KR20140061305A

KR20140061305A - 방전 램프

Info

Publication number: KR20140061305A
Application number: KR1020137025788A
Authority: KR
Inventors: 아키요시 후지모리; 노부오 카나이; 카즈마사 후지하라; 케이 카미조; 요스케 나구모
Original assignee: 가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2014-05-21
Also published as: WO2012133616A1; CN103460137A; TW201239550A; JP2012208351A; KR101867527B1; JP5723652B2; TWI536119B; CN103460137B

Abstract

노광 장치는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)의 휘선을 포함하는 광을 방사하는 방전 램프와, 수광부를 가지고, 방전 램프로부터 방사되는 광을 측정하는 광 측정 수단과, 광 측정 수단에 있어서의 측정값에 기초하여, 방전 램프에 공급하는 전력을 조정하는 조명 조정 수단을 구비한다. 그리고, 광 측정 수단은 g선, h선, i선 중 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가진다.

Description

방전 램프{DISCHARGE LAMP}

본 발명은 조도 등 광을 측정하는 측광 장치에 관한 것으로, 특히 노광 장치 등에 사용되는 방전 램프의 방사광에 대한 광 측정에 관한 것이다.

노광 장치에서는 포토레지스트 등의 감광 재료를 도포한 기판에 대하여 패턴광을 투영하여, 감광 재료에 패턴을 형성한다. 고정밀도의 패턴을 형성하기 위해서는, 노광 동작 중, 일정한 조사량으로 광을 조사할 필요가 있다. 그 때문에, 노광 사이에 측광 장치를 사용하여 조도 등을 계측하고, 방전 램프로의 공급 전력을 조정하여 점등 제어를 행한다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

노광 장치에서는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)의 휘선을 포함하는 광을 발광하는 고압/초고압 수은 램프가 사용되고 있다(특허문헌 3 참조). 감광 재료도 휘선에 기초한 감도 특성을 가지고 있고, 조도 측정 장치에 있어서는, g선, h선, i선 이외의 광을 제거하는 필터를 설치하여, 필터를 투과한 광에 기초하여 조도를 측정한다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).

일본 공개특허공보 평8-8154호 일본 공개특허공보 2002-5736호 일본 공개특허공보 2010-85954호 일본 공개특허공보 2002-340667호

상기 서술한 방전 램프에서는 방전관 내부가 고압이기 때문에, 방사 조도에 있어서는 방전 변동에 의한 노이즈가 지배적인 상태가 되기 쉽다. 특히, 휘선 부근에서는 광 에너지의 자기(自己) 흡수에 의해 변화가 생기고, 계측되는 휘선 부근의 스펙트럼값은 노이즈적인 방전 변동에 크게 영향을 받는다.

그 때문에 램프 출력 저하가 실질적으로 생기지 않고, 방사 스펙트럼 분포 전체의 변화는 작아도, 휘선 부근의 방사 스펙트럼만이 변동하는 경우가 생긴다. 한편, 실제로 램프의 출력 저하에 의해 방사 스펙트럼 분포 전체가 변동해도, 그 전체적 변동량에 비해 휘선 부근의 방사 스펙트럼 변동이 작은 경우도 있다.

이러한 방사 특성을 가지는 방전 램프에 대하여, 휘선에 맞추어 피크 투과율을 가지는 필터를 사용하여 조도 검출하면, 그 피크 부근에서의 노이즈적 스펙트럼 변동에 영향을 받게 되어, 스펙트럼 전체에 걸친 조도를 정확하게 검출할 수 없다. 그 결과, 잘못된 조도 계측에 기초한 전력 조정을 행하게 되어, 램프 점등 중, 불필요한 전력 변동이 빈번하게 계속되어, 램프 수명에 영향을 준다. 또, 조도 이외의 측광 연산에 있어서도 잘못된 측광값을 검출해버린다.

본 발명은 노이즈의 지배적인 방전 변동에 영향을 받지 않고, 방전 램프의 광을 적정하게 측정하는 측광 장치 및 노광 장치를 실현하는 것에 적합하다.

본 발명의 노광 장치는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)의 휘선을 포함하는 스펙트럼광을 발광하는 방전 램프와, 방전 램프로부터 방사되는 광을 측정하는 조도 측정 수단과, 측정값에 기초하여 방전 램프에 공급하는 전력을 조정하는 광 조정 수단을 구비한다.

