JPH04306553A - ショートアーク型高圧水銀灯 - Google Patents
ショートアーク型高圧水銀灯Info
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- JPH04306553A JPH04306553A JP9605891A JP9605891A JPH04306553A JP H04306553 A JPH04306553 A JP H04306553A JP 9605891 A JP9605891 A JP 9605891A JP 9605891 A JP9605891 A JP 9605891A JP H04306553 A JPH04306553 A JP H04306553A
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Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ショートアーク型の高
圧水銀灯に関し、更には半導体製造における焼付け工程
の露光用光源に適したショートアーク型の高圧水銀灯に
関するものである。
圧水銀灯に関し、更には半導体製造における焼付け工程
の露光用光源に適したショートアーク型の高圧水銀灯に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ショートアーク型高圧水銀灯は、石英ガ
ラス製の発光管の中央に球形や楕円球形の発光空間囲繞
部が形成され、発光空間囲繞部内に陽極と陰極が3mm
程度の間隔で対向配置されている。そして、発光管内に
所定量の水銀と希ガスが封入されており、両電極間でア
ーク放電する。かかるショートアーク型高圧水銀灯は、
各種の用途に利用されているが、例えば半導体製造にお
ける焼付け工程において、ショートアーク型高圧水銀灯
から放射するg線(波長が436nmの紫外線)やi線
(波長が365nmの紫外線)を利用している。
ラス製の発光管の中央に球形や楕円球形の発光空間囲繞
部が形成され、発光空間囲繞部内に陽極と陰極が3mm
程度の間隔で対向配置されている。そして、発光管内に
所定量の水銀と希ガスが封入されており、両電極間でア
ーク放電する。かかるショートアーク型高圧水銀灯は、
各種の用途に利用されているが、例えば半導体製造にお
ける焼付け工程において、ショートアーク型高圧水銀灯
から放射するg線(波長が436nmの紫外線)やi線
(波長が365nmの紫外線)を利用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体露光
用の波長としては、回路パターンの微細化に伴って、よ
り波長の短いi線が主流になりつつあり、i線の半値巾
もより狭いものが求められている。このため、水銀の封
入量を少なくしているが、水銀の封入量を少なくすると
、ショートアーク型高圧水銀灯は、水銀を早く蒸発させ
るために定電力制御点灯されるので、ランプ電流が増大
する。そして、ランプ電流が増大すると、大きな電源を
必要とするだけでなく、ランプ寿命も短くなる不具合が
ある。従来、ランプ電流を下げるために、希ガスの種類
やその封入圧力を検討することによって対処していたが
、十分にランプ電圧を下げることができず、かつi線の
半値巾が太くなってシャープなi線を放射することがで
きない。そこで本発明は、ランプ電流が低下し、ランプ
寿命も長くて半導体露光用の光源に適したショートアー
ク型高圧水銀灯を提供することを目的とする。
用の波長としては、回路パターンの微細化に伴って、よ
り波長の短いi線が主流になりつつあり、i線の半値巾
もより狭いものが求められている。このため、水銀の封
入量を少なくしているが、水銀の封入量を少なくすると
、ショートアーク型高圧水銀灯は、水銀を早く蒸発させ
るために定電力制御点灯されるので、ランプ電流が増大
する。そして、ランプ電流が増大すると、大きな電源を
必要とするだけでなく、ランプ寿命も短くなる不具合が
ある。従来、ランプ電流を下げるために、希ガスの種類
やその封入圧力を検討することによって対処していたが
、十分にランプ電圧を下げることができず、かつi線の
半値巾が太くなってシャープなi線を放射することがで
きない。そこで本発明は、ランプ電流が低下し、ランプ
寿命も長くて半導体露光用の光源に適したショートアー
ク型高圧水銀灯を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、石英ガラス製の発光管内に水銀と希ガ
スが封入され、発光管中央の発光空間囲繞部内に一対の
電極が対向配置され、定電力制御で点灯されるショート
アーク型高圧水銀灯において、発光空間囲繞部の内面に
