本發(fā)明涉及一種兼顧248nm附近波段和365nm附近波段的光強(qiáng)度，并在各波段下在使用壽命中的光強(qiáng)度的保持率高的超高壓汞燈。

背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體制造工藝已知有曝光工序，其利用曝光技術(shù)，使用所謂光刻機(jī)(stepper)的裝置，對(duì)涂布于硅晶片的抗蝕劑隔著光刻膠照射紫外線，重復(fù)該曝光工序，而制造層疊有細(xì)微的圖案的半導(dǎo)體芯片。但是，在硅晶片上，除了包含形成有多個(gè)半導(dǎo)體芯片的區(qū)域以外，還存在沒(méi)有被利用的周邊部。高效除去殘留于該周邊部的抗蝕劑是提高半導(dǎo)體芯片制造的效率和成品率等生產(chǎn)性的重要的工藝技術(shù)。近年來(lái)，隨著形成于硅晶片的圖案的細(xì)微化，光刻機(jī)上所搭載的紫外線源，除了采用以往的365nm的所謂i線以外，還采用248nm的所謂Krf。在用于除去該周邊部殘留的抗蝕劑的所謂周邊曝光裝置中，也需要搭載實(shí)質(zhì)上光刻機(jī)所采用的特定紫外線為相同波長(zhǎng)的紫外線源。作為搭載于該周邊曝光裝置的紫外線源的代表例，可使用超高壓汞燈。該超高壓汞燈作為一個(gè)半導(dǎo)體制造工序中使用的設(shè)備中的一個(gè)組成部件，要求達(dá)到如下所示超過(guò)一般工業(yè)設(shè)備水準(zhǔn)的條件。即要求具有：除了計(jì)劃的維護(hù)時(shí)間，原則上為了24小時(shí)工作，需要長(zhǎng)期連續(xù)點(diǎn)亮，為了延長(zhǎng)實(shí)施維護(hù)的間隔時(shí)間及降低成本，要求具有禁得起長(zhǎng)期連續(xù)使用的長(zhǎng)壽命，并要求到壽命為止的整個(gè)使用期間都可以連續(xù)提供較穩(wěn)定的強(qiáng)度。即，對(duì)于如上所述周邊曝光裝置所搭載的最新的超高壓汞燈所要求的功能提出如下要求，為了能夠以一種燈覆蓋光刻機(jī)所使用的不同波長(zhǎng)的紫外線源，要求兼顧在波長(zhǎng)大致230nm～290nm(以下稱作248nm附近)的波段具有規(guī)定以上的光強(qiáng)度、在波長(zhǎng)大致330nm～400nm(以下稱作365nm附近)的波段具有規(guī)定以上的光強(qiáng)度，并且對(duì)于等要求長(zhǎng)壽命，在壽命期內(nèi)，各波段的強(qiáng)度保持率(達(dá)到壽命為止，使用期間以后的強(qiáng)度和初始強(qiáng)度的比)高，例如，具體為要求使用3000小時(shí)之后的最低保證強(qiáng)度。所使用紫外線照射裝置，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)超高壓汞燈采用基于恒功率控制的電源。采用該基于恒功率控制的電源的原因是，對(duì)于超高壓汞燈，需要假定隨著點(diǎn)亮?xí)r間增加電極發(fā)生損耗，而使電極間的距離增大，在使用基于恒電流控制的電源時(shí)，電極間的距離增大使得點(diǎn)亮功率增大，因此要防止在燈的壽命時(shí)間內(nèi)對(duì)燈供給超過(guò)設(shè)計(jì)值的電力。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于在其燈泡內(nèi)封入有汞的超高壓汞燈，主要利用作為汞的明線光譜的365nm附近波段的光，對(duì)燈本體的性能評(píng)價(jià)也著眼于該波段的光的初始強(qiáng)度和強(qiáng)度保持率。專利文獻(xiàn)1公開(kāi)了如下技術(shù)，控制燈泡內(nèi)單位容積的汞封入量和作為稀有氣體的氙氣、氪氣、氬氣的封入量，以期提高超高壓汞燈在248nm附近波段的光的強(qiáng)度?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：(日本專利)實(shí)用新型登記第3165731號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
但是，只注重提高248nm附近波段的光強(qiáng)度，例如使汞封入量為20mg/cc時(shí)，就會(huì)造成，365nm附近波段的光初始強(qiáng)度不足，而無(wú)法兼顧上述248nm附近波段的規(guī)定強(qiáng)度以上的光強(qiáng)度和365nm附近波段的規(guī)定強(qiáng)度以上的光強(qiáng)度，也沒(méi)有注重在各波段提高長(zhǎng)期壽命內(nèi)的光強(qiáng)度保持率，并且其效果本身也存在嚴(yán)重不足，具有不適合當(dāng)今工業(yè)上利用的問(wèn)題。本發(fā)明基于上述的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種長(zhǎng)使用壽命的超高壓汞燈，及搭載有該超高壓汞燈的紫外線照射裝置，能夠兼顧248nm附近波段的規(guī)定以上的光強(qiáng)度和365nm附近波段的規(guī)定以上的光強(qiáng)度，提高各波長(zhǎng)在壽命期內(nèi)的光強(qiáng)度的保持率。為了明確說(shuō)明本發(fā)明的問(wèn)題、方法、效果，例舉搭載于周邊曝光裝置的紫外線照射裝置、及安裝于該紫外線照射裝置的超高壓汞燈，本發(fā)明還可適用于在其他的半導(dǎo)體制造、電子設(shè)備、電子部件制造等中，使用紫外線進(jìn)行曝光、硬化、光清洗等，同時(shí)使用248nm附近及365nm附近波段的紫外線的領(lǐng)域，或者需要精密的光照射，以使用一個(gè)燈對(duì)上述波段的光必須分別加以使用的領(lǐng)域。