CN109073463A - 波长检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种波长检测装置，其使用至少一个标准具而检测从激光谐振器输出的紫外线激光的波长，波长检测装置包括：第1壳体，其对容纳标准具的内部空间进行封闭；输入窗口，其安装在形成于第1壳体的第1开口，将紫外线激光导入第1壳体内；第1密封部件，其对输入窗口的端缘部与第1开口的内周部之间的间隙进行密封；遮光膜，其配置在输入窗口的端缘部与密封部件之间，对从输入窗口朝向第1密封部件的紫外线激光进行遮挡；和扩散元件，其配置在第1壳体的外侧，在输入窗口的前级使紫外线激光扩散。

Description

波长检测装置
技术领域
本公开涉及检测紫外线激光的中心波长的波长检测装置。
背景技术
随着半导体集成电路的微型化、高集成化，在半导体曝光装置中要求提高分辨力。将半导体曝光装置简单地称为“曝光装置”。因此，推进了从曝光用光源输出的光的短波长化。在曝光用光源中，代替以往的汞灯而使用气体激光装置。目前，作为曝光用的气体激光装置，使用输出中心波长为248.4nm的紫外线激光的KrF准分子激光装置及输出波长为193.4nm的紫外线激光的ArF准分子激光装置。
作为目前的曝光技术，由液体而将曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙填满，并改变该间隙的折射率，从而使曝光用光源的表观上的波长变短的浸液曝光被实用化。在将ArF准分子激光装置用作曝光用光源而进行浸液曝光的情况下，向晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。将该技术称为ArF浸液曝光。ArF浸液曝光还被称为ArF浸液光刻。
KrF、ArF准分子激光装置的自然振荡中的谱带线宽度大约宽为350～400pm，因此发生通过曝光装置侧的投影透镜而缩小投影到晶片上的紫外线激光的色差，从而导致分辨力下降。因此，需要使从气体激光装置输出的紫外线激光的谱带线宽度变窄，直到可忽略色差的程度为止。因此，在气体激光装置的激光谐振器内设置有具备窄带化元件的窄带化模块(Line Narrowing Module：线压窄模块)。通过该窄带化模块而实现谱带线宽度的窄带化。窄带化元件可以是标准具、光栅等。这样的将谱带线宽度窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。
公知有在这样的激光装置中使用并检测由激光谐振器输出的紫外线激光的中心波长的波长检测装置。波长检测装置将由激光谐振器输出的紫外线激光的一部分作为样品光而进行采集，由激光谐振器监视是否输出作为目标的中心波长的紫外线激光。波长控制部根据由波长检测装置检测的中心波长而对激光谐振器进行控制，以紫外线激光的中心波长成为目标的中心波长。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-214958号公报
专利文献2：日本实开平1-29160号公报
专利文献3：日本特开平1-183871号公报
发明内容
本公开的一个观点的波长检测装置使用至少一个标准具而检测从激光谐振器输出的紫外线激光的波长，该波长检测装置包括第1壳体、输入窗口、第1密封部件、遮光膜、扩散元件。第1壳体是将容纳标准具的内部空间封闭的壳体。输入窗口安装在形成于所述第1壳体的第1开口处，将所述紫外线激光导入所述第1壳体内。第1密封部件对所述输入窗口的端缘部与所述第1开口的内周部之间的间隙进行密封。遮光膜配置在所述输入窗口的端缘部与所述密封部件之间，遮挡从所述输入窗口朝向所述密封部件的所述紫外线激光。扩散元件配置在所述第1壳体的外侧，在所述输入窗口的前级中使所述紫外线激光扩散。
附图说明
下面，参照附图，将本公开的几个实施方式作为简单例子而进行说明。
图1概略性地表示使用比较例的波长检测装置的窄带激光装置的结构。
图2是对比较例的课题进行说明的说明图。
图3概略性地表示使用第1实施方式的波长检测装置的窄带激光装置的结构。
图4表示第1实施方式的波长检测装置的要部。
图5是输入窗口的遮光膜和保护膜的说明图。
图6表示第2实施方式的波长检测装置的要部。
图7概略性地表示第3实施方式的波长检测装置的结构。
图8是第3实施方式的第1单元的外观立体图。
图9表示第3实施方式的波长检测装置的要部。
图10概略性地表示第4实施方式的波长检测装置的结构。
图11是表示第4实施方式的1组分束器的姿势的说明图。
图12是表示从与图11不同的方向看到的1组分束器的姿势的说明图。
图13是表示相对于p偏振光和s偏振光的入射角度的反射率的关系的图表。
图14是对第4实施方式的分束器的作用进行说明的概念图。
图15表示参考形态的波长检测装置的要部。
具体实施方式
<内容>
1.使用比较例的波长检测装置的窄带化激光装置
1.1激光腔
1.2监视模块
1.2.1第2单元
1.2.2第1单元
1.2.2.1扩散板
1.2.2.2第1标准具分光器及第2标准具分光器
1.2.2.3第1壳体
1.3曝光装置
1.4激光控制部
1.5动作
2.课题
3.使用第1实施方式的波长检测装置的窄带化激光装置
3.1结构
3.2动作
3.3效果
4.第2实施方式的波长检测装置
4.1结构
4.2效果
4.3变形例
5.第3实施方式的波长检测装置
5.1结构
5.2效果
6.第4实施方式的波长检测装置
6.1结构
6.2效果
7.参考形态的波长检测装置
8.其他
下面，参照附图，对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式表示本公开的几个例子，对本公开的内容不具有限定作用。另外，并不是在各个实施方式中说明的全部结构及动作必须均作为本公开的结构及动作而具备。另外，对于相同的结构要件赋予相同的参考符号，并省略重复的说明。
1.比较例的窄带化激光装置的整体说明
图1示意性地表示比较例的窄带化激光装置2的结构。在本例子中，表示将窄带化激光装置2与曝光装置4一起使用的形态。窄带化激光装置2包括由激光腔10、一对放电电极11a及11b、电源12、窄带化模块14、输出耦合镜15构成的激光谐振器。激光谐振器输出紫外线激光即脉冲激光。在本例子中，从输出耦合镜15输出的脉冲激光的行进方向为Z方向。一对放电电极11a及11b之间的放电方向为V方向或-V方向。与这两个方向垂直的方向为H方向。
另外，窄带化激光装置2包括监视模块16、激光控制部20、波长控制部21、驱动器23。监视模块16包括第1单元17和第2单元18。第1单元17包括第1标准具分光器26、第2标准具分光器27。
1.1激光谐振器
激光腔10例如为封入了作为稀有气体而包括氩气、氪气，作为卤素气体而包括氟气、氯气，作为缓冲气体而包括氖气、氦气的激光气体的腔。在激光腔10的两端设置有窗口10a及10b。
一对放电电极11a及11b作为通过放电而将激光介质激励的电极而配置在激光腔10内。从电源12向一对放电电极11a及11b之间施加脉冲状的高电压。电源12包括未图示的充电器、未图示的脉冲功率模块。脉冲功率模块包括开关12a。当从激光控制部20向开关12a输入振荡触发信号时，电源12生成向一对放电电极11a及11b之间施加的上述的脉冲状的高电压。
当向一对放电电极11a及11b之间施加到高电压时，在一对放电电极11a及11b之间产生放电。通过该放电的能量，激光腔10内的激光介质被激励而转移到高能量能级。当被激励的激光介质之后转移到低能量能级时，排放与其能量能级差对应的光。
窗口10a及10b配置为如下：对这些窗口的光的入射面和HZ平面大致一致，并且该光的入射角度大致成为布鲁斯特角。在激光腔10内发生的光介由窗口10a及10b而作为脉冲激光出射到激光腔10的外部。脉冲激光中包括多个脉冲。一个脉冲是根据一个振荡触发信号并通过激光腔10而生成的激光。
窄带化模块(LNM：Line Narrowing Module)14包括多个例如2个棱镜14a及14b、光栅14c、旋转载置台14d。棱镜14a及14b将从激光腔10的窗口10a出射的光的H方向的波束宽度放大，并将其光入射到光栅14c。另外，棱镜14a及14b缩小来自光栅14c的反射光的H方向的波束宽度，并使其光介由窗口10a而返回到激光腔10内的放电空间。
