JPH0587937B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0587937B2 JPH0587937B2 JP2072198A JP7219890A JPH0587937B2 JP H0587937 B2 JPH0587937 B2 JP H0587937B2 JP 2072198 A JP2072198 A JP 2072198A JP 7219890 A JP7219890 A JP 7219890A JP H0587937 B2 JPH0587937 B2 JP H0587937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tip
- anode
- arc
- cathode
- diameter
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 17
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体ウエハーの露光用光源として
好適に使用されるシヨートアーク型水銀蒸気放電
灯に関するものである。
好適に使用されるシヨートアーク型水銀蒸気放電
灯に関するものである。
例えば、半導体製造における焼付行程において
は、半導体ウエハーに紫外線領域の所定波長の光
を完全な平行光で照射する必要がある。このため
に、半導体ウエハーの露光用光源としては、バル
ブの発光空間内にタングステンを主とする陽極と
陰極が対向配置されるとともに発光空間内に水銀
と希ガスが封入され、点光源に近い小さなアーク
輝点が形成されるシヨートアーク型の水銀蒸気放
電灯が使用されることが多い。そして、光の強度
を高めるために、反射鏡の焦点に配置される輝点
をできるだけ小さくして鮮明にする必要があるの
で、陰極先端部はコーン状にし、陽極先端部は断
面形状を台形にして平坦部を設け、アークが陰極
の尖つた先端から陽極の平坦部に向けて広がつて
アーク輝点が陰極の先端にだけ形成されるように
している。
は、半導体ウエハーに紫外線領域の所定波長の光
を完全な平行光で照射する必要がある。このため
に、半導体ウエハーの露光用光源としては、バル
ブの発光空間内にタングステンを主とする陽極と
陰極が対向配置されるとともに発光空間内に水銀
と希ガスが封入され、点光源に近い小さなアーク
輝点が形成されるシヨートアーク型の水銀蒸気放
電灯が使用されることが多い。そして、光の強度
を高めるために、反射鏡の焦点に配置される輝点
をできるだけ小さくして鮮明にする必要があるの
で、陰極先端部はコーン状にし、陽極先端部は断
面形状を台形にして平坦部を設け、アークが陰極
の尖つた先端から陽極の平坦部に向けて広がつて
アーク輝点が陰極の先端にだけ形成されるように
している。
ところで、かかる放電灯は、短いサイクルで点
灯と消灯を繰り返すことができないので、ステツ
プアンドリピート方式の場合は、放電灯を常時点
灯しておき、紫外線を照射するときのみシヤツタ
ーを開けて定格電力で点灯する高入力点灯とシヤ
ツターが閉じているときは定格電力以下で点灯す
る低入力点灯を交互に繰り返す点灯方式(以下、
パルス点灯方式と称する)を採用し、電力消費量
を低減するとともにシヤツター内の過熱を防止し
ている。
灯と消灯を繰り返すことができないので、ステツ
プアンドリピート方式の場合は、放電灯を常時点
灯しておき、紫外線を照射するときのみシヤツタ
ーを開けて定格電力で点灯する高入力点灯とシヤ
ツターが閉じているときは定格電力以下で点灯す
る低入力点灯を交互に繰り返す点灯方式(以下、
パルス点灯方式と称する)を採用し、電力消費量
を低減するとともにシヤツター内の過熱を防止し
ている。
しかしながら、かかるパルス点灯方式を採用す
ると、連続点灯方式に比べて陽極の熱損傷が激し
くなる問題点がある。この陽極の熱損傷は、陽極
先端のアーク径が小さくて電流密度が局部的に増
加したり、タングステンの結晶断面が長くなつた
状態で露出したり、表面に微小な凹凸が存在する
部分にアークがかかつた場合に、その部分のタン
グステンが蒸発することにより生じるものと推測
されている。ここで、陽極先端のアーク径は陽極
の平坦部の大きさと関係があり、平坦部が大きく
なるとアーク先端が収縮して狭い範囲で放電する