本發(fā)明第一實(shí)施方式的超高壓汞燈，其與恒功率控制電源連接使用，具有密閉的規(guī)定容積的燈泡部，具有以規(guī)定電極間距、同軸對(duì)置配置在所述燈泡部?jī)?nèi)的陽(yáng)極和陰極，并且，其具有規(guī)定的燈額定功率200～330W，主要放射紫外線，其中，在所述燈泡部?jī)?nèi)至少封入有汞和氙氣，所述汞的封入量在30～40mg每1cc所述容積的范圍，所述氙氣的封入壓力在0.1～5.0atm的范圍，所述電極間距在2.2～2.4mm的范圍，點(diǎn)亮?xí)r的燈電流值在5.0A～7.0A的范圍。[燈額定功率]本發(fā)明的第二實(shí)施方式的超高壓汞燈，其前提條件是燈額定功率是200W～330W。本發(fā)明的第三實(shí)施方式的超高壓汞燈，由與所述燈額定功率相應(yīng)的恒功率電源所控制。本發(fā)明人經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的試驗(yàn)，確定了如下所述的構(gòu)成超高壓汞燈的技術(shù)要點(diǎn)。[汞量]本發(fā)明的超高壓汞燈的燈泡內(nèi)封入的汞量定義如下。從365nm附近波段的光強(qiáng)度方面考慮，汞量為每單位容積(1cc)達(dá)到60mg左右上限為止，封入量越多光強(qiáng)度越高。另一方面，從248nm附近波段的光強(qiáng)度方面考慮，與365nm附近波段的光強(qiáng)度為最大時(shí)的封入量相比，通過(guò)使單位容積的量顯著減少，其光強(qiáng)度有增加的傾向。例如，在考慮僅提高248nm附近波段的光強(qiáng)度時(shí)，受與其他構(gòu)成要素之間的平衡性的影響，而封入15mg/cc左右時(shí)，可以取得最大值。但是，在封入量為該15mg/cc左右時(shí)，不能確保課題一部分的365nm附近波段具有規(guī)定以上的光強(qiáng)度。該汞量會(huì)受與其他構(gòu)成要素的平衡性的影響，如果封入量少，則燈內(nèi)電流值大幅上升，由于點(diǎn)亮?xí)r燈泡內(nèi)壓不足造成電弧擴(kuò)大，因此會(huì)促使陰極前端大范圍損耗，特別是在壽命末期會(huì)產(chǎn)生閃爍等問(wèn)題，對(duì)穩(wěn)定點(diǎn)亮有不良影響。而且，封入量的多少，也會(huì)對(duì)燈點(diǎn)亮?xí)r的電壓產(chǎn)生相應(yīng)影響。本發(fā)明的超高壓汞燈中，該汞量?jī)?yōu)選為30～40mg/cm3，如果低于下限，就不能使365nm附近波段的光強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值，另外是由于燈點(diǎn)亮?xí)r電壓降低導(dǎo)致電流值上升，成為光強(qiáng)度的保持率下降的主要原因；如果高于上限，則不能使248nm附近波段的光強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值。進(jìn)而該汞量更優(yōu)選為34～38mg/cm3。通過(guò)使封入量為該范圍，并通過(guò)將由后述氣體壓力和電極間距確定的燈點(diǎn)亮?xí)r的電壓控制在適合的范圍，可將后述燈點(diǎn)亮?xí)r的電流值控制在適合的范圍，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度保持率高的燈。[氙氣]超高壓汞燈的燈泡內(nèi)，通常封入的氙氣、氬氣、氪氣等稀有氣體，本發(fā)明的超高壓汞燈中采用氙氣，封入該氣體的技術(shù)意義如下所述。本發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)施大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，作為為了在燈的壽命期內(nèi)保持較高的光強(qiáng)度保持率的技術(shù)要素，控制使點(diǎn)亮?xí)r的電極特別是陰極的溫度低從而降低電極的損耗是非常重要的，因此對(duì)超高壓汞燈的燈泡內(nèi)封入的稀有氣體種類的適應(yīng)性進(jìn)行了分析。本發(fā)明人從上述觀點(diǎn)出發(fā)，著眼于稀有氣體的電離電壓和熱傳導(dǎo)率(10﹣4W/cm/K)。即，發(fā)現(xiàn)電離電壓越高照射時(shí)電弧內(nèi)溫度就會(huì)越高，熱傳導(dǎo)率越低，從電弧內(nèi)放射的熱量不易傳遞到陰極，由于氙氣具有比氪氣(14.0eV)、氬氣(15.8eV)更低的12.1eV的電離電壓，有助于降低在點(diǎn)亮?xí)r電弧內(nèi)的溫度；而且，氙氣還具有與其他氣體相比較低(氪氣為0.88、氬氣為1.63)的0.50的熱傳導(dǎo)率，可抑制從電弧放射的熱量傳播，因此選擇氙氣作為封入氣體。但是，該氙氣，與氪氣、氬氣相比，由于具有開(kāi)始放電擊穿電壓高的物理性質(zhì)，因此存在后述課題，即考慮氣體壓力，以使電源控制條件處于適宜的范圍。[氣體壓力]對(duì)于本發(fā)明的超高壓燈的燈泡內(nèi)封入的氙氣的氣體壓力，定義如下。即，更優(yōu)選使氙氣為0.1atm～5.0atm的范圍。從提高365nm附近波段的光強(qiáng)度的觀點(diǎn)來(lái)看，氙氣在上述范圍內(nèi)封入壓力越大光強(qiáng)度越高。另一方面，從提高248nm附近波段的光強(qiáng)度的觀點(diǎn)來(lái)看，到下限值的0.1atm為止的范圍內(nèi)，封入壓力越低光強(qiáng)度越高，這與提高365nm附近波段的光強(qiáng)度呈相反狀態(tài)。