KR20140141695A

KR20140141695A - 방전램프, 접속용 케이블, 광원장치 및 노광장치

Info

Publication number: KR20140141695A
Application number: KR1020147030352A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 기쿠치; 히로시 기타노
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2014-12-10
Also published as: TWI417932B; KR20180033609A; TW200905720A; CN101548132A; CN101548132B; KR101580333B1; KR102331533B1; EP2985526A1; KR102016673B1; JP5605666B2; KR20190102306A; US20100118287A1; EP2143995A4; KR20100014217A; EP3617588A1; KR20150056865A; CN102446669B; KR101844459B1; KR20210147092A; CN102522316A

Abstract

방전램프의 패럴부재에 대한 냉각작용이 큰 광원장치이다. 전원(32) 및 송풍장치(34) 측의 커넥터(41)와 방전램프(1)의 패럴 측 커넥터(52)를 전력케이블(33A) 내에 송풍배기관(35A)이 수납된 연결케이블(57)에 의해 연결한다. 전원(32)으로부터의 전력을 연결케이블(57)의 전력케이블(33A), 패럴 측 커넥터(52) 및 유로절곡부재(51)를 통하여 패럴부(28)로 공급하고, 송풍장치(34)로부터의 냉풍을 연결케이블(57)의 송풍용 배관(35A)과, 패럴 측 커넥터(52) 및 유로절곡부재(51) 내의 송풍로를 통하여 패럴부(28)의 홈부(28b)로 공급한다.

Description

방전램프, 접속용 케이블, 광원장치 및 노광장치{DISCHARGE LAMP, CABLE FOR CONNECTION, LIGHT SOURCE DEVICE, AND EXPOSURE DEVICE}

본 발명은 방전(放電)램프, 방전램프와 전원을 접속할 때에 사용되는 접속용 케이블, 방전램프를 구비한 광원(光源)장치 및 이 광원장치를 구비한 노광(露光)장치에 관한 것이다.

각종 디바이스(마이크로 디바이스, 전자 디바이스 등)를 제조하기 위한 리소그래피(lithography) 공정에 있어서는 레티클(reticle)(또는 포토마스크(photomask) 등)에 형성된 패턴(pattern)을 레지스트(resist)가 도포(塗布)된 웨이퍼(wafer)(또는 유리 플레이트 등) 위에 전사(轉寫)하기 위해서, 스텝퍼(stepper) 등의 일괄(一括)노광형(정지(靜止)노광형)의 투영(投影)노광장치 및 스캐닝·스텝퍼 등의 주사(走査)노광형의 투영노광장치 등의 노광장치가 사용되고 있다. 이들 노광장치에서는 수은램프 등의 방전램프와 집광경(集光鏡)을 조합시켜 이루어지는 노광용 광원장치가 사용되고 있고, 그 방전램프는 소정의 부착기구를 통하여 유지되고 있었다.

종래의 방전램프를 가지는 광원장치 중에는 발열의 영향을 경감하기 위해서 냉각기구를 구비한 타입이 있다. 종래의 냉각기구의 일례는 방전램프의 한쪽의 페럴(ferrule)의 외면으로부터 벌브(bulb)부의 외면을 거쳐 다른 쪽의 페럴의 외면을 향해서 냉각된 공기를 공급하는 기구이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 종래의 냉각기구의 다른 예로서 방전램프의 페럴에 링모양의 홈부를 형성하고, 그 홈부 및 소정의 송풍관을 통하여 벌브부에 냉각된 공기를 공급하는 기구도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특개평9-213129호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개평11-283898호 공보

종래의 광원장치에 있어서의 방전램프의 냉각기구는 주로 방전램프의 벌브부에 냉풍을 내뿜고 있었기 때문에 페럴에 대한 냉각작용이 작다는 문제가 있었다.

또, 방전램프에는 고정 측의 페럴과 자유단 측의 페럴이 있고, 종래의 냉각기구를 이용하여 자유단 측의 페럴을 냉각하는 경우에는 페럴의 주위에도 송풍용 배관 등을 설치할 필요가 있어, 방전램프로부터의 광이 많이 차광(遮光)된다는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여, 방전램프의 페럴에 대한 냉각작용이 크게 함과 동시에, 자유단 측의 페럴을 냉각할 때에 방전램프로부터 발생하는 광에 대한 차광량이 적은 광원장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 그러한 광원장치에 적용할 수 있는 방전램프 및 접속용 케이블 및 그러한 광원장치를 이용하는 노광기술을 제공하는 것도 목적으로 한다.

본 발명에 의한 방전램프는 유리부재의 내부에 방전용 전극을 수납한 방전램프로서, 그 유리부재에 연결된 페럴부재와, 그 페럴부재에 설치되고, 도전성 재료로 형성되는 중계부재와, 그 중계부재와 전기적으로 접속되는 도전성 부재를 가지는 연결부재와, 그 중계부재 및 그 연결부재에 형성되어 그 페럴부재에 냉각용 매체를 공급하기 위한 유로를 구비하는 것이다.

또, 본 발명에 의한 접속용 케이블은 냉각용 매체 및 전력을 이용하는 장치와 그 냉각용 매체의 공급원 및 전원을 연결하기 위한 접속용 케이블로서, 가요성 재료로 형성되며, 그 냉각용 매체의 유로를 가지는 관상부재와, 도전성을 가지는 가요성 재료로 형성되며, 그 관상부재를 덮도록 설치된 피복부재를 구비한 것이다.

또, 본 발명에 의한 광원장치는 전원과 냉각용 매체의 공급원에 접속되는 광원장치로서, 본 발명의 방전램프와, 그 전원 및 그 공급원과, 그 방전램프를 접속하기 위한 본 발명의 접속용 케이블을 가지는 것이다.

또, 본 발명에 의한 노광장치는 광원장치로부터 발생한 노광광에 의해서 감광기판에 패턴을 노광하는 노광장치로서, 그 광원장치로서 본 발명의 광원장치를 이용하는 것이다.

본 발명의 방전램프에 의하면, 방전용의 전력은 연결부재의 도전성 부재, 중계부재 및 페럴부재를 통하여 방전용 전극으로 공급된다. 또한, 냉각용 매체는 연결부재 및 중계부재에 형성된 유로를 통하여 페럴부재로 공급된다.

본 발명의 접속용 케이블에 의하면, 전원으로부터의 전력은 가요성을 가지는 피복부재를 통하여 장치 측으로 공급되고, 공급원으로부터의 냉각용 매체는 그 피복부재 내에 설치된 가요성을 가지는 관상부재의 내부를 통해 장치 측으로 공급된다.

따라서, 본 발명의 광원장치 및 노광장치에 의하면, 전원으로부터의 전력은 접속용 케이블의 피복부재, 방전램프의 연결부재의 도전성 부재, 중계부재 및 페럴부재를 통하여 방전용 전극으로 공급된다. 또한, 공급원으로부터의 냉각용 매체는 접속용 케이블의 관상부재를 통과한 후, 방전램프의 연결부재 및 중계부재 내의 유로를 통해 페럴부재로 공급된다. 따라서, 그 페럴부재에 대한 냉각작용이 크다. 또, 냉각용 매체는 접속용 케이블의 전력공급용의 가요성을 가지는 피복부재 내의 가요성을 가지는 관상부재를 통해 방전램프 측으로 공급된다. 따라서, 그 페럴부재가 자유단 측에 있는 경우에, 그 접속용 케이블에 의한 방전램프로부터 발생하는 광의 차광량이 적고, 광의 이용효율이 높아짐과 동시에, 광원장치의 온도상승도 적다.

