【事件の表示】
　特許第２８５７１３７号「ショートアーク型水銀ランプ」の請求項１ないし７に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２８５７１３７号の請求項１ないし７に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第２８５７１３７号の請求項１ないし７に係る発明についての出願は、平成９年１２月２５日に特許出願され、平成１０年１１月２７日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、請求項１ないし７に係る発明の特許について、特許異議申立人株式会社ワコム電創により特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１２年８月８日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下の（ａ−１）〜（ｆ−２）のとおりである。
　（ａ−１）　特許請求の範囲の【請求項１】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ａ−２）　発明の詳細な説明の段落【０００６】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｂ−１）　特許請求の範囲の【請求項２】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「前記希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｂ−２）　発明の詳細な説明の段落【０００７】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｃ−１）　特許請求の範囲の【請求項３】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｃ−２）　発明の詳細な説明の段落【０００８】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｄ−１）　特許請求の範囲の【請求項４】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ」
を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｄ−２）　発明の詳細な説明の段落【０００９】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｅ−１）　特許請求の範囲の【請求項５】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ」
を、
「希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｅ−２）　発明の詳細な説明の段落【００１０】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｆ−１）　特許請求の範囲の【請求項６】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ」
を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　（ｆ−２）　発明の詳細な説明の段落【００１１】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」
を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」
と訂正する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記（ａ−１）（ａ−２）（ｂ−１）（ｂ−２）（ｄ−１）（ｄ−２）（ｅ−１）（ｅ−２）の訂正事項に関連する記載として、特許明細書の段落【００２６】には「アルゴン、もしくはクリプトンを１．０気圧から８気圧封入すると・・・効果的に放射照度を向上できることが分かった。」と記載されており、段落【００２８】には「Ｘｅ封入圧力をＡｒ封入圧力の約３倍までとすることが望ましい。」と記載されており、段落【００２９】には「Ｘｅ封入圧力をＫｒ封入圧力の約３倍までとすることが望ましいことが確認されている。」と記載されている。また、上記（ｃ−１）（ｃ−２）（ｆ−１）（ｆ−２）の訂正事項に関連する記載として、特許明細書の段落【００３２】には「ＡｒとＫｒの混合ガスを合計値として、室温で１．０ａｔｍから８．０ａｔｍ封入すると、レクチル面の相対ｉ線放射照度が効果的に向上することが分かった。」と記載されており、段落【００３３】には「ｉ線放射照度の向上の点からは、Ｘｅ封入圧力をＡｒとＫｒの合計の封入圧力の約３倍までとすることが望ましい。」と記載されている。してみれば、上記（ａ−１）〜（ｆ−２）の訂正事項は、願書に添付された明細書又は図面に記載された事項の範囲内のものである。
　したがって、（ａ−１）（ｂ−１）（ｃ−１）（ｄ−１）（ｅ−１）（ｆ−１）の訂正事項は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、新規事項の追加でもなく、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。また、（ａ−２）（ｂ−２）（ｃ−２）（ｄ−２）（ｅ−２）（ｆ−２）の訂正事項は、前記（ａ−１）（ｂ−１）（ｃ−１）（ｄ−１）（ｅ−１）（ｆ−１）の訂正事項により特許請求の範囲を訂正したことに伴う発明の詳細な説明の訂正であるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものであり、新規事項の追加でもなく、特許請求の範囲を実質的に拡張又は変更するものでもない。
　
２−３．独立特許要件
２−３−１．本件発明
　訂正明細書の請求項１ないし７に係る発明は、その特許請求の範囲の請求項１ないし７に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプにおいて、
　前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。（以下、「本件発明１」という。）
【請求項２】石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプにおいて、
　前記希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．４１８であることを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。（以下、「本件発明２」という。）
【請求項３】石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプにおいて、
　前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。（以下、「本件発明３」という。）
【請求項４】石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる紫外線発光装置において、
　前記水銀ランプは、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、前記電源から水銀ランプへの入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とする紫外線発光装置。（以下、「本件発明４」という。）
【請求項５】石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる紫外線発光装置において、
　前記水銀ランプは、希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、前記電源から水銀ランプへの入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．４１８であることを特徴とする紫外線発光装置。（以下、「本件発明５」という。）
【請求項６】石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる紫外線発光装置において、
　前記水銀ランプは、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、前記電源から水銀ランプへの入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とする紫外線発光装置。（以下、「本件発明６」という。）
【請求項７】前記ショートアーク型水銀ランプは、陽極が上方で陰極が下方になるように垂直に配置したことを特徴とする請求項４から請求項６に記載する紫外線発光装置。（以下、「本件発明７」という。）」
　
２−３−２．当審が通知した取消理由の概要
（ａ）３６条違反について　
