JP2732453B2 - 縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯 - Google Patents
縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯Info
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- JP2732453B2 JP2732453B2 JP14099189A JP14099189A JP2732453B2 JP 2732453 B2 JP2732453 B2 JP 2732453B2 JP 14099189 A JP14099189 A JP 14099189A JP 14099189 A JP14099189 A JP 14099189A JP 2732453 B2 JP2732453 B2 JP 2732453B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウエハーの露光等に好適に用いられ
る縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯に関
する。
る縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯に関
する。
半導体ウエハーの露光方式としては、回路パターンの
微細化に伴い、ステッパー方式が主流になりつつある。
このステッパー方式は、一枚のウエハーの全面を一括し
て露光するのではなく、スポットの小さい光によりウエ
ハーの被照射面を分割した微小領域ごとに順次露光を行
う方式である。
微細化に伴い、ステッパー方式が主流になりつつある。
このステッパー方式は、一枚のウエハーの全面を一括し
て露光するのではなく、スポットの小さい光によりウエ
ハーの被照射面を分割した微小領域ごとに順次露光を行
う方式である。
このステッパー方式において回路パターンの微細化に
対応すべく解像度の向上を図るために、露光用光源にお
いて、いわゆるｇ線（436nm）の純度を上げる、短波長
の紫外線を用いる等の技術改良がなされている。
対応すべく解像度の向上を図るために、露光用光源にお
いて、いわゆるｇ線（436nm）の純度を上げる、短波長
の紫外線を用いる等の技術改良がなされている。
そして、光学系を用いた露光装置においては、分解能
εは下記の式（１）で与えられる。
εは下記の式（１）で与えられる。
式（１）；ε＝ｋλ/NA ただし、ｋは定数、λは光の波長、NAは光学系の開口
数である。
数である。
この式（１）からわかるように、分解能を高くするた
めには、開口数NAを大きくするか、波長λを小さくすれ
ばよい。しかし、開口数NAを大きくする手段では、焦点
深度の問題が生ずるため限度がある。
めには、開口数NAを大きくするか、波長λを小さくすれ
ばよい。しかし、開口数NAを大きくする手段では、焦点
深度の問題が生ずるため限度がある。
また、レンズを用いた露光装置においては、波長λの
小さい短波長の紫外線を歪めることなく効率よく透過す
るレンズの設計が容易でないため、現状では実際に利用
できる光はいわゆるｉ線（365nm）程度の短波長までで
ある。
小さい短波長の紫外線を歪めることなく効率よく透過す
るレンズの設計が容易でないため、現状では実際に利用
できる光はいわゆるｉ線（365nm）程度の短波長までで
ある。
一方、ｉ線よりも短波長の光を縮小する手段として、
レンズを用いずにミラーのみで光を縮小するいわゆるミ
ラープロジェクション方式がある。このミラープロジェ
クション方式によれば、光学系が複雑となるが、ｉ線よ
りも短波長の光を縮小することができ、しかも利用でき
る光の波長域が広範囲となる利点がある。
レンズを用いずにミラーのみで光を縮小するいわゆるミ
ラープロジェクション方式がある。このミラープロジェ
クション方式によれば、光学系が複雑となるが、ｉ線よ
りも短波長の光を縮小することができ、しかも利用でき
る光の波長域が広範囲となる利点がある。
しかし、ミラープロジェクション方式においては、レ
ンズを用いずにミラーのみで光源よりの光を縮小するの
で、光源のアークスポットの大きさが露光処理に大きな
影響を与える問題がある。すなわち、第５図に示すよう
に、アークスポットの大きさが大きくなると像面照度が
低下するので、光を高い輝度で縮小できなくなり、ステ
ッパー方式によって迅速に露光処理することが困難とな
る。また、アークスポットが過小の場合には像面照度は
上昇するが、当該アークスポットが動き回るようになっ
てその位置が不安定となるためウエハーの被照射面にお
ける露光位置がずれて露光精度が低下する問題がある。
ンズを用いずにミラーのみで光源よりの光を縮小するの
で、光源のアークスポットの大きさが露光処理に大きな
影響を与える問題がある。すなわち、第５図に示すよう
に、アークスポットの大きさが大きくなると像面照度が
