专利名称：光源元件、照明装置、曝光装置及曝光方法
技术领域：
本发明为关于半导体元件，液晶显示元件，摄像元件，薄膜磁头、及其它微元件的制造工程中，使用的曝光装置的光源元件及照明装置，以及使用该照明装置的曝光装置与曝光方法。
在投影曝光装置，经投影光学元件照射到基板上的照明光的光量，已设计成均一分布，但构成光源的灯，经过长时间后会劣化；又因供给灯的电力量会变动等，所以，经过投影光学元件照射到基板上的照明光的光量会变动。如上述的照明光的光量变动，在逐步重复(step and repeat)方式的投影曝光装置，因利用控制快门的开闭时间来控制曝光量，在曝光量产生斑纹，致曝光量控制的精度低下。又，逐步扫描(step and scan)方式的投影曝光装置，在扫描曝光中如照明光的变动，则会发生曝光班。又，照明光的光过多时，扫描的速度赶不上，变成曝光量超过；另一方面，照明光的光量过少时，扫描速度非减缓不可，极端降低扫描能量。
因此有提案设一光源装置，能由监测光源照射的照明光，保持照射的照明光的光量为一定(请参考日本专利特开平8-327826号)。该光源装置，设有导光器(light guide)，将由光源照射的照明光用凹面镜聚光，再由另一端导入入射的被照体；以及光纤维，由导光器分岐，供监视用。由该监视用的光纤维，将由光源照射的照明光导入光感应器，检出照明光的光量，以进行监视由光源照射的照明光的光量。
但，在投影曝光装置，因光源与照明光导入被照体的光路中，配设有波长选择滤光器或减光滤光器等的滤光器，及将照明光在所定的时间遮断的快门等，故上述的装置构造，即采用光源照射的照明光导入被照体的导光器，再由导光器分岐出监视用光纤维的构造的场合，由于滤光器的插入光路、快门的开闭等，使光感应器检出的照明光的光量发明变化，加上光源的时间变化(时间劣化)，要确实把握光量的变化有困难。又，由光源照射的照明光导入被照体的导光器，再分岐到监视用光纤维，也会招致照明光的光量的损失。
发明内容
本发明的目的，为提供一不招致光量损失，能确实检出光源的光量变化，且能保持光源照射的照明光的光量为一定的曝光装置的光源元件及照明装置，使用该照明装置的曝光装置及曝光方法。
本发明的光源元件，其特征在具备光源、及电力供应手段，供给该光源电力；及反射镜，将该光源照射的照明光，反射到被照射体侧；及吸光手段，用以吸收该反射镜的漏光；及检出手段，检出入射该吸光手段的漏光的光量；以及电力量控制手段，依据该检出手段检出的漏光的光量，控制该电力供应手段供给光源的电力量。
依本发明的光源元件，利用反射镜的漏光检出光源照射的照明光的光量，再依据检出的照明光的光量，控制光源照射的照明光的光量为一定量。因此，无照明光的损失，且由光源检出照射的照明光的光量，在光源产生经时的变化(历时的劣化)的场合，亦能够保持光源照射的照明光的光量为一定量。
又，本发明的光源元件，其特征为增设导光手段，将射入上述吸光手段的漏光，导入该检出手段；该导光手段备有将该漏光依波长分成多个的分岐的分岐手段；上述检出手段，亦包含多个的检出手段，能各别检出各分岐手段分出的漏光量。
该光源元件，在光源发生经时的变化时，由波长变化可知其劣化状况，故用多个的波长监视光源，可正确检出光源的劣化状况。又，能够正确检出光源的光之中，所望波长的光的劣化状况。又，上述的依据波长分成多个的光分岐，不仅分成波长区域互异的多个的光分岐；亦可在多个的光分岐中有互异的波长分布(即多个的光之间，波长区域至少有一部份重叠也可以)。
又，本发明的光源元件，其特征为，该分岐手段具备在该输出端成多个分岐的光纤维，以及在该些光纤维的各输出端设置的波长选择部材。又，该光源元件的分岐手段，在其输出端配置多个分岐的光纤维的构造也可以。
又，本发明的光源元件，其特征为，该分岐手段具备分光镜(beamsplitter)，将前述的漏光依波长分岐；以及波长选择部材，配置于该分光镜分岐的漏光的光路中。又，光源元件的该分岐手段，配备分光镜将前述的漏光依波长分岐的构造亦可。亦即，在分光镜分岐后的波长分布，如为所望的波长分布的场合，并无必须用波长选择部材的必要。
