JP5605666B2 - 放電ランプ、光源装置及び露光装置 - Google Patents
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Description
また、放電ランプには、固定側の口金と自由端側の口金とがあり、従来の冷却機構を用いて自由端側の口金を冷却する場合には、口金の周囲にも送風用の配管等を設置する必要があり、放電ランプからの光が多く遮光されるという問題があった。
さらに、本発明は、そのような光源装置に適用できる放電ランプ及びそのような光源装置を用いる露光技術を提供することをも目的とする。
第2の態様によれば、光源装置であって、第1の態様の放電ランプを有する光源装置が提供される。
第3の態様によれば、光源装置から発生した露光光によって感光基板にパターンを露光する露光装置であって、前記光源装置として第2の態様の光源装置を用いる露光装置が提供される。
なお、本明細書には以下の発明も記載されている。
本発明による放電ランプは、ガラス部材の内部に放電用の電極を収納した放電ランプであって、そのガラス部材に連結された口金部材と、その口金部材に設けられ、導電性材料で形成される中継部材と、その中継部材と電気的に接続される導電性部材を有する連結部材と、その中継部材及びその連結部材に設けられ、その口金部材に冷却用媒体を供給するための流路とを備えるものである。
また、本発明による露光装置は、光源装置から発生した露光光によって感光基板にパターンを露光する露光装置であって、その光源装置として本発明の光源装置を用いるものである。
本発明の他の放電ランプによれば、放電用の電力は、連結部材の導電性部材、中継部材、及び口金部材を介して放電用の電極に供給される。さらに、冷却用媒体は、連結部材及び中継部材に設けられた流路を介して口金部材に供給される。
本発明の接続用ケーブルによれば、電源からの電力は、可撓性を持つ被覆部材を介して装置側に供給され、供給源からの冷却用媒体は、その被覆部材に設けられた可撓性を持つ管状部材の内部を通して装置側に供給される。
図1は、本例の露光光源30を備えた投影露光装置(露光装置)を示し、この図1において、アーク放電型の水銀ランプよりなる放電ランプ1が、取り付け部材31を介して絶縁物よりなる固定板29に固定されている。また、放電ランプ1内の陽極側及び陰極側の電極には、それぞれ電源32から可撓性を持つ電力ケーブル33A及び33Bを介して電力が供給されている。また、放電ランプ1の2つの口金には可撓性を持つ送風用配管35A及び35Bを介して送風装置34から、防塵フィルタを通して冷却された空気(以下、冷風と言う。)が供給されている。送風装置34としては、外気を取り込んで除塵及び冷却を行って得られた空気(又は窒素ボンベから取り込んだ窒素ガス等でもよい)を所定の風量で供給する機構が使用できる。送風装置34としては、それ以外に、工場内でエアーシリンダ等のために圧縮空気を供給する圧縮空気供給部を使用してもよい。その冷風は、室温程度でもよく、必ずしも室温以下にまで冷却されていなくともよい。
タ駆動装置3aを制御する。
図2(A)は、図1の露光光源30中の放電ランプ1及びその取り付け機構を示す一部を切り欠いた図であり、この図2(A)において、放電ランプ1は、バルブ部25a及びこれを挟むように固定されたほぼ対称で円筒状の2つの棒状部25b,25cからなるガラス管25と、一方の固定側の棒状部25bの端部に連結された陰極側の口金部26と、他方の外側に向けて階段状に直径が小さくなる自由端側の棒状部25cの端部に連結された陽極側の口金部28とを備えている。そのバルブ部25a内に発光部を形成するための陽極EL1及び陰極EL2が対向して固定され、陰極EL2及び陽極EL1はそれぞれ口金部26及び28に接続され、口金部26及び28は電気伝導率及び熱伝導率の良好な金属製である。口金部26、ガラス管25、及び口金部28は、ガラス管25の棒状部25b,25cの中心軸を結び発光部の中心を通る一つの直線上に配置されている。その棒状部25b,25cの中心軸を結ぶ直線に平行な方向が放電ランプ1の長手方向Lである。
放電ランプ1を固定する際には、放電ランプ1の軸部26bを2点鎖線で示す取り付け部材31の開口部31bに嵌合させて、フランジ部26aを取り付け部材31の上面31aに載置する。図2(B)に示すように、フランジ部26aには円形の開口27A,27Bが形成されており、これらの開口27A,27Bに図2(A)の上面31aに固定されている円柱状の突部(不図示)を挿通することで、放電ランプ1の回転方向の位置決めが行われる。
筒部55とを有し、固定部54及び円筒部55はともに導電性の良好な金属製である。固定部54は側面51aに固定された平板部54aと外側に突き出た円筒部54bとを有し、円筒部54b内の3箇所に凹部54cが形成されている。また、平板部54aの4箇所に図3(C)に示すように座ぐり部54dが形成され、座ぐり部54d内のボルト56によって、固定部54(ひいては口金側コネクタ52)が流路折り曲げ部材51の側面51aに固定されている。
