JPH11191395A - 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
- Publication number
- JPH11191395A JPH11191395A JP36620497A JP36620497A JPH11191395A JP H11191395 A JPH11191395 A JP H11191395A JP 36620497 A JP36620497 A JP 36620497A JP 36620497 A JP36620497 A JP 36620497A JP H11191395 A JPH11191395 A JP H11191395A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- cathode
- arc
- mercury lamp
- short arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の放射量増大の要求に対応した、発光効
率が高く、陰極先端付近における輝点移動を抑えて放射
照度のちらつきを抑制してアーク安定度を高めたショー
トアーク水銀ランプを提供すること。 【解決手段】 水銀と希ガスが封入されたショートアー
ク型水銀ランプにおいて、希ガスが少なくともＡｒとＫ
ｒであり、ＡｒとＫｒの混合ガス封入圧が室温で1.0〜
8.0ａｔｍであり、陰極の先端部の電流密度が１０〜３
１２Ａ／ｍｍ2 であるショートアーク水銀ランプとす
る。さらには、陽極を上にして当該ランプを点灯する。
率が高く、陰極先端付近における輝点移動を抑えて放射
照度のちらつきを抑制してアーク安定度を高めたショー
トアーク水銀ランプを提供すること。 【解決手段】 水銀と希ガスが封入されたショートアー
ク型水銀ランプにおいて、希ガスが少なくともＡｒとＫ
ｒであり、ＡｒとＫｒの混合ガス封入圧が室温で1.0〜
8.0ａｔｍであり、陰極の先端部の電流密度が１０〜３
１２Ａ／ｍｍ2 であるショートアーク水銀ランプとす
る。さらには、陽極を上にして当該ランプを点灯する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光装置に
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体製造工程のうち露光工程用
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。
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。
【０００３】さらに、半導体製造のラインを作るために
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。
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。
【０００４】従来、ショートアーク型水銀ランプでは、
ランプの始動特性を良くしたり、ガスおよび発光管の保
温効果を狙って通常はバッファガスとしてＸｅが封入さ
れている。また、例えば、特開昭５４−０８６９７９号
公報にみられるようにＸｅ以外の希ガスを１０ａｔｍ未
満の圧力で封入することも提案されている。しかし、こ
れらの希ガスは放電開始を容易にする始動用ガスとして
封入される場合が多く、これらのガス種間でのｉ線出力
特性の差については十分に知られていない。
ランプの始動特性を良くしたり、ガスおよび発光管の保
温効果を狙って通常はバッファガスとしてＸｅが封入さ
れている。また、例えば、特開昭５４−０８６９７９号
公報にみられるようにＸｅ以外の希ガスを１０ａｔｍ未
満の圧力で封入することも提案されている。しかし、こ
れらの希ガスは放電開始を容易にする始動用ガスとして
封入される場合が多く、これらのガス種間でのｉ線出力
特性の差については十分に知られていない。
【０００５】通常市販されている半導体露光用のショー
トアーク型水銀ランプでは、Ｘｅ以外の希ガスであるＡ
ｒやＫｒは殆ど用いられず、使用されているとしても1.
0ａｔｍ未満から十分の数ａｔｍ程度封入されているも
のがあるに過ぎない。
トアーク型水銀ランプでは、Ｘｅ以外の希ガスであるＡ
ｒやＫｒは殆ど用いられず、使用されているとしても1.
