JPH10188890A - ショートアーク型水銀ランプ - Google Patents
ショートアーク型水銀ランプInfo
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- JPH10188890A JPH10188890A JP35580596A JP35580596A JPH10188890A JP H10188890 A JPH10188890 A JP H10188890A JP 35580596 A JP35580596 A JP 35580596A JP 35580596 A JP35580596 A JP 35580596A JP H10188890 A JPH10188890 A JP H10188890A
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Abstract
度が高く放射照度維持率の高いショートアーク型水銀ラ
ンプを提供すること。 【解決手段】 発光管内に水銀と希ガスが封入されてい
るショートアーク型水銀ランプにおいて、該陽極最先端
から管軸方向の2mmの位置の陽極断面積をS(m
m2 )、ランプ電流をI(A)とする時、 IとSが
0.917≦[(I/10)2 /S]0.5 ≦1.27
(A/mm)を満たすショートアーク型水銀ランプとす
る。さらに、少なくとも陽極最先端から管軸方向の2m
mの幅を除いた、陽極先端域から陽極胴部にかけての陽
極表面にタングステン粉末が焼結されているショートア
ーク型水銀ランプとする。
Description
用いられる高集光効率で光安定性のよいショートアーク
型水銀ランプに関する。
として中心波長365nm(以下i線と称す)の紫外光
を放射するショートアーク型水銀ランプが使用されてい
る。半導体集積回路の集積度は年々高まり、それに伴っ
て露光時の解像度の要求も高くなってきている。さら
に、ウエハーの大口径化もあって、露光面積も大きくな
り、あるいは高解像度達成のために利用されている変形
照明技術によって光源からの紫外光放射量の増大が要求
されている。
は莫大な設備投資が必要であり、その資金回収のため、
製品の単位時間当たりの生産高を表す指標であるスルー
プットを高めることも要求され、そのために、露光光源
にはより高い発光効率と集光効率が要求されている。
ために、陰極先端部の直径を小さくすることでアークの
放射輝度を上げる方法が提案されている。また、同様に
バッファーガスとして、ArまたはKrを数気圧封入す
ることで放射輝度を上げることが提案されている。しか
し、それ以外に放射輝度を向上させる方法はなかった。
たは、より点状光源に近づけば集光鏡の集光効率が高く
なることは既に知られている。さらに近年、大面積のワ
ークの露光技術等の進展に伴い、光源としてのランプに
はレチクル面での放射照度維持率の安定化が一層厳しく
要請されている。
する課題は、上述したように光源の放射量増大の要求に
対応した、放射輝度が高く、放射照度維持率の高いショ
ートアーク型水銀ランプを提供することである。
に、請求項1に記載の発明のごとく、発光管内に陰極と
陽極が対向して配置されており、当該発光管内に水銀と
希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプに
おいて、該陽極最先端から管軸方向の2mmの位置の陽
極断面積をS(mm2 )、ランプ電流をI(A)とする
とき、 IとSが0.917≦[(I/10)2 /S]
0.5 ≦1.27(A/mm)の関係式を満たすショート
アーク型水銀ランプとする。
く、少なくとも陽極最先端から管軸方向の2mmの幅を
除いた、陽極先端域から陽極胴部にかけての陽極表面に
タングステン粉末の焼結層が形成されている請求項1記
載のショートアーク型水銀ランプとする。
て説明する。図1は本発明のショートアーク型水銀ラン
プの外観図を示す。石英ガラス製の発光管1の内部に陰
極2と陽極3が対向配置されており、それぞれの電極は
内部リード部材12、13を介して封止部6、7内部で
箔部8、9とそれぞれ接続されている。前記箔部8、9
には外部リード部材10、11がそれぞれ接続されてい
る。
る。外径約55mmの略球形の石英ガラス製発光管内
に、タングステン製で直径が15mmφ、先端円錐角が
90°、有効先端直径が9.0mmの陽極と、酸化トリ
ウムを約2wt%含むタングステン製で有効先端直径が
1.0mmの陰極が電極間距離4.0mmで対向して配
置されており、水銀が発光管内の単位容積当たり4.5
mg/cc封入され、Xeを室温で2atm封入したラ
ンプを製作し、本発明を評価する上での基準ランプとし
てランプA1とした。
れぞれの有効先端直径とは、放電に際してアークに覆わ
れていて有効に機能する電極の領域(有効先端領域)に
おける最大直径のことを意味し、陽極では陽極最先端か
ら管軸方向に2mm位置の直径であり、陰極の場合は陰
