DE102014110677A1 - Blitzlampenanordnung und Prozessieranordnung - Google Patents

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Abstract

Eine Blitzlampenanordnung (100) kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen Folgendes aufweisen: eine Gasentladungslampe (102), einen Treiberschaltkreis (104) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung an der Gasentladungslampe (102), wobei der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein kann, dass ein elektrischer Entladungspuls (302a, 302b, 302c) erzeugt wird, sobald die Gasentladungslampe (102) gezündet wird; einen Zündschaltkreis (106) zum Erzeugen eines elektrischen Zündpulses (306p) zum Zünden (106k) der Gasentladungslampe (102); wobei der Zündschaltkreis (106) derart eingerichtet sein kann, dass die Halbwertsbreite (306w) des elektrischen Zündpulses (306p) kleiner ist als ein Fünftel der Halbwertsbreite (302w) des elektrischen Entladungspulses (302a, 302b, 302c).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Blitzlampenanordnung und eine Prozessieranordnung.
  • Eine Gasentladungslampe weist herkömmlicherweise eine Kathode und eine Anode innerhalb einer gasgefüllten Glasröhre auf, wobei es beim Zünden der Gasentladungslampe zu einer Gasentladung unter Aussendung von Licht (sichtbares Licht, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht) kommt. Im Allgemeinen kann eine Gasentladungslampe als Blitzlampe betrieben werden, indem beispielsweise ein Kondensator durch die Gasentladungslampe hindurch gepulst entladen wird, wobei mittels der Blitzlampe ein Lichtblitz erzeugt werden kann. Mit anderen Worten kann eine Gasentladungslampe derart betrieben werden, dass es beim Zünden der Gasentladungslampe zu einer gepulsten Gasentladung kommt. Die Entladungsdauer einer gepulsten Gasentladung kann dabei kurz sein, z.B. kleiner als 20 ms, wobei mittels des Kondensators eine elektrische Spitzenleistung im Kilowatt-Bereich oder Megawatt-Bereich bereitgestellt werden kann, mittels der die Gasentladung in der Gasentladungslampe gespeist wird.
  • Zum kontrollierten Zünden einer Gasentladungslampe wird herkömmlicherweise ein elektrischer Zündpuls mittels eines Zündgenerators erzeugt und in die Gasentladungslampe derart eingekoppelt, dass das Bilden eines Plasmafadens innerhalb der Gasentladungslampe angeregt wird. Der gebildete Plasmafaden senkt die Impedanz der Gasentladungslampe, so dass eine an der Gasentladungslampe anliegende Spannung zu einem Entladungsstrom in der Lampe führt. Mit anderen Worten kann mittels des elektrischen Zündpulses eine gepulste Gasentladung angeregt werden.
  • Soll eine lange Gasentladungslampe, z.B. mit einer Länge größer als 1 m gezündet werden, kann das Erzeugen eines elektrischen Zündpulses, welcher die Gasentladungslampe zuverlässig zündet, einen erheblichen Aufwand erfordern.
  • Um diesen Aufwand zu kompensieren, kann das Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe (anstatt seriell an der Anode/Kathode) mittels eines elektrischen Feldes erfolgen, welches außerhalb der Gasentladung erzeugt wird (externes Zünden). Zum externen Zünden kann der elektrische Zündpuls beispielsweise auf einen elektrischen Leiter übertragen werden, welcher sich außerhalb der Gasentladungslampe erstreckt, so dass sich ein Plasmafaden in der Gasentladungslampe ausbildet, welcher entlang des elektrischen Leiters verläuft. Ein zuverlässiges Zünden der Gasentladungslampe kann es erfordern, den elektrischen Zündpuls entlang der Länge der Gasentladungslampe einzukoppeln, was die benötigte Energie zum Erzeugen des elektrischen Zündpulses erhöht, je länger die Gasentladungslampe ist. Daher stellen lange Gasentladungslampen zusätzliche Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Zündgenerators, was die Kosten des Zündgenerators erhöht. Beispielsweise kann ein zum Erzeugen eines elektrischen Zündpulses benötigter Spitzenstrom größer sein, je länger eine zu zündende Gasentladungslampe ist.
  • Herkömmlicherweise wird ein Zündpuls mit einer Pulsdauer größer als 200 µs erzeugt, wobei eine Verzögerung zwischen dem Auslösen des elektrischen Zündpulses und dem Beginn der Gasentladung in der Gasentladungslampe (mit anderen Worten des Zündzeitpunktes) auftritt, welche zeitlich schwanken kann. Daher kann es herkömmlicherweise schwierig sein, eine Gasentladungslampe zeitlich zuverlässig zu zünden. Verschiedene Ausführungsformen beruhen anschaulich auf der Erkenntnis, dass das zum externen Zünden erzeugte elektrische Feld zu einem Verschiebungsstrom führt, welcher das Bilden des Plasmafadens anregen und daher das Zündverhalten der Gasentladungslampe beeinflussen kann.
  • Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Blitzlampenanordnung mit einer Gasentladungslampe mit einem möglichst zuverlässigen Zündverhalten bereitzustellen. Anschaulich wurde erkannt, dass ein Zünden einer Gasentladungslampe zeitlich zuverlässiger (mit weniger Zündverzögerung) erfolgt, je kürzer der Zündpuls ist. Eine derartige Blitzlampenanordnung kann beispielsweise zum zeitgleichen Zünden mehrerer Gasentladungslampen eingesetzt werden.
  • Sollen mehrere Gasentladungslampen zeitgleich gezündet werden (anschaulich zum Erzeugen energiereicherer Lichtblitze), kann ein Erzeugen einer möglichst großen Lichtintensität herkömmlicherweise aufgrund einer Zündverzögerung (Zündzeitverzögerung) der mehreren Gasentladungslampen untereinander erschwert sein. Anschaulich können sich die von den mehreren Gasentladungslampen erzeugten Lichtblitze zeitlich versetzt überlagern, wobei sich die maximale Lichtintensität der überlagerten Lichtblitze verkleinert, je größer die Zündverzögerung der mehreren Gasentladungslampen untereinander (mit anderen Worten je größer die zeitliche Versetzung der überlagerten Lichtblitze zueinander) ist.
  • Ferner können sich die mehreren Gasentladungslampen herkömmlicherweise beim Zünden gegenseitig beeinflussen und/oder es können elektrisch leitfähige Bauteile in der Umgebung der mehreren Gasentladungslampen das Wirken des elektrischen Zündpulses auf die mehreren Gasentladungslampen beeinflussen, so dass ein Zünden der Gasentladungslampen versetzt erfolgt. Dies kann herkömmlicherweise zu Schwankungen der maximalen Lichtintensität der überlagerten Lichtblitze führen, je nachdem, wie stark die mehreren Gasentladungslampen beeinflusst werden.
  • Wird mittels der überlagerten Lichtblitze ein (z.B. lichtabsorbierendes) Substrat bestrahlt zum Erwärmen und/oder zum Prozessieren des Substrats, können die schwankenden Zündzeitpunkte der mehreren Gasentladungslampen zu unterschiedlichen Maximaltemperaturen auf der Oberfläche des Substrats führen. Ein Prozessresultat kann daher variieren und einen kostenverursachenden Produktionsausschuss erhöhen.
  • Herkömmlicherweise wird eine Potentialverteilung der Gasentladungslampen mittels eines speziell geformten, z.B. möglichst symmetrisch aufgebauten, Reflektors verbessert. Der speziell geformte Reflektor resultiert allerdings gleichzeitig in einer Geometrie, welche die lichtoptischen Eigenschaften (und damit die maximale Lichtausbeute) des Reflektors beeinträchtigt, sowie einer aufwendigeren Herstellung des Reflektors, da beispielsweise mehrere Bauteile benötigt und miteinander verbunden werden müssen.
  • Ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Blitzlampenanordnung mit mehreren Gasentladungslampen derart bereitzustellen, dass ein möglichst gleichzeitiges Zünden der mehreren Gasentladungslampen erfolgen kann. Anschaulich können sich die von den mehreren Gasentladungslampen erzeugten Lichtblitze derart überlagern, dass die maximale Lichtintensität der überlagerten Lichtblitze möglichst groß ist. Dabei kann beispielsweise auf einen speziell geformten, die Lichtausbeute beeinträchtigenden, Reflektor verzichtet werden und ein Reflektor verwendet werden, dessen Geometrie anschaulich vordergründig zum Erzeugen einer möglichst großen Lichtausbeute bei bestmöglicher Homogenität der Lichtintensität eines zu beleuchtenden Substrats optimiert ist.
  • Eine maximale Lichtintensität eines erzeugten Lichtblitzes kann ferner vergrößert sein, je schneller die Gasentladung bei konstanter Dosis (z.B. bei konstanter Energiedichte) erfolgt, mit anderen Worten je kürzer der Lichtblitz ist. Wenn die einander überlagerten Lichtblitze zeitlich zueinander versetzt sind, kann deren maximale Lichtintensität stärker beeinträchtigt sein, je kürzer die einander überlagerten Lichtblitze sind. Daher kann es erforderlich sein, mehrere Gasentladungslampen möglichst zeitgleich zu zünden (beispielsweise mit einer zeitlichen Toleranz von wenigen Mikrosekunden oder von einigen hundert Nanosekunden), damit eine möglichst hohe maximale Lichtintensität erhalten werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Blitzlampenanordnung mit mehreren Gasentladungslampen derart bereitzustellen, dass ein die mehreren Gasentladungslampen zündender Zündpuls an eine Entladungsdauer der in den mehreren Gasentladungslampen erfolgenden Gasentladungen angepasst werden kann, so dass ein zeitlicher Versatz der Gasentladungen zueinander reduziert werden kann. Anschaulich kann der Zündpuls derart eingestellt werden, dass alle gemeinsam gezündeten Gasentladungslampen sich überlagernde Lichtblitze erzeugen, deren maximale Lichtintensität möglichst zeitgleich erreicht ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampenanordnung Folgendes aufweisen: eine Gasentladungslampe, einen Treiberschaltkreis zum Bereitstellen einer Betriebsspannung an der Gasentladungslampe, wobei der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein kann, dass ein elektrischer Entladungspuls (z.B. ein Strompuls) erzeugt werden kann, sobald die Gasentladungslampe gezündet wird; einen Zündschaltkreis zum Erzeugen eines elektrischen Zündpulses (z.B. eines Strompulses oder eines Spannungspulses) zum Zünden der Gasentladungslampe; wobei der Zündschaltkreis derart eingerichtet ist, dass die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses kleiner ist als ein Zehntel (oder als ein Fünfzigstel) der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses.
  • Anschaulich kann die Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses von dem Aufbau des Treiberschaltkreises definiert sein oder werden. Zum Erzeugen eines möglichst kurzen elektrischen Zündpulses, kann die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses mittels des Zündschaltkreises an den die Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses angepasst werden. Beispielsweise kann die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses so klein wie nötig bereitgestellt werden, um die Gasentladungslampe innerhalb eines vordefinierten Zeitintervalls zuverlässig zu zünden, wobei das vordefinierte Zeitintervall je kleiner ist, desto kürzer den Entladungspuls ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses kleiner sein als ungefähr ein Fünftel der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ein ungefähr ein Zehntel der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr ein Fünfzigstel (2%) der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ein ungefähr ein Hundertstel (1%) der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses. Mit anderen Worten kann die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als ungefähr 20% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 10% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, ferner z.B. kleiner als ungefähr 5% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 2% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 1% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses.
  • Umso kleiner die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses ist, desto kleiner kann eine Schwankung des Zündzeitpunktes (bzw. eine Zündzeitverzögerung) sein, so dass ein zeitlich zuverlässig Zündverhalten der Gasentladungslampe erreicht werden kann. Die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses muss allerdings derart groß gewählt sein oder werden, dass dieser eine ausreichende elektrische Verschiebung in der Gasentladungslampe erzeugen kann (mittels des elektrischen Feldes), so dass eine Gasentladung ausgelöst wird. Die notwendige Halbwertsbreite kann von der Bauart und der Bauform der Gasentladungslampe abhängen. Beispielsweise kann ein elektrischer Zündpuls mit einer Halbwertsbreite in einem Bereich von ungefähr 0,1% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses bis ungefähr 20% der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses eine ausreichende elektrische Verschiebung in einer langen Gasentladungslampe (z.B. länger als 100 mm) erzeugen.
  • Die Blitzlampenanordnung mit der Gasentladungslampe (dem Gasentladungsrohr) kann beispielsweise als eine Blitzlampenanordnung mit mindestens einer Blitzlampe eingerichtet sein oder betrieben werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampenanordnung Folgendes aufweisen: mehrere Gasentladungslampen, einen Treiberschaltkreis zum Bereitstellen einer Betriebsspannung an den mehreren Gasentladungslampen, wobei der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein kann, dass ein elektrischer Entladungspuls erzeugt werden kann, sobald die mehreren Gasentladungslampen gezündet werden; einen Zündschaltkreis zum Erzeugen eines elektrischen Zündpulses zum Zünden der mehreren Gasentladungslampen; wobei der Zündschaltkreis derart eingerichtet ist, dass die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses kleiner ist als ein Fünftel, ein Zehntel oder ein Fünfzigstel der Halbwertsbreite des elektrischen Entladungspulses.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampenanordnung mehrere Treiberschaltkreise aufweisen zum Bereitstellen einer Betriebsspannung mehrerer Gasentladungslampen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jede Gasentladungslampe der mehreren Gasentladungslampen mit einem Treiberschaltkreis der mehrere Treiberschaltkreise gekoppelt sein. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass die jeweilige mittels des Treiberschaltkreises bereitgestellte Betriebsspannung für verschiedenen Gasentladungslampen unterschiedlich sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Zünden der mehreren Gasentladungslampen mittels eines gemeinsamen Zündschaltkreises erfolgen.