0ａｔｍ未満から十分の数ａｔｍ程度封入されているも
のがあるに過ぎない。
【０００６】本発明者の鋭意研究の結果、バッファガス
としてＸｅを封入したランプでは、Ｘｅを8.0ａｔｍ以
上封入するとランプから放射されるｉ線スペクトル幅が
拡がり露光の解像度の低下を招くことが分かった。
としてＸｅを封入したランプでは、Ｘｅを8.0ａｔｍ以
上封入するとランプから放射されるｉ線スペクトル幅が
拡がり露光の解像度の低下を招くことが分かった。
【０００７】ＡｒあるいはＫｒをバッファガスとして封
入したランプでは、ランプ電流の増加と共に陰極先端付
近でアークの動きが激しく輝度変動し、レチクル面上の
時間的照度変動が大きくなり、半導体の露光不良を引き
起こすことも分かった。
入したランプでは、ランプ電流の増加と共に陰極先端付
近でアークの動きが激しく輝度変動し、レチクル面上の
時間的照度変動が大きくなり、半導体の露光不良を引き
起こすことも分かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
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、発光効率の高いショートアーク水銀ランプを
提供することと、陰極先端付近における輝点移動を抑え
て放射照度のちらつきを抑制し、アーク安定度を高める
ことである。
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、発光効率の高いショートアーク水銀ランプを
提供することと、陰極先端付近における輝点移動を抑え
て放射照度のちらつきを抑制し、アーク安定度を高める
ことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
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、 封入される希ガスが少なくともＡｒとＫｒであっ
て、このＡｒとＫｒの合計のの室温での封入圧力が1.0
〜8.0ａｔｍであり、前記陰極の最先端から陰極胴部側
０．５ｍｍの長さの間での陰極の最大横断面積をＳ（ｍ
ｍ2 ）とし、ランプへの供給電流をＩ（Ａ）としたと
き、１０≦Ｉ／Ｓ（Ａ／ｍｍ2 ）≦３１２であるショー
トアーク型水銀ランプとする。
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、 封入される希ガスが少なくともＡｒとＫｒであっ
て、このＡｒとＫｒの合計のの室温での封入圧力が1.0
〜8.0ａｔｍであり、前記陰極の最先端から陰極胴部側
０．５ｍｍの長さの間での陰極の最大横断面積をＳ（ｍ
ｍ2 ）とし、ランプへの供給電流をＩ（Ａ）としたと
き、１０≦Ｉ／Ｓ（Ａ／ｍｍ2 ）≦３１２であるショー
トアーク型水銀ランプとする。
【００１０】あるいは、陽極が上に位置する姿勢で垂直
点灯される請求項１に記載のショートアーク型水銀ラン
プとする。
点灯される請求項１に記載のショートアーク型水銀ラン
プとする。
【００１１】図５に陰極先端部のアーク放電の形状の模
式図を示す。陰極２と陽極３の間にアークが拡がってい
る様子を示している。前記のように、陰極２の最先端か
ら陰極胴部側０．５ｍｍの長さの間での陰極の最大横断
面積を規定したが、通常ショートアーク型水銀ランプで
は電極間で生ずるアーク領域５は図５にて示したように
陰極先端から胴部にかけて見られ、アークが陰極２にお
いて覆っている領域は陰極２の最先端から陰極胴部側略
０．５ｍｍの長さの間の領域である。そこが陰極先端放
電領域４である。したがって、放電に際して有効に機能
する陰極先端部は該先端から陰極胴部にかけての０．５
ｍｍの間の領域であり、その範囲での陰極の最大横断面
積を陰極の有効先端断面積とみなし、該最大横断面の直
径を陰極の有効先端直径とする。
式図を示す。陰極２と陽極３の間にアークが拡がってい
る様子を示している。前記のように、陰極２の最先端か
ら陰極胴部側０．５ｍｍの長さの間での陰極の最大横断
面積を規定したが、通常ショートアーク型水銀ランプで
は電極間で生ずるアーク領域５は図５にて示したように
陰極先端から胴部にかけて見られ、アークが陰極２にお
いて覆っている領域は陰極２の最先端から陰極胴部側略
０．５ｍｍの長さの間の領域である。そこが陰極先端放
電領域４である。したがって、放電に際して有効に機能
する陰極先端部は該先端から陰極胴部にかけての０．５
ｍｍの間の領域であり、その範囲での陰極の最大横断面
積を陰極の有効先端断面積とみなし、該最大横断面の直
径を陰極の有効先端直径とする。
【００１２】ＡｒとＫｒをバッファガスとして用いる
と、これらのガスはＸｅガスに比べて熱伝達率が大きい
ために、アーク周辺のガス温度が急速に低下し、したが
ってアークの収縮が起こるものと考えられる。すなわ
ち、このアーク収縮によってＸｅをバッファガスとして
用いたランプより放射輝度が高く、より点光源に近くな
る。したがって、集光鏡の集光効率が高くなり、その結
果、レチクル面の放射照度が高くなると考えられる。
と、これらのガスはＸｅガスに比べて熱伝達率が大きい
ために、アーク周辺のガス温度が急速に低下し、したが
ってアークの収縮が起こるものと考えられる。すなわ
ち、このアーク収縮によってＸｅをバッファガスとして
用いたランプより放射輝度が高く、より点光源に近くな
る。したがって、集光鏡の集光効率が高くなり、その結
果、レチクル面の放射照度が高くなると考えられる。
【００１３】また、陰極近傍において電流によって発生
した磁場により自己収縮をしていたアークは、軽い原子
のために急速に拡がろうとしてアーク不安定を引き起こ
すものと考えられる。そして、電流密度が低くなると自
己磁場は小さくなり、アークの自己収縮の程度も小さく
なり、アークは安定な方向へ向かうと考えられる。
した磁場により自己収縮をしていたアークは、軽い原子
のために急速に拡がろうとしてアーク不安定を引き起こ
すものと考えられる。そして、電流密度が低くなると自
