(57)【要約】  放電ランプは、発光部を形成するための電極が内部に設けられたガラス管と、そのガラス管の端部に設けられた口金部と、を備え、口金部に開口よりなる貫通孔が設けられている。光源装置は、放電ランプの口金部の貫通孔に光ビームを入射させる照射部と、その貫通孔を通過した光ビームを検出する受光部と、受光部の検出結果を用いて放電ランプの角度を求める光源制御系とを備える。放電ランプの使用済みか否か又は回転角などの状態を容易に確認できる。
2017099221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプの使用状態を検出する検出部を備えた装置に装填される放電ランプであって、
放電用の電極と、
前記検出部により検出され、前記電極が通電されると、第１状態から第２状態に変化する被検出部と、を備える放電ランプ。
【請求項２】
被検出部は、前記電極への通電時間が所定時間以上経過すると、前記第１状態から前記第２状態へ変化する請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
発光部を形成するガラス部材と、
前記ガラス部材の端部に設けられ、前記放電用の電極に通電する通電部材と、さらに備え、
前記被検出部は、前記通電部材に設けられる請求項１又は２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記被検出部は、前記通電部材に設けられた開口である請求項３に記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記被検出部は、前記通電部材の前記開口を通過する光ビームの少なくとも一部を遮光可能な可動部を有する請求項４に記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記通電部材は、前記開口が設けられ前記可動部を収容可能な第１収容部と、孔が設けられた隔壁部を介して前記第１収容部に隣接して設けられ、前記可動部を収容可能な第２収容部とを有し、
前記電極が通電されていない前記第１状態では、前記可動部は前記第２収容部内に収容され、前記電極が所定時間通電された前記第２状態では、前記可動部は前記孔を通過し前記第１収容部内に収容される請求項５に記載の放電ランプ。
【請求項７】
前記被検出部は、前記第２状態において、前記第１収容部内の前記可動部が前記第２収容部へ移動しないように移動を規制する規制部を有する請求項６に記載の放電ランプ。
【請求項８】
前記通電部材は、前記ガラス部材を挟むように設けられた第１通電部材及び第２通電部材を有する請求項３〜７のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項９】
発光部を形成するガラス部材と、該ガラス部材内の電極に通電する第１通電部材及び第２通電部材と、を備えた放電ランプであって、
前記第１通電部材に開口が設けられる放電ランプ。
【請求項１０】
前記第１通電部材の前記開口を通過する光ビームの少なくとも一部を遮光可能な可動部を備える請求項９に記載の放電ランプ。
【請求項１１】
前記第１通電部材は、前記開口が設けられるとともに前記可動部を収容可能な第１収容部と、孔が設けられた隔壁部を介して前記第１収容部に隣接して設けられるとともに前記可動部を収容可能な第２収容部とを有し、
前記放電ランプの使用開始前に、前記可動部は前記第２収容部内に収容され、
前記第１通電部材及び前記第２通電部材に通電されていない状態では、前記可動部は前記隔壁部の前記孔を通過できないとともに、前記第１口金部材及び前記第２口金部材に通電している状態で、前記可動部は前記開口を通過可能である請求項１０に記載の放電ランプ。
【請求項１２】
前記第１通電部材は、
電力ケーブルが連結された部材が連結可能な被連結部と、
搬送部によって保持可能な非平面部を含む被保持部と、を有する請求項８〜１１のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項１３】
前記第１通電部材の前記被保持部は、表面が球面状の軸対称部を含む請求項１２に記載の放電ランプ。
【請求項１４】
前記第１通電部材は放熱フィンを有する請求項８〜１３のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項１５】
前記第２通電部材は、支持部材に載置可能なフランジ部と、該フランジ部より断面積が小さい小径部と、該小径部より断面積が大きい段差部と、を有する請求項８〜１４のいずれか一項に記載の放電ランプ。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれか一項に記載の放電ランプを備えた光源装置であって、
前記放電ランプを保管する保管部と、
前記放電ランプを搬送する搬送部と、
前記放電ランプの前記第１通電部材の前記開口に光ビームを入射させる送光部と、
前記開口を通過した前記光ビームを検出する受光部と、
前記受光部の検出結果を用いて前記放電ランプの状態を判別する制御部と、
を備える光源装置。
【請求項１７】
前記放電ランプの回転角を補正する補正部を備え、
前記制御部は、前記受光部の検出結果を用いて前記放電ランプの回転角を求め、求めた回転角に基づいて前記補正部を介して前記放電ランプの回転角を補正する請求項１６に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記放電ランプは、前記第１通電部材の前記開口に入射する前記光ビームの少なくとも一部を遮光可能な可動部を備え、
前記制御部は、前記受光部の検出結果を用いて、前記開口に入射した前記光ビームの少なくとも一部が前記可動部によって遮光されているかどうかを判定し、該判定結果に基づいて前記放電ランプの使用状態を判別する請求項１５又は１７に記載の光源装置。
【請求項１９】
前記放電ランプの前記第１通電部材に電力ケーブルを着脱可能に連結する連結部と、
前記放電ランプの前記第２通電部材を着脱可能に支持する支持部と、を備える請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の前記放電ランプから発生する光でマスクを照明する照明系と、
前記マスクのパターンの像を基板に投影する投影光学系と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２１】
請求項８〜１５のいずれか一項に記載の放電ランプの交換方法であって、
前記放電ランプを保管することと、
前記放電ランプを保管部から設置位置まで搬送することと、
前記放電ランプの前記第１通電部材の前記開口に光ビームを入射させることと、
前記開口を通過した前記光ビームを検出することと、
前記光ビームの検出結果を用いて前記放電ランプの状態を判別することと、
を含む交換方法。
【請求項２２】
前記放電ランプの状態を判別することは、前記光ビームの検出結果を用いて前記放電ランプの回転角を求めることを含み、
求めた回転角に基づいて前記放電ランプの回転角を補正することを含む請求項２１に記載の交換方法。
【請求項２３】
前記放電ランプは、前記第１通電部材の前記開口に入射する前記光ビームの少なくとも一部を遮光可能な可動部を備え、
前記放電ランプの状態を判別することは、前記光ビームの検出結果を用いて、前記開口に入射した前記光ビームの少なくとも一部が前記可動部によって遮光されているかどうかを判定することと、該判定結果に基づいて前記放電ランプの使用状態を判定することとを含む請求項２１又は２２に記載の交換方法。
【請求項２４】
請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の放電ランプの交換方法を用いて放電ランプを交換することと、
前記放電ランプから発生する光でマスクを照明することと、
前記マスクのパターンの像を基板に投影することと、を含む露光方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ及びその交換方法、放電ランプを備えた光源装置、その交換方法を使用する露光方法、その光源装置を備えた露光装置、並びに露光技術を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種デバイス（液晶表示デバイス又は半導体デバイス等）を製造するためのリソグラフィ工程において、マスクに形成されたパターンを感光材料が塗布された基板（ガラスプレート又は半導体ウエハ等）に転写するために使用されている、一括露光型の投影露光装置、及び走査露光型の投影露光装置などの露光装置には、超高圧水銀ランプ等の放電ランプと集光鏡とを組み合わせて構成される露光用の光源装置を備えているタイプがある。【０００３】
従来の光源装置には、放電ランプの一方の口金にフランジ部及び段差部を設け、開口の設けられたベース部の表面にそのフランジ部を載置した状態で、その開口内でその段差部をレバー部材等で下方に付勢することで、その放電ランプを固定するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、露光装置用の放電ランプは、予め定められた許容時間を超過して使用すると、照度低下により露光性能（解像度等）が悪化する恐れがある。そのため、放電ランプの累積使用時間がその許容時間を経過したときには、未使用の放電ランプと交換していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６６９４７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
露光装置の光源装置において、例えば使用済みの放電ランプと未使用の放電ランプとを共通の保管部で保管して、放電ランプの交換を自動的に行えるようにする場合、従来は使用済みの放電ランプと未使用の放電ランプとの外形が同じであるため、使用済みの放電ランプを再び使用する恐れがある。
また、例えば軸対称ではない放電ランプを保管部から放電ランプの設置位置に搬送する際に、その放電ランプの回転角が目標値から比較的大きくずれていると、搬送部等にその放電ランプを迅速に受け渡すことができなくなる恐れがある。【０００６】
本発明の態様は、このような事情に鑑み、放電ランプの状態を容易に確認できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、放電ランプの使用状態を検出する検出部を備えた装置に装填される放電ランプであって、放電用の電極と、その検出部により検出され、その電極が通電されると、第１状態から第２状態に変化する被検出部と、を備えた放電ランプが提供される。
本発明の第２の態様によれば、発光部を形成するガラス部材と、該ガラス部材を挟むように設けられた第１口金部材及び第２口金部材と、を備えた放電ランプであって、その第１口金部材に貫通孔が設けられた放電ランプが提供される。
第３の態様によれば、本発明の態様の放電ランプを備えた光源装置であって、その放電ランプを保管する保管部と、その放電ランプを搬送する搬送部と、その放電ランプのその第１口金部材のその貫通孔に光ビームを入射させる送光部と、その貫通孔を通過したその光ビームを検出する受光部と、その受光部の検出結果を用いてその放電ランプの状態を求める制御部と、を備える光源装置が提供される。【０００８】
第４の態様によれば、本発明の態様の光源装置と、その光源装置のその放電ランプから発生する光でマスクを照明する照明系と、  そのマスクのパターンの像を基板に投影する投影光学系と、を備える露光装置が提供される。【０００９】
第５の態様によれば、本発明の態様の放電ランプの交換方法であって、その放電ランプを保管することと、その放電ランプを保管部から設置位置まで搬送することと、その放電ランプのその第１口金部材のその貫通孔に光ビームを入射させることと、その貫通孔を通過したその光ビームを検出することと、その光ビームの検出結果を用いてその放電ランプの状態を求めることと、を含む交換方法が提供される。【００１０】
第６の態様によれば、本発明の態様の放電ランプの交換方法を用いて放電ランプを交換することと、その放電ランプから発生する光でマスクを照明することと、そのマスクのパターンの像を基板に投影することと、を含む露光方法が提供される。
第７の態様によれば、本発明の態様の露光装置又は露光方法を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１中の放電ランプを示す図である。
【図３】（Ａ）は図３（Ｂ）のＡＡ線に沿う断面図、（Ｂ）は未使用の放電ランプの陽極側口金部を示す断面図、（Ｃ）は使用済みの放電ランプの陽極側口金部を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は図１中の光源装置を示す一部を切り欠いた平面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の光源装置を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図５】放電ランプの陽極側口金部及びクランプ機構を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）はスライド部を移動中の光源装置を示す一部を切り欠いた平面図、（Ｂ）は図６（Ａ）の光源装置を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図７】（Ａ）は放電ランプの陽極側口金部をクランプした状態を示す図、（Ｂ）は口金部のクランプを解除した状態を示す図である。
【図８】光源装置を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図９】（Ａ）はランプ把持用の爪部で陽極側口金部を掴む状態を示す平面図、（Ｂ）は図９（Ａ）の側面図である。
