JP2001099753A - Method and device for evaluating optical element laser durability and exposing device - Google Patents

Method and device for evaluating optical element laser durability and exposing device

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JP2001099753A
JP2001099753A JP27561799A JP27561799A JP2001099753A JP 2001099753 A JP2001099753 A JP 2001099753A JP 27561799 A JP27561799 A JP 27561799A JP 27561799 A JP27561799 A JP 27561799A JP 2001099753 A JP2001099753 A JP 2001099753A
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laser
light
optical element
durability
optical system
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Japanese (ja)
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Hidekazu Shiotani
英一 塩谷
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Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for evaluating laser durability of an optical element capable of performing accurate laser durability evaluation even when using light with intensity distribution. SOLUTION: A laser beam 2 from a light source 1 passes through a beam forming optical system 3, an energy adjusting optical system 4, and an aperture 5, and it is separated into an irradiation beam 7 and a reference beam 12 by a beam splitter 6. Intensity of the irradiation beam 7 is monitored by a light quantity monitor sensor 13 and an oscilloscope 14 by using the reference beam 12. The irradiation beam 7 is irradiated on a sample 10. Irradiation beam intensity monitored by the light quantity monitor sensor 13 is read by a computer 15 via the oscilloscope 14. A uniformalizing optical system 18 is provided on a laser beam axis for enabling accurate LDT measurement even when light is used having spatially ununiform intensity distribution such as an excimer laser beam.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学材料及び光学
薄膜などの光学素子のレーザー耐久性を評価する装置及
びレーザー耐久性評価方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for evaluating laser durability of an optical element such as an optical material and an optical thin film, and a method for evaluating laser durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の集積度を増すため
に、半導体製造用縮小投影露光装置(ステッパー)の高
解像力化の要求が高まっている。このステッパーによる
フォトリソグラフィーの解像度を上げる一つの方法とし
て、光源波長の短波長化が挙げられる。それに伴って、
この短波長領域における光学素子の計測評価が不可欠に
なりつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to increase the degree of integration of semiconductor devices, there is an increasing demand for a high-resolution reduction projection exposure apparatus (stepper) for semiconductor manufacturing. One method of increasing the resolution of photolithography using this stepper is to shorten the wavelength of the light source. Along with that,
Measurement and evaluation of optical elements in this short wavelength region are becoming indispensable.

【0003】レーザーによる光学素子の破壊のメカニズ
ムは詳細には解明されていない。しかし、基板や薄膜の
吸収発熱による溶解、熱応力による脆性破壊、強い光電
界による絶縁破壊により光学素子の破壊に至ると考えら
れている。
[0003] The mechanism of destruction of an optical element by a laser has not been elucidated in detail. However, it is considered that the optical element is destroyed by melting of the substrate or the thin film due to absorption heat generation, brittle fracture by thermal stress, and dielectric breakdown by strong optical electric field.

【0004】また、現実の光学素子では、基板材料の純
度や均質性、加工後の表面状態や粗さ、研磨材の残留
物、コートの吸収やコート内部の電界強度分布等の加工
プロセス全体での各種の要因も光学素子の破壊の原因に
なっている。
In actual optical elements, the purity and homogeneity of the substrate material, the surface condition and roughness after processing, the residue of abrasives, the absorption of the coat, the distribution of the electric field intensity inside the coat, etc. These various factors also cause destruction of the optical element.

【0005】レーザー耐久性の評価方法としては、多く
行われている測定はレーザー損傷閾値測定法(レーザー
ダメージスレシュホールド(LDT)測定法)がある。
これは、光学素子サンプル表面上に単位面積あたりの照
射エネルギーを一定としたレーザー光を照射したときの
光学素子の破壊などの変化を評価する方法である。
[0005] As a method of evaluating laser durability, a method often used is a laser damage threshold measurement method (laser damage threshold (LDT) measurement method).
This is a method for evaluating a change such as destruction of an optical element when the surface of an optical element sample is irradiated with a laser beam having a constant irradiation energy per unit area.