又，本发明的光源元件，其特征为，该吸光手段备有散热部材。依本发明的光源元件，吸收漏光之际产生的热，可由散热部材放出。
又，本发明的光源元件，其特征为，在前述反射镜反射的照明光的光路中，配置快门。
由该光源元件，因要利用配置于比快门更靠光源侧的反射镜的漏光，检出光源照射的照明光的光量，故能在不受快门开闭的影响状态，检出照明光的光量。
又，本发明的照明装置，其特征为，具备上述的光源元件；以及照明光学系，将该光源元件射出的照明光，导入前述的被照射体。
依本发明的照明装置，因光源元件射出的照明光的光量保持一定，故由照明光学系导入被照体的照明光的光量，亦能保持一定量。
又，本发明的曝光装置，其特征为，具备上述的照明装置，以及投影光学系，将该照明装置照明的罩幕上的图型像，投影到感旋光性基板上。
依本发明的曝光装置，因照明装置以一定的光量照明罩幕，故在罩幕的图型像投影至感旋光性基板时，能够防止产生曝光斑。
本发明的曝光方法，为使用上述的曝光装置的曝光方法，其特征为包含照明工程，即用该照用光学系照明罩幕；以及投影工程，利用该投影光学系将上述罩幕的图型像，投影至感旋光性基板。
依该曝光方法，因照明工程以一定的光量照明罩幕，在该罩幕的图型像投影到感旋光性基板之时，能够防止曝光班发生。
又，本发明的光源元件，其特征为具备光源；及电力供应手段，供给该光源电力；及检出手段，检出该光源供给的光的光量；以及电力量控制手段，依据该检出手段检出的光的光量，控制该电力供应手段供给该光源的电力量，该检出手段又包含第一光检出部，用以检出光源供给的光之中的第一波长分布的光的光量；以及第二光检出部，用以检测由光源供给的光之中，与该第一波长分布的光相异的第二波长分布的光的光量。
依本发明的光源元件，光源经时变化(经久的劣化)发生时，因波长不同其劣化情况亦异，用多个的波长监视光源，能更正确地检出光源的劣化状况。又，能正确地检出光源放出的光之中，所望波长的光的劣化状况。
本发明的曝光装置，为将罩幕形成的图型复制到前述感旋光性基板的曝光装置，其特征为具备光源元件，本发明的光源元件，即能用多个的波长监视光源的元件；以及照明光学系，使该光源的光照明罩幕。
依本发明的曝光装置，因照明装置以一定的光量照明罩幕，故在罩幕的图型像投影到感旋光性基板的场合，能够防止产生曝光班。
又，本发明的曝光装置，其特征为具备投影光学系，将该罩幕的图型投影到前述感旋光性基板上；及罩幕台，用以载置该罩幕；以及基板台，用以载置该感旋光性基板。将该罩幕及感旋光性基板对该投影光学系移动，同时把在罩幕形成的图型复制到感旋光性基板。
又，本发明的曝光装置，其特征为具备波长幅度切换手段，对应该感旋光性基板的感光特性，切换照射上述罩幕的光的波长幅度。
依本发明的曝光装置，因在感旋光性基板上涂布的光阻剂，有感度低的光阻剂或高的光阻剂，如此，对应感旋光性基板的感度等的感光特性，需要变更曝光功率的场合，只需单方面的切换照射罩幕的光的波长幅度，就可变更曝光功率。此时，因光源射出光的光量，可用多个的波长监视，故在切换波长幅度之际，亦可检出光量。
特别是在扫描型的曝光装置，可以利用感旋光性基板的扫描速度的变更，来变更感旋光性基板的曝光量，但使用高感度光阻剂的场合，因基板台的最大扫描速度，可使用的感度受限制；使用低感度光阻剂的场合，由提高作业量的观点亦有限制。因此，只用单一的波长幅度的切换就能变更曝光功率，即可不受基板台的最大扫描速度或作业量低下的约束，能够对应各种感光特性的感旋光性材料。
又，本发明的曝光装置，其特征为设置波长切换手段，对应在感旋光性基板上复制的图型的分辨率，切换照射前述罩幕的光的波长幅度。
依本发明的曝光装置，在投影光学系的色差修正的观点，因使用的光的波长幅度狭小的，能达成较高的分辨率，例如有必要大的曝光功率时，需牺牲一些分辨率，用较宽的波长幅度进行曝光；要求高分辨率的场合，就要牺牲一些曝光功率，作业量，用狭小的波长幅度进行曝光，即单以波长幅度的切换，就能够对应要求的各种分辨率。而且，因光源射出的光量，可用多个的波长监视，故在切换波长幅度之际，亦可检出光量。
图2为本发明实施例的照明光学系的侧面图。
图3(a)为本发明实施例的吸光板及散热器的侧面图。
