TW202314400A - 照明設備、測量設備、基板處理設備及製造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

一種照明設備，其構造為在改變來自光源的光的光譜的同時提供照明，所述照明設備包括：波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及光學系統，其被構造為用來自所述光源的光照射所述波長可變單元。波長可變單元被設置為使得從光學系統發射的光入射的波長可變單元的入射面相對於與光學系統的光軸垂直的平面傾斜。

Description

照明設備、測量設備、基板處理設備及製造物品的方法
本發明一般關於照明設備、測量設備、基板處理設備和製造物品的方法。
在製造諸如半導體裝置、微機電系統(MEMS)、彩色濾光片和平板顯示器的物品中，要在基板上形成的圖案越來越精細，對提高圖案尺寸精度的需求正在增長。
因此，用於處理基板的基板處理設備在測量要形成有圖案的基板的位置時，希望具有較高的精度。在基板處理設備的示例中，有將基板曝光以在基板上形成圖案的曝光設備。曝光設備通過經由投影光學系統將曝光用光聚焦在基板上的預定位置上，並移動放置了基板的載台，從而在基板上形成圖案。重要的是，測量基板上的圖案以調整形成有圖案的基板上的預定位置與曝光用光之間的相對位置的精度，以及測量在基板的不同層上形成的圖案之間的相對位置的精度。
一種測量在基板上形成的圖案(以下簡稱為圖案)的位置的方法，包括照明該圖案並檢測由該圖案反射的光。一種更精確地測量圖案的方法包括基於圖案的物理特性和光學特性以及圖案的鄰近性來選擇照明圖案的光的波長。構成圖案的材料的物理性質和圖案的形狀根據處理基板的過程而有所不同。從而，用基於處理基板的過程而選擇的波長的光照明圖案，提高了從圖案反射的光的檢測信號的強度，減少檢測信號中的誤差，並提高圖案的位置測量的精度。
日本專利第6568041號討論了一種成像系統，其被構造為拍攝樣品影像，其中，照射樣品的光的波長發生改變，並且與波長的變化同步地對樣品進行成像。討論了成像系統中包含的光源設備，以驅動濾波器，從而通過濾波器改變用來照射樣品光的波長。
根據日本專利第6568041號，如果從光源發出的光在濾波器的表面被反射，則返回的反射光可照射光源。這可能由於光源溫度的升高而降低光源的性能和耐久性。
本發明旨在提供防止光源性能和耐久性劣化的照明設備、測量設備、基板處理設備和用於製造物品的方法。
根據本發明的一個方面，一種被構造為在改變來自光源的光的光譜的同時提供照明的照明設備包括：波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及光學系統，其被構造為用來自光源的光照射所述波長可變單元。波長可變單元被設置為使得波長可變單元的從光學系統發射的光所入射的入射面相對於與光學系統的光軸垂直的平面傾斜。
本揭露的進一步特徵將從參考附圖對示例性實施例的以下描述中變得明顯。
下面將參考附圖詳細描述本揭露的示例性實施例。在圖中，相似的部件用相同的參考符號表示。將省略其冗餘描述。注意，本揭露不限於以下示例性實施例，其僅說明了在實踐本揭露中有利的具體實施例。以下示例性實施例中描述的特徵的所有組合對於本揭露解決前述問題不一定是不可缺少的。
下面將描述本揭露的第一示例性實施例。將首先描述根據第一示例性實施例的包括照明單元(照明設備)的測量設備。圖1A至圖1D是示出根據第一示例性實施例的測量設備的圖。與下面要描述的照明光學系統362的光軸平行的方向將被稱為Z軸方向。沿著垂直於Z軸方向的平面的兩個相互正交的方向將被稱為X軸方向和Y軸方向。繞X軸旋轉方向、繞Y軸旋轉方向和繞Z軸旋轉方向將分別被稱為ωX軸方向、ωY軸方向和ωZ軸方向。
圖1A是示出測量設備100的構造的圖。例如，測量設備100測量設置在基板73上的圖案在X軸和Y軸方向上的位置。作為另一個示例，測量設備100可以測量設置在基板73的各不同層上的圖案在X軸和Y軸方向上的位置，並測量圖案之間的距離。測量設備100包括：用於保持基板73的基板載台WS、測量單元50和控制單元1100。
基板73是測量設備100用來測量其對準誤差或重疊誤差的物件。例如，基板73是用於製造諸如半導體元件、液晶顯示元件、其他裝置或其組合的裝置。具體示例包括晶圓、液晶基板及/或待處理的其他基板。
基板載台WS被構造為經由基板卡盤(未示出)保持基板73，並且能夠由載台驅動單元(未示出)驅動。該載台驅動單元包括線性電動機，並且可以通過在X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、ωX軸方向、ωY軸方向和ωZ軸方向上驅動基板載台WS來移動保持在基板載台WS上的基板73。反射鏡82設置在基板載台WS上。雷射干涉儀81位於反射鏡82對面的位置。雷射干涉儀81通過測量在X軸方向上與反射鏡82的距離來測量基板載台WS在X軸方向上的位置。類似地，還設置了用於測量基板載台WS在Y軸和Z軸方向上的位置的雷射干涉儀(未示出)。通過雷射干涉儀實時測量基板載台WS的位置。測量結果輸出到控制單元1100，因此，在控制單元1100的控制下，基板載台WS被驅動到預定位置。測量設備100可以包括設置在基板載台WS上的標尺和用於通過檢測標尺的位置來測量基板載台WS的位置的編碼器。
控制單元1100以集中方式控制測量設備100的部件，以操作測量設備100。控制單元1100進行測量設備100的測量處理，且也對由測量設備100獲得的測量值進行計算處理。控制單元1100包括電腦(資訊處理設備)。例如，控制單元1100包括：包括處理器的處理單元(如中央處理單元(CPU))和儲存單元(如唯讀記憶體(ROM)、處理單元的工作區域和隨機存取記憶體(RAM))。處理單元基於程式進行用於控制的計算。ROM儲存控制程式和固定資料。RAM儲存臨時資料。控制單元1100可以包括：可儲存與ROM和RAM相比更量大的資料的磁性儲存裝置(硬碟驅動器[HDD])、從外部媒體讀取載入其中的資料或向外部媒體寫入載入其中的資料的驅動器單元(如光碟(CD)、數位多功能光碟(DVD)、記憶卡、其他儲存裝置或其組合)，作為儲存單元。在本示例性實施例中，ROM、RAM、磁性儲存裝置和驅動單元中的至少一個被用作儲存單元，並且儲存單元儲存控制程式、固定資料和臨時資料，並用作處理單元的工作區域。在此使用的用語“單元”通常指用於實現目的的軟體、韌體、硬體、電路、其他組件或其組合。
測量單元50照明設置在基板73上的圖案，並檢測來自(多個)圖案的光，以拍攝設置在基板73上的圖案的影像。圖1B是示出測量單元50的構造的圖。測量單元50包括：用於採用來自照明單元(照明設備)301的光對基板73照明的照明系統，以及用於將來自圖案72的光聚焦到檢測單元75上(形成圖案72的影像)的影像形成系統(檢測系統)。檢測單元75包括用於接收來自圖案72的光的光接收單元(未示出)，並且獲得由光接收單元接收的光的檢測信號。檢測單元75還可以用作成像單元，其形成用於使用光接收單元拍攝圖案72的影像的成像區域。圖案72用於測量基板73的對準誤差及/或重疊誤差。基於由檢測單元75獲得的檢測信號來測量圖案72的位置。
現在將描述照明單元301。圖1C是示出照明單元301的構造的圖。照明單元301包括：光源361、照明光學系統(光學系統)362、波長可變單元340和驅動單元341。
從光源361發射的光經由照明光學系統362被引導到波長可變單元340。光源361的示例可以包括諸如雷射光源、發光二極體(LED)、鹵素燈或其他光源的光源。
照明光學系統362用從光源361發射的光照射波長可變單元340。例如，包括透光透鏡的軸對稱透射光學系統可以用作照明光學系統362。照明光學系統362的其他示例可以包括反射光學系統(包括諸如凹面鏡和凸面鏡的反射鏡)和圓柱形光學系統(包括圓柱形透鏡)。
波長可變單元340包括波長可變元件，其根據照射光的入射位置或角度來改變與該照射光的波長和強度相關的關係(以下稱為光譜)。例如，光譜可以包括指示光強度與光波長的關係的資訊。作為另一個示例，光譜可以包括關於光強度具有最大值、最小值或預定值的光波長的資訊。作為另一個示例，光譜可以包括關於光強度的值落在預定範圍內的光的波長波段的資訊。作為另一個示例，光譜可以包括關於光譜的波形的資訊。雖然波長可變單元340將被描述為包括透射型的波長可變元件，但可以包括反射型的波長可變元件。
波長可變單元340在照明光學系統362的光軸上位於照明光學系統362的聚焦位置處。波長可變單元340由驅動單元341(移動單元)在與沿照明光學系統362的光軸的方向(光軸方向)垂直的方向上(在圖1C的示例中，X軸方向)驅動(移動)。在本示例性實施例的描述中，波長可變單元340被描述為由驅動單元341在X軸方向上驅動。然而，驅動單元341的驅動軸的方向(驅動方向)並不限於X軸方向。如果入射到波長可變單元340上的光的束徑隨方向而變化，則希望考慮到波長特性沿著將光的束徑最小化的方向驅動波長可變單元340。例如，如果照明光學系統362包括圓柱形光學系統，則期望沿著圓柱形光學系統的功率方向驅動波長可變單元340。
驅動單元341包括諸如線性電動機等的驅動設備，並且可以沿垂直於光軸的預定方向驅動波長可變單元340。例如，使用編碼器或干涉儀來測量波長可變單元340的位置。波長可變單元340被控制單元1100控制並驅動到預定位置。
