DE2845890B2

DE2845890B2 - Quecksilber-Edelgas-Entladungslampe

Info

Publication number: DE2845890B2
Application number: DE2845890A
Authority: DE
Inventors: Takehiro Dipl.-Ing. Akashi Hyogo Kira
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-10-21
Publication date: 1981-07-16
Also published as: DE2845890C3; US4190786A; DE2845890A1; GB1603699A; JPS5486979A

Description

2 ₌ YS\0.

wobei X die Quecksilbermenge in mg pro cm³ des Lampenkolbenvolumens ist und wobei Y der Wert des Fülldrucks in Bar des Edelgases oder der Gasmischung aus Xenon und anderen Edelgasen ist

Die Erfindung betrifft eine Quecksilber-Edelgas-Entladungslampe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, die insbesondere beim Drucken oder Kopieren von Mustern für integrierte Schaltkreise und für Schaltkreise mit hohem Integrationsgrad verwendet wird.

Bekannt ist eine Quecksilber-Edelgas-Entladungslampe mit einem Lampenkolben, der zwei Elektroden, Quecksilber und ein Edelgas einschließt, wobei das Edelgas Xenon oder eine Mischung aus Xenon und anderen Edelgasen ist (US-PS 29 24 733). Mit dieser bekannten Entladungslampe kann eine ausreichende kurzwellige Ultraviolettstrahlung nicht erhalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Quecksilber-Edelgas-Entladungslampe zu schaffen, die r> eine starke ultraviolette Strahlung mit Wellenlängen von 0,2 μπι bis 0,25 μιτι emittiert. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs.

Die Erfindung beruht darauf, daß herausgefunden wurde, daß die beim Drucken oder Kopieren besonders wichtigen Wellenlängen der Ultraviolettstrahlen unter 0,25 μπι liegen, und daß ein besonders quantitatives Verhältnis zwischen dem im Lampenkolben eingeschlossenen Quecksilber und Edelgas einen bemerkenswerten Anstieg in der Menge der Strahlung mit Wellenlängen zwischen 0,2 μπι und 0,25 μπι bewirkt.

Die Zeichnung zeigt eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des Hauptteils einer Ausführungsform der Erfindung.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel einer Kurzbog·?«- Entladungslampe für Gleichstrombeleuchtung. In der Lampe sind Quecksilber und Xenon eingeschlossen. Der aus Quarz bestehende Lampenkolben I besitzt im wesentlichen eine Form, die einem Rotationsellipsoiden ähnelt. Hermetisch dichte Einschmelzungen sind mit 2 und 3 bezeichnet. In diesen hermetischen Einschmelzungen 2 und 3 sind Molybdänfolien 4 und 5 eingebettet Mit 6 und 7 sind innere Leitungen bezeichnet, die sich von den Molybdänfolien 4 und 5 in den Quarzkolben 1 hinein erstrecken. Die innere Leitung 6 trägt an ihrer Spitze eine Anode 8. Die Spitze 9 der inneren Leitung 7 dient als Kathode. Das Bezugszeichen L bezeichnet den Abstand zwischen dem inneren Ende P\ des Quarzkolbens 1 auf der Seite der Kathode und dem inneren Ende Pi auf der Seite der Anode. Pi bezeichnet das Zentrum des Quarzkolbens 1. Ein Reflexionsfilm 10 erleichtert die Verdampfung des Quecksilbers und vermindert die Lichtstreuung.

Ein Beispiel einer Entladungslampe, die mit der oben dargestellten Struktur ausgebildet wurde, weist folgende Werte auf:

Abstrahlleistung der Entladungslampe: 500 W

Betriebsspannung: 24,2 V

Betriebsstrom: 20,6 A

Menge (X) des Quecksilbers, welches pro cm³ des Kolbenvolumens eingeschlossen ist:

6,8 mg/cm³ (25° C)

Gasdruck des Xenons (Y): 3 Bar (25° C)

L=39 mm

Die folgende Tafel zeigt die Ergebnisse eines Vergleiches der obigen erfindungsgemäßen Entladungslampe mit einer Gleichstrombeleuchtungs-Kurzbogen-Quecksilberhochdrucklampe (SH) und einer handelsüblichen Xenonlampe (XL), alle Lampen haben eine Nennleistung von 500 W:

XL SH

Erfindungsgemäße
Entladungslampe

Menge der Ultraviolettstrahlung
mit 0,2 μτη bis 0,25 jjjti

Druckzeit

100 see 0,1

Schwierigkeiten 15 see
beim Druck

Die obigen Vergleichsdaten beziehen sich auf die Menge der Strahlung mit 0,2 μπι bis 0,25 μπι die von der Xenonlampe XL emittiert wird.

