KR19990078116A - 쇼트아크형 수은램프 및 자외선 발광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 광원의 방사량 증대 요구에 대응하여, 발광효과와 아크 안정도를 높인 쇼트아크 수은램프를 제공하는 것이다.

석영제 발광관의 중앙에 음극과 양극이 대향배치해 있고, 이 발광관의 중앙에 수은과 희소가스가 봉입되어 있는 쇼트아크형 수은램프에 있어서, 적어도 희소가스로서 아르곤(Ar) 또는 크립톤(Kr)이 실온에서 1.0 ∼ 8.0 atm으로 봉입되어 양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 정하는 경우, 그 축방향의 길이를 L(mm), 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이를 X(mm)로 할 때, 0.3X/L

Description

쇼트아크형 수은램프 및 자외선 발광장치{A short arc typed mercury lamp and an irradiation device for ultraviolet rays}

본 발명은 쇼트아크형(short arc typed) 수은램프에 관한 것이며, 특히, 반도체 노광장치(semiconductor exposune unit)에 사용되어지는 집광 효율이 높고 광 안정성이 좋은 쇼트아크형 수은램프에 관한 것이다.

근래, 반도체 제조공정 중, 노광공정에는 중심파장 365nm(이하 i선(i-ray)이라고 칭한다)의 자외선 광을 방사하는 쇼트아크형 수은램프가 사용되고 있다. 이 반도체 집적회로의 집적도는 해가 갈수록 높아지고, 그에 따라 노광시의 해상도 향상에 대한 요구도 높아지고 있다. 또한, 웨이퍼의 구경도 커지는 경향이 있어서 노광면적도 커지고, 또는 고해상도를 달성하기 위해 사용되어지고 있는 변형조명기술에 의해서 광원으로부터의 자외선 광의 방사량(이하, 간단히 「방사량」이라고 한다) 증대에 대한 요구도 커지고 있다.

또한, 제품의 단위시간당 생산고를 가리키는 지표인 처리량(throughput)을 높이는 것도 요구된다. 결국, 광원으로서의 램프에는 보다 높은 방사(放射)효율이 요구되고, 이 광원을 포함하는 발광장치에는 높은 집광(集光)효율이 요구된다.

종래, i선의 강한 방사를 얻는 방법으로서, 램프로의 입력전력을 늘리는 방법이 생각되어지고 있다. 그러나, 램프로의 입력전력을 늘리면, 전극에 대한 열적부하가 높아지고 전극물질의 증발이 심해져서 발광관의 흑화를 가속시키게 된다. 또한, 입력전력을 늘리면, 필연적으로 발광관의 외관치수가 커지고, 램프에서 발생하는 열을 제거하기 위한 배풍장치도 대형화한다. 이 때문에, i선의 강한 방사를 얻기 위해 램프로의 입력전력을 늘리는 방법은 바람직하지 않다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 깨끗한 발광관을 장시간 유지하고, i선의 강한 방사를 얻을 수 있는 쇼트아크형 수은램프 및 자외선 발광장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 쇼트아크형 수은램프는 석영제의 발광관의 중앙에 음극과 양극이 대향하며 배치해 있고, 이 발광관의 중앙에 수은과 희소가스가 봉입되어 있으며, 적어도 희소가스로서 아르곤(Ar), 또는 크립톤(Kr)이 실온에서 1.0∼8.0atm으로 봉입되어 있으며, 양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 한 경우, 그 발광관의 축방향의 길이를 L(mm), 축방향을 따라 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이를 X(mm)로 할 때,

