KR101278425B1 - 광원 장치 - Google Patents

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KR101278425B1
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다쿠 스미토모
마사키 가토
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에너제틱 테크놀로지 아이엔씨.
우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

방전 용기에 레이저광을 조사하여 방사광을 방사시키는 광원 장치에 있어서, 방전 용기에 의해 타원 반사경으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역을 이용하여, 레이저광을 도입함으로써, 방사광이 감쇠되지 않고, 타원 반사면에서 확실하게 반사되어, 방사광을 효율적으로 이용할 수 있는 광원 장치를 제공한다.
내부에 발광 물질이 봉입되고, 타원 반사경(2)의 개구측으로부터 레이저광이 집광하여 조사되어 발광 물질을 여기하여 방사광이 방사되는 방전 용기(1)와, 한 쪽의 초점에 방전 용기(1)가 배치된 타원 반사경(2)과, 방사광이 타원 반사경(2)에 의해 반사되어 반사광이 되고, 상기 반사광의 방향을 바꾸는 평면경(4)을 구비하며, 평면경(4)에는, 방전 용기(1)에 의해 타원 반사경(2)으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역 F1-F2에, 레이저광을 도입하는 창부(41)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.

Description

광원 장치{LIGHT SOURCE APPARATUS}
본 발명은, 반도체나 액정 기판, 또한, 컬러 필터 등의 제조 공정에서 이용되는 노광 장치에 장착되는 광원 장치에 관한 것이다.
반도체나 액정 기판이나 컬러 필터 등의 제조 공정에서는, 처리 시간의 단축화나, 대면적의 피처리물의 일괄 노광이 요구되고 있다. 이 요구에 대해, 보다 자외선 방사 강도가 큰 입력 전력의 투입이 가능한 큰 고압 방전 램프가 제안되어 있다.
그러나, 고압 방전 램프로의 입력 전력을 크게 하면, 전극으로의 부하가 증대하고, 전극으로부터의 증발물이 원인이 되어, 고압 방전 램프가 흑화하여, 단수명이 되는 문제가 발생한다.
도 13은, 종래 기술에 따른 특허 문헌 1에 기재된 광원 장치를 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 이 광원 장치(100)는, 상기의 문제를 해결하기 위해, 무전극의 방전 램프(104)를 타원 반사경(101) 내에 배치하며, 타원 반사경(101)의 측면에 설치된 구멍부(102)를 통해, 레이저광을 방전 램프(104)의 방전 용기 내에 입사시키고, 방전 용기 내에 봉입된 방전 가스를 여기하여, 발광시키는 장치이다. 이 광원 장치(100)에 의하면, 방전 램프(104) 중에 전극이 없으므로 상기의 문제를 해결할 수 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 광원 장치(100)는, 타원 반사경(101)의 측면에 레이저광의 광 취입 구멍(102)과 광 취출 구멍(103)이 있고, 무전극 방전 램프(104)로부터 발생한 자외선을 타원 반사경(101)에서 모으면, 반사면에 구멍(102, 103)이 있으므로, 효율적으로 자외선을 이용할 수 없는 문제가 있다. 또, 레이저광이, 타원 반사경(101)의 광축 X에 대해 교차하는 방향으로부터 무전극 방전 램프(104)에 입사하게 되고, 방전이 가로방향(광축 X에 대해 교차하는 방향)으로 신장되며, 타원 반사경(101)의 초점으로부터 어긋난 영역에 방전이 발생하여, 자외선이 정확하게 반사되지 않아, 효율적으로 자외선을 이용할 수 없다는 문제가 있다.
도 14는, 다른 종래 기술에 따른 특허 문헌 2에 기재된 광원 장치를 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 이 광원 장치(200)는, 상기의 문제를 해결하기 위해, 무전극의 방전 램프를 반사경(201) 내에 배치하며, 반사경(201)의 정상부의 개구(202)를 통해, 레이저광을 방전 램프의 방전 용기(203) 내에 입사시키고, 방전 용기(203) 내에 봉입된 방전 가스를 여기하여, 발광시키는 장치이다. 이 광원 장치(200)에 의하면, 방전 램프 중에 전극이 없으므로 상기의 문제를 해결할 수 있다.
