JP3298453B2 - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents
ショートアーク型放電ランプInfo
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
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- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
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- H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
- H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、半導体素子、液晶
表示素子、プリント配線基板等を製造するための露光用
の光源として好適に用いられるショートアーク型放電ラ
ンプに関するものである。
表示素子、プリント配線基板等を製造するための露光用
の光源として好適に用いられるショートアーク型放電ラ
ンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体素子や液晶表示素子など
の製造プロセスにおいては、マスクパターンに紫外線を
照射し、このマスクパターンを透過した紫外線によって
ワークを露光するフォトリソグラフィー法が利用されて
いるが、このフォトリソグラフィー法においては、露光
用光源として例えばショートアーク型の放電ランプが使
用されている。
の製造プロセスにおいては、マスクパターンに紫外線を
照射し、このマスクパターンを透過した紫外線によって
ワークを露光するフォトリソグラフィー法が利用されて
いるが、このフォトリソグラフィー法においては、露光
用光源として例えばショートアーク型の放電ランプが使
用されている。
【０００３】図５を用いて従来のショートアーク型放電
ランプを説明する。ショートアーク型放電ランプは、発
光管１内に陰極２Ａと陽極３が対向配置され、陰極２Ａ
が上方に位置して垂直点灯される。そして、陰極２Ａは
発光管１の一方の端に形成された封止部１１に保持され
た内部リード棒４に支持されており、陰極２Ａの外径は
内部リード棒４の外径より大きくなっている。
ランプを説明する。ショートアーク型放電ランプは、発
光管１内に陰極２Ａと陽極３が対向配置され、陰極２Ａ
が上方に位置して垂直点灯される。そして、陰極２Ａは
発光管１の一方の端に形成された封止部１１に保持され
た内部リード棒４に支持されており、陰極２Ａの外径は
内部リード棒４の外径より大きくなっている。
【０００４】図６は、図５における陰極２Ａと内部リー
ド棒４の拡大説明図である。内部リード棒４の外径ｄ２
が小さくなっている理由は、内部リード棒４の外径ｄ２
が大きくなると内部リード棒４を保持して発光管１を封
止する封止部１１の製造が困難になるため、あるいは、
内部リード棒４は陰極２Ａを支持できれば良いので、支
持に支障のない範囲で細くして製造コストを削減するた
めである。
ド棒４の拡大説明図である。内部リード棒４の外径ｄ２
が小さくなっている理由は、内部リード棒４の外径ｄ２
が大きくなると内部リード棒４を保持して発光管１を封
止する封止部１１の製造が困難になるため、あるいは、
内部リード棒４は陰極２Ａを支持できれば良いので、支
持に支障のない範囲で細くして製造コストを削減するた
めである。
【０００５】一方、陰極２Ａの外径Ｄ２が大きくなって
いる理由は、陰極２Ａの断面積を大きくして熱伝導性を
高め陰極２Ａの温度上昇を抑制するためである。そし
て、陰極２Ａの軸方向の長さＬ２は、上述した熱伝導性
によって陰極２Ａの先端温度が所定の温度以下になる範
囲で製造コストを削減するため最も短くなるように決定
されていた。なお、この明細書で使用する「陰極の軸方
向の長さ」とは、陰極の先端から封止部によって保持さ
れる内部リード棒の外径よりも大きい径を有する部分ま
での長さのことである。
いる理由は、陰極２Ａの断面積を大きくして熱伝導性を
高め陰極２Ａの温度上昇を抑制するためである。そし
て、陰極２Ａの軸方向の長さＬ２は、上述した熱伝導性
によって陰極２Ａの先端温度が所定の温度以下になる範
囲で製造コストを削減するため最も短くなるように決定
されていた。なお、この明細書で使用する「陰極の軸方
向の長さ」とは、陰極の先端から封止部によって保持さ
れる内部リード棒の外径よりも大きい径を有する部分ま
での長さのことである。
【０００６】そして、発光管１内に希ガスおよび水銀な
どの放電発光物質が封入されて、主として紫外線を放射
するものであるが、点灯中に、陰極２Ａおよび陽極３か
らそれぞれを構成する物質、例えばタングステンが蒸発
して発光管１内の上方に流れる対流に乗って移動し、発
光管１の上部側内壁に付着して黒化を起こし、紫外線の
透過量を減少させることがあった。一方、ショートアー
ク型放電ランプは露光装置に組み込まれて使用される場
合、アークの中心から主として上側４０°、下側３５°
程度の有効利用角度範囲から放出する紫外線のみを利用