光栅14c的表面性物质由高反射率的材料构成，在表面以规定间隔形成有多个槽。光栅14c为分散光学元件。各个槽例如是截面形状为直角三角形的槽。从棱镜14a及14b入射到光栅14c的光通过这些槽而反射，并向与光的波长对应的方向衍射。光栅14c以使从棱镜14a及14b向光栅14c入射的光的入射角与期望波长的衍射光的衍射角一致的方式实现利特罗配置。由此，期望的波长附近的光介由棱镜14a及14b而返回到激光腔10。
旋转载置台14d支承棱镜14b，使棱镜14b绕与V轴平行的轴旋转。通过使棱镜14b旋转，改变光对光栅14c的入射角度。因此，通过旋转棱镜14b，能够选择从光栅14c介由棱镜14a及14b而返回到激光腔10的光的波长。
输出耦合镜15在表面涂布有部分反射膜，使从激光腔10的窗口10b输出的激光的一部分反射，并使其一部分透过。窄带化模块14和输出耦合镜15构成光谐振器。从激光腔10出射的光在窄带化模块14与输出耦合镜15之间往返，并在每次通过放电电极11a及11b之间的放电空间时被放大而进行激光振荡。进而，通过上述的窗口10a及10b的配置，选择H方向的偏振光成分。这样被放大的光的一部分作为脉冲激光而从输出耦合镜15输出到曝光装置4。
1.2监视模块
监视模块16对由激光谐振器输出的脉冲激光的一部分进行采样，并根据所采样的脉冲激光而检测脉冲能量，进而检测中心波长。
1.2.1第2单元
第2单元18发挥对由激光谐振器输出的脉冲激光的一部分进行采样的功能和检测脉冲能量的功能。第2单元18包括第1分束器31、第2分束器32、能量传感器33、聚光透镜34。
第1分束器31配置在输出耦合镜15与曝光装置4之间的脉冲激光的光路。第1分束器31使从输出耦合镜15输出的脉冲激光以较高的透过率透过，并使从输出耦合镜15输出的脉冲激光的另一部分反射。在通过第1分束器31反射的脉冲激光的光路配置有第2分束器32。第2分束器32使通过第1分束器31而反射的脉冲激光的一部分透过，并使另一部分反射。
能量传感器33配置在通过第2分束器32反射的脉冲激光的光路。能量传感器33计测通过第2分束器32而反射的脉冲激光的各个脉冲的脉冲能量。能量传感器33将所计测的脉冲能量的数据输出到激光控制部20。另外，在检测了脉冲能量的情况下，能量传感器33将表示检测出一个脉冲的检测信号输出到波长控制部21。能量传感器33例如为光电二极管、光电管或热电元件(Pyro-Element)。
聚光透镜34对透过了第2分束器32的脉冲激光进行会聚。在聚光透镜34的后级配置有第1单元17。由聚光透镜34会聚的脉冲激光输出到第1单元17。
1.2.2第1单元
第1单元17实现检测脉冲激光的中心波长的波长检测功能，相当于波长检测装置。第1单元17除了包括第1标准具分光器26和第2标准具分光器27之外，还包括扩散板35、第3分束器36、壳体37、传感器容纳部38及39。壳体37相当于第1壳体，扩散板35相当于扩散元件。
1.2.2.1扩散板
扩散板35例如由对脉冲激光具备透光性的平行平板形成。扩散板35在光入射侧的面上形成有扩散面35a。扩散面35a通过实施粗糙化处理而形成，具备多个凹凸。例如通过喷砂加工而进行粗糙化处理。扩散板35将所入射的脉冲激光在扩散面35a散射而进行扩散，并作为扩散光出射。从扩散板35出射的作为扩散光的脉冲激光入射到第3分束器36。
1.2.2.2第1标准具分光器及第2标准具分光器
第3分束器36配置在从扩散板35出射的扩散光的光路。第3分束器36使从扩散板35出射的扩散光的一部分透过，使从扩散板35出射的扩散光的另一部分反射。
在反射第3分束器36的扩散光的光路配置有第1标准具分光器26。另外，在透过第3分束器36的扩散光的光路配置有第2标准具分光器27。第1标准具分光器26及第2标准具分光器27均检测根据分别入射到第1标准具分光器26及第2标准具分光器27的扩散光而生成的干涉条纹(条纹波形)，并计测脉冲激光的中心波长。第2标准具分光器27与第1标准具分光器26相比，所检测的干涉条纹的分辨率相对高。
第1标准具分光器26包括第1标准具26a、聚光透镜26b、行传感器26c。众所周知，第1标准具26a是具备两个相对的部分反射面的光学元件，具备波长滤波器的效果，即通过部分反射面之间的多重干涉的作用而增强特定波长并使其透过。透过第1标准具26a的光形成干涉条纹。
作为第1标准具26a，例如使用部分反射面之间为气隙的气隙标准具。众所周知，气隙标准具使用2枚在一面涂布部分反射膜而形成部分反射面的反射镜，并插入隔板而将2枚反射镜光学性地耦合，在各个反射镜的部分反射面之间形成了气隙。
一般情况下，由以下的式(1)来表示标准具的干涉条纹。
mλ＝2nd·cosθ······式(1)
在此，λ为激光的波长，n为气隙的折射率，d为部分反射面的间隔，m为整数。
根据入射到第1标准具26a的光的入射角θ，不在2个部分反射面之间往返而透过第1标准具26a的光与在2个部分反射面之间往返之后透过第1标准具26a的光的光路差不同。在上述的光路差为波长λ的整数m倍的情况下，入射到第1标准具26a的光以较高的透过率透过第1标准具26a。
入射到第1标准具26a的波长λ的光在满足式(1)的入射角θ中，以较高的透过率透过标准具。因此，根据入射到第1标准具26a的光的波长λ，以较高的透过率透过第1标准具26a的光的入射角θ不同。
聚光透镜26b配置在透过了第1标准具26a的光的光路，并对透过了第1标准具26a的光进行会聚。行传感器26c例如为使用多个光电二极管作为通过光电变换而输出与光强对应的检测信号的受光元件，并由多个光电二极管一维地排列而成的光电二极管阵列。行传感器26c的检测面配置在聚光透镜26b的焦点位置。透过了聚光透镜26b的光入射到行传感器26c的检测面，在检测面中作为干涉条纹而成像。行传感器26c检测在检测面成像的干涉条纹的光强分布。行传感器26c检测的干涉条纹的半径的平方与脉冲激光的波长λ成正比。
行传感器26c从波长控制部21接收输出触发。在接收到输出触发的情况下，行传感器26c将与干涉条纹的光强分布对应的检测信号输出到波长控制部21。另外，可代替行传感器26c而使用未图示的受光元件以二维状排列的未图示的区域传感器。
第2标准具分光器27与第1标准具分光器26基本结构相同，包括第2标准具27a、聚光透镜27b、行传感器27c。作为第2标准具27a，与第1标准具26a相同地，例如使用气隙标准具。
聚光透镜27b配置在透过了第2标准具27a的透过光的光路上，对透过光进行会聚。行传感器27c例如为一维的光电二极管阵列，检测面配置在聚光透镜27b的焦点位置。透过了聚光透镜27b的光入射到行传感器27c的检测面，在检测面中作为干涉条纹而成像。行传感器27c对在检测面成像的干涉条纹的光强分布进行检测。
将分辨率相对低的第1标准具分光器26称为粗标准具，将分辨率相对高的第2标准具分光器27称为精标准具。第1标准具分光器26的聚光透镜26b的焦点距离比第2标准具分光器27的聚光透镜27b的焦点距离短。
另外，由以下的式(2)来表示与标准具的干涉条纹的间隔对应的自由频谱范围(FSR)。
FSR＝λ2/(2nd)······式(2)
另外，将第1标准具分光器(粗标准具)26的FSR设为FSRc，将第2标准具分光器(精标准具)27的FSR设为FSRf时，FSRc和FSRf的关系满足由以下的式(3)表示的条件。
FSRf<FSRc········式(3)
一般情况下，由以下的式(4)来表示标准具的分辨率R。
R＝FSR/F··········式(4)
在此，F为精细度。
在精细度F相同的情况下，FSR越小分辨率R越高。即，在式(3)的关系中，第2标准具分光器(精标准具)27的FSRf高于第1标准具分光器(粗标准具)26的FSRc，因此第2标准具分光器(精标准具)27的分辨率R更高。因此，由第2标准具分光器(精标准具)27可计测中心波长的详细变化。