그러나, 특허 문헌 2에 기재된 광원 장치(200)는, 레이저광이 반사경(201)의 정상부 개구(202)로부터 반사경(201) 내에 입사하고, 방전 용기(203)에 조사되어, 방전(204)이 발생하지만, 레이저광의 일부가 방전(204)을 통과하고, 또한, 방전 용기(203)도 투과하여, 방전에 의해 발생하는 방사광과 함께, 레이저광이 조사면에 조사되어 버린다. 이 결과, 이 원하지 않는 레이저광의 영향에 의해, 조사면의 피처리물이 손상되는 문제가 발생한다.
도 15 및 도 16은, 특허 문헌 2에 기재된 광원 장치(200)의 상기의 문제점을 해결하기 위한 구성을 도시한 도면이다.
도 15에 나타난 구성에 의하면, 반사경(205)으로부터 광출사하는 개구측으로부터, 입사된 레이저광을, 반사경(206)에서 반사시키고, 반사경(205) 내에 조사하여, 반사경(205) 내에 충전된 방전 가스를 여기하여 방전을 발생시키며, 방전에 의해 생성된 방사광을 반사경(206)을 투과시켜 방사하는 것이다. 또, 도 16에 나타난 구성에 의하면, 반사경(205)으로부터 광출사하는 개구측으로부터, 입사된 레이저광을, 반사경(208)을 투과시키고, 반사경(205) 내에 조사하여, 반사경(205) 내에 충전된 방전 가스를 여기하여 방전을 발생시키며, 방전에 의해 생성된 방사광을 반사경(208)에서 반사시켜 방사하는 것이다.
도 15 및 도 16에 나타낸 구성에 의하면, 도 14의 광원 장치의 문제점을 해결할 수는 있다. 그러나, 도 15 및 도 16에 나타낸 구성에서는, 반사경(206, 208)은, 파장 선택성이 필요하고, 제조가 어려우며, 또, 확실하게 파장을 분리할 수 없는 경우가 있다. 또한, 반사경(206)에서는 방사광의 일부가 반사경(206)에 흡수되고, 반사경(208)에서도 방사광의 일부가 반사경(208)에 흡수되어, 효율적으로 방사 광을 이용할 수 없다는 문제가 있다.
[특허 문헌 1] 일본국 특허공개 소61-193358호 공보
[특허 문헌 2] 미국 특허 2007/0228300호 공보
본 발명의 목적은, 상기의 문제점을 감안하여, 방전 용기에 레이저광을 조사하여 방전 용기로부터 방사광을 방사시키는 광원 장치에 있어서, 방전 용기에 의해 타원 반사경으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역을 이용하여, 레이저광을 도입함으로써, 방전 용기로부터 방사된 광을 타원 반사면에서 반사하고, 그 반사광을 효율적으로 이용할 수 있는 광원 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 다음과 같은 수단을 채용하였다.
제1 수단은, 내부에 발광 물질이 봉입되고, 타원 반사경의 개구측으로부터 레이저광이 집광하여 조사되어 상기 발광 물질을 여기하여 방사광이 방사되는 방전 용기와, 한 쪽의 초점에 상기 방전 용기가 배치된 상기 타원 반사경과, 상기 방사광이 상기 타원 반사경에 의해 반사되어 반사광이 되고, 상기 반사광의 방향을 바꾸는 평면경을 구비하며, 상기 평면경에는, 상기 방전 용기에 의해 상기 타원 반사경으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역에, 상기 레이저광을 도입하는 창부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제2 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 평면경과 상기 방전 용기의 사이에, 상기 레이저광을 집광하는 집광 렌즈가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장 치이다.
제3 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 창부의 상기 방전 용기와는 반대측에, 상기 레이저광을 집광하는 집광 렌즈가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제4 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 창부의 상기 방전 용기와는 반대측에, 상기 레이저광을 집광하여 반사하는 집광 반사경이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제5 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 방전 용기의 일부에, 상기 레이저광을 집광하는 집광 렌즈 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제6 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 방전 용기는, 방전 용기의 내부에 전극을 갖지 않는 무전극 방전 용기인 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제7 수단은, 제1 수단에 있어서, 상기 방전 용기는, 방전 용기의 내부에 한 쌍의 전극을 갖는 유전극 방전 용기인 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제8 수단은, 제6 수단에 있어서, 상기 방전 용기에 도입되는 레이저광은, 펄스 레이저로 이루어지는 방전 시동용 레이저광과 펄스 레이저 또는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광인 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제9 수단은, 제7 수단에 있어서, 상기 방전 용기에 도입되는 레이저광은, 펄스 레이저 또는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광인 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
제10 수단은, 제1 수단 내지 제7 수단 중 어느 하나의 수단에 있어서, 상기 방전 용기는, 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 광원 장치이다.
