JP2001007007A - 半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装置 - Google Patents
半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 標準光と半導体露光用エキシマレーザ光を時
間差なく同時に高精度測定できる波長モニタ装置。 【解決手段】 半導体露光用エキシマレーザ２０からの
光とＨｅ−Ｎｅレーザ１０からの基準光を相互に中心軸
をずらして単一のエタロン１の別々の領域に発散光、集
束光あるいは拡散光として入射させる入射側光学系
２1 、２2 と、エタロン１を透過した２つの光の中心軸
に略同軸に設けられた２つの集光光学系３1 、３2 と、
集光光学系３1 、３2 の後側焦点面Ｐに配置され２つの
光によって発生した干渉縞を受光する１次元アレイ光セ
ンサ４とからなり、１次元アレイ光センサ４上の干渉縞
の位置を検出して半導体露光用エキシマレーザ光の波長
を算出する波長モニタ装置。
間差なく同時に高精度測定できる波長モニタ装置。 【解決手段】 半導体露光用エキシマレーザ２０からの
光とＨｅ−Ｎｅレーザ１０からの基準光を相互に中心軸
をずらして単一のエタロン１の別々の領域に発散光、集
束光あるいは拡散光として入射させる入射側光学系
２1 、２2 と、エタロン１を透過した２つの光の中心軸
に略同軸に設けられた２つの集光光学系３1 、３2 と、
集光光学系３1 、３2 の後側焦点面Ｐに配置され２つの
光によって発生した干渉縞を受光する１次元アレイ光セ
ンサ４とからなり、１次元アレイ光センサ４上の干渉縞
の位置を検出して半導体露光用エキシマレーザ光の波長
を算出する波長モニタ装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体露光用エキ
シマレーザ光のための波長モニタ装置に関し、特に、波
長が既知の基準光に対する半導体露光用エキシマレーザ
光の波長を同時に測定する半導体露光用エキシマレーザ
光のための波長モニタ装置に関するものである。
シマレーザ光のための波長モニタ装置に関し、特に、波
長が既知の基準光に対する半導体露光用エキシマレーザ
光の波長を同時に測定する半導体露光用エキシマレーザ
光のための波長モニタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化につれて半導体
露光光の短波長化が進み、次世代の半導体リソグラフィ
ー用光源として、波長１９３．４ｎｍのＡｒＦエキシマ
レーザが有力である。通常、ＡｒＦエキシマレーザは、
スペクトル幅が４００ｐｍ程度と広い。しかしながら、
真空紫外域において使用可能な露光装置用光学材料とし
ては、合成石英と螢石しか存在せず、露光装置の投影光
学系において色消しが極めて困難である。露光装置の投
影光学系におけるこの色収差の問題を回避するために
は、スペクトル幅を１ｐｍ以下に狭帯域化することが必
要となり、また、中心波長も変動が±０．１ｐｍ以内の
波長安定化が必須の要件となる。
露光光の短波長化が進み、次世代の半導体リソグラフィ
ー用光源として、波長１９３．４ｎｍのＡｒＦエキシマ
レーザが有力である。通常、ＡｒＦエキシマレーザは、
スペクトル幅が４００ｐｍ程度と広い。しかしながら、
真空紫外域において使用可能な露光装置用光学材料とし
ては、合成石英と螢石しか存在せず、露光装置の投影光
学系において色消しが極めて困難である。露光装置の投
影光学系におけるこの色収差の問題を回避するために
は、スペクトル幅を１ｐｍ以下に狭帯域化することが必
要となり、また、中心波長も変動が±０．１ｐｍ以内の
波長安定化が必須の要件となる。
【０００３】スペクトル線幅の狭帯域化には、例えばビ
ーム径拡大プリズムと回折格子からなる狭帯域化光学系
により実現され、また、回折格子への光の入射角を制御
することにより波長選択がなされる。
ーム径拡大プリズムと回折格子からなる狭帯域化光学系
により実現され、また、回折格子への光の入射角を制御
することにより波長選択がなされる。
【０００４】上記のような波長安定化を実現するために
は、露光中に狭帯域化されたＡｒＦエキシマレーザ光の
波長及びスペクトル線幅を計測し、そのデータを基にＡ
ｒＦエキシマレーザのフィードバック制御を行うための
波長モニタ装置が必要となる。
は、露光中に狭帯域化されたＡｒＦエキシマレーザ光の
波長及びスペクトル線幅を計測し、そのデータを基にＡ
ｒＦエキシマレーザのフィードバック制御を行うための
波長モニタ装置が必要となる。
【０００５】このような波長モニタ装置の従来例とし
て、バーレー社の波長モニタ装置の構成を図４に示す。
この装置においては、標準光源としての波長６３２．８
ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザからの基準光が反射鏡とシャッ
タＡを経てビームスプリッタに入射し、そこで反射さ
れ、反射鏡、凹面鏡を経てエタロンに達し、エタロンで
多重干渉された光は集光レンズを経てその後側焦点面に
同心円状あるいは平行線からなる干渉縞（フリンジ）を
形成する。この後側焦点面にリニアアレイセンサ（ＣＣ
Ｄ）が配置されており、各フリンジのＣＣＤ上での位置
データから、エタロンの空気の屈折率の変動やミラー間
隔の変動を補正する。次いで、シャッタＡを閉じ、Ａｒ
Ｆエキシマレーザからの波長１９３．４ｎｍ近傍の被波
長測定光が図の右側から入射開口とシャッタＢを経てビ
ームスプリッタを透過し、反射鏡、凹面鏡で反射されて
エタロンに達し、エタロンで多重干渉された光は集光レ
ンズを経てその後側焦点面のＣＣＤ上に同心円状あるい
は平行線からなる干渉縞（フリンジ）を形成する。その
被波長測定光のフリンジのＣＣＤ上での位置データから
被波長測定光の波長を算出する。
て、バーレー社の波長モニタ装置の構成を図４に示す。
この装置においては、標準光源としての波長６３２．８
ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザからの基準光が反射鏡とシャッ
タＡを経てビームスプリッタに入射し、そこで反射さ
れ、反射鏡、凹面鏡を経てエタロンに達し、エタロンで
多重干渉された光は集光レンズを経てその後側焦点面に
同心円状あるいは平行線からなる干渉縞（フリンジ）を
形成する。この後側焦点面にリニアアレイセンサ（ＣＣ
Ｄ）が配置されており、各フリンジのＣＣＤ上での位置
データから、エタロンの空気の屈折率の変動やミラー間
隔の変動を補正する。次いで、シャッタＡを閉じ、Ａｒ
Ｆエキシマレーザからの波長１９３．４ｎｍ近傍の被波
長測定光が図の右側から入射開口とシャッタＢを経てビ
ームスプリッタを透過し、反射鏡、凹面鏡で反射されて
エタロンに達し、エタロンで多重干渉された光は集光レ
ンズを経てその後側焦点面のＣＣＤ上に同心円状あるい
は平行線からなる干渉縞（フリンジ）を形成する。その
被波長測定光のフリンジのＣＣＤ上での位置データから
被波長測定光の波長を算出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の波長
モニタ装置においては、標準光源（Ｈｅ−Ｎｅレーザ）
によるフリンジとエキシマレーザによるフリンジとがＣ
ＣＤ上の同じ領域に結像し、仮に両フリンジを同時に観
測しようとすると（シャッタＡとシャッタＢを共に開い
て入射させる。）、両フリンジ同士がリニアアレイセン
サ上で互いにオーバーラップしてしまい、各フリンジの
位置を正確に測定することが困難となる。そのため、従
来は、各フリンジを個別に測定せざるを得ず、標準光源
のフリンジを用いたエタロンの校正（フリンジ位置の測
定）と、エキシマレーザのフリンジを用いた波長測定
（フリンジ位置の測定）との間に時間間隔が空くので、
その分測定に誤差が生じる可能性がある。
モニタ装置においては、標準光源（Ｈｅ−Ｎｅレーザ）
によるフリンジとエキシマレーザによるフリンジとがＣ
ＣＤ上の同じ領域に結像し、仮に両フリンジを同時に観
測しようとすると（シャッタＡとシャッタＢを共に開い
て入射させる。）、両フリンジ同士がリニアアレイセン
サ上で互いにオーバーラップしてしまい、各フリンジの
位置を正確に測定することが困難となる。そのため、従
来は、各フリンジを個別に測定せざるを得ず、標準光源
のフリンジを用いたエタロンの校正（フリンジ位置の測
定）と、エキシマレーザのフリンジを用いた波長測定
（フリンジ位置の測定）との間に時間間隔が空くので、
その分測定に誤差が生じる可能性がある。
【０００７】図４の波長モニタ装置において、標準光源
としては、例えば周波数高安定のＨｅ−Ｎｅレーザが用
いられるが、このようなレーザは立ち上がりから安定化
するのに時間がかかるので、立ち上げ後測定終了まで連
続発振させる必要がある。そのため、エキシマレーザに
よる波長測定中は、このＨｅ−Ｎｅレーザによるフリン
ジがＣＣＤ上に結像しないようにするために、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザとエタロンとの間の遮光のためのシャッタ機構
（シャッタＡ）を設ける必要がある。エキシマレーザの
繰り返し周波数が大きくなると、そのショット毎に波長
測定しようとするとこのシャッタＡの開閉がそれに追従
できなくなってしまう。
としては、例えば周波数高安定のＨｅ−Ｎｅレーザが用
いられるが、このようなレーザは立ち上がりから安定化
するのに時間がかかるので、立ち上げ後測定終了まで連
続発振させる必要がある。そのため、エキシマレーザに
よる波長測定中は、このＨｅ−Ｎｅレーザによるフリン
ジがＣＣＤ上に結像しないようにするために、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザとエタロンとの間の遮光のためのシャッタ機構
（シャッタＡ）を設ける必要がある。エキシマレーザの
繰り返し周波数が大きくなると、そのショット毎に波長
測定しようとするとこのシャッタＡの開閉がそれに追従
できなくなってしまう。
【０００８】また、エタロンのコーティングに関して、
一つのエタロンをＨｅ−Ｎｅレーザ光とエキシマレーザ
光が透過する。そのため、エタロンを構成する反射鏡に
はＨｅ−Ｎｅレーザ光の波長６３２．８ｎｍとＡｒＦエ
キシマレーザ光の波長約１９３ｎｍの２波長に対する誘
電体多層膜コーティングが必要となるが、両者に対して
共に十分な反射率と低損失特性を得ることができるよう
なコーティングを構成することは難しく、かつ、高価と
なる。
一つのエタロンをＨｅ−Ｎｅレーザ光とエキシマレーザ
光が透過する。そのため、エタロンを構成する反射鏡に
はＨｅ−Ｎｅレーザ光の波長６３２．８ｎｍとＡｒＦエ
キシマレーザ光の波長約１９３ｎｍの２波長に対する誘
電体多層膜コーティングが必要となるが、両者に対して
共に十分な反射率と低損失特性を得ることができるよう
なコーティングを構成することは難しく、かつ、高価と
なる。
【０００９】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、標準光と半導体
露光用エキシマレーザ光を時間差なく同時に高精度測定
でき、また、両光を切り換えるシャッタ機構を必要とせ
ず、さらに、標準光と半導体露光用エキシマレーザ光に
対して別々に十分な反射率と低損失特性を有するコーテ
ィングをエタロンに設ければよい波長モニタ装置を提供
することである。
みてなされたものであり、その目的は、標準光と半導体
露光用エキシマレーザ光を時間差なく同時に高精度測定
でき、また、両光を切り換えるシャッタ機構を必要とせ
ず、さらに、標準光と半導体露光用エキシマレーザ光に
対して別々に十分な反射率と低損失特性を有するコーテ
ィングをエタロンに設ければよい波長モニタ装置を提供
することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ
装置は、半導体露光用エキシマレーザ光と基準光を相互
に中心軸をずらして単一のエタロンの別々の領域に発散
光、集束光あるいは拡散光として入射させる入射側光学
系と、前記エタロンを透過した前記の２つの光の中心軸
に略同軸に設けられた２つの集光光学系と、前記の集光
光学系の後側焦点面に配置され前記の２つの光によって
発生した干渉縞を受光する１次元アレイ光センサとから
なり、前記１次元アレイ光センサ上の干渉縞の位置を検
出して前記半導体露光用エキシマレーザ光の波長を算出
することを特徴とするものである。
明の半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ
装置は、半導体露光用エキシマレーザ光と基準光を相互
に中心軸をずらして単一のエタロンの別々の領域に発散
光、集束光あるいは拡散光として入射させる入射側光学
系と、前記エタロンを透過した前記の２つの光の中心軸
に略同軸に設けられた２つの集光光学系と、前記の集光
光学系の後側焦点面に配置され前記の２つの光によって
発生した干渉縞を受光する１次元アレイ光センサとから
なり、前記１次元アレイ光センサ上の干渉縞の位置を検
出して前記半導体露光用エキシマレーザ光の波長を算出
することを特徴とするものである。
【００１１】この場合に、１次元アレイ光センサは単一
の１次元アレイ光センサからなり、半導体露光用エキシ
マレーザ光による干渉縞と、基準光による干渉縞とが相
互に重畳することなく、その１次元アレイ光センサの別
々の分割領域に入射するようにすることが望ましい。
の１次元アレイ光センサからなり、半導体露光用エキシ
マレーザ光による干渉縞と、基準光による干渉縞とが相
互に重畳することなく、その１次元アレイ光センサの別
々の分割領域に入射するようにすることが望ましい。
【００１２】また、エタロンの半導体露光用エキシマレ
ーザ光が入射する領域と、基準光が入射する領域とに別
々の反射コーティングが施されているものとすることが
望ましい。
ーザ光が入射する領域と、基準光が入射する領域とに別
々の反射コーティングが施されているものとすることが
望ましい。
【００１３】これらの半導体露光用エキシマレーザ光の
ための波長モニタ装置は、半導体露光用エキシマレーザ
光をＡｒＦエキシマレーザ光、基準光をＨｅ−Ｎｅレー
ザ光とする場合に有効なものである。
ための波長モニタ装置は、半導体露光用エキシマレーザ
光をＡｒＦエキシマレーザ光、基準光をＨｅ−Ｎｅレー
ザ光とする場合に有効なものである。
【００１４】本発明においては、半導体露光用エキシマ
レーザ光と基準光を相互に中心軸をずらして単一のエタ
ロンの別々の領域に入射させ、エタロンを透過した光の
干渉縞を２つの集光光学系によって１次元アレイ光セン
サ上に生じさせるので、基準光の波長を基準として被波
長測定光の波長を高精度同時測定を行うことが可能とな
り、各測定間の時間的ずれによって生じる測定誤差の影
響を除去することができる。また、単一のエタロンのコ
ーティング領域を２分割し、一方の領域に基準光用のコ
ーティングを、他方の領域に被波長測定光用コーティン
グを施せばよく、エタロンの反射コーティングが施しや
すくなる。
レーザ光と基準光を相互に中心軸をずらして単一のエタ
ロンの別々の領域に入射させ、エタロンを透過した光の
干渉縞を２つの集光光学系によって１次元アレイ光セン
サ上に生じさせるので、基準光の波長を基準として被波
長測定光の波長を高精度同時測定を行うことが可能とな
り、各測定間の時間的ずれによって生じる測定誤差の影
響を除去することができる。また、単一のエタロンのコ
ーティング領域を２分割し、一方の領域に基準光用のコ
ーティングを、他方の領域に被波長測定光用コーティン
グを施せばよく、エタロンの反射コーティングが施しや
すくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体露光用エキ
シマレーザ光のための波長モニタ装置の実施例について
説明する。
シマレーザ光のための波長モニタ装置の実施例について
説明する。
【００１６】図１は１実施例の波長モニタ装置の光路図
であり、１個のエタロン１を備えている。このエタロン
１の入射側には、２つの凹レンズ２1 、２2 が並べて配
置されており、凹レンズ２1 には、基準光源であるＨｅ
−Ｎｅレーザ１０からの基準光が反射鏡６、６を介して
入射される。また、もう一方の凹レンズ２2 には、半導
体露光用の例えばＡｒＦエキシマレーザ２０からの被波
長測定光が反射鏡６、６、入射開口５を介して入射され
る。凹レンズ２1 で発散光に変換された基準光は、エタ
ロン１を透過して、その射出側に光軸がエタロン１に対
して垂直に配置された集光レンズ３1 によりある程度発
散角が絞られ、その集光レンズ３1 の後側焦点面に基準
光のフリンジを形成する。同様に、凹レンズ２2 で発散
光に変換された被波長測定光は、同じエタロン１の別々
の領域を透過して、その射出側に光軸がエタロン１に対
して垂直に配置された集光レンズ３2 によりある程度発
散角が絞られ、集光レンズ３2 の後側焦点面に被波長測
定光のフリンジを形成する。ここで、集光レンズ３1 の
後側焦点面と集光レンズ３2 の後側焦点面とが平面Ｐに
一致し、かつ、両集光集光レンズ３1 、３2 によって絞
られた光束の一部が平面Ｐ上で相互に重畳するように、
両集光集光レンズ３1 、３2 が配置されている。そし
て、この重畳領域の少なくとも一部を含むように単一の
１次元アレイ光センサとしてのＣＣＤ４が平面Ｐ上にそ
の１次元方向を図の上下方向に向けて配置される。
であり、１個のエタロン１を備えている。このエタロン
１の入射側には、２つの凹レンズ２1 、２2 が並べて配
置されており、凹レンズ２1 には、基準光源であるＨｅ
−Ｎｅレーザ１０からの基準光が反射鏡６、６を介して
入射される。また、もう一方の凹レンズ２2 には、半導
体露光用の例えばＡｒＦエキシマレーザ２０からの被波
