KR102447925B1 - 광원 장치, 방전 램프 및 그 제조 방법, 및 노광 장치 - Google Patents

광원 장치, 방전 램프 및 그 제조 방법, 및 노광 장치 Download PDF

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Abstract

양극 및 음극이 내부에 마련된 유리관과, 그 발광부에 대해서 양극측 및 음극측에 각각 마련된 구금부를 가지는 방전 램프를 발광시키기 위한 광원 장치로서, 방전 램프를 보관하는 보관부와, 방전 램프의 구금부를 착탈 가능하게 지지하는 지지 부재와, 지지 부재에 지지된 방전 램프의 구금부에 전력 케이블을 착탈 가능하게 연결하는 클램프 기구와, 지지 부재에 의한 구금부의 지지 및 클램프 기구에 의한 구금부에 대한 전력 케이블의 연결이 해제되어 있는 상태에서, 구금부를 유지하여 방전 램프를 보관부와 지지 부재와의 사이에서 반송하는 램프 반송계를 구비한다. 방전 램프의 교환을 효율적으로 행할 수 있다.

Description

광원 장치, 방전 램프 및 그 제조 방법, 및 노광 장치{LIGHT-SOURCE DEVICE, DISCHARGE LAMP AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND EXPOSURE DEVICE}
본 발명은, 방전(放電) 램프, 방전 램프의 제조 방법, 방전 램프의 교환 방법 및 점등 방법, 방전 램프를 구비한 광원 장치, 이 광원 장치를 구비한 노광 장치, 및 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
각종 디바이스(액정 표시 디바이스 또는 반도체 디바이스 등)를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서, 마스크에 형성된 패턴을 감광(感光) 재료가 도포된 기판(유리 플레이트 또는 반도체 웨이퍼 등)에 전사(轉寫)하기 위해서 사용되고 있는, 일괄 노광형 투영 노광 장치, 및 주사(走査) 노광형 투영 노광 장치 등의 노광 장치에는, 초고압 수은 램프 등의 방전 램프와 집광(集光) 거울을 조합시켜 구성되는 노광용 광원 장치를 구비하고 있는 타입이 있다.
종래의 광원 장치에는, 방전 램프의 일방의 구금(口金)에 플랜지부 및 단차부를 마련하고, 개구가 마련된 베이스부의 표면에 그 플랜지부를 재치(載置)한 상태에서, 그 개구 내에서 그 단차부를 레버 부재 등에 의해 하부로 가압함으로써, 그 방전 램프를 고정하는 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또, 노광 장치용 방전 램프는, 미리 정해진 허용 시간을 초과하여 사용하면, 조도(照度) 저하에 의해 노광 성능(해상도 등)이 악화될 우려가 있다. 그 때문에, 방전 램프의 누적 사용 시간이 그 허용 시간을 경과했을 때에는, 작업자가 메뉴얼 작업으로 그 방전 램프를 미사용의 방전 램프와 교환하고 있었다.
특허 문헌 1 : 국제공개 제2007/066947호 팜플렛
노광 장치에서 사용 중의 방전 램프는 고온이 되기 때문에, 작업자가 메뉴얼 작업으로 방전 램프를 교환하는 경우, 방전 램프의 소등 후, 예를 들면 30분 이상의 시간을 두고 작업을 행할 필요가 있었다. 이 때문에, 노광 장치의 다운 타임(down time)이 길어져, 노광 공정의 스루풋(throughput)(생산성)이 저하되고 있었다.
또, 최근의 주사 노광형 노광 장치는, 스루풋을 높이기 위해서, 노광광(露光光)에 의해 마스크의 보다 넓은 면적의 조명 영역을 조명하고, 또한 마스크를 보다 고속으로 주사하는 것이 요구되고 있기 때문에, 광원 장치로부터는 보다 조도가 높은 광을 공급할 필요가 있다. 이를 위해서는, 예를 들면 복수의 방전 램프를 구비하고, 이들 복수의 방전 램프로부터의 광을 합성하여 사용하는 것이 고려되어진다. 그렇지만, 광원 장치가 복수의 방전 램프를 가지는 경우에는, 방전 램프의 교환 빈도가 증가하기 때문에, 노광 장치의 다운 타임이 더 길어져, 스루풋의 향상이 억제될 우려가 있다.
본 발명의 제1 형태에 의하면, 발광부를 형성하기 위한 제1 전극 및 제2 전극이 내부에 마련된 유리 부재와, 상기 발광부에 대해서 상기 유리 부재의 상기 제1 전극측 및 상기 제2 전극측에 각각 마련된 제1 구금(口金) 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전(放電) 램프를 발광시키기 위한 광원 장치로서, 상기 방전 램프를 보관하는 보관부와, 상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 착탈 가능하게 지지하는 지지부와, 상기 지지부에 지지된 상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재에 전력을 전달하는 부재를 착탈 가능하게 연결하는 연결부와, 상기 지지부에 의한 상기 제2 구금 부재의 지지 및 상기 연결부에 의한 상기 제1 구금 부재에 대한 상기 전력을 전달하는 부재의 연결이 해제되어 있는 상태에서, 상기 제1 구금 부재를 유지하여 상기 방전 램프를 상기 보관부와 상기 지지부와의 사이에서 반송하는 반송부를 구비하는 광원 장치가 제공된다.
제2 형태에 의하면, 발광부를 형성하는 유리 부재와, 상기 유리 부재를 사이에 끼우도록 마련된 제1 구금 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전 램프를 교환하는 교환 방법으로서, 상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 피연결부에 면접촉하고 있음과 아울러 전력을 전달하는 부재가 연결된 부재를, 상기 피연결부로부터 이탈시키는 것과, 상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 지지 부재로부터 이탈 가능하게 하는 것과, 상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 비(非)평면부를 포함하는 피(被)유지부를 유지하여 상기 방전 램프를 보관부로 반송하는 것을 포함하는 교환 방법이 제공된다.
제3 형태에 의하면, 발광부를 형성하는 유리 부재와, 상기 유리 부재를 사이에 끼우도록 마련된 제1 구금 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전 램프를 점등하는 점등 방법으로서, 상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 피연결부에 전력을 전달하는 부재가 연결된 부재를 면접촉시키는 것과, 상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 전력이 공급 가능한 지지 부재에 의해 지지하는 것과, 상기 전력을 전달하는 부재 및 상기 지지 부재를 매개로 하여 상기 방전 램프에 전력을 공급하여 상기 방전 램프를 점등하는 것을 포함하는 점등 방법이 제공된다.
제4 형태에 의하면, 발광부를 형성하기 위한 제1 전극 및 제2 전극이 내부에 마련된 유리 부재와, 상기 발광부에 대해서 상기 유리 부재의 제1 전극측 및 제2 전극측에 각각 마련된 제1 구금 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전 램프로서, 상기 제1 구금 부재는, 전력을 전달하는 부재가 접촉 가능하고, 또한 상기 부재와의 전기적인 접촉 저항을 작게 하기 위해서, 상기 부재와 면접촉 가능한 피연결부와, 반송부에 의해서 유지 가능한 비평면부 또는 경사부를 포함하는 피유지부를 가지는 방전 램프가 제공된다.
제5 형태에 의하면, 본 발명의 형태의 방전 램프의 제조 방법으로서, 양단에 도전성 부재가 연결된 유리 부재를 제조하는 것과, 피연결부 및 피유지부가 형성된 피복 부재를 제조하는 것과, 상기 유리 부재의 일단측의 상기 도전성 부재를 덮도록 상기 피복 부재를 고정하는 것을 포함하는 제조 방법이 제공된다.
제6 형태에 의하면, 본 발명의 형태의 방전 램프의 제조 방법으로서, 제1 전극 또는 제2 전극과 전기적으로 접속된 제1 도전성 부재가 일단에 마련된 유리 부재를 준비하는 것과, 피연결부 및 피유지부가 형성된 제2 도전성 부재를 준비하는 것과, 상기 유리 부재의 일단측의 상기 제1 도전성 부재에 상기 제2 도전성 부재를 연결하는 것을 포함하는 제조 방법이 제공된다.
제7 형태에 의하면, 본 발명의 형태의 광원 장치와, 상기 광원 장치의 방전 램프로부터 발생하는 광에 의해 마스크를 조명하는 조명계와, 상기 마스크의 패턴의 상(像)을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
제8 형태에 의하면, 본 발명의 형태의 노광 장치를 이용하여 기판 상에 감광층의 패턴을 형성하는 것과, 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2의 (A)는 도 1 중의 방전 램프를 나타내는 도면, (B)는 도 2의 (A)의 양극측 구금부(口金部)를 나타내는 확대 사시도, (C)는 도 2의 (A)의 C-C선을 따르는 단면도이다.
도 3의 (A)는 양극측 구금부를 2방향으로부터 본 도면, (B), (C), (D) 및 (E)은 각각 제1, 제2, 제3, 및 제4 변형예의 양극측 구금부를 2개의 방향으로부터 본 도면이다.
도 4의 (A)는 도 1 중의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, (B)는 도 4의 (A)의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 5는 방전 램프의 양극측 구금부 및 클램프 기구를 나타내는 사시도이다.
도 6의 (A)는 슬라이드부를 이동 중의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, (B)는 도 5의 (A)의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 7의 (A)는 방전 램프의 양극측 구금부를 클램핑한 상태를 나타내는 도면, (B)는 구금부의 클램핑을 해제한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 9의 (A)는 램프 파지 클로(claw)에 의해 양극측 구금부를 파지하는 상태를 나타내는 평면도, (B)는 도 9의 (A)의 측면도이다.
도 10의 (A)는 방전 램프를 이동 중의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, (B)는 도 10의 (A)의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 11은 램프 보관용 턴 테이블(turn table)의 위치 결정부를 나타내는 도면이다.
도 12는 제조 중의 방전 램프를 나타내는 일부를 잘라낸 분해도이다.
도 13의 (A)는 변형예의 양극측 구금부의 클램프 기구의 일부를 나타내는 평면도, (B)는 도 13의 (A)의 측면도이다.
도 14의 (A)는 다른 변형예의 양극측 구금부의 클램프 기구를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도, (B)는 양극측 구금부의 클램프를 떼어낸 상태를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 15는 음극측 구금부의 클램프를 떼어낸 상태를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 16은 제2 실시 형태에 관한 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 17은 슬라이드부를 인출한 상태를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 18은 제2 실시 형태의 변형예의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 19의 (A)는 제3 실시 형태에 관한 방전 램프를 나타내는 도면, (B)는 도 19의 (A)의 양극측 구금부를 클램핑한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 20의 (A)는 제3 실시 형태에 관한 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, (B)는 도 20의 (A)의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 21은 슬라이드부를 인출한 상태를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 22의 (A)는 양극측 구금부에 걸린 급전(給電) 소켓 및 소켓 유지부를 나타내는 부분 확대 단면도, (B)는 급전 소켓을 소켓 유지부에 의해 파지하는 모습을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 23의 (A)는 구금부에 걸린 급전 소켓을 떼어내기 위한 동작을 나타내는 부분 확대 단면도, (B)는 급전 소켓을 떼어내기 직전의 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 24는 구금부에 걸린 급전 소켓을 떼어낸 직후의 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 25의 (A)는 제3 실시 형태에 관한 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, (B)는 도 25의 (A)의 광원 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 26의 (A)는 제4 실시 형태에 관한 노광 장치의 요부를 나타내는 평면도, (B)는 방전 램프를 교환중인 상태의 요부를 나타내는 평면도이다.
도 27은 제4 실시 형태에 관한 노광 장치를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다.
도 28은 제5 실시 형태에 관한 방전 램프를 나타내는 도면이다.
도 29의 (A)는 제5 실시 형태에 관한 램프 교환용 파지 기구를 나타내는 단면도, (B)는 도 29의 (A)의 파지 기구를 정면으로부터 본 단면도이다.
도 30의 (A)는 방전 램프 및 램프 교환용 핸드부의 요부를 나타내는 도면, (B)는 양극측 구금부를 핸드부에 의해 파지하기 직전의 상태의 요부를 나타내는 도면이다.
도 31의 (A)는 양극측 구금부를 핸드부에 의해 파지한 상태의 요부를 나타내는 도면, (B)는 핸드부에 의해 양극측 구금부를 매달아 올리는 상태의 요부를 나타내는 도면이다.
도 32의 (A)는 방전 램프의 교환 방법의 일례를 나타내는 플로우차트, (B)는 방전 램프의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 33은 전자(電子) 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
[제1 실시 형태]
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 도 1~도 12를 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 관한 광원 장치(30)를 구비한 노광 장치(EX)의 개략 구성을 나타낸다. 노광 장치(EX)는, 일례로서 주사(走査) 노광형 투영 노광 장치이다. 도 1에서, 광원 장치(30)는, 아크 방전형 초고압 수은 램프로 이루어지는 방전(放電) 램프(1)와, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(口金部)(26)를 유지하는 지지 부재(33)와, 지지 부재(33)를 이동시킬 수 있는 인출부(36)(도 4의 (B) 참조)와, 지지 부재(33)에 대한 구금부(26)의 고정 및 해제를 행하는 구동 유닛(34)과, 방전 램프(1)의 유리관(25)(벌브(bulb))를 둘러싸도록 배치된 타원 거울(2)(집광(集光) 미러)과, 노광시(방전 램프(1)의 사용시)에, 방전 램프(1) 및 타원 거울(2) 등을 수용하는 상자 모양의 램프 하우스(31)를 가진다. 노광시에, 방전 램프(1)의 유리관(25) 내의 발광부는, 일례로서 타원 거울(2)의 제1 초점 부근에 배치되어 있다.
또, 광원 장치(30)는, 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)에 착탈 가능하게 연결할 수 있는 가요성(可撓性)을 가지는 전력 케이블(24)과, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)에 지지 부재(33)를 매개로 하여 연결되는 가요성을 가지는 전력 케이블(23)과, 전력 케이블(23, 24)을 매개로 하여 방전 램프(1)에 전력(전류)을 공급하여 방전 램프(1)를 발광시키는 전원부(20)와, 사용이 끝난 방전 램프(1)를 교환하는 전자동형(全自動型) 교환 장치(50)를 가진다. 교환 장치(50)는, 양극측 구금부(28)에 대한 전력 케이블(24)의 착탈을 행하는 클램프 기구(52)와, 방전 램프(1)를 보관하는 보관부(54)와, 지지 부재(33)와 보관부(54)와의 사이에 방전 램프(1)를 반송하는 램프 반송계(56)와, 보관부(54) 및 램프 반송계(56)를 수용하는 상자 모양의 케이싱(51)을 가진다.
또, 지지 부재(33)는, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이, 실제로는, 상부에 고리 띠 모양의 플랜지부가 형성된 거의 원통 모양의 금속제(도전성)의 부재이다. 지지 부재(33)는, 후술한 바와 같이 램프 하우스(31)의 내면(內面)의 가이드 부재(41)를 따라서 이동 가능하게 지지된 인출부(36)의 중앙에, 그 플랜지부를 매개로 하여 고정되어 있고, 지지 부재(33)와 인출부(36)는 전기적으로 절연되어 있다. 또, 인출부(36)의 저면에 구금부(26)용 구동 유닛(34)이 마련되어 있다.
도 1에서, 광원 장치(30)는, 전원부(20), 구동 유닛(34), 및 램프 반송계(56) 등의 동작을 제어하는 광원 제어계(32)를 가진다. 광원 제어계(32)는, 방전 램프(1)의 누적 사용 시간을 모니터하고 있고, 그 누적 사용 시간이 미리 정해져 있는 허용 시간에 이르렀을 때에는, 교환 장치(50)를 작동시켜 그 사용이 끝난 방전 램프(1)를 미사용의 방전 램프로 교환한다. 광원 장치(30)의 상세한 구성 및 동작에 대해서는 후술한다.
노광 장치(EX)는, 광원 장치(30)로부터 공급되는 광속(光束)으로부터 선택되는 노광광(露光光)(IL)을 이용하여 마스크(M)를 조명하는 조명 광학계(13)와, 노광광(IL)의 아래에서 마스크(M)의 패턴의 상(像)을 포토레지스트(photoresist)가 도포된 유리 기판으로 이루어지는 플레이트(P)(감광(感光) 기판)의 표면에 투영하는 투영 광학계(PL)와, 마스크(M)를 이동시키는 마스크 스테이지(MST)와, 플레이트(P)를 이동시키는 기판 스테이지(PST)와, 광원 장치(30)를 포함하는 노광 장치 전체의 동작을 통괄적으로 제어하는 컴퓨터로 이루어지는 주(主)제어계(14)를 구비하고 있다.
일례로서, 노광 장치(EX)는, 액정 표시 디바이스 제조용 노광 장치이며, 노광 장치(EX)의 본체부(마스크 스테이지(MST), 투영 광학계(PL), 및 기판 스테이지(PST)를 포함하는 부분)는, 제조 공장에 있는 상자 모양의 챔버(미도시)의 내부에 설치되고, 광원 장치(30)는, 그 챔버의 옥상(RT)에 설치되어 있다. 광원 장치(30)는, 방전 램프(1)의 누적 사용 시간이 허용 시간에 이르렀을 때에, 그 취지의 정보를 주제어계(14)에 공급한다. 이것에 따라서, 주제어계(14)는, 광원 장치(30)로부터 방전 램프(1)의 교환이 완료한 것을 나타내는 정보가 공급될 때까지, 노광 장치(EX)의 노광 동작을 정지시킨다. 이하, 투영 광학계(PL)의 광축(AX)에 평행하게 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면(본 실시 형태에서는 거의 수평면임) 내에서 도 1의 지면에 평행하게 X축을, 도 1의 지면에 수직하게 Y축을 취하여 설명한다.
방전 램프(1)로부터 사출된 광속은, 타원 거울(2)에 의해서 제2 초점 부근에 수렴된 후, 셔터(미도시)의 근방을 통과하여 발산광(發散光)이 되어 광로 절곡용 미러(3)에 입사한다. 미러(3)도 램프 하우스(31) 내에 수용되어 있다. 미러(3)에서 반사된 광속은, 램프 하우스(31)의 광 투과성의 창 부재(4)를 통과하여 간섭 필터(5)에 입사하고, 간섭 필터(5)에 의해 소정의 휘선(예를 들면 파장 365nm의 i선)으로 이루어지는 노광광(IL)만이 선택된다. 또, 노광광(IL)으로서는, i선 외에, g선, h선, 혹은 이들의 혼합광 등, 또는 수은 램프 이외의 램프의 휘선 등도 사용할 수 있다. 그 선택된 노광광(IL)은, 플라이 아이 렌즈(fly eye lens)(6)(옵티컬·인티그레이터)에 입사하고, 플라이 아이 렌즈(6)의 사출면(射出面)에 배치된 가변 개구 조리개(이하, '가변 σ조리개'라고 함)(7) 상에 다수의 2차 광원이 형성된다. 가변 σ조리개(7)를 통과한 노광광(IL)은, 제1 릴레이 렌즈(8)를 거쳐 마스크 블라인드(가변 시야 조리개)(9)에 입사한다. 마스크 블라인드(9)의 배치면은 마스크(M)의 패턴면(pattern面)과 실질적으로 공역(共役)이며, 구동 장치(9a)를 매개로 하여 마스크 블라인드(9)의 개구 형상을 설정함으로써, 마스크(M) 상에서의 조명 영역이 규정된다. 또, 플레이트(P)의 스텝 이동시 등에 불필요한 노광광이 플레이트(P)에 조사되지 않도록, 스테이지 제어계(15)가 구동 장치(9a)를 매개로 하여 마스크 블라인드(9)를 개폐할 수 있다.
마스크 블라인드(9)를 통과한 노광광(IL)은, 제2 릴레이 렌즈(10), 노광광(IL)의 광로를 절곡하기 위한 미러(11), 및 콘덴서 렌즈(12)를 매개로 하여 마스크(M)의 패턴면의 패턴 영역을 조명한다. 간섭 필터(5), 플라이 아이 렌즈(6), 가변 σ조리개(7), 릴레이 렌즈(8, 10), 마스크 블라인드(9), 미러(11), 및 콘덴서 렌즈(12)를 포함하여 조명 광학계(13)가 구성되어 있다. 광원 장치(30)로부터의 광속은, 조명 광학계(13)를 거쳐 노광광(IL)으로서 마스크(M)(마스크)의 예를 들면 Y방향으로 가늘고 긴 조명 영역을 조명한다. 마스크(M)의 조명 영역 내의 패턴이 투영 광학계(PL)를 매개로 하여, 플레이트(P) 중 하나의 쇼트(shot) 영역의 노광 영역(조명 영역과 광학적으로 공역인 영역)에 투영 배율 β(β는 예를 들면 등배(等倍), 확대 배율, 또는 축소 배율)로 투영된다. 또, 투영 광학계(PL)로서는, 복수의 투영 광학계가 예를 들면 Y방향으로 2열로 배열된 멀티 투영 광학계 등을 사용해도 괜찮다. 이와 같이 복수의 투영 광학계를 사용하는 경우에는, 조명 광학계(13)로부터의 노광광(IL)은, 마스크(M)의 패턴면의 복수의 조명 영역을 병렬로 조명한다.
마스크(M)는, 마스크 베이스(미도시) 상에서 X방향, Y방향, 및 Z축 둘레의 회전 방향으로 미동(微動) 가능한 마스크 스테이지(MST)의 상면에 유지되어 있다. 마스크 스테이지(MST)의 위치는, 이것에 고정된 이동 거울(17R)에 계측용 레이저 빔을 조사하는 레이저 간섭계(18R)에 의해서 고정밀도로 계측되고, 이 계측치가 스테이지 제어계(15) 및 주제어계(14)에 공급되고 있다. 그 계측치 및 주제어계(14)로부터의 제어 정보에 근거하여, 스테이지 제어계(15)가 리니어 모터 등을 포함하는 구동계(19R)를 매개로 하여 마스크 스테이지(MST)의 위치를 제어한다. 　