【図１０】（Ａ）は放電ランプを移動中の光源装置を示す一部を切り欠いた平面図、（Ｂ）は図１０（Ａ）の光源装置を示す一部を切り欠いた側面図である。
【図１１】ランプ保管用ターンテーブルに設置された複数の放電ランプを示す一部を切り欠いた図である。
【図１２】ランプ保管用ターンテーブルの位置決め部を示す図である。
【図１３】放電ランプの交換方法の一例を示すフローチャートである。
【図１４】（Ａ）は第２の実施形態の未使用の放電ランプの陽極側口金部を示す断面図、（Ｂ）は使用済みの放電ランプの陽極側口金部を示す断面図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図１４（Ａ）の陽極側口金部のクランプ機構を示す断面図である。
【図１６】（Ａ）は第１変形例の放電ランプの陽極側口金部を示す断面図、（Ｂ）は第２変形例の放電ランプの陽極側口金部を示す断面図である。
【図１７】（Ａ）は第３変形例の放電ランプの陽極側口金部を示す断面図、（Ｂ）は図１７（Ａ）の球体が下方に移動した状態を示す断面図である。
【図１８】（Ａ）は第４変形例の放電ランプの陽極側口金部をクランプした状態を示す図、（Ｂ）は図１８（Ａ）の陽極側口金部を示す拡大断面図、（Ｃ）は図１８（Ｂ）の端子部を示す断面図、（Ｄ）は図１８（Ｂ）の端子部の内部をＤ方向に見た図である。
【図１９】（Ａ）は第５変形例の放電ランプの陽極側口金部の端子部の内部を示す図、（Ｂ）は図１９（Ａ）の２つの弾性ヒンジ部の先端の間隔が大きくなった状態を示す図である。
【図２０】（Ａ）は第６変形例の放電ランプの陽極側口金部の端子部の内部を示す図、（Ｂ）は図２０（Ａ）の２つの弾性ヒンジ部の先端の間隔が大きくなった状態を示す図である。
【図２１】（Ａ）は第７変形例の放電ランプの陽極側口金部の端子部を示す断面図、（Ｂ）は図２１（Ａ）のミラー部の角度が変化した状態を示す図である。
【図２２】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図１３を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る光源装置３０を備えた露光装置ＥＸの概略構成を示す。露光装置ＥＸは、一例として走査露光型の投影露光装置である。図１において、光源装置３０は、アーク放電型の超高圧水銀ランプよりなる放電ランプ１と、放電ランプ１の陰極側の口金部２６を保持する支持部材３３と、支持部材３３を移動可能な引き出し部３６（図４（Ｂ）参照）と、支持部材３３に対する口金部２６の固定及び解除を行う駆動ユニット３４と、放電ランプ１のガラス管２５（バルブ）を囲むように配置された楕円鏡２（集光ミラー）と、露光時（放電ランプ１の使用時）に、放電ランプ１及び楕円鏡２等を収容する箱状のランプハウス３１とを有する。露光時に、放電ランプ１のガラス管２５内の発光部は、一例として楕円鏡２の第１焦点付近に配置されている。
【００１３】
また、光源装置３０は、放電ランプ１の陽極側の口金部２８に着脱可能に連結可能な可撓性を持つ電力ケーブル２４と、放電ランプ１の陰極側の口金部２６に支持部材３３を介して連結される可撓性を持つ電力ケーブル２３と、電力ケーブル２３，２４を介して放電ランプ１に電力（電流）を供給して放電ランプ１を発光させる電源部２０と、使用済みの放電ランプ１を交換する全自動型の交換装置５０とを有する。交換装置５０は、陽極側の口金部２８に対する電力ケーブル２４の着脱を行うクランプ機構５２と、放電ランプ１を保管する保管部５４と、支持部材３３と保管部５４との間で放電ランプ１を搬送するランプ搬送系５６と、保管部５４及びランプ搬送系５６を収容する箱状のケーシング５１とを有する。
【００１４】
なお、支持部材３３は、図４（Ｂ）に示すように、実際には、上部に輪帯状のフランジ部が形成されたほぼ円筒状の金属製（導電性）の部材である。支持部材３３は、後述のようにランプハウス３１の内面のガイド部材４１に沿って移動可能に支持された引き出し部３６の中央に、そのフランジ部を介して固定されており、支持部材３３と引き出し部３６とは電気的に絶縁されている。また、引き出し部３６の底面に口金部２６用の駆動ユニット３４が設けられている。
【００１５】
図１において、光源装置３０は、電源部２０、駆動ユニット３４、及びランプ搬送系５６等の動作を制御する光源制御系３２を有する。光源制御系３２は、放電ランプ１の累積使用時間をモニタしており、その累積使用時間が予め定められている許容時間に達したときには、交換装置５０を作動させてその使用済みの放電ランプ１を未使用の放電ランプで交換する。光源装置３０の詳細な構成及び動作については後述する。
【００１６】
露光装置ＥＸは、光源装置３０から供給される光束から選択される露光光ＩＬを用いてマスクＭを照明する照明光学系１３と、露光光ＩＬのもとでマスクＭのパターンの像をフォトレジストが塗布されたガラス基板よりなるプレートＰ（感光基板）の表面に投影する投影光学系ＰＬと、マスクＭを移動するマスクステージＭＳＴと、プレートＰを移動する基板ステージＰＳＴと、光源装置３０を含む露光装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系１４とを備えている。
【００１７】
一例として、露光装置ＥＸは、液晶表示デバイス製造用の露光装置であり、露光装置ＥＸの本体部（マスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、及び基板ステージＰＳＴを含む部分）は、製造工場にある箱状のチャンバ（不図示）の内部に設置され、光源装置３０は、そのチャンバの屋上ＲＴに設置されている。光源装置３０は、放電ランプ１の累積使用時間が許容時間に達したときに、その旨の情報を主制御系１４に供給する。これに応じて、主制御系１４は、光源装置３０から放電ランプ１の交換が完了したことを示す情報が供給されるまで、露光装置ＥＸの露光動作を停止させる。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面である）内で図１の紙面に平行にＸ軸を、図１の紙面に垂直にＹ軸を取って説明する。
【００１８】
放電ランプ１から射出された光束は、楕円鏡２によって第２焦点付近に収束された後、シャッタ（不図示）の近傍を通過して発散光となって光路折り曲げ用のミラー３に入射する。ミラー３もランプハウス３１内に収容されている。ミラー３で反射された光束は、ランプハウス３１の光透過性の窓部材４を通過して干渉フィルタ５に入射し、干渉フィルタ５により所定の輝線（例えば波長３６５ｎｍのｉ線）よりなる露光光ＩＬのみが選択される。なお、露光光ＩＬとしては、ｉ線の他に、ｇ線、ｈ線、若しくはこれらの混合光等、又は水銀ランプ以外のランプの輝線等も使用できる。その選択された露光光ＩＬは、フライアイレンズ６（オプティカル・インテグレータ）に入射し、フライアイレンズ６の射出面に配置された可変開口絞り（以下、照明σ絞りという）７上に多数の２次光源が形成される。可変σ絞り７を通過した露光光ＩＬは、第１リレーレンズ８を経てマスクブラインド（可変視野絞り）９に入射する。マスクブラインド９の配置面はマスクＭのパターン面と実質的に共役であり、駆動装置９ａを介してマスクブラインド９の開口形状を設定することで、マスクＭ上での照明領域が規定される。また、プレートＰのステップ移動時等に不要な露光光がプレートＰに照射されないように、ステージ制御系１５が駆動装置９ａを介してマスクブラインド９を開閉することができる。
【００１９】
マスクブラインド９を通過した露光光ＩＬは、第２リレーレンズ１０、露光光ＩＬの光路を折り曲げるためのミラー１１、及びコンデンサレンズ１２を介してマスクＭのパターン面のパターン領域を照明する。干渉フィルタ５、フライアイレンズ６、可変σ絞り７、リレーレンズ８，１０、マスクブラインド９、ミラー１１、及びコンデンサレンズ１２を含んで照明光学系１３が構成されている。光源装置３０からの光束は、照明光学系１３を経て露光光ＩＬとしてマスクＭ（マスク）の例えばＹ方向に細長い照明領域を照明する。マスクＭの照明領域内のパターンが投影光学系ＰＬを介して、プレートＰの一つのショット領域の露光領域（照明領域と光学的に共役な領域）に投影倍率β（βは例えば等倍、拡大倍率、又は縮小倍率）で投影される。なお、投影光学系ＰＬとしては、複数の投影光学系が例えばＹ方向に２列に配列されたマルチ投影光学系等を使用してもよい。このように複数の投影光学系を使用する場合には、照明光学系１３からの露光光ＩＬは、マスクＭのパターン面の複数の照明領域を並列に照明する。
【００２０】
マスクＭは、マスクベース（不図示）上でＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸回りの回転方向に微動可能なマスクステージＭＳＴの上面に保持されている。マスクステージＭＳＴの位置は、これに固定された移動鏡１７Ｒに計測用レーザビームを照射するレーザ干渉計１８Ｒによって高精度に計測され、この計測値がステージ制御系１５及び主制御系１４に供給されている。その計測値及び主制御系１４からの制御情報に基づいて、ステージ制御系１５がリニアモータ等を含む駆動系１９Ｒを介してマスクステージＭＳＴの位置を制御する。  
【００２１】
一方、プレートＰは不図示のプレートホルダを介して基板ステージＰＳＴの上面に保持され、基板ステージＰＳＴはベース部材（不図示）上にＸ方向及びＹ方向に移動可能に載置されている。基板ステージＰＳＴの位置は、これに固定された移動鏡１７Ｗに計測用レーザビームを照射するレーザ干渉計１８Ｗにより高精度に計測され、この計測値はステージ制御系１５及び主制御系１４に供給されている。その計測値及び主制御系１４からの制御情報に基づいて、ステージ制御系１５はリニアモータ等を含む駆動系１９Ｗを介して基板ステージＰＳＴ（ウエハＷ）の位置を制御する。
【００２２】
プレートＰの露光時には、基板ステージＰＳＴによりプレートＰの各ショット領域を投影光学系ＰＬの露光領域の手前に移動する動作（ステップ移動）と、光源装置３０からの光束で照明光学系１３を介してマスクＭを照明しつつ、マスクＭ及びプレートＰを投影光学系ＰＬに対して同期してＸ方向（走査方向）に移動して、プレートＰの一つのショット領域の全面にマスクＭのパターンの像を露光する動作（走査露光）とが、ステップ・アンド・スキャン方式で繰り返される。これによって、マスクＭのパターンの像がプレートＰの各ショット領域に転写される。
【００２３】
なお、この露光に際して予めアライメントを行うために、例えば基板ステージＰＳＴの内部には、マスクＭに形成されたアライメントマークの位置を検出するための空間像計測部２２が設置され、投影光学系ＰＬの側面には、プレートＰの各ショット領域に付設されたアライメントマークの位置を検出するためのアライメント系２１が設置されている。空間像計測部２２及びアライメント系２１の検出信号はアライメント信号処理系１６に供給され、アライメント信号処理系１６は、例えばそれらの検出信号を処理して、マスクＭのアライメント情報及びプレートＰの各ショット領域の配列情報を求め、求めた情報を主制御系１４に供給する。主制御系１４は、それらの情報に基づいてマスクＭのアライメント及び露光時のプレートＰの位置制御を行う。これによって、重ね合わせ露光時に高い重ね合わせ精度が得られる。
【００２４】
次に、本実施形態の光源装置３０の構成及び光源装置３０を用いる放電ランプ１の交換動作等につき詳細に説明する。
図２は、図１中の光源装置３０の放電ランプ１を示す。図２において、放電ランプ１は、バルブ部２５ａ及びこれを挟むように固定されたほぼ対称で円筒状の２つの棒状部２５ｂ１，２５ｃからなるガラス管２５と、一方の棒状部２５ｂ１の端部を覆うように設けられた連結部２５ｂ２と、連結部２５ｂ２の端部に連結された陰極側の口金部２６と、他方の棒状部２５ｃの中間部分を覆うように設けられたカバー部２５ｄと、棒状部２５ｃの端部に連結された陽極側の口金部２８とを備えている。そのバルブ部２５ａ内に発光部を形成するための陽極ＥＬ１及び陰極ＥＬ２が対向して固定され、陰極ＥＬ２及び陽極ＥＬ１はそれぞれ口金部２６及び２８に電気的に接続されている。口金部２６の全部及び口金部２８の大部分（後述の球体２７を除く部分）は電気伝導率及び熱伝導率の良好な金属（例えば黄銅等）から形成されている。口金部２６、ガラス管２５、及び口金部２８は、ガラス管２５の棒状部２５ｂ１，２５ｃの中心軸を結び発光部の中心を通る一つの直線に沿って配置されている。その棒状部２５ｂ１，２５ｃの中心軸を結ぶ直線に平行な方向が放電ランプ１の長手方向Ｌである。なお、カバー部２５ｄ及び連結部２５ｂ２は必ずしも設ける必要はない。この場合、棒状部２５ｂ１の端部に口金部２６を連結してもよい。
【００２５】
口金部２６及び２８は、基本的に陰極ＥＬ２及び陽極ＥＬ１に図１の電源部２０から電力ケーブル２３及び２４を介して電力を供給するための電力受給端子として使用される。その他に、口金部２６は、ガラス管２５（放電ランプ１）を支持部材３３（図４（Ｂ）参照）によって支持するための被支持部としても使用される。さらに、口金部２６及び２８にはともにガラス管２５から伝導してくる熱を効率的に発散するための凹凸部（表面積を大きくした部分）が形成されている。
【００２６】
また、陰極側の口金部２６には、連結部２５ｂ２から開放端側に順に、連結部２５ｂ２の外径の２倍程度の外径の輪帯状のフランジ部２６ａ（当接部及び長手方向Ｌの位置の規定部）と、連結部２５ｂ２の外径よりも僅かに大きい外径の円柱状の軸部２６ｂ（嵌合部又は位置の規定部）と、軸部２６ｂよりも外径の小さい円柱状の小径部２６ｆ（段差部）と、軸部２６ｂより僅かに小さい外径、あるいは軸部２６ｂと略同じ外形の円柱状の固定部２６ｈとが形成されている。軸部２６ｂと小径部２６ｆとの境界部には面取り部（不図示）を形成してもよい。固定部２６ｈの開放端側に面取り部２６ｉが形成され、固定部２６ｈの端部に小径部２６ｆより直径の小さい棒状の案内部２６ｊが形成されている。なお、円柱状の軸部２６ｂの外形は、棒状部２５ｂ１の外形とほぼ同じ外形であってもよい。小径部２６ｆは、軸部２６ｂと固定部２６ｈとの間に、放電ランプ１の長手方向Ｌと交差する方向に関して凹部（段部）を設けることによって形成される。