  • Die mehreren Gasentladungslampen können Teil eines gemeinsamen Lampenfelds der Blitzlampenanordnung zum Erzeugen von Lichtblitzen sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Lampenfeld mehrere Gasentladungslampen aufweisen, z.B. zwei, drei, vier, fünf, mehr als fünf, z.B. zehn oder z.B. zwanzig Gasentladungslampen. Zum Erzeugen von Lichtblitzen können die Gasentladungslampen eines Lampenfeldes einzeln, in Gruppen oder gemeinsam gezündet werden, wobei sich die von den jeweils gezündeten Gasentladungslampen erzeugten Lichtblitze überlagern können.
  • Das Zünden einer Gasentladungslampe kann derart verstanden werden, dass ab dem Zeitpunkt des Zündens eine Gasentladung in der Gasentladungslampe abläuft unter Aussendung (oder Abgabe) von Licht (z.B. UV-Licht, sichtbares Licht und/oder Infrarotlicht). Die notwendige elektrische Energie zum Erzeugen der Gasentladung kann mittels eines Kondensators bereitgestellt werden. Der Kondensator kann Teil eines Treiberschaltkreises zum Betreiben der Gasentladungslampe sein. Anschaulich kann die zum Erzeugen der Gasentladung notwendige elektrische Energie in dem Kondensator gespeichert werden. Während der Gasentladung kann der Kondensator mittels eines elektrischen Entladungspulses (z.B. eines Stromflusses) durch die Gasentladungslampe hindurch entladen werden, wobei die elektrische Energie des Kondensators mittels der Gasentladungslampe in Strahlungsenergie umgewandelt wird. Die Strahlungsenergie kann von der Gasentladungslampe mittels des abgegebenen (erzeugten) Lichts transportiert und/oder übertragen werden. Mit dem abgegebenen Licht kann z.B. ein Substrat bestrahlt werden zum Prozessieren (z.B. zumindest Bearbeiten) des Substrats.
  • Die Gasentladung (bzw. der elektrische Entladungspuls) kann einen elektrischen Stromfluss, mit anderen Worten einen Entladungsstrom, aufweisen, welcher sich durch die Gasentladungslampe hindurch entlädt. Die elektrische Stromstärke des Entladungsstroms, mit anderen Worten die Entladungsstromstärke, kann zeitabhängig sein und ein Maximum (bzw. einen Spitzenstrom) aufweisen. Anschaulich kann der elektrische Entladungspuls als elektrischer Strompuls bereitgestellt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels Anpassens und/oder Einrichtens des Treiberschaltkreises der elektrische Entladungspuls derart eingestellt werden, dass die zeitabhängige Stromstärke (bzw. die Strom-Zeit-Kennlinie) eine vordefinierte Halbwertsbreite aufweist. Mit anderen Worten kann der Strompuls beim Entladen des Kondensators über die Gasentladungslampe eine vordefinierte Halbwertsbreite aufweisen.
  • Die Strom-Zeit-Kennlinie (bzw. die Zeitabhängigkeit der elektrischen Stromstärke) und/oder die Spannung-Zeit-Kennlinie (bzw. die Zeitabhängigkeit der elektrischen Spannung) des elektrischen Entladungspulses können mittels des Treiberschaltkreises angepasst oder vordefiniert sein oder werden. Beispielsweise kann der Kondensator des Treiberschaltkreises entsprechend dimensioniert sein und/oder eine mit dem Kondensator elektrisch gekoppelte Induktivität des Treiberschaltkreises, welche die Entladegeschwindigkeit des Kondensators (und damit die Entladungsdauer) beeinflussen kann, kann entsprechend bereitgestellt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die mit dem Kondensator gekoppelte Induktivität z.B. mittels einer Spule bereitgestellt sein.
  • Der Zündschaltkreis kann derart eingerichtet sein, dass der elektrische Zündpuls als eine zeitabhängige Spannung und/oder als eine zeitabhängige Stromstärke bereitgestellt sein oder werden kann. Beispielsweise kann die zeitabhängige Spannung des elektrischen Zündpulses ein Maximum der Spannung (eine maximale Spannung) aufweisen, mit anderen Worten als Spannungspuls bereitgestellt sein. Der Zündschaltkreis kann derart eingerichtet sein, dass der elektrische Zündpuls als eine zeitabhängige elektrische Stromstärke bereitgestellt sein oder werden kann. Beispielsweise kann die zeitabhängige elektrische Stromstärke des elektrischen Zündpulses ein Maximum der Stromstärke (eine maximale Stromstärke) aufweisen, mit anderen Worten als elektrischer Strompuls bereitgestellt sein. Analog zum Treiberschaltkreis kann der Zündschaltkreis derart eingerichtet sein, dass die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses, mit anderen Worten die Halbwertsbreite des elektrischen Strompulses und/oder die Halbwertsbreite des elektrischen Spannungspulses eine vordefinierte Halbwertsbreite aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der elektrische Zündpuls eine maximale Spannung in einem Bereich von ±5 kV ungefähr bis ungefähr ±50 kV, z.B. in einem Bereich von ±10 kV ungefähr bis ungefähr ±40 kV, aufweist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der elektrische Zündpuls eine maximale Stromstärke in einem Bereich von ungefähr 1 A bis ungefähr 1 kA aufweist. Die erforderliche Stromstärke kann beispielsweise von der parasitären Kapazität des Reflektors sowie den Transformatorverlusten abhängen und umso größer sein, desto größer die parasitären Kapazität des Reflektors sowie die Transformatorverluste sind.
  • Beispielsweise kann der elektrische Zündpuls bei einer maximalen Spannung von ungefähr ±50 kV eine maximale elektrische Stromstärke von mehr als ungefähr 10 A aufweisen. Zum Erzeugen eines solchen elektrische Zündpulses kann einem Zündtransformator (mit einem Übertragungsfaktor von ungefähr einem Hundertstel) beispielsweise auf der Niederspannungsseite eine elektrische Stromstärke von ungefähr 500 A (bei ±1 kV) bereitgestellt werden. Der Zündtransformator kann Teil des Zündgenerators zum Erzeugen des Zündpulses sein und auf der Niederspannungsseite mit einer ausreichend dimensionierten Stromversorgung verbunden sein, so dass die erforderliche elektrisch Stromstärke auf der Niederspannungsseite bereitgestellt werden kann. Der Zündtransformator kann auch einen anderen Übertragungsfaktor aufweisen, bzw. derart dimensioniert sein, dass ein elektrischer Zündpuls, wie vorangehend beschrieben ist, erzeugt werden kann.
  • Mit anderen Worten kann die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses an einen vordefinierten elektrischen Entladungspuls einer Blitzlampenanordnung angepasst werden, so dass der Zündpuls relativ zum elektrischen Entladungspuls der Blitzlampenanordnung anschaulich möglichst kurz ist.
  • Die Halbwertsbreite einer zeitlich veränderlichen Größe mit einem Maximum, wie z.B. eines elektrischen Entladungspulses oder eines Zündpulses, kann als zeitliche Differenz zwischen zwei Werten der zeitlich veränderlichen Größe (z.B. einer elektrischen Stromstärke oder einer elektrischen Spannung) verstanden werden, welche jeweils die Hälfte des Maximums betragen. Mit anderen Worten kann die Halbwertsbreite die (zeitliche) Breite eines Strompulses und/oder Spannungspulses beschreiben, welche bei halber Höhe des Strompulses und/oder Spannungspulses gemessen wird.
  • Wird eine zeitlich veränderliche Größe beispielsweise als Teil eines zeitlichen periodischen (z.B. oszillierenden) elektrischen Signals bereitgestellt, z.B. als oszillierende elektrische Spannung und/oder als oszillierende elektrische Stromstärke, kann die Halbwertsbreite von der Periode des periodischen zeitlichen Verlaufs definiert sein. Lässt sich das periodische zeitliche Signal beispielsweise als Sinusfunktion beschreiben, kann die Halbwertsbreite von der ersten Halbwelle der Sinusfunktion definiert sein, wobei die Halbwertsbreite der ersten Halbwelle der Sinusfunktion ein Drittel der Periode betragen kann. Lässt sich der periodische zeitliche Verlauf beispielsweise als Rechteckfunktion beschreiben, kann die Halbwertsbreite der Rechteckfunktion die Breite der Rechteckfunktion betragen. Analog dazu kann die Halbwertsbreite anderer Signalformen definiert sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampenanordnung ferner Folgendes aufweisen: ein Hüllenrohr, welches die Gasentladungslampe derart umgibt, dass die Gasentladungslampe mit einer in das Hüllenrohr eingebrachten Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann, wobei der Zündschaltkreis eine zwischen dem Hüllenrohr und der Gasentladungslampe angeordnete Zündstruktur aufweist. Das Hüllenrohr kann eingerichtet sein, die Kühlflüssigkeit (z.B. Kühlwasser) aufzunehmen zum Kühlen der Gasentladungslampe mit der Kühlflüssigkeit. Anschaulich kann die Gasentladungslampe wassergekühlt sein, wobei die Gasentladungslampe innerhalb des Hüllenrohrs vom Kühlwasser umströmt und/oder bespült wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis einen Zünddraht aufweisen, welcher sich entlang der Gasentladungslampe erstreckt. Zum Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe kann der Zündpuls auf den Zünddraht übertragen werden, so dass der Zünddraht ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld ausbildet, welches auf die Gasentladungslampe derart wirkt, dass ein Plasmafaden innerhalb der Gasentladungslampe gebildet werden kann. Zum Erzeugen des elektrischen Feldes und zum Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe kann der Zünddraht elektrisch leitfähig sein und z.B. ein Metall aufweisen, z.B. Molybdän, Aluminium oder Stahl.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zünddraht zwischen dem Hüllenrohr und der Gasentladungslampe angeordnet sein. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass der Zünddraht in einem möglichst geringen Abstand zu der Gasentladungslampe angeordnet sein oder werden kann, so dass ein Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe anschaulich möglichst effektiv erfolgen kann. Ist der Zünddraht zwischen Hüllenrohr und Gasentladungslampe angeordnet, kann dieser von der Kühlflüssigkeit umspült sein oder werden. Dies kann es erforderlich machen, den Zünddraht korrosionsfest einzurichten. Anschaulich kann der Zünddraht derart eingerichtet sein, dass dieser möglichst wenig mit der Kühlflüssigkeit chemisch reagiert. Dazu kann der Zünddraht beispielsweise ein korrosionsfestes Metall, z.B. korrosionsfesten Stahl (mit anderen Worten rostfreien Stahl), z.B. eine Chrom-Stahl-Legierung, oder eine Beschichtung aus korrosionsfestes Material z.B. eine Beschichtung aus einem Kunststoff oder aus Glas aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis einen Reflektor aufweisen, so dass die Gasentladungslampe mittels des Reflektors gezündet werden kann. Zum Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe kann der Zündpuls auf den Reflektor übertragen werden, so dass der Reflektor ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld ausbildet, welches auf die Gasentladungslampe derart wirkt, dass ein Plasmafaden erzeugt werden kann. Der Reflektor kann ferner eingerichtet sein, von der Gasentladungslampe erzeugtes Licht zu reflektieren.
  • Beispielsweise kann der Reflektor derart eingerichtet sein, dass eine Lichtausbeute des von dem Reflektor reflektierten Lichts möglichst hoch ist. Zum Reflektieren von Licht kann der Reflektor eine lichtreflektierende Oberfläche, z.B. eine polierte Oberfläche oder eine lichtreflektierende Beschichtung aufweisen. Beispielsweise kann der Reflektor derart eingerichtet sein, dass dieser mehr als 60% des auf ihn einfallenden Lichts reflektiert, z.B. mehr als 70% des auf ihn einfallenden Lichts, z.B. mehr als 80% des auf ihn einfallenden Lichts, z.B. mehr als 90% des auf ihn einfallenden Lichts. Ferner kann der Reflektor auf den Wellenlängenbereich (mit anderen Worten dem Spektrum) des von der Gasentladungslampe erzeugten Lichts abgestimmt sein, so dass der Reflektor anschaulich möglichst viel des von der Gasentladungslampe erzeugten Lichts reflektieren kann. Zum Erzeugen des elektrischen Feldes und zum Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe kann der Reflektor elektrisch leitfähig sein und z.B. ein Metall aufweisen, z.B. Aluminium oder mit Silber beschichtetes Kupfer.
