JPS6317237A - ｉ線スペクトル形状修正フイルタ - Google Patents
ｉ線スペクトル形状修正フイルタInfo
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- JPS6317237A JPS6317237A JP16084086A JP16084086A JPS6317237A JP S6317237 A JPS6317237 A JP S6317237A JP 16084086 A JP16084086 A JP 16084086A JP 16084086 A JP16084086 A JP 16084086A JP S6317237 A JPS6317237 A JP S6317237A
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- JP
- Japan
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- rays
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- line
- er2o3
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- Optical Filters (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、各種の産業界で使用されている光学Ｒａ！
（例えば紫外線照射装置ｆ）に組み込まれて使用される
フィルタに関するものであって、特に水銀アークより放
出されるｉｌｉｌのベクトル形状修正に関するものであ
る。
（例えば紫外線照射装置ｆ）に組み込まれて使用される
フィルタに関するものであって、特に水銀アークより放
出されるｉｌｉｌのベクトル形状修正に関するものであ
る。
［従来の技術］
水銀蒸気の放電より発せられるｉ線（３６４乃至３６７
ｎｍ付近の強い発光線）を光源に用いた精密光学系では
、ｉ線のスペクトル形状修正において波長巾が広すぎる
こと、この波長域での透過率の充分高い光学ガラスの種
類か極く少数に限定され屈折率の違うレンズ材料を選択
できる範囲が狭いことなどの理由で、色収差補正が困難
である。即ち、ｉ線を殆ど吸収することなく透過し得る
レンズは石英、蛍石などしかなく、レンズの屈折率の選
択範囲は極く限定されている。従って、レイリー限界（
分解能＝Ｏ，ＳＸ用いる光の波長（＃Ｌｍ）÷レンズ開
口数）近くの高解像度の光学系を設計しようとすると、
ｉ線のスペクトル形状の半値巾が、１．５ｎｍ前後もし
くはそれ以下の値が要求される。
ｎｍ付近の強い発光線）を光源に用いた精密光学系では
、ｉ線のスペクトル形状修正において波長巾が広すぎる
こと、この波長域での透過率の充分高い光学ガラスの種
類か極く少数に限定され屈折率の違うレンズ材料を選択
できる範囲が狭いことなどの理由で、色収差補正が困難
である。即ち、ｉ線を殆ど吸収することなく透過し得る
レンズは石英、蛍石などしかなく、レンズの屈折率の選
択範囲は極く限定されている。従って、レイリー限界（
分解能＝Ｏ，ＳＸ用いる光の波長（＃Ｌｍ）÷レンズ開
口数）近くの高解像度の光学系を設計しようとすると、
ｉ線のスペクトル形状の半値巾が、１．５ｎｍ前後もし
くはそれ以下の値が要求される。
例えば、ｉｉの半値巾を狭くするように設計された市販
されている消費電力５００Ｗの超高圧水銀灯ＵＳＨ−５
００（ウシオ電機株式会社製）から放射されるｉｌｉは
前記の通り、波長３６４乃至３６７ｎｍの強い発光線で
あるが、そのスペクトル形状の詳細は第１図に示す通り
、 １１第３６６．３３ｎｍ、ｉａ富３６６．２９ｎｍ。
されている消費電力５００Ｗの超高圧水銀灯ＵＳＨ−５
００（ウシオ電機株式会社製）から放射されるｉｌｉは
前記の通り、波長３６４乃至３６７ｎｍの強い発光線で
あるが、そのスペクトル形状の詳細は第１図に示す通り
、 １１第３６６．３３ｎｍ、ｉａ富３６６．２９ｎｍ。
ｉ、＝３６５．４８ｎ＊、ｉ、−３６５，Ｏ２ｎｍの４