한편, 플레이트(P)는 미도시의 플레이트 홀더를 매개로 하여 기판 스테이지(PST)의 상면에 유지되고, 기판 스테이지(PST)는 베이스 부재(미도시) 상에 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 재치(載置)되어 있다. 기판 스테이지(PST)의 위치는, 이것에 고정된 이동 거울(17W)에 계측용 레이저 빔을 조사하는 레이저 간섭계(18W)에 의해 고정밀도로 계측되며, 이 계측치는 스테이지 제어계(15) 및 주제어계(14)에 공급되고 있다. 그 계측치 및 주제어계(14)로부터의 제어 정보에 근거하여, 스테이지 제어계(15)는 리니어 모터 등을 포함하는 구동계(19W)를 매개로 하여 기판 스테이지(PST)(플레이트(P))의 위치를 제어한다.
플레이트(P)의 노광시에는, 기판 스테이지(PST)에 의해 플레이트(P)의 각 쇼트 영역을 투영 광학계(PL)의 노광 영역의 바로 앞으로 이동하는 동작(스텝 이동)과, 광원 장치(30)로부터의 광속에 의해 조명 광학계(13)를 매개로 하여 마스크(M)를 조명하면서, 마스크(M) 및 플레이트(P)를 투영 광학계(PL)에 대해서 동기(同期)하여 X방향(주사 방향)으로 이동하여, 플레이트(P) 중 하나의 쇼트 영역의 전면(全面)에 마스크(M)의 패턴의 상(像)을 노광하는 동작(주사 노광)이, 스텝ㆍ앤드(and)ㆍ스캔 방식에 의해 반복된다. 이것에 의해서, 마스크(M)의 패턴의 상(像)이 플레이트(P)의 각 쇼트 영역에 전사(轉寫)된다.
또, 이 노광을 할 때 미리 얼라이먼트를 행하기 위해서, 예를 들면 기판 스테이지(PST)의 내부에는, 마스크(M)에 형성된 얼라이먼트 마크의 위치를 검출하기 위한 공간상(空間像) 계측부(22)가 설치되고, 투영 광학계(PL)의 측면에는, 플레이트(P)의 각 쇼트 영역에 부설(附設)된 얼라이먼트 마크의 위치를 검출하기 위한 얼라이먼트계(21)가 설치되어 있다. 공간상 계측부(22) 및 얼라이먼트계(21)의 검출 신호는 얼라이먼트 신호 처리계(16)에 공급되고, 얼라이먼트 신호 처리계(16)는, 예를 들면 그들 검출 신호를 처리하여, 마스크(M)의 얼라이먼트 정보 및 플레이트(P)의 각 쇼트 영역의 배열 정보를 구하고, 구한 정보를 주제어계(14)에 공급한다. 주제어계(14)는, 그들 정보에 근거하여 마스크(M)의 얼라이먼트 및 노광시의 플레이트(P)의 위치 제어를 행한다. 이것에 의해서, 서로 겹침 노광시에 높은 서로 겹침 정밀도가 얻어진다.
다음으로, 본 실시 형태의 광원 장치(30)의 구성 및 광원 장치(30)를 이용하는 방전 램프(1)의 교환 동작 등에 대해 상세하게 설명한다.
도 2의 (A)는, 도 1 중의 광원 장치(30)의 방전 램프(1)를 나타낸다. 도 2의 (A)에서, 방전 램프(1)는, 벌브부(25a) 및 이들을 사이에 끼우도록 고정된 거의 대칭이고 원통 모양의 2개의 막대 모양부(25b, 25c)로 이루어지는 유리관(25)과, 일방의 막대 모양부(25b)의 단부에 연결된 음극측 구금부(口金部)(26)와, 타방의 외측을 향해서 일례로서 단계적으로 직경이 작아지는 막대 모양부(25c)의 단부에 연결된 양극측 구금부(28)를 구비하고 있다. 그 벌브부(25a) 내에 발광부를 형성하기 위한 양극(EL1) 및 음극(EL2)이 대향하여 고정되며, 음극(EL2) 및 양극(EL1)은 각각 구금부(26 및 28)에 전기적으로 접속되어 있다. 구금부(26 및 28)는 전기 전도율 및 열전도율이 양호한 금속(예를 들면 놋쇠 등)으로 형성되어 있다. 구금부(26), 유리관(25), 및 구금부(28)는, 유리관(25)의 막대 모양부(25b, 25c)의 중심축을 연결하고 발광부의 중심을 통과하는 하나의 직선을 따라서 배치되어 있다. 그 막대 모양부(25b, 25c)의 중심축을 연결하는 직선에 평행한 방향이 방전 램프(1)의 길이 방향(L)이다.
구금부(26 및 28)는, 기본적으로 음극(EL2) 및 양극(EL1)에 도 1의 전원부(20)로부터 전력 케이블(23 및 24)을 매개로 하여 전력을 공급하기 위한 전력 수급(受給) 단자로서 사용된다. 그 외에, 구금부(26)는, 유리관(25)(방전 램프(1))을 지지 부재(33)(도 4의 (B) 참조)에 의해서 지지하기 위한 피(被)지지부로서도 사용된다. 게다가, 구금부(26 및 28)에는 아울러 유리관(25)으로부터 전도해 오는 열을 효율적으로 발산하기 위한 요철부(표면적을 크게 한 부분)가 형성되어 있다.
또, 음극측 구금부(26)에는, 막대 모양부(25b)로부터 개방단측으로 순서대로, 막대 모양부(25b)의 외경의 2배 정도의 외경의 고리 띠 모양의 플랜지부(26a)(맞닿음부 및 길이 방향(L)의 위치의 규정부)와, 막대 모양부(25b)의 외경보다도 약간 큰 외경의 원기둥 모양의 축부(26b)(감합부(嵌合部) 또는 위치의 규정부)와, 축부(26b)보다도 외경이 작은 원기둥 모양의 소경부(26k)와, 축부(26b)보다 약간 작은 외경, 혹은 축부(26b)와 대략 동일한 외형의 원기둥 모양의 고정부(26h)가 형성되어 있다. 축부(26b)와 소경부(26k)와의 경계부에는 면취부(面取部, 모따기부)(26e)가 형성되고, 고정부(26h)의 개방단측에도 면취부(26i)가 형성되어 있다. 또, 원기둥 모양의 축부(26b)의 외형은, 막대 모양부(25b)의 외형과 거의 동일한 외형이라도 좋다. 소경부(26k)는, 축부(26b)와 고정부(26h)와의 사이에, 방전 램프(1)의 길이 방향(L)과 교차하는 방향에 관해서 오목부(계단부)(26f)를 마련하는 것에 의해 형성된다. 방전 램프(1)를 도 4의 (B)의 지지 부재(33)에 재치할 때에, 플랜지부(26a)는 지지 부재(33)의 중앙의 개구를 둘러싸는 단차부에 맞닿아, 유리관(25)의 발광부의 길이 방향(L)(제1 방향)에서의 위치 결정의 기준이 되고, 축부(26b)는 그 개구에 감합하여, 그 발광부의 길이 방향(L)에 직교하는 면내에서의 위치 결정의 기준이 된다.
또, 고정부(26h)에는, 오목부(26f)에 의해서 피(被)압압면(26g)이 형성되어 있다. 피압압면(26g)은, 길이 방향(L)에 수직인 평면이다. 도 4의 (B)의 구동 유닛(34)은, 방전 램프(1)를 지지 부재(33)에 의해 지지할 때에, 구금부(26)의 고정부(26h)(피압압면(26g))를 하부(－Z방향)로 가압하는 레버(38)와, 고정부(26h)를 가압하는 방향으로 레버(38)를 반시계 방향으로 회전시키는 인장 코일 스프링(39)과, 레버(38)에 의한 구금부(26)의 고정을 해제하기 위해서 레버(38)를 시계 방향으로 회전시키는 예를 들면 에어 실린더 또는 전자(電磁) 실린더 등의 구동부(40)를 가진다. 지지 부재(33)에 방전 램프(1)를 고정하여 지지하는 경우에는, 구동부(40)에 의한 레버(38)의 시계 방향의 회전을 해제하면 되고, 지지 부재(33)로부터 방전 램프(1)를 취출할 때에는, 구동부(40)에 의해서 레버(38)를 시계 방향으로 회전하면 된다. 또, 구동 유닛(34)으로서는, 국제공개 제2007/066947호 팜플렛에 기재되어 있는 기구를 사용할 수도 있다.
도 2의 (A)에서, 일례로서, 구금부(26)의 축부(26b)의 표면에는, 플랜지부(26a)로부터 면취부(26e)에 걸쳐, 나선 모양의 홈부(26d)가 형성되어 있다. 이 홈부(26d)에는, 외부로부터 예를 들면 냉각용 기체를 공급하는 것에 의해서, 방전 램프(1)의 냉각 효과를 높일 수 있다. 또, 홈부(26d)는 반드시 마련할 필요는 없다. 이 경우에도, 방전 램프(1)에서 발생하는 열은, 구금부(26)를 매개로 하여, 표면적이 크고 열용량이 큰 지지 부재(33)로 흐르기 때문에, 방전 램프(1)의 온도의 상승을 억제할 수 있다. 또, 방전 램프(1)의 냉각 효과를 높이기 위해서, 도 4의 (B)의 지지 부재(33)의 구금부(26)의 고정부(26h)가 끼워 넣어져 있는 개구 내에, 송풍 장치(미도시)로부터 냉각된 기체를 송풍하도록 해도 괜찮다.
도 2의 (C)는, 도 2의 (A)의 방전 램프(1)의 C-C선을 따른 단면도이며, 이 도 2의 (C)에 나타내는 바와 같이, 구금부(26)의 플랜지부(26a)에는 일례로서 90°간격으로 2개소의 개구(27A, 27B)(위치 결정부)가 형성되어 있다. 이것에 따라서, 도 4의 (B)의 지지 부재(33)의 플랜지부(26a)가 재치되는 면에는, 2개의 핀(미도시)이 마련되어 있다. 지지 부재(33)에 방전 램프(1)를 재치할 때에, 플랜지부(26a)의 개구(27A, 27B)에 그들 2개의 핀이 끼워 넣어짐으로써, 방전 램프(1)의 길이 방향(L)을 따른 축의 둘레의 위치 결정이 행하여진다. 그들 개구(27A, 27B)와 양극측 구금부(28)와의 상대적인 각도는, 구금부(28)와 전력 케이블(24)을 연결하기 쉬운 각도(소정 각도)로 설정되어 있다.
또, 음극측 구금부(26)의 형상은 임의이다. 구금부(26)로서는, 예를 들면 플랜지부(26a) 및 축부(26b)만을 구비하고, 축부(26b) 중에 구동 유닛(34)의 레버(38)의 선단부를 끼워 넣을 수 있는 오목부가 형성되어 있는 부재를 사용하는 것도 가능하다. 도 2의 (B)는, 도 2의 (A)의 양극측 구금부(28)를 나타낸다. 도 2의 (A) 및 (B)에서, 양극측 구금부(28)는, 방전 램프(1)의 유리관(25)의 막대 모양부(25c)측으로부터 개방단측으로 순서대로, 막대 모양부(25c)의 최대 직경과 거의 동일한 외경의 복수의 고리 띠 모양의 방열 핀(28j)이 형성된 방열부(28i)와, 복수의 방열 핀(28j)이 형성된 부분에, 유리관(25)의 중심을 통과하는 직선의 둘레에 거의 등각도 간격으로 3개소에 형성된 평탄부(28f, 28g, 28h)를 포함하는 피(被)파지부(28e)(피유지부)와, V자형의 2개의 평면부(28b, 28c)가 형성된 거의 삼각 기둥 모양의 단자부(28a)(피연결부)를 구비하고 있다. 피파지부(28e)의 평탄부(28f, 28g, 28h)의 거의 중앙에는, 각각 램프 반송계(56)에 의해 방전 램프(1)를 파지할 때에 램프 반송계(56)의 핀(86a)(도 9의 (B) 참조)을 끼워 넣기 위한 작은 구멍부(h1, h2, h3)가 마련되어 있다.
또, 본 실시 형태의 구금부(28)는, 피파지부(28e)의 단부의 평면에 마련된 복수의 개구(28k) 내의 볼트(미도시)에 의해서, 유리관(25)의 막대 모양부(25c)의 단부에 마련되어, 양극(EL1)과 전기적으로 접속되어 있는 금속제의 로드부(미도시)에 연결되어 있다. 이 때문에, 구금부(28)는, 방전 램프(1)의 사용후에 떼어낼 수 있고, 떼어낸 구금부(28)를 새로운 방전 램프(1)를 제조할 때에 재이용할 수 있도록 되어 있다. 또, 구금부(28)는, 유리관(25)에 접착 또는 용착(溶着) 등에 의해 일체화되어 있어도 좋다.
도 5는, 양극측 구금부(28)에 전력 케이블(24)을 연결한 상태를 나타낸다. 도 5에서, 전력 케이블(24)의 단부에는, 구금부(28)의 단자부(28a)의 평면부(28b, 28c)와 동일한 각도의 V자형의 홈부(66a)가 형성된 금속제(도전성)의 부재(이하, '급전(給電) 블록'이라고 함)(66)가 연결되어 있다. 또, 급전 블록(66)은, L자형의 기준 레버(67)의 하단부에 고정되고, 기준 레버(67)에는, 연결 핀(P51)을 매개로 하여 회전 가능하게 L자형의 구동 레버(69)가 연결되며, 구동 레버(69)의 하단부에 연결 핀(P52)을 매개로 하여 회전 가능하게 롤러(70)가 고정되어 있다. 구금부(28)의 단자부(28a)의 평면부(28b, 28c)와 반대측의 면(배면)에는, 롤러(70)를 넣을 수 있는 크기의 오목부(28d)(도 2의 (B) 참조)가 형성되어 있다.
여기서, 삼각 기둥 모양의 단자부(28a)의 배면에 오목부(28d)(구덩이)를 마련한 것은, 방전 램프(1)로부터 방사된 광을 타원 거울(2)에 의해서 집광할 때, 롤러(70)가 그 집광된 광을 가능한 한 차단하지 않도록 하기 위함이다. 이 때문에, 예를 들면 롤러(70)를 소형으로 했을 때에는, 오목부(28d)를 마련할 필요는 없다. 또, 후술한 바와 같이 급전 블록(66)을 단자부(28a)에 연결할 때에, 방전 램프(1)에 작용하는 응력을 가능한 한 작게 하기 위해(기준 레버(67) 및 구동 레버(69)의 가요성을 크게 하기 위해), 그리고, 타원 거울(2)에 의해서 집광된 광의 차광량을 작게 하기 위해서, 기준 레버(67) 및 구동 레버(69)는 가능한 한 얇게 형성되어 있다. 또, 도 5에서는, 기준 레버(67)는 2매의 L자형의 부재의 양단부(타방의 단부는 미도시)를 연결한 것이지만, 기준 레버(67)는, 1매의 L자형의 부재로 형성해도 좋고, L자형이 아니라도 괜찮다.
급전 블록(66), 기준 레버(67) 및 구동 레버(69)를 포함하여 클램프 기구(52)가 구성되어 있다. 기준 레버(67) 및 구동 레버(69)의 타단측은, 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이 각각 가늘고 길게 형성되어 있다. 급전 블록(66)의 홈부(66a)를 구금부(28)의 단자부(28a)의 평면부(28b, 28c)에 밀착하도록 꽉 누른 상태에서, 구동 레버(69)의 선단부의 롤러(70)를 단자부(28a)의 오목부(28d)에 끼워 넣고, 구동 레버(69)를 연결 핀(P51)(지점(支点))의 둘레로 반시계 방향으로 회전시킴으로써, 지렛대의 원리에 의해서 강한 힘으로, 롤러(70)와 급전 블록(66)과의 사이에 단자부(28a)를 안정되게 끼워 넣을 수 있다. 이 상태에서, 전력 케이블(24)의 전력(전류)은, 작은 전기 저항으로 급전 블록(66)을 매개로 하여 구금부(28)에 공급되기 때문에, 전력의 손실이 작아진다. 또, 전력 케이블(24)(급전 블록(66))을 구금부(28)(단자부(28a))로부터 떼어내는 경우에는, 구동 레버(69)를 시계 방향으로 회전시키면 좋다.
도 2의 (B)에서, 구금부(28)의 단자부(28a)는, V자형의 평면부(28b, 28c)에 의해서 급전 블록(66)과의 사이의 전기 저항(접촉 저항)을 작게 할 수 있음과 아울러, 클램프 기구(52)의 롤러(70)가 넣어지는 오목부(28d)가 마련되어 있기 때문에, 급전 블록(66)과의 연결을 안정되게 행할 수 있다. 또, 구동 레버(69)의 선단부에는 롤러(70)를 마련하지 않고, 그 선단부의 형상을 원호 모양으로 하여, 이 원호 모양의 부분을 그 오목부(28d)에 꽉 눌러도 괜찮다.
또, 양극측 구금부(28)의 단자부(28a)의 형상은, 도 2의 (B)의 형상에 한정되지 않고, 도 3의 (B), (C), (D), (E)에 나타내는 바와 같이 여러 가지의 형상이 가능하다. 또, 도 3의 (A)는, 도 2의 (B)의 구금부(28)의 단자부(28a)를 간략화하여 나타낸다. 또, 도 3의 (A)~(E)에서, A1~E1는 각각 단자부의 평면도, A2~E2는 각각 단자부의 측면도이다. 먼저, 도 3의 (B)의 구금부(28A)에서 나타내는 바와 같이, 단자부(28Aa)는 단면(斷面) 형상이 사다리꼴 모양이라도 좋다. 이 경우, 단자부(28Aa)의 서로 대칭으로 경사진 2개의 평면부(28Ab, 28Ac)에 도 5의 클램프 기구(52)의 급전 블록(66)의 홈부(66a)가 접촉하고, 그 사다리꼴 모양의 단면(斷面)의 배면부(28Ad)(롤러(70)를 넣기 위한 오목부가 마련되어 있어도 괜찮음. 이하 동일함)에 클램프 기구(52)의 구동 레버(69)의 선단부(또는 롤러(70). 이하 동일함)가 꽉 눌려진다.
또, 도 3의 (C)의 구금부(28B)에서 나타내는 바와 같이, 단자부(28Ba)의 단면(斷面) 형상은 사각형 이상의 다각형이라도 괜찮다. 도 3의 (C)의 예에서는, 단자부(28Ba)의 단면(斷面) 형상은 거의 정오각형 모양이며, 단자부(28Ba)의 서로 대칭으로 경사진 2개의 평면부(28Bb, 28Bc)에 급전 블록(66)의 홈부(66a)가 접촉하고, 그들에 대향하는 배면부(28Bd)에 구동 레버(69)의 선단부가 꽉 눌려진다.
또, 도 3의 (D)의 구금부(28C)에서 나타내는 바와 같이, 단자부(28Ca)의 단면(斷面) 형상은 거의 정육각 모양이라도 좋다. 이 경우, 단자부(28Ca)의 서로 대칭으로 경사진 2개의 평면부(28Cb, 28Cc)에 급전 블록(66)의 홈부(66a)가 접촉하고, 그들에 대향하는 배면부(28Cd)에 구동 레버(69)의 선단부가 꽉 눌려진다. 이 경우에는, 단자부(28Ca)의 다른 1면(面) 간격으로 배치된 3개의 면(28Cf, 28Cg, 28Ch)의 중앙부에, 각각 램프 반송계(56)의 핀(86a)(도 9의 (B) 참조)을 끼워 넣기 위한 작은 구멍부(h1, h2, h3)가 더 마련되어 있다. 이것에 의해서, 단자부(28Ca)를 피파지부로서도 겸용할 수 있다.
또, 도 3의 (E)의 구금부(28D)로 나타내는 바와 같이, 단자부(28Da)의 단면(斷面) 형상은 거의 원형 모양이라도 괜찮다. 이 경우, 급전 블록(66A)의 대응하는 홈은 거의 원기둥의 측면과 같은 형상으로 되어 있다. 그리고, 단자부(28Da)의 일방의 반면(半面)측에 급전 블록(66A)의 홈부(66a)를 접촉시키고, 단자부(28Da)의 다른 반면(半面)측에 마련된 오목부(미도시)에 구동 레버(69)의 선단부가 꽉 눌려진다. 이와 같이 양극측 구금부(28)의 단자부(28a)의 형상은 임의이다.
또, 이하에서 참조하는 도 4의 (A) 및 (B) 등에서는, 설명의 편의상, 방전 램프(1)의 구금부(26, 28)의 형상은 간략화하여 나타내어져 있다.
다음으로, 도 4의 (A)는 도 1의 광원 장치(30)의 램프 하우스(31) 및 케이싱(51)의 내부를 나타내는 평면도, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 광원 장치(30)를 나타내는 측면도이다. 또, 도 4의 (A), (B), 및 이하에서 참조하는 도 6의 (A), (B) 등에서는, 램프 하우스(31), 케이싱(51), 방전 램프(1) 등을 지지하는 지지 부재(33), 및 인출부(36) 등을 단면으로 나타내고 있다.
도 4의 (A) 및 (B)에서, 램프 하우스(31)는, 방전 램프(1)가 수용되는 하부 하우징(31A)과, 미러(3)가 수용되고 측면에 창 부재(4)가 설치된 상부 하우징(31B)으로 나누어져 있다. 하우징(31A, 31B)의 인접하는 면에는, 방전 램프(1)로부터의 광을 통과시키 위한 개구(31Ab)가 마련되고, 하부 하우징(31A)의 ＋X방향의 측면에는, 방전 램프(1)의 교환시에 방전 램프(1) 등을 통과시키기 위한 개구부(31Aa)가 마련되어 있다. 하부 하우징(31A)의 ＋X방향의 측면에 교환 장치(50)의 케이싱(51)이 설치되고, 개구부(31Aa)에 대향하는 케이싱(51)의 측면에는, 방전 램프(1) 등을 통과시키기 위한 개구부(51a)가 마련되어 있다.