己磁場は小さくなり、アークの自己収縮の程度も小さく
なり、アークは安定な方向へ向かうと考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】つぎに本発明について図面等を用
いて説明する。図１は本発明のショートアーク型水銀ラ
ンプの一実施例の断面図である。石英製の発光管１の中
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および１３を介して封止部６、
７の内部で箔部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。
いて説明する。図１は本発明のショートアーク型水銀ラ
ンプの一実施例の断面図である。石英製の発光管１の中
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および１３を介して封止部６、
７の内部で箔部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。
【００１５】＜実施例１＞本発明の具体的な実験例につ
いて説明する。外径約５５ｍｍの略球形の石英製発光管
１内に、タングステン製で直径２０ｍｍの陽極３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２が電極間距離４．０ｍｍで対
向して配置されており、水銀がランプ内の単位容積当た
り４．５ｍｇ／ｃｃ封入した。ランプは定電力電源によ
り、約２１００Ｗの入力で点灯し、陰極を上にした姿勢
とした。図２は陰極形状の断面図を示す。
いて説明する。外径約５５ｍｍの略球形の石英製発光管
１内に、タングステン製で直径２０ｍｍの陽極３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２が電極間距離４．０ｍｍで対
向して配置されており、水銀がランプ内の単位容積当た
り４．５ｍｇ／ｃｃ封入した。ランプは定電力電源によ
り、約２１００Ｗの入力で点灯し、陰極を上にした姿勢
とした。図２は陰極形状の断面図を示す。
【００１６】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基準ランプＡとした。封入
ガス以外は全て同じ仕様とし、ＡｒとＫｒの混合ガスを
封入したランプ（Ｂ〜Ｆ）を５種類製作した。さらに、
ＡｒとＫｒにＸｅを加えたランプ（Ｇ〜Ｈ）を２種類製
作した。
作し、本発明を評価する上で基準ランプＡとした。封入
ガス以外は全て同じ仕様とし、ＡｒとＫｒの混合ガスを
封入したランプ（Ｂ〜Ｆ）を５種類製作した。さらに、
ＡｒとＫｒにＸｅを加えたランプ（Ｇ〜Ｈ）を２種類製
作した。
【００１７】ランプのｉ線の放射照度は、図３に示した
光学系で測定した。すなわち、ランプ１４を出た光は楕
円鏡１５、第一平面反射鏡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１
９を通り、第二平面反射鏡２１で反射され、コンデンサ
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２４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。結
果を図４に示す。
光学系で測定した。すなわち、ランプ１４を出た光は楕
円鏡１５、第一平面反射鏡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１
９を通り、第二平面反射鏡２１で反射され、コンデンサ
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２４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。結
果を図４に示す。
【００１８】ここで、通常、光の放射照度の計測誤差は
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Ａと比較し
て相対ｉ線放射照度が４％以上増加した場合をＡｒガス
とＫｒガスの混合ガスによる効果があったとみなした。
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Ａと比較し
て相対ｉ線放射照度が４％以上増加した場合をＡｒガス
とＫｒガスの混合ガスによる効果があったとみなした。
【００１９】室温でＡｒ１．５ａｔｍとＫｒ１．５ａｔ
ｍの混合ガスを封入したランプＤと、Ｘｅを２．０ａｔ
ｍのみ封入したランプＡとで比較を行うと、ランプＤ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Ａよりも約１０％増加し
た。しかし、室温でＡｒ５ａｔｍとＫｒ５ａｔｍの混合
ガスの封入圧１０ａｔｍで発光管に封入したランプＥで
は、ｉ線放射照度は１８％増加したものの、ｉ線のスペ
クトル幅が拡がり露光における解像度の低下を招いた。
以上のように、ランプの灯具を用いた実験では、Ａｒと
Ｋｒの混合ガスを室温で１ａｔｍから８ａｔｍ封入する
と、レチクル面の相対ｉ線放射照度が効果的に向上する
ことが分かった。
ｍの混合ガスを封入したランプＤと、Ｘｅを２．０ａｔ
ｍのみ封入したランプＡとで比較を行うと、ランプＤ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Ａよりも約１０％増加し
た。しかし、室温でＡｒ５ａｔｍとＫｒ５ａｔｍの混合
ガスの封入圧１０ａｔｍで発光管に封入したランプＥで
は、ｉ線放射照度は１８％増加したものの、ｉ線のスペ
クトル幅が拡がり露光における解像度の低下を招いた。
以上のように、ランプの灯具を用いた実験では、Ａｒと
Ｋｒの混合ガスを室温で１ａｔｍから８ａｔｍ封入する
と、レチクル面の相対ｉ線放射照度が効果的に向上する
ことが分かった。
【００２０】更に、ＡｒとＫｒとＸｅの混合ガスの封入
圧力に対しても、ＡｒとＫｒの混合ガスの封入圧力が1.