0.3X/L0.6 를 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 쇼트아크형 수은램프는 희소가스로서 아르곤, 또는 크립톤을 봉입하지 않고, 아르곤과 크립톤의 혼합가스를 합계치로서, 실온에서 1.0∼8.0 atm으로 봉입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이와 같은 쇼트아크형 수은램프에 있어서, 상기 발광관의 축방향에 수직인 단면 방향을 직경방향으로 하였을 때, 그 최대치를 D(mm)로 하면, 0.85D(X+5)를 만족하며, 동시에 0.85DL-(X+5)를 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자외선 발광장치는, 상기 쇼트아크형 수은램프와 이 수은램프에 소정의 전력을 공급하는 전원으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 쇼트아크형 수은램프는, 적어도 수기압의 아르곤(Ar) 또는 크립톤(Kr), 혹은 그 혼합가스를 버퍼가스로서 봉입하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, i선의 스펙트럼 폭을 넓히지 않고, 노광면의 방사조도를 충분히 향상시킬 수 있는 것이 실험에 의해 확인되었다. 구체적으로는 수기압정도의 아르곤 가스 등을 봉입한 경우는, 1기압정도의 크세논가스(Xe)를 봉입한 경우에 비해서, 10∼20%의 방사효율(이 효율 향상분은 전력환산으로 20∼40%의 증가분에 상당한다)이 높아지고 있다.

또한, 본 발명에서는 적어도 수기압의 아르곤(Ar) 또는 크립톤(Kr), 혹은 그 혼합가스를 버퍼가스로서 소정의 압력으로 봉입한 조건하에서, 발광관(이하 「발광관」이라고 한다)의 치수, 구체적으로는 양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 할 때, 그 축방향의 길이, 이 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이, 그리고, 축 방향에 수직인 단면 방향을 직경방향으로 하였을 때, 그 최대치를 고려하여서 수치한정을 행하는 것을 특징으로 한다.

이것은 봉입된 버퍼가스가, 동시에 봉입되어 있는 수은에 대해 그 봉입 몰수가 큰 경우에, 이 버퍼가스는 발광관내에서 열적행동이라고 하는 점에서 큰 특징을 발휘하고, 이것을 이유로 아크의 특성에 강한 영향을 주고 있기 때문이라고 생각된다.

이 이유는 반드시 명확하지 않지만 이하와 같이 추측된다.

즉, Ar, Kr가스와, Xe가스의 열전도율의 차이에 의존한다고 생각된다. 열전도율이 크면, 열에너지의 전달속도가 커지고, 아크 중심의 온도는 용이하게 발광관내 표면부근까지 전달되고, 또, 역으로 발광관내 표면부근의 온도도 용이하게 아크중심 까지 전달된다. 여기에서 Ar가스, Kr가스, Xe가스의 열전도율κ(10-4W/cm/K)은 (Ar: 1.63)(Kr: 0.88)(Xe: 0.50)의 순으로 되어 있다.

결국, Ar가스나 Kr가스를 봉입한 수은램프는, Xe가스를 봉입한 수은램프에 비해 발광관의 바깥 표면이 배풍냉각등이 되면 쉽게 그 영향을 받게 되고, 이것이 원인이 되어 발광관내 표면근방의 저온화 및 아크중심의 저온화를 초래하게 된다.

또한, 열전도율의 차이는 아크중심 온도의 저온화뿐 아니라, 발광공간내 가스의 대류에도 큰 영향을 미친다. 이 가스의 대류에 의해 아크의 안정성에도 영향을 주게 되고, 원하지 않는 가스 대류가 발생하면 아크의 안정성을 방해하고 요동을 발생시키게 될지도 모른다.

이와 같이 아크 중심 온도의 저온화, 혹은 원하지 않는 가스 대류에 의해 생기는 아크의 요동은, 반도체 노광장치에서는 노광면 조도의 요동이나 불균일성을 발생시키거나 또는 노광얼룩이나 해상도의 저하를 초래해 버린다.

그래서, 본 발명자들은 Ar가스나 Kr가스를 봉입한 수은램프의 경우에는 램프의 형상에 착안해서, 발광관의 축방향의 길이와 음극이 발광공간내에 돌출하는 길이를 소정의 관계로 하는 것에 의해, 안정한 가스 대류를 얻을 수 있다는 사실을 발견했다. 그리고, 이와 같은 가스 대류하에서 가스 대류에 의한 아크요동을 양호하게 방지할 수 있는 것은 당연한 것이며, 아크 중심온도의 저온화를 바탕으로 아크의 요동도 양호하게 방지할 수 있다는 사실을 발견하였다.