【0006】その1例を図4に示す。光源1からのレー
ザー光2は、ビーム成形光学系3で矩形から正方形に成
形され、エネルギー調整光学系4で照射光強度(照射エ
ネルギー密度)を調整され、アパーチャ5を通過して、
所定の断面形状を有する光線とされる。その後、レーザ
ー光2はビームスプリッタ6により照射光7と参照光1
2とに分離される。照射光7の強度は、参照光12を用
いて光量モニタセンサー13とオシロスコープ14でモ
ニタされる。照射光7は、集光光学系8により一定の形
状にされ、サンプル10に照射される。サンプル10を
通過した光は、サンプルホルダー9に開けられた孔を通
過し、ビームストッパー11により無反射吸収される。
One example is shown in FIG. The laser light 2 from the light source 1 is shaped from a rectangle into a square by a beam shaping optical system 3, the irradiation light intensity (irradiation energy density) is adjusted by an energy adjustment optical system 4, and passes through an aperture 5.
The light beam has a predetermined sectional shape. Thereafter, the laser light 2 is irradiated with the irradiation light 7 and the reference light 1 by the beam splitter 6.
And 2. The intensity of the irradiation light 7 is monitored by the light amount monitor sensor 13 and the oscilloscope 14 using the reference light 12. The irradiation light 7 is shaped into a fixed shape by the condensing optical system 8 and is irradiated on the sample 10. The light passing through the sample 10 passes through a hole formed in the sample holder 9 and is reflected and absorbed by the beam stopper 11.

【0007】照射光の強度は、コンピューター15によ
り光源1の光強度が一定になるように制御することが好
ましく、この例においてはコンピューター15がこのよ
うな機能を有している。コンピューター15は、光源1
の光強度を制御する代わりに、光源1の発振パルス数の
制御を行うようにしてもよい。また、コンピューター1
5は、被検査体(サンプル)10に照射された光の積算
を行う機能を有してもよい。
The intensity of the irradiation light is preferably controlled by the computer 15 so that the light intensity of the light source 1 is constant. In this example, the computer 15 has such a function. The computer 15 includes the light source 1
Instead of controlling the light intensity, the number of oscillation pulses of the light source 1 may be controlled. Computer 1
5 may have a function of integrating the light irradiated on the inspection object (sample) 10.

【0008】また、光量モニタセンサー13で光強度を
モニタし、照射光7の強度が一定となるように光源1を
制御してもよい。このようなフィードバック系を設ける
ことなく、サンプル10への照射前に、予め照射光7の
強度が所定値となるように光源1の光強度を調整してお
いてもよい。また、光源1本体に光強度を一定にする機
能を備えた光源を用い、光強度の制御を行ってもよい。
一定量のレーザー光を照射した後に、サンプル10をサ
ンプルホルダー9より取外して、顕微鏡による観察を行
なう。
Further, the light intensity may be monitored by the light amount monitor sensor 13 and the light source 1 may be controlled so that the intensity of the irradiation light 7 is constant. Without providing such a feedback system, the light intensity of the light source 1 may be adjusted in advance so that the intensity of the irradiation light 7 becomes a predetermined value before irradiation to the sample 10. Alternatively, the light intensity may be controlled by using a light source having a function of keeping the light intensity constant in the light source 1 body.
After irradiating a certain amount of laser light, the sample 10 is removed from the sample holder 9 and observed with a microscope.

【0009】その他の光学素子のレーザー耐久性の評価
方法として、 光学素子の破壊の前駆状態として光吸収
量が変化することに着目し、光学素子サンプルに光を照
射したときの光吸収に起因するサンプルの体積変化によ
り発生する音響信号を、照射光強度を一定にして照射し
続けながら計測することで光学素子サンプルの光吸収量
を計測し、その変動を観察することを特徴とするレーザ
ー耐久性評価方法(たとえば特開平10−232197
号公報に記載のもの)が採用されている。
As another method for evaluating the laser durability of an optical element, attention is paid to the fact that the amount of light absorption changes as a precursor state of the destruction of the optical element, and it is caused by the light absorption when the optical element sample is irradiated with light. Laser durability characterized by measuring the amount of light absorbed by the optical element sample by measuring the acoustic signal generated by the change in the volume of the sample while keeping the irradiation light intensity constant, and observing the fluctuation. Evaluation method (for example, JP-A-10-232197)
Japanese Unexamined Patent Publication (KOKAI) No. 2000-222) is employed.

【0010】その概要を図5に示す。図5において、図
4に示された構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付
す。図5におけるレーザー光の照射機構、モニター機構
については、図4に示したものと同じであるので、説明
を省略する。
The outline is shown in FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. The laser beam irradiation mechanism and monitor mechanism in FIG. 5 are the same as those shown in FIG.

【0011】図5においては、サンプル10に、音響検
知素子16(圧電素子など)が取り付けられている。サ
ンプルホルダー9は金属製(またはベークライト等)か
ら成り立っており、音響検知素子16はサンプル10
と、接着剤などで強固に固定され、安定に音響整合がと
られている。音響検知素子16からの電気信号は音響検
知素子用増幅器17により増幅され、オシロスコープ1
4でモニタされる。
In FIG. 5, a sample 10 is provided with an acoustic detection element 16 (such as a piezoelectric element). The sample holder 9 is made of metal (or bakelite or the like), and the acoustic detection element 16 is
Is firmly fixed with an adhesive or the like, and stable acoustic matching is achieved. The electric signal from the sound detection element 16 is amplified by the sound detection element amplifier 17 and
4 is monitored.