케이싱(51)의 ＋X방향의 측면에는, 방전 램프(1)의 반출 및 반입용 창부(窓部)(51b)가 마련되고, 창부(51b)는 도어(이하, '램프 교환문'이라고 함)(45)에 의해서 개폐된다. 교환 장치(50)의 케이싱(51)과, 하부 하우징(31A)은, 위치 관계가 어긋나지 않도록 미도시의 연결 부재 등에 의해서 연결되어 있다. 케이싱(51) 내의 ＋X방향의 단부의 창부(51b)의 근방에는, 방전 램프(1)용 보관부(54)가 설치되고, 케이싱(51) 내의 상부에 램프 반송계(56)가 배치되어 있다. 또, 케이싱(51)에는, 미도시이지만, 외기 취입구 및 취입된 외기로부터 먼지 등을 제거하는 필터가 마련되어 있다.
또, 하부 하우징(31A)의 Y방향의 2개의 측면에 대향하도록 X방향으로 평행하게 1쌍의 가이드 부재(41)가 마련되고, 가이드 부재(41)를 따라서 X방향으로 이동 가능하게 인출부(36)가 배치되며, 인출부(36)의 중앙부에 지지 부재(33)를 매개로 하여 방전 램프(1)가 지지되어 있다. 또, 가이드 부재(41)로서는, 예를 들면 텔레스코픽(telescopic) 방식(다단식(多段式))의 가이드 기구를 사용해도 괜찮다. 또, 인출부(36)에는, 방전 램프(1)를 둘러싸도록, 원형의 개구(2a)(도 4의 (A) 참조)가 마련된 타원 거울(2)이 설치되고, 하부 하우징(31A)의 상부에, 방전 램프(1)의 구금부(28)에 연결된 클램프 기구(52)를 덮도록, 원추대(圓錐台)의 측면과 같은 형상의 차광 부재(42)가 배치되어 있다. 차광 부재(42)의 ＋X방향의 측면에는, 방전 램프(1)의 교환시에 방전 램프(1) 및 클램프 기구(52)를 통과시키기 위한 개구(미도시)가 마련되어 있다.
또, 교환 장치(50)는, 상기의 음극측 구금부(26)용 구동 유닛(34), 양극측 구금부(28)용 클램프 기구(52), 보관부(54), 및 램프 반송계(56) 외에, 하부 하우징(31A) 내로부터 개구부(31Aa, 51a)를 통과하여 케이싱(51)측으로 인출부(36)를 인출시키는 인출 구동 유닛(60)과, 클램프 기구(52)에 의한 구금부(28)의 클램프 및 그 해제를 행하는 구동 유닛(72)을 가진다. 그 인출 구동 유닛(60)은, 도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 케이싱(51) 내의 바닥면에서, 하부 하우징(31A)의 중심을 통과하고 X축에 평행한 직선보다도 -Y방향측에, X방향을 따라서 배치된 가이드 부재(61)와, 가이드 부재(61)를 따라서 X방향으로 이동 가능하게 배치된 베이스 테이블(62)과, 베이스 테이블(62)을 가이드 부재(61)를 따라서 X방향으로 구동하는 예를 들면 볼 나사 방식, 벨트 구동 방식, 또는 리니어 모터 방식 등의 구동부(63)와, 연결 부재(43)를 가진다. 연결 부재(43)는, 베이스 테이블(62)의 -X방향측의 단부에서 ＋Y방향으로 돌출됨과 아울러 Z방향으로 돌출된 선단부(62a)와, 인출부(36)의 ＋X방향의 단부에서 Y방향의 중앙부에 마련된 볼록한 피(被)연결부(36c)를 연결한다.
인출 구동 유닛(60)의 구동부(63)에 의해, 가이드 부재(61)를 따라서 베이스 테이블(62)을 ＋X방향으로 이동시키는 것에 의해서, 하부 하우징(31A) 내의 인출부(36)를, 인출부(36)에 지지되어 있는 방전 램프(1)가 케이싱(51) 내에 들어가는 위치까지 이동시키는(인출시키는) 것이 가능하다. 또, 인출부(36)는 가이드 부재(41)에 의해서 지지되어 있음과 아울러, 인출부(36)는 가이드 부재(41)를 따라서 X방향으로 원활히 이동 가능하기 때문에, 베이스 테이블(62)에는 인출부(36)의 하중은 거의 작용하고 있지 않다. 이 때문에, 인출 구동 유닛(60)으로서는, 가이드 부재(61)를 이용한 기구가 아니라, 간단히 예를 들면 에어 실린더 등에 의해 인출부(36)를 X방향으로 이동하는 기구를 이용해도 괜찮다.
또, 방전 램프(1)의 구금부(28)의 클램프 기구(52)를 구동하는 구동 유닛(72)은, 베이스 테이블(62)의 상면에 고정되어 X축에 대해 약간(예를 들면 15도 정도) 시계 방향으로 경사진 방향(이하, 클램프 기구(52)의 '퇴피(退避) 방향(D)'이라고 함)(도 4의 (A) 참조)을 따라서 배치된 가이드 부재(73)와, 가이드 부재(73)에 대해서 2개의 슬라이더(74)를 매개로 하여 퇴피 방향(D)으로 이동 가능하게 재치된 평판(平板) 모양의 가동 테이블(75)과, 가동 테이블(75)을 베이스 테이블(62)에 대해서 퇴피 방향(D)으로 구동하는 에어 실린더 또는 전자(電磁) 실린더 등의 구동부(77)와, 가동 테이블(75)의 상면에 고정된 Z방향으로 가늘고 긴 지지 부재(65)를 가진다. 게다가, 가동 테이블(75)의 상면의 -X방향의 단부에 Z방향으로 가늘고 긴 중계(中繼) 부재(64)가 고정되고, 중계 부재(64)의 상부에 전력 케이블(24)의 타단이 연결되며, 중계 부재(64)의 Z방향의 중앙부에, 지지 부재(33)에 연결된 전력 케이블(23)의 타단이 인출부(36)에 마련된 개구를 통과하여 연결되어 있다. 전력 케이블(23, 24)은, 가요성을 가지는 연장 케이블(미도시)을 매개로 하여 도 1의 전원부(20)에 더 접속되어 있다.
도 7의 (A)는, 클램프 기구(52) 및 구동 유닛(72)의 상세한 구성을 나타낸다. 도 7의 (A)에서, 클램프 기구(52)의 기준 레버(67)의 ＋X방향의 단부는, 지지 부재(65)의 상단에 짧은 리니어 가이드(71H)를 매개로 하여, 도 4의 (A)의 퇴피 방향(D)에 평행한 가동 방향(D1)(1축 방향)으로 미동(微動) 가능하게 지지되어 있다. 또, 구동 유닛(72)은, 기준 레버(67)의 ＋X방향의 단부의 근방의 저부에 일단이 고정되어, 구동 레버(69)의 ＋X방향의 단부를 상부로 끌어당기는 인장 코일 스프링(68)과, 가동 테이블(75)의 상면에 일단이 고정되어, 구동 레버(69)의 ＋X방향의 단부를 하부(－Z방향)로 변위시킬 수 있는 에어 실린더 또는 전자 실린더 등의 구동부(76)를 가진다. 구동부(76)의 일단은, 회전 가능한 커플링(76a)을 매개로 하여 가동 테이블(75)에 연결되어 있다. 구동부(76)의 가동자의 선단부와 구동 레버(69)의 단부는, 회전 가능한 커플링(76b)을 매개로 하여 연결되어 있다. 일례로서, 커플링(76a)으로서는 이른바 클레비스 조인트(clevis joint)를 사용할 수 있고, 커플링(76b)으로서는 이른바 너클 조인트를 사용할 수 있다.
도 7의 (A)의 상태에서는, 구동부(76)는 구동 레버(69)의 단부에 힘을 작용시키지 않기 때문에, 인장 코일 스프링(68)에 의해서 구동 레버(69)에는 기준 레버(67)에 대해서 반시계 방향의 힘이 작용한다. 이것에 의해서, 구동 레버(69)의 -X방향의 단부에 마련된 롤러(70)가 구금부(28)의 단자부(28a)를 급전 블록(66)측으로 가압하기 때문에, 단자부(28a)는 급전 블록(66)과 롤러(70)에 의해 안정하게 유지되어 있다. 이 때에, 가동 테이블(75)과 방전 램프(1)와의 간격이 목표치로부터 어긋나 있어도, 그 어긋남량은, 리니어 가이드(71H)를 매개로 하여 기준 레버(67)가 가동 방향(D1)으로 이동함으로써 상쇄된다. 또, 가동 테이블(75)마다 X방향으로 이동 가능하면, 리니어 가이드(71H)는 마련하지 않아도 괜찮다.
다음으로, 클램프 기구(52)에 의한 단자부(28a)의 클램프를 해제하는 경우에는, 도 7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 구동부(76)에 의해서 구동 레버(69)의 단부를 하부로 끌어당겨, 롤러(70)를 단자부(28a)보다도 높은 위치까지 이동시킨다. 이 때, 구동 레버(69)의 단부의 위치는 방전 램프(1)에 가까워지지만, 그것에 따라서 커플링(76a)에 의해서 구동부(76)가 약간 회전하기 때문에, 구동 레버(69)를 변형시키는 응력이 작용하지는 않는다. 이 상태에서, 도 4의 (B)의 구동부(77)에 의해서 가동 테이블(75)을 퇴피 방향(D)을 따라서 화살표 A2로 나타내는 방향으로 이동하는 것에 의해서, 클램프 기구(52) 및 전력 케이블(24)을 구금부(28)로부터 떼어낼 수 있다.
또, 램프 반송계(56)는, 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)의 피파지부(28e)를 상부로부터 파지하는 3개의 클로부(claw部)(86)와, 이들 클로부(86)를 개폐하는 파지 클로 개폐 기구(85)와, 방전 램프(1)를 파지하여 상하(Z방향)로 이동시키는 Z축 구동 기구(84)와, Z축 구동 기구(84)를 Z축에 평행한 축의 둘레로 선회(旋回)시키는 선회축(83)과, 선회축(83)을 케이싱(51)의 천정부에 지지하는 지지부(82)를 구비하고 있다.
도 9의 (A)는 3개의 클로부(86)에 의해 구금부(28)의 피파지부(28e)를 파지하는 상태를 나타내는 평면도, 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 측면도이다. 도 9의 (A)에 나타내는 바와 같이, 3의 클로부(86)의 피파지부(28e)에 대향하는 면에는 각각 작은 핀(86a)이 마련되어 있다. 그리고, 램프 반송계(56에 의해 방전 램프(1)를 파 지할 때에는, 3개의 클로부(86)의 핀(86a)이 각각 피파지부(28e)의 평탄부(28f, 28g, 28h)의 구멍부(h1, h2, h3)에 대향하도록, 파지 클로 개폐 기구(85)를 위치 결정한다. 이 상태에서, 도 9의 (B)에 나타내는 바와 같이, 파지 클로 개폐 기구(85)에 의해서 3개의 클로부(86)를 중심 방향으로 이동시켜(닫아), 3개의 핀(86a)을 대응하는 구멍부(h1, h2, h3)에 끼워 넣고, 3개의 클로부(86)의 평면부가 대응하는 평탄부(28f, 28g, 28h)에 접촉할 때까지 3개의 클로부(86)를 더 닫는다. 또, 3개의 클로부(86)는 각각 반경 방향으로 변위 가능한 스프링 기구(미도시)를 매개로 하여 파지 클로 개폐 기구(85)에 연결되어 있기 때문에, 구금부(28)를 변형시키는 응력이 작용하지는 않는다.
도 4의 (A) 및 (B)에서, 보관부(54)는, 사용이 끝난 방전 램프(1) 및 미사용의 방전 램프(1)(이하, '방전 램프(1N)'라고 함)가 재치되는 복수(도 4의 (A)에서는 6개)의 개구(79a)(도 11 참조)가 동심원 모양으로 마련된 회전 가능한 턴 테이블(79)과, 턴 테이블(79)을 회전시키는 구동부(80)를 구비하고 있다. 개구(79a)의 수가 턴 테이블(79)에 보관할 수 있는 방전 램프(1, 1N)의 개수이며, 그 보관할 수 있는 방전 램프(1, 1N)의 개수는 임의이다. 그들 개구(79a)에 방전 램프(1 또는 1N)의 음극측 구금부(26)의 선단부가 끼워 넣어지고, 방전 램프(1 또는 1N)는 구금부(26)의 플랜지부(26a)(도 1(A) 참조)를 매개로 하여 자중에 의해서 턴 테이블(79)에 재치된다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 턴 테이블(79)의 측면에는 복수의 개구(79a)에 대응하여 각각 중앙에 오목부가 있고 단면(斷面)이 반원 모양의 위치 결정용 부재(87)가 마련되며, 턴 테이블(79)의 측면 방향으로, 위치 결정용 부재(87)의 오목부에 걸림 가능한 볼록부가 마련되어 있어 턴 테이블(79)의 반경 방향으로 변형 가능한 판 스프링부(88)가 배치되어 있다. 턴 테이블(79)을 회전축(79b)의 둘레로 회전하여, 위치 결정용 부재(87)가 판 스프링부(88)(탄성 부재)에 걸렸을 때에 턴 테이블(79)의 회전을 정지함으로써, 개구(79a)의 위치를 방전 램프(1 또는 1N)를 램프 반송계(56)와의 사이에서 주고 받는 위치에 정확하게 위치 결정할 수 있다. 또, 도시하지 않지만, 램프의 방향(Z축 둘레)을 위치 결정할 수 있도록 개구(79a)의 근방에는, 도 2의 (C)의 구멍(27A, 27B)과 감합(嵌合, 끼워 맞춤)하는 핀 등이 마련되어 있다.
이하, 본 실시 형태의 광원 장치(30)에서, 교환 장치(50)를 이용하여 방전 램프(1)를 교환할 때의 동작의 일례에 대해 설명한다. 이 교환 동작은 광원 제어계(32)에 의해서 제어된다. 처음에 작업자(미도시)는, 도 4의 (A)에 나타내어지는 바와 같이, 교환 장치(50)의 케이싱(51)의 램프 교환문(45)을 열고, 미사용의 방전 램프(1N)의 구금부(26)를 보관부(54)의 턴 테이블(79)의 개구(79a)에 끼워 넣으며, 방전 램프(1N)의 구금부(26)의 플랜지부(26a)를 매개로 하여 턴 테이블(79)에 장착한다(방전 램프의 보충). 턴 테이블(79)은 전원 오프인 상태에서는, 수동으로 회전 가능하게 되어 있고, 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 소정의 위치 결정용 부재(87)가 판 스프링부(88)에 걸리도록 턴 테이블(79)을 회전시킴으로써, 턴 테이블(79)의 회전각을 수동으로 정확하게 설정할 수 있다. 또, 턴 테이블(79)은 전동으로 회전시켜, 램프를 설치하도록 해도 괜찮다.
또, 방전 램프의 보충은, 도 1의 전원부(20)로부터의 전력의 공급을 정지하여, 도 4의 (B)의 하부 하우징(31A) 내의 방전 램프(1)가 소등하고 있는 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 다만, 하부 하우징(31A) 내의 방전 램프(1)의 광이 외부로 누출되지 않는 조치를 실시하고, 턴 테이블(79)을 절연 재료로 형성해 두는 것에 의해서, 방전 램프(1)의 점등 중에 턴 테이블(79)과의 사이에서 램프 교환을 행할 수 있도록 해도 좋다. 일례로서, 도 4의 (A)에서는 방전 램프(1, 1N)를 턴 테이블(79)에 6개 셋팅(보충) 가능하지만, 사용이 끝난 램프를 회수하기 위해서, 턴 테이블(79)에 빈 곳을 만들어 둔다. 도 4의 (A) 및 (B)는, 램프 하우스(31) 내에 방전 램프(1)가 들어가 있는 경우를 나타내고 있으므로, 턴 테이블(79)에는, 방전 램프(1N)가 5개 셋팅된다. 이 후, 램프 교환문(45)이 닫혀진다.
그 후, 임의의 타이밍(예를 들면, 플레이트(P)의 교환시나 장치의 메인터넌스시)에 방전 램프(1)를 방전 램프(1N)로 교환할 수 있다. 혹은, 방전 램프(1)의 누적 사용 시간이 허용 시간에 이르렀을 때에, 광원 제어계(32)는 주제어계(14)에 그 취지의 정보를 송신하고, 주제어계(14)는 노광 장치(EX)의 노광 동작을 정지하도록 해도 괜찮다. 광원 제어계(32)는, 전원부(20)로부터의 방전 램프(1)에 대한 전력의 공급을 정지시켜, 방전 램프(1)를 소등시킨 후, 교환 장치(50)를 작동시켜 방전 램프(1)를 보관부(54)에 보관되어 있는 방전 램프(1N)로 교환한다.
즉, 먼저 도 4의 (B)에서, 램프 하우스(31) 내에서 방전 램프(1) 및 타원 거울(2)을 일체적으로 지지하는 인출부(36)를, 인출 구동 유닛(60)에 의해서 화살표A1으로 나타내는 바와 같이 ＋X방향의 소정의 위치까지 인출한다. 이 결과, 인출부(36)는, 도 6의 (B)에 나타내는 위치까지 인출된다. 이 때에, 인출부(36)와 함께 클램프 기구(52), 중계 부재(64), 및 구동 유닛(72)도 일체적으로 ＋X방향의 케이싱(51)의 내부로 인출된다. 또, 도 6의 (A)는 도 6의 (B)의 인출부(36) 및 교환 장치(50)를 나타내는 일부를 단면으로 한 평면도이다. 또, 이하에서 참조하는 도 8, 도 10의 (B) 등에서는, 도면의 착종(錯綜)을 피하기 위해, 복수의 방전 램프(1N) 중 일부의 도시를 생략하고 있다.
다음으로, 도 7의 (B)를 참조하여 설명한 바와 같이, 구동 유닛(72)의 구동부(76)에 의해 클램프 기구(52)의 구동 레버(69)를 하부로 당겨, 방전 램프(1)의 구금부(28)의 단자부(28a)를 강한 힘으로 급전 블록(66)에 꽉 누르고 있던 롤러(70)를 연결 핀(P51)(지점)을 축으로 회전시켜, 롤러(70)를 단자부(28a) 보다도 높은 위치가 되도록 단자부(28a)로부터 분리시킨다. 그 후, 구동부(77)(도 4의 (B) 참조)에 의해서, 클램프 기구(52) 및 구동부(76)를 지지하는 가동 테이블(75)을 퇴피 방향(D)을 따라서 화살표 A2로 나타내는 방향으로 퇴피시킨다. 이 때, 롤러(70)는 구금부(28)의 상부를 통과하게 된다.
그 후, 도 8에 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(34)의 구동부(40)에 의해 레버(38)를 시계 방향으로 회전시켜, 음극측 구금부(26)의 고정부(26h)의 클램프를 해제한다. 이것에 의해서, 구금부(26)는 지지 부재(33)로부터 빼낼 수 있다. 또, 도면의 착종을 피하기 위해, 이하에서 참조하는 도 10의 (B) 등에서는, 구금부(26)용 구동 유닛(34)의 도시를 생략한다. 또, 음극측 구금부(26)의 클램프 해제를 양극측 구금부(28)의 클램프 해제 전에 행해도 상관없다.
다음으로, 램프 반송계(56)의 선회축(83)을 선회시켜 파지 클로 개폐 기구(85)를 방전 램프(1)의 구금부(28)의 상부로 이동시킨다. 그리고, 화살표 A3로 나타내는 바와 같이, 램프 반송계(56)의 Z축 구동 기구(84)에 의해서 파지 클로 개폐 기구(85)를 강하(降下)시키고, 파지 클로 개폐 기구(85)는, 그 저면의 3개의 클로부(86)를 닫는 것에 의해서 구금부(28)의 피파지부(28e)를 파지한다(도 9의 (B) 참조). 그 후, 도 10의 (B)에 화살표 A5로 나타내는 바와 같이 Z축 구동 기구(84)에 의해서, 방전 램프(1)를 파지하고 있는 클로부(86)를 상승시킨다. 이 때에, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)의 하단이 인출부(36)의 상면보다도 높아지는 위치(즉, 타원 거울(2)의 상면보다도 높아지는 위치)까지 방전 램프(1)를 상승시킨다.
그 후, 도 10의 (A)에 화살표 A6로 나타내는 바와 같이, 선회축(83)에 의해서, 방전 램프(1)를 파지한 파지 클로 개폐 기구(85)를 약 180도 선회시켜, 방전 램프(1)를 턴 테이블(79)의 상부로 이동시킨다. 이 때에, 보관부(54)의 구동부(80)에 의해서 턴 테이블(79)을 회전시켜, 턴 테이블(79)의 비어 있는 개구(79a)를 파지 클로 개폐 기구(85)(방전 램프(1))의 하부로 이동시킨다. 이 상태에서, 파지 클로 개폐 기구(85)를 강하시켜, 방전 램프(1)의 구금부(26)의 선단부가 개구(79a) 내에 수용되고 나서 클로부(86)를 개방함으로써, 사용이 끝난 방전 램프(1)는 턴 테이블(79)의 위치(A7)에 재치된다.
그 후, 램프 반송계(56)의 파지 클로 개폐 기구(85)를 상승시켜, 화살표 A8로 나타내는 바와 같이, 턴 테이블(79)을 약 60도 회전시키고, 위치(A9)에 있는 미사용의 방전 램프(1N)를 파지 클로 개폐 기구(85)의 아래로 이동시킨다. 그 후, 다시 파지 클로 개폐 기구(85)를 강하시켜, 클로부(86)에 의해서 미사용의 방전 램프(1N)의 구금부(28)의 피파지부(28e)를 파지한 후, 파지 클로 개폐 기구(85)를 상승시킨다. 그리고, 방전 램프(1)의 반출시와 반대의 움직임에 의해서, 점선의 화살표 B1으로 나타내는 바와 같이, 선회축(83)에 의해서 파지 클로 개폐 기구(85)를 약 180도 선회시키고, 도 10의 (B)에 점선의 화살표 B2로 나타내는 바와 같이, 방전 램프(1N)를 파지하는 파지 클로 개폐 기구(85)를 강하시켜, 방전 램프(1N)의 음극측 구금부(26)를 지지 부재(33)에 재치한다. 그 후, 도 8에 점선의 화살표 B3로 나타내는 바와 같이, 파지 클로 개폐 기구(85)를 상승시켜, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(34)에 의해서 음극측 구금부(26)를 지지 부재(33)에 클램핑한다.