도 1은 실시형태의 일례의 투영노광장치의 개략구성을 나타내는 도이다.
도 2는 도 2의 (A)는 도 1 중의 방전램프(1)를 나타내는 일부를 절개한 도, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 BB선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 3의 (A)는 도 2의 (A)의 페럴부(28) 측의 유로절곡부재(51) 및 페럴 측 커넥터(52)를 나타내는 평면도, 도 3의 (B)는 도 2의 (A)의 페럴부(28) 근방의 구성을 나타내는 단면도, 도 3의 (C)는 도 3의 (B)의 주요부의 측면도이다.
도 4는 실시형태의 일례의 연결케이블(57)을 나타내는 일부를 절개한 도이다.
도 5는 도 3의 (B)의 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52)에 도 4의 연결케이블(57)을 통하여 전원(32) 및 송풍장치(34)를 연결한 상태를 나타내는 일부를 절개한 도이다.
도 6은 실시형태의 변형예로서, 방전램프(1)의 유로절곡부재(51)와 페럴 측 커넥터와의 사이에 연장케이블(57A)을 접속한 예의 주요부를 나타내는 일부를 절개한 도이다.
도 7은 실시형태의 변형예의 페럴부 근방의 구성을 나타내는 일부를 절개한 도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태의 일례에 대해 도 1 ~ 도 5를 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 예의 노광광원(30)을 구비한 투영노광장치(노광장치)를 나타내고, 이 도 1에 있어서, 아크방전형 수은램프로 이루어지는 방전램프(1)가 부착부재(31)를 통하여 절연물로 이루어지는 고정판(29)에 고정되어 있다. 또, 방전램프(1) 내의 양극 측 및 음극 측의 전극에는 각각 전원(32)으로부터 가요성을 가지는 전력케이블(33A 및 33B)을 통하여 전력이 공급되고 있다. 또, 방전램프(1)의 2개의 페럴에는 가요성을 가지는 송풍용 배관(35A 및 35B)을 통하여 송풍장치(34)로부터 방진(防塵)필터를 통해 냉각된 공기(이하, 냉풍이라고 함)가 공급되고 있다. 송풍장치(34)로서는 외기를 취입하여 제진(除塵) 및 냉각을 실시하여 얻어진 공기(또는 질소봄베(bombe)로부터 취입한 질소가스 등이라도 됨)를 소정의 풍량으로 공급하는 기구를 사용할 수 있다. 송풍장치(34)로서는, 그 이외에 공장 내에서 에어실린더 등을 위해서 압축공기를 공급하는 압축공기 공급부를 사용하여도 좋다. 그 냉풍은 실온 정도라도 되며, 반드시 실온 이하까지 냉각되어 있지 않아도 된다.

또, 방전램프(1)의 벌브부를 둘러싸도록 타원거울(2)(집광미러)가 도시하지 않은 브래킷에 고정되어 있다. 방전램프(1)의 벌브부 내의 발광부는 일례로서 타원거울(2)의 제1 초점(P1)의 근방에 배치되어 있다. 방전램프(1), 타원거울(2), 부착부재(31), 전력케이블(33A, 33B), 송풍용 배관(35A, 35B), 전원(32) 및 송풍장치(34)를 포함하여 노광광원(30)이 구성되어 있다(상세 후술).

방전램프(1)로부터 사출(射出)된 광속(光束)은 타원거울(2)에 의해서 제2 초점(P2) 부근에 모아진 후, 열린 상태의 셔터(3)의 근방을 통과하여 발산광이 되어 광로절곡용 미러(4)로 입사한다. 셔터(3)의 개폐는 셔터구동장치(3a)에 의해서 행해지고, 일례로서 후술의 스테이지 제어계(15)가 장치 전체의 동작을 통괄제어하는 주제어계(14)의 지령하에서 셔터구동장치(3a)를 제어한다.

미러(4)에서 반사된 광속은 간섭필터(5)로 입사하고, 간섭필터(5)에 의해 소정의 휘선(輝線)(예를 들면 파장 365㎚의 i선)의 노광광(IL)만이 선택된다. 또한, 노광광(IL)으로서는 i선 외에, g선, h선 혹은 이들의 혼합광 등, 또는 수은램프 이외의 램프의 휘선 등도 사용할 수 있다. 그 선택된 노광광(IL)은 플라이아이(fly eye) 렌즈(6)(옵티컬·인티그레이터(optical integrator))에 입사하고, 플라이아이 렌즈(6)의 사출면에 배치된 가변개구 조리개(7) 위에 다수의 2차 광원이 형성된다. 가변개구 조리개(7)를 통과한 노광광(IL)은 제1 릴레이 렌즈(8)를 거쳐 레티클 블라인드(가변시야 조리개)(9)에 입사한다. 레티클 블라인드(9)의 배치면은 레티클(R)의 패턴면과 실질적으로 켤레를 이루고, 구동장치(9a)를 통하여 레티클 블라인드(9)의 개구형상을 설정하는 것으로, 레티클(R) 위에서의 조명영역이 규정된다. 또, 웨이퍼(W)의 스텝핑시 등에 불필요한 노광광이 웨이퍼(W) 위로 조사되지 않도록 스테이지 제어계(15)가 구동장치(9a)를 통하여 레티클 블라인드(9)를 개폐할 수도 있도록 구성되어 있다.

레티클 블라인드(9)를 통과한 노광광(IL)은 제2 릴레이 렌즈(10), 노광광(IL)을 반사하는 다이클로익 미러(dichroic mirror)(11) 및 컨덴서 렌즈(12)를 통하여 레티클(R)의 패턴면의 패턴영역을 낙사(落射) 조명한다. 셔터(3), 미러(4), 간섭필터(5), 플라이아이 렌즈(6), 가변개구 조리개(7), 릴레이 렌즈(8, 10), 레티클 블라인드(9), 다이클로익 미러(11) 및 컨덴서 렌즈(12)를 포함하여 조명광학계(13)가 구성되고 있다. 노광광원(30)으로부터의 광속은 조명광학계(13)를 거쳐 노광광(IL)으로서 레티클(R)(마스크)을 조명하고, 레티클(R)의 패턴영역 내의 패턴이 투영광학계(PL)를 통하여 포토레지스트(photoresist)가 도포된 웨이퍼(W)(감광기판)의 하나의 쇼트영역 위에 투영 배율(β)(β는 예를 들면 1/4, 1/5 등)로 노광된다. 이하, 투영광학계(PL)의 광축(AX)에 평행하게 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면 내에서 도 1의 지면에 평행하게 X축을, 도 1의 지면에 수직하게 Y축을 취하여 설명한다.

이 때, 레티클(R)은 레티클 베이스(도시 생략) 위에서 X방향, Y방향 및 Z축 둘레의 회전방향으로 미동 가능한 레티클 스테이지(RST) 위에 유지되고 있다. 레티클 스테이지(RST)의 위치는 이것에 고정된 이동거울(17R)에 계측용 레이저 빔을 조사하는 레이저 간섭계(18R)에 의해서 고정밀도로 계측되고, 이 계측치가 스테이지 제어계(15) 및 주제어계(14)로 공급되고 있다. 그 계측치 및 주제어계(14)로부터의 제어정보에 근거하여, 스테이지 제어계(15)가 리니어 모터 등을 포함한 구동계(19R)를 통하여 레티클 스테이지(RST)의 위치를 제어한다.

한편, 웨이퍼(W)는 도시하지 않은 웨이퍼 홀더를 통하여 웨이퍼 스테이지(WST) 위에 유지되고, 웨이퍼 스테이지(WST)는 웨이퍼 베이스(도시 생략) 위에 X방향 및 Y방향으로 이동이 가능하게 놓여 있다. 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치는 이것에 고정된 이동거울(17W)에 계측용 레이저 빔을 조사하는 레이저 간섭계(18W)에 의해 고정밀도로 계측되고, 이 계측치는 스테이지 제어계(15) 및 주제어계(14)로 공급되고 있다. 그 계측치 및 주제어계(14)로부터의 제어정보에 근거하여, 스테이지 제어계(15)는 리니어 모터 등을 포함하는 구동계(19W)를 통하여 웨이퍼 스테이지(WST)(웨이퍼(W))의 위치를 제어한다.

웨이퍼(W)의 노광시에는 웨이퍼 스테이지(WST)에 의해 웨이퍼(W)의 각 쇼트영역을 투영광학계(PL)의 노광필드 내로 이동하는 동작과, 노광광원(30)으로부터의 광속을 조명광학계(13)를 통하여 레티클(R)에 조사하여 레티클(R)의 패턴을 투영광학계(PL)를 통하여 웨이퍼(W) 위의 해당 쇼트영역에 노광하는 동작이 스텝·앤드·리피트 방식으로 반복된다. 이것에 의해서, 레티클(R)의 패턴의 상(像)이 웨이퍼(W) 위의 각 쇼트영역으로 전사된다.

