JPH06290754A - 高圧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 - Google Patents

高圧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

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JPH06290754A
JPH06290754A JP5074243A JP7424393A JPH06290754A JP H06290754 A JPH06290754 A JP H06290754A JP 5074243 A JP5074243 A JP 5074243A JP 7424393 A JP7424393 A JP 7424393A JP H06290754 A JPH06290754 A JP H06290754A
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JP
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bulb
pressure discharge
high pressure
electrode
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JP5074243A
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Yasuhiro Iwato
泰博 岩藤
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光出力を低下させることなく、簡単な構成でラ
ンプ始動性を向上させ、ノイズの発生を抑制する。 【構成】石英ガラス製バルブ1の発光空間内に一対の電
極2,3を対向して配置した高圧放電灯において、バル
ブ1の発光空間内に突出した電極長さをLとするとき、
バルブ1の少なくとも一方の電極を囲む外表面に、L/
5〜Lの範囲に亘り導電性被膜4aまたは4bを形成
し、この導電性被膜4aまたは4bを上記一方の電極と
電気的に接続したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高圧放電灯に係り、特に
ショートアーク放電灯のようにランプ始動時に高電圧ま
たは高圧パルスを要する高圧放電灯および該放電灯を用
いた映写装置並びに半導体露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の高圧放電灯は、発光空間
を形成するバルブ内に対向して一対の電極を配置し、希
ガス、水銀またはハロゲン化金属、キセノンガスなどを
封入したものが高効率・高演色性などの特徴を活かし、
各種分野で広く普及している。その中でもアーク長が短
い、いわゆるショートアーク放電灯は、上記の特徴に加
え点光源に近い特徴を有していることから、光学系と組
み合わせてプロジェクター用などの光源として用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のシ
ョートアーク放電灯において、例えばアーク長が10m
m以下となるようなショートアーク放電灯では、ランプ
を始動させるために、例えば20〜30kV程度の高圧
パルスを印加する必要があり、この時に発生するノイズ
が例えば周辺でOA機器を使用する場合に誤動作を生じ
させる問題点がある。
【0004】これを防止するため、この種のランプを装
着した光学装置では、ノイズフィルターなどのノイズ吸
収手段を設けるなどの対策が講じられているものの、こ
の場合には光学装置を複雑化させるばかりでなく、コス
ト的にも高価となる問題点がある。
【0005】また、一方では図7に示すようにランプの
始動性を向上させる手段として、バルブ1に沿って陽極
2または陰極3と電気的に接続した近接導体としてのト
リガーワイヤー4を設置することも行われているが、ノ
イズの低減に対して十分な効果が得られていない。
【0006】さらに、陽極2および陰極3へ電子放射性
物質を塗布することも採用されているが、この場合には
塗布した電子放射性物質がランプ寿命中に飛散してバル
ブ1の内面に付着し、光出力が低下するという問題点が
ある。
【0007】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、光出力を低下させることなく、簡単な構成でラ