波長可變單元340被設置成使得光入射的波長可變單元340的表面(以下稱為波長可變單元340的入射面)相對於與照明光學系統362的光軸垂直的平面傾斜預定傾斜角。在圖1C的示例中，波長可變單元340被設置成使得波長可變單元340的入射面沿繞垂直於光軸的X軸旋轉方向(ωX軸方向)傾斜所述預定傾斜角。換句話說，波長可變單元340繞驅動單元341的驅動軸傾斜所述預定傾斜角。下面將描述波長可變單元340的位移。
照明單元301可以通過基於波長可變單元340在垂直於光軸的預定方向上的位置與通過波長可變單元340透射的光的波長之間的關係使用驅動單元341來定位波長可變單元340，從而用所需波長的光照明基板73。如這裡所使用的，垂直於光軸的預定方向是指垂直於照明光學系統362的光軸的方向，例如X軸方向和Y軸方向。將在下面描述位置和波長之間的關係。
因此，通過使用驅動單元341改變波長可變單元340的位置，可以改變通過波長可變單元340透射的光的波長。例如，透射波長可變濾波器可以用作波長可變單元340。透射波長可變濾波器的一個示例是在其光入射面上形成多層層疊膜的帶通濾波器。多層層疊膜形成為沿波長變化方向增加厚度。因此，通過光的干涉連續地改變透射光的波長。作為另一個示例，用於通過在透光構件上形成的繞射光柵而將光分離成不同波長的光束的透射繞射光柵可以作為波長可變單元340。作為另一個示例，用於透射波長比預定波長短的光的短波通濾波器(低通濾波器或短通濾波器)可以作為波長可變單元340。作為另一個示例，用於透射波長比預定波長長的光的長波通濾波器(高通濾波器或長通濾波器)可以作為波長可變單元340。
返回到圖1B，從照明單元301發出的光經由照明光學系統(第一光學系統)63入射到照明孔徑光闌64上。照明孔徑光闌64使光的束徑小於在照明單元301處的束徑。通過照明孔徑光闌64的光經由中繼透鏡67入射到分束器68上。分束器68的一個示例是偏振分束器。分束器68允許與Y軸方向平行的P偏振光從中通過，並反射與X軸方向平行的S偏振光。通過分束器68的光經由孔徑光闌69透射通過λ/4板70，從而轉變為圓偏振光。圓偏振光經由物鏡光學系統71通過科勒照明來照明設置在基板73上的圖案72。
照明光學系統63可以包括光量調節單元(未示出)，該光量調節單元能夠切換對來自照明單元301的光具有不同透射性的多個中性密度(ND)濾波器。控制單元1100可以通過控制光量調節單元來精確地調節對基板73照明的光的強度。照明光學系統63可以包括用於引導照明光的光纖或光杆，或用於使照明光均勻的微透鏡陣列。
來自圖案72的光經由物鏡光學系統71透射通過λ/4板70，從而從圓偏振光轉變為S偏振光，並入射到孔徑光闌69上。這裡來自圖案72的光包括由圖案72反射、繞射和散射的光。來自圖案72的光沿與對圖案72照明的圓偏振光的旋轉方向相反的旋轉方向圓偏振。如果對圖案72照明的光處於順時針圓偏振狀態，則來自圖案72的光處於逆時針圓偏振狀態。通過孔徑光闌69的光被分束器68反射，並經由成像光學系統74入射到檢測單元75上。
以這種方式，測量單元50使用分束器68將對基板73照明的光的光路徑和來自基板73的光的光路徑分離，並在檢測單元75上形成圖案72的影像。然後，控制單元1100基於關於由雷射干涉儀81獲得的基板載台WS的位置資訊和通過檢測圖案72的影像獲得的檢測信號的波形，獲得構成圖案72的圖案元件的位置和圖案72的位置。
測量單元50可以包括在分束器68與檢測單元75之間的多個透鏡，以構成檢測孔徑光闌。照明孔徑光闌64和檢測孔徑光闌可以各自包括可分別針對照明系統和檢測系統設置不同數值孔徑的多個孔徑光闌，並且所述多個孔徑光闌可被構造為可切換。因此，可以調整σ值，即指示照明系統的數值孔徑與檢測系統的數值孔徑之間的比值的係數。
圖1D是示出透射通過波長可變單元340的光的波長和強度之間的關係的圖。圖1D示出了在波長可變單元340位於X軸方向上的多個離散位置的情況下，透射通過波長可變單元340的光的波長和強度之間的關係。光的入射位置隨波長可變單元340的位置而變化，透射通過波長可變單元340的光的波長發生變化。入射到測量單元50中的波長可變單元340上的光的絕對位置不變，因此由驅動單元341驅動波長可變單元340就改變了入射光與波長可變單元340的相對位置。在圖1C中所示的照明單元301中，驅動單元341沿X軸方向驅動波長可變單元340，以改變波長可變單元340相對於入射光的位置，從而調整對基板73進行照明的光的波長。
現在，將參照圖2A到圖3C來描述根據比較例的照明單元901。圖2A和圖2B是示出根據比較例的照明單元901的圖。照明單元901包括：光源961、照明光學系統962、波長可變單元940和驅動單元941。光源961、照明光學系統962、波長可變單元940和驅動單元941分別對應於圖1C中所示的光源361、照明光學系統362、波長可變單元340和驅動單元341。因此，將省略其詳細說明。與圖1C中所示的波長可變單元340的差異是，波長可變單元940被設置為使得波長可變單元940的入射面平行於與照明光學系統962的光軸垂直的平面。
圖3A至圖3C是示出與根據本示例性實施例的比較例的照明單元901相關的波長特性的圖。透射通過波長可變單元940的光的波長隨光在X軸方向上的入射位置而連續變化。
因此，透射光的波長特性隨從照明光學系統962入射到波長可變單元940上的光的束徑而變化。圖3A示出了包括入射到波長可變單元940上的光910的區域被劃分為區域910a至910e。圖3B和圖3C示出了透射通過波長可變單元940的光的波長特性。在圖3B中，波長特性980a至980e表示透射通過波長可變單元940入射在區域910a至910e上的各個光束的波長特性。中心波長隨著波長可變單元940上的在X軸方向上的入射位置而變化，因此透射通過區域910a至910e的光束的波長特性如由波長特性980a至980e所指示而變化。透射通過波長可變單元940的光的總體波長特性是波長特性980a至980e的總和，其是圖3C中所示的波長特性980。換句話說，在波長可變單元940的波長特性改變的方向(X軸方向)上入射到波長可變單元940上的光910的束徑越大，透射通過波長可變單元940的光的波長範圍就越寬。這是不可取的，因為透射通過波長可變單元940的光中可以包含更大量的、期望中心波長以外的其它波長的光。因此，波長可變單元940理想地位於入射到波長可變單元940上的光的束徑較小的位置。換句話說，波長可變單元940理想地位於入射到波長可變單元940的光910被聚焦的位置附近，更理想地位於入射到波長可變單元940的光910被聚焦的位置處。在下面的描述中，波長可變單元位於入射到波長可變單元上的光被聚焦的位置，包括如下兩種情況：波長可變單元位於入射到波長可變單元上的光被聚焦的位置的情況和波長可變單元位於入射到波長可變單元上的光被聚焦的位置附近的情況。
然而，如果波長可變單元940位於光910被聚焦的位置，則由波長可變單元940反射的光可以通過照明光學系統962聚焦在光源961上。這可能導致例如，由於光源961的溫度的升高，光源961的性能和耐久性劣化。如果光源961包括點光源，則這種效果可以特別明顯。
將參照圖2B來描述由波長可變單元940反射的反射光的光路徑。從光源961發射的入射光921a經由照明光學系統962入射到波長可變單元940上。波長可變單元940與垂直於照明光學系統962的光軸的平面平行地佈置，使得來自波長可變單元940的反射光921b通過與照明光學系統962的光軸對稱的光路徑傳播並入射到光源961上。雖然圖2B中的示例示出入射光921a和反射光921b，通過其它光路徑傳播的入射光的反射光也入射在光源961上，使得由波長可變單元940反射的光經由照明光學系統962聚焦在光源961上。這可能會降低光源961的性能和耐久性。
鑒於此，在根據本示例性實施例的照明單元301中，波長可變單元340沿繞與照明光學系統362的光軸方向垂直的軸旋轉的方向(在圖1C的示例中，X軸)上傾斜了預定的傾斜角。換句話說，波長可變單元340被設置為使得波長可變單元340的入射面不平行於與照明光學系統362的光軸垂直的平面。
這可以減少來自波長可變單元340的反射光在光源361上的入射，並防止光源361的性能和耐久性劣化。
圖4A至圖4D是示出根據本示例性實施例的照明單元301的光路徑和根據變型的照明單元的圖。將參照圖4A描述根據本示例性實施例的波長可變單元340反射的反射光的光路徑。從光源361發射的入射光321a經由照明光學系統362入射到波長可變單元340上。波長可變單元340的入射面相對於與照明光學系統362的光軸垂直的平面傾斜預定的傾斜角，從而能夠減少從波長可變單元340反射的反射光經由照明光學系統362在光源361上的入射。圖4A示出了反射光321b離開照明光學系統362的覆蓋範圍而不返回到光源361的示例。