而且，通過(guò)將氣體壓力控制在上述優(yōu)選范圍內(nèi)，通過(guò)使汞量和后述有電極間距決定的燈點(diǎn)亮電壓處于適合的范圍，可使后述燈點(diǎn)亮?xí)r的電流值控制在適合的范圍，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度保持率高的燈。[電極間距]電極間距是指燈泡內(nèi)的同軸對(duì)置配置的陽(yáng)極和陰極的兩個(gè)前端部間的距離。一般來(lái)說(shuō)，在搭載于周邊曝光裝置的光源中，采用匯聚橢圓鏡，使從超高壓汞燈放射的光的發(fā)光點(diǎn)位于第一焦點(diǎn)，利用橢圓鏡接收其光線，并使向外部的被照射物傳遞光線的導(dǎo)光體的入射面位于第二焦點(diǎn)，因此電極間距離越短，放射的光在匯聚于第二焦點(diǎn)時(shí)，單位面積的光強(qiáng)度越高；距離越長(zhǎng)，聚光度降低，會(huì)在入射面以外的區(qū)域較多光發(fā)生散射，從而使單位面積的光強(qiáng)度降低，從燈放射的光的利用率下降?，F(xiàn)有技術(shù)的超高壓汞燈中，一般采用的電極間距離為2.0mm，但是本發(fā)明的超高壓汞燈的電極間距離優(yōu)選為2.2～2.4mm。擴(kuò)大電極間距會(huì)使初期單位面積的光強(qiáng)度下降，但是通過(guò)使燈照射時(shí)的電壓上升電流下降，可以降低電極的損耗量、提高壽命期內(nèi)的光強(qiáng)度保持率，比現(xiàn)有技術(shù)保持更長(zhǎng)時(shí)間的規(guī)定的光強(qiáng)度。另一方面，電極間距離超過(guò)2.4mm時(shí)，初期單位面積的光強(qiáng)度大幅降低，光強(qiáng)度保持率方面也難以保持規(guī)定的光強(qiáng)度，因此不推薦。使電極間距為2.2～2.4mm范圍內(nèi)，而將由汞量和稀有氣體壓力決定的點(diǎn)亮?xí)r的電壓控制在適合的范圍內(nèi)，并使后述燈照射時(shí)的電流值也收斂在適合的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度保持率高的燈。[照射時(shí)的燈的電流值]發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)施大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的超高壓汞燈的點(diǎn)亮?xí)r電流值對(duì)燈的光強(qiáng)度保持率有很大的影響。即，優(yōu)選本發(fā)明的超高壓汞燈的照射時(shí)電流值范圍為5.0A～7.0A。在使用恒功率控制的電源驅(qū)動(dòng)該超高壓汞燈點(diǎn)亮?xí)r，需要利用汞量、稀有氣體壓力、電極間距離以使點(diǎn)亮?xí)r電流在上述的范圍內(nèi)。在點(diǎn)亮?xí)r的電流值低于5.0A時(shí)，存在電弧放電不穩(wěn)定，發(fā)生閃爍等的弊端。另一方面，在電流值超過(guò)7.0A時(shí)，由于電極溫度上升，加快電極損耗，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生閃爍；由于從電極蒸發(fā)的浮游物附著在燈的燈泡內(nèi)表面，使放射光的透過(guò)率下降；由于加快電極間距離擴(kuò)大，使聚光效率降低，從而產(chǎn)生光強(qiáng)度保持率下降的現(xiàn)象。而且，該燈點(diǎn)亮?xí)r的電流值對(duì)于額定功率為200W～330W之間的本發(fā)明的超高壓汞燈都適用。進(jìn)而，更優(yōu)選超高壓汞燈的點(diǎn)亮?xí)r燈的電流值為5.5A以上6.5A以下。在該電流值范圍內(nèi)點(diǎn)亮的超高壓汞燈的光強(qiáng)度保持率如表1所示，具有極高的實(shí)用性。【表1】雖然不能明確具有特別作用效果的原因，但推測(cè)如下，由于封入的氙氣具有低電離電壓和低熱傳導(dǎo)率，因此通過(guò)將對(duì)作為電極材料的釷鎢電極的熱量影響抑制到極低，可以降低整個(gè)燈的壽命期間電極材料的損耗量。[規(guī)定光強(qiáng)度]本發(fā)明的規(guī)定光強(qiáng)度是指，在搭載于周邊曝光裝置的光源所設(shè)置的導(dǎo)光體的入射面上，周邊曝光裝置工作時(shí)所要求的超高壓汞燈的紫外線強(qiáng)度的最小限度，是設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)必須保持的光強(qiáng)度。例如，表示為248nm附近為1300mW/cm2以上，365nm附近為3500mW/cm2以上的光強(qiáng)度。作為紫外線強(qiáng)度測(cè)定器，使用USHIO電機(jī)株式會(huì)社制，本體為：UIT-250、受光器為：UVD-S365、UVD-S254測(cè)量上述的各個(gè)強(qiáng)度值。超高壓汞燈安裝于后述的紫外線照射裝置100，根據(jù)各燈額定功率供給電力使其點(diǎn)亮。利用安裝于紫外線照射裝置100的石英纖維光導(dǎo)(束直徑：φ5mm·長(zhǎng)度：1000mm)的入射面接收由該超高壓汞燈發(fā)出的光，使上述受光器在距其出射面10mm的位置處與其正對(duì)，分別測(cè)量強(qiáng)度值。本發(fā)明第四實(shí)施方式的超高壓汞燈放射，其發(fā)出的紫外線中，248nm附近的光(具體為大致230nm～290nm的波段)和365nm附近的光(具體為大致330nm～400nm的波段)，與現(xiàn)有的同種類的燈相比平衡性極好。