【００２７】
放電ランプ１を図４（Ｂ）の支持部材３３に載置する際に、フランジ部２６ａは支持部材３３の中央の開口を囲む段差部に当接して、ガラス管２５の発光部の長手方向Ｌ（第１方向）における位置決めの基準となり、軸部２６ｂはその開口に嵌合して、その発光部の長手方向Ｌに直交する面内における位置決めの基準となる。
また、固定部２６ｈの小径部２６ｆに被押圧面２６ｇが形成されている。被押圧面２６ｇは、長手方向Ｌに垂直な平面である。図４（Ｂ）の駆動ユニット３４は、放電ランプ１を支持部材３３で支持する際に、口金部２６の固定部２６ｈ（被押圧面２６ｇ）を下方（−Ｚ方向）に付勢するレバー３８と、固定部２６ｈを付勢する方向にレバー３８を反時計回りに回転させる引っ張りコイルばね３９と、レバー３８による口金部２６の固定を解除するためにレバー３８を時計回りに回転させる例えばエアシリンダ又は電磁シリンダ等の駆動部４０とを有する。支持部材３３に放電ランプ１を固定して支持する場合には、駆動部４０によるレバー３８の時計回りの回転を解除すればよく、支持部材３３から放電ランプ１を取り出す際には、駆動部４０によってレバー部材３８を時計回りに回転すればよい。なお、駆動ユニット３４としては、国際公開第２００７／０６６９４７号パンフレットに記載されている機構を使用することもできる。
【００２８】
放電ランプ１で発生する熱は、口金部２６を介して、表面積が大きく熱容量の大きい支持部材３３に流れるため、放電ランプ１の温度の上昇が抑制できる。なお、放電ランプ１の冷却効果を高めるために、図４（Ｂ）の支持部材３３の口金部２６の固定部２６ｈが差し込まれている開口内に、送風装置（不図示）から冷却された気体を送風するようにしてもよい。
【００２９】
図２において、一例として、口金部２６の軸部２６ｂの表面に、フランジ部２６ａから小径部２６ｆにかけて、螺旋状の溝部（不図示）を形成してもよい。この溝部に、外部から例えば冷却用の気体を供給することによって、放電ランプ１の冷却効果を高めることができる。
また、口金部２６のフランジ部２６ａには一例として９０°間隔で２箇所の開口ＡＰ１，ＡＰ２（位置決め部）（開口ＡＰ２は不図示）が形成されている。これに応じて、図４（Ｂ）の支持部材３３のフランジ部２６ａが載置される面には、２つのピン（不図示）が設けられている。支持部材３３に放電ランプ１を載置する際に、フランジ部２６ａの開口ＡＰ１等にそれらの２つのピンが差し込まれることで、放電ランプ１の長手方向Ｌに沿った軸の回りの位置決めが行われる。それらの開口ＡＰ１等と陽極側の口金部２８との相対的な角度は、口金部２８と電力ケーブル２４とを連結しやすい角度（所定角度）に設定されている。
【００３０】
なお、陰極側の口金部２６の形状は任意である。口金部２６としては、例えばフランジ部２６ａ及び軸部２６ｂのみを備え、軸部２６ｂ中に駆動ユニット３４のレバー３８の先端部を差し込むことができる凹部が形成されているような部材を使用することもできる。  図２において、陽極側の口金部２８は、放電ランプ１のガラス管２５の棒状部２５ｃ側から開放端側に順に、棒状部２５ｃの直径よりも大きい外径の複数の輪帯状の放熱フィン２８ｊが形成された放熱部２８ｉと、外形が球面状の被把持部２８ｅ（被保持部）と、Ｖ字型の２つの平面部２８ｂ，２８ｃが形成されたほぼ三角柱状の非軸対称の端子部２８ａ（被連結部）（図３（Ａ）参照）とを備えている。
【００３１】
図３（Ｂ）は、図２の放電ランプ１が未使用の状態における陽極側の口金部２８を示し、図３（Ｃ）は、放電ランプ１を使用した後の状態における陽極側の口金部２８を示し、図３（Ａ）は図３（Ｂ）のＡＡ線に沿う断面図である。図３（Ａ）において、端子部２８ａの２つの対称に（Ｖ字状に）傾斜した平面部２８ｂ，２８ｃを連結するように平面部２８ｄが形成され、平面部２８ｂ，２８ｃの間に、平面部２８ｄに平行に狭い幅の面取り部２８ａ４が形成されている。
【００３２】
図３（Ｂ）において、口金部２８の放熱部２８ｉ及び被把持部２８ｅを含む部分の上端部が、放電ランプ１のガラス管２５の棒状部２５ｃの端部の連結部２５ｄに、例えば複数のボルト（不図示）によって固定されている。また、被把持部２８ｅの上端部に形成された円形の凹部２８ｅ１の中央に円形の凸部２８ｅ２が設けられている。さらに、その凹部２８ｅ１にその凸部２８ｅ２を囲むように、ほぼ円筒状で下端部に輪帯状のフランジ部２９ｅが設けられた収容部２９のフランジ部２９ｅが載置され、収容部２９の上部２９ａの中央に設けられた円形の開口２９ｂを覆うように、真球度が高く、収容部２９の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を持つ球体２７が載置されている。収容部２９の内部の大きさは球体２７が放電ランプ１の長手方向及びこの長手方向に直交する面内である程度変位できる程度である。放電ランプ１を保管している際の温度（ほぼ常温）では、開口２９ｂの直径は球体２７の直径より小さく、放電ランプ１の口金部２６，２８に通電して放電ランプ１を発光させて放電ランプ１の温度が上昇した状態（放電ランプ１の使用を例えば数時間以上継続した状態）では、収容部２９の熱膨張によって開口２９ｂの直径が球体２７の直径より大きくなるように開口２９ｂの直径が規定されている。これによって、放電ランプ１の使用を例えば数時間以上継続した状態では、図３（Ｃ）に示すように、球体２７が開口２９ｂを通過して収容部２９内に収容される。一例として、球体２７は例えばセラミックス製の熱膨張率がきわめて小さいボールであり、収容部２９はステンレス又はアルミ合金等の金属製である。なお、球体２７は例えばインバーのような低膨張率の合金等から形成してもよい。
【００３３】
また、図３（Ｂ）において、収容部２９及び収容部２９の上部にある球体２７を覆うように、外形がほぼ三角柱状で下端部に円形のフランジ部２８ａ３が設けられた端子部２８ａが載置されている。端子部２８ａの内面は収容部２９の外形をわずかに大きくした形状の筒状であり、端子部２８ａの内面の上端と球体２７との間の隙間は、球体２７が収容部２９の開口２９ｂから外れないように小さく設定されている。収容部２９のフランジ部２９ｅと端子部２８ａのフランジ部２８ａ３とは重なっており、一例としてフランジ部２９ｅ，２８ａ２を複数箇所でボルトＢＡ１によって被把持部２８ｅの凹部２８ｅ１に固定することで、被把持部２８ｅに収容部２９及び端子部２８ａが固定されている。なお、説明の便宜上、図３（Ｃ）では、フランジ部２９ｅ，２８ａ２の図示を省略している。
【００３４】
また、端子部２８ａの平面部２８ｄに平行で、かつ収容部２９の中心軸を通過する直線に沿って、収容部２９の側面に対向するように、球体２７よりも直径の小さい２つの円形の開口２９ｃ，２９ｄが形成され、端子部２８ａの平面部２８ｄ及び面取り部２８ａ４を含む領域に、それぞれ開口２９ｃ，２９ｄに対向するように開口２９ｃ，２９ｄとほぼ同じ直径の円形の開口２８ａ１，２８ａ２が形成されている。開口２９ｃ，２９ｄの高さは、球体２７が開口２９ｂを通過して収容部２９の内部（被把持部２８ｅの上面）に落下したときに、開口２９ｃ，２９ｄの中心が球体２７の中心にほぼ一致するように設定され、収容部２９の内面と球体２７との隙間は、球体２７が球体２７の直径の例えば５％から３０％程度（例えば１０％程度）だけ移動可能なように設定されている。
【００３５】
また、図４（Ｂ）に示すように、保管部５４の放電ランプ１が載置されるターンテーブル７９の上方に、放電ランプ１の端子部２８ａの開口２８ａ１，２８ａ２（ひいては収容部２９の開口２９ｃ，２９ｄ）の中心に光ビームＬＢ１を照射する照射部９４Ａａと、球体２７が収容部２９内に落下していない状態で、それらの開口２８ａ１，２８ａ２，２９ｃ，２９ｄを通過した光ビームＬＢ１を検出する受光部９４Ａｂとを有する第１の検出装置９４Ａが配置され、受光部９４Ａｂの検出信号が光源制御系３２に供給されている。収容部２９内に球体２７が落下している状態では受光部９４Ａｂで光ビームＬＢ１を検出できないため、第１の検出装置９４Ａを用いて、収容部２９内に球体２７があるかどうか、すなわち放電ランプ１が使用済みか又は未使用かを検出できる。つまり、収容部２９に対する球体２７の状態が変化したことにより、放電ランプ１が使用済みか又は未使用かを検出できる。また、収容部２９および球体２７は、放電ランプ１が使用済みか又は未使用かが検出される被検出装置であると言える。また、球体２７は、収容部２９内を移動するため可動部であると言える。
【００３６】
また、保管部５４のターンテーブル７９の下方に、放電ランプ１の口金部２６の固定部２６ｈの中心付近の位置に光ビームＬＢ２を照射する照射部９４Ｂａと、放電ランプ１がない状態で、その位置を通過した光ビームＬＢ２を検出する受光部９４Ｂｂとを有する第２の検出装置９４Ｂが設置され、受光部９４Ｂｂの検出信号が光源制御系３２に供給されている。光ビームＬＢ２の光路に固定部２６ｈがある状態では受光部９４Ｂｂで光ビームＬＢ２を検出できないため、第２の検出装置９４Ｂを用いて、ターンテーブル７９の所定の位置に放電ランプ１があるかどうかを検出できる。
【００３７】
また、本実施形態の口金部２８は、被把持部２８ｅの凹部２８ｅ１に設けられた複数の開口（不図示）内のボルト（不図示）によって、ガラス管２５の棒状部２５ｃの端部に設けられて、陽極ＥＬ１と電気的に接続されている金属製の連結部２５ｄに連結されている。このため、口金部２８は、放電ランプ１の使用後に取り外しができ、取り外した口金部２８を新たな放電ランプ１を製造する際に再利用できるようになっている。なお、口金部２８は、ガラス管２５に接着又は溶着等により一体化されていても良い。
【００３８】
図５は、陽極側の口金部２８に電力ケーブル２４を連結した状態を示す。図５において、電力ケーブル２４の端部には、口金部２８の端子部２８ａの平面部２８ｂ，２８ｃと同じ角度のＶ字型の溝部６６ａが形成された金属製（導電性）の部材（以下、給電ブロックという）６６が連結されている。また、給電ブロック６６は、Ｌ字型の基準レバー６７の下端部に固定され、基準レバー６７には、連結ピンＰ５１を介して回転可能にＬ字型の駆動レバー６９が連結され、駆動レバー６９の下端部に連結ピンＰ５２を介して回転可能にローラ７０が固定されている。口金部２８の端子部２８ａの平面部２８ｂ，２８ｃと反対側の平面部２８ｄにローラ７０が押し付けられる。なお、平面部２８ｄには、ローラ７０を収めることができる大きさの凹部（不図示）を形成してもよい。
【００３９】
後述のように給電ブロック６６を端子部２８ａに連結する際に、放電ランプ１に作用する応力をできるだけ小さくするため（基準レバー６７及び駆動レバー６９の可撓性を大きくするため）に、さらに、楕円鏡２によって集光された光の遮光量を小さくするために、基準レバー６７及び駆動レバー６９はできるだけ薄く形成されている。また、図５では、基準レバー６７は２枚のＬ字型の部材の両端部（他方の端部は不図示）を連結したものであるが、基準レバー６７は、１枚のＬ字型の部材から形成してもよい。
【００４０】
給電ブロック６６、基準レバー６７及び駆動レバー６９を含んでクランプ機構５２が構成されている。基準レバー６７及び駆動レバー６９の他端側は、図４（Ｂ）に示すようにそれぞれ細長く形成されている。給電ブロック６６の溝部６６ａを口金部２８の端子部２８ａの平面部２８ｂ，２８ｃに密着するように押し当てた状態で、駆動レバー６９の先端部のローラ７０を端子部２８ａの平面部２８ｄに押し当て、駆動レバー６９を連結ピンＰ５１（支点）の回りに反時計回りに回転させることで、テコの原理によって強い力で、ローラ７０と給電ブロック６６との間に端子部２８ａを安定に挟み込むことができる。この状態で、電力ケーブル２４の電力（電流）は、小さい電気抵抗で給電ブロック６６を介して口金部２８に供給されるため、電力の損失が小さくなる。また、電力ケーブル２４（給電ブロック６６）を口金部２８（端子部２８ａ）から取り外す場合には、駆動レバー６９を時計回りに回転させればよい。
【００４１】
口金部２８の端子部２８ａは、Ｖ字型の平面部２８ｂ，２８ｃによって給電ブロック６６との間の電気抵抗（接触抵抗）を小さくできる。なお、駆動レバー６９の先端部にはローラ７０を設けることなく、その先端部の形状を円弧状にして、この円弧状の部分をその平面部２８ｄに押し当ててもよい。
また、陽極側の口金部２８の端子部２８ａの形状は、図２（Ｂ）の形状に限定されることなく、断面形状が４角形又は多角形等でもよい。
【００４２】
なお、以下で参照する図４（Ａ）及び（Ｂ）等においては、説明の便宜上、放電ランプ１の口金部２６，２８の形状は簡略化して表されている。
次に、図４（Ａ）は図１の光源装置３０のランプハウス３１及びケーシング５１の内部を示す平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の光源装置３０を示す側面図である。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）、及び以下で参照する図６（Ａ）、（Ｂ）等では、ランプハウス３１、ケーシング５１、放電ランプ１等を支持する支持部材３３、及び引き出し部３６等を断面で表している。
【００４３】
図４（Ａ）及び（Ｂ）において、ランプハウス３１は、放電ランプ１が収容される下部ハウジング３１Ａと、ミラー３が収容され側面に窓部材４が設置された上部ハウジング３１Ｂとに分かれている。ハウジング３１Ａ，３１Ｂの隣接する面には、放電ランプ１からの光を通すための開口３１Ａｂが設けられ、下部ハウジング３１Ａの＋Ｘ方向の側面には、放電ランプ１の交換時に放電ランプ１等を通すための開口部３１Ａａが設けられている。下部ハウジング３１Ａの＋Ｘ方向の側面に交換装置５０のケーシング５１が設置され、開口部３１Ａａに対向するケーシング５１の側面には、放電ランプ１等を通すための開口部５１ａが設けられている。
