JP2991933B2 - 半導体露光用放電ランプ - Google Patents

半導体露光用放電ランプ

Info

Publication number
JP2991933B2
JP2991933B2 JP6160792A JP16079294A JP2991933B2 JP 2991933 B2 JP2991933 B2 JP 2991933B2 JP 6160792 A JP6160792 A JP 6160792A JP 16079294 A JP16079294 A JP 16079294A JP 2991933 B2 JP2991933 B2 JP 2991933B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ppm
discharge lamp
semiconductor exposure
lamp
quartz glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6160792A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH087836A (ja
Inventor
幸夫 安田
清忠 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP6160792A priority Critical patent/JP2991933B2/ja
Priority to KR1019950016285A priority patent/KR100349800B1/ko
Priority to US08/492,948 priority patent/US5670844A/en
Publication of JPH087836A publication Critical patent/JPH087836A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2991933B2 publication Critical patent/JP2991933B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、波長240〜254n
mの紫外線を利用して、回路パターンの焼き付けを行う
半導体露光装置のための光源ランプに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近の超LSIの開発の進歩は著しく、
高集積度化にともなって高解像度が要求され、露光に必
要な光の波長が短いランプが求められるようになって来
ている。従来の技術では、1Mbits以下の集積度を
もつ半導体装置を露光する場合は、水銀灯のg線(中心
波長436nm)を用い、それ以上の集積度を有する半
導体装置では、変形照明を用いる等して、i線(中心波
長365nm)を用いて、約64MDRAMの半導体装
置の製造を可能にして来た。256MDRAM以上の半
導体装置の露光に必要な光源として、高解像度、高NA
が可能なKrFレーザー(248nm)が提案され、実
用化に向けて種々実験が行われている。しかし、この光
源はコヒーレント光なので、ウエハー上のレジスト膜厚
間での干渉効果により、高解像度化を困難にして来てお
り、更にこの光源はパルス的に照射される為にレンズで
ある硝材や反射鏡へのパワーダメージが大きく、その寿
命が短い等まだまだ解決すべき問題は多く残っている。
【0003】他方、256MDRAMの高集積度の半導
体装置の製造の光源に、水銀ランプの波長250nm周
辺の発光を利用しようとする試みが続けられている。例
えば、J. Vac. Sei. Technol. B7(6) 1989, PP1607-161
2 に見られる様に、硝材の色収差を無くす為に反射光学
系が採用されており、露光波長帯域幅を広くとることが
でき、従って、レジスト膜厚による干渉効果を防ぐこと
ができる。更に、レーザーに比べ、光の尖頭強度は非常
に小さいので硝材に与える損傷が回避できることが知ら
れている。ところで、上記の様な半導体露光装置に使用
されている水銀ランプでは、特公昭62−2428によ
れば、水銀ランプからの放射波長域200〜250nm
が強くなるのは、発光管単位体積当たりの水銀封入量を
M(mg/cc)、希ガス封入圧力をPとする時1≦M
≦13,0.1×105 ≦P≦1×106 であると規定
している。しかしながら、上記の封入量に従うと、産業
上に利用できる十分強い放射強度を得ることができず、
半導体露光プロセスにおけるスループットの低下即ち、
生産性の低下を招いていた。又、産業上利用できる強度
を得ようとすれば、ランプ入力を大幅に増大するしか他
に方法がなく、この方法によれば、装置が大型化すると
共に、ランプからの熱放射も増大し、装置への熱的損傷
を与える等解決困難な問題が新たに出てくるのが現状で
あった。
【0004】上記事情に鑑み、最近は、水銀分子発光の
波長240nmから254nmの紫外線を効率良く取り
出せるようにした半導体露光用放電ランプの研究が進
み、例えば、水銀封入量を14mg/cm3 から30m
g/cm3 、キセノンを0.1×105 Paから5×1
0Pa(25℃基準)に規定した放電ランプが提案され
た。しかしながら、このランプを長時間点灯使用する
と、発光管に歪みが発生したり、紫外線透過率の低下が
g線用ランプやi線用ランプより早いことが分かった。
また、利用する露光波長が短波長になると、ランプ設計
時の紫外線の放射強度とランプ点灯中の紫外線の放射強
度が異なることも分かった。
【0005】
【課題が解決しようとする課題】本発明の課題は、波長
240nmから254nmの水銀分子発光を利用した半
導体露光用放電ランプにおいて、発光管の早期の歪み発
生や紫外線透過率の劣化を抑制すること、あるいは、ラ
ンプ点灯中でも設計時の紫外線放射強度が得られるよう
にすること、これらによって良好な半導体露光用放電ラ
ンプを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、石英ガ
ラス製の発光管内に、近接して一対の電極を配置し、封
入物として、水銀と希ガスとを封入して波長240nm
から254nmの範囲の水銀分子の発光を効率良く取り
出せるようにした半導体露光用放電ランプにおいて、前
記石英ガラスのOH基含有量を、重量ppmで、300
から800に規定することによって達成できる。
【0007】あるいは、前記構成に加えて、当該石英ガ
ラスの金属不純物量を、重量ppmで、1以下に規定す
ることによって達成できる。
【0008】
【作用】従来より、g線用ランプやi線用ランプの発光
管は、OH基含有量の少ない石英、例えば重量ppm
で、数十ppm以下あるいは、数ppm以下の「無水石
英」を使用している。点灯使用中、発光管の温度が10
00℃程度になっても、発光管から酸素,水素,水等の
放出が少ない長所があるからである。しかしながら、こ
のような石英は、紫外線によってカラーセンターが生じ
易く、それによって歪みが発生し易かったり、紫外線透
過率の低下をまねく。そのためOH基の多い石英ガスを
用い、カラーセンターが発生しにくいようにした。重量