長測定光が反射鏡６、６、入射開口５を介して入射され
る。凹レンズ２1 で発散光に変換された基準光は、エタ
ロン１を透過して、その射出側に光軸がエタロン１に対
して垂直に配置された集光レンズ３1 によりある程度発
散角が絞られ、その集光レンズ３1 の後側焦点面に基準
光のフリンジを形成する。同様に、凹レンズ２2 で発散
光に変換された被波長測定光は、同じエタロン１の別々
の領域を透過して、その射出側に光軸がエタロン１に対
して垂直に配置された集光レンズ３2 によりある程度発
散角が絞られ、集光レンズ３2 の後側焦点面に被波長測
定光のフリンジを形成する。ここで、集光レンズ３1 の
後側焦点面と集光レンズ３2 の後側焦点面とが平面Ｐに
一致し、かつ、両集光集光レンズ３1 、３2 によって絞
られた光束の一部が平面Ｐ上で相互に重畳するように、
両集光集光レンズ３1 、３2 が配置されている。そし
て、この重畳領域の少なくとも一部を含むように単一の
１次元アレイ光センサとしてのＣＣＤ４が平面Ｐ上にそ
の１次元方向を図の上下方向に向けて配置される。
【００１７】ＣＣＤ４からのフリンジの位置信号は信号
処理表示回路７に入力され、その信号処理表示回路７で
処理されて得られた波長制御信号８はＡｒＦエキシマレ
ーザ２０に入力され、その中の狭帯域化光学系の例えば
回折格子の角度制御に用いられる。
処理表示回路７に入力され、その信号処理表示回路７で
処理されて得られた波長制御信号８はＡｒＦエキシマレ
ーザ２０に入力され、その中の狭帯域化光学系の例えば
回折格子の角度制御に用いられる。
【００１８】また、凹レンズ２1 を経て基準光が入射す
る領域のエタロン１の反射鏡には、その基準光（Ｈｅ−
Ｎｅレーザ光）を低損失で反射するように設計された誘
電体多層膜コーティングが施され、また、エタロン１の
凹レンズ２2 を経て被波長測定光（ＡｒＦエキシマレー
ザ光）が入射する領域の反射鏡には、その被波長測定光
を低損失で反射するように設計された別の誘電体多層膜
コーティングが施されている。
る領域のエタロン１の反射鏡には、その基準光（Ｈｅ−
Ｎｅレーザ光）を低損失で反射するように設計された誘
電体多層膜コーティングが施され、また、エタロン１の
凹レンズ２2 を経て被波長測定光（ＡｒＦエキシマレー
ザ光）が入射する領域の反射鏡には、その被波長測定光
を低損失で反射するように設計された別の誘電体多層膜
コーティングが施されている。
【００１９】ところで、ＣＣＤ４上に入射する基準光の
フリンジを形成する光束の一部と被波長測定光のフリン
ジを形成する光束の一部は、この実施例ではＣＣＤ４上
で重畳するように同時に入射するが、その様子の一例を
図２に示す。図２に示すように、両光束はＣＣＤ４上で
一部重なるが、それぞれの光束の中心Ｏ1 、Ｏ2 （集光
レンズ３1 、３2 の光軸に一致する）は平面Ｐ上でＣＣ
Ｄ４の１次元アレイ配置方向にずれて入射し、それら中
心Ｏ1 、Ｏ2 を中心として形成される基準光のフリンジ
Ｆ1 と被波長測定光のフリンジＦ2 とはＣＣＤ４の別々
の分割領域ＡとＢに入射するように調整されている。そ
のため、一つのＣＣＤ４で両フリンジＦ 1 、Ｆ2 のフリ
ンジ間隔を測って基準光の波長を基準として被波長測定
光の波長を同時に高精度で測定することができる。以
下、その測定手順の一例を説明する。なお、フリンジＦ
1 、Ｆ2 のそれらの中心Ｏ1 、Ｏ2 から数えた次数を１
次、２次、３次・・・とする。
フリンジを形成する光束の一部と被波長測定光のフリン
ジを形成する光束の一部は、この実施例ではＣＣＤ４上
で重畳するように同時に入射するが、その様子の一例を
図２に示す。図２に示すように、両光束はＣＣＤ４上で
一部重なるが、それぞれの光束の中心Ｏ1 、Ｏ2 （集光
レンズ３1 、３2 の光軸に一致する）は平面Ｐ上でＣＣ
Ｄ４の１次元アレイ配置方向にずれて入射し、それら中
心Ｏ1 、Ｏ2 を中心として形成される基準光のフリンジ
Ｆ1 と被波長測定光のフリンジＦ2 とはＣＣＤ４の別々
の分割領域ＡとＢに入射するように調整されている。そ
のため、一つのＣＣＤ４で両フリンジＦ 1 、Ｆ2 のフリ
ンジ間隔を測って基準光の波長を基準として被波長測定
光の波長を同時に高精度で測定することができる。以
下、その測定手順の一例を説明する。なお、フリンジＦ
1 、Ｆ2 のそれらの中心Ｏ1 、Ｏ2 から数えた次数を１
次、２次、３次・・・とする。
【００２０】（１）エタロン１の反射鏡間の距離（カタ
ログ値：出発値）をｄ、基準光の波長をλ1 、基準光に
対する空気の屈折率をｎ1 、基準光のフリンジＦ1 を形
成する集光レンズ３1 の焦点距離をｆ1 とする。
ログ値：出発値）をｄ、基準光の波長をλ1 、基準光に
対する空気の屈折率をｎ1 、基準光のフリンジＦ1 を形
成する集光レンズ３1 の焦点距離をｆ1 とする。
【００２１】（２）基準光のフリンジＦ1 の１次の縞に
関する光路差を決める整数を決定するために、エタロン
１の干渉条件を表す式： ｍs λ1 ＝２ｎ1 ｄｃｏｓθs ・・・（ａ） において、θs ＝０として、ｍs を求める。求めたｍs
に近接しそれ以下の整数を求め、その整数をＭs とす
る。
関する光路差を決める整数を決定するために、エタロン
１の干渉条件を表す式： ｍs λ1 ＝２ｎ1 ｄｃｏｓθs ・・・（ａ） において、θs ＝０として、ｍs を求める。求めたｍs
に近接しそれ以下の整数を求め、その整数をＭs とす
る。
【００２２】（３）基準光のフリンジＦ1 の１次、２次
の縞の関する入射角θs1、θs2は、式（ａ）より、 θs1＝ｃｏｓ-1（Ｍs λ1 ／２ｎ1 ｄ） θs2＝ｃｏｓ-1｛（Ｍs −１）λ1 ／２ｎ1 ｄ｝ となる。
の縞の関する入射角θs1、θs2は、式（ａ）より、 θs1＝ｃｏｓ-1（Ｍs λ1 ／２ｎ1 ｄ） θs2＝ｃｏｓ-1｛（Ｍs −１）λ1 ／２ｎ1 ｄ｝ となる。
【００２３】（４）ＣＣＤ４上でのフリンジＦ1 の１次