ンプ始動性を向上させ、ノイズの発生を抑制した高圧放
電灯および該放電灯を用いた映写装置並びに半導体露光
装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
高圧放電灯は、上述した課題を解決するために、石英ガ
ラス製バルブの発光空間内に一対の電極を対向して配置
した高圧放電灯において、上記バルブの発光空間内に突
出した電極長さをLとするとき、上記バルブの少なくと
も一方の電極を囲む外表面に、L/5〜Lの範囲に亘り
導電性被膜を形成し、この導電性被膜を上記一方の電極
と電気的に接続したことを特徴とする。
【0009】また、請求項2の高圧放電灯は、石英ガラ
ス製バルブの発光空間内に一対の電極を対向して配置し
た高圧放電灯において、上記バルブの発光空間内に突出
した電極長さをLとするとき、上記バルブの一対の電極
を囲む外表面のそれぞれに、L/5〜Lの範囲に亘り導
電性被膜を形成し、これら双方の導電性被膜を電気的に
接続したことを特徴とする。
【0010】さらに、請求項3の高圧放電灯は、請求項
1または2の導電性被膜を、耐熱・耐食性金属で構成し
たことを特徴とする。
【0011】請求項4の半導体露光装置は、半導体露光
装置本体と、この半導体露光装置本体に請求項1,2ま
たは3のいずれか一に記載の高圧放電灯を配置したこと
を特徴とする。
【0012】請求項5の映写装置は、映写装置本体と、
この映写装置本体に請求項1,2または3のいずれか一
に記載の高圧放電灯を配置したことを特徴とする。
【0013】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項1において
は、バルブの発光空間内に突出した電極長さをLとする
とき、上記バルブの少なくとも一方の電極を囲む外表面
に、L/5〜Lの範囲に亘り導電性被膜を形成し、この
導電性被膜を上記一方の電極と電気的に接続したことに
より、陰極から放出される電子が陽極に容易に到達する
こととなる。その結果、グロー放電を確実に発生させ、
アーク放電への転移を速やかに完了させるため、放電開
始電圧を低減させることができる。
【0014】ここで、L/5より狭い範囲に導電性被膜
を形成した場合には、従来のトリガーワイヤーとほぼ同
様の幅となり、ノイズ低減に対して十分な効果が得られ
ないこととなる。他方、Lより広い範囲の場合には、放
電開始電圧の低減効果が得られないだけでなく、光学系
と組み合わせて使用した場合、集光効率が低下して照度
低下を招くことになる。
【0015】また、請求項2のように、バルブにおける
一対の電極を囲む外表面のそれぞれに、L/5〜Lの範
囲に亘り導電性被膜を形成し、これら双方の導電性被膜
を電気的に接続しても、請求項1の高圧放電灯と比較
し、放電開始電圧の低減効果はやや劣るだけである。
【0016】さらに、請求項1または2の導電性被膜
は、耐熱・耐食性金属で構成することが好ましい。
【0017】そして、本発明の高圧放電灯は、半導体露
光装置や映写装置に配置することが好ましい。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0019】図1は本発明に係る高圧放電灯の第1実施
例である超高圧水銀ランプを示す部分断面図である。な
お、従来の構成と同一または対応する部分には同一の符
号を用いて説明する。
【0020】図1おいて、超高圧水銀ランプは石英ガラ
ス製のバルブ1を有し、このバルブ1内には、対向して
陽極2および陰極3がそれぞれ発光空間にL1 mm,L
2 mmの長さで突出して配置されており、内部には希ガ
スと水銀が所定量封入されている。
【0021】また、バルブ1の外表面には、陽極2およ
び陰極3を囲むように白金や金などからなる耐熱・耐食
性金属材料としての導電性被膜4a,4bがそれぞれl
1 mm,l2 mmの幅を有して形成されている。導電性
被膜4aは陽極2と、導電性被膜4bは陰極3と、それ
ぞれ導電線5a,5b、口金7a,7bおよび金属箔6
a,6bを介して電気的に接続されている。
【0022】したがって、バルブ1内は給電を兼ねるモ
リブデン,タンタルからなる金属箔6a,6bが陽極
2,陰極3と白金,ロジウムなどのろう材により電気的
に接続されて気密封着されるとともに、金属箔6a,6
bは口金7a,7bとそれぞれ電気的に接続される。
【0023】次に、本実施例の作用を説明する。
【0024】上記のような構成において、定格出力が7
