【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等、ランプ本体内に高圧ガスを封入したランプ及び、前記「ランプを光源として使用する光源装置に係り、特に、前記ランプから放出された光を、ランプの近傍に配置された集光ミラーよって集光して照明光を形成する光源装置及び、前記光源装置を使用した露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像読取装置や測定装置、検査装置、露光装置等といった工業用装置から、施設用照明装置、オーバーヘッドプロジェクタ、投影型テレビ等の家庭用の装置において、高圧ガスを封入したランプが光源として使用され、前記ランプから発せられた光を回転楕円面ないしは回転方物面形状の反射 面を有する反射ミラーによって一定方向に反射・集光したうえで、所望の形状に照明光の形状を整形し、対象物に照射するという構造が用いられている。光源として用いられている前記高圧ランプには、キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等、封入あるいは添加されたガスの種類によって様々な種類のものがあり、光源に要求される輝線の波長や、出力によって使い分けがなされているが、いずれのランプの場合も、ガラスや石英材からなる透明体のバルブ内に複数のガスが封入された構造を有している。
【０００３】
ここで、図２は前記の照明装置におけるランプ周辺の構造を示したものであって、同図において、ランプは透明なガラスからなるバルブ４９内に高圧ガスが封入されており、バルブ内に相対して配置された、陽極４７と陰極４８間に電圧を印加することによって電極間に輝点を発生させ、前記輝点から放射状に発せられる照明光を、回転楕円面の一部を切り取った表面形状を有する集光ミラー２によって、焦点５０に集光するものであるが、最近では、演色性や、高輝度特性を得るために、極めて小さな電極間隔のランプが用いられるようになり、それに伴って、ランプに封入されるガス圧についても、極めて高い水銀蒸気圧となり、たとえば点灯時の蒸気圧が１５Ｍｐａ以上にも達するものがある。
【０００４】
このような高圧ランプを安全かつ安定して使用するため、例えば特開平１０−２８９６９０においては、ランプの形状を図８に示すように形成しており、同図において、バルブ４９の端部には側管部８３が形成され、その側管部８３に、非導電性領域と導電性領域がその長さ方向において異なる比率で形成され傾斜機能材料よりなる閉塞体８６を有し、この閉塞体８６が、その非導電性領域において前記側管８３との接合が行われ、導電性領域において電極４７ないしは電極４８との接合が行われる事によって、電極部とバルブ部との間の密着性を向上させ、内圧の高いランプであっても、封入ガスが漏れ出すこと無く使用することが可能となっている。
【０００５】
また、例えば特開２０００−５８００１の場合はランプの形状を図７に示すように形成しており、同図において、電極棒８８について、密着溶接されている側の形状を細く成形することによって、電極部とガラスとの密着性を向上させて、高圧の封入ガスの漏れを防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような光源装置の場合、下記に挙げるような欠点があった。
【０００７】
即ち、図８に示すようにランプの封止部８９においは電極８８とバルブ４９との間を確実に密着させなければならないが、バルブ４９の材料として一般的に使用される石英ガラスは熱線膨張係数が約５．５×１０−７であるのに対し、電極８８の材料として用いられる金属材料では、モリブデンで５．２×１０−６、タングステンでは４．４×１０−６の熱線膨張係数となっている。
【０００８】
ランプは消灯状態では、バルブ４９、電極８８ともに室温であるが、点灯状態で数百℃まで温度が上昇し、更に、封入ガスの圧力も、室温状態では０．１〜０．４ＭＰａ程度の圧力であったものが、点灯状態の蒸気圧は、前述したように１５ＭＰａ以上にも達するものがある。従って、前記従来例のように封止部の密着性能を上げたとしても、ランプの繰り返し使用によって、封止部にガラスにクラックを生じて、封入ガスの漏れを生じる場合が発生する。
【０００９】
更に、図７及び図８に示すように、ランプの形状は一般的に封止部が細く形成されており、図２の例に示した照明装置のように、ランプの片側を固定したまま使用する場合は、前記照明装置の振動や、ランプ自体の着脱作業時の取扱いによって、ランプのクビレ部分に集中的に荷重がかかり、バルブを形成しているガラスにクラックを生じる場合が残っていて、このように発生してしまったランプの破損事故に関しては、何ら対策が取られていない。