現在，波長可變單元340的入射面相對於與照明光學系統362的光軸垂直的平面傾斜的傾斜角將被定義為θ。傾斜角θ可以被視為照明光學系統362的光軸與波長可變單元340的入射面的法線之間形成的角。傾斜角θ越大，降低反射光在光源361上的入射的效果越大。然而，可以影響波長可變單元340的波長特性。鑒於此，可以基於照明光學系統362的有效半徑r以及照明光學系統362與波長可變單元340之間在沿照明光學系統362的光軸方向上的距離d來確定傾斜角θ。假定當波長可變單元340的入射面傾斜而使得從光源361發射的、沿照明光學系統362的光軸傳播並且被波長可變單元340的入射面反射的光線通過照明光學系統362的覆蓋範圍的邊界(成為邊緣光線)時的傾斜角為α。傾斜角α用以下公式(1)表示： tan(2α)=r/d ...(1)
例如，如果θ＞6α，減少入射到光源361上的光的最終效果是足夠的，但可以影響波長可變單元340的波長特性。如果θ＜α，對波長可變單元340的波長特性的影響被充分減少，但可以限制入射到光源361上的光的減少。為了減少入射在光源361上的光，並以兼容的方式減少對波長可變單元340的波長特性的影響，理想的是傾斜角θ滿足α≤θ≤6α，更理想的是傾斜角θ滿足2α≤θ≤4α。
對波長可變單元340的波長特性的影響可以根據波長可變單元340的入射面傾斜的方向而變化。圖4B是示出入射到波長可變單元340上的光束310的圖。如果如圖1C所示，波長可變單元340的入射面繞波長可變單元340的驅動軸(X軸)(ωX軸方向)傾斜，則入射到波長可變單元340上的光310的束徑在Y軸方向上增大，但在X軸方向上保持不變。透射通過波長可變單元340的光的波長沿著作為波長可變單元340的驅動方向的X軸方向變化。將波長可變單元340的入射面繞波長可變單元340的驅動軸傾斜，從而減少了對波長可變單元340的波長特性的影響。
作為一個變型，將描述波長可變單元的入射面繞與波長可變單元的驅動軸垂直的軸(ωY軸方向)傾斜的示例性實施例。圖4C是示出根據變型的照明單元801的圖。照明單元801包括：光源861、照明光學系統862、波長可變單元840和驅動單元841。波長可變單元840的入射面沿著繞與照明光學系統862的光軸垂直且與波長可變單元840的驅動軸垂直的軸(Y軸)的旋轉方向(ωY軸方向)傾斜預定傾斜角。在其他方面，照明單元801的構造與圖1C中所示的照明單元301的構造相似。
圖4D是示出入射到波長可變單元840上的光810的光束的圖。如果如圖4C所示，波長可變單元840的入射面繞與波長可變單元840的驅動軸垂直的軸(Y軸)(ωY軸方向)傾斜，入射到波長可變單元840上的光810的束徑在Y軸方向上保持不變，但在X軸方向上增大。透射通過波長可變單元840的光的波長在作為波長可變單元840的驅動方向的X軸方向上變化。由於波長可變單元840的入射面繞與波長可變單元840的驅動軸垂直的軸傾斜，因此波長可變單元840的波長特性與圖4B中的情況相比變化大。鑒於對波長可變單元的波長特性的影響，因此，希望波長可變單元的入射面繞波長可變單元的驅動軸傾斜。
此外，為了增加待透射光的波長範圍，波長可變單元具有在驅動方向上為長的形狀。如果波長可變單元840的入射面與照明單元801一樣繞Y軸傾斜，則波長可變單元840在Z軸方向上佔據更多的空間。根據傾斜角，波長可變單元840可以干預照明光學系統862。換句話說，即使在節省空間方面，波長可變單元的入射面也理想地繞波長可變單元的驅動軸傾斜。
在本示例實施例中，波長可變單元340已被描述為位於入射光被聚焦的位置。然而，波長可變單元340可以位於遠離入射光被聚焦的位置。或者，入射在波長可變單元340上的光可以是平行入射在波長可變單元340的入射面上的準直光。
在本示例實施例中，波長可變單元340的波長可變元件具有沿線性方向變化的波長特性。然而，這並不是限制性的。例如，波長可變單元340可以採用旋轉盤狀波長可變元件(其波長特性沿圓周方向變化)的方法。在這種情況下，圓周方向可以被視為驅動方向。或者，波長可變單元340可以具有根據光的入射位置而線性變化的波長特性，或者具有非線性變化的波長特性。波長可變單元340可以包括多個波長可變單元(波長可變元件)。
如上所述，根據本示例性實施例的照明設備包括相對於與所述照明光學系統的光軸垂直的平面傾斜的波長可變單元。這可以防止由波長可變單元反射的反射光入射到光源上，從而防止光源的性能和耐久性劣化。
接下來，將描述根據第二示例性實施例的照明設備。這裡未提到的內容可以符合第一示例性實施例。圖5A至圖5C是示出根據本示例性實施例的照明單元401的圖。照明單元401對應於根據第一示例性實施例的照明單元301，並且與照明單元301的不同之處在於包括了兩個波長可變單元440a和440b。
圖5A示出了根據本示例性實施例的照明單元401的構造。從光源461發出的光經由照明光學系統462a(光學系統)被引導到波長可變單元440a。
透射通過波長可變單元440a的光經由照明光學系統462b(第二光學系統)被引導到波長可變單元440b(第二波長可變單元)。分別由驅動單元441a和441b沿著與照明光學系統462a和462b的光軸垂直的方向(在圖5A的示例中，X軸方向)驅動(移動)波長可變單元440a和440b。在這裡，驅動單元441a和441b的驅動方向是相同的(X軸方向)。然而，這並不是限制性的。例如，驅動單元441a的驅動方向可以是X軸方向，而驅動單元441b的驅動方向可以是Y軸方向。換句話說，驅動單元441a和441b的驅動方向可以是各自垂直於照明光學系統462a和462b的光軸的不同方向。
如果使用長波通濾波器(long-wavelength pass filter)作為波長可變單元440a並使用短波通濾波器(short-wavelength pass filter)作為波長可變單元440b，則照明單元401可以提供具有給定中心波長和給定波長寬度的光的照明。如果使用允許比預定波長更長波長的光通過的長波通濾波器作為波長可變單元440a，則可以減少入射到照明光學系統462b和波長可變單元440b上的短波長光。特別地，如果使用允許比波長範圍10 nm至380 nm更長的波長的光通過的長波濾波器作為波長可變單元440a，可以減少紫外線。
這可以減少照明光學系統462b和波長可變單元440b的性能和耐用性的劣化。
波長可變單元440a和440b分別位於照明光學系統462a和462b的聚焦位置上。波長可變單元440a和440b被設置為使得各波長可變單元440a和440b的入射面相對於與照明光學系統462a和462b的光軸垂直的平面沿同一方向傾斜。在圖5的示例中，波長可變單元440a和440b被設置成使得波長可變單元440a和440b的入射面沿繞與光軸垂直的各自X軸旋轉方向(ωX軸方向)傾斜預定傾斜角。換句話說，波長可變單元440a和440b分別繞驅動單元441a和441b的驅動軸傾斜預定的傾斜角。
波長可變單元440a的入射面相對於與照明光學系統462a的光軸垂直的平面傾斜的傾斜角被定義為θ 1。波長可變單元440b的入射面(第二入射面)相對於與照明光學系統462b的光軸(第二光軸)垂直的平面(第二平面)傾斜的傾斜角被定義為θ 2。傾斜角θ 1可以被視為照明光學系統462a的光軸與波長可變單元440a的入射面的法線之間形成的夾角。傾斜角θ 2可以被視為照明光學系統462b的光軸與波長可變單元440b的入射面的法線之間形成的夾角。
傾斜角θ 1和θ 2越大，降低反射光在光源461上的入射的效果越高。然而，可以影響波長可變單元440a和440b的波長特性。鑒於此，可以基於照明光學系統462a的有效半徑r 1以及照明光學系統462a和波長可變單元440a之間在沿照明光學系統462a的光軸方向上的距離d 1來確定傾斜角θ 1。可以基於照明光學系統462b的有效半徑r 2以及照明光學系統462b與波長可變單元440b之間在沿照明光學系統462b的光軸(第二光軸)方向上的距離(第二距離)d 2來確定傾斜角θ 2。
假定當波長可變單元440a的入射面傾斜使得從光源461發射的、沿照明光學系統462a的光軸傳播並被波長可變單元440a的入射面反射的光線通過照明光學系統462a的覆蓋範圍的邊界時的傾斜角為α 1。用以下公式(2)表示傾斜角α 1： tan(2α 1)=r 1/d 1.... (2)
例如，如果θ 1＞6α 1，減少入射到光源461上的光的最終效果足夠，但可以影響波長可變單元440a的波長特性。如果θ 1＜α 1，對波長可變單元440a的波長特性的影響充分減少，但可以限制入射到光源461上的光的減少。為了減少入射到光源461上的光，並以兼容的方式減少對波長可變單元440a的波長特性的影響，理想的是傾斜角θ 1滿足α 1≤θ 1≤6α 1，更理想的是傾斜角θ 1滿足2α 1≤θ 1≤4α 1。
同樣地，假定當波長可變單元440b的入射面傾斜使得從光源461經由波長可變單元440a發射、沿照明光學系統462b的光軸傳播且被波長可變單元440b的入射面反射的光線通過照明光學系統462b的覆蓋範圍的邊界時的傾斜角為α 2。用以下公式(3)表示傾斜角α 2： tan(2α 2) = r 2/d 2.... (3)
例如，如果θ 2＞6α 2，減少入射到光源461和波長可變單元440a上的光的最終效果足夠，但可以影響波長可變單元440b的波長特性。如果θ 2＜α 2，對波長可變單元440b的波長特性的影響充分減少，但可以限制入射到光源461和波長可變單元440a上的光的減少。為了減少入射到光源461和波長可變單元440a上的光，並以兼容的方式減少對波長可變單元440b的波長特性的影響，理想的是傾斜角θ 2滿足α 2≤θ 2≤6α 2，更理想的是傾斜角θ 2滿足2α 2≤θ 2≤4α 2。