또한, 상기 발광관의 축방향 길이와, 음극이 발광공간내로 돌출하는 길이에 덧붙여, 직경방향 최대치와의 관계를 소정 범위로 하는 것에 의해서도 아크의 요동을 양호하게 방지할 수 있는 사실도 발견했다.

이 발광관내에서 안정한 가스 대류를 얻는 것을 설명하면, 발광관내에서의 가스 대류는 전극에서의 방사열 및 내부가스가 전극과 충돌하는 것에 의해 그 가스가 전극으로부터 에너지를 받고, 이것이 원인이 되어 상승기류를 형성한다. 이 상승기류는 전극을 따라 상승한다. 그리고, 발광관의 내부 표면은 아크의 중심에 비해 온도가 충분히 낮기 때문에, 이 상승기류는 램프의 내부 표면을 따라 하강하게 된다.

여기에서, 양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 하고, 발광관 축방향의 길이를 L(mm), 그 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출하는 길이를 X(mm)로 할 경우, 0.3X/L0.6를 만족하면 아크의 요동을 방지한 안정한 점등이 될 수 있는 것을 확인했다.

X/L이 너무 크면, 상대적으로 양극의 길이가 짧아지고, 양극에서의 열방사가 작아지기 때문에 양극의 온도를 상승시키는 것이 된다. 결과적으로, 양극물질의 증발을 촉진시키고, 발광관의 흑화를 발생시키게 된다.

또, X/L이 너무 작으면, 음극 돌출 길이가 너무 짧기 때문에, 음극을 따라 상승기류를 충분히 얻을 수 없고, 결과적으로 발광관 내면을 따라 하강기류가 강하게 되어 우세하게 된다. 결과적으로, 불안정한 상승기류에 의해 아크를 불안정하게 해 버린다.

다음으로, 본 발명의 쇼트아크형 수은램프에서는 축 방향에서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이X(mm)와, 발광관의 축방향의 길이L(mm), 그리고 발광관의 직경방향의 최대치D(mm)를 소정의 관계로 하는 것에 의해, 아크를 더욱 안정시킬 수 있는 것을 발견했다.

상기 D, L 및 X의 관계가 소정의 범위에 있다고 하는 것은 발광관의 직경에 대해 음극선단이 적당한 위치에 있다고 하는 것이고, 발광관 표면을 따른 하강기류와 양 전극을 따른 상승기류가 안정적으로 발생한다고 하는 것이 된다.

결국, 이것을 원인으로 안정한 상승기류에 의해, 아크가 안정되어져 요동도 작아진다고 생각된다.

그러나, 발광관의 직경이 소정의 범위를 하회하면, 전극과 발광관내 표면이 상대적으로 가까워지고, 양 전극을 따른 상승기류와 발광관내 표면을 따른 하강기류가 일부에 있어서 충돌을 일으키고, 이것이 원인이 되어 난류(亂流)를 발생시켜, 그 결과 아크의 요동을 발생시켜 버린다.

도7에는 본 발명의 각 매개변수를 구체적으로 도시하였다. 발광관의 축방향의 길이(L), 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이(X), 발광관의 축방향에 대해 수직인 단면 방향을 직경방향으로 하였을 때, 그 최대치(D)는 각각 도7에 도시된 부분을 의미한다. 여기에서 발광관의 축방향의 길이(L)는, 발광공간에 상당하는 부분으로서, 소위 봉지부를 제외한 것이다. 그리고, 발광공간의 단부가 매끄러워서 종단을 구별하기 어려운 경우에도 전극의 근원을 종단이라고 정의한다.

도1은 본 발명의 쇼트아크형 수은램프를 도시한 도면,

도2는 본 발명의 자외선 발광장치를 도시한 도면,

도3은 본 발명에 따른 i선(i-ray) 방사강도에 관한 실험결과를 도시한 도면,

도4는 본 발명에 따른 i선 방사강도에 관한 실험결과를 도시한 도면,

도5는 본 발명에 따른 아크 안정에 관한 실험결과를 도시한 도면,

도6은 본 발명에 따른 아크 안정에 관한 실험결과를 도시한 도면,

도7은 본 발명에 따른 쇼트아크형 수은램프를 도시한 도면이다.