图3(b)为本发明实施例的吸光板及散热器的平面图。
图4为本发明实施例的透过波长选择滤光器的光谱的说明图。
图5为本发明实施例的漏光的分岐手段的其它例。
图6为本发明实施例的漏光的分岐手段的其它例。
图7为本发明实施例的漏光的分岐手段的其它例。
图8为本发明实施例的漏光的分岐手段的其它例。
图9为本发明实施例的微元件的半导体元件制造方法的流程图。
图10为利用本发明实施例的曝光装置，制造微元件的液晶显示元件的制造方法流程图。
1光源2椭圆镜3反射镜4快门5、10、42、48、52、54中继透镜58、60、68、74、78中继透镜6、44、46、50、56、62波长选择滤光器66、72、76波长选择滤光器7、13b～13f减光滤光器8a、8b吸光板9a、9b散热器11导光器12平行光管透镜14b～14f可变减光滤光器15飞眼积分器16开口光圈18、19驱动装置20主控制系24立体像计测装置30a、30b光感应器(检出手段)
32光纤维34电源控制装置36电源装置38a，38b滤光器40，64，70分光器DP图型M罩幕P基板MS罩幕台PS基板台AX1光轴IL照明光学系IL1～IL5照明光学元件PL投影光学系PL1～PL5投影光学元件以下之说明里，在图1中设定X、Y、Z直交坐标系，现在参考X、Y、Z坐标系说明各部件的位置关系。X、Y、Z直交坐标系，设定X轴及Y轴与基板P平行，Z轴与基板P成直交的方向。图中的X、Y、Z坐标系，实际上XY面设定成与水平面平行的面，Z轴设定成垂直上的方向。又，本实施例中，以罩幕M与基板P的移动方向(扫描方向)为X轴方向。
本实施例的曝光装置，设有照明光学系IL，乃为均匀照明罩幕台MS上，由罩幕座(mask holter，未图标)支持与XY面平行的罩幕M。图2为照明光学系IL的侧面图，与图1所示部件相同部分以同一符号表示。参照图1及图2，照明光学系IL，设有如超高压水银灯形成的光源1。因光源1配置在椭圆镜2的第一焦点位置，故由光源1射出的照明光束，经反射镜3在椭圆镜2的第二焦点，形成包含g线(436nm)光，h线(405nm)光，及i线(365nm)光的波长区域的光的光源像。亦即，曝光时不必要的包括g线，h线及i线的波长区域以外的成分，在椭圆镜2及反射镜3反射之际除去。
在该第二焦点位置设置快门4。快门4，由与光轴AX1成倾斜配置的开口板4a(参照图2)，及在开口板4a形成的开口遮蔽或打开用的遮蔽板4b构成。快门4配置于椭圆镜2的第二焦点位置的理由为，因光源1射出的照明光束在此被聚集，遮蔽板4b只要少量移动，就可遮蔽在开口板4a形成的开口，而且，能够急速的变化通过开口的照明光束的光量，可获得脉冲状的照明光束。
在透过反射镜3的漏光的进行方向，配设吸光部材(吸光手段)的吸光板8a。该吸光板8a，吸收透过反射镜3的漏光，乃为防止该些漏光对曝光装置产生热的影响或光学的影响(例如散光)而设。吸光板8a可用如黑防蚀铝(Black alumite)制成。在吸光板8a设有当做放热部件的散热器9a。散热器9a设有由热传导率高的金属(如铝或铜)形成的多个的散热板，吸光板8吸收透过反射镜3的漏光时产生的热，由散热板放出。又，漏光之中，除g线光，h线光及i线光的波长区域，亦包含红外线光及其它可视域的光。
图3(a)标为吸光板8a及散热器9a的形状的侧面图，图3(b)标为图3(a)的平面图。如图所示，在吸光板8a的漏光入射位置，设有将漏光导至光感应器(检出手段)30a、30b的光纤维(导光手段)32的一端。即，在吸光板8a，设有贯通光纤维32的贯通口，在该贯通口配置光纤维32的一端。
光纤维32的他端，分岐成二个输出端。该一方的输出端射出的漏光，经滤光器(波长选择部件)38a射入光感应器30a；另一方的输出端射出的漏光，经滤光器(波长选择部件)38b，射入光感应器30b。此处的滤光器38a，由包括三张滤光器即通过g线光，h线光及i线的滤光器，仿滤光器(dummy filter)，及减光滤光器构成，可通过包含g线光、h线光及i线光的波长区域的光。又，滤光器38b，由三张滤光器即可让g线光，h线光及i线光透过的滤光器，可让i线光透过的滤光器，及减光滤光器构成，可让只包含i线光波长区域的光透过。