제11 수단은, 제10 수단에 있어서, 상기 가열 수단은, 방전 용기 내에 매설된 레이저광을 흡수하여 발열하는 발열체인 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
본 발명에 의하면, 방전 용기에 도입되는 레이저광이, 타원 반사경으로부터의 반사광의 방향을 바꾸는 평면경의, 방전 용기에 의해 타원 반사경으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역에 설치된 창부로부터 도입되므로, 방전 용기로부터 방사한 방사광이 타원 반사경에서 반사되고, 그 반사광을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 레이저광을 타원 반사경의 개구측으로부터 방전 용기를 향해 조사하므로, 조사면의 피처리물에는, 레이저광이 직접 조사되는 일이 없으며, 피처리물이 레이저광에 의해 손상되는 일이 없다.
본 발명의 제1 실시 형태를 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 방전 용기(1)는, 석영 유리제로 발광부(11)와 시일링부(12)로 이루어지며, 발광부(11)에는, 발광 물질로서, 예를 들면, 4.5mg/cm3의 수은과 크세논이 2기압 봉입되어 있다. 방전 용기(1)는, 내부에 전극이 존재하지 않는 무전극 방전 용기이다. 타원 반사경(2)은, 정상부 개구(21)를 갖고, 정상부 개구(21)에 방전 용기(1)의 시일링부(12)가 삽입되며, 시일링부(12) 가 타원 반사경(2)의 배후에서 유지되고, 타원 반사경(2)의 한 쪽의 초점 F1에 방전 용기(1)가 배치된다. 타원 반사경(2)의 외부에는, 레이저광 발생기(3)가 설치되고, 레이저광 발생기(3)로부터, 예를 들면, 20kHz의 펄스 레이저 또는 CW(Continuous Wave) 레이저로 이루어지는 레이저광이 방전 용기(1)에 도입된다.
타원 반사경(2)으로부터 반사되는 반사광 중, 방전 용기(1)로부터 타원 반사경(2)의 다른 쪽의 초점 F2를 향해 평면경(4)과의 사이에 형성되는 영역 L1-L2는, 반사광이 차단되는 반사광 저해 영역 L1-L2이다. L1 및 L2는 방전 용기(1)의 최대 직경이 되는 외면 부분과 평면경(4)에서 반사되어 초점 F2를 연결하는 선이다. 반사광 저해 영역 L1-L2가 평면경(4)과 부딪치는 면이 방전 용기(1)에 의해 타원 반사경(2)으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역 L3-L4이고, 반사광 비조사 영역 L3-L4에 평면경(4)의 창부(41)가 형성된다. 레이저광 발생기(3)로부터 출사한 레이저광은, 창부(41)를 통해 도입되고, 창부(41)와 방전 용기(1)의 사이에 배치된 집광 렌즈(5)에 의해 집광되어 방전 용기(1)에 조사된다. 레이저광을 집광함으로써, 집광점에서 에너지 밀도를 높일 수 있고, 발광 물질을 여기시켜, 방사광을 발생시킬 수 있다. 방사광은 타원 반사경(2)에서 반사되고, 반사광이 창부(41)를 제외한 평면경(4)의 반사면에서 방향을 바꾸어 피조사물측으로 반사된다. 또한, 창부(41)는, 평면경(4)에 형성된 관통구멍이지만, 관통구멍 이외에는, 평면경(4)이 레이저광을 투과하는 기판으로 이루어지고, 창부(41) 이외의 기판 부분에 방사광을 반사하는 반사막이 형성된 것이어도 된다.