ので電流密度が局部的に増加し、逆に平坦部が小
さくなるとアーク先端が広がつて平坦部周囲の傾
斜部にかかるが、傾斜部はタングステン結晶の断
面が長くなつた状態で露出するとともに切削時に
微小な凹凸が形成されるのでタングステンの蒸発
が促進される。そして、蒸発したタングステンが
バルブ内壁に付着して黒化し、放電灯の使用寿命
が短くなる。
ると、連続点灯方式に比べて陽極の熱損傷が激し
くなる問題点がある。この陽極の熱損傷は、陽極
先端のアーク径が小さくて電流密度が局部的に増
加したり、タングステンの結晶断面が長くなつた
状態で露出したり、表面に微小な凹凸が存在する
部分にアークがかかつた場合に、その部分のタン
グステンが蒸発することにより生じるものと推測
されている。ここで、陽極先端のアーク径は陽極
の平坦部の大きさと関係があり、平坦部が大きく
なるとアーク先端が収縮して狭い範囲で放電する
ので電流密度が局部的に増加し、逆に平坦部が小
さくなるとアーク先端が広がつて平坦部周囲の傾
斜部にかかるが、傾斜部はタングステン結晶の断
面が長くなつた状態で露出するとともに切削時に
微小な凹凸が形成されるのでタングステンの蒸発
が促進される。そして、蒸発したタングステンが
バルブ内壁に付着して黒化し、放電灯の使用寿命
が短くなる。
そこで本発明は、パルス点灯しても、陽極から
のタングステンの蒸発が少なくて使用寿命の長い
シヨートアーク型水銀蒸気放電灯を提供すること
を目的とする。
のタングステンの蒸発が少なくて使用寿命の長い
シヨートアーク型水銀蒸気放電灯を提供すること
を目的とする。
本発明の構成は、バルブの発光空間内に、先端
に平坦部を有する陽極と先端がコーン状の陰極が
対向配置され、該発光空間内に水銀と希ガスが封
入されて、定格電力で点灯される高入力点灯と定
格電力以下で点灯される低入力点灯が交互に繰り
返されるシヨートアーク型水銀蒸気放電灯におい
て、陰極の先端に形成される輝点の輝度の5%以
上の範囲をアークとするとき、陽極の平坦部が高
入力点灯時の陽極先端のアーク径に一致する大き
さであることを特徴とする。
に平坦部を有する陽極と先端がコーン状の陰極が
対向配置され、該発光空間内に水銀と希ガスが封
入されて、定格電力で点灯される高入力点灯と定
格電力以下で点灯される低入力点灯が交互に繰り
返されるシヨートアーク型水銀蒸気放電灯におい
て、陰極の先端に形成される輝点の輝度の5%以
上の範囲をアークとするとき、陽極の平坦部が高
入力点灯時の陽極先端のアーク径に一致する大き
さであることを特徴とする。
両電極間の放電によつて発生するアークの外郭
は必ずしも明確ではなくて電極中心から離れた外
側ほど輝度が小さくなるが、陰極の先端に形成さ
れる輝点の輝度の5%以上の範囲は放電電流密度
も大きくて実質上アークとみなすことができる。
そして、陽極の平坦部が陽極先端のアーク径に一
致する大きさであるので、つまり陽極先端のアー
クが平坦部周囲の傾斜部にかからない限度におい
て最大の大きさに広がるので、平坦部の電流密度
が小さくなつてタングステンの蒸発が抑制され、
かつタングステンが蒸発し易い傾斜部からも蒸発
しないので、バルブが黒化しにくく、放電灯の使
用寿命が長くなる。
は必ずしも明確ではなくて電極中心から離れた外
側ほど輝度が小さくなるが、陰極の先端に形成さ
れる輝点の輝度の5%以上の範囲は放電電流密度
も大きくて実質上アークとみなすことができる。
そして、陽極の平坦部が陽極先端のアーク径に一
致する大きさであるので、つまり陽極先端のアー
クが平坦部周囲の傾斜部にかからない限度におい
て最大の大きさに広がるので、平坦部の電流密度
が小さくなつてタングステンの蒸発が抑制され、
かつタングステンが蒸発し易い傾斜部からも蒸発
しないので、バルブが黒化しにくく、放電灯の使
用寿命が長くなる。
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
第1図は、半導体ウエハーの露光用光源として
使用される定格消費電力が1KWのシヨートアー
ク型水銀蒸気放電灯を示す。石英ガラスからなる
バルブ1の中央膨出部12内が発光空間11であ
り、このバルブ1内には所定量の水銀と希ガスが
封入されている。中央膨出部12の両側から封止
管部13が伸び、封止管部13に金属箔4がそれ
ぞれ埋設されている。そして、発光空間11に、
