JP2003214949A - Monitoring device and ultraviolet laser device - Google Patents

Monitoring device and ultraviolet laser device

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JP2003214949A
JP2003214949A JP2002016949A JP2002016949A JP2003214949A JP 2003214949 A JP2003214949 A JP 2003214949A JP 2002016949 A JP2002016949 A JP 2002016949A JP 2002016949 A JP2002016949 A JP 2002016949A JP 2003214949 A JP2003214949 A JP 2003214949A
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JP
Japan
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light
sensor
calibration
sample light
laser
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JP2002016949A
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Japanese (ja)
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Teiichiro Chiba
貞一郎 千葉
Osamu Wakabayashi
理 若林
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Gigaphoton Inc
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Gigaphoton Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monitoring device and an ultraviolet laser device capable of constantly and accurately measuring pulse energy. <P>SOLUTION: The monitoring device detecting the pulse energy of a laser beam 21 having an ultraviolet wavelength is provided with a light quantity sensor 38 measuring the pulse energy of a sample beam 37 obtained by sampling a part of the leaser beam 21 and a sensor 39 for calibration calibrating the light quantity sensor 38 by measuring the pulse energy of the sample beam 37. The device has a shielding means 48 so that the sample beam 37 is not made incident when the sensor 39 for calibration is out of calibration service, and determines timing for calibration based on at least either one of an operating time T of the ultraviolet laser device or a pulse oscillation frequency C of the laser beam 21. The ultraviolet laser device is equipped with the monitoring device. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、紫外線波長のレー
ザ光のパルスエネルギーを正確に測定するモニタ装置及
び紫外線レーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monitor device and an ultraviolet laser device for accurately measuring pulse energy of laser light having an ultraviolet wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、エキシマレーザ装置などの紫
外線波長のレーザ光を発振するレーザ装置において、レ
ーザ光のパルスエネルギーを測定するモニタ装置が知ら
れており、例えば特開2000−150998号公報に
示されている。図18は、従来技術に係るモニタ装置を
備えたエキシマレーザ装置を示しており、以下図18に
基づいて従来技術を説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a laser device such as an excimer laser device that oscillates a laser beam having an ultraviolet wavelength, a monitor device for measuring the pulse energy of the laser beam has been known. It is shown. FIG. 18 shows an excimer laser device provided with a monitor device according to a conventional technique, and the conventional technique will be described below with reference to FIG.

【0003】エキシマレーザ装置は、フッ素を含むレー
ザガスを封止したレーザチャンバ112を備えている。
レーザチャンバ112の内部には、一対の主電極11
4,115が、図18中垂直方向に対向して配置されて
いる。高圧電源123から主電極114,115間にパ
ルス状の高電圧を印加することにより、放電を起こして
レーザガスを励起し、パルス状のレーザ光121を発生
させる。
The excimer laser device has a laser chamber 112 in which a laser gas containing fluorine is sealed.
Inside the laser chamber 112, a pair of main electrodes 11
4, 115 are arranged to face each other in the vertical direction in FIG. By applying a pulsed high voltage from the high-voltage power supply 123 between the main electrodes 114 and 115, discharge is caused to excite the laser gas and pulsed laser light 121 is generated.

【0004】レーザチャンバ112の内部で発生したレ
ーザ光121は、後方(図18中左方)の狭帯域化ユニ
ット131に入射し、例えば図示しないグレーティング
等により、狭帯域化される。狭帯域化されたレーザ光1
21は、一部がフロントミラー116を部分透過して、
前方に出射する。
The laser beam 121 generated inside the laser chamber 112 enters a narrowing unit 131 on the rear side (left side in FIG. 18) and is narrowed by a grating (not shown) or the like. Narrow band laser light 1
21 partially penetrates the front mirror 116,
Emit forward.

【0005】出射したレーザ光121の光軸上には、メ
インビームスプリッタ122が配置され、レーザ光12
1の一部を図18中上方に反射して、サンプル光137
として光量センサ138に入射させる。光量センサ13
8としては、例えばシリコンのフォトダイオードからな
っているものが一般的であり、サンプル光137のパル
スエネルギーの大きさに応じた電気信号を出力する。
A main beam splitter 122 is arranged on the optical axis of the emitted laser light 121, and the laser light 12
A part of the sample light 137 is reflected upward in FIG.
The light amount sensor 138 is made to enter. Light intensity sensor 13
For example, 8 is generally composed of a silicon photodiode and outputs an electric signal according to the magnitude of the pulse energy of the sample light 137.