波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する薄膜を
形成し、かつ発光管内に水銀と希ガスとのモル比で5×
10−4以上の水素ガスを封入する。
めに、本発明は、石英ガラス製の発光管内に水銀と希ガ
スが封入され、発光管中央の発光空間囲繞部内に一対の
電極が対向配置され、定電力制御で点灯されるショート
アーク型高圧水銀灯において、発光空間囲繞部の内面に
波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する薄膜を
形成し、かつ発光管内に水銀と希ガスとのモル比で5×
10−4以上の水素ガスを封入する。
【0005】
【作用】本発明者は、前記の目的を達成するために、鋭
意調査研究した結果、水素ガスが有効であることを見出
し、本発明を完成したものである。すなわち、ショート
アーク型高圧水銀灯は、定電力制御で点灯され、発光管
内に水素ガスを封入するとランプ電圧が上昇し、ランプ
電流値が低下する。封入された水素ガスは、発光管の温
度が700℃以下であれば発光管内に拡散して外部に抜
けることはない。しかし、数十時間点灯すると、水素ガ
スが短波長の紫外線によって活性化され、石英ガラスと
反応する。その結果、水素ガスが石英ガラス内に導入さ
れ、発光管の壁面にSiOHが生成して封入された水素
ガスが消費されてしまう。ところが本発明は、発光空間
囲繞部の内面に波長が250nmの紫外線を50%以上
吸収する薄膜を形成するので、紫外線がこの薄膜に吸収
され、前記の反応が進行せず、長時間点灯しても封入さ
れた水素ガスが残留する。このため、ランプ電圧が上昇
するが、定電力制御されるので、電流値が低下する。つ
まり、電源を小型化することが可能になり、ランプ寿命
も長くなる。かかる効果を得るためには、水素ガスの封
入量は水銀と希ガスとの封入モル比で5×10−4以上
必要であるが、水素封入量をあまり多くすると、発光管
が早期に黒化したりランプ特性が劣化するなどの不具合
が生じるので、5×10−3以下にするのが好ましい。
意調査研究した結果、水素ガスが有効であることを見出
し、本発明を完成したものである。すなわち、ショート
アーク型高圧水銀灯は、定電力制御で点灯され、発光管
内に水素ガスを封入するとランプ電圧が上昇し、ランプ
電流値が低下する。封入された水素ガスは、発光管の温
度が700℃以下であれば発光管内に拡散して外部に抜
けることはない。しかし、数十時間点灯すると、水素ガ
スが短波長の紫外線によって活性化され、石英ガラスと
反応する。その結果、水素ガスが石英ガラス内に導入さ
れ、発光管の壁面にSiOHが生成して封入された水素
ガスが消費されてしまう。ところが本発明は、発光空間
囲繞部の内面に波長が250nmの紫外線を50%以上
吸収する薄膜を形成するので、紫外線がこの薄膜に吸収
され、前記の反応が進行せず、長時間点灯しても封入さ
れた水素ガスが残留する。このため、ランプ電圧が上昇
するが、定電力制御されるので、電流値が低下する。つ
まり、電源を小型化することが可能になり、ランプ寿命
も長くなる。かかる効果を得るためには、水素ガスの封
入量は水銀と希ガスとの封入モル比で5×10−4以上
必要であるが、水素封入量をあまり多くすると、発光管
が早期に黒化したりランプ特性が劣化するなどの不具合
が生じるので、5×10−3以下にするのが好ましい。
【0006】
【実施例】以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具
体的に説明する。図1は、半導体露光用光源として使用
される消費電力が2KWのショートアーク型高圧水銀灯
を示す。石英ガラス製の発光管1の中央が球形をした発
光空間囲繞部2であり、発光空間囲繞部2の両側から封
止管部5が伸び、封止管部5の先端に口金6が取り付け
られている。そして、発光空間囲繞部2内に陰極3と陽
極4が対向配置されている。陽極4は、酸化トリウムを
含有したタングステンで構成され、外周にジルコニウム
、タンタル、ジルコニウムとタンタルの混合部などのゲ
ッター材が付着したゲッター線 41 が巻き付けられ
ている。発光管1内には、所定量の水銀と希ガスおよび
この水銀と希ガスとの封入モル比で5×10−4以上の
水素ガスが封入されている。水素ガスは、キセノンガス
とともに直接封入してもよく、あるいは、ゲッター材に
吸着させ、点灯して高温になるとゲッター材から放出す
るようにしてもよい。そして、発光空間囲繞部2の内面
には、便宜上点線で示す薄膜7が形成されている。薄膜
7は、チタンやセリウムなどのアルコール溶液をディッ
ピング法でコーティングし、高温で焼き付けたものであ
るが、波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する