波長可變單元440a和440b被設置成在X軸方向上具有相似的波長特性。更具體地，在圖5A中，波長可變單元440a和440b被設置有在+X軸方向波長較長而在-X軸方向波長較短的波長可變單元440a和440b的波長特性。
如圖5B所示，從光源461以不同角度發射並由照明光學系統462a引導到波長可變單元440a的光線將被稱為光線421a、422a和423a。透射通過波長可變單元440a並經由照明光學系統462b引導到波長可變單元440b的光線421a、422a和423a分別被稱為光線421b、422b和423b。如圖5C所示，入射到波長可變單元440a上的光410a包括被引導到波長可變單元440a的較短波長位置的光線411a、被引導到較長波長位置的光線413a和被引導到中波長特性位置的光線412a。入射到波長可變單元440b上的光410b包括被引導到波長可變單元440b的較長波長位置的光線411b、被引導到較短波長位置的光線413b和被引導到中波長特性位置的光線412b。
現在將描述對本示例性實施例的變型。圖6A至圖6C是示出根據本示例性實施例的第一變型的照明單元701的圖。如圖6A到圖6C所示，波長可變單元740a和740b沿相反的ωX軸方向傾斜。與圖5A至圖5C中所示的照明單元401相比，波長可變單元740a沿與波長可變單元440a相同的ωX軸方向傾斜。與照明單元401相比，波長可變單元740b沿與波長可變單元440b相反的ωX軸方向傾斜。
圖7A至圖7C是用於描述根據本示例性實施例的第二變型的照明單元601的圖。如圖7A到圖7C所示，波長可變單元640a和640b被設置為使得波長可變單元640a和640b在X軸方向上具有相反的波長特性。更具體地，波長可變單元640a被設置有在+X軸方向波長較長和在-X軸方向波長較短的波長特性。相反，波長可變單元640b被設置有在+X軸方向波長較短和在-X軸方向波長較長的波長特性。與圖5A至圖5C中所示的照明單元401相比，波長可變單元640a被設置成在X軸方向上具有與波長可變單元440a相似的波長特性。與照明單元401相比，波長可變單元640b被設置成具有在X軸方向上與波長可變單元440b的波長特性相反的波長特性。
接下來，將參考圖8A到圖9D來描述使用照明單元401的情況和使用照明單元701的情況之間的差異。圖8A至圖8D是示出與照明單元401相關的波長特性的圖。圖8A示出了透射通過波長可變單元440a的光的波長特性。圖8B示出了透射通過波長可變單元440b的光的波長特性。圖8C示出了透射通過波長可變單元440a和440b的光的波長特性。在圖8A中，波長特性481a、482a、483a分別是圖5B中所示的透射通過波長可變單元440a的光線421a、422a、423a的波長特性。在圖8B中，波長特性481b、482b、483b分別是圖5B中所示的透射通過波長可變單元440b的光線421b、422b、423b的波長特性。
一般來說，光入射到波長可變元件上的角度越大，波長特性圖就朝越短的波長偏移。在圖5B中，光線423a以比光線421a更大的角度入射到波長可變單元440a上。因此，在圖8A中，波長特性483a的圖比波長特性481a的圖向更短的波長偏移。出於同樣的原因，在圖8B中，波長特性481b的圖比波長特性483b的圖向更短的波長偏移。在圖8C中，波長特性481、482和483分別是波長特性481a和481b的乘積、波長特性482a和482b的乘積以及波長特性483a和483b的乘積。來自照明單元401的照明光的波長特性成為波長特性481、482和483的和，這是圖8D中所示的波長特性480。
圖9A至圖9D是示出與照明單元701相關的波長特性的圖。圖9A示出了透射通過波長可變單元740a的光的波長特性。圖9B示出了透射通過波長可變單元740b的光的波長特性。圖9C示出了透射通過波長可變單元740a和740b的光的波長特性。在圖9A中，波長特性781a、782a和783a分別是圖6B中所示的透射通過波長可變單元740a的光線721a、722a和723a的波長特性。在圖9B中，波長特性781b、782b、783b分別是圖6B中所示的透射通過波長可變單元740b的光線721b、722b、723b的波長特性。
波長可變單元740b沿與波長可變單元440b所用者相反的方向傾斜。因此，在照明單元701中，圖9B中的波長特性783b的圖向更短的波長偏移。因此，圖9C中的波長特性781、782和783不同於圖8C中的波長特性481、482和483。波長特性781、782和783具有恒定的波長寬度並且在中心波長上變化，而波長特性481、482和483具有恒定的中心波長並在波長寬度上變化。這使得波長特性781、782和783在中心附近的光量上比波長特性481、482和483更小。圖9D示出了來自照明單元701的照明光的最終波長特性780。可以看出，圖8D中所示波長特性480比圖9D中所示的波長特性780更陡。因此，從照明單元401發出的照明光在光的波長特性方面比從照明單元701發出的照明光更有利。
由於波長可變單元440a和440b是傾斜的，因此透射通過波長可變單元440a和440b的光的光路徑長度隨波長可變單元440a和440b的厚度和傾斜角度而變化。在照明單元401中，波長可變單元440a和440b沿由於波長可變單元440a和440b的傾斜導致光線421b和423b的光路徑長度之間的差減小的方向偏斜。相反，在照明單元701中，波長可變單元740a和740b沿由於波長可變單元740a和740b的傾斜而導致光線721b和723b的光路徑長度之間的差增加的方向傾斜。這表明，與光線721b和723b的光路徑長度之間的差相比，照明單元401可以減小光線421b和423b的光路徑長度之間的差。因此，來自照明單元401的照明光在光品質方面比來自照明單元701的照明光更有利。理想的是波長可變單元440a和440b被設置成使光線421b和423b的光路徑長度相同。然而，這並不是限制性的。波長可變單元440a和440b可以以不同的傾斜角度傾斜。波長可變單元440a和440b可以沿相反ωX軸方向傾斜。
接下來，將參考圖10A到圖11D來描述使用照明單元401的情況和使用照明單元601的情況之間的差異。圖10A至圖10D是示出與照明單元401相關的波長特性的圖。圖10A示出了透射通過波長可變單元440a的光的波長特性。圖10B示出了透射通過波長可變單元440b的光的波長特性。圖10C示出了透射通過波長可變單元440a和440b的光的波長特性。在圖10A中，波長特性491a、492a和493a分別是圖5C中所示的透射通過波長可變單元440a的光線411a、412a和413a的波長特性。在圖10B中，波長特性491b、492b、493b分別是圖5C中所示的透射通過波長可變單元440b的光線411b、412b、413b的波長特性。在圖10C中，波長特性491、492和493分別是波長特性491a和491b的乘積、波長特性492a和492b的乘積以及波長特性493a和493b的乘積。來自照明單元401的照明光的波長特性是波長特性491、492和493的和，這是圖10D中所示的波長特性490。
圖11A至圖11D是示出與照明單元601相關的波長特性的圖。圖11A示出了透射通過波長可變單元640a的光的波長特性。圖11B示出了透射通過波長可變單元640b的光的波長特性。圖11C示出了透射通過波長可變單元640a和640b的光的波長特性。在圖11A中，波長特性691a、692a、693a分別是圖7C中所示的透射通過波長可變單元640a的光線611a、612a、613a的波長特性。在圖11B中，波長特性691b、692b、693b分別是圖7C中所示的透射通過波長可變單元640b的光線611b、612b、613b的波長特性。
與波長可變單元440b相比，波長可變單元640b被設置為使得波長特性在X軸方向上相反。因此，在圖11B中，波長特性693b表示較長波長的特性，而波長特性691b表示較短波長的特性。因此，圖11C中的波長特性691、692和693不同於圖10C中的波長特性491、492和493。波長特性691、692和693具有恒定的波長寬度並在中心波長上變化，而波長特性491、492和493具有恒定的中心波長並在波長寬度上變化。這使得波長特性691、692和693在中心附近的光量上比波長特性491、492和493更小。圖11D示出了來自照明單元601的照明光的最終波長特性690。可以看出，圖10D所示的波長特性490比圖11D中所示的波長特性690更陡。因此，從照明單元401發出的照明光在光的波長特性方面比從照明單元601發出的照明光更有利。
在圖5C中，波長可變單元440b被描述為被設置為使得將光線411b引導到波長可變單元440b的較長波長位置，和將光線413b引導到較短波長位置。然而，這並不是限制性的。例如，波長可變單元440b可以被設置為使得將光線411b引導到波長可變單元440b的較短波長位置，並且將光線413b引導到較長波長位置。照明光學系統462b可以包括光杆或光纖，以便將光線411b、412b和413b的混合物引導到波長可變單元440b。