端部がそれぞれ金属箔4に接続されたタングステ
ン製の陰極2と陽極3が対向配置されている。こ
こで、陰極2は、先端が尖つたコーン状である
が、陽極3は、先端のテーパー部が切截されて平
坦部31が形成されており、その周囲が傾斜部3
2である。そして、平坦部31の大きさは、高入
力点灯時に発生するアークの陽極先端における径
に一致する大きさになつている。また、陰極2の
先端と平坦部31との電極間極は2.9mmである。
そして、かかる放電灯が、陰極2を上方にした垂
直姿勢で点灯されるが、定格消費電力の1KWと
定格消費電力より低い700Wで、例えば0.4秒サイ
クルで交互にパルス点灯される。
使用される定格消費電力が1KWのシヨートアー
ク型水銀蒸気放電灯を示す。石英ガラスからなる
バルブ1の中央膨出部12内が発光空間11であ
り、このバルブ1内には所定量の水銀と希ガスが
封入されている。中央膨出部12の両側から封止
管部13が伸び、封止管部13に金属箔4がそれ
ぞれ埋設されている。そして、発光空間11に、
端部がそれぞれ金属箔4に接続されたタングステ
ン製の陰極2と陽極3が対向配置されている。こ
こで、陰極2は、先端が尖つたコーン状である
が、陽極3は、先端のテーパー部が切截されて平
坦部31が形成されており、その周囲が傾斜部3
2である。そして、平坦部31の大きさは、高入
力点灯時に発生するアークの陽極先端における径
に一致する大きさになつている。また、陰極2の
先端と平坦部31との電極間極は2.9mmである。
そして、かかる放電灯が、陰極2を上方にした垂
直姿勢で点灯されるが、定格消費電力の1KWと
定格消費電力より低い700Wで、例えば0.4秒サイ
クルで交互にパルス点灯される。
第2図は、平坦部31の大きさを変化させた場
合の高入力点灯時のアークAの状態を示す。ここ
で、陰極2の先端で形成される輝点Kの輝度の5
%以上の範囲をアークAと定義している。第2図
イは平坦部31の直径φが2mm、ロは直径φが3
mm、ハは直径φが4mmの場合を示すが、直径φが
変化すると陽極3におけるアークAの径も変化す
る傾向にある。そして、第2図イで示すように、
直径φが2mmの場合は、アークAが傾斜部32ま
でかかり、傾斜部32におけるタングステンの蒸
発が大きくなる。また、第2図ハで示すように、
直径φが4mmの場合は、アークAが収縮して平坦
部31の中央部に集中し、その部分の電流密度が
大きくなるので、平坦部31のタングステンの蒸
発が大きくなる。これに対して、第2図ロで示す
ように、直径φが3mmの場合は、アークAが傾斜
部32にかかることなく、平坦部31一杯に広が
る。このために、平坦部31の電流密度が小さく
なつてタングステンの蒸発が抑制され、かつタン
グステンが蒸発し易い傾斜部32からも蒸発しな
い。従つて、平坦部31の大きさを高入力点灯時
の陽極先端におけるアークAの径に一致する大き
さ(本実施例では直径φ=3mm)にしておけば、
タングステンの蒸発が抑制され、バルブが黒化し
にくくて放電灯の使用寿命が長くなる。
合の高入力点灯時のアークAの状態を示す。ここ
で、陰極2の先端で形成される輝点Kの輝度の5
%以上の範囲をアークAと定義している。第2図
イは平坦部31の直径φが2mm、ロは直径φが3
mm、ハは直径φが4mmの場合を示すが、直径φが
変化すると陽極3におけるアークAの径も変化す
る傾向にある。そして、第2図イで示すように、
直径φが2mmの場合は、アークAが傾斜部32ま
でかかり、傾斜部32におけるタングステンの蒸
発が大きくなる。また、第2図ハで示すように、
直径φが4mmの場合は、アークAが収縮して平坦
部31の中央部に集中し、その部分の電流密度が
大きくなるので、平坦部31のタングステンの蒸
発が大きくなる。これに対して、第2図ロで示す
ように、直径φが3mmの場合は、アークAが傾斜
部32にかかることなく、平坦部31一杯に広が
る。このために、平坦部31の電流密度が小さく
なつてタングステンの蒸発が抑制され、かつタン
グステンが蒸発し易い傾斜部32からも蒸発しな
い。従つて、平坦部31の大きさを高入力点灯時
の陽極先端におけるアークAの径に一致する大き
さ(本実施例では直径φ=3mm)にしておけば、
タングステンの蒸発が抑制され、バルブが黒化し
にくくて放電灯の使用寿命が長くなる。
次に、平坦部31の大きさが2mmφ,3mmφ,