게다가, 도 8의 구동부(77)에 의해서, 도 7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 클램프 기구(52)를 지지하는 가동 테이블(75)을 퇴피 방향(D)을 따라서 화살표 B4로 나타내는 방향(방전 램프(1N)에 가까워지는 방향)으로 이동시키고, 급전 블록(66)을 방전 램프(1N)의 구금부(28)의 단자부(28a)에 맞닿게 한다. 그 후, 구동부(76)가 가동부를 밀어냄으로써(에어 실린더의 경우에는, 흡인력을 서서히 약하게 함으로써), 인장 코일 스프링(68)의 힘에 의해서 구동 레버(69)가 연결 핀(P51)을 중심으로 회전하여, 롤러(70)가 단자부(28a)에 접촉하여 단자부(28a)를 급전 블록(66)에 강하게 꽉 누른다. 그 결과, 양극측 구금부(28)에 대한 급전이 전력 로스(loss)없이 가능해진다. 또, 음극측 구금부(26)의 클램프를 양극측 구금부(28)의 클램핑 후에 행해도 상관없다.
이 때, 방전 램프(1N)의 음극측 구금부(26)는 구동 유닛(34)(도 6의 (B) 참조)에 의해서 지지 부재(33)에 고정되어 있기 때문에, 만일 급전 블록(66)의 퇴피 방향(D)의 위치가 고정된 상태에서, 양극측 구금부(28)에 대한 급전 블록(66)의 위치가 어긋나 있으면, 방전 램프(1N)에 큰 힘이 가해져 방전 램프(1N)를 파손할 우려가 있다. 그것을 막기 위해서, 본 실시 형태에서는, 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 급전 블록(66)이 장착되는 기준 레버(67)는, 리니어 가이드(71H)에 의해서, 방향(D1)(방전 램프(1N)에 대해서 반경 방향)으로 이동 가능하게 되어 있기 때문에, 그 급전 블록(66)의 위치 결정 오차를 보정(흡수)할 수 있다. 또, 리니어 가이드(71H)를 대신하여 가동 테이블(75)을 방향(D1)으로 이동 가능하게 해도 괜찮다.
또, 구금부(28)용 클램프 기구(52)는, 구동 레버(69)의 회전 방향 및 선회 방향(Z축에 평행한 축의 둘레의 회전 방향)으로는 강성이 낮고, 기준 레버(67) 및/또는 구동 레버(69)가 휘는 것에 의해서 그 회전 방향 및 선회 방향의 위치 결정 오차를 흡수할 수 있도록 되어 있다. 게다가, 급전 블록(66)의 구금부(28)와의 접촉면인 홈부(66a)(도 5 참조)는, 단면(斷面) 형상이 Z방향의 위치에 의하지 않고 일정한 V형이기 때문에, 구금부(28)와 급전 블록(66)과의 사이에서 Z방향의 위치가 어긋나도 문제가 되지 않는다.
도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 방전 램프(1N)의 구금부(28)에 대한 클램프 기구(52)에 의한 급전 블록(66)의 클램프가 완료되면, 인출 구동 유닛(60)에 의해서, 도 4의 (B)에 점선의 화살표 B5로 나타내는 바와 같이 베이스 테이블(62)을 -X방향으로 이동시키는 것에 의해서, 인출부(36)를 하부 하우징(31A) 내의 원래의 위치까지 되돌린다. 이것에 의해서, 사용이 끝난 방전 램프(1)가 미사용의 방전 램프(1N)와 교환되게 된다.
다음으로, 본 실시 형태의 방전 램프(1)의 제조 방법의 일례에 대해 도 32의 (B)의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 32의 (B)의 스텝 220에서, 도 12에 나타내는 바와 같이, 내부에 양극(EL1) 및 음극(EL2)(도 2의 (A) 참조)이 설치된 유리관(25)의 막대 모양부(25b)측에 금속제의 막대 모양의 구금관(口金管)(226)(소형 구금 부재)이 마련되고, 막대 모양부(25c)측에 금속제의 막대 모양의 구금관(228)(소형 구금 부재)이 마련된 유리 부재(램프 본체)를 제조(준비)한다. 구금관(228 및 226)은 각각 양극(EL1) 및 음극(EL2)에 전기적으로 접속되어 있다. 구금관(228 및 226)은 각각 유리관(25)의 씰링부에 용착 등에 의해 일체적으로 고정되어 있다.
다음의 스텝 222에서, 도 2의 (A)의 사용이 끝난 방전 램프(1)로부터 음극측 구금부(26) 및 양극측 구금부(28)를 떼어낸다. 또, 도 12의 구금부(26 및 28)의 형상은, 도 2의 (A)의 구금부(26 및 28)에 비해 간략화하여 나타내어져 있다. 이 경우, 일례로서, 구금관(228)의 단부의 중앙에 위치 결정용의 작은 볼록부(228a)가 마련되고, 그 볼록부(228a)를 둘러싸도록 복수의 나사 구멍(228b)이 마련되어 있다. 또, 원통 모양의 구금부(28)의 내면의 상부의 중앙에, 볼록부(228a)를 수용할 수 있는 구멍부(h4)가 형성되고, 나사 구멍(228b)에 대응한 위치에 볼트용의 복수의 개구(28k)가 형성되어 있다. 개구(28k)의 상부에는 볼트(BA1)의 헤드부를 수용할 수 있는 카운터 보어부(counter bore部)가 형성되어 있다.
또, 구금관(226)의 단부(226a)에 직경이 작은 감합부(226b)가 마련되고, 감합부(226b)의 단면(端面)에 복수의 나사 구멍(226c)이 형성되어 있다. 또, 구금부(26)의 플랜지부(26a)의 상부에 감합부(226b)에 감합 가능한 짧은 원통 모양의 연결부(26p)가 마련되고, 플랜지부(26a)의 저면에 나사 구멍(226c)에 대응한 위치에 볼트용의 복수의 개구(26q)가 형성되어 있다. 개구(26q)의 단부에는 볼트(BA2)의 헤드부를 수용할 수 있는 카운터 보어부가 형성되어 있다.
그리고, 스텝 224에서, 구금관(228)을 덮도록 복수의 볼트(BA1)를 매개로 하여 구금부(28)를 연결하고, 구금관(226)에 복수의 볼트(BA2)를 매개로 하여 구금부(26)를 연결하는 것에 의해서, 방전 램프(1)가 완성된다. 또, 스텝 222에서, 사용이 끝난 방전 램프(1)로부터 구금부(28 및 26)를 떼어내기 위해서는, 각각 볼트(BA1 및 BA2)를 느슨하게 하면 된다.
이 방전 램프(1)의 제조 방법에 의하면, 사용이 끝난 방전 램프(1)로부터 떼어낸 구금부(26, 28)를 재이용할 수 있기 때문에, 복잡한 형상의 구금부(26, 28)의 제조 개수를 적게 할 수 있어, 방전 램프(1)의 제조 코스트를 억제할 수 있다.
또, 구금부(26, 28)를 재이용하는(환언하면, 사용이 끝난 방전 램프(1)로부터 구금부(26, 28)를 떼어내는) 대신에, 예를 들면 별도 제조된 구금부(26, 28)의 적어도 일방을 준비하고, 그것을 램프 본체(구금관(226, 228))에 장착하여 방전 램프(1)를 구성해도 괜찮다. 또, 구금부(26, 28) 중 적어도 일방을 재이용하는 경우에, 구금부(26, 28)의 전체를 재이용하는 대신에, 구금부(26, 28) 중 적어도 일부(예를 들면, 단자부(28a), 피파지부(28e) 및 방열부(28i) 중 적어도 하나의 부품(part))만 재이용하도록 해도 괜찮다.
또, 도 12의 예에서는, 구금관(228)의 측면과 구금부(28)의 내면과의 사이에는 공간이 마련되어 있고, 예를 들면 전력 케이블(24)과 평행하게 배치된 가요성을 가지는 튜브(미도시)를 매개로 하여 그 공간에 예를 들면 고압 에어를 통과시키는 것에 의해, 점등 중의 방전 램프(1)의 방열(램프 냉각)을 효율적으로 행할 수 있도록 되어 있다. 또, 구금관(228, 226)과 구금부(28, 26)와의 결합시, 볼트의 풀러짐을 방지하기 위해, 볼트 체결과 내열 접착제의 주입(注入)을 병용해도 좋다.
또, 구금관(228, 226)과 구금부(28, 26)와의 결합은, 볼트 체결이 아니라, 용접 등에 의해 구금관(228, 226)과 구금부(28, 26)를 일체적으로 형성해도 좋다.
또, 도 12의 예에서는, 구금부(26 및 28)의 양쪽 모두를 떼어낼 수 있도록 하고 있지만, 예를 들면 음극측 구금부(26)는, 구금관(226)과 일체적으로 형성해 두어도 괜찮다.
또, 사용이 끝난 방전 램프(1)의 구금부(26, 28)를 재이용하지 않는 경우에는, 음극측 구금부(26) 및 양극측 구금부(28)를 각각 구금관(226 및 228)과 일체적으로 형성해 두어도 괜찮다.
위에서 설명한 바와 같이 본 실시 형태의 노광 장치(EX)는 광원 장치(30)를 구비하고 있다. 광원 장치(30)는, 발광부를 형성하기 위한 양극(EL1)(제1 전극) 및 음극(EL2)(제2 전극)이 내부에 마련된 유리관(25)(유리 부재)과, 그 발광부에 대해서 유리관(25)의 양극(EL1)측 및 음극(EL2)측에 각각 마련된 구금부(28)(제1 구금 부재) 및 구금부(26)(제2 구금 부재)를 가지는 방전 램프(1)를 발광시키기 위한 광원 장치이다. 그리고, 광원 장치(30)는, 방전 램프(1)를 보관하는 보관부(54)와, 방전 램프(1)의 구금부(26)를 착탈 가능하게 지지하는 지지 부재(33)(지지부)와, 지지 부재(33)에 지지된 방전 램프(1)의 구금부(28)에 전력 케이블(24)이 연결된 급전 블록(66)(전력을 전달하는 부재)을 착탈 가능하게 연결하는 클램프 기구(52)(연결부)와, 지지 부재(33)에 의한 구금부(26)의 지지 및 클램프 기구(52)에 의한 구금부(28)에 대한 급전 블록(66)의 연결이 해제되어 있는 상태에서, 구금부(28)를 유지하여 방전 램프(1)를 보관부(54)와 지지 부재(33)와의 사이에서 반송하는 램프 반송계(56)(반송부)를 구비하고 있다.
본 실시 형태의 광원 장치(30)에 의하면, 방전 램프(1)의 구금부(28)에 급전 블록(66)(전력 케이블(24)의 단부)을 착탈 가능하게 연결하는 클램프 기구(52)가 마련되어 있기 때문에, 사용이 끝난 방전 램프(1)를 지지 부재(33)로부터 취출할 때에는, 클램프 기구(52)에 의해서 구금부(28)로부터 급전 블록(66)을 떼어내고, 미사용의 방전 램프(1)를 지지 부재(33)에 장착할 때에는, 클램프 기구(52)에 의해서 구금부(28)에 급전 블록(66)을 연결함으로써, 방전 램프(1)의 교환을 효율적으로 행할 수 있다.
또, 사용이 끝난 방전 램프(1)의 온도가 높은 경우에도, 방전 램프(1)의 온도가 낮아질 때까지 기다리지 않고 방전 램프(1)를 교환할 수 있기 때문에, 램프 교환 시간을 단축할 수 있다.
또, 광원 장치(30)의 클램프 기구(52) 및 램프 반송계(56)(교환 장치(50))는, 종래의 광원 장치(방전 램프의 음극측 구금부를 소정의 지지 부재에 의해 지지하고 있는 장치)에, 적은 개조(改造)에 의해 덧붙이는 것이 가능하다. 이 개조된 광원 장치에서 본 실시 형태의 방전 램프(1)를 사용하는 것에 의해서, 방전 램프의 교환을 효율적으로 자동적으로 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 클램프 기구(52)는, 구동 레버(69)의 단부(롤러(70))가 구금부(28)의 단자부(28a)에 접하는 작용점의 근처에 연결 핀(P51)(지점)이 마련되고, 인장 코일 스프링(68)을 마련한 위치 및 구동부(76)에 의해서 구동 레버(69)를 인입하는 위치(역점(力点))가 램프 하우스(31)(타원 거울(2)) 밖에 배치되어 있기 때문에, 넓은 스페이스를 사용하여 구금부(28)를 클램핑하기 위한 큰 힘을 용이하게 얻을 수 있다. 또, 클램프 기구(52)의 구동 유닛(72)을 램프 하우스(31)의 밖에 배치하여, 램프 하우스(31)로부터 떨어진 장소에서 클램프 기구(52)를 조작할 수 있기 때문에, 클램프 기구(52) 및 구동 유닛(72)을 종래의 광원 장치에 작은 개조에 의해 덧붙일 수 있다.
또, 본 실시 형태의 방전 램프(1)는, 발광부를 형성하기 위한 양극(EL1) 및 음극(EL2)이 내부에 마련된 유리관(25)(유리 부재)과, 그 발광부에 대해서 유리관(25)의 양극(EL1)측 및 음극(EL2)측에 각각 마련된 구금부(28) 및 구금부(26)를 가진다. 그리고, 구금부(28)는, 전력 케이블(24)이 연결된 급전 블록(66)(전력을 전달하는 부재)이 접촉 가능하고, 또한 급전 블록(66)과의 전기적인 접촉 저항을 작게 하기 위해서, 급전 블록(66)과 면접촉 가능한 평면부(28b, 28c)가 마련된 단자부(28a)(피연결부)와, 램프 반송계(56)(반송부)에 의해서 유지 가능한 비평면부(구멍부(h1, h2, h3))를 포함하는 피파지부(28e)(피유지부)를 가진다.
이 방전 램프(1)에 의하면, 본 실시 형태의 광원 장치(30)에 사용한 경우, 클램프 기구(52)(연결부)에 의해서 전력 케이블(24)에 연결된 급전 블록(66)을 그 단자부(28a)에 용이하게 면접촉시킬 수 있음과 아울러, 램프 반송계(56)에 의해서 그 피파지부(28e)를 유지하여 방전 램프(1)를 효율적으로 반송할 수 있다.
또, 피파지부(28e)에는, 예를 들면 클로부(86)의 핀(86a)을 끼워넣을 수 있는 구멍부(h1, h2, h3)를 포함하는 비평면부가 마련되어 있기 때문에, 방전 램프(1)를 안전하게 반송할 수 있다. 또, 피파지부(28e)에는, 비평면부를 마련하는 대신에, 예를 들면 하부로 갈수록 단면적이 작은 경사부를 마련해 두어도 괜찮다. 이 경사부를 클로부(86)에 의해 파지하는 것에 의해서도, 방전 램프(1)를 안전하게 반송할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 상기의 광원 장치(30)와, 광원 장치(30)의 방전 램프(1)로부터 발생하는 광(노광광(IL))에 의해 마스크(M)를 조명하는 조명 광학계(13)(조명계)와, 노광광(IL)의 아래에서 마스크(M)의 패턴의 상(像)을 플레이트(P)(기판)에 투영하는 투영 광학계(PL)를 구비하고 있다. 노광 장치(EX)에 의하면, 방전 램프(1)의 교환 시간을 단축할 수 있기 때문에, 노광 공정의 스루풋(throughtput)을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시 형태의 방전 램프의 교환 방법은, 도 32의 (A)의 플로우차트에서 나타내는 바와 같이, 클램프 기구(52)에 의해서, 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)의 단자부(28a)(피연결부)에 면접촉하고 있음과 아울러 전력 케이블(24)이 연결된 급전 블록(66)을, 단자부(28a)로부터 이탈시키는 스텝 202와, 구동 유닛(34)에 의해서 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)를 지지 부재(33)로부터 이탈 가능하게 하는(구금부(26)의 클램프를 해제하는) 스텝 204와, 램프 반송계(56)에 의해서 방전 램프(1)의 구금부(28)의 비평면부를 포함하는 피파지부(28e)(피유지부)를 유지하여 방전 램프(1)를 보관부(54)로 반송하는 스텝 206을 포함하고 있다.
이 교환 방법에 의하면, 방전 램프(1)의 반출을 효율적으로 행할 수 있다.
또, 그 교환 방법은, 램프 반송계(56)에 의해서, 보관부(54)에 있는 미사용의 방전 램프(1N)의 구금부(28)의 피파지부(28e)를 유지하고, 방전 램프(1N)의 구금부(26)가 지지 부재(33)에 의해서 지지 가능한 위치까지, 방전 램프(1N)를 반송하는 스텝 208과, 구동 유닛(34)에 의해서 방전 램프(210)의 구금부(26)를 지지 부재(33)에 클램핑하는 스텝 210과, 클램프 기구(52)에 의해서, 방전 램프(1N)의 구금부(28)의 단자부(28a)에, 전력 케이블(24)이 연결된 급전 블록(66)을 면접촉시키는(급전 블록(66)을 이용하여 구금부(28)를 클램핑하는) 스텝 212를 포함하고 있다. 이것에 의해서, 미사용의 방전 램프(1N)의 지지 부재(33)에의 설치를 효율적으로 행할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 방전 램프(1)의 점등 방법은, 방전 램프(1N)의 양극측 구금부(28)의 단자부(28a)(피연결부)에 전력 케이블(24)이 연결된 급전 블록(66)을 면접촉시키는 스텝 212와, 방전 램프(1N)의 구금부(26)를 전력이 공급 가능한 지지 부재(33)에 의해 지지하는 스텝 210과, 전력 케이블(24) 및 지지 부재(33)를 매개로 하여 방전 램프(1N)에 전력을 공급하여 방전 램프(1N)를 점등하는 스텝 214를 포함한다. 이 점등 방법에 의하면, 단자부(28a)와 급전 블록(66)이 면접촉하고 있기 때문에, 작은 전력 로스로 방전 램프(1)를 점등할 수 있다. 그 후, 스텝 214에서 그 방전 램프(1)로부터의 광을 이용하여 노광 장치(EX)에 의해서 노광이 행하여진다.
또, 위에서 설명한 실시 형태에서는 이하와 같은 변형이 가능하다.
먼저, 위에서 설명한 실시 형태에서는, 급전 블록(66)에 전력 케이블(24)을 이용하여 전력을 공급하고 있지만, 급전 블록(66)(방전 램프(1))에 전력을 공급하는 방법으로서는, 전력 케이블(24)을 이용하지 않고, 기준 레버(67) 및 급전 블록(66)을 사용하여(도통(道通)하여) 행해도 좋다. 또, 급전 블록(66)에는, 전력 뿐만 아니라, 구금부(28)의 냉각용 압축 공기도 방전 램프(1)에 공급할 수 있도록 해도 좋다.
또, 위에서 설명한 실시 형태의 급전 블록(66)의 클램프 기구(52)는, 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 방전 램프(1)에 클램프 기구 구동 유닛(72)으로부터 힘이 작용하는 것을 방지하기 위해서, 방전 램프(1)의 반경 방향(D1)에 기준 레버(67)를 미동할 수 있도록 리니어 가이드(71H)를 구비하고 있었다. 이것에 대해서, 도 13의 (A) 및 (B)의 변형예의 클램프 기구(52A)로 나타내는 바와 같이, 기준 레버(67)의 선단부에, 급전 블록(66)과 평행하게 Z방향으로 신장시킴과 아울러 하단부에 급전 블록(66)을 지지할 수 있는 돌기부가 있는 L자형의 가이드 부재(71S)를 고정하며, 이 가이드 부재(71S)와 급전 블록(66)과의 사이에, 급전 블록(66)을 가이드 부재(71S)에 대해서 화살표 A10로 나타내는 바와 같이 Z방향으로 미동 가능하게 하기 위한 리니어 가이드(71V)를 마련해도 좋다.
이 변형예의 클램프 기구(52A)에 의하면, 예를 들면 방전 램프(1)의 사용중에 방전 램프(1)가 열팽창했을 때에는, 방전 램프(1)의 구금부(28)가 급전 블록(66)과 일체적으로 리니어 가이드(71V)를 매개로 하여 가이드 부재(71S)에 대해서 ＋Z방향으로 변위할 수 있기 때문에, 방전 램프(1)에 작용하는 응력을 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 광원 장치(30)로부터 공급하는 광속의 출력을 보다 안정화할 수 있다.
또, 방전 램프(1)의 구금부(28)의 단자부(28a)와 급전 블록(66)과의 접촉을 확실히 행하여 접촉 저항을 줄이기 위해서, 예를 들면 급전 블록(66)의 V자형의 홈부(66a)(도 5 참조)의 표면(접촉면)에 복수의 요철의 패턴(이른바 컨택트)을 마련해도 좋다. 이것에 의해서, 이른바 접점 추종에 의해서, 방전 램프(1)의 교환을 반복하여 V자형의 홈부(66a)의 표면이 마모해도, 구금부(28)와 급전 블록(66)과의 사이의 전기적인 접촉이 확실히 계속하여 행하여진다.
또, 도 7의 (A)의 클램프 기구 구동 유닛(72)은, 클램프 기구(52)의 기준 레버(67) 및 구동 레버(69)를 상하(Z방향)로 개폐하도록 구성했지만, 좌우(방전 램프(1)의 길이 방향에 수직인 방향)로 개폐하도록 해도 상관없다. 그렇게 하는 것에 의해서, 클램프 기구(52)는, 구동부(77)에 의해 클램프 기구(52)를 X방향으로 이동시킬 때에, 구동 레버(69)의 선단부의 롤러(70)를 구금부(28)보다 높은 위치까지 퇴피시킬 필요가 없게 된다. 즉, 클램프 기구(52)의 개폐 동작만에 의해, 방전 램프(1)의 상부에 클램프 기구(52)의 구성 부재가 없게 되기 때문에, 방전 램프(1)를 Z방향으로 반송할 수 있게 된다.
또, 위에서 설명한 실시 형태 및 그 변형예에서는, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)의 구동 유닛(34)와 도 13의 (B)에 나타내는 구금부(28)의 클램프 기구(52A)의 클램프 기구 구동 유닛(72)은 서로 독립하여 구동부를 구비하고 있다. 이것에 대해서, 도 14의 (A)에 나타내는 변형예와 같이, 구동부를 공통화해도 괜찮다.