上述的第一～第三實(shí)施方式的超高壓汞燈特征在于，248nm附近的光相對(duì)于365nm附近的光，各波段下eV積分值的比為40％以上。對(duì)制造半導(dǎo)體時(shí)所使用的抗蝕劑，在所照射的紫外線(光)的作用下，使抗蝕劑的構(gòu)成產(chǎn)生化學(xué)變化，其熔融性會(huì)發(fā)生變化。能夠利用該作用，在周邊曝光中除去抗蝕劑。該化學(xué)變化不僅會(huì)受到光強(qiáng)度的影響也會(huì)受到光子能量的強(qiáng)烈影響。綜上所述，作為高效除去抗蝕劑的方法，重視各自波段的光具有的光子能量(eV)從而控制超高壓汞燈發(fā)出的紫外線(光)的平衡性，評(píng)價(jià)、確定上述各波段下的eV積分值，具有極大的技術(shù)性意義。[光強(qiáng)度保持率]本發(fā)明的超高壓汞燈的光強(qiáng)度保持率是指，使設(shè)于周邊曝光裝置的光源的超高壓汞燈的發(fā)光點(diǎn)位于第一焦點(diǎn)，在聚光橢圓鏡中，使接受該光線，并向外部的被照射物傳遞光線的導(dǎo)光體的入射面位于第二焦點(diǎn)，經(jīng)規(guī)定的使用時(shí)間后，具體來(lái)說(shuō)，在達(dá)到設(shè)計(jì)壽命的時(shí)間點(diǎn)后，分別比較365nm附近波段及/或248nm附近波段的紫外線強(qiáng)度與各波段初始強(qiáng)度，高的光強(qiáng)度保持率是指，比如使用3000小時(shí)后，在365nm附近波段大致為72％(比較例1大致為50％)，在248nm附近波段大致為59％(比較例1大致為32％)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明超高壓汞燈10的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明紫外線照射裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及比較例中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖4為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及比較例中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖5為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及比較例中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖6為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及比較例中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖7為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式～第三實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖8為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式～第三實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖9為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式～第三實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖10為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式～第三實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖11為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第四、第五實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖12為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第四、第五實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖13為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第第四、第五實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖14為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第第四、第五實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖15為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第六實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖16為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第六實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間248nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖17為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第六實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度推移圖。