ppmで300以上であれば、カラーセンター発生抑制
効果がある。ただし、水等の放出問題が生ずるが、発光
管内にタンタルやジルコニウムのゲッターを取り付ける
ことによって、これがもたらす他の問題は解決できる
が、それでも800ppmは超えない方が良い。
【0009】他方、金属不純物については、通常、室温
で石英ガラスの透過率測定検査を行い、所定の透過率の
材料であれば、重量ppmで、数十ppm程度含有され
ていても使用していた。しかしながら、上記したよう
に、発光管は、ランプ点灯中1000℃程度になり、不
純物金属の原子や分子の振動エネルギーの増大が無視で
きなくなり、例えば、不純物金属を25ppm含む石英
ガラスについて、波長248nmの透過率を調べると、
室温時測定値を基準にして800〜1000℃では20
%程透過率が低下することが分かった。したがって、本
発明では、金属不純物を1重量%以下にすることによっ
て、この課題を解決した。
【0010】上記作用により、OH基が適度に多く、か
つ不純物金属が少ない石英ガラスを用いると更に良い結
果が得られることは明らかである。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の半導体露光用放電ランプの
実施例の説明図である。図において、1は石英ガラス製
の発光管であって、球形、紡錘形、ラグビーボール形等
をしていて、内部に陽極2、陰極3を近づけて配置して
いる。Lは両電極間の距離である。実験に供するランプ
においてはL=3mmとした。発光管1の両側には、気
密封止部4,5が連なり、モリブデン金属箔6,7が埋
設されている。8と9は、箔6,7に接続された外部リ
ード部材、10と11は、箔6,7に接続された内部リ
ード部材である。この実施例では、陰極3は、内部リー
ド部材11の先端を所定の形状に加工し、先端からやや
後方の位置にタングステンワイヤ12を巻き付けて構成
している。つまり、直流電源で点灯されるショートアー
ク型の放電ランプである。13は、ランプ製作時に使用
した排気管の残部、いわゆるチップであって、その外面
には保温膜14を有する。15は、電極の後方を囲う発
光管の低温部に設けた保温膜である。
【0012】上記構造のランプにおいて、発光管内に水
銀20mg/cm3 、キセノン0.5×105 Pa封入
した。量は、いずれも25℃基準である。このランプを
直流の定電力電源で、約2000Wで点灯する。電圧は
約29V、電流は約70Aである。
【0013】図2は、上記構造および電気定格のランプ
であって、発光管の石英ガラスの材質のOH基の濃度の
異なるランプを製作し、波長248nmをピークとする
波長240nmか254nmの範囲の光の放射照度を比
較調査したデータの説明図である。データの値は、点灯
後100時間後の測定値である。図において、放射照度
は石英ガラスのOH基濃度が700重量ppmのランプ
の場合の値を1として他の値を表示した。判定欄で示す
ように、OH基が300重量ppm以上の石英ガラスが
良いが、多すぎると他の欠点が顕著になってくる。
【0014】図3は、金属不純物の異なる量の石英ガラ
スを用いてランプを製作し、OH基に関する場合と同様
なテストをした結果のデータの説明図である。図におい
て、石英ガラス中のOH基濃度は300重量ppmのも
のを使用し、放射照度は、波長240nmから254n
mの範囲の光の点灯初期の値を、ランプ(リ)の値を1
として他を表示した。このランプは、前記したように点
灯すると、発光管の内面で最高温度が1000℃を超
え、金属不純物の濃度が高いとその影響が現れる。デー
タからも理解されるように、1重量ppm以下が良い。
【0015】
【発明の効果】上記の発明と実施例の説明からも理解さ
れるように、本発明によれば、高集積度の半導体装置の
生産プロセスにおいて、露光波長がg線やi線よりも短
い場合、放電ランプを構成する発光管の石英ガラスに、
カラーセンターの生じにくいもの、金属不純物が少ない
ために熱振動による吸収の少ないものを使用することに
よって、波長248nmにピークを有する波長240n
mから254nmの範囲の光を効率良く、長時間取り出
せる半導体露光用放電ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体露光用放電ランプの実施例の説
明図である。
【図2】OH基に関するデータの説明図である。
【図3】金属不純物に関するデータの説明図である。
【符号の説明】
1 発光管 2 陽極 3 陰極 4,5 封止部 6,7 モリブデン金属箔 8,9 外部リード部材 10,11 内部リード部材 12 タングステンワイヤ 13 チップ 14,15 保温膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/30 H01J 5/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石英ガラス製の発光管内に、近接して一
    対の電極を配置し、封入物として、水銀と希ガスとを封
    入して波長240nmから254nmの範囲の水銀分子
    の発光を効率良く取り出せるようにした半導体露光用放
    電ランプにおいて、 前記石英ガラスのOH基含有量が、重量ppmで、30
    0から800であることを特徴とする半導体露光用放電
    ランプ。
  2. 【請求項2】 石英ガラス製の発光管内に、近接して一
    対の電極を配置し、封入物として、水銀と希ガスとを封
    入して波長240nmから254nmの範囲の水銀分子
    の発光を効率良く取り出せるようにした半導体露光用放
    電ランプにおいて、 前記石英ガラスは、OH基含有量が、重量ppmで、3
    00から800であり、かつ金属不純物含有量が、重量
    ppmで、1以下であることを特徴とする半導体露光用
    放電ランプ。
JP6160792A 1994-06-21 1994-06-21 半導体露光用放電ランプ Expired - Fee Related JP2991933B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6160792A JP2991933B2 (ja) 1994-06-21 1994-06-21 半導体露光用放電ランプ
KR1019950016285A KR100349800B1 (ko) 1994-06-21 1995-06-19 방전램프
US08/492,948 US5670844A (en) 1994-06-21 1995-06-21 Discharge lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6160792A JP2991933B2 (ja) 1994-06-21 1994-06-21 半導体露光用放電ランプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH087836A JPH087836A (ja) 1996-01-12
JP2991933B2 true JP2991933B2 (ja) 1999-12-20