一般情况下，在标准具中，在波长变化与FSR的倍数一致的情况下，被检测的干涉条纹大致相同，因此不存在是否发生波长变化的区别。因此，当仅使用第2标准具分光器(精标准具)27时，能够检测的波长变化的范围窄，因此通过与能够检测的波长变化的范围宽的第1标准具分光器(粗标准具)26进行组合，从而能够高精度地计测比较宽的范围的波长变化。
在本例子中，第1标准具分光器(粗标准具)26的FSRc及第2标准具分光器(精标准具)27的FSRf分别为FSRc＝400pm，FSRf＝10pm。由此，例如，在准分子激光器中大约400pm左右的波长发生变化的情况下，由第1标准具分光器26来计测大约400pm的比较宽的范围的波长变化，并由第2标准具分光器(精标准具)27来高精度地计测大约10pm的范围的具体的波长变化。
另外，在本例子中，行传感器26c和行传感器27c的分辨度相同，但也可以使行传感器27c的分辨度高于行传感器26c的分辨度。由此，能够进一步提高第2标准具分光器(精标准具)27的干涉条纹的检测精度。
1.2.2.3第1壳体
第1壳体37容纳第3分束器36、第1标准具26a、第2标准具26a。在第1壳体37的壁面形成有与扩散板35、聚光透镜26b及聚光透镜27b各自的光学元件对应的开口，各个光学元件安装在各个开口。
在第1壳体37的内部空间，由干燥氮气(N2气体)来替换空气而进行封闭。例如通过O形环41、43、44等密封部件对各个开口、扩散板35、聚光透镜26b及27b的各个光学元件的间隙进行密封。由此，第1壳体37的内部空间成为封闭腔。
当因气体泄漏，第1壳体37的内部空间的气体密度、气体组成发生变化时，配置于内部空间的各个标准具26a及27a的气隙的气体的折射率n发生变化。当如上述式(1)所示地折射率n发生变化时，在入射到标准具26a及27a的光的波长未发生变化的情况下，检测面中的干涉条纹的位置偏移，所计测的波长λ发生变化。为了抑制这样的波长计测的误差，第1壳体37采用通过密封部件而将内部空间密闭的密闭结构。
具体地，如图2所示，在第1壳体37的壁面形成有开口40，在开口40安装有扩散板35。关于扩散板35，例如平面形状为圆形，开口40的平面形状也与扩散板35的形状对应地形成为圆形。开口40的内周部37a与扩散板35的端缘部35b之间的间隙通过O形环41而被密封。
开口40的内周部37a例如具备向开口40的中心突出的凸缘部。扩散板35以端缘部35b的出射侧的面(与扩散面35a为相反侧的面)与凸缘部的一面对置地抵接的姿势配置。在内周部37a的凸缘部形成有容纳O形环41的槽37b。当将扩散板35嵌入到开口40时，扩散板35的端缘部35b和O形环41接触。
在扩散板35嵌入到开口40的状态下，扩散板35通过固定部件42而固定到第1壳体37。固定部件42为圆形的环，从扩散面35a侧覆盖到端缘部35b。固定部件42通过螺栓42a而联接到第1壳体37。在第1壳体37形成有用于安装螺栓42a的螺孔37c。通过螺栓42a的联接，固定部件42从扩散面35a侧将扩散板35向凸缘部按压。通过该按压，O形环41弹性变形，扩散板35的端缘部35b与开口40的内周部37a之间的间隙被密封。
O形环41例如由氟系的橡胶等具备弹性的树脂形成。第1壳体37例如由铝等金属形成。
关于聚光透镜26b及27b的O形环43、44(参照图1)及其安装结构，与扩散板35的O形环41相同，因此省略详细的说明。
另外，在图2中，符号34a是保持聚光透镜34的保持架，同样地，符号36a是保持第3分束器36的保持架。符号A1表示入射到聚光透镜34、扩散板35及第3分束器36的光的光轴，符号A2表示通过第3分束器36反射而入射到第1标准具26a的光的光轴，符号A3表示透过第3分束器36而入射到第2标准具27a的光的光轴。
另外，如图1所示，传感器容纳部38容纳行传感器26c。传感器容纳部38以与行传感器26c的检测面和聚光透镜26b相对的姿势，且使行传感器26c的检测面位于聚光透镜26b的焦点位置而保持行传感器26c。传感器容纳部38是与聚光透镜26b相对的面开口的有底的圆筒部件，其固定到第1壳体37。传感器容纳部39也具备相同的结构，并保持行传感器27c，固定到第1壳体37。
1.3曝光装置
曝光装置4包括曝光装置控制部4a。曝光装置控制部4a对未图示的晶片载置台的移动等进行控制。曝光装置控制部4a对激光控制部20而输出目标中心波长λT的数据、目标脉冲能量ET的数据、振荡触发信号。目标中心波长λT的数据与振荡触发信号同步地，每隔1脉冲输入到激光控制部20。
1.4激光控制部
激光控制部20将从曝光装置控制部4a接收到的目标中心波长λT的数据发送到波长控制部21。激光控制部20参照从曝光装置控制部4a接收到的目标脉冲能量ET的数据、从能量传感器33接收到的脉冲能量的数据而对电源12中的充电电压的设定值进行控制。激光控制部20对电源12中的充电电压的设定值进行控制，从而对脉冲激光的各个脉冲的脉冲能量进行控制。
激光控制部20根据从曝光装置控制部4a接收到的振荡触发信号，向包括在电源12中的开关12a输出振荡触发信号。
1.5波长控制部
在从能量传感器33接收到检测信号的情况下，波长控制部21对第1标准具分光器26及第2标准具分光器27各自的行传感器26c及27c输出输出触发。当接收到输出触发时，行传感器26c及27c将表示干涉条纹的光强分布的检测信号输出到波长控制部21。波长控制部21从行传感器26c及27c分别取得检测信号，并算出脉冲激光的每个脉冲的中心波长λ。
由行传感器26c及27c检测的干涉条纹的半径的平方与脉冲激光的中心波长λ成正比。波长控制部21根据由行传感器26c检测的干涉条纹，算出通过第1标准具分光器26而发生的干涉条纹的半径，并根据由行传感器27c检测的干涉条纹，算出通过第2标准具分光器27而发生的干涉条纹的半径。根据这些半径的平方和上述正比关系而算出脉冲激光的中心波长λ。波长控制部21算出所算出的中心波长λ与从激光控制部20接收到的目标中心波长λT的差Δλ。波长控制部21根据差Δλ，以使所算出的中心波长λ接近目标中心波长λT的方式，对旋转载置台14d进行控制而使棱镜14b旋转。通过由波长控制部21向驱动器23发送控制信号，从而对旋转载置台14d进行控制。
1.5动作
激光控制部20从曝光装置4接收目标脉冲能量ET和目标中心波长λT的数据。激光控制部20对电源12的充电电压的设定值进行控制，以成为目标脉冲能量ET。激光控制部20将目标中心波长λT的数据发送到波长控制部21。
激光控制部20根据从曝光装置4发送的振荡触发信号而接通电源12的开关12a。当接通开关12a时，向一对电极11a、11b之间施加高电压，从而产生放电，并且通过放电而激励激光介质。当激光介质被激励时，窄带化模块14和输出耦合镜15的光进行往返，并通过放电空间而被放大，从而进行激光振荡。通过激光振荡，从输出耦合镜15输出被窄带化的脉冲激光。
当向第1分束器31入射脉冲激光时，第1分束器31透过所入射的脉冲激光，所透过的脉冲激光输出到曝光装置4。第1分束器31使脉冲激光的一部分反射，对脉冲激光进行采样。
通过第1分束器31而采样的脉冲激光入射到第2分束器32。所入射的脉冲激光的一部分在第2分束器32中进行反射，反射光入射到能量传感器33。激光控制部20根据从能量传感器33接收到的脉冲能量的数据，对脉冲激光的脉冲能量进行控制，以成为目标脉冲能量ET。
另外，透过了第2分束器32的透过光入射到聚光透镜34。聚光透镜34对所入射的光进行会聚。通过聚光透镜34进行会聚的光入射到扩散板35。入射到扩散板35的光被散射而成为扩散光，并介由第3分束器36而分别入射到第1标准具分光器26及第2标准具分光器27。在第1标准具分光器26及第2标准具分光器27中，对具备与所入射的光的波长λ对应的半径的干涉条纹进行检测。
波长控制部21从第1标准具分光器26及第2标准具分光器27各自的行传感器26c及27c接收对脉冲激光的每个脉冲检测的干涉条纹的检测信号。波长控制部21根据检测信号，对脉冲激光的每个脉冲算出中心波长λ。波长控制部21以使所算出的中心波长λ接近目标中心波长λT的方式，使棱镜14b旋转。
如以上所述，控制为由激光谐振器输出的脉冲激光的脉冲能量和波长成为曝光装置4所要求的目标脉冲能量ET及目标中心波长λT。在此，第1壳体37的内部空间成为封闭腔，因此内部空间的气体密度、气体组成稳定。由此，抑制第1标准具26a及第2标准具27a的气隙的折射率n的变化，因此降低由干涉条纹的偏移引起的波长计测的误差。