  • Ferner können der Reflektor und/oder der Zünddraht dem Einwirken des von der Gasentladungslampe erzeugten Lichtblitzes ausgesetzt sein, was die Struktur und/oder die Eigenschaften des Reflektors und/oder des Zünddrahts verändern kann. Beispielsweise können der Reflektor und/oder der Zünddraht anschaulich altern, z.B. chemisch mit der Umgebung reagieren oder sich verfärben, z.B. schwärzen, wenn diese mit dem von der Gasentladungslampe erzeugten Licht bestrahlt werden. Zum Erhöhen der Stabilität des Reflektors und/oder des Zünddrahts gegenüber den erzeugten Lichtblitzen können diese beispielsweise ein widerstandfähiges Material und/oder eine Beschichtung aus widerstandfähigem Material aufweisen, z.B. Stahl.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Gasentladungslampe ein mit einem Gas oder Gasgemisch (Leuchtmittel) gefülltes Entladungsgefäß, z.B. ein rohrförmiges Entladungsgefäß, (z.B. aus Glas, einem Quarzglas oder einer kristallinen Aluminiumoxid-Keramik (Saphir)) aufweisen. Beim Zünden der Gasentladungslampe kann das in dem Entladungsgefäß eingeschlossene Leuchtmittel mittels eines Stromflusses (mit anderen Worten mittels eines elektrischen Entladungspulses) durch das Leuchtmittel hindurch zum Leuchten angeregt werden und dabei Licht emittieren. Das rohrförmige Entladungsgefäß kann beispielsweise zylinderförmig sein, einen Durchmesser aufweisen und entlang einer (zum Durchmesser senkrecht verlaufenden) Richtung (Achse des rohrförmigen Entladungsgefäßes) längs erstreckt sein, bzw. eine entlang der Achse verlaufende Längserstreckung aufweisen.
  • Eine Gasentladungslampe kann beispielsweise eine Längserstreckung oder eine Länge des Entladungsgefäßes (entlang der Achse des rohrförmigen Entladungsgefäßes) in einem Bereich von ungefähr 0,1 m bis ungefähr 5 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 4,5 m, z.B. in einem Bereich von ungefähr 3 m bis ungefähr 4,5 m. Alternativ kann eine rohrförmige Gasentladungslampe eine Längserstreckung in einem Bereich von ungefähr 0,1 m bis ungefähr 2 m aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 0,1 m bis ungefähr 1 m.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Entladungsgefäß einer Gasentladungslampe einen Durchmesser (z.B. Innendurchmesser), z.B. quer zur Längserstreckung des Entladungsgefäßes, in einem Bereich von ungefähr 0,2 cm bis ungefähr 5,0 cm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1,0 cm bis ungefähr 3,0 cm, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1,5 cm bis ungefähr 2,0 cm.
  • Je größer die Ausdehnung (z.B. Längserstreckung oder Durchmesser) einer Gasentladungslampe ist, umso größer kann die von der Gasentladungslampe abgegebene Strahlungsleistung sein, wenn die Gasentladungslampe gezündet wird. Anschaulich kann eine von einer Gasentladungslampe erzeugtes Belichtungsprofil (mit anderen Worten eine räumliche Verteilung der Lichtintensität) gleichmäßiger sein, je länger die Gasentladungslampe ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Gasentladungslampe und der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein, dass beim Zünden der Gasentladungslampe eine Leistung von mehr als ungefähr 1 kW umgesetzt wird, z.B. eine Leistung von mehr als ungefähr 100 kW, z.B. eine Leistung von mehr als ungefähr 10 MW, z.B. eine Leistung von mehr als ungefähr 1 GW. In Abhängigkeit des Wirkungsgrades der Gasentladungslampe und des Treiberschaltkreises kann beim Zünden der Gasentladungslampe ein Teil der von der Gasentladungslampe umgesetzten Leistung in eine entsprechende Strahlungsleistung umgewandelt werden, welche von der Gasentladungslampe mittels Licht emittiert werden kann. Beispielsweise kann von der Gasentladungslampe eine Strahlungsleistung von mehr als ungefähr 0,4 kW abgegeben (emittiert) werden, z.B. eine Strahlungsleistung von mehr als ungefähr 40 kW, z.B. eine Strahlungsleistung von mehr als ungefähr 4 MW, z.B. eine Strahlungsleistung von mehr als ungefähr 0,4 GW.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Treiberschaltkreis derart eingerichtet sein, dass der elektrische Entladungspuls eine maximale Amplitude (mit anderen Worten ein Maximum) der Stromstärke von größer als ungefähr 1 kA aufweist, z.B. von größer als ungefähr 5 kA, z.B. von größer als ungefähr 25 kA. Dazu kann der Treiberschaltkreis einen entsprechend dimensionierten Kondensator aufweisen, welcher einen derartigen elektrischen Entladungspuls bereitstellen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der elektrische Entladungspuls eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 50 ms aufweisen, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 10 ms, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 1 ms, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 0,5 ms, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 250 µs, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 100 µs. Die Pulsdauer kann beispielsweise beschreiben wie lange sich der Kondensator entlädt, mit anderen Worten wie lange der elektrische Strom beim Entladen des Kondensators durch die Gasentladungslampe hindurch fließt. Die Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses kann als zeitliche Differenz zwischen zwei elektrischen Stromstärken des elektrischen Entladungspulses verstanden werden, welche ungefähr 33% der maximalen Stromstärke des elektrischen Entladungspulses betragen kann. Anschaulich kann die Pulsdauer die Breite eines Strompulses beschreiben, welche bei einem Drittel der Höhe des Strompulses gemessen wird.
  • Das Zünden der Gasentladungslampe kann das kurzzeitige Aktivieren der Gasentladungslampe aufweisen zum Erzeugen eines Lichtblitzes (anschaulich ist die Gasentladungslampe dann beispielsweise als eine Blitzlampe eingerichtet). Dabei kann die Gasentladungslampe für eine vordefinierte Zeitspanne Licht emittieren. Die vordefinierte Zeitspanne kann beispielsweise kürzer als ungefähr 50 ms sein, z.B. kürzer als ungefähr 10 ms, z.B. kürzer als ungefähr 1 ms, z.B. kürzer als ungefähr 0,5 ms, z.B. kürzer als ungefähr 250 µs.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der elektrische Zündpuls eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 1 ms aufweisen, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 200 µs, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 20 µs, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 10 µs, z.B. eine Pulsdauer von weniger als ungefähr 5 µs. Die Pulsdauer des elektrischen Zündpulses kann als zeitliche Differenz zwischen zwei elektrischen Spannungswerten des elektrischen Zündpulses verstanden werden, welche ungefähr 33% der maximalen Spannung des elektrischen Zündpulses betragen. Anschaulich kann die Pulsdauer des elektrischen Spannungspulses die Breite eines Spannungspulses beschreiben, welche bei einem Drittel der Höhe des Spannungspulses gemessen wird.
  • Analog zur Halbwertsbreite kann die Pulsdauer des elektrischen Zündpulses kleiner sein als ein Fünftel der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ein Zehntel der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ein Fünfzigstel der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ein Hundertstel der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses. Mit anderen Worten kann die Pulsdauer des elektrischen Zündpulses gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als ungefähr 20% der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 10% der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 5% der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 2% der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses, z.B. kleiner als ungefähr 1% der Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der elektrische Zündpuls als Teil einer zeitlich periodischen Spannung mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 500 Hz bereitgestellt sein, z.B. mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 2.5 kHz, z.B. mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 25 kHz, z.B. mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 50 kHz, z.B. mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 70 kHz, z.B. mit einer Frequenz von mehr als ungefähr 100 kHz. Wird der elektrische Zündpuls als Teil einer zeitlich periodischen Spannung bereitgestellt, kann der elektrische Zündpuls von der ersten Halbwelle der zeitlich periodischen Spannung gebildet werden. Wird der elektrische Zündpuls als Teil einer zeitlich periodischen Spannung bereitgestellt, kann die Pulsdauer des elektrischen Zündpulses ungefähr die halbe Periode der zeitlich periodischen Spannung betragen.
  • Beispielsweise kann mittels einer Halbwelle (z.B. zwischen zwei Nulldurchgängen) eines sinusförmigen Zündsignals mit einer Frequenz von ungefähr 400 Hz ein Zündpuls mit einer Pulsdauer von ungefähr 1 ms bereitgestellt sein oder werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: mindestens eine Prozesskammer; eine Blitzlampenanordnung gemäß der vorangehenden Beschreibung oder mehrere Blitzlampenanordnungen gemäß der vorangehenden Beschreibung zum Prozessieren eines Substrats innerhalb der Prozesskammer. Im Allgemeinen kann eine Blitzlampenanordnung genutzt werden, um beispielsweise Substrate oder andere Träger einer Prozessieranordnung zu bestrahlen zum Prozessieren von Substraten oder zum Prozessieren anderer Träger, z.B. so dass diese erwärmt oder strukturell verändert werden können.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verwenden eines Zündgenerators zum gleichzeitigen Zünden mehrerer Gasentladungslampen mittels eines elektrischen Zündpulses erfolgen, wobei der Zündpuls eine Halbwertsbreite von kleiner als 1 ms, z.B. kleiner als 200 µs, z.B. kleiner als ungefähr 20 µs, z.B. kleiner als ungefähr 10 µs, z.B. kleiner als ungefähr 5 µs, aufweisen kann. Dabei kann ein zeitgleiches (synchrones) Zünden mehrerer Gasentladungslampen derart erfolgen, dass alle zeitgleich gezündeten Gasentladungslampen Lichtblitze erzeugen, deren maximale Lichtintensität gleichzeitig oder zumindest innerhalb eines Zeitfensters mit einer vordefinierten Zeitspanne (der Zünd-Toleranzzeit) erreicht ist.
  • Die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses muss allerdings derart groß gewählt sein oder werden, dass dieser eine ausreichende elektrische Verschiebung in der Gasentladungslampe erzeugen kann (mittels des elektrischen Feldes), so dass eine Gasentladung ausgelöst wird. Die notwendige Halbwertsbreite kann von der Bauart und der Bauform der Gasentladungslampe abhängen. Beispielsweise kann ein elektrischer Zündpuls mit einer Halbwertsbreite in einem Bereich von ungefähr 0,1 µs bis ungefähr 1 ms eine ausreichende elektrische Verschiebung in einer langen Gasentladungslampe (z.B. länger als 100 mm) erzeugen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein gleichzeitiges Zünden mehrerer Gasentladungslampen das Zünden der mehrerer Gasentladungslampen innerhalb einer Zünd-Toleranzzeit aufweisen, wobei der elektrische Entladungspuls jeder Gasentladungslampe sein Strommaximum innerhalb eines Zeitfensters mit einer vordefinierten Zeitspanne (der Zünd-Toleranzzeit) erreicht. Die Zünd-Toleranzzeit kann die maximale zeitliche Abweichung des Zündpunktes der mehreren Gasentladungslampen voneinander beschreiben. Mit anderen Worten kann die Zünd-Toleranzzeit die maximale zeitliche Zündverzögerung der mehreren Gasentladungslampen voneinander beschreiben.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zünd-Toleranzzeit ungefähr 2% der maximalen Pulsdauer des Entladungspulses entsprechen. Beispielsweise kann die Zünd-Toleranzzeit eine Zeitdauer von weniger als ungefähr 1 ms aufweisen, z.B. von weniger als ungefähr 200 µs, z.B. von weniger als ungefähr 20 µs, z.B. von weniger als 10 µs, z.B. von weniger als ungefähr 5 µs.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Zünden einer Gasentladungslampe Folgendes aufweisen: Einrichten eines Treiberschaltkreises zum Betreiben einer Gasentladungslampe derart, dass ein durch die Gasentladungslampe hindurch entladener elektrischer Entladungspuls eine (vordefinierte) erste Halbwertsbreite aufweist; Anlegen einer Spannung an die Gasentladungslampe mittels des Treiberschaltkreises. Beispielsweise kann die Zündspannung größer sein als die an die Lampe (Gasentladungslampe) angelegte Spannung sein. Erzeugen eines elektrischen Zündpulses zum Zünden der Gasentladungslampe, wobei der elektrische Zündpuls mit einer zweiten Halbwertsbreite kleiner als ein Fünftel, z.B. kleiner als ein Zehntel, z.B. kleiner als ein Fünfzigstel, z.B. kleiner als ein Hundertstel, der ersten Halbwertsbreite erzeugt wird. Einkoppeln des elektrischen Zündpulses in die Gasentladungslampe, so dass die Gasentladungslampe gezündet wird und der elektrische Entladungspuls durch die Gasentladungslampe entladen wird.
  • Eine Blitzlampenanordnung kann beispielsweise eine oder mehrere Lichtquellen (z.B. eine oder mehrere Gasentladungslampen oder eine oder mehrere Blitzlampen) zum Erzeugen von Licht mit einer Lichtverteilung (z.B. mit einer Verteilung der Lichtintensität oder mit einem räumlichen Lichtfeld) aufweisen. Beispielsweise kann mittels der Blitzlampenanordnung Licht mit einer Lichtverteilung in Richtung eines Belichtungsbereichs zum Belichten eines Substrats emittiert werden.