【0006】レーザコントローラ129は、光量センサ
138の出力信号に基づいて、レーザ光121のパルス
エネルギーを検出する。そして、検出したレーザ光12
1のパルスエネルギーに基づき、これが所望する値とな
るように、高圧電源123から主電極114,115間
に印加する高電圧の値を制御する。これを、パルスエネ
ルギー一定制御と言う。
The laser controller 129 detects the pulse energy of the laser light 121 based on the output signal of the light quantity sensor 138. Then, the detected laser light 12
Based on the pulse energy of 1, the value of the high voltage applied between the high-voltage power supply 123 and the main electrodes 114 and 115 is controlled so that this becomes a desired value. This is called constant pulse energy control.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次に述べるような問題がある。即ち、エキ
シマレーザ装置111やフッ素分子レーザ装置から出射
したレーザ光121は、紫外線領域の波長を有してお
り、これを長期にわたって照射すると、光量センサ13
8のフォトダイオードが劣化し、正確なパルスエネルギ
ーの測定が困難になる。また、メインビームスプリッタ
121や、サンプル光137を光量センサ138まで伝
搬させるための光学部品も、レーザ光121の照射等に
よって劣化する。そのため、光量センサ138に導かれ
るサンプル光137の強度が減衰して、正確なパルスエ
ネルギーの測定が困難になる。その結果、パルスエネル
ギー一定制御を行なっても、パルスエネルギーが所望の
値とならず、例えばレーザ光121を露光に応用すると
きなど、露光が好適に行なわれないといった問題があ
る。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, the laser light 121 emitted from the excimer laser device 111 or the fluorine molecular laser device has a wavelength in the ultraviolet region, and when it is irradiated for a long time, the light amount sensor 13 is emitted.
The photodiode of No. 8 is deteriorated, and it becomes difficult to measure the pulse energy accurately. Further, the main beam splitter 121 and the optical components for propagating the sample light 137 to the light quantity sensor 138 are also deteriorated by the irradiation of the laser light 121 and the like. Therefore, the intensity of the sample light 137 guided to the light amount sensor 138 is attenuated, which makes it difficult to measure the pulse energy accurately. As a result, there is a problem that even if the pulse energy constant control is performed, the pulse energy does not reach a desired value, and the exposure is not appropriately performed, for example, when the laser light 121 is applied to the exposure.

【0008】例えば、フォトダイオードが劣化してその
検出感度が低下すると、レーザ光121の出力が変わら
なくとも、光量センサ138からの出力信号の強度が小
さくなる。レーザコントローラ129は、光量センサ1
38からの出力信号に基づき、これが所定の強度となる
ように、パルスエネルギー一定制御を行なうため、パル
スエネルギーの値が所望の値よりも大きくなってしま
う。また、上述した光学部品の劣化によっても、光量セ
ンサ138に導かれるサンプル光137の強度が減衰し
て、同様の問題が発生する。
For example, if the photodiode is deteriorated and its detection sensitivity is lowered, the intensity of the output signal from the light quantity sensor 138 is reduced even if the output of the laser light 121 is not changed. The laser controller 129 is the light amount sensor 1
Based on the output signal from 38, the pulse energy constant control is performed so that it has a predetermined intensity, so that the pulse energy value becomes larger than the desired value. Further, the deterioration of the above-described optical components also causes the intensity of the sample light 137 guided to the light amount sensor 138 to be attenuated, and the same problem occurs.