00W、L1 が20mm,L2 が25mmの超高圧の水
銀ランプを製作し、導電性被膜4a,4bの塗布幅l1
およびl2 を種々変化させて図2に示すような結果を得
た。
【0025】この結果から明らかなように、陽極2また
は陰極3の発光空間内への突出長L1 ,L2 に対し、そ
れを囲むバルブ1の外表面への導電性被膜4a,4bの
塗布幅l1 mm,l2 mmの比をそれぞれ0.2とする
ことで、放電開始電圧を約70%と低減し、さらにその
比を1.0とすることで、放電開始電圧を約30%まで
低減できた。
【0026】なお、これ以上導電性被膜4a,4bの塗
布幅l1 mm,l2 mmの比を増してもこれ以上の放電
開始電圧の低減効果が得られないばかりか、例えば導電
性被膜材料として白金、金などの遮光性物質を使用した
場合、光学系と組み合わせて使用されることから集光効
率が低下し、照度低下を招いて好ましくない。
【0027】一方、導電性被膜4a,4bの塗布幅l1
mm,l2 mmの比を0.2未満、つまり電極の突出長
Lの1/5より狭い範囲に導電性被膜4a,4bを形成
した場合には、図7に示すトリガーワイヤーとほぼ同様
の幅となり、ノイズ低減に対して十分な効果が得られな
いことが判明した。したがって、導電性被膜4a,4b
を形成する範囲はL/5〜Lとすることが望ましい。
【0028】また、この放電開始電圧の低減効果は、陽
極2または陰極3のいずれか一方のバルブ1の外表面に
導電性被膜を形成しても得られることが確認されてい
る。
【0029】そして、バルブ1の外表面への導電性被膜
4a,4bの塗布幅l1 mm,l2mmは、バルブ1の
陽極2および陰極3の固定端からの幅としたが、これに
限らず、陽極2および陰極3の先端部からのバルブ1上
の幅、または陽極2および陰極3の中間部におけるバル
ブ1上の幅としても、同様の効果が得られる。
【0030】すなわち、バルブ1の外表面へ形成する導
電性被膜4a,4bは、陽極2および陰極3の基端部を
基準として形成しても、先端部を基準としても、中間部
のいずれでもよい。
【0031】このように本実施例によれば、バルブ1の
発光空間内に突出した陽極2および陰極3の長さを
1 ,L2 とするとき、バルブ1の少なくとも一方の電
極を囲む外表面に、L/5〜Lの範囲に亘り導電性被膜
4aまたは4bを形成し、この導電性被膜4aまたは4
bを上記一方の電極と電気的に接続したことにより、陰
極3から放出される電子が陽極2に容易に到達すること
となる。その結果、グロー放電を確実に発生させ、アー
ク放電への転移を速やかに完了させるため、放電開始電
圧を低減させることができる。
【0032】図3は本発明に係る高圧放電灯の第2実施
例である超高圧水銀ランプを示す部分断面図である。な
お、前記第1実施例と同一の部分には同一の符号を付し
て説明する。
【0033】本実施例では、陽極2および陰極3の周囲
に塗布した導電性被膜4a,4b間を導電線5により電
気的に接続し、導電線5は陽極2および陰極3の双方の
電極と浮かせた状態に設けても図4の結果が得られた。
【0034】このように本実施例によれば、前記第1実
施例と比較して放電開始電圧の低減効果はやや劣るもの
の、導電性被膜4a,4bを形成しないものと比べ、放
電開始電圧の低減効果は顕著に現れ、また導電性被膜4
bを塗布したことで、陰極3周辺の失透も防止すること
ができる。その他の構成および作用は前記第1実施例と
同一であるのでその説明を省略する。
【0035】ところで、前記第1実施例および第2実施
例のように構成された超高圧水銀ランプを光学装置内に
組み込み、放電開始電圧と周辺に配置したOA機器の誤
動作について確認したところ、2500Vでは10%の
割合で発生し、2200Vにおいては2%、2000V
では全く発生しなかった。
【0036】図5は本発明に係る高圧放電灯の第1,2
実施例の超高圧水銀ランプを半導体露光装置に適用した
例を示す。図5において、超高圧水銀ランプ10から照
射された光は、楕円ミラー11および反射ミラー12に
よりそれぞれ反射されて集光レンズ13で集光された
後、反射ミラー14、コンデンサレンズ15を経てフォ
トレジスト16を通過し、さらに縮小投影レンズ17を
通ってウエハ18上に露光される。
【0037】図6は本発明に係る高圧放電灯の別の実施
例であるキセノンランプを映写装置に適用した例を示
す。図6において、キセノンランプ20から照射された
光は楕円ミラー21により反射されてレンズ22a,2