< 부호의 설명>

1 : 발광관 2 : 음극

3 : 양극 4 : 음극선단 방전 영역

5 : 아크영역 6, 7 : 봉지부(封止部)

8, 9 : 박부(箔部) 10, 11 : 외부 리드 부재

12, 13 : 내부 리드 부재 14 : 램프

15 : 타원경 16 : 제1 평면 반사경

17 : 콜리메이터 렌즈 18 : 밴드 패스 필터

19 : 인터그레이터 렌즈 20 : 조리개

21 : 제2 평면 반사경 22 : 집광 렌즈

23 : 레티클면(reticle pattern) 24 : 실리콘 광 다이오드 검출기

25 : 모니터 26 : 전원

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도시된 단면도 등을 이용해서 설명한다.

도1은 본 발명의 쇼트아크형 수은램프의 실시예를 도시한 것이다. 석영제의 발광관(1) 중앙에 음극(2)과 양극(3)이 대향배치되어 있고, 각각의 전극은 내부 리드 부재(12 및 13)를 통해 봉지부(6, 7)의 내부에서 박부(箔部:8, 9)와 각각 접속되어 있다. 상기 박부(8, 9)에는 외부 리드 부재(10, 11)가 각각 접속되어 있다.

도2는 본 발명의 자외선 발광장치를 도시한 것이다. 램프(14)를 나온 광선은 타원경(15), 제1 평면 반사경(16)을 지나, 콜리메이터 렌즈(collimator lens:17), 중심파장 365nm로 밴드 폭10nm의 밴드 패스 필터(18)에 이르러, 인터그레이터 렌즈(integrator lens:19)를 통해, 제2 평면경(21)에서 반사되고, 집광 렌즈(condenser lens:22)를 통해, 레티클면(reticle pattern:23) 위에 도달한다. 그리고, 레티클면(23) 위에 실리콘 광 다이오드 검출기(24)를 배치한다. 램프(14)에는 전원(26)이 접속되어 전력이 공급된다.

<실시예1>

먼저, 아르곤 또는 크립톤을 적어도 수기압으로 봉입해서 i선의 방사효율을 향상시킬 수 있는 실험에 관해 설명한다.

실험은, 아르곤, 크립톤, 크세논의 봉입량 이외의 조건은 동일한 수은램프를 사용하고, 도2에서 설명한 검출기(24)에서 i선 조도를 측정하고 있다. 구체적인 수은램프의 모양은, 외부 직경 약 55mm의 대략 구형의 석영제 발광관 내에 텅스텐제로 직경이 20mmΦ인 양극(3)과 산화토륨을 약 2wt%를 포함하는 텅스텐제로 유효 선단 직경이 1.0mmΦ인 전극(2)이 전극간 거리 4.0mm를 두고 대향하며 배치하고 있기 때문에, 수은이 발광관내에 단위용적당 4.5mg/cc로 봉입되어 있다. 램프는 일정한 전력전원에 따라, 약2100W의 전력으로 점등시켰다.

램프의 종류는 Xe를 실온에서 2atm으로 봉입한 램프(램프A), Xe과 함께 Ar을 봉입한 램프(램프B1∼F1)를 5종류, 그리고 Xe과 함께 Kr을 봉입한 램프(램프B2∼F2)를 5종류 사용했다. Ar을 봉입한 램프 및 Kr을 봉입한 램프는 각각 0.3기압, 1기압, 3기압, 8기압, 12기압과 봉입량을 변화시키면서 5종류로 만들었다.

실험 결과를 도3에 도시하였다. 도3에는, 램프(A)에 의한 i선 방사조도를 기준으로 해서, 상기 각각의 램프에 따른 상대적인 i선 방사조도를 도시하였다.