【0009】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、常に正確にパルスエネルギーを測定するこ
とが可能なモニタ装置及び紫外線レーザ装置を提供する
ことを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a monitor device and an ultraviolet laser device capable of always accurately measuring pulse energy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、本発明は、紫外線波長のレーザ光
のパルスエネルギーを検出するモニタ装置において、レ
ーザ光の一部をサンプリングしたサンプル光のパルスエ
ネルギーを測定する光量センサと、サンプル光のパルス
エネルギーを測定して光量センサを校正する校正用セン
サとを備えている。これにより、光量センサを校正でき
るので、常に正確なパルスエネルギーの測定が可能であ
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a sample obtained by sampling a part of laser light in a monitor device for detecting pulse energy of laser light having an ultraviolet wavelength. A light amount sensor for measuring the pulse energy of light and a calibration sensor for measuring the pulse energy of sample light to calibrate the light amount sensor are provided. As a result, the light amount sensor can be calibrated, so that the pulse energy can always be measured accurately.

【0011】また、本発明は、前記校正用センサが、校
正時以外にはサンプル光が入射しないような遮蔽手段、
又はサンプル光を減衰させる減衰手段を設けている。こ
れにより、校正用センサの劣化が少なくなり、長期間に
わたって正確な校正が可能である。
Further, according to the present invention, the calibration sensor has a shielding means for preventing the sample light from entering except during calibration,
Alternatively, an attenuator for attenuating the sample light is provided. As a result, deterioration of the calibration sensor is reduced, and accurate calibration can be performed for a long period of time.

【0012】また、本発明は、遮蔽手段または減衰手段
が校正用センサの前方に配置された拡散板よりも上流側
に配置されている。これにより、拡散板が校正時以外に
サンプル光の照射を受けず、拡散板の透過率などの特性
変化が起きにくいので、校正用センサの測定が正確にな
る。
Further, according to the present invention, the shielding means or the damping means is arranged on the upstream side of the diffusion plate arranged in front of the calibration sensor. As a result, the diffusion plate is not irradiated with the sample light except at the time of calibration, and changes in characteristics such as the transmittance of the diffusion plate are unlikely to occur, so that the measurement by the calibration sensor becomes accurate.

【0013】また、本発明は、前記光量センサに入射す
るサンプル光の光路と、校正用センサに入射するサンプ
ル光の光路とが、互いに遮蔽されている。これにより、
センサに測定対象以外の光が入らず、測定が正確にな
る。
Further, according to the present invention, the optical path of the sample light entering the light quantity sensor and the optical path of the sample light entering the calibration sensor are shielded from each other. This allows
Accurate measurement because light other than the object to be measured does not enter the sensor.

【0014】また、本発明は、前記光量センサに入射す
るサンプル光の光路と、校正用センサに入射するサンプ
ル光の光路とが共通であり、サンプル光(37)のパルスエ
ネルギーの測定時にはサンプル光(37)が入射する位置に
光量センサ(38)を配置させ、校正時にはサンプル光(37)
が入射する位置に校正用センサ(39)を配置させる、セン
サ位置決め手段を備えている。光路を共通化することに
より、光路上の光学部品が汚損した場合に、光量センサ
及び校正用センサに同等の影響が生じるため、校正が正
確になる。また、光路を複数設ける必要がなく、光路の
構造が簡単になる。
Further, according to the present invention, the optical path of the sample light incident on the light quantity sensor and the optical path of the sample light incident on the calibration sensor are common, and the sample light is measured when the pulse energy of the sample light (37) is measured. Place the light intensity sensor (38) at the position where (37) is incident, and use the sample light (37) for calibration.
It is provided with a sensor positioning means for arranging the calibration sensor (39) at a position where is incident. By making the optical path common, if the optical components on the optical path are contaminated, the light quantity sensor and the calibration sensor are equally affected, so that the calibration becomes accurate. Further, it is not necessary to provide a plurality of optical paths, which simplifies the structure of the optical paths.

【0015】また、本発明は、前記校正用センサの初期
校正時の出力とそれ以降の校正時の出力との比較に基づ
いて、光路上の光学部品の劣化度合いを判定するレーザ
コントローラを備えている。これにより、光学部品が劣
化した状態で計測や校正を行なうことが少なくなり、パ
ルスエネルギーの正確な計測が可能となる。
The present invention further comprises a laser controller for determining the degree of deterioration of the optical component on the optical path based on the comparison between the output of the calibration sensor during initial calibration and the output during subsequent calibration. There is. As a result, it is possible to reduce the number of measurements and calibrations in the state where the optical components are deteriorated, and it is possible to measure the pulse energy accurately.