【0012】このようにしてセットされたサンプル10
に、一定の照射光強度でレーザー光を照射し続け、照射
回数に対する音響検知素子の出力変化を測定すること
で、レーザー耐久性を評価する。
The sample 10 set in this way is
The laser durability is evaluated by continuously irradiating laser light at a constant irradiation light intensity and measuring a change in output of the acoustic detection element with respect to the number of irradiations.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記のような、レーザ
ー耐久性評価方法においては、被検体である光学素子に
照射される光の強度分布が一定であることが必要であ
る。一方、前述のように、ステッパーに用いられるレー
ザー光の波長は短くなる傾向にあり、最近では300n
m以下の波長で、かつ高出力のレーザーであるエキシマ
レーザーが光源として用いられるようになってきてい
る。
In the laser durability evaluation method as described above, it is necessary that the intensity distribution of the light applied to the optical element as the subject is constant. On the other hand, as described above, the wavelength of the laser beam used for the stepper tends to be shorter,
An excimer laser, which is a high-power laser with a wavelength of less than m, has been used as a light source.

【0014】エキシマレーザーにおいては、レーザー光
源は、電極間隔と電極幅で決定される略矩形状の面光源
となる。そして、光源面上におけるレーザー光の強度分
布は、光軸から見た内部レーザー媒質の励起状態に大き
く依存している。通常、媒質が均一に励起されている場
合は、光軸から見た電極間隔×放電幅の範囲でほぼ均一
な強度分布が得られる。しかし、長時間の使用で電極形
状が変わり放電が片寄った場合などには、強度分布も片
寄ってしまう。また、エキシマレーザーのレーザー媒質
が入っているチャンバー内には、使用中に不純物が発生
し、そのためレーザー光を出射するウィンドーの内側が
汚れ、レーザー光の強度分布にムラができる原因とな
る。
In an excimer laser, a laser light source is a substantially rectangular surface light source determined by an electrode interval and an electrode width. The intensity distribution of the laser light on the light source surface largely depends on the excited state of the internal laser medium viewed from the optical axis. Normally, when the medium is excited uniformly, an almost uniform intensity distribution is obtained in the range of electrode spacing × discharge width viewed from the optical axis. However, when the electrode shape changes due to long-term use and the discharge is offset, the intensity distribution is also offset. In addition, impurities are generated during use in the chamber in which the laser medium of the excimer laser is contained, so that the inside of the window from which the laser light is emitted becomes dirty, which causes unevenness in the intensity distribution of the laser light.

【0015】レンズでビームを発散または収束させて
も、強度分布はそのまま伝搬されてしまう。本来はサン
プル表面上に、照射エネルギー密度が均一なビームを照
射して評価するべきであるが、サンプルに照射されるビ
ームの強度にムラがあると、ビーム内のエネルギー密度
が高い部分が破壊されやすくなり、正確な評価ができな
くなる。
Even if the beam is diverged or converged by the lens, the intensity distribution is propagated as it is. Originally, it should be evaluated by irradiating a beam with a uniform irradiation energy density on the sample surface.However, if the intensity of the beam irradiating the sample is uneven, the high energy density part in the beam will be destroyed. It becomes easy and accurate evaluation cannot be performed.

【0016】以上のような理由により、特にエキシマレ
ーザーを使用した場合の光学素子のレーザー耐久性を測
定する場合には、正確な測定を行なうことが困難であっ
た。本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、
エキシマレーザーのように強度分布がある光を使用する
場合にも、正確なレーザー耐久性評価を行なえる光学素
子のレーザー耐久性評価装置及び光学素子のレーザー耐
久性評価方法を提供することを課題とする。
For the reasons described above, it has been difficult to perform accurate measurement, especially when measuring the laser durability of an optical element using an excimer laser. The present invention has been made in view of these problems,
It is an object of the present invention to provide an optical element laser durability evaluation apparatus and an optical element laser durability evaluation method capable of performing accurate laser durability evaluation even when using light having an intensity distribution such as an excimer laser. I do.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、光学素子にレーザー光を照射したあと
の光学素子の変化を観察する評価装置であって、レーザ
ー光源から被検体である光学素子までの光の通路中に、
光源レーザーの光量ムラを均一化する光量均一化機構を
設けたことを特徴とする光学素子のレーザー耐久性評価
装置(請求項1)である。
A first means for solving the above problems is an evaluation apparatus for observing a change in an optical element after irradiating the optical element with a laser beam. In the path of light to the optical element
An apparatus for evaluating laser durability of an optical element, further comprising a light amount equalizing mechanism for equalizing light amount unevenness of a light source laser.