본 실시 형태의 발명에 의하면, 평면경(4)의 창부(41)와 집광 렌즈(5)가, 반 사광 저해 영역 L1-L2에 설치되어 있으므로, 원래 타원 반사경(2)으로부터의 반사광이 존재하지 않는 영역을 이용하는 것이며, 효율적으로 타원 반사경(2)으로부터의 반사광을 이용할 수 있다. 또, 레이저광을 창부(41)를 통해, 타원 반사경(2)의 개구측으로부터 방전 용기(1)에 도입하므로, 조사면의 피처리물에는, 직접 레이저광이 조사되는 일이 없으며, 피처리물이 레이저광에 의해 손상되는 일이 없다. 또, 레이저광은, 타원 반사경(2)의 광축 X를 따라 진행되도록 구성되므로, 방전 용기(1) 내에서 발생하는 방전이 광축 X방향으로 신장되며, 타원 반사경(2)에 의해, 방사광을 포착하는 비율이 높아져, 방사광을 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태를 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3)로부터 출사한 레이저광은, 레이저광 발생기(3)와 평면경(4)의 창부(41)의 사이에 배치된 집광 렌즈(5)에 의해 집광되고, 창부(41)를 통해 도입되어, 방전 용기(1)에 조사된다. 레이저광을 집광함으로써, 집광점에서 에너지 밀도를 높일 수 있고, 발광 물질을 여기시켜, 방사광을 발생시킬 수 있다. 방사광은 타원 반사경(2)에서 반사되고, 반사광이 창부(41)를 제외한 평면경(4)의 반사면에서 방향이 바뀌어져 피조사물측으로 반사된다. 또한, 그 밖의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.
본 실시 형태의 발명에 의하면, 평면경(4)의 창부(41)가, 반사광 저해 영역 L1-L2에 설치되어 있으므로, 원래 타원 반사경(2)으로부터의 반사광이 존재하지 않는 영역을 이용하는 것이며, 효율적으로 타원 반사경(2)으로부터의 반사광을 이용 할 수 있다. 또, 레이저광을 창부(41)를 통해, 타원 반사경(2)의 개구측으로부터 방전 용기(1)에 도입되므로, 조사면의 피처리물에는, 직접 레이저광이 조사되는 일이 없으며, 피처리물이 레이저광에 의해 손상되는 일이 없다. 또, 레이저광은, 타원 반사경(2)의 광축 X를 따라 진행하도록 구성되므로, 방전 용기(1) 내에서 발생하는 방전이 광축 X방향으로 신장되며, 타원 반사경(2)에 의해, 방사광을 포착하는 비율이 높아져, 방사광을 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 형태를 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3)로부터 출사한 레이저광은, 레이저광 발생기(3)와 평면경(4)의 창부(41)의 사이에 배치된 집광 반사경 렌즈(6)에 의해 집광하여 반사되고, 창부(41)를 통해 도입되어, 방전 용기(1)에 조사된다. 레이저광을 집광함으로써, 집광점에서 에너지 밀도를 높일 수 있고, 발광 물질을 여기시켜, 방사광을 발생시킬 수 있다. 방사광은 타원 반사경(2)에서 반사되고, 반사광이 창부(41)를 제외한 평면경(4)의 반사면에서 방향을 바꾸어 피조사물측으로 반사된다. 그 밖의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.
본 실시 형태의 발명에 의하면, 평면경(4)의 창부(41)가, 반사광 저해 영역 L1-L2에 설치되어 있으므로, 원래 타원 반사경(2)으로부터의 반사광이 존재하지 않는 영역을 이용하는 것이며, 효율적으로 타원 반사경(2)으로부터의 반사광을 이용할 수 있다. 또, 레이저광을 창부(41)를 통해, 타원 반사경(2)의 개구측으로부터 방전 용기(1)에 도입되므로, 조사면의 피처리물에는, 직접 레이저광이 조사되는 일 이 없으며, 피처리물이 레이저광에 의해 손상되는 일이 없다. 또, 레이저광은, 타원 반사경(2)의 광축 X를 따라 진행하도록 구성되므로, 방전 용기(1) 내에서 발생하는 방전이 광축 X방향으로 신장되며, 타원 반사경(2)에 의해, 방사광을 포착하는 비율이 높아져, 방사광을 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 제4 실시 형태를 도 4를 이용하여 설명한다.
도 4는, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3)로부터 출사한 레이저광은, 평면경(4)의 창부(41)를 통해 도입되고, 방전 용기(1)의 일부에 형성된 집광 렌즈 부분(19)에 의해 집광되어 방전 용기(1) 내에 조사된다. 레이저광을 집광함으로써, 집광점에서 에너지 밀도를 높일 수 있고, 발광 물질을 여기시켜, 방사광을 발생시킬 수 있다. 방사광은 타원 반사경(2)에서 반사되고, 반사광이 창부(41)를 제외한 평면경(4)의 반사면에서 방향을 바꾸어 피조사물측으로 반사된다. 또한, 그 밖의 구성은 도 1에 나타낸 동일 부호의 구성에 대응한다.