【0016】また、本発明は、前記校正センサによる校
正に基づいて光量センサの劣化度合いを判定し、劣化度
合いが所定度合いよりも大きな場合には警告を発するコ
ントローラを備えている。これにより、劣化の大きな光
量センサでパルスエネルギーの測定を行なうことがな
く、測定が常に正確に行なわれる。
The present invention further comprises a controller for determining the degree of deterioration of the light quantity sensor based on the calibration by the calibration sensor and issuing a warning when the degree of deterioration is larger than a predetermined degree. As a result, the measurement of the pulse energy is not performed by the light quantity sensor that is greatly deteriorated, and the measurement is always performed accurately.

【0017】また、本発明は、サンプル光の光量センサ
への照射時間及びパルス発振数のうち少なくともいずれ
か一方に基づいて校正を行なうタイミングを決定するコ
ントローラを備えている。光量センサの劣化は、長期間
又は数多くのパルス数にわたってサンプル光を照射され
ることによって起きる。従って、これらの要因に基づい
て校正のタイミングを決定することにより、適切なタイ
ミングでの校正が可能である。
Further, the present invention is provided with a controller for deciding the calibration timing based on at least one of the irradiation time of the sample light to the light quantity sensor and the pulse oscillation number. Deterioration of the light amount sensor is caused by irradiating the sample light for a long time or over a large number of pulses. Therefore, by determining the calibration timing based on these factors, it is possible to perform calibration at appropriate timing.

【0018】また、このようなモニタ装置を備えること
により、紫外線レーザ装置は、レーザ光のパルスエネル
ギーを正確に測定し、例えばこれに基づいてパルスエネ
ルギーを正確に一定に制御することも可能となる。
Further, by providing such a monitor device, the ultraviolet laser device can also accurately measure the pulse energy of the laser light and accurately control the pulse energy to be constant, for example, based on this. .

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。まず、第1実施形態
を説明する。図1は、本実施形態に係るフッ素分子レー
ザ装置の構成図を示している。図1において、フッ素分
子レーザ装置11は、装置全体を制御するレーザコント
ローラ29と、フッ素を含むレーザガスを封止したレー
ザチャンバ12とを備えている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 shows a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to the present embodiment. In FIG. 1, a fluorine molecular laser device 11 includes a laser controller 29 that controls the entire device and a laser chamber 12 that seals a laser gas containing fluorine.

【0020】レーザチャンバ12の内部には、一対の主
電極14,15が、図1中垂直方向に対向して配置され
ている。レーザコントローラ29は、高圧電源23に指
示を出力し、主電極14,15間にパルス状の高電圧を
印加する。これにより、放電を起こしてレーザガスを励
起し、パルス状のフッ素分子レーザ光21(以下、レー
ザ光21と言う)を発生させる。
Inside the laser chamber 12, a pair of main electrodes 14 and 15 are arranged facing each other in the vertical direction in FIG. The laser controller 29 outputs an instruction to the high voltage power supply 23 to apply a pulsed high voltage between the main electrodes 14 and 15. As a result, discharge is caused to excite the laser gas, and pulsed fluorine molecular laser light 21 (hereinafter referred to as laser light 21) is generated.

【0021】レーザチャンバ12の前後部には、レーザ
光21を透過する、フロントウィンドウ17及びリアウ
ィンドウ19がそれぞれ付設されている。また、レーザ
チャンバ12の前後方には、開口部を備えたフロントス
リット26及びリアスリット27がそれぞれ配置されて
いる。レーザチャンバ12の内部で発生したレーザ光2
1は、リアウィンドウ19を透過し、後方(図1中左
方)のシングルライン化ユニット30に入射する。
A front window 17 and a rear window 19 for transmitting the laser light 21 are attached to the front and rear of the laser chamber 12, respectively. A front slit 26 and a rear slit 27 each having an opening are arranged in front of and behind the laser chamber 12. Laser light 2 generated inside the laser chamber 12
1 passes through the rear window 19 and enters the rear single line unit 30 (on the left side in FIG. 1).