0から8.0ａｔｍであれば同様の効果を奏することが示さ
れる。なお、Ｘｅの封入圧力は、ＡｒとＫｒの混合ガス
の封入圧力の約３倍迄はＸｅの封入圧力の増加に伴って
ｉ線の放射照度は増大するが、それ以上に増加すればｉ
線放射照度には低下が見られた。従って、ＡｒとＫｒと
Ｘｅの混合ガスにあっては、ＡｒとＫｒの合計の封入圧
力が1.0から8.0ａｔｍであって、Ｘｅの封入圧力はＡｒ
とＫｒの合計の封入圧力の３倍以下であることが好まし
い。
圧力に対しても、ＡｒとＫｒの混合ガスの封入圧力が1.
0から8.0ａｔｍであれば同様の効果を奏することが示さ
れる。なお、Ｘｅの封入圧力は、ＡｒとＫｒの混合ガス
の封入圧力の約３倍迄はＸｅの封入圧力の増加に伴って
ｉ線の放射照度は増大するが、それ以上に増加すればｉ
線放射照度には低下が見られた。従って、ＡｒとＫｒと
Ｘｅの混合ガスにあっては、ＡｒとＫｒの合計の封入圧
力が1.0から8.0ａｔｍであって、Ｘｅの封入圧力はＡｒ
とＫｒの合計の封入圧力の３倍以下であることが好まし
い。
【００２１】＜実施例２＞次にアーク安定度についての
実験を説明する。実施例１で試作した同型のランプにて
封入水銀量が４．５ｍｇ／ｃｃ、希ガス封入量がＡｒ
１．５ａｔｍ、Ｋｒ１．５ａｔｍ、Ｘｅ０．５ａｔｍで
あって、陰極の有効先端直径を変えたランプＭ〜Ｐを試
作した。ランプ点灯には、定電流電源を用いた。
実験を説明する。実施例１で試作した同型のランプにて
封入水銀量が４．５ｍｇ／ｃｃ、希ガス封入量がＡｒ
１．５ａｔｍ、Ｋｒ１．５ａｔｍ、Ｘｅ０．５ａｔｍで
あって、陰極の有効先端直径を変えたランプＭ〜Ｐを試
作した。ランプ点灯には、定電流電源を用いた。
【００２２】測定方法は次の通りである。図３に示した
レチクル面２４上のシリコンフォトダイオード検出器２
４で検出した光信号で、その出力信号の最大値をＭＡ、
最小値をＭＩとして、アーク安定度の評価は、２（ＭＡ
−ＭＩ）／（ＭＡ＋ＭＩ）×１００％で表した。通常、
アーク安定度が５％までであれば、露光焼き付けに際し
て露光むらを生じないと言われている。この結果を図６
に示し、さらにグラフ化したものを図７に示す。この結
果より、ランプへの供給電流と陰極の有効先端断面積の
比である陰極先端電流密度Ｉ／Ｓが１０〜３１２（Ａ／
ｍｍ２ ）の範囲がアークの安定には適正な条件である
ことが分かった。
レチクル面２４上のシリコンフォトダイオード検出器２
４で検出した光信号で、その出力信号の最大値をＭＡ、
最小値をＭＩとして、アーク安定度の評価は、２（ＭＡ
−ＭＩ）／（ＭＡ＋ＭＩ）×１００％で表した。通常、
アーク安定度が５％までであれば、露光焼き付けに際し
て露光むらを生じないと言われている。この結果を図６
に示し、さらにグラフ化したものを図７に示す。この結
果より、ランプへの供給電流と陰極の有効先端断面積の
比である陰極先端電流密度Ｉ／Ｓが１０〜３１２（Ａ／
ｍｍ２ ）の範囲がアークの安定には適正な条件である
ことが分かった。
【００２３】実施例２で試作したランプのうちアーク安
定度の激しいランプであるランプＭとランプＮと基準ラ
ンプＡを用いて、陽極を上にして点灯して、アーク安定
度を測定した。電源に定電力電源を用いた。
定度の激しいランプであるランプＭとランプＮと基準ラ
ンプＡを用いて、陽極を上にして点灯して、アーク安定
度を測定した。電源に定電力電源を用いた。
【００２４】図８の結果より、Ａｒを封入したランプ
Ｍ、Ｎでは陽極を上にして点灯するとアーク安定度が著
しく向上することが分かる。また、点灯姿勢が大地に対
して法線方向から約３５％以上傾けるとアークは不安定
になった。通常ショートアーク水銀ランプでは、陽極を
下にした姿勢で点灯することで、発光管下部の最冷点温
度を上げ、点灯中の水銀の未蒸発を防止する効果に役立
つと考えられている。しかし、保温膜等を発光管の外壁
の陰極側に施すことで、陽極を上にした状態で点灯する
こともできる。ここで示したように、ＡｒとＫｒを封入
したランプＭ、Ｎでは陽極を上にして点灯した時のレチ
クル面放射照度の変動は、陽極を下にして点灯した場合
に比べ、１／３から１／４に低減することが分かった。
Ｍ、Ｎでは陽極を上にして点灯するとアーク安定度が著
しく向上することが分かる。また、点灯姿勢が大地に対
して法線方向から約３５％以上傾けるとアークは不安定
になった。通常ショートアーク水銀ランプでは、陽極を
下にした姿勢で点灯することで、発光管下部の最冷点温
度を上げ、点灯中の水銀の未蒸発を防止する効果に役立
つと考えられている。しかし、保温膜等を発光管の外壁
の陰極側に施すことで、陽極を上にした状態で点灯する
こともできる。ここで示したように、ＡｒとＫｒを封入
したランプＭ、Ｎでは陽極を上にして点灯した時のレチ
クル面放射照度の変動は、陽極を下にして点灯した場合
に比べ、１／３から１／４に低減することが分かった。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、ショートア