【００４４】
ケーシング５１の＋Ｘ方向の側面には、放電ランプ１の搬出及び搬入用の窓部５１ｂが設けられ、窓部５１ｂはドア（以下、ランプ交換扉という）４５によって開閉される。交換装置５０のケーシング５１と、下部ハウジング３１Ａとは、位置関係がずれないように不図示の連結部材等によって連結されている。ケーシング５１内の＋Ｘ方向の端部の窓部５１ｂの近傍には、放電ランプ１用の保管部５４が設置され、ケーシング５１内の上部にランプ搬送系５６が配置されている。また、ケーシング５１には、不図示であるが、外気取り入れ口及び取り入れた外気から塵埃等を除去するフィルタが設けられている。
【００４５】
また、下部ハウジング３１ＡのＹ方向の２つの側面に対向するようにＸ方向に平行に１対のガイド部４１が設けられ、ガイド部４１に沿ってＸ方向に移動可能に引き出し部３６が配置され、引き出し部３６の中央部に支持部材３３を介して放電ランプ１が支持されている。なお、ガイド部材４１としては、例えばテレスコピック方式（多段式）のガイド機構を使用してもよい。また、引き出し部３６には、放電ランプ１を囲むように、円形の開口２ａ（図４（Ａ）参照）が設けられた楕円鏡２が設置され、下部ハウジング３１Ａの上部に、放電ランプ１の口金部２８に連結されたクランプ機構５２を覆うように、円錐台の側面のような形状の遮光部材４２が配置されている。遮光部材４２の＋Ｘ方向の側面には、放電ランプ１の交換時に放電ランプ１及びクランプ機構５２を通すための開口（不図示）が設けられている。
【００４６】
また、交換装置５０は、上記の陰極側の口金部２６用の駆動ユニット３４、陽極側の口金部２８用のクランプ機構５２、保管部５４、及びランプ搬送系５６の他に、下部ハウジング３１Ａ内から開口３１Ａａ，５１ａを通してケーシング５１側に引き出し部３６を引き出す引き出し駆動ユニット６０と、クランプ機構５２による口金部２８のクランプ及びその解除を行う駆動ユニット７２とを有する。その引き出し駆動ユニット６０は、図４（Ａ）に示すように、ケーシング５１内の床面において、下部ハウジング３１Ａの中心を通りＸ軸に平行な直線よりも−Ｙ方向側に、Ｘ方向に沿って配置されたガイド部材６１と、ガイド部材６１に沿ってＸ方向に移動可能に配置されたベーステーブル６２と、ベーステーブル６２をガイド部材６１に沿ってＸ方向に駆動する例えばボールねじ方式、ベルト駆動方式、又はリニアモータ方式等の駆動部６３と、連結部材４３とを有する。連結部材４３は、ベーステーブル６２の−Ｘ方向側の端部において＋Ｙ方向に突き出るとともにＺ方向に突き出た先端部６２ａと、引き出し部３６の＋Ｘ方向の端部でＹ方向の中央部に設けられた凸の被連結部３６ｃとを連結する。
【００４７】
引き出し駆動ユニット６０の駆動部６３で、ガイド部材６１に沿ってベーステーブル６２を＋Ｘ方向に移動することによって、下部ハウジング３１Ａ内の引き出し部３６を、引き出し部３６に支持されている放電ランプ１がケーシング５１内に入る位置まで移動する（引き出す）ことができる。なお、引き出し部３６はガイド部材４１によって支持されているとともに、引き出し部３６はガイド部材４１に沿ってＸ方向に円滑に移動可能であるため、ベーステーブル６２には引き出し部３６の荷重はほとんど作用していない。このため、引き出し駆動ユニット６０としては、ガイド部材６１を用いた機構ではなく、単に例えばエアシリンダ等で引き出し部３６をＸ方向に移動する機構を用いてもよい。
【００４８】
また、放電ランプ１の口金部２８のクランプ機構５２を駆動する駆動ユニット７２は、ベーステーブル６２の上面に固定されてＸ軸に対してわずかに（例えば１５度程度）時計回りに傾斜した方向（以下、クランプ機構５２の退避方向Ｄという）（図４（Ａ）参照）に沿って配置されたガイド部材７３と、ガイド部材７３に対して２つのスライダ７４を介して退避方向Ｄに移動可能に載置された平板状の可動テーブル７５と、可動テーブル７５をベーステーブル６２に対して退避方向Ｄに駆動するエアシリンダ又は電磁シリンダ等の駆動部７７と、可動テーブル７５の上面に固定されたＺ方向に細長い支持部材６５とを有する。さらに、可動テーブル７５の上面の−Ｘ方向の端部にＺ方向に細長い中継部材６４が固定され、中継部材６４の上部に電力ケーブル２４の他端が連結され、中継部材６４のＺ方向の中央部に、支持部材３３に連結された電力ケーブル２３の他端が引き出し部３６に設けられた開口を通して連結されている。電力ケーブル２３，２４は、さらに可撓性を持つ延長ケーブル（不図示）を介して図１の電源部２０に接続されている。
【００４９】
図７（Ａ）は、クランプ機構５２及び駆動ユニット７２の詳細な構成を示す。図７（Ａ）において、クランプ機構５２の基準レバー６７の＋Ｘ方向の端部は、支持部材６５の上端に短いリニアガイド７１Ｈを介して、図４（Ａ）の退避方向Ｄに平行な可動方向Ｄ１（一軸方向）に微動可能に支持されている。また、駆動ユニット７２は、基準レバー６７の＋Ｘ方向の端部の近傍の底部に一端が固定されて、駆動レバー６９の＋Ｘ方向の端部を上方に引き付ける引っ張りコイルばね６８と、可動テーブル７５の上面に一端が固定されて、駆動レバー６９の＋Ｘ方向の端部を下方（−Ｚ方向）に変位させることができるエアシリンダ又は電磁シリンダ等の駆動部７６とを有する。駆動部７６の一端は、回転可能な継ぎ手７６ａを介して可動テーブル７５に連結されている。駆動部７６の可動子の先端部と駆動レバー６９の端部とは、回転可能な継ぎ手７６ｂを介して連結されている。一例として、継ぎ手７６ａとしてはいわゆるクレビスジョイントが使用でき、継ぎ手７６ｂとしてはいわゆるナックルジョイントが使用できる。
【００５０】
図７（Ａ）の状態では、駆動部７６は駆動レバー６９の端部に力を作用させていないため、引っ張りコイルばね６８によって駆動レバー６９には基準レバー６７に対して反時計回りの力が作用する。これによって、駆動レバー６９の−Ｘ方向の端部に設けられたローラ７０が口金部２８の端子部２８ａを給電ブロック６６側に付勢するため、端子部２８ａは給電ブロック６６とローラ７０とで安定に保持されている。この際に、可動テーブル７５と放電ランプ１との間隔が目標値からずれていても、そのずれ量は、リニアガイド７１Ｈを介して基準レバー６７が可動方向Ｄ１に移動することで相殺される。
【００５１】
次に、クランプ機構５２による端子部２８ａのクランプを解除する場合には、図７（Ｂ）に示すように、駆動部７６によって駆動レバー６９の端部を下方に引き付けて、ローラ７０を端子部２８ａよりも高い位置まで移動させる。このとき、駆動レバー６９の端部の位置は放電ランプ１に近付くが、それに応じて継ぎ手７６ａによって駆動部７６がわずかに回転するため、駆動レバー６９を変形させるような応力が作用することはない。この状態で、図４（Ｂ）の駆動部７７によって可動テーブル７５を退避方向Ｄに沿って矢印Ａ２で示す方向に移動することによって、クランプ機構５２及び電力ケーブル２４を口金部２８から引き離すことができる。
【００５２】
また、ランプ搬送系５６は、放電ランプ１の陽極側の口金部２８の被把持部２８ｅを上方から把持する３つの爪部８６と、これらの爪部８６を開閉する把持爪開閉機構８５と、放電ランプ１を把持して上下（Ｚ方向）に移動するＺ軸駆動機構８４と、Ｚ軸駆動機構８４をＺ軸に平行な軸の回りに旋回させる旋回軸８３と、旋回軸８３をケーシング５１の天井部に支持する支持部８２とを備えている。
【００５３】
図９（Ａ）は３つの爪部８６で口金部２８の被把持部２８ｅを把持する状態を示す平面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の側面図である。ランプ搬送系５６で放電ランプ１を把持する際には、図９（Ａ）に示すように、３つの爪部８６の先端部に設けた凹面がそれぞれ被把持部２８ｅの球面に対向するように、把持爪開閉機構８５を位置決めする。この状態で、図９（Ｂ）に示すように、把持爪開閉機構８５によって３つの爪部８６を中心方向に移動して（閉じて）、３つの爪部８６の凹面が被把持部２８ｅの球面に接触するまで３つの爪部８６を閉じる。なお、３つの爪部８６はそれぞれ半径方向に変位可能なバネ機構（不図示）を介して把持爪開閉機構８５に連結されているため、口金部２８を変形させるような応力が作用することはない。また、より安定に口金部２８を保持するために、爪部８６の内面に凸部（ピン）を設け、被把持部２８ｅの対応する部分にその凸部が収まる凹部を設けてもよい。
【００５４】
図４（Ａ）及び（Ｂ）において、保管部５４は、使用済みの放電ランプ１及び未使用の放電ランプ１（以下、放電ランプ１Ｎともいう）が載置される複数（図４（Ａ）では６個）の開口７９ａ（図１１参照）が同心円状に設けられた回転可能なターンテーブル７９と、ターンテーブル７９を回転する駆動部８０とを備えている。開口７９ａの数がターンテーブル７９に保管できる放電ランプ１，１Ｎの個数であり、その保管できる放電ランプ１，１Ｎの個数は任意である。一例として、ターンテーブル７９は合成樹脂等の耐熱性が高い絶縁性材料から形成されている。それらの開口７９ａに放電ランプ１又は１Ｎの陰極側の口金部２６の先端部が差し込まれ、放電ランプ１又は１Ｎは口金部２６のフランジ部２６ａ（図１（Ａ）参照）を介して自重によってターンテーブル７９に載置される。
【００５５】
図１２に示すように、ターンテーブル７９の側面には複数の開口７９ａに対応してそれぞれ中央に凹部があり断面が半円状の位置決め用部材８７が設けられ、ターンテーブル７９の側面方向に、位置決め用部材８７の凹部に係合可能な凸部が設けてありターンテーブル７９の半径方向に変形可能な板ばね部８８が配置されている。ターンテーブル７９を回転軸７９ｂの回りに回転して、位置決め用部材８７が板ばね部８８（弾性部材）に係合したときにターンテーブル７９の回転を停止することで、開口７９ａの位置を放電ランプ１又は１Ｎをランプ搬送系５６との間で受け渡す位置に確実に位置決めできる。
【００５６】
また、図１１に示すように、必要に応じて、ターンテーブル７９の下方の放電ランプ１，１Ｎの受け渡し位置に、放電ランプ１Ｎを回転する回転部９６が配置される。一例として、回転部９６は、床面に連結された支持部（不図示）に回転可能に連結された円筒状の回転部９５と、回転部９５内に挿通される放電ランプ１Ｎの口金部２６の軸部２６ｂを固定するために、３つの駆動部９７Ａ，９７Ｂ，９７Ｃ（駆動部９７Ｃは不図示）によって回転部９５に対して半径方向に駆動されるクランプ部９６Ａ，９６Ｂ，９６Ｃ（クランプ部９６Ｃは不図示）と、回転部９５を回転する歯車９８ａと、歯車９８ａを駆動する駆動部９８とを備えている。回転部９５には回転角を検出するエンコーダ（不図示）が設けられ、このエンコーダの検出結果が光源制御系３２に供給され、光源制御系３２はその検出結果等を用いて駆動部９８及び９７Ａ〜９７Ｃの駆動量を制御する。また、回転部９６を全体として口金部２６の下方に退避させる昇降部（不図示）が配置されており、通常は、回転部９６は口金部２６の下方に退避している。図１１の状態における回転部９６の下方に第２の検出装置９４Ｂが配置され、ターンテーブル７９の回転部９６がある面と反対側の面の上方に第１の検出装置９４Ａが配置されている。
【００５７】
以下、本実施形態の光源装置３０において、交換装置５０を用いて放電ランプ１を交換する際の動作の一例につき説明する。この交換動作は光源制御系３２によって制御される。  まず、未使用の放電ランプ１Ｎを露光装置ＥＸに装着する前に、放電ランプ１Ｎの通電試験（発光試験）を行う場合には、球体２７が収容部２９内に落下しないように、口金部２８を下方にした状態で口金部２８，２６に通電する。そして、通電終了後には、口金部２８の温度が常温付近に戻るまで口金部２８を下方にしておく。これによって、実質的に未使用の放電ランプ１Ｎを使用済みと判定することを防止できる。
【００５８】
はじめに作業者（不図示）は、図４（Ａ）に示されるように、交換装置５０のケーシング５１のランプ交換扉４５を開けて、未使用の放電ランプ１Ｎの口金部２６を保管部５４のターンテーブル７９の開口７９ａに差し込み、放電ランプ１Ｎの口金部２６のフランジ部２６ａを介してターンテーブル７９に取り付ける（放電ランプの補充）。ターンテーブル７９は電源オフの状態では、手動で回転可能になっており、図１２を参照して説明したように、所定の位置決め用部材８７が板ばね部８８に係合するようにターンテーブル７９を回転することで、ターンテーブル７９の回転角を手動で正確に設定できる。
【００５９】
なお、放電ランプの補充は、図１の電源部２０からの電力の供給を停止して、図４（Ｂ）の下部ハウジング３１Ａ内の放電ランプ１が消灯している状態で行なうのが望ましい。ただし、下部ハウジング３１Ａ内の放電ランプ１の光が外部に漏れ出ないような措置を施し、ターンテーブル７９を絶縁材料から形成しておくことによって、放電ランプ１の点灯中にターンテーブル７９との間でランプ交換を行なえるようにしても良い。一例として、図４（Ａ）では放電ランプ１，１Ｎをターンテーブル７９に６本セット（補充）可能であるが、使用済みランプを回収するために、ターンテーブル７９に空きを作っておく。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、ランプハウス３１内に放電ランプ１が入っている場合を示しているので、ターンテーブル７９には、放電ランプ１Ｎが５本セットされる。この後、ランプ交換扉４５が閉じられる。
【００６０】
その後、放電ランプ１の累積使用時間が許容時間に達したときに、光源制御系３２は主制御系１４にその旨の情報を送信し、主制御系１４は露光装置ＥＸの露光動作を停止する。そして、光源制御系３２は、電源部２０からの放電ランプ１に対する電力の供給を停止させ、放電ランプ１を消灯させた後、交換装置５０を作動させて放電ランプ１を保管部５４に保管されている放電ランプ１Ｎで交換する。
【００６１】
