JPH0732003B2 - Metal vapor discharge lamp - Google Patents
Metal vapor discharge lampInfo
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- JPH0732003B2 JPH0732003B2 JP2641687A JP2641687A JPH0732003B2 JP H0732003 B2 JPH0732003 B2 JP H0732003B2 JP 2641687 A JP2641687 A JP 2641687A JP 2641687 A JP2641687 A JP 2641687A JP H0732003 B2 JPH0732003 B2 JP H0732003B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光化学反応を生じさせる紫外線光源として用
いられる金属蒸気放電灯に関し、特に半導体を製造する
際に、レジストの耐熱性向上の為のハードニング、その
他に好適に用いられる金属蒸気放電灯に関するものであ
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal vapor discharge lamp used as an ultraviolet light source that causes a photochemical reaction, and particularly for improving the heat resistance of a resist when manufacturing a semiconductor. The present invention relates to a metal vapor discharge lamp preferably used for hardening and the like.
一般に、半導体の製造においては、ウエハー基板上に塗
布されたレジスト膜に所定の画像パターンを介して紫外
線を照射した後、レジスト溶解液等にて溶解して微細像
のレジストパターンを形成させ、次にレジストの密着性
を改善するためにポストベークがなされるが、このポス
トベークの時にレジストの耐熱性が劣るために、微細像
のレジストパターンがウエハーから剥離したり、型ずれ
を起こしたりするため、ポストベークの前にあるいは同
時にウエハー基板上に残存するレジストに更に紫外線を
照射して硬化させ(以下、「ハードニング」という)、
その後、露出するウエハーに不純物イオン注入等の処理
がなされる。このレジストのハードニングは、光吸収に
よる高分子化合物の光化学反応によるもので、最も有効
な光の波長域としては、約220〜330nmの範囲である紫外
線の領域であり、330〜450nmの出力が強いと、レジスト
の種類によっては発泡現象を起こすので好ましくないと
されている。Generally, in the manufacture of semiconductors, after irradiating a resist film applied on a wafer substrate with ultraviolet rays through a predetermined image pattern, the resist film is dissolved with a resist solution or the like to form a resist pattern of a fine image, In order to improve the adhesiveness of the resist, post-baking is performed, but because the heat resistance of the resist is inferior during this post-baking, the resist pattern of the fine image may peel off from the wafer or cause mold deviation. Before or after the post-baking, the resist remaining on the wafer substrate is further irradiated with ultraviolet rays to be cured (hereinafter referred to as "hardening"),
Then, the exposed wafer is subjected to a process such as impurity ion implantation. The hardening of this resist is due to the photochemical reaction of the polymer compound by light absorption, and the most effective wavelength range of light is the ultraviolet range of about 220 to 330 nm and the output of 330 to 450 nm. If it is strong, it is said to be unfavorable because it causes a bubbling phenomenon depending on the type of resist.
従来、この紫外線を照射する光源ランプとしては、一般
に低圧水銀灯や高圧水銀灯が使用されているが、前者は
アーク長が長くなると共に大きな出力が得られないの
で、後者の高圧水銀灯が主に使用されている。Conventionally, a low-pressure mercury lamp or a high-pressure mercury lamp has been generally used as a light source lamp for irradiating this ultraviolet ray, but the former high-pressure mercury lamp is mainly used because the arc length becomes long and a large output cannot be obtained. ing.
しかしながら、この高圧水銀灯における発光は多数の輝
線スペクトルからなっており、各スペクトルが相当の広
い波長域にわたって分散しているため、上記の光化学反
応に有効な波長域以外も強く放射する。そこで、330nm
以上の長波長のスペクトル線をフィルターで遮断してレ
ジストのハードニングに使用されているが、有効波長域
も減衰してしまうという問題点を有している。However, the emission of light from this high-pressure mercury lamp is composed of a large number of emission line spectra, and each spectrum is dispersed over a considerably wide wavelength range, so that it strongly emits light outside the wavelength range effective for the above photochemical reaction. So, 330nm
The above long-wavelength spectrum line is blocked by a filter and used for resist hardening, but there is a problem that the effective wavelength region is also attenuated.