  • Das von einer Gasentladungslampe erzeugte Licht, kann beispielsweise ultraviolettes (UV) Licht, sichtbares Licht und/oder infrarotes (IR) Licht aufweisen. Ferner kann die Wellenlänge des Lichts oder das Wellenlängenspektrum des Lichts in einem im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich und/oder im IR-Bereich liegen.
  • Ein Belichtungsbereich kann von einem Bereich definiert sein, in dem das Belichten eines Substrats erfolgt. Beispielsweise kann das Belichten eines Substrats in einem Belichtungsbereich derart erfolgen, dass das Substrat mit einer Lichtintensität größer als eine vordefinierte Lichtintensität belichtet (bestrahlt) wird. Die vordefinierte Lichtintensität kann anschaulich die Lichtintensität beschreiben, mit der das Substrat belichtet werden muss, um eine gewünschte Wirkung (z.B. ein Erwärmen und/oder ein strukturelles Verändern) zu erreichen.
  • Beispielsweise kann das Belichten eines Substrats in einem Belichtungsbereich derart erfolgen, dass das Substrat mit einer Energiedichte größer als eine vordefinierte Energiedichte bestrahlt wird. Die vordefinierte Energiedichte (z.B. auf der Substratoberfläche) kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,1 J/cm2 bis ungefähr 100 J/cm2 liegen, z.B. kann die vordefinierte Energiedichte größer sein als 0,1 J/cm2, z.B. größer als 1 J/cm2 oder größer als 10 J/cm2.
  • Beispielsweise kann bei kurzen Pulsdauern des Entladungspulses (z.B. kürzer als ungefähr 300 µs) je nach Anwendung eine Dosis (Energiedichte) in einem Bereich von ungefähr 0.1 J/cm2 bis ungefähr 10 J/cm2 bereitgestellt sein oder werden. Wird die Pulsdauer des Entladungspulses ungefähr verzehnfacht (z.B. auf ungefähr 3 ms) ist ungefähr mit einer Verdopplung der notwendigen Dosis zu rechnen (z.B. damit eine äquivalente Wirkung, z.B. eine Erwärmung eines bestrahlten Substrat erreicht werden kann). Bei einer Pulsdauer des Entladungspulses von ungefähr 30 ms kann beispielsweise eine Energiedichte von mindestens 40 J/cm2 erforderlich sein, damit eine äquivalente Wirkung, z.B. eine Erwärmung eines bestrahlten Substrat, erreicht werden kann. Analog kann bei Pulsdauern mit bis zu 50 ms eine ausreichende Wirkung der emittierten Strahlung (z.B. Licht) erreicht werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1A bis 1D jeweils eine Blitzlampenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder schematischen Querschnittsansicht;
  • 2A und 2B jeweils eine Blitzlampenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder schematischen Querschnittsansicht;
  • 3A und 3B jeweils einen elektrischen Entladungspuls und einen elektrischen Zündpuls gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Strom-Zeit-Diagramm bzw. Spannungs-Zeit-Diagramm;
  • 4 eine Blitzlampenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder schematischen Querschnittsansicht; und
  • 5A und 5B jeweils eine Prozessieranordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Seitenansicht oder schematischen Querschnittsansicht;
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • 1A veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampenanordnung 100 eine Gasentladungslampe 102 aufweisen. Die Gasentladungslampe 102 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen als Blitzlampe 102 eingerichtet sein und/oder betrieben werden. Anschaulich kann die als Blitzlampe 102 eingerichtet Gasentladungslampe 102 derart betrieben werden, dass ein Lichtblitz mittels der Gasentladungslampe 102 erzeugt werden kann, so dass ein Stromfluss (Entladungsstrom) zwischen Anode und Kathode fließen kann.
  • Die Gasentladungslampe 102 kann ein transparentes Entladungsrohr (ein rohrförmiges Entladungsgefäß) aufweisen (z.B. aus Quarzglas), wobei das transparente Entladungsrohr eine Anode und eine Kathode aufweist und derart eingerichtet ist (z.B. mit Gas gefüllt ist), dass innerhalb des Entladungsrohrs eine Gasentladung gezündet werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Entladungsrohr einer Gasentladungslampe 102 rohrförmig sein, z.B. zylindrisch rohrförmig, z.B. mit einem kreisrunden Querschnitt.
  • Damit ein Lichtblitz mittels der Gasentladungslampe 102 erzeugt werden kann, kann die Gasentladungslampe 102 mit einem Treiberschaltkreis 104 elektrisch gekoppelt (bzw. elektrisch leitfähig verbunden) sein. Zum Koppeln des Treiberschaltkreises 104 mit der Gasentladungslampe 102 kann die Gasentladungslampe 102 zwei Anschlüsse aufweisen, wobei jeweils einer der zwei Anschlüsse mit der Kathode der Gasentladungslampe 102 und der andere der zwei Anschlüsse mit der Anode der Gasentladungslampe 102 gekoppelt ist. Die Kathode und die Anode können durch das Entladungsgefäß hindurch mit dem jeweiligen Anschluss gekoppelt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasentladungslampe einen Abstand zwischen Kathode und Anode von mehr als 1 m aufweisen, z.B. einen Abstand von mehr als ungefähr 2 m, z.B. einen Abstand in einem Bereich von ungefähr 3 m bis ungefähr 5 m.
  • Der Treiberschaltkreis 104 kann mittels eines elektrisch leitfähigen Kabels 112 oder einer elektrischen Zuleitung 112 mit den Anschlüssen der Gasentladungslampe 102, mit anderen Worten mit der Kathode und der Anode, elektrisch gekoppelt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Treiberschaltkreis 104 derart eingerichtet sein, dass mittels des Treiberschaltkreises 104 eine Spannung (Betriebsspannung) zwischen der Kathode und der Anode der Gasentladungslampe 102 bereitgestellt werden kann. Die mittels des Treiberschaltkreises 104 bereitgestellte Spannung kann anschaulich zwischen der Kathode und der Anode der Gasentladungslampe 102 anliegen. Die mittels des Treiberschaltkreises 104 bereitgestellte Spannung kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als eine Selbstzündungsspannung (Durchschlagspannung) der Gasentladungslampe 102. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass ein Selbstzünden der Gasentladungslampe 102 vermieden werden kann.
  • Die Selbstzündungsspannung einer Gasentladungslampe 102 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als ±50 kV, z.B. keiner als ±25 kV, z.B. keiner als ±20 kV, z.B. keiner als ±15 kV.
  • Anschaulich wurde erkannt, dass bei einer herkömmlichen Gasentladungslampe 102 die Neigung zum Selbstzünden derart groß sein kann, dass ein sicheres und zuverlässiges Zünden der Gasentladungslampe 102 erschwert ist. Beim Selbstzünden kann spontan ein Plasmafaden innerhalb der Gasentladungslampe 102 entstehen, welcher einen unkontrollierten elektrischen Entladungspuls auslösen kann. Je kleiner die Differenz der Betriebsspannung zur Selbstzündungsspannung ist, umso größer kann eine Wahrscheinlichkeit sein, dass spontan ein Plasmafaden gebildet wird. Zum sicheren und zuverlässigen Zünden der Gasentladungslampe 102 kann die Betriebsspannung daher unterhalb der Selbstzündungsspannung der Blitzlampe liegen.
  • Zum Auslösen eines kontrollierten elektrischen Entladungspulses kann in die Gasentladungslampe 102 ein elektrischer Zündpuls derart eingekoppelt werden, dass innerhalb der Gasentladungslampe 102 ein Plasmafaden gebildet werden kann, der einen elektrischen Entladungspuls auslöst. Damit kann anschaulich erreicht werden, dass der Zündzeitpunkt der Gasentladungslampe 102 zeitlich kontrolliert werden kann.
  • Zum Erzeugen des elektrischen Zündpulses kann die Blitzlampenanordnung 100 einen Zündschaltkreis 106 aufweisen. Der Zündschaltkreis 106 kann derart eingerichtet sein, dass dieser den elektrischen Zündpuls als Teil einer zeitlich veränderlichen elektrischen Stromstärke und/oder als Teil einer zeitlich veränderlichen elektrischen Spannung erzeugen kann. Beispielsweise kann der Zündschaltkreis 106 derart eingerichtet sein, dass dieser den elektrischen Zündpuls als Teil eines Strompulses und/oder als Teil eines Spannungspulses erzeugen kann.
  • Wird der elektrische Zündpuls in die Gasentladungslampe 102 eingekoppelt, kann dieser ein Ionisieren des Leuchtmittels in der Gasentladungslampe 102 anregen, wobei das ionisierte Leuchtmittel einen Plasmafaden bilden kann.
  • Der innerhalb der Gasentladungslampe 102 erzeugte Plasmafaden kann die Impedanz der Gasentladungslampe 102 derart absenken, dass die an der Gasentladungslampe 102 anliegende Betriebsspannung zu einem elektrischen Entladungsstrom (mit anderen Worten zu einem elektrischen Entladungspuls) in der Gasentladungslampe 102 führt.
  • Zum anschaulich möglichst effizienten Einkoppeln 106k des elektrischen Zündpulses in Gasentladungslampe 102 kann die Blitzlampenanordnung 100 eine Zündelektrode 110 aufweisen, wie in 1B und 1C dargestellt ist.
  • 1B veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Blitzlampenanordnung 100 ein Hüllenrohr 108 (eine so genannte Flowtube) aufweisen, wobei die Gasentladungslampe 102 innerhalb des Hüllenrohrs 108 angeordnet sein kann. Das Hüllenrohr 108 kann derart eingerichtet sein, z.B. wasserdicht ausgebildet sein, dass die Gasentladungslampe 102 mit einer in das Hüllenrohr 108 eingebrachten Kühlflüssigkeit 108k gekühlt werden kann. Zum Versorgen des Hüllenrohrs 108 mit der Kühlflüssigkeit 108k kann das Hüllenrohr 108 wasserdicht mit einer Rohrleitung verbunden sein, welche dem Hüllenrohr 108 die Kühlflüssigkeit 108k zuführen kann und/oder dem aus dem Hüllenrohr 108 die Kühlflüssigkeit 108k abführen kann, wobei die Gasentladungslampe 102 innerhalb des Hüllenrohr 108 von der Kühlflüssigkeit 108k umströmt und/oder bespült wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Gasentladungsrohr der Gasentladungslampe 102 koaxial zum Hüllenrohr 108 angeordnet sein, so dass zwischen dem Gasentladungsrohr und dem Hüllenrohr 108 ein gleichmäßiger Abstand verbleiben kann, z.B. ein ringförmiger Spalt, durch den die Kühlflüssigkeit 108k hindurch geleitet werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Hüllenrohr 108 ein transparentes Material, z.B. Quarzglas, aufweisen oder aus Quarzglas bestehen.
  • 1C veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Die Zündelektrode 110 zum Einkoppeln 106k des elektrischen Zündpulses in Gasentladungslampe 102 kann beispielsweise außerhalb des Hüllenrohrs 108 und außerhalb der Gasentladungslampe 102 angeordnet sein. Damit kann beispielsweise darauf verzichtet werden, die Zündelektrode 110 korrosionsfest einzurichten.
  • Ferner kann die Zündelektrode 110 entlang der Längserstreckung der Gasentladungslampe 102 erstreckt sein. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass ein länglicher Plasmafaden innerhalb der Gasentladungslampe 102 erzeugt werden kann, welcher die Kathode mit der Anode verbinden kann. Je länger der Plasmafaden ist, umso stärker kann die Impedanz der Gasentladungslampe 102 abgesenkt sein oder werden. Beispielsweise kann mittels eines längeren Plasmafadens ein Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 zuverlässiger erfolgen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zündelektrode 110 Teil eines Zünddrahts 110 sein, welcher außerhalb des Hüllenrohrs 108 und außerhalb der Gasentladungslampe 102 erstreckt sein kann. Beispielsweise kann der Zünddraht 110 an dem Hüllenrohr 108 befestigt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zündelektrode 110 Teil eines Reflektors 110 sein, welcher außerhalb des Hüllenrohrs 108 und außerhalb der Gasentladungslampe 102 angeordnet sein kann. Der Reflektor 110 kann anschaulich als lichtreflektierender Spiegel 110 eingerichtet sein. Mit anderen Worten kann der Reflektor 110 einfallendes Licht in eine Richtung weg von dem Reflektor 110 reflektieren. Beispielsweise kann der Reflektor 110 derart eingerichtet sein, dass dieser einen Großteil des von der Gasentladungslampe 102 erzeugten Lichts reflektiert.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Reflektor 110 beispielsweise als lichtreflektierende Schicht (mit anderen Worten als lichtreflektierende Beschichtung) auf dem Hüllenrohr 108 angeordnet, z.B. befestigt, sein. Damit kann erreicht werden dass der Reflektor 110 anschaulich platzsparend eingerichtet ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Reflektor 110 beispielsweise ein Blech, z.B. ein gekrümmtes und/oder gewinkeltes Blech, aufweisen. Damit kann erreicht werden dass der Reflektor 110 anschaulich stabil (z.B. selbsttragend) eingerichtet ist.