2.课题
如图2所示，入射到扩散板35的脉冲激光通过扩散面35a散射，并作为扩散光而出射。扩散光不仅是朝向第3分束器36的光，并且其一部分朝向扩散板35的端缘部35b，并照射到与端缘部35b对置的O形环41。作为照射到O形环41光的路径，除了从扩散面35a直接朝向与端缘部35b对置的O形环41的路径之外，还具有在扩散板35的内部反复进行全反射而朝向与端缘部35b对置的O形环41的路径。
O形环41由橡胶等具有弹性的树脂形成，因此当照射到紫外线即脉冲激光时被劣化。另外，在O形环41使用氟系的橡胶的情况下，当照射到脉冲激光时，双重耦合被割断而硬化。当O形环41劣化而发生开裂或弹性消失时，第1壳体37的封闭被破坏。当第1壳体37的封闭被破坏时，因气体泄漏而导致气体密度变化或因外部气体的流入而导致气体组成的温度变化。由气体泄漏而导致的气体密度的变化、气体组成的变化引起第1标准具26a及第2标准具27a的气隙的折射率n的变化。如上述，气隙的折射率n的变化即便在分别入射到第1标准具分光器26及第2标准具分光器27的脉冲激光的波长λ未发生变化的情况下，也在各个标准具分光器26及27的各个分光器中产生干涉条纹的位置的偏移，从而使计测精度悪化。
另外，当第1壳体37的封闭被破坏，向第1壳体37内流入包括杂质的外部气体时，所流入的杂质等有可能通过脉冲激光而被分解。其分解生成物附着到第1标准具26a及第2标准具27a、第3分束器36等光学元件而引起结雾，并引起透过率的变化。
因此，为了预防由O形环41的劣化引起的气体泄漏，需要定期地更换O形环41。在更换O形环41时，第1壳体37的封闭被破坏，从而导致内部空间被开放。但是，想要将封闭一旦被破坏的第1壳体37再次封闭时，在该作业中需要花费非常多的时间。
因为，在封闭第1壳体37的情况下，不仅仅是简单地利用干燥氮气来对第1壳体37的内部空间的空气进行气体替换，而是为之后进行的后处理及使第1壳体37内的内部空间的气体密度稳定化，非常耗费时间。例如，即便进行了气体替换，但有时在第1壳体37内的内壁、标准具的部分反射膜上会吸附水分等，该吸附的水分被气体化，由此在封闭后的一段时间期间，作为排气而排放到干燥氮气内。但是，当排放的水分的量多时，出现标准具的部分反射膜再次吸收水分的现象。当标准具的部分反射膜吸收到水分时，对脉冲激光的波长的反射率发生变化，标准具的分辨率发生变化。
另外，当第1壳体37的内壁等被镀覆时，由镀覆通过水分以外的有机物等发生排气，并排放到干燥氮气内。因此，在替换气体之后，在一段时间期间，因第1壳体37内的排气的变动而导致气体密度、气体组成不稳定。当气体密度不稳定时，气隙的折射率n发生变动，脉冲激光的波长的计测精度下降。因此，在气体密度、气体组成稳定为止的期间，不能使窄带化激光装置2运行。
当然，即便在未照射脉冲激光的情况下，由于O形环41是经时地被劣化的消耗部件，因此需要定期地更换O形环41。但是，如上述，在更换O形环41的作业中伴有用于开闭第1壳体37的作业，因此不仅需要工夫和时间，而且还导致窄带化激光装置2的运行率的下降。
另外，将从激光谐振器输出之后的光强非常强的脉冲激光进行采样而入射到配置在扩散板35的前级的聚光透镜34。入射到聚光透镜34的脉冲激光被会聚而入射到扩散板35。因此，入射到扩散板35的脉冲激光的光强非常强，扩散板35的劣化早于其他的消耗部件。扩散板35的更换也与O形环41同样地伴有用于开闭第1壳体37的作业，因此存在与O形环41的更换相同的问题。
因此，摸索了一种使用作为消耗部件的O形环41、扩散板35的同时，在保持第1壳体37的封闭的状态下延长可使用期限的方法。
在以下说明的实施方式中，为了解决该课题，波长检测装置包括：输入窗口，其安装在形成于第1壳体的第1开口，向壳体内导入紫外线激光；第1密封部件，其将输入窗口的端缘部与第1开口的内周部之间的间隙密封；遮光膜，其配置在输入窗口的端缘部与密封部件之间，将从输入窗口朝向密封部件的紫外线激光遮挡；扩散元件，其配置在第1壳体的外侧，在输入窗口的前级，使紫外线激光扩散。
3.使用第1实施方式的波长检测装置的窄带化激光装置
3.1结构
图3概略性地表示使用第1实施方式的波长检测装置的窄带化激光装置2A的结构。窄带化激光装置2A在代替参照图1而说明的窄带化激光装置2的监视模块16而具备监视模块16A的点上不同。窄带化模块14、激光谐振器、激光控制部20及波长控制部21的结构与窄带化激光装置2的结构相同，因此赋予相同的符号，并省略说明。
在图3中，监视模块16A具备第1单元17A和第2单元18A。第1单元17A在代替扩散板35而设有向第1壳体37导入脉冲激光的输入窗口51的点上，与图1所示的第1单元17不同。在第1单元17A中，关于第1壳体37、第3分束器36、第1标准具分光器26及第2标准具分光器27、O形环41等输入窗口51以外的结构，与图1所示的第1单元17相同，因此赋予相同的符号，省略重复说明。
第2单元18A在具备扩散板52的点上，与图1所示的第2单元18不同。关于第1分束器31、第2分束器32、能量传感器33及聚光透镜34等扩散板52以外的结构，与图1所示的第2单元18相同，因此赋予相同的符号，省略重复说明。
如图4所示，输入窗口51是由透过脉冲激光的材料形成的平行平板，与图1所示的扩散板35不同，是脉冲激光的入射面及出射面均被研磨的平滑面。输入窗口51与开口40的形状对应地，平面形状构成圆形，并安装到开口40。开口40相当于第1开口。输入窗口51的端缘部51b的出射面侧与开口40的内周部37a对置。
端缘部51b与内周部37a之间的间隙利用相当于第1密封部件的O形环41来密封。如上述，O形环41由具备弹性的树脂形成，例如使用氟系的橡胶形成。
输入窗口51的材料例如为合成石英。另外，作为输入窗口51的材料，使用CaF2(氟化钙)。但是，CaF2具备结晶结构，因此在与O形环41、内周部31a抵接而受到较强的按压力的情况下，与合成石英相比容易损坏。因此，优选使用对按压力的耐性高的合成石英。
另外，在输入窗口51的端缘部51b设有遮光膜53。遮光膜53涂布到端缘部51b，配置在端缘部51b与O形环41之间。遮光膜53对从输入窗口51朝向O形环41的脉冲激光进行遮挡。输入窗口51未形成有扩散面，因此与图1所示的扩散板35相比，在入射到输入窗口51的中央附近的入射光中，通过散射而直接朝向端缘部51b的光较少。另外，在输入窗口51的内部全反射而朝向端缘部51b的光存在不少。遮光膜53覆盖O形环41，抑制通过朝向端缘部51b的光而照射O形环41。
遮光膜53的材料例如为实现反射紫外线的反射膜的功能的铝。作为遮光膜53，可以是吸收紫外线而遮挡的吸收膜。但是，吸收膜产生热，造成第1壳体37内的内部空间的温度变动，因此从波长计测精度的稳定性来讲，这是不优选的。因此，作为遮光膜53的材料，优选为铝等反射膜。在此，反射膜不限于反射率几乎为100％的膜，包括至少对紫外线的反射率比吸收率高的膜。
但是，铝为比较柔软的金属，因此表面易磨损，通过与内周部37a、O形环41抵接，从而有时发生刮屑。刮屑附着到O形环41的表面时，存在密封不良的风险。
因此，如图5所示，为了提高耐磨损性，优选在与遮光膜53的O形环41抵接的面上设有保护膜53a。关于保护膜53a的材料，例如优选为SiO2(氧化硅)、MgF2(氟化镁)等精细的膜，紫外线的吸收率低的膜。遮光膜53、保护膜53a例如通过蒸镀到输入窗口51的端缘部51b而形成。
另外，第1壳体37的内部空间与图1所示的第1壳体37相同地，填充有惰性气体即干燥氮气。内部空间的压力被设定为比第1壳体37的外部的大气压高的压力，例如，1.2～1.4气压。其目的在于，假设因O形环41的劣化而发生气体泄漏的情况下，也能够抑制外部气体从外部进入第1壳体37内。通过抑制包括杂质的外部气体的进入，能够抑制在第1壳体37内杂质通过脉冲激光而分解，由此分解生成物附着到光学元件的表面的情况。