【００１０】
本出願に係る第１の発明の目的はバルブから封入ガスが漏れ出したことを早急に検知することに有り、第２及び第３の発明の目的は、前記のランプ異常を、照明装置側で検知可能とすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による高圧放電灯では、バルブ４９の内部に、例えば金属ベローズのように圧力によって変形する圧力変動検知手段あるいは圧力センサのように、直接圧力を計測する圧力変動検知手段を設置することによって、ランプの使用時であっても、内部の圧力に変動が有った事を、検出することが可能となる。一方、照明装置側では、検出手段によってランプの内部圧力の変動をモニタして、ランプの異常を検知し、装置の異常停止を行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明の特徴を最も良く表す図面であって、同図のおいて４７は放電用の陽極電極、４８は放電用の陰極電極、４９は石英材料からなる透明な封入バルブ、４１はランプ全体を固定するための固定口金、７１はバルブ４９内部の圧力によって変形するベローズを示している。
【００１４】
ここでバルブ４９の内部には、室温での封入圧力が０．１〜０．８ＭＰａ程度のハロゲン希ガスと、少量の水銀が封入されている。内部のハロゲン希ガスの種類や水銀についての詳細は、特開平２−１４８５６１号公報や、特開平１０−１１２２８９号公報等、ランプの特性に従って、種々の例が開示されているのでここでは省略するが、ランプが点灯状態になると、内部の温度が上昇して、圧力は１５ＭＰａ以上にも達する。
【００１５】
バルブ４９内の電極４８の周囲には、圧力変動検知手段としての金属のベローズ７１が設置されていて、バルブ内部の圧力に対して外形の変形によって平衡状態を保っているが、ランプの点灯状態であっても、ランプの温度が平衡状態に達すると、内部の封入ガス圧力も一定となり、封入ガスの漏れが無い場合にはベローズ７１の変形がやはり平衡状態となる。ここで、ランプの使用状態における封入ガスの圧力はランプの発行特性を左右する重要な要素であって、ランプの寿命期間内において一定に保たれていることから、点灯状態におけるベローズ７１の形状も、ランプの寿命期間内において一定に保たれることとなる。
【００１６】
しかし、例えば、前記ランプを光源として使用している照明装置の振動や、ランプ自体の着脱作業時の取扱いによって、ランプのクビレ部分に集中的に荷重がかかり、バルブ４９を形成しているガラスにクラックを生じた場合、当然のことながら、内部の封入ガスは外部に漏れ出すため、バルブ４９内部の圧力は低下して、ベローズ７１との平衡状態も崩れ、ベローズ７１の変形形状に変化が生じる。もちろん、封入ガスの漏れ量が大きい場合は、ランプの点灯状態を維持ですることが不可能となって消灯状態に陥ってしまうが、バルブ４９に生じるクラックの状態によっては、リーク速度が遅く、消灯までの時間がかかる場合がある。また、内部の圧力が低下した場合には、ランプの発する輝度特性や輝線分布に変化が現れるため、照明光の光学特性をモニタすることによっても、ランプの以上を推定することは可能であるが、輝線等の検知のための光学系の検出誤差変動を分離する手段を必要とするため、ランプの圧力を直接検知する方法の方が、より的確に、ランプの変動を検知することができる。
【００１７】
一方、図５は本出願に係る光源装置を用いた投影露光装置の構成を示した図であってショートアーク型水銀ランプ１から放射状に拡散する照明光（露光光）は集光ミラー２へと照射されているが、集光ミラー２の内表面は放物楕円面の一部を切り取った形状の反射面を有しており、集光ミラー２の第１焦点から放射状に出射した光は、楕円の内面で反射すると第２焦点に集光する特性を有しているために、光源であるランプ１の輝点を集光ミラー２の第１焦点に一致させて配置すると、ランプ１から放射状に拡散した照明光は第２焦点に集光する。
【００１８】
集光ミラー２の反射面には熱線透過膜がコーティングされていて、ランプ１から拡散した照明光の内、熱線の成分は集光ミラー２を透過してその他の波長成分だけが反射される。更に、波長選択フィルタ５によって露光に不必要な波長成分を更に排除して前記第２焦点側へ照明光を集光させている。
【００１９】