본 실시 형태의 발명에 의하면, 평면경(4)의 창부(41)가, 반사광 저해 영역 L1-L2에 설치되어 있으므로, 원래 타원 반사경(2)으로부터의 반사광이 존재하지 않는 영역을 이용하는 것이며, 효율적으로 타원 반사경(2)으로부터의 반사광을 이용할 수 있다. 또, 레이저광을 창부(41)를 통해, 타원 반사경(2)의 개구측으로부터 방전 용기(1)에 도입하므로, 조사면의 피처리물에는, 직접 레이저광이 조사되는 일이 없으며, 피처리물이 레이저광에 의해 손상되는 일이 없다. 또, 레이저광은, 타원 반사경(2)의 광축 X를 따라 진행하도록 구성되므로, 방전 용기(1) 내에서 발생 하는 방전이 광축 X방향으로 신장되며, 타원 반사경(2)에 의해, 방사광을 포착하는 비율이 높아져, 방사광을 효율적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 제5 실시 형태를 도 5를 이용하여 설명한다.
도 5는, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3A)로부터 반사경(7)을 투과한 레이저광 A와, 레이저광 발생기(3B)로부터 반사경(7)에서 반사한 레이저광 B를, 평면경(4)의 창부(41)와 방전 용기(1)의 사이에 배치된 집광 렌즈(5)로 집광하여, 방전 용기(1)에 방사한다. 레이저광 A는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광이며, 레이저광 B는, 예를 들면, 20kHz의 펄스 레이저로 이루어지는 방전 시동용 레이저광이다. 레이저광 B를 레이저광 A에 중첩함으로써, 방전 용기(1) 내의 발광 물질의 여기를 조장하여, 레이저광 A만을 조사한 경우에 비해, 확실하게 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 방전의 안정화 후, 레이저광 B를 정지한다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B의 인가 시기는, 동시여도 되고, 양자가 전후해도 된다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B는, 상기의 조합 외에, 레이저광 A 및 레이저광 B를 모두 펄스 레이저로 해도 된다. 또한, 본 실시 형태의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태의 경우와 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 발명의 제6 실시 형태를 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6은, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3A)로부터 반사경(7)을 투과한 레이저광 A와, 레이저광 발생기(3B)로부터 반사경(7)에서 반사한 레이저광 B 를, 반사경(7)과 평면경(4)의 창부(41)의 사이에 배치된 집광 렌즈(5)로 집광하여, 창부(41)를 통해 방전 용기(1)에 방사한다. 레이저광 A는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광이며, 레이저광 B는 펄스 레이저로 이루어지는 방전 시동용 레이저광이다. 레이저광 B를 레이저광 A에 중첩함으로써, 방전 용기(1) 내의 발광 물질의 여기를 조장하여, 레이저광 A만을 조사한 경우에 비해, 확실하게 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 방전의 안정화 후, 레이저광 B를 정지한다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B의 인가 시기는, 동시여도 되고, 양자가 전후해도 된다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B는, 상기의 조합 외에, 레이저광 A 및 레이저광 B를 모두 펄스 레이저로 해도 된다. 또한, 본 실시 형태의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태의 경우와 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 발명의 제7 실시 형태를 도 7을 이용하여 설명한다.
도 7은, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3A)로부터 반사경(7)을 투과한 레이저광 A와, 레이저광 발생기(3B)로부터 반사경(7)에서 반사한 레이저광 B를, 집광하여 반사하는 집광 반사경(6)에서 집광하여, 평면경(4)의 창부(41)를 통해 방전 용기(1)에 방사한다. 레이저광 A는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광이며, 레이저광 B는 펄스 레이저로 이루어지는 방전 시동용 레이저광이다. 레이저광 B를 레이저광 A에 중첩함으로써, 방전 용기(1) 내의 발광 물질의 여기를 조장하여, 레이저광 A만을 조사한 경우에 비해, 확실하게 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 방전의 안정화 후, 레이저광 B를 정지한다. 또, 레이저광 A와 레이저 광 B의 인가 시기는, 동시여도 되고, 양자가 전후해도 된다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B는, 상기의 조합 외에, 레이저광 A 및 레이저광 B를 모두 펄스 레이저로 해도 된다. 또한, 본 실시 형태의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태의 경우와 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 발명의 제8 실시 형태를 도 8을 이용하여 설명한다.