低下するので、光を高い輝度で縮小できなくなり、ステ
ッパー方式によって迅速に露光処理することが困難とな
る。また、アークスポットが過小の場合には像面照度は
上昇するが、当該アークスポットが動き回るようになっ
てその位置が不安定となるためウエハーの被照射面にお
ける露光位置がずれて露光精度が低下する問題がある。
本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、縮小ミラープロジェクション方式を
採用した露光装置に組み込んだ場合に、ステッパー方式
を採用して、高い輝度で、かつ精度の高い露光を行うこ
とができる縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放
電灯を提供することにある。
って、その目的は、縮小ミラープロジェクション方式を
採用した露光装置に組み込んだ場合に、ステッパー方式
を採用して、高い輝度で、かつ精度の高い露光を行うこ
とができる縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放
電灯を提供することにある。
以上の目的を達成するため、本発明の縮小ミラープロ
ジェクション用水銀希ガス放電灯は、ガラス製発光管内
に陽極と陰極が対向配置され、当該発光管内に水銀と希
ガスとが封入されてなる縮小ミラープロジェクション用
水銀希ガス放電灯であって、下記の条件乃至を満足
する構成を採用する。
ジェクション用水銀希ガス放電灯は、ガラス製発光管内
に陽極と陰極が対向配置され、当該発光管内に水銀と希
ガスとが封入されてなる縮小ミラープロジェクション用
水銀希ガス放電灯であって、下記の条件乃至を満足
する構成を採用する。
条件；発光管内への水銀の封入量が、当該発光管の
内容積1cc当り13mg以上30mg以下であること。
内容積1cc当り13mg以上30mg以下であること。
条件；発光管内への希ガスの封入量が、室温（25
℃）時において１気圧以上10気圧以下であること。
℃）時において１気圧以上10気圧以下であること。
条件；陰極の先端に平坦面を有し、この平坦面の面
積が0.005cm2以上0.01cm2以下であること。
積が0.005cm2以上0.01cm2以下であること。
〔作用〕 以上の構成によれば、後述する実験例の説明からも明
らかなように、水銀および希ガスの封入量を特定の範囲
に規定したので、ｉ線（365nm）よりも短波長側の領域
（240nm乃至260nm）の放射量が増加し、そして陰極の先
端の平坦面の面積を特定の範囲に規定したので、アーク
スポットの大きさが縮小ミラープロジェクション用とし
て最適となる。
らかなように、水銀および希ガスの封入量を特定の範囲
に規定したので、ｉ線（365nm）よりも短波長側の領域
（240nm乃至260nm）の放射量が増加し、そして陰極の先
端の平坦面の面積を特定の範囲に規定したので、アーク
スポットの大きさが縮小ミラープロジェクション用とし
て最適となる。
従って、縮小ミラープロジェクション型の露光装置に
組み込んだ場合に、放射光を高い輝度で縮小することが
できてステッパー方式を採用して迅速な露光処理を達成
することができるうえ、アークスポットの位置が安定し
てウエハーの被照射面における露光位置が正確となり精
度の高い露光を達成することができる。
組み込んだ場合に、放射光を高い輝度で縮小することが
できてステッパー方式を採用して迅速な露光処理を達成
することができるうえ、アークスポットの位置が安定し
てウエハーの被照射面における露光位置が正確となり精
度の高い露光を達成することができる。
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
本実施例の縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス
放電灯は、第１図に示すように、石英等のガラス製発光
管10内に陽極20と陰極30が対向配置され、当該発光管10
内に水銀とクセノン等の希ガスとが封入された水銀希ガ
ス放電灯であって、以下の条件乃至を満足するもの
である。
放電灯は、第１図に示すように、石英等のガラス製発光
管10内に陽極20と陰極30が対向配置され、当該発光管10
内に水銀とクセノン等の希ガスとが封入された水銀希ガ
ス放電灯であって、以下の条件乃至を満足するもの
である。
条件；発光管10内への水銀の封入量が、当該発光管
10の内容積1cc当り13mg以上30mg以下であること。
10の内容積1cc当り13mg以上30mg以下であること。
条件；発光管10内への希ガスの封入量が、室温（25
℃）時において１気圧以上10気圧以下であること。
℃）時において１気圧以上10気圧以下であること。
条件；第２図（イ）および（ロ）に示すように、陰
極30の先端に平坦面31を有し、この平坦面31の面積が0.
005cm2以上0.01cm2以下であること。
極30の先端に平坦面31を有し、この平坦面31の面積が0.