또한, 이 노광시에 미리 얼라이먼트를 실시하기 위해서, 레티클(R)의 위쪽에는 레티클(R)에 형성된 얼라이먼트 마크의 위치를 검출하기 위한 레티클 얼라이먼트 현미경(20)이 설치되고, 투영광학계(PL)의 측면에는 웨이퍼(W) 위의 각 쇼트영역에 부설된 얼라이먼트 마크의 위치를 검출하기 위한 얼라이먼트 센서(21)가 설치되어 있다. 또, 웨이퍼 스테이지(WST) 위의 웨이퍼(W)의 근방에는 얼라이먼트 센서(21) 등을 위한 복수의 기준 마크가 형성된 기준 마크 부재(22)가 형성되어 있다. 레티클 얼라이먼트 현미경(20) 및 얼라이먼트 센서(21)의 검출신호는 얼라이먼트 신호처리계(16)로 공급되고, 얼라이먼트 신호처리계(16)는, 예를 들면 그러한 검출신호의 화상처리에 의해서 피검마크의 배열좌표를 구하며, 이 배열좌표의 정보를 주제어계(14)로 공급한다. 주제어계(14)는 그 배열좌표의 정보에 근거하여 레티클(R) 및 웨이퍼(W)의 얼라이먼트를 실시한다.

다음에, 본 예의 투영노광장치의 방전램프(1)를 포함한 노광광원(30)의 기본적인 구성에 대해 설명한다.

도 2의 (A)는 도 1의 노광광원(30) 중의 방전램프(1) 및 그 부착기구를 나타내는 일부를 절개한 도이고, 이 도 2의 (A)에 있어서, 방전램프(1)는 벌브부(25a) 및 이것을 사이에 두도록 고정된 대략 대칭으로 원통모양의 2개의 봉상부(25b, 25c)로 이루어진 유리관(25)과, 한쪽의 고정 측의 봉상부(25b)의 단부에 연결된 음극 측의 페럴부(26)와, 다른 쪽의 외측으로 향하여 계단 모양으로 직경이 작아지는 자유단 측의 봉상부(25c)의 단부에 연결된 양극 측의 페럴부(28)를 구비하고 있다. 그 벌브부(25a) 내에 발광부를 형성하기 위한 양극(EL1) 및 음극(EL2)이 대향하여 고정되고, 음극(EL2) 및 양극(EL1)은 각각 페럴부(26 및 28)에 접속되며, 페럴부(26 및 28)는 전기전도율 및 열전도율이 양호한 금속제이다. 페럴부(26), 유리관(25) 및 페럴부(28)는 유리관(25)의 봉상부(25b, 25c)의 중심축을 이어 발광부의 중심을 통과하는 하나의 직선 위에 배치되어 있다. 그 봉상부(25b, 25c)의 중심축을 잇는 직선에 평행한 방향이 방전램프(1)의 길이방향(L)이다.

페럴부(26 및 28)는 기본적으로 음극(EL2) 및 양극(EL1)에 전원(32)으로부터 전력케이블(33B 및 33A)(도 1 참조)를 통하여 전력을 공급하기 위한 전력수급단자로서 사용된다. 그 외에, 페럴부(26)는 유리관(25)(방전램프(1))를 유지하기 위한 피유지부로도 사용되며, 페럴부(26 및 28)는 모두 유리관(25)으로부터 전도해 오는 열을 냉각하기 위한 기체를 흐르게 하는 기구를 구비하고 있다.

즉, 음극(EL2)에 접속된 페럴부(26)에는 봉상부(25b)로부터 외측으로 순서대로 플랜지부(26a)와, 원기둥 모양의 축부(26b)와, 원기둥 모양의 오목부(26f)와, 축부(26b)보다 약간 작은 외경의 원기둥 모양의 고정부(26h)가 형성되고, 오목부(26f)와 고정부(26h)와의 경계부에 길이방향(L)과 대략 수직인 면으로 이루어지는 피가압면(26g)이 형성되어 있다.

방전램프(1)를 고정할 때에는 방전램프(1)의 축부(26b)를 2점쇄선으로 나타낸 부착부재(31)의 개구부(31b)에 끼워맞춤시켜, 플랜지부(26a)를 부착부재(31)의 상면(31a)에 놓는다. 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이, 플랜지부(26a)에는 원형의 개구(27A, 27B)가 형성되어 있고, 이들 개구(27A, 27B)에 도 2의 (A)의 상면(31a)에 고정되어 있는 원기둥 모양의 돌기부(도시 생략)를 삽입하여 통과시킴으로써 방전램프(1)의 회전방향의 위치결정이 행해진다.

또, 축부(26b)의 외면에 길이방향(L)에 평행한 축의 둘레에 나선모양으로 홈부(26d)가 형성되어 있다. 홈부(26d)에는 송풍장치(34)로부터 가요성을 가지는 송풍용 배관(35B) 및 부착부재(31)에 형성된 송풍로(31c)를 통하여 냉풍이 공급되고 있다. 또, 도전성이 양호한 금속제의 부착부재(31)에 단자(38)가 볼트(39)에 의해서 고정되고, 단자(38)가 전력케이블(33B)에 의해서 전원(32)에 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 전원(32)으로부터 전력케이블(33B), 단자(38), 부착부재(31) 및 페럴부(26)의 플랜지부(26a)를 통하여 방전램프(1)의 음극(EL2)에 전력이 공급된다.

또, 부착부재(31)의 아래쪽의 3개소에 회전이 가능하고, 또한 인장 코일스프링(37A, 37B, 37C)에 의해서 아래쪽으로 가압되도록 가압부재(36A, 36B, 36C)가 고정되어 있다. 가압부재(36A ~ 36C)의 선단부에서 페럴부(26)의 피가압면(26g)을 아래쪽으로 가압하는 것에 의해, 페럴부(26)(나아가서는 방전램프(1))가 부착부재(31)에 안정적으로 유지된다. 또한, 도시하지 않은 레버기구에 의해서 가압부재(36A ~ 36C)를 위쪽으로 끌어올리는 것에 의해서, 방전램프(1)를 용이하게 부착부재(31)로부터 떼어낼 수 있다.

다음에, 도 2의 (A)에 있어서, 방전램프(1)의 양극 측(본 예에서는 자유단 측이기도 하다)의 페럴부(28)의 개략 구조는 대략 원기둥 모양의 축부(28a)의 표면에 길이방향(L)과 평행한 축의 둘레에 나선모양으로 홈부(28b)를 형성한 것이다. 또한, 페럴부(28)를 외측으로부터 덮도록 도전성이 양호한 금속(예를 들면 동, 놋쇠, 알루미늄 등. 이하 동일)제의 대략 원통모양의 커버부재(50)가 고정되어 있다. 커버부재(50) 위에 도전성이 양호한 금속제의 대략 원판모양의 유로절곡부재(51)가 고정되고, 유로절곡부재(51)의 길이방향(L)에 직교하는 방향을 향해 평면으로 가공된 측면(51a)(도 3의 (B) 참조)에 페럴 측 커넥터(52)가 고정되어 있다. 페럴 측 커넥터(52)의 길이방향(L)에 직교하는 방향을 향한 연결부에 도 1의 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)을 연결할 수 있다(상세 후술).

이와 같이 방전램프(1)의 길이방향(L)에 직교하는 방향을 향해서, 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)을 연결하기 위한 페럴 측 커넥터(52)를 설치한 경우에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)을 타원거울(2)에 의해서 방전램프(1)로부터의 광속이 집광되는 제2 초점(P2)으로부터 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)에 의한 방전램프(1)로부터의 광속의 차광량을 적게 함과 동시에, 그 광속에 의해서 가열되는 부재가 적게 되기 때문에, 방전램프(1)의 온도상승이 억제된다.