している。このようなことから、陰極２Ａの先端を発光
管１の中心Ｘの下方に位置させ、アーク中心から上側４
０°以上の範囲の発光管１内の表面積を大きくすること
によって、この部分に黒化物を付着させ、有効利用角度
範囲内に付着する黒化物を抑制していた。つまり、陰極
２Ａは封止部１１から離れた位置に存在し、陰極２Ａの
後端部２１Ａと封止部１１との距離が大きかった。
どの放電発光物質が封入されて、主として紫外線を放射
するものであるが、点灯中に、陰極２Ａおよび陽極３か
らそれぞれを構成する物質、例えばタングステンが蒸発
して発光管１内の上方に流れる対流に乗って移動し、発
光管１の上部側内壁に付着して黒化を起こし、紫外線の
透過量を減少させることがあった。一方、ショートアー
ク型放電ランプは露光装置に組み込まれて使用される場
合、アークの中心から主として上側４０°、下側３５°
程度の有効利用角度範囲から放出する紫外線のみを利用
している。このようなことから、陰極２Ａの先端を発光
管１の中心Ｘの下方に位置させ、アーク中心から上側４
０°以上の範囲の発光管１内の表面積を大きくすること
によって、この部分に黒化物を付着させ、有効利用角度
範囲内に付着する黒化物を抑制していた。つまり、陰極
２Ａは封止部１１から離れた位置に存在し、陰極２Ａの
後端部２１Ａと封止部１１との距離が大きかった。
【０００７】具体的に、図５に示す従来のショートアー
ク型放電ランプの主な仕様を説明する。 陰極（２Ａ）： 材質；トリエーテッドタングステン 寸法；外径Ｄ２：１０ｍｍ、軸方向の長さＬ２：１８ｍ
ｍ， 陰極を支持する内部リード棒（４）： 材質；タングステン 寸法；外径ｄ２：６ｍｍ， 封止部（１１）から陰極（２Ａ）の先端までの距離Ｎ
２：４０ｍｍ， 封止部（１１）から陰極後端部（２１Ａ）までの距離Ｍ
２：２２ｍｍ， 電極間距離：５ｍｍ， 封入物：キセノンガス（封入時圧力０．５ａｔｍ），水
銀２ｇ， 定格電流：５５Ａ， 定格電圧：３６Ｖ， 定格入力電力：１９８０Ｗ，
ク型放電ランプの主な仕様を説明する。 陰極（２Ａ）： 材質；トリエーテッドタングステン 寸法；外径Ｄ２：１０ｍｍ、軸方向の長さＬ２：１８ｍ
ｍ， 陰極を支持する内部リード棒（４）： 材質；タングステン 寸法；外径ｄ２：６ｍｍ， 封止部（１１）から陰極（２Ａ）の先端までの距離Ｎ
２：４０ｍｍ， 封止部（１１）から陰極後端部（２１Ａ）までの距離Ｍ
２：２２ｍｍ， 電極間距離：５ｍｍ， 封入物：キセノンガス（封入時圧力０．５ａｔｍ），水
銀２ｇ， 定格電流：５５Ａ， 定格電圧：３６Ｖ， 定格入力電力：１９８０Ｗ，
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなショートアーク型放電ランプでは、陰極２Ａの軸方
向の長さＬ２が短く、また、内部リード棒４の外径ｄ２
より大きい外径Ｄを有する陰極２Ａの後端部２１Ａが封
止部１１から離れた位置にあり、後端部２１Ａと封止部
１１までの空間が広くなっているので、発光管１内のガ
スが陰極２Ａに沿って上方に流れるとき、そのガスの一
部が細い内部リード棒４の方向に湾曲されやすく陰極２
Ａの後端でガスの流れが乱れ、この影響で発光管１内の
ガス全体の対流が乱れ、この乱れた対流によってアーク
が揺らぎ光が安定しなくなった。
うなショートアーク型放電ランプでは、陰極２Ａの軸方
向の長さＬ２が短く、また、内部リード棒４の外径ｄ２
より大きい外径Ｄを有する陰極２Ａの後端部２１Ａが封
止部１１から離れた位置にあり、後端部２１Ａと封止部
１１までの空間が広くなっているので、発光管１内のガ
スが陰極２Ａに沿って上方に流れるとき、そのガスの一
部が細い内部リード棒４の方向に湾曲されやすく陰極２
Ａの後端でガスの流れが乱れ、この影響で発光管１内の
ガス全体の対流が乱れ、この乱れた対流によってアーク
が揺らぎ光が安定しなくなった。
【０００９】そして、最近、フォトリソグラフィー法に
用いられるマスクパターンが微細化する傾向にあり、こ
のような従来のショートアーク型放電ランプでは、アー
クが揺らぎ光が安定しないため高解像度の露光に適応し
なくなる、という問題があった。
用いられるマスクパターンが微細化する傾向にあり、こ
のような従来のショートアーク型放電ランプでは、アー
クが揺らぎ光が安定しないため高解像度の露光に適応し
なくなる、という問題があった。
【００１０】さらに、最近では、生産効率の向上の観点
から、紫外線の放射量の大きなショートアーク型放電ラ
ンプが求められており、そのため入力電力の大きなもの
例えば２ＫＷ以上のものが使用されている。このように
入力電力の大きなショートアーク型放電ランプの場合、
発光管が大型化し、従って、放電空間の容積が大きくな
るので、上記のような対流の乱れが顕著になり、より一
層アークが揺らぎ光が安定しないという問題があった。
から、紫外線の放射量の大きなショートアーク型放電ラ
ンプが求められており、そのため入力電力の大きなもの
例えば２ＫＷ以上のものが使用されている。このように
入力電力の大きなショートアーク型放電ランプの場合、
発光管が大型化し、従って、放電空間の容積が大きくな
るので、上記のような対流の乱れが顕著になり、より一
層アークが揺らぎ光が安定しないという問題があった。