　ア．（７）式右辺の第２項から、バルブ内表面温度Ｔｉは「（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ」と深く関連しているものの、同式右辺第１項にバルブ外表面温度Ｔｏが存することから、Ｔｏに直接影響を与えるランプ冷却条件とも深く関連しているというべきであるが、発明の詳細な説明中には、ランプの冷却条件が記載されていない。
　イ．請求項中の「少なくとも希ガスとしてアルゴンが、室温で１．０〜８ａｔｍ」等の記載ではアルゴン以外の他の希ガスをいかような封入圧力で封入したものも含まれることとなるが、発明の詳細な説明には他の希ガスの全体の圧力及びその分圧について適切な値が存することが記載されており、また、発明の詳細な説明で効果がないと主張するものまで含まれることとなる。
　ウ．請求項の記載においては、希ガス封入圧の数値範囲と（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲とを組み合わせて特定しているが、発明の詳細な説明には（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲に関する実験結果については、１つの封入圧に対するもののみしか示されていない。
　上記ア〜ウの点で、発明の詳細な説明は、当業者が発明を実施できる程度に明確かつ十分に記載されているとはいえないから、請求項１〜７に係る発明の特許は、特許法第３６条第４項の規定に違反してなされたものである。
（ｂ）２９条第２項違反について
　請求項１〜７に係る発明は、下記の刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、その特許は特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである。
　刊行物１：大須賀知要著「高圧水銀灯とその取扱」（昭和３４年１２月２５日発行）株式会社オーム社、６０〜６５頁（特許異議申立人の提出した甲第６号証）
　刊行物２：米国特許第４７３２８４２号明細書（１９８８年）（特許異議申立人の提出した甲第１号証）
　刊行物３：特開平３−２７６５５５号公報（特許異議申立人の提出した甲第２号証）
　刊行物４：特開平２−２４６２０６号公報（特許異議申立人の提出した甲第３号証）
　
２−３−３．刊行物記載の発明
　当審が通知した取消理由で引用した上記刊行物１には、次の事項が図面とともに記載されている。
「５・３　丸形超高圧水銀ランプ
　［１］緒言　丸形超高圧水銀ランプは・・・ｓｈｏｒｔ　ａｒｃ　ｌａｍｐとも呼ばれ・・・高い輝きの点光源が必要な場合に最も適した光源である。・・・
　［２］構造　（ａ）バルブ　丸型超高圧水銀ランプの発光管は石英からなり、球形のものと、梨形のものとがある。・・・表面負荷は１０〜５０Ｗ／ｃｍ２で、外球を有する場合は・・・を越してはいけない。」（６０頁１３行〜６１頁２行）
「第５・７表はランプの容量に対する発光管の外径と内径と表面負荷の関係を示す。
　　　　　　第５・７表　バルブの寸法
　　　ランプ電力　　　直径［ｍｍ］　表面負荷　　　摘要
　　　　［Ｗ］      外径　　内径［Ｗ／ｃｍ２］　・・・
　　　　２５０      ３０    ２４      １０      ・・・
　　　　５００      ４０    ３４      １４      ・・・
　　　１０００　　　４５    ３９      ２０      ・・・
　　　５０００　８５〜９０  ８０      ２５      ・・・
　　　５０００　　　６５    ５８      ４７　　　・・・
　　１００００　　１１０  １０２      ３０      ・・・」（６２頁１０〜１１行）
「（ｄ）封入ガス　発光管内には一定量の水銀と十数ｍｍの点火用ガスが封入してある。点火用ガスは普通アルゴンであるが、・・・アルゴンとネオンの混合ガスが封入される場合がある。またキセノンガスを封入して水銀が蒸発するまでキセノンの光を利用するものもある。」（６４頁７〜１１行）
　
　同刊行物２には、おおよそ次の事項が図面とともに記載されている。
「この発明は、例えば半導体ウエハに紫外光を用いてフォトマスクパターンを露光する方法に関する。」（１欄８〜１１行参照）
「キセノン水銀放電灯１は、例えば、キセノン０．１〜５ａｔｍと水銀１〜３０ｍｇ／ｃｃ（いずれも室温で）が封入されている。この放電ランプから放射される光の最大ピークの波長は３６５ｎｍである。」（４欄３〜１０行参照）
「キセノン水銀放電灯１に供給される電力は、電源装置９により制御される」（７欄１６〜２９行）参照」
「希ガス水銀放電灯には、キセノン以外のＡｒおよび／またはＫｒを封入しても、最大ピーク３６５ｎｍの波長の放射光を発生できる。」（８欄４５〜５０行参照）
　
　同刊行物３には、次の事項が図面とともに記載されている。
「本発明は、半導体やプリント基板の焼き付け等において露光用光源として好適に使用されるショートアーク型水銀蒸気放電灯に関する。」（１頁左下欄１８〜２０行）
「上記目的を達成するために・・・陽極を上側に陰極を下側にして点灯されるショートアーク型水銀蒸気放電灯であって・・・構成を採用する。」（２頁右上欄９〜１８行）
「そして、発光空間膨出部１１内には水銀と希ガスとを封入する。水銀の封入量は、点灯時における水銀蒸気圧が１５気圧以下で、好ましくは８〜１５気圧となる範囲である。希ガスとしては、アルゴン、キセノン、クリプトン、ネオン等を用いることができ、２種以上のものを併用してもよい。なお、希ガスの封入量は、封入時の圧力で０．１〜３気圧の範囲がよい。」（２頁左下欄１９行〜右下欄６行）
　
　同刊行物４には、次の事項が図面とともに記載されている。
「この半導体ウエハー露光用水銀灯の発光空間膨出部１１内には、１．１５乃至１１．５ｍｇ／ｃｃの範囲から選択された水銀と、静圧で０．２５乃至５気圧の範囲になるように選択された希ガスが封入され、封入された水銀と希ガスの量は、前記したｇ線もしくはｉ線のスペクトル純度が８５％以上となる値から選択される。」（３頁左上欄７〜１３行）
　
２−３−４．取消理由についての判断
（ａ）３６条違反について
　ア．上記２−３−２．（ａ）ア．の冷却条件については、（７）式を導く過程において、Ｔｅ（ランプから充分に離れた位置での冷却風の平衡温度（約３００Ｋ）である）として示されている（段落【００１９】参照）。そして、３００Ｋは摂氏２７℃であって、いわゆる室温といえるから、室温で普通に冷却されていることに他ならない。したがって、冷却条件が記載されてないとはいえない。
　イ．上記２−３−２．（ａ）イ．の点については、訂正請求により「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」等と訂正されたので解消した。
　ウ．上記２−３−２．（ａ）ウ．の点については、Ａｒ、Ｋｒ、ＡｒとＫｒの希ガス封入圧力の数値範囲は、ｉ線の放射効率を高めるために規定するものであり、一方、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲は、バルブ内部の熱的影響を考慮し、バルブ内表面温度が低すぎると水銀の未蒸発を起こし、高すぎるとバルブの失透を起こすという不具合を解消するために規定するものである。してみれば、訂正明細書に示されたごとく、まず、希ガス封入圧の数値範囲を求めた後、その数値範囲の代表値を１つ用いて、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲を求めることは、すべての数値範囲についての実験を行うことは不可能であることから、複数のファクタを有する発明において通常行われていることであり、数値範囲の代表値を１つ用いて他のファクタの数値範囲を求めたからといって、発明が明確かつ十分に記載されていないとはいえない。
　したがって、訂正明細書の記載は、当業者が発明を実施できる程度に明確かつ十分に記載されているものである。
　
（ｂ）２９条第２項違反について
　本件発明１を刊行物１〜４に記載された発明と対比すると、本件発明１を特定するための事項である「０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点については、刊行物１〜４には（Ｗｄ）１／２ ／Ｒに関する記載がないものの、刊行物１の「第５・７表バルブの寸法」に示されたランプ電力、外径、内径の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、第５・７表の上から３、４、６番目の欄については、０．２４３、０．２６３〜０．３５１、０．３６４となる。これらの値は、本件発明１の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２１１〜０．３８７に含まれるが、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２１１〜０．３８７の範囲内に納めることを示唆するものではない。一方、本件発明１を特定するための事項である「アルゴンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されている」点については、刊行物１、２、４には記載されておらず、刊行物３に０．１〜３気圧の範囲がよいと記載されており、これは本件発明１の１．０〜８ａｔｍと一部共通する数値範囲を含んでいる。しかし、刊行物３の記載は、封入圧力を１．０〜８ａｔｍの範囲内に納めることを示唆するものではない。してみれば、刊行物１の記載から換算した（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値と、刊行物３記載の封入圧力とを組み合わせたとしても、本件発明１を特定するための事項である「アルゴンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点は、当業者が容易に想到し得るものではない。