도 14의 (A)에서, 클램프 기구(52A)의 구동 레버(69)의 ＋X방향의 선단부에는 구동부(76) 대신에 와이어 로프(89D)의 일단부가 고정되어 있고, 와이어 로프(89D)의 타단부는, 지지 부재(65)의 하부에 Y축에 평행한 축 둘레로 회전 가능하게 지지된 풀리(pulley)(89C)를 매개로 하여 ＋X방향으로 연장되어 있다. 와이어 로프(89D)의 타단부는 리니어 액추에이터(76)의 가동 로드(89A)의 선단에 원기둥 모양의 장착 부재(89B)를 매개로 하여 고정되어 있다. 리니어 액추에이터(76)는, 베이스 테이블(62)의 상면에 고정되어 있고, 가동 로드(89A)를 베이스 테이블(62)의 가이드 부재(61)(도 4의 (B) 참조)를 따른 X방향으로 구동시킬 수 있다.
지지 부재(65)가 고정되어 있는 가동 테이블(75A)은, 슬라이더(74)를 매개로 하여 가이드 부재(73)의 상면에 X방향으로 이동 가능하게 재치되어 있다. 가동 테이블(75A)의 ＋X방향의 단부에는, X방향으로 긴 긴 구멍(75Aa)이 마련되어 있고, 긴 구멍(75Aa) 내에 장착 부재(89B)의 일부가 삽입되어 있다. 또, 가동 테이블(75A)의 -X방향의 단부에는, -X방향의 선단에 롤러(89F)를 구비하는 편(片)지지의 로드(89G)가 -X방향으로 연장하여 장착되어 있다. 또, 가동 테이블(75A)에는, 베이스 테이블(62)의 -X방향의 단부로부터 인장 코일 스프링(89E)에 의해, -X방향을 향하는 가압력이 부여되고 있고, 가동 테이블(75)은, 도 14의 (A)의 위치에서 스토퍼(미도시)에 -X방향으로 밀어 붙여져 정지(靜止)하고 있다. 그리고, 인장 코일 스프링(89E)은, 클램프 기구(52A)의 구동 레버(69)를 구동하기 위한 인장 코일 스프링(68)보다도 장력이 크게 설정되어 있다.
게다가, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)의 고정부(26h)에 コ자형의 레버(38A)의 일방의 단부(38Aa)가 접촉하고, 이 단부(38Aa)는 지지 부재(33) 내에 일단이 고정된 인장 코일 스프링(39)에 의해서 고정부(26h)측으로 가압되어 있다. 레버(38A) 및 인장 코일 스프링(39)을 포함하여 구금부(26)의 클램프 기구(34A)가 구성되어 있다. 방전 램프(1)를 지지 부재(33)에 고정하고 있는 상태에서는, 로드(89G)의 선단의 롤러(89F)는, 레버(38A)의 단부(38Aa)와 타방의 단부(38Ab)와의 사이에 위치하고 있다. 와이어 로프(89D), 풀리(89C), 리니어 액추에이터(76L), 가동 테이블(75A), 인장 코일 스프링(89E), 및 로드(89A) 등을 포함하여, 클램프 기구(52A 및 34A)를 구동하는 구동 유닛(72A)이 구성되어 있다.
다음으로, 구동 유닛(72A)의 동작에 대해 설명한다. 도 14의 (A)는, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 인출 구동 유닛(60)에 의해서 방전 램프(1)를 지지하는 지지 부재(33)가 램프 하우스(31) 밖으로 인출된 상태를 나타낸다. 이 상태에서는, 리니어 액추에이터(76L)의 가동 로드(89A)의 선단의 장착 부재(89B)는, 긴 구멍(75Aa) 내의 가동 범위의 -X방향의 단부 부근에 위치하고 있다. 다음으로, 리니어 액추에이터(76L)의 가동 로드(89A)를 ＋X방향으로 구동하면, 풀리(89C)를 매개로 하여 와이어 로프(89D)가 하부로 당겨져, 도 14의 (B)에 나타내는 바와 같이, 클램프 기구(52A)의 구동 레버(69)의 ＋X방향의 단부가 내려져, 급전 블록(66) 및 롤러(70)에 의한 구금부(28)의 클램프가 해제된다.
게다가, 리니어 액추에이터(76L)의 가동 로드(89A)를 ＋X방향으로 구동하면, 가동 로드(89A)의 선단의 장착 부재(89B)가 긴 구멍(75Aa)의 ＋X방향측의 내면에 접촉하여, 와이어 로프(89D)는 그것 이상 당겨지지 않지만, 그 대신에 장착 부재(89B)는, 가동 테이블(75A)을 당기면서 ＋X방향으로의 이동을 계속한다. 그 결과, 가동 테이블(75A) 상에 있는 클램프 기구(52A) 및 지지 부재(65)가 전체로서 ＋X방향으로 이동하고, 방전 램프(1)의 상부로부터 클램프 기구(52A)가 퇴피한다. 또, 가동 테이블(75A)의 ＋X방향으로의 퇴피의 도중(途中), 혹은 퇴피의 최후에, 도 15에 나타내는 바와 같이, 가동 테이블(75A)에 장착된 로드(89G)의 선단의 롤러(89F)가, 음극측의 클램프 기구(34A)의 레버(38A)의 타방의 단부(38Ab)에 접촉하여, 레버(38A)를 회전시켜, 음극측 구금부(26)의 지지 부재(33)에 대한 클램프를 해제한다.
그 후, 도 10의 (B)에 나타내는 바와 같이, 램프 반송계(56)에 의해서 방전 램프(1)의 교환이 행하여진다. 방전 램프(1)가 교환된 다음은, 위에서 설명한 동작과 반대의 동작에 의해서 음극측 구금부(26)가 클램핑되고, 가동 테이블(75A)의 -X방향으로의 이동에 의해, 클램프 기구(52A)의 급전 블록(66)이 방전 램프(1)의 구금부(28)에 접촉하고, 다음으로 구동 레버(69)의 단부가 상승하여 다시 롤러(70) 및 급전 블록(66)에 의해서 구금부(28)를 클램핑한다. 　
이와 같이 구동 유닛(72A)을 이용하는 것에 의해서, 1개의 리니어 액추에이터(76L)(구동부)를 이용하여, 클램프 기구(52A)의 해제 및 퇴피, 및 클램프 기구(34A)의 해제, 및 이들 동작과 반대의 동작을 행하게 하는 것이 가능하다. 즉, 3개의 동작을 1개의 액추에이터에 의해 제어하고 있기 때문에, 제조 코스트를 저감할 수 있다. 또, 액추에이터의 수는 예를 들면 2개로 해도 괜찮다.
위에서 설명한 설명에서는, 클램프 기구(52A)의 구동 레버(69)를 당기는 힘이 가동 테이블(75A)을 ＋X방향으로 슬라이드시키는 힘보다도 약하게 설정해 두었기 때문에, 구동 레버(69)를 끝까지 당길 때까지, 가동 테이블(75A)이 ＋X방향으로 이동하지 않도록 되어 있었다. 그렇지만, 상기와 같은 일련의 움직임이 가능한 구성이면, 어떤 기구를 사용해도 좋다.
[제2 실시 형태]
제2 실시 형태에 대해 도 16~도 18을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 광원 장치도 도 1의 노광 장치(EX)의 조명 광학계(13)에 노광용 조명광을 공급하기 위해서 사용된다. 위에서 설명한 제1 실시 형태에서는, 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)용 클램프 기구를 구동하는 구동 유닛(72)은, 인출 구동 유닛(60)의 가동 테이블(75)에 의해 지지하고 있지만, 본 실시 형태에서는 그 구동 유닛을 램프 하우스 내에 마련한다. 또, 도 16~도 18에서 도 4의 (A), (B)에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
도 16은, 본 실시 형태에 관한 광원 장치(30A)를 나타낸다. 광원 장치(30A)는, 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)를 클램핑하는 클램프 기구(52B), 클램프 기구(52B)를 구동하는 구동 유닛(72B), 방전 램프(1)의 보관부(54), 및 램프 반송계(56A)를 구비하고 있다. 도 16에서, 램프 하우스(31)의 하부 하우징(31A) 내의 -X방향의 단부에, 지지대(75C)를 매개로 하여 평판 모양의 베이스 부재(75B)가 고정되고, 베이스 부재(75B)의 상면에 구동부(76)를 매개로 하여 구동 레버(69)의 일방의 단부가 지지되고, 지지대(75C)의 상면에 지지 부재(65)를 매개로 하여 기준 레버(67A)의 일방의 단부가 지지되며, 기준 레버(67A)의 타방의 단부의 선단에 급전 블록(66)이 고정되고, 구동 레버(69)의 타방의 단부의 선단에 롤러(70)가 장착되며, 상부 하우징(31B)의 저부와 구동 레버(69)와의 사이에, 구동 레버(69)의 -X방향의 단부를 당겨올리는 인장 코일 스프링(68)이 장착되어 있다. 또, 지지 부재(65)의 상면과 기준 레버(67A)의 -X방향의 단부와의 사이에는, 기준 레버(67A)를 -X방향으로 미동 가능하게 지지하는 리니어 가이드(71H)(도 16에서는 미도시. 도 7의 (A) 참조)가 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 방전 램프(1)가, 도 2의 (A)의 경우에 대해서 180도 회전한 각도로 지지 부재(33)에 지지되어 있다. 그리고, 급전 블록(66)은 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)의 단자부(28a)의 -X방향측의 평면부(28b, 28c)(도 2의 (B) 참조)에 접촉하고, 구동부(76)의 힘을 느슨하게 함으로써, 구동 레버(69)가 인장 코일 스프링(68)의 힘에 의해서 시계 방향으로 회전하여, 구동 레버(69)의 선단의 롤러(70)가 단자부(28a)의 배면을 -X방향으로 가압함으로써, 급전 블록(66)과 롤러(70)과의 사이에 단자부(28a)가 클램핑된다. 기준 레버(67A), 구동 레버(69), 및 롤러(70)를 포함하여 클램프 기구(52B)가 구성되고, 구동부(76), 지지 부재(65), 및 인장 코일 스프링(68)을 포함하여, 클램프 기구(52B)용 구동 유닛(72B)이 구성되어 있다.
또, 베이스 부재(75B)의 상면에 중계 부재(64A)가 고정되고, 급전 블록(66)에 일단이 연결된 전력 케이블(24)의 타단이 중계 부재(64A)의 상부에 연결되며, 지지 부재(33)에 일단이 연결된 가요성을 가져 길이에 여유가 있는 전력 케이블(미도시)의 타단이 중계 부재(64A)의 하부에 연결되고, 전력 케이블(24) 등은 연장 케이블(미도시)을 매개로 하여 전원부(미도시)에 접속되어 있다. 게다가, 하부 하우징(31A) 내에서 방전 램프(1)의 상부에 있는 차광 부재(42A)에는, ＋X방향의 단부에 방전 램프(1)를 통과시키는 개구(미도시)가 마련되고, -X방향의 단부에 클램프 기구(52B)를 배치하기 위한 개구(미도시)가 마련되어 있다. 또, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)를 지지 부재(33)에 클램핑하는 구동 유닛(34)(도 4의 (B) 참조)은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 도 16 등에서는, 그 구동 유닛(34)의 도시를 생략한다.
또, 교환 장치(50A)의 케이싱(51) 내에, 가이드 부재(61), 베이스 테이블(62A), 베이스 테이블(62A)의 Z방향으로 돌출된 선단부(62Aa)와 인출부(36)를 연결하는 연결 부재(43), 및 구동부(63)를 포함하는 인출 구동 유닛(60A)이 설치되어 있다. 게다가, 케이싱(51) 내에, 저면에 설치된 가늘고 긴 지지 부재(90A)와, 지지 부재(90A)의 상단에 고정된 X방향으로 긴 X축 가이드 부재(90B)와, X축 가이드 부재(90B)에 X방향으로 이동 가능하게 지지되는 X축 구동 기구(90X)와, X축 구동 기구(90X)에 지지되는 Z축 구동 기구(84)와, Z축 구동 기구(84)의 하단에 마련된 파지 클로 개폐 기구(85)와, 파지 클로 개폐 기구(85)에 마련된 복수의 클로부(86)를 포함하는 램프 반송계(56A)가 설치되어 있다. 케이싱(51) 내에는 방전 램프(1)의 보관부(54)도 설치되어 있다. 인출 구동 유닛(60A), 램프 반송계(56A), 및 보관부(54)를 포함하여 교환 장치(50A)가 구성되어 있다. 이 외의 구성은 도 4의 (B)의 광원 장치와 동일하다.
본 실시 형태에서, 방전 램프(1)를 교환하는 경우에는, 먼저, 도 17에 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(72B)의 구동부(76)에 의해서 화살표 A21로 나타내는 방향으로 클램프 기구(52B)의 구동 레버(69)의 단부를 끌어 내려, 구동 레버(69)의 선단부의 롤러(70)를 양극측 구금부(28)로부터 분리시킨다. 그 후, 인출 구동 유닛(60A)이 인출부(36)를 ＋X방향으로 케이싱(51) 내의 소정의 위치까지 인출한다. 다음으로, 화살표 A23으로 나타내는 바와 같이, 램프 반송계(56A)의 파지 클로 개폐 기구(85) 및 클로부(86)가 -Z방향으로 강하하여 양극측 구금부(28)를 파지하여, 음극측 구금부(26)의 클램프가 구동 유닛(미도시)에 의해서 해제된다. 또, 클로부(86)가 구금부(28)를 파지하기 전에 구금부(26)의 클램프가 해제되도록 해도 괜찮다. 그 후, 화살표 A24로 나타내는 바와 같이, 파지 클로 개폐 기구(85)가 상승하여, 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)를 타원 거울(2)보다도 보다 높은 위치까지 이동한다.
그 후, X축 구동 기구(90X)는, 화살표 A25로 나타내는 바와 같이, X축 가이드 부재(90B)를 따라서 ＋X방향으로 이동하여, 파지 클로 개폐 기구(85)를 보관부(54)의 턴 테이블(79)의 상부의 위치(A27)로 이동한다. 다음으로, 화살표 A26으로 나타내는 바와 같이, 파지 클로 개폐 기구(85)는 강하하여, 방전 램프(1)를 턴 테이블(79)의 비어 있는 개구에 재치한다. 다음으로, 파지 클로 개폐 기구(85)는 한 번 상승하고, 턴 테이블(79)이 회전하여 미사용의 방전 램프(1N)를 파지 클로 개폐 기구(85)의 하부로 이동시킨 후, 다시, 파지 클로 개폐 기구(85)가 강하하여 미사용의 방전 램프(1N)를 파지하여 상승한다.
그 후, 방전 램프(1)를 반출했을 때와 반대의 동작에 의해서, 방전 램프(1N)를 지지 부재(33)에 설치하고, 인출 구동 유닛(60A)에 의해서 인출부(36)를 하부 하우징(31A) 내로 되돌린다. 그리고, 도 16에 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(72B)에 의해 클램프 기구(52B)를 구동하여 방전 램프(1N)의 양극측 구금부(28)를 클램핑함으로써, 방전 램프(1)의 교환이 완료된다.
본 실시 형태에 의하면, 양극측 구금부(28)의 클램프 기구(52B)의 구동 유닛(72B)은, 슬라이드 기구를 가지지 않기 때문에, 전체로서 광원 장치(30A)의 구성이 간소화되어, 제조 코스트를 저감할 수 있다. 또, 양극측 구금부(28)에 급전하는 급전 블록(66)에 연결되어 있는 전력 케이블(24)은, 인출되어 있지 않으므로, 인출 구동 유닛(60A)에 의해서 구동되는 부분의 구성을 간소화할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 램프 반송계(56A)는, X축 구동 기구(90X) 및 Z축 구동 기구(84)를 이용하여 직동(直動) 방식에 의해 파지 클로 개폐 기구(85)를 구동하고 있기 때문에, 턴 테이블(79)에 원주(圓周)를 따라서 방전 램프(1, 1N)가 근접하여 배치되어 있어도, 파지 클로 개폐 기구(85)와 턴 테이블(79)과의 사이의 위치 결정을 용이하게 행할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 이하와 같은 변형이 가능하다.
먼저, 본 실시 형태의 램프 반송계(56A)를 대신하여 제1 실시 형태의 램프 반송계(56), 또는 다축(多軸) 로봇 핸드 등을 사용해도 괜찮다.
또, 램프 반송계(56A)를 대신하여, 도 18의 변형예의 광원 장치(30B)에서 나타내는 바와 같이, 선회형(旋回型) 램프 반송계(56B)를 구비해도 괜찮다.
도 18에서, 램프 반송계(56B)는, 케이싱(51) 내의 저면에 설치된 가늘고 긴 지지 부재(90C)와, 지지 부재(90C)의 상단에 고정된 선회 구동부(90D)와, 선회 구동부(90D)에 의해서 Z축에 평행한 축 둘레로 선회되는 선회부(90E)와, 선회부(90E)의 양단에 고정되어 각각 Z방향으로 이동 가능한 Z축 구동 기구(84A, 84B)와, Z축 구동 기구(84A, 84B)의 하단부에 마련된 파지 클로 개폐 기구(85A, 85B)와, 파지 클로 개폐 기구(85A, 85B)에 의해서 개폐되는 각각 복수의 클로부(86A, 86B)를 구비하고 있다. 램프 반송계(56B)에 의해 방전 램프(1)의 반송을 행하는 경우, 일례로서, 일방의 파지 클로 개폐 기구(85A)에 의해 클로부(86A)를 매개로 하여 사용이 끝난 방전 램프(1)의 구금부(28)를 파지하고, 타방의 파지 클로 개폐 기구(85B)에 의해 클로부(86B)를 매개로 하여 턴 테이블(79)의 미사용의 방전 램프(1N)의 구금부(28)를 파지한다.
그리고, Z축 구동 기구(84A, 84B)를 매개로 하여 방전 램프(1, 1N)를 상승시킨 후, 선회 구동부(90D)에 의해서 선회부(90E)를 180도 회전시키고 나서, Z축 구동 기구(84A, 84B)를 매개로 하여 방전 램프(1, 1N)를 강하시킴으로써, 지지 부재(33)와 턴 테이블(79)과의 사이에서 고속으로 방전 램프(1, 1N)를 교환할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 케이싱(51) 내에 지지 부재(33)에 지지되어 있는 방전 램프(1)의 경사진 상부에 클램프 기구(52B)가 없기 때문에, 선회부(90E)의 회전에 의해서, 파지 클로 개폐 기구(85A)의 클로부(86A)(또는 파지 클로 개폐 기구(85B)의 클로부(86B))는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 방향으로 회전해도 클램프 기구(52B)와 접촉할 우려가 없다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태에 대해 도 19의 (A)~도 25의 (B)를 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 광원 장치도 도 1의 노광 장치(EX)의 조명 광학계(13)에 노광용 조명광을 공급하기 위해서 사용된다. 본 실시 형태의 방전 램프는, 양극측 구금부의 형상 및 이 구금부의 클램프 기구의 구성이 위에서 설명한 실시 형태와 다르다. 또, 도 19의 (A)~도 25의 (B)에서 도 2의 (A), 및 도 4의 (A), (B), 및 도 16에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
도 19의 (A)는, 본 실시 형태에 관한 방전 램프(1A)를 나타낸다. 도 19의 (A)에서, 방전 램프(1A)는, 벌브부(25Aa) 및 이것을 사이에 끼우도록 고정된 원통 모양의 2개의 막대 모양부(25Ab, 25Ac)로 이루어지는 유리관(25A)과, 일방의 막대 모양부(25Ab)의 단부에 연결된 음극측 구금부(126)와, 타방의 막대 모양부(25Ac)의 단부에 연결된 양극측 구금부(128)를 구비하고 있다. 구금부(128, 126)는 각각 벌브부(25Aa) 내의 양극 및 음극(미도시)에 전기적으로 접속되어 있다. 구금부(126 및 128)는 전기 전도율 및 열전도율이 양호한 금속제이다.
또, 음극측 구금부(126)에는, 막대 모양부(25Ab)로부터 개방단측으로 순서대로, 막대 모양부(25Ab)보다 직경이 큰 원통 모양의 접속부(126k)와, 막대 모양부(25Ab)의 외경의 2배 정도의 외경의 고리 띠 모양의 플랜지부(126a)와, 막대 모양부(25Ab)의 외경보다도 약간 큰 외경의 원기둥 모양의 축부(126b)와, 축부(126b) 보다도 외경이 작은 원기둥 모양의 소경부(126f)와, 축부(126b)보다 약간 작은 외경, 혹은 축부(126b)와 대략 동일한 외형의 원기둥 모양의 고정부(126h)와, 면취부(面取部)(126i)와, 소경부(126f)보다 직경이 작은 선단부(126j)가 형성되어 있다. 방전 램프(1A)를 후술의 도 20의 (B)의 지지 부재(33)에 재치할 때에, 플랜지부(126a)는 지지 부재(33)의 중앙의 개구를 둘러싸는 단차부에 맞닿는다. 또, 고정부(126h)는, 도 4의 (B)의 구동 유닛(34)에 의해서 도 20의 (B)의 지지 부재(33)에 클램핑될 수 있다. 또, 도 20의 (B)에서는 구동 유닛(34)의 도시는 생략하고 있다.
또, 양극측 구금부(128)는, 방전 램프(1A)의 유리관(25A)의 막대 모양부(25Ac)측으로부터 개방단측으로 순서대로, 막대 모양부(25Ac)의 직경보다도 약간 큰 외경의 원통 모양의 접속부(128k)와, 막대 모양부(25Ac)의 직경과 거의 동일한 외경의 원통 모양의 중간부(128m)와, 복수의 고리 띠 모양의 방열 핀(128j)이 형성된 방열부(128i)와, 단자부(128a)를 구비하고 있다. 단자부(128a)는, 선단부를 향해서 순서대로, 점차 직경이 작아지는 원추의 측면 모양이 볼록한 연결부(128b)와, 접속부(128k)보다 직경이 작은 원기둥 모양의 축부(128c)와, 직경이 점차 작아지고 다시 커지는 오목부(e1)와, 축부(128c)와 거의 동일한 직경의 원기둥 모양의 선단부(128d)와, 면취부(e2)를 가진다.