도 8은, 본 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 레이저광 발생기(3A)로부터 반사경(7)을 투과한 레이저광 A와, 레이저광 발생기(3B)로부터 반사경(7)에서 반사한 레이저광 B를, 평면경(4)의 창부(41)를 통해 도입하여, 방전 용기(1)의 일부에 형성된 집광 렌즈부(19)에서 집광하여, 방전 용기(1) 내에 방사한다. 레이저광 A는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광이며, 레이저광 B는 펄스 레이저로 이루어지는 방전 시동용 레이저광이다. 레이저광 B를 레이저광 A에 중첩함으로써, 방전 용기(1) 내의 발광 물질의 여기를 조장하여, 레이저광 A만을 조사한 경우에 비해, 확실하게 방전을 발생시킬 수 있다. 또한, 방전의 안정화 후, 레이저광 B를 정지한다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B의 인가 시기는, 동시여도 되고, 양자가 전후해도 된다. 또, 레이저광 A와 레이저광 B는, 상기의 조합 외에, 레이저광 A 및 레이저광 B를 모두 펄스 레이저로 해도 된다. 또한, 본 실시 형태의 다른 구성 및 효과는, 제1 실시 형태의 경우와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 9는, 제1 내지 제3의 각 실시 형태 및 제5 내지 제7에 나타난 방전 용기(1)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 방전 용기(1)는, 방전 용기(1) 내부에 전극을 갖지 않는 무전극 방전 용기이며, 방전 용기(1)의 시일링부(12)는, 가열 수단인 히터(13)와 레이저광을 흡수하여 발열하는 발열체(14)가 배치되어 있다. 발열체(14)는, 순 카본이나 카본 혼합체, 알루미늄, 금속이나 세라믹스 상에 산화3철을 피복한 것이다. 또, 히터(13)와 발열체(14)의 어느 한 쪽이어도 된다. 방전 용기(1)에 가열 수단을 설치함으로써, 방전 용기(1)의 온도를 올려, 발광 물질의 여기를 조장할 수 있다.
도 10은, 제4 및 제8의 각 실시 형태에 나타난 방전 용기(1)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 방전 용기(1)는, 방전 용기(1) 내부에 전극을 갖지 않는 무전극 방전 용기이며, 방전 용기(1)에는, 레이저광을 집광하는 방전 용기(1)의 일부에 형성된 집광 렌즈 부분(19)이 형성되어 있다. 그 밖의 구성 및 효과는, 도 9에 있어서 설명한 방전 용기(1)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 11은, 도 9에 나타낸 무전극 방전 용기 대신에, 제1 내지 제3의 각 실시 형태 및 제5 내지 제7에 나타난 방전 용기(1)로서 유전극 방전 용기를 이용하는 경우의 방전 용기(1)의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 방전 용기(1)는, 방전 용기(1)의 내부에 한 쌍의 전극(15, 16)을 갖는 유전극 방전 용기이며, 전극(15, 16)은, 시일링부(12)에 매설된 금속박(17)에 접속되어 있고, 금속박(17)에 연결되는 외부 리드(18)가 시일링부(12)로부터 외부로 돌출되어 있다.
제1 내지 제3의 각 실시 형태의 경우는, 외부 리드(18)에 도시 생략의 전원으로부터 방전 개시용의 전압이 공급되고, 전극(15, 16) 사이에 전압이 인가되면, 방전 용기(1) 내의 발광 물질의 여기가 조장되어, 레이저광이 조사되기만 하는 경우에 비해, 방전을 확실하게 발생시킬 수 있다. 또한, 방전이 안정된 후는, 전극(15, 16) 사이로의 급전을 정지한다.
