JPH11283557A - 高圧放電灯及び光源装置 - Google Patents
高圧放電灯及び光源装置Info
- Publication number
- JPH11283557A JPH11283557A JP8333198A JP8333198A JPH11283557A JP H11283557 A JPH11283557 A JP H11283557A JP 8333198 A JP8333198 A JP 8333198A JP 8333198 A JP8333198 A JP 8333198A JP H11283557 A JPH11283557 A JP H11283557A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- discharge lamp
- pressure discharge
- light source
- source device
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 点灯時における陽極の温度上昇を抑え、陽極
の蒸発とこの蒸発に伴うバルブの黒化とを抑制する。 【解決手段】 高圧放電灯１のバルブ２内に陽極６と陰
極７とを対向させて配置し、陽極６の外周部にコイル１
０を巻き付ける。外周部にコイル１０を巻き付けられた
陽極６は、コイル１０が巻き付けられていない同外径寸
法の陽極に比べて、外周面の表面積が大きくなり、陽極
６からの放射熱が増大し、陽極６の温度が下がる。この
ため、陽極６の蒸発及びこの蒸発に伴うバルブ２の黒化
が抑えられ、高圧放電灯１の寿命が長くなる。
の蒸発とこの蒸発に伴うバルブの黒化とを抑制する。 【解決手段】 高圧放電灯１のバルブ２内に陽極６と陰
極７とを対向させて配置し、陽極６の外周部にコイル１
０を巻き付ける。外周部にコイル１０を巻き付けられた
陽極６は、コイル１０が巻き付けられていない同外径寸
法の陽極に比べて、外周面の表面積が大きくなり、陽極
６からの放射熱が増大し、陽極６の温度が下がる。この
ため、陽極６の蒸発及びこの蒸発に伴うバルブ２の黒化
が抑えられ、高圧放電灯１の寿命が長くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大電流用の高圧放
電灯及び光源装置に関する。
電灯及び光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高圧放電灯、例えば、ショートア
ーク放電灯は、光化学産業、半導体製造産業、映像産業
等の分野で広く用いられており、半導体製造産業におい
ては、高圧放電灯から放射される紫外線を用いてウエハ
ー露光が行われている。
ーク放電灯は、光化学産業、半導体製造産業、映像産業
等の分野で広く用いられており、半導体製造産業におい
ては、高圧放電灯から放射される紫外線を用いてウエハ
ー露光が行われている。
【０００３】このような高圧放電灯を用いた紫外線露光
時の解像度を高めるためには、４３６ｎｍの紫外線（以
下、「ｇ線」という。）もしくは３６５ｎｍの紫外線
（以下、「ｉ線」という。）を中心とする発光分布スペ
クトル幅を狭帯化することが要求されている。ｇ線もし
くはｉ線のスペクトル幅を狭くするためには、高圧放電
灯内の放電空間内に放電媒体として封入してある水銀の
圧力を下げることが有効である。
時の解像度を高めるためには、４３６ｎｍの紫外線（以
下、「ｇ線」という。）もしくは３６５ｎｍの紫外線
（以下、「ｉ線」という。）を中心とする発光分布スペ
クトル幅を狭帯化することが要求されている。ｇ線もし
くはｉ線のスペクトル幅を狭くするためには、高圧放電
灯内の放電空間内に放電媒体として封入してある水銀の
圧力を下げることが有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、放電空間内の
水銀の圧力が下がると、電極間の電気抵抗が減少し、点
灯時のランプ電圧が低くなり、その結果、ランプ出力が
同一の場合にはランプ電流が増加することとなる。
水銀の圧力が下がると、電極間の電気抵抗が減少し、点
灯時のランプ電圧が低くなり、その結果、ランプ出力が
同一の場合にはランプ電流が増加することとなる。
【０００５】ランプ電流が増加すると陰極から陽極へ流
れる電子が増加し、陽極は増加した電子の衝突によって
一層昇温し、しかも、放電空間内の水銀の圧力が低いた
めにその水銀による陽極の蒸発抑制効果が低くなる。そ
の結果、陽極における陰極と対向している先端面部が早
期に蒸発し、蒸発した陽極がバルブの内周面に付着する
ことによりバルブが黒化し、高圧放電灯の寿命が短くな
るという問題がある。
れる電子が増加し、陽極は増加した電子の衝突によって
一層昇温し、しかも、放電空間内の水銀の圧力が低いた
めにその水銀による陽極の蒸発抑制効果が低くなる。そ
の結果、陽極における陰極と対向している先端面部が早
期に蒸発し、蒸発した陽極がバルブの内周面に付着する
ことによりバルブが黒化し、高圧放電灯の寿命が短くな
