JP2741639B2 - ショートアーク型水銀灯 - Google Patents
ショートアーク型水銀灯Info
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- JP2741639B2 JP2741639B2 JP31522391A JP31522391A JP2741639B2 JP 2741639 B2 JP2741639 B2 JP 2741639B2 JP 31522391 A JP31522391 A JP 31522391A JP 31522391 A JP31522391 A JP 31522391A JP 2741639 B2 JP2741639 B2 JP 2741639B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハーの露光
に使用されるショートアーク型水銀灯に関するものであ
る。
に使用されるショートアーク型水銀灯に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハーに露光するステッパー用
ショートアーク型水銀灯は、水銀と不活性ガスが封入さ
れたバルブ中央の発光空間囲繞部内に陰極と陽極が対向
配置され、これから放射する紫外線が利用されるが、従
来は、波長が４３６nmのｇ線が主として利用されてい
た。しかし最近は、半導体の集積度が高くなるにつれ
て、より波長の短いｉ線（３６５nm）が利用されるよう
になり、ｉ線ステッパー用のショートアーク型水銀灯に
おいては、半値幅も従来のｇ線の場合よりも狭くてシャ
ープなｉ線が求められる。
ショートアーク型水銀灯は、水銀と不活性ガスが封入さ
れたバルブ中央の発光空間囲繞部内に陰極と陽極が対向
配置され、これから放射する紫外線が利用されるが、従
来は、波長が４３６nmのｇ線が主として利用されてい
た。しかし最近は、半導体の集積度が高くなるにつれ
て、より波長の短いｉ線（３６５nm）が利用されるよう
になり、ｉ線ステッパー用のショートアーク型水銀灯に
おいては、半値幅も従来のｇ線の場合よりも狭くてシャ
ープなｉ線が求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のｇ線ステッパー
用のショートアーク型水銀灯においては、水銀をバルブ
の内容積に対して５０mg／cc程度封入し、半値幅が３nm
程度のｇ線を使用していたが、半導体の高集積度化に対
応するｉ線ステッパーの場合は、半値幅が２nm以下であ
ることが要求される。そして、ｉ線の半値幅を２nm以下
にするには、水銀の封入量をバルブの内容積に対して２
mg／cc程度まで低下させる必要がある。しかしながら、
水銀の封入量をこのように少なくすると、点灯時に放電
アークが不安定になり、チラツキという問題点が発生す
る。このチラツキが発生すると、半導体ウエハー面にお
けるｉ線の強度が変動するが、このチラツキを小さくし
て強度の変動幅をウエハー面上で±０.５ ％以内にする
必要がある。つまり、ｉ線ステッパー用のショートアー
ク型水銀灯においては、ｉ線の半値幅を小さくして、し
かもチラツキを減少させる必要がある。
用のショートアーク型水銀灯においては、水銀をバルブ
の内容積に対して５０mg／cc程度封入し、半値幅が３nm
程度のｇ線を使用していたが、半導体の高集積度化に対
応するｉ線ステッパーの場合は、半値幅が２nm以下であ
ることが要求される。そして、ｉ線の半値幅を２nm以下
にするには、水銀の封入量をバルブの内容積に対して２
mg／cc程度まで低下させる必要がある。しかしながら、
水銀の封入量をこのように少なくすると、点灯時に放電
アークが不安定になり、チラツキという問題点が発生す
る。このチラツキが発生すると、半導体ウエハー面にお
けるｉ線の強度が変動するが、このチラツキを小さくし
て強度の変動幅をウエハー面上で±０.５ ％以内にする
必要がある。つまり、ｉ線ステッパー用のショートアー
ク型水銀灯においては、ｉ線の半値幅を小さくして、し
かもチラツキを減少させる必要がある。
【０００４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、水銀の封入量を少な
くしてｉ線の半値幅を２nm以下にしても、半導体ウエハ
ー面におけるｉ線の強度の変動幅を±０.５ ％以内にす
ることができるショートアーク型水銀灯を提供すること
にある。
であり、その目的とするところは、水銀の封入量を少な
くしてｉ線の半値幅を２nm以下にしても、半導体ウエハ
ー面におけるｉ線の強度の変動幅を±０.５ ％以内にす
ることができるショートアーク型水銀灯を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、バルブ中央の発光空間囲繞部内で陰極
と陽極が対向配置され、消費電力が１.５〜２.５ＫＷの
ショートアーク型水銀灯において、陰極の先端に形成さ
れた平坦部の径を１.１〜２.０mmφ、陰極の体積を０.