　そして、本件発明１は明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１は、刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　本件発明２を刊行物１〜４に記載された発明と対比すると、本件発明１と同様にして、本件発明２を特定するための事項である「０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．４１８である」点については、刊行物１の「第５・７表バルブの寸法」に示されたランプ電力、外径、内径の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、第５・７表の上から３、４、５、６番目の欄については、０．２４３、０．２６３〜０．３５１、０．４０７、０．３６４となる。これらの値は、本件発明１の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２０５〜０．４１８に含まれるが、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２０５〜０．４１８の範囲内に納めることを示唆するものではない。一方、本件発明１を特定するための事項である「クリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されている」点については、刊行物１、２、４には記載されておらず、刊行物３に０．１〜３気圧の範囲がよいと記載されており、これは本件発明１の１．０〜８ａｔｍと一部共通する数値範囲を含んでいる。しかし、刊行物３の記載は、封入圧力を１．０〜８ａｔｍの範囲内に納めることを示唆するものではない。してみれば、刊行物１の記載から換算した（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値と、刊行物３記載の封入圧力とを組み合わせたとしても、本件発明２を特定するための事項である「クリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．４１８である」点は、当業者が容易に想到し得るものではない。
　そして、本件発明２は明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明２は、刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　本件発明３を刊行物１〜４に記載された発明と対比すると、本件発明１と同様にして、本件発明３を特定するための事項である「０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点については、刊行物１の「第５・７表バルブの寸法」に示されたランプ電力、外径、内径の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、第５・７表の上から３、４、６番目の欄については、０．２４３、０．２６３〜０．３５１、０．３６４となる。これらの値は、本件発明１の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２０５〜０．４１８に含まれるが、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２０５〜０．４１８の範囲内に納めることを示唆するものではない。一方、本件発明１を特定するための事項である「アルゴンとクリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されている」点については、刊行物１、２、４には記載されておらず、刊行物３に０．１〜３気圧の範囲がよいと記載されており、これは本件発明１の１．０〜８ａｔｍと一部共通する数値範囲を含んでいる。しかし、刊行物３の記載は、封入圧力を１．０〜８ａｔｍの範囲内に納めることを示唆するものではない。してみれば、刊行物１の記載から換算したの（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値と、刊行物３記載の封入圧力とを組み合わせたとしても、本件発明３を特定するための事項である「アルゴンとクリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点は、当業者が容易に想到し得るものではない。
　そして、本件発明３は明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明３は、刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　本件発明４、５、６は、それぞれ、本件発明１、２、３のショートアーク型水銀ランプを用いた紫外線発光装置であり、また、本件発明７は、本件発明４〜６を引用してさらに限定したものであるから、本件発明４〜７は、本件発明１〜３と同様の理由により、刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　したがって、本件発明１〜７は特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　
２−４．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する第１２６条第２〜４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立てについて
３−１．本件発明
　特許第２８５７１３７号の請求項１〜７に係る発明（以下、「本件発明１〜７」という。）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜７に記載された事項により特定されるとおりのものである（上記「２−３−１．」参照）。
　
３−２．特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人株式会社ワコム電創は、下記の甲第１〜８号証を提出し、
（ａ）明細書の記載が以下の点で明確かつ十分に記載されておらず、請求項１〜７に係る発明の特許は、特許法第３６条に違反してなされたものである、
　　１）．バルブ内表面温度がランプ冷却条件に影響され、ランプ冷却条件が変われば（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲も変わると推測され、冷却条件が限定されていない本件明細書は記載不備である。
　　２）．（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値が内表面温度そのものを示すものではないので、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲を限定しても、バルブの失透等を防止できるものではない。
　　３）．Ａｒ、Ｋｒなどの封入ガス圧を特定値に固定した状態で、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を変化させた例しか示されておらず、封入ガス圧が変化したものについて示されていない。
　
（ｂ）請求項１〜７に係る発明は、甲第１〜８号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであり、その特許は特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものである、
旨主張している。
　甲第１号証：米国特許第４７３２８４２号明細書（１９８８年）
　甲第２号証：特開平３−２７６５５５号公報
　甲第３号証：特開平２−２４６２０６号公報
　甲第４号証：Ｗ．ＥＬＥＮＢＡＡＳ編「ＨＩＧＨ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ　ＭＥＲＣＵＲＹ　ＶＡＰＯＵＲ　ＬＡＭＰＳ　ＡＮＤ　ＴＨＥＩＲ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ」（１９６５年）ＰＨＩＬＩＰＳ　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　ＬＩＢＲＡＲＹ、１１４〜１１７頁、２４０〜２５９頁
　甲第５号証：特開平２−５３５９号公報
　甲第６号証：大須賀知要著「高圧水銀灯とその取扱」（昭和３４年１２月２５日発行）株式会社オーム社、６０〜６５頁
　甲第７号証：「ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＮＧ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ」、Ｍａｒｃｈ１９６２、１７３〜１７６頁