るという問題がある。
【０００６】そこで本発明は、点灯時における陽極の温
度を下げ、陽極の蒸発及びバルブの黒化を抑え、照度維
持率を高く保つとともに長寿命化を図ることができる高
圧放電灯及び光源装置を提供することを目的とする。
度を下げ、陽極の蒸発及びバルブの黒化を抑え、照度維
持率を高く保つとともに長寿命化を図ることができる高
圧放電灯及び光源装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の高
圧放電灯は、石英ガラスからなり、内部に放電空間を有
するバルブと；前記放電空間内に配置された陰極と；前
記放電空間内に前記陰極に対向して配置され、先端部に
周状に突出部を形成するとともに前記突出部を除く外周
部にコイルが前記突出部の突出長の範囲内で巻き付けら
れた陽極と；前記放電空間内に封入された放電媒体と；
を具備する。
圧放電灯は、石英ガラスからなり、内部に放電空間を有
するバルブと；前記放電空間内に配置された陰極と；前
記放電空間内に前記陰極に対向して配置され、先端部に
周状に突出部を形成するとともに前記突出部を除く外周
部にコイルが前記突出部の突出長の範囲内で巻き付けら
れた陽極と；前記放電空間内に封入された放電媒体と；
を具備する。
【０００８】従って、外周部にコイルを巻き付けた陽極
は、コイルを巻き付けていない同外径寸法の陽極に比べ
て、外周面の表面積が大きくなり、陽極からの放射熱が
増大し、陽極の温度が下がる。これにより、陽極の蒸発
及びこの蒸発に伴うバルブの黒化が抑えられ、高圧放電
灯の寿命が長くなる。一方、陽極の先端部にはコイルが
ないため、放電による悪影響が少ない。
は、コイルを巻き付けていない同外径寸法の陽極に比べ
て、外周面の表面積が大きくなり、陽極からの放射熱が
増大し、陽極の温度が下がる。これにより、陽極の蒸発
及びこの蒸発に伴うバルブの黒化が抑えられ、高圧放電
灯の寿命が長くなる。一方、陽極の先端部にはコイルが
ないため、放電による悪影響が少ない。
【０００９】ここで、放電媒体として放電空間内に封入
される放電媒体としては、アルゴンなどの希ガス、及
び、水銀などである。
される放電媒体としては、アルゴンなどの希ガス、及
び、水銀などである。
【００１０】請求項２記載の発明の光源装置は、請求項
１記載の高圧放電灯と；前記高圧放電灯からの光を所定
方向へ反射させる反射鏡と；を具備する。
１記載の高圧放電灯と；前記高圧放電灯からの光を所定
方向へ反射させる反射鏡と；を具備する。
【００１１】従って、この光源装置は、高圧放電灯のバ
ルブの黒化が抑えられ、高圧放電灯の交換頻度が低くな
る。
ルブの黒化が抑えられ、高圧放電灯の交換頻度が低くな
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１は高圧放電灯を示す縦断側面図、
図２は陽極を拡大して示す縦断側面図、図３はこの高圧
放電灯を用いた光源装置及びその光源装置を用いた露光
装置を示す概略構造図である。
づいて説明する。図１は高圧放電灯を示す縦断側面図、
図２は陽極を拡大して示す縦断側面図、図３はこの高圧
放電灯を用いた光源装置及びその光源装置を用いた露光
装置を示す概略構造図である。
【００１３】まず、高圧放電灯１について説明する。こ
の高圧放電灯１は出力が１ｋｗであり、石英ガラスから
なる楕円回転体形のバルブ２と、このバルブ２の両端部
に一体に形成された封止管部３，４とを有している。バ
ルブ２は、球体部の最大径ａが３０ｍｍ、肉厚が２．７
５ｍｍに形成されている。封止管部３，４は肉厚が２．
０ｍｍに形成されている。
の高圧放電灯１は出力が１ｋｗであり、石英ガラスから
なる楕円回転体形のバルブ２と、このバルブ２の両端部
に一体に形成された封止管部３，４とを有している。バ
ルブ２は、球体部の最大径ａが３０ｍｍ、肉厚が２．７
５ｍｍに形成されている。封止管部３，４は肉厚が２．
０ｍｍに形成されている。
【００１４】前記バルブ２内には放電空間５が形成さ
れ、この放電空間５内には陽極６と陰極７とが対向して
配置されている。前記陽極６の軸部６ａと前記陰極７の
軸部７ａとは、前記封止管部３，４をその外周部から加
熱溶融させて溶着することにより封止管部３，４内に封
着されている。さらに、前記封止管部３，４内には、前
記軸部６ａ，７ａにそれぞれ一端が接続された２枚の金
属箔８と、これらの金属箔８の間に配置された石英ガラ
スからなるセパレータ（図示せず）と、金属箔８の他端
に接続された外部リード棒９とが封着されている。
れ、この放電空間５内には陽極６と陰極７とが対向して
配置されている。前記陽極６の軸部６ａと前記陰極７の
軸部７ａとは、前記封止管部３，４をその外周部から加
熱溶融させて溶着することにより封止管部３，４内に封
着されている。さらに、前記封止管部３，４内には、前
記軸部６ａ，７ａにそれぞれ一端が接続された２枚の金
属箔８と、これらの金属箔８の間に配置された石英ガラ
スからなるセパレータ（図示せず）と、金属箔８の他端