ーク型水銀ランプにおいて、封入される希ガスが少なく
ともＡｒとＫｒであって、このＡｒとＫｒの合計の封入
圧力を１．０〜８ａｔｍとし、ランプ電流（Ｉ）と陰極
の有効先端断面積（Ｓ）との比Ｉ／Ｓが１０〜３１２
（Ａ／mm2 ）とすることで、発光効率を高くすること
ができ、ｉ線の放射照度を上げることができ、アーク安
定度を高めることができる。そして、光源の放射量増大
の要求に対応した、発光効率の高い放電ランプを提供す
ることができる。
ーク型水銀ランプにおいて、封入される希ガスが少なく
ともＡｒとＫｒであって、このＡｒとＫｒの合計の封入
圧力を１．０〜８ａｔｍとし、ランプ電流（Ｉ）と陰極
の有効先端断面積（Ｓ）との比Ｉ／Ｓが１０〜３１２
（Ａ／mm2 ）とすることで、発光効率を高くすること
ができ、ｉ線の放射照度を上げることができ、アーク安
定度を高めることができる。そして、光源の放射量増大
の要求に対応した、発光効率の高い放電ランプを提供す
ることができる。
【００２６】そして、さらに前記ショートアーク型水銀
ランプにおいて、陽極が上に位置する姿勢で点灯される
ことにより、陰極輝点の変動を抑制し、アーク安定度を
高めることができる。
ランプにおいて、陽極が上に位置する姿勢で点灯される
ことにより、陰極輝点の変動を抑制し、アーク安定度を
高めることができる。
【図１】本発明のショートアーク型水銀ランプの一実施
例の断面図を示す。
例の断面図を示す。
【図２】陰極形状の断面図を示す。
【図３】本発明のショートアーク型水銀ランプの相対ｉ
線強度の測定をした光学系の模式図を示す。
線強度の測定をした光学系の模式図を示す。
【図４】ＡｒとＫｒの混合ガスを封入したランプによる
放射照度を示す。
放射照度を示す。
【図５】電極先端部のアーク放電の形状の模式図を示
す。
す。
【図６】アーク安定度に関する実験結果を示す。
【図７】アーク安定度と、陰極先端電流密度の関係の図
を示す。
を示す。
【図８】点灯姿勢とアーク安定度を示す。
１ 発光管 ２ 陰極 ３ 陽極 ４ 陰極先端放電領域 ５ アーク領域 ６ 封止部 ７ 封止部 ８ 箔部 ９ 箔部 １０ 外部リード部材 １１ 外部リード部材 １２ 内部リード部材 １３ 内部リード部材 １４ ランプ １５ 楕円鏡 １６ 第一平面反射鏡 １７ コリメイトレンズ １８ バンドパスフィルタ １９ インテグレータレンズ ２０ 絞り ２１ 第二平面反射鏡 ２２ コンデンスレンズ ２３ レチクル面 ２４ シリコンフォトダイオード検出器 ２５ モニター ２６ 電源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】 前記課題を解決するた
めに、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、封入される希ガスが少なくともＡｒとＫｒで
あって、このＡｒとＫｒの合計の室温での封入圧力が
１．０〜８．０ａｔｍであり、前記陰極の最先端から陰
極胴部側０．５ｍｍの長さの間での陰極の最大横断面積
をＳ（ｍｍ2）とし、ランプへの供給電流をＩ（Ａ）と
したとき、１０≦Ｉ／Ｓ（Ａ／ｍｍ2）≦２３４である
ことを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
めに、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、封入される希ガスが少なくともＡｒとＫｒで
あって、このＡｒとＫｒの合計の室温での封入圧力が
１．０〜８．０ａｔｍであり、前記陰極の最先端から陰
極胴部側０．５ｍｍの長さの間での陰極の最大横断面積
をＳ（ｍｍ2）とし、ランプへの供給電流をＩ（Ａ）と
したとき、１０≦Ｉ／Ｓ（Ａ／ｍｍ2）≦２３４である
ことを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】測定方法は次の通りである。図３に示した
レチクル面２４上のシリコンフォトダイオード検出器２
４で検出した光信号で、その出力信号の最大値をＭＡ、
最小値をＭＩとして、アーク安定度の評価は、２（ＭＡ
−ＭＩ）／（ＭＡ＋ＭＩ）×１００％で表した。通常、
アーク安定度が５％までであれば、露光焼き付けに際し
て露光むらを生じないと言われている。この結果を図６
に示し、さらにグラフ化したものを図７に示す。この結
果より、ランプへの供給電流と陰極の有効先端断面積の
比である陰極先端電流密度Ｉ／Ｓが１０〜２３４（Ａ／
ｍｍ2）の範囲がアークの安定には適正な条件であるこ
とが分かった。
レチクル面２４上のシリコンフォトダイオード検出器２
４で検出した光信号で、その出力信号の最大値をＭＡ、
最小値をＭＩとして、アーク安定度の評価は、２（ＭＡ
−ＭＩ）／（ＭＡ＋ＭＩ）×１００％で表した。通常、
アーク安定度が５％までであれば、露光焼き付けに際し
て露光むらを生じないと言われている。この結果を図６
に示し、さらにグラフ化したものを図７に示す。この結