如上述，用多个的波长进行漏光的监视。即用光感应器30a检测g线光，h线光及i线光，用光感应器30b检测i线光。如此做的理由为，光源1的经久性的输出降低，一般情况，短波长的光较早发生降低(经久的劣化)，以及光阻剂的种类不同，使对各波长的感度相异。即光阻剂对短波长的感度与对长波长的感度相比，较高的场合，检测出g线光，h线光i线光的输出，依该检出的输出控制光源的光量，仍无法获得适正的曝光量。因此，再检出i线光的输出，有依据该检出的检出量控制光源的光量的必要。又，自短波长到长波长均有略一定的光阻剂感度的场合，须检出g线光、h线光及i线光的输出，依据该检出的输出控制光源的光量，可得适正的曝光量。
由光感应器30a、30b检出的光量检出信号，输入控制电力量的，控制电源装置(电力控制手段)34，由电源控制装置34的控制信号，控制电源装置供给光源1的电力量。即，依据光感应器30a、30b的检出信号，由电源控制装置34控制电源装置36，使光源1的光量成为所望的值。
在椭圆镜2的第二焦点位置形成的光源像的发散光束，由中继透镜5(relay lens)转变成约略平行的光束，后射入波长选择滤光器6a。波长选择滤光器6a，只透过所望的波长区域的光束，为对光路(光轴AX1)可自在进退的构造。又，与波长选择滤光器6a同样地可对光路自在进退构造的波长选择滤光器6b，与波长选择滤光器6a一起设置，该些波长选择器6a、6b的任一方在光路配置。又，图2中的主控制系20，控制驱动装置18，使波长选择滤光器6a、6b的任一方配置于光路中。
在本实施例，波长选择滤光器6a只透过包含i线的波长区域的光；波长选择滤光器6b可透过包含g线光、h线光及i线光的波长区域之光。如此，如本实施例，可在光路配置波长选择滤光器6a、6b的那一方，切换照射在罩幕的光的波长幅度。又，波长选择滤光器6a、6b，即相当于本发明的所谓的波长幅度切换手段。
在此，对透过波长选择滤光器6a、6b的光的光谱加以说明，图4为说明透过波长选择滤光器6a、6b的光谱的图。如图4所示，由光源1射出的光，波长区域宽广约由300～600μm，其光谱包含多个的光峰(明线)由光源1射出的光之中，进行曝光不须要的波长成分，如前所述，在椭圆镜2及反射镜3反射之际除去。曝光不须要的成分除去后的光，射入配置于光路的波长选择滤光器6a时，在图4所示的包含i线的波长幅度Δλ1的光透过。另一方面，如在光路配置波长选择滤光器6b时，则包含g线、h线及i线的波长幅度Δλ2的光会透过。
透过波长选择滤光器6a的光的功率(power)，为波长幅度Δλ1内的光谱的积分；透过波长选择滤光器6b的光的功率，为波长幅度Δλ2内的光谱的积分。此处，如图4所示，g线、h线及i线各个光谱大约成同样的分布，故透过波长选择滤光器6a的光的功率，与透过波长选择滤光器6b的光的功率的比例概略为1比3左右。
如前所述，本实施例假设在基板P上涂布感度20mj/cm2的光阻剂，或感度60mj/cm2的树脂阻剂，该些的感度比为1比3。因此，在基板P涂布高感度的光阻剂时，在光路上配置透过光的功率低的波长选择滤光器6a，以降低曝光功率。又，涂布感度低的树脂阻剂时，在光路上配置透过光的功率高的波长选择滤光器6b，以提高曝光功率。上述的做法，可使戴置基板P的基板台PS的移动速度一定(最高速度如300mm/sec)进行曝光。如此，在本实施例为对应在基板P涂布的阻剂的感度(感光特性)，用交换在光路配置的波长选择滤光器，切换透过光的波长幅度，以变更在基板P照射的光的功率。又，光源1射出光的光量，用多个的波长监视，即能够监视光路上配置波长选择滤光器6a时光的光量(只包含i线波长区域的光的光量)，及在光路上配置波长选择滤光器6b时光的光量(包括g线、h线及i线的波长区域的光的光量)。依此，在切换照射基板P的光的波长幅度时，亦能进行光量检测。