도 3의 (B)는 도 2의 (A)의 방전램프(1)의 양극 측의 페럴부(28) 부근의 구성을 나타내는 확대 단면도이고, 도 3의 (A)는 도 3의 (B)의 평면도, 도 3의 (C)는 도 3의 (B)의 주요부의 측면도이다. 도 3의 (B)에 있어서, 페럴부(28)의 홈부(28b)가 형성된 축부(28a)의 상단에는 링모양의 노치부분(28d)을 사이에 두고 원판상의 마운트부(28c)가 형성되고, 마운트부(28c)의 중심부로부터 외측으로 향해서 통기용 홈부(28e)가 형성되어 있다.

또, 커버부재(50)는 마운트부(28c)의 상면에 놓이는 윤대(輪帶) 모양의 평판부(50a)와, 페럴부(28)의 측면을 덮는 원통부(50c)를 가지고, 원통부(50c)의 선단부(50ca)는 페럴부(28)로부터 더욱 유리관(25)의 봉상부(25c) 측으로 연장되어 있다. 또한, 도 3의 (B)에서는, 축부(28a)와 원통부(50c)와의 사이에는 틈새가 있도록 묘사되어 있지만, 그 틈새는 실제로는 지극히 작게 하여도 된다.

커버부재(50) 위에 고정된 유로절곡부재(51)의 저면에는 커버부재(50)의 평판부(50a)의 중앙의 개구(50b)에 돌출하도록 원통모양의 돌기부(51d)가 형성되고, 이 돌기부(51d)의 중앙부로부터 유로절곡부재(51)의 중앙부로 향하고, 그곳에서 평탄한 측면(51a)을 향해 절곡되도록 냉풍을 공급하기 위한 송풍로(51c)가 형성되며, 송풍로(51c)의 선단부는 측면(51a)에 형성된 오목부(51b)에 연통하고 있다. 또, 도 3의 (A)에 나타내는 바와 같이, 유로절곡부재(51)의 상면의 4개소에 카운터 보링(counter boring)부(51e)가 형성되고, 카운터 보링부(51e) 내의 볼트(53)에 의해서, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이, 유로절곡부재(51) 및 커버부재(50)(볼트(53)용의 개구가 형성되어 있다)가 페럴부(28)에 일체적으로 고정되어 있다.

또, 페럴 측 커넥터(52)는 유로절곡부재(51)의 측면(51a)에 고정된 고정부(54)와, 고정부(54)의 중앙의 개구부에 나사부(55a)에 의해서 나사맞춤하도록 고정된 원통부(55)를 가지며, 고정부(54) 및 원통부(55)는 모두 도전성이 양호한 금속제이다. 고정부(54)는 측면(51a)에 고정된 평판부(54a)와 외측으로 돌출한 원통부(54b)를 가지며, 원통부(54b) 내의 3개소에 오목부(54c)가 형성되어 있다. 또, 평판부(54a)의 4개소에 도 3의 (C)에 나타내는 바와 같이 카운터 보링부(54d)가 형성되고, 카운터 보링부(54d) 내의 볼트(56)에 의해서, 고정부(54)(나아가서는 페럴 측 커넥터(52))가 유로절곡부재(51)의 측면(51a)에 고정되어 있다.

도 3의 (B)에 있어서, 도 1의 전력케이블(33A)을 통하여 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54)로 공급되는 전력은 유로절곡부재(51), 커버부재(50) 및 페럴부(28)를 통하여 유리관(25) 내의 양극으로 공급된다. 또, 도 1의 송풍용 배관(35A)을 통하여 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(55)로 공급되는 냉풍은 유로절곡부재(51)의 오목부(51b), 송풍로(51c), 커버부재(50)의 개구(50b), 홈부(28e) 및 노치부분(28d)을 통해 페럴부(28)의 홈부(28b)로 공급되고, 홈부(28b)를 흐른 공기는 봉상부(25c)와 커버부재(50)의 선단부(50ca)와의 사이로부터 도 2의 (A)의 유리관(25)의 벌브부(25a) 측으로 송풍된다. 이것에 의해서, 페럴부(28) 및 유리관(25)이 효율적으로 냉각된다.

다음으로, 도 4는 도 1의 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)을 포함하는 본 예의 연결케이블(57)을 나타내고, 이 도 4에 있어서, 연결케이블(57)은 케이블 측 제1 커넥터(58A)와, 케이블 측 제1 연결부재(62A)와, 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)과, 케이블 측 제2 연결부재(62B)와, 케이블 측 제2 커넥터(58B)를 연결하여 구성되어 있다. 케이블 측 제1 커넥터(58A)는 원통모양의 선단부(59Aa)를 가지는 본체부재(59A)와, 본체부재(59A) 내에 멈춤나사(61A)에 의해서 고정된 가늘고 긴 원통부재(60A)를 가지고 있다. 선단부(59Aa)의 외면의 3개소에 돌기부(59Ab)가 형성되고, 선단부(59Aa)의 돌기부(59Ab)를 원주방향으로 끼우는 위치에 가요성을 갖게하기 위한 슬로팅부(도시 생략)가 형성되어 있다. 원통부재(60A)는 도 3의 (A)의 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(55) 내로 찔러 넣을 수 있는 크기이고, 본체부재(59A)의 선단부(59Aa)는 도 3의 (A)의 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54)의 원통부(54b)의 내면에 끼워맞춤하는 크기이다. 선단부(59Aa)를 원통부(54b) 내로 찔러 넣은 상태에서 선단부(59A)의 돌기부(59Ab)가, 도 3의 (B)의 원통부(54b) 내의 오목부(54c)에 수납되어 선단부(59Aa)가 원통부(54b)에 안정적으로 유지된다. 또한, 원통부재(60A)의 선단부에는 원통부(55)에 용이하게 연결할 수 있도록 테이퍼부가 형성되어 있지만, 예를 들면 가공정밀도가 높은 경우에는 그 테이퍼부는 생략하여도 된다.

도 4에 있어서, 케이블 측 제1 연결부재(62A)는 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 본체부재(59A)의 나사부(59Ac)에 나사맞춤되어 고정된 선단부(63Aa)를 가지는 본체부재(63A)와, 본체부재(63A) 내에 멈춤나사(65A)에 의해서 고정된 가늘고 긴 원통부재(64A)를 가지고, 본체부재(63A)의 타단 측에는 원통부(63Ab)가 형성되며, 원통부(63Ab)로부터 더욱 외측으로 원통부재(64A)가 돌출해 있다. 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 본체부재(59A) 및 원통부재(60A)와, 케이블 측 제1 연결부재(62A)의 본체부재(63A) 및 원통부재(64A)는 모두 도전성이 양호한 금속제이다.

또, 본 예에서는, 전력케이블(33A)은 화살표 B의 외관으로 나타내는 바와 같이, 가늘고 긴 다수의 도선을 원통의 그물코 모양으로 엮은 가요성을 가지는 부재이고, 이 전력케이블(33A) 내에 연성의 합성수지(예를 들면 연질 폴리염화비닐, 저밀도 폴리에틸렌 등. 이하 동일) 또는 합성고무 등으로 이루어지며, 가요성을 가지는 가늘고 긴 원통모양의 송풍용 배관(35A)이 수납되어 있다. 전력케이블(33A)의 양단부는 송풍용 배관(35A)보다 길게 연장되어 있고, 송풍용 배관(35A)은 케이블 측 제1 연결부재(62A)의 원통부재(64A)를 수납할 수 있는 크기이다. 그리고, 원통부재(64A)의 선단부가 송풍용 배관(35A) 내에 찔러 넣어지고, 또한 전력케이블(33A)의 선단부가 케이블 측 제1 연결부재(62A)의 원통부(63Ab)를 덮고 있는 상태에서 송풍용 배관(35A)의 선단부 및 원통부(63Ab)를 전력케이블(33A)로 체결하도록 금속제의 벨트부(66A)가 고정되어 있다.

또, 케이블 측 제2 연결부재(62B)는 케이블 측 제1 연결부재(62A)와 대칭적으로 본체부재(63B)에 멈춤나사(65B)에 의해서 원통부재(64B)를 고정하여 구성되고, 케이블 측 제2 커넥터(58B)는 케이블 측 제1 커넥터(58A)와 대칭적으로 본체부재(59B)에 멈춤나사(61B)에 의해서 원통부재(60B)를 고정하여 구성되어 있다. 본체부재(59B, 63B) 및 원통부재(60B, 64B)는 모두 도전성이 양호한 금속제이며, 원통부재(64B)의 선단부가 삽입된 송풍용 배관(35A)의 선단부 및 본체부재(63B)의 원통부(63Bb)를 전력케이블(33A)로 체결하도록 금속제의 벨트부(66B)가 고정되어 있다. 이것에 의해서, 송풍용 배관(35A)과 원통부재(64A, 64B)가 연통하도록 하고, 또한 전력케이블(33A)과 본체부재(63A, 63B)가 전기적으로 도통하도록 케이블 측 연결부재(62A 및 62B)와 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)이 연결되어 있다.

또, 케이블 측 제2 연결부재(62B)의 본체부재(63B)의 선단부(63Ba)가 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 본체부재(59B)의 나사부(59Bc)에 나사맞춤되어 고정되어 있다. 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 본체부재(59B)의 원통모양의 선단부(59Ba)의 외면의 3개소에 돌기부(59Bb)가 형성되어 있다.

도 4의 연결케이블(57)에 있어서, 도 1의 전원(32)으로부터 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 본체부재(59B)로 공급된 전력은 케이블 측 제2 연결부재(62B)의 본체부재(63B), 전력케이블(33A), 케이블 측 제1 연결부재(62A)의 본체부재(63A) 및 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 본체부재(59A)를 통하여 도 3의 (B)의 페럴 측 커넥터(52)로 공급된다. 또, 도 1의 송풍장치(34)로부터 도 4의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 원통부재(60B) 내로 공급된 냉풍은 케이블 측 제2 연결부재(62B)의 원통부재(64B), 송풍용 배관(35A), 케이블 측 제1 연결부재(62A)의 원통부재(64A) 및 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 원통부재(60A)를 통하여 도 3의 (B)의 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(55) 내로 송풍된다.

또한, 연결케이블(57)에 있어서, 원통부 부재(60A, 64A, 64B, 60B)는 생략하는 것이 가능하다. 또한, 케이블 측 연결부재(62A 및 62B)를 생략하고, 케이블 측 커넥터(58A 및 58B)에 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)을 연결하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.

다음으로, 도 5는 도 3의 (B)의 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52)와 도 1의 전원(32) 및 송풍장치(34)를 도 4의 연결케이블(57)로 연결(접속)한 상태를 나타내고, 이 도 5에 있어서, 도전성이 양호한 금속제의 부착부재(40)에 도 3의 (B)의 페럴 측 커넥터(52)와 같은 구조의 도전성이 양호한 금속제의 고정부(42)와 원통부(43)로 이루어지는 전원 측 커넥터(41)의 평판부(42a)가 볼트(도시 생략)에 의해 고정되어 있다. 고정부(42)의 원통부(42b)는 그 내면에 도 4의 연결케이블(57)의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 선단부(59Ba)가 끼워맞춤할 수 있는 크기이고, 원통부(43)는 그 안쪽에 그 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 원통부재(60B)를 찔러넣을 수 있는 크기이다. 또, 도 4의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 선단부(58Ba)의 돌기부(59Bb)에 대응하도록 도 5의 원통부(42c)의 내면에 오목부(42c)가 형성되어 있다. 또한, 원통부재(60B)의 선단부에는 원통부(43)에 용이하게 연결할 수 있도록 테이퍼부가 형성되고 있지만, 예를 들면 가공정밀도가 높은 경우에는 그 테이퍼부는 생략하여도 된다.

또, 부착부재(40)에 볼트(44)로 고정된 단자가 전력케이블(46)로 전원(32)에 연결되어 있고, 전력케이블(46)과 전원 측 커넥터(41)의 고정부(42)는 전기적으로 도통하고 있다. 또한, 전원 측 커넥터(41)의 원통부(43)는 부착부재(40)에 형성된 오목부(40a) 및 배관로에 따라서 배치된 배관(45)을 통하여 송풍장치(34)에 연결되고, 송풍장치(34)로부터 전원 측 커넥터(41)의 원통부(43)에 냉풍을 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

도 5에 있어서, 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52)에 연결케이블(57)을 접속하기 위해서는 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(54b) 내에 연결케이블(57)의 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 선단부(59Aa)를 찔러넣고, 선단부(59Aa)의 돌기부(59Ab)를 원통부(54b) 내의 오목부(54c)에 끼워맞춤시키면 된다. 또한, 선단부(59Aa)와 원통부(54b)와의 연결방법은 돌기부(59Ab)와 오목부(54c)를 맞추는 방법 이외의 통상의 커넥터들의 연결에서 사용되고 있는 임의의 방법을 사용할 수 있다. 이것은 연결케이블(57)과 전원 측 커넥터(41)와의 연결에 대해서도 마찬가지이다. 즉, 전원 측 커넥터(41)에 연결케이블(57)을 접속하기 위해서는 전원 측 커넥터(41)의 원통부(42b) 내에 연결케이블(57)의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 선단부를 찔러넣고, 원통부(42b) 내의 오목부(42c)에 그 선단부의 돌기부(59Bb)를 끼워맞춤시키면 된다. 이와 같이 연결케이블(57)을 이용하는 것에 의해서, 지극히 용이하게, 또한 신속하게 전원(32) 및 송풍장치(34)와 방전램프(1)를 접속할 수 있다.

이 경우, 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(54b)와 연결케이블(57)의 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 선단부(59Aa)가 연결된다. 이 때문에, 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(55)에 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 원통부재(60A)가 찔러넣어져 양자는 연통된다. 또한, 전원 측 커넥터(41)의 원통부(42b)와 연결케이블(57)의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 선단부가 연결된다. 이 때문에, 전원 측 커넥터(41)의 원통부(43)에 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 원통부재(60B)가 찔러넣어져 양자는 연통된다.

도 5에 있어서, 전원(32)으로부터 전력케이블(46)을 통하여 전원 측 커넥터(41)의 고정부(42)로 공급되는 전력은 연결케이블(57)의 케이블 측 제2 커넥터(58B)(본체부재(59B)), 케이블 측 제2 연결부재(62B)(본체부재(63B)), 전력케이블(33A), 케이블 측 제1 연결부재(62A)(본체부재(63A)) 및 케이블 측 제1 커넥터(58A)(본체부재(59A))를 통하여 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54) 및 원통부(55)로 공급된다. 그리고, 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54)로 공급된 전력은 유로절곡부재(51), 커버부재(50) 및 페럴부(28)를 통하여 유리관(25) 내의 양극으로 공급된다.

한편, 도 5의 송풍장치(34)로부터 배관(45)을 통하여 전원 측 커넥터(41)의 원통부(43)로 공급된 냉풍은 화살표 A1, A2, A3, A4로 나타내는 바와 같이 연결케이블(57)의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 원통부재(60B), 케이블 측 제2 연결부재(62B)의 원통부재(64B), 송풍용 배관(35A), 케이블 측 제1 연결부재(62A)의 원통부재(64A) 및 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 원통부재(60A)를 통하여 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(55) 내로 송풍된다. 그리고, 원통부(55)로 공급된 냉풍은 화살표 A5, A6, A7로 나타내는 바와 같이, 유로절곡부재(51)의 송풍로(51c), 커버부재(50)의 개구(50b), 홈부(28e), 노치부분(28d), 페럴부(28)의 홈부(28b) 및 봉상부(25c)와 커버부재(50)의 선단부(50ca)와의 사이의 공간을 지나 유리관(25)의 벌브부(25a)(도 2의 (A) 참조) 측으로 송풍된다. 이것에 의해서, 페럴부(28) 및 유리관(25)이 효율적으로 냉각된다.

또, 도 5에 있어서, 예를 들면 방전램프(1)의 메인터넌스(maintenance : 유지보수)를 실시하기 위해서, 방전램프(1)로부터 연결케이블(57)을 분리하는 경우에는 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(54b)로부터 연결케이블(57)의 케이블 측 제1 커넥터(58A)의 선단부(59Aa)를 당겨서 빼면 된다. 또, 전원(32) 및 송풍장치(34)로부터 연결케이블(57)을 분리하기 위해서는 전원 측 커넥터(41)의 원통부(42b)로부터 연결케이블(57)의 케이블 측 제2 커넥터(58B)의 선단부를 당겨서 빼면 된다. 이와 같이 연결케이블(57)을 이용하는 것에 의해서, 지극히 용이하고 또한 신속히 전원(32) 및 송풍장치(34)로 방전램프(1)를 분리할 수 있다.

본 실시형태의 노광광원(30) 및 노광장치의 작용 효과는 이하와 같다.

(1) 도 3의 (B)의 방전램프(1)는 유리관(25)에 연결된 페럴부(28)와, 이 페럴부(28) 위에 설치되며 도전성 재료로 형성되는 유로절곡부재(51)와, 이 유로절곡부재(51)와 도통하는 고정부(54)를 가지는 페럴 측 커넥터(52)와, 유로절곡부재(51) 내의 송풍로(51c)와 페럴 측 커넥터(52)의 원통부(55) 내의 송풍로를 포함하고, 페럴부(28)에 냉풍을 흘리기 위한 송풍로를 구비하고 있다.

따라서, 방전용의 전력은 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54), 유로절곡부재(51) 및 페럴부(28)를 통하여 방전용 전극으로 공급되고, 냉풍은 유로절곡부재(51) 및 페럴 측 커넥터(52) 내의 송풍로를 통하여 페럴부(28)로 공급된다. 이것에 의해서, 페럴부(28)가 효율적으로 냉각된다.

(2) 또, 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54)의 선단부는 원통모양이고, 그 내부에 송풍로를 형성하는 원통부(55)가 설치되어 있다. 따라서, 그 고정부(54)의 선단부에 도 4의 연결케이블(57)의 케이블 측 제1 커넥터(58A)를 용이하게 연결할 수 있음과 동시에, 이 연결과 함께 케이블 측 제1 커넥터(58A) 내의 원통부재(60A) 내의 송풍로를 원통부(55) 내의 송풍로에 연통할 수 있다.

(3) 또, 페럴부(28)는 유리관(25)에 대해서 길이방향(L)(도 2의 (A) 참조)에 연결되고, 페럴 측 커넥터(52)는 유로절곡부재(51)에 대해서 고정부(54)의 선단부가 그 길이방향(L)과 직교하는 방향(교차하는 방향이어도 됨)을 향하도록 부착된다. 따라서, 그 패럴 측 커넥터(52)에 대해서 그 길이방향(L)과 직교하는 방향으로 도 4의 연결케이블(57)을 연결할 수 있기 때문에, 연결케이블(57)을 도 1의 타원거울(2)의 제2 초점(P2)으로부터 떨어뜨려 배치할 수 있다. 따라서, 연결케이블(57)에 의한 방전램프(1)로부터의 광의 차광량을 줄일 수 있다.

(4) 또, 도 3의 (B)의 유로절곡부재(51)는 길이방향(L)과 직교하는 방향(교차하는 방향이면 됨)에서부터 길이방향(L)으로 향하는 송풍로(51c)를 가지고 있다. 따라서, 길이방향(L)과 직교하는 방향으로부터 공급된 냉풍을 절곡하여 페럴부(28)의 방향으로 공급할 수 있다.

(5) 또, 도 3의 (B)의 유로절곡부재(51)의 저면에 페럴부(28)의 측면을 덮는 원통부(50c)를 가지는 커버부재(50)가 고정되어 있고, 유로절곡부재(51) 내의 송풍로(51c)는 커버부재(50)와 페럴부(28)와의 사이의 송풍로에 연통하고 있다. 따라서, 페럴부(28)를 효율적으로 냉각할 수 있다.

(6) 또, 본 실시형태에서는 커버부재(50)와 페럴부(28)와의 사이를 통하여 유리관(25) 측으로 냉풍을 공급하고 있다. 이와 같이 페럴부(28)를 냉각한 공기를 유리관(25) 측으로 공급함으로써 유리관(25)도 냉각할 수 있다. 이것에 관해서, 커버부재(50)의 원통부(50c)의 선단부(50ca)를 페럴부(28)보다도 연장시키는 것에 의해서, 유리관(25) 측에 대한 냉각효과를 높이는 것이 가능하다. 다만, 예를 들면 송풍량이 많은 경우에는 선단부(50ca)를 반드시 페럴부(28)보다 늘릴 필요는 없다.

또한, 냉풍(또는 다른 기체) 대신에, 냉각된 액체(순수한 물, 불소계 불활성 액체 등)을 사용하여도 된다. 이 경우에는, 페럴부(28)의 표면을 흐른 액체를 회수하여 다시 냉각하며 페럴 측 커넥터(52) 측으로 공급하기 위한 회수로를 형성하여도 된다.

(7) 또, 커버부재(50)와 페럴부(28)와의 사이의 페럴부(28)의 축부(28a)의 표면에는 송풍로로서의 홈부(28b)가 나선모양으로 형성되어 있다. 이와 같이 페럴부(28)의 표면에 나선모양으로 송풍함으로써, 페럴부(28)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 이와 같이 페럴부(28)의 축부(28a) 측에 홈부(28b)를 형성하는 대신에, 커버부재(50)의 원통부(50c)의 축부(28a)에 대향하는 영역에 나선모양의 홈부를 형성해도 된다. 이 구성에 의해서, 페럴부(28)를 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

(8) 또, 도 3의 (B)의 페럴부(28)의 상단에 마운트부(28c)가 설치되고, 나선모양의 홈부(28b)는 마운트부(28c)의 측면에 형성된 홈부(28e)에 연통하고 있다. 따라서, 그 마운트부(28c) 위에 커버부재(50) 및 유로절곡부재(51) 등을 설치할 수 있음과 동시에, 유로절곡부재(51)의 송풍로(51c)로부터의 냉풍을 커버부재(50)의 개구(50b) 및 그 홈부(28e)를 통하여 페럴부(28)의 측면의 홈부(28b)로 유도할 수 있다.

(9) 또, 도 4의 연결케이블(57)은 냉풍 및 전력을 이용하는 방전램프(1)와 도 5의 전원(32) 및 송풍장치(34)를 연결하기 위한 케이블로서, 가요성 재료로 형성되고, 냉풍의 송풍로를 가지는 송풍용 배관(35A)과, 도전성을 가지는 가요성 재료로 형성되고, 송풍용 배관(35A)을 덮도록 설치된 전력케이블(33A)을 구비하고 있다. 이 경우, 전원(32)으로부터의 전력은 전력케이블(33A)을 통하여 방전램프(1) 측으로 공급되고, 송풍장치(34)로부터의 냉풍은 송풍용 배관(35A)을 통하여 방전램프(1) 측으로 공급된다. 따라서, 실질적으로 하나의 케이블을 이용하여 전력과 냉풍을 용이하게 방전램프(1)로 공급할 수 있다.

(10) 또, 전력케이블(33A)은 다수의 도선을 그물코 모양으로 엮은 부재이기 때문에, 용이하게 가요성과 도전성을 양립시킬 수 있다.

(11) 또, 연결케이블(57)은 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)의 일단에 연결되는 케이블 측 제1 커넥터(58A)를 구비하고, 이 케이블 측 제1 커넥터(58A)를 통하여 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52)와 접속되기 때문에, 방전램프(1)와의 연결 및 분리를 용이하고 또한 신속히 실시할 수 있다.

(12) 또, 연결케이블(57)은 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)의 타단에 연결되는 케이블 측 제2 커넥터(58B)를 구비하고, 이 케이블 측 제2 커넥터(58B)를 통하여 전원(32) 및 송풍장치(34) 측의 전원 측 커넥터(41)와 접속된다. 따라서, 전원(32) 및 송풍장치(34)와의 연결 및 분리를 용이하고 또한 신속히 실시할 수 있다.

(13) 또, 본 실시형태의 노광광원(30)은 도 5의 전원(32)과 송풍장치(34)에 접속되는 장치로서, 도 5의 방전램프(1)와, 연결케이블(57)을 구비하고, 전원(32) 및 송풍장치(34)와 방전램프(1)를 연결케이블(57)에 의해서 접속하고 있다. 따라서, 전원(32)으로부터의 전력은 연결케이블(57)의 전력케이블(33A), 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52)의 고정부(54), 유로절곡부재(51) 및 페럴부(28)를 통하여 방전용 전극으로 공급된다. 또한, 송풍장치(34)로부터의 냉풍은 연결케이블(57)의 전력케이블(33A) 내의 송풍용 배관(35A)을 통과한 후, 방전램프(1)의 페럴 측 커넥터(52) 및 유로절곡부재(51) 내의 송풍로를 통해 페럴부(28)로 공급된다. 따라서, 페럴부(28)에 대한 냉각작용이 크다. 또, 본 예의 페럴부(28)는 방전램프(1)의 자유단 측에 있지만, 연결케이블(57)에 의한 방전램프(1)로부터 발생하는 광의 차광량이 적기 때문에, 광의 이용효율이 높아짐과 동시에, 방전램프(1)의 온도상승도 적다.

(14) 또, 본 예의 노광장치는 방전램프(1)로부터 발생한 노광광에 의해서 웨이퍼(W)(감광기판)에 레티클(R)의 패턴을 노광하는 노광장치로서, 노광광원으로서 본 예의 노광광원(30)을 이용하고 있다. 따라서, 방전램프(1)로부터의 광의 차광량이 적게 되고, 노광광의 조도를 높여 노광공정의 쓰로우풋(throughput)을 높일 수 있다. 또한, 방전램프(1)를 효율적으로 냉각할 수 있어 열변형이 저감하기 때문에, 결상특성 등을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기의 실시형태에서는, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이, 방전램프(1)의 유로절곡부재(51)의 측면(51a)에 직접, 페럴 측 커넥터(52)를 고정하고 있다. 그렇지만, 이 대신에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 유로절곡부재(51)의 측면(51a)에 연장케이블(57A)을 통하여 페럴 측 커넥터(52A)를 연결하여도 된다.

도 6은 이 변형예의 방전램프(1)의 양극 측의 페럴부(28)를 포함한 부분의 구성을 나타내고, 이 도 6에 있어서, 유로절곡부재(51)의 측면(51a)에 중앙에 송풍용의 개구가 형성된 연결부재(70)가 볼트(71)에 의해서 고정되어 있다. 또, 연장케이블(57A)은 도 4의 연결케이블(57) 내의 전력케이블(33A) 및 송풍용 배관(35A)과 각각 같은 구성(다만, 이 변형예에서는 길이가 짧은 점이 차이가 있음)의 전력케이블(33A1) 및 송풍용 배관(35A1)으로 구성되고, 그물코 모양으로 엮인 전력케이블(33A1) 내에 송풍용 배관(35A1)이 수납되어 있다.

또, 고정부(54A) 및 원통부(55A)를 구비하는 페럴 측 커넥터(52A)가 도 3의 (B)의 페럴 측 커넥터(52)와 다른 점은 페럴 측 커넥터(52A)에서는 고정부(54A)의 저면에 원통모양의 연결부(54Ad)가 형성되고, 또한 원통부(55A)는 고정부(54A)의 평판부에 나사맞춤 등으로 고정되어 돌출하고 있지 않은 점이다. 이외의 구성은 페럴 측 커넥터(52)와 마찬가지이며, 고정부(54A)의 원통부(54Ab) 내에는 도 4의 연결케이블(57)의 돌기부(59Ab)에 대응하는 오목부(54Ac)가 형성되어 있다.

또, 전력케이블(33A1)이 연결부재(70)의 원통부(70a)를 덮은 상태에서 원통부(70a)의 선단부를 덮도록 송풍용 배관(35A)의 일단이 배치되고, 선단부(70a)를 전력케이블(33A1)로 체결하도록 금속제의 벨트부(66C)가 고정되어 있다. 마찬가지로, 전력케이블(33A1)이 페럴 측 커넥터(52A)의 고정부(54A)의 연결부(54Ad)를 덮은 상태에서 연결부(54Ad)의 선단부를 덮도록 송풍용 배관(35A1)의 타단이 배치되고, 연결부(54Aa)를 전력케이블(33A1)로 체결하도록 금속제의 벨트부(66D)가 고정되어 있다.

이 결과, 페럴 측 커넥터(52A)의 고정부(54A)는 연장케이블(57A)의 전력케이블(33A1) 및 연결부재(70)를 통하여 유로절곡부재(51)에 전기적으로 도통하고, 페럴 측 커넥터(52A)의 원통부(55A)는 연장케이블(57A)의 송풍용 배관(35A1) 및 연결부재(70)를 통하여 유로절곡부재(51)의 송풍로(51c)에 연통하고 있다. 따라서, 도 6의 페럴 측 커넥터(52A)에 도 4의 연결케이블(57)의 케이블 측 제1 커넥터(58A)를 연결하고, 케이블 측 제2 커넥터(58B)를 도 5의 전원 측 커넥터(41)에 연결함으로써, 도 6의 방전램프(1)에 전력 및 냉풍을 공급할 수 있다.

이 변형예의 작용 효과는 이하와 같다.

(1) 페럴 측 커넥터(52A)와 유로절곡부재(51)와의 사이에 배치되고, 방전램프(1)의 전극에 대한 전력 및 냉풍을 공급할 수 있는 연장케이블(57A)을 구비하고 있기 때문에, 페럴 측 커넥터(52A)에 도 5의 연결케이블(57)을 착탈할 때에 방전램프(1)에 응력 등이 작용하지 않는다. 따라서, 연결케이블(57)의 착탈시에 방전램프(1)에 손상을 줄 우려가 없는 이점이 있다.

(2) 또, 연장케이블(57A)은 가요성 재료로 형성되고, 또한 내부가 송풍로로 된 송풍용 배관(35A1)과, 도전성을 가지는 가요성 재료로 형성되고, 또한 송풍용 배관(35A1)을 덮는 전력케이블(33A1)을 가진다. 따라서, 실질적으로 하나의 케이블로, 전력과 냉풍을 공급할 수 있기 때문에, 배관 등이 복잡화되지 않는다.

(3) 또, 전력케이블(33A1)은 다수의 도선을 그물코 모양으로 엮은 부재이기 때문에, 용이하게 가요성과 도전성이 양립할 수 있다.

(4) 또, 전력케이블(33A1)은 일단이 연결부재(70)를 통하여 유로절곡부재(51)에 고정되고, 타단이 페럴 측 커넥터(52A)의 고정부(54A)에 고정되어 있기 때문에, 간단한 구성으로 페럴 측 커넥터(52A)와 유로절곡부재(51)를 도통할 수 있다.

또, 상기의 실시형태에서는, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이, 페럴부(28)와 커버부재(50)와의 사이에 나선모양의 홈부(28b)가 형성되어 있다. 그렇지만, 도 7에 나타내는 바와 같이, 원통모양의 축부(28a)에 홈부 등이 형성되어 있지 않은 페럴부(28A)를 이용하는 것도 가능하다. 도 7의 구성에서는, 유로절곡부재(51)의 송풍로(51c) 내의 공기는 페럴부(28A)의 마운트부(28c)의 일부에 형성된 홈부(28e)를 통하여 축부(28a)와 커버부재(50)의 원통부(50c)와의 사이에 공간으로 공급되어, 그대로 축부(28a)의 표면을 봉상부(25c) 측으로 흐른다.

또, 상기의 실시형태의 투영노광장치(노광장치)는 노광광원, 복수의 렌즈 등으로 구성되는 조명광학계 및 투영광학계를 노광장치 본체에 조립해 광학조정을 하여, 다수의 기계부품으로 이루어진 레티클 스테이지나 웨이퍼 스테이지를 노광장치 본체에 부착하여 배선이나 배관을 접속하며, 또한 종합조정(전기조정, 동작확인 등)을 하는 것에 의해 제조할 수 있다. 또한, 그 투영노광장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

또, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는 마이크로 디바이스의 기능·성능설계를 실시하는 스텝, 이 설계스텝에 기초한 마스크(레티클)를 제작하는 스텝, 디바이스의 기재(基材)인 기판을 제조하는 스텝, 상술한 실시형태의 투영노광장치에 의해 레티클의 패턴을 기판(웨이퍼 등)에 노광하는 공정, 노광한 기판을 현상하는 공정, 현상한 기판의 가열(큐어) 및 에칭공정 등을 포함한 기판처리스텝, 디바이스 조립스텝(다이싱(dicing)공정, 본딩공정, 패키지공정을 포함함) 및 검사스텝 등을 거쳐 제조된다.