【0018】本手段においては、レーザー光源からのレ
ーザー光の空間的な強度分布が、被検体である光学素子
に達するまでの間に、光量均一化機構によって均一化さ
れる。よって、空間的に均一なレーザー光で被検体であ
る光学素子を照射することができ、正確なレーザー耐久
性評価を行なうことができる。
In this means, the spatial intensity distribution of the laser light from the laser light source is made uniform by the light quantity equalizing mechanism until it reaches the optical element which is the subject. Therefore, it is possible to irradiate the optical element, which is the subject, with a spatially uniform laser beam, and to perform accurate laser durability evaluation.

【0019】前記課題を解決するための第2の手段は、
前記第1の手段であって、前記光量均一化機構が、フラ
イアイレンズを有してなる光学系からなることを特徴と
するもの(請求項2)である。
A second means for solving the above-mentioned problem is:
The first means, wherein the light quantity equalizing mechanism comprises an optical system having a fly-eye lens (Claim 2).

【0020】フライアイレンズを用いることにより、レ
ーザー光は多数の点状光源から放射された光が集まった
ものとなり、レーザー光源からの光に空間的な強度むら
がある場合でも、出力として均一な空間的強度分布を有
する光が得られる。
By using the fly-eye lens, the laser light is a collection of light emitted from a number of point-like light sources, and even if the light from the laser light source has spatial intensity unevenness, the laser light is uniform. Light having a spatial intensity distribution is obtained.

【0021】前記課題を解決するための第3の手段は、
レーザー光源から出射したレーザー光を光学素子に照射
して当該光学素子のレーザー耐久性を評価する方法であ
って、前記レーザー光の光量ムラを均一化してから前記
光学素子に照射することを特徴とする光学素子のレーザ
ー耐久性評価方法(請求項3)である。
A third means for solving the above problem is as follows.
A method for evaluating laser durability of an optical element by irradiating a laser light emitted from a laser light source to an optical element, and irradiating the optical element after uniforming light amount unevenness of the laser light. This is a method for evaluating the laser durability of an optical element (claim 3).

【0022】本手段は、レーザー光源からのレーザー光
が空間的な強度むらを有する場合であっても、レーザー
光源と被検査体との間に光量均一化機構を設ける等によ
り、被検体である光学素子に均一なレーザー光を照射す
ることができるので、被検体である光学素子の各部分
を、同一の条件で測定することができる。よって、正確
な測定が実施できる。
[0022] This means is to provide a light quantity equalizing mechanism between the laser light source and the object to be inspected even if the laser light from the laser light source has spatial intensity unevenness. Since a uniform laser beam can be applied to the optical element, it is possible to measure each part of the optical element which is the subject under the same conditions. Therefore, accurate measurement can be performed.

【0023】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第1の手段若しくは第2の手段であるレーザー耐久
性評価装置によって耐久性が評価された光学素子、前記
第3の手段であるレーザー耐久性評価方法によって耐久
性が評価された光学素子を有してなることを特徴とする
露光装置(請求項4)である。
A fourth means for solving the above-mentioned problem is:
An optical element whose durability has been evaluated by the laser durability evaluation apparatus as the first means or the second means, and an optical element whose durability has been evaluated by the laser durability evaluation method as the third means. An exposure apparatus according to a fourth aspect of the present invention.

【0024】露光装置とは、半導体製造用露光装置に代
表されるような、転写体に形成されたパターンの像を、
被転写体上に結像させる機能を有するものをいう。ま
た、「レーザ耐久性評価装置によって耐久性が評価され
た光学素子、レーザー耐久性評価方法によって耐久性が
評価された光学素子」とは、必ずしも実際に耐久性が評
価された光学素子のみを意味するものではなく、サンプ
ル検査によって代表サンプルの耐久性が評価されたロッ
トに属する光学素子、及び、設計段階においてサンプル
検査により代表サンプルの耐久性が評価されたものと同
じ条件で製造された光学素子をも含むものである。
The exposure apparatus is used to convert an image of a pattern formed on a transfer member, such as an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, into an image.
A material having a function of forming an image on a transfer target. In addition, "the optical element whose durability was evaluated by the laser durability evaluation device, the optical element whose durability was evaluated by the laser durability evaluation method" necessarily means only the optical element whose durability was actually evaluated. Optical elements belonging to a lot for which the durability of a representative sample has been evaluated by sample inspection, and optical elements manufactured under the same conditions as those for which the durability of a representative sample has been evaluated by sample inspection in the design stage. Is also included.