特性を有する。
体的に説明する。図1は、半導体露光用光源として使用
される消費電力が2KWのショートアーク型高圧水銀灯
を示す。石英ガラス製の発光管1の中央が球形をした発
光空間囲繞部2であり、発光空間囲繞部2の両側から封
止管部5が伸び、封止管部5の先端に口金6が取り付け
られている。そして、発光空間囲繞部2内に陰極3と陽
極4が対向配置されている。陽極4は、酸化トリウムを
含有したタングステンで構成され、外周にジルコニウム
、タンタル、ジルコニウムとタンタルの混合部などのゲ
ッター材が付着したゲッター線 41 が巻き付けられ
ている。発光管1内には、所定量の水銀と希ガスおよび
この水銀と希ガスとの封入モル比で5×10−4以上の
水素ガスが封入されている。水素ガスは、キセノンガス
とともに直接封入してもよく、あるいは、ゲッター材に
吸着させ、点灯して高温になるとゲッター材から放出す
るようにしてもよい。そして、発光空間囲繞部2の内面
には、便宜上点線で示す薄膜7が形成されている。薄膜
7は、チタンやセリウムなどのアルコール溶液をディッ
ピング法でコーティングし、高温で焼き付けたものであ
るが、波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する
特性を有する。
【0007】しかして、かかる構成のショートアーク型
高圧水銀灯を点灯すると、短波長の紫外線が薄膜7に吸
収されるので、前述のとおり、水素ガスと石英ガラスが
反応せず、封入された水素ガスが残留する。このため、
ランプ電圧が上昇するが、このショートアーク型高圧水
銀灯は点灯に際して水銀の蒸発を促進するために定電力
制御されるので、ランプ電圧が上昇するとランプ電流が
低下する。つまり、電源装置を小型化でき、ランプ寿命
も長くなる。なお、発光空間囲繞部の内面に形成される
薄膜が波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する
ものであるので、半導体の焼付けに利用されるi線はこ
れに吸収されることなく有効に放射する。
高圧水銀灯を点灯すると、短波長の紫外線が薄膜7に吸
収されるので、前述のとおり、水素ガスと石英ガラスが
反応せず、封入された水素ガスが残留する。このため、
ランプ電圧が上昇するが、このショートアーク型高圧水
銀灯は点灯に際して水銀の蒸発を促進するために定電力
制御されるので、ランプ電圧が上昇するとランプ電流が
低下する。つまり、電源装置を小型化でき、ランプ寿命
も長くなる。なお、発光空間囲繞部の内面に形成される
薄膜が波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する
ものであるので、半導体の焼付けに利用されるi線はこ
れに吸収されることなく有効に放射する。
【0008】次に、封入する水素量とランプ電圧の関係
を調査したが、その結果を図2に示す。これから分かる
ように、封入する水素量が水銀と希ガスとの封入モル比
で5×10−4まではランプ電圧が急激に上昇し、水素
量をこれ以上増加してもランプ電圧の上昇は僅かである
。 つまり、水素量が5×10−4でランプ電圧は臨界的に
変化する。従って、封入する水素量は5×10−4以上
でなければならない。なお、封入する水素量をあまり大
きくすると、ゲッター材が脆化して発光管の早期黒化が
発生したり、ランプ特性の劣化が生じるので、5×10
−3以下にするのが好ましい。
を調査したが、その結果を図2に示す。これから分かる
ように、封入する水素量が水銀と希ガスとの封入モル比
で5×10−4まではランプ電圧が急激に上昇し、水素
量をこれ以上増加してもランプ電圧の上昇は僅かである
。 つまり、水素量が5×10−4でランプ電圧は臨界的に
変化する。従って、封入する水素量は5×10−4以上
でなければならない。なお、封入する水素量をあまり大
きくすると、ゲッター材が脆化して発光管の早期黒化が
発生したり、ランプ特性の劣化が生じるので、5×10
−3以下にするのが好ましい。
【0009】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のショート
アーク型高圧水銀灯は、石英ガラス製の発光管内に水銀
と希ガスとの封入モル比で5×10−4以上の水素ガス
を封入するとともに、電極が対向配置される発光空間囲
繞部の内面に波長が250nmの紫外線を50%以上吸
収する薄膜を形成して水素ガスが石英ガラスと反応しな
いようにしたので、長時間点灯しても水素ガスが発光管
内に残留し、ランプ電圧を上昇させる。従って、定電力
制御されるショートアーク型高圧水銀灯においては、ラ
ンプ電流が低下して電源装置を小型化でき、ランプ寿命
も長くなる。
アーク型高圧水銀灯は、石英ガラス製の発光管内に水銀