圖18為本發(fā)明超高壓汞燈的第一實(shí)施方式及第六實(shí)施方式中根據(jù)使用時(shí)間365nm附近的光強(qiáng)度保持率圖。圖19為表示本發(fā)明超高壓汞燈的實(shí)施方式及比較例中照射時(shí)電流值與使用3000小時(shí)后的248nm附近的光強(qiáng)度保持率之間關(guān)系的圖。圖20為表示本發(fā)明超高壓汞燈的實(shí)施方式及比較例中照射時(shí)電流值與使用3000小時(shí)后的365nm附近的光強(qiáng)度保持率之間關(guān)系的圖。圖21為表示本發(fā)明超高壓汞燈的汞的封入量與248nm附近及365nm附近的光強(qiáng)度關(guān)系的圖。圖22為表示本發(fā)明超高壓汞燈的光譜分布的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10、30～34、50、51超高壓汞燈11燈泡部12a陽(yáng)極12b陰極13密封部14導(dǎo)電箔15外部引線100紫外線照射裝置具體實(shí)施方式以下根據(jù)附圖，說(shuō)明本發(fā)明的超高壓汞燈及搭載有該超高壓汞燈的紫外線照射裝置。本實(shí)施方式中，按照以下的順序分項(xiàng)進(jìn)行說(shuō)明。1.超高壓汞燈的構(gòu)成(各實(shí)施方式)2.紫外線照射裝置的構(gòu)成(用于各實(shí)施方式)3.第一實(shí)施方式4.比較例15.比較例26.分析7.第二實(shí)施方式8.第三實(shí)施方式9.第四實(shí)施方式10.第五實(shí)施方式11.燈的總結(jié)12.第六實(shí)施方式(紫外線照射裝置)<1.超高壓汞燈的構(gòu)成>利用作為結(jié)構(gòu)示意圖的圖1說(shuō)明本發(fā)明的超高壓汞燈的整體結(jié)構(gòu)。如圖1所示，在本實(shí)施方式中，所示例的超高壓汞燈10具有燈泡部；及以電極間距G、同軸對(duì)置配置在燈泡部11內(nèi)的陽(yáng)極12a和陰極12b。構(gòu)成陽(yáng)極12a的材料是鎢，構(gòu)成陰極12b的材料可以使用例如釷鎢電極。燈泡部11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為每1cc容積封入規(guī)定量的汞(沒(méi)有圖示)，和封入壓力在規(guī)定范圍的氙氣(沒(méi)有圖示)。在從燈泡部11連續(xù)向同軸方向延伸的玻璃棒狀部的密封部13的內(nèi)部，配置有鉬導(dǎo)電箔14，在導(dǎo)電箔14的燈泡部一側(cè)端部焊接電極(陽(yáng)極12a、陰極12b)而進(jìn)行連接。在導(dǎo)電箔14的另一端焊接外部引線15而進(jìn)行連接，外部引線15從密封部13部分露出。該超高壓汞燈10，在端部附設(shè)有用于固定及導(dǎo)電的燈口和引線等，如圖2所示，安裝于后述具有恒功率的電源控制部24的紫外線照射裝置100，點(diǎn)亮?xí)r流過(guò)規(guī)定的電流值。<2.紫外線照射裝置的結(jié)構(gòu)>使用結(jié)構(gòu)示意圖的圖2說(shuō)明本發(fā)明的紫外線照射裝置的整體構(gòu)成。紫外線照射裝置100具有固定超高壓汞燈10的燈架21；匯聚由燈10放射的光的橢圓鏡22；支撐燈架21和橢圓鏡22使其位于規(guī)定位置的支撐臺(tái)23；向燈10供給規(guī)定功率的電源控制部24。收容上述部件的外部框架，在燈架21的背面?zhèn)鹊耐鈧?cè)面具有開(kāi)口，設(shè)置由進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的排風(fēng)扇25，在橢圓鏡22的開(kāi)口側(cè)的外側(cè)面具有開(kāi)口，并設(shè)置有導(dǎo)光體架27，其用于對(duì)接受從燈10放射的光的導(dǎo)光體26和其受光面26a進(jìn)行保持固定。在導(dǎo)光體架27附近設(shè)置有未圖示的機(jī)械光圈、機(jī)械快門(mén)，可選擇地透過(guò)、切斷從燈10放射的光，從而控制照射到導(dǎo)光體26的受光面26a的光強(qiáng)度。對(duì)于放電燈10，將其從設(shè)置于外部框架的未圖示的更換門(mén)送到外部框架內(nèi)，使其貫通橢圓鏡22上表面的開(kāi)口部22a，與設(shè)置于其上方的燈架21嵌合，從而將其保持固定。預(yù)先對(duì)該照射裝置100進(jìn)行精密調(diào)整，以利用燈架21將放電燈10保持固定于規(guī)定位置，使放電燈10的發(fā)光點(diǎn)位于橢圓鏡22的第一焦點(diǎn)F1處，使導(dǎo)光體26的受光面26a位于第二焦點(diǎn)F2處。導(dǎo)光體26可以采用，將多個(gè)光纖扎成束的纖維光導(dǎo)，單一的玻璃棒，或收容于具有規(guī)定的匯聚配光性能的外殼的透鏡群等。向紫外線照射裝置100供給電力使其工作。事先調(diào)整電源輸出，以從電源控制部24供給與燈額定功率相應(yīng)的規(guī)定的恒定功率。下面，根據(jù)上述共同的超高壓汞燈10及紫外線照射裝置100的結(jié)構(gòu)，對(duì)本發(fā)明的超高壓汞燈的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。<3.