又，站在投影光学系的色差修正的观点，使用的光的波长幅度狭小的一方，可达成更高的分辨率。因此，例如在必要大曝光功率时，在光路上配置波长选择滤光器6b，多少牺牲些分辨率，用较宽广的波长幅度进行曝光。在要求高分辨率的场合，在光路上配置波长选择滤光器6a，些许牺牲曝光功率，甚至作业能量，以狭小波长幅度进行曝光。如上所述，只用单项的波长幅度切换，可以对应要求的各样分辨率。因此，本实施例，对于在基板P复制的图型的分辨率，可依交换在光路配置的波长选择滤光器，以切换透过光的波长幅度，即能够对应要求的各样分辨率。
在中继透镜5与波长选择滤光器6a、6b之间的光路，设有减光滤光器7，为可对光路自在进退的构造的减光部件，或粗略调整用的光量调整部件。该减光滤光器7，为使用立体像计测装置24计测透过投影光学系PL照射在基板P的光的光学特性(光量等)时，或在曝光涂布高感度的光阻剂的基板P时，在光路内配置。又，减光滤光器7配置到光路中的控制，由图2中的主控制系，控制驱动装置18执行。
在减光滤光器7反射的光进行方向，配置有做为吸光部件的吸光板8b。该吸光板8b，因吸收减光滤光器7的反射光，乃为防止该反射光对曝光装置的热的影响及光学的影响(如散光)而设。吸光板8b与吸光板8a同样地用黑防蚀铝(black alumite)制成。在吸光板8b装有当做散热部件的散热器9b。散热器系用热传导率高的金属(如铝或铜)制造的散热板多个形成。吸光板8b吸收减光滤光器7的反射光时，产生的热经散热板放出。
透过波长选择滤光器6a、6b的光，通过中继透镜10再度聚光。在该聚光位置的近傍配置导光器11的入射端11a。导光器11，相当于本发明所称的分割光学系，为例如用多数的纤维素线随机结束，构成随机光导纤维，具备有与光源1的个数(图1为1个)同个数的入射端11a，以及与构成投影光学系PL的投影光学元件的数量(图1有五个)同数的射出端11b～11f(图2只示出射出端11b)。如此，在导光器11的入射端11a入射的光，在该内部传播后，由五个射出端11b～11f分割射出。
在导光器11的射出端11b与罩幕M之间，顺序配置平行光管透镜(collimator lens)12b，减光滤光器13b，可变减光滤光器14b、飞眼积分器15b，开口光圈16b、及聚光透镜系17b。同样地，在光导器11的各射出端11c～11f与罩幕M之间，亦各顺次设有平行光管透镜12c～12f，减光滤光器13c～13f，可变减光滤光器14c～14f，飞眼积分器15c～15f，开口光圈16c～16f，以及聚光透镜系17c～17f。此处，为说明简单化，导光器11的射出端11b～11f与罩幕之间，设置的光学部件的构造，用设置于射出端11b与罩幕之间的平行光管透镜12b，减光滤光器13b，可变减光滤光器14b，飞眼积分器15b，开口光圈16b及聚光透镜系17b为代表说明。
由导光器11的射出端11b射出的发散光束，在由平行光管透镜12b变换成大约平行的光束后，在当做粗调整用的光量调整部件的减光滤光器13b，及微量调整用的光量调整部件的可变减光滤光器14，顺序通过再射入飞眼积分器15b(光学积分器optical integrator)。减光滤光器13b及可变减光滤光器14b，乃为调整导光器11的射出端11b射出光的透过光量而设置。与减光滤光器13b及可变减光滤光器14b，同样的减光滤光器13c～13f及可变减光滤光器14c～14f也射出端11c～11f设置，因此，调整该些透过光量，即能够使照射在罩幕M的光的光量，以及照射在基板P的光的光量均一。又，可变减光滤光器14b的透过率的控制，由图2中的主控制系20，通过驱动装置19设定可变减光部件14b的X轴方向的位置来操作。
飞眼积分器15b，是由多数的正透镜元件使其中心轴线沿光轴AX延伸，纵横且稠密配列的构造。因此，射入飞眼积分器15b的光束，被多数的透镜元件波面分割，在该后侧焦点面(即射出面的近傍)形成由与透镜元件数同数量的光源像合成的二次光源。亦即，在飞眼积分器15b的后侧焦点面，形成实质的面光源。
在飞眼积分器15b的后侧焦点面形成的多数的二次光源的光束，由配设于飞眼积分器15b的后侧焦点面近傍的开口光圈16b(图1未显示)限制后，射入聚光透镜系17b。又，开口光圈16b，在与该对应的投影光学元件PL1的瞳面光学性的大约共轭的位置配置，有可变的开口部用以限定供给照明的二次光源的范围。开口光圈16b，以变化该可变开口部的开口径，设定决定照明条件的σ值为所望之值。(构成投影光学系PL的各投影光学元件PL1～PL5的瞳面的开口径与在该瞳面上的二次光源像的口径之比)。