在图4中，设置于第2单元18A的扩散板52与图1所示的扩散板35同样地，是由透过脉冲激光的材料形成的平行平板，在至少一面形成有通过磨砂加工等而被粗糙化的扩散面52a。符号52b是扩散板52的保持架。扩散板52配置在聚光透镜34的后级。扩散板52相当于在输入窗口51的前级中，扩散聚光透镜34会聚的脉冲激光的扩散元件。从扩散板52出射的扩散光入射到输入窗口51。
扩散板52配置在从聚光透镜34的焦点位置偏离的位置。当配置在聚光透镜34的焦点位置时，光强非常强的脉冲激光入射到扩散板52，因此扩散板52容易被劣化。因此，将扩散板52配置在从聚光透镜34的焦点位置偏离的位置，从而抑制扩散板52的劣化。关于扩散板52的位置，例如配置在作为聚光透镜34的焦点位置的近前、且透过了聚光透镜34的脉冲激光对扩散板52的照明区域被收敛到扩散板52的有效区域的位置。
扩散板52与输入窗口51的间隔例如为大约10mm。当扩散板52与输入窗口51的间隔宽时，由扩散板52出射的扩散光扩散的范围超过输入窗口51的有效直径而扩展，因此这是不优选的。因此，以使扩散扩散光的范围收敛到输入窗口51的有效直径的方式设定扩散板52与输入窗口51之间的间隔。
如上述，在第1壳体37设置有对第1标准具26a的透过光进行会聚的聚光透镜26b和对第2标准具27a的透过光进行会聚的聚光透镜27b。聚光透镜26b及27b实现从第1壳体37的内部向外部输出光的输出窗口的功能。
如图3所示，行传感器26c相当于第1图像传感器，该第1图像传感器配置在第1壳体37的外部，对透过了第1标准具26a的脉冲激光的第1透过光进行摄像。聚光透镜26b相当于第1输出窗口，该第1输出窗口安装在相当于形成在第1壳体37的第2开口的开口37d，将第1透过光会聚到行传感器26c。行传感器27c相当于第2图像传感器，该第2图像传感器配置在第1壳体37的外部，对透过了第2标准具27a的脉冲激光的第2透过光进行摄像。聚光透镜27b相当于第2输出窗口，该第2输出窗口安装在相当于形成在第1壳体37的第3开口的开口37e，将第2透过光会聚到行传感器27c。
与输入窗口51、开口40及O形环41的结构相同地，由O形环43而对聚光透镜26b的端缘部与开口37d的内周部之间的间隙进行密封。O形环43相当于第2密封部件。同样地，由O形环44对聚光透镜27b的端缘部与开口37d的内周部之间的间隙进行密封。O形环44相当于第3密封部件。
在聚光透镜26b及27b的端缘部不像输入窗口51的端缘部51b那样有设置遮光膜53。这是因为，入射到聚光透镜26b及27b的光是透过了第1标准具26a及第2标准具27a的透过光，与入射到输入窗口51的光相比，光强弱。因此，即便分别入射到聚光透镜26b及27b的入射光朝向聚光透镜26b及27b各自的端缘部而照射O形环43及44，劣化的影响较小。
3.2动作
从输出耦合镜15输出的脉冲激光以高透过率透过第1分束器31，透过的脉冲激光被输出到曝光装置4。第1分束器31将所入射的脉冲激光的一部分反射而进行采样。
通过第1分束器31而采样的脉冲激光的一部分透过第2分束器32而入射到聚光透镜34。聚光透镜34会聚的光入射到扩散板52。入射到扩散板52的光被散射而成为扩散光，扩散光入射到输入窗口51而进入第1壳体37内。透过了输入窗口51的散射光介由第3分束器36而分别入射到第1标准具分光器26及第2标准具分光器27。在第1标准具分光器26及第2标准具分光器27中，检测具备与所入射的光的波长λ对应的半径的干涉条纹。波长控制部21根据从第1标准具分光器26及第2标准具分光器27输出的检测信号而控制中心波长λ。
3.3效果
在第1壳体37中，在输入窗口51的端缘部51b设置有遮光膜53。即便入射到输入窗口51的光的一部分朝向端缘部51b，但大部分的光通过遮光膜53而反射。因此，抑制作为紫外线的脉冲激光照射到O形环41，其结果，抑制O形环41的劣化。因为抑制了O形环41的劣化，因此O形环41的耐用期限延长，由此与不具有遮光膜53的比较例相比，在维持第1壳体37的封闭的状态下可延长可使用期限。
另外，通过遮光膜53的作用而抑制O形环41的劣化，因此抑制气体泄漏，还抑制第1标准具26a及第2标准具27a的气隙的折射率n的变动。由此，波长计测精度长期稳定。
另外，在第1实施方式中，从安装在第1壳体37的输入窗口51独立的扩散板52配置在第1壳体37的外侧。因此，即便扩散板52劣化，也能够在不破坏第1壳体37的封闭的情况下更换扩散板52。其结果，与在每次更换扩散板35时均破坏第1壳体37的封闭的比较例相比，能够在维持第1壳体37的封闭的状态下延长可使用期限。
另外，扩散板52在输入窗口51的前级使脉冲激光扩散。因此，光强下降的扩散光入射到输入窗口51，因此抑制输入窗口51的劣化。因此，延长输入窗口51的耐用期限，由此减少输入窗口51的更换频率。由此，能够在维持第1壳体37的封闭的状态下延长可使用期限。
4.第2实施方式的波长检测装置
4.1结构
图6所示的第2实施方式的波长检测装置与图4所示的第1实施方式相比基本结构相同，不同点为以下的部分。即，在第2实施方式中，在铝制的第1壳体37的内壁面及外壁面实施了镀镍56，并且在第1壳体37的内壁面上设有覆盖实施了镀镍56的部分的罩部件57。镀镍56例如通过非电解镀镍处理而形成。通过非电解镀镍处理，能够将膜厚均匀化，并且能够对复杂的形状进行应对。另外，罩部件57是由铝或不锈钢形成，在表面未实施镀镍等的表面处理的罩部件。
4.2效果
铝制的第1壳体37的表面比较柔软，因此容纳螺孔37c、O形环41的槽37b等部分优选通过镀镍而实施表面处理。因为，通过镀镍而能够提高耐磨损性，抑制由磨损导致的刮屑的发生，并且抑制由槽37b的磨损导致的密封不良的问题。如上述，当产生刮屑时，刮屑附着到O形环41，有时会导致密封不良，因此不希望在槽37b等第1壳体37内产生刮屑。另外，密封不良导致气体泄漏，因此导致波长计测精度不稳定。通过实施镀镍，从而可以消除这样的不便。
但是，镀镍56在具有如上述的效果的同时，另一方面当照射作为紫外线的脉冲激光时，包括在镀镍56的有机物等杂质蒸发而产生排气，由此出现光学元件结雾的课题。当第3分束器36、第1标准具26a及第2标准具27a等第1壳体37内的光学元件结雾时，需要进行清扫、更换等，还导致使维修间隔提前的结果。
从长期维持第1壳体37的封闭状态的观点来讲，优选为抑制这样的排气的发生。在第1壳体37的内壁面设有覆盖镀镍56的罩部件57，因此防止对镀镍56照射脉冲激光。由此，在享受通过实施镀镍56带来的优点的同时，抑制由包括在镀镍56的有机物等杂质引起的排气的产生，能够长期维持第1壳体37的封闭状态。
4.3变形例
另外，基于同样的目的，配置在第1壳体37内的第3分束器36、第1标准具26a及第2标准具27a各自的保持架36a等也优选由未镀镍的铝或不锈钢形成。
5.第3实施方式的波长检测装置
5.1结构
图7所示的第3实施方式的波长检测装置在设置有控制第1壳体37内的内部温度的温度控制系统的点上构成与图6所示的第2实施方式的主要的不同点。温度控制系统由温度传感器63、温度控制部64、加热器电源65及加热器66构成。另外，第2单元18A具备容纳第1分束器31、第2分束器32、能量传感器33、聚光透镜34及扩散板52的第2壳体61。
在第2壳体61的内部空间，在激光装置的运行中始终流过惰性气体。惰性气体例如为干燥氮气。作为惰性气体，可以使用氦，但从成本的观点来讲，优选使用干燥氮气。在第2壳体61内设置有将惰性气体从外部吸入到第2壳体61内的吸入端口61a、从第2壳体61内将惰性气体排出到外部的排出端口61b。
在第2壳体61内设置有被输入由输出耦合镜15输出的脉冲激光的输入窗口61c和将透过了第1分束器31的脉冲激光朝向曝光装置4而输出的输出窗口61d。符号31a、32a、34a是第1分束器31、第2分束器32及聚光透镜34的保持架。另外，在第1单元17A中，符号26d是第1标准具26a的保持架，符号27d是第2标准具27a的保持架。
另外，例如，在如下情况下，无需必须具备输入窗口61c和输出窗口61d。即，在第2壳体61中，对第2壳体61输入的脉冲激光的输入光路及从第2壳体61输出的脉冲激光的输出光路分别由光路管构成，由净化气体而将各个光路管内填满。