すなわち、まず図４（Ｂ）において、ランプハウス３１内で放電ランプ１及び楕円鏡２を一体的に支持する引き出し部３６を、引き出し駆動ユニット６０によって矢印Ａ１で示すように＋Ｘ方向の所定の位置まで引き出す。この結果、引き出し部３６は、図６（Ｂ）に示す位置まで引き出される。この際に、引き出し部３６とともにクランプ機構５２、中継部材６４、及び駆動ユニット７２も一体的に＋Ｘ方向のケーシング５１の内部に引き出される。なお、図６（Ａ）は図６（Ｂ）の引き出し部３６及び交換装置５０を示す一部を断面とした平面図である。また、以下で参照する図８、図１０（Ｂ）等では、図面の錯綜を避けるため、複数の放電ランプ１Ｎのうちの一部の図示を省略している。
【００６２】
次に、図７（Ｂ）を参照して説明したように、駆動ユニット７２の駆動部７６でクランプ機構５２の駆動レバー６９を下方に引いて、放電ランプ１の口金部２８の端子部２８ａを強い力で給電ブロック６６に押し付けていたローラ７０を連結ピンＰ５１（支点）を軸に回転させ、ローラ７０を端子部２８ａよりも高い位置になるように端子部２８ａから分離させる。その後、駆動部７７（図４（Ｂ）参照）によって、クランプ機構５２及び駆動部７６を支持する可動テーブル７５を退避方向Ｄに沿って矢印Ａ２で示す方向に退避させる。このとき、ローラ７０は口金部２８の上方を通過することになる。
【００６３】
その後、図８に示すように、駆動ユニット３４の駆動部４０によりレバー３８を時計回りに回転させて、陰極側の口金部２６の固定部２６ｈのクランプを解除する。これによって、口金部２６は支持部材３３から引き抜くことができる。なお、図面の錯綜を避けるため、以下で参照する図１０（Ｂ）等においては、口金部２６用の駆動ユニット３４の図示を省略する。
【００６４】
次に、ランプ搬送系５６の旋回軸８３を旋回させて把持爪開閉機構８５を放電ランプ１の口金部２８の上方に移動する。そして、矢印Ａ３で示すように、ランプ搬送系５６のＺ軸駆動機構８４によって把持爪開閉機構８５を降下させ、把持爪開閉機構８５は、その底面の３つの爪部８６を閉じることによって口金部２８の被把持部２８ｅを把持する（図９（Ｂ）参照）。その後、図１０（Ｂ）に矢印Ａ５で示すようにＺ軸駆動機構８４によって、放電ランプ１を把持している爪部８６を上昇させる。この際に、放電ランプ１の陰極側の口金部２６の下端が引き出し部３６の上面よりも高くなる位置（すなわち、楕円鏡２の上面よりも高くなる位置）まで放電ランプ１を上昇させる。
【００６５】
その後、図１０（Ａ）に矢印Ａ６で示すように、旋回軸８３によって、放電ランプ１を把持した把持爪開閉機構８５を約１８０度旋回させて、放電ランプ１をターンテーブル７９の上方に移動させる。この際に、保管部５４の駆動部８０によってターンテーブル７９を回転させ、ターンテーブル７９の空いている開口７９ａを把持爪開閉機構８５（放電ランプ１）の下方に移動させる。この状態で、把持爪開閉機構８５を降下させ、放電ランプ１の口金部２６の先端部が開口７９ａ内に収容されてから爪部８６を開くことで、図１１に示すように、使用済みの放電ランプ１はターンテーブル７９の位置Ａ７に載置される。この段階では、昇降部（不図示）によって回転部９６は口金部２６の下方に退避している。  
【００６６】
この後の放電ランプの交換動作につき図１３のフローチャートを参照して説明する。まず、図１１において、ランプ搬送系５６の把持爪開閉機構８５を上昇させる。そして、図１３のステップ２０２において、第２の検出装置９４Ｂを用いて、放電ランプ１の陰極側の口金部２６があるかどうか（放電ランプ１が位置Ａ７にあるかどうか）を確認する。この段階では、口金部２６があるため、動作はステップ２０４に移行し、第１の検出装置９４Ａを用いて、陽極側の口金部２８の開口２８ａ１，２８ａ２を光ビームＬＢ１が通過するかどうか（放電ランプ１が使用済みで口金部２８の球体２７が収容部２９内に落下しているかどうか）を確認する。
【００６７】
また、光ビームＬＢ１が検出できない場合には、一例として回転部９６を上昇させて、受光部９４Ａｂで光ビームＬＢ１の検出を継続した状態で、放電ランプ１を±６０度程度の範囲内で回転させる。なお、放電ランプ１は作業者によって予め目標とする角度に対して±３０度程度の精度で回転角が設定されている。そして、ある回転角で光ビームＬＢ１が検出できた場合には、受光部９４Ａｂで検出される光量が最大になる回転角に放電ランプ１の角度を設定する。その後、回転部９６を下方に退避させる。なお、ランプ搬送系５６及び作業者によってターンテーブル７９に載置される放電ランプ１，１Ｎの角度が目標とする角度（未使用の放電ランプ１Ｎの場合に、受光部９４Ａｂで検出される光ビームＬＢ１の光量がほぼ最大になる角度）に設定されている場合には、放電ランプ１，１Ｎの回転角を補正する動作は省略できる。
【００６８】
この段階では、放電ランプ１は使用済みで、光ビームＬＢ１は球体２７で遮光されるため、光源制御系３２は放電ランプ１が使用済みであることを確認できる。その後、ターンテーブル７９を３６０度回転したかどうかを確認し（ステップ２１２）、ターンテーブル７９を３６０度回転していない場合には、ステップ２１４において、ターンテーブル７９を例えば６０度回転してステップ２０２に移行する。ここでは、説明の便宜上、位置Ａ９の放電ランプ１Ｎが検出装置９４Ａ，９４Ｂの光ビームＬＢ１，ＬＢ２の光路上に移動したものとする。
【００６９】
そして、放電ランプ１Ｎの口金部２６があることを確認し（ステップ２０２）、口金部２８の開口２８ａ１，２８ａ２を光ビームＬＢ１が通過するかどうかを確認する（ステップ２０４）。この際に光ビームＬＢ１が検出できない場合には、回転部９６を上昇させて検出される光ビームＬＢ１の光量が最大になるように放電ランプ１Ｎを回転してもよい。ここでは放電ランプ１Ｎが未使用で、球体２７が光ビームＬＢ１を遮光していないため、光源制御系３２は放電ランプ１Ｎが未使用であることを確認できる。この後、動作はステップ２０６に移行して、放電ランプ１Ｎは支持部材３３まで搬送される。また、ステップ２０２において、陰極側の口金部２６がない場合には動作はステップ２１２に移行する。また、ステップ２１２において、ターンテーブル７９を３６０度回転しても未使用の放電ランプ１Ｎが確認できない場合には、ステップ２１６に移行して、オペレータに放電ランプ１Ｎの補充を求める。
【００７０】
そして、ステップ２０６においては、再び把持爪開閉機構８５を降下させて、爪部８６によって未使用の放電ランプ１Ｎの口金部２８の被把持部２８ｅを把持した後、把持爪開閉機構８５を上昇させる。そして、放電ランプ１の搬出時と逆の動きによって、図１０（Ａ）に点線の矢印Ｂ１で示すように、旋回軸８３によって把持爪開閉機構８５を約１８０度旋回させ、図１０（Ｂ）に点線の矢印Ｂ２で示すように、放電ランプ１Ｎを把持する把持爪開閉機構８５を降下させ、放電ランプ１Ｎの陰極側の口金部２６を支持部材３３に載置する。その後、図８に点線の矢印Ｂ３で示すように、把持爪開閉機構８５を上昇させ、図６（Ｂ）に示すように、駆動ユニット３４によって陰極側の口金部２６を支持部材３３にクランプする。
【００７１】
さらに、図８の駆動部７７によって、図７（Ｂ）に示すように、クランプ機構５２を支持する可動テーブル７５を退避方向Ｄに沿って矢印Ｂ４で示す方向（放電ランプ１Ｎに近づく方向）に移動させ、給電ブロック６６を放電ランプ１Ｎの口金部２８の端子部２８ａに当接させる。その後、駆動部７６が可動部を押し出すことで（エシリンダの場合には、吸引力を徐々に弱くすることで）、引っ張りコイルばね６８の力によって駆動レバー６９が連結ピンＰ５１を中心に回転し、ローラ７０が端子部２８ａに接触して端子部２８ａを給電ブロック６６に強く押し付ける。その結果、陽極側の口金部２８に対する給電が電力ロスなく可能となる。
【００７２】
このとき、放電ランプ１Ｎの陰極側の口金部２６は駆動ユニット３４（図６（Ｂ）参照）によって支持部材３３に固定されているため、仮に給電ブロック６６の退避方向Ｄの位置が固定された状態で、陽極側の口金部２８に対する給電ブロック６６の位置がずれていると、放電ランプ１Ｎに大きな力が加わり放電ランプ１Ｎを破損する恐れがある。それを防ぐために、本実施形態では、図７（Ａ）に示すように、給電ブロック６６が取り付く基準レバー６７は、リニアガイド７１Ｈによって、方向Ｄ１（放電ランプ１Ｎに対して半径方向）に移動可能になっているため、その給電ブロック６６の位置決め誤差を補正（吸収）できる。なお、誤差吸収機構としては、例えば可動テーブル７５が自由に方向Ｄ１に動けるようになっていても良い。
【００７３】
また、口金部２８用のクランプ機構５２は、駆動レバー６９の回転方向及び旋回方向（Ｚ軸に平行な軸の回りの回転方向）には剛性が低く、基準レバー６７及び／又は駆動レバー６９が撓むことによってその回転方向及び旋回方向の位置決め誤差を吸収できるようになっている。さらに、給電ブロック６６の口金部２８との接触面である溝部６６ａ（図５参照）は、断面形状がＺ方向の位置によらずに一定のＶ型であるため、口金部２８と給電ブロック６６との間でＺ方向の位置がずれても問題にならない。
【００７４】
図６（Ｂ）に示すように、放電ランプ１Ｎの口金部２８に対するクランプ機構５２による給電ブロック６６のクランプが完了すると、引き出し駆動ユニット６０によって、図４（Ｂ）に点線の矢印Ｂ５で示すようにベーステーブル６２を−Ｘ方向に移動することによって、引き出し部３６を下部ハウジング３１Ａ内の元の位置まで戻す。これによって、使用済みの放電ランプ１が未使用の放電ランプ１Ｎと交換されたことになる。その後、露光装置ＥＸにおいて放電ランプ１Ｎを点灯させて露光が行われる（ステップ２１０）。
【００７５】
このように本実施形態の放電ランプの交換方法によれば、放電ランプ１の口金部２８の端子部２８ａ内に球体２７（可動体）が配置され、放電ランプ１の使用中に口金部２８の温度が上昇すると、球体２７が端子部２８ａ内の収容部２９の開口２９ｂを通過して収容部２９内に落下する。そして、この放電ランプ１を保管部５４のターンテーブル７９に載置すると、端子部２８ａ内の球体２７によって第１の検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１が遮光されることを利用して、放電ランプ１が使用済みであることを容易に確認できる。このため、全自動で放電ランプ１と未使用の放電ランプ１Ｎとを交換する場合に、誤って使用済みの放電ランプ１を再び光源装置３０の支持部材３３に装着することが防止できる。  
【００７６】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、放電ランプ１（露光光源）を発光させるための光源装置３０を備えている。そして、放電ランプ１は、発光部を形成するための陽極ＥＬ１（第１電極）及び陰極ＥＬ２（第２電極）が内部に設けられたガラス管２５（ガラス部材）と、そのガラス管２５を挟むように設けられた口金部２８（第１口金部材）及び口金部２６（第２口金部材）と、を備え、口金部２８に開口２８ａ１，２８ａ２，２９ｃ，２９ｄよりなる貫通孔（開口）が設けられている。
【００７７】
また、光源装置３０は、放電ランプ１を保管する保管部５４と、放電ランプ１を搬送するランプ搬送系５６（搬送部）と、放電ランプ１の口金部２８の貫通孔に光ビームＬＢ１を入射させる照射部９４Ａａ（送光部）と、その貫通孔を通過した光ビームＬＢ１を検出する受光部９４Ａｂと、受光部９４Ａｂの検出結果を用いて放電ランプ１の状態としての放電ランプ１の角度を求める光源制御系３２（制御部）と、を備えている。
【００７８】
この実施形態によれば、例えば放電ランプ１を回転しながら、検出される光ビームＬＢ１の光量が最大になるときの放電ランプ１の角度を求めることによって、放電ランプ１の角度を検出できる。その角度を用いて、例えば放電ランプ１の角度を目標とする角度に設定できるため、放電ランプ１が非回転対称である場合に、ランプ搬送系５６で容易に放電ランプ１を把持できる。このため、放電ランプ１の交換を効率的に行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、上記の光源装置３０と、光源装置３０の放電ランプ１から発生する光（露光光ＩＬ）でマスクＭを照明する照明光学系１３（照明系）と、露光光ＩＬのもとでマスクＭのパターンの像をプレートＰ（基板）に投影する投影光学系ＰＬと、を備えている。露光装置ＥＸによれば、放電ランプ１の交換時間が短縮できるため、露光工程のスループットを向上できる。
【００８０】
なお、上述の実施形態では以下のような変形が可能である。
まず、上述の実施形態では、放電ランプ１の口金部２８の端子部２８ａ内に球体２７が配置されているが、球体２７を省略することが可能である。この場合には、球体２７及び収容部２９を省略し、端子部２８ａをほぼ角柱状に形成し、開口２８ａ１，２８ａ２と同じ位置を通過するように貫通孔を形成してもよい。第１の検出装置９４Ａからの光ビームＬＢ１をその貫通孔に照射し、放電ランプ１を回転しながら受光部９４Ａｂで光ビームＬＢ１の光量を検出することによって、放電ランプ１の回転角を検出できる。
【００８１】
また、上述の実施形態では、給電ブロック６６に電力ケーブル２４を用いて電力を供給しているが、給電ブロック６６（放電ランプ１）に電力を供給する方法としては、電力ケーブル２４を用いることなく、基準レバー６７及び給電ブロック６６を使って（導通して）行なっても良い。また、給電ブロック６６には、電力だけでなく、口金部２８の冷却用の圧縮空気も放電ランプ１に供給できるようにしても良い。
【００８２】
また、図７（Ａ）のクランプ機構駆動ユニット７２は、クランプ機構５２の基準レバー６７及び駆動レバー６９を上下（Ｚ方向）に開閉するように構成したが、左右（放電ランプ１の長手方向に垂直な方向）に開閉するようにしても構わない。そうすることによって、クランプ機構５２は、駆動部７７でクランプ機構５２をＸ方向に移動する際に、駆動レバー６９の先端部のローラ７０を口金部２８より高い位置まで退避させる必要がなくなる。すなわち、クランプ機構５２の開閉動作だけで、放電ランプ１の上方にクランプ機構５２の構成部材がなくなるため、放電ランプ１をＺ方向に搬送できるようになる。