经过聚光透镜系17b的光束，重叠地照明有图型DP形成的罩幕M。由导光器11的其它射出端11c～11f射出的发散光束亦同样地，顺序通过平行光管透镜12c～12f、减光滤光器13c～13f，可变减光器14c～14f，飞眼积分器15c～15f，开口光圈16c～16f，及聚光透镜系17c～17f，分别重叠照明罩幕M。即照明光学系IL，照明在罩幕M上向Y轴方向排列的多个(图1中共五个)的梯形区域。
罩幕M上的各照明区域的光，再射入与各照明区域对应沿Y轴方向配列的多个(图1中共五个)的投影光学元件PL1～PL5构成的投影光学系PL。此处，各投影光学元件PL1～PL5的构造是互同的。
再回到图1，在前述的罩幕台MS，设置扫描驱动系(未图标)，设有供罩幕台MS沿扫描方向的X轴方向移动的长形程部(strok)。又，为使罩幕台MS在扫描的直交方向的Y轴方向微量移动，且绕Z轴微量回转，设有一对调整驱动系(未图标)。然后，罩幕台MS的位置坐标，可用移动镜21的激光干涉计(不图标)计测且控制位置。
在基板台PS，亦设有与上述同样的驱动系，即同样设置扫描驱动系(未图标)，设有供基板台PS沿扫描的X轴方向移动的长行程部，以及一对调整驱动系供基板台PS在Y轴方向微量移动，且绕Z轴微量回转。而且，基板台PS的位置坐标，依使用移动镜22的激光干涉计(未图标)计测并控制位置。尚且，为使罩幕M与基板P沿XY平面相对地叠合位置，在罩幕M的上方配置一对调整系23a、23b。
如上述，由罩幕台MS侧的扫描驱动系，及基板台PS侧的扫描驱动系的作用，对由多个的投影光学元件PL1～PL5构成的投影光学系PL，将罩幕M与基板P一体的沿同一方向(X轴方向)移动，可把罩幕M上全部的图型区域复制到基板P上的全部曝光区域。
依本发明实施例的曝光装置，利用反射镜3的漏光，检测由光源1照射的照明光的光量，再依据该检出的照明光的光量，控制光源1射出的照明光的光量成为一定。因此，不会有照明光的损失，而且，由光源检出照射的照明光的光量，在光源经久时的变化(经久时的劣化)发生时，亦能够保持由光源照射的照明光的光量为一定。
在上述的实施例中，光纤维32的输出端分岐成二支，在二支输出端与光感应器30a、30b之间，配置滤光器38a、38b，使光感应器30a可检出包含g线、h线及i线的波长区域的光的光量；光感应器30b则仅能检出包含i线的波长区域的光的光量。但，由光纤维32的输出端，把射出的漏光用分光镜分岐成二支也可以。即，如图5所示，使光纤维32的输出端射出的漏光射入分光镜40，在分光镜40反射的漏光的光路中配置滤光器38a，用光感应器30a检出包含g线、h线及i线的波长区域的光的光量。透过分光40的漏光的光路中配置滤光器38b，用光感应器30b检出只包含i线的波长区域的光的光量亦可。
又，如图6所示，光纤维32的输出端射出的漏光经中继透镜42、波长选择滤光器44，射入分光镜40，在分光镜40反射的漏光的光路中，配置波长选择滤光器46及中继透镜48，对光感应器30a射入包含g线、h线及i线的波长区域的光，在光感应器30a检出包含g线、h线及i线的波长区域的光的光量。又，在透过分光镜40的漏光的光路中，配置波长选择滤光器50及中继透镜52，对光感应器30b射入仅含i线的波长域的光，在光感应器30b检出仅包含i线波长区域的光的光量亦可。
在上述的实施例，将漏光依据波长分成二支，但依据波长分成三支以上也可以。图7为把光纤维32的输出端分岐成三支，在第一输出端与光感应器30a之间，配置中继透镜54a、波长选择滤光器56a及中继透镜58a，在光感应器30a射入包含g线、h线及i线的波长区域的光。在第二输出端与光感应器30b之间，配置中继透镜54b、波长选择滤光器56b及中继透镜58b，在光感应器30b射入仅包含i线波长区域的光。在第三输出端与光感应器30c之间，配置中继透镜54c波长选择滤光器56c及中继透镜58c，在光感应器30c射入仅包含h线波长区域的光。如上所述，将漏光依据波长分成三支来检测，能更正确地检出光源的劣化状况。