木のスペクトルからなり、半値巾は約２ｎｍになってい
る。
木のスペクトルからなり、半値巾は約２ｎｍになってい
る。
［発明か解決しようとする問題点コ
ところが、ｉ＆ｉの半値巾を、ｉｉ！の輝度を実用に供
し得る強度に保ちながら、ｌｎｍ前後もしくはそれ以下
に狭くする技術はなかった。ｆｊ４えば、鋭い吸収特性
を示す多層膜干渉フィルタでも、フィルタ製作時の透過
波長の中心設定は±２．０ｎｍ、半値巾は±１．５ｎｍ
のバラツキかあり能力、高輝度の高圧水銀ランプではも
ともとｉ線の半値巾が２〜５ｎｍであるため、このよう
なフィルタでもｉ線の半値巾を１．５ｎｍ前後もしくは
それ以下にすることは不可能であった。
し得る強度に保ちながら、ｌｎｍ前後もしくはそれ以下
に狭くする技術はなかった。ｆｊ４えば、鋭い吸収特性
を示す多層膜干渉フィルタでも、フィルタ製作時の透過
波長の中心設定は±２．０ｎｍ、半値巾は±１．５ｎｍ
のバラツキかあり能力、高輝度の高圧水銀ランプではも
ともとｉ線の半値巾が２〜５ｎｍであるため、このよう
なフィルタでもｉ線の半値巾を１．５ｎｍ前後もしくは
それ以下にすることは不可能であった。
また、もう一つの方法として単色計を用いて半値巾を小
さくすることができる。しかし、単色計の場合、入射ス
リットおよび射出スリット巾を狭くしないと分解渣が上
げられない、このスリットｌ」は大きく見積ってもｌｎ
ｍという値が現実離れした値である。即ち光線からの光
の利用効率は集光光学系を使用しても極端に悪く、光源
からのｉｔ＆入射光の高々１０−４ぐらいが射出スリッ
トを通過するのみであり、実用に供し得る光学系は得ら
れない。
さくすることができる。しかし、単色計の場合、入射ス
リットおよび射出スリット巾を狭くしないと分解渣が上
げられない、このスリットｌ」は大きく見積ってもｌｎ
ｍという値が現実離れした値である。即ち光線からの光
の利用効率は集光光学系を使用しても極端に悪く、光源
からのｉｔ＆入射光の高々１０−４ぐらいが射出スリッ
トを通過するのみであり、実用に供し得る光学系は得ら
れない。
同様に、放電する水銀蒸気の圧力を例えば０．１気圧以
下にすればｉ線の半値巾が１．５ｎｍ以下にすることも
可能であるが、この場合も、放電時のアークの大きさが
１ｃｍ程度の大きさに広がってしまい輝度が桁違いに、
著しく低下してしまう、したがって、従来の光学系では
半導体装置、特にＶＬＳＩ製造工程におけるリングラフ
ィ工程で使用されるｉＭＡを用いたパターン焼付装置に
利用できないという問題があった。
下にすればｉ線の半値巾が１．５ｎｍ以下にすることも
可能であるが、この場合も、放電時のアークの大きさが
１ｃｍ程度の大きさに広がってしまい輝度が桁違いに、
著しく低下してしまう、したがって、従来の光学系では
半導体装置、特にＶＬＳＩ製造工程におけるリングラフ
ィ工程で使用されるｉＭＡを用いたパターン焼付装置に
利用できないという問題があった。
この発明は前述のような問題点を解決するためになされ
たもので、ｉ線を光源に用いた精密光学系において、ｉ
線の輝度を実用に供し得る強度に保ちながらｉ線の半値
巾を小さくし、もって高解像度の光学系を得、しかも、
リングラフィ用の紫外線照射装置に用いた場合にも充分
実用性のある輝度を有するｉ線スペクトル形状修正フィ
ルタを得ることを目的とする。
たもので、ｉ線を光源に用いた精密光学系において、ｉ
線の輝度を実用に供し得る強度に保ちながらｉ線の半値
巾を小さくし、もって高解像度の光学系を得、しかも、
リングラフィ用の紫外線照射装置に用いた場合にも充分
実用性のある輝度を有するｉ線スペクトル形状修正フィ
ルタを得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
この目的を解決するために、６重量％・ｍｒｎυ上のエ
ルビウムの酸化物を含有したガラスからなるｉ線スペク
トル形状修正フィルタを、ｉ線を光源に用いた精密光学
系に組み込むものである。
ルビウムの酸化物を含有したガラスからなるｉ線スペク
トル形状修正フィルタを、ｉ線を光源に用いた精密光学
系に組み込むものである。
［作用］