第一實(shí)施方式>作為本發(fā)明的超高壓汞燈，的本實(shí)施方式的燈30的構(gòu)成如下所述。燈額定功率：250W燈泡部每單位容積的汞封入量：36mg/cc氙氣封入壓力：0.2atm電極間距：2.3mm將上述構(gòu)成的燈30安裝于紫外線照射裝置100，從電源控制部23對(duì)燈30供給約249W的規(guī)定電力，使其點(diǎn)亮。使用鉗型測(cè)試儀(CL220：橫河メータ&インスルメンツ股份公司制造)對(duì)該照射的燈30點(diǎn)亮?xí)r電流值進(jìn)行測(cè)量，該測(cè)量值為6.3A。照射裝置中安裝石英纖維的光導(dǎo)(束徑：φ5mm，長(zhǎng)度：1000mm，從照射面到受光器的距離為10mm)作為導(dǎo)光體，使用紫外線強(qiáng)度計(jì)UIT-250、受光器UVD-S365、UVD-S254(均為USHIO電機(jī)株式會(huì)社制)測(cè)量該燈30在使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為2460mW/cm2，在365nm附近為5455mW/cm2。使用光譜放射照度計(jì)USR-40(光譜分析儀，ウシオ電機(jī)股份公司制造)以1nm間距測(cè)量從燈30發(fā)出的光的光譜分布。其測(cè)量結(jié)果如圖22所示。在測(cè)定的230nm～290nm的波段(248nm附近)和330nm～400nm的波段(365nm附近)，將各波段的測(cè)定值乘以該波段的eV單位的能量，對(duì)上述值累計(jì)，而對(duì)于每個(gè)波段求得eV積分值。248nm附近的光的積分值相對(duì)于365nm附近的光的積分值約為50％。使該燈30連續(xù)點(diǎn)亮3000小時(shí)，分別測(cè)量開(kāi)始使用后經(jīng)過(guò)500、1000、1500、2000、2500、3000小時(shí)的248nm附近和365nm附近的各波段下的紫外線強(qiáng)度，匯總其結(jié)果如圖3及圖5所示。分別比較經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后的紫外線強(qiáng)度和使用開(kāi)始時(shí)的紫外線強(qiáng)度，算出強(qiáng)度保持率，匯總結(jié)果如圖4及圖6所示。該燈30點(diǎn)亮3000小時(shí)后，248nm附近的紫外線強(qiáng)度為1451mW/cm2，365nm附近的紫外線強(qiáng)度為3928mW/cm2。各強(qiáng)度保持率，前者為59.0％，后者為72.0％。<4.比較例1>下面為了與現(xiàn)有技術(shù)的超高壓汞燈進(jìn)行比較驗(yàn)證，對(duì)于燈50使用以下結(jié)構(gòu)。該燈50，其重視248nm附近的波段的初始光強(qiáng)度，汞的封入量較少，封入的氣體為氬氣。燈額定功率：250W燈泡部單位容積的汞的封入量：30mg/cc氬氣的封入壓力：0.26atm電極間距：2.0mm將上述構(gòu)成的燈50安裝于紫外線照射裝置100，從電源控制部23對(duì)燈50供給250W的規(guī)定電力，使其點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈50，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是8.1A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為3460mW/cm2，在365nm附近為5718mW/cm2。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1118mW/cm2，在365nm附近為2876mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為32.3％，后者為50.3％。<5.比較例2>本發(fā)明驗(yàn)證實(shí)施的過(guò)程中，已確認(rèn)的比較例2為燈51具，具有以下的結(jié)構(gòu)。燈額定功率：250W燈泡部單位容積的汞的封入量：20mg/cc氬氣的封入壓力：0.26atm電極間距：2.3mm將上述構(gòu)成的燈51安裝于紫外線照射裝置100，由電源控制部23對(duì)燈51供給250W的規(guī)定功率，使其點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈51，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是8.6A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為2807mW/cm2，在365nm附近為4492mW/cm2。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為587mW/cm2，在365nm附近為1914mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為20.9％，后者為42.6％。<6.分析>對(duì)比第一實(shí)施方式、比較例1、及比較例2的測(cè)定結(jié)果，可看到在各波段經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值相差很大。雖然第一實(shí)施方式在開(kāi)始點(diǎn)亮?xí)r，248nm附近的紫外線強(qiáng)度低于比較例1和比較例2，365nm附近的紫外線強(qiáng)度也低于比較例1，但是在經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后，兩個(gè)波段的紫外線強(qiáng)度均高于比較例1及比較例2。