なお、ランプ１は図示しないランプステージ上に固定されていて集光ミラー２に対して、相対的に移動することが可能となっているが、ランプステージ内に設置された図示しないランプ識別手段によってランプの種類が特定され、特定された種類に応じて主制御系１３は図示しないランプ用電源からランプ１に供給する電力の調整を行っている。
【００２０】
更に、図２ランプ周辺の構造をより詳しく説明した図であって、集光ミラー２の一部には観察用の窓６４が設けてあって、この観察窓６４を通してバルブ４９内意部を観察可能な観察光学系６２及びセンサ６３が設置させており、この観察光学系６２はランプのバルブ内部の像をセンサ６３上に結像するためのものであって、図４はセンサ６３によって得られた像を示したものである。同図において、圧力検知手段であるベローズ７１の端面は通常の点灯状態において、規定の位置に達するように、センサ６３の位置が調整されると共に、目盛線７２が配置されていて、ベローズ７１に変形が生じると端面の位置の変動として、検知し、変化の状態をモニタできるように構成されている。
【００２１】
前記のように、バルブ４９を形成しているガラスにクラックを生じた場合、この検出手段によってランプの異常が主制御装置１３へと伝えられ、ランプの点灯を即座に中止すると共に、ランプ周辺の強制排気を行う様、制御されている。
【００２２】
図３は図５に示した投影露光装置の照明装置部分を詳細に説明するための図であるが、ランプ１メンテナンス扉５１の内部のランプ固定台３４上に固定されていて、ランプの温度を一定に保つために、ランプハウス５０の内部を強制空冷しているが、ランプの異常を主制御装置１３が検知した場合には、ランプハウス５０内部の強制排気と連動して、図示しないロック機構によって、メンテナンス扉５１の開閉が制限される。これは、ランプ内部に封入された水銀灯の重金属の拡散を防止することを目的としており、ランプハウス内部の換気が十分に行なわれない限りは、作業者のアクセスを禁止するための安全機能である。
【００２３】
もちろん、ランプハウス５１内の強制排気に関しても、ランプ異常の場合は、重金属の蒸気が含まれた排気であるものとして、通常の排気経路とは異なる危険物質のろ過機能を有する排気経路に切り替えることが望ましい。
【００２４】
なお、本発明に係る光源装置ではランプの着脱時の安全対策も考慮されており、図６においてランプは前記のようにランプ固定部３４上に固定されており、ランプの固定側口金部にはランプの品種コードが表示されている識別プレート５１が取り付けられている。前記品種コードはランプの輝点位置高さや、ランプの出力を記号化して表示したものであって、固定台３４上に取り付けられた読取装置５２によって読み取られた情報は主制御部１３に転送されて、ランプの出力に合わせて、ランプに投入する電力の調整を行ったり、ランプに対する冷却条件の変更を行ったりするために用いられるとともに、ランプの品種に従って、ベローズ７１の基準高さ情報を書き換え、センサ６３での基準検出位置を変更行って、ランプの変更に対応している。
【００２５】
ここで、図６はランプ１の交換作業を行う際の、ランプ１周辺の配置を示したものであるが、まず、交換するべきランプには破損の危険性の高いバルブ部４９を保護するために保護カバー２７が取り付けられる。
【００２６】
この保護カバー２７は図に示すようにランプ１のバルブ部４９全体を包み込めるように２分割に開放可能となっており、ランプ１に装着された後は、ランプの取り付け部４１とランプケーブル４５が両端から露出した形状となる。
【００２７】
前記のようにランプ１は保護カバー２７を装着しても。固定部４１とランプケーブル４５が露出しているために、交換作業は支障なく続行することが可能であって、作業中に工具等がランプ１のバルブ４９にあたって破損するような事故の危険性も無く、また、バルブ４９に触れてバルブ表面を汚す恐れも無くなっている。
【００２８】
集光ミラー２は図６に示されるように２分割されたミラー台３７の上に、同様に２分割された集光ミラー２７が搭載された形状となっていて、ランプ１の交換作業を行う場合は、ミラー台３７が開放位置へ移動可能となっているため、ランプに対して集光ミラー２が回避した形となって、ランプ１の着脱作業を行うための作業スペースを広く取ることが可能となると同時に、前記保護カバー２７をランプに装着あるいは剥離するためのスペースも確保できるようになっている。
【００２９】
さらに、図３に示したように、ランプ固定台は集光ミラー２の下部に位置しており、ランプを固定するためのツマミ３６は集光ミラー２の影に位置して作業性が悪くなっていたが、集光ミラー２およびミラー台３７が回避位置へ移動することによってツマミ３６へのアクセスも容易になっていて、ランプステージ３５によってランプの位置をさらに集光ミラー２から離れた位置に駆動することによって作業スペースはさらに拡大することが可能である。