在第1单元17A中，在第1壳体37设置有测定第1壳体37的内部空间的温度的温度传感器63。温度传感器63例如配置在第2标准具27a的附近。其目的如下：由于相对地分辨率高的第2标准具27a与第1标准具26a相比，更容易受到温度变动的影响，因此根据第2标准具27a附近的温度而控制温度。
温度传感器63将所测定的温度输出到温度控制部64。温度控制部64参照预设的目标温度，并根据由温度传感器63测定的温度，将目标温度设为例如大约28℃±0.1℃的范围，以第1壳体37的内部空间的温度成为目标温度。对加热器66的驱动进行控制。介由加热器电源65而驱动加热器66。
如图8所示，加热器66为具备柔性的橡胶加热器，配置在第1壳体37的外周面，具体地配置在左右及其侧面及背面。这样在第1壳体37的侧面的整个区域缠绕橡胶加热器，从而橡胶加热器还实现绝热材料的功能。另外，在第1壳体37的上面37f设置有绝热材料67。进而，在传感器容纳部38及39的各个容纳部与第1壳体37的接合部分也设有绝热材料68。
绝热材料67为了抑制第1壳体37与第2壳体61之间的热传递，并为了抑制第1壳体37的温度变动而设置。由于行传感器26c及27c发热，因此为了从传感器容纳部38及39向第1壳体37不容易传递行传感器26c及27c的热而设置绝热材料68。作为绝热材料67及68的材料，优选为传热率为0.23(W/m·K)以下的材料。作为更具体的材料，例如为PPS GF40％等级(聚苯硫醚玻璃纤维的含有率为40％)。
如图9所示，第1壳体37和第2壳体61以相当于第1壳体37的配置输入窗口51的第1面的上面37f与相当于第2壳体61的配置扩散板(扩散元件)52的第2面的下面61e相对的方式配置。在与输入窗口51对应的位置形成有开口67a的绝热材料67插入上面37f与下面61e之间。绝热材料67的材料为具有弹性的树脂，因此当照射紫外线时发生劣化。
因此，为了防止扩散光照射到开口67a，设置有遮光环70。遮光环70沿着开口67a的内周而配置，对从扩散板(扩散元件)52出射而朝向绝热材料67的散射光进行遮挡。遮光环70例如一体地设置到固定部件42。
另外，不仅在第2壳体61的内部空间，在扩散板52与输入窗口51之间也流过干燥氮气。
5.2效果
在运行中，在第2壳体61内始终流过惰性气体，从而能够将在第2壳体61的内部空间发生的排气(例如，蒸发的有机物等)排出。由此，抑制第1分束器31、第2分束器32、聚光透镜34及扩散板52等光学元件的结雾。另外，通过流过惰性气体，从而即便在水蒸气进入第2壳体61内的情况下，也能够将其排出。由此，抑制光学元件的结露。进而，在窄带化激光装置2A为ArF准分子激光器的情况下出射的波长为193.4nm的紫外线激光具有被氧气吸收而衰减的特性。因此，通过流过惰性气体而从第2壳体61内将氧气排出，从而能够抑制波长为193.4nm的紫外线激光的衰减。
另外，通过温度控制系统而将第1壳体37的内部空间的温度控制为目标温度，由此波长计测精度稳定。
6.第4实施方式的波长检测装置
6.1结构
在图10所示的第4实施方式的波长检测装置中，监视模块16B由第1单元17A和第2单元18B构成。在第4实施方式中，第2单元18B内的第1分束器71及第2分束器72等的配置构成与上述各个实施方式的主要的不同点。另外，虽然在图10中未图示，与上述各个实施方式同样地，监视模块16B组装到图3所示的窄带化激光装置2A，并由输出耦合镜15(图3等参照)对输出到曝光装置4的脉冲激光的一部分进行采样。关于第1单元17A的结构，与第3实施方式相同。
第2单元18B的第2壳体74与图7所示的第2壳体61同样地，设置有吸入端口74a和排出端口74b，在第2壳体74的内部空间中，在运行中始终流过惰性气体。流过惰性气体的目的与第3实施方式相同。
在第2壳体74内配置有第1分束器71、第2分束器72、第3分束器73、聚光透镜34、扩散板52及能量传感器33。符号71a表示第1分束器71的保持架，符号72a表示第2分束器72的保持架。
第1分束器71具备与上述各个实施方式的第1分束器31相同的功能。第1分束器71配置在输出耦合镜15与曝光装置4之间的脉冲激光的光路，对脉冲激光的一部分进行采样。从输出耦合镜15入射到第1分束器71的脉冲激光的入射光轴与来自输出耦合镜15的Z方向平行。第1分束器71将入射的光的一部分向V方向反射。透过第1分束器71而向Z方向直行的脉冲激光入射到曝光装置4。
在第1分束器71所反射的反射光的光路(V方向)中，在第1分束器71的后级配置有第2分束器72和第3分束器73。第3分束器73使由第1分束器71反射的反射光的一部分朝向能量传感器33而反射，并使一部分透过。
第1分束器71是由合成石英或CaF2(氟化钙)形成的平行平板。平行平板的两面被研磨，未涂布部分反射膜。因此，第1分束器71中的反射是在平行平板的两面中生成的菲涅尔反射。关于第2分束器72及第3分束器73，与第1分束器71相同。
能量传感器33包括传感器部33c和将光会聚到传感器部33c的聚光透镜33a。传感器部33c配置在聚光透镜33a的焦点位置的附近。如上述，能量传感器33计测脉冲激光的脉冲能量，并将所计测的数据输出到激光控制部20。
透过了第3分束器73的透过光入射到第2分束器72。第2分束器72使所入射的一部分反射，并使一部分透过。在透过第2分束器72的光的光路上配置有光束衰减器(beamdamper)76。
光束衰减器76使透过了第2分束器72的光衰减，从而防止透过的光向第2壳体74内散射。光束衰减器76例如形成为2个平板的一边彼此接合，整体的截面形状大致形成楔形。光束衰减器76以楔形的顶端部分朝向光的行进方向的姿势配置。光束衰减器76使光在2个平板的相对的面上反射而使其衰减。作为光束衰减器76，可使用圆锥形状的形态的光束衰减器。
图11及图12表示第1分束器71和第2分束器72的配置及姿势的关系。第1分束器71和第2分束器72以如下方式配置：对入射的脉冲激光的入射光轴LA1、LA2，各自的入射角成45°，各自的反射面71b及72b倾斜大致45°。
入射到第1分束器71的脉冲激光的入射光轴与Z方向平行。如图12所示，第1分束器71以如下姿势配置：使所入射的光的一部分向V方向反射，反射面71b相对入射光轴LA1(Z方向)倾斜大致45°。
第2分束器72配置在通过第1分束器71而反射的反射光的光路，因此入射到第2分束器72的脉冲激光的入射光轴LA2与V方向平行。如图11所示，第2分束器72以如下姿势配置：使所入射的光的一部分以45°的入射角向H方向反射，使反射面72b相对于入射光轴LA2(V方向)倾斜大致45°。
进而，如图11及图12所示，第1分束器71和第2分束器72以如下方式配置：使一个入射面与另一个入射面垂直，以使相对于各自的入射面的脉冲激光的p偏振光及s偏振光的各个偏振光成分的关系反转。
向第1分束器71入射的入射光轴LA1与Z方向平行，反射方向为V方向，因此第1分束器71的入射面为Z-V平面。与此相对，向第2分束器72入射的入射光轴LA2与V方向平行，反射方向为H方向，因此第2分束器72的入射面为V-H平面。Z-V平面与V-H平面彼此垂直。
图13表示p偏振光及s偏振光的各个偏振光成分的入射角和反射率Rp及Rs的关系。众所周知，p偏振光是振动方向与入射面平行的偏振光成分，s偏振光是振动方向与入射面垂直的偏振光成分。如图13所示，在菲涅尔反射中，p偏振光和s偏振光的各个偏振光的反射率Rp及Rs中存在差，其差根据入射角而发生变化。例如，在CaF2的基板、合成石英的基板的ArF准分子激光的菲涅尔反射中，在入射角为β＝45°的情况下，p偏振光的反射率Rpβ为大约1％，s偏振光的反射率Rpβ为大约7％。
这样，在菲涅尔反射中，在光以规定的入射角入射到第1分束器71的情况下，根据第1分束器71的反射率Rp及Rs的特性而决定包括在第1分束器71所反射的光量中的各个偏振光成分的比例。p偏振光及s偏振光根据第1分束器71的入射面的姿势而发生变化。例如，使相对于入射光轴而倾斜大致45°的第1分束器71的入射面(Z-V平面)围绕入射光轴而旋转大约90°，形成为如第2分束器72的入射面(V-H平面)这样时，相对于第1分束器71的入射面的p偏振光及s偏振光的关系成为反转的关系。