도 19의 (B)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 양극측 구금부(128)에 전력 케이블(24)을 착탈 가능하게 연결하기 위해서, 복수의 원통 모양의 부재를 조합시켜 구성되는 부재(이하, '급전 소켓'이라고 함)(152)를 이용한다. 도 19의 (B)에서, 급전 소켓(152)은, 구금부(128)의 연결부(128b)와 동일한 형상의 오목한 접촉면(153a)이 형성된 고리 띠 모양의 연결부(153)와, 연결부(153)의 상부에 고정된 원통 모양의 외통부(154)와, 외통부(154)의 선단의 플랜지부(154a)에 맞닿는 단차부(155a)가 형성되며, 연결부(153)와 외통부(154)와의 사이에 배치된 하단이 원통 모양의 버튼 스위치부(155)와, 연결부(153)와 버튼 스위치부(155)와의 사이에 장착되는 압축 코일 스프링(156)을 가진다. 연결부(153), 외통부(154), 및 내통부(155)는 전기 전도율 및 열전도율이 양호한 금속제이다.
연결부(153)는, 외통부(154)의 저면에 예를 들면 볼트(미도시) 등에 의해 고정되고, 외통부(154)의 외면에는 오목부(154b)가 형성되며, 전력 케이블(24)의 단부는 외통부(154)의 외면에 연결되어 있다. 또, 연결부(153)는, 구금부(128)의 축부(128c) 및 선단부(128d)에 느슨하게 감합하는 내면(153b)과, 각각 구체(救體)(볼베어링)(157)가 배치된 복수의 개구(h4)(도 24 참조)가 마련된 리테이너부(153c)를 가진다. 버튼 스위치부(155)의 하단의 오목부에는, 구체(157)를 외측으로 퇴피시키기 위한 테이퍼부(155b)가 형성되며, 그 오목부의 상면에는 구금부(128)의 선단부(128d)에 접촉 가능한 작은 오목부(155d)가 형성되어 있다.
도 19의 (B)의 형태에서는, 연결부(153)의 리테이너부(153c)에 유지된 복수의 구체(157)는, 단자부(128a)의 오목부(e1) 내에 들어가 있고, 압축 코일 스프링(156)에 의해서 버튼 스위치부(155)로부터 연결부(153)측으로 가압력이 작용하여, 연결부(153)의 접촉면(153a)은 단자부(128a)의 연결부(128b)에 밀어 붙여진다. 이 때, 전력 케이블(24)에 공급되는 전력(전류)은, 외통부(154) 및 연결부(153)를 매개로 하여 작은 전기 저항(접촉 저항)으로 구금부(128)에 공급된다.
또, 도 19의 (B)의 급전 소켓(152)에서는, 일례로서, 외통부(154)에 통기 구멍(154c)이 형성되고, 전력 케이블(24) 내에 마련된 송풍관(미도시)을 매개로 하여 외부로부터 통기 구멍(154c)에 냉각된 공기를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 그 공기는, 연결부(153)와 외통부(154)와의 사이의 공간에 공급되어, 구금부(128)를 효율적으로 냉각할 수 있다. 또, 그 냉각된 공기를 공급하는 기구는 생략 가능하고, 이 경우에는, 통기 구멍(154c)은 마련할 필요가 없다. 급전 소켓(152)의 구금부(128)로부터의 떼어냄 및 구금부(128)에의 장착을 행하는 기구에 대해서는 후술한다.
도 20의 (A)는, 본 실시 형태에 관한 광원 장치(30C)를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, 도 20의 (B)는 도 20의 (A)의 일부를 잘라낸 측면도이다. 도 20의 (B)에서, 하부 하우징(31A) 내의 인출부(36)에 고정된 지지 부재(33)에 방전 램프(1A)의 음극측 구금부(126)의 플랜지부(126a)가 설치되고, 고정부(126h)가 구동 유닛(34)(도 4의 (B) 참조)에 의해서 지지 부재(33)에 클램핑되어 있다. 또, 인출부(36)의 ＋X방향의 단부의 상면에 중계 부재(64)가 고정되고, 중계 부재(64)의 선단부에 전력 케이블(24)의 일단이 연결되며, 전력 케이블(24)의 타단은 급전 소켓(152)을 매개로 하여 방전 램프(1A)의 양극측 구금부(128)에 연결되어 있다. 또, 지지 부재(33)에 연결된 전력 케이블(미도시)도 중계 부재(64)에 연결되어 있다.
또, 케이싱(51) 내에, 인출부(36)를 케이싱(51)측으로 인출하는 인출 구동 유닛(60A), 방전 램프(1A) 및 미사용의 방전 램프(1A)(이하, '방전 램프(1AN)'라고 함)를 보관하는 보관부(54), 램프 반송계(56C), 및 방전 램프(1A)의 구금부(128)에 대한 급전 소켓(152)의 착탈을 행하는 기구(이하, '급전 소켓 교체용 구동 유닛'이라고 함)(72C)가 설치되어 있다. 인출 구동 유닛(60A), 보관부(54), 램프 반송계(56C), 및 구동 유닛(72C)을 포함하여 광원 장치(30C)의 교환 장치(50C)가 구성되어 있다. 도 20의 (A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 램프 반송계(56C)는, 저면에 가이드 부재(61)에 대해서 -Y방향측에 설치된 가늘고 긴 지지 부재(90A)와, 지지 부재(90A)의 상단에 고정된 X방향으로 긴 X축 가이드 부재(90B)와, X축 가이드 부재(90B)에 X방향으로 이동 가능하게 지지되는 X축 구동 기구(90X)와, X축 구동 기구(90X)에 지지되는 Z축 구동 기구(84B)와, Z축 구동 기구(84B)의 하단에 마련되어, 방전 램프(1A)의 양극측 구금부(128)를 파지하는 파지부(162)를 가진다.
또, 급전 소켓 교체용 구동 유닛(72C)은, 저면에 가이드 부재(61)에 대해서＋Y방향측에 설치된 가늘고 긴 지지 부재(90F)와, 지지 부재(90F)의 상단에 Z축에 평행한 축의 둘레로 거의 30도의 범위 내에서 선회(旋回) 가능하게 연결된 선회부(90G)와, 선회부(90G)의 선단의 수납부(90R) 내에 마련된 Z축 구동 기구(84A)와, Z축 구동 기구(84A)의 하단에 마련되어, 방전 램프(1A)의 구금부(128)에 대한 급전 소켓(152)의 착탈을 행하는 부재(이하, '파지부'라고 함)(160)를 가진다.
본 실시 형태에서, 방전 램프(1A)의 교환을 행하는 경우, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도 21에 화살표 A31로 나타내는 바와 같이, 인출 구동 유닛(60A)이, 방전 램프(1A)를 지지하는 인출부(36)를 케이싱(51) 내의 소정의 위치까지 인출한다. 다음으로, 인출된 방전 램프(1A)의 상공에서 대기하고 있던 구동 유닛(72C)의 파지부(160)가 강하하여 급전 소켓(152)을 방전 램프(1A)의 구금부(128)로부터 떼어 급전 소켓(152)만을 들어 올린다.
다음으로, 도 25의 (A)에 화살표 A38로 나타내는 바와 같이, 선회부(90G)를 약 30도 선회하여 급전 소켓(152)을 유지하고 있는 파지부(160)를 방전 램프(1A)의 상부로부터 퇴피시킨다. 그 후, 램프 반송계(56C)에서, 화살표 A36으로 나타내는 바와 같이 X축 구동 기구(90X)를 방전 램프(1A)의 상부로 이동시킨다. 그리고, 도 25의 (B)에 나타내는 바와 같이, Z축 구동 기구(84B)에 의해서 파지부(162)를 방전 램프(1A)의 구금부(128)에 강하시켜, 파지부(162)에 의해서 예를 들면 구금부(128)의 선단부(128d)(도 19의 (A) 참조)를 유지한다. 그 후, 화살표 A37로 나타내는 바와 같이, 방전 램프(1A)를 타원 거울(2)보다 높게 들어 올린 후, 도 17의 예와 마찬가지로, 램프 반송계(56C)를 이용하여, 방전 램프(1A)를 보관부(54)에 설치하고, 보관부(54)로부터 미사용의 방전 램프(1AN)를 지지 부재(33)에 재치한다. 그 후, 구동 유닛(72C)에 의해서 방전 램프(1AN)의 구금부(128)에 급전 소켓(152)을 장착하고, 인출 구동 유닛(60A)에 의해서 인출부(36)를 하부 하우징(31A) 내로 되돌림으로써, 방전 램프(1A)의 교환이 완료된다.
다음으로, 본 실시 형태의 도 21의 구동 유닛(72C)의 파지부(160)의 구성 등에 대해, 도 22의 (A)~도 24를 참조하여 설명한다.
도 22의 (A)에 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(72C)의 Z축 구동 기구(84A)의 하단에 고정된 파지부(160)는, Z축 구동 기구(84A)에 고정되어, Z축에 평행한 축 둘레로 거의 등각도 간격으로 배치된 3개의 암부(164a, 164b, 164c)(164c는 미도시)를 가지는 제1 링크부(164)와, 제1 링크부(164)의 중앙의 저면에 고정되어 중앙에 등각도 간격으로 3개소의 개구(166a)가 형성되고, Z방향으로 구동 가능한 피스톤부(165)와, 개구(166a)에 각각 일단부가 설치된 거의 T자형의 3개의 제2 링크부(167A, 167B, 167C)(167C는 미도시)를 가진다. 게다가, 파지부(160)는, 3개의 암부(164a, 164b, 164c)에 회전 가능한 지점(E1) 등을 매개로 하여 연결됨과 아울러, 3개의 제2 링크부(167A, 167B, 167C)에 회전 가능한 지점(E4) 등을 매개로 하여 연결된 3개의 암부(169A, 169B, 169C)(169C는 미도시)와, 3개의 암부(164a, 164b, 164c)에 회전 가능한 지점(E2) 등을 매개로 하여 연결됨과 아울러, 3개의 제2 링크부(167A, 167B, 167C)에 회전 가능한 지점(E3) 등을 매개로 하여 연결된 3개의 제3 링크부(168A, 168B, 168C)(168C는 미도시)를 가진다. 또, 이하에서는, Z축에 평행한 축 둘레로 거의 등각도 간격으로 배치된 3개의 암부(169A, 169B, 169C) 등을 간단히 암부(169A, 169B) 등이라고 한다.
파지부(160)에 의해 급전 소켓(152)을 방전 램프(1A)의 구금부(128)로부터 떼어내는 경우, 도 22의 (B)에 나타내는 바와 같이, 파지부(160)를 강하시켜, 암부(169A, 169B)의 선단의 볼록부가 급전 소켓(152)의 외통부(154)의 오목부(154b)에 대향하는 위치에서 파지부(160)의 강하를 정지시킨다. 다음으로, 도 23의 (A)에 화살표 A32로 나타내는 바와 같이, 중앙의 피스톤부(165)가 밀어 내려지면, 제1 링크부(164), 제2 링크부(167A, 167B) 및 제3 링크부(168A, 168B)로 이루어지는 링크 기구의 작동에 의해서, 암부(169A, 169B)의 선단은 내측으로 이동하고, 그 선단의 볼록부는 외통부(154)의 오목부(154b)에 걸려진다.
다음으로, 도 23의 (B)에 화살표 A33으로 나타내는 바와 같이, 피스톤부(165)가 급전 소켓(152)의 버튼 스위치부(155)를 밀어 내리면, 급전 소켓(152) 내의 구체(157)가 버튼 스위치부(155)의 테이퍼부(155b)(도 24 참조)를 따라서 외측으로 이동하여, 구금부(128)의 단자부(128a)에 대한 클램프는 해제된다. 이 때, 파지부(160)의 위에서 설명한 링크 기구는, 이른바 토글(toggle) 기구로 되어 있기 때문에, 피스톤부(165)가 크게 하부로 이동해도, 암부(169A, 169B)의 위치는 거의 변하지 않다. 이 때문에, 3개의 암부(169A, 169B)에 의해 급전 소켓(152)을 지지하면서, 급전 소켓(152)에 의한 구금부(128)의 클램프를 해제할 수 있다. 따라서, 방전 램프(1A)에는 아래에 밀어 내려지는 힘은 걸리지 않는다.
그 후, 도 24에 화살표 A35로 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(72C)의 Z축 구동 기구(84A)를 구동하여, 급전 소켓(152)을 유지한 파지부(160)를 상승시킴으로써, 방전 램프(1A)의 구금부(128)로부터 급전 소켓(152)을 상부로 떼어낼 수 있다. 또, 위에서 설명한 동작과 반대의 동작에 의해서, 급전 소켓(152)을 구금부(128)에 장착할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 이하와 같은 변형이 가능하다.
먼저, 본 실시 형태의 급전 소켓 교체용 구동 유닛(72C)에는, 도 20의 (B)에 나타내는 바와 같이 선회부(90G)가 마련되어 있지만, 선회부(90G)를 마련하지 않고, Z축 구동 기구(84A) 및 파지부(160)를 X축을 따라 이동시켜도 괜찮다. 이 경우에는, 인출부(36)(방전 램프(1A))를 하부 하우징(31A) 밖으로 인출한 곳에서 일단, 인출부(36)를 정지(停止)시키고, Z축 구동 기구(84A)에 의해서 파지부(160)를 강하시켜, 파지부(160)에 의해 방전 램프(1A)로부터 급전 소켓(152)을 떼어내어, 급전 소켓(152)을 유지한 파지부(160)를 상승시킨다. 그 후, 다시 인출 구동 유닛(60A)에 의해서, 인출부(36)를 ＋X방향으로 인출한 후, 램프 반송계(56C)에 의해서 방전 램프(1A)를 교환하게 된다. 이 경우에는, 구동 유닛(72C)에 선회부(90G)를 마련할 필요가 없기 때문에, 구동 유닛(72C)의 제조 코스트를 저감할 수 있다.
또, 도 20의 (B)에서, 램프 반송계(56C)의 X축 가이드 부재(90B)를 따라서, 파지부(162)용 Z축 구동 기구(84B)와 함께, 파지부(160)용 Z축 구동 기구(84A)를 X방향으로 이동 가능하게 지지해도 괜찮다. 이 구성에서는, 파지부(160)에 의해 방전 램프(1A)의 급전 소켓(152)을 떼어낸 후, 파지부(160)를 Z축 구동 기구(84B)를 따라서 -X방향의 단부로 이동시킨 후, 파지부(162)를 방전 램프(1A)의 상부로 이동시켜, 방전 램프(1A)를 교환할 수 있다. 그 때문에, 위에서 설명한 변형예와 같이 인출부(36)(인출 구동 유닛(60A))를 2개소에서 정지시킬 필요는 없다. 따라서, 인출 구동 유닛(60A)의 구동부(63)로서, 예를 들면 에어 실린더 등을 사용할 수 있다.
또, 방전 램프(1A)의 제조 방법으로서, 위에서 설명한 방전 램프(1)과 동일한 제조 방법을 이용할 수 있다. 즉, 램프 본체(유리 부재)와 구금부(126, 128)를 각각 준비하고, 그들을 서로 연결함으로써 방전 램프(1A)를 구성할 수 있다. 이 때 구금부(126, 128)는, 예를 들면 사용이 끝난 방전 램프(1A)로부터 떼어낸 것을 재이용하도록 준비해도 괜찮다. 또, 구금부(126, 128) 중 적어도 일방을 재이용하는 경우에, 구금부(126, 128) 전체를 재이용하는 대신에, 구금부(126, 128) 중 적어도 일부(예를 들면, 단자부(128a) 및 방열부(128i) 중 적어도 하나의 부품)만 재이용하도록 해도 괜찮다.
[제4 실시 형태]
제4 실시 형태에 대해 도 26의 (A)~도 27을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태의 광원 장치도 노광 장치의 조명 광학계에 노광용 조명광을 공급하기 위해서 사용된다. 본 실시 형태의 광원 장치는 복수(일례로서 3개)의 램프 하우스를 구비하고, 복수의 램프 하우스 내의 방전 램프로부터 사출되는 광을 합성하여 노광 장치의 조명 광학계에 공급하는 것이다. 또, 도 26의 (A)~도 30에서 도 1, 및 도 4의 (A), (B)에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
도 26의 (A) 및 (B)는, 각각 본 실시 형태에 관한 노광 장치(EXA)를 나타내는 평면도, 도 27은, 노광 장치(EXA)를 나타내는 일부를 잘라낸 측면도이다. 도 26의 (A)에서, 노광 장치(EXA)의 조명 광학계 및 노광 본체부(도 1의 노광 장치(EX)로부터 광원 장치(30)를 제외한 부분)가, 상자 모양의 챔버(92) 내에 배치되어 있다. 노광 장치(EXA)는 광원 장치(30D)를 구비하고 있다. 광원 장치(30D)는, 챔버(92)의 옥상(RT)에 방사상(放射狀)으로 설치된 제1, 제2, 및 제3 램프 하우스(29A, 29B, 29C)과, 옥상(RT)에 설치된 램프 하우스(29A, 29B, 29C)로부터 사출되는 광속을 합성하여 아래층의 조명 광학계(미도시)에 공급하는 합성부(93)와, 램프 하우스(29A~29C) 내의 사용이 끝난 방전 램프(1)를 교환하는 교환 장치(50D)와, 방전 램프(1) 및 미사용의 방전 램프(1N)를 보관하는 보관부(54)를 구비하고 있다. 보관부(54)는 커버(미도시)에 의해 덮여 있다.
램프 하우스(29A~29C)는, 각각 도 4의 (B)의 사용시의 방전 램프(1) 및 타원 거울(2)이 수용되는 하부 하우징(31A), 및 미러(3) 및 창 부재(4)가 배치된 상부 하우징(31B)을 가진다(도 27 참조). 또, 도 26의 (A), (B)에서는, 램프 하우스(29A~29C) 중 하부 하우징(31A)만이 도시되어 있다. 램프 하우스(29A~29C)의 사용시의 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)에는, 각각 도 4의 (B)의 클램프 기구(52)에 의해서 전력 케이블(24)의 급전 블록(66)이 연결되어 있다.
또, 교환 장치(50D)는, 램프 하우스(29A, 29B, 29C)에 각각 근접하여 배치된 케이싱(51A, 51B, 51C)과, 케이싱(51A~51C) 내에 각각 배치되어, 대응하는 램프 하우스(29A~29C) 내의 방전 램프(1)를 지지하는 인출부(36)를 케이싱(51A~51C) 내로 인출하는 도 4의 (B)의 인출 구동 유닛(60)을 구비하고 있다. 케이싱(51A~51C)의 높이는, 하부 하우징(31A)의 높이와 거의 동일하고(도 27 참조), 케이싱(51A~51C)의 상면에는, 개폐식 커버(미도시)가 마련되어 있다. 또, 교환 장치(50D)는, 케이싱(51A~51C) 내에 각각 배치되어, 인출된 방전 램프(1)의 양극측 구금부(28)의 클램프 기구(52)에 의한 클램프를 해제하는 도 4의 (B)의 구동 유닛(72C), 케이싱(51A~51C) 내에 각각 배치되어, 인출된 방전 램프(1)의 음극측 구금부(26)의 클램프를 해제하는 도 4의 (B)의 구동 유닛(34)과, 케이싱(51A~51C)으로 인출된 인출부(36)(지지 부재(33))에 지지되어 있는 사용이 끝난 방전 램프(1)를 교환하는 램프 반송계(56D)를 구비하고 있다.
또, 램프 반송계(56D)는, 옥상(RT)의 케이싱(51C)에 근접하여 마련된 지주(支柱)(90H)와, 지주(90H)에 지지되어 Y방향으로 연장된 Y축 구동부(90I)와, Y축 구동부(90I)에 의해서 Y방향으로 구동되는 선회 구동부(90D)와, 선회 구동부(90D)에 의해서 Z축에 평행한 축 둘레로 선회되는 선회부(90E)와, 선회부(90E)의 양단에 고정된 Z축 구동 기구(84A 및 84B)와, Z축 구동 기구(84A 및 84B)의 하단에 연결된 파지 클로 개폐 기구(85A 및 85B)와, 파지 클로 개폐 기구(85A 및 85B)에 의해서 개폐되는 복수의 클로부(86A 및 86B)를 구비하고 있다. Y축 구동부(90I)는, 예를 들면 볼나사 방식 또는 리니어 모터 방식 등에 의해 선회 구동부(90D)를 Y방향으로 구동한다. 이와 같이 램프 반송계(56D)는, 2개의 파지 클로 개폐 기구(85A, 85B)를 구비하고 있기 때문에, 동시에 2개의 방전 램프(1)(또는 미사용의 방전 램프(1N))를 파지할 수 있다. 또, 방전 램프(1, 1N)의 회전각을 조정하기 위해서, Z축 구동 기구(84A, 84B)와 파지 클로 개폐 기구(85A, 85B)와의 사이에 회전축(미도시)을 마련해도 좋다.
또, 도 27에 나타내는 바와 같이, 광원 장치(30D)는, 챔버(92)의 측면에 설치된 엘리베이터(95)와, 엘리베이터(95) 내에서 1층에 가까운 위치(P7)와 옥상(RT)에 가까운 위치(P6)와의 사이에서 승강하는 승강부(94)를 구비하고 있다. 승강부(94)의 상면에는 보관부(54)(구동부(80) 및 턴 테이블(79))가 설치되어 있다.