雖然描述了長波通濾波器用作波長可變單元440a和短波通濾波器用作波長可變單元440b，但這不是限制性的。短波通濾波器可用作波長可變單元440a，而長波通濾波器可用作波長可變單元440b。波長可變單元440a和440b中的至少任何一個都可以是帶通濾波器。波長可變單元440a和440b各自可以包括多個波長可變單元(波長可變元件)。
如上所述，根據本示例性實施例的照明設備包括相對於與所述照明光學系統的光軸垂直的平面傾斜的波長可變單元。這可以防止在波長可變單元上反射的反射光入射到光源上，從而可以防止光源的性能和耐久性的劣化。包含多個波長可變單元還可以減少不僅光源而且照明光學系統和波長可變單元的性能和耐久性的劣化。
接下來，將描述根據第三示例性實施例的照明設備。這裡未提到的內容可以符合第一示例性實施例和第二示例性實施例。根據本示例性實施例的照明單元501對應於根據第一示例性實施例的照明單元301和根據第二示例性實施例的照明單元401。照明單元501與照明單元301的不同之處在於，包括兩個波長可變單元540a和540b。照明單元501與照明單元401的不同之處在於，位於光源561和波長可變單元540a之間的照明光學系統562具有將照明光聚焦在兩個不同位置的特性。照明單元501與照明單元401不同之處還在於，在波長可變單元540a和540b之間沒有設置照明光學系統。
圖12是示出根據本示例性實施例的照明單元501的圖。照明單元501包括光源561、照明光學系統562、波長可變單元540a和540b，以及驅動單元541a和541b。
從光源561發出的光經由照明光學系統562(光學系統)被引導到波長可變單元540a(第一波長可變單元)。從波長可變單元540a發出的光被引導到波長可變單元540b(第二波長可變單元)。照明光學系統562包括例如包括圓柱形透鏡的圓柱形光學系統，並且具有將發射的光聚焦在兩個不同位置的特性。如圖12所示，從照明光學系統562發出的光被聚焦，從而使XZ平面上的光線聚焦於第一聚焦位置，並使YZ平面上的光線聚焦於第二聚焦位置。換言之，從照明光學系統562發出的光沿Y軸方向聚焦於第一聚焦位置，並且沿X軸方向聚焦於第二聚焦位置。
波長可變單元540a位於第一聚焦位置。波長可變單元540b位於第二聚焦位置。
驅動單元541a(第一移動單元)和驅動單元541b(第二移動單元)分別沿與照明光學系統562的光軸方向垂直的兩個相互不同的方向驅動波長可變單元540a和540b。驅動單元541a沿著X軸方向(第一軸方向)驅動波長可變單元540a。驅動單元541b沿Y軸方向(第二軸方向)驅動波長可變單元540b。換句話說，分別在第一聚焦位置和第二聚焦位置的光聚焦方向上驅動波長可變單元540a和540b。更具體地，驅動單元541a沿來自照明所述光學系統562的光的束徑在波長可變單元540a的入射面上被最小化的方向驅動波長可變單元540a。驅動單元541b沿來自波長可變單元540a的光的束徑在波長可變單元540b的入射面上被最小化的方向驅動波長可變單元540b。因此，可以在波長可變單元540a和540b的波長變化方向上減小照射波長可變單元540a和540b的光束的寬度，這在波長特性方面是有利的。
波長可變單元540a和540b被設置為使得各波長可變單元540a和540b的入射面相對於與照明光學系統562的光軸垂直的平面傾斜。在圖12的示例中，波長可變單元540a被設置為使得波長可變單元540a的入射面(第一入射面)沿繞垂直於光軸的X軸旋轉方向(ωX軸方向)傾斜預定的傾斜角。波長可變單元540b被設置為使得波長可變單元540b的入射面(第二入射面)沿繞垂直於光軸的Y軸旋轉方向(ωY軸方向)傾斜預定的傾斜角。換句話說，波長可變單元540a和540b分別繞驅動單元541a和541b的驅動軸以預定的傾斜角傾斜。
波長可變單元540a和540b的入射面傾斜的傾斜角分別被定義為θ 3和θ 4。傾斜角θ 3和θ 4可以分別被視為照明光學系統562的光軸與波長可變單元540a和540b的入射面的法線之間形成的角。傾斜角θ 3和θ 4越大，降低反射光入射在光源561上的效果越高。然而，可以影響波長可變單元540a和540b的波長特性。鑒於此，可以基於照明光學系統562的有效半徑r 3和照明光學系統562與波長可變單元540a之間在沿著照明光學系統562a的光軸方向上的距離d 3來確定傾斜角θ 3。可以基於照明光學系統562的有效半徑r 3和照明光學系統562與波長可變單元540b之間在沿著照明光學系統562的光軸方向上的距離d 4來確定傾斜角θ 4。
假定當波長可變單元540a的入射面傾斜使得從光源561發射的、沿照明光學系統562的光軸傳播並且被波長可變單元540a的入射面反射的光線通過照明光學系統562的覆蓋範圍的邊界時的傾斜角為α 3。用以下公式(4)表示傾斜角α 3： tan(2α 3)=r 3/d 3.... (4)
例如，如果θ 3＞6α 3，減少入射於光源561的光的最終效果足夠，但可以影響波長可變單元540a的波長特性。如果θ 3＜α 3，對波長可變單元540a的波長特性的影響被充分減少，但可以限制入射到光源561上的光的減少。為了減少入射在光源561上的光，並以兼容的方式減少對波長可變單元540a的波長特性的影響，理想的是傾斜角θ 3滿足α 3≤θ 3≤6α 3，更理想的是傾斜角θ 3滿足2α 3≤θ 3≤4α 3。
同樣地，假定當波長可變單元540b的入射面傾斜使得從光源561經由波長可變單元540a發射的、沿照明光學系統562的光軸傳播並被波長可變單元540b的入射面反射的光線通過照明光學系統562的覆蓋範圍的邊界時的傾斜角為α 4。用以下公式(5)表示傾斜角α 4： tan(2α 4)=r 3/d 4.... (5)
例如，如果θ 4＞6α 4，減少入射到光源561和波長可變單元540a的光的最終效果足夠，但可以影響波長可變單元540b的波長特性。如果θ 4＜α 4，對波長可變單元540b的波長特性的影響被充分減少，但可以限制入射到光源561和波長可變單元540a上的光的減少。為了減少入射到光源561和波長可變單元540a上的光，並以兼容的方式減少對波長可變單元540b的波長特性的影響，理想的是傾斜角θ 4滿足α 4≤θ 4≤6α 4，更理想的是傾斜角θ 4滿足2α 4≤θ 4≤3α 4。
在本示例性實施例中，照明光學系統562被描述為包括包括圓柱形透鏡的圓柱形光學系統。然而，這並不是限制性的。照明光學系統562可以包括具有將發射的光聚焦在兩個不同位置的特性的其他光學系統。
在本示例性實施例中，波長可變單元540a位於第一聚焦位置，在該第一聚焦位置來自照明光學系統562的光聚焦於XZ平面。波長可變單元540b位於第二聚焦位置，在該第二聚焦位置來自照明光學系統562的光聚焦在YZ平面上。然而，這並不是限制性的。波長可變單元540a和540b可以分別位於遠離第一聚焦位置和第二聚焦位置的位置處。
如上所述，根據本示例實施例的照明設備包括相對於與照明光學系統的光軸垂直的平面傾斜的波長可變單元。這防止了在波長可變單元上反射的反射光入射到光源上，從而可以防止光源的性能和耐久性的劣化。包含多個波長可變單元還可以減少不僅光源而且照明光學系統和波長可變單元的性能和耐久性的劣化。此外，因為在多個波長可變單元之間不需要設置照明操作系統，所以這種構造在節省空間方面是有利的。
下面將描述第四示例性實施例。第四示例性實施例關於作為基板處理設備的曝光設備包括測量設備(測量單元)的模式。這裡未提到的內容可以符合第一示例性實施例至第三示例性實施例。將參照圖13來描述根據本示例性實施例的曝光設備。曝光設備EXA是用在微影蝕刻過程(用於製造諸如半導體元件和液晶元件的裝置的過程)中的微影蝕刻設備，並在基板73上形成圖案。曝光設備EXA進行用於經由刻線板(reticle)(母版或遮罩)31將基板73(晶圓)曝光以將刻線板31的圖案轉印到基板73的曝光處理(基板處理)。
刻線板31是形成有諸如電路圖案的預定圖案的刻線板、母版或遮罩。例如，刻線板31是由石英製成的。刻線板31允許來自照明光學系統91的照明光通過其中(如下所述)。基板73是刻線板31的圖案被轉印到的待處理物件。基板73的示例包括矽晶圓、玻璃板、膜狀基板和其它待處理的基板。通過對施加了微影蝕刻光阻的基板73進行曝光，將圖案轉印到基板73。
使用以下示例來描述曝光設備EXA，其中，使用掃描曝光設備(掃描儀)，其在沿掃描方向同步互相移動刻線板31和基板73的同時，將基板73曝光於刻線板31上形成的圖案。本示例性實施例還適用於一種曝光設備(步進器)，該曝光設備保持刻線板31固定，將基板73曝光於刻線板圖案。
曝光設備EXA包括光源單元90、照明光學系統91、刻線板載台RS、投影光學系統32、基板載台WS、測量單元50和控制單元1100。
光源單元90包括以下光源中的至少一種：汞燈、KrF准分子雷射和ArF准分子雷射。可以包括波長為幾奈米到100奈米的極紫外(EUV)光源。
照明光學系統91將從光源單元90發出的光成形為具有適於曝光的預定形狀的狹縫光束，並用狹縫光束照射保持在刻線板載台RS上的刻線板31，從而照明刻線板31上的預定照明區域。照明光學系統91用亮度均勻分佈的光照明刻線板31上的預定照明區域。例如，照明光學系統91包括透鏡、反射鏡、光學積分器和光圈。例如，照明光學系統91由按此順序排列的聚光透鏡、飛眼透鏡、孔徑光闌、聚光透鏡、狹縫和成像光學系統構成。
