JP2000146687A - Uvイメ―ジングに関するフロント照射蛍光スクリ―ン - Google Patents
Uvイメ―ジングに関するフロント照射蛍光スクリ―ンInfo
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Abstract
スクリーンを提供する。 【解決手段】 本発明のある実施形態では、バインダ中
の蛍光パウダは、石英ガラス基板の第1の平らな面に堆
積される。レーザビームのUV出力は、第1の面に対峙
する石英ガラス基板の第2の平面に入射するように角度
がつけられたミラーで反射される。蛍光体は、石英ガラ
スによって透過されたUV光によって活性化され、可視
波長を再放射する。バインダは、UV波長に対して透明
であるものが選択され、その結果、第1の面に対する蛍
光体の本当に薄い層(10乃至20ミクロン)が、入射
UVビームによって活性化される。基板の第1の面に対
する活性化された蛍光層が、非常に薄く、平らであるの
で、活性化された蛍光体は、入射UV光に精密に対応す
る可視光を作り出す。可視光は、次いで、UVビームの
特性を判断するのに使用される。
Description
成されたような紫外線(UV)の特性をカメラを使用し
て検知することに関する。
ギビームを、可視の範囲内の異なる波長に変換すること
は良く知られている。この波長変換は、不可視エネルギ
ビームを蛍光スクリーンに入射させ、可視光としてこの
エネルギビームを再放射させる蛍光スクリーンの使用に
よってしばしば達成される。かかるスクリーンは、X線
系で最も一般的に使用される。
ムの断面形状、及び、ビームにわたる光強度の変化は、
非常に重要である。かかる用途の一つは、半導体ウェハ
上に集積回路を形成するときのフォトリソグラフィの分
野である。レーザの診断目的のためにUVレーザビーム
特性を検出するのが望ましい。これらのビーム特性を検
出するために要求される解像度は、数十ミクロンのオー
ダーである。
は、珪酸ナトリウム溶液のようなバインダ中の蛍光パウ
ダは、石英ガラス基板の第1の平らな面に堆積される。
石英ガラスはUV放射に対して透明である。レーザビー
ムのUV出力は、第1の面に対峙する石英ガラス基板の
第2の平面に入射するように角度がつけられたミラーで
反射される。蛍光体は、石英ガラスによって透過された
UV光によって活性化され、第2の面を介して可視波長
を再放射する。バインダは、UV波長に対して透明であ
るものが選択され、その結果、第1の面に対する蛍光体
の本当に薄い層(10乃至20ミクロン)が、入射UV
ビームによって活性化される。基板の第1の面に対する
活性化された蛍光層が、(バインダが不透明であるた
め)非常に薄く、(石英基板の光学的表面品質のため)
平らであるので、活性化された蛍光体は、入射UV光に
精密に対応する可視光を作り出す。好ましい実施形態で
は、蛍光パウダのグレインサイズに依存して、10ミク
ロンの解像度が得られる。
ガラス基板の第2面及び第1面を介して、UVミラーを
直接介して、検知するために位置決めされ焦点合わせさ
れる。カメラからのイメージは、レーザビームの望まし
くない特性を補正するためにレーザを制御し、他の診断
目的のために解析される。
ザビームの特徴を検出し、レーザ光出力を調整するため
にこれらの特徴を使用する制御システム10の概略図で
ある。
る。ある実施形態では、レーザビーム14は、4mm×
15mmの長方形の断面積を有する。レーザ12は、約
248nm又は193nmの波長を有するUVを出力す
るエキシマレーザである。
ビーム14を受け、ビーム14の小さな部分をスクリー
ン24に反射する。スプリッタ16は、可視光の波長に
変換し、かかるミラーは2色性ミラーとして当業者に周
知である。
大部分がスプリッタ16を介して光学素子のセット、及
び、ステッパ18のレチクル、又は、半導体ウェハをレ
ーザ光に選択的に曝すためのスキャナに貫通する。ウェ
ハ表面を照射するレーザ光は、結果としての集積回路の
予定の特徴を保証するためにウェハにわたって非常に均
一でなければならない。
て反射された光20の強度は、合計のビーム14の強度
の約1%である。従って、入射ビーム14の約99%
は、スプリッタ16を介して透過され、ビーム22とし
て称される。
英基板26と、蛍光材料の堆積された層28とからな
る。ある実施形態では、基板26は、約1/4インチ厚
であり、その表面は、ひずみを実際に最小にするために
平らにするように形成される。かかる光学的に高品質な
基板は、知られており、市販されている。基板26は円
形であっても良く、長方形であってもよい。
波長に対して感度が高い蛍光材料が堆積される。ある市