4mmφの3種類の放電灯の寿命試験を行つたが、
その結果を第3図に示す。g線の強度が初期値の
70%に減衰した時点をもつて寿命が尽きたと判断
すると、平坦部31の大きさが3mmφ(高入力点
灯時のアークAの径に一致する大きさ)の場合が
最も長くて1450時間であつた。一方、4mmφの場
合が最も寿命が短くて550時間であり、2mmφの
場合がほぼ中間の寿命であつた。
4mmφの3種類の放電灯の寿命試験を行つたが、
その結果を第3図に示す。g線の強度が初期値の
70%に減衰した時点をもつて寿命が尽きたと判断
すると、平坦部31の大きさが3mmφ(高入力点
灯時のアークAの径に一致する大きさ)の場合が
最も長くて1450時間であつた。一方、4mmφの場
合が最も寿命が短くて550時間であり、2mmφの
場合がほぼ中間の寿命であつた。
以上説明したように、本発明のシヨートアーク
型水銀蒸気放電灯は、陰極の先端に形成される輝
点の輝度の5%以上の範囲をアークとするとき、
陽極の平坦部の大きさを高入力点灯時の陽極先端
におけるアーク径に一致するようにしたので、パ
ルス点灯した場合でも、陽極からのタングステン
の蒸発が抑制され、バルブが黒化しにくくて使用
寿命の長くなり、半導体ウエハーの露光用光源に
好適に使用できるシヨートアーク型水銀蒸気放電
灯とすることが可能である。
型水銀蒸気放電灯は、陰極の先端に形成される輝
点の輝度の5%以上の範囲をアークとするとき、
陽極の平坦部の大きさを高入力点灯時の陽極先端
におけるアーク径に一致するようにしたので、パ
ルス点灯した場合でも、陽極からのタングステン
の蒸発が抑制され、バルブが黒化しにくくて使用
寿命の長くなり、半導体ウエハーの露光用光源に
好適に使用できるシヨートアーク型水銀蒸気放電
灯とすることが可能である。
第1図はシヨートアーク型水銀蒸気放電灯の全
体図、第2図イ〜ハは陽極先端とアークの関係説
明図、第3図は寿命試験の説明図である。 1……バルブ、11……発光空間、12……中
央膨出部、13……封上管部、2……陰極、3…
…陽極、31……平坦部、32……傾斜部、4…
…金属箔、A……アーク、K……輝点。
体図、第2図イ〜ハは陽極先端とアークの関係説
明図、第3図は寿命試験の説明図である。 1……バルブ、11……発光空間、12……中
央膨出部、13……封上管部、2……陰極、3…
…陽極、31……平坦部、32……傾斜部、4…
…金属箔、A……アーク、K……輝点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 バルブの発光空間内に、先端に平坦部を有す
る陽極と先端がコーン状の陰極が対向配置され、
該発光空間内に水銀と希ガスが封入されて、定格
電力で点灯される高入力点灯と定格電力以下で点
灯される低入力点灯が交互に繰り返されるシヨー
トアーク型水銀蒸気放電灯において、 陰極の先端に形成される輝点の輝度の5%以上
の範囲をアークとするとき、陽極の平坦部が高入
力点灯時の陽極先端のアーク径に一致する大きさ
であることを特徴とするシヨートアーク型水銀蒸
気放電灯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7219890A JPH03274648A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | ショートアーク型水銀蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7219890A JPH03274648A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | ショートアーク型水銀蒸気放電灯 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03274648A JPH03274648A (ja) | 1991-12-05 |
JPH0587937B2 true JPH0587937B2 (ja) | 1993-12-20 |
Family
