射波长193nm的光;氪气(Kr)与碘气(I)的混合气体时是放射波长207nm的光;氪气(Kr)与氯气(Cl)的混合气体时是放射波长222nm的光。