JP5472611B2 - 露光装置及び露光装置の点灯方法 - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、封入水銀量0.08〜0.25mg/mm3の高圧放電ランプを備え、ワークを露光処理する露光装置の点灯方法であって、該高圧放電ランプは、前記ワークを露光しない非露光時に、露光時の定格電力に比べて低電力で交流駆動し、且つ、前記低電力時におけるランプ電流値及び点灯周波数は、前記定格電力時におけるランプ電流値及び点灯周波数に比べて小さくすることを特徴とする露光装置の点灯方法である。
請求項3に記載の発明は、前記ワークは、複数の露光箇所を有する基板であって、前記高圧放電ランプと前記ワークとの間の光路にシャッターを設け、前記非露光時は、前記ワークがある露光箇所から他の露光箇所への露光位置の移動期間を含み、該移動期間において前記シャッターで前記光路を閉じることを特徴とする請求項2に記載の点灯方法である。
図1は、本実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
同図に示すように、この露光装置は、複数の高圧放電ランプ1aを備えた光源1と、光源1に給電する電源2と、光源1からの光を反射する平面鏡3と、平面鏡3からの反射光の強度ムラを抑制するインテグレータレンズ4と、インテグレータレンズ4から出力された光の照度を測定する照度モニタ5と、照度モニタ5の測定結果に応じて光路を開閉するシャッター6と、シャッター6を照度モニタ5の測定結果に応じてシャッター6の開閉を判断する制御部7と、制御部7からの入力によってシャッター6の開閉をコントロールするシャッターコントローラ8と、シャッター6が開いたときに通過する光を反射し、且つ、該光を平行光にするコリメータミラー9と、コリメータミラー9からの反射光の照度を測定する照度モニタ10と、を備える。
前記反射光は、マスク11によってワーク12の所望の位置に通過される。ワーク12は、ワークステージ13に載置され、ワークステージ13はXYθステージ14に載置される。ワーク12は、XYθステージ14によって移動が制御され、ワーク搬送機構15によってワークステージ13上において入替が行なわれる。
なお、露光装置としては、例えば、DMDでパターンを形成してマスクを必要としない構成も可能である。その場合は、インテグレータレンズ等は必要としないことがある。
同図に示すように、高圧放電ランプ1aは、略球状の発光部16と、発光部16の両端から伸びる封止部17と、発光部16の内部で対向配置される一対の電極18と、電極18に電気的に接続され、封止部17に埋設される金属箔19と、封止部17から外部に突出する外部リード20と、を備える。
図4は、露光装置の点灯方法に係るフローチャート、図5は、1基板(ワーク12)に4回露光を行う場合の、ランプ入力、シャッター開閉、露光面照度、及びランプ電流の関係を示す図である。
図4に示したフローチャートにおいて、露光装置の点灯開始前、制御部7は、ステップS1で、シャッターコントローラ8を介してシャッター6を閉じた状態にする。制御部7は、ステップS2で、電源2を介して、高圧放電ランプ1aにランプ電力をW0、周波数X0で給電を開始する。このとき、ランプ電力W0は、図5(a)に示すように、例えば、200Wであり、後述する定格電力のランプ電力Wの、例えば、270Wに対して低電力である。また、周波数X0は、60〜1000Hzの範囲から選択され、後述する定格電力時の周波数Xよりも小さい、例えば、図5(d)に示すように、60Hzである。
封入水銀量0.08〜0.25mg/mm3の範囲に含まれる放電ランプの特許文献として、用途は異なるが、特許文献3が知られている。この特許文献には、放電ランプの点灯周波数を60〜1000Hzから選択することが記載されており、封入水銀量0.08〜0.25mg/mm3の範囲に含まれる放電ランプにおいて、点灯周波数を60〜1000Hzの範囲から選択することは知られている。