搭載于周邊曝光裝置的紫外線照射裝置用超高壓汞燈，例如某一周邊曝光裝置要求使用3000小時(shí)后所必需的紫外線強(qiáng)度是，248nm附近為1300mW/cm2，365nm附近為3500mW/cm2。為了使周邊曝光裝置穩(wěn)定工作，采用的技術(shù)思想是，在設(shè)計(jì)裝置時(shí)，要在使用開(kāi)始時(shí)刻供給更多的光，而使其符合設(shè)定壽命末期的光強(qiáng)度要求。因此，使用開(kāi)始時(shí)刻，使用設(shè)置于紫外線照射裝置內(nèi)部的機(jī)械快門(mén)遮擋必要強(qiáng)度以上多余的光從而不被利用。如果將該性能必要條件套入上述的三個(gè)例子，第一實(shí)施方式的燈30的壽命可以達(dá)到4000小時(shí)，與此相對(duì)，由表示各使用時(shí)間下光強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果的圖3及圖5可知，由于365nm附近的波段的光強(qiáng)度劣化嚴(yán)重，因此比較例1的燈50的壽命僅有約1000小時(shí)，比較例2的燈51的壽命僅有約500小時(shí)。因此，如果將壽命用比率來(lái)表示，本發(fā)明的超高壓汞燈具有，分別是現(xiàn)有技術(shù)的超高壓汞燈的壽命的4.0倍和8.0倍的顯著的技術(shù)效果。<7.第二實(shí)施方式>作為本發(fā)明的超高壓汞燈，該第二實(shí)施方式的燈31的構(gòu)成如下所述。該燈31與第一實(shí)施方式的燈30相比，氙氣的封入壓力更高。燈額定功率：250W燈泡部單位容積的汞封入量：36mg/cc氙氣封入壓力：5.0atm電極間距：2.3mm將上述構(gòu)成的燈31安裝于紫外線照射裝置100，由電源控制部23對(duì)燈31供給250W的規(guī)定電力，使其點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈31，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是6.0A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為2164mW/cm2，在365nm附近為5891mW/cm2。經(jīng)過(guò)進(jìn)行3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近度為1335mW/cm2，在365nm附近為4348mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為61.7％，后者為73.8％。<8.第三實(shí)施方式>作為本發(fā)明的超高壓汞燈，該第三實(shí)施方式的燈32的構(gòu)成如下所述。該燈32與第一實(shí)施方式的燈30相比，電極間距更大。燈額定功率：250W燈泡部單位容積的汞封入量：36mg/cc氙氣封入壓力：0.2atm電極間距：2.4mm將上述構(gòu)成的燈32安裝于紫外線照射裝置100，從電源控制部23對(duì)燈32供給250W的規(guī)定電力，使其點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈32，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是6.1A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為2263mW/cm2，在365nm附近為5291mW/cm2。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1385mW/cm2，在365nm附近為3921mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為61.2％，后者為74.1％。<9.第四實(shí)施方式>作為本發(fā)明的超高壓汞燈，該第四實(shí)施方式的燈33的構(gòu)成如下所述。該燈33與第一實(shí)施方式的燈30相比，燈額定功率增加到300W并增加了汞封入量。燈額定功率：300W燈泡部單位容積的汞封入量：40mg/cc氙氣封入壓力：0.2atm電極間距：2.3mm將上述構(gòu)成的燈33安裝于紫外線照射裝置100，由電源控制部23向燈33供給300W的規(guī)定電力，使其點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈33，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是7.0A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為2778mW/cm2，在365nm附近為6776mW/cm2。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1447mW/cm2，在365nm附近為4472mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為52.1％，后者為66.0％。<10.第五實(shí)施方式>作為本發(fā)明的超高壓汞燈，該第五實(shí)施方式的燈34的構(gòu)成如下所述。該燈34與第一實(shí)施方式的燈30相比，燈額定功率降低到200W。