【００１１】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、その目的は、アークの揺らぎを抑
制し、光安定度が良い大入力のショートアーク型放電ラ
ンプを提供することにある。
されたものであって、その目的は、アークの揺らぎを抑
制し、光安定度が良い大入力のショートアーク型放電ラ
ンプを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載のショートアーク型放電ランプは、
放電空間を取り囲む発光管と、該発光管の両端に形成さ
れた封止部と、前記発光管内に対向配置された陰極と陽
極とを有し、陰極が上方に位置して点灯されるショート
アーク型放電ランプにおいて、前記陰極は、前記封止部
に保持された内部リード棒によって支持されるととも
に、当該内部リード棒より大径であって、前記陰極の外
径をＤ（ｍｍ）、前記陰極の軸方向の長さをＬ（ｍｍ）
とした時、Ｌ≧２．５Ｄであるとともに、ランプ入力電
力が、２ＫＷ以上であることを特徴とする。
に、請求項１に記載のショートアーク型放電ランプは、
放電空間を取り囲む発光管と、該発光管の両端に形成さ
れた封止部と、前記発光管内に対向配置された陰極と陽
極とを有し、陰極が上方に位置して点灯されるショート
アーク型放電ランプにおいて、前記陰極は、前記封止部
に保持された内部リード棒によって支持されるととも
に、当該内部リード棒より大径であって、前記陰極の外
径をＤ（ｍｍ）、前記陰極の軸方向の長さをＬ（ｍｍ）
とした時、Ｌ≧２．５Ｄであるとともに、ランプ入力電
力が、２ＫＷ以上であることを特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明のショートアーク型
放電ランプを図面に基づいて説明する。図１は、本発明
のショートアーク型放電ランプの構成を示す説明用断面
図である。このショートアーク型放電ランプにおいて
は、放電空間Ｓを取り囲む発光管１の両端に封止部１１
が形成されており、この発光管１内に陰極２と陽極３
が、陰極２が上方に位置するように対向配置されてい
る。陰極２は、発光管１の管軸に沿って配置されて封止
部１１に保持された内部リード棒４によって支持されて
いる。一方、陽極３も、発光管１の管軸に沿って配置さ
れて封止部１１に保持された内部リード棒４によって支
持されている。そして、本発明のショートアーク型放電
ランプも従来のショートアーク型放電ランプと同様な有
効利用角度範囲内で紫外線を放射し、また、黒化物対策
により陰極２の先端が発光管１の中心Ｘより下方に位置
している。
放電ランプを図面に基づいて説明する。図１は、本発明
のショートアーク型放電ランプの構成を示す説明用断面
図である。このショートアーク型放電ランプにおいて
は、放電空間Ｓを取り囲む発光管１の両端に封止部１１
が形成されており、この発光管１内に陰極２と陽極３
が、陰極２が上方に位置するように対向配置されてい
る。陰極２は、発光管１の管軸に沿って配置されて封止
部１１に保持された内部リード棒４によって支持されて
いる。一方、陽極３も、発光管１の管軸に沿って配置さ
れて封止部１１に保持された内部リード棒４によって支
持されている。そして、本発明のショートアーク型放電
ランプも従来のショートアーク型放電ランプと同様な有
効利用角度範囲内で紫外線を放射し、また、黒化物対策
により陰極２の先端が発光管１の中心Ｘより下方に位置
している。
【００１５】図２に拡大して示すように、陰極２は、陽
極と対向する先端に向かうにしたがってその外径が小さ
くなるようコーン状に形成された先端部分２１と、先端
部分２１に続き同一外径で軸方向封止部側に延在する胴
体部分２２と、胴体部分２２の封止部側に形成された後
端部２３とからなる。また、内部リード棒４は陰極２の
後端部２３の中心に位置するように嵌合されている。な
お、内部リード棒４と陰極２は一体物で形成されていて
も良い。この場合、内部リード棒４とは、封止部１１か
ら発光管１内に伸び出し当該内部リード棒４の外径より
大きな径である陰極２が形成されるところまでの部分の
ことを言う。
極と対向する先端に向かうにしたがってその外径が小さ
くなるようコーン状に形成された先端部分２１と、先端
部分２１に続き同一外径で軸方向封止部側に延在する胴
体部分２２と、胴体部分２２の封止部側に形成された後
端部２３とからなる。また、内部リード棒４は陰極２の
後端部２３の中心に位置するように嵌合されている。な
お、内部リード棒４と陰極２は一体物で形成されていて
も良い。この場合、内部リード棒４とは、封止部１１か
ら発光管１内に伸び出し当該内部リード棒４の外径より
大きな径である陰極２が形成されるところまでの部分の
ことを言う。
【００１６】陰極２の外径Ｄは、内部リード棒４の外径
ｄより大きく、また、陰極２の外径Ｄ（ｍｍ）と軸方向
の長さＬ（ｍｍ）との関係は、Ｌ≧２．５Ｄである。つ
まり、陰極２の軸方向の長さは外径の２．５倍以上であ
る。
ｄより大きく、また、陰極２の外径Ｄ（ｍｍ）と軸方向
の長さＬ（ｍｍ）との関係は、Ｌ≧２．５Ｄである。つ
まり、陰極２の軸方向の長さは外径の２．５倍以上であ
る。