この発明のフィルタを用いることによって、例えば光の
吸収特性は第２図の通りになる。このフィルタは酸化ア
ルミニウム、酸化カルシウム、酸化バリウムを成分とす
るＦＭ基性ガラスに酸化エルビウムを３重量％添加して
厚さ６ ｍ ｍの板状に成形したものである。
吸収特性は第２図の通りになる。このフィルタは酸化ア
ルミニウム、酸化カルシウム、酸化バリウムを成分とす
るＦＭ基性ガラスに酸化エルビウムを３重量％添加して
厚さ６ ｍ ｍの板状に成形したものである。
そして、上記放電灯ＵＳＨ−５００の放射光に上記フィ
ルタを組合わせると、ｉ線のスペクトル形状は兄かけ上
、第３図に示す通り、半値巾は約１．３ｎｍ程度になる
。この場合、見かけ上の輝度の落下は５０％程度に押え
られる。
ルタを組合わせると、ｉ線のスペクトル形状は兄かけ上
、第３図に示す通り、半値巾は約１．３ｎｍ程度になる
。この場合、見かけ上の輝度の落下は５０％程度に押え
られる。
〔実施例］
一般にレアアース金属は、固体状でも液体状ても、自由
原子および自由イオンの発光および吸収のスペクトル線
の波長と同波長て発光および吸光すること、及び自由原
子、イオンと同じような非常に鋭い（半値巾の小さい）
発光、光吸収を示すことが知られているので、この発明
は、この点に着目して種々のレアアース金属をガラス中
に混入させ、吸収スペクトルの波長、吸収スペクトル形
状を調べた。その結果、三価のエルビウムの陽イオンが
波長で約３６６．５ｎｍにピークをもつ吸収スペクトル
をもつこと、また、混入する酸化エルビウムの量を厳密
に管理すれば、吸収ピークの再現性が±Ｏ，ｉｎｎの山
内のバラツキに抑えられること、半値巾のバラツキも±
Ｏ，ｌｎｍ以内に抑えられること、温度による吸収特性
の変化がほとんどないこと、干渉フィルタに見られる角
度特性が当然のことながらないこと等を見い出したもの
である。
原子および自由イオンの発光および吸収のスペクトル線
の波長と同波長て発光および吸光すること、及び自由原
子、イオンと同じような非常に鋭い（半値巾の小さい）
発光、光吸収を示すことが知られているので、この発明
は、この点に着目して種々のレアアース金属をガラス中
に混入させ、吸収スペクトルの波長、吸収スペクトル形
状を調べた。その結果、三価のエルビウムの陽イオンが
波長で約３６６．５ｎｍにピークをもつ吸収スペクトル
をもつこと、また、混入する酸化エルビウムの量を厳密
に管理すれば、吸収ピークの再現性が±Ｏ，ｉｎｎの山
内のバラツキに抑えられること、半値巾のバラツキも±
Ｏ，ｌｎｍ以内に抑えられること、温度による吸収特性
の変化がほとんどないこと、干渉フィルタに見られる角
度特性が当然のことながらないこと等を見い出したもの
である。
ここにおいて１重量％の計算式は、次の如く（酸化エル
ビウム（ＥｒｚＯｙ）’Ｘ量）ｘｌＯＯ（％）÷ ガラ
ス母材重量 である、そして、上記実施では６ ｍ ｍの厚さの板
・に成形されているから、光学厚さとしては１
８重量％・ｍｍである。フィルタの厚さは必要に応じて
変えられるとともに、混入酸化エルビウムの量も自由に
変えられるので、製作上の制限条件は何もない。
ビウム（ＥｒｚＯｙ）’Ｘ量）ｘｌＯＯ（％）÷ ガラ
ス母材重量 である、そして、上記実施では６ ｍ ｍの厚さの板
・に成形されているから、光学厚さとしては１
８重量％・ｍｍである。フィルタの厚さは必要に応じて
変えられるとともに、混入酸化エルビウムの量も自由に
変えられるので、製作上の制限条件は何もない。
（１）本発明の一実施例としてのフィルタは、硼硅酸ガ
ラス（例えばショットＢに−７（Ｓｃｈｏｔｔ社））に
酸化エルビウムを混入するか、もしくは、硼酸塩ガラス
（例えばショットＬ ａ Ｋ ９ （Ｓｃｈｏｔｔ社）
）に酸化エルビウムを混入して製造した。
ラス（例えばショットＢに−７（Ｓｃｈｏｔｔ社））に
酸化エルビウムを混入するか、もしくは、硼酸塩ガラス
（例えばショットＬ ａ Ｋ ９ （Ｓｃｈｏｔｔ社）
）に酸化エルビウムを混入して製造した。
前記２つのフィルタはいずれも光学厚さに関係なく約３
６５．Ｏｎｍに鋭い光吸収特性を示す。