そこで最近では発光管内に水銀の他に金属ハロゲン化物
を発光物質として封入し、特定波長の光の発光量を増加
させた金属蒸気放電灯例えばマグネシウムを封入したマ
グネシウム蒸気放電灯が開発されているがマグネシウム
封入しても有効波長域のスペクトルの出力を増加させる
効果が少ないという問題点を有している。Therefore, recently, a metal vapor discharge lamp, for example, a magnesium vapor discharge lamp in which magnesium is enclosed, has been developed in which a metal halide is enclosed as a light emitting substance in the arc tube in addition to mercury as a light emitting substance to increase the emission amount of light of a specific wavelength. There is a problem in that the effect of increasing the spectrum output in the effective wavelength range is small even if magnesium is enclosed.
このような現状において,所期の光化学反応を十分に起
こさせる紫外線を高い効率で発光する金属蒸気放電灯
は、未だ得られていないのが実情である。Under such circumstances, a metal vapor discharge lamp that emits ultraviolet rays that sufficiently causes a desired photochemical reaction with high efficiency has not yet been obtained.
本発明の目的は、以上の如き事情に基づいてされたもの
であって、その目的は、光化学反応に有効な波長域の紫
外線、特に330nm以下の紫外線を高い効率で放射する金
属蒸気放電灯を提供することにある。The object of the present invention is based on the above circumstances, the object is to provide a metal vapor discharge lamp that highly efficiently radiates ultraviolet rays in a wavelength range effective for photochemical reactions, particularly ultraviolet rays of 330 nm or less. To provide.
本発明の金属蒸気放電灯は、発光管の内部に水銀、マグ
ネシウム、ハロゲンおよび希ガスを封入した金属蒸気放
電灯において、前記マグネシウムを発光させる助成分と
してスズおよびビスマスの少なくとも一種以上を封入し
てなることを特徴としている。The metal vapor discharge lamp of the present invention is a metal vapor discharge lamp in which mercury, magnesium, halogen and a rare gas are enclosed in an arc tube, and at least one of tin and bismuth is enclosed as an auxiliary component for causing the magnesium to emit light. It is characterized by becoming.
本発明の金属蒸気放電灯は、発光管の内部に水銀とマグ
ネシウムとハロゲンと希ガスを含み、マグネシウムの発
光助成分としてスズおよびビスマスの少なくとも一種以
上を封入しているので220〜330nmの有効波長域の紫外線
を効率高く発光させることができる。The metal vapor discharge lamp of the present invention contains mercury, magnesium, halogen and a rare gas inside the arc tube, and since at least one or more of tin and bismuth is enclosed as a light emission assisting component of magnesium, an effective wavelength of 220 to 330 nm. The ultraviolet rays in the range can be efficiently emitted.
上述したように、半導体用レジストのハードニングに有
効な波長域は、220〜330nmの範囲の紫外線であって,こ
の範囲の発光量を強くすることが要求されるが、本発明
においては水銀のほかにマグネシウム、ハロゲン、希ガ
スを封入すると共に、助成分としてスズ、ビスマスの単
体あるいはハロゲン化物を添加封入しているので単独で
は発光し難いマグネシウムがスズ、ビスマスとの相互作
用により強く発光し、レジストのハードニングに有効波
長域に強いエネルギー分布を示す。As described above, the wavelength range effective for hardening the semiconductor resist is ultraviolet rays in the range of 220 to 330 nm, and it is required to increase the amount of light emission in this range. In addition, magnesium, halogen, and rare gas are sealed, and tin, bismuth alone or a halide is added and sealed as an auxiliary component, so it is difficult for the magnesium to emit light by itself, and it strongly emits light due to the interaction with tin and bismuth. It shows a strong energy distribution in the effective wavelength range for resist hardening.