방전 램프로서는 고압 혹은 초고압 수은 램프가 적용 가능하며, 이 경우, g선, h선, i선의 휘선 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼이 생기고, 방사광의 스펙트럼 분포는 3개의 휘선에 따른 협파장역에 있어서 큰 상대적 스펙트럼 강도를 가지는 연속적인 분광 분포 곡선을 보인다. 예를 들면, 방전 램프는 수은 0.2mg/mm³ 이상 방전관 내에 봉입된 수은 램프로서 적용 가능하다.

광 측정 수단의 수광부는 예를 들면 광전 변환 소자 등의 수광 소자와, 입사광로 상에 배치되는 필터 등을 구비하고, 수광 소자로 입사하는 광에 의해 생기는 전기 신호에 기초하여 측정한다. 수광부의 분광 감도 특성은 수광 소자의 분광 감도 특성 및 필터의 분광 투과율 특성에 기초하여 정해진다. 수광 소자의 분광 감도가 특정 파장역에 편향적 감도를 가지지 않고, 파장역 전체에 걸쳐 대략 일정한 경우, 필터의 분광 투과 특성이 그대로 수광부의 분광 감도 특성으로서 나타난다.

광 측정 수단은 측정값으로서 조도, 휘도, 광량 등, 방전 램프의 방사광에 관한 다양한 물리량의 어느 하나를 측정하는 것이 가능하다. 광 조정 수단은 계측되는 측광값을 적정한 값 또는 일정한 값으로 유지하도록 공급 전력을 조정한다.

본 발명에서는 광 측정 수단의 분광 감도 특성이 이웃하는 2개의 휘선 사이, 즉, i선(365nm)과 h선(405nm) 사이, 또는 h선(405nm)과 g선(436nm) 사이에 피크 감도를 마련하고 있다.

즉, 수광부의 피크 감도는 본래 주시해야 할 h선, i선으로부터 시프트한 위치에 있고, 분광 감도 특성에 있어서의 h선과 i선에 따른 감도(스펙트럼값)는 피크 감도보다 낮다. 피크 감도를 정점으로 하여 i선 및 h선을 향해 감도(스펙트럼값)가 낮아지기 때문에, 휘선 부근에 있어서의 노이즈의 지배적인 방전 변동이 생겨도, 그 변동에 크게 영향을 받지 않고, 방전 램프의 광을 측정할 수 있다.

예를 들면, 정조도 점등 제어가 행해지는 경우, 정확하게 측정되는 조도에 따라 전력 조정하는 것이 가능해지고, 잘못된 전력 조정에 의해 본래 필요로 하지 않는 전력 변동이 생기지 않아, 안정적인 정조도 점등이 실현된다.

분광 감도 특성은 피크 감도를 중심으로 한 대략 가우스 분포 곡선(정규 분포)에 의해 나타내는 것이 가능하며, 또는 밴드패스(대역)에 의해 나타내는 것도 가능하다. 분광 감도 곡선으로서는 i선과 h선 또는 g선, i선으로부터 피크 감도를 될 수 있는 한 떨어뜨리도록 구성하면 되고, 예를 들면, 중간역에 피크를 가지게 하도록 해도 된다.

노이즈의 지배적인 방전 변동의 영향을 피하는 한편, i선과 h선 사이의 파장역, 혹은 h선과 g선 사이의 파장역의 광을 광범위하게 빠짐없이 검출하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 광 측정 수단은 i선과 h선 사이의 파장역보다 분광 감도 곡선의 반값폭이 넓은 유효한 감도 특성을 가지도록 하는 것이 좋다. 이것에 의해, i선과 h선 사이의 파장역에 있어서의 스펙트럼 강도가 전체적으로 정밀도 좋게 검출된다.

예를 들면, h선과 i선의 파장에 있어서는 피크 감도의 85% 이하의 감도로 하고, h선과 i선 사이의 파장역보다 분광 감도 곡선의 반값폭이 넓은 유효한 감도 특성을 가지도록 하면 된다. 이것에 의해, 노이즈에 의한 영향을 배제하고, 전체적 스펙트럼 변동의 검출을 보다 확실하게 하는 것이 가능하다.