　甲第８号証：社団法人照明学会編「照明用語事典」（１９９０年１１月２５日発行）株式会社オーム社、２０〜２１頁
　　
３−３．各甲号証記載の発明
　特許異議申立人の提出した甲第１号証は、上記刊行物２と同一であるから、甲第１号証には、上記「２−３−３．」に示したとおりのものが記載されている。
　
　同甲第２号証は、上記刊行物３と同一であるから、甲第２号証には、上記「２−３−３．」に示したとおりのものが記載されている。
　
　同甲第３号証は、上記刊行物４と同一であるから、甲第３号証には、上記「２−３−３．」に示したとおりのものが記載されている。
　
　同甲第４号証には、おおよそ次の事項が図面とともに記載されている。
「高管壁温度と高圧に耐えることができるようにするには、比較的厚い管壁が望ましい。・・・一方、管壁負荷の大きさには上限がある」（２５５頁１１〜１７行参照）
「所望の水銀蒸気圧を得るには６００〜８００℃の高温が必要である」（２５６頁７〜９行参照）
「水銀放電灯の容器として楕円体を採用すれば、楕円体上部の温度が比較的低く保たれるので内表面の石英の再結晶化が起こり難い」（２５７頁２４〜２８行参照）
「放射熱の吸収によって管壁温度がさらに上昇すると、管壁の再結晶化が起こり強度が弱くなる」（２５７頁３８〜４０行参照）
　そして、２４０頁の表７．１には、下から２番目の欄に、管壁負荷（Ｗ・ｃｍ−２）のデータとして１０・・・５０と記載されている。
　
　同甲第５号証には、次の事項が図面とともに記載されている。
「本発明は、半導体電子回路の回路パターン焼付け用露光装置やＵＶスポットキュアなどのような照明光学系の光源として使用されるショートアーク放電灯に関する。」（１頁右下欄４〜７行）
「本発明においては・・・発光管バルブの電極間距離の中心部に位置する箇所の内径をＤ（ｃｍ）、安定点灯時のランプ電力をＷＬ（ＫＷ）とした場合・・・に規制したことを特徴とする。」（３頁左上欄３〜１８行）
「発光管バルブ１０の内部には所定量の水銀とアルゴンガスよりなる始動用希ガスが封入されている・・・アルゴンガスは０．５（気圧）封入されている。」（３頁右下欄４〜８行）
「Ｄ／ＷＬが１．８未満になると、アーク径が絞られても石英管壁温度が必要以上に高められ、バルブの耐圧強度が低下し、また寿命中の失透等が現われることがあった。また、Ｄ／ＷＬが３．５を超えると、従来に比しトータル効率の向上が認められなくなる。」（６頁右下欄２〜７行）
　同甲第６号証は、上記刊行物１と同一であるから、甲第６号証には、上記「２−３−３．」に示したとおりのものが記載されている。
　
　同甲第７号証には、おおよそ次の事項が図面とともに記載されている。
「ランプは高周波、高電圧パルスで点灯される。直流ランプは、一般に交流ランプより容易に始動できる。」（１７３頁右欄１４〜１８行参照）
「通常の点灯位置は、垂直で陽極を上にする」（１７４頁左欄８〜９行参照）
「このランプの通常の点灯位置は、垂直で陽極を上側の電極とする」（１７４頁右欄８〜９行参照）
　そして、１７３頁の「表１−直流用キセノン小型放電灯及びキセノン水銀小型放電灯の諸特性値」には、キセノン水銀放電灯の特性値として、定格Ｗａｔｔｓ、バルブ直径ｍｍ、バルブ壁厚ｍｍがそれぞれ、「２５００、６４、３．５」、「５０００、８６、４．５」のものが示されている。
　
　同甲第８号証には、次の事項が記載されている。
「管壁負荷（かんへきふか）ｂｕｌｂ　ｗａｌｌ　ｌｏａｄｉｎｇ・・・電極間にある発光管内壁の単位表面積当たりのアーク放電入力。単位：ワット毎平方メートル・・・ことである。」（２１頁「管壁負荷」の項目）
　
３−４．特許異議申立てについての判断
（ａ）３６条違反について
　上記３−２．（ａ）１）．については、取消しの理由についての判断で示したように、冷却条件については、（７）式を導く過程において、Ｔｅ（ランプから充分に離れた位置での冷却風の平行温度（約３００Ｋ）である）として示されている（段落【００１９】参照）。そして、３００Ｋは摂氏２７℃であって、いわゆる室温といえるから、室温で普通に冷却されていることに他ならない。したがって、冷却条件が記載されてないとはいえない。
　上記３−２．（ａ）２）．については、（７）式は、内表面温度Ｔｉが「（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ」と深く関連していることの根拠を示すものであって、（７）式から諸条件を決定しようとするものではない。
　上記３−２．（ａ）３）．については、取消しの理由についての判断で示したように、Ａｒ、Ｋｒ、ＡｒとＫｒの希ガス封入圧力の数値範囲は、ｉ線の放射効率を高めるために規定するものであり、一方、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲は、バルブ内部の熱的影響を考慮し、バルブ内表面温度が低すぎると水銀の未蒸発を起こし、高すぎるとバルブの失透を起こすという不具合を解消するために規定するものである。してみれば、訂正明細書に示されたごとく、まず、希ガス封入圧の数値範囲を求めた後、その数値範囲の代表値を１つ用いて、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲を求めることは、すべての数値範囲についての実験を行うことは不可能であることから、複数のファクタを有する発明において通常行われていることであり、数値範囲の代表値を１つ用いて他のファクタの数値範囲を求めたからといって、発明が明確かつ十分に記載されていないとはいえない。
　してみれば、本件明細書の記載は、当業者が発明を実施できる程度に明確かつ十分に記載されているものであり、特許法第３６条の規定を満たしている。
　
（ｂ）２９条第２項違反について
　本件発明１と甲第１〜８号証に記載された発明を対比すると、本件発明１を特定するための事項である「０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点については、甲第１〜８号証には（Ｗｄ）１／２ ／Ｒに関する記載がないものの、甲第６号証の「第５・７表バルブの寸法」に示されたランプ電力、外径、内径の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、第５・７表の上から３、４、６番目の欄については、０．２４３、０．２６３〜０．３５１、０．３６４となる。これらの値は、本件発明１の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２１１〜０．３８７に含まれるが、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２１１〜０．３８７の範囲内に納めることを示唆するものではない。さらに、甲第７号証の表１の左から２、３番目の欄に示された定格、バルブ直径、バルブ壁厚の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、０．２９２、０．３４９となり、本件発明１の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２１１〜０．３８７に含まれるものの、これらの値は、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２１１〜０．３８７の範囲内に納めることを示唆するものではない。一方、本件発明１を特定するための事項である「アルゴンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されている」点については、甲第１、３〜８号証には記載されておらず、甲第２号証に０．１〜３気圧の範囲がよいと記載されており、これは本件発明１の１．０〜８ａｔｍと一部共通する数値範囲を含んでいる。しかし、甲第２号証の記載は、封入圧力を１．０〜８ａｔｍの範囲内に納めることを示唆するものではない。してみれば、甲第６、７号証の記載から換算した（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値と、甲第２号証記載の封入圧力とを組み合わせたとしても、本件発明１を特定するための事項である「アルゴンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点は、当業者が容易に想到し得るものではない。