販されている蛍光材料は、UV波長を緑色の波長に変換
するが、蛍光材料は、UV波長を他の波長に変換するた
めに市販されている。
ンダに蛍光パウダとして包含されており、ここでパウダ
は、10ミクロンの所望の解像度を達成するために10
ミクロンのグレインサイズを有する。5乃至50ミクロ
ンのグレインが満足に使用される。かかる蛍光材料は、
United Mineral Supply Companyから市販されている。
蛍光材料及びバインダは水中で浮遊するので、容易に塗
装することができ、又は、基板26の表面に散布するこ
とができる。次いで、混合物は水を蒸発させ、バインダ
を凝固させるために加熱される。ある実施形態では、結
果としてできた層28は、0.5mm厚であるが、この
厚さは、UV光が層28の非常に小さな距離しか貫通し
ないので、重要ではない。ある実施形態では、UV光
は、10乃至20ミクロンの距離だけ層28に入る。こ
の短い貫通が、ビームの視覚的なイメージのにじみを取
り除くために、層28における光散乱を最小にさせる。
に、蛍光材料を保持するのに使用されるバインダは、U
V放射に対して不透明であるように選択され、そのため
UV放射は散乱しない。このバインダは、珪酸ナトリウ
ム(NaSiO3)であってよく、可視光に対して透明であ
る。好ましくは、バインダは全て無機であり、その結
果,UV照射はバインダを劣化させない。ある実施形態
では、層28は5%のバインダと95%の蛍光材料から
なる。ある適当な混合物は、セメンティングガラスに関
して使用される水ガラスと一般に呼ばれる。
面に対して単に機械的に圧力がかけられただけであり、
この場合、バインダの効果は望めない。
料が市販されているので製造するのに高価でない。
させられる。基板26の裏面32から層28まで入射ビ
ームを適用することによって、光を再放射する蛍光材料
の部分が、ひずみを最小にするために非常に平坦となり
うる。利用される層の部分が、平坦な表面に対して10
乃至20ミクロンの層だけであるので、利用される部分
はまた、非常に均一であり、その結果、強度と、イメー
ジの形状のひずみが非常に小さくなる。
プリッタ16、及び、基板26の透明な表面32を介し
て可視イメージ41を見ることができ、このイメージを
電気信号に変換する。スプリッタ16は、スクリーン2
4によって再放射された光の波長に対して透明である。
レンズ42は、イメージを拡大することによって、アプ
リケーションに関するイメージをカメラ40に適当に変
換するのに使用され、ビーム20の特徴はよりよく検出
される。
るので、これらのカメラは種々の障害を有し、UV放射
は典型的にはカメラのイメージセンサを劣化させる。ス
クリーン24によって再放射された波長は、容易に検出
され、カメラ40のイメージセンサを劣化させない。
て光強度を解析し、ビーム形状を検出し、ビーム特性を
最適化かどうか判断するコントローラ44に印加され
る。あるケースでは、コントローラ44は、次いで、ビ
ームを適当に補正するためにレーザ12に対するアプリ
ケーションに関する補正信号を生成する。レーザ出力を
調整するための技術は、周知であり、ここで議論する必
要はない。カメラ40の処理された出力はまた、ビーム
特性の読み出しを提供するCRT又はプリンタ46によ
って表示されうる。
の全てのコンポーネントは、サブモジュール、又は、一
部のより複雑なビームを測定するサブモジュールとして
レーザ内に構築される。かかる構成によりその場測定が
可能になる。コンポーネントはまた、容易に搬送され、
レーザに一時的に取り付けられるセパレートモジュール
内に組み立てられ得る。この場合、構成は、フィールド
ツールと呼ばれ、レーザ特性は時折標準的に測定されう
る。かくして、その場合、コントローラ44によるレー
ザの制御は実施されない。
スクリーン24の裏面32を介して再放射されるイメー
ジを検知することは、不可視の入射光ビームの特性を正
確に検出するために他のアプリケーションに適用され
る。
使用されず、ビーム14がスクリーン24に直接入射さ
れる。かかる実施形態では、カメラ40は、表面32を
介して発する活性化した蛍光材料の発光を正確に検出す
るように、ビーム14から僅かにオフセットされる。
きたけれども、本発明の広い観点から逸脱することなく
変更及び修正をすることができるということは当業者に
明らかであり、それゆえ、本発明の精神及び範囲内にあ
るかかる全ての変更及び修正は特許請求の範囲に入る。
ステムの概略図である。
Claims (21)
- 【請求項1】人間の目に対して不可視である第1の波長
の光を生成する光源と、 前記第1の波長の前記光を第2の波長の光に変換するた