の縞の位置をＸs1、２次の縞の位置をＸs2とすると、 Ｘs2−Ｘs1＝ΔＸs ＝ｆ1 （ｔａｎθs2−ｔａｎθs1） ＝ｆ1 ［ｔａｎ〔ｃｏｓ-1｛（Ｍs −１）λ1 ／２ｎ1
ｄ｝〕−ｔａｎ｛ｃｏｓ-1（Ｍs λ1 ／２ｎ1 ｄ）｝］ となるはずである。
の縞の位置をＸs1、２次の縞の位置をＸs2とすると、 Ｘs2−Ｘs1＝ΔＸs ＝ｆ1 （ｔａｎθs2−ｔａｎθs1） ＝ｆ1 ［ｔａｎ〔ｃｏｓ-1｛（Ｍs −１）λ1 ／２ｎ1
ｄ｝〕−ｔａｎ｛ｃｏｓ-1（Ｍs λ1 ／２ｎ1 ｄ）｝］ となるはずである。
【００２４】（５）ＣＣＤ４上での実際の基準光のフリ
ンジＦ1 の１次の縞の位置と２次の縞の位置の差Δ
Ｘs ’を測定する（図２）。
ンジＦ1 の１次の縞の位置と２次の縞の位置の差Δ
Ｘs ’を測定する（図２）。
【００２５】（６）測定値ΔＸs ’と計算値ΔＸs の差
（ΔＸs ’−ΔＸs ）を計算する。
（ΔＸs ’−ΔＸs ）を計算する。
【００２６】（７）この（ΔＸs ’−ΔＸs ）が最小値
になるまで、エタロン１の反射鏡間の間隔ｄの値を、例
えばλ1 ／２０刻みで変化させて、上記（３）〜（６）
を繰り返す。
になるまで、エタロン１の反射鏡間の間隔ｄの値を、例
えばλ1 ／２０刻みで変化させて、上記（３）〜（６）
を繰り返す。
【００２７】（８）（７）で最終的に得られたｄをｄ’
とする。
とする。
【００２８】（９）｜ｄ−ｄ’｜を計算する。
【００２９】（10）例えば｜ｄ−ｄ’｜≦λ1 ／１０の
ときに、エタロン１の反射鏡間の間隔をｄ’に確定す
る。
ときに、エタロン１の反射鏡間の間隔をｄ’に確定す
る。
【００３０】（11）例えば｜ｄ−ｄ’｜＞λ1 ／１０の
とき、Ｍs を１減らして（Ｍs −１）新たなＭs とし
て、上記（３）〜（９）を繰り返す。
とき、Ｍs を１減らして（Ｍs −１）新たなＭs とし
て、上記（３）〜（９）を繰り返す。
【００３１】（12）被波長測定光の波長をλ2 、被波長
測定光に対する空気の屈折率をｎ2、被波長測定光のフ
リンジＦ2 を形成する集光レンズ３2 の焦点距離をｆ2
とする。
測定光に対する空気の屈折率をｎ2、被波長測定光のフ
リンジＦ2 を形成する集光レンズ３2 の焦点距離をｆ2
とする。
【００３２】（13）被波長測定光のフリンジＦ2 の１次
の縞に関する光路差を決める整数を決定するために、エ
タロン１の干渉条件を表す式： ｍλ2 ＝２ｎ2 ｄ’ｃｏｓθ ・・・（ｂ） において、θ＝０として、ｍを求める。求めたｍに近接
しそれ以下の整数を求め、その整数をＭとする。
の縞に関する光路差を決める整数を決定するために、エ
タロン１の干渉条件を表す式： ｍλ2 ＝２ｎ2 ｄ’ｃｏｓθ ・・・（ｂ） において、θ＝０として、ｍを求める。求めたｍに近接
しそれ以下の整数を求め、その整数をＭとする。
【００３３】（14）被波長測定光のフリンジＦ2 の１
次、２次の縞の関する入射角θ1 、θ 2 は、式（ｂ）よ
り、 θ1 ＝ｃｏｓ-1（Ｍλ2 ／２ｎ2 ｄ’） θ2 ＝ｃｏｓ-1｛（Ｍ−１）λ2 ／２ｎ2 ｄ’｝ となる。
次、２次の縞の関する入射角θ1 、θ 2 は、式（ｂ）よ
り、 θ1 ＝ｃｏｓ-1（Ｍλ2 ／２ｎ2 ｄ’） θ2 ＝ｃｏｓ-1｛（Ｍ−１）λ2 ／２ｎ2 ｄ’｝ となる。
【００３４】（15）ＣＣＤ４上でのフリンジＦ2 の１次
の縞の位置をＸ1 、２次の縞の位置をＸ2 とすると、 Ｘ2 −Ｘ1 ＝ΔＸ＝ｆ2 （ｔａｎθ2 −ｔａｎθ1 ） ＝ｆ2 ［ｔａｎ〔ｃｏｓ-1｛（Ｍ−１）λ2 ／２ｎ
2 ｄ’｝〕−ｔａｎ｛ｃｏｓ-1（Ｍλ2 ／２ｎ
2 ｄ’）｝］となるはずである。
の縞の位置をＸ1 、２次の縞の位置をＸ2 とすると、 Ｘ2 −Ｘ1 ＝ΔＸ＝ｆ2 （ｔａｎθ2 −ｔａｎθ1 ） ＝ｆ2 ［ｔａｎ〔ｃｏｓ-1｛（Ｍ−１）λ2 ／２ｎ
2 ｄ’｝〕−ｔａｎ｛ｃｏｓ-1（Ｍλ2 ／２ｎ
2 ｄ’）｝］となるはずである。
【００３５】（16）ＣＣＤ４上での実際の被波長測定光
のフリンジＦ2 の１次の縞の位置と２次の縞の位置の差
ΔＸ’を測定する（図２）。
のフリンジＦ2 の１次の縞の位置と２次の縞の位置の差
ΔＸ’を測定する（図２）。
【００３６】（17）測定値ΔＸ’と計算値ΔＸの差（Δ
Ｘ’−ΔＸ）を計算する。
Ｘ’−ΔＸ）を計算する。
【００３７】（18）この（ΔＸ’−ΔＸ）が最小値にな
るまで、λ2 を、例えば０．０５ｐｍ刻みで変化させ
て、上記（１４）〜（１７）を繰り返して、その結果得
られたλ2 を測定波長とする。
るまで、λ2 を、例えば０．０５ｐｍ刻みで変化させ
て、上記（１４）〜（１７）を繰り返して、その結果得
られたλ2 を測定波長とする。
【００３８】ところで、図１の配置において、図３に示
すように、基準光のフリンジＦ1 を形成する光束と被波
長測定光のフリンジＦ2 を形成する光束がＣＣＤ４の別
々の領域Ａ、Ｂに入射するようにしてももちろんよい。
この場合には、各領域Ａ、Ｂの最も端に位置する縞の位
置間の距離（ａ−ｂ，ｃ−ｄ）を求め、線分ａ−ｂ，線
分ｃ−ｄの中点の位置をフリンジＦ1 、Ｆ2 の中心
Ｏ1 、Ｏ2 として求め、その中心Ｏ1 、Ｏ2 に最も近接
している一方の縞の位置を１次の縞と認識し、その１次
の縞の外側の縞の位置を２次の縞と認識して、両縞間の
間隔を測定して上記ΔＸs ’、ΔＸ’とすればよい。
すように、基準光のフリンジＦ1 を形成する光束と被波
長測定光のフリンジＦ2 を形成する光束がＣＣＤ４の別
々の領域Ａ、Ｂに入射するようにしてももちろんよい。
この場合には、各領域Ａ、Ｂの最も端に位置する縞の位
置間の距離（ａ−ｂ，ｃ−ｄ）を求め、線分ａ−ｂ，線
分ｃ−ｄの中点の位置をフリンジＦ1 、Ｆ2 の中心
Ｏ1 、Ｏ2 として求め、その中心Ｏ1 、Ｏ2 に最も近接
している一方の縞の位置を１次の縞と認識し、その１次
の縞の外側の縞の位置を２次の縞と認識して、両縞間の
間隔を測定して上記ΔＸs ’、ΔＸ’とすればよい。