　そして、本件発明１は明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１は、甲第１〜８号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　本件発明２を甲第１〜８号証に記載された発明と対比すると、本件発明１と同様にして、本件発明２を特定するための事項である「０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．４１８である」点については、甲第６号証の「第５・７表バルブの寸法」に示されたランプ電力、外径、内径の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、第５・７表の上から３、４、５、６番目の欄については、０．２４３、０．２６３〜０．３５１、０．４０７、０．３６４となる。これらの値は、本件発明２の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２０５〜０．４１８に含まれるが、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２０５〜０．４１８の範囲内に納めることを示唆するものではない。さらに、甲第７号証の表１の左から２、３番目の欄に示され定格、バルブ直径、バルブ壁厚の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、０．２９２、０．３４９となり、本件発明２の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２０５〜０．４１８に含まれるものの、これらの値は、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２０５〜０．４１８の範囲内に納めることを示唆するものではない。一方、本件発明２を特定するための事項である「クリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されている」点については、甲第１、３〜８号証には記載されておらず、甲第２号証に０．１〜３気圧の範囲がよいと記載されており、これは本件発明１の１．０〜８ａｔｍと一部共通する数値範囲を含んでいる。しかし、甲第２号証の記載は、封入圧力を１．０〜８ａｔｍの範囲内に納めることを示唆するものではない。してみれば、甲第６、７号証の記載から換算した（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値と、甲第２号証記載の封入圧力とを組み合わせたとしても、本件発明２を特定するための事項である「クリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．４１８である」点は、当業者が容易に想到し得るものではない。
　そして、本件発明２は明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明２は、甲第１〜８号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　本件発明３を甲第１〜８号証に記載された発明と対比すると、本件発明１と同様にして、本件発明３を特定するための事項である「０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点については、甲第６号証の「第５・７表バルブの寸法」に示されたランプ電力、外径、内径の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、第５・７表の上から３、４、６番目の欄については、０．２４３、０．２６３〜０．３５１、０．３６４となる。これらの値は、本件発明３の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２０９〜０．３８７に含まれるが、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２０９〜０．３８７の範囲内に納めることを示唆するものではない。さらに、甲第７号証の表１の左から２、３番目の欄に示され定格、バルブ直径、バルブ壁厚の数値を用いて（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を換算すると、０．２９２、０．３４９となり、本件発明３の（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの数値範囲０．２０９〜０．３８７に含まれるものの、これらの値は、（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値を０．２０９〜０．３８７の範囲内に納めることを示唆するものではない。一方、本件発明３を特定するための事項である「アルゴンとクリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されている」点については、甲第１、３〜８号証には記載されておらず、甲第２号証に０．１〜３気圧の範囲がよいと記載されており、これは本件発明１の１．０〜８ａｔｍと一部共通する数値範囲を含んでいる。しかし、甲第２号証の記載は、封入圧力を１．０〜８ａｔｍの範囲内に納めることを示唆するものではない。してみれば、甲第６、７号証の記載から換算した（Ｗｄ）１／２ ／Ｒの値と、甲第２号証記載の封入圧力とを組み合わせたとしても、本件発明３を特定するための事項である「アルゴンとクリプトンが室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２ ／Ｒ）≦０．３８７である」点は、当業者が容易に想到し得るものではない。
　そして、本件発明３は明細書記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明３は、刊行物１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
　本件発明４、５、６は、それぞれ、本件発明１、２、３のショートアーク型水銀ランプを用いた紫外線発光装置であり、また、本件発明７は、本件発明４〜６を引用してさらに限定したものであるから、本件発明４〜７は、本件発明１〜３と同様の理由により、甲第１〜８号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
３−５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１〜７の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１〜７の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【訂正の要旨】
　（ａ−１）特許請求の範囲の【請求項１】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ａ−２）発明の詳細な説明の段落【０００６】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｂ−１）特許請求の範囲の【請求項２】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「前記希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｂ−２）発明の詳細な説明の段落【０００７】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｃ−１）特許請求の範囲の【請求項３】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｃ−２）発明の詳細な説明の段落【０００８】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｄ−１）特許請求の範囲の【請求項４】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ」を、
　「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｄ−２）発明の詳細な説明の段落【０００９】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｅ−１）特許請求の範囲の【請求項５】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ」を、
「希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｅ−２）発明の詳細な説明の段落【００１０】中の
「少なくとも希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｆ−１）特許請求の範囲の【請求項６】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ」を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
　（ｆ−２）発明の詳細な説明の段落【００１１】中の
「少なくとも希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており」を、
「希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
ショートアーク型水銀ランプ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプにおいて、
　
前記希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
　【請求項２】
　石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプにおいて、
　