005cm2以上0.01cm2以下であること。
上記条件およびは、短波長側の領域（240nm乃至2
60nm）の放射量を高くするうえで重要な役割を果たし、
上記条件は、アークスポットの大きさを高い輝度で縮
小できる好適な範囲としかつアークスポットの位置の安
定化を図るうえで重要な役割を果たす。
60nm）の放射量を高くするうえで重要な役割を果たし、
上記条件は、アークスポットの大きさを高い輝度で縮
小できる好適な範囲としかつアークスポットの位置の安
定化を図るうえで重要な役割を果たす。
なお、陽極20は、第３図に示すように、先端部21がほ
ぼ半球状であって、かつその先端には平坦面22が形成さ
れている。
ぼ半球状であって、かつその先端には平坦面22が形成さ
れている。
また、発光管10の中央の膨出部11から封止管部12,13
に至る表面には、当該膨出部11の最冷部の温度を高める
ための反射膜15,15が設けられている。封止管部12,13に
おいては気密封止用の導電体としてそれぞれ４枚のモリ
ブデン箔が配設されている。40は口金、50はより線から
なる外導線である。
に至る表面には、当該膨出部11の最冷部の温度を高める
ための反射膜15,15が設けられている。封止管部12,13に
おいては気密封止用の導電体としてそれぞれ４枚のモリ
ブデン箔が配設されている。40は口金、50はより線から
なる外導線である。
ところで、実際に水銀希ガス放電灯を作製するに際し
ては、露光時の放電電流は60A乃至100A程度が好まし
く、陰極30と陽極20との間の電極間距離は2mm乃至4mm程
度が好ましい。
ては、露光時の放電電流は60A乃至100A程度が好まし
く、陰極30と陽極20との間の電極間距離は2mm乃至4mm程
度が好ましい。
以上の構成の水銀希ガス放電灯によれば、後述する実
験例の説明から明らかなように、条件およびにおい
て水銀と希ガスの封入量を特定の範囲に規定したので、
ｉ線（365nm）よりも短波長側の領域（240nm乃至260n
m）の放射量が増加して半導体ウエハーの露光の解像度
を高めるうえで有効な波長の光の輝度が高くなる。
験例の説明から明らかなように、条件およびにおい
て水銀と希ガスの封入量を特定の範囲に規定したので、
ｉ線（365nm）よりも短波長側の領域（240nm乃至260n
m）の放射量が増加して半導体ウエハーの露光の解像度
を高めるうえで有効な波長の光の輝度が高くなる。
そして、条件において陰極30の先端の平坦面31の面
積を特定の範囲に規定したので、陰極30の先端付近に形
成されるアークスポットの大きさが縮小ミラープロジェ
クション用として最適となり、放射光を高い輝度で縮小
することができるうえ、アークスポットの位置を安定化
することができる。
積を特定の範囲に規定したので、陰極30の先端付近に形
成されるアークスポットの大きさが縮小ミラープロジェ
クション用として最適となり、放射光を高い輝度で縮小
することができるうえ、アークスポットの位置を安定化
することができる。
さらに、本発明者が実験した結果、上記条件乃至
を満足させることにより、陰極30の先端付近に形成され
るアークスポットから2m離れた位置における240nm乃至2
60nmの波長域の放射エネルギーを80μW/cm2乃至10μW/c
m2程度にまで大きくすることができることが判った。な
お、従来の水銀希ガス放電灯では、せいぜい60μW/cm2
程度までであった。
を満足させることにより、陰極30の先端付近に形成され
るアークスポットから2m離れた位置における240nm乃至2
60nmの波長域の放射エネルギーを80μW/cm2乃至10μW/c
m2程度にまで大きくすることができることが判った。な
お、従来の水銀希ガス放電灯では、せいぜい60μW/cm2
程度までであった。
次に、本発明の効果を検証するために行った実験例に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図に示した構成に基づいて、後記第１表に示す条
件の縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯を
それぞれ作製し、これらの水銀希ガス放電灯を縮小ミラ
ープロジェクション型露光装置に組み込んでステッパー
方式によりウエハーを露光する実験を行い、アークスポ
ットの大きさ、アークスポットの安定性、露光結果を調
べた。結果を後記第１表に示す。
件の縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯を
それぞれ作製し、これらの水銀希ガス放電灯を縮小ミラ
ープロジェクション型露光装置に組み込んでステッパー
方式によりウエハーを露光する実験を行い、アークスポ
ットの大きさ、アークスポットの安定性、露光結果を調
べた。結果を後記第１表に示す。
また、第１表のNo.3の水銀希ガス放電灯（出力2.4kV
A,電流80A,電圧30V）の放射スペクトルを測定したとこ
ろ、第４図に示すように、陰極30のアークスポットから
2m離れた位置における240nm乃至260nmの波長域の放射エ
ネルギーの値が約90μW/cm2と格段に大きいものであっ
た。
A,電流80A,電圧30V）の放射スペクトルを測定したとこ
ろ、第４図に示すように、陰極30のアークスポットから
2m離れた位置における240nm乃至260nmの波長域の放射エ
ネルギーの値が約90μW/cm2と格段に大きいものであっ
た。
これらの第１表および第４図の結果から理解されるよ
うに、上記条件乃至を満足することにより、ｉ線
（365nm）よりも短波長側の領域（240nm乃至260nm）の
放射量が増加し、そしてアークスポットの大きさが縮小
ミラープロジェクション用として最適となるため、半導
体ウエハーの露光の解像度を高めるのに有効な波長の放
射光を高い輝度で縮小することができてステッパー方式
を採用して迅速な露光処理を達成することができるう
え、アークスポットの位置が安定してウエハーの被照射
面における露光位置が正確となり精度の高い露光を達成
することができる。
うに、上記条件乃至を満足することにより、ｉ線
（365nm）よりも短波長側の領域（240nm乃至260nm）の
放射量が増加し、そしてアークスポットの大きさが縮小
ミラープロジェクション用として最適となるため、半導
体ウエハーの露光の解像度を高めるのに有効な波長の放