【0025】本手段においては、微小部分で発生する破
壊の状況が検査され、破壊することのない耐久性に優れ
た光学素子のみが露光装置に具えられるので、露光装置
自身の耐久性も向上する。また、光学素子には破壊等に
よる欠陥が無いので、これを露光装置に組み込めば、高
効率かつ正確な露光が可能となり、半導体素子等の製造
効率が向上する。
In this means, the state of the destruction occurring in the minute portion is inspected, and only the optical element having excellent durability without being destroyed is provided in the exposure apparatus, so that the durability of the exposure apparatus itself is also improved. . Further, since the optical element does not have a defect due to destruction or the like, if this is incorporated in an exposure apparatus, highly efficient and accurate exposure can be performed, and the production efficiency of a semiconductor element and the like is improved.

【0026】[0026]

【発明の実施形態】以下、本発明の実施の形態の例を図
を用いて説明する。図1は、本発明に係る実施の形態の
第1の例であるレーザー耐久性評価装置の概略構成図で
ある。図1において、1は光源、2はレーザー光、3は
ビーム成形光学系、4はエネルギー調整光学系、5はア
パーチャ、6はビームスプリッタ、7は照射光、8は集
光光学系(対物レンズ)、9はサンプルホルダー、10
は被検体(光学素子)であるサンプル、11はビームス
トッパー、13は光量モニタ、14はオシロスコープ、
15はコンピューター、18は均一化光学系である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser durability evaluation device that is a first example of an embodiment according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a light source, 2 is a laser beam, 3 is a beam shaping optical system, 4 is an energy adjusting optical system, 5 is an aperture, 6 is a beam splitter, 7 is irradiation light, and 8 is a condensing optical system (objective lens). ), 9 are sample holders, 10
Is a sample as an object (optical element), 11 is a beam stopper, 13 is a light amount monitor, 14 is an oscilloscope,
Reference numeral 15 denotes a computer, and reference numeral 18 denotes a homogenizing optical system.

【0027】レーザー耐久性評価装置のチャンバー(図
示されていない)内には、光源1からのエキシマレーザ
ー光2を成形するビーム成形光学系3と、光源の強度分
布ムラを軽減する均一化光学系18と、光量を調節する
エネルギー調整光学系4と、光量調整されたレーザー光
を照射光(測定光)7と参照光12とに分離するビーム
スプリッタ6と、レーザー光をサンプル10上に集光さ
せる集光光学系8と、参照光12を受光する光量モニタ
センサー13と、被検体光学素子であるサンプル10が
取り付けられたサンプルホルダー9と、サンプルを透過
した測定光を吸収するビームストッパー11が設置され
ている。
In a chamber (not shown) of the laser durability evaluation device, a beam shaping optical system 3 for shaping the excimer laser beam 2 from the light source 1 and a uniforming optical system for reducing the intensity distribution unevenness of the light source. 18, an energy adjusting optical system 4 for adjusting the light amount, a beam splitter 6 for separating the laser light whose amount has been adjusted into irradiation light (measuring light) 7 and reference light 12, and condensing the laser light on the sample 10 A condensing optical system 8, a light amount monitor sensor 13 for receiving a reference light 12, a sample holder 9 on which a sample 10 as an object optical element is mounted, and a beam stopper 11 for absorbing measurement light transmitted through the sample. is set up.

【0028】光源1からのレーザー光2は、ビーム成形
光学系3で矩形から正方形に成形され、エネルギー調整
光学系4で照射光強度(照射エネルギー密度)を調整さ
れ、アパーチャ5により所定の断面形状を有するように
調整される。アパーチャー5を通過したレーザー光は、
ビームスプリッタ6により照射光7と参照光12とに分
離される。照射光7の強度は、参照光12を用いて光量
モニタセンサー13とオシロスコープ14でモニタされ
る。照射光7は、集光光学系8により一定の形状とさ
れ、サンプル10に照射される。
A laser beam 2 from a light source 1 is shaped into a square from a rectangle by a beam shaping optical system 3, the intensity of irradiation light (irradiation energy density) is adjusted by an energy adjustment optical system 4, and a predetermined sectional shape is formed by an aperture 5. Is adjusted to have The laser beam that has passed through aperture 5 is
The beam is split into the irradiation light 7 and the reference light 12 by the beam splitter 6. The intensity of the irradiation light 7 is monitored by the light amount monitor sensor 13 and the oscilloscope 14 using the reference light 12. The irradiation light 7 is formed into a fixed shape by the condensing optical system 8 and is irradiated on the sample 10.