６５．Ｏｎｍに鋭い光吸収特性を示す。
（２）前記第２図の説明の際に述べた酸化アルミニウム
、酸化バリウム、酸化カルシイウムを成分とするガラス
母材に酸化エルビウムを種々の分量添加して、厚さ６ｍ
ｍのフィルタを製造した。
、酸化バリウム、酸化カルシイウムを成分とするガラス
母材に酸化エルビウムを種々の分量添加して、厚さ６ｍ
ｍのフィルタを製造した。
第１表はｉ＆ｌの見かけ上の半値巾とｉ線の見かけ上の
輝度の保持率（酸化エルビウム混入量がＯの場合の値を
１００％にした比較〕のデータの一例を示したものであ
る。
輝度の保持率（酸化エルビウム混入量がＯの場合の値を
１００％にした比較〕のデータの一例を示したものであ
る。
この第１表のデータによれば、重量％・ｍｍの換算値で
６以上であれば、１線で半値巾は、確実に１．５ｎｍ以
下にすることができることが分かる。
６以上であれば、１線で半値巾は、確実に１．５ｎｍ以
下にすることができることが分かる。
第１表
但し、見かけ上の輝度は、約６０５％以下になってしま
うが、この場合は、放電灯の消費電力の大きいものを用
いれば良い。例えば、３６重量％・ｍｍの混入量の例で
述べれば、ｉ線の光量は約４になろているから、もし前
記ＵＳＨ−５００と同じ程度の光量がほしいのであれば
、大体１．５〜ＺＫＷ級の消費電力の超高圧水銀灯を利
用すれば良い、この程度のランプであれば、既に市販品
もあるので、これら市販品のランプと本発明フィルタを
組み合せれば、リソグラフィ用のレイリー限界に近い高
解像度の紫外線照射装置や紫外線顕微鏡が提供できる。
うが、この場合は、放電灯の消費電力の大きいものを用
いれば良い。例えば、３６重量％・ｍｍの混入量の例で
述べれば、ｉ線の光量は約４になろているから、もし前
記ＵＳＨ−５００と同じ程度の光量がほしいのであれば
、大体１．５〜ＺＫＷ級の消費電力の超高圧水銀灯を利
用すれば良い、この程度のランプであれば、既に市販品
もあるので、これら市販品のランプと本発明フィルタを
組み合せれば、リソグラフィ用のレイリー限界に近い高
解像度の紫外線照射装置や紫外線顕微鏡が提供できる。
尚、参考までに第４図を用いてデータの採取方法を説明
する。第４図に於いて、ｌは超高圧水銀灯、２はフィル
タ、３は分光計てあり３６５ｎｍ付近で波長掃引し、ス
ペクトル形状を求める。
する。第４図に於いて、ｌは超高圧水銀灯、２はフィル
タ、３は分光計てあり３６５ｎｍ付近で波長掃引し、ス
ペクトル形状を求める。
モして４が放射されたｉ線で、５がフィルタ透過後の見
かけ上のｉ線である。フィルタは、６ｍｍの厚さのもの
を利用しているのて、１ｍｍの厚さに換算して、混入エ
ルビウムの量を６倍した値で光学厚さを計算した。
かけ上のｉ線である。フィルタは、６ｍｍの厚さのもの
を利用しているのて、１ｍｍの厚さに換算して、混入エ
ルビウムの量を６倍した値で光学厚さを計算した。
このように、ｉ線を光源に用いた精密光学系を利用する
紫外線照射波ａでは、レンズは石英とか畳面を使用する
ことになり、高解像度を得るのに、ｉ線スペクトル形状
の半値巾を小さくしなければならない。それと同時に、
ｉ線の輝度は、実用に供し得る程度の強さに保つ必要が
ある。その為、本発明のフィルタを用いることによって
ｉｉｉのスペクトル形状の見かけ上の半値巾を１．５ｎ
ｍ以下にすることができ、それによって、解像度はレイ
リー限界近くに迫ることができると共に、ｉ線の輝度は
充分に保っている。従って１例えば１線を利用した紫外
線照射装置が焼付性地はもちろん焼付速度の点において
も充分ＶＳＬＩ製造工程におけるリソグラフィ用に使用
することかできる。
紫外線照射波ａでは、レンズは石英とか畳面を使用する
ことになり、高解像度を得るのに、ｉ線スペクトル形状
の半値巾を小さくしなければならない。それと同時に、
ｉ線の輝度は、実用に供し得る程度の強さに保つ必要が
ある。その為、本発明のフィルタを用いることによって
ｉｉｉのスペクトル形状の見かけ上の半値巾を１．５ｎ
ｍ以下にすることができ、それによって、解像度はレイ
リー限界近くに迫ることができると共に、ｉ線の輝度は
充分に保っている。従って１例えば１線を利用した紫外