【００３０】
一方、集光ミラー２によって当該ミラーの第２焦点位置に集光された照明光に対して、前記集光点近傍には、シャッタ用のモータ５によって開閉されるシャッタ羽根４が照明光の光軸に対して概ね４５度の角度で挿入され、照明光の通過を制御していて、シャッタ羽根４が開放状態にある場合は、照明光は光路変更ミラー３及びコリメータレンズ６を介しておおむね平行な光束に変換された後、視野絞り８を通過し、オプティカル・インテグレータであるフライアイ・レンズ９に入射する。オプティカル・インテグレータは矩形柱ないしは六角柱形状の単レンズを複数本組み合わせて使用したものや、複数のシリンドリカル・レンズ光軸に垂直な面内で縦・横に組み合わせて配置したもの等があるが、いずれの場合も照明光の光量分布の均一性を高めるために用いられている。
【００３１】
続いて、フライアイ・レンズ１４から出射した照明光は、ハーフミラー１９によって光路が分岐されている。
【００３２】
ハーフミラー１９には９５％以上の透過率を有する半透過膜がコーティングされており、照明光のほとんどは透過するが、一部は反射されて投光量検知センサ１０上に集光し、光源であるランプ１の出力状態が測定されるようになっていて、ここで検出された光源の出力は主制御系１３に送信され、ランプ１に電力を供給している電源の出力を調整することによって、照明光の強度が目的の値で安定するように調整が為されている。
【００３３】
ハーフミラー１９を透過した照明光は、リレーレンズ１４、コリメータレンズ１６を介して露光対象である基盤１７照射されて、投影露光が完了する。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明による高圧放電灯では、バルブ４９の内部に、圧力によって変形する圧力変動検知手段を設置することによって、ランプの使用時であっても、内部の圧力に変動が有った事を、検出することが可能となる。一方、照明装置側では、検出手段によってランプの内部圧力の変動をモニタして、ランプの異常を検知し、装置の異常停止の処置を実施することが可能となって、常に安全かつ安定した状態で、ランプを使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧ランプの構造を説明する図
【図２】本発明による照明装置の構造を説明する図
【図３】ランプハウスの構造を説明する図
【図４】ランプの内圧検知の状態を説明する図
【図５】露光装置内の光学素子の配置を説明する図
【図６】ランプ交換の手順を説明する図
【図７】従来の高圧ランプの構造を説明する図
【図８】従来の高圧ランプの構造を説明する図
【符号の説明】
１ ランプ
２ 集光ミラー
４ シャッタ羽根
３４ ランプ固定台
３５ 駆動ステージ
３６ クランプネジ
３７ ミラー台
４１ 固定口金
４５ ランプケーブル
４６ 固定端子
４７ 陽極
４８ 陰極
４９ バルブ
５１ メンテナンス扉
５３ 識別ラベル
５４ ランプ識別装置
６２ 観察光学系
６３ センサ
６４ 観察窓
７１ ベローズ
７２ 目盛線
８２ 封止部
８３ 側管
８４ 金属箔
８６ 閉塞体
８７ 外部引き出しリード
８８ 放電電極
８９ バルブの絞り部分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lamp in which a high-pressure gas is sealed in a lamp body, such as a xenon lamp, a mercury lamp, and a halogen lamp, and the light source device using the lamp as a light source, and in particular, light emitted from the lamp. The present invention relates to a light source device that forms illumination light by condensing light by a condensing mirror disposed near a lamp, and an exposure apparatus using the light source device.