【００１７】発光管１の放電空間Ｓ内には、キセノン、
アルゴン、クリプトン等の希ガス若しくはこれらの混合
物よりなる封入ガス、および、放電発光物質である水銀
が封入されている。封入ガスの圧力は、封入時において
例えば０．１〜１０ａｔｍであり、水銀の封入量は、例
えば発光管１の内容積当たりの重量で０．５〜６０ｍｇ
／ｃｃである。
アルゴン、クリプトン等の希ガス若しくはこれらの混合
物よりなる封入ガス、および、放電発光物質である水銀
が封入されている。封入ガスの圧力は、封入時において
例えば０．１〜１０ａｔｍであり、水銀の封入量は、例
えば発光管１の内容積当たりの重量で０．５〜６０ｍｇ
／ｃｃである。
【００１８】以上において、陰極２の外径Ｄは８〜２０
ｍｍであることが好ましい。陰極２の外径Ｄが８ｍｍ未
満の場合は、熱伝導性が悪くなり陰極２の先端が高温と
なり、陰極２を構成する電極物質の蒸発が激しくなると
いう問題があり、陰極２の外径Ｄが２０ｍｍを超える場
合は、電極製造が困難になるという問題がある。この結
果、陰極２の外径Ｄ（ｍｍ）と軸方向の長さＬ（ｍｍ）
との関係は、Ｌ≧２．５Ｄであるので、陰極２の軸方向
の長さＬは２０〜５０ｍｍであることが好ましくなる。
ｍｍであることが好ましい。陰極２の外径Ｄが８ｍｍ未
満の場合は、熱伝導性が悪くなり陰極２の先端が高温と
なり、陰極２を構成する電極物質の蒸発が激しくなると
いう問題があり、陰極２の外径Ｄが２０ｍｍを超える場
合は、電極製造が困難になるという問題がある。この結
果、陰極２の外径Ｄ（ｍｍ）と軸方向の長さＬ（ｍｍ）
との関係は、Ｌ≧２．５Ｄであるので、陰極２の軸方向
の長さＬは２０〜５０ｍｍであることが好ましくなる。
【００１９】上記の構成のショートアーク型放電ランプ
によれば、陰極２の軸方向の長さを外径の２．５倍以上
と長くすることによって、陰極２の胴体部分２２の長さ
が長くなりガスの流れがこの長くなった胴体部分２２の
表面に沿ってガイドされて整流され、さらに、陰極２の
後端部２３が発光管１の封止部１１側に近づくことによ
り、後端部２３と封止部１１の間の空間が狭くなるの
で、発光管１内のガスが陰極２に沿って上方に流れると
き、そのガスが細い内部リード棒４の方向に湾曲される
ことが抑制され、発光管１内のガス全体の対流が乱され
ることが抑制され、よって、アークの揺らぎを抑制する
ことができ、光が安定する。つまり、光安定度が良くな
る。
によれば、陰極２の軸方向の長さを外径の２．５倍以上
と長くすることによって、陰極２の胴体部分２２の長さ
が長くなりガスの流れがこの長くなった胴体部分２２の
表面に沿ってガイドされて整流され、さらに、陰極２の
後端部２３が発光管１の封止部１１側に近づくことによ
り、後端部２３と封止部１１の間の空間が狭くなるの
で、発光管１内のガスが陰極２に沿って上方に流れると
き、そのガスが細い内部リード棒４の方向に湾曲される
ことが抑制され、発光管１内のガス全体の対流が乱され
ることが抑制され、よって、アークの揺らぎを抑制する
ことができ、光が安定する。つまり、光安定度が良くな
る。
【００２０】また、上記のショートアーク型放電ランプ
をランプ電力２ＫＷ以上で点灯した場合、従来のショー
トアーク型放電ランプの光安定度と比較して著しく光安
定度が良い。
をランプ電力２ＫＷ以上で点灯した場合、従来のショー
トアーク型放電ランプの光安定度と比較して著しく光安
定度が良い。
【００２１】
【実施例】以下、本発明のショートアーク型放電ランプ
の実施例について具体的に説明する。 ＜実施例１＞図１に示す構成に従って、下記の仕様によ
る本発明のショートアーク型放電ランプを作製した。 発光管（１）： 材質；石英ガラス，放電空間の容積８０ｃｃ， 陰極（２）： 材質；トリエーテッドタングステン 寸法；外径Ｄ：１０ｍｍ、軸方向の長さＬ：２５ｍｍ， 陽極（３）： 材質；タングステン， 寸法；外径２０ｍｍ、軸方向の長さ３０ｍｍ， 陰極を支持する内部リード棒（４）： 材質；タングステン 寸法；外径ｄ：６ｍｍ， 封止部（１１）から陰極（２）の先端までの距離Ｎ：４
０ｍｍ， 封止部（１１）から陰極後端部（２１）のまでの距離
Ｍ：１５ｍｍ， 電極間距離：５ｍｍ， 封入物：キセノンガス（封入時圧力０．５ａｔｍ），水
銀２ｇ， 定格電流：５５Ａ， 定格電圧：３６Ｖ， 定格入力電力：１９８０Ｗ， 光安定度：０．４８
の実施例について具体的に説明する。 ＜実施例１＞図１に示す構成に従って、下記の仕様によ
る本発明のショートアーク型放電ランプを作製した。 発光管（１）： 材質；石英ガラス，放電空間の容積８０ｃｃ， 陰極（２）： 材質；トリエーテッドタングステン 寸法；外径Ｄ：１０ｍｍ、軸方向の長さＬ：２５ｍｍ， 陽極（３）： 材質；タングステン， 寸法；外径２０ｍｍ、軸方向の長さ３０ｍｍ， 陰極を支持する内部リード棒（４）： 材質；タングステン 寸法；外径ｄ：６ｍｍ， 封止部（１１）から陰極（２）の先端までの距離Ｎ：４
０ｍｍ， 封止部（１１）から陰極後端部（２１）のまでの距離
Ｍ：１５ｍｍ， 電極間距離：５ｍｍ， 封入物：キセノンガス（封入時圧力０．５ａｔｍ），水
銀２ｇ， 定格電流：５５Ａ， 定格電圧：３６Ｖ， 定格入力電力：１９８０Ｗ， 光安定度：０．４８
【００２２】なお、光安定度とは、アークの揺らぎを数