ID=13482295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7219890A Granted JPH03274648A (ja) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | ショートアーク型水銀蒸気放電灯 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03274648A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3158972B2 (ja) * | 1995-06-26 | 2001-04-23 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ及びその点灯方法 |
JP4897397B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2012-03-14 | ハリソン東芝ライティング株式会社 | 紫外線照射装置 |
JP5278235B2 (ja) * | 2009-08-03 | 2013-09-04 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49119481A (ja) * | 1973-03-16 | 1974-11-14 | ||
JPS6059733A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-06 | Ushio Inc | 半導体露光装置 |
-
1990
- 1990-03-23 JP JP7219890A patent/JPH03274648A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49119481A (ja) * | 1973-03-16 | 1974-11-14 | ||
JPS6059733A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-06 | Ushio Inc | 半導体露光装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03274648A (ja) | 1991-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4400095B2 (ja) | ショートアーク型超高圧水銀ランプ | |
KR100528232B1 (ko) | 쇼트 아크 방전 램프 | |
JP2004247092A (ja) | ショートアーク型超高圧水銀ランプ | |
JP3596448B2 (ja) | ショートアーク型水銀放電ランプ | |
JPH0917387A (ja) | ショートアーク型水銀ランプ及びその点灯方法 | |
JPH02304857A (ja) | ショートアーク型高圧水銀蒸気ランプ | |
JPH0587937B2 (ja) | ||
JP3380615B2 (ja) | 短アーク放電灯 | |
JPH0157462B2 (ja) | ||
JP2001110355A (ja) | 放電灯電極 | |
JP2009230904A (ja) | ショートアーク型放電ランプ | |
JPH0533003Y2 (ja) | ||
JP2009105062A (ja) | ショートアーク型超高圧水銀ランプ | |
JP2800608B2 (ja) | 無電極放電灯装置 | |
JP2548260B2 (ja) | 低圧水銀蒸気放電灯および低圧水銀蒸気放電灯装置 | |
JP2741639B2 (ja) | ショートアーク型水銀灯 | |
WO2018042888A1 (ja) | レーザ駆動ランプ | |
JP2003132840A (ja) | 超高圧水銀ランプ及びそれを用いた半導体露光装置 | |
JP3591515B2 (ja) | ショートアーク型超高圧放電ランプ | |
JP3409373B2 (ja) | ソレノイド磁界式放電灯 | |
JPH0660849A (ja) | 蛍光ランプ | |
JP2021022503A (ja) | 放電ランプ | |
JP2003162980A (ja) | 放電灯及び放電灯点灯装置 | |
JPH11283557A (ja) | 高圧放電灯及び光源装置 | |
JPH05251056A (ja) | 無電極放電ランプ |