  • 1D veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zündelektrode 110 zum Einkoppeln 106k des elektrischen Zündpulses in eine Gasentladungslampe 102 zwischen dem Hüllenrohr 108 und der Gasentladungslampe 102 angeordnet sein. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass die Zündelektrode 110 in einem möglichst geringen Abstand zu der Gasentladungslampe 102 angeordnet sein kann, so dass das Wirken des mittels der Zündelektrode 110 erzeugten elektrischen Feldes (beim Übertragen des Zündpulses auf die Zündelektrode 110) auf das in der Gasentladungslampe 102 eingeschlossene Leuchtmittel möglichst groß sein kann. Somit kann ein anschaulich ein möglichst effektives Einkoppeln 106k des Zündpulses in die Gasentladungslampe 102 erreicht werden.
  • Ferner kann die Zündelektrode 110 analog zum vorangehend Beschriebenen entlang der Längserstreckung der Gasentladungslampe 102 erstreckt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zündelektrode 110 als Zünddraht 110 ausgebildet sein, welcher zwischen dem Hüllenrohr 108 und der Gasentladungslampe 102 verlaufen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zündelektrode 110 als Reflektor 110 ausgebildet sein, welcher zwischen dem Hüllenrohr 108 und der Gasentladungslampe 102 angeordnet sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Reflektor 110 beispielsweise eine in dem Hüllenrohr 108 angeordnete lichtreflektierende Schicht (mit anderen Worten lichtreflektierende Beschichtung) oder ein eine in dem Hüllenrohr 108 angeordnetes Blech aufweisen.
  • 2A veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Treiberschaltkreis 104 eine Spannungsquelle 204u zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung, eines elektrischen Stroms (z.B. eines elektrischen Ladestroms) und/oder einer elektrischen Leistung aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Treiberschaltkreis 104 einen Kondensator 204c aufweisen, welcher mit der Spannungsquelle 204u elektrisch gekoppelt sein kann, so dass der Kondensator 204c mittels der Spannungsquelle 204u geladen werden kann. Beim Laden des Kondensator 204c kann dem Kondensator 204c mittels der Spannungsquelle 204u ein Ladestrom zugeführt werden, wobei der Kondensator 204c elektrische Energie speichert. Ist der Kondensator geladen kann dieser eine Betriebsspannung bereitstellen. Anschaulich kann der Kondensator 204c als Energiespeicher wirken, welcher eine notwendige Energie zum Erzeugen eines Lichtblitzes speichern und bereitstellen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spannungsquelle 204u derart eingerichtet sein, dass diese eine Spannung größer als die Betriebsspannung der Gasentladungslampe 102 bereitstellen kann.
  • Mittels der Spannungsquelle 204u kann beispielsweise eine Spannung größer als die Betriebsspannung der Gasentladungslampe 102 bereitgestellt werden. Anschaulich kann damit der Kondensator 204c möglichst schnell geladen werden.
  • Je schneller der Kondensator geladen werden kann, umso schneller kann dieser die Betriebsspannung an der Gasentladungslampe bereitstellen, so dass ein Entladen des Kondensators in kürzeren Abständen und somit häufiger erfolgen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Spannungsquelle 204u eine elektrische Leistung und/oder elektrische Spannung derart bereitstellen, dass der Kondensator 204c mit einer Häufigkeit größer als eine vordefinierte Häufigkeit (z.B. mehrmals pro Sekunde) vollständig geladen werden kann. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass die Gasentladungslampe 102 anschaulich möglichst häufig gezündet werden kann, wobei bei jedem Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 die in dem Kondensator 204c gespeicherte Energie mittels der Gasentladungslampe 102 zumindest teilweise in Strahlungsenergie umgewandelt werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Treiberschaltkreis 104 eine elektromagnetische Spule 204l (Drosselspule 204l) aufweisen, welche eine Impedanz aufweisen kann. Die Impedanz der Drosselspule 204l kann die Entladegeschwindigkeit des Kondensators 104c beeinflussen, z.B. kann der Kondensators 104c langsamer über die mit der Drosselspule 204l gekoppelte Gasentladungslampe 102 entladen werden, je größer die Impedanz der Drosselspule 204l ist. Beispielsweise kann die Halbwertsbreite des Entladungspulses größer sein, je größer die Impedanz der Drosselspule 204l ist.
  • Ferner kann die Gasentladungslampe 102 beim Entladen als Widerstand wirken, welcher die Entladegeschwindigkeit des Kondensators 104c beeinflussen kann, z.B. kann der Kondensators 104c langsamer über die mit der Drosselspule 204l gekoppelte Gasentladungslampe 102 entladen werden, je schlechter die Gasentladungslampe 102 während des Entladens elektrisch leitet. Die Leitfähigkeit der Gasentladungslampe 102 kann von der Bauform, dem Druck des Leuchtmittels, mit dem die Gasentladungslampe 102 gefüllt ist, dem Abstand von Kathode zu Anode und dem Innendurchmesser der Gasentladungslampe 102 (bzw. des Entladungsgefäßes) abhängen und vordefiniert sein.
  • Anschaulich können die Drosselspule 204l und der Kondensator 204c einen Schwingkreis bilden, welcher elektrische Schwingungen (periodisches Laden und Entladen des Kondensators 204c) ausführen kann, wobei der Schwingkreis, bzw. die elektrische Schwingung, von Gasentladungslampe 102 gedämpft werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können der Kondensator 204c und die Drosselspule 204l derart dimensioniert sein, dass ein Richtungswechsel der an dem Kondensator 204c anliegenden Spannung (mit anderen Worten ein Überschwingen des Schwingkreises) vermieden werden kann. Anschaulich können die Gasentladungslampe 102, der Kondensator 204c und die Drosselspule 204l derart miteinander wechselwirken, dass der Kondensator 204c in einer möglichst kurzen Zeit einmalig entladen wird. Mit anderen Worten können der Kondensator 204c und die Drosselspule 204l derart relativ zu der Gasentladungslampe 102 abgestimmt sein, dass ein aperiodischer Grenzfall eingestellt ist.
  • Wird zum Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 ein Plasmafaden in der Gasentladungslampe 102 erzeugt, kann der innerhalb der Gasentladungslampe 102 erzeugte Plasmafaden die Impedanz der Gasentladungslampe 102 derart absenken, dass die an der Gasentladungslampe 102 anliegende Betriebsspannung zu einem elektrischen Entladungsstrom in der Gasentladungslampe 102 führt, wobei der Kondensator 204c über die Gasentladungslampe 102 entladen werden kann. Wird der Kondensator 204c über die Gasentladungslampe 102 entladen (mit anderen Worten ein Entladungspuls erzeugt) kann ein elektrischer Stromfluss (Entladungsstrom) mit einer zeitabhängigen elektrischen Stromstärke (Entladungsstromstärke) durch die Gasentladungslampe 102 hindurch fließen.
  • Der Entladungsstrom kann ein weiteres Ionisieren des Leuchtmittels in der Gasentladungslampe 102 anregen, so dass der Plasmafaden die Gasentladungslampe 102 zunehmend ausfüllen kann. Dies kann zu einem weiteren Absenken der Impedanz der Gasentladungslampe 102 und somit zu einem Anstieg der elektrischen Entladungsstromstärke führen. Mit fortschreitendem Entladen des Kondensators 204c erreicht die elektrische Entladungsstromstärke ein Maximum und sinkt im weiteren zeitlichen Verlauf ab, bis der Kondensator 204c entladen ist. Mit anderen Worten kann der Kondensator 204c mit einer pulsförmigen elektrischen Entladungsstromstärke entladen werden (mit anderen Worten mit einem elektrischen Entladungspuls).
  • Der zeitliche Verlauf der Entladungsstromstärke kann von dem Kondensators 204c und der Drosselspule 204l definiert werden und aufgrund der Eigenschaften des Kondensators 204c und der Drosselspule 204l vordefiniert sein. Mit anderen Worten kann der zeitliche Verlauf der elektrischen Entladungsstromstärke des Entladungspulses von dem Treiberschaltkreis 104 definiert werden.
  • Wie vorangehend beschrieben ist kann die pulsförmige elektrische Entladungsstromstärke eine Halbwertsbreite aufweisen, welche die Breite der pulsförmigen elektrischen Entladungsstromstärke bei halber Höhe der pulsförmigen elektrischen Entladungsstromstärke beschreiben kann.
  • Die Halbwertsbreite der pulsförmigen elektrischen Entladungsstromstärke (mit anderen Worten des elektrischen Entladungspulses) kann von der Induktivität der Drosselspule 204l und der Kapazität des Kondensators 204c definiert sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis 106 einen Zündgenerator 206g zum Erzeugen des Zündpulses aufweisen. Der Zündgenerator 206g kann derart eingerichtet sein, dass dieser eine pulsförmige Spannung (mit anderen Worten einen Zündpuls) mit einer Halbwertsbreite bereitstellen kann, welche kleiner als ein ungefähr Fünftel der Halbwertsbreite des Entladungspulses ist. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis 106 eine Spannungsquelle 206u aufweisen zum Versorgen eines Zündgenerators 206g mit elektrischer Energie.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Zündelektrode 110 derart eingerichtet sein, dass auf die Zündelektrode der erzeugte Zündpuls übertragen werden kann. Ist die Zündelektrode 110 beispielsweise als Zünddraht 110 eingerichtet, kann der Zünddraht 110 einen ohmschen Widerstand aufweisen und mit sinkender Halbwertsbreite des elektrisch Zündpulses zunehmend als Kondensator mit den Zünddraht umgebenen elektrisch leitenden Bauteilen wirken welcher eine Kapazität aufweist, so dass ein auf den Zünddraht 110 übertragener Zündpuls von der Kapazität des Zünddrahts 110 beeinflusst werden kann. Beispielsweise kann die Kapazität des Zünddrahts 110 mit zunehmender Länge des Zünddrahts 110 des Zünddrahts 110 zunehmen. Anschaulich kann der Zünddraht mit Bauteilen in der Nähe des Zünddrahts, wie z.B. dem Reflektor, oder auch dem Gas in der Blitzlampe (Gasentladungslampe) wechselwirken und dabei eine Kapazität ausbilden.
  • Mit zunehmender Kapazität des Zünddrahts 110 kann es erforderlich sein, den Zündgenerator 206g derart einzurichten, dass dieser eine größere Stromstärke beim Übertragen des elektrischen Zündpulses auf den Zünddraht 110 bereitstellen kann. Mit anderen Worten muss der Zündgenerator 206g eine größere elektrische Leistung bereitstellen. Ferner kann es erforderlich sein, den Zündgenerator 206g derart einzurichten, dass dieser eine größere Stromstärke beim Übertragen des elektrischen Zündpulses auf den Zünddrahts 110 bereitstellen kann, je geringer die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses ist.
  • 2B veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht.
  • Dabei kann der Treiberschaltkreis 104 einen Kondensator 204c aufweisen, welcher mit den Elektroden (der Anode 202a und der Kathode 202k) der Gasentladungslampe 102 gekoppelt sein kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auch eine Kondensatoranordnung 204c mit mehreren Kondensatoren verwendet werden.
  • An einem ersten Anschlusskontakt der Spannungsversorgung 204u kann beispielsweise eine positive elektrische Spannung bereitgestellt sein oder werden zum Laden des Kondensators 204c. Beispielsweise kann zwischen dem ersten Anschlusskontakt 204a des Kondensators 204c und einem zweiten Anschlusskontakt 204b Kondensators 204c eine elektrische Spannung von ungefähr 25 kV oder mehr als 25 kV bereitgestellt sein oder werden, z.B. eine elektrische Spannung in einem Bereich von ungefähr 10 kV bis ungefähr 50 kV.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann einer der Anschlusskontakte 204a, 204b des Kondensators auf Erdpotential (Masse) gelegt sein. Somit kann beispielsweise auch die Kathode 202k der Gasentladungslampe 102 auf Erdpotential (Masse) gelegt sein.
  • Ferner kann der Treiberschaltkreis 104 einen Schalter 204s aufweisen. Mittels des Schalters 204s kann beispielsweise verhindert werden, dass eine vom Kondensator 204c bereitgestellte Spannung an der Gasentladungslampe 102 anliegt, z.B. in einem Aus-Zustand des Schalters 204s. Anschaulich kann der Schalter 204s derart eingerichtet sein, dass der Kondensator 204c von der Gasentladungslampe 102 elektrisch getrennt werden kann, z.B. wenn der Kondensator 204c geladen wird.
  • Ferner kann der Schalter 204s derart eingerichtet sein, dass beispielsweise in einem An-Zustand des Schalters 204s an der Anode der Gasentladungslampe 102 im Wesentlich die vom Kondensator 204c bereitgestellte Spannung anliegt. In dem An-Zustand kann der Schalter 204s einen geringen Widerstand aufweisen, d.h. der erste auf positivem Potential liegende Anschlusskontakt 204a des Kondensators 204c kann mit der Anode 102a der Gasentladungslampe 102 elektrisch leitend verbunden sein.