図4の連結ケーブル57において、図1の電源32からケーブル側第2コネクタ58Bの本体部材59Bに供給された電力は、ケーブル側第2連結部材62Bの本体部材63B、電力ケーブル33A、ケーブル側第1連結部材62Aの本体部材63A、及びケーブル側第1コネクタ58Aの本体部材59Aを介して図3(B)の口金側コネクタ52に供給される。また、図1の送風装置34から図4のケーブル側第2コネクタ58Bの円筒部材60B内に供給された冷風は、ケーブル側第2連結部材62Bの円筒部材64B、送風用配管35A、ケーブル側第1連結部材62Aの円筒部材64A、及びケーブル側第1コネクタ58Aの円筒部材60Aを介して図3(B)の口金側コネクタ52の円筒部55内に送風される。
次に、図5は、図3(B)の放電ランプ1の口金側コネクタ52と図1の電源32及び送風装置34とを図4の連結ケーブル57で連結(接続)した状態を示し、この図5において、導電性の良好な金属製の取り付け部材40に、図3(B)の口金側コネクタ52と同じ構造の、導電性の良好な金属製の固定部42と円筒部43とからなる電源側コネクタ41の平板部42aがボルト(不図示)によって固定されている。固定部42の円筒部42bは、その内面に図4の連結ケーブル57のケーブル側第2コネクタ58Bの先端部59Baが嵌合できる大きさであり、円筒部43は、その内側にそのケーブル側第2コネクタ58Bの円筒部材60Bが差し込める大きさである。また、図4のケーブル側第2コネクタ58Bの先端部58Baの突部59Bbに対応するように、図5の円筒部42cの内面に凹部42cが形成されている。なお、円筒部材60Bの先端部には円筒部43に容易に連結できるようにテーパ部が形成されているが、例えば加工精度が高い場合にはそのテーパ部は省略してもよい。
(1)図3(B)の放電ランプ1は、ガラス管25に連結された口金部28と、この口
金部28上に設けられ、導電性材料で形成される流路折り曲げ部材51と、この流路折り曲げ部材51と導通する固定部54を有する口金側コネクタ52と、流路折り曲げ部材51内の送風路51cと口金側コネクタ52の円筒部55内の送風路とを含み、口金部28に冷風を流すための送風路とを備えている。
(2)また、口金側コネクタ52の固定部54の先端部は円筒状であり、その内部に送風路を形成する円筒部55が設置されている。従って、その固定部54の先端部に図4の連結ケーブル57のケーブル側第1コネクタ58Aを容易に連結できるとともに、この連結とともにケーブル側第1コネクタ58A内の円筒部材60A内の送風路を円筒部55内の送風路に連通できる。
(5)また、図3(B)の流路折り曲げ部材51の底面に、口金部28の側面を覆う円筒部50cを持つカバー部材50が固定されており、流路折り曲げ部材51内の送風路51cは、カバー部材50と口金部28との間の送風路に連通している。従って、口金部28を効率的に冷却できる。
(7)また、カバー部材50と口金部28との間の、口金部28の軸部28aの表面には送風路としての溝部28bが螺旋状に形成されている。このように口金部28の表面に螺旋状に送風することによって、口金部28の冷却効率を向上できる。
(8)また、図3(B)の口金部28の上端にマウント部28cが設けられ、螺旋状の溝部28bは、マウント部28cの側面に設けられた溝部28eに連通している。従って
、そのマウント部28c上にカバー部材50及び流路折り曲げ部材51等を設置できるとともに、流路折り曲げ部材51の送風路51cからの冷風をカバー部材50の開口50b及びその溝部28eを介して口金部28の側面の溝部28bに導くことができる。
(11)また、連結ケーブル57は、電力ケーブル33A及び送風用配管35Aの一端に連結されるケーブル側第1コネクタ58Aを備え、このケーブル側第1コネクタ58Aを介して放電ランプ1の口金側コネクタ52と接続されるため、放電ランプ1との連結及び分離を容易に、かつ迅速に行うことができる。
(13)また、本実施形態の露光光源30は、図5の電源32と送風装置34とに接続される装置であって、図5の放電ランプ1と、連結ケーブル57とを備え、電源32及び送風装置34と放電ランプ1とを連結ケーブル57によって接続している。従って、電源32からの電力は、連結ケーブル57の電力ケーブル33A、放電ランプ1の口金側コネクタ52の固定部54、流路折り曲げ部材51、及び口金部28を介して放電用の電極に供給される。さらに、送風装置34からの冷風は、連結ケーブル57の電力ケーブル33A内の送風用配管35Aを通過した後、放電ランプ1の口金側コネクタ52及び流路折り曲げ部材51内の送風路を通して口金部28に供給される。従って、口金部28に対する冷却作用が大きい。また、本例の口金部28は、放電ランプ1の自由端側にあるが、連結ケーブル57による放電ランプ1から発生する光の遮光量が少ないため、光の利用効率が高いと共に、放電ランプ1の温度上昇も少ない。