に接続された外部リード棒９とが封着されている。
【００１５】前記封止管部３，４を加熱溶融して溶着を
行った後、前記放電空間５内には水銀やアルゴンなどの
放電媒体が封入され、排気される。水銀は約７００ｍｇ
封入され、アルゴンは６００ｔｏｒｒの圧力で封入され
ている。
行った後、前記放電空間５内には水銀やアルゴンなどの
放電媒体が封入され、排気される。水銀は約７００ｍｇ
封入され、アルゴンは６００ｔｏｒｒの圧力で封入され
ている。
【００１６】前記陽極６は、前記軸部６ａと、この軸部
６ａの先端に形成された大径の電極部６ｂと、この電極
部６ｂの周りに巻き付けられたコイル１０とにより構成
されている。電極部６ｂの先端部の周囲には突出部６ｃ
が形成され、コイル１０は電極部６ｂにおける突出部６
ｃより軸部６ａ側の部分に巻き付けられ、かつ、突出部
６ｃの突出長ｂの範囲内に巻き付けられている。前記陽
極６と前記コイル１０、及び、前記陰極７はともにタン
グステンを材料として形成されている。陽極６は最大径
である突出部６ｃの突出長ｂが９ｍｍに形成され、電極
部６ｂにおけるコイル１０が巻き付けられる部分の径が
８ｍｍ、コイル１０の径が０．５ｍｍに形成されてい
る。
６ａの先端に形成された大径の電極部６ｂと、この電極
部６ｂの周りに巻き付けられたコイル１０とにより構成
されている。電極部６ｂの先端部の周囲には突出部６ｃ
が形成され、コイル１０は電極部６ｂにおける突出部６
ｃより軸部６ａ側の部分に巻き付けられ、かつ、突出部
６ｃの突出長ｂの範囲内に巻き付けられている。前記陽
極６と前記コイル１０、及び、前記陰極７はともにタン
グステンを材料として形成されている。陽極６は最大径
である突出部６ｃの突出長ｂが９ｍｍに形成され、電極
部６ｂにおけるコイル１０が巻き付けられる部分の径が
８ｍｍ、コイル１０の径が０．５ｍｍに形成されてい
る。
【００１７】つぎに、前記高圧放電灯１を用いた光源装
置１１と、この光源装置１１を用いた露光装置とについ
て説明する。光源装置１１は、前記高圧放電灯１と、こ
の高圧放電灯１の陰極７側を保持して高圧放電灯１から
の光を所定方向へ反射させる反射鏡１２とにより構成さ
れている。高圧放電灯１の陽極６側のリード線１３と陰
極７側のリード線１４とは、直流電圧を印加する点灯装
置１５に接続されている。そして、この光源装置１１
と、この光源装置１１からの光をＬＣＤ基板などの被照
射物１６へ露光するレンズ１７とにより、露光装置が構
成されている。
置１１と、この光源装置１１を用いた露光装置とについ
て説明する。光源装置１１は、前記高圧放電灯１と、こ
の高圧放電灯１の陰極７側を保持して高圧放電灯１から
の光を所定方向へ反射させる反射鏡１２とにより構成さ
れている。高圧放電灯１の陽極６側のリード線１３と陰
極７側のリード線１４とは、直流電圧を印加する点灯装
置１５に接続されている。そして、この光源装置１１
と、この光源装置１１からの光をＬＣＤ基板などの被照
射物１６へ露光するレンズ１７とにより、露光装置が構
成されている。
【００１８】このような構成において、露光装置内にセ
ットした高圧放電灯１を点灯させると、陰極６の先端部
から飛び出した電子が陽極６の先端面部に衝突すること
により、陽極６の温度が上昇する。
ットした高圧放電灯１を点灯させると、陰極６の先端部
から飛び出した電子が陽極６の先端面部に衝突すること
により、陽極６の温度が上昇する。
【００１９】電極部６ｂにコイル１０が巻き付けられて
最大径ｂが９ｍｍに形成された陽極６は、このようなコ
イル１０を巻き付けられることなく最大径を９ｍｍに形
成された通常形式の陽極と比べて、表面積が大きくなっ
ている。従って、この陽極６からの放射熱が増大し、陽
極６の温度を下げることができる。実験によれば、コイ
ル１０が巻き付けられていない通常形式の陽極と比較し
て、電極部６ｂの温度を５０〜１００℃下げることがで
きた。
最大径ｂが９ｍｍに形成された陽極６は、このようなコ
イル１０を巻き付けられることなく最大径を９ｍｍに形
成された通常形式の陽極と比べて、表面積が大きくなっ
ている。従って、この陽極６からの放射熱が増大し、陽
極６の温度を下げることができる。実験によれば、コイ
ル１０が巻き付けられていない通常形式の陽極と比較し
て、電極部６ｂの温度を５０〜１００℃下げることがで
きた。
【００２０】そして、電極部６ｂの温度が下がることに
より、陽極６がその先端面部から蒸発することを抑制す
ることができ、かつ、蒸発した陽極６がバルブ２の内周
面に付着することによるバルブ２の黒化を抑えることが
でき、高圧放電灯１の寿命を長くすることができる。
より、陽極６がその先端面部から蒸発することを抑制す
ることができ、かつ、蒸発した陽極６がバルブ２の内周
面に付着することによるバルブ２の黒化を抑えることが
でき、高圧放電灯１の寿命を長くすることができる。
【００２１】この高圧放電灯１を用いた光源装置１１に
おいては、高圧放電灯１の交換頻度が低くなり、光源装
置１１のランニングコストを下げることができる。