【0022】シングルライン化ユニット30は、例えば
2個の分散プリズム28,28と、レーザ光21を全反
射するリアミラー18とを備えている。このときレーザ
光21には、波長の長い、強いライン光(中心波長15
7.63nm)と、波長の短い、弱いライン光(中心波長
157.52nm)とが混在している。
The single line unit 30 includes, for example, two dispersion prisms 28, 28 and a rear mirror 18 that totally reflects the laser light 21. At this time, the laser light 21 has strong line light with a long wavelength (center wavelength 15
7.63 nm) and weak line light with a short wavelength (center wavelength 157.52 nm) are mixed.

【0023】強いライン光と弱いライン光とは波長が異
なるため、分散プリズム28,28に入射及び出射する
際の屈折角度に差が生じる。そのため、強いライン光と
弱いライン光とは、2個の分散プリズム28,28を通
過するうち、その光路が少しずつずれていく。
Since the strong line light and the weak line light have different wavelengths, there is a difference in the refraction angle when entering and exiting the dispersion prisms 28, 28. Therefore, while the strong line light and the weak line light pass through the two dispersion prisms 28, 28, their optical paths are gradually shifted.

【0024】その結果、分散プリズム28,28を通過
した強いライン光は、スリット26,27の開口部を抜
けて、フロントミラー16から出射する。これに対し、
弱いライン光は、2個の分散プリズム28,28を通過
する間に光路をずらされ、スリット26,27のいずれ
かで遮られて発振しなくなる。フッ素分子レーザ装置1
1では、このようにして強いライン光のみを発振させる
ことにより、レーザ光11の波長のシングルライン化を
行ない、スペクトル線幅を狭くしている。
As a result, the strong line light that has passed through the dispersion prisms 28, 28 passes through the openings of the slits 26, 27 and exits from the front mirror 16. In contrast,
The weak line light is shifted in its optical path while passing through the two dispersion prisms 28, 28, and is blocked by either of the slits 26, 27 so that it does not oscillate. Fluorine molecular laser device 1
In No. 1, by oscillating only the strong line light in this way, the wavelength of the laser light 11 is made into a single line, and the spectral line width is narrowed.

【0025】シングルライン化ユニット30は、シング
ルライン化ボックス31に囲繞されている。シングルラ
イン化ボックス31には、反応性が低く清浄で酸素を含
まないパージガスを封入したパージガスボンベ35が接
続されており、その内部には常にパージガスが充満され
ている。パージガスとしては、窒素が一般的であるが、
ヘリウムなどの不活性ガスを用いる場合もある。
The single line conversion unit 30 is surrounded by a single line conversion box 31. The single line box 31 is connected to a purge gas cylinder 35 which is filled with a purge gas having a low reactivity and being clean and containing no oxygen, and the inside thereof is always filled with the purge gas. Nitrogen is generally used as the purge gas,
An inert gas such as helium may be used.

【0026】シングルライン化されたレーザ光21は、
ウィンドウ17,19を透過し、フロントミラー16と
リアミラー18との間で反射されるうちに増幅され、そ
の一部がフロントミラー16を部分透過して、前方に出
射する。出射したレーザ光21の光軸上には、メインビ
ームスプリッタ22が配置され、レーザ光21の一部を
図1中上方に反射して、モニタ装置36に入射させてい
る。メインビームスプリッタ22を透過したレーザ光2
1は、例えばステッパなどの露光機25に入射し、その
露光用光として用いられる。
The single-lined laser light 21 is
The light passes through the windows 17 and 19 and is amplified while being reflected between the front mirror 16 and the rear mirror 18. Part of the light partially passes through the front mirror 16 and is emitted forward. A main beam splitter 22 is arranged on the optical axis of the emitted laser light 21, and a part of the laser light 21 is reflected upward in FIG. Laser light 2 transmitted through the main beam splitter 22
1 enters an exposure device 25 such as a stepper and is used as the exposure light.