図6は、この変形例の放電ランプ1の陽極側の口金部28を含む部分の構成を示し、この図6において、流路折り曲げ部材51の側面51aに、中央に送風用の開口が形成された連結部材70がボルト71によって固定されている。また、延長ケーブル57Aは、図4の連結ケーブル57内の電力ケーブル33A及び送風用配管35Aとそれぞれ同じ構成
(ただし、この変形例では長さが短い点が異なっている)の電力ケーブル33A1及び送風用配管35A1から構成され、網目状に編み込まれた電力ケーブル33A1内に送風用配管35A1が収納されている。
(1)口金側コネクタ52Aと流路折り曲げ部材51との間に配置され、放電ランプ1の電極に対する電力及び冷風を供給可能な延長ケーブル57Aを備えているため、口金側コネクタ52Aに図5の連結ケーブル57を着脱する際に、放電ランプ1に応力等が作用しない。従って、連結ケーブル57の着脱時に放電ランプ1に損傷を与える恐れがない利点がある。
(3)また、電力ケーブル33A1は、多数の導線を網目状に編んだ部材であるため、容易に可撓性と導電性とを両立できる。
また、上記の実施形態では、図3(B)に示すように、口金部28とカバー部材50との間に螺旋状の溝部28bが形成されている。しかしながら、図7に示すように、円筒状の軸部28aに溝部等が形成されていない口金部28Aを用いることも可能である。図7の構成では、流路折り曲げ部材51の送風路51c内の空気は、口金部28Aのマウント部28cの一部に設けられた溝部28eを介して軸部28aとカバー部材50の円筒部50cとの間に空間に供給されて、そのまま軸部28aの表面を棒状部25c側に流れる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子やプラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックスウエハ上に転写する露光装置、並びに撮像素子(CCDなど)、有機EL、マイクロマシーン、MEMS(Microelectromechanical Systems)、及びDNAチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置及びEUV露光装置などで使用されるマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。また、明細書、請求の範囲、図面、及び要約を含む2007年4月12日付け提出の米国仮出願第60/907,656号の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
Claims (9)
- 発光部を有し、第1方向に伸びるように形成されたガラス部材を備える放電ランプであって、
前記ガラス部材に一端部が連結された口金部材と、
前記口金部材を覆うカバー部材と、
前記カバー部材と前記口金部材との間に設けられ、かつ前記口金部材の他端部から前記口金部材の一端部に向かって冷却用媒体を流すための流路とを備えることを特徴とする放電ランプ。 - 前記カバー部材は、前記口金部材の他端部に取り付けられる平板部と、前記口金部材の側面を覆う円筒部とを有し、
前記円筒部の先端部は、さらに前記ガラス部材の一部を覆うことを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。 - 前記平板部に形成された開口を介して、前記第1方向と交差する方向から前記流路に前記冷却用媒体を供給するための供給路が形成された流路折り曲げ部材を有することを特徴とする請求項2に記載の放電ランプ。
- 前記流路折り曲げ部材に取り付けられ、前記冷却用媒体が供給される配管及び電力ケーブルが連結可能なコネクタを有することを特徴とする請求項3に記載の放電ランプ。
- 前記冷却用媒体は気体であり、
前記気体は、前記カバー部材と前記口金部材との間を介して前記ガラス部材の一部に供給されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放電ランプ。 - 前記流路の少なくとも一部は、螺旋状に形成されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の放電ランプ。
- 前記口金部材の表面に、前記螺旋状の溝部が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の放電ランプ。
- 光源装置であって、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の放電ランプを有することを特徴とする光源装置。 - 光源装置から発生した露光光によって感光基板にパターンを露光する露光装置であって、
前記光源装置として請求項8に記載の光源装置を用いることを特徴とする露光装置。
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