と希ガスとの封入モル比で5×10−4以上の水素ガス
を封入するとともに、電極が対向配置される発光空間囲
繞部の内面に波長が250nmの紫外線を50%以上吸
収する薄膜を形成して水素ガスが石英ガラスと反応しな
いようにしたので、長時間点灯しても水素ガスが発光管
内に残留し、ランプ電圧を上昇させる。従って、定電力
制御されるショートアーク型高圧水銀灯においては、ラ
ンプ電流が低下して電源装置を小型化でき、ランプ寿命
も長くなる。
【図1】ショートアーク型高圧水銀灯の説明図である。
【図2】発光管内に封入する水素量(水銀と希ガスとの
封入モル比)とランプ電圧の関係図である。
封入モル比)とランプ電圧の関係図である。
1 発光管
2 発光空間囲繞部
3 陰極
4 陽極
5 封止管部
6 口金
7 薄膜
41 ゲッター線
Claims (1)
- 【請求項1】 石英ガラス製の発光管内に水銀と希ガ
スが封入され、発光管中央の発光空間囲繞部内に一対の
電極が対向配置され、定電力制御で点灯されるショート
アーク型高圧水銀灯において、前記発光空間囲繞部の内
面に波長が250nmの紫外線を50%以上吸収する薄
膜が形成され、かつ発光管内に水銀と希ガスとのモル比
で5×10−4以上の水素ガスが封入されたことを特徴
とするショートアーク型高圧水銀灯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9605891A JP2880582B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ショートアーク型高圧水銀灯 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9605891A JP2880582B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ショートアーク型高圧水銀灯 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04306553A true JPH04306553A (ja) | 1992-10-29 |
JP2880582B2 JP2880582B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=14154843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9605891A Expired - Fee Related JP2880582B2 (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | ショートアーク型高圧水銀灯 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2880582B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR960011566A (ko) * | 1994-09-12 | 1996-04-20 | 타실로 다우너, 조아킴 베르너 | 수은 증기 고압 쇼트 아크 방전등, 상기 등으로부터 방출된 방사선에 반도체 웨이퍼를 노광시키는 방법 및 장치 |
KR100392387B1 (ko) * | 2000-03-14 | 2003-07-23 | 도시바 라이텍쿠 가부시키가이샤 | 자외선 램프와, 그 램프를 사용한 살균장치 및 청정장치 |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP9605891A patent/JP2880582B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR960011566A (ko) * | 1994-09-12 | 1996-04-20 | 타실로 다우너, 조아킴 베르너 | 수은 증기 고압 쇼트 아크 방전등, 상기 등으로부터 방출된 방사선에 반도체 웨이퍼를 노광시키는 방법 및 장치 |
KR100392387B1 (ko) * | 2000-03-14 | 2003-07-23 | 도시바 라이텍쿠 가부시키가이샤 | 자외선 램프와, 그 램프를 사용한 살균장치 및 청정장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2880582B2 (ja) | 1999-04-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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