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エムディコムのエキシマランプ

現在実用化されているエキシマランプは真空紫外光の用途が主で、そのうちでもキセノンエキシマランプの172nmがほとんどで、その際発生するオゾンと併用される場合が多い。その用途は多岐にわたり、ガラス基板等の表面に付着した有機物等を除去する光洗浄や、リソグラフィーのレジストのアッシング、シリコンゴムやフッ素樹脂の表面改質、光CVDによるSiO２膜の作成などがある。ここでは一例として広く行なわれているガラス板の表面の光洗浄について、接触角による評価結果を図８に示す。ランプとしては172nmのキセノンエキシマランプを用い、185nmを出す低圧水銀ランプの結果と比較して示す。
エキシマランプは約15秒の照射で接触角がほとんどゼロに成るが、低圧水銀ランプでは220秒掛かっている。

現在実用化されているランプのほとんどは図２に示したような二重円筒型である。大きな管径の石英の外管とその中に同軸に挿入した内管の両端を閉じてドーナツ状の放電空間を形成し、内管の内面と外管の外面に電極を設けて点灯する。
距離が非常に短くなければ、真空紫外光は非照射物まで到達しない。通常は3mm程度以下にする。しかし、ランプの外形は25mm程度あるので、それでも大気中に吸収される光は多い。そこで図4のように石英の窓を付けた灯具にランプを入れ、灯具内を窒素などの真空紫外光を吸収しないガスで満たす方法が広く使用されている。石英窓と非照射面の間は3mm程度で大気中である。
この方法は非照射物に到達する紫外線量は確かに増すが、欠点もある。それは高価な石英の板を使用することである。しかも、石英の板は真空紫外光により劣化するため、石英の真空紫外光の透過率が低下し、一定の使用時間ごとに交換しないと破損する恐れもある。即ちランニングコストにも響いてくる。
そのため最近では石英窓を使用しない方法が増えてきている。
石英窓を使用しないで真空紫外光をより有効に使用する方法として、ランプの周りに窒素を流す方法がある。幸いにして、必要な量のオゾンを作るためには酸素の量は大気中よりかなり少ない量で十分である。わずかな酸素量が維持出来れば良いわけで、この方法なら十分な照度も得られる。

・エムディコムのエキシマランプ

従来の光源ではレーザなどの高価な装置を除き、真空紫外領域に強い発光が得られるものが無かった。図1に示したようにエキシマランプには200nm以下の真空紫外領域に発光するものが幾つかある。中でもキセノンのエキシマランプは石英を透過する172nm前後の光を強力に発光する為、石英を使
うことによりランプの製造が比較的容易になる。このような理由から、現在最も多く使用されているエキシマランプはキセノンエキシマランプである。
しかし、真空紫外を扱うには幾つかの重要なこと
がある。第一はこの領域はSchumann-Runge帯と呼ばれる非常に強い酸素の吸収があることである。
図２に大気中の172nmの直線透過率を示す。7mm程度で1/10になる。第二は光を吸収した酸素は分解し、オゾンを形成する。大気中でランプを使用する場合はこのことを十分考慮する必要がある。オゾンは人体に有害である。従って、居所排気等が必要になる。しかし、光洗浄の場合は有機物を分解するには真空紫外光とオゾンの両方が必要と考えられている。従って、酸素を完全に除去するわけにはいかない。