  • Ferner kann der Treiberschaltkreis 104 eine Induktivität 204l, z.B. eine in Reihe in den Treiberschaltkreis 104 geschaltete elektromagnetische Spule 204l (Drosselspule 204l), aufweisen. Die Spule 204l kann beispielsweise das R-C-L-Schwingverhalten des Treiberschaltkreises 104 (z.B. die Entlade-Charakteristik des Kondensators 204c beim Entladen durch die Gasentladungslampe 102 hindurch), mit anderen Worten die Halbwertsbreite des Entladungspulses beeinflussen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Gasentladungslampe einen ohmschen Widerstand beim Entladen des Kondensators in einem Bereich von ungefähr 0,1 Ohm bis ungefähr 10 Ohm aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 Ohm bis ungefähr 5 Ohm aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kondensator 204c oder die Kondensator-Anordnung 204c eine Kapazität in einem Bereich von ungefähr 20 µF bis ungefähr 2000 µF aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Kondensator 204c oder die Kondensator-Anordnung 204c eine Spannungsfestigkeit bis zu einer Spannung von mehr als 30 kV aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Drosselspule 204l eine Induktivität in einem Bereich von ungefähr 10 µH bis ungefähr 10 mH, z.B. in einem Bereich von ungefähr 100 µH bis ungefähr 1 mH aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Drosselspule 204i einen ohmschen Widerstand in einem Bereich von ungefähr 0.1 mOhm bis ungefähr 0.1 Ohm aufweisen
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Treiberschaltkreis 104 entsprechend eingerichtet sein, einen Entladungsstrom von mehreren 1 kA bei einer Spannung von ungefähr 25 kV oder mehr als ungefähr 30 kV zyklisch bereitzustellen, z.B. mit einer Häufigkeit von ungefähr 0,5 Hz oder mehr als ungefähr 10 Hz.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können auch mehrere Spannungsquellen 204u zum Laden des Kondensators 204c genutzt werden. Ferner können mehrere Kondensatoren 204c zum Versorgen mehrerer Gasentladungslampen 102 mittels einer gemeinsamen Spannungsquelle 204u betrieben werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Blitzlampenanordnung 100 eine Lageranordnung 216 (z.B. einen Lampensockel) aufweisen zum Halten, Lagern der Gasentladungslampe 102 und/oder elektrischen zum Koppeln der Gasentladungslampe 102 mit dem Treiberschaltkreis 104.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Entladungsrohr 102r der Gasentladungslampe 102 mit einem Leuchtmittel 102g, z.B. einem Edelgas 102g gefüllt sein, wobei das Edelgas 102g (wenn die Gasentladungslampe nicht im Betrieb ist) einen Druck in einem Bereich von ungefähr 50 mbar bis ungefähr 1000 mbar aufweisen kann. Alternativ kann die Gasentladungslampe 102 mit einem beliebig (zum Erzeugen von Licht) geeigneten Gas 102g oder Gasgemisch 102g gefüllt sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Elektroden 202a, 202k der Gasentladungslampe 102 Wolfram aufweisen oder ein anderes Metall oder eine Metalllegierung.
  • Das Zünden 106k einer Gasentladungslampe kann zeitlich zuverlässiger (mit weniger Zündverzögerung) erfolgen, je kürzer der Zündpuls anschaulich ist, wie in 3A und 3B dargestellt ist.
  • 3A veranschaulicht einen Zündpuls und einen elektrischen Entladungspuls gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Strom-Zeit-Diagramm 200 oder Spannungs-Zeit-Diagramm 200, wobei jeweils ein Strom 105 in Abhängigkeit von der Zeit 101 oder eine Spannung 105 in Abhängigkeit von der Zeit 101 dargestellt ist (Entladungsdiagram 200).
  • Zum Zünden 106k einer Gasentladungslampe 102 kann ein elektrischer Zündpuls 306p mittels des Zündschaltkreises 106 als Teil eines zeitlich periodischen Zündsignals 306, z.B. einer zeitlich periodischen elektrischen Spannung 306, einer zeitlich periodischen elektrischen Stromstärke 306, einer oszillierenden elektrischen Spannung 306 und/oder einer oszillierenden elektrischen Stromstärke 306 bereitgestellt werden. Der elektrische Zündpuls 306p kann ein Maximum 306m (z.B. eine maximale Stromstärke 306m oder eine maximale Spannung 306m) aufweisen, wobei die Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses von der Breite des elektrischen Zündpulses bei der Hälfte des Maximums 306m definiert sein kann. Ferner kann die Pulsdauer 306d des elektrischen Zündpulses von der Breite des elektrischen Zündpulses bei einem Drittel des Maximums 306m definiert sein
  • Mit Hilfe eines periodischen Zündsignals 306 kann ein Plasmafaden innerhalb einer Gasentladungslampe 102 erzeugt und somit deren Impedanz stark abgesenkt werden, so dass eine an der Gasentladungslampe 102 anliegende Spannung zu einem elektrischen Entladungspuls (z.B. einem Entladungsstrom) in der Gasentladungslampe 102 führt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können ein Viertel bis Dreiviertel der Periode des zeitlich periodischen Zündsignals 306 erforderlich sein bis die Impedanz der Gasentladungslampe 102 ausreichend abgesenkt ist, so dass der elektrische Entladungspuls 302a, 302b, 302c erzeugt wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündschaltkreis als Schwingkreis wirken. Wird der elektrische Zündpuls bereitgestellt, kann das periodische Zündsignals beispielsweise ein Resultat eines Nachschwingens des Schwingkreises sein.
  • Eine Zündverzögerung 301d kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen verringert werden, je größer die Frequenz (und damit je kleiner die Periode) des zeitlich periodischen Zündsignals 306 ist, mit anderen Worten je geringer die Halbwertsbreite 306w des Zündimpulses 306p ist. Die Frequenz des zeitlich periodischen Zündsignals 306 kann z.B. mehr als ungefähr 7 kHz betragen, z.B. mehr als ungefähr 10 kHz.
  • Anschaulich kann die Höhe des Verschiebungsstroms zwischen Zünddraht und Gasentladungslampe die Zündung der Gasentladungslampe beeinflussen. Der Verschiebungsstrom ist proportional zur Änderung der elektrischen Feldstärke, (welche mittels des Zündpulses erzeugt wird) mit der Zeit und proportional zu der Dielektrizitätskonstanten und lässt sich wie folgt ausdrücken: I∼ε·δE/δt. Folglich kann eine höhere Zündfrequenz (Frequenz des Zündsignals), bzw. ein kürzere Pulsdauer des Zündpulses, einen höheren Verschiebungsstrom zur Folge haben und damit eine frühere Zündung der Gasentladungslampe (eine kürzere Verzögerung zwischen dem Erzeugen des Zündpulses und der Zündung der Gasentladungslampe) ermöglichen. Eine Schwankung des Zündzeitpunktes kann umso kleiner sein, desto kürzer die Verzögerung zwischen dem Erzeugen des Zündpulses und der Zündung der Gasentladungslampe ist.
  • Beim Erzeugen von Lichtblitzen mittels einer Gasentladungslampe 102 oder mehrerer Gasentladungslampen 102 können Schwankungen des Zündzeitpunkts auf unterschiedlichen Zeitskalen auftreten. Beispielsweise kann der Zündzeitpunkt einer Gasentladungslampe 102 sowohl aufgrund des Zustandes der Gasentladungslampe 102 (Temperatur, Gasdruck, usw.) beeinflusst werden, wie auch aufgrund einer Wechselwirkung der Gasentladungslampe 102 mit der Umgebung der Gasentladungslampe 102, z.B. anderen Gasentladungslampen 102. Diese Einflüsse können einander überlagern und eine komplizierte Wechselwirkung ergeben.
  • Eine Schwankung des Zündzeitpunktes kann beispielsweise auftreten, wenn eine Gasentladungslampe 102 mittels eines elektrischen Zündpulses 306p (z.B. mehrmals hintereinander) gezündet wird. Dabei kann der zeitliche Abstand des Zündzeitpunkts der Gasentladungslampe 102 relativ zu dem Erzeugen des elektrischen Zündpulses 306p schwanken und beispielsweise von der Vorbenutzung der Gasentladungslampe 102 beeinflusst werden, wie im Folgenden anhand des schematischen Entladungsdiagrams 200 beschrieben wird.
  • Wird genau eine Gasentladungslampe 102 mehrmals mittels des elektrischen Zündpulses 306p gezündet kann ein erster elektrischer Entladungspuls 302a durch die Gasentladungslampe 102 hindurch erzeugt werden, sobald die Gasentladungslampe ein erstes Mal gezündet wird, ein zweiter elektrischer Entladungspuls 302b durch die Gasentladungslampe 102 hindurch erzeugt werden, sobald die Gasentladungslampe ein zweites Mal gezündet wird und ein dritter elektrischer Entladungspuls 302c durch die Gasentladungslampe 102 hindurch erzeugt werden, sobald die Gasentladungslampe ein drittes Mal gezündet wird.
  • Beispielsweise können mehrere periodisch (in einem konstanten zeitlichen Abstand zueinander) erzeugte elektrische Zündpulse 306p nacheinander in die Gasentladungslampe 102 eingekoppelt werden, um Lichtblitze in dem zeitlich konstanten Abstand zueinander (Zeitintervall) zu erzeugen. Aufgrund der Schwankung des Zündzeitpunktes kann das Auftreten der Lichtblitze um das Zeitintervall herum schwanken.
  • Zur besseren Übersicht ist der erste elektrische Entladungspuls 302a mit unterschiedlichem Vorzeichen bzw. Amplitude zu dem zweiten und dritten elektrischen Entladungspuls 302b, 302c dargestellt. Die elektrischen Entladungspulse 302a, 302b, 302c können jeweils einen elektrischen Strompuls (mit anderen Worten einen elektrischen Stromstärkepuls) aufweisen, wobei ein Maximum 302m des elektrischen Entladungspulses 302a von einer maximalen Stromstärke 302m definiert sein kann.
  • In Abhängigkeit einer vorherigen Nutzung der Gasentladungslampe 102 können die Umgebungsbedingungen, z.B. Temperatur des Entladungsrohrs 102r, Druck des Leuchtstoffs (mit dem die Gasentladungslampe 102 gefüllt ist), Temperatur der Kathode 202a und der Anode 202a der Gasentladungslampe 102 und Ähnlichem vor dem ersten Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 unterschiedlich sein im Vergleich zu einem Zeitpunkt nach dem ersten Zünden 106k (mit anderen Worten nach dem Entladen) der Gasentladungslampe 102.
  • Beispielsweise kann jeweils die Temperatur der Kathode 202a und der Anode 202a aufgrund des fließenden elektrischen Stroms beim Entladen der Gasentladungslampe 102 erhöht werden, so dass jeweils die Temperatur der Kathode 202a und der Anode 202a vor den ersten Zünden 106k geringer ist, als nach dem ersten Zünden und damit vor dem zweiten Zünden der Gasentladungslampe 102. Beispielsweise kann die Temperatur der Kathode 202a einen Einfluss auf die Austrittsarbeit der Elektronen haben, mit anderen Worten auf die Energie, welche pro Elektron notwendig ist, um das Elektron aus der Kathode 202a zu lösen. Damit kann die Temperatur der Kathode 202a die Anzahl der aus der Kathode 202a gelösten Elektronen und so das Zündverhalten der Gasentladungslampe 102 beeinflussen.
  • Dadurch können ein zweites Zünden der Gasentladungslampe 102 und ein drittes Zünden der Gasentladungslampe verzögert 301d zu dem Zündpuls 306p auftreten, wobei das Erzeugen des zweiten und des dritten elektrischen Entladungspulses 302b, 302c relativ zu dem Zündpuls 306p (bzw. relativ zu dem ersten elektrischen Entladungspuls 302a) um eine Zeit 301d verzögert beginnt. Mit anderen Worten kann der Zündzeitpunkt 310b der zweiten und dritten Gasentladung 302b, 302c in der Gasentladungslampe 102 verzögert 301d (Zündverzögerung 301d) gegenüber dem Zündzeitpunkt 310a der ersten Gasentladung 302a sein.
  • Die Zündverzögerung 301d (bzw. das Schwanken des Zündzeitpunktes 301d) für das mehrmalige Zünden einer Gasentladungslampe 102 kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 5 µs bis ungefähr 20 µs liegen. Ein solche Zündverzögerung 301d kann einen mittels der Gasentladungslampe 102 durchgeführten Belichtungsprozess umso stärker beeinflussen, desto geringer die Pulsdauer des Entladungspulses ist, beispielsweise wenn die Pulsdauer des Entladungspulses weniger als 100 µs, z.B. weniger als 50 µs, beträgt. Beispielsweise kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine kurze Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses (von weniger als 100 µs, z.B. weniger als 50 µs) Anwendung in der Plastikelektronik finden, mit anderen Worten bei der Fertigung mikroelektronischer Bauelemente auf Trägermaterialien aus organischen Folien oder der Fertigung von Leiterbahnen und Bauelementen aus leitfähigen organischen Molekülen. Beispielsweise kann bei einer kurzen Pulsdauer des elektrischen Entladungspulses eine Zündverzögerung 301d, bzw. eine Schwankung des Zündzeitpunktes, das Überlappen mehrerer belichteter Bereiche eines kontinuierlich an der Gasentladungslampe vorbei bewegten Substrats beeinflussen und so eine Schwankung der in das Substrat eingetragenen Energiedichte vergrößern.