[0002]
[Prior art]
Lamps filled with high-pressure gas are used as light sources in industrial devices such as image reading devices, measuring devices, inspection devices, and exposure devices, and in household devices such as facility lighting devices, overhead projectors, and projection televisions. The light emitted from the lamp is reflected and condensed in a certain direction by a reflecting mirror having a reflecting surface having a spheroidal or rotating paraboloidal shape, and then the shape of the illumination light is shaped into a desired shape. Is used. The high-pressure lamp used as a light source includes a xenon lamp, a mercury lamp, a halogen lamp, etc., of various types depending on the type of gas filled or added, such as the emission line wavelength required for the light source and the output power. Each lamp has a structure in which a plurality of gases are sealed in a transparent bulb made of glass or quartz material.
[0003]
Here, FIG. 2 shows a structure around the lamp in the above-mentioned lighting device. In FIG. 2, the lamp has a high-pressure gas sealed in a bulb 49 made of transparent glass and has a relatively A bright spot is generated between the electrodes by applying a voltage between the anode 47 and the cathode 48, and the illumination light emitted radially from the bright spot is cut off from a part of the spheroid. The light is condensed at the focal point 50 by the condensing mirror 2 having a shape. In recent years, lamps with extremely small electrode intervals have been used in order to obtain color rendering properties and high luminance characteristics. In some cases, the gas pressure sealed in the lamp also becomes extremely high, for example, the vapor pressure at the time of lighting reaches 15 Mpa or more.
[0004]
In order to use such a high-pressure lamp safely and stably, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-289690, the shape of the lamp is formed as shown in FIG. A side tube portion 83 is formed, and a non-conductive region and a conductive region are formed in the side tube portion 83 at different ratios in a length direction thereof, and have a closing body 86 made of a functionally graded material. However, the bonding with the side tube 83 is performed in the non-conductive region, and the bonding with the electrode 47 or the electrode 48 is performed in the conductive region, thereby improving the adhesion between the electrode portion and the valve portion. As a result, even a lamp having a high internal pressure can be used without leakage of the sealed gas.
[0005]
Further, for example, in the case of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-58001, the shape of the lamp is formed as shown in FIG. 7, and in FIG. By improving the adhesion between the electrode portion and the glass, the leakage of the high-pressure sealed gas is prevented.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the light source device as described above has the following disadvantages.
[0007]
That is, as shown in FIG. 8, in the sealing portion 89 of the lamp, the electrode 88 and the bulb 49 must be securely brought into close contact with each other. The coefficient of thermal expansion is about 5.5 × 10 −7 , whereas the metal material used for the electrode 88 is 5.2 × 10 −6 for molybdenum and 4.4 × 10 −6 for tungsten. It has become.
[0008]
When the lamp is turned off, both the bulb 49 and the electrode 88 are at room temperature, but the temperature rises to several hundred degrees Celsius in the lit state, and the pressure of the sealed gas is about 0.1 to 0.4 MPa at room temperature. However, the vapor pressure in the lighting state reaches 15 MPa or more as described above. Therefore, even if the sealing performance of the sealing portion is improved as in the above-described conventional example, cracks may occur in the glass of the sealing portion due to repeated use of the lamp, and leakage of the sealed gas may occur.
[0009]
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the lamp is generally formed such that a sealing portion is formed to be thin, and the lamp is used with one side of the lamp fixed as in the lighting device shown in the example of FIG. In this case, the vibration of the lighting device and the handling during the attaching and detaching work of the lamp itself cause a concentrated load to be applied to the crack portion of the lamp, and there are cases where cracks are generated in the glass forming the bulb, No measures have been taken for the lamp damage accidents that have occurred in this way.