【0027】レーザチャンバ12とシングルライン化ユ
ニット30との間の光路、レーザチャンバ12とモニタ
装置36との間の光路、及びレーザチャンバ12と露光
機25との間の光路は、いずれも図示しない包囲体によ
り、包囲されている。包囲体には、低反応性で酸素を含
まない清浄なパージガスを封入したパージボンベ(図示
せず)が接続されており、包囲体の内部には、常にパー
ジガスが充満している。これにより、光路から紫外線を
吸収する酸素が除去されるので、光路を通過するレーザ
光21が、酸素に吸収されることが少ない。これは、以
下のすべての実施形態において、同様である。
An optical path between the laser chamber 12 and the single line unit 30, an optical path between the laser chamber 12 and the monitor device 36, and an optical path between the laser chamber 12 and the exposure unit 25 are not shown. It is surrounded by an enclosure. A purge cylinder (not shown) filled with a low-reactivity, oxygen-free, clean purge gas is connected to the enclosure, and the interior of the enclosure is always filled with the purge gas. As a result, oxygen that absorbs ultraviolet rays is removed from the optical path, so that the laser light 21 that passes through the optical path is less likely to be absorbed by oxygen. This is the same in all the following embodiments.

【0028】モニタ装置36に入射したサンプル光37
は、第1ビームスプリッタ40で一部が図1中右方に反
射され、光量センサ38に入射する。光量センサ38
は、センサとして例えばシリコンのフォトダイオードを
備えており、サンプル光37のパルスエネルギーの大き
さに応じた電気信号を出力する。レーザコントローラ2
9は、光量センサ38の出力信号に基づいて、レーザ光
21のパルスエネルギーを検出する。
Sample light 37 incident on the monitor device 36
Is partially reflected to the right in FIG. 1 by the first beam splitter 40 and enters the light amount sensor 38. Light intensity sensor 38
Is provided with, for example, a silicon photodiode as a sensor, and outputs an electric signal according to the magnitude of the pulse energy of the sample light 37. Laser controller 2
Reference numeral 9 detects the pulse energy of the laser light 21 based on the output signal of the light quantity sensor 38.

【0029】またモニタ装置36は、光量センサ38を
校正するための、校正用センサ39を備えている。第1
ビームスプリッタ40を透過したサンプル光37は、第
2ビームスプリッタ41で一部が図1中右方に反射さ
れ、校正用センサ39に入射する。このとき、第2ビー
ムスプリッタ41と校正用センサ39との間には、レー
ザコントローラ29からの信号によって開閉自在の、遮
光手段であるシャッタ48が設けられており、サンプル
光37を遮断自在となっている。
The monitor device 36 also includes a calibration sensor 39 for calibrating the light amount sensor 38. First
Part of the sample light 37 that has passed through the beam splitter 40 is reflected to the right in FIG. 1 by the second beam splitter 41, and enters the calibration sensor 39. At this time, between the second beam splitter 41 and the calibration sensor 39, there is provided a shutter 48 which is a light shielding means which can be opened and closed by a signal from the laser controller 29, so that the sample light 37 can be shielded. ing.

【0030】第2ビームスプリッタ41を透過したサン
プル光37は、ダンパ42に入射する。ダンパ42は、
レーザ光を反射することが非常に少なく、ダンパ42に
入射したサンプル光37は、その大半が吸収される。ダ
ンパ42としては、サンプル光37の反射を防ぐため
に、例えばアルミニウム板にツヤ消し黒色ニッケルメッ
キを施したものが好適である。
The sample light 37 transmitted through the second beam splitter 41 is incident on the damper 42. The damper 42 is
The laser light is very rarely reflected, and most of the sample light 37 incident on the damper 42 is absorbed. As the damper 42, in order to prevent reflection of the sample light 37, for example, an aluminum plate plated with matt black nickel is suitable.

【0031】このとき、シャッタ48の光が当たる部分
を、ダンパ42のような吸収体によって構成してもよ
い。さらには、シャッタ48をサンプル光37の光軸に
対して約45度に傾け、シャッタ48で反射したサンプ
ル光37をダンパ42で吸収させるようにしてもよい。
At this time, the portion of the shutter 48 exposed to the light may be formed of an absorber such as the damper 42. Further, the shutter 48 may be tilted at about 45 degrees with respect to the optical axis of the sample light 37, and the sample light 37 reflected by the shutter 48 may be absorbed by the damper 42.

【0032】或いは、サンプル光37を完全に遮光する
のではなく、シャッタ48を減光部材によって構成し
て、校正用センサ39が