現時点では、その原理を解明することができないが、ス
ズ、ビスマスは、後述する実施例から明らかになるよう
に、マグネシウムの278、280、285および309nmの出力を
増加するのに有効である。Although its principle cannot be elucidated at present, tin and bismuth are effective in increasing the output of magnesium at 278, 280, 285 and 309 nm, as will be apparent from the examples described later.
スズ、ビスマスの添加量は極く僅かでよく、例えば発光
管の内容積1cc当たり2〜5×10-8モルの添加で十分に
大きな効果が得られる。また、スズ、ビスマスの単体に
代えてそのハロゲン化物を用いても同様の効果がある。The addition amounts of tin and bismuth may be very small, and for example, the addition of 2 to 5 × 10 -8 mol per 1 cc of the inner volume of the arc tube can provide a sufficiently large effect. The same effect can be obtained by using a halide of tin or bismuth instead of the simple substance.
以下、本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.
第1図は光化学反応における光源として使用される定格
4KWのマグネシウム蒸発放電灯を示すが、内径が22mm、
内容積が約100ccのオゾンレス石英管からなる発光管1
内に一対の電極2、2が対向位置され、電極管距離は25
0mmである。発光管1の両端がシール部11であり、シー
ル部11にモリブデン箔3が封入され、このモリブデン箔
3を介して外導線3と電極2が電気的に接続されてい
る。Figure 1 shows the rating used as a light source in photochemical reactions.
Shows a 4KW magnesium evaporative discharge lamp with an inner diameter of 22mm,
Arc tube 1 consisting of an ozone-less quartz tube with an internal volume of about 100cc
A pair of electrodes 2 and 2 are located inside each other, and the electrode tube distance is 25
It is 0 mm. Both ends of the arc tube 1 are seal portions 11, and molybdenum foil 3 is enclosed in the seal portions 11, and the outer conducting wire 3 and the electrode 2 are electrically connected via the molybdenum foil 3.
発光管1内には、170mgの水銀、1×10-5モルの沃化マ
グネシウムおよび15Toorのアルゴンガスが封入されてい
る。そして、沃化スズを3×10-6モルを添加封入したも
の(ランプA)、および沃化ビスマスを5×10-6モル封
入したもの(ランプB)および沃化スズを1×10-6モル
と沃化ビスマスを1×10-6モル封入したもの(ランプ
C)、更に、比較例として沃化スズおよび沃化ビスマス
は全く添加しないもの(ランプD)の4種類の発光スペ
クトルの分布を測定した。第2図はランプA、第3図は
ランプB、第4図はランプC、第5図はランプDの発光
スペクトル分布図である。The arc tube 1 is filled with 170 mg of mercury, 1 × 10 −5 mol of magnesium iodide and 15 Toor of argon gas. Then, 3 × 10 -6 mol of tin iodide was added and encapsulated (Lamp A), and 5 × 10 -6 mol of bismuth iodide was encapsulated (Lamp B) and tin iodide was 1 × 10 -6. Molar and bismuth iodide at 1 × 10 −6 mol (Lamp C), and as comparative examples, tin iodide and bismuth iodide were not added at all (Lamp D). It was measured. 2 is a lamp A, FIG. 3 is a lamp B, FIG. 4 is a lamp C, and FIG.
これらの図から分かるように、水銀、マグネシウム、ハ
ロゲンおよび希ガスの封入ガスに前記マグネシウムを発
光させる助成分としてスズおよびビスマスの少なくとも
一種以上を含有させたランプA、ランプB及びランプC
(第2図、第3図及び第4図〕では、スズ、ビスマスを
添加しないランプD(第5図)に比べて有効波長域にお
けるマグネシウムの発光スペクトルはいずれも大きく増
加しており、その効果の大きなことが確認できる。As can be seen from these figures, a lamp A, a lamp B and a lamp C each containing at least one of tin and bismuth as an auxiliary component for causing the magnesium to emit light in a sealed gas of mercury, magnesium, halogen and a rare gas.
In FIGS. 2, 3, and 4], the emission spectrum of magnesium in the effective wavelength range is greatly increased as compared with the lamp D (FIG. 5) to which tin and bismuth are not added, and the effect You can confirm the big thing.