前記希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）≦０．４１８であることを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
　【請求項３】
　石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプにおいて、
　
前記希ガスとしてアルゴンＡｒとクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とするショートアーク型水銀ランプ。
　【請求項４】
　石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる紫外線発光装置において、
　前記水銀ランプは、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、前記電源から水銀ランプヘの入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２１１≦（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とする紫外線発光装置。
　【請求項５】
　石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる紫外線発光装置において、
　前記水銀ランプは、希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、前記電源から水銀ランプヘの入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０５≦（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）≦０．４１８であることを特徴とする紫外線発光装置。
　【請求項６】
　石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる紫外線発光装置において、
　前記水銀ランプは、希ガスとしてアルゴンＡｒとクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向とし、その軸方向に垂直な断面の方向を径方向として、発光管の径方向の最大直径の半分をＲ（ｃｍ）、発光管の肉厚をｄ（ｃｍ）、前記電源から水銀ランプヘの入力電力をＷ（ｋＷ）とする時、０．２０９≦（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）≦０．３８７であることを特徴とする紫外線発光装置。
　【請求項７】
　前記ショートアーク型水銀ランプは、陽極が上方で陰極が下方になるように垂直に配置したことを特徴とする請求項４から請求項６に記載する紫外線発光装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】この発明はショートアーク型水銀ランプに関する。特に、半導体露光装置に用いられるショートアーク型水銀ランプに関する。
　【０００２】
　【従来の技術】近年、半導体製造工程のうち露光工程には中心波長３６５ｎｍ（以下ｉ線と称す）の紫外光を放射するショートアーク型水銀ランプが使われる。この半導体集積回路の集積度は年々高まり、それに伴って露光時の解像度の要求も高くなっている。さらに、ウエハーの大口径化もあって、露光面積も大きくなり、あるいは高解像度達成のために利用されている変形照明技術によって光源からの紫外光放射量（以下、単に「放射量」ともいう）の増大が要求されている。
　【０００３】さらに、製品の単位時間当たりの生産高を表す指標であるスループットを高めることも要求される。つまり、光源としてのランプにはより高い放射効率が要求され、この光源を含む発光装置には高い集光効率が要求される。
　【０００４】従来、ｉ線の強い放射を得る方法として、ランプヘの入力電力を増やす方法が考えられている。しかしながら、ランプヘの入力電力を増やすと、電極への熱的負荷が高くなり、電極物質の蒸発が激しくなって、発光管の黒化を速めることになる。また、入力電力を増やすと必然的に、発光管の外観寸法が大きくなり、ランプから発生する熱を除去するための排風装置も大型化する。このため、ｉ線の強い放射を得るために、ランプヘの入力電力を増やす方法は好まれていない。
　【０００５】
　【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しようとする課題は、クリアーな発光管を長時間維持し、ｉ線の強い放射を得ることができるショートアーク型水銀ランプ、及び紫外線発光装置を提供することである。
　【０００６】
　【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、請求項１に記載するショートアーク型水銀ランプは、石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置されており、この発光管内に水銀と希ガスが封入される。そして、
希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　【０００７】さらに、請求項２に記載するショートアーク型水銀ランプは、石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置されており、この発光管内に水銀と希ガスが封入される。そして、
希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　【０００８】さらに、請求項３に記載するショートアーク型水銀ランプは、石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置されており、この発光管内に水銀と希ガスが封入される。そして、
希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　【０００９】さらに、請求項４に記載する紫外線発光装置は、石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる。そして、前記水銀ランプは、
希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　【００１０】さらに、請求項５に記載する紫外線発光装置は、石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる。そして、前記水銀ランプは、
希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）が、室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのクリプトンの封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　【００１１】さらに、請求項６に記載する紫外線発光装置は、石英製の発光管内に陰極と陽極が対向して配置しており、この発光管の中に水銀と希ガスが封入されているショートアーク型水銀ランプと、この水銀ランプに所定の電力を供給する電源よりなる。そして、前記水銀ランプは、
希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）とクリプトン（Ｋｒ）が、合計値として室温で１．０〜８ａｔｍ封入されており、かつ、必要に応じてこのアルゴンとクリプトンの合計の封入圧力に対して３倍以下の封入圧力のキセノン（Ｘｅ）を封入し、
　【００１２】さらに、請求項７に記載する紫外線発光装置は、ショートアーク型水銀ランプが陽極が上方で陰極が下方として、垂直に配置したことを特徴とする。
　【００１３】
　【発明の実施の形態】この発明のショートアーク型水銀ランプは、少なくとも数気圧のアルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）、あるいはその混合ガスをバッファガスとして封入していることを特徴とする。このことによって、ｉ線のスペクトル幅が広がらず、露光面の放射照度を向上することが実験によって確認できた。これは、１気圧程度のキセノンガス（Ｘｅ）を封入することに比較して、１０〜２０％の放射効率（この効率向上分は電力換算で２０〜４０％の増加分に相当する）が高められるからである。
　【００１４】さらに本発明では、少なくとも数気圧のアルゴン（Ａｒ）又はクリプトン（Ｋｒ）、あるいはその混合ガスをバッファガスとして所定の圧力の範囲内で封入された条件下で、発光管（以下、「バルブ」ともいう）の肉厚等を考慮した所定の数値限定をすることを特徴とする。これは封入されるバッファガスが、同時に封入されている水銀に対して、その封入モル数が大きい場合に、当該バッファガスは、発光管内における熱的振る舞いとアークの特性に強い影響を与えるからである。