【0029】光量モニタセンサー13でモニタされた照
射光強度は、オシロスコープ14を介してコンピュータ
ー15に読み込まれ、コンピューター15は、照射光7
の強度が一定となるように光源1を制御すると共に、サ
ンプル10に照射した照射光7の光量を積算する。規定
量の光量が照射された後、サンプル10をサンプルホル
ダー9から取外して、顕微鏡によりサンプル9の変化を
観察する。
The irradiation light intensity monitored by the light amount monitor sensor 13 is read into a computer 15 via an oscilloscope 14, and the computer 15
The light source 1 is controlled so that the intensity of the light is constant, and the light amount of the irradiation light 7 irradiating the sample 10 is integrated. After the irradiation of the prescribed amount of light, the sample 10 is removed from the sample holder 9 and the change of the sample 9 is observed with a microscope.

【0030】以上の動作は図4に示した従来例と同じで
ある。従来例と違うところは、レーザー光軸上に均一化
光学系18が設けられていることである。均一化光学系
18は、空間的な光の強度むらを均一化する光学系であ
り、その例として図2に示すようなものが考えられる。
図2は、均一化光学系18の断面図を示すものであり、
18Aはフライアイレンズ、18Bは補助レンズであ
る。フライアイレンズ18Aは、四角柱の凸レンズを多
数個組み合わせたものであり、フライアイレンズ18A
に入射した光は、その働きにより当該凸レンズの中心か
ら出る点光源の集合体に変換される。補助レンズ18B
は、これらの点光源からの光を、適当な面に結像させる
ためのものである。このような構造により、均一化光学
系18に、エキシマレーザー光のように空間的に不均一
な強度分布を有する光が入射した場合でも、均一化光学
系18から出る光は、空間的に均一な強度分布を有する
ものとなる。
The above operation is the same as that of the conventional example shown in FIG. The difference from the conventional example is that the homogenizing optical system 18 is provided on the laser optical axis. The homogenizing optical system 18 is an optical system for homogenizing spatial light intensity unevenness, and an example shown in FIG. 2 is conceivable.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the homogenizing optical system 18.
18A is a fly-eye lens and 18B is an auxiliary lens. The fly-eye lens 18A is a combination of a large number of quadrangular prism convex lenses.
Is converted into an aggregate of point light sources emitted from the center of the convex lens by the action. Auxiliary lens 18B
Is for imaging light from these point light sources on an appropriate surface. With such a structure, even when light having a spatially non-uniform intensity distribution, such as excimer laser light, enters the homogenizing optical system 18, the light emitted from the homogenizing optical system 18 is spatially uniform. It has a strong intensity distribution.

【0031】図1に示された装置は、このような均一化
光学系18を有しているので、サンプル10を、空間的
に均一な強度分布を持つ光で照射することができる。よ
って、エキシマレーザー光のように空間的に不均一な強
度分布を有する光を使用した場合でも、正確なLDT測
定を行なうことができる。
Since the apparatus shown in FIG. 1 has such a homogenizing optical system 18, the sample 10 can be irradiated with light having a spatially uniform intensity distribution. Therefore, accurate LDT measurement can be performed even when light having a spatially non-uniform intensity distribution such as excimer laser light is used.

【0032】図3は、本発明に係る実施の形態の第2の
例であるレーザー耐久性評価装置の概略構成図である。
図3において、図1に示された構成要素と同じ構成要素
には、同じ符号を付してその説明を省略する。図3にお
いて、16は音響検知素子、17は音響検知素子用増幅
器である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a laser durability evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 3, reference numeral 16 denotes an acoustic detection element, and 17 denotes an amplifier for the acoustic detection element.

【0033】図3に示す実施の形態の構成は、図1に示
すものとほとんど同じであり、音響検知素子16、音響
検知素子用増幅器17が設けられている点のみが異なっ
ているので、作動が同一の部分に付いては説明を省略
し、異なる部分のみを説明する。
The configuration of the embodiment shown in FIG. 3 is almost the same as that shown in FIG. 1, and is different only in that the acoustic detection element 16 and the acoustic detection element amplifier 17 are provided. The description of the same parts will be omitted, and only different parts will be described.

【0034】音響検知素子16は、圧電素子等からな
り、サンプル10と接着剤等により強固に接着され、安
定に音響整合がとられている。音響検知素子16は、円
筒状をなし、サンプルホルダー9に設けられた穴(不図
示)の後方から差し込まれた状態で、サンプル10の裏
面(レーザー光の入射方向とは反対側)に接して固定さ
れている。その配線は、音響検知素子16の一端から引
き出されている。
The acoustic detection element 16 is composed of a piezoelectric element or the like, and is firmly bonded to the sample 10 with an adhesive or the like, and stable acoustic matching is achieved. The acoustic detection element 16 has a cylindrical shape, and is inserted from the back of a hole (not shown) provided in the sample holder 9, and is in contact with the back surface of the sample 10 (the side opposite to the laser light incident direction). Fixed. The wiring is drawn out from one end of the acoustic detection element 16.