Die obigen Meßdaten zeigen an, daß die erfindungsgemäße Entladungslampe eine starke Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen im Bereich von 0,2 bis 0,25 μπι emittiert, damit wird beim Drucken im Vergleich zu den anderen Entladungslampen, die den gleichen Leistungsbedarf wie die erfindungsgemäße Entladungslampe haben, wesentlich weniger Zeit benötigt.

1st der Wert X kleiner als 1, so bewirkt dies einen Anstieg der Menge der Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen unter 0,2 μπι und eine Verringerung in der

60

65 Menge der Ultraviolettstrahlen mit Wellenlängen im Bereich von 0,2 μιτι bis 0,25 μΐη, dieser Bereich ist besonders zum Drucken geeignet. Wenn der Wert X größer als 13 wird, so wächst die Strahlung der Ultraviolettstrahlen mit einer Wellenlänge oberhalb 0,3 μπι, und die Strahlung der Ultraviolettstrahlen im Wellenlängenbereich zwischen 0,2 μηι bis 0,25 μπι nimmt ab, dies führt zu verlängerten Druckzeiten. Ist der Wert Ykleiner als 2, so wird ebenfalls die Emission von Ultraviolettstrahlen im Wellenlängenbereich zwischen 0,2 μπι und 0,25 μιη unterdrückt, wenn andererseits der Wert Y größer wird als 10, so wächst die Emission der Infrarotstrahlung, dadurch wird das

Druckteil aufgeheizt, so daß die Genauigkeit der Maskierung abnimmt, so daß eine verminderte Auflösung erreicht wird.

Wenn die oben beschriebene Entladungslampe bei der Durchführung des Druckverfahrens benutzt wird, so --> wird sie in eine Belichtungsvorrichtung eingebaut

Die oben beschriebene erfindungsgemäße Entladungslampe emittiert eine starke Ultraviolettstrahlung mit Wellenlängen im Bereich von 02 |im bis 025 μπι und ermöglicht es sicher, beim Drucken oder Kopieren von iu Mustern für integrierte Schaltungen und Schaltu'.gen mit hohen"; bzw. ultrahohem Integrationsgrad Toleranzen zu erreichen, die kleiner als 1 nm sind, außerdem wird für den Druck- oder Kopiervorgang eine sehr kurze Zeit benötigt ι >

Eine Kurzbogcn-Entladungslampe entsprechend der obigen Ausführungsform für Gleichstrombeleuchtung hat außerdem Eigenschaften, die zwischen einer Hochdruck-Gasentladungslampe und einer Hochdruck-Quecksilberdampflampe liegen, dies erfordert beispielsweise einige Abänderungen in der Ausbildung der Anode. In verschiedenen Experimenten wurde herausgefunden, daß im Falle der Kurzbogen-Entladungslampe für Gleichstrombeleuchtung da Volumen der Anode 8 vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 χ 10 ' crn'/W bis 1,5 χ 10-¹CmVW liegt abhängig von der Leisiungsabstrahlung der Entladungslampe.

Außerdem kann das Xenongas durcti einige andere Edelgase ersetzt werden, auch wenn diese bezüglich des Strahlungswirkungsgrades etwas schlechter sind. Auch im Falle einer Langbogen-Entladungslampe für Wechselstrombeleuchtung ist es möglich, eine quecksilber-Edelgas-Entladungslampe zu erhalten, welche ultraviolette Strahlen im Wellenlängenbereich zwischen 0.2 rn und 0,25 m in großen Mengen emittiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Quecksüber-Edelgas-Entladungslarnpe mit einem Lampenkolben, der zwei Elektroden, Quecksilber und ein Edelgas, beispielsweise Xenon, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Edelgasen, einschließt dadurch gekennzeichnet, daß gilt