図6は、点灯条件が、ランプ電流3.0A(周波数1000Hz)、ランプ電流2.6A(周波数60Hz)、及びランプ電流2.6A(周波数1000Hz)における、電極先端温度及びランプ電流の時間的変化を示す図である。
図6を用いて、定格電力時のランプ電流Iと周波数Xとを予め決めておき、ランプ電流Iと周波数Xとに対して、低電力時のランプ電流I0と周波数X0の値によって、電極の先端温度がどうなるかについて説明する。
同図に示すように、定格電力時に、ランプ電流3.5A、点灯周波数1000Hzで点灯させた場合、陽極動作時の電極先端の温度は、3550Kまで高温になる。この定格電力時から低電力時に移行する際、単にランプ電流を2.6Aにまで下げただけで、点灯周波数1000Hzを維持したままでは、陽極動作時の電極先端の温度は3300Kにまで低下し、低電力時における陽極動作時の電極先端の温度は、定格電力時よりも250Kも低くなってしまう。このように、低電力時に、陽極動作時の電極先端の温度が極端に低くなってしまうと、先にも述べたように、電極先端の溶ける量が減ってしまって、電極間距離が短くなってしまう。この状態で、定格電力に移行すると、電極先端に大電流が流入してしまい、電極先端が溶けてその部材を飛散させてしまう。これにより、発光部の内壁に電極部材が付着してしまって照度維持率を低下させてしまう。
図8は、AC駆動の高圧放電ランプを、本発明例として、点灯周波数350Hzで3秒間の定格電力(275W)と点灯周波数60Hzで6秒間の低電力(200W)を繰り返し行ったとき(□印)と、比較例として、点灯周波数350Hz固定で3秒間の定格電力(275W)と6秒間の低電力(200W)を繰り返し行ったとき(△印)、の定格電力の照度維持率の変化を示すグラフである。なお、ここで、照度維持率とは、365nmの波長の光をワーク面で見た放射照度を測定し、点灯開始時の照度に対する比率である。
この実験で使用した高圧放電ランプの発光管は、全長が60mmの石英ガラスからなり、発光部の最大内径が5mm、発光部の最大外径が12mm、発光部11の内容積が90mm3で、電極はタングステンからなり、電極間距離が1.4mmである。発光部内には、0.15mg/mm3の水銀、13kPaのアルゴンガス、1×10−4μmol/mm3の臭素を封入した。このとき定格電力(275W)での電流はおよそ3.5A、低電力(200W)では2.6Aとなる。
1a 高圧放電ランプ
2 電源
3 平面鏡
4 インテグレータレンズ
5 照度モニタ
6 シャッター
7 制御部
8 シャッターコントローラ
9 コリメータミラー
10 照度モニタ
11 マスク
12 ワーク
13 ワークステージ
14 XYθステージ
15 ワーク搬送機構
Claims (3)
- 封入水銀量0.08〜0.25mg/mm3の高圧放電ランプを備え、ワークを露光処理する露光装置であって、
該高圧放電ランプは、前記ワークを露光しない非露光時に、露光時の定格電力に比べて低電力で交流駆動するように制御し、且つ、前記低電力時におけるランプ電流値及び点灯周波数を、前記定格電力時におけるランプ電流値及び点灯周波数に比べて小さくするように制御する制御部を備えることを特徴とする露光装置。 - 封入水銀量0.08〜0.25mg/mm3の高圧放電ランプを備え、ワークを露光処理する露光装置の点灯方法であって、
該高圧放電ランプは、前記ワークを露光しない非露光時に、露光時の定格電力に比べて低電力で交流駆動し、且つ、前記低電力時におけるランプ電流値及び点灯周波数は、前記定格電力時におけるランプ電流値及び点灯周波数に比べて小さくすることを特徴とする露光装置の点灯方法。 - 前記ワークは、複数の露光箇所を有する基板であって、
前記高圧放電ランプと前記ワークとの間の光路にシャッターを設け、
前記非露光時は、前記ワークがある露光箇所から他の露光箇所への露光位置の移動期間を含み、
該移動期間において前記シャッターで前記光路を閉じることを特徴とする請求項2に記載の点灯方法。
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