果より、ランプへの供給電流と陰極の有効先端断面積の
比である陰極先端電流密度Ｉ／Ｓが１０〜２３４（Ａ／
ｍｍ2）の範囲がアークの安定には適正な条件であるこ
とが分かった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、ショートア
ーク型水銀ランプにおいて、封入される希ガスが少なく
ともＡｒとＫｒであって、このＡｒとＫｒの合計の封入
圧力を１．０〜８ａｔｍとし、ランプ電流（Ｉ）と陰極
の有効先端断面積（Ｓ）との比Ｉ／Ｓが１０〜２３４
（Ａ／mm2）とすることで、発光効率を高くすることが
でき、ｉ線の放射照度を上げることができ、アーク安定
度を高めることができる。そして、光源の放射量増大の
要求に対応した、発光効率の高い放電ランプを提供する
ことができる。
ーク型水銀ランプにおいて、封入される希ガスが少なく
ともＡｒとＫｒであって、このＡｒとＫｒの合計の封入
圧力を１．０〜８ａｔｍとし、ランプ電流（Ｉ）と陰極
の有効先端断面積（Ｓ）との比Ｉ／Ｓが１０〜２３４
（Ａ／mm2）とすることで、発光効率を高くすることが
でき、ｉ線の放射照度を上げることができ、アーク安定
度を高めることができる。そして、光源の放射量増大の
要求に対応した、発光効率の高い放電ランプを提供する
ことができる。
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、 封入される希ガスが少なくともＡｒとＫｒであって、こ
のＡｒとＫｒの合計の室温での封入圧力が1.0〜8.0ａｔ
ｍであり、前記陰極の最先端から陰極胴部側０．５ｍｍ
の長さの間での陰極の最大横断面積をＳ（ｍｍ2 ）と
し、ランプへの供給電流をＩ（Ａ）としたとき、１０≦
Ｉ／Ｓ（Ａ／ｍｍ2 ）≦３１２であることを特徴とする
ショートアーク型水銀ランプ。 - 【請求項２】陽極が上に位置する姿勢で垂直点灯される
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 |
|---|---|---|---|
| JP36620497A JP2915385B1 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | ショートアーク型水銀ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36620497A JP2915385B1 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | ショートアーク型水銀ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2915385B1 JP2915385B1 (ja) | 1999-07-05 |
| JPH11191395A true JPH11191395A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18486188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36620497A Expired - Lifetime JP2915385B1 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | ショートアーク型水銀ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915385B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005056692A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Ushio Inc | ショートアーク型水銀蒸気放電ランプ |
| JP2012048828A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| KR20160026672A (ko) * | 2014-08-28 | 2016-03-09 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 롱 아크형 방전 램프 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP36620497A patent/JP2915385B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005056692A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Ushio Inc | ショートアーク型水銀蒸気放電ランプ |