おいては、高圧放電灯１の交換頻度が低くなり、光源装
置１１のランニングコストを下げることができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１記載の発明の高圧放電灯によれ
ば、外周部にコイルが巻き付けられた陽極は、コイルが
巻き付けられていない同外径寸法の陽極に比べて外周面
の表面積が大きくなり、陽極からの放射熱を増大させる
ことができる。これにより、陽極の温度を下げることが
でき、陽極の蒸発及びこの蒸発に伴うバルブの黒化を抑
えることができ、高圧放電灯の寿命を長くすることがで
きる。
ば、外周部にコイルが巻き付けられた陽極は、コイルが
巻き付けられていない同外径寸法の陽極に比べて外周面
の表面積が大きくなり、陽極からの放射熱を増大させる
ことができる。これにより、陽極の温度を下げることが
でき、陽極の蒸発及びこの蒸発に伴うバルブの黒化を抑
えることができ、高圧放電灯の寿命を長くすることがで
きる。
【００２３】請求項２記載の発明の光源装置によれば、
請求項１記載の高圧放電灯を具備しているので、請求項
１の発明と同様の作用効果を奏することができ、高圧放
電灯の交換頻度が低くなり、ランニングコストを下げる
ことができる。
請求項１記載の高圧放電灯を具備しているので、請求項
１の発明と同様の作用効果を奏することができ、高圧放
電灯の交換頻度が低くなり、ランニングコストを下げる
ことができる。
【図１】本発明の一実施の形態の高圧放電灯を示す縦断
側面図である。
側面図である。
【図２】陽極を拡大して示す縦断側面図である。
【図３】高圧放電灯を用いた光源装置及びその光源装置
を用いた露光装置を示す概略構造図である。
を用いた露光装置を示す概略構造図である。
１ 高圧放電灯 ２ バルブ ５ 放電空間 ６ 陽極 ６ｃ 突出部 ７ 陰極 １０ コイル １２ 反射鏡
Claims (2)
- 【請求項１】 石英ガラスからなり、内部に放電空間を
有するバルブと；前記放電空間内に配置された陰極と；
前記放電空間内に前記陰極に対向して配置され、先端部
に周状に突出部を形成するとともに前記突出部を除く外
周部にコイルが前記突出部の突出長の範囲内で巻き付け
られた陽極と；前記放電空間内に封入された放電媒体
と；を具備する高圧放電灯。 - 【請求項２】 請求項１記載の高圧放電灯と；前記高圧
放電灯からの光を所定方向へ反射させる反射鏡と；を具
備する光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8333198A JPH11283557A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 高圧放電灯及び光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8333198A JPH11283557A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 高圧放電灯及び光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283557A true JPH11283557A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13799458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8333198A Pending JPH11283557A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 高圧放電灯及び光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11283557A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269081A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Ushio Inc | ショートアーク放電ランプ |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP8333198A patent/JPH11283557A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269081A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Ushio Inc | ショートアーク放電ランプ |
| JP4587118B2 (ja) * | 2005-03-22 | 2010-11-24 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク放電ランプ |
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