JPS60184250A - セグメント化された反射器を有するランプ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相対的に小さい局部発散（ｌｏｃａｌｄｉｖｅ
ｒｇｅｎｃｅ　）におけるターゲツト面において相対的
に均一な放射を与えるための改良されたランプに関する
。

光学的装置のための多くの用途はターケ゛ット面の範囲
を横切る相対的に均一な放射が得られると−とを必要と
する。いくらかの用途、たとえばフォトリトグラフィー
（ｐｈｏｔｏｌ　ｉｔｈｇｒａｐ）Ｑｙ）に対しては、
局部発散がターゲツト面の点から見て光源により境界つ
けられる＜　ｔｔｖ、ｂｔｅｎｄｅｄ、　）立体角とし
て定義される場合には、ターケ゛ット面における放射は
小さな局部散鴫であることも望ましい。

フォトリトグラフィーにおいては、光線はターケ゛ット
面におけるマスク又は透明体（ｔｒαｎｓｐα−ｒｅｓ
ｃｙ　）を通してランプから投射され、ターゲツト面の
後ろには感光性媒体が配置されている。マスクの変動す
る透明性の区域が感光性媒体上に真に記録されるように
投射された光線が均一であることが望ましい、マスク上
の像の分解能（ｒｅｓｏ−１ｕｔｉｏｎ　）が、像が感
光性媒体上に投射されるとき実質的に保持されるように
光線が小さな局部的発散を有することも望ましい。

いくらかの先行技術フォトリトグラフィーシステムにお
いては、特開昭５８−３５８６１号に示された如く、屈
折光学素子（ｒｇｆｒａｃｔｉｖｅ　ｏｐｔｉｃｓ）が
投射された光線を均一にすることを試みるために使用さ
れる。しかしながら、かかるシステムはターゲツト面の
中心で測定されたかがるシステムの発散がターゲツト面 の相対的に大きい角度であるので小さな局部発散を有さ
ない。従って、かがる先行技術システムは感光性媒体に
おける所望の分解能を達成しないことがある。

故に、本発明の目的はターゲツト面の範囲にわたり相対
的に均一な放射を投射するランプを提供することである
。

本発明の他の目的はターゲツト面上の相対的に小さい局
部発散を有する光線を投射するランプを提供することで
ある。

本発明の更に他の目的は相対的に高い効率を有するラン
プを提供することである。

本発明の更に他の目的は特にフォトリトグラフィーに適
したランプを提供することである。

本発明の更に他の目的は無電極光源を使用して上記目的
を達成するランプを提供することである。

上記の目的はセグメント化された反射器を使用するラン
プを提供することにより達成される。セグメントは、各
セグメントが光源の異なる部分によって放出される光線
を反射するようにそしてターゲツト面上の点が反射器の
多数の異々つだセグメントによって反射される放射を受
け取るように、光源及びターゲツト面に対して配列され
る。この故に、ターゲツト面の放射は光源及び反射器の
多くの部分にわたって平均され、そしてターゲツト面の
放射は光源及び反射器非均一性とは相対的に無関係であ
る。たとえば、好ましい態様においては、本発明のラン
プは、マイクロ波エネルギーをカップリングするだめの
反射器におけるスロットを必要とする無電極光源を使用
し、そして上記した平均化効果により、スロットは、多
くの慣用の光学素子によシ生ぜしめられる如きよシ太な
る不爽に、反射器のセグメントはターゲツト面における
小さな局部発散を生じるように配列されて、改良された
分解能をもたらす。ターゲットの中心は光源からの直接
の放射によシ及び１つのセグメントのみから反射された
放射によって照明され、ターゲットの中間部（ｍｉｄｄ
ｌｇ　）は多数の反射器セグメントによシ反射された放
射によシ照射され、そしてターゲットの縁は反射器セグ
メントのすべてによって反射される放射によシ照射され
る。この故に、中心における局部発散は最も小さ゛く、
そして縁に向かって増加し、他の光学システムと比較し
て相対的に小さい平均局部発散をもたらす。

本発明は添付図面を参照してより良く理解されるであろ
う。

第１図を参照すると、光源１２及び反射器１４から成る
ランプ１０が示される。第１図の態様においては、光源
１２は球形である無電極光源であるが、他の態様におい
ては、異なった光源を使用することができる。無電極光
源はランプパルプ内に含まれた励起ガスの容積から光線
を放出する容積エミッター（ｖｏｌｓｒｎｅ　ｅｍｉｔ
ｔｇｒ　）である。