値で示したものであり、上記の実施例１のショートアー
ク型放電ランプを陰極が上方に位置するように点灯さ
せ、アーク中心に対して水平方向に離れた位置での紫外
線の照度を測定し、下記の式によって求めた。 （式１） Ｍｏｄ＝｛（Ｉmax −Ｉmin ）÷〔（Ｉmax ＋Ｉmin ）／２〕｝×１００ Ｍｏｄ・・・光安定度 Ｉmax ・・・最高照度（Ｗ／ｃｍ2 ） Ｉmin ・・・最低照度（Ｗ／ｃｍ2 ）
値で示したものであり、上記の実施例１のショートアー
ク型放電ランプを陰極が上方に位置するように点灯さ
せ、アーク中心に対して水平方向に離れた位置での紫外
線の照度を測定し、下記の式によって求めた。 （式１） Ｍｏｄ＝｛（Ｉmax −Ｉmin ）÷〔（Ｉmax ＋Ｉmin ）／２〕｝×１００ Ｍｏｄ・・・光安定度 Ｉmax ・・・最高照度（Ｗ／ｃｍ2 ） Ｉmin ・・・最低照度（Ｗ／ｃｍ2 ）
【００２３】＜実験例１＞下記の表１に示すように、実
施例１のランプと比べて陰極の外径Ｄと軸方向の長さＬ
が異なる比較用の種々のショートアーク型放電ランプを
作製し、その光安定度を求めた。結果を、表１に示す。
なお、上記の実施例１のランプの結果も含めて示す。
施例１のランプと比べて陰極の外径Ｄと軸方向の長さＬ
が異なる比較用の種々のショートアーク型放電ランプを
作製し、その光安定度を求めた。結果を、表１に示す。
なお、上記の実施例１のランプの結果も含めて示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１より、比較ランプ１３〜１８および実
施例１のランプでは、光安定度の値が０．５未満にな
り、光安定度が良く、アークの揺らぎが抑制されている
ことが分かる。このことから、Ｌ／Ｄ≧２．５、つま
り、Ｌ≧２．５Ｄのときに光安定度が良く、アークの揺
らぎが抑制されていることが分かる。さらに、図３はＬ
／Ｄに対する光安定度の変化をグラフ化したものであ
り、図３からも明らかなようにＬ／Ｄ≧２．５、つま
り、Ｌ≧２．５Ｄの場合、光安定度が良く、アークの揺
らぎが抑制されていることが理解される。
施例１のランプでは、光安定度の値が０．５未満にな
り、光安定度が良く、アークの揺らぎが抑制されている
ことが分かる。このことから、Ｌ／Ｄ≧２．５、つま
り、Ｌ≧２．５Ｄのときに光安定度が良く、アークの揺
らぎが抑制されていることが分かる。さらに、図３はＬ
／Ｄに対する光安定度の変化をグラフ化したものであ
り、図３からも明らかなようにＬ／Ｄ≧２．５、つま
り、Ｌ≧２．５Ｄの場合、光安定度が良く、アークの揺
らぎが抑制されていることが理解される。
【００２６】＜実験例２＞下記の表２に示すように、陰
極の外径Ｄと軸方向の長さＬの比が異なる従来のランプ
と本発明のランプにおいて、ランプ入力電力を変えた場
合の光安定度の改善率を求めた。結果を、表２に示す。
なお、光安定度の改善率とは、前述の（式１）によって
求められたそれぞれのランプの光安定度の値を、下記に
式に代入して求めた。 （式２） Ｅva＝｛（Ｍｏｄ0 −Ｍｏｄ1 ）÷Ｍｏｄ0 ｝×１００ Ｅva・・・・・・改善率（％） Ｍｏｄ0 ・・・・従来ランプの光安定度 Ｍｏｄ1 ・・・・本発明のランプの光安定度
極の外径Ｄと軸方向の長さＬの比が異なる従来のランプ
と本発明のランプにおいて、ランプ入力電力を変えた場
合の光安定度の改善率を求めた。結果を、表２に示す。
なお、光安定度の改善率とは、前述の（式１）によって
求められたそれぞれのランプの光安定度の値を、下記に
式に代入して求めた。 （式２） Ｅva＝｛（Ｍｏｄ0 −Ｍｏｄ1 ）÷Ｍｏｄ0 ｝×１００ Ｅva・・・・・・改善率（％） Ｍｏｄ0 ・・・・従来ランプの光安定度 Ｍｏｄ1 ・・・・本発明のランプの光安定度
【００２７】
【表２】
【００２８】表２より、同じランプ入力電力で従来のラ
ンプと本発明のランプの光安定度を比較した場合、どの
ランプ入力電力においても本発明のランプの方が光安定
度が良いことがわかる。特に２ＫＷ以上の場合には、本
発明のランプの光安定度が従来のランプの光安定度に対
して、４０％以上も改善され、アークの揺らぎが抑制さ
れていることがわかる。さらに、図４はランプ入力電力
に対する改善率をグラフ化したものである。図４からも
明らかなように、ランプ入力電力が２ＫＷ以上の場合、
改善率が４０％以上となり、本発明のランプの安定度が
従来のランプの安定度に対して、著しく良くなり、アー
クの揺らぎが抑制されていることが理解される。
ンプと本発明のランプの光安定度を比較した場合、どの
ランプ入力電力においても本発明のランプの方が光安定
度が良いことがわかる。特に２ＫＷ以上の場合には、本
発明のランプの光安定度が従来のランプの光安定度に対
して、４０％以上も改善され、アークの揺らぎが抑制さ
れていることがわかる。さらに、図４はランプ入力電力
に対する改善率をグラフ化したものである。図４からも
明らかなように、ランプ入力電力が２ＫＷ以上の場合、
改善率が４０％以上となり、本発明のランプの安定度が
従来のランプの安定度に対して、著しく良くなり、アー
クの揺らぎが抑制されていることが理解される。
【００２９】
【発明の効果】本発明のショートアーク型放電ランプに