【0035】サンプルホルダー9は、金属製(またはベ
ークライト等)等により構成されている。音響検知素子
16からの電気信号は音響検知素子用増幅器18により
増幅され、オシロスコープ14でモニタされる。
The sample holder 9 is made of metal (or bakelite or the like). The electric signal from the sound detection element 16 is amplified by the sound detection element amplifier 18 and monitored by the oscilloscope 14.

【0036】この音響検知素子16は、サンプル10
(被検体である光学素子)にレーザー光を照射したとき
の光吸収に起因する光学素子の体積変化により発生する
音響信号を計測するものである。そして、この挙動を観
察することにより、レーザー耐久性を測定する。
The acoustic detection element 16 is used for the sample 10
This is to measure an acoustic signal generated due to a volume change of the optical element caused by light absorption when a laser beam is irradiated to the (optical element as an object). Then, by observing this behavior, the laser durability is measured.

【0037】このようにしてセットされた測定サンプル
10に、エネルギー調整光学系4によって設定された照
射光強度で照射し続け、照射回数に対する音響検知素子
の出力変化を測定することで、レーザー耐久性を評価す
る。
The measurement sample 10 set as described above is continuously irradiated with the irradiation light intensity set by the energy adjusting optical system 4, and the output change of the acoustic detection element with respect to the number of irradiations is measured, thereby obtaining the laser durability. To evaluate.

【0038】以上の動作は、図5に示した従来例と同じ
であるが、本実施の形態においては、レーザー光軸上に
均一化光学系18が設けられているところが図5に示し
た従来例と異なっている。均一化光学系18の作用は図
1に示した実施の形態の説明において行なったものと同
様であり、均一化光学系18を設けることにより、エキ
シマレーザー光のように空間的に不均一な強度分布を有
する光を使用した場合でも、サンプル10の各部分を同
一の強度のレーザー光で照射できる。よって、サンプル
10の各部が受けるレーザー光の影響は同一となるの
で、正確にレーザー耐久性を測定することができる。
The above operation is the same as that of the conventional example shown in FIG. 5, but in the present embodiment, the point that the homogenizing optical system 18 is provided on the laser optical axis is different from the conventional example shown in FIG. It is different from the example. The operation of the homogenizing optical system 18 is the same as that described in the description of the embodiment shown in FIG. 1. By providing the homogenizing optical system 18, the spatially non-uniform intensity such as excimer laser light is obtained. Even when light having a distribution is used, each portion of the sample 10 can be irradiated with laser light of the same intensity. Therefore, the effect of the laser beam on each part of the sample 10 is the same, so that the laser durability can be accurately measured.

【0039】このようにして評価された光学素子は、従
来から知られている構成を有する露光装置に組み込むこ
とができる。この場合、耐久性に優れた光学素子のみを
使用することができるので、露光装置自身も耐久性に優
れたものとすることができる。また、光学素子には破壊
等による欠陥が無いので、より高効率かつ正確な露光が
可能となり、半導体素子等の製造効率が向上する。
The optical element evaluated as described above can be incorporated in an exposure apparatus having a conventionally known configuration. In this case, since only an optical element having excellent durability can be used, the exposure apparatus itself can have excellent durability. Further, since the optical element has no defect due to destruction or the like, more efficient and accurate exposure can be performed, and the manufacturing efficiency of the semiconductor element and the like is improved.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項1から請求項3に係る発明によれば、空間的に均一な
レーザー光で被検体である光学素子を照射することがで
きるので、これを使用することにより、正確なレーザー
耐久性評価を行なうことができる。
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, it is possible to irradiate an optical element which is an object with a spatially uniform laser beam. By using this, accurate laser durability evaluation can be performed.

【0041】また、均一化機構としてフライアイレンズ
を用いれば、レーザー光は多数の点状光源から放射され
た光が集まったものとなり、レーザー光源からの光に空
間的な強度むらがある場合でも、出力として均一な空間
的強度分布を有する光が得られる。
If a fly-eye lens is used as a uniforming mechanism, the laser light is a collection of light emitted from a number of point light sources, and even if the light from the laser light source has spatial intensity unevenness. As a result, light having a uniform spatial intensity distribution can be obtained as an output.