因此，如图11及图12所示，当配置第1分束器71和第2分束器72时，作为p偏振光而入射到第1分束器71的偏振光成分相对于第2分束器72则作为s偏振光而入射。即，在图11及图12中，第1分束器71的入射面(Z-V平面)与第2分束器72的入射面(V-H平面)垂直，并且在第1分束器71和第2分束器72中，分别入射到该第1分束器71和第2分束器72的脉冲激光的入射角一致，均为45°。通过这样的配置，作为p偏振光而入射到第1分束器71的偏振光成分相对于第2分束器72则作为s偏振光而入射。另外，在其相反的情况下也同样地，作为s偏振光而入射到第1分束器71的偏振光成分相对于第2分束器72则作为p偏振光而入射。
6.2效果
如图11及图12所示，第1分束器71的入射面(Z-V平面)与第2分束器72的入射面(V-H平面)垂直，并且以相同的入射角将脉冲激光入射到各个分束器71及72。其结果，即便在向第1分束器71入射的入射光量中所包括的s偏振光及p偏振光的比例发生变化的情况下，也能够使包括第2分束器72的s偏振光及p偏振光的总出射光量恒定。
图14是概略性地对第4实施方式的作用效果进行说明的说明图。在图14中，假设入射到第1分束器71的入射光量为Lin，包括在入射光量Lins中的偏振光的比例为α，p偏振光的比例为α-1，第1分束器71和第2分束器72的入射角为β＝45°中的各自的反射率为反射率Rsβ、Rpβ。此时、由以下的式(5)来表示来自第2分束器72的出射光量Lout。
Lout＝Lin(α·Rsβ·Rpβ+(1-α)·Rpβ·Rsβ)
＝Lin·Rsβ·Rpβ·················式(5)
从式(5)可知，在出射光量Lout中，表示包括在入射光量Lin中的s偏振光和p偏振光的比例的α被取消，因此即便该比例变成何值，出射光量Lout相对于入射光量Lin是恒定的。这是因为，使第1分束器71的入射面(Z-V平面)与第2分束器72的入射面(V-H平面)垂直，并且使各自的入射角一致，从而使入射到各自的p偏振光和s偏振光的关系成为反转关系。
在此，在图11、图12及图13中说明的模型为在第1分束器71与第2分束器72之间未配置有第3分束器73的模型。在图10中，第1分束器71与第2分束器72之间，以与第2分束器72相同的姿势追加了第3分束器73。
在追加了第3分束器73的结构中，对于相对于第1分束器71的入射光量Lin，第2分束器72的出射光量Lout不完全恒定。但是，关于第1分束器71及第2分束器72，通过采用图11及图12所示的配置的结构，从而与未采用这样的结构的结构相比，能够抑制相对于入射到第1分束器71的入射光量Lin的变化的来自第2分束器72的出射光量Lout的变化。
因为，如上述，第3分束器73与第1分束器71及第2分束器72同样地，是由CaF2或合成石英形成的平行平板，未涂布部分反射膜。在该情况下，如图13所示，入射角为β＝45°的情况下的p偏振光的反射率Rpβ大约低到1％，s偏振光的反射率Rsβ大约低到7％。因此，透过了第1分束器71的脉冲激光的大半(对于p偏振光，大约为99％，对于s偏振光，大约为93％)透过第3分束器73，入射到第2分束器72。即，透过第1分束器71而入射到第2分束器72的脉冲激光的p偏振光和s偏振光的比例根据配置在各个分束器71及72之间的第3分束器73的有无而无大的变化。
因此，在追加第3分束器73的情况下，也通过采用图11及图12所示的结构，从而对于入射到第1分束器71的入射光量Lin的变化，能够抑制来自第2分束器72的出射光量Lout的变化。
另外，在图10所示的结构中，可获得对于相对于第1分束器71的入射光量Lin，使得第3分束器73的出射光量Lout恒定的效果。该出射光量Lout即通过第3分束器73反射的反射光用来通过能量传感器33而计测脉冲激光的脉冲能量。在图10的结构中，由于入射到能量传感器33的光量稳定，因此能够高精度地检测脉冲激光的脉冲能量。
第1分束器71相当于权利要求书中记载的第1分束器，第2分束器72或第3分束器73相当于权利要求书中记载的第2分束器。
另外，在第4实施方式中，关于第1分束器71、第2分束器72、第3分束器73，通过以脉冲激光对各个分束器的入射角为45°的方式配置的例子而进行了说明，但只要各个入射角相同，则入射角可以是45°以外的角度，可根据反射的方向、光量而适当选择。另外，通过将入射角设为45°，从而透过各个分束器71～73的脉冲激光的透过光的光路与所反射的反射光的光路垂直，因此能够将各个分束器71～73紧凑地配置。
7.参考形态的波长检测装置
图15所示的参考形态的波长检测装置与图1所示的比较例的波长检测装置基本结构相同，不同点在于在扩散板35的端缘部设置有图4所示的第1实施方式的遮光膜53。这样，在相对于比较例的扩散板52而追加遮光膜53的情况下，防止脉冲激光照射到O形环41，由此可期待抑制O形环41的劣化的效果。当然，参考形态中，在更换扩散板35时，需要破坏第1壳体37的封闭，因此如上述各个实施方式中所示的扩散板52这样，优选将扩散板52配置在第1壳体37的外侧。
8.其他
在上述各个实施方式中，以在第1壳体37内配置多个标准具26a、27a的波长检测装置为例进行了说明，但也可以不具备多个标准具，可将本发明适用于使用至少一个标准具的波长检测装置。
上述的说明不具有限制作用，仅表示例示。因此，本领域技术人员显然可在不脱离所附的权利要求书的范围的情况下，对本公开的各个实施方式进行变更。
关于在整个本说明书及所附的权利要求书中使用的用语，应解释为“不具有限定作用”。例如，关于“包括”或“包括在”这样的用语，应解释为“不限于所包括的内容”。关于“具有”这样的用语，应解释为“不限于所具有的内容”。另外，关于在本说明书及所附的权利要求书中记载的修饰语“一个”，应解释为表示“至少一个”或“一个或一个以上”。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种波长检测装置，其使用至少一个标准具而检测从激光谐振器输出的紫外线激光的波长，
该波长检测装置具有：
第1壳体，其对容纳所述标准具的内部空间进行封闭；
输入窗口，其安装在形成于所述第1壳体的第1开口，将所述紫外线激光导入到所述第1壳体内；
第1密封部件，其对所述输入窗口的端缘部与所述第1开口的内周部之间的间隙进行密封；
遮光膜，其配置在所述输入窗口的端缘部与所述密封部件之间，对从所述输入窗口朝向所述第1密封部件的所述紫外线激光进行遮挡；及
扩散元件，其配置在所述第1壳体的外侧，在所述输入窗口的前级使所述紫外线激光扩散。
2.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述遮光膜的材料为铝，在所述遮光膜的与所述密封部件抵接的面设置有保护膜。
3.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述第1壳体为铝制的，对所述第1壳体的内壁面及外壁面的至少一部分实施了镀镍，并且
在所述第1壳体的所述内壁面设置有罩部件，该罩部件覆盖实施了所述镀镍的部分，且由铝或不锈钢形成，并在表面未实施所述镀镍。
4.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述扩散元件为对透过所述紫外线激光的平行平板的至少一面进行粗糙化而得到的扩散板。
5.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述输入窗口的材料为合成石英。
6.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述遮光膜为对紫外线的反射率比吸收率高的反射膜。
7.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述密封部件是由具备弹性的树脂形成的O形环。
8.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
该波长检测装置具有：
加热器，其配置在所述第1壳体的外周面，调节所述内部空间的温度；
温度传感器，其测定所述内部空间的温度；及