한편, 본 발명의 다른 국면에 있어서의 측광 장치는 광전 변환 소자 등의 수광 소자와, 입사광로 상에 배치되는 필터를 가지는 수광부와, 수광 소자에 입사하는 광에 기초하여, 측광 연산하는 측정부를 구비하고, 수광부는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm) 중 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서도, 수광부의 분광 감도 특성에 의해 정확한 조도, 휘도, 광량 등을 계측하는 것이 가능해지고, 방전 램프의 정확한 측광을 실현할 수 있다. 보다 구체적인 수광부의 분광 감도 특성으로서는, 상기 서술한 분광 감도 특성이 적용 가능하다.

측광 장치는 예를 들면 조도, 휘도, 광량 등을 검출 가능하며, 각각 조도계, 휘도계, 광량계로서 구성 가능하다. 측광 장치는 예를 들면 핸디캠 타입의 측광 장치로서 구성 가능하며, 수광부와 측정부를 일체적으로 해도 된다. 또는, 수광부와 측정부 사이에 신호 케이블을 통하여 접속하도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 탁상 타입의 측광 장치 본체에 수광부를 케이블 접속시키도록 구성해도 된다. 또한, 측광 장치를 노광 장치, 또는 광원 장치 내에 편입시켜 사용하고, 또는 노광 준비 단계에서 측광 장치를 묘화 테이블 등에 설치하여 측광하도록 구성하는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 국면에 있어서의 측광 장치는 수광 소자와, 입사광로 상에 배치되는 필터를 가지는 수광부와, 수광 소자에 입사하는 광에 기초하여, 측광 연산하는 측정부를 구비하고, 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 노이즈의 지배적인 방전 변동에 영향을 받지 않고 방전 램프의 광을 적정하게 측정할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태인 노광 장치의 개략적 블록도이다.
도 2는 수광부의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 방전 램프의 분광 분포 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 제2 실시형태에 있어서의 조도계의 모식도이다.
도 5는 제2 실시형태인 조도계의 블록도이다.
도 6은 제1 실시형태와는 상이한 수광부의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다.
도 7은 i선(365nm)에 따른 종래 수광부(이하에서는, 제1 종래 수광부라고 함)의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다.
도 8은 h선(405nm)에 따른 종래 수광부(이하에서는, 제2 종래 수광부라고 함)의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7, 도 8에 나타내는 제1, 제2 종래 수광부를 사용하여 정조도 점등 제어를 행했을 때의 램프 공급 전력의 변동을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 실시예의 수광부를 사용하여 정조도 점등 제어를 행했을 때의 전력 변동을 나타낸 그래프이다.
도 11은 공급 전력을 단계적으로 조정했을 때에 측정되는 분광 분포의 변화를 나타낸 도면이다.
도 12는 스펙트럼 상대 적산 강도를 전력마다 플롯한 그래프이다.
도 13은 스펙트럼 상대적 적산 강도의 변화율을 나타낸 그래프이다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은 제1 실시형태인 노광 장치의 개략적 블록도이다.

노광 장치(10)는 포토레지스트 등의 감광 재료를 표면에 형성한 기판(SW)에 직접 패턴을 형성하는 마스크리스 노광 장치로서, 방전 램프(21), DMD(Digital Micro-mirror Device)(24)를 구비하고 있다. 방전 램프(21)로부터의 광에 기초하여 기판(SW)을 조사하고, 기판(SW)의 표면에 패턴을 형성한다.

방전 램프(21)는 고압 혹은 초고압 수은 램프이며, 예를 들면, 0.2mg/mm³ 이상의 수은이 포함되어 있다. 방전 램프의 스펙트럼은 약 330nm~480nm에 있어서 연속적인 스펙트럼 분포임과 아울러, g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)의 휘선 스펙트럼광을 방사한다.

방전 램프(21)로부터 방사된 광은 조명 광학계(23)에 의해 평행광으로 형성되고, 미러(25), 하프 미러(27A), 미러(27B)를 거쳐 DMD(24)에 이끌린다. DMD(24)는 수μm~수십μm의 미소 직사각형 형상 마이크로 미러를 매트릭스 형상으로 2차원 배열시킨 광 변조 소자 어레이(예를 들면, 1024×768)이며, 노광 제어부(60)에 의해 제어된다.

DMD(24)에서는 노광 제어부(60)로부터 보내져 오는 노광 데이터에 기초하여, 각 마이크로 미러가 각각 선택적으로 ON/OFF 제어된다. ON 상태의 마이크로 미러에 있어서 반사된 광은 하프 미러(27A)를 통하여 투영 광학계(28)로 이끌린다. 그리고, ON 상태 미러로부터의 반사광에 의해 형성되는 광속, 즉 패턴 이미지의 광이 기판(SW)에 조사된다. 기판(SW)을 이동시키면서 패턴을 기판 전체에 형성한다.