６〜２.０cc、水銀の封入量をバルブの内容積に対して
０.８〜１.８mg／ccにする。
めに、本発明は、バルブ中央の発光空間囲繞部内で陰極
と陽極が対向配置され、消費電力が１.５〜２.５ＫＷの
ショートアーク型水銀灯において、陰極の先端に形成さ
れた平坦部の径を１.１〜２.０mmφ、陰極の体積を０.
６〜２.０cc、水銀の封入量をバルブの内容積に対して
０.８〜１.８mg／ccにする。
【０００６】
【作用】水銀の封入量を０.８〜１.８mg／ccにするの
で、ｉ線の半値幅は２nm以下になるが、更に、陰極の先
端に形成された平坦部の径および陰極の体積、さらには
水銀の封入量を種々検討した結果、前記の範囲内の数値
にすることによってチラツキによるウエハー面上での強
度の変動幅を±０.５ ％以内にできることを見出して本
発明を完成した。ことに、水銀封入量は、前述のとお
り、一般的な傾向として少なくなるとチラツキが発生す
るが、極く少ない領域においては、チラツキが少なくな
る範囲が存在することを見出した。
で、ｉ線の半値幅は２nm以下になるが、更に、陰極の先
端に形成された平坦部の径および陰極の体積、さらには
水銀の封入量を種々検討した結果、前記の範囲内の数値
にすることによってチラツキによるウエハー面上での強
度の変動幅を±０.５ ％以内にできることを見出して本
発明を完成した。ことに、水銀封入量は、前述のとお
り、一般的な傾向として少なくなるとチラツキが発生す
るが、極く少ない領域においては、チラツキが少なくな
る範囲が存在することを見出した。
【０００７】
【実施例】図１は、半導体ウエハーの露光に利用される
消費電力が２ＫＷのショートアーク型水銀灯を示す。石
英ガラスからなるバルブ１の中央が発光空間囲繞部 11
であり、その両側から封止管部 12 が伸びている。ま
た、発光空間囲繞部 11 には、排気管残部であるチップ
部 13 が形成されている。封止管部 12 内において、ガ
ラスキャップの外周に５枚のモリブデン箔５が配置され
ており、封止管部 12を焼き締めした５枚箔シールタイ
プである。また、封止管部 12 の端部に端面から外部給
電部７が伸び出た口金６が取り付けられている。そし
て、発光空間囲繞部 11 内に、タングステン製の陽極２
と、エミッターとしてＴｈＯ2 を使用したトリエイテッ
ドタングステン製の陰極３が７mm間隔で対向配置されて
いる。この電極間距離が８mmを超えると照明効率が低下
し、逆に６mm未満では電流が大きくなりすぎるので、６
〜８mm間隔が好ましい。陽極２および陰極３に接続され
た内部リード棒４はそれぞれガラス管８で保持され、そ
の端部がモリブデン箔５に接続されている。
消費電力が２ＫＷのショートアーク型水銀灯を示す。石
英ガラスからなるバルブ１の中央が発光空間囲繞部 11
であり、その両側から封止管部 12 が伸びている。ま
た、発光空間囲繞部 11 には、排気管残部であるチップ
部 13 が形成されている。封止管部 12 内において、ガ
ラスキャップの外周に５枚のモリブデン箔５が配置され
ており、封止管部 12を焼き締めした５枚箔シールタイ
プである。また、封止管部 12 の端部に端面から外部給
電部７が伸び出た口金６が取り付けられている。そし
て、発光空間囲繞部 11 内に、タングステン製の陽極２
と、エミッターとしてＴｈＯ2 を使用したトリエイテッ
ドタングステン製の陰極３が７mm間隔で対向配置されて
いる。この電極間距離が８mmを超えると照明効率が低下
し、逆に６mm未満では電流が大きくなりすぎるので、６
〜８mm間隔が好ましい。陽極２および陰極３に接続され
た内部リード棒４はそれぞれガラス管８で保持され、そ
の端部がモリブデン箔５に接続されている。
【０００８】図２は陰極３の拡大図であるが、直径が例
えば１０mmφの円柱状をした胴部 33 の前部にテーパー
部 32 が連設され、テーパー部 32 の先端が切截されて
平坦部 31 が形成されている。ここで、平坦部 31 の径
（ｄ）は１.１〜２.０mmφの範囲であり、陰極３の体積
は０.６〜２.０ccの範囲である。そして、バルブ１内に
は、不活性ガスとともに、水銀がバルブ１の内容積に対
して０.８〜１.８mg／ccの範囲で封入されている。この
ように、水銀封入量が少ないので、ｉ線の半値幅が１.