여기에서, 방사조도의 계측오차는 1∼2%라고 하며, 통상, 이 계측오차를 고려해도, 4% 이상 증가한 경우에는, 반도체 제조공정의 노광공정에서의 처리량이 분명하게 개선된다고 생각된다. 도면에는 아르곤, 크립톤이 함께 1기압 이상으로 봉입한 때에 상대 방사조도가 4% 이상 증가하고 있다는 것이 도시되었다.

그러나, 아르곤, 크립톤과 함께 실온에서 12기압으로 봉입한 것(램프F1, F2)은, 방사조도는 20% 증가하지만, i선의 스펙트럼 폭이 확장되어 버려서, 노광시에 해상도 저하를 초래한다. 이 결과, 아르곤, 또는 크립톤을 봉입한 수은램프에서는 아르곤, 또는 크립톤을 1.0기압 내지 8기압으로 봉입하면, i선의 스펙트럼 폭을 넓히지 않고서도, 효과적으로 방사조도를 향상시킬 수 있다는 사실을 알았다.

또한, 이상 실험예에서는 아르곤(Ar), 크립톤(Kr)은 크세논(Xe)과 함께 봉입하는 램프에 관해 게시했지만, 크세논(Xe)을 봉입하지 않고, 아르곤(Ar), 크립톤(Kr)만을 각각 봉입해도 같은 효과를 얻을 수 있는 것이 확인되고 있다.

여기에서, 희소가스로서 Ar과 Xe를 봉입한 램프에서, Ar의 봉입 압력에 대해, Xe의 봉입 압력을 약 3배까지 상승시키면, 그 상승에 따라, i선의 레티클면에서의 방사조도는 증대한다. 그러나, 그 이상으로 Xe의 봉입압력을 상승시켜도 i선 방사조도는 거의 향상하지 않는 것으로 확인되었다.

이 때문에, 희소가스로서 Ar과 Xe을 봉입한 램프에서는, 레티클면 위의 i선 방사조도의 향상에는 Xe봉입압력을 Ar봉입압력의 약 3배까지로 하는 것이 바람직하다. 동일하게, Ar 대신 Kr을 봉입하고, Kr과 Xe의 혼합가스로 한 경우에 있어서도, Xe의 봉입압력을 Kr봉입압력의 약 3배까지로 하는 것이 바람직한 것이 확인되었다.

<실시예2>

다음으로, 같은 방법으로 i선의 방사효율에 관하여 실험한 결과를 설명한다. 이 실험은 Ar과 Kr의 두가지를 혼합가스로서 봉입한 램프에 관한 것이다. 각각의 램프 5개(G∼N)는 봉입량 이외에는 실시예1에서 도시한 경우와 같은 형상과 방법으로 제작했다.

도4는 각각의 램프(A, G∼N)의 봉입가스와 그 봉입압력을 도시한다. 램프(A)는 실시예1에서 도시한 것와 동일한 것이고, Xe를 2.0atm으로 봉입하고 있다. 램프(G∼N)는 Xe을 봉입하지 않고, Ar과 Kr을 0.3atm, 0.5atm, 1.5atm, 4.0atm, 5.0atm씩 봉입한 것이다. 램프(M, N)는 Xe를 0.3atm, 3.0atm으로 봉입한 위에 Ar, Kr을 0.5atm씩 봉입한 것이다.

결과를 도면에 도시하였지만, 실온에서 Ar을 0.5atm으로, 그리고 Kr을 0.5atm으로 봉입한 램프(H)와 Xe만을 2atm으로 봉입한 램프(A)를 비교하면, 램프(H)쪽을 노광기에 탑재해서 사용한 경우 레티클면 위의 i선의 자외선 방사조도는, 램프(A)보다도 약 5% 증가했다.

그러나, 실온에서 Ar 5.0atm과 Kr 5.0atm 혼합가스의 봉입압 10.0atm으로 발광관에 봉입한 램프(L)에서는, i선 방사조도는 18% 증가하긴 하였지만, i선의 스펙트럼 폭이 넓고, 노광에서 해상도의 저하를 초래한다.