よれば、陰極の軸方向の長さを外径の２．５倍以上と長
くすることによって、陰極の軸方向の長さが長くなりガ
スの流れがこの長くなった陰極の表面に沿ってガイドさ
れて整流され、さらに、陰極の後端部が発光管の封止部
側に近づくことにより、後端部と封止部までの空間が狭
くなるので、発光管内のガスが陰極に沿って上方に流れ
るとき、そのガスが細い内部リード棒の方向に湾曲され
ることが抑制され、発光管内のガス全体の対流が乱れる
ことが抑制され、よって、アークの揺らぎを抑制するこ
とができ、光安定度が良くなる。従って、光安定度が良
くフォトリソグラフィー法に用いられるマスクパターン
が微細化されても高解像度の露光ができる。
よれば、陰極の軸方向の長さを外径の２．５倍以上と長
くすることによって、陰極の軸方向の長さが長くなりガ
スの流れがこの長くなった陰極の表面に沿ってガイドさ
れて整流され、さらに、陰極の後端部が発光管の封止部
側に近づくことにより、後端部と封止部までの空間が狭
くなるので、発光管内のガスが陰極に沿って上方に流れ
るとき、そのガスが細い内部リード棒の方向に湾曲され
ることが抑制され、発光管内のガス全体の対流が乱れる
ことが抑制され、よって、アークの揺らぎを抑制するこ
とができ、光安定度が良くなる。従って、光安定度が良
くフォトリソグラフィー法に用いられるマスクパターン
が微細化されても高解像度の露光ができる。
【００３０】また、上記のショートアーク型放電ランプ
をランプ入力電力２ＫＷ以上で点灯した場合、上記構成
のショートアーク型放電ランプによれば、従来のショー
トアーク型放電ランプの光安定度と比較して著しく光安
定度が良くなる。従って、紫外線の放射量の大きなショ
ートアーク型放電ランプとなり、露光効率および生産効
率の向上に対応できる。
をランプ入力電力２ＫＷ以上で点灯した場合、上記構成
のショートアーク型放電ランプによれば、従来のショー
トアーク型放電ランプの光安定度と比較して著しく光安
定度が良くなる。従って、紫外線の放射量の大きなショ
ートアーク型放電ランプとなり、露光効率および生産効
率の向上に対応できる。
【図１】本発明のショートアーク型放電ランプの構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図２】図１における、陰極と内部リード棒の拡大説明
図である。
図である。
【図３】陰極の外径Ｄと軸方向の長さＬとの関係Ｌ／Ｄ
と光安定度の変化を示すデータ説明図である。
と光安定度の変化を示すデータ説明図である。
【図４】本発明のショートアーク型放電ランプの光安定
度が従来のショートアーク型放電ランプの安定度に対し
て改善された改善率を示すデータ説明図である。
度が従来のショートアーク型放電ランプの安定度に対し
て改善された改善率を示すデータ説明図である。
【図５】従来のショートアーク型放電ランプの構成を示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】図５における、陰極と内部リード棒の拡大説明
図である。
図である。
１ 発光管 ２ 陰極 ２１ 先端部分 ２２ 胴体部分 ２３ 後端部 ２Ａ 陰極 ２１Ａ 後端部分 ３ 陽極 ４ 内部リード棒 １１ 封止部 Ｄ 陰極の外径 ｄ 内部リード Ｎ 封止部から陰極先端までの距離 Ｍ 封止部から陰極後端部までの距離 Ｘ 発光管の中心
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−304857（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−235281（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−17387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−56346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−50565（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−84857（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/073 H01J 61/86
Claims (1)
- 【請求項１】放電空間を取り囲む発光管と、該発光管の
両端に形成された封止部と、前記発光管内に対向配置さ
れた陰極と陽極とを有し、陰極が上方に位置して点灯さ
れるショートアーク型放電ランプにおいて、 前記陰極は、前記封止部に保持された内部リード棒によ
って支持されるとともに、当該内部リード棒より大径で
あって、 前記陰極の外径をＤ（ｍｍ）、前記陰極の軸方向の長さ
をＬ（ｍｍ）とした時、 Ｌ≧２．５Ｄ であるとともに、ランプ入力電力が、２ＫＷ以上である ことを特徴とする
ショートアーク型放電ランプ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08338697A JP3298453B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | ショートアーク型放電ランプ |