反射器１４は球形部分１６及びセグメント１乃至５から
成る。各セグメントは軸線１８のまわりの環状バンドを
規定し、各々は平坦であるか又は第１図に略図で示され
た如く断面において長方形間の隙間（１ｎｔｅｒ８ｔｉ
ｃｅ８　）を表わす。上記図に示されている如く、反射
器は光源を通過する軸線に関して回転的に対称であｐ（
ｒｏｔαｔｉｏｎαｌｌｙｓｙｍｙｎｅｔｒｉｃａｌ　
）そしてタ　グツト面に対して垂直である。

反射器の球形部分１６は光線を球形光源へ反射して戻し
、かくしてこの部分は光線吸収性材料で被偵することが
でき、反射器の各セグメントは反射性材料で被覆される
。

ターゲット２２は、ターゲットの中心を示す文字Ｃ１大
体ターゲットの中間部の点を示す文字Ｍ１ターゲットの
繰上の点を示す文字Ｅの印をつけられている。第１図の
光線ダイアダラムを参照すると、ターケ゛ットの中心は
直接に光源１２によって放出される光線及びセグメント
１から反射される光線によっても照射される。

ターゲット上の点Ｍはセグメント１乃至３から反射され
る光線で照射され、点Ｅはセグメント１乃至５のすべて
から反射される光線で照射される。

かくしてターゲツト面上の点は１つより多くのセグメン
トからの光線で照射され、故に、ターゲツト面に入射す
る放射は局部的光源出力変動及び反射器非均一性には相
対的に無関係である。これは、異なった反射器セグメン
トが光源の異なった区域から放出される光線を反射し、
そして局部的な光源及び反射器非均一性はターゲット上
に入射される光線においては平均化される。

前記した如く、ターゲツト面におけるランプの局部的発
散ができる限シ小さくなることが所望される。フォトリ
トグラフィーにおいては、透明体（ｔｒａｎｓｐａｒｅ
ｎｃｙ　）　はターゲツト面に位置しておシ、そして透
明体の各点に入射する光線の収斂する円錐（ｃｏｎｖｅ
ｒｇｉｎｇ　ｃｏｎｅ　）はターゲツト面を横切って後
発散し始める。局部的発散はターゲット上から見て光源
により境界づけられた立体角として規定され、そして局
部的発散が小さければ小さい程、第１図のターゲット上
の下に位置している感光性表面に入射するときの光線の
発散する束の直径はよシ小さく、そして感光性表面に投
射される隊の分解能はよシ大きいことがわかる。

図を参照すると、点Ｃにおける局部発散はセグメント１
によシ設定され、点Ｍ及びＥにおける局部発散は光源か
らの直接の光線及び光線をその点に反射する最後のセグ
メントにより設定される。

この故に、図に見られる如く、局部的発散は、いかに多
くのセグメントがターゲット上の特定の点を照射してい
るかの関数であシ、中心に向う点はよル少数のセグメン
トによシ照射されておシそして縁における点よシ小さい
局部的発散を有する。

かくして、平均局部的発散は、第１図に示された縁にお
ける発散がターゲットを横切る平均発散により近い慣用
の光学素子の使用の場合よシは実質的に小さい。

これはターゲット上の種々の点からランプの写真をとる
ことによって劇的に示された。ターケ゛ットの中心でと
られた写真はセグメント１における明るいリングを示し
、点Ｅからとられた写真はセグメントのすべてから発す
る光線を示す。点Ｅにおける状況は先行技術システムの
中心にすら存在するであろう発散の程度を表わす。

第１図の態様においては、セグメントは最小の平均局部
的発散を与えるように配列されており、そしてセグメン
トが軸線を横切るようにセグメントの大多数を照準する
ことは反射器口に対して小さな直径を与え、そしてター
ゲット上の所定の点に寄与するすべてのセグメントは反
射器の１側に群を成しているので、光源により境界づけ
られる立体角は最小に保たれる。

更に、第１図及び第２図に示されたデザインは任意の与
えられた光線が１つ又はそれより少ない光学的表面から
反射するので非常に有効でめり、これは紫外線を使用す
るシステムに対して特に重要である。

第３図は本発明を利用するマイクロ波発生式無電極ラン
プ（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｅｌｅ
ｃｔｒｏ−αｅｔｅｓｓ　ｌα惧ｐ）の例示である。図
を参照すると、光源３０及び反射器３２は第１図及び第
２図に示された通りである。更に、網３４が反射器を横
切って配置されて、マイクロ波エネルギーを含むが放出
された紫外線又は可視光線が出ることを許容するマイク
ロ波チャンバを与える。マイクロ波エネルギーは磁電管
３６により発生されそして導波管４０によシ反射器壁に
おけるスロット３８に供給される。

本発明の利点はスロット３８が慣用の光学素子かけない
ということである。この理由は前記した〜 通シ、ターケ゛ット上の点が多数のセグメントから反射
される平均された放射を受取るということである。