【００３９】このように、本発明においては、共通の単
一のエタロン１の別々の領域に基準光と被波長測定光を
同時に入射させて、基準光の波長を基準として被波長測
定光の波長を測定するので、高精度同時測定を行うこと
が可能となる。したがって、従来のＨｅ−Ｎｅレーザ光
によるエタロンの校正後にエキシマレーザ光の波長測定
を行う場合の、各測定間の時間的ずれによって生じる測
定誤差の影響を除去することができる。
一のエタロン１の別々の領域に基準光と被波長測定光を
同時に入射させて、基準光の波長を基準として被波長測
定光の波長を測定するので、高精度同時測定を行うこと
が可能となる。したがって、従来のＨｅ−Ｎｅレーザ光
によるエタロンの校正後にエキシマレーザ光の波長測定
を行う場合の、各測定間の時間的ずれによって生じる測
定誤差の影響を除去することができる。
【００４０】また、単一の１次元アレイ光センサ（ＣＣ
Ｄ）４を用いる場合、図２、図３のような配置で基準光
のフリンジと被波長測定光のフリンジを相互に重畳する
ことなく位置測定できるので、高精度測定を行うことで
きるにも係わらず、従来例のように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
光とエキシマレーザ光を切り換えるシャッタ機構を設け
る必要がない。
Ｄ）４を用いる場合、図２、図３のような配置で基準光
のフリンジと被波長測定光のフリンジを相互に重畳する
ことなく位置測定できるので、高精度測定を行うことで
きるにも係わらず、従来例のように、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
光とエキシマレーザ光を切り換えるシャッタ機構を設け
る必要がない。
【００４１】さらに、単一のエタロン１のコーティング
領域を２分割し、一方の領域に基準光（Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光）用のコーティングを、他方の領域に被波長測定光
（ＡｒＦエキシマレーザ光）用のコーティングを施せば
よく、従来例のように２波長に対応したコーティングで
ある必要はなく、それぞれ単一の波長に対応した反射コ
ーティングを施せばよいので、各波長の光に対して十分
な反射率と低損失特性を得ることができる。
領域を２分割し、一方の領域に基準光（Ｈｅ−Ｎｅレー
ザ光）用のコーティングを、他方の領域に被波長測定光
（ＡｒＦエキシマレーザ光）用のコーティングを施せば
よく、従来例のように２波長に対応したコーティングで
ある必要はなく、それぞれ単一の波長に対応した反射コ
ーティングを施せばよいので、各波長の光に対して十分
な反射率と低損失特性を得ることができる。
【００４２】なお、以上の実施例においては、基準光の
光束と被波長測定光の光束が少なくとも一部が重なって
単一のＣＣＤ４に入射するものとしたが、もちろん基準
光が入射する１次元アレイ光センサと被波長測定光が入
射する１次元アレイ光センサとを別のものとし、それぞ
れの光束に専用のものとしてもよい。また、エタロン１
に基準光と被波長測定光を入射させる光学系としては、
発散光にする凹レンズに限定されず、集束光にする凸レ
ンズ等の光学系、拡散光にするスリガラス等の光学系で
あってもよい。
光束と被波長測定光の光束が少なくとも一部が重なって
単一のＣＣＤ４に入射するものとしたが、もちろん基準
光が入射する１次元アレイ光センサと被波長測定光が入
射する１次元アレイ光センサとを別のものとし、それぞ
れの光束に専用のものとしてもよい。また、エタロン１
に基準光と被波長測定光を入射させる光学系としては、
発散光にする凹レンズに限定されず、集束光にする凸レ
ンズ等の光学系、拡散光にするスリガラス等の光学系で
あってもよい。
【００４３】以上、本発明の半導体露光用エキシマレー
ザ光のための波長モニタ装置を実施例に基づいて説明し
てきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変
形が可能である。
ザ光のための波長モニタ装置を実施例に基づいて説明し
てきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変
形が可能である。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装
置によると、半導体露光用エキシマレーザ光と基準光を
相互に中心軸をずらして単一のエタロンの別々の領域に
入射させ、エタロンを透過した光の干渉縞を２つの集光
光学系によって１次元アレイ光センサ上に生じさせるの
で、基準光の波長を基準として被波長測定光の波長を高
精度同時測定を行うことが可能となり、各測定間の時間
的ずれによって生じる測定誤差の影響を除去することが
できる。また、単一のエタロンのコーティング領域を２
分割し、一方の領域に基準光用のコーティングを、他方
の領域に被波長測定光用コーティングを施せばよく、エ
タロンの反射コーティングが施しやすくなる。
の半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装
置によると、半導体露光用エキシマレーザ光と基準光を
相互に中心軸をずらして単一のエタロンの別々の領域に
入射させ、エタロンを透過した光の干渉縞を２つの集光
光学系によって１次元アレイ光センサ上に生じさせるの
で、基準光の波長を基準として被波長測定光の波長を高
精度同時測定を行うことが可能となり、各測定間の時間
的ずれによって生じる測定誤差の影響を除去することが
できる。また、単一のエタロンのコーティング領域を２
分割し、一方の領域に基準光用のコーティングを、他方
の領域に被波長測定光用コーティングを施せばよく、エ
タロンの反射コーティングが施しやすくなる。
【図１】本発明の１実施例の半導体露光用エキシマレー
ザ光のための波長モニタ装置の構成を示す図である。
ザ光のための波長モニタ装置の構成を示す図である。
