照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够在曝光装置等中使用的照明装置，特别涉及照明装置的照度测 量。
【背景技术】
[0002] 在曝光装置中，使用发光强度大的短弧型放电灯。另外，为了提高发光强度，安装 了由多个放电灯构成的多灯式照明装置(例如，参照专利文献1)。其中，有规则地排列由放 电灯和反射器构成的光源元件来构成灯单元，进而照亮基板。
[0003] 关于照度调整，为了均匀地照亮基板而采取了恒定照度点亮方式。在搭载基板的 台子等中配置照度计，在曝光动作前对照明光的照度进行检测。而且，以与目标照度一致的 方式对放电灯的输出进行调整(例如，参照专利文献2)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2012 - 221726号公报 [0007] 专利文献2:日本特开2012 - 208351号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的问题
[0009] 在多灯式照明装置的情况下，分别从多个光源放射的光成为1个照明光而照射基 板。从而，配置在台子上的照度计对所有光源的照度(总体照度)进行检测，而不对各光源的 照度进行检测。
[0010]光源存在个体差异，而且伴随着使用经过的消耗状况也不同。因此，即使向各光源 供给相同的功率(供给功率），照度降低也按每个光源而不同。然而，当因特定的光源而导致 总体照度降低时，在恒定照度点亮控制中，对所有光源均等地增加供给功率。
[0011]其结果为，对于几乎没有发生照度降低的光源，使供给功率过度地增大，从而加快 消耗。这会招致进一步的总体照度的降低，从而引起多灯式照明装置的发光效率的恶化以 及寿命缩短。
[0012] 另一方面，当在各光源的附近设置了多个照度计的情况下，在光源侧所计测的照 度与在基板侧所计测的照度未必一致。这是由照明光学系统的配置特性、或者来自台子附 近处的装置外部的照明光而引起的。因此，当除了来自光源的放射光以外的外光叠加时，无 法恰当地计测照度。
[0013] 因此，在照明装置中，需要恰当地检测光源的照度或强度。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 本发明的照明装置具备：多个光源，它们分别发出照明光;光检测部，其配置在照 明光学系统与被照射区域之间，对多个光源的总体照明光的照度或强度（以下表示为照度/ 强度)进行检测；以及照明控制部，其对多个光源分别进行发光控制。在维持恒定的照度的 恒定照度点亮方式的情况下，优选为，照明控制部均等地控制针对各光源的供给功率。
[0016] 照明控制部使多个光源分别发出照度/强度按照与多个光源对应的各自不同的频 率而变动的计测照明光。而且，光检测部根据各自不同的频率，从叠加各光源的计测照明光 而得到的总体计测照明光中获得不包含各光源的变动的照明光的照度/强度。
[0017] 照明控制部能够根据与供给到各光源的电力的周期变动相应地产生照度/强度的 周期变动的频率，发出计测照明光。
[0018] 例如，多个光源分别利用交流电来发出照明光，照明控制部向各光源供给具有将 基频和与该光源对应的特定频率叠加而得到的合成频率的交流功率，使所述各光源发出计 测照明光。
[0019] 当考虑到可靠地提取特定频率时，优选为，照明控制部将超过基频的至少2倍的特 定频率叠加到基频。另外，优选为，与多个光源对应的多个特定频率彼此具有最小允许间隔 以上的频率间隔。
[0020] 例如，照明控制部能够将下式范围内的特定频率叠加到基频。关于此式中的上限 值，根据以往未意识到的供给功率与特定频率之间的关系凭经验导出。此外，也能够以处于 满足上限值以下、或满足下限值以上的范围内的方式确定fm。
[0021] 6XF<fm< 10/PW0
[0022] 其中，fm表示特定频率(kHz)，F表示基频(kHz)，PW0表示具有基频F的矩形波的交 流功率(kW)。
[0023] 作为对各光源的照度进行检测的结构，例如，光检测部能够设置同步检波部。
[0024] 或者，在光检测部中能够具备滤光器，该滤光器将总体照明光分别分离成各光源 的计测照明光，光检测部根据各光源的计测照明光的振幅幅值，检测波动照明光的照度/强 度。
[0025] 本发明的其他方式中的照明装置具备:单一光源，其发出照明光;光检测部，其配 置在照明光学系统与被照射区域之间，对光源的总体照明光的照度/强度进行检测；以及照 明控制部，其对光源进行发光控制。照明控制部通过向光源供给具有将光源的功率波形和 与光源对应的特定频率叠加而得到的合成频率的交流功率，使光源发出按照合成频率而变 动的计测照明光，光检测部根据合成频率，从叠加光源的计测照明光而得到的总体计测照 明光中，获得不包含光源的变动的照明光的照度/强度。
[0026] 发明效果
[0027] 根据本发明，能够恰当地检测从光源放射的照明光的照度/强度（以下有时简称为 照度）。
【附图说明】
[0028]图1是第1实施方式的曝光装置的框图。
[0029] 图2是示出了在照度计测时向各灯供给的交流功率的图。