線照射装置が焼付性地はもちろん焼付速度の点において
も充分ＶＳＬＩ製造工程におけるリソグラフィ用に使用
することかできる。
［発明の効果］
以上の実施例からも理解されるように、本発明のフィル
タは、水銀蒸気の放電により発せられるｉ線近傍に鋭い
吸収特性を具備しているので、従来ｉ線を光源に用いた
精密光学系を採用した産業用の紫外線照射装置では不可
能であったレイリー限界に近い高解像度化が可能となる
。
タは、水銀蒸気の放電により発せられるｉ線近傍に鋭い
吸収特性を具備しているので、従来ｉ線を光源に用いた
精密光学系を採用した産業用の紫外線照射装置では不可
能であったレイリー限界に近い高解像度化が可能となる
。
第１図は、超高圧水銀灯から放射されるｉ線のスペクト
ル形状の説明図、第２図は本発明フィルタの光吸収特性
の説明図、第３図は、第１図のｉ線を第２図のフィルタ
を通して見た見かけ上のｉ線のスペクトル形状の説＃１
図、第４図はデータ採取方法の説明図である。 図中。 ｌ：超高圧水銀灯 ２：フィルタ ３：波長掃引型分光計 代理人 弁理士 １）北 嵩 晴 第 １ 図 給 ２ 図 裁り 第 ３ 図 第 ４ （支） 昭和６１年 ９月２５日
ル形状の説明図、第２図は本発明フィルタの光吸収特性
の説明図、第３図は、第１図のｉ線を第２図のフィルタ
を通して見た見かけ上のｉ線のスペクトル形状の説＃１
図、第４図はデータ採取方法の説明図である。 図中。 ｌ：超高圧水銀灯 ２：フィルタ ３：波長掃引型分光計 代理人 弁理士 １）北 嵩 晴 第 １ 図 給 ２ 図 裁り 第 ３ 図 第 ４ （支） 昭和６１年 ９月２５日
Claims (1)
- ６重量％・ｍｍ以上のエルビウムの酸化物を含有したガ
ラスからなることを特徴とするｉ線スペクトル形状修正
フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16084086A JPS6317237A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | ｉ線スペクトル形状修正フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16084086A JPS6317237A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | ｉ線スペクトル形状修正フイルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6317237A true JPS6317237A (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=15723543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16084086A Pending JPS6317237A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | ｉ線スペクトル形状修正フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6317237A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0295288U (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-30 |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16084086A patent/JPS6317237A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0295288U (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-30 |
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