제5 내지 제7의 각 실시 형태의 경우는, 방전 시동용의 펄스 레이저로 이루어지는 레이저광 B를 조사함과 더불어, 방전 시동용의 전압을 전극(15, 16)에 인가하여 그 후 정지하고, 방전 유지용의 펄스 레이저 또는 CW 레이저로 이루어지는 레이저광 A를 조사한다. 또는, 방전 시동용의 펄스 레이저로 이루어지는 레이저광 B를 조사하고, 방전 유지용의 전압을 전극(15, 16)에 인가함과 더불어, 방전 유지용의 펄스 레이저 또는 CW 레이저로 이루어지는 레이저광 A를 조사하도록 해도 된다.
도 12는, 도 10에 나타낸 무전극 방전 용기 대신에, 제5 및 제11의 각 실시 형태에 나타난 방전 용기(1)로서 유전극 방전 용기를 이용하는 경우의 방전 용기(1)의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도면에 나타낸 바와 같이, 방전 용기(1)에는, 레이저광을 집광하는 방전 용기(1)의 일부에 집광 렌즈 부분(19)이 형성되어 있다. 그 밖의 구성 및 효과는, 도 11에 있어서 설명한 방전 용기(1)와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 1은 제1 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 제2 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 제3 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 제4 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 제5 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 제6 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 7은 제7 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 제8 실시 형태의 발명에 따른 광원 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 제1 내지 제3의 각 실시 형태 및 제5 내지 제7에 나타난 방전 용기(1)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 제4 및 제8의 각 실시 형태에 나타난 방전 용기(1)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 도 9에 나타낸 무전극 방전 용기 대신에, 제1 내지 제3의 각 실시 형태 및 제5 내지 제7에 나타난 방전 용기(1)로서 유전극 방전 용기를 이용하는 경우의 방전 용기(1)의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 도 10에 나타낸 무전극 방전 용기 대신에, 제5 및 제11의 각 실시 형태에 나타난 방전 용기(1)로서 유전극 방전 용기를 이용하는 경우의 방전 용기(1)의 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 종래 기술에 따른 특허 문헌 1에 기재된 광원 장치를 도시한 도면이 다.
도 14는 다른 종래 기술에 따른 특허 문헌 2에 기재된 광원 장치를 도시한 도면이다.
도 15는 특허 문헌 2에 기재된 광원 장치(200)의 문제점을 해결하기 위한 구성을 도시한 도면이다.
도 16은 특허 문헌 2에 기재된 광원 장치(200)의 문제점을 해결하기 위한 구성을 도시한 도면이다.
[부호의 설명]
1 : 방전 용기 11 : 발광부
12 : 시일링부 13 : 히터
14 : 발열체 15, 16 : 한 쌍의 전극
17 : 금속박 18 : 외부 리드
19 : 집광 렌즈 부분 2 : 타원 반사경
21 : 정상부 개구 3 : 레이저광 발생기
3A : 레이저광 발생기 3B : 레이저광 발생기
4 : 평면경 41 : 창부
5 : 집광 렌즈 6 : 집광 반사경
7 : 반사경 L1-L2 : 반사광 저해 영역
L3-L4 : 반사광 비조사 영역 X : 광축

Claims (11)

  1. 내부에 발광 물질이 봉입되고, 타원 반사경의 개구측으로부터 레이저광이 집광하여 조사되어 상기 발광 물질을 여기하여 방사광이 방사되는 방전 용기와, 한 쪽의 초점에 상기 방전 용기가 배치된 상기 타원 반사경과, 상기 방사광이 상기 타원 반사경에 의해 반사되어 반사광이 되고, 상기 반사광의 방향을 바꾸는 평면경을 구비하며,
    상기 평면경에는, 상기 방전 용기에 의해 상기 타원 반사경으로부터의 반사광이 차단되어 반사광이 조사되지 않는 반사광 비조사 영역에, 상기 레이저광을 도입하는 창부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 평면경과 상기 방전 용기의 사이에, 상기 레이저광을 집광하는 집광 렌즈가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 창부의 상기 방전 용기와는 반대측에, 상기 레이저광을 집광하는 집광 렌즈가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 창부의 상기 방전 용기와는 반대측에, 상기 레이저광을 집광하여 반사하는 집광 반사경이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 용기의 일부에, 상기 레이저광을 집광하는 집광 렌즈 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 용기는, 방전 용기의 내부에 전극을 갖지 않는 무전극 방전 용기인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전 용기는, 방전 용기의 내부에 한 쌍의 전극을 갖는 유전극 방전 용기인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 방전 용기에 도입되는 레이저광은, 펄스 레이저로 이루어지는 방전 시동용 레이저광과 펄스 레이저 또는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 방전 용기에 도입되는 레이저광은, 펄스 레이저 또는 CW 레이저로 이루어지는 방전 유지용 레이저광인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방전 용기는, 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가열 수단은, 방전 용기 내에 매설된 레이저광을 흡수하여 발열하는 발열체인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5180854B2 (ja) * 2009-01-23 2013-04-10 ウシオ電機株式会社 光源装置および当該光源装置を備える露光装置