射光を高い輝度で縮小することができてステッパー方式
を採用して迅速な露光処理を達成することができるう
え、アークスポットの位置が安定してウエハーの被照射
面における露光位置が正確となり精度の高い露光を達成
することができる。
これに対して、陰極30の先端の平坦面31の面積が0.00
5cm2より小さくなるとアークスポットが大きくなるため
放射光を高い輝度で縮小することが困難となり、一方当
該面積が0.01cm2より大きくなるとアークスポットの位
置が不安定となるため高精度の露光が困難となる。この
ようにアークスポットの位置が不安定となるのは、陰極
30の先端の温度が低下するからであると考えられる。
5cm2より小さくなるとアークスポットが大きくなるため
放射光を高い輝度で縮小することが困難となり、一方当
該面積が0.01cm2より大きくなるとアークスポットの位
置が不安定となるため高精度の露光が困難となる。この
ようにアークスポットの位置が不安定となるのは、陰極
30の先端の温度が低下するからであると考えられる。
以上説明したように、本発明によれば、水銀および希
ガスの封入量を特定範囲に規定したうえ、陰極の先端の
平坦面の面積を特定範囲に規定したので、ｉ線（365n
m）よりも短波長側の領域（240nm乃至260nm）の放射量
が増加するうえ、アークスポットの大きさが、縮小ミラ
ープロジェクションにより高い輝度で縮小できかつ当該
アークスポットの位置が安定化する好適な大きさとな
る。
ガスの封入量を特定範囲に規定したうえ、陰極の先端の
平坦面の面積を特定範囲に規定したので、ｉ線（365n
m）よりも短波長側の領域（240nm乃至260nm）の放射量
が増加するうえ、アークスポットの大きさが、縮小ミラ
ープロジェクションにより高い輝度で縮小できかつ当該
アークスポットの位置が安定化する好適な大きさとな
る。
第１図は縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電
灯の断面図、第２図（イ）および（ロ）は陰極の拡大正
面図および平面図、第３図は陽極の拡大図、第４図は実
験例により得られた水銀希ガス放電灯の放射スペクトル
を示すグラフ、第５図はアークスポットの大きさと像面
照度との関係を示すグラフである。 10…ガラス製発光管、11…膨出部 12,13…封止管部、15…反射膜 20…陽極、21…先端部 22…平坦面、23…胴部 30…陰極、31…陰極の先端の平坦面 40…口金、50…外導線
灯の断面図、第２図（イ）および（ロ）は陰極の拡大正
面図および平面図、第３図は陽極の拡大図、第４図は実
験例により得られた水銀希ガス放電灯の放射スペクトル
を示すグラフ、第５図はアークスポットの大きさと像面
照度との関係を示すグラフである。 10…ガラス製発光管、11…膨出部 12,13…封止管部、15…反射膜 20…陽極、21…先端部 22…平坦面、23…胴部 30…陰極、31…陰極の先端の平坦面 40…口金、50…外導線
Claims (1)
- 【請求項１】ガラス製発光管内に陽極と陰極が対向配置
され、当該発光管内に水銀と希ガスとが封入されてなる
縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯であっ
て、下記の条件乃至を満足することを特徴とする縮
小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯。 条件；発光管内への水銀の封入量が、当該発光管の内
容積1cc当り13mg以上30mg以下であること。 条件；発光管内への希ガスの封入量が、室温（25℃）
時において１気圧以上10気圧以下であること。 条件；陰極の先端に平坦面を有し、この平坦面の面積
が0.005cm2以上0.01cm2以下であること。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14099189A JP2732453B2 (ja) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | 縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14099189A JP2732453B2 (ja) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | 縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038255A JPH038255A (ja) | 1991-01-16 |
| JP2732453B2 true JP2732453B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=15281609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14099189A Expired - Fee Related JP2732453B2 (ja) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | 縮小ミラープロジェクション用水銀希ガス放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2732453B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2915362B2 (ja) * | 1996-09-27 | 1999-07-05 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型水銀ランプ |
-
1989
- 1989-06-05 JP JP14099189A patent/JP2732453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038255A (ja) | 1991-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071226 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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