[0030] 图3是对图2的电极矩形波进行了局部放大的图。
[0031] 图4是示出了由照度传感器从合成各灯的照明光而得到的总体照明光中检测出的 波动的图。
[0032] 图5是示出了通过同步检波来检测的各放电灯的照度的图。
[0033] 图6是示出了第2实施方式中的滤光后的照明光的时间序列的变动的图。
【具体实施方式】
[0034] 以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
[0035] 图1是第1实施方式的曝光装置的框图。
[0036] 曝光装置10是向涂敷或贴附了光致抗蚀剂等感光材料的基板S投射照明光来形成 图案的曝光装置，在描绘工作台（未图示)上设置有基板S。
[0037] 曝光装置10具备照明设备20、曝光头30和控制部50,由控制部50来执行并控制曝 光动作。这里，照明设备20由4个光源单元20A~20D构成。光源单元20A具备放电灯28A和反 射器29A，其他光源单元20B~20D也各自具备短弧型放电灯28B、28C、28D和反射器29B、29C、 29D〇
[0038]这里，放电灯28A~28D采用了短弧型放电灯，封入有0.15mg/mm3以上的水银量。另 外，放电灯28A~28D利用交流电而点亮，这里，由电源电路22A~22D供给具有大约0.05~ 0.2 (kHz)的频率(基频)的矩形波交流功率。
[0039]分别从放电灯28A~28D放射的光各自借助反射器29A~29D被折回镜24反射。被折 回镜24反射后的光入射到照明光学系统26。照明光学系统26具有复眼透镜等光学系统，并 射出由在空间上具有均匀的强度的光束构成的光。从照明光学系统26射出的光经由反射镜 21等被引导至曝光头30内的DMD(未图示）。
[0040]控制部50按照基板S相对于描绘工作台的相对位置，向DMD发送光栅数据。在作为 空间光调制器的DMD中，微小矩形微镜被二维排列成矩阵状。DMD的各微镜根据光栅数据被 0N/0FF 控制。
[0041]照度传感器40设置在工作台的端部，并在曝光动作开始前移动到曝光区的场所。 在照度计测时，控制部50对电源电路22A~22D进行控制，且使放电灯28A~28D各自的光输 出变动，使得单个的照明光及总体的照明光产生波动。照度测量部45根据所计测的总体的 照明光，对单个灯的照明光的照度进行检测。
[0042]控制部50执行恒定照度点亮控制，均等地控制向放电灯28A~28D的供给功率。与 此同时，控制部50独立监测各放电灯的照度。当特定的放电灯的照度降低的程度超出预定 的范围的情况下，向监测器(未图示)发送通知更换灯的数据。或者，也可以构成为发出蜂鸣 音。
[0043]图2是示出了在照度计测时向各灯供给的交流功率的图。图3是对图2的电极矩形 波进行了局部放大的图。图4是示出了由照度传感器从合成各灯的照明光而得到的总体照 明光中检测出的波动的图。使用图2~4,对在照度计测时所供给的交流功率特性进行说明。
[0044] 在通常的曝光动作中，将具有低频F(以下称为基频)的矩形波的交流功率PW0送往 放电灯28A~28D。关于供给功率的值，任意的放电灯均相同。这里，在0.05~0.2(kHz)的范 围内确定基频F。
[0045] 另一方面，当进行照度计测的情况下，也即，在基板调换时、从灯点亮开始起的定 期检查时、曝光装置的系统变更时等在图案未形成基板时，控制部50供给对基频F叠加高频 (以下称为特定频率)fm而得到的频率(合成频率)的交流功率PW。
[0046] 在图2中，示出了具有振幅W、基频F的矩形波的交流供给功率PW0、以及将特定频率 f m (m = 1~4)叠加到基频F而得到的合成频率的交流供给功率P W的波形。另外，在图3中，放 大示出了图2的交流供给功率PW的矩形波的半个周期(M)。向放电灯28A~28D的供给功率具 有基于对基频F分别叠加特定频率Π~f4而得到的频率的交流功率波形。关于放电灯28A~ 28D的供给功率波形，分别由标号A~D来表不。
[0047] 特定频率Π~f4是比基频F高的频率，在几kHz~几百kH的范围内确定特定频率Π ~f4。另外，特定频率fm的值按每个灯而不同。关于特定频率fm的下限值，以不与基本的交 流功率PW0的矩形波形发生干涉的方式来确定。例如，优选为以如下方式来规定:在基频F的 矩形波的大约半个周期的期间内，特定频率fm的波形至少出现1个周期，即、超过基频F的2 倍。
[0048]另一方面，关于特定频率fm的上限，以不使照明光的照度变得不稳定的方式来确 定。具体而言，在如下范围内确定上限值:使照明光与供给功率的变动相应地变动的范围， 即、能够使照度/强度以与供给功率的周期变动成比例的方式周期变动的范围。
[0049] 照明光的变动是因与供给功率的变动对应的电极温度及水银蒸发量等的变动而 产生的。特别是，在封入有0.15(mg/mm3)以上的水银的短弧型放电灯的情况下，照度的变动 速度是有限的，而且与供给功率的变动对应的照明光的变动的响应性也是有限的。
[0050] 因此，在供给功率大且灯照度高的灯中，通过叠加特定频率而产生的供给功率的 变动量增大，另一方面，照度无法追随供给功率的变动，无法准确地测量照度变动量。
[0051] 因而，在上述短弧型放