| TW087100252A TW385478B (en) | 1997-03-18 | 1998-01-09 | Short arc discharge lamp |
| DE69810683T DE69810683T2 (de) | 1997-03-18 | 1998-03-12 | Kurzbogenentladungslampe |
| EP98104521A EP0866492B1 (en) | 1997-03-18 | 1998-03-12 | Discharge lamp of the short arc type |
| KR10-1998-0009358A KR100499618B1 (ko) | 1997-03-18 | 1998-03-18 | 쇼트아크형방전램프 |
| US09/040,411 US6107741A (en) | 1997-03-18 | 1998-03-18 | Cathode structure for short arc type discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08338697A JP3298453B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | ショートアーク型放電ランプ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10261383A JPH10261383A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3298453B2 true JP3298453B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=13800992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08338697A Expired - Lifetime JP3298453B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | ショートアーク型放電ランプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6107741A (ja) |
| EP (1) | EP0866492B1 (ja) |
| JP (1) | JP3298453B2 (ja) |
| KR (1) | KR100499618B1 (ja) |
| DE (1) | DE69810683T2 (ja) |
| TW (1) | TW385478B (ja) |
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| JP3065581B2 (ja) * | 1998-03-24 | 2000-07-17 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ、および紫外線発光装置 |
| US7187129B2 (en) * | 2001-06-25 | 2007-03-06 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | High pressure gas discharge lamp and method of manufacturing the same |
| DE10209426A1 (de) * | 2002-03-05 | 2003-09-18 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Kurzbogen-Hochdruckentladungslampe |
| JP4042605B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-02-06 | ウシオ電機株式会社 | キセノンランプ |
| US20060175973A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Lisitsyn Igor V | Xenon lamp |
| JP5363174B2 (ja) * | 2009-04-10 | 2013-12-11 | 株式会社ユメックス | ショートアーク型放電灯 |
| JP5856380B2 (ja) * | 2011-03-04 | 2016-02-09 | 岩崎電気株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
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|---|---|---|---|---|
| JPS5550565A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-12 | Toshiba Corp | Super high voltage discharging lamp |