본 실시 형태에서, 예를 들면 램프 하우스(29B, 29C) 내의 방전 램프(1)를 교환하는 경우에는, 도 26의 (A)에 나타내는 바와 같이, 케이싱(51B, 51C) 내에 방전 램프(1)를 지지하는 인출부(36)를 인출한다. 그리고, 일례로서, 램프 반송계(56D)의 일방의 파지 클로 개폐 기구(85A) 및 클로부(86A)에 의해 보관부(54)에 있는 미사용의 방전 램프(1N)를 파지하여, 파지 클로 개폐 기구(85A)를 상승시킨다. 그 후, 도 26의 (B)에 점선으로 나타내는 바와 같이, 램프 반송계(56D)의 선회부(90E)를 케이싱(51B)의 상부로 이동시키고, 타방의 파지 클로 개폐 기구(85B) 및 클로부(86B)에 의해 케이싱(51B) 내의 방전 램프(1N)를 파지하며, 일방의 파지 클로 개폐 기구(85A) 및 클로부(86A)에 의해서 유지되어 있는 방전 램프(1N)를 케이싱(51B)의 인출부(36)(지지 부재(33))에 설치한다. 이 때의 방전 램프(1)의 구금부(28)에 대한 클램프 기구(52)의 해제 등의 동작은 제1 실시 형태와 동일하다.
그 후, 도 26의 (B)에 실선으로 나타내는 바와 같이, 램프 반송계(56D)의 선회부(90E)를 케이싱(51C)의 상부로 이동시키고, 일방의 파지 클로 개폐 기구(85A) 및 클로부(86A)에 의해 케이싱(51C) 내의 방전 램프(1)를 파지하고, 파지 클로 개폐 기구(85A, 85B)를 상승시켜, 선회부(90E)를 보관부(54)의 상부로 이동시키며, 클로부(86A, 86B)에 의해 파지되어 있는 2개의 사용이 끝난 방전 램프(1)를 보관부(54)의 턴 테이블(79)에 재치한다. 그 후, 일방의 파지 클로 개폐 기구(85A) 및 클로부(86A)에 의해 턴 테이블(79)의 미사용의 방전 램프(1N)를 파지하고, 선회부(90E)를 케이싱(51C)의 상부로 이동시켜, 케이싱(51) 내의 인출부(36)에 방전 램프(1)를 재치한 후, 케이싱(51B, 51C) 내의 인출부(36)를 램프 하우스(29B, 29C)의 하부 하우징(31A) 내로 되돌림으로써, 램프 하우스(29B, 29C) 내의 방전 램프(1)의 미사용의 방전 램프(1N)로의 교환이 완료된다. 램프 하우스(29A) 내의 방전 램프(1)의 교환도 동일하게 행할 수 있다.
또, 보관부(54)의 턴 테이블(79)에 있는 사용이 끝난 방전 램프(1)가 많아졌을 때에는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 엘리베이터(95)에 의해서 보관부(54)를 1층의 위치(P7)로 이동시킨다. 그리고, 작업자가 엘리베이터(95)의 1층의 램프 교환문(45A)을 열어, 턴 테이블(79)의 사용이 끝난 방전 램프(1)를 회수하고, 미사용의 방전 램프(1N)를 보충한다. 그 후, 엘리베이터(95)에 의해서 보관부(54)를 옥상(RT)에 가까운 위치(P6)까지 이동시킴으로써, 광원 장치(30D) 내의 복수의 방전 램프(1)의 교환을 행할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 작업자는 복수의 램프 하우스(29A~29C)에 대해서, 1개소에서 방전 램프의 보충 및 회수가 가능하므로 효율이 좋다. 또, 1쌍의 파지 클로 개폐 기구(85A, 85B) 및 클로부(86A, 86B)를 구비하고 있기 때문에, Y축 구동부(90I)를 따른 선회부(90E)의 주행 거리가 길어져도, 방전 램프의 교환을 단시간에 행할 수 있다.
또, 각 램프 하우스(29A~29C)에 대응하여 배치되는 케이싱(51A~51C) 내에는 인출 구동 유닛(60) 및 클램프 기구(52)용 구동 유닛(72C)만을 장착하면 되기 때문에, 챔버(92)의 옥상(RT)의 설치 면적을 줄일 수 있어, 좁은 옥상(RT)에서도 광원 장치(30D)를 용이하게 설치할 수 있다.
또, 방전 램프의 교환 시간을 보다 단축하기 위해서, 방전 램프를 보관하는 턴 테이블(79)의 수나 램프 반송계(56D)의 수를 늘려, 램프 교환 시간을 단축하도록 해도 좋다.
또, 방전 램프 보충용 턴 테이블과 회수용 턴 테이블을 나누어 배치해도 좋다.
또, 복수의 램프 하우스(29A~29C)의 상부를 횡단하도록 배치한 Y축 구동부(90I)(램프 반송계(56D)의 주행축)는, 옥상(RT)에 복수의 지주에 의해서 장착되어 있어도 좋고, 챔버(92)와는 분리하여 배치된 예를 들면 공장의 천정부에 현수(懸垂)하도록 지지되어 있어도 좋다. 또, 램프 하우스(29A~29C)도 챔버(92)로부터 떨어진 장소에 함께 마련되어 있어도 좋다.
[제5 실시 형태]
제5 실시 형태에 대해 도 28~도 31의 (B)를 참조하여 설명한다. 위에서 설명한 실시 형태에서는, 방전 램프(1, 1A)의 음극측 구금부(26, 126)를 지지 부재(33)에 위치 결정하여 고정한 상태에서, 양극측 구금부(28, 128)를 램프 반송계(56, 56C) 등의 클로부(86) 또는 파지부(160) 등에 의해 파지하고 있지만, 방전 램프(1, 1A)의 형상 정밀도가 낮은 경우에는, 클로부(86) 또는 파지부(160) 등에 의해 구금부(28, 128)를 파지할 수 없을 우려가 있다. 방전 램프(1, 1A)의 형상 정밀도가 낮은 경우에, 클로부(86) 또는 파지부(160) 등의 로봇 핸드에 의해 구금부(28, 128)를 파지할 수 있기 위해서는, 로봇 핸드에는, 컴플라이언스(compliance) 기능(유연성)이 필요하다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 방전 램프와의 위치 관계에 대해서 유연성을 가지는 방전 램프의 파지 기구, 및 이러한 파지 기구에 의해 파지하는데 적합한 형상의 구금을 가지는 방전 램프를 제공한다. 이 방전 램프 및 파지 기구는, 각각 예를 들면 도 4의 (B)의 광원 장치(30) 중의 방전 램프(1) 및 램프 반송계(56)에 사용할 수 있는 것이다. 또, 도 28~도 31의 (B)에서 도 19의 (A) 및 (B)에 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
도 28은, 본 실시 형태에 관한 방전 램프(1B)를 나타낸다. 도 28에서, 방전 램프(1B)는, 유리관(25A)과, 유리관(25A)의 일방의 막대 모양부(25Ab)의 단부에 연결된 음극측 구금부(126)와, 유리관(25A)의 타방의 막대 모양부(25Ac)의 단부에 연결된 양극측 구금부(128A)를 구비하고 있다. 구금부(128A, 126)는 각각 유리관(25A)의 벌브부(25Aa) 내의 양극 및 음극(미도시)에 전기적으로 접속되어 있다. 구금부(126 및 128A)는 전기 전도율 및 열전도율이 양호한 금속제이다.
또, 양극측 구금부(128A)에는, 방전 램프(1B)의 막대 모양부(25Ac)측으로부터 개방단측으로 순서대로, 막대 모양부(25Ac)의 직경보다도 약간 큰 외경의 원통 모양의 접속부(128Ak)와, 막대 모양부(25Ac)의 직경과 거의 동일한 외경의 원통 모양의 중간부(128Am)와, 복수의 고리 띠 모양의 방열 핀(128Aj)이 형성된 방열부(128Ai)와, 방열 핀(128Aj)의 반경보다도 약간 큰 반경을 가지는 구체의 일부인 구대부(救帶部)(128Ae)(피유지부 또는 피파지부)와, 도 2의 (A)의 단자부(128a)와 동일 형상의 단자부(128Aa)가 형성되어 있다. 구대부(128Ae)는, 그 구체의 방전 램프(1B)의 길이 방향을 따른 양단부를 대칭으로, 그 길이 방향에 수직인 면으로 자른 형상이다. 구대부(128Ae)의 높이(방전 램프(1B)의 길이 방향의 길이)는, 그 구체의 반경의 2/3 정도로 설정되어 있다. 구금부(128A)는, 열전도율 및 전기 전도율이 양호한 금속(예를 들면 놋쇠)으로 일체적으로 형성되어 있다. 또, 구금부(128A)를, 개별로 제조한 각 부분(구대부(128Ae), 단자부(128Aa))를 연결하여 형성해도 괜찮다.
도 29의 (A)는, 본 실시 형태에 관한 파지 기구로서의 핸드부(85D)를 나타내는 일부를 잘라낸 평면도, 도 29의 (B)는, 도 29의 (A)의 일부를 잘라낸 정면도이다. 또, 도 29의 (A)는 도 29의 (B)의 A-A선을 따른 단면도이기도 하다. 또, 도 29의 (A), (B)에서, 지지되는 방전 램프(1B)의 길이 방향을 따라서 Z축을 취하고, Z축에 수직인 면내의 직교하는 방향으로 X축 및 Y축을 취하여 설명한다. 또, X축, Y축, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향이라고도 하기도 한다. 또, 도 29의 (B)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 핸드부(85D)는, 일례로서 도 4의 (B)의 램프 반송계(56)의 Z축 구동 기구(84)에 파지 클로 개폐 기구(85)를 대신하여 장착할 수 있다.
도 29의 (A), (B)에서, 핸드부(85D)는, X방향 및 Y방향의 컴플리언스 기구(유연성을 가지는 기구)를 구비하고 있다.
핸드부(85D)는, Z축 구동 기구(84)의 저면에 고정된, 직방체이고 하부로 뚫린 상자 형상의 케이스(172)와, 케이스(172)의 하단에 고정되어, 외형이 케이스(172)와 동일하고 높이가 낮은, 직사각형의 프레임 모양의 프레임 부재(173a)를 가진다. 프레임 부재(173a)의 두께(XY면내의 폭)는 전체 둘레에 걸쳐서(각부(角部)를 제외함) 동일하고, 그 두께는, 케이스(172)의 측면부의 두께보다도 넓다.
또, 프레임 부재(173a)의 저면에는, 중앙부에 원형의 구멍이 뚫린 직사각형의 평판 모양의 하판(173b)이 고정되어 있다. 하판(173b)은 예를 들면 금속(스테인리스 등)으로 형성되어 있다. 또, 프레임 부재(173a)의 상면이고 케이스(172)의 내부에는, 케이스(172)의 내면에 미소(微少)한 간극으로, 평면에서 볼 때 직사각형이고 두께가 얇은, 중앙부에 원형의 구멍이 뚫린 평판 모양의 상판(177)이 배치되어 있다. 상판(177)은 예를 들면 합성 수지(樹脂)(플라스틱 등)로 형성되어 있다. 상판(177)의 구멍 지름은 하판(173b)의 구멍 지름과 거의 동일하다.
케이스(172)의 내부의 천정과 상판(177)의 상면과의 사이에는, 복수의 압축 코일 스프링(180)이 압축된 상태로 장착되어 있고, 상판(177)은 프레임 부재(173a)에 위로부터 소정의 힘으로 밀어 붙여져 있다. 또, 압축 코일 스프링(180)에는 가이드봉(181)이 마련되어 있다.
핸드부(85D)는, 하단부에 원판 모양의 장착 부재(175)를 매개로 하여 복수(예를 들면 3개)의 Z방향으로 연장된 손가락부(86D)를 가지고 있고, 장착 부재(175) 내의 개폐 장치(미도시)에 의해, 평면에서 볼 때, 방사상으로 동기하여(동일 속도로 동일 거리만큼) 복수의 손가락부(86D)를 개폐할 수 있도록 되어 있다.
장착 부재(175)의 상면에는, 원통 부재(174)가 상하 방향(Z방향)으로 연장하여 장착되어 있다. 원통 부재(174)는, 원기둥 모양의 부재라도 좋다. 원통 부재(174)의 Z방향의 중간 위치에는 평면에서 볼 때, 직사각형의 플랜지부(174a)가 마련되어 있다. 원통 부재(174)(플랜지부(174a))는, 예를 들면 금속(알루미늄 합금등)으로 형성되어 있다. 원통 부재(174)의 플랜지부(174a)를 사이에 끼우는 원통 모양인 부분의 직경은 하판(173b) 및 상판(177)의 구멍 지름보다도 작고, 플랜지부(174a)의 외형의 폭은 하판(173b) 및 상판(177)의 구멍 지름보다도 크다. 상판(177)과 하판(173b)이 원통 부재(174)의 직사각형의 플랜지부(174a)를 상하로부터 사이에 끼우도록, 원통 부재(174)의 원통부가 상판(177)과 하판(173b)의 구멍에 삽입 통과되어 있다. 원통 부재(174)의 상하의 단부는, 중간의 원통부보다도 직경이 큰 헤드부(174b) 및 연결부(174c)로 되어 있다.
플랜지부(174a)의 두께(Z방향의 폭)는, 프레임 부재(173a)의 두께(Z방향의 폭)보다도 얇다. 따라서, 상판(177)과 하판(173b)과의 사이에는, 플랜지부(174a)가 Z방향으로 변위 가능한 간극이 있다. 플랜지부(174a)를 포함하는 원통 부재(174)는, 장착 부재(175)의 일부라도 좋고, 원통 부재(174)의 저부에, 손가락부(86D)를 개폐시키는 액추에이터 등이 장착되어 있어도 좋다.
또, 도 29의 (A)에 나타내는 바와 같이, 상판(177)과 하판(173b)과의 사이에는, 플랜지부(174a)를 내포하도록, 평면에서 볼 때 직사각형이고 Z방향의 두께가, 프레임 부재(173a)의 두께보다도 작으며, 또한 플랜지부(174a)의 두께와 거의 동일한 소형의 직사각형의 프레임 모양 부재(이하, '소형 프레임 모양 부재'라고 함)(173c)가 배치되어 있다. 소형 프레임 모양 부재(173c)의 길이(서로 마주 보는 변(邊) 중, 긴 쪽(Y방향)의 길이)는, 프레임 부재(173a)의 일방이 서로 마주 보는 평행한 내면 사이의 길이(Y방향 중 치수)보다 약간 짧고, 소형 프레임 모양 부재(173c)의 폭(서로 마주 보는 변 중, 짧은 쪽(X방향)의 길이)은, 프레임 부재(173a)의 타방이 서로 마주 보는 평행한 내면 사이의 길이(X방향 중 치수)보다도 충분히 짧게 설정되어 있다. 또, 소형 프레임 모양 부재(173c)의 직사각형의 구멍의 X방향의 폭(X방향중 치수)은, 플랜지부(174a)의 X방향의 길이보다 약간 길고, 소형 프레임 모양 부재(173c)의 직사각형의 구멍의 Y방향의 길이(Y방향 중 치수)는, 플랜지부(174a)의 Y방향 길이보다도 충분히 길게 설정되어 있다. 그 때문에, 플랜지부(174a)(즉, 원통 부재(174))는, 소형 프레임 모양 부재(173c)와 함께(소형 프레임 모양 부재(173c)를 플랜지부(174a)가 밀어) X방향으로 이동 가능하고, 플랜지부(174a)는 소형 프레임 모양 부재(173c)의 내벽면을 따라서 Y방향으로 이동 가능하다. 또, 플랜지부(174a)는, 소형 프레임 모양 부재(173c)의 X방향의 내벽과 Y방향의 외벽에 의해서, θz 방향의 회전이 규제되고 있다.
또, 원통 부재(174)의 상판(177)보다 위의 부분에는, 도 29의 (B)에 나타내는 바와 같이, 방사상으로 배치한 3개 이상의 막대 모양 부재(178)를 매개로 하여 인장 코일 스프링(179)의 일단이 장착되어 있다. 인장 코일 스프링(179)의 타단은, 케이스(172)의 천정으로서, 인장 코일 스프링(179)의 일단측의 장착 위치보다도 외측(평면에서 볼 때, 원통 부재(174)를 중심으로 하여 반경 방향의 외측)에, 방사상으로 약간 당겨 늘려진 상태로 장착되어 있다. 그 때문에, 원통 부재(174)에는, 방사상으로 경사진 상부로 당기는 힘이 주어지고 있고, 반대 방향으로 팽팽해진 인장 코일 스프링(179)의 힘의 균형에 의해서, 중심 위치에 머물러 있다. 이 때, 원통 부재(174)에 장착 부재(175)를 매개로 하여 장착된 손가락부(86D)가 어느 것도 파 지키지 않은 상태에서, 장착 부재(175) 및 손가락부(86D)의 자중을 이겨내어, 플랜지부(174a)의 상면이 상판(177)에 가볍게 접촉하도록, 인장 코일 스프링(179)의 힘과 장착 각도가 결정되어 있다. 또, 이 때, 복수의 압축 코일 스프링(180)의 힘에 의해서, 상판(177)이 상부로 들어 올려지지 않을 정도로, 압축 코일 스프링(180)의 힘이 결정되어 있다.
그 결과, 인장 코일 스프링(179)에 의해 매달아 올려져 있는 원통 부재(174)(즉, 장착 부재(175) 및 손가락부(86D))는, 플랜지부(174a)와 합성 수지제의 상판(177)과의 사이의 마찰 저항에 의해서, 진동적으로 되는 것을 억제함과 아울러, 낮은 마찰 계수에 의해 수평 방향의 이동이 저해되는 것을 방지하고 있다.
손가락부(86D)의 내측은, 도 28의 방전 램프(1B)의 구금부(128)의 구대부(128Ae)의 표면을 따르는(감합 가능한) 곡률로 오목 모양으로 형성되어 있다. 장착 부재(175)의 저면의 복수의 손가락부(86D)의 밑부분의 중앙에는, 원기둥 모양의 안내 블록(176)이 고정되어 있고, 안내 블록(176)의 선단으로부터 손가락부(86D)에 마련한 오목부의 곡률 중심까지의 Z방향의 거리가, 방전 램프(1B)의 구금부(128)의 선단으로부터 구대부(128Ae)의 중심까지의 Z방향(방전 램프(1B)의 길이 방향)의 거리와 거의 동일하게 되도록, 안내 블록(176)의 Z방향의 높이가 조정되어 있다. 그 때문에, 안내 블록(176)이 방전 램프(1B)의 구금부(128A)의 선단에 접촉한 상태에서, 손가락부(86D)를 닫으면, 방전 램프(1B)의 구대부(128Ae)에 손가락부(86D)의 오목부가 감합하여, 확실히 방전 램프(1B)를 파지할 수 있도록 되어 있다. 또, 안내 블록(176)은 생략할 수도 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 방전 램프(1B) 및 핸드부(85D)에 의해서, 핸드부(85D)에 대해서 6자유도 방향(X, Y, Z방향, 및 θx, θy, θz 방향)으로 어긋나게 놓여진 방전 램프(1B)를 자동적으로 파지하는 동작에 대해 상세하게 설명한다.
도 30의 (A)에 나타내는 바와 같이, 방전 램프(1B)의 양극측 구금부(128A)는, 예를 들면, 설계상의 보내고 받음 위치로부터 θy 방향으로 경사지고, ＋X방향으로 어긋나 있는 것으로 한다. 핸드부(85D)는, 미도시한 X방향 및 Y방향으로의 구동 기구(예를 들면 도 4의 (B)의 선회축(83))에 의해서, 방전 램프(1B)의 상부의 X방향 및 Y방향의 목표 위치로 이동한다. 다음으로, 장착 부재(175)가 복수의 손가락부(86D)를 벌려(열린 상태로 하여), Z축 구동 기구(84)에 의해서 손가락부(86D)는 방전 램프(1B)의 파지 위치까지 강하해 간다. 그리고, 장착 부재(175)의 중앙부에 마련된 안내 블록(176)에 방전 램프(1B)의 구금부(128A)의 선단부가 접촉하는 높이에서 핸드부(85D)는 강하를 정지하고, 손가락부(86D)는 폐동작을 개시한다.
이 때, 방전 램프(1B)의 Z방향 길이가 목표로 하는 길이보다도 긴 경우에는, 안내 블록(176)이 구금부(128A)에 접촉한 후에도 핸드부(85D)는 강하를 계속하게 된다. 그 때, 안내 블록(176)이 방전 램프(1B)를 하부(－Z방향)로 밀지 않도록, 플랜지부(174a)가 상판(177)을 복수의 압축 코일 스프링(180)의 힘을 이겨내어, 상부(＋Z방향)로 밀어 올린다. 그 결과, 방전 램프(1B)에는 큰 힘이 걸리지 않는다. 한편, 방전 램프(1B)의 Z방향의 길이가 목표로 하는 길이보다도 짧은 경우에는, 손가락부(86D)의 오목부의 곡률 중심의 위치와 구금부(128A)의 구대부(128Ae)의 중심 위치가 Z방향으로 어긋나 있다. 이 상태에서 손가락부(86D)를 닫으면, 손가락부(86D)에 마련된 오목부의 하부의 가장자리가 구대부(128Ae)의 Z방향의 중심보다 하부에 접촉한다. 그 후, 손가락부(86D)를 더 닫으면, 상판(177)에 접촉하고 있던 플랜지부(174a)가 인장 코일 스프링(179)의 힘을 이겨내어 하판(173b)과의 사이의 간극분만큼 하부로 이동하는 것이 가능하기 때문에, 손가락부(86D)는 구대부(128Ae)의 곡률을 가지는 표면으로 안내되어 하부로 이동하고, 손가락부(86D)의 오목부와 구대부(128Ae)의 표면이 감합하도록, 손가락부(86D)는 구대부(128Ae)에 밀착한다.
이것은, 손가락부(86D)에 마련한 오목부가 구대부(128Ae)를 사이에 끼우는 것에 의해서, 구심(求心) 작용을 일으켜, 플랜지부(174a)와 하판(173b)과의 사이의 간극분만큼 하부로 손가락부(86D)를 이동시킬 수 있도록 한 것이다. 그 외에, 핸드부(85D)에서, 방전 램프(1B)가 짧았을 때를 고려하여, Z축 구동 기구(84)에 의해서 핸드부(85D)를 항상 목표로 하는 높이 보다도 -Z방향으로 이동시켜, 안내 블록(176)이 구금부(128A)의 선단에 접촉하고 나서 손가락부(86D)의 폐동작을 행하도록 해도 좋다.