８nm 程度であり、シャープなｉ線が得られる。また、
以下に説明するように、チラツキも小さく、ｉ線の強度
の変動幅をウエハー面上で±０.５ ％以内にすることが
できる。従って、このショートアーク型水銀灯は、半導
体の高集積度化に対応するｉ線ステッパー用に最適であ
る。
えば１０mmφの円柱状をした胴部 33 の前部にテーパー
部 32 が連設され、テーパー部 32 の先端が切截されて
平坦部 31 が形成されている。ここで、平坦部 31 の径
（ｄ）は１.１〜２.０mmφの範囲であり、陰極３の体積
は０.６〜２.０ccの範囲である。そして、バルブ１内に
は、不活性ガスとともに、水銀がバルブ１の内容積に対
して０.８〜１.８mg／ccの範囲で封入されている。この
ように、水銀封入量が少ないので、ｉ線の半値幅が１.
８nm 程度であり、シャープなｉ線が得られる。また、
以下に説明するように、チラツキも小さく、ｉ線の強度
の変動幅をウエハー面上で±０.５ ％以内にすることが
できる。従って、このショートアーク型水銀灯は、半導
体の高集積度化に対応するｉ線ステッパー用に最適であ
る。
【０００９】次に、前記のショートアーク型水銀灯にお
いて、陰極体積、陰極の先端径（平坦部 31 の径ｄ）、
水銀の封入量をそれぞれ変化させ、チラツキによる半導
体ウエハー面におけるｉ線強度の変動幅に及ぼす影響を
調査した。図３は、陰極先端径を１.２mmφ、水銀封入
量を１.２mg／ccの一定値としたときの、陰極体積と強
度の変動幅の関係を示す。これから分かるように、ウエ
ハー面上における強度の変動幅を±０.５％ 以内にする
ためには、陰極体積を０.６〜２.０ccの範囲にする必要
がある。これは、陰極体積が２.０cc を超えると、陰極
の温度が上昇しにくくて放電アークが不安定になってチ
ラツキが多くなり、逆に０.６cc 未満では、陰極の温度
が上がりすぎて熱の発生量が大きくなり、チラツキが多
くなるためである。
いて、陰極体積、陰極の先端径（平坦部 31 の径ｄ）、
水銀の封入量をそれぞれ変化させ、チラツキによる半導
体ウエハー面におけるｉ線強度の変動幅に及ぼす影響を
調査した。図３は、陰極先端径を１.２mmφ、水銀封入
量を１.２mg／ccの一定値としたときの、陰極体積と強
度の変動幅の関係を示す。これから分かるように、ウエ
ハー面上における強度の変動幅を±０.５％ 以内にする
ためには、陰極体積を０.６〜２.０ccの範囲にする必要
がある。これは、陰極体積が２.０cc を超えると、陰極
の温度が上昇しにくくて放電アークが不安定になってチ
ラツキが多くなり、逆に０.６cc 未満では、陰極の温度
が上がりすぎて熱の発生量が大きくなり、チラツキが多
くなるためである。
【００１０】図４は、陰極体積を１.５cc、水銀封入量
を１.２mg／ccの一定値にしたときの陰極先端径と強度
の変動幅の関係を示す。これから分かるように、ウエハ
ー面上での強度の変動幅を±０.５％以内にするために
は、陰極先端径を１.１〜２.０mmφの範囲にする必要が
ある。これは、陰極先端径が２.０mmφ を超えると、陰
極体積が大きい場合と同様に陰極の温度が上昇しにくく
てチラツキが多くなり、逆に１.１mmφ 未満では、陰極
先端からの電流供給能力が不足し、放電アークが不安定
になってチラツキが多くなるためである。
を１.２mg／ccの一定値にしたときの陰極先端径と強度
の変動幅の関係を示す。これから分かるように、ウエハ
ー面上での強度の変動幅を±０.５％以内にするために
は、陰極先端径を１.１〜２.０mmφの範囲にする必要が
ある。これは、陰極先端径が２.０mmφ を超えると、陰
極体積が大きい場合と同様に陰極の温度が上昇しにくく
てチラツキが多くなり、逆に１.１mmφ 未満では、陰極
先端からの電流供給能力が不足し、放電アークが不安定
になってチラツキが多くなるためである。
【００１１】図５は、陰極体積を１.５cc、陰極先端径
を１.２mmφの一定値としたときの水銀封入量とウエハ
ー面上でのｉ線の強度の変動幅の関係を示す。これから
分かるように、ウエハー面上でのｉ線の強度の変動幅を
±０.５％ 以内にするためには、水銀封入量を０.８〜
１.８mg／ccの範囲にする必要がある。水銀封入量が１.