이상과 같이, 램프 기구를 이용한 실험에서는, Ar과 Kr의 혼합가스를 합계치로서 실온에서 1.0atm 내지 8.0atm으로 봉입하면, 레티클면의 상대 i선 방사도가 효과적으로 향상하는 것을 알았다.

또한, Ar과 Kr의 혼합가스에 덧붙여 Xe를 덧붙인 램프(M, N)에 관해서도, Ar과 Kr 합계의 봉입압력이 실온에서 1.0atm 내지 8.0atm이면, i선 방사조도가 효과적으로 향상할 수 있다는 것을 알았다. 그리고, 램프(M)와 램프(N)의 비교에 의해, Xe의 봉입압력을 올리면, 그에 따라, i선의 레티클면 위에서의 방사조도도 상승한다 것을 알았다. 그러나, 본 발명자들의 실험에 의하면, Xe의 봉입압력이 Ar과 Kr의 합계 봉입압력에 대해, 약 3배를 초월하면, i선의 방사조도는 거의 상승하지 않는 것이 확인되었다. 따라서, i선 방사조도의 향상이라는 점에서는 Xe봉입압력을 Ar과 Kr의 합계 봉입압력의 약 3배까지로 하는 것이 바람직하다.

<실시예3>

다음에 아크 안정도, 즉, 상기 희소가스를 봉입한 램프에서, 램프형상에 따른 아크의 안정에 관해 행한 실험결과를 설명한다. 먼저, 발광관의 축방향의 길이와 음극이 발광공간내부로 돌출하는 길이와의 관계에 관해 설명한다.

실시예1에서 시험적으로 제작한 것과 동일한 형태의 램프로, 봉입 수은량이 4.5mg/cc, 희소가스 봉입량이 Ar 1.5atm(다른 희소가스는 봉입하지 않는다), Kr 1.5atm(다른 희소가스는 봉입하지 않는다), Xe 0.5atm(다른 희소가스는 봉입하지 않는다)에서, 발광관의 축방향의 길이L(mm)와 음극이 발광공간 내부로 돌출한 길이X(mm)를 변화시킨 램프를 사용했다. 램프 점등에는 일정한 전류전원을 이용했다. 또한, 이 실험에서는 발광관의 직경 방향의 길이는 관계없지만, 상기 매개변수를 변화시키면 직경 방향의 크기도 변화하기 때문에, 참고로 직경 방향의 길이를 기재하고 있다.

각각의 램프 아크의 요동상태를 추정하는 방법은 다음과 같다. 도2에서 도시한 레티클면(24) 위의 실리콘 광 다이오드 검출기(24)에서 검출한 광신호로, 그 출력신호의 최대치를 MA, 최소치를 MI로서 하고, 아크 안정도의 평가는 2(MA-MI) /(MA+MI)100%으로 나타냈다. 통상, 아크 안정도가 5%까지 이면, 노광인화시에 노광얼룩이 생기지 않는다고 하고, 이것을 양호(○)이라고 하고, 5%보다 큰 것을 불량(×)으로 했다.

이 결과를 도5에 도시하였다. 이 결과로부터 X/L의 값이 0.3∼0.6이면 아크가 안정하고 있는 것을 명확히 확인할 수 있다.

<실시예4>

다음에, 발광관의 축방향의 길이, 음극이 발광공간내로 돌출한 길이와 함께 직경 방향의 길이도 고려한 실험결과에 관해 설명한다.

실시예3에서 시험적으로 제작한 것과 동일한 형태의 램프로, 발광관의 축방향의 길이(L)와 축방향을 따라서 음극이 발광관내로 돌출한 길이(X)와, 발광관의 직경 방향의 길이를 변화시킨 실험을 행했다. 추정방법 등도 실시예3과 동일하게 행했다.

이 결과를 도6에 도시하였다. 이 도면에는 (X+5)/D0.85를 만족하고, 또한 (L-(X+5))/D0.85를 만족하면 양호하게 아크를 안정할 수 있다는 것이 도시되어 있다.