又，如图8所示，使光纤维32的输出端射出的漏光，经中继透镜60、波长选择滤光器62，射入分光镜器64，在分光镜64反射的漏光的光路中置波长选择滤光器66及中继透镜68，在光感应器30a射入仅包含i线波长区域的光，光感应器30a检出仅包含i线波长区域的光的光量。又，在透过分光镜64的漏光的光路中配置分光镜70，在分光镜70反射的光的光路中配设波长选择滤光器72及中继透镜74，在光感应器30b射入仅包含h线波长区域的光，光感应器30b检出仅包含h线波长区域的光的光量。又于透过分光镜70的漏光的光路中，配置波长选择滤光器76及中继透镜78，在光感应器30c射入仅包含g线波长区域的光，光感应器30c检出仅包含g线波长区域的光的光量亦可。又利用分光镜(beam splitter)当做分色镜(dichroicmirror)，仅透过所望的波长，或为反射的构造也可以，此场合可省略波长选择滤光器66、72、76。
射入各光感应器的光，可由配置的波长选择滤光器的组合适当地选择。因此，可依曝光装置使用的感旋光性材料的种类等，用光感应器检出适合的光的波长，再依据选择的波长的光的光量，控制保持光射出的光量为一定。
而且，本发明不受上述实施例的限制，在本发明的范围内可自由变更。例如，上述实施例中，举逐步扫描(step and scan)方的曝光装置为例说明，但也适合用逐步重复(step and repeat)方式的曝光装置。在逐步重复方式的曝光装置，可利用控制快门的开闭时间控制曝光量，使光源的光量保持一定，就可容易控制曝光量。
又，上述实施例中，在照明光学系IL内设超高压水银灯为光源1，在波长选择滤光器6a、6b选择必要的g线(436nm)的光，h线(405nm)及i线(365nm)的光。但，不以此法为限，使用KrF激元激光(excimerleser)(248nm)、ArF激元激光(193nm)，F2激光(157nm)为光源1，使用该些激光射出的激光的场合，也可适用于本发明。
其次，说明利用本实施例的曝光装置，在微影蚀刻工程用于制造微元件的方法。图9标为制造当做微元件的半导体元件制法的流程图。首先，在图9的步骤S40，在一套的晶圆上蒸着金属膜。在第二的步骤S42，在该一套晶圆上的金属膜上涂布光阻剂。其后在步骤S44，利用图1所示的曝光装置，将罩幕上的图型像经设投影光学系(投影光学元件)，在该一套晶圆上的各投射区域顺次曝光复制。
其后，在步骤S46，该一套的晶圆上的光阻剂显像之后，在步骤S48，利用该一套的晶圆上的光阻剂图型为罩幕进行蚀刻，罩幕上的图型对应的电路图型，在各晶圆的各投射区域形成。其后，再形成更上一层的电路图型，制造半导体元件等的元件。依上述的半导体元件的制造方法，能够以良好的生产率，制造有极细微的电路图型的半导体元件。
又，图1所示的曝光装置，在基板(玻璃基板)上形成所定的图型(电路图型、电极图型等)，亦可获得当做微元件的液晶显示元件。以下，参照图10的流程图说明这种方法的一例。图10为利用本实施例的曝光装置，在基板上形成所定的图型，制造当做微元件的液晶显示元件的制法的流程图。
在图10的图型形成工程S50，为利用本实施例的曝光装置，将罩幕的图型曝光复制到感光基板(涂布光阻剂的玻璃基板)施行所谓的微影蚀刻工程。由该微影蚀刻工程，在感光基板上形成包含多数的电极等的所定的图型。其后，曝光的基板经显像工程、蚀刻工程，网线剥离工程等各工程，在基板形成所定图型，再移到下一步骤的滤光器形成工程S52。
其次，在滤色器形成工程S52形成的滤色器，有R(红)、G(绿)、B(蓝)对应的三种颜色的点组合成矩阵状多数配列，或R、G、B色的三支条纹的滤光器的多个组合在水平扫描线方向配列。在滤色器形成工程S52之后，进行元件组合工程。在元件组合工程，将在图型形成工程S50所得的有所定图型的基板，及滤色器形成工程S52所得的滤色器等，组合成液晶面板(液晶元件)。