めのスクリーンと、を有し、 前記スクリーンは、対峙する滑らかな表面を備える基板
を有し、 前記基板は、前記第1の波長と前記第2の波長の前記光
に対して透明であり、 前記基板は、前記第1の波長の前記光によって活性化さ
れたとき、前記第2の波長の光を生成する材料を第1の
表面に堆積させ、 前記第1の波長の前記光は、前記第1の表面と対峙する
前記基板の第2の表面に当てられ、 前記第2の表面を介して発する前記第2の波長の光を検
出する光学検出器と、を有する、システム。 - 【請求項2】前記第1の表面に堆積される前記材料が蛍
光材料である、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項3】前記第1の表面に堆積される前記材料がバ
インダの蛍光材料であり、 前記バインダが前記第1の波長の前記光に対して透明で
ある、請求項2に記載のシステム。 - 【請求項4】前記基板が石英ガラスである、請求項1に
記載のシステム。 - 【請求項5】前記第1の波長の前記光が、レーザから発
する紫外光である、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項6】前記レーザからのビーム出力が、ビームス
プリッタから反射され、前記スクリーンの前記第2の表
面を介して前記材料に反射される、請求項5に記載のシ
ステム。 - 【請求項7】前記検出器が、前記スプリッタを介して前
記基板の前記第2の表面を検知し、前記スプリッタは前
記第2の波長に対して透明である、請求項6に記載のシ
ステム。 - 【請求項8】前記検出器が、前記スクリーンによって生
成された前記第2の波長の検出された光に応じて信号を
出力し、前記システムが、 前記光源を調節するために前記信号を制御信号に変換す
るためのコントローラを更に有する、 請求項1に記載のシステム。 - 【請求項9】前記材料が、おおよそ5ミクロン乃至50
ミクロンの範囲内のグレインサイズを有する蛍光パウダ
からなる、 請求項1に記載のシステム。 - 【請求項10】前記第2の表面に入射する前記第1の波
長の前記光が、おおよそ20ミクロンの最大深度で前記
材料に入る、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項11】前記材料が、珪酸ナトリウムのバインダ
に蛍光パウダを有する、請求項1に記載のシステム。 - 【請求項12】人間の目に対して不可視の第1の波長の
光を生成させ、 前記第1の波長の前記光を第2の波長の光に変換するた
めのスクリーンを提供し、 前記スクリーンが対峙する滑らかな表面を有する基板を
備え、 前記基板が前記第1の波長及び前記第2の波長の前記光
に対して透明であり、 前記基板は、前記第1の波長の前記光によって活性化さ
れたとき、前記第2の波長の光を生成する材料を第1の
表面に堆積させ、 前記第1の波長の前記光を、前記第1の表面と対峙する
前記基板の第2の表面に当て、 前記第2の表面を介して発する前記第2の波長の光を検
出する、方法。 - 【請求項13】前記第1の表面に堆積された前記材料が
バインダ中の蛍光材料であり、前記バインダが前記第1
の波長の前記光に対して透明である、請求項12に記載
の方法。 - 【請求項14】前記基板が石英ガラスである、請求項1
2に記載の方法。 - 【請求項15】前記第1の波長の光がレーザから出る紫
外光である、請求項12に記載の方法。 - 【請求項16】前記レーザからのビーム出力をビームス
プリッタで反射し、前記スクリーンの前記第2の表面を
介して前記材料に反射させることを更に含む、請求項1
5に記載の方法。 - 【請求項17】前記検出器が前記スプリッタを介して前
記基板の前記第2の表面を検知することができ、前記ス
プリッタが前記第2の波長に対して透明である、請求項
16に記載の方法。 - 【請求項18】検出器が、前記第2の表面を介して発す
る前記光を検出し、前記方法が、 前記スクリーンによって生成された前記第2の波長の検
出された光に対応して前記検出器によって信号を生成
し、 前記信号を前記光源を調節するための制御信号に変換す
ることを更に含む、請求項12に記載の方法。 - 【請求項19】前記材料が、おおよそ5ミクロン乃至5
0ミクロンの範囲内のグレインサイズを有する蛍光パウ
ダからなる、請求項12に記載の方法。 - 【請求項20】前記第2の表面に入射する前記第1の波
長の前記光が、おおよそ20ミクロンの最大深度で前記
材料に入る、請求項12に記載の方法。 - 【請求項21】前記材料が、珪酸ナトリウムのバインダ
中に蛍光パウダを有する、請求項12に記載の方法。
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