【図２】１次元アレイ光センサ上に入射する基準光のフ
リンジを形成する光束の一部と被波長測定光のフリンジ
を形成する光束の一部が重畳する場合のフリンジの様子
の一例を示す図である。
リンジを形成する光束の一部と被波長測定光のフリンジ
を形成する光束の一部が重畳する場合のフリンジの様子
の一例を示す図である。
【図３】１次元アレイ光センサ上に入射する基準光のフ
リンジを形成する光束と被波長測定光のフリンジを形成
する光束が別々の領域に入射する場合のフリンジの様子
の一例を示す図である。
リンジを形成する光束と被波長測定光のフリンジを形成
する光束が別々の領域に入射する場合のフリンジの様子
の一例を示す図である。
【図４】従来の波長モニタ装置の一例の構成を示す図で
ある。
ある。
１…エタロン ２1 、２2 …凹レンズ ３1 、３2 …集光レンズ ４…ＣＣＤ（１次元アレイ光センサ） ５…入射開口 ６…反射鏡 ７…信号処理表示回路 ８…波長制御信号 １０…Ｈｅ−Ｎｅレーザ ２０…ＡｒＦエキシマレーザ Ｐ…平面 Ｏ1 、Ｏ2 …光束（フリンジ）の中心（集光レンズの光
軸） Ｆ1 …基準光のフリンジ Ｆ2 …被波長測定光のフリンジ Ａ、Ｂ…ＣＣＤの別々の分割領域
軸） Ｆ1 …基準光のフリンジ Ｆ2 …被波長測定光のフリンジ Ａ、Ｂ…ＣＣＤの別々の分割領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/225 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｂ Ｈ０１Ｓ 3/223 Ｅ (72)発明者 堀田 和明 静岡県御殿場市駒門１−90 株式会社ウシ オ総合技術研究所 (72)発明者 小林 喬郎 福井県福井市文京３丁目９番１号 福井大 学 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BB02 CA13 LA10 5F046 BA03 CA04 CA08 DA01 DB01 DC01 5F071 AA06 HH05 JJ10 5F072 AA01 AA06 HH05 JJ05 KK05 KK08 KK26 KK30 MM18
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体露光用エキシマレーザ光と基準光
を相互に中心軸をずらして単一のエタロンの別々の領域
に発散光、集束光あるいは拡散光として入射させる入射
側光学系と、前記エタロンを透過した前記の２つの光の
中心軸に略同軸に設けられた２つの集光光学系と、前記
の集光光学系の後側焦点面に配置され前記の２つの光に
よって発生した干渉縞を受光する１次元アレイ光センサ
とからなり、前記１次元アレイ光センサ上の干渉縞の位
置を検出して前記半導体露光用エキシマレーザ光の波長
を算出することを特徴とする半導体露光用エキシマレー
ザ光のための波長モニタ装置。 - 【請求項２】 前記１次元アレイ光センサは単一の１次
元アレイ光センサからなり、前記半導体露光用エキシマ
レーザ光による干渉縞と、前記基準光による干渉縞とが
相互に重畳することなく、前記の１次元アレイ光センサ
の別々の分割領域に入射することを特徴とする請求項１
記載の半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニ
タ装置。 - 【請求項３】 前記エタロンの半導体露光用エキシマレ
ーザ光が入射する領域と、前記基準光が入射する領域と
に別々の反射コーティングが施されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の半導体露光用エキシマレーザ
光のための波長モニタ装置。 - 【請求項４】 前記半導体露光用エキシマレーザ光がＡ
ｒＦエキシマレーザ光であり、前記基準光がＨｅ−Ｎｅ
レーザ光であることを特徴とする請求項１から３の何れ
か１項記載の半導体露光用エキシマレーザ光のための波
長モニタ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11176903A JP2001007007A (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装置 |
| US09/599,289 US6509970B1 (en) | 1999-06-23 | 2000-06-21 | Wavelength monitoring apparatus for laser light for semiconductor exposure |
| KR1020000034522A KR20010007487A (ko) | 1999-06-23 | 2000-06-22 | 반도체 노광용 레이저광을 위한 파장 모니터 장치 |
| DE60015239T DE60015239T2 (de) | 1999-06-23 | 2000-06-23 | Wellenlängenüberwachung für Laser |
| EP20000113405 EP1063503B1 (en) | 1999-06-23 | 2000-06-23 | Wavelength monitoring apparatus for laser light for semiconductor exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11176903A JP2001007007A (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007007A true JP2001007007A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16021779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11176903A Pending JP2001007007A (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 半導体露光用エキシマレーザ光のための波長モニタ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6509970B1 (ja) |