燈額定功率：200W燈泡部單位容積的汞的封入量：36mg/cc氙氣封入壓力：0.2atm電極間距：2.3mm將上述構(gòu)成的燈34安裝于紫外線照射裝置100，從電源控制部23對(duì)燈34供給200W的規(guī)定電力，使其點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈34，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是5.2A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1968mW/cm2，在365nm附近為4364mW/cm2。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1334mW/cm2，在365nm附近為3544mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為67.8％，后者為81.2％。<11.超高壓汞燈的總結(jié)>以往，使248nm附近及365nm附近的光強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間保持在規(guī)定強(qiáng)度以上的方法，通常是采用提高初始光強(qiáng)度的方法，但是由于光強(qiáng)度保持率低，不能得到充分延長(zhǎng)壽命的效果。在此，根據(jù)第一實(shí)施方式～第五實(shí)施方式及比較例1、2的結(jié)果可以確認(rèn)，光強(qiáng)度保持率和電流值是相關(guān)的(圖19、圖20)。根據(jù)該結(jié)果可以確認(rèn)，通過(guò)使電流值在7.0A以下，就可使經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的光強(qiáng)度保持率，在248nm附近為大致50％以上，在365nm附近為大致60％以上，并可確認(rèn)在電流值滿足7.0A以下的范圍內(nèi)，通過(guò)設(shè)定汞封入量、氙氣封入壓力、電極間距，就可以實(shí)現(xiàn)3000小時(shí)以上的長(zhǎng)使用壽命。<12.第六實(shí)施方式>結(jié)合第六實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的紫外線照射裝置進(jìn)行如下說(shuō)明。該紫外線照射裝置是，將<2.紫外線照射裝置的構(gòu)成>的紫外線照射裝置100中的供給規(guī)定功率的電源控制部24更換為可以根據(jù)電壓或電流改變供給功率，且附加了可根據(jù)照射時(shí)間適當(dāng)增減供給功率的程序控制功能，而構(gòu)成紫外線照射裝置101，對(duì)其安裝第一實(shí)施方式的燈30，作為本發(fā)明的超高壓汞燈。使該紫外線照射裝置101工作，對(duì)燈30供給略低于燈額定功率250W的大致225W的電力，使燈點(diǎn)亮。在與第一實(shí)施方式相同的條件下測(cè)量該燈30，點(diǎn)亮?xí)r的電流值是5.8A，使用開(kāi)始時(shí)刻的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為2214mW/cm2，在365nm附近為4909mW/cm2。在連續(xù)點(diǎn)亮的過(guò)程中進(jìn)行程序控制，直到使用時(shí)間達(dá)到3000小時(shí)為止，按照點(diǎn)亮?xí)r間每500小時(shí)，使供給的電力增加燈額定大致5W(3000小時(shí)之后保持燈額定功率250W)。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1552mW/cm2，在365nm附近為4035mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為70.1％，后者為82.2％。繼續(xù)使其點(diǎn)亮，經(jīng)過(guò)5000小時(shí)后的紫外線強(qiáng)度，在248nm附近為1379mW/cm2，在365nm附近為3672mW/cm2。強(qiáng)度保持率，前者為62.3％，后者為74.8％。如前所述，由于搭載于某一周邊曝光裝置的壽命末期的紫外線強(qiáng)度要求規(guī)格值，在248nm附近為1300mW/cm2，在365nm附近為3500mW/cm2，因此可使燈壽命延長(zhǎng)到5000小時(shí)。在此，對(duì)圖15及圖17進(jìn)行說(shuō)明，其表示第六實(shí)施方式中，紫外線強(qiáng)度在使用時(shí)間上發(fā)生變化。對(duì)于第一實(shí)施方式及第六實(shí)施方式，分別繪制每500小時(shí)使用時(shí)間下，在248nm和365nm附近的紫外線強(qiáng)度的測(cè)定值，而得到圖15及圖17。在此，對(duì)248nm附近的波段下的光強(qiáng)度，在所要求1300mW/cm2的值處繪制水平線，并對(duì)365nm附近的波段下的光強(qiáng)度，在所要求3500mW/cm2的值處繪制水平線，由于可利用設(shè)置于照射裝置的機(jī)械光圈進(jìn)行減光(變換為熱等)，因此可使超出該線部分的光強(qiáng)度不被利用。第六實(shí)施方式的壽命大致為第一實(shí)施方式的1.25倍(5000小時(shí)：4000小時(shí))，相差很大，在消耗電力這點(diǎn)上，平均可以降低10％以上，由于具有長(zhǎng)使用壽命，可以減少用于制造電極的稀有金屬鎢的使用量，也可以使廢物循環(huán)周期更長(zhǎng)，從而在耐環(huán)境性上也具有非常好的效果。