【００８３】
［第２の実施形態］
第２の実施形態につき図１４（Ａ）〜図１５（Ｂ）を参照して説明する。本実施形態の放電ランプは、陽極側の口金部の構成が第１の実施形態とは異なっている。なお、図１４（Ａ）〜図１５（Ｂ）において図４（Ａ）、（Ｂ）に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００８４】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本実施形態に係る放電ランプ１Ａの陽極側の口金部２８Ａ、及び口金部２８Ａと電力ケーブル２４Ａとを着脱可能に連結する給電ソケット１５２を示す。図１４（Ａ）及び（Ｂ）において、陽極側の口金部２８Ａは、放電ランプ１Ａのガラス管２５の棒状部２５ｃの端部の連結部２５ｄに連結されて、外面が球面状の被把持部２８Ａｅと、被把持部２８Ａｅの下端に棒状部２５ｃの一部を覆うように設けられて、複数の輪帯状の放熱フィン２８Ａｊを有する放熱部２８Ａｉと、被把持部２８Ａｅの上端に設けられた端子部２８Ａａと、端子部２８Ａａ及び被把持部２８Ａｅ内に配置された円筒状の箱状の収容部２９Ａと、放電ランプ１Ａが未使用の状態で、収容部２９Ａの上部２９Ａａの中央に設けられた円形の開口２９Ａｂを覆うように載置されて、熱膨張率が収容部２９Ａの熱膨張率よりも小さい球体２７と、を有する。端子部２８Ａａは、先端に向けて順に、次第に直径が小さくなる２段の円柱状の部分を有し、ほぼ軸対称の端子部２８Ａａの上端に凹部２８Ａｂが形成され、凹部２８Ａａの途中に山型の凸部２８Ａｃが設けられている。
【００８５】
収容部２９Ａは、被把持部２８Ａｅ及び端子部２８Ａａ内に形成された凹部内に配置され、端子部２８Ａａ側の圧縮コイルばねＳＰ１によって、収容部２９Ａは連結部２５ｄ側に付勢されている。放電ランプ１Ａを保管している際の温度では、開口２９Ａｂの直径は球体２７の直径より小さく、放電ランプ１Ａを発光させて放電ランプ１Ａの温度が上昇した状態では、収容部２９Ａの熱膨張によって開口２９Ａｂの直径が球体２７の直径より大きくなるように開口２９Ａｂの直径が規定されている。これによって、放電ランプ１Ａを使用しているときに、球体２７は開口２９Ａｂを通過して収容部２９Ａ内の底部２９Ａｅ上に落下する。なお、圧縮コイルばねＳＰ１を設ける代わりに、収容部２９Ａが配置される空間（例えば端子部２８Ａａ内）に上部が下部に比べて狭くなるように段差を設け、その段部の下面と収容部２９Ａの上面とが当接するように収容部２９Ａを配置することで、収容部２９Ａが上方に移動できないようにしても良い。この場合、下部に比べて狭くなる上部の空間は、球体２７が配置可能な大きさであればよい。
【００８６】
また、ガラス管２５の中心軸及び収容部２９Ａの中心（底部２９Ａｅの中央に球体２７があるときの、球体２７の中心）を通過して、ガラス管２５の長手方向に直交する直線に沿って、被把持部２８Ａｅに球体２７よりも直径の小さい円形の貫通孔２８Ａｅ１が設けられ、貫通孔２８Ａｅ１に対向するように収容部２９Ａの側面に球体２７よりも直径の小さい２つの円形の開口２９Ａｃ，２９Ａｄが形成されている。収容部２９Ａの内面と球体２７との隙間は、球体２７が球体２７の直径の例えば５％から３０％程度（例えば１０％程度）だけ移動可能なように設定されている。
【００８７】
放電ランプ１Ａが未使用の状態で、第１の検出装置９４Ａの照射部９４Ａａから、放電ランプ１Ａの貫通孔２８Ａｅ１及び収容部２９Ａの開口２９Ａｃ，２９Ａｄの中心を通るように光ビームＬＢ１を照射し、受光部９４Ａｂでその光ビームＬＢ１を検出することによって、球体２７が収容部２９Ａ内に落下していないこと、すなわち放電ランプ１Ａが未使用であることを確認できる。放電ランプ１Ａを使用した後で、図１４（Ｂ）に示すように、収容部２９Ａ内に球体２７が落下している状態では球体２７によって光ビームＬＢ１が遮光されて、受光部９４Ａｂで光ビームＬＢ１を検出できないため、放電ランプ１Ａが使用済みであることを確認できる。
【００８８】
また、給電ソケット１５２は、小さい円板状の本体部１５３と、本体部１５３の底面に設けられて端子部２８Ａａの凹部２８Ａｂの上部（テーパ部）に密着可能な連結部１５４と、連結部１５４の下端に設けられた凸部１５５と、凸部１５５に半径方向に移動可能に設けられた複数（例えば少なくとも４個）の球体１５７とを有する。
図１５（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ給電ソケット１５２を示す断面図である。図１５（Ａ）において、給電ソケット１５２の本体部１５３は連結部１５４が設けられた下端部１５３Ａと、上端部１５３Ｂとをボルト（不図示）等で連結したものであり、下端部１５３Ａの中央に円形の凹部１５３Ａａが形成され、凹部１５３Ａａと凸部１５５の下端との間に小さい円形の貫通孔１５３Ａｂが形成されている。また、凹部１５３Ａａ内にエアシリンダ用のピストン部１５８が収容され、ピストン部１５８の底面に貫通孔１５３Ａｂを通るように円柱状で先端部に凹部１５８ａが設けられた軸部１５８ｂが連結されている。凹部１５３Ａａ内には、電力ケーブル２４Ａ内の配管、及び本体部１５３内の溝部１５３Ａｃを通して圧縮されて冷却された気体（例えば空気）が供給可能であり、下端部１５３Ａとピストン部１５８との間に、ピストン部１５８を上端部１５３Ｂ側に付勢するように圧縮コイルばね１６０が設置され、凹部１５３ａとピストン部１５８との間に、気密性を保つための可撓性を持ち可動の封止部材（例えばオーリング）１５９が配置されている。また、凸部１５５の複数の開口１５４ａ（図１５（Ｂ）参照）内にそれぞれ球体１５７が配置されている。
【００８９】
給電ソケット１５２を図１４（Ｂ）に示すように口金部２８Ａの端子部２８Ａａに装着する際には、図１５（Ｂ）に示すように、電力ケーブル２４Ａからピストン部１５８に対して圧縮気体を供給して、ピストン部１５８を降下させて、球体１５７を凹部１５８ａ内に収める。これによって、凸部１５５の球体１５７は口金部２８Ａの凸部２８Ａｃの内側を通過できる。その後、電力ケーブル２４Ａからピストン部１５８に対する圧縮気体の供給を停止することで、ピストン部１５８が上昇して、図１４（Ｂ）に示すように、球体１５７が凸部２８Ａｃに係合して、給電ソケット１５２が端子部２８Ａａに安定に連結される。給電ソケット１５２を端子部２８Ａａから取り外す際には、再びピストン部１５８を降下させるように電力ケーブル２４Ａから圧縮気体を供給すればよい。
【００９０】
なお、上述の各実施形態では、第１の検出装置９４Ａが保管部５４内に配置される構成であったが、これに限定されず、保管部５４内に代えて、もしくは保管部５４内に加えて、ランプハウス３１内に第１の検出装置９４Ａを設けても良い。その場合、照射部９４Ａａおよび受光部９４Ａｂは、放電ランプ１に起因する熱の影響を回避するように断熱材等でカバーした状態で配置することが好ましい。また、ランプハウス３１内で放電ランプ１からできるだけ遠ざけた位置に配置することが好ましい。このように第１の検出装置９４Ａをランプハウス３１内に配置することで、放電ランプ１を点灯する直前に、その放電ランプ１が使用済か未使用かを検出することが可能となる。また、放電ランプ１の点灯中に球体２７の落下の有無（ひいては落下するタイミング）を検出することが可能となるので、放電ランプ１の温度の状態、放電ランプ１の温度の上昇速度、ランプハウス３１内の温度状態や冷却状態、などを検知することが可能となる。また、その検知結果をもとにランプハウス３１内の異常を検知することも可能となる。なお、ランプハウス３１内に設けた第１の検出装置９４Ａの検出結果に基づいて、放電ランプ１の交換を実施する、または交換の実施を促す（実施すべき時期を表示することなどを含む）ようにしてもよい。
【００９１】
次に、上述の第１及び第２の実施形態の露光装置又は光源装置において使用可能な放電ランプの種々の変形例につき説明する。なお、以下の変形例の説明で使用する図面において、図３（Ｂ）、図７（Ａ）、及び図１４（Ａ）、（Ｂ）に対応する部分には同一又は類似する符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００９２】
図１６（Ａ）は第１変形例の放電ランプ１Ｂの陽極側の口金部２８Ａを示す断面図である。放電ランプ１Ｂは、図１４（Ａ）の放電ランプ１Ａに対して、口金部２８の内部に配置された収容部２９Ａの開口２９Ａｂの輪郭に接している球体２７と、球体２７に対向している端子部２８Ａａの内面との間に、球体２７を収容部２９Ａ側に付勢する圧縮コイルばねＳＰ２が配置されている。また、収容部２９Ａは放電ランプ１Ｂの連結部２５ｄ側に例えば接着等で固定されている。この他の構成は図１４（Ａ）の実施形態と同様である。  
【００９３】
この変形例によれば、球体２７は圧縮コイルばねＳＰ２で収容部２９Ａの開口２９Ａｂ側に付勢されているため、放電ランプ１Ｂの搬送中又は使用時に、放電ランプ１Ｂをその長手方向が水平面に平行になるようにしても、球体２７の位置が変化することがない。圧縮コイルばねＳＰ２を設けることで、放電ランプ１Ｂの使用時（通電時）に、口金部２８Ａの温度が上昇して、熱膨張によって収容部２９Ａの開口２９Ａｂの直径が球体２７の直径よりも大きくなったときに、球体２７は確実に開口２９Ａｂを通過して収容部２９Ａ内に移動する。したがって、放電ランプ１Ｂを保管しているときに、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１が球体２７で遮られるため、放電ランプ１Ｂの搬送時及び使用時の姿勢に関係なく、放電ランプ１Ｂの使用の有無を確実に判別できる。
【００９４】
また、図１６（Ｂ）の第２変形例の放電ランプ１Ｃで示すように、球体２７が放電ランプの長手方向に直交する方向（横方向）に移動するようにしてもよい。放電ランプ１Ｃにおいて、口金部２８Ａの被把持部２８Ａｅの側面に設けた凹部２８Ａｆに、円筒型で被把持部２８Ａｅの外側に対向する側壁部に円形の開口２９Ｂｂが設けられた収容部２９Ｂを配置されている。さらに、凹部２８Ａｆ内に、収容部２９Ｂに接するように円筒状の固定部２９Ｃが例えば輪帯状の固定リング（不図示）によって固定され、固定部２９Ｃ内に開口２９Ｂｂの輪郭に接するように球体２７が配置され、球体２７を開口２９Ｂｂ側に付勢するように、球体２７と固定部２９Ｃの側壁部の内面との間に圧縮コイルばねＳＰ２が配置されている。放電ランプ１Ｃを保管している際の温度では、開口２９Ｂｂの直径は球体２７の直径より小さく、放電ランプ１Ｃを発光させて放電ランプ１Ｃの温度が上昇した状態では、収容部２９Ｂの熱膨張によって開口２９Ｂｂの直径が球体２７の直径より大きくなるように開口２９Ｂｂの直径が規定されている。
【００９５】
また、収容部２９Ｂの図１６（Ｂ）の紙面に垂直な方向の側面に、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１を通すための、球体２７よりも直径の小さい２つの円形の開口２９Ｂｃ，２９Ｂｄが形成され、口金部２８Ａの被把持部２８Ａｅ内にも、開口２９Ｂｃ，２９Ｂｄの中心を通る直線に平行に光ビームＬＢ１を通すための貫通穴（不図示）が設けられている。この他の構成は図１４（Ａ）の実施形態と同様である。
【００９６】
この変形例においても、球体２７は圧縮コイルばねＳＰ２で収容部２９Ｂの開口２９Ｂｂ側に付勢されているため、放電ランプ１Ｃの搬送中又は使用時に、放電ランプ１Ｃをその長手方向が水平面に平行になるように、又は鉛直方向に平行になるようにしても、球体２７の位置が変化することがない。このため、放電ランプ１Ｃの使用時（通電時）に、収容部２９Ｂの開口２９Ｂｂの直径が球体２７の直径よりも大きくなったときに、球体２７は確実に開口２９Ｂｂを通過して収容部２９Ｂ内に移動する。したがって、次に放電ランプ１Ｃを保管しているときに、検出装置９４Ａによって、放電ランプ１Ｃの搬送時及び使用時の姿勢に関係なく、放電ランプ１Ｃの使用の有無を確実に判別できる。
【００９７】
次に、図１７（Ａ）及び（Ｂ）は第３変形例の放電ランプ１Ｄの陽極側の口金部２８Ｂを示す断面図である。この変形例は、球体２７が放電ランプ１Ｄの使用時間に応じて段階的に移動するようにしたものである。図１７（Ａ）において、口金部２８Ｂは、放電ランプ１Ｄの連結部２５ｄに連結されて、外面が球面状の被把持部２８Ｂｅと、被把持部２８Ｂｅの下端に設けられた、複数の輪帯状の放熱フィン２８Ｂｊ（放熱部）と、被把持部２８Ｂｅの上端に設けられたほぼ円柱状の端子部２８Ｂａとを有する。端子部２８Ｂａの中央に凹部２８Ｂｂが形成され、凹部２８Ｂｂの途中に山型の凸部２８Ｂｃが設けられている。端子部２８Ｂａは、凹部２８Ｂｂ及び凸部２８Ｂｃを介して図１４（Ａ）の給電ソケット１５２の連結部１５４に連結可能である。
【００９８】
また、端子部２８Ｂａ及び被把持部２８Ｂｅ内に連結部２５ｄ側から順に積み重ねるように、第１の円筒状の収容部２９Ａと、第２の円筒状の収容部２９Ｄと、球体２７とが配置され、収容部２９Ａは接着等で連結部２５ｄに固定され、収容部２９Ｄは接着等で収容部２９Ａの上面に固定されている。収容部２９Ａ，２９Ｂはそれぞれ球体２７を収容可能な大きさであり、収容部２９Ａ，２９Ｂの熱膨張率は球体２７の熱膨張率よりも大きい。また、下段の収容部２９Ａの上部の隔壁部に円形の開口２９Ａｂが形成され、上段の収容部２９Ｂの上部の隔壁部に、開口２９Ａｂよりも直径の大きい円形の開口２９Ｄｂが形成されている。
【００９９】