| JP2012048828A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| KR20160026672A (ko) * | 2014-08-28 | 2016-03-09 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 롱 아크형 방전 램프 |
| JP2016048655A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-07 | ウシオ電機株式会社 | ロングアーク型放電ランプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2915385B1 (ja) | 1999-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6265827B1 (en) | Mercury-free metal halide lamp | |
| EP0917180B1 (en) | High pressure discharge lamp, lighting optical apparatus using the same as light source, and image display system | |
| JP2915362B2 (ja) | ショートアーク型水銀ランプ | |
| EP1310984B1 (en) | High pressure mercury lamp, illumination device using the high-pressure mercury lamp, and image display apparatus using the illumination device | |
| EP0973187B1 (en) | High pressure mercury lamp and emission device for a high pressure mercury lamp | |
| US7242144B2 (en) | High-pressure discharge lamp, high-pressure discharge lamp lighting device and automotive headlamp apparatus | |
| JP2915385B1 (ja) | ショートアーク型水銀ランプ | |
| JP3737102B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
| JP2008507090A (ja) | クリプトンメタルハライドランプ | |
| JP3065581B2 (ja) | ショートアーク型水銀ランプ、および紫外線発光装置 | |
| JP3211654B2 (ja) | 高圧放電ランプ | |
| JP2857137B1 (ja) | ショートアーク型水銀ランプ | |
| US6653801B1 (en) | Mercury-free metal-halide lamp | |
| EP0382516A2 (en) | Metal halide lamp maintaining a high lumen maintenance factor over an extended operation period | |
| JPH10188890A (ja) | ショートアーク型水銀ランプ | |
| US7417377B2 (en) | Blended light lamp | |
| JP3239721B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
| JP3241611B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
| JPH0750154A (ja) | ショートアーク型カドミウム・希ガス放電ランプ | |
| JP5326979B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
| JP2010267403A (ja) | 放電ランプ | |
| JPS60221945A (ja) | 金属蒸気放電灯 | |
| JPH08273599A (ja) | メタルハライドランプ、点灯装置および照明装置 | |
| JPH06168701A (ja) | メタルハライドランプ | |
| JPH05135739A (ja) | メタルハライドランプ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110416 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120416 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 15 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |