照明裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及能夠在曝光裝置等中使用的照明裝置，特別涉及照明裝置的照度測 量。
【背景技術】
[0002] 在曝光裝置中，使用發光強度大的短弧型放電燈。另外，為了提高發光強度，安裝 了由多個放電燈構成的多燈式照明裝置(例如，參照專利文獻1)。其中，有規則地排列由放 電燈和反射器構成的光源元件來構成燈單元，進而照亮基板。
[0003] 關于照度調整，為了均勻地照亮基板而采取了恒定照度點亮方式。在搭載基板的 臺子等中配置照度計，在曝光動作前對照明光的照度進行檢測。而且，以與目標照度一致的 方式對放電燈的輸出進行調整(例如，參照專利文獻2)。
[0004] 現有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開2012 - 221726號公報 [0007] 專利文獻2:日本特開2012 - 208351號公報
【發明內容】
[0008] 發明所要解決的問題
[0009] 在多燈式照明裝置的情況下，分別從多個光源放射的光成為1個照明光而照射基 板。從而，配置在臺子上的照度計對所有光源的照度(總體照度)進行檢測，而不對各光源的 照度進行檢測。
[0010]光源存在個體差異，而且伴隨著使用經過的消耗狀況也不同。因此，即使向各光源 供給相同的功率(供給功率），照度降低也按每個光源而不同。然而，當因特定的光源而導致 總體照度降低時，在恒定照度點亮控制中，對所有光源均等地增加供給功率。
[0011]其結果為，對于幾乎沒有發生照度降低的光源，使供給功率過度地增大，從而加快 消耗。這會招致進一步的總體照度的降低，從而引起多燈式照明裝置的發光效率的惡化以 及壽命縮短。
[0012] 另一方面，當在各光源的附近設置了多個照度計的情況下，在光源側所計測的照 度與在基板側所計測的照度未必一致。這是由照明光學系統的配置特性、或者來自臺子附 近處的裝置外部的照明光而引起的。因此，當除了來自光源的放射光以外的外光疊加時，無 法恰當地計測照度。
[0013] 因此，在照明裝置中，需要恰當地檢測光源的照度或強度。
[0014] 用于解決問題的手段
[0015] 本發明的照明裝置具備：多個光源，它們分別發出照明光;光檢測部，其配置在照 明光學系統與被照射區域之間，對多個光源的總體照明光的照度或強度（以下表示為照度/ 強度)進行檢測；以及照明控制部，其對多個光源分別進行發光控制。在維持恒定的照度的 恒定照度點亮方式的情況下，優選為，照明控制部均等地控制針對各光源的供給功率。
[0016] 照明控制部使多個光源分別發出照度/強度按照與多個光源對應的各自不同的頻 率而變動的計測照明光。而且，光檢測部根據各自不同的頻率，從疊加各光源的計測照明光 而得到的總體計測照明光中獲得不包含各光源的變動的照明光的照度/強度。
[0017] 照明控制部能夠根據與供給到各光源的電力的周期變動相應地產生照度/強度的 周期變動的頻率，發出計測照明光。
[0018] 例如，多個光源分別利用交流電來發出照明光，照明控制部向各光源供給具有將 基頻和與該光源對應的特定頻率疊加而得到的合成頻率的交流功率，使所述各光源發出計 測照明光。
[0019] 當考慮到可靠地提取特定頻率時，優選為，照明控制部將超過基頻的至少2倍的特 定頻率疊加到基頻。另外，優選為，與多個光源對應的多個特定頻率彼此具有最小允許間隔 以上的頻率間隔。
[0020] 例如，照明控制部能夠將下式范圍內的特定頻率疊加到基頻。關于此式中的上限 值，根據以往未意識到的供給功率與特定頻率之間的關系憑經驗導出。此外，也能夠以處于 滿足上限值以下、或滿足下限值以上的范圍內的方式確定fm。
[0021] 6XF<fm< 10/PW0
[0022] 其中，fm表示特定頻率(kHz)，F表示基頻(kHz)，PW0表示具有基頻F的矩形波的交 流功率(kW)。
[0023] 作為對各光源的照度進行檢測的結構，例如，光檢測部能夠設置同步檢波部。
[0024] 或者，在光檢測部中能夠具備濾光器，該濾光器將總體照明光分別分離成各光源 的計測照明光，光檢測部根據各光源的計測照明光的振幅幅值，檢測波動照明光的照度/強 度。
[0025] 本發明的其他方式中的照明裝置具備:單一光源，其發出照明光;光檢測部，其配 置在照明光學系統與被照射區域之間，對光源的總體照明光的照度/強度進行檢測；以及照 明控制部，其對光源進行發光控制。照明控制部通過向光源供給具有將光源的功率波形和 與光源對應的特定頻率疊加而得到的合成頻率的交流功率，使光源發出按照合成頻率而變 動的計測照明光，光檢測部根據合成頻率，從疊加光源的計測照明光而得到的總體計測照 明光中，獲得不包含光源的變動的照明光的照度/強度。
[0026] 發明效果
[0027] 根據本發明，能夠恰當地檢測從光源放射的照明光的照度/強度（以下有時簡稱為 照度）。
【附圖說明】
[0028]圖1是第1實施方式的曝光裝置的框圖。
[0029] 圖2是示出了在照度計測時向各燈供給的交流功率的圖。
[0030] 圖3是對圖2的電極矩形波進行了局部放大的圖。
[0031] 圖4是示出了由照度傳感器從合成各燈的照明光而得到的總體照明光中檢測出的 波動的圖。
[0032] 圖5是示出了通過同步檢波來檢測的各放電燈的照度的圖。
[0033] 圖6是示出了第2實施方式中的濾光后的照明光的時間序列的變動的圖。
【具體實施方式】
[0034] 以下，參照附圖，對本發明的實施方式進行說明。
[0035] 圖1是第1實施方式的曝光裝置的框圖。
[0036] 曝光裝置10是向涂敷或貼附了光致抗蝕劑等感光材料的基板S投射照明光來形成 圖案的曝光裝置，在描繪工作臺（未圖示)上設置有基板S。
[0037] 曝光裝置10具備照明設備20、曝光頭30和控制部50,由控制部50來執行并控制曝 光動作。這里，照明設備20由4個光源單元20A~20D構成。光源單元20A具備放電燈28A和反 射器29A，其他光源單元20B~20D也各自具備短弧型放電燈28B、28C、28D和反射器29B、29C、 29D〇
[0038]這里，放電燈28A~28D采用了短弧型放電燈，封入有0.15mg/mm3以上的水銀量。另 外，放電燈28A~28D利用交流電而點亮，這里，由電源電路22A~22D供給具有大約0.05~ 0.2 (kHz)的頻率(基頻)的矩形波交流功率。
[0039]分別從放電燈28A~28D放射的光各自借助反射器29A~29D被折回鏡24反射。被折 回鏡24反射后的光入射到照明光學系統26。照明光學系統26具有復眼透鏡等光學系統，并 射出由在空間上具有均勻的強度的光束構成的光。從照明光學系統26射出的光經由反射鏡 21等被引導至曝光頭30內的DMD(未圖示）。
[0040]控制部50按照基板S相對于描繪工作臺的相對位置，向DMD發送光柵數據。在作為 空間光調制器的DMD中，微小矩形微鏡被二維排列成矩陣狀。DMD的各微鏡根據光柵數據被 0N/0FF 控制。
[0041]照度傳感器40設置在工作臺的端部，并在曝光動作開始前移動到曝光區的場所。 在照度計測時，控制部50對電源電路22A~22D進行控制，且使放電燈28A~28D各自的光輸 出變動，使得單個的照明光及總體的照明光產生波動。照度測量部45根據所計測的總體的 照明光，對單個燈的照明光的照度進行檢測。
[0042]控制部50執行恒定照度點亮控制，均等地控制向放電燈28A~28D的供給功率。與 此同時，控制部50獨立監測各放電燈的照度。當特定的放電燈的照度降低的程度超出預定 的范圍的情況下，向監測器(未圖示)發送通知更換燈的數據。或者，也可以構成為發出蜂鳴 音。
[0043]圖2是示出了在照度計測時向各燈供給的交流功率的圖。圖3是對圖2的電極矩形 波進行了局部放大的圖。圖4是示出了由照度傳感器從合成各燈的照明光而得到的總體照 明光中檢測出的波動的圖。使用圖2~4,對在照度計測時所供給的交流功率特性進行說明。
[0044] 在通常的曝光動作中，將具有低頻F(以下稱為基頻)的矩形波的交流功率PW0送往 放電燈28A~28D。關于供給功率的值，任意的放電燈均相同。這里，在0.05~0.2(kHz)的范 圍內確定基頻F。
[0045] 另一方面，當進行照度計測的情況下，也即，在基板調換時、從燈點亮開始起的定 期檢查時、曝光裝置的系統變更時等在圖案未形成基板時，控制部50供給對基頻F疊加高頻 (以下稱為特定頻率)fm而得到的頻率(合成頻率)的交流功率PW。
[0046] 在圖2中，示出了具有振幅W、基頻F的矩形波的交流供給功率PW0、以及將特定頻率 f m (m = 1~4)疊加到基頻F而得到的合成頻率的交流供給功率P W的波形。另外，在圖3中，放 大示出了圖2的交流供給功率PW的矩形波的半個周期(M)。向放電燈28A~28D的供給功率具 有基于對基頻F分別疊加特定頻率Π~f4而得到的頻率的交流功率波形。關于放電燈28A~ 28D的供給功率波形，分別由標號A~D來表不。
[0047] 特定頻率Π~f4是比基頻F高的頻率，在幾kHz~幾百kH的范圍內確定特定頻率Π ~f4。另外，特定頻率fm的值按每個燈而不同。關于特定頻率fm的下限值，以不與基本的交 流功率PW0的矩形波形發生干涉的方式來確定。例如，優選為以如下方式來規定:在基頻F的 矩形波的大約半個周期的期間內，特定頻率fm的波形至少出現1個周期，即、超過基頻F的2 倍。
[0048]另一方面，關于特定頻率fm的上限，以不使照明光的照度變得不穩定的方式來確 定。具體而言，在如下范圍內確定上限值:使照明光與供給功率的變動相應地變動的范圍， 即、能夠使照度/強度以與供給功率的周期變動成比例的方式周期變動的范圍。
[0049] 照明光的變動是因與供給功率的變動對應的電極溫度及水銀蒸發量等的變動而 產生的。特別是，在封入有0.15(mg/mm3)以上的水銀的短弧型放電燈的情況下，照度的變動 速度是有限的，而且與供給功率的變動對應的照明光的變動的響應性也是有限的。
[0050] 因此，在供給功率大且燈照度高的燈中，通過疊加特定頻率而產生的供給功率的 變動量增大，另一方面，照度無法追隨供給功率的變動，無法準確地測量照度變動量。
[0051] 因而，在上述短弧型放