  • Der erste elektrische Entladungspuls 302a kann ein Maximum 302m (z.B. eine maximale Stromstärke 302m oder eine maximale Spannung 302m) aufweisen, wobei die Halbwertsbreite 302w des ersten elektrischen Entladungspulses 302a von der Breite des ersten elektrischen Entladungspulses 302a bei der Hälfte des Maximums 302m definiert sein kann. Ferner kann die Pulsdauer 306d des ersten elektrischen Entladungspulses von der Breite des ersten elektrischen Entladungspulses bei einem Hundertstel des Maximums 306m definiert sein. Analog dazu können Halbwertsbreite 302w und Pulsdauer 302d des zweiten elektrischen Entladungspulses 302b und des dritten elektrischen Entladungspulses 302c definiert sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p kleiner sein als ein Viertel der Halbwertsbreite 302w des elektrischen Entladungspulses 302a, 302b, 302c. Beispielsweise kann die Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p umso kleiner sein, desto kleiner die Halbwertsbreite 302w des elektrischen Entladungspulses 302a, 302b, 302c ist. Beispielsweise kann die Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p für einen kurzen Entladungspuls (von weniger als 100 µs, z.B. weniger als 50 µs) kleiner sein als 5 µs, z.B. kleiner als 1 µs.
  • Neben der Schwankung des Zündzeitpunktes aufgrund des Zustands der Gasentladungslampe kann eine Schwankung des Zündzeitpunktes auftreten, wenn mehrere Gasentladungslampe gemeinsam (z.B. gleichzeitig) mittels eines elektrischen Zündpulses gezündet werden aufgrund einer Wechselwirkung der mehreren Gasentladungslampen 102 untereinander, wie im Folgenden anhand des schematischen Entladungsdiagrams 200 beschrieben wird. Eine solche Schwankung des Zündzeitpunktes der mehreren Gasentladungslampen 102 untereinander kann z.B. größer sein als die vorangehend beschriebene Schwankung des Zündzeitpunktes jeder einzelnen Gasentladungslampe 102, welche aufgrund des Zustands der Gasentladungslampen 102 auftritt. Beispielsweise kann die zeitliche Schwankung des Zündzeitpunktes (oder die Zündzeitverzögerung) der mehreren Gasentladungslampen 102 untereinander bis zu 50% der Pulsdauer des Entladungspulses einer der Gasentladungslampen 102 betragen.
  • Werden mehrere Gasentladungslampen 102 gleichzeitig gezündet, z.B. mittels eines gemeinsamen elektrischen Zündpulses 306 kann der gemeinsame Zündpuls 306 auf eine erste Gasentladungslampe 402a, eine zweite Gasentladungslampe 402b und eine dritte Gasentladungslampe 402c der mehreren Gasentladungslampen wirken, so dass diese gezündet werden können. Beispielsweise kann in der ersten Gasentladungslampe 402a ein erster elektrischer Entladungspuls 302a, in der zweiten Gasentladungslampe 402b ein zweiter elektrischer Entladungspuls 302b und in der dritten Gasentladungslampe 402c ein dritter elektrischer Entladungspuls 302c erzeugt werden, sobald diese gezündet werden.
  • Aufgrund der unterschiedlichen Position der Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c können diese sich gegenseitig beeinflussen und jeweils unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein. Beispielsweise kann sich bei parallel in einer Ebene angeordneten (z.B. axialen, bzw. parallel bezügliche der Achsen der Entladungsrohre ausgerichteten) Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c (mit anderen Worten einem Lampenfeld) im Allgemeinen für die äußeren Gasentladungslampen (z.B. die erste Gasentladungslampe 402a) beim Zünden 106k eine andere Potentialverteilung im Vergleich zu den inneren Gasentladungslampen (z.B. die zweite und dritte Gasentladungslampe 402b, 402c) ergeben aufgrund elektrisch leitfähiger Bauteile in der Umgebung der Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c, wie z.B. Reflektoren 110 oder Kammerwandungen. Aufgrund der unterschiedlichen Potentialverteilungen kann sich für jede Gasentladungslampe 402a, 402b, 402c des Lampenfeldes eine unterschiedliche Zündverzögerung 301d (mit anderen Worten ein zeitlich schwankender Zündzeitpunkt 310a, 310b) ergeben.
  • Analog zu dem elektrischen Entladungspuls 302a, 302b, 302c kann eine Lichtintensität des erzeugten Lichtblitzes ein Maximum aufweisen, wenn der elektrische Entladungspuls 302a, 302b, 302c sein Maximum 302m erreicht (z.B. wenn die elektrische Stromstärke maximal ist). Werden mehrere erzeugte Lichtblitze überlagert können sich deren Lichtintensitäten summieren, wobei die summierte Lichtintensität zu einem Zeitpunkt größer ist, je größer die Lichtintensität jedes Lichtblitze zu dem Zeitpunkt ist. Ferner kann der zeitlichen Versatz 301d der elektrischen Entladungspulse 302a, 302b, 302c auch von Lichtblitz zu Lichtblitz hinsichtlich des Zeitpunkts relativ zum Zündpuls 306p variieren, was Schwankung der maximalen Intensität zur Folge haben kann.
  • Wie in 3A dargestellt ist kann der zeitliche Versatz 301d der elektrischen Entladungspulse 302a, 302b, 302c zueinander mittels eines anschaulich möglichst kurzen Zündpulses 306p reduziert werden, was mittels Reduzierens der Halbwertsbreite des Zündpulses 306p erreicht werden kann. Aufgrund des zeitlichen begrenzten Maximums der Lichtintensität der Lichtblitze, kann eine Lichtintensität der erzeugten und überlagerten Lichtblitze der Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c (mit anderen Worten die maximale Intensität des Lampenfeldes 402) größer sein, je kleiner der zeitlichen Versatz 301d der elektrischen Entladungspulse 302a, 302b, 302c zueinander ist.
  • Die Halbwertsbreite 302w des elektrischen Entladungspulses 302a, 302b, 302c kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem Bereich von ungefähr 25 µs bis ungefähr 50 ms liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 50 µs bis ungefähr 20 ms liegen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 300 µs bis ungefähr 1000 µs liegen, beispielsweise kann die Halbwertsbreite 302w des elektrischen Entladungspulses 302a, 302b, 302c kleiner sein als ungefähr 600 µs, z.B. kleiner als ungefähr 400 µs, z.B. kleiner als ungefähr 200 µs.
  • 3B veranschaulicht einen elektrischen Entladungspuls 302a, 302b und einen elektrischen Zündpuls 306p gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Strom-Zeit-Diagramm 200 bzw. Spannungs-Zeit-Diagramm 200, wobei die Halbwertsbreite 306w des Zündpulses 306p im Vergleich zu 3B verringert ist.
  • Wird die Frequenz des zeitlich periodischen Zündsignals 306 erhöht, lässt sich die Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p reduzieren. Die Frequenz des zeitlich periodischen Zündsignals 306 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehr als ungefähr 20 kHz betragen, z.B. mehr als ungefähr 40 kHz, z.B. mehr als ungefähr 70 kHz, z.B. mehr als ungefähr 100 kHz. Alternativ kann ein Zündsignal 306 mit einem anderen Spannungs-Zeit-Verlauf bereitgestellt werden zum Erzeugen des elektrischen Zündpulses 306p mit einer geeigneten Halbwertsbreite 306w, z.B. ein Rechtecksignal, ein Dreiecksignal, eine gaußförmiges Signal, ein asymmetrisches Signal, oder Ähnliches.
  • Die Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als ungefähr 1000 µs, z.B. kleiner als ungefähr 200 µs, z.B. kleiner als ungefähr 50 µs, z.B. kleiner als ungefähr 20 µs, z.B. kleiner als ungefähr 10 µs, z.B. kleiner als ungefähr 5 µs, z.B. kleiner als ungefähr 2 µs.
  • Zur besseren Übersicht ist die Darstellung in 3B auf zwei elektrische Entladungspulse 302a, 302b beschränkt. Analog zur vorangehenden Beschreibung kann auch bei verringerter Halbwertsbreite eines elektrischen Zündpulses 306p ein Viertel bis drei Viertel Perioden des Zündsignals 306 ausreichen zum Auszulösen einer Zündung einer Gasentladungslampe 402a, 402b, 402c und zum Erzeugen eines elektrischen Entladungspulses 302a, 302b.
  • Wird die Frequenz des Zündsignals 306 erhöht und damit die Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses 306p verringert, kann eine Zündverzögerung 301d (mit anderen Worten ein zeitlicher Versatz) zwischen einem ersten elektrischen Entladungspuls 302a und einem zweiten elektrischen Entladungspuls 302b deutlich reduziert werden. Anschaulich kann eine Zündverzögerung 301d zwischen dem ersten elektrischen Entladungspuls 302a und dem zweiten elektrischen Entladungspuls 302b von der Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p definiert sein und gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als die dreifache Halbwertsbreite des elektrischen Zündpulses 306p. Mit anderen Worten kann eine Zündverzögerung 301d zwischen zwei elektrischen Entladungspulsen 302a, 302b gemäß verschiedenen Ausführungsformen kleiner sein als die Periode des elektrischen Zündsignals 306
  • Der elektrische Zündpuls 306p kann derart bereitgestellt sein, z.B. mit einer ausreichen geringen Halbwertsbreite 306w, dass die Zündverzögerung 301d zwischen dem ersten elektrischen Entladungspuls 302a und dem zweiten elektrischen Entladungspuls 302b vernachlässigbar klein ist. Mit anderen Worten können der zeitliche Versatz der Zündzeitpunkte und die Variation der Lichtintensität von Lichtblitz zu Lichtblitz aufgrund der deutlich höheren Frequenz des Zündsignals 306 vernachlässigbar sein.
  • Zum Bereitstellen eines elektrischen Zündpulses 306p kann es erforderlich sein mit geringerer Halbwertsbreite 306w des elektrischen Zündpulses 306p einen Zündgenerator 206g zu verwenden, welcher einen höheren Spitzenstrom (ein höheres Strommaximum) erzeugen kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Zündgenerator 206g als schaltbarer Zündgenerator 206g eingerichtet sein, wobei mittels Schaltens des Zündgenerators 206g die Halbwertsbreite des von dem Zündgenerator 206g erzeugten elektrischen Zündpulses eingestellt und/oder verändert werden kann. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass die Halbwertsbreite 306w des von dem Zündgenerator 206g erzeugten elektrischen Zündpulses 306p an einen Treiberschaltkreis 104 derart angepasst werden kann, dass ein Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 mit einer geringen Zündverzögerung 301d erfolgt.
  • Der Zündschaltkreis kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen derart eingerichtet sein dass die Zündverzögerung 301d zwischen zwei elektrischen Entladungspulsen 302a, 302b in einem Bereich von kleiner als ungefähr 1000 µs liegen kann, z.B. in einem Bereich von kleiner als ungefähr 200 µs liegen, z.B. in einem Bereich von kleiner als ungefähr 20 µs liegen, z.B. in einem Bereich von kleiner als ungefähr 10 µs, z.B. in einem Bereich von kleiner als ungefähr 5 µs.
  • Analog dazu kann der Zündgenerator derart eingerichtet sein, dass mittels Schaltens des Zündgenerators 206g die Frequenz eines von dem Zündgenerator 206g erzeugten periodischen elektrischen Zündsignals, welches den Zündpuls aufweisen kann, eingestellt und/oder verändert werden kann.
  • 4 veranschaulicht eine Blitzlampenanordnung 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Ansicht, wobei die Blitzlampenanordnung 100 eine erste Gasentladungslampe 402a, eine zweite Gasentladungslampe 402b und eine dritte Gasentladungslampe 402c aufweisen kann. Die Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c können Teil eines gemeinsamen Lampenfelds 402 zum Erzeugen von Lichtblitzen sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c mittels eines geeigneten elektrischen Zündpulses 306p, wie vorangehend beschrieben ist, gezündet werden, so dass die von den gezündeten Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c erzeugten Lichtblitze einander überlagern. Anschaulich kann das Zünden 106k der Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c derart erfolgen, dass die Lichtdosis der überlagerten Lichtblitze konstant sein kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Blitzlampenanordnung 100 eine Lageranordnung 216 (z.B. einen Lampensockel) aufweisen zum Halten, Lagern und elektrischen koppeln mehrerer Gasentladungslampen 402a, 402b, 402c.
  • Ferner kann der Treiberschaltkreis 104 mit jeder Gasentladungslampe 402a, 402b, 402c des Lampenfeldes 402 elektrisch gekoppelt sein, wobei der Treiberschaltkreis 104 derart eingerichtet sein kann, dass dieser jede Gasentladungslampe 402a, 402b, 402c des Lampenfeldes 402 mit Energie versorgen kann, z.B. derart dass beim Zünden 106k jeder Gasentladungslampe des Lampenfeldes 402 in den jeweils gezündeten Gasentladungslampen des Lampenfeldes 402 ein elektrischer Entladungspuls 306a erzeugt wird.