従って、スズ、ビスマスの少なくとも一種またはその両
方を少量添加することによって、マグネシウムの発光ス
ペクトルの出力を大きく増加でき、このため、光化学反
応特にレジストのハードニング(スタビライゼイショ
ン)、印刷インクの硬化用、その他の用途に好適な紫外
線用放電灯とすることができる。Therefore, by adding a small amount of at least one of tin and bismuth, or both of them, the output of the emission spectrum of magnesium can be greatly increased. Therefore, for photochemical reaction, especially for resist hardening (stabilization) and curing of printing ink. The discharge lamp for ultraviolet rays is suitable for other uses.
また、350nm以上のスペクトルをフィルター等で遮断し
てレジストのハードニング用の光源として用いれば220
〜330nmに強い出力を有するので有効である。Also, if it is used as a light source for resist hardening by blocking a spectrum of 350 nm or more with a filter or the like, 220
It is effective because it has a strong output at ~ 330 nm.
また、スズ又はビスマスを添加したことによる始動電
圧、再点弧電圧などの電気特性への影響もほとんどな
い。Further, the addition of tin or bismuth has almost no effect on the electrical characteristics such as the starting voltage and the re-ignition voltage.
以上説明したように、本発明の金属蒸気放電灯は、発光
管の内部に水銀、マグネシウム、ハロゲンおよび希ガス
を封入した金属蒸気放電灯において、前記マグネシウム
を発光させる助成分としてスズおよびビスマスの少なく
とも一種以上を封入するように構成したので、光化学反
応特にレジストのハードニングに有効な波長域220〜330
nmのマグネシウムの発光スペクトルの出力を大きく増加
させることができる。As described above, the metal vapor discharge lamp of the present invention is a metal vapor discharge lamp in which mercury, magnesium, halogen and a rare gas are enclosed in the arc tube, and at least tin and bismuth are used as auxiliary components for causing the magnesium to emit light. Since it is configured to enclose one or more types, it is effective in the photochemical reaction, especially in the resist hardening.
The output of the emission spectrum of nm magnesium can be greatly increased.
第1図は本発明に係る金属蒸気放電灯球の一実施例を示
す説明用断面図、第2図〜第4図は本発明の金属蒸気放
電灯における発光スペクトルの出力分布を示すグラフ、
第5図は従来の金属蒸気放電灯における発光スペクトル
の出力分布を示すグラフである。 1…発光管、2…電極 3…モリブデン箔、4…外導線 11…シール部1 is an explanatory sectional view showing an embodiment of a metal vapor discharge lamp according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are graphs showing an output distribution of an emission spectrum in the metal vapor discharge lamp of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the output distribution of the emission spectrum of the conventional metal vapor discharge lamp. 1 ... Arc tube, 2 ... Electrode 3 ... Molybdenum foil, 4 ... Outer conductor wire 11 ... Seal part
Claims (1)
ゲンおよび希ガスを封入した金属蒸気放電灯において、 前記マグネシウムを発光させる助成分としてスズおよび
ビスマスの少なくとも一種以上を封入してなることを特
徴とする金属蒸気放電灯。1. A metal vapor discharge lamp in which mercury, magnesium, halogen and a rare gas are enclosed in an arc tube, wherein at least one of tin and bismuth is enclosed as an auxiliary component for causing the magnesium to emit light. And a metal vapor discharge lamp.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2641687A JPH0732003B2 (en) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | Metal vapor discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2641687A JPH0732003B2 (en) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | Metal vapor discharge lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195946A JPS63195946A (en) | 1988-08-15 |
| JPH0732003B2 true JPH0732003B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=12192937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2641687A Expired - Lifetime JPH0732003B2 (en) | 1987-02-09 | 1987-02-09 | Metal vapor discharge lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732003B2 (en) |
-
1987
- 1987-02-09 JP JP2641687A patent/JPH0732003B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63195946A (en) | 1988-08-15 |
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