노광 장치(10)는 조도 연산 제어부(30), 수광부(40)로 구성되는 조도 측정 제어 장치(50)를 구비하고 있다. 조도 측정 제어 장치(50)는 방전 램프(21)의 조도를 측정하고, 정조도 점등 제어를 행한다. 수광부(40)가 투영 광학계(28)의 조사 영역으로 이동함으로써, 방전 램프(21)의 광은 수광부(40)로 이끌린다. 1개의 기판에 대한 묘화가 종료되고 나서 다음 기판으로의 묘화 개시까지의 동안, 수광부(40)에 입사한 광에 기초하여 조도 측정을 행한다.

수광부(40)는 광전 변환 소자 등으로 구성되는 수광 소자(41)와, 수광 소자(41)의 수광면에 대향 배치되는 필터(42)를 구비하고, 하우징 부분의 창(도시하지 않음)으로부터 입사한 광은 입사광로 상에 있는 필터(42)를 통과하여, 수광 소자(41)에 입사한다.

후술하는 바와 같이, 필터(42)는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)을 포함하는 소정 대역의 광을 투과하는 분광 투과율 특성을 구비하고 있고, 그 대역 이외의 파장역의 광을 제거한다. 수광 소자(41)에 입사한 광에 의해 생긴 신호는 조도 연산 제어부(30)에 보내진다.

조도 연산 제어부(30)에 입력된 신호는 앰프(35)에 의해 증폭 처리된 후, A/D 변환기(34)에 있어서 디지털 신호로 변환된다. 그리고, 연산부(36)에 있어서 조도가 산출된다. 조도 산출 방법에 대해서는, 종래 주지의 방법에 의해 구해진다.

조도 제어부(33)는 조도 데이터에 기초하여 램프 구동부(32)로부터 방전 램프(21)에 공급되는 전력을 조정한다. 이것에 의해, 램프가 점등하고 있는 동안, 조도가 일정하게 방전 램프(21)로부터 기판(SW)에 대해서 광이 조사된다.

도 2는 수광부의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다. 도 3은 수광부의 분광 감도 특성과 방전 램프의 분광 분포 특성을 나타낸 도면이다. 도 2, 3을 사용하여 수광부의 분광 감도 특성에 대해서 설명한다.

노광 장치(10)에 의해 패턴을 형성하는 기판(SW)의 감광 재료는 수은선으로서 g선, h선, 또는 i선에 반응하는 감광 특성을 구비하고 있는 것이 많다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 수광부(40)의 분광 감도 곡선(L1)은 이들 휘선에 따른 파장역 340~480nm에 걸친 가우스 분포에 근사한 곡선이며, 385nm에 피크 감도(P1)가 있다. h선(405nm)에 있어서의 감도는 P2, i선(365nm)에 있어서의 감도는 P3이며, 상대적 스펙트럼값이 가장 높은 피크(P1)를 중심으로 하여, 대략 대칭적인 분포 곡선으로 되어 있다.

도 3에는 수광부의 분광 감도 곡선(L1)과 함께, 방전 램프(21)의 분광 분포 곡선(SP)이 도시되어 있다. 단, 수광부의 분광 감도 곡선(L1)은 필터(42)의 분광 투과율 특성과 수광 소자(41)의 분광 감도 특성에 기초한다. 방전 램프(21)는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)의 휘선을 포함시킨 연속적인 스펙트럼광을 방사하고, 436nm, 405nm, 365nm 전후의 좁은 파장폭에서 날카로운 스펙트럼 파워를 가진다. 또, 초고압 수은 램프이기 때문에, 스펙트럼 변화가 비교적 완만하며, 광범위하게 펼쳐진 연속적인 분포 곡선으로 되어 있다.

램프 점등 중, 방전 램프(21)의 분광 분포는 자기 흡수(흡수 스펙트럼)에 의해 변동한다. 도 3에서는 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm) 부근에서 급격하게 스펙트럼값이 내려가는 분광 분포 곡선을 나타내고 있고, 방전 램프(21)의 자기 흡수 현상이 현저하게 나타나 있는 분광 분포 특성이 도시되어 있다. 이러한 특정의 좁은 파장역에서의 스펙트럼 변동이 점등 중 불규칙하게 생긴다.