温度控制部，其根据由所述温度传感器测定的温度，控制所述加热器的驱动。
9.(修改后)根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
作为所述标准具，该波长检测装置具备第1标准具及分辨率比所述第1标准具高的第2标准具。
10.(修改后)根据权利要求9所述的波长检测装置，其具有：
第1图像传感器，其配置在所述第1壳体的外部，对透过了所述第1标准具的所述紫外线激光的第1透过光进行摄像；
第2图像传感器，其配置在所述第1壳体的外部，对透过了所述第2标准具的所述紫外线激光的第2透过光进行摄像；
第1输出窗口，其安装在形成于所述第1壳体的第2开口而将所述第1透过光输出到所述第1壳体的外部，且作为将所述第1透过光会聚到所述第1图像传感器的聚光透镜而进行工作；
第2输出窗口，其安装在形成于所述第1壳体的第3开口而将所述第2透过光输出到所述第1壳体的外部，且作为将所述第2透过光会聚到所述第2图像传感器的聚光透镜而进行工作；
第2密封部件，其对所述第1输出窗口的端缘部与所述第2开口的内周部之间的间隙进行密封；及
第3密封部件，其对所述第2输出窗口的端缘部与所述第3开口的内周部之间的间隙进行密封。
11.根据权利要求1所述的波长检测装置，其具有：
第1分束器，其对从所述激光谐振器输出的紫外线激光的一部分进行反射，并使另一部分透过；
聚光透镜，其对由所述第1分束器反射的所述紫外线激光的至少一部分进行会聚而朝向所述扩散元件出射；及
第2壳体，其容纳所述聚光透镜。
12.根据权利要求11所述的波长检测装置，其中，
所述扩散元件配置在所述聚光透镜的后级中从所述聚光透镜的焦点位置偏离的位置处。
13.根据权利要求11所述的波长检测装置，其中
所述扩散元件设置在所述第2壳体。
14.根据权利要求13所述的波长检测装置，其中，
所述第1壳体和所述第2壳体以所述第1壳体的配置所述输入窗口的第1面与所述第2壳体的配置所述扩散元件的第2面相对的方式配置，
在所述第1面与所述第2面之间插入有绝热材料，该绝热材料在与所述输入窗口对应的位置处形成有开口，
所述波长检测装置具有遮光环，该遮光环沿着所述开口的内周配置，对从所述扩散元件出射而朝向所述绝热材料的扩散光进行遮挡。
15.根据权利要求11所述的波长检测装置，其中，
该波长检测装置还具有第2分束器，该第2分束器在所述第2壳体内，配置于所述第1分束器的后级，且该第2分束器对被所述第1分束器反射的所述紫外线激光的一部分进行反射，使另一部分透过，
所述第1分束器和所述第2分束器以所述紫外线激光各自的入射角一致，且各自的入射面垂直的方式配置。
16.根据权利要求15所述的波长检测装置，其中，
入射到所述第1分束器和所述第2分束器的所述紫外线激光各自的入射角为45°。
17.根据权利要求15所述的波长检测装置，其中，
该波长检测装置具有光束衰减器，该光束衰减器对透过了所述第2分束器的透过光进行吸收。

Claims (17)

1.一种波长检测装置，其使用至少一个标准具而检测从激光谐振器输出的紫外线激光的波长，
该波长检测装置具有：
第1壳体，其对容纳所述标准具的内部空间进行封闭；
输入窗口，其安装在形成于所述第1壳体的第1开口，将所述紫外线激光导入到所述第1壳体内；
第1密封部件，其对所述输入窗口的端缘部与所述第1开口的内周部之间的间隙进行密封；
遮光膜，其配置在所述输入窗口的端缘部与所述密封部件之间，对从所述输入窗口朝向所述第1密封部件的所述紫外线激光进行遮挡；及
扩散元件，其配置在所述第1壳体的外侧，在所述输入窗口的前级使所述紫外线激光扩散。
2.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述遮光膜的材料为铝，在所述遮光膜的与所述密封部件抵接的面设置有保护膜。
3.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述第1壳体为铝制的，对所述第1壳体的内壁面及外壁面的至少一部分实施了镀镍，并且
在所述第1壳体的所述内壁面设置有罩部件，该罩部件覆盖实施了所述镀镍的部分，且由铝或不锈钢形成，并在表面未实施所述镀镍。
4.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述扩散元件为对透过所述紫外线激光的平行平板的至少一面进行粗糙化而得到的扩散板。
5.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述输入窗口的材料为合成石英。
6.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述遮光膜为对紫外线的反射率比吸收率高的反射膜。
7.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
所述密封部件是由具备弹性的树脂形成的O形环。
8.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
该波长检测装置具有：
加热器，其配置在所述第1壳体的外周面，调节所述内部空间的温度；
温度传感器，其测定所述内部空间的温度；及
温度控制部，其根据由所述温度传感器测定的温度，控制所述加热器的驱动。
9.根据权利要求1所述的波长检测装置，其中，
作为所述标准具，该波长检测装置具备第1标准具及分辨率比所述第2标准具高的第2标准具。
10.根据权利要求9所述的波长检测装置，其具有：
第1图像传感器，其配置在所述第1壳体的外部，对透过了所述第1标准具的所述紫外线激光的第1透过光进行摄像；
第2图像传感器，其配置在所述第1壳体的外部，对透过了所述第2标准具的所述紫外线激光的第2透过光进行摄像；
第1输出窗口，其安装在形成于所述第1壳体的第2开口而将所述第1透过光输出到所述第1壳体的外部，且作为将所述第1透过光会聚到所述第1图像传感器的聚光透镜而进行工作；
第2输出窗口，其安装在形成于所述第1壳体的第3开口而将所述第2透过光输出到所述第1壳体的外部，且作为将所述第1透过光会聚到所述第2图像传感器的聚光透镜而进行工作；
第2密封部件，其对所述第1输出窗口的端缘部与所述第2开口的内周部之间的间隙进行密封；及
第3密封部件，其对所述第2输出窗口的端缘部与所述第3开口的内周部之间的间隙进行密封。
11.根据权利要求1所述的波长检测装置，其具有：
第1分束器，其对从所述激光谐振器输出的紫外线激光的一部分进行反射，并使另一部分透过；
聚光透镜，其对由所述第1分束器反射的所述紫外线激光的至少一部分进行会聚而朝向所述扩散元件出射；及
第2壳体，其容纳所述聚光透镜。
12.根据权利要求11所述的波长检测装置，其中，
所述扩散元件配置在所述聚光透镜的后级中从所述聚光透镜的焦点位置偏离的位置处。
13.根据权利要求11所述的波长检测装置，其中
所述扩散元件设置在所述第2壳体。
14.根据权利要求13所述的波长检测装置，其中，
所述第1壳体和所述第2壳体以所述第1壳体的配置所述输入窗口的第1面与所述第2壳体的配置所述扩散元件的第2面相对的方式配置，
在所述第1面与所述第2面之间插入有绝热材料，该绝热材料在与所述输入窗口对应的位置处形成有开口，
所述波长检测装置具有遮光环，该遮光环沿着所述开口的内周配置，对从所述扩散元件出射而朝向所述绝热材料的扩散光进行遮挡。
15.根据权利要求11所述的波长检测装置，其中，
该波长检测装置还具有第2分束器，该第2分束器在所述第2壳体内，配置于所述第1分束器的后级，且该第2分束器对被所述第1分束器反射的所述紫外线激光的一部分进行反射，使另一部分透过，
所述第1分束器和所述第2分束器以所述紫外线激光各自的入射角一致，且各自的入射面垂直的方式配置。
16.根据权利要求15所述的波长检测装置，其中，
入射到所述第1分束器和所述第2分束器的所述紫外线激光各自的入射角为45°。
17.根据权利要求15所述的波长检测装置，其中，
该波长检测装置具有光束衰减器，该光束衰减器对透过了所述第2分束器的透过光进行吸收。
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