JP2011049513A (ja) * 2009-07-30 2011-03-10 Ushio Inc 光源装置
KR101877468B1 (ko) * 2011-12-29 2018-07-12 삼성전자주식회사 광원 장치 및 광 생성 방법
KR102088363B1 (ko) 2013-12-05 2020-04-14 삼성전자주식회사 플라즈마 광원 장치 및 플라즈마 광 생성 방법
JP5661169B2 (ja) * 2013-12-26 2015-01-28 ウシオ電機株式会社 光源装置
KR102345537B1 (ko) * 2014-12-11 2021-12-30 삼성전자주식회사 플라즈마 광원, 및 그 광원을 포함하는 검사 장치
WO2017145662A1 (ja) 2016-02-23 2017-08-31 ウシオ電機株式会社 レーザ駆動ランプ
JP2019029272A (ja) 2017-08-02 2019-02-21 ウシオ電機株式会社 レーザ駆動ランプ
US11011366B2 (en) 2019-06-06 2021-05-18 Kla Corporation Broadband ultraviolet illumination sources

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60153024A (ja) * 1983-12-20 1985-08-12 アルファ・ランシア・インダストリアレ・ソチエタ・ペル・アチオニ レ−ザビ−ムを融通自在に構成するためのシステム
JPS61193358A (ja) * 1985-02-22 1986-08-27 Canon Inc 光源装置
US20070001131A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Cymer, Inc. LPP EUV light source drive laser system
KR20080108111A (ko) * 2006-03-31 2008-12-11 에너제틱 테크놀로지 아이엔씨. 레이저 구동 광원

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000514592A (ja) * 1996-07-09 2000-10-31 ランプ、アンド、コンサルタンツ 電磁放射線トランスミッタ／リフレクタデバイス、このようなデバイスを実施する装置および方法
JP2000091096A (ja) * 1998-09-14 2000-03-31 Nikon Corp Ｘ線発生装置
JP2005234120A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Nikon Corp 照明光学装置、露光装置及び露光方法
JP2006202671A (ja) * 2005-01-24 2006-08-03 Ushio Inc 極端紫外光光源装置及び極端紫外光光源装置で発生するデブリの除去方法
JP2007229682A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Harison Toshiba Lighting Corp 紫外線照射装置
US7989786B2 (en) * 2006-03-31 2011-08-02 Energetiq Technology, Inc. Laser-driven light source
US7705331B1 (en) * 2006-06-29 2010-04-27 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for providing illumination of a specimen for a process performed on the specimen
JP2010087388A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Ushio Inc 露光装置
TWI457715B (zh) * 2008-12-27 2014-10-21 Ushio Electric Inc Light source device
JP5142217B2 (ja) * 2008-12-27 2013-02-13 ウシオ電機株式会社 露光装置
JP5322217B2 (ja) * 2008-12-27 2013-10-23 ウシオ電機株式会社 光源装置
JP5346602B2 (ja) * 2009-01-22 2013-11-20 ウシオ電機株式会社 光源装置および当該光源装置を備える露光装置
JP5180854B2 (ja) * 2009-01-23 2013-04-10 ウシオ電機株式会社 光源装置および当該光源装置を備える露光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60153024A (ja) * 1983-12-20 1985-08-12 アルファ・ランシア・インダストリアレ・ソチエタ・ペル・アチオニ レ−ザビ−ムを融通自在に構成するためのシステム
JPS61193358A (ja) * 1985-02-22 1986-08-27 Canon Inc 光源装置
US20070001131A1 (en) * 2005-06-29 2007-01-04 Cymer, Inc. LPP EUV light source drive laser system
KR20080108111A (ko) * 2006-03-31 2008-12-11 에너제틱 테크놀로지 아이엔씨. 레이저 구동 광원

Also Published As

Publication number Publication date
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