極最先端から管軸方向に0.5mmまでの間の最大直径
である。陽極形状には種々の形のものがあり、代表的な
陽極形状の外観図を図3の(a)、(b)、(c)に示
し、それぞれの陽極形状における陽極有効先端領域を示
す。また、図4には陽極有効先端領域4とアーク像26
の位置関係を示す。
ランプA1と同じ仕様とし、表1のごとく陽極有効先端
直径を変えたランプを7種類製作した。ランプは定電力
電源により、約1500Wの入力で、陰極を上にした姿
勢で点灯した。
で測定した。すなわち、放電ランプ14を出た光は回転
楕円鏡15、平面反射鏡16を経て、コリメイトレンズ
17、中心波長365nmでバンド幅10nmのバンド
パスフィルター18へ到り、インテグレータレンズ19
を通り、平面反射鏡21で反射され、コンデンスレンズ
22を通り、レチクル面23上に到達する。そして、レ
チクル面23上にシリコンフォトダイオード検出器23
を配置した。この検出器24の位置は常に固定し、各ラ
ンプを点灯してi線の放射照度を測定した。ランプA1
とランプA2 からランプA8までのi線放射照度の測定
結果を表2に示す。基準ランプA1のi線放射照度を1
として、各ランプのi線放射照度を相対値で表してあ
る。なお、電圧は23.1V、電流(I)は65Aであ
り各ランプで同一条件とした。
1〜2%と言われており、また、4%を超えるといわゆ
る半導体製造工程の露光工程でのスループットが明らか
に改善されるということからも、基準ランプA1と比較
して相対i線放射照度が4%以上増加した場合を効果が
あったとみなした。例えば、陽極有効先端直径を6.2
mmとしたランプA6と陽極有効先端直径を9.0mm
とした基準ランプA1と比較すると、ランプA6の方が
露光機に搭載して使用した場合、レチクル面上のi線の
紫外線放射照度はランプA1よりも約11%増加するこ
とがわかる。放射照度の増加はすなわちランプの放射輝
度の増加を意味する。表2の関係を図7に示す。
プA8は、点灯初期のレチクル面上のi線の紫外線放射
照度がランプA1よりも約14%増加したものの、点灯
後約100時間で陽極先端が溶融変形し、著しいバルブ
黒化を生じた。したがって、A3からA7のランプが実
用上使用可能であり、A8のランプは放射照度維持率が
悪く使用できない。図5にはA1とA5、A6、A7、
A8の5種類のランプの放射照度維持率曲線を示す。
では、ランプ電流(I)と陽極有効先端直径の位置の陽
極断面積(S)との関係が0.917≦[(I/10)
2 /S]0.5 ≦1.27(A/mm)を満足するとき、
レチクル面照度が効果的に向上することがわかった。
1、A5、A6、A7、A8の6種類のランプとそれら
と同じ形状仕様の6種類のランプであって、少なくとも
陽極最先端から陽極軸方向の2mmの幅を除いた陽極先
端域から陽極胴部にかけての陽極表面にタングステン粉
末の焼結層を形成したランプ5本の750時間点灯後の
i線放射照度維持率を調べ、その結果を表3に示す。そ
のタングステン粉末の焼結層を形成したランプをランプ
B1、B5、B6、B7、B8とした。
ンプと形成していないランプの相対i線放射照度維持率
次のようにして行った。平均粒径5μmのタングステン
粉末を酢酸ブチルとニトロセルロースに混ぜ、良く混合
した後、陽極に筆等で塗布した。塗布した領域は、陽極
最先端から陽極軸方向の2mmの幅を除いた陽極先端域
から陽極胴部にかけての陽極表面である。そして、約2
000°Cの真空高温炉中に約2時間保持する焼結処理
を行った。なお、タングステン粉末の焼結層の厚みは特
に限定されないが、例えば1乃至10μm程度である。
粉末を焼結させることで、焼結タングステンを形成しな
い陽極を有するランプに比べて、高い放射輝度を保ちつ
つ、放射照度維持率が向上することがわかる。図5およ
び図6には表3で示した、タングステン粉末の焼結層を
陽極に形成していないランプと、該焼結層を形成したラ
ンプの相対i線放射照度維持率をそれぞれ示す。
アーク型水銀ランプは、その陽極最先端から管軸方向の
2mmの位置の陽極断面積をS(mm2 )、ランプ電流
をI(A)とする時、IとSが0.917≦[(I/1
0)2 /S]0.5 ≦1.27(A/mm)の関係式を満
たす範囲の値にすることにより、レチクル面での照度が
効果的に向上する。
mの幅を除いた陽極先端域から陽極胴部にかけての陽極
表面にタングステン粉末を焼結したことによって高い放
射輝度を保ちつつ、放射照度維持率が向上する。
施例の外観図を示す。
i線強度の測定をした光学系の模式図を示す。
的な陽極形状の外観図を示す。
有効先端領域とアーク像の位置関係を示す。
作ランプのレチクル面放射照度維持率の関係を示す。
作ランプにおいて、陽極先端域から陽極胴部にかけての
陽極表面にタングステン粉末の焼結層を形成した試作ラ
ンプのレチクル面放射照度維持率の関係を示す。
作ランプにおいて、陽極有効先端直径の位置での陽極断
面積当たりの、電流値の1/10の二乗の平方根値に対