【0042】さらに、レーザー光源からのレーザー光が
空間的な強度むらを有する場合であっても、被検体であ
る光学素子に均一なレーザー光を照射することができる
ので、被検体である光学素子の各部分を、同一の条件で
測定することができる。よって、正確な測定が実施でき
る。
Furthermore, even when the laser light from the laser light source has spatial intensity unevenness, the optical element as the object can be uniformly irradiated with the laser light. Can be measured under the same conditions. Therefore, accurate measurement can be performed.

【0043】請求項4に係る発明によれば、耐久性に優
れた光学素子が露光装置に備えられるので、露光装置自
体の耐久性も向上させることができる。また、光学素子
には破壊等による欠陥が無いので、これを露光装置に組
み込めば、高効率かつ正確な露光が可能となり、半導体
素子等の製造効率が向上する。
According to the fourth aspect of the present invention, since the exposure apparatus is provided with the optical element having excellent durability, the durability of the exposure apparatus itself can be improved. Further, since the optical element does not have a defect due to destruction or the like, if this is incorporated in an exposure apparatus, highly efficient and accurate exposure can be performed, and the production efficiency of a semiconductor element and the like is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る実施の形態の第1の例であるレー
ザー耐久性評価装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser durability evaluation device that is a first example of an embodiment according to the present invention.

【図2】フライアイレンズを使用した均一化光学系の例
を示す概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a uniforming optical system using a fly-eye lens.

【図3】本発明に係る実施の形態の第2の例であるレー
ザー耐久性評価装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a laser durability evaluation device which is a second example of the embodiment according to the present invention.

【図4】従来のレーザー耐久性評価装置の1例を示す概
略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional laser durability evaluation device.

【図5】従来のレーザー耐久性評価装置の他の例を示す
概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of a conventional laser durability evaluation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、2…レーザー光、3…ビーム成形光学系、4
…エネルギー調整光学系、5…アパーチャ、6…ビーム
スプリッタ、7…照射光、8…集光光学系(対物レン
ズ)、9…サンプルホルダー、10…被検体(光学素
子)であるサンプル、11…ビームストッパー、13…
光量モニタ、14…オシロスコープ、15…コンピュー
ター、18…均一化光学系、18A…フライアイレン
ズ、18B…補助レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Laser light, 3 ... Beam shaping optical system, 4
... Energy adjustment optical system, 5 ... Aperture, 6 ... Beam splitter, 7 ... Irradiation light, 8 ... Condensing optical system (objective lens), 9 ... Sample holder, 10 ... Sample as an object (optical element), 11 ... Beam stopper, 13 ...
Light amount monitor, 14 oscilloscope, 15 computer, 18 uniform optical system, 18A fly-eye lens, 18B auxiliary lens

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光学素子にレーザー光を照射したあとの光
学素子の変化を観察する評価装置であって、レーザー光
源から被検体である光学素子までの光の通路中に、光源
レーザーの光量ムラを均一化する光量均一化機構を設け
たことを特徴とする光学素子のレーザー耐久性評価装
置。
1. An evaluation device for observing a change in an optical element after irradiating the optical element with a laser beam, wherein a light amount unevenness of a light source laser is observed in a light path from a laser light source to the optical element as an object. An apparatus for evaluating laser durability of an optical element, comprising a light quantity equalizing mechanism for equalizing light.
【請求項2】前記光量均一化機構が、フライアイレンズ
を有してなる光学系からなることを特徴とする請求項1
に記載の光学素子のレーザー耐久性評価装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said light amount equalizing mechanism comprises an optical system having a fly-eye lens.
A laser durability evaluation apparatus for an optical element according to item 1.
【請求項3】レーザー光源から出射したレーザー光を光
学素子に照射して当該光学素子のレーザー耐久性を評価
する方法であって、前記レーザー光の光量ムラを均一化
してから前記光学素子に照射することを特徴とする光学
素子のレーザー耐久性評価方法。
3. A method for irradiating a laser beam emitted from a laser light source to an optical element to evaluate the laser durability of the optical element, wherein the unevenness in the amount of the laser beam is made uniform before irradiating the optical element. A method for evaluating the laser durability of an optical element.
【請求項4】 請求項1若しくは請求項2に記載のレー
ザー耐久性評価装置によって耐久性が評価された光学素
子、又は請求項3に記載のレーザー耐久性評価方法によ
って耐久性が評価された光学素子を有してなることを特
徴とする露光装置。
4. An optical element whose durability has been evaluated by the laser durability evaluation device according to claim 1 or 2, or an optical element whose durability has been evaluated by the laser durability evaluation method according to claim 3. An exposure apparatus comprising an element.
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