본 실시형태의 수광부(40)의 분광 감도 곡선(L1)의 피크(P1)는 h선(405nm), i선(365nm)으로부터 떨어져 있고, 이웃하는 2개의 휘선으로부터 대략 중간의 파장을 가지는 광에 대하여 최대의 감도가 있다. 또, h선의 파장에 있어서의 감도비(R11)와, i선의 파장에 있어서의 감도비(R12)는 P1과 비교하여 낮아지고, P1=1.0에 대하여, R11=0.70, R12=0.61이며，모두 P1의 85퍼센트 이하이다.

또한, h선과 i선 사이의 파장역보다 분광 감도 곡선의 반값폭(Δλ/2)이 넓고, Δλ/2=50nm이다. 이와 같이, 분광 감도 곡선(L1) 중에서 감도가 높은 파장역을 h선, i선으로부터 분리하여, 자기 흡수에 의한 분광 분포의 변동에 영향을 받지 않고, 또한 h선과 i선 사이의 파장역 전체에 걸쳐 광이 투과한다.

그 결과, 수광 소자(41)에 입사하는 광의 스펙트럼 파워는 노이즈적인 스펙트럼 변동에 지배되지 않는 광이 되고, 실제의 조도가 적정하게 검출된다. 그리고, 적정하게 검출되는 조도에 기초하여, 방전 램프(21)로의 공급 전력을 조정한 정조도 점등이 행해지고, 빈번한 전력 조정이 억제된다.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 방전 램프(21)를 사용하여 패턴을 형성하는 노광 장치(10)가 조도 연산 제어부(30) 및 수광부(40)로 구성되는 조도 측정 제어 장치(50)를 구비하고, 수광부(40)의 분광 감도 곡선(L1)은 피크(P1)가 h선(405nm), i선(365nm)으로부터 시프트하고 있고, 이웃하는 2개의 휘선으로부터 대략 중간의 파장역에 마련되어 있다. 피크 감도보다 h선과 i선에 있어서의 감도가 낮고, h선의 파장에 있어서의 감도비(R1)와, i선의 파장에 있어서의 감도비(R2)는 P1의 85% 이하이다. 또한, h선과 i선 사이의 파장역보다 분광 감도 곡선의 반값폭(Δλ/2)이 넓다.

다음에, 도 4~도 6을 사용하여, 제2 실시형태인 측광 장치에 대해서 설명한다. 제2 실시형태에서는, 노광 장치로부터 독립한 측광 장치가 조도 측정을 위해 사용된다.

도 4는 제2 실시형태에 있어서의 조도계의 모식도이다.

핸디캠 타입의 조도계(100)는 표시부(129)를 구비한 본체(120)와 수광부(110)를 구비하고, 수광부(110)는 수광부(110)에 부착된 신호 케이블(130)을 통하여 본체(120)의 접속부(127)에 접속된다. 도시하지 않는 노광 장치에 있어서의 조도 측정을 위해 조도계(100)의 수광부(110)를 기판 탑재 스테이지에 설치하고, 소정의 측정 포인트로 수광부(110)를 이동시킨다. 그리고, 본체(120)의 표시부(129)에 표시되는 조도를 확인하고, 방전 램프에 대한 공급 전력을 조정한다.

도 5는 제2 실시형태인 조도계의 블록도이다.

수광부(110)는 수광부 본체(110H)의 상면에 설치된 창(112)의 하방에, 필터(114) 및 수광 소자(116)를 구비하고 있고, 수광부(110)는 수광 소자(116)에 대향 배치되어 있다. 여기서는, 제1 실시형태와 마찬가지의 분광 감도 특성을 가지는 수광부(110) 뿐만 아니라, 후술하는 분광 감도 특성을 가지는 수광부(110')가 선택적으로 본체(120)에 접속 가능하다.

도 6은 제1 실시형태와는 상이한 수광부의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 수광부(110')의 분광 감도 분포 곡선(L2)은 약 422nm를 피크(P2)로 한 가우스 분포에 근사한 곡선이며, g선(436nm)과 h선(405nm)의 대략 중심 위치에 피크(P2)가 존재한다. 또, g선의 파장에 있어서의 감도비(R21), h선의 파장에 있어서의 감도비(R22)는 P2와 비교하여 낮아지고, P2=1.0에 대하여 R21=0.64, R22=0.71로서，모두 P1의 85퍼센트 이하이다.