Family

ID=15722560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6160792A Expired - Fee Related JP2991933B2 (ja) 1994-06-21 1994-06-21 半導体露光用放電ランプ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2991933B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3591470B2 (ja) * 2001-03-19 2004-11-17 ウシオ電機株式会社 放電ランプ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH087836A (ja) 1996-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0791950B1 (en) Discharge lamp of the short arc type
US6653786B2 (en) Super-high pressure mercury lamp
JP2915362B2 (ja) ショートアーク型水銀ランプ
JPH0317213B2 (ja)
JP2000306546A (ja) ショートアーク放電ランプ
JP3346291B2 (ja) 誘電体バリア放電ランプ、および照射装置
JP4400136B2 (ja) ショートアーク型水銀蒸気放電ランプ
EP0599229B1 (en) Cadmium/rare gas discharge lamp of the short arc type, as well as projection exposure device using the same
JP2991933B2 (ja) 半導体露光用放電ランプ
TW444229B (en) Short arc type mercury lamp
KR100349800B1 (ko) 방전램프
JP3292016B2 (ja) 放電ランプおよび真空紫外光源装置
JP2857137B1 (ja) ショートアーク型水銀ランプ
JP2915368B2 (ja) ショートアーク型水銀ランプ
JP3065581B2 (ja) ショートアーク型水銀ランプ、および紫外線発光装置
JPH087835A (ja) 半導体露光用放電ランプ
JP2915385B1 (ja) ショートアーク型水銀ランプ
EP0467612A2 (en) Protective coating for high-intensity metal halide discharge lamps
JP2730001B2 (ja) 半導体ウエハー露光方法と露光用水銀灯
JPH0750151A (ja) エキシマ放電ランプ
JP2732457B2 (ja) ショートアーク型水銀蒸気放電灯
JP3324428B2 (ja) フォトレジストの表面処理装置
JP2002279932A (ja) 放電ランプ
JP2005276640A (ja) エキシマランプ
JP2863047B2 (ja) 半導体露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071015

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091015

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101015

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees