JPH038255A - 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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- JPH038255A JPH038255A JP1140991A JP14099189A JPH038255A JP H038255 A JPH038255 A JP H038255A JP 1140991 A JP1140991 A JP 1140991A JP 14099189 A JP14099189 A JP 14099189A JP H038255 A JPH038255 A JP H038255A
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- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims 1
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- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 10
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- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体ウェ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ンヨン用水銀希ガス放電灯に関す
る。
縮小ミラープロジェクンヨン用水銀希ガス放電灯に関す
る。
半導体ウェハーの露光方式としては、回路パターンの微
細化に伴い、ステッパ一方式が主流になりつつある。こ
のステッパ一方式は、−枚のウェ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ェハ
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。
細化に伴い、ステッパ一方式が主流になりつつある。こ
のステッパ一方式は、−枚のウェ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ェハ
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。
このステッパ一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。
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。
は下記の式（１）で与えられる。
式（１）；ε＝にλ／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）かられかるように、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？ｒｃ度の問題が生ずるため限度がある。
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？ｒｃ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（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９１用
できる光はいわゆる１線（３６５ｎｍ）程度の短波長ま
でである。
さい短波長の紫外線を歪めることなく効率よ（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９１用
できる光はいわゆる１線（３６５ｎｍ）程度の短波長ま
でである。
一方、１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。
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。
このミラーブロジェクンヨン方式によれば、光学系が複
雑となるが、１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。
雑となるが、１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
パ一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（ｇ！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ェハーの被照射面に
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
。
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
パ一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（ｇ！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ェハーの被照射面に
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、縮小ミラーブロジェク／ヨノ方式を採
用した露光装置に組み込んだ場合に、ステッパ一方式を
採用して、高い！ｉ、ｌ′！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ンヨン用水銀希
ガス放電灯を提供することにある。
て、その目的は、縮小ミラーブロジェク／ヨノ方式を採
用した露光装置に組み込んだ場合に、ステッパ一方式を
採用して、高い！ｉ、ｌ′！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ンヨン用水銀希
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ンヨン用水
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。
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ンヨン用水
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０８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。
容積１ｃｃ当り１３ｍｇ以上３０ｍｇ以下であること。
条件０８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［３］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０．０１ｃｍ’以下であるこ
と。
積が０．００５ｃｍ２以上０．０１ｃｍ’以下であるこ
と。
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、１線（３６５ｎｍ）よりも短波長側の領域
（２４Ｏｒ＋ａ＋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
クンヨン用として最適となる。
かように、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、１線（３６５ｎｍ）よりも短波長側の領域
（２４Ｏｒ＋ａ＋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
クンヨ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ｎ 光装首に
組み込んだ場合に、放射光を高５）１度で縮小すること
ができてステッパ一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
してウエノ・−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５）１度で縮小すること
ができてステッパ一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
してウエノ・−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。
〔実施例〕
本実施例の縮小ミラ〜ブロジェクンヨン用水銀希ガス放
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。
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０１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０１発光管１０内への希ガスの封入量が、室温（２
５℃）時において１気圧以上１０気圧以下であること。
５℃）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（口〉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０．００５ｃｍ’以上０．０１ｃｍ’以下であること
。
３０の先端に平坦面３１を有し、この平坦面３１の面積
が０．００５ｃｍ’以上０．０１ｃｍ’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２６０ｎｍ）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。
至２６０ｎｍ）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。
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。
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。
、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においては気密封土用の導電体とし
てそれぞれ４楔のモリブデン箔が配設されて、）る。４
０は口金、５０はより線からなる外導線である。
てそれぞれ４楔のモリブデン箔が配設されて、）る。４
０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６０．Ａ乃至１００Ａ程度が好
ましく、陰極３０と陽極２０との間の１極間距離は２ｎ
ｏｎ乃至４ｍｍ程度が好ましい。
は、露光時の放電電流は６０．Ａ乃至１００Ａ程度が好
ましく、陰極３０と陽極２０との間の１極間距離は２ｎ
ｏｎ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、１
線（３６５ｎｍ）よりも短波長側の領域（２４ＯｎＩｎ
乃至２６０ｎｍ）の放射量が増加して本導体ウェハーの
露光の解像度を高釣るうえで有効な波長の光の輝度が高
くなる。
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、１
線（３６５ｎｍ）よりも短波長側の領域（２４ＯｎＩｎ
乃至２６０ｎｍ）の放射量が増加して本導体ウェハーの
露光の解像度を高釣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。
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。
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２ｍｆｉれた位置における２４Ｏ
ｒ＋ｍ乃至２６０ｎｍの波長域の放射エネルギーを８０
μＷ／ｃｍ２乃至１００ｕＷ／ａｍ２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、せし１ぜい６０μＷ／ｃｍ’程度までで
あった。
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２ｍｆｉれた位置における２４Ｏ
ｒ＋ｍ乃至２６０ｎｍの波長域の放射エネルギーを８０
μＷ／ｃｍ２乃至１００ｕＷ／ａｍ２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、せし１ぜい６０μＷ／ｃｍ’程度までで
あった。
次に、本発胡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。
いて説明する。
第１図に示し５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
ープロジェクンヨン型露光装置に組み込んでステッパ一
方式によりウェ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
ープロジェクンヨン型露光装置に組み込んでステッパ一
方式によりウェ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Ｎα３の水銀希ガス放電灯（出力２，４
ｋＶＡ、 ｉｆ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２ｍｎれた位置における２４０ｎ
ｍ乃至２６０ｎｍの波長域の放射エネルギーの値が約９
０μＷ ／ ｃ ｍ ２ と格段に大きいものであった
。
ｋＶＡ、 ｉｆ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２ｍｎれた位置における２４０ｎ
ｍ乃至２６０ｎｍの波長域の放射エネルギーの値が約９
０μＷ ／ ｃ ｍ ２ 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、１線（３
６５ｎｍ）よりも短波長側の領域（２４０ｎｍ乃至２６
０ｎｍ）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、半導体ウェ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
ッパ一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ェハー
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。
に、上記条件■乃至■を満足することにより、１線（３
６５ｎｍ）よりも短波長側の領域（２４０ｎｍ乃至２６
０ｎｍ）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、半導体ウェ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
ッパ一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ェハー
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
．００５ｃｍ２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。
．００５ｃｍ２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、１線Ｄ６５ｎｍ
）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ンヨンにより高い輝度で縮小でき
かつ当該アークスフバットの位置が安定化する好適な大
きさとなる。
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、１線Ｄ６５ｎｍ
）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ンヨンにより高い輝度で縮小でき
かつ当該アークスフバットの位置が安定化する好適な大
きさとなる。
【図面の簡単な説明】
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 １２、１３・・封止管部 ２０・・・陽極 ２２・・平坦面 ３０・陰極 ４０・・・口金 １１・・・膨出部 Ｉ５・・・反射膜 ２１・・・先端部 ２３・・・胴部 ３Ｌ・・・陰極の先端の平坦面 ５Ｑ・・・外導線 −Ａ−１図
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 １２、１３・・封止管部 ２０・・・陽極 ２２・・平坦面 ３０・陰極 ４０・・・口金 １１・・・膨出部 Ｉ５・・・反射膜 ２１・・・先端部 ２３・・・胴部 ３Ｌ・・・陰極の先端の平坦面 ５Ｑ・・・外導線 −Ａ−１図
Claims (1)
- （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［１］乃至［３］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［１］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［２］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［３］陰極の先端に平坦面を有し、この平坦面の面
積が０．００５ｃｍ＾２以上０．０１ｃｍ＾２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 true JPH038255A (ja) | 1991-01-16 |
| JP2732453B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0833373A2 (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-01 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Emission device comprising a mercury lamp of the short ARC type |
-
1989
- 1989-06-05 JP JP14099189A patent/JP2732453B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0833373A2 (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-01 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Emission device comprising a mercury lamp of the short ARC type |
| EP0833373A3 (en) * | 1996-09-27 | 1998-06-10 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Emission device comprising a mercury lamp of the short ARC type |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2732453B2 (ja) | 1998-03-30 |
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