[0010]
An object of a first invention according to the present application is to quickly detect that a sealed gas has leaked from a bulb, and an object of the second and third inventions is to detect the above-mentioned lamp abnormality on a lighting device side. The object is to enable detection.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the high-pressure discharge lamp according to the present invention, the pressure fluctuation detecting means for directly measuring the pressure, such as a pressure fluctuation detecting means or a pressure sensor deformed by pressure such as a metal bellows, is provided inside the bulb 49. By providing the means, it is possible to detect that the internal pressure fluctuates even when the lamp is used. On the other hand, on the lighting device side, the fluctuation of the internal pressure of the lamp is monitored by the detecting means, the abnormality of the lamp is detected, and the device can be stopped abnormally.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a drawing that best illustrates the features of the present invention, in which 47 is an anode electrode for discharge, 48 is a cathode electrode for discharge, 49 is a transparent sealing valve made of quartz material, and 41 is a transparent bulb. A fixing base 71 for fixing the entire lamp is a bellows deformed by the pressure inside the bulb 49.
[0014]
Here, inside the bulb 49, a halogen rare gas having a sealing pressure of about 0.1 to 0.8 MPa at room temperature and a small amount of mercury are sealed. Details of the type of the rare halogen gas and mercury therein are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-148561 and 10-112289. However, when the lamp is turned on, the internal temperature increases, and the pressure reaches 15 MPa or more.
[0015]
A metal bellows 71 is installed around the electrode 48 in the bulb 49 as pressure fluctuation detecting means, and keeps an equilibrium state due to deformation of the outer shape with respect to the pressure inside the bulb. However, when the temperature of the lamp reaches an equilibrium state, the pressure of the sealed gas inside becomes constant, and when there is no leakage of the sealed gas, the deformation of the bellows 71 is also in an equilibrium state. Here, the pressure of the sealed gas in the use state of the lamp is an important factor that affects the emission characteristics of the lamp, and since the pressure is kept constant during the life of the lamp, the shape of the bellows 71 in the lighting state is also important. , Will be kept constant over the life of the lamp.
[0016]
However, for example, due to the vibration of the lighting device using the lamp as a light source or the handling during the attachment / detachment work of the lamp itself, a load is intensively applied to the concave portion of the lamp, and the glass forming the bulb 49 is applied to the glass. When a crack occurs, naturally, the sealed gas leaks out, so that the pressure inside the valve 49 decreases, the equilibrium state with the bellows 71 is broken, and the deformed shape of the bellows 71 changes. . Of course, when the leakage amount of the sealed gas is large, it is impossible to maintain the lighting state of the lamp, and the lamp falls off. However, depending on the state of cracks generated in the bulb 49, the leak speed is low, It may take time to turn off the light. In addition, when the internal pressure decreases, a change appears in the luminance characteristics and bright line distribution emitted by the lamp. Therefore, it is possible to estimate the lamp by monitoring the optical characteristics of the illumination light. Therefore, a method of directly detecting the pressure of the lamp can more accurately detect the fluctuation of the lamp because a method of separating the detection error fluctuation of the optical system for detecting the bright line or the like is required.
[0017]
On the other hand, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a projection exposure apparatus using the light source device according to the present application. Illumination light (exposure light) radially diffused from the short arc type mercury lamp 1 is transmitted to the condenser mirror 2. Although illuminated, the inner surface of the condenser mirror 2 has a reflection surface in a shape obtained by cutting off a part of a parabolic ellipsoid, and light emitted radially from the first focal point of the condenser mirror 2 is Since it has a characteristic of being condensed on the second focal point when reflected on the inner surface of the ellipse, if the luminescent spot of the lamp 1 as the light source is arranged so as to coincide with the first focal point of the converging mirror 2, the light is emitted The illumination light diffused to the second focus is collected at the second focal point.