| JPS5754211Y2 (ja) * | 1978-12-07 | 1982-11-24 | ||
| JPS6017849A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-29 | Toshiba Corp | 小形金属蒸気放電灯 |
| JPS6056346A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-01 | Ushio Inc | 半導体露光装置 |
| JPS6247941A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-02 | Toshiba Corp | 小形高圧金属蒸気放電灯 |
| JPH02304857A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Ushio Inc | ショートアーク型高圧水銀蒸気ランプ |
| US5083059A (en) * | 1990-12-31 | 1992-01-21 | Welch Allyn, Inc. | Electrode for metal halide discharge lamp |
| US5239230A (en) * | 1992-03-27 | 1993-08-24 | General Electric Company | High brightness discharge light source |
| JPH07235281A (ja) * | 1994-02-23 | 1995-09-05 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 直流放電灯および該放電灯を用いた半導体露光装置並びに映写装置 |
| US5539273A (en) * | 1994-06-29 | 1996-07-23 | Welch Allyn, Inc. | Etched electrode for metal halide discharge lamps |
| DE69527491T2 (de) * | 1994-11-25 | 2003-02-20 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha To | Metallhalogenidlampe vom Kurz-Bogen Typ |
| JP3077538B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2000-08-14 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ |
| JP3158972B2 (ja) * | 1995-06-26 | 2001-04-23 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ及びその点灯方法 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP08338697A patent/JP3298453B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-09 TW TW087100252A patent/TW385478B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-03-12 EP EP98104521A patent/EP0866492B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-12 DE DE69810683T patent/DE69810683T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-18 US US09/040,411 patent/US6107741A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-18 KR KR10-1998-0009358A patent/KR100499618B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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| EP0866492A3 (en) | 1999-02-03 |
| JPH10261383A (ja) | 1998-09-29 |
| EP0866492A2 (en) | 1998-09-23 |
| DE69810683T2 (de) | 2003-09-18 |
| EP0866492B1 (en) | 2003-01-15 |
| TW385478B (en) | 2000-03-21 |
| DE69810683D1 (de) | 2003-02-20 |
| KR19980080433A (ko) | 1998-11-25 |
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