放電ランプ１Ｄを保管している際の温度では、開口２９Ｄｂの直径ｄ４は球体２７の直径より小さく、開口２９Ａｂの直径ｄ３は直径ｄ４より小さい。一方、放電ランプ１Ｄを露光装置に装着して放電ランプ１Ｄに通電を開始し、放電ランプ１Ｄを発光させて放電ランプ１Ｄの温度がたとえば最高温度のほぼ１／２まで上昇した状態（第１閾値）では、収容部２９Ｄの熱膨張によって開口２９Ｄｂの直径ｄ４が球体２７の直径より大きくなり、球体２７は開口２９Ｄｂを通過できるが、収容部２９Ａの開口２９Ａｂの直径ｄ３は球体２７の直径より小さいままであり、球体２７は開口２９Ａｂは通過できない。さらに、放電ランプ１Ｄの発光（通電）を継続して、放電ランプ１Ｄの温度がほぼ最高温度まで上昇した状態では、収容部２９Ａの熱膨張によって開口２９Ａｂの直径ｄ３が球体２７の直径より大きくなり、球体２７が開口２９Ａｂを通過できるように、開口２６Ａｂ，２９Ｄｂの直径が規定されている。
【０１００】
また、放電ランプ１Ｄのガラス管２５（図２参照）の中心軸及び収容部２９Ａ及び２９Ｄの中心（収容部２９Ａ，２９Ｄの中央に球体２７があるときの、球体２７の中心）を通過して、放電ランプ１Ｄ（ガラス管２５）の長手方向に直交する直線に沿って、被把持部２８Ｂｅ及び端子部２８Ｂａ内にそれぞれ球体２７よりも直径の小さい円形の貫通孔２８Ｂｅ１及び２８Ｂｅ２が設けられている。そして、貫通孔２８Ｂｅ１及び２８Ｂｅ２に対向するように、収容部２９Ａ及び２９Ｄの側面にそれぞれ球体２７よりも直径の小さい２つの円形の開口２９Ａｃ，２９Ａｄ及び２９Ｄｃ，２９Ｄｄが形成されている。
【０１０１】
また、図４（Ｂ）の保管部５４のターンテーブル７９に放電ランプ１Ｄを載置した状態で、ターンテーブル７９の上方に、図１７（Ａ）に示すように、放電ランプ１Ｄの貫通孔２８Ｂｅ１及び収容部２９Ａの開口２９Ａｃ，２９Ａｄの中心に光ビームＬＢ１を照射する照射部９４Ａａと、その光ビームＬＢ１を検出する受光部９４Ａｂとを有する第１の検出装置９４Ａが配置されている。さらに、検出装置９４Ａの上方に、放電ランプ１Ｄの貫通孔２８Ｂｅ２及び収容部２９Ｄの開口２９Ｄｃ，２９Ｄｄの中心に光ビームＬＢ３を照射する照射部９４Ｃａと、その光ビームＬＢ３を検出する受光部９４Ｃｂとを有する第２の検出装置９４Ｃが配置されている。受光部９４Ａｂ，９４Ｃｂの検出信号は上述の光源制御系３２で処理される。この他の構成は図１４（Ａ）の実施形態と同様である。
【０１０２】
この変形例において、放電ランプ１Ｄが未使用で、球体２７が収容部２９Ｄの開口２９Ｄｂの輪郭に接している状態では、光ビームＬＢ１，ＬＢ３はそれぞれ収容部２９Ａ，２９Ｄを通過して受光部９４Ａｂ，９４Ｃｂで検出される。言い替えると、検出装置９４Ａ，９４Ｃで同時に光ビームＬＢ１，ＬＢ３を検出できる場合には、球体２７が収容部２９Ｄの上部にあり、放電ランプ１Ｄが未使用であることを確認できる。
【０１０３】
一方、放電ランプ１Ｄを露光装置に装着して、放電ランプ１Ｄを発光させて放電ランプ１Ｄの温度が最高温度のほぼ１／２まで上昇した状態では、収容部２９Ｄの熱膨張によって、図１７（Ｂ）に示すように、球体２７は開口２９Ｄｂを通過して収容部２９Ｄ内に移動する。この状態で放電ランプ１Ｄの使用を中断し、放電ランプ１Ｄを保管部５４のターンテーブル７９に戻した場合、光ビームＬＢ１は収容部２９Ａを通過して受光部９４Ａｂで検出されるが、光ビームＬＢ３は収容部２９Ｄ内の球体２７で遮られて、受光部９４Ｃｂでは検出されない。言い替えると、検出装置９４Ａで光ビームＬＢ１を検出でき、検出装置９４Ｂでは光ビームＬＢ３を検出できない場合には、球体２７が収容部２９Ｄの内部にあり、放電ランプ１Ｄがある所定時間使用（通電、発光）されていることを確認できる。  
【０１０４】
そして、放電ランプ１Ｄを露光装置に装着して、放電ランプ１Ｄを発光させて放電ランプ１Ｄの温度がほぼ最高温度まで上昇する（第２閾値）まで放電ランプ１Ｄの使用を継続した状態では、収容部２９Ａの熱膨張によって球体２７が開口２９Ａｂを通過して、収容部２９Ａ内の点線で示す位置ＰＡ１に移動する。その後、例えば所定の使用可能時間が経過して、放電ランプ１Ｄの使用を中止し、放電ランプ１Ｄを保管部５４のターンテーブル７９に戻した場合、光ビームＬＢ３は収容部２９Ｄを通過して受光部９４Ｃｂで検出されるが、光ビームＬＢ１は収容部２９Ａ内の球体２７で遮られて、受光部９４Ａｂでは検出されない。言い替えると、検出装置９４Ａで光ビームＬＢ１が検出されず、検出装置９４Ｂでは光ビームＬＢ３を検出できる場合には、球体２７が収容部２９Ａの内部にあり、放電ランプ１Ｄはほぼ所定の使用可能時間だけ使用されている（使用済みである）ことを確認できる。
【０１０５】
この変形例によれば、球体２７が収容部２９Ａ，２９Ｄのどちらにあるかを検出することによって、放電ランプ１Ｄがどの程度の時間使用されていたかを判別できる。なお、この変形例においても、球体２７を収容部２９Ｄの開口２９Ｄｂ側に付勢する圧縮コイルばね（不図示）を設けてもよい。なお、収容部２９Ａ，２９Ｄを熱膨張率の異なる材質により形成しても良い。収容部２９Ｄを形成する材質を、収容部２９Ａを形成する材質よりも熱膨張率が高い材質とする。この場合、放電ランプ１Ｄを発光させて放電ランプ１Ｄの温度が、たとえば最高温度のほぼ１／２まで上昇した状態では、収容部２９Ｄは球体２７が通過可能程度の変形をし、収容部２９Ａは変形するものの球体２７が通過できない程度変形すると、球体２７が２９Ｄ内に収容される。さらに、放電ランプ１Ｄを発光させて放電ランプ１Ｄの温度がほぼ最高温度まで上昇した状態では、収容部２９Ａがさらに変形し、球体２７が２９Ａに収容される。このように熱膨張率の異なる材質により収容部２９Ａ，２９Ｄを形成することにより、段階的に放電ランプ１Ｄの使用有無を検出することができる。また、収容部２９Ａ，２９Ｄを熱膨張率の異なる材質により形成する場合は、開口２９Ａｂの直径と開口２９Ｄｂの直径とを同程度の長さで形成しても良い。また、熱膨張率の差を大きくした場合、開口２９Ａｂの直径よりも開口２９Ｄｂの直径を長くしても良い。なお、収容部２９Ａ，２９Ｄを設けることで放電ランプ１Ｄの使用有無を２段階で検出したが、収容部を複数個設けることで、２段階よりも多くの段階数により放電ランプ１Ｄの使用有無を検出するようにしても良い。
【０１０６】
次に、図１８（Ａ）は第４変形例の放電ランプ１Ｅを図７（Ａ）のクランプ機構５２で保持した状態を示す図、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）の放電ランプ１Ｅの口金部２８Ｃを示す拡大断面図、図１８（Ｃ）は図１８（Ｂ）の端子部２８Ｃａを示す断面図である。この変形例では、所定部材の熱膨張ではなく、所定部材の弾性変形を用いて球体２７を移動する。
【０１０７】
図１８（Ａ）において、放電ランプ１Ｅの陰極側の口金部２６は支持部材３３によって支持され、放電ランプ１Ｅの陽極側の口金部２８Ｃの端子部２８Ｃａは、クランプ機構５２のローラ７０によって給電ブロック６６側に付勢されて支持されている。
図１８（Ｂ）に示すように、放電ランプ１Ｅの端子部２８Ｃａにおいて、ローラ７０に対向する部分に球体２７よりも直径の小さい円形の開口２８Ｃｈが形成されている。また、端子部２８Ｃａの内部において、被把持部２８Ｃｅの上面に、図１８（Ｄ）に示すＵ字型の切り欠き部２９Ａａが形成された弾性変形可能な薄い平板状の制限部材２９Ａが開口２８Ｃｈと平行に固定され、開口２８Ｃｈと切り欠き部２９Ａａとの間に球体２７が配置されている。制限部材２９Ａは例えば鋼材より形成してもよい。また、制限部材２９Ａに対して端子部２８Ｃａの中心方向側で被把持部２８Ｃｅの上面に、制限部材２９Ａの切り欠き部２９Ａａ側から次第に低くなるように傾斜した傾斜部材２９Ｂが固定されている。さらに、端子部２８Ｃａの図１８（Ｂ）の紙面に対して垂直な方向の２つの側面に、図１８（Ｃ）に示す検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１を通過させるための２つの開口２８Ｃｆ，２８Ｃｇが形成されている。
【０１０８】
この変形例において、制限部材２９Ａに外力が作用していない状態では、制限部材２９Ａの切り欠き部２９Ａａの最大の幅ｄ５は、球体２７の直径より小さく規定されている。このため、放電ランプ１Ｅがクランプ機構５２に保持されていない状態（球体２７にローラ７０が接触していない状態）では、切り欠き部２９Ａａの最大の幅ｄ５は、球体２７の直径より小さく、球体２７は開口２８Ｃｈと切り欠き部２９Ａａとの間に配置され、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１は端子部２８Ｃａの開口２８Ｃｆ，２８Ｃｇを通過可能である。このため、検出装置９４Ａの検出信号より放電ランプ１Ｅが未使用であることを確認できる。
【０１０９】
一方、放電ランプ１Ｅがクランプ機構５２に保持された状態（球体２７にローラ７０が接触した状態）では、球体２７が制限部材２９Ａ側に付勢され、制限部材２９Ａの弾性変形によって切り欠き部２９Ａａの最大の幅が球体２７の直径より大きくなり、球体２７が切り欠き部２９Ａａを通過し、傾斜部材２９Ｂの上面を転がって、端子部２８Ｃａ内でほぼ開口２８Ｃｆ，２８Ｃｇの間の位置に停止する。この状態では、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１は端子部２８Ｃａの開口２８Ｃｇを通過できなくなる。この他の構成は、図３（Ｂ）の実施形態と同様である。
【０１１０】
この変形例によれば、放電ランプ１Ｅを露光装置で使用するためにクランプ機構５２で保持したときに、クランプ機構５２のローラ７０によって口金部２８Ｃ内の球体２７が制限部材２９Ａ側に付勢され、球体２７が開口２８Ｃｆ，２８Ｃｇの間に移動する。このため、放電ランプ１Ｅを保管部のターンテーブル７９に戻したときに、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１が球体２７で遮られるため、放電ランプ１Ｅが使用済みであることを確認できる。さらに、端子部２８Ｃａ内に球体２７を開口２８Ｃｆ，２８Ｃｇの間の方向に移動させるための傾斜部材２９Ｂが設けられているため、球体２７の位置が開口２８Ｃｆ，２８Ｃｇの間に安定に維持される。
【０１１１】
なお、制限部材２９Ａの切り欠き部２９Ａａの幅は、放電ランプ１Ｅの使用（通電）による口金部２８Ｃの温度上昇による制限部材２９Ａの熱膨張によってもある程度広くなる。このため、口金部２８Ｃの温度がほぼ最高温度に達したときに、制限部材２９Ａの熱膨張によって切り欠き部２９Ａａの最大の幅ｄ５が球体２７の直径より広くなるようにしておいてもよい。
【０１１２】
次に、図１９（Ａ）、（Ｂ）は第５変形例の放電ランプの陽極側の口金部２８の端子部２８ａの内部を示す図である。この変形例では、テコの原理を利用して、球体２７が通過する隙間の幅を拡大する。図１９（Ａ）の端子部２８ａの内部において、口金部２８の被把持部２８ｅの上面に、ほぼＵ字型の弾性変形可能な例えば鋼材よりなる制限部材２９Ｅが固定されている。制限部材２９Ｅは、被把持部２８ｅの上面に固定された平板状の固定部２９Ｅｃと、固定部２９Ｅｃの上面の両端に断面積の小さい部分を介して弾性変形によって開閉可能に設けられた１対のＬ字型のヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂとを有する。ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の隙間の上に球体２７が載置されている。また、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの間に、固定部２９Ｅｃ側から順に、制限部材２９Ｅの熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する例えばアルミニウムよりなるロッド状の駆動部材２９Ｈと、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔ａを狭くするように作用する引っ張りコイルばね２９Ｉとが設けられている。引っ張りコイルばね２９Ｉは、一例として、図１９（Ａ）の紙面に垂直な方向に離れた２箇所に設けられ、２つの引っ張りコイルばね２９Ｉの間に球体２７が配置可能である。
【０１１３】
また、端子部２８ａの図１９（Ａ）の紙面に垂直な方向の２つの側面に、図３（Ｂ）の検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１を通すための、球体２７の直径よりも小さい直径の２つの開口２８ａ１，２８ａ２（開口２８ａ１は不図示）が形成されている。
この変形例の放電ランプを保管している際の温度では、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔ａが球体２７の直径ｄより小さくなるように、駆動部材２９Ｈの長さ及び制限部材２９Ｅの形状が規定されている。一方、その放電ランプを発光させてその放電ランプの温度がほぼ最高温度に達した状態では、図１９（Ｂ）に示すように、駆動部材２９Ｈの熱膨張によるテコの作用によって、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔が球体２７の直径よりかなり大きくなるように駆動部材２９Ｈの長さが規定されている。この場合、球体２７は元の位置ＰＡ２からその先端部の間隔を通過して、２つの引っ張りコイルばね２９Ｉの間の駆動部材２９Ｈの上面に移動し、図３（Ｂ）の検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１は球体２７で遮られる。この他の構成は図３（Ｂ）の実施形態と同様である。
【０１１４】
この変形例において、放電ランプの使用時（通電時）に、駆動部材２９Ｈの熱膨張によって制限部材２９Ｅのヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔が球体２７の直径より大きくなると、球体２７がその先端部の間隔を通って駆動部材２９Ｈの上面に移動する。このため、その放電ランプを保管しているときに、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１が球体２７で遮られるため、放電ランプの使用の有無を確実に判別できる。