또한, g선과 h선 사이의 파장역보다 분광 감도 곡선의 반값폭(Δλ/2)이 넓고, Δλ/2=43nm이다. 이와 같이 분광 감도 곡선(L2)에는 g선과 h선의 대략 중간에 피크(P2)가 있기 때문에, 자기 흡수 등에 의한 노이즈 지배의 스펙트럼 변동의 영향을 받지 않고, 또한 h선과 i선 사이의 파장역 전체의 스펙트럼광을 적절하게 투과하여, 수광 소자(116)로 이끈다.

수광부(110)의 수광 소자(116), 혹은 수광부(110')의 수광 소자(116')에 있어서 생긴 전기 신호는 앰프(122)에 의해 증폭 처리된 후, A/D 변환기(124)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 그리고, 연산부(128)에 있어서 조도가 연산된다. 구해진 조도 데이터는 표시부(129)에 있어서 표시된다. 컨트롤러(126)는 본체 내부의 전원 회로, 신호 처리 회로를 제어한다.

또한, 제1, 제2 실시형태에서는 조도계가 측광 장치로서 구성되어 있지만, 휘도계, 적산 광량계, 적산 강도계 등, 다른 측광 장치를 적용하는 것도 가능하다. 이 경우, 측광 장치 본체에 있어서, 수광에 기초한 신호로부터 휘도, 광량, 강도 등이 종래 알려진 연산 처리 방법에 따라 산출된다. 또, 본체(120)를 핸디캠 타입 뿐만 아니라, 탁상형 장치로서 구성하는 것도 가능하다. 또한, 가이드 홈을 사용한 슬라이드 기구 등에 의해, 선택적으로 필터를 수광부에 착탈이 자유롭게 장착해도 된다.

방전 램프로서는 상기 이외의 수은 램프를 사용하는 것도 가능하며, 연속적 스펙트럼임과 아울러, g선, h선, i선을 휘선이 포함되는 연속적 스펙트럼광을 발광하는 방전 램프가 적용 가능하다. 또는, 다른 복수의 휘선이 포함되는 연속적 스펙트럼광을 발광하는 방전 램프를 사용해도 된다. 이 경우, 측광 장치는 방전 램프의 특성에 맞춘 분광 감도 특성을 가지도록 구성된다. 또, 제1 실시형태와 같이 노광 장치에 조도 측정 장치가 편입되어 있는 경우, 필터에 의해 감도 특성을 가지는 구성으로 해도 된다.

(실시예)

이하에서는, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

본 실시예는 제1, 2 실시형태에서 설명한 분광 감도 특성을 가지는 수광부를 구비한 조도계에 의해 구성된다. 종래의 분광 감도 특성을 가지는 수광부를 구비한 조도계와의 비교 실험을 행했다.

도 7은 i선(365nm)에 따른 종래 수광부(이하에서는, 제1 종래 수광부라고 함)의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다. 도 8은 h선(405nm)에 따른 종래 수광부(이하에서는, 제2 종래 수광부라고 함)의 분광 감도 특성을 나타낸 도면이다.

도 7에 나타내는 분광 감도 곡선(L3)은 약 355nm를 피크 감도로 한 분포 곡선이며, i선(365nm) 부근의 단파장측에 최대의 감도가 있다. h선(405nm)의 파장에 있어서의 감도비 R31=0, i선(365nm)의 파장에 있어서의 감도비 R32=0.90이며, 분광 감도 곡선의 반값폭 Δλ/2=40nm이다.

도 8에 나타내는 분광 감도 곡선(L4)은 약 405nm를 피크 감도로 한 분포 곡선이며, h선(405nm) 부근의 단파장측에 최대의 감도가 있다. g선(436nm)의 파장에 있어서의 감도비 R41=0.75, h선(405nm)의 파장에 있어서의 감도비 R42=0.99, i선(365nm)의 파장에 있어서의 감도비 R43=0.35이며, 분광 감도 곡선의 반값폭 Δλ/2=75nm이다. 어느 분광 감도 곡선도 자기 흡수 등에 의한 노이즈적 스펙트럼 변동의 영향을 받기 쉬운 파장역에 피크 감도를 마련하고 있다.

도 9는 도 7, 8에 나타내는 제1, 제2 종래 수광부를 사용하여 정조도 점등 제어를 행했을 때의 램프 공급 전력의 변동을 나타낸 그래프이다. 도 10은 본 실시예의 수광부를 사용하여 정조도 점등 제어를 행했을 때의 전력 변동을 나타낸 그래프이다. 여기서는, 방전 램프로서 수은 0.2mg/mm³ 이상의 초고압 수은 램프를 사용하여 정조도 점등 제어를 행했다.