  • 5A veranschaulicht eine Prozessieranordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht. Dabei kann die Prozessieranordnung 300 mindestens eine Prozesskammer 702 aufweisen, und mindestens eine Blitzlampenanordnung 100, wie hierin beschrieben, zum Belichten 500b eines Substrats 504 innerhalb der Prozesskammer 702. Beispielsweise kann die Prozesskammer einen Belichtungsbereich 701 aufweisen und die Blitzlampenanordnung 100 kann derart eingerichtet sein, dass das Substrat 504 innerhalb des Belichtungsbereichs 701 mittels der Blitzlampenanordnung 100 belichtet werden kann.
  • 5B veranschaulicht eine Prozessieranordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einer schematischen Querschnittsansicht.
  • Die Prozessieranordnung 300 kann eine Prozesskammer 702 zum Prozessieren eines Substrats 504 innerhalb der Prozesskammer 702 aufweisen. Zum Prozessieren des Substrats 504 innerhalb der Prozesskammer 702 kann die Prozesskammer 702 derart eingerichtet sein, dass die Umgebungsbedingungen (die Prozessbedingungen), z.B. ein Druck, eine Temperatur und/oder ein Gaszusammensetzung innerhalb der Prozesskammer während des Prozessierens des Substrats 702 eingestellt oder geregelt werden können. Dazu kann die Prozesskammer 702 z.B. luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden kann.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozesskammer 702 als Atmosphärendruck-Prozesskammer 702 eingerichtet sein, zum Bereitstellen einer Prozessgasumgebung unter Atmosphärendruck innerhalb der Prozesskammer 702. Innerhalb des Prozesskammer 702 kann beispielsweise ein Gas und/oder ein Gasgemisch mit einem Druck in einem Bereich von ungefähr 900 mbar bis ungefähr 1100 mbar bereitgestellt sein oder werden.
  • Alternativ kann die Prozesskammer als Überdruck-Prozesskammer 702 eingerichtet sein, zum Bereitstellen einer Prozessgasumgebung mit eine Druck von mehr als ungefähr 2 bar, z.B. mehr als ungefähr 10 bar.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozesskammer 702 als Vakuum-Prozesskammer 702 eingerichtet sein, zum Bereitstellen eines Vakuums oder zumindest eines Unterdrucks innerhalb der Prozesskammer 702. Mit anderen Worten kann die Prozesskammer 702 anschaulich derart stabil eingerichtet sein, dass die Prozesskammer 702 evakuiert (abgepumpt) werden kann, so dass von außen gegen die Prozesskammer 702 ein Druck (z.B. der herrschende Luftdruck) wirken kann, wenn die Prozesskammer 702 evakuiert ist, ohne dass die Prozesskammer 702 irreversibel verformt und/oder beschädigt wird.
  • Zum Abpumpen der Prozesskammer 702 kann die Prozesskammer 702 beispielsweise mit einem Pumpensystem gekoppelt sein, so dass innerhalb der Prozesskammer 702 ein Unterdruck bereitgestellt sein kann oder werden kann. Das Pumpensystem kann beispielsweise als Vakuum-Pumpensystem und/oder Hochvakuum-Pumpensystem eingerichtet sein, so dass innerhalb der Prozesskammer 702 ein Vakuum und/oder ein Hochvakuum bereitgestellt sein kann oder werden kann.
  • Ferner kann eine Prozesskammer 702 ein Teil einer Prozessieranlage bilden (z.B. einer Vakuum-Prozessieranlage, einer Unterdruck-Prozessieranlage oder einer Atmosphärendruck-Prozessieranlage). Eine derartige Prozessieranlage kann beispielsweise als so genannte In-Line-Prozessieranlage, mittels derer Substrate 504 kontinuierlich prozessiert werden können, oder als so genannte Batch-Prozessieranlage, mittels derer Substrate 504 schubweise prozessiert werden können, eingerichtet sein.
  • Ferner kann die Prozesskammer 702 mit einer Gaszuführung verbunden sein, so dass der Prozesskammer 702 ein Prozessgas oder ein Gasgemisch (z.B. aus einem Prozessgas und einem Reaktivgas) mittels der Gaszuführung zugeführt werden kann.
  • Zum Einschleusen und/oder Ausschleusen eines Substrats 504 in die Prozesskammer 702 hinein bzw. aus der Prozesskammer 702 heraus kann die Prozesskammer 702 mindestens eine Öffnung (Zugangsöffnung) aufweisen. Zum Bereitstellen eines Vakuums und/oder eines Unterdrucks in der Prozesskammer 702 kann die Öffnung abdichtbar eingerichtet sein, beispielsweise mittels eines Ventils, z.B. mittels eines Klappenventils oder einer Spaltdichtung.
  • Die Prozessieranordnung 300 kann ein Transportsystem 712 (beispielsweise Transportrollen 712 oder ein Transportband 712) aufweisen zum Transportieren des Substrats 504 in den Prozessierbereich 701 hinein, oder zum Transportieren des Substrats 504 aus dem Prozessierbereich 701 heraus, oder zum Transportieren des Substrats 504 in dem Prozessierbereich 701.
  • Ferner kann die Prozesskammer 702 einen Belichtungsbereich 701 aufweisen, in welchem ein Substrat 504 prozessiert werden kann. Das Prozessieren eines Substrats 504 kann beispielsweise ein Bearbeiten, ein Erwärmen und/oder ein strukturelles Verändern eines Substrats 504 aufweisen. Zum Prozessieren kann ein Substrat 504 in dem Belichtungsbereich 701 belichtet werden, mit anderen Worten bestrahlt werden.
  • Zum Prozessieren eines Substrats 504 in dem Belichtungsbereich 701 kann mittels einer Blitzlampenanordnung 100, gemäß der vorangehenden Beschreibung, Licht (z.B. ultraviolettes Licht, sichtbares Licht und/oder infrarotes Licht) erzeugt werden, z.B. in Form von Lichtblitzen, welches in Richtung des Belichtungsbereichs 701 emittiert werden kann, so dass ein Substrat 504 in dem Belichtungsbereichs 701 mit dem erzeugten Licht bestrahlt werden kann.
  • Die Blitzlampenanordnung 100 kann derart eingerichtet sein, dass das von der Blitzlampenanordnung 100 emittierte Licht eine ausreichende Lichtintensität aufweist, so dass das Substrat 504 und/oder dessen Oberfläche beispielsweise auf eine vordefinierte Temperatur erwärmt werden kann.
  • Beispielsweise kann zum Prozessieren des Substrats ein Reaktivgas zugeführt werden, welches beim Prozessieren des Substrats 504 mit dem Substrat 504, z.B. einer Oberfläche des Substrats 504, und/oder einer Schicht auf dem Substrat 504 chemisch reagieren kann. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass das Reaktionsprodukt eine neue Schicht auf dem Substrat bilden kann (mit anderen Worten kann das Substrat strukturell verändert werden) oder das Reaktionsprodukt von dem Substrat abdampfen kann (z.B. kann das Substrat gereinigt werden).
  • Beispielsweise kann beim Prozessieren des Substrats 504 eine Schicht auf dem Substrat 504 bestrahlt werden, so dass diese Schicht derart erwärmt werden kann, dass ein strukturelles Verändern der Schicht erfolgt. Beispielsweise ein Material der Schicht(re-)kristallisieren, mit einem anderen Material der Schicht reagieren, teilweise abdampfen, sich chemisch umwandeln, oder anderweitig verändert werden.
  • Ferner kann die Blitzlampenanordnung 100 zum Erzeugen einer entsprechenden Lichtverteilung mehrere Gasentladungslampen 102 aufweisen (vergleiche beispielsweise 4). Die mehreren Gasentladungslampen 102 können beispielsweise nebeneinander angeordnet sein und jeweils einzeln oder gemeinsam mittels einer Lageranordnung 216, z.B. einem Lampensockel 216 oder einer Sockelstruktur 216 gehalten und versorgt (z.B. elektrisch versorgt) werden. Ferner können die nebeneinander angeordneten mehreren Gasentladungslampen 102 innerhalb einer Ebene angeordnet sein und in deren Gesamtheit als flächenförmige oder im Wesentlichen flächenförmige Lichtquelle 402 wirken (mit anderen Worten ein flächenförmiges Lampenfeld 402 bilden). Anschaulich können die nebeneinander angeordneten mehreren Gasentladungslampen 102 z.B. ein Lichtentstehungsfeld bilden.
  • Ferner kann die Blitzlampenanordnung 100 mindestens einen Reflektor 110 aufweisen, wobei der mindestens eine Reflektor 110 derart relativ zu mindestens einer Gasentladungslampe 102 der Blitzlampenanordnung 100 angeordnet sein kann, dass von der mindestens einer Gasentladungslampe 102 emittiertes Licht von dem mindestens einen Reflektor 110 in den Belichtungsbereich 710 reflektiert wird.
  • Beispielsweise kann der Reflektor 110 auf der dem Belichtungsbereich 710 gegenüberliegenden Seite der mindestens einen Gasentladungslampe 102 angeordnet sein, z.B. nahe der mindestens einen Gasentladungslampe 102. Ferner kann der Reflektor 110 die mindestens eine Gasentladungslampe 102 zumindest teilweise umgeben.
  • Zum Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 kann der Zündschaltkreis 106 den Zündpuls auf den Reflektor 110 übertragen, wie vorangehend beschrieben ist. Alternativ kann der Zündschaltkreis 106 den Zündpuls zum Zünden 106k der Gasentladungslampe 102 auf einen Zünddraht 110 übertragen, wie vorangehend beschrieben ist.

Claims (13)

  1. Blitzlampenanordnung (100), aufweisend: • eine Gasentladungslampe (102); • einen Treiberschaltkreis (104) zum Bereitstellen einer Betriebsspannung an der Gasentladungslampe (102), wobei der Treiberschaltkreis derart eingerichtet ist, dass ein elektrischer Entladungspuls (302a, 302b, 302c) erzeugt wird, sobald die Gasentladungslampe (102) gezündet wird; • einen Zündschaltkreis (106) zum Erzeugen eines elektrischen Zündpulses (306p) zum Zünden (106k) der Gasentladungslampe (102); • wobei der Zündschaltkreis (106) derart eingerichtet ist, dass die Halbwertsbreite (306w) des elektrischen Zündpulses (306p) kleiner ist als ein Fünftel der Halbwertsbreite (302w) des elektrischen Entladungspulses (302a, 302b, 302c).
  2. Blitzlampenanordnung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Gasentladungslampe (102) eine Ausdehnung von mehr als 1 m aufweist.
  3. Blitzlampenanordnung (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: ein Hüllenrohr, welches die Gasentladungslampe (102) derart umgibt, dass die Gasentladungslampe (102) mit einer in das Hüllenrohr (108) eingebrachten Kühlflüssigkeit (108k) gekühlt werden kann.
  4. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gasentladungslampe (102) und der Treiberschaltkreis (104) derart eingerichtet sind, dass beim Zünden (106k) der Gasentladungslampe (102) eine Leistung von mehr als 100 kW umgesetzt wird.
  5. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der elektrische Entladungspuls (302a, 302b, 302c) eine Pulsdauer von weniger als 50 ms aufweist.
  6. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der elektrische Zündpuls (306p) eine Pulsdauer von weniger als 100 µs aufweist.
  7. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der elektrische Zündpuls (306p) als Teil einer zeitlich periodischen Spannung (306) mit einer Frequenz von mehr als 5 kHz bereitgestellt ist.
  8. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Treiberschaltkreis (104) derart eingerichtet ist, dass der elektrische Entladungspuls (302a, 302b, 302c) eine maximale Amplitude der Stromstärke (105) von größer als 1 kA aufweist.
  9. Blitzlampenanordnung (100) gemäß Anspruch 3, wobei der Zündschaltkreis (106) einen zwischen dem Hüllenrohr (108) und der Gasentladungslampe (102) angeordneten Zünddraht (110) aufweist, welcher sich entlang der Gasentladungslampe (102) erstreckt.
  10. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Zündschaltkreis (106) einen Reflektor (110) derart aufweist, so dass die Gasentladungslampe (102) mittels des Reflektors (110) gezündet werden kann, und wobei der Reflektor (110) ferner eingerichtet ist, von der Gasentladungslampe (102) erzeugtes Licht zu reflektieren.
  11. Blitzlampenanordnung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: mehrere Gasentladungslampen (102) wobei der Zündschaltkreis (106) zum Zünden (106k) der mehreren Gasentladungslampen (102) eingerichtet ist.
  12. Prozessieranordnung (300), aufweisend: • mindestens eine Prozesskammer (702); • eine Blitzlampenanordnung (100) oder mehrere Blitzlampenanordnungen (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Belichten (500b) eines Substrats (504) innerhalb der Prozesskammer (702).
  13. Verwenden eines Zündgenerators (206g) zum gleichzeitigen Zünden (106k) mehrerer Gasentladungslampen (102, 402a, 402b, 402c) mittels eines elektrischen Zündpulses (306p), wobei der Zündpuls (306p) eine Halbwertsbreite (306w) von kleiner als 100 µs aufweist.
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