2bに集光し、このレンズ22a,22bでは集光され
た光を平行光としてフイルム23に透過させた後、拡大
レンズ24を通して拡大し、スクリーン25上にフイル
ム23の画像が投影される。
【0038】したがって、上記第1,2実施例の超高圧
水銀ランプを半導体露光装置に、キセノンランプを映写
装置にそれぞれ適用すれば、複雑で高価なノイズフィル
ターを設けることなく、周辺に設置されたOA機器など
へのノイズによる誤動作を防止することができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る高圧
放電灯の請求項1によれば、バルブの発光空間内に突出
した電極長さをLとするとき、上記バルブの少なくとも
一方の電極を囲む外表面に、L/5〜Lの範囲に亘り導
電性被膜を形成し、この導電性被膜を上記一方の電極と
電気的に接続したので、簡単な構成で、光出力の低下な
どの寿命特性を損なうことなく、グロー放電を確実に発
生させ、アーク放電への転移を速やかに完了させること
ができる。これにより、放電開始電圧を低減可能で、ラ
ンプ始動時のノイズの発生を抑制させることができる。
【0040】また、請求項2によれば、バルブにおける
一対の電極を囲む外表面のそれぞれに、L/5〜Lの範
囲に亘り導電性被膜を形成し、これら双方の導電性被膜
を電気的に接続しても、請求項1の高圧放電灯と比較
し、放電開始電圧の低減効果はやや劣るものの、十分そ
の効果が得られる。
【0041】さらに、本発明の高圧放電灯を半導体露光
装置や映写装置にそれぞれ適用すれば、ランプ始動時の
ノイズの発生を抑制させ、その結果、周辺で使用するO
A機器などへのノイズによる誤動作を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高圧放電灯の第1実施例である超
高圧水銀ランプを示す部分断面図。
【図2】第1実施例の実験結果を示すグラフ。
【図3】本発明に係る高圧放電灯の第2実施例である超
高圧水銀ランプを示す正面図。
【図4】第2実施例の実験結果を示すグラフ。
【図5】第1,第2実施例である超高圧水銀ランプを適
用した半導体露光装置を示す概略図。
【図6】本発明に係る高圧放電灯の他の実施例のキセノ
ンランプを適用した映写装置を示す概略図。
【図7】従来の高圧放電灯であるショートアーク放電灯
を示す正面図。
【符号の説明】
1 発光管 2 陽極 3 陰極 4a,4b 導電性被膜 5a,5b 導電線 6a,6b 金属箔 7a,7b 口金

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石英ガラス製バルブの発光空間内に一対
    の電極を対向して配置した高圧放電灯において、上記バ
    ルブの発光空間内に突出した電極長さをLとするとき、
    上記バルブの少なくとも一方の電極を囲む外表面に、L
    /5〜Lの範囲に亘り導電性被膜を形成し、この導電性
    被膜を上記一方の電極と電気的に接続したことを特徴と
    する高圧放電灯。
  2. 【請求項2】 石英ガラス製バルブの発光空間内に一対
    の電極を対向して配置した高圧放電灯において、上記バ
    ルブの発光空間内に突出した電極長さをLとするとき、
    上記バルブの一対の電極を囲む外表面のそれぞれに、L
    /5〜Lの範囲に亘り導電性被膜を形成し、これら双方
    の導電性被膜を電気的に接続したことを特徴とする高圧
    放電灯。
  3. 【請求項3】 導電性被膜は、耐熱・耐食性金属で構成
    したことを特徴とする請求項1または2のいずれか一に
    記載の高圧放電灯。
  4. 【請求項4】 半導体露光装置本体と、この半導体露光
    装置本体に請求項1,2または3のいずれか一に記載の
    高圧放電灯を配置したことを特徴とする半導体露光装
    置。
  5. 【請求項5】 映写装置本体と、この映写装置本体に請
    求項1,2または3のいずれか一に記載の高圧放電灯を
    配置したことを特徴とする映写装置。
JP5074243A 1993-03-31 1993-03-31 高圧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 Pending JPH06290754A (ja)

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