　【００１５】この点について、本発明者らは、バッファガスとしてＡｒガスを封入した水銀ランプは、Ｘｅガスを封入した水銀ランプに比べ、発光管の空冷に対して鋭敏であることを確認している。具体的には、以下の実験をしている。即ち、全く同一形状のランプ２本を製作し、同量（５ｍｇ／ｃｍ３）の水銀を封入し、バッファガスとして１本にはＸｅガスを２気圧、他の１本にはＡｒガスを２気圧封入した。任意に強制空冷の強さ（排風速度）を変えることのできる同一の灯具でその２本のランプを交互に点灯させた。そして、排風速度と水銀未蒸発との関係を調べると、Ｘｅを封入した水銀ランプでは排風速度約１０ｍ／ｓｅｃでランプの水銀未蒸発を生じ、Ａｒを封入した水銀ランプでは排風速度約６ｍ／ｓｅｃで水銀未蒸発を生じた。つまり、Ａｒを封入した水銀ランプは、Ｘｅを封入した水銀ランプに比べ、低い排風速度で水銀未蒸発を生じることから、ランプは排風等の冷却条件の影響を受け易いということが分かる。また、この場合に、Ｘｅを封入した水銀ランプはアークの揺らぎは生じなかったが、Ａｒを封入した水銀ランプはアークの揺らぎも生じていた。
　【００１６】上記冷却条件の影響による水銀の未蒸発や放射光の揺らぎは、その理由は必ずしも明らかではないが以下のように推測される。すなわち、この原因は、ＡｒガスとＸｅガスの熱伝導率の差に依存すると考えられる。この熱伝導率が大きいと熱エネルギーの伝達速度が大きくなり、アーク中心の温度は容易にバルブ内表面付近まで伝達され、また逆に、バルブ内表面付近の温度も容易にアーク中心まで伝達される。ここで、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスの熱伝導率κ（１０−４Ｗ／ｃｍ／Ｋ）は、（Ａｒ：１．６３）＞（Ｋｒ：０．８８）＞（Ｘｅ：０．５０）の順になる。つまり、ＡｒガスやＫｒガスを封入した水銀ランプは、Ｘｅガスを封入した水銀ランプに比べて、バルブの外表面が排風冷却などされると容易にその影響を受けてしまい、これが原因でバルブ内表面近傍の低温化、およびアーク中心の低温化を招くことになる。
　【００１７】ここで、バルブの内外における温度に関する熱輸送を簡単なモデルを用いて説明する。このモデルも本発明者らの推測によって以下のように考えられる。初めに、バルブの外表面の温度について考察する。ランプは球状の対称バルブとし、その外半径をＲｏ、内半径をＲｉとする。バルブの肉厚ｄは、ｄ＝Ｒｏ−Ｒｉ（１）で与えられる。ランプヘの電気入力をＷとする。アーク放電は球バルブのほぼ中心にあり、その大きさは、バルブ内半径に比べ充分に小さい。
　【００１８】ここで、アークで消費される入力エネルギーは、一部は光エネルギーに、他の部分は封入ガスの内部エネルギーや電極の加熱エネルギーに変換される。光エネルギーの一部はバルブを通って外部へ放射され、残りはバルブに吸収されバルブの加熱源となる。また、封入ガスはランプ内の対流に乗ってバルブに接近し、バルブと衝突してエネルギーを与えることでもバルブの加熱源となる。
　【００１９】従って、ランプに導入された入力エネルギーは、一部が光エネルギーとしてバルブを通って外部に放射され、また一部が温められたバルブから熱エネルギーとして放射され、残りが温められたバルブから対流熱伝達によって熱エネルギーとして放射される。ここで、入力エネルギーに対するバルブを通って外部に放射される光エネルギーの割合をαとすると、入力エネルギーＷ（ランプヘの入力エネルギー）に対する巨視的なエネルギー保存式はＷ＝αＷ＋ＳεσＴｏ４＋Ｓｈ（Ｔｏ−Ｔｅ）（２）で与えられる。これは、アークで消費される入力エネルギー（Ｗ）は、バルブを通って外部に放射される光エネルギー（αＷ）と、温められたバブルが熱放射する熱エネルギー（ＳεσＴｏ４）と、同じく温められたバルブが対流熱伝達によって放出される熱エネルギー（Ｓｈ（Ｔｏ−Ｔｅ））から構成されることを意味する。上記（２）式は、さらに、以下のように変形できる。（１−α）Ｗ／Ｓ＝εσＴｏ４＋ｈ（Ｔｏ−Ｔｅ）…（２）
ここで、
Ｓ：バルブ球部の外表面積で４πＲｏ２に等しい
ε：石英バルブの放射率で赤外域でほぼ１である
σ：Ｓｔｅｆａｎ−Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数で５．６７ｘ１０．２１９Ｗ／ｃｍ２／Ｋ４
ｈ：熱伝達率で０．００３〜０．０１５Ｗ／ｃｍ２／Ｋ
Ｔｏ：バルブの外表面温度
Ｔｅ：ランプから充分に離れた位置での冷却風の平衡温度（約３００Ｋ）である。
α：入力エネルギーに対するバルブを通って外部に放射される光エネルギーの割合でＸｅガスではＡｒガスやＫｒガスに比べて連続放射の放射効率が大きいことが一般に知られている。従って、ＡｒガスやＫｒガスのα値はＸｅガスに比べて小さい。すなわち、ＡｒガスやＫｒガスを封入した水銀ランプは、Ｘｅガスを封入した水銀ランプに比べて、同一の入力エネルギーＷをランプに投入したときにバルブを温めることに利用されるエネルギーの割合が高いことになる。
　【００２０】次に、バルブ内表面温度を考える。このバルブ内表面温度が高すぎる場合にバルブの失透が起こり、また、低すぎる場合に水銀の未蒸発が起こるからである。バルブの内表面温度をＴｉで表し、バルブが受け取るエネルギーであって熱に変換されるエネルギは、ＳεσＴｏ４＋Ｓｈ（Ｔｏ−Ｔｅ）となる。これをＰｉｎとすると、バルブに入射するエネルギーは、Ｐｉｎ＝（１−α）Ｗ…（３）
で表される。石英バルブの熱伝導率をλとすると、球形バルブが仮定されているので、熱伝導方程式から、バルブの内面と外面の温度を規定する以下の式が与えられる。Ｔｉ−Ｔｏ＝（Ｐｉｎ／４πλ）（１／Ｒｉ−１／Ｒｏ）…（４）
ここで、Ｔｉはバルブの内表面温度を示し、Ｔｏはバルブの外表面温度を示す。さらに、Ｒｉはバルブの内半径、Ｒｏはバルブの外半径を示す。熱伝導率λの典型値は１〜２（Ｗ／ｍ／Ｋ）である。また、バルブの肉厚ｄはバルブ外半径Ｒｏより十分に小さいので、ｄ≪Ｒｏとなる。従って、（４）式の右辺の第２項（１／Ｒｉ−１／Ｒｏ）は、（（ＲｏーＲｉ）／Ｒｉ・Ｒｏ）となり、バルブの肉厚ｄはバルブ外半径Ｒｏより十分に小さいので、Ｒｉ＝Ｒｏであるので、これをＲとすると（ｄ／Ｒ２）となる。また、温度差であるＴｉ−ＴｏをδＴとする。従って、（４）式は、δＴ＝（Ｐｉｎ／４πλ）ｄ／Ｒ２…（５）
或いはδＴ＝（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）２（１−α）／（４πλ）…（６）
となる。（６）式より、バルブ内面の温度ＴｉはＴｉ＝Ｔｏ＋（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）２（１−α）／（４πλ）…（７）
で与えられる。この式より、バルブ内表面温度Ｔｉは、ランプヘの電気入力Ｗ、バルブの肉厚ｄ、バルブの半径Ｒによって決まる「（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）」と深く関連していることが示される。
　【００２１】すなわち、Ａｒガス、Ｋｒガスを封入したランプは、Ｘｅガスを封入したランプに比べて、当該希ガスによる熱伝導率が大きいのでアーク中心の温度とバルブ内表面近傍の温度との間で熱伝達が容易に行われること、および、ランプヘの入力エネルギーが同一の場合にバルブの温度を上昇させることに利用される割合が高いことから、当該ランプは、バルブ内部の熱的影響を十分に考慮する必要があることに着目している。そして、バブルの内表面温度が低すぎると水銀の未蒸発を起こし、逆に高すぎるとバルブの失透を起こすという不具合を良好に解消するために、変数「（（Ｗｄ）１／２／Ｒ）」を所定の範囲内に定めることを見出している。
　【００２２】
　【実施例】図１は本発明のショートアーク型水銀ランプを示す。石英製の発光管１の中に陰極２と陽極３が対向配置されており、それぞれの電極は内部リード１２および１３を介して封止部６、７の内部で金属箔８，９とそれぞれ接続されている。金属箔８，９には外部リード１０，１１がそれぞれ接続されている。
　【００２３】図２は本発明の紫外線発光装置を示す。ランプ１４を出た光は回転楕円鏡１５、平面反射鏡１６を経て、コリメイトレンズ１７、中心波長３６５ｎｍでバンド幅１０ｎｍのバンドパスフィルター１８へ到り、インチグレータレンズ１９を通り、平面反射鏡２１で反射され、コンデンサレンズ２２を通り、レチクル面２３上に到達する。そして、レチクル面２３上にシリコンフォトダイオード検出器２４が配置する。ランプ１４には電源２６が接続されて所望の電力が供給される。
　【００２４】まず、アルゴンもしくはクリプトン、あるいはこれらの混合ガスを封入した水銀ランプと、キセノンを封入した水銀ランプのｉ線照度を比較した実験例について説明する。アルゴン、クリプトン、キセノンの封入量以外の条件は同一の水銀ランプを使い、図２で説明した検出器２４でｉ線照度を測定している。具体的な水銀ランプの仕様は、外径約５５ｍｍの略球形の石英製発光管内に、タングステン製で直径２０ｍｍφの陽極３と、酸化トリウムを約２ｗｔ％含むタングステン製で先端有効直径が１．０ｍｍφの陰極２が対向して配置されており、水銀がランプ内の単位容積当たり４．５ｍｇ／ｃｃ封入される。Ｘｅを室温で２ａｔｍ封入したランプ（ランプＡ）、Ｘｅに加えてＡｒを封入したランプ（ランプＢ１〜Ｆ１）を５種類、同じくＸｅに加えてＫｒを封入したランプ（ランプＢ２〜Ｆ２）を５種類使った。Ａｒを封入したランプ、およびＫｒを封入したランプは、それぞれ０．３気圧、１気圧、３気圧、８気圧、１２気圧と封入量を変化させて５種類作った。これらのランプは定電力電源２６により、約２１００Ｗの入力で、ランプは陰極を上にした姿勢で点灯した。