刻線板載台RS與保持在其上的刻線板31一起移動。例如，刻線板載台RS可以在垂直於投影光學系統32的光軸的平面(即XY平面)內移動，並沿ωZ軸方向(繞Z軸旋轉方向)旋轉。由諸如線性電動機的驅動設備(未示出)驅動刻線板載台RS。該驅動設備能夠在三個軸向方向，即X軸、Y軸和ωZ軸方向上驅動，並由下面描述的控制單元1100控制。雖然該驅動設備被描述為能夠在三個軸向方向上驅動，但該驅動設備可以能夠在1到6的任意數量的軸向方向上驅動。
投影光學系統32用透射通過刻線板31的光照射保持在基板載台WS上的基板73，從而使在刻線板31上形成的圖案的影像以預定的投影放大倍率β投影到基板73上。因此，基板73曝光於從投影光學系統32發射的光，從而形成圖案。投影光學系統32包括多個光學元件。例如，預定投影放大倍率β為1/4或1/5。
將省略與第一示例性實施例共同的基板載台WS的部件的描述。
基板載台WS包括帶有基準標記的基準板39。基準板39的表面的高度被定義為與保持在基板載台WS上的基板73的表面的高度相同。測量單元50測量基準板39上的基準標記的位置以及設置在基板73上的圖案的位置。
控制單元1100以集中方式控制曝光設備EXA的組件(包括測量設備100(見圖1A))。
控制單元1100具有與第一示例性實施例中相似的結構。因此，將省略其描述。
測量單元50與第一示例性實施例中的類似。因此，將省略其描述。雖然本示例性實施例關於使用包括根據第一示例性實施例的照明單元301的測量設備100的模式，但也可以使用包括在第二示例性實施例或第三示例性實施例中描述的照明單元的測量設備。
接下來，將參照圖14來描述根據本示例性實施例的曝光處理。圖14所示的曝光處理通過控制單元1100以集中方式控制曝光設備EXA的組件來進行。
在步驟S101中，控制單元1100使基板73被載入到曝光設備EXA中。在步驟S102中，控制單元1100使形狀測量設備(未示出)來檢測基板73的表面(高度)，並測量整個基板73的表面形狀。
在步驟S103中，控制單元1100進行校準。更具體地，控制單元1100基於基準標記在基準板39上的位置，驅動基板載台WS，使得基準標記位於測量單元50的光軸上。然後，控制單元1100測量基準標記離測量單元50的光軸的偏差，並基於該偏差重置基板載台WS的座標系統，使得基板載台WS的座標系統的原點與測量單元50的光軸重合。接下來，控制單元1100基於測量單元50的光軸與投影光學系統32的光軸之間的位置關係來驅動基板載台WS，使得基準標記位於曝光用光的光軸上。然後，控制單元1100使鏡後測光(TTL，through-the-lens)測量系統(未示出)測量基準標記離經由投影光學系統32之曝光用光的光軸的偏差。在步驟S104中，控制單元1100根據步驟S103中的校準結果，確定測量單元50的光軸與投影光學系統32的光軸之間的基線。
為了在步驟S103中測量基準標記的偏差，控制單元1100進行圖案測量處理。控制單元1100使用測量單元50測量包括在基準標記中的圖案。可以以規律的間隔(例如，以預定數量的測量次數或預定數量的待曝光基板73)進行圖案測量處理。
在步驟S105中，控制單元1100使測量單元50測量設置在基板73上的圖案72的位置。在步驟S106中，控制單元1100進行全域對準。更具體地，控制單元1100根據步驟S105中的測量結果，計算關於基板73上的曝光區域(shot region)的陣列的偏移、放大倍率和旋轉，並確定曝光區域陣列的規律性。然後，控制單元1100根據曝光區域陣列的規律性和基線確定校正係數，並基於校正係數將基板73對準刻線板31(曝光用光)。
為了在步驟S105中測量圖案72的位置，控制單元1100進行圖案測量處理。控制單元1100使用測量單元50來測量圖案72。可以以規律的間隔(例如以預定數量的待測量圖案或預定數量的待曝光基板73)進行圖案測量處理。
在步驟S107中，控制單元1100在控制刻線板載台RS和基板載台WS以在掃描方向(Y方向)上掃描刻線板31和基板73的同時使基板73曝光。這裡，控制單元1100基於由形狀測量設備測量的基板73的表面形狀，沿Z方向和傾斜方向驅動基板載台WS，從而使基板73的表面連續進入投影光學系統32的聚焦平面。
在步驟S108中，控制單元1100確定待曝光的基板73的所有曝光區域是否已經曝光(即，在待曝光的曝光區域中存在任何未曝光的曝光區域)。如果未確定出所有待曝光的曝光區域都已曝光(在步驟S108中為“否”)，則處理進行到步驟S107。換句話說，重複步驟S107和S108，直到曝光了所有待曝光的曝光區域為止。另一方面，如果確定所有待曝光的曝光區域都已被曝光(在步驟S108中為“是”)，則處理繼續進行到步驟S109。在步驟S109中，控制單元1100使基板73從曝光設備EXA中卸載。 ＜製造物品的方法＞
將描述一種製造諸如裝置(半導體裝置、磁性記錄媒體或液晶顯示元件)、彩色濾光片和硬碟等物品的方法。該製造方法包括使用微影蝕刻設備(例如曝光設備、壓印設備和繪圖設備)在基板(例如晶圓、玻璃板和薄膜形基板)上形成圖案的步驟。該製造方法還包括處理帶圖案基板的步驟。該處理步驟可以包括去除圖案的殘留膜的步驟。還可以包括其他常規步驟(例如使用該圖案作為遮罩來蝕刻基板)。與傳統方法相比，根據本示例性實施例的製造物品的方法在該物品的性能、品質、生產率和生產成本中的至少一個方面具有優勢。
根據本發明的示例性實施例，可以提供防止光源的性能和耐久性劣化的照明設備、測量設備、基板處理設備和製造物品的方法。
雖然已經參照示例性實施例描述了本揭露，但應理解，本揭露不限於所公開的示例性實施例。所附申請專利範圍的範圍應賦予最廣泛的解釋，以便涵蓋所有此類修改和等同的結構和功能。
雖然曝光設備EXA已被描述為基板處理設備的一個示例，但基板處理設備並不限於此。基板處理設備的示例可包括壓印，該裝置使用圖案模具(壓模或模板)在基板上形成壓印材料的圖案。基板處理設備的另一個示例可以是平坦化設備，其使用具有無圖案的平坦部分的模具(平坦模板)在基板上模制平坦化組成物。基板處理設備的另一個示例可以是諸如繪製裝置的設備，其通過經由帶電粒子光學系統用帶電粒子束(如電子束和離子束)在基板上繪製圖案來使基板形成圖案。
不僅可以單獨實施第一示例性實施例至第四示例性實施例，而且可以組合實施第一示例性實施例至第四示例性實施例中的一些。
31:刻線板 32:投影光學系統 50:測量單元 63:照明光學系統 64:照明孔徑光闌 67:中繼透鏡 68:分束器 69:孔徑光闌 70:λ/4板 71:物鏡光學系統 72:圖案 73:基板 75:檢測單元 81:雷射干涉儀 82:反射鏡 90:光源單元 91:照明光學系統 100:測量設備 301:照明單元 310:光束 340:波長可變單元 341:驅動單元 361:光源 362:照明光學系統 401:照明單元 461:光源 480:波長特性 481:波長特性 482:波長特性 483:波長特性 490:波長特性 491:波長特性 492:波長特性 493:波長特性 501:照明單元 561:光源 562:照明光學系統 601:照明單元 690:最終波長特性 691:波長特性 692:波長特性 693:波長特性 701:照明單元 780:最終波長特性 781:波長特性 782:波長特性 783:波長特性 801:照明單元 810:光 840:波長可變單元 841:驅動單元 861:光源 862:照明光學系統 901:照明單元 910:光 940:波長可變單元 941:驅動單元 961:光源 962:照明光學系統 1100:控制單元 321a:入射光 321b:反射光 410a:光 410b:光 411a:光線 411b:光線 412a:光線 412b:光線 413a:光線 413b:光線 421a:光線 421b:光線 422a:光線 422b:光線 423a:光線 423b:光線 440a:波長可變單元 440b:波長可變單元 441a:驅動單元 441b:驅動單元 462a:照明光學系統 462b:照明光學系統 481a:波長特性 481b:波長特性 482a:波長特性 482b:波長特性 483a:波長特性 483b:波長特性 491a:波長特性 491b:波長特性 492a:波長特性 492b:波長特性 493a:波長特性 493b:波長特性 540a:波長可變單元 540b:波長可變單元 541a:驅動單元 541b:驅動單元 611a:光線 611b:光線 612a:光線 612b:光線 613a:光線 613b:光線 640a:波長可變單元 640b:波長可變單元 691a:波長特性 691b:波長特性 692a:波長特性 692b:波長特性 693a:波長特性 693b:波長特性 721a:波長特性 721b:光線 722a:波長特性 722b:光線 723a:波長特性 723b:光線 740a:波長可變單元 740b:波長可變單元 781a:波長特性 781b:波長特性 782a:波長特性 782b:波長特性 783a:波長特性 783b:波長特性 910a:區域 910b:區域 910c:區域 910d:區域 910e:區域 921a:入射光 921b:反射光 980a:波長特性 980b:波長特性 980c:波長特性 980d:波長特性 980e:波長特性 d:距離 d 1:距離 d 2:距離 d 3:距離 d 4:距離 r 1:有效半徑 r 2:有效半徑 r 3:有效半徑 RS:刻線板載台 S101:步驟 S102:步驟 S103:步驟 S104:步驟 S105:步驟 S106:步驟 S107:步驟 S108:步驟 S109:步驟 WS:基板載台 α:傾斜角 α 1:傾斜角 α 2:傾斜角 α 3:傾斜角 α 4:傾斜角 β:投影放大倍率 θ:傾斜角 θ 1:傾斜角 θ 2:傾斜角 θ 3:傾斜角 θ 4:傾斜角