본 발명의 쇼트아크형 수은램프는, 적어도 아르곤(Ar) 또는 크립톤(Kr)을 실온에서 1.0∼8.0atm으로 혹은 그 혼합가스를 합계치로서 실온에서 1.0∼8.0atm으로 봉입하는 것에 의해, i선의 스펙트럼 폭을 넓히지 않고, 노광면의 방사조도를 충분히 향상시킬 수 있다.

또한, 발광관 축방향의 길이, 음극이 발광공간내로 돌출한 길이, 발광관의 직경 방향의 최대치를 소정의 관계로 하는 것에 의해, 아크의 요동을 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (7)

1. 석영제 발광관의 중앙에 음극과 양극이 대향배치해 있고, 이 발광관의 중앙에 수은과 희소가스가 봉입되어 있는 쇼트아크형 수은램프에 있어서,

   적어도 희소가스로서 아르곤(Ar) 또는 크립톤(Kr)이 실온에서 1.0∼8.0atm으로 봉입되고,

   양극과 음극을 연결하는 방향을 축 방향으로 한 경우,

   그 발광관의 축방향 길이를 L(mm), 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이를 X(mm)로 할 때,

   0.3X/L0.6 관계를 만족시키는

   것을 특징으로 하는 쇼트아크형 수은램프.
2. 석영제 발광관의 중앙에 음극과 양극이 대향배치해 있고, 이 발광관의 중앙에 수은과 희소가스가 봉입되어 있는 쇼트아크형 수은램프에 있어서,

   적어도 희소가스로서 아르곤(Ar)과 크립톤(Kr)이 합계치로서 실온에서 1.0∼8.0atm으로 봉입되고,

   양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 한 경우,

   그 발광관의 축방향 길이를 L(mm), 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이를 X(mm)로 할 때,

   0.3X/L0.6 관계를 만족시키는

   것을 특징으로 하는 쇼트아크형 수은램프.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발광관의 축방향에 수직인 단면 방향을 직경방향으로 하고, 그의 최대치를 D(mm)로 할 때,

   0.85D(X+5), 및

   0.85DL-(X+5) 관계를 만족시키는 것을

   특징으로 하는 쇼트아크형 수은램프.
4. 석영제 발광관내에 음극과 양극이 대향 배치하여 있고, 이 발광관의 중앙에 수은과 희소가스가 봉입되어 있는 쇼트아크형 수은램프와, 이 수은램프에 소정의 전력을 공급하는 전원으로 이루어진 자외선 발광장치에 있어서,

   상기 수은램프는 적어도 희소가스로서 아르곤(Ar) 또는 크립톤(Kr)이 실온에서 1.0∼8.0atm으로 봉입되어 있고,

   양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 한 경우,

   그 발광관의 축방향 길이를 L(mm), 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이를 X(mm)로 할 때,

   0.3X/L0.6 관계를 만족시키는

   것을 특징으로 하는 자외선 발광장치.
5. 석영제 발광관내에 음극과 양극이 대향 배치해 있고, 이 발광관의 중앙에 수은과 희소가스가 봉입되어 있는 쇼트아크형 수은램프와, 이 수은램프에 소정의 전력을 공급하는 전원으로 이루어진 자외선 발광장치에 있어서,

   상기 수은램프는 적어도 희소가스로서 아르곤(Ar)과 크립톤(Kr)이 합계치로서 실온에서 1.0∼8.0atm으로 봉입되어 있고,

   양극과 음극을 연결하는 방향을 축방향으로 한 경우,

   그 발광관의 축방향 길이를 L(mm), 축방향을 따라서 음극이 발광공간내로 돌출한 부분의 길이를 X(mm)로 할 때,

   0.3X/L0.6 관계를 만족시키는

   것을 특징으로 하는 자외선 발광장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 발광관의 축방향에 수직인 단면의 방향을 직경 방향으로 하고, 그 최대치를 D(mm)로 할 때,

   0.85D(X+5) 및

   0.85DL-(X+5) 관계를 만족시키는

   것을 특징으로 하는 자외선 발광장치.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쇼트아크형 수은램프는 양극이 위쪽으로 음극이 아래쪽으로 되도록 수직으로 배치한 것을 특징으로 하는 자외선 발광장치.