第４図は反射器の詳細な図であり、そして最小の局部的
発散を与える好ましい態様における環状セグメントの寸
法及び角度的配置Ａ　ａｎｇｕｌａγｄｉｓｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｓ　）を示す。

第５図はターケ゛ット面における光線強度を中心からの
距離の関数として示すグラフである。強度プロットの相
対的に平らな形状は、相対的に均一な照明の目的が達成
されることを示す。

回転的に対称な反射器を使用する本発明の説明のだめの
態様が説明されたが、他の可能々形状が当業者に思い浮
かぶこと、及び本発明の範囲は特許請求の範囲及びその
均等物によってのみ限定されることは理解されるべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はいかにして相対的均一性及び小さな局部的発散
が生ぜしめられるかを示す光線ダイアダラムを含む本発
明のラングの態様の略図である。 第２図は第１図のラングの底面図である。 第３図は無電極光源を使用する本発明の好ましい態様の
更に完全な図である。 第４図は本発明の反射器の好ましい態様の詳細図である
。 第５図はターケ゛ット距離の関数として放射強度を示す
グラフであり、そして本発明のランプにより達成される
相対的均一性を示す。 図において、１０・・・ラング、１２・・・光源、１４
・・・反射器、１６・・・球形部分、１８・・・軸線、
２２・・・ターゲットである。 特許１ｉ１人　フュージョン・システムズ・コボ１／−
ション 茅２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、照射されるべき表面の領域にわたり相対的に均一な
   光束を与えるためのランプであって、放射を放出するた
   めの光源と、 該光源が配置されている反射器を具備して成シ、該反射
   器はセグメントから成り、該セグメントは、該光源及び
   照射されるべき表面に対して、該セグメントの各々が該
   光源の異なった区域から放出される放射を反射するよう
   にそして該表面上の点が複数の異なったセグメントから
   反射される放射を受け取り、各々の点は少なくとも１つ
   のセグメントからの放射を受け取るように配列されてお
   シ、それにより光源出力又は反射器表面における空間的
   非均一性は該表面で相対的に平均され、該表面上に入射
   する光束を核非均−性とは相対的に無関係ならしめるよ
   うにした上記ランプ。 ２　反射器が光源を通過する軸線に関して回転的に対称
   であシ、そしてターグツト面に対して垂直である特許請
   求の範囲第１項記載のランプ。 １　該光源が放射の容積エミッターである特許請求の範
   囲第２項記載のランプ。 ４、該光源が球形である特許請求の範囲第３項記載のラ
   ンプ。 ５、照射されるべき表面の領域にわたシ相対的に均一な
   光束及び相対的に小さな局部発散を与えるためのランプ
   であって、 放射を放出するための光源と、 該光源が配置されている反射器を具備して成り、該反射
   器はセグメントから成り、該セグメントは該光源及び照
   射されるべき表面に対して、該セグメントの各々が該光
   源の異なった区域から放出される放射を反射するように
   そして該表面上の点が異なった多数の該セグメントから
   反射される放射を受け取シ、各々の点は少なくとも１つ
   のセグメントからの放射を受け取るように配列されてお
   シ、それによシ光源出力又は反射器表面における空間的
   非均一性は該表面で相対的に平均され、そして該反射器
   のすべてよシは少ないセグメントからの放射を受け取る
   点の局部発散は最小にされ、相対的に小さな平均局部発
   散を生じるようにした上記ランプ。 ６、反射器が光源を通過する軸線に関して回転的に対称
   でアシ、そしてターゲツト面に対して垂直である特許請
   求の範囲第５項記載のランプ。 ７、該光源が放射の容積エミッターである特許請求の範
   囲第６項記載のランプ。 ８　該光源が球形である特許請求の範囲第７項記載のラ
   ンプ。 ９、照射されるべき表面の領域にわたシ相対的に均一な
   光束及び相対的に小さ々局部発散を与えるためのランプ
   の反射器であって、 光源を収容するだめの反射器を具備して成シ、該反射器
   はセグメントから成シ、該セグメントは該反射器内にあ
   るときの該光源及び照射されるべき表面に対して、該セ
   グメントの各々が該光源の異なった区域から放出される
   放射を反射するようにそして該表面上の点が異なった多
   数の該セグメントから反射される放射を受け取シ、各点
   は少なくとも１つのセグメントからの放射を受け取るよ
   うに配列されており、それにより光源出力又は反射器表
   面における空間的非均一性は該表面で相対的に平均され
   そして該反射器のすべてよシは少々いセグメントからの
   放射を受け取る点の局部発散は最小にされ、相対的に小
   さい平均局部発散をもたらすようにした上記反射器。