| EP (1) | EP1063503B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001007007A (ja) |
| KR (1) | KR20010007487A (ja) |
| DE (1) | DE60015239T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018517131A (ja) * | 2015-05-22 | 2018-06-28 | サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー | パルス光ビームのスペクトルフィーチャ計測 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6580517B2 (en) | 2000-03-01 | 2003-06-17 | Lambda Physik Ag | Absolute wavelength calibration of lithography laser using multiple element or tandem see through hollow cathode lamp |
| US7006541B2 (en) | 1998-06-01 | 2006-02-28 | Lambda Physik Ag | Absolute wavelength calibration of lithography laser using multiple element or tandem see through hollow cathode lamp |
| US6717973B2 (en) | 1999-02-10 | 2004-04-06 | Lambda Physik Ag | Wavelength and bandwidth monitor for excimer or molecular fluorine laser |
| US6667804B1 (en) | 1999-10-12 | 2003-12-23 | Lambda Physik Ag | Temperature compensation method for wavemeters |
| US6597462B2 (en) | 2000-03-01 | 2003-07-22 | Lambda Physik Ag | Laser wavelength and bandwidth monitor |
| US6807205B1 (en) | 2000-07-14 | 2004-10-19 | Lambda Physik Ag | Precise monitor etalon calibration technique |
| US6747741B1 (en) | 2000-10-12 | 2004-06-08 | Lambda Physik Ag | Multiple-pass interferometric device |
| KR100444268B1 (ko) * | 2002-06-05 | 2004-08-12 | 주식회사 한택 | 평면배열형 수광 소자를 이용한 광 측정 장치 및 방법 |
| US10425134B2 (en) | 2004-04-02 | 2019-09-24 | Rearden, Llc | System and methods for planned evolution and obsolescence of multiuser spectrum |
| US9826537B2 (en) | 2004-04-02 | 2017-11-21 | Rearden, Llc | System and method for managing inter-cluster handoff of clients which traverse multiple DIDO clusters |
| US10277290B2 (en) | 2004-04-02 | 2019-04-30 | Rearden, Llc | Systems and methods to exploit areas of coherence in wireless systems |
| US9819403B2 (en) | 2004-04-02 | 2017-11-14 | Rearden, Llc | System and method for managing handoff of a client between different distributed-input-distributed-output (DIDO) networks based on detected velocity of the client |
| US8654815B1 (en) | 2004-04-02 | 2014-02-18 | Rearden, Llc | System and method for distributed antenna wireless communications |
| US10148897B2 (en) * | 2005-07-20 | 2018-12-04 | Rearden, Llc | Apparatus and method for capturing still images and video using coded lens imaging techniques |
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