　【００２５】実験の結果を図３に示す。ランプＡによるｉ線放射照度を基準として、上記それぞれのランプの相対的なｉ線放射照度を示している。ここで、放射照度の計測誤差は１〜２％と言われており、通常、この計測誤差を考慮しても、４％以上増加した場合に、半導体製造工程の露光工程でのスループットが明らかに改善されると考えられる。図より、アルゴン、クリプトンともに１気圧以上封入したときに相対放射照度が４％以上増加していることが示される。
　【００２６】しかし、アルゴン、クリプトンとともに室温で１２気圧封入したもの（ランプＦ１、Ｆ２）は、放射照度は２０％増加したものの、ｉ線のスペクトル幅が拡がってしまい、露光における解像度の低下を招いてしまう。この結果、アルゴン、もしくはクリプトンを封入した水銀ランプでは、アルゴン、もしくはクリプトンを１．０気圧から８気圧封入すると、ｉ線のスペクトル幅を広がらせることなく、効果的に放射照度を向上できることが分かった。
　【００２７】なお、以上の実験例では、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）はＸｅ（キセノン）とともに封入するランプについて掲げたが、Ｘｅ（キセノン）を封入することなく、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）をそれぞれ単体で封入しても同様の効果が得られることが確認されている。
　【００２８】ここで、希ガスとしてＡｒとＸｅを封入したランプにおいては、Ａｒの封入圧力に対して、Ｘｅの封入圧力を約３倍まで上昇させると、その上昇に伴って、ｉ線のレチクル面での放射照度は増大する。しかしながら、それ以上にＸｅの封入圧力を上昇させてもｉ線放射照度はほとんど向上しないことが確認されている。このことから、希ガスとしてＡｒとＸｅを封入したランプにおいては、レチクル面上のｉ線放射照度の向上には、Ｘｅ封入圧力をＡｒ封入圧力の約３倍までとすることが望ましい。
　【００２９】同様に、Ａｒの替わりにＫｒを封入し、ＫｒとＸｅの混合ガスとした場合においても、Ｘｅの封入圧力をＫｒ封入圧力の約３倍までとすることが望ましいことが確認されている。
　【００３０】＜実施例２＞次に、ＡｒとＫｒの両方を混合ガスとして封入したランプについて実験をした。各々のランプは封入量以外については、実施例１で示したときと同じ形状仕様で、ランプ５本（Ｇ〜Ｎ）を製作した。
　【００３１】図４は各々のランプ（Ａ、Ｇ〜Ｎ）の封入ガスとその封入圧力を示す。ランプＡは実施例１で示したものと同じものであって、Ｘｅを２．０ａｔｍ封入している。ランプＧ〜ＬはＸｅを封入することなく、ＡｒとＫｒを０．３ａｔｍ、０．５ａｔｍ、１．５ａｔｍ、４．０ａｔｍ、５．０ａｔｍずつ封入したものである。ランプＭ、Ｎは、Ｘｅを０．３ａｔｍ、３．０ａｔｍ封入したうえでＡｒ、Ｋｒを０．５ａｔｍずつ封入したものである。
　【００３２】結果を図４に示すが、室温でＡｒを０．５ａｔｍとＫｒを０．５ａｔｍ封入したランプＨと、Ｘｅのみを２ａｔｍ封入したランプＡとで比較を行うと、ランプＨの方が露光機に搭載して使用した場合、レチクル面上のｉ線の紫外線放射照度はランプＡよりも約５％増加した。しかし、室温でＡｒ５．０ａｔｍとＫｒ５．０ａｔｍの混合ガスの封入圧１．０ａｔｍで発光管に封入したランプＬでは、ｉ線放射照度は１８％増加したものの、ｉ線のスペクトル幅が拡がり露光における解像度の低下を招いた。以上のように、ランプの灯具を用いた実験では、ＡｒとＫｒの混合ガスを合計値として、室温で１．０ａｔｍから８．０ａｔｍ封入すると、レチクル面の相対ｉ線放射照度が効果的に向上することが分かった。
　【００３３】更に、ＡｒとＫｒの混合ガスに加えてＸｅを加えたランプＭ、Ｎについても、ＡｒとＫｒの合計の封入圧力が室温で１．０ａｔｍから８．０ａｔｍであれば、ｉ線放射照度が効果的に向上できることが分かった。そして、ランプＭとランプＮの比較により、Ｘｅの封入圧力を上げると、それに伴って、ｉ線のレチクル面上での放射照度も上昇することがわかる。しかしながら、本発明者らの実験によれば、Ｘｅの封入圧力がＡｒとＫｒの合計の封入圧力に対して、約３倍を超えると、ｉ線の放射照度はほとんど上昇しなくなることが確認されている。従って、ｉ線放射照度の向上の点からは、Ｘｅ封入圧力をＡｒとＫｒの合計の封入圧力の約３倍までとすることが望ましい。
【００３４】次に、「（Ｗｄ）１／２／Ｒ」について説明する。まず、アルゴンを封入した水銀ランプであって、発光管（バルブ）の最大直径の半分の値Ｒ（ｃｍ）、バルブの肉厚ｄ（ｃｍ）、およびランプヘの入力電力Ｗ（ＫＷ）によるバルブの失透、および水銀未蒸発の関係を示す実験について説明する。ここで、バルブの最大直径とは、陽極と陰極を結ぶ方向を軸方向として、その軸方向に垂直な断面の方向を意味する。実験は、アルゴンを室温で３気圧封入した水銀ランプを５種類用意して、上記各パラメータを変化させて、各々のランプについて、（Ｗｄ／Ｒ２）１／２の値により検討を行なった。具体的な水銀ランプの仕様は、略球形の石英製発光管内に、タングステン製で直径２０ｍｍφの陽極と、酸化トリウムを約２ｗｔ％含むタングステン製の陰極が対向して配置されており、水銀がランプ内の単位容積当たり４．５ｍｇ／ｃｃ封入される。その結果を図５に示す。
　【００３５】この結果、ランプＸ１は、点灯後２０時間からバルブ内面に失透が急速に進み、急激な放射の低下が見られた。この理由は、バルブ内面温度が高すぎて失透が進行したものと推定される。また、ランプＸ５は点灯直後からランプ電圧が揺らぎ放射が安定しなかった。さらに、点灯時のランプを観察するとバルブ内面に水銀の未蒸発が確認された。
　【００３６】次に、クリプトンを封入した水銀ランプであって、バルブの最大直径の半分の値Ｒ（ｃｍ）、バルブの肉厚ｄ（ｃｍ）、およびランプヘの入力電力Ｗ（ＫＷ）によるバルブの失透、および水銀未蒸発の関係を示す実験について説明する。実験は、クリプトンを室温で３気圧封入した水銀ランプを５種類用意して、上記各パラメータを変化させて、各々のランプについて、（Ｗｄ／Ｒ２）１／２の値から検討を行なった。具体的な水銀ランプの仕様は、さきのアルゴンの場合と同じである。
　【００３７】この結果、ランプＹ１は、点灯後２０時間からバルブ内面に失透が急速に進み、急激な放射の低下が見られた。この理由は、バルブ内面温度が高すぎて失透が進行したと推定される。また、ランプＹ５は点灯直後からランプ電圧が揺らぎ放射が安定しなかった。さらに、点灯時のランプを観察するとバルブ内面に水銀の未蒸発が確認された。
　【００３８】次に、アルゴンとクリプトンを封入した水銀ランプであって、発光管（バルブ）の最大直径の半分の値Ｒ（ｃｍ）、バルブの肉厚ｄ（ｃｍ）、およびランプヘの入力電力Ｗ（ＫＷ）によるバルブの失透、および水銀未蒸発の関係を示す実験について説明する。実験は、アルゴンを室温で１．５気圧、クリプトンを室温で１．５気圧、さらにキセノンを室温で０．５気圧封入した水銀ランプを５種類用意して、上記各パラメータを変化させて、各々のランプについて、（Ｗｄ／Ｒ２）１／２の値により検討を行なった。具体的な水銀ランプの仕様は前述のアルゴン、クリプトンの場合と同じである。
　【００３９】この結果、ランプＺ１は、点灯後２０時間からバルブ内面に失透が急速に進み、急激な放射の低下が見られた。この理由は、バルブ内面温度が高すぎて失透が進行したと推定される。また、ランプＺ５は点灯直後からランプ電圧が揺らぎ放射が安定しなかった。さらに、点灯時のランプを観察するとバルブ内面に水銀の未蒸発が確認された。
　【００４０】そして、さらに前記ショートアーク型水銀ランプにおいて、陽極が上に位置する姿勢で点灯されることにより、陰極輝点の変動を抑制することができる。
　【００４２】また、本発明の紫外線発光装置は、図２において示したような光学系を採用するので集光効率の高い照射を可能とする。
　【００４３】
　【発明の効果】以上詳細に説明したように、ショートアーク型水銀ランプにおいて、封入される希ガスがアルゴン（Ａｒ）および／またはクリプトン（Ｋｒ）であって、前記希ガスの封入圧力を１．０〜８気圧とすることで、入力電力をあげることなく、発光効率を高くすることができ放射輝度を上げることができる。さらに、上記アルゴン（Ａｒ）および／またはクリプトン（Ｋｒ）を所定量封入した水銀ランプにおいて、バルブの最大直径の半分の値Ｒ（ｃｍ）、バルブの肉厚ｄ（ｃｍ）、およびランプヘの入力電力Ｗ（ＫＷ）で規定される、（Ｗｄ／Ｒ２）１／２の関係式で導かれる値を所定のものとすることで、バルブの失透、および水銀未蒸発を良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明のショートアーク型水銀ランプを示す。
　【図２】本発明の紫外線発光装置を示す。
　【図３】本発明の効果を表す実験結果を示す。
　【図４】本発明の効果を表す実験結果を示す。
　【図５】本発明の効果を表す実験結果を示す。
　【図６】本発明の効果を表す実験結果を示す。
　【図７】本発明の効果を表す実験結果を示す。
　【符号の説明】
　１　発光管
　２　陰極
　３　陽極
　６　封止部
　７　封止部
　８　金属箔
　９　金属箔
１０　外部リード部材
１１　外部リード部材
１２　内部リード部材
１３　内部リード部材
１４　ランプ
２６　電源