도 7, 도 8에 나타내는 제1, 제2 종래 수광부를 사용한 조도계의 경우, 램프의 사용 중, 큰 전력 변동이 연속적으로 끊임없이 생기고 있다(도 9의 M1, M2 참조). 이것은 노이즈가 지배적인 방전 변동에 영향을 받아 부정확한 조도를 검출해버려, 그것에 맞추어 큰 전력 변동을 수반하는 불필요한 전력 조정이 행해지고 있는 것을 나타낸다.

도 10은 본 실시예의 수광부를 사용하여 정조도 점등 제어를 행했을 때의 램프 공급 전력의 변동을 나타낸 그래프이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 큰 전력 변동이 거의 생기지 않고 전력 조정이 행해지고 있다. 이것은 상기 서술한 본 실시예의 수광부를 사용함으로써, 노이즈가 지배적이 된 방사 스펙트럼 변동에 영향을 받지 않고, 전체적인 스펙트럼 파워를 정확하게 검출하고, 적정한 전력 조정이 행해지고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 도 10에서는 제1 실시형태에 따른 실시예인 방전 램프의 전력 변동을 나타내고 있지만, 제2 실시형태에 따른 실시예인 방전 램프에 있어서도 마찬가지로 큰 전력 변동을 수반하지 않는다.

다음에, 방전 램프에 대한 공급 전력을 변화시켰을 때의 스펙트럼 상대적 적산 강도 및 스펙트럼 상대적 적산 강도의 변화에 대해서 비교 실험을 행했다. 조도계에 대해서는, 본 실시예 중 제1 실시형태에 따른 실시예를 사용하여, 종래예와 비교했다.

도 11은 공급 전력을 단계적으로 조정했을 때에 측정되는 분광 분포의 변화를 나타낸 도면이다. 전력을 170W~250W의 범위에서 20W씩 단계적으로 변화시키고, 그 때의 스펙트럼 분포 SL1~SL5가 도시되어 있다. 공급 전력이 감소할수록, 분광 분포 곡선의 스펙트럼 강도가 전체적으로 내려간다. 또한, 도 11에 나타내는 스펙트럼 분포는 방전 램프로부터 방사되고, 광학계를 통과한 광을 멀티 측광 시스템 MC-3000-28C(오츠카덴시 가부시키가이샤제)에 의해 측정한 분광 분포 곡선에 기초하여 작성한 그래프이다.

도 12는 스펙트럼 상대 적산 강도를 전력마다 플롯한 그래프이다. 여기서는 공급 전력마다 계측되는 분광 분포 곡선에 대하여, 수광부의 감도 곡선으로 승산한 값을 적산한 상대적 적산값을, 각 수광부에서 대비하여 그래프화하고 있다. 여기서, 공급 전력이 250W일 때의 제2 종래 수광부의 적산값을 기준(100%)으로 하여, 각 수광부의 공급 전력에 있어서의 적산 강도의 비율을 나타내고 있다.

예를 들면, 본 실시예의 수광부에 대해서는, 도 11에서 나타낸 공급 전력마다 계산되는 분광 분포 곡선에 대하여, 도 2에서 나타낸 분광 감도 곡선으로 단위파장(1nm)마다 승산하여, 300nm 내지 500nm 사이에서의 적산값을 구하고, 동일한 방법으로 산출한 공급 전력이 250W일 때의 제2 종래 수광부의 적산값에 대한 비율로서 나타내고 있다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 각 수광부에 있어서의 스펙트럼 상대 적산 강도는 공급 전력 250W를 기준으로 하여 저하하고, 전력 변화량에 대략 비례하여 적산 강도가 저하되어 간다. 본 실시예의 수광부 및 제2 종래 수광부를 사용했을 때, 전체적으로 스펙트럼 상대적 적산 강도가 크다.

도 13은 스펙트럼 상대적 적산 강도의 변화율을 나타낸 그래프이다. 여기서는, 입력 전력 170W일 때를 기준으로 했을 때의 적산 강도의 변화율이 비에 의해 표시되어 있다. 변화율이 클수록 분해능이 높고 보다 세세하게 적산 강도의 변화를 검출할 수 있어, 정밀하게 조도 변동을 파악할 수 있다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 수광부를 사용했을 때의 변화율이 가장 크다.