[0018]
The reflection surface of the condenser mirror 2 is coated with a heat ray transmitting film. Of the illumination light diffused from the lamp 1, the heat ray component passes through the condenser mirror 2 and reflects only the other wavelength components. Further, the wavelength selection filter 5 further eliminates wavelength components unnecessary for exposure, and condenses the illumination light toward the second focal point.
[0019]
The lamp 1 is fixed on a lamp stage (not shown) and can move relative to the converging mirror 2. However, the lamp 1 can be moved by a lamp identification means (not shown) installed in the lamp stage. The type of lamp is specified, and the main control system 13 adjusts the power supplied to the lamp 1 from a lamp power supply (not shown) according to the specified type.
[0020]
Further, FIG. 2 is a diagram illustrating the structure around the lamp in more detail, in which a part of the condenser mirror 2 is provided with an observation window 64 through which the inner part of the bulb 49 can be observed. A possible viewing optics 62 and a sensor 63 are provided, which are for imaging an image inside the bulb of the lamp on the sensor 63, FIG. FIG. In the figure, the position of the sensor 63 is adjusted so that the end face of the bellows 71 as the pressure detecting means reaches a specified position in a normal lighting state, and a scale line 72 is arranged. When the deformation occurs, the position of the end surface is detected as a change, and the state of the change can be monitored.
[0021]
As described above, when a crack occurs in the glass forming the bulb 49, the abnormality of the lamp is transmitted to the main controller 13 by this detecting means, and the lighting of the lamp is immediately stopped, and the surroundings of the lamp are stopped. It is controlled to perform forced exhaust.
[0022]
FIG. 3 is a view for explaining in detail the illumination device portion of the projection exposure apparatus shown in FIG. 5, but is fixed on a lamp fixing base 34 inside the lamp 1 maintenance door 51 so that the temperature of the lamp can be reduced. In order to keep the lamp house constant, the inside of the lamp house 50 is forcibly air-cooled. However, when the main controller 13 detects an abnormality of the lamp, the lock mechanism (not shown) is interlocked with the forced exhaust inside the lamp house 50. Thus, opening and closing of the maintenance door 51 is restricted. This is intended to prevent the diffusion of heavy metals from the mercury lamp enclosed in the lamp, and is a safety function to prohibit access by workers unless the ventilation inside the lamp house is sufficiently performed. .
[0023]
Of course, regarding the forced exhaust in the lamp house 51 as well, in the case of a lamp abnormality, it is assumed that the exhaust contains the vapor of the heavy metal and is switched to an exhaust path having a function of filtering dangerous substances different from a normal exhaust path. Is desirable.
[0024]
In the light source device according to the present invention, safety measures at the time of attaching / detaching the lamp are also considered. In FIG. 6, the lamp is fixed on the lamp fixing portion 34 as described above, and the fixing side base portion of the lamp has An identification plate 51 on which a lamp type code is displayed is attached. The product code is a symbolized display of the height of the bright spot position of the lamp and the output of the lamp, and information read by the reading device 52 mounted on the fixed base 34 is transferred to the main control unit 13. It is used to adjust the power supplied to the lamp in accordance with the output of the lamp, to change the cooling conditions for the lamp, and to rewrite the reference height information of the bellows 71 according to the type of lamp. , The reference detection position of the sensor 63 is changed to cope with the change of the lamp.
[0025]
Here, FIG. 6 shows an arrangement around the lamp 1 when the lamp 1 is replaced. First, in order to protect the bulb portion 49, which is likely to be damaged, in the lamp to be replaced. The protective cover 27 is attached to the.
[0026]
This protective cover 27 can be opened in two parts so as to enclose the entire bulb portion 49 of the lamp 1 as shown in the figure. After being attached to the lamp 1, the lamp mounting portion 41 and the lamp cable 45 are connected. The shape is exposed from both ends.
[0027]
Even if the protective cover 27 is attached to the lamp 1 as described above. Since the fixing portion 41 and the lamp cable 45 are exposed, the replacement operation can be continued without any trouble, and there is also a danger of an accident that a tool or the like may be damaged by the bulb 49 of the lamp 1 during the operation. There is no danger of touching the valve 49 and soiling the valve surface.