在元件组合工程S54，例如，在图型形成工程S50所得的有所定图型的基板，及滤色器形成工程S52所得的滤色器之间，注入液晶以制造液晶面板(液晶元件)。其后，在组件组合工程S56，安装组合的液晶面板的施行动作的电气电路，背面照明等各部品，完成液晶显示元件。依上述的液晶显示元件的制造方法，能够以良好的生产率制造有极细微的电路图型的液晶显示元件。
发明效果本发明的光源元件，利用反射镜的漏光检出由光源照射的照明光的光量，再依据该检出的照明光的光量，控制光源照射的照明光的光量成一定。因此，检出光源照射的照明光的光量，不会招致照明光的损失，在光源产生经久的变化(经久的劣化)时，亦能够保持由光源照射的照明光的光量为一定。
又，在光源发生经久变化之际，因波长其劣化状况不同，所以用多个的波长监视光源，能够正确检出光源的劣化状况。尚且，利用配置于比快门更近于光源侧的反射镜的漏光，检出光源射出的照明光的光量，故照明光的光量的检出，能够不受快门开闭的影响。
本发明的照明装置，因光源元件射出的照明光的光量保持一定，故由照明光学系引导至被照射体的照明光的光量，能够保持一定。
本发明的曝光装置，因照明装置以一定的光量照明罩幕，故在罩幕的图型像投影到感旋光性基板上时，能够防止产生曝光斑。
本发明的曝光方法，因在照明工程以一定的光量照明罩幕，故在罩幕的图型像投影到感旋光性基板上时，能够防止产生曝光斑。
权利要求
1.一种光源元件，其特征为，具备光源；及电力供应手段，供给该光源电力；及反射镜，将该光源照射的照明光，反射到被照射体侧；及吸光手段，其吸收该反射镜的漏光，及检出手段，检出射入该吸光手段漏光的光量；以及电力量控制手段，依据该检出手段检出的漏光的光量，控制该电力供应手段供给光源的电力量。
2.如权利要求1所述的光源元件，其特征为，增设导光手段，将射入上述吸光手段的漏光导入该检出手段，该导光手段备有分岐手段，将该漏光依波长分成多个的分岐，该检出手段，亦包含多个的检出手段，能各别检出各分岐手段分出的漏光的光量。
3.如权利要求2所述的光源元件，其特征为，该分岐手段备有，光纤维，其输出端分成多个的分岐；以及波长选择部材，设于该光纤维的各输出端。
4.如权利要求2所述的光源元件，其特征为，该分岐手段备有，分光器，将该漏光依波长分岐；以及波长选择部材，配置于该分光器分岐的漏光的光路中。
5.如权利要求2所述的光源元件，其特征为，该吸光手段备有散热部材。
6.如权利要求1至5中任一所述的光源元件，其特征为，配置快门于前述反射镜反射的该照明光的光路中。
7.一种照明装置，其特征为，配置，如权利要求1至5中任一项所述的光源元件；以及照明光学系，将该光源元件射出的照明光导至该被照射体。
8.一种照明装置，其特征为，配置如权利要求6所述的光源元件；以及照明光学系，将该光源元件射出照明光导至该被照射体。
9.一种曝光装置，其特征为，配置如权利要求7所述的照明装置；以及投影光学系，将该照明装置照明的罩幕上的图型像，投到感旋光性基板上。
10.一种曝光装置，其特征为，配置如权利要求8项所的照明装置；以及投影光学系，将该照明装置照明的罩幕上的图型像，投到感旋光性基板上。
11.一种曝光方法，其特征为，使用如权利要求9所述的曝光装置的曝光方法，并包含照明工程，使用前述照明光学系照明罩幕；以及投影工程，用前述投影光学系将该罩幕的图型像，投影到感旋光性基板。
12.一种曝光方法，其特征为，使用如权利要求10所述的曝光装置，并包含照明工程，使用上述照明光学系照明罩幕；以及投影工程，用上述投影光学系，将该罩幕的图型像投影到感旋光性基板。
全文摘要
一种曝光装置，能够不招致光量损失，正确检出光源的光量变化，以保持光源照射的照明光的光量为一定。其手段为在该光源元件配设光源(1)；及电力供应手段(36)，供给该电源电力；及反射镜(3)，将该光源照射的照明光，反射到被照射侧；及吸光手段(8a)，吸收该反射镜的漏光；及检出手段(30a、30b)，检出射入该吸光手段的漏光的光量；以及电力量控制手段(34)，依据该检出手段检出的漏光的光量，控制该电力供应手段供给该光源的电力量。
文档编号G05D25/02GK1444099SQ0310714
公开日2003年9月24日 申请日期2003年3月7日 优先权日2002年3月7日
发明者小山元夫 申请人:尼康株式会社