이상에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 수광부를 사용함으로써, 노이즈가 지배적인 방전 변동에 영향을 받지 않고, 또한, 실제의 방전 변화(조도 변화)를 정밀하게 파악하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 실시예의 수광부를 사용함으로써, 휘도 측정, 광량 측정 등 다른 측광 연산에 대해서도 정확하게 행할 수 있는 것은 분명하다.

본 발명에 관해서는, 첨부된 클레임에 의해 정의되는 본 발명의 의도 및 범위로부터 벗어나지 않고, 다양한 변경, 치환, 대체가 가능하다. 또한, 본 발명에서는 명세서에 기재된 특정의 실시형태의 프로세스, 장치, 제조, 구성물, 수단, 방법 및 스텝에 한정되는 것을 의도하지 않는다. 당업자라면 본 발명의 개시로부터, 여기에 기재된 실시형태가 초래하는 기능과 동일한 기능을 실질적으로 달성하고, 또는 동등한 작용, 효과를 실질적으로 초래하는 장치, 수단, 방법이 도출되는 것을 인식할 것이다. 따라서, 첨부한 청구의 범위는 이러한 장치, 수단, 방법의 범위에 포함되는 것이 의도되어 있다.

본원은 일본 출원(일본 특원 2011-074420호, 2011년 3월 30일 출원)을 기초출원으로서 우선권 주장하는 출원이며, 기초출원의 명세서, 도면 및 클레임을 포함하는 개시 내용은 참조하는 것에 의해 본원 전체에 원용되어 있다.

10…노광 장치
21…방전 램프
30…조도 연산 제어부
40, 110…수광부
41…수광 소자
42, 114…필터
50…조도 측정 제어 장치
100…조도계
120…본체

Claims

g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm)의 휘선을 포함하는 광을 방사하는 방전 램프와,
수광부를 가지고, 상기 방전 램프로부터 방사되는 광을 측정하는 광 측정 수단과,
상기 광 측정 수단에 있어서의 측정값에 기초하여, 상기 방전 램프에 공급하는 전력을 조정하는 조명 조정 수단을 구비하고,
상기 광 측정 수단이 g선, h선, i선 중 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성에 있어서의 분광 감도 곡선의 반값폭이 상기 이웃하는 2개의 휘선 사이의 파장역보다 넓은 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성에 있어서, 상기 이웃하는 2개의 휘선에 있어서의 감도가 모두 상기 피크 감도의 85퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성이 i선과 h선 사이의 파장역(365nm~405nm)에 피크 감도를 가지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성이 h선과 g선 사이의 파장역(405nm~436nm)에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성에 있어서의 분광 감도 곡선이 상기 피크 감도를 중심으로 한 대략 가우스 분포 곡선에 의해 표시되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 측정 수단이 상기 방전 램프로부터 방사되는 광의 조도를 측정하고,
상기 조명 조정 수단이 일정 조도를 유지하도록 공급 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 램프가 수은을 0.2mg/mm³ 이상 봉입된 수은 램프인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
수광 소자와, 입사광로 상에 배치되는 필터를 가지는 수광부와,
상기 수광 소자에 입사하는 광에 기초하여, 측광 연산하는 측정부를 구비하고,
상기 수광부가 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm) 중 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 측광 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성에 있어서의 분광 감도 곡선의 반값폭이 상기 이웃하는 2개의 휘선 사이의 파장역보다 넓은 것을 특징으로 하는 측광 장치.
제 9 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성에 있어서, 상기 이웃하는 2개의 휘선에 있어서의 감도가 모두 상기 피크 감도의 85퍼센트 이하인 것을 특징으로 하는 측광 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성이 i선과 h선 사이의 파장역(365nm~405nm)에 피크 감도를 가지는 것을 특징으로 하는 측광 장치.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분광 감도 특성이 h선과 g선 사이의 파장역(405nm~436nm)에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 측광 장치.
측광 장치 본체에 신호 케이블을 통하여 접속 가능하며,
수광 소자와,
입사광로 상에 배치되는 필터를 구비하고,
휘선인 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm) 중 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 측광 장치의 수광부.
수광 소자와, 입사광로 상에 배치되는 필터를 가지는 수광부와,
상기 수광 소자에 입사하는 광에 기초하여, 측광 연산하는 측정부를 구비하고,
상기 수광부가 이웃하는 2개의 휘선 사이에 피크 감도가 있는 분광 감도 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 측광 장치.