[发明专利]超高压汞灯及具有其的紫外线照射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种兼顾248nm附近波段和365nm附近波段的光强度，并在各波段下在使用寿命中的光强度的保持率高的超高压汞灯。

背景技术

作为半导体制造工艺已知有曝光工序，其利用曝光技术，使用所谓光刻机（stepper）的装置，对涂布于硅晶片的抗蚀剂隔着光刻胶照射紫外线，重复该曝光工序，而制造层叠有细微的图案的半导体芯片。但是，在硅晶片上，除了包含形成有多个半导体芯片的区域以外，还存在没有被利用的周边部。高效除去残留于该周边部的抗蚀剂是提高半导体芯片制造的效率和成品率等生产性的重要的工艺技术。

近年来，随着形成于硅晶片的图案的细微化，光刻机上所搭载的紫外线源，除了采用以往的365nm的所谓i线以外，还采用248nm的所谓Krf。在用于除去该周边部残留的抗蚀剂的所谓周边曝光装置中，也需要搭载实质上光刻机所采用的特定紫外线为相同波长的紫外线源。

作为搭载于该周边曝光装置的紫外线源的代表例，可使用超高压汞灯。该超高压汞灯作为一个半导体制造工序中使用的设备中的一个组成部件，要求达到如下所示超过一般工业设备水准的条件。即要求具有：除了计划的维护时间，原则上为了24小时工作，需要长期连续点亮，为了延长实施维护的间隔时间及降低成本，要求具有禁得起长期连续使用的长寿命，并要求到寿命为止的整个使用期间都可以连续提供较稳定的强度。

即，对于如上所述周边曝光装置所搭载的最新的超高压汞灯所要求的功能提出如下要求，为了能够以一种灯覆盖光刻机所使用的不同波长的紫外线源，要求兼顾在波长大致230nm～290nm（以下称作248nm附近）的波段具有规定以上的光强度、在波长大致330nm～400nm（以下称作365nm附近）的波段具有规定以上的光强度，并且对于等要求长寿命，在寿命期内，各波段的强度保持率（达到寿命为止，使用期间以后的强度和初始强度的比）高，例如，具体为要求使用3000小时之后的最低保证强度。

所使用紫外线照射装置，一般来说，对超高压汞灯采用基于恒功率控制的电源。采用该基于恒功率控制的电源的原因是，对于超高压汞灯，需要假定随着点亮时间增加电极发生损耗，而使电极间的距离增大，在使用基于恒电流控制的电源时，电极间的距离增大使得点亮功率增大，因此要防止在灯的寿命时间内对灯供给超过设计值的电力。

在现有技术中，对于在其灯泡内封入有汞的超高压汞灯，主要利用作为汞的明线光谱的365nm附近波段的光，对灯本体的性能评价也着眼于该波段的光的初始强度和强度保持率。专利文献1公开了如下技术，控制灯泡内单位容积的汞封入量和作为稀有气体的氙气、氪气、氩气的封入量，以期提高超高压汞灯在248nm附近波段的光的强度。现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本专利）实用新型登记第3165731号公报

发明内容

但是，只注重提高248nm附近波段的光强度，例如使汞封入量为20mg∕cc时，就会造成，365nm附近波段的光初始强度不足，而无法兼顾上述248nm附近波段的规定强度以上的光强度和365nm附近波段的规定强度以上的光强度，也没有注重在各波段提高长期寿命内的光强度保持率，并且其效果本身也存在严重不足，具有不适合当今工业上利用的问题。

本发明基于上述的现有技术的问题，提供一种长使用寿命的超高压汞灯，及搭载有该超高压汞灯的紫外线照射装置，能够兼顾248nm附近波段的规定以上的光强度和365nm附近波段的规定以上的光强度，提高各波长在寿命期内的光强度的保持率。

为了明确说明本发明的问题、方法、效果，例举搭载于周边曝光装置的紫外线照射装置、及安装于该紫外线照射装置的超高压汞灯，本发明还可适用于在其他的半导体制造、电子设备、电子部件制造等中，使用紫外线进行曝光、硬化、光清洗等，同时使用248nm附近及365nm附近波段的紫外线的领域，或者需要精密的光照射，以使用一个灯对上述波段的光必须分别加以使用的领域。

本发明第一实施方式的超高压汞灯，

其与恒功率控制电源连接使用，

具有密闭的规定容积的灯泡部，

具有以规定电极间距、同轴对置配置在所述灯泡部内的阳极和阴极，

并且，其具有规定的灯额定功率200～330W，主要放射紫外线，

其中，

在所述灯泡部内至少封入有汞和氙气，

所述汞的封入量在30～40mg每1cc所述容积的范围，

所述氙气的封入压力在0.1～5.0atm的范围，

所述电极间距在2.2～2.4mm的范围，