[0028]
As shown in FIG. 6, the condenser mirror 2 has a shape in which the condenser mirror 27 similarly divided into two parts is mounted on a mirror base 37 divided into two parts, and the lamp 1 is replaced. In this case, since the mirror base 37 can be moved to the open position, the condensing mirror 2 is avoided with respect to the lamp, so that a large work space for attaching and detaching the lamp 1 can be obtained. At the same time, a space for attaching or detaching the protective cover 27 to or from the lamp can be secured.
[0029]
Further, as shown in FIG. 3, the lamp fixing base is located below the light collecting mirror 2, and the knob 36 for fixing the lamp is located in the shadow of the light collecting mirror 2, thereby deteriorating workability. However, the movement of the focusing mirror 2 and the mirror base 37 to the avoidance position also facilitates access to the knob 36, and the lamp stage 35 moves the lamp to a position further away from the focusing mirror 2. By driving, the working space can be further expanded.
[0030]
On the other hand, with respect to the illumination light condensed by the condensing mirror 2 at the second focal position of the mirror, near the converging point, the shutter blades 4 opened and closed by a shutter motor 5 emit light of the illumination light. When inserted at an angle of about 45 degrees with respect to the axis to control the passage of illumination light and the shutter blades 4 are in an open state, the illumination light is substantially parallel via the optical path changing mirror 3 and the collimator lens 6. After being converted into a light beam, the light beam passes through a field stop 8 and enters a fly-eye lens 9 which is an optical integrator. Optical integrators include those using a combination of a plurality of rectangular or hexagonal prism-shaped single lenses, and those that are arranged vertically and horizontally in a plane perpendicular to the optical axis of a plurality of cylindrical lenses. In each case, the light intensity distribution is used to enhance the uniformity of the light amount distribution of the illumination light.
[0031]
Subsequently, the optical path of the illumination light emitted from the fly-eye lens 14 is branched by the half mirror 19.
[0032]
The half mirror 19 is coated with a semi-transmissive film having a transmissivity of 95% or more, and most of the illumination light is transmitted, but a part of the light is reflected and condensed on the projection light amount detection sensor 10, and is reflected by the light source. The output state of a certain lamp 1 is measured, and the output of the light source detected here is transmitted to the main control system 13, and the output of the power supply that supplies power to the lamp 1 is adjusted. The adjustment is performed so that the intensity of the illumination light is stabilized at a target value.
[0033]
The illumination light transmitted through the half mirror 19 is irradiated via the relay lens 14 and the collimator lens 16 onto the substrate 17 to be exposed, and the projection exposure is completed.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the high-pressure discharge lamp according to the present invention, even when the lamp is in use, the pressure fluctuation detecting means that is deformed by pressure is installed inside the bulb 49. It is possible to detect that the pressure has changed. On the other hand, on the lighting device side, the fluctuation of the internal pressure of the lamp is monitored by the detecting means, the abnormality of the lamp can be detected, and the device can be stopped abnormally. Thus, a lamp can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 illustrates a structure of a high-pressure lamp according to the present invention. FIG. 2 illustrates a structure of a lighting device according to the present invention. FIG. 3 illustrates a structure of a lamp house. FIG. FIG. 5 illustrates the arrangement of optical elements in the exposure apparatus. FIG. 6 illustrates the procedure of lamp replacement. FIG. 7 illustrates the structure of a conventional high-pressure lamp. 8 illustrates the structure of a conventional high-pressure lamp.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lamp 2 Condensing mirror 4 Shutter blade 34 Lamp fixing stand 35 Drive stage 36 Clamp screw 37 Mirror stand 41 Fixed base 45 Lamp cable 46 Fixed terminal 47 Anode 48 Cathode 49 Valve 51 Maintenance door 53 Identification label 54 Lamp identification device 62 Observation optics System 63 Sensor 64 Observation window 71 Bellows 72 Scale line 82 Sealing part 83 Side tube 84 Metal foil 86 Closure body 87 External lead-out 88 Discharge electrode 89 Valve throttle part