또한, 본 발명의 광원장치는, 상술의 스텝·앤드·리피트 방식의 투영노광장치(스텝퍼 등) 외에, 스텝·앤드·스캔 방식의 주사노광형의 투영노광장치(스캐닝·스텝퍼 등)의 노광광원에도 적용할 수 있다. 또, 본 발명의 광원장치는 국제공개 제99/49504호 팜플렛, 국제공개 제2004/019128호 팜플렛 등에 개시되는 액침(液浸)형 노광장치의 노광광원에도 적용할 수 있다. 또, 본 발명의 광원장치는 투영광학계를 사용하지 않는 프록시미티(proximity) 방식 혹은 컨택트 방식의 노광장치의 광원장치 또는 노광장치 이외의 기기의 광원에도 적용할 수 있다.

또한, 상술의 실시형태에 있어서는 전사용의 패턴이 형성된 레티클(마스크)를 이용했지만, 이 레티클에 대신하여, 예를 들면 미국특허 제6,778,257호 명세서에 개시되고 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자데이터에 근거하여 투과패턴 또는 반사패턴을 형성하는 전자마스크를 이용하여도 된다.

또, 본 발명은 반도체 디바이스 제조용 노광장치에 한정하지 않고, 액정표시소자나 플라즈마 디스플레이 등을 포함한 디스플레이의 제조에 이용되는 디바이스 패턴을 유리 플레이트 위에 전사하는 노광장치, 박막(薄膜)자기헤드의 제조에 이용되는 디바이스 패턴을 세라믹스 웨이퍼 위에 전사하는 노광장치 및 촬상 소자(CCD 등), 유기EL, 마이크로 머신, MEMS(Microelectromechanical Systems) 및 DNA 칩 등의 제조에 이용되는 노광장치 등에도 적용할 수 있다. 또, 반도체소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광장치 및 EUV 노광장치 등에서 사용되는 마스크를 제조하기 위해서, 유리기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로패턴을 전사하는 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 상기의 실시형태의 도 4의 연결케이블(57)은 노광장치 이외의 전력 및 냉풍을 사용하는 기기와, 도 5의 전력(32) 및 송풍장치(34)를 연결하는 경우에도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정하지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. 또, 명세서, 청구의 범위, 도면 및 요약을 포함한 2007년 4월 12일 제출의 미국출원 제60/907,654호의 모든 개시 내용은 모두 그대로 인용하여 본원에 조합되어 있다.

이와 같이, 본 발명은 방전램프, 방전램프와 전원을 접속할 때에 사용되는 접속용 케이블, 방전램프를 구비한 광원장치 및 이 광원장치를 구비한 노광장치에 이용 가능하다.

1 … 방전램프, 2 … 타원거울, 25 … 유리관, 25a … 벌브부, 25c … 봉상부, 26, 28 … 페럴부, 28b … 홈부, 30 … 노광광원, 31 … 부착부재, 32 … 전원, 33A, 33B … 전력케이블, 34 … 송풍장치, 35A … 송풍용 배관, 41 … 전원 측 커넥터, 50 … 커버부재, 51 … 유로절곡부재, 51c … 송풍로, 52 … 페럴 측 커넥터, 55 … 고정부, 57 … 연결케이블, 57A … 연장케이블, 58A, 58B … 케이블 측 커넥터, 62A, 62B … 케이블 측 연결부재

Claims

유리부재의 내부에 방전용 전극을 수납한 방전램프로서,
상기 유리부재에 연결된 페럴(ferrule)부재와,
상기 페럴부재에 설치되고, 도전성 재료로 형성되는 중계부재와,
상기 중계부재와 전기적으로 접속되는 도전성 부재를 가지는 연결부재와,
상기 중계부재 및 상기 연결부재에 형성되고, 상기 페럴부재에 냉각용 매체를 공급하기 위한 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 1에 있어서,
상기 도전성 부재는 원통모양이고,
상기 도전성 부재의 내부에 상기 유로의 일부가 형성된 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 2에 있어서,
상기 페럴부재는 상기 유리부재의 제1 방향 측에 연결되고,
상기 연결부재는 상기 중계부재에 대해서, 상기 원통모양의 도전성 부재가 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 배치되도록 부착되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 3에 있어서,
상기 중계부재는 상기 제1 방향과 교차하는 방향에서부터 상기 제1 방향으로 향하는 상기 냉각용 매체의 유로를 가지는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결부재와 상기 중계부재와의 사이에 배치되고, 상기 전극에 대하여 전력 및 상기 냉각용 매체를 공급할 수 있는 케이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 5에 있어서,
상기 케이블은 가요성 재료로 형성되고, 또한 상기 유로의 일부를 가지는 관상부재와, 도전성을 가지는 가요성 재료로 형성되며, 또한 상기 관상부재를 덮는 피복부재를 가지는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 6에 있어서,
상기 피복부재는 다수의 도선을 그물코 모양으로 엮은 부재인 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 6 또는 7에 있어서,
상기 피복부재는 일단이 상기 중계부재에 고정됨과 동시에, 타단이 상기 도전성 부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중계부재는 상기 페럴부재의 적어도 일부를 덮는 원통부를 가지고,
상기 유로는 상기 원통부와 상기 페럴부재와의 사이에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 9에 있어서,
상기 냉각용 매체는 냉각된 기체이고,
상기 원통부와 상기 페럴부재와의 사이를 통하여 상기 유리부재 측으로 상기 냉각된 기체를 공급하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중계부재가 가지는 상기 원통부와 상기 페럴부재와의 사이에는 상기 유로의 적어도 일부가 나선모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 11에 있어서,
상기 페럴부재의 표면에는 상기 나선모양의 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
청구항 12에 있어서,
상기 페럴부재의 선단부에 돌기부가 형성되고,
상기 나선모양의 홈부는 상기 돌기부의 측면에 형성된 노치부분에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.
냉각용 매체 및 전력을 이용하는 장치와 상기 냉각용 매체의 공급원 및 전원을 연결하기 위한 접속용 케이블로서,
가요성 재료로 형성되어, 상기 냉각용 매체의 유로를 가지는 관상부재와,
도전성을 가지는 가요성 재료로 형성되어, 상기 관상부재를 덮도록 설치된 피복부재를 구비한 것을 특징으로 하는 접속용 케이블.
청구항 14에 있어서,
상기 피복부재는 다수의 도선을 그물코 모양으로 엮은 부재인 것을 특징으로 하는 접속용 케이블.
청구항 14 또는 15에 있어서,
상기 관상부재의 일단에 연결됨과 동시에 상기 피복부재의 일단에 연결되는 제1 단자부재를 더 구비하고,
상기 제1 단자부재를 통하여 상기 냉각용 매체 및 전력을 이용하는 장치와 접속되는 것을 특징으로 하는 접속용 케이블.
청구항 16에 있어서,
상기 관상부재의 타단에 연결됨과 동시에 상기 피복부재의 타단에 연결되는 제2 단자부재를 더 구비하고,
상기 제2 단자부재를 통하여 상기 냉각용 매체의 공급원 및 상기 전원과 접속되는 것을 특징으로 하는 접속용 케이블.
전원과 냉각용 매체의 공급원에 접속되는 광원장치로서,
청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 기재한 방전램프와,
상기 전원 및 상기 공급원과, 상기 방전램프를 접속하는 청구항 14 내지 17 중 어느 한 항에 기재한 접속용 케이블을 가지는 것을 특징으로 하는 광원장치.
광원장치로부터 발생한 노광광에 의해서 감광기판에 패턴을 노광하는 노광장치로서,
상기 광원장치로서 청구항 18에 기재한 광원장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 노광장치.