２mg／ccで強度の変動幅が極小になる理由は明確ではな
いが、水銀封入量が少ない領域でチラツキが減少する極
めて興味のある現象を見出すことができた。
を１.２mmφの一定値としたときの水銀封入量とウエハ
ー面上でのｉ線の強度の変動幅の関係を示す。これから
分かるように、ウエハー面上でのｉ線の強度の変動幅を
±０.５％ 以内にするためには、水銀封入量を０.８〜
１.８mg／ccの範囲にする必要がある。水銀封入量が１.
２mg／ccで強度の変動幅が極小になる理由は明確ではな
いが、水銀封入量が少ない領域でチラツキが減少する極
めて興味のある現象を見出すことができた。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のショート
アーク型水銀灯は、消費電力が１.５〜２.５ＫＷであ
り、陰極の先端に形成された平坦部の径を１.１〜２.０
mmφ、陰極の体積を０.６〜２.０cc、水銀の封入量をバ
ルブの内容積に対して０.８〜１.８mg／ccにしたので、
ｉ線の半値幅を２nm以下にできるとともに、半導体ウエ
ハー面上におけるｉ線の強度の変動幅を±０.５ ％以内
にすることができ、ｉ線ステッパーに適したショートア
ーク型水銀灯とすることができる。
アーク型水銀灯は、消費電力が１.５〜２.５ＫＷであ
り、陰極の先端に形成された平坦部の径を１.１〜２.０
mmφ、陰極の体積を０.６〜２.０cc、水銀の封入量をバ
ルブの内容積に対して０.８〜１.８mg／ccにしたので、
ｉ線の半値幅を２nm以下にできるとともに、半導体ウエ
ハー面上におけるｉ線の強度の変動幅を±０.５ ％以内
にすることができ、ｉ線ステッパーに適したショートア
ーク型水銀灯とすることができる。
【図１】ショートアーク型水銀灯の説明図である。
【図２】陰極の拡大図である。
【図３】陰極体積と強度の変動幅との関係図である。
【図４】陰極先端径と強度の変動幅との関係図である。
【図５】水銀封入量と強度の変動幅との関係図である。
１ バルブ １１ 発光空間囲繞部 １２ 封止管部 ２ 陽極 ３ 陰極 ３１ 平坦部 ３２ テーパー部 ３３ 胴部 ４ 内部リード棒 ５ モリブデン箔 ６ 口金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−8255（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−246206（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−127025（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 バルブ中央の発光空間囲繞部内で陰極と
陽極が対向配置され、消費電力が１.５〜２.５ＫＷのシ
ョートアーク型水銀灯において、 前記陰極の先端に形成された平坦部の径（ｄ）が１.１
〜２.０mmφ、陰極の体積が０.６〜２.０cc、水銀の封
入量がバルブの内容積に対して０.８〜１.８mg／ccであ
ることを特徴とするショートアーク型水銀灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31522391A JP2741639B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | ショートアーク型水銀灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31522391A JP2741639B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | ショートアーク型水銀灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129002A JPH05129002A (ja) | 1993-05-25 |
| JP2741639B2 true JP2741639B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=18062882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31522391A Expired - Fee Related JP2741639B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | ショートアーク型水銀灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2741639B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4715966B2 (ja) * | 2009-09-15 | 2011-07-06 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP31522391A patent/JP2741639B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05129002A (ja) | 1993-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
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