するレチクル面照度の増加率の関係を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】発光管内に陰極と陽極が対向して配置され
ており、当該発光管内に水銀と希ガスが封入されている
ショートアーク型水銀ランプにおいて、該陽極最先端か
ら管軸方向の2mmの位置の陽極断面積をS(m
m2 )、ランプ電流をI(A)とするとき、IとSが
0.917≦[(I/10)2 /S]0.5 ≦1.27
(A/mm)の関係式を満たすことを特徴とするショー
トアーク型水銀ランプ。 - 【請求項2】少なくとも陽極最先端から管軸方向の2m
mの幅を除いた、陽極先端域から陽極胴部にかけての陽
極表面にタングステン粉末の焼結層が形成されているこ
とを特徴とする請求項1に記載のショートアーク型水銀
ランプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35580596A JP2915368B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | ショートアーク型水銀ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35580596A JP2915368B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | ショートアーク型水銀ランプ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10188890A true JPH10188890A (ja) | 1998-07-21 |
JP2915368B2 JP2915368B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=18445844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35580596A Expired - Lifetime JP2915368B2 (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | ショートアーク型水銀ランプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2915368B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000046836A1 (fr) * | 1999-02-05 | 2000-08-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lampe a decharge de vapeur de mercure sous haute pression et unite de lampe |
JP2002056806A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-22 | Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh | ショートアーク高圧放電ランプ |
DE102010026991A1 (de) | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Ushio Denki K.K. | Kurzbogen-Entladungslampe |
DE102010026164A1 (de) | 2009-07-14 | 2011-04-07 | Ushio Denki K.K. | Kurzbogen-Entladungslampe |
CN102257594A (zh) * | 2008-12-17 | 2011-11-23 | 奥斯兰姆有限公司 | 放电灯 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP35580596A patent/JP2915368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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KR100433843B1 (ko) * | 1999-02-05 | 2004-06-04 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 고압수은증기 방전램프 및 램프유닛 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2915368B2 (ja) | 1999-07-05 |
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