[圖1A]至[圖1D]是示出根據第一示例性實施例的測量設備的圖。
[圖2A]和[圖2B]是示出根據第一示例性實施例的比較例的照明單元的圖。
[圖3A]至[圖3C]是示出與根據第一示例性實施例的比較例的照明單元相關的波長特性的圖。
[圖4A]至[圖4D]是示出根據第一示例性實施例的照明單元和根據變型的照明單元的光路徑的圖。
[圖5A]至[圖5C]是示出根據第二示例性實施例的照明單元的圖。
[圖6A]至[圖6C]是示出根據第二示例性實施例的第一變型的照明單元的圖。
[圖7A]至[圖7C]是示出根據第二示例性實施例的第二變型的照明單元的圖。
[圖8A]至[圖8D]是示出與根據第二示例性實施例的照明單元相關的波長特性的圖。
[圖9A]至[圖9D]是示出與根據第二示例性實施例的第一變型的照明單元相關的波長特性的圖。
[圖10A]至[圖10D]是示出與根據第二示例性實施例的照明單元相關的波長特性的圖。
[圖11A]至[圖11D]是示出與根據第二示例性實施例的第二變型的照明單元相關的波長特性的圖。
[圖12]是示出根據第三示例性實施例的照明單元的圖。
[圖13]是示出根據第四示例性實施例的曝光設備的圖。
[圖14]是示出根據第四示例性實施例的曝光處理的流程圖。
301:照明單元
340:波長可變單元
341:驅動單元
361:光源
362:照明光學系統

Claims (26)

  1. 一種照明設備，其被構造為在改變來自光源的光的光譜的同時提供照明，所述照明設備包括： 波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及 光學系統，其被構造為用來自所述光源的光照射所述波長可變單元， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述波長可變單元的從所述光學系統發射的光所入射的入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜。
  2. 根據請求項1所述的照明設備， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述入射面相對於所述平面傾斜了傾斜角θ，並且 其中，滿足tan(2α)=r/d和α≤θ≤6α，其中α是在所述入射面傾斜使得沿所述光軸傳播的光線被所述入射面反射且通過所述光學系統的覆蓋範圍的邊界時，所述入射面相對於所述平面的傾斜角，r是所述光學系統的有效半徑，並且d是所述光學系統與波長可變單元之間在沿所述光軸的方向上的距離。
  3. 根據請求項1所述的照明設備，所述照明設備還包括： 移動單元，所述移動單元被構造為沿與所述光軸正交的軸的方向移動所述波長可變單元， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述入射面相對於所述平面沿繞所述軸旋轉方向傾斜。
  4. 根據請求項3所述的照明設備，其中，所述移動單元被構造為，沿使來自所述光軸的光的束徑在所述入射面上最小化的方向移動所述波長可變單元。
  5. 根據請求項1所述的照明設備，其中，所述波長可變單元位於來自所述光學系統的光被聚焦的位置。
  6. 根據請求項1所述的照明設備，所述照明設備還包括： 第二波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及 第二光學系統，其被構造為用來自所述波長可變單元的光照射所述第二波長可變單元， 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二波長可變單元的來自所述第二光學系統的光所入射的第二入射面相對於與所述第二光學系統的第二光軸垂直的第二平面傾斜。
  7. 根據請求項6所述的照明設備， 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二入射面相對於所述第二平面傾斜了傾斜角θ 2，並且 其中，滿足tan(2α 2)=r 2/d 2和α 2≤θ 2≤6α 2，其中α 2是在所述第二入射面傾斜使得沿所述第二光軸傳播的光線被所述第二入射面反射且通過所述第二光學系統的覆蓋範圍的邊界時所述第二入射面相對於所述第二平面的傾斜角，r 2是所述第二光學系統的有效半徑，並且d 2是所述第二光學系統和所述第二波長可變單元之間在沿所述第二光軸的方向上的距離。
  8. 根據請求項6所述的照明設備，所述照明設備還包括： 第二移動單元，其被構造為沿垂直於所述第二光軸的第二軸的方向移動所述第二波長可變單元， 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二入射面相對於所述第二平面沿繞所述第二軸旋轉方向傾斜。
  9. 根據請求項8所述的照明設備，其中，所述第二移動單元被構造為，沿使來自所述第二光學系統的光的束徑在所述第二入射面上最小化的方向移動所述第二波長可變單元。
  10. 根據請求項6所述的照明設備，其中，所述第二波長可變單元位於來自所述第二光學系統的光被聚焦的聚焦位置。
  11. 一種照明設備，其被構造為在改變來自光源的光的光譜的同時提供照明，所述照明設備包括： 第一波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 第二波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及 光學系統，其被構造為用來自所述光源的光照射所述第一波長可變單元，並用來自所述光源的光經由所述第一波長可變單元照射所述第二波長可變單元， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一波長可變單元的來自所述光學系統的照射光所入射的第一入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜，並且 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二波長可變單元的來自所述光學系統的照射光經由所述第一波長可變單元所入射的第二入射面相對於所述平面傾斜。
  12. 根據請求項11所述的照明設備， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一入射面相對於所述平面傾斜了傾斜角θ 3， 其中，滿足tan(2α 3)=r 3/d 3和α 3≤θ 3≤6α 3，其中α 3是在所述第一入射面傾斜使得沿所述光軸傳播的光線被所述第一入射面反射並通過所述光學系統的覆蓋範圍的邊界時所述第一入射面相對於所述平面的傾斜角，r 3是所述光學系統的有效半徑，並且d 3是所述光學系統與所述第一波長可變單元之間在沿所述光軸的方向上的距離， 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二入射面相對於所述平面傾斜了傾斜角θ 4，並且 其中，滿足tan(2α 4)=r 3/d 4和α 4≤θ 4≤6α 4，其中α 4是在所述第二入射面傾斜使得沿所述光軸傳播的光線被所述第二入射面反射並通過所述光學系統的覆蓋範圍的邊界時所述第二入射面相對於所述平面的傾斜角，並且d 4是所述光學系統與所述第二波長可變單元之間在沿所述光軸的方向上的距離。
  13. 根據請求項11所述的照明設備，所述照明設備還包括： 第一移動單元，其被構造為沿與所述光學系統的所述光軸垂直的第一軸的方向移動所述第一波長可變單元；以及 第二移動單元，其構造為沿與所述光學系統的所述光軸垂直的第二軸的方向移動第二波長可變單元，所述第二軸的方向與所述第一軸的方向不同， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一入射面相對於所述平面沿繞所述第一軸旋轉方向傾斜，並且 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二入射面相對於所述平面沿繞所述第二軸旋轉方向傾斜。
  14. 根據請求項13所述的照明設備， 其中，所述第一移動單元被構造為沿使來自所述光學系統的光的束徑在所述第一入射面上最小化的方向移動所述第一波長可變單元，並且 其中，所述第二移動單元被構造為沿使來自所述第一波長可變單元的光的束徑在所述第二入射面最小化的方向移動所述第二波長可變單元。