손가락부(86D)가 폐동작을 행하면, 도 30의 (B)에 나타내는 바와 같이, 구금부(128A)가 경사져 있기 때문에, ＋X방향측의 손가락부(86D)가 -X방향측의 손가락부(86D)보다도 먼저 구금부(128A)에 접촉하지만, -X방향측의 손가락부(86D)도 구금부(128A)에 접촉하도록, 손가락부(86D)를 동기하여 더 닫아 가면, 도 31의 (A)에 나타내는 바와 같이, ＋X방향측의 손가락부(86D)가 구금부(128A)로부터 받는 반력(反力)에 의해서, 핸드부(85D)에는 전체를 ＋X방향으로 미는 힘이 걸린다. 그 결과, 인장 코일 스프링(179)의 힘의 균형, 및 플랜지부(174a)와 상판(177)과의 마찰에 의해서 평형이 유지되어 있었던 원통 부재(174)는, 인장 코일 스프링(179)의 균형력 및 플랜지부(174a)와 상판(177)과의 마찰력을 이겨내어, ＋X방향으로 용이하게 이동하면서, 3개의 손가락부(86D)에 의해 구금부(128A)의 구대부(128Ae)를 확실히 파지한다. 이 때, 구금부(128A)가 θx, θy, θz 방향으로 경사져 있어도, 구대부(128Ae)의 구면(球面)이 시프트해도, 그 형상은 변화하지 않기 때문에, 손가락부(86D)는 회전 방향의 컴플라이언스 기능이 없어도 구금부(128A)를 확실히 파지할 수 있다.
그리고, 도 31의 (B)에 나타내는 바와 같이, 손가락부(86D)가 방전 램프(1B)의 구금부(128A)를 파지하여, Z축 구동 기구(84)를 구동하여 핸드부(85D)에 의해서 방전 램프(1B)를 들어 올리려고 하면, 인장 코일 스프링(179)에 의해서 경사진 상부로 힘이 주어져, 상판(177)에 접촉하고 있던 플랜지부(174a)는, 방전 램프(1B)의 무게에 의해서 하부로 이동하여, 플랜지부(174a)는 하판(173b)에 접촉한다. 하판(173b)과 플랜지부(174a)와의 사이의 마찰 계수는 비교적 크기 때문에, 손가락부(86D)는 인장 코일 스프링(179)의 힘의 균형에 의한 구심력(求心力)을 이겨내어 ＋X방향으로 어긋난 위치를 유지하면서(컴플라이언스·오프의 상태로) 상승한다. 그 결과, 핸드부(85D)를 X방향 및/또는 Y방향으로 이동하는 것에 의해서, 방전 램프(1B)의 형상 오차에 관계없이, 방전 램프(1B)를 목표로 하는 위치(예를 들면 도 4의 (B)의 보관부(54)의 턴 테이블(79)의 상부)로 이동할 수 있어, 방전 램프(1B)를 미사용의 방전 램프와 교환할 수 있다.
또, 위에서 설명한 실시 형태에서는, 손가락부(86D)에 상향의 큰 힘이 걸린 경우에, 압축 코일 스프링(180)에 의해 하부로 밀어 붙여져 있는 상판(177)을, 플랜지부(174a)가 밀어 올려, 그 큰 힘을 상부로 놓아주는 기능(버퍼 기능)을 가지고 있었다. 그와 같이 손가락부(86D)가 Z방향으로 놓아주는 기구는, 그러한 기구에 한정되지 않고, 핸드부(85D)의 전체를 Z방향으로 구동하는 기구를 Z축 구동 기구(84)에 마련해도 좋다.
또, 위에서 설명한 실시 형태에서는, 양극측 구금부(128A)의 손가락부(86D)가 파지하는 부위(구대부(128Ae))에 대해서만 설명했지만, 도 4의 (B)의 전력 케이블(24)의 단부의 급전 블록(66)을 예를 들면 도 28의 단자부(128Aa)에 연결하기 위해서, 단자부(128Aa)의 형상을 도 2의 (A)의 단자부(28a), 또는 도 3의 (B)~(E)의 단자부(28aa~28Da) 등의 형상으로 하면 좋다.
또, 방전 램프(1B)의 제조 방법으로서, 위에서 설명한 방전 램프(1, 1A)와 동일한 제조 방법을 이용할 수 있다. 즉, 램프 본체(유리 부재)와 구금부(126, 128A)를 각각 준비하고, 그들을 서로 연결함으로써 방전 램프(1B)를 구성할 수 있다. 이 때 구금부(126, 128A)는, 예를 들면 사용이 끝난 방전 램프(1B)로부터 떼어낸 것을 재이용하도록 준비해도 괜찮다. 또, 구금부(126, 128A) 중 적어도 일방을 재이용하는 경우에, 구금부(126, 128A)의 전체를 재이용하는 대신에, 구금부(126, 128A)의 적어도 일부(예를 들면, 단자부(128Aa), 구대부(128Ae) 및 방열부(128Ai) 중 적어도 하나의 부품)만 재이용하도록 해도 괜찮다. 　
또, 상기의 각 실시 형태의 교환 장치(50) 등은 전자동 방식에 의해 방전 램프(1, 1A, 1B) 등의 교환을 행하지만, 예를 들면 클램프 기구(52) 및 구동 유닛(72)만을 사용하여, 인출부(36)의 인출 및 램프 반송계(56) 등에 의한 방전 램프(1, 1A, 1B)의 반송의 일부를 메뉴얼 조작으로 행하도록 해도 괜찮다.
또, 상기의 각 실시 형태의 교환 장치에서는, 턴 테이블(79)의 각 개구(79a)마다 램프를 교환하는(즉, 미사용 램프를 셋팅(보충)하고, 사용이 끝난 램프를 회수하는) 경우로 했지만, 예를 들면, 구동부(80)에 대해서 턴 테이블(79)을 착탈 가능하게 하여, 턴 테이블(79)의 개구(79a)에 램프를 셋팅한(끼워 넣은) 상태에서 턴 테이블(79)과 함께 램프를 교환하도록 해도 괜찮다. 그 경우, 턴 테이블(79)을 램프의 반송용 캐리어로서 사용해도 괜찮다.
위에서 설명한 각 실시 형태의 노광 장치 또는 이들 노광 장치를 이용하는 노광 방법을 사용하여, 기판(플레이트(P)) 상에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성하는 것에 의해서, 액정 표시 소자 등의 액정 디바이스를 제조할 수 있다. 이하, 도 33의 스텝(S401~S404)를 참조하여, 이 제조 방법의 일례에 대해 설명한다.
도 33의 스텝 S401(패턴 형성 공정)에서는, 먼저, 노광 대상의 기판 상에 포토레지스트(photoresist)를 도포하여 감광 기판(플레이트(P))을 준비하는 도포 공정, 상기의 노광 장치를 이용하여 액정 표시 소자용 마스크의 패턴을 그 감광 기판 상에 전사 노광하는 노광 공정, 및 그 감광 기판을 현상(現像)하는 현상 공정이 실행된다. 이 도포 공정, 노광 공정, 및 현상 공정을 포함하는 리소그래피 공정에 의해서, 그 기판 상에 소정의 레지스터 패턴이 형성된다. 이 리소그래피 공정에 이어서, 그 레지스터 패턴을 가공용 마스크로 한 에칭 공정, 및 레지스트 박리 공정등을 거쳐, 그 기판 상에 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 리소그래피 공정 등은, 플레이트(P) 상의 레이어수에 따라 복수회 실행된다.
그 다음의 스텝 S402(칼라 필터 형성 공정)에서는, 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)에 대응한 3개의 미세한 필터의 세트를 매트릭스 모양으로 다수 배열하던지, 또는 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 3개의 스트라이프 모양의 복수의 필터의 세트를 수평 주사선(走査線) 방향으로 배열하는 것에 의해서 칼라 필터를 형성한다. 그 다음의 스텝 S403(셀 조립 공정)에서는, 예를 들면 스텝 S401에서 얻어지는 소정 패턴을 가지는 기판과 스텝 S402에서 얻어진 칼라 필터와의 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널(액정 셀)을 제조한다.
그 후의 스텝 S404(모듈 립조 공정)에서는, 그와 같이 하여 조립된 액정 패널(액정 셀)에 표시 동작을 행하게 하기 위한 전기 회로, 및 백 라이트 등의 부품을 장착하여, 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 위에서 설명한 액정 표시 소자의 제조 방법에 의하면, 노광 장치에서 방전 램프의 교환을 효율적으로 행할 수 있기 때문에, 높은 스루풋이 얻어진다.
또, 본 발명은, 액정 표시 소자의 제조 프로세스에의 적용에 한정되지 않고, 예를 들면, 플라즈마 디스플레이 등의 디스플레이 장치의 제조 프로세스나, 촬상 소자(CCD 등), 마이크로 머신, MEMS(Microelectromechanical Systems：미소(微小) 전기 기계 시스템), 세라믹스 웨이퍼 등을 기판으로서 이용하는 박막(薄膜) 자기(磁氣) 헤드, 및 반도체 소자 등의 각종 디바이스의 제조 프로세스에도 널리 적용할 수 있다.
또, 위에서 설명한 실시 형태의 광원 장치는, 위에서 설명한 스텝ㆍ앤드(and)ㆍ스캔 방식의 주사 노광형 투영 노광 장치(스캐너 등) 외에, 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트(repeat) 방식의 투영 노광 장치(스테퍼(stepper) 등)의 노광 광원에도 적용할 수 있다. 또, 위에서 설명한 실시 형태의 광원 장치는, 투영 광학계를 사용하지 않은 프록시미티(proximity) 방식 혹은 컨택트 방식의 노광 장치의 광원 장치, 또는 노광 장치 이외의 기기의 광원에도 적용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 위에서 설명한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 구성을 취할 수 있다.
또, 본원에 기재한 상기 공보, 각 국제공개 팜플렛, 미국특허, 또는 미국특허출원공개 명세서에서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다. 또, 명세서, 특허 청구의 범위, 도면, 및 요약을 포함하는 2014년 3월 28일부로 제출된 일본국특허출원 제2014－070609호의 모든 개시 내용은, 전부 그대로 인용하여 본원에 넣어져 있다.
EX - 노광 장치 M - 마스크
P - 플레이트 PL - 투영 광학계
1 - 방전 램프 1N - 미사용의 방전 램프
2 - 타원 거울 13 - 조명 광학계
20 - 전원부 23, 24 - 전력 케이블
25 - 유리관 25a - 벌브부
26 - 음극측 구금부 28 - 양극측 구금부
28a - 단자부 28e - 피(被)파지부
30 - 광원 장치 31 - 램프 하우스
32 - 광원 제어계 33 - 지지 부재
36 - 인출부 50 - 교환 장치
52 - 클램프 기구 54 - 보관부
56 - 램프 반송계 60 - 인출 구동 유닛
72 - 클램프 기구의 구동 유닛

Claims (36)

  1. 발광부를 형성하기 위한 제1 전극 및 제2 전극이 내부에 마련된 유리 부재와, 상기 발광부에 대해서 상기 유리 부재의 상기 제1 전극측 및 상기 제2 전극측에 각각 마련된 제1 구금(口金) 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전(放電) 램프를 발광시키기 위한 광원 장치로서,
    상기 방전 램프를 보관하는 보관부와,
    상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 착탈 가능하게 지지하는 지지부와,
    상기 지지부에 지지된 상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재에 전력을 전달하는 부재를 착탈 가능하게 연결하는 연결부와,
    상기 지지부에 의한 상기 제2 구금 부재의 지지 및 상기 연결부에 의한 상기 제1 구금 부재에 대한 상기 전력을 전달하는 부재의 연결이 해제되어 있는 상태에서, 상기 제1 구금 부재를 유지하여 상기 방전 램프를 상기 보관부와 상기 지지부와의 사이에서 반송하는 반송부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보관부에는, 미사용의 방전 램프가 보관되어 있으며,
    상기 반송부는, 상기 미사용의 방전 램프의 상기 제1 구금 부재를 유지하고,상기 미사용의 방전 램프의 상기 제2 구금 부재가 상기 지지부에 의해서 지지 가능한 위치까지, 상기 미사용의 방전 램프를 반송하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재는,
    상기 전력을 전달하는 부재가 접촉 가능하고, 또한 상기 전력을 전달하는 부재와의 전기적인 접촉 저항을 작게 하기 위해서, 상기 전력을 전달하는 부재와 면접촉 가능한 피(被)연결부와,
    상기 반송부에 의해서 유지 가능한 비(非)평면부 또는 경사부를 포함하는 피(被)유지부를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부는, 교차하도록 배치된 2개의 평면부를 포함하며,
    상기 연결부는, 상기 전력을 전달하는 부재에 접속됨과 아울러, 상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부에 접촉 가능한 V자형의 홈이 마련된 도전성의 제1 부재와, 상기 제1 구금 부재를 상기 제1 부재측으로 가압 가능한 제2 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결부는, 상기 제1 부재를, 상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부의 2개의 평면부에 수직인 평면을 따른 방향으로 변위 가능하게 지지하는 제1 가이드 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 연결부는, 상기 제1 부재를, 상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부의 2개의 평면부를 따른 방향으로 변위 가능하게 지지하는 제2 가이드 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부는, 거의 축대칭인 면을 포함하며,
    상기 연결부는, 상기 전력을 전달하는 부재에 접속됨과 아울러, 상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부에 접촉 가능한 고리 모양의 도전성의 제1 부재와, 상기 제1 구금 부재를 상기 제1 부재측으로 가압 가능한 제2 부재를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부는, 거의 축대칭인 오목부를 가지고,
    상기 제2 부재는, 원통 모양의 선단부와, 상기 선단부로부터 점차 내경(內徑)이 커지는 축대칭의 테이퍼부를 가지고,
    상기 연결부는, 상기 제2 부재의 상기 선단부 또는 상기 테이퍼부와 상기 제1 구금 부재의 상기 오목부와의 사이에 장착 가능한 복수의 구체(救體)를 가지며,
    상기 복수의 구체가 상기 제2 부재의 상기 테이퍼부 내에 있을 때에, 상기 연결부는 상기 제1 구금 부재로부터 이탈 가능한 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부에는 구멍부가 형성되며,
    상기 반송부는, 상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부의 구멍부에 걸림 가능한 돌기부를 가지고, 상기 제1 구금 부재를 사이에 끼워 유지하는 핸드부와, 상기 핸드부가 상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부를 유지하고 있는 상태에서, 상기 핸드부를 이동시키는 이동부를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부는, 표면이 구면(球面) 모양의 축대칭부를 가지며,
    상기 반송부는, 상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부를 사이에 끼우도록 유지 가능한 핸드부와, 상기 핸드부와 상기 제1 구금 부재와의 사이의 각도의 어긋남에 따라 변위하는 완충부와,
    상기 핸드부가 상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부를 유지하고 있는 상태에서, 상기 핸드부 및 상기 완충부를 이동시키는 이동부를 가지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 램프 및 상기 지지부를 일체적으로, 상기 반송부가 상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재를 유지 가능한 위치까지 이동시키는 슬라이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 구금 부재는, 플랜지부 및 단차부를 가지고,
    상기 지지부는, 상기 제2 구금 부재의 상기 플랜지부를 매개로 하여 상기 제2 구금 부재를 지지하는 지지 부재와, 상기 지지 부재에 대해서 상기 제2 구금 부재의 상기 단차부를 매개로 하여 상기 제2 구금 부재를 착탈 가능하게 고정하는 제1 레버 부재를 가지고,
    상기 연결부는, 상기 전력을 전달하는 부재에 접속됨과 아울러, 상기 제1 구금 부재에 접촉 가능한 도전성 부재와, 상기 제1 구금 부재를 상기 도전성 부재측으로 가압 가능한 제2 레버 부재를 가지며,
    상기 제1 및 제2 레버 부재를 구동하는 공통의 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 보관부는, 상기 연결부, 상기 지지부, 및 상기 반송부가 배치되는 제1 층보다 아래의 제2 층에 배치되고,
    상기 방전 램프의 교환시에, 상기 보관부를 상기 제2 층으로 이동시키는 승강부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 램프, 상기 연결부, 및 상기 지지부를 포함하는 광원부는 복수 마련되며,
    상기 복수의 광원부에 대해서 상기 반송부 및 상기 보관부가 공통으로 사용되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재가 착탈 가능하게 재치(載置)되는 지지 부재와,
    상기 지지 부재에 마련되어, 상기 방전 램프로부터 발생하는 광을 집광(集光)하는 집광 거울을 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 집광 거울은, 상기 방전 램프로부터 발생하는 상기 광을 반사하는 반사면과, 상기 반사면에 의해 둘러싸인 개구를 포함하며,
    상기 지지부는, 상기 유리 부재의 일부가 상기 개구에 삽입 통과된 상태에서 상기 제2 구금 부재를 지지하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치와,
    상기 광원 장치의 상기 방전 램프로부터 발생하는 광에 의해 마스크를 조명하는 조명계와,
    상기 마스크의 패턴의 상(像)을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  18. 청구항 17에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판 상에 감광층(感光層)의 패턴을 형성하는 것과,
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  19. 발광부를 형성하는 유리 부재와, 상기 유리 부재를 사이에 끼우도록 마련된 제1 구금 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전 램프를 교환하는 교환 방법으로서,
    상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 피(被)연결부에 면접촉하고 있음과 아울러 전력을 전달하는 부재를, 상기 피연결부로부터 이탈시키는 것과,
    상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 지지 부재로부터 이탈 가능하게 하는 것과,
    상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 비평면부 또는 경사부를 포함하는 피유지부를 유지하여 상기 방전 램프를 보관부로 반송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 교환 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 보관부에 있는 미사용의 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부를 유지하고, 상기 미사용의 방전 램프의 상기 제2 구금 부재가 상기 지지 부재에 의해서 지지 가능한 위치까지, 상기 미사용의 방전 램프를 반송하는 것과,
    상기 미사용의 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 상기 지지 부재에 의해 지지하는 것과,
    상기 미사용의 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 피연결부에, 상기 전력을 전달하는 부재가 연결된 부재를 면접촉시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 교환 방법.
  21. 발광부를 형성하는 유리 부재와, 상기 유리 부재를 사이에 끼우도록 마련된 제1 구금 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전 램프를 점등하는 점등 방법으로서,
    상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 피연결부에 전력을 전달하는 부재를 면접촉시키는 것과,
    상기 방전 램프의 상기 제2 구금 부재를 전력이 공급 가능한 지지 부재에 의해 지지하는 것과,
    상기 전력을 전달하는 부재 및 상기 지지 부재를 매개로 하여 상기 방전 램프에 전력을 공급하여 상기 방전 램프를 점등하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프의 점등 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 방전 램프의 상기 제1 구금 부재의 비평면부 또는 경사부를 포함하는 피유지부를 유지하여, 상기 방전 램프를 보관부로부터 상기 지지 부재까지 반송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프의 점등 방법.
  23. 발광부를 형성하기 위한 제1 전극 및 제2 전극이 내부에 마련된 유리 부재와, 상기 발광부에 대해서 상기 유리 부재의 상기 제1 전극측 및 상기 제2 전극측에 각각 마련된 제1 구금 부재 및 제2 구금 부재를 가지는 방전 램프로서,
    상기 제1 구금 부재는,
    전력을 전달하는 부재가 접촉 가능하고, 또한 상기 전력을 전달하는 부재와의 전기적인 접촉 저항을 작게 하기 위해서, 상기 전력을 전달하는 부재와 면접촉 가능한 피연결부와,
    반송부에 의해서 유지 가능한 비평면부 또는 경사부를 포함하는 피유지부를 가지는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부는, 교차하도록 배치된 2개의 평면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피연결부는, 거의 축대칭인 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  26. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부에는, 반송부의 돌기부가 걸림 가능한 구멍부가 형성된 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  27. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 구금 부재의 상기 피유지부는, 반송부가 유지 가능한, 표면이 구면(球面) 모양의 축대칭부를 가지는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  28. 청구항 23에 있어서,
    상기 제1 구금 부재 중, 상기 유리 부재와 상기 피연결부 및 상기 피유지부와의 사이에, 방열 핀이 마련된 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  29. 청구항 23에 있어서,
    상기 제2 구금 부재는, 지지 부재에 재치 가능한 플랜지부와, 상기 플랜지부보다 단면적이 작은 소경부(小徑部)와, 상기 소경부보다 단면적이 큰 단차부를 가지는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  30. 청구항 23 내지 청구항 29 중 어느 한 항에 기재된 방전 램프의 제조 방법으로서,
    일단에 도전성 부재가 연결된 상기 유리 부재를 제조하는 것과,
    상기 피연결부 및 상기 피유지부가 형성된 피복 부재를 제조하는 것과,
    상기 유리 부재의 일단측의 상기 도전성 부재를 덮도록 상기 피복 부재를 고정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  31. 청구항 23 내지 청구항 29 중 어느 한 항에 기재된 방전 램프의 제조 방법으로서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 전기적으로 접속된 제1 도전성 부재가 일단에 마련된 상기 유리 부재를 준비하는 것과,
    상기 피연결부 및 상기 피유지부가 형성된 제2 도전성 부재를 준비하는 것과,
    상기 유리 부재의 일단측의 상기 제1 도전성 부재에 상기 제2 도전성 부재를 연결하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  32. 발광부를 형성하기 위한 제1 전극 및 제2 전극이 내부에 마련된 유리 부재와, 상기 발광부에 대해서 상기 유리 부재의 상기 제1 전극측 및 상기 제2 전극측에 각각 마련된 제1 부재 및 제2 부재를 가지는 방전(放電) 램프로서,
    상기 제1 부재는,
    전력을 전달하는 부재가 연결되는 피연결부와,
    상기 피연결부와는 다른 위치에 마련되며, 상기 방전 램프의 반송을 행하는 반송부에 유지되는 피유지부를 가지는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 피유지부는 상기 피연결부보다 상기 유리 부재측에 배치되어 있는 방전 램프.
  34. 청구항 32에 있어서,
    상기 피연결부는 상기 전력을 전달하는 부재와 면접촉하는 접촉면을 구비하는 방전 램프.
  35. 청구항 32 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피유지부는, 평탄부와 비평탄부를 구비하는 방전 램프.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 비평탄부는, 경사부 또는 구멍부를 포함하는 방전 램프.
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