【０１１５】
さらに、この変形例では、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔ａの伸び量は、駆動部材２９Ｈの熱膨張によるテコの作用によって、制限部材２９Ｅの熱膨張によるヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔の伸び量よりも大幅に大きくなる。このため、放電ランプを製造する際の、制限部材２９Ｅ及び駆動部材２９Ｈの加工精度は、例えば図３（Ｂ）の収容部２９の開口２９ｂの加工精度よりも低く（粗く）できるため、放電ランプの製造が容易である。
【０１１６】
なお、この変形例において、球体２７の代わりに、図１９（Ａ）の紙面に垂直な方向に伸びた、球体２７の直径ｄと同じ直径の低熱膨張率の円柱２７Ｃを使用してもよい。円柱２７Ｃを使用した場合でも、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔が直径ｄよりも大きくなると、円柱２７Ｃはその先端部の間隔を通過して、光ビームＬＢ１を遮る位置に達するため、放電ランプの使用の有無を判別できる。
【０１１７】
また、図２０（Ａ）、（Ｂ）の第６変形例の放電ランプの陽極側の口金部２８に示すように、図１９（Ａ）の変形例で使用したテコの原理の他に、バイメタル作用によって球体２７（又は円柱２７Ｃ）が通過する隙間を大きくしてもよい。図２０（Ａ）において、口金部２８の端子部２８ａの内部に配置された制限部材２９Ｅの両端のヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの内側にそれぞれ制限部材２９Ｅの熱膨張率よりも大きい熱膨張率を有する例えばアルミニウムよりなる平板状の駆動部材２９Ｆ，２９Ｇが接着等で固定されている。
【０１１８】
この変形例の放電ランプを保管している際の温度では、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔ａは球体２７の直径ｄより小さく、球体２７はヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔の上に載置されている。一方、その放電ランプを発光させてその放電ランプの温度がほぼ最高温度に達した状態では、図２０（Ｂ）に示すように、駆動部材２９Ｆ，２９Ｇの熱膨張量が制限部材２９Ｅ（ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂ）の熱膨張量よりも大きいため、バイメタル作用によって、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔が球体２７の直径よりかなり大きくなる。このため、球体２７は元の位置ＰＡ２からその先端部の間隔を通過して、固定部２９Ｅｃの上面に移動し、開口２８ａ２に向かう図３（Ｂ）の光ビームＬＢ１を遮るようになる。このため、その放電ランプを保管しているときに、検出装置９４Ａの光ビームＬＢ１が球体２７で遮られて、放電ランプの使用の有無を正確に判別できる。
【０１１９】
さらに、この変形例では、ヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔ａの伸び量は、駆動部材２９Ｆ，２９Ｇの熱膨張によるバイメタル作用によって、制限部材２９Ｅの熱膨張によるヒンジ部２９Ｅａ，２９Ｅｂの先端部の間隔の伸び量よりも大幅に大きくなる。このため、放電ランプを製造する際の、制限部材２９Ｅ及び駆動部材２９Ｆ，２９Ｇの加工精度は、例えば図３（Ｂ）の収容部２９の開口２９ｂの加工精度よりも低く（粗く）できるため、放電ランプの製造が容易である。
【０１２０】
次に、図２１（Ａ）、（Ｂ）は第７変形例の放電ランプの陽極側の口金部２８Ｄを示す断面図である。この変形例では、口金部に設けられたミラー部の反射面の角度の変化によって、放電ランプの使用の有無を判別する。
図２１（Ａ）において、口金部２８Ｄの被把持部２８ｅの上端部に形成された円形の凹部２８ｅ１の中央に円形の凸部２８ｅ２が設けられている。その凹部２８ｅ１に凸部２８ｅ２を囲むように、ほぼ円筒状で下端部に輪帯状のフランジ部が設けられた支持部材２９Ｊのフランジ部が載置されている。また、支持部材２９Ｊの上面に熱によって塑性変形する材料、例えば鉛を含む合金よりなる円板状の中間部材２９Ｋが固定され、中間部材２９Ｋの上面に対向するように、反射面を外側に向けた三角プリズム状のミラー部ＭＲ１，ＭＲ４が固定されている。
【０１２１】
また、支持部材２９Ｊ、中間部材２９Ｋ、及び中間部材２９Ｋの上部にあるミラー部ＭＲ１，ＭＲ２を覆うように、外形がほぼ三角柱状で下端部に円形のフランジ部２８ａ３が設けられた端子部２８ａが載置されている。端子部２８ａの内面のミラー部ＭＲ１，ＭＲ２に対向する位置に、それぞれ反射面が内側を向くように三角プリズム状のミラー部ＭＲ２，ＭＲ３が固定されている。支持部材２９Ｊのフランジ部と端子部２８ａのフランジ部２８ａ３とは重なっており、その２つのフランジ部２８ａ３等が複数箇所でボルトＢＡ１によって凹部２８ｅ１に固定されている。
【０１２２】
また、端子部２８ａの側面に、中間部材２９Ｊ上のミラー部ＭＲ１，ＭＲ４に対向するように、かつ支持部材２９Ｊの中心軸を通過する直線に沿って、２つの円形の開口２８ａ１，２８ａ２が形成されている。
この変形例の放電ランプが未使用の状態で、この放電ランプを図１１に示す保管部の放ターンテーブル７９に載置したとき、検出装置９４Ａの照射部９４Ａａから照射される光ビームＬＢ１は、開口２８ａ１、ミラー部ＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ３，ＭＲ４、及び開口２８ａ２を通過して受光部９４Ａｂで受光される。この受光部９４Ａｂの検出信号からその放電ランプが未使用であることを確認できる。
【０１２３】
一方、この放電ランプを露光装置に装着して放電ランプの温度が上昇した状態（放電ランプの温度がほぼ最高温度に達した状態、又は放電ランプの使用を例えば所定時間以上継続した状態）では、図２１（Ｂ）に示すように、中間部材２９Ｋが熱によって塑性変形し、ミラー部ＭＲ１，ＭＲ４の反射面の角度が変化する。その後、使用済みの放電ランプを図１１に示す保管部のターンテーブル７９に載置したとき、検出装置９４Ａの照射部９４Ａａから照射される光ビームＬＢ１は、ミラー部ＭＲ１（又はＭＲ４）によって図２１（Ａ）の場合とは異なる方向に反射されて、受光部９４Ａｂでは受光されない。このため、受光部９４Ａｂの検出信号からその放電ランプが使用済みであることを確認できる。
【０１２４】
なお、この変形例において、図２１（Ａ）に示すように、検出装置９４Ａの受光部９４Ａｂを照射部９４Ａａに近い点線で示す位置ＰＡ５に配置してもよい。この場合、ミラー部ＭＲ１の反射面の角度は、照射部９４Ａａからの光ビームＬＢ１が位置ＰＡ５の受光部９４Ａｂで受光されるように設定され、他のミラー部ＭＲ２〜ＭＲ４は省略される。この場合においても、放電ランプの温度が上昇した状態では、中間部材２９Ｋが熱によって塑性変形し、ミラー部ＭＲ１の反射面の角度が変化し、ミラー部ＭＲ１からの反射光が受光部９４Ａｂでは受光できなくなる。このため、受光部９４Ａｂの検出信号からその放電ランプが使用済みであることを確認できる。なお、ミラー部を端子部２８ａ内部の側面に設ける例を示したがこれに限らず、端子部２８ａ外部の側面にミラー部を設けるようにしても良い。この場合、ミラー部ＭＲ２，ＭＲ３を端子部２８ａではなく、たとえばケーシング５１内に設けるようにしても良い。端子部２８ａ外部の側面にミラー部を設けることで、端子部２８ａに開口２８ａ１，２８ａ２を形成しなくてよく、端子部２８ａの強度、合成が増すことや端子部２８ａの製造が容易となるといった効果が得られる。
【０１２５】
なお、検出装置９４は、光ビームＬＢ１を照射する照射部９４Ａａと受光部９４Ａｂとを有すると説明したがこれに限らない。照射部９４Ａａを点光源とし、受光部９４Ａｂで所定光量以上を検出されたか否かにより、放電ランプが使用済みであることを確認できるようにしても良い。また、受光部９４Ａｂを撮像装置、たとえばカメラによって構成するようにしても良い。撮像装置により、収容部２９内に球体２７が収容されているか否等を、周知の画像処理等により検出するようにしても良い。
【０１２６】
第８変形例として、放電ランプが所定時間使用（通電）された場合、陽極側の口金部２８Ｄが変色および／または変形等により状態が変化されたことを、検出装置９４により放電ランプの使用有無を検出するようにしても良い。また放電ランプが所定時間使用（通電）された場合、不図示のマーク形成部により、陰極側の口金部２６、陽極側の口金部２８、ガラス管２５などにマークを形成し、そのマークを上述の撮像装置により検出することで、放電ランプの使用有無を検出するようにしても良い。
【０１２７】
なお、端子部２８ａに開口２８ａ１，２８ａ２ではなく溝を形成するようにしても良い。つまり、照射部９４Ａａからの光ビームＬＢ１が収容部を通過すれば良いため、開口のように球体を覆うような構成ではなく、切欠きを設けるようにしても良い。また、開口部２８ａ１，２８ａ２を、光ビームＬＢ１が透過可能な材料、たとえばガラス等により覆うようにしても良い。これにより、収容部２９にゴミが入り込む恐れがなくなる。
【０１２８】
なお、上述の各実施形態では、陽極側の口金部２８により放電ランプの使用有無を検出したが、陰極側の口金部２６に陽極側の口金部２８と同等の構成を設け、放電ランプの使用有無を検出するようにしても良い。また、陰極側の口金部２６および陽極側の口金部２８の両方の口金部に、放電ランプの使用有無を検出できる構成を設けるようにしても良い。
【０１２９】
上述の各実施形態の露光装置又はこれらの露光装置を用いる露光方法を使用して、基板（プレートＰ）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、液晶表示素子等の液晶デバイスを製造することができる。以下、図２２のステップＳ４０１〜Ｓ４０４を参照して、この製造方法の一例につき説明する。
図２２のステップＳ４０１（パターン形成工程）では、先ず、露光対象の基板上にフォトレジストを塗布して感光基板（プレートＰ）を準備する塗布工程、上記の露光装置を用いて液晶表示素子用のマスクのパターンをその感光基板上に転写露光する露光工程、及びその感光基板を現像する現像工程が実行される。この塗布工程、露光工程、及び現像工程を含むリソグラフィ工程によって、その基板上に所定のレジストパターンが形成される。このリソグラフィ工程に続いて、そのレジストパターンを加工用のマスクとしたエッチング工程、及びレジスト剥離工程等を経て、その基板上に多数の電極等を含む所定パターンが形成される。そのリソグラフィ工程等は、プレートＰ上のレイヤ数に応じて複数回実行される。
【０１３０】
その次のステップＳ４０２（カラーフィルタ形成工程）では、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂに対応した３つの微細なフィルタの組をマトリックス状に多数配列するか、又は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによってカラーフィルタを形成する。その次のステップＳ４０３（セル組立工程）では、例えばステップＳ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とステップＳ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１３１】
その後のステップＳ４０４（モジュール組立工程）では、そのようにして組み立てられた液晶パネル（液晶セル）に表示動作を行わせるための電気回路、及びバックライト等の部品を取り付けて、液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、露光装置において放電ランプの交換を効率的に行うことができるため、高いスループットが得られる。
【０１３２】
なお、本発明は、液晶表示素子の製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システ
ム)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、及び半導体素子等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。
【０１３３】
なお、上述の実施形態の光源装置は、上述のステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置（スキャナー等）の他に、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパー等）の露光光源にも適用できる。また、上述の実施形態の光源装置は、投影光学系を使用しないプロキシミティ方式若しくはコンタクト方式の露光装置の光源装置、又は露光装置以外の機器の光源にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
ＥＸ…露光装置、Ｍ…マスク、Ｐ…プレート、ＰＬ…投影光学系、１…放電ランプ、１Ｎ…未使用の放電ランプ、２…楕円鏡、１３…照明光学系、２０…電源部、２３，２４…電力ケーブル、２５…ガラス管、２５ａ…バルブ部、２６…陰極側の口金部、２８…陽極側の口金部、２８ａ…端子部、２８ｅ…被把持部、３０…光源装置、３１…ランプハウス、３２…光源制御系、３３…支持部材、３６…引き出し部、５０…交換装置、５２…クランプ機構、５４…保管部、５６…ランプ搬送系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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