  15. 根據請求項11所述的照明設備， 其中，所述第一波長可變單元位於來自所述光學系統的光被聚焦的第一聚焦位置，並且 其中，所述第二波長可變單元位於來自所述第一波長可變單元的光被聚焦的第二聚焦位置。
  16. 一種測量設備，其被構造為測量圖案的位置，所述測量設備包括： 波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 光學系統，其被構造為用來自光源的光照射所述波長可變單元；以及 檢測單元，其被構造為檢測來自圖案的光，所述圖案被來自所述波長可變單元的光照明， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述波長可變單元的來自所述光學系統的照射光所入射的入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜。
  17. 根據請求項16所述的測量設備， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述入射面相對於所述平面傾斜了傾斜角θ，並且 其中，滿足tan(2α)=r/d和α≤θ≤6α，其中α是在所述入射面傾斜使得沿所述光軸傳播的光線被所述入射面反射並通過所述光學系統的覆蓋範圍的邊界時所述入射面相對於所述平面的傾斜角，r是所述光學系統的有效半徑，並且d是所述光學系統與所述波長可變單元之間在沿光軸的方向上的距離。
  18. 根據請求項16所述的測量設備，所述測量設備還包括： 移動單元，所述移動單元被構造為沿垂直於所述光軸的軸的方向移動所述波長可變單元， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述入射面相對於所述平面沿繞垂直於所述光軸的所述軸旋轉方向傾斜。
  19. 一種測量設備，其被構造為測量圖案的位置，所述測量設備包括： 第一波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 第二波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及 光學系統，其被構造成，用來自光源的光照射所述第一波長可變單元，並用來自所述光源的光經由所述第一波長可變單元照射所述第二波長可變單元， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一波長可變單元的來自所述光學系統的照射光所入射的第一入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜，並且 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二波長可變單元的來自所述光學系統且經由所述第一波長可變單元的照射光所入射的第二入射面相對於所述平面傾斜。
  20. 根據請求項19所述的測量設備， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一入射面相對於所述平面傾斜了傾斜角θ 3， 其中，tan(2α 3)=r 3/d 3和α 3≤θ 3≤6α 3，其中，α 3是在所述第一入射面傾斜使得沿光軸傳播的光線被所述第一入射面反射並通過所述光學系統的覆蓋範圍的邊界時所述第一入射面相對於所述平面的傾斜角，r 3是所述光學系統的有效半徑，並且d 3是所述光學系統與所述第一波長可變單元之間在沿所述光軸的方向上的距離， 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二入射面相對於所述平面傾斜了傾斜角θ 4，並且 其中，滿足tan(2α 4)=r 3/d 4和α 4≤θ 4≤6α 4，其中，α4是在所述第二入射面傾斜使得沿所述光學系統的所述光軸傳播的光線被所述第二入射面反射且通過所述光學系統的覆蓋範圍的邊界時所述第二入射面相對於平面的傾斜角，並且d 4是所述光學系統與所述第二波長可變單元之間在沿所述光軸的方向上的距離。
  21. 根據請求項19所述的測量設備，所述測量設備還包括： 第一移動單元，其被構造為沿與所述光學系統的所述光軸垂直的第一軸的方向移動所述第一波長可變單元；以及 第二移動單元，其構造為沿與所述光學系統的所述光軸垂直的第二軸的方向移動第二波長可變單元，所述第二軸的方向與所述第一軸的方向不同， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一入射面相對於所述平面沿繞所述第一軸旋轉方向傾斜，並且 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二入射面相對於所述平面沿繞所述第二軸旋轉方向傾斜。
  22. 根據請求項19所述的測量設備， 其中，所述第一移動單元被構造為沿使來自所述光學系統的光的束徑在所述第一入射面上最小化的方向移動所述第一波長可變單元，並且 其中，所述第二移動單元被構造為沿使來自所述第一波長可變單元的光的束徑在所述第二入射面最小化的方向移動所述第二波長可變單元。
  23. 一種基板處理設備，其被構造為處理形成有圖案的基板，所述基板處理設備包括測量設備，所述測量設備被構造為測量所述圖案的位置，並且所述基板處理設備被構造為處理基於由所述測量設備測量的圖案的位置而對準的所述基板， 所述測量設備包括： 波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 光學系統，其被構造為用來自光源的光照射所述波長可變單元；以及 檢測單元，其被構造為檢測來自圖案的光，所述圖案被來自所述波長可變單元的光照明， 其中，所述波長可變單元被設置為使得所述波長可變單元的來自所述光學系統的照射光所入射的入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜。
  24. 一種製造物品的方法，所述方法包括： 使用基板處理設備處理基板，所述基板處理設備被構造為處理形成有圖案的基板；以及 由處理過的基板製造物品， 其中，所述基板處理設備包括：測量設備，所述測量設備被構造為測量所述圖案的位置，並且所述基板處理設備被構造為處理基於由所述測量設備測量的圖案的位置而對準的所述基板， 所述測量設備包括： 波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 光學系統，其被構造為用來自光源的光照射所述波長可變單元；以及 檢測單元，其被構造為檢測來自圖案的光，所述圖案被來自所述波長可變單元的光照明， 其中，所述波長可變單元被設置成使得來自所述光學系統的照射光入射的所述波長可變單元的入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜。
  25. 一種基板處理設備，其構造為處理形成有圖案的基板，所述基板處理設備包括：測量設備，所述測量設備被構造為測量所述圖案的位置，並且所述基板處理設備被構造為處理基於所述測量設備測量的圖案的位置而對準的所述基板， 所述測量設備包括： 第一波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 第二波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及 光學系統，其被構造為用來自光源的光照射所述第一波長可變單元，並用來自所述光源的光經由所述第一波長可變單元照射所述第二波長可變單元， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一波長可變單元的來自所述光學系統的照射光所入射的第一入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜，並且 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二波長可變單元的來自所述光學系統且經由所述第一波長可變單元的照射光所入射的第二入射面相對於所述平面傾斜。
  26. 一種製造物品的方法，所述方法包括： 使用基板處理設備處理基板，所述基板處理設備被構造為處理形成有圖案的基板；以及 由處理過的基板製造物品， 其中，所述基板處理設備包括：測量設備，所述測量設備被構造為測量所述圖案的位置，並且所述基板處理設備被構造為處理基於由所述測量設備測量的圖案的位置而對準的所述基板， 其中，所述測量設備包括： 第一波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜； 第二波長可變單元，其被構造為改變照射光的光譜；以及 光學系統，其被構造成用來自光源的光照射所述第一波長可變單元，並用來自所述光源的光經由所述第一波長可變單元照射所述第二波長可變單元， 其中，所述第一波長可變單元被設置為使得所述第一波長可變單元的來自所述光學系統的照射光所入射的第一入射面相對於與所述光學系統的光軸垂直的平面傾斜，並且 其中，所述第二波長可變單元被設置為使得所述第二波長可變單元的來自所述光學系統且經由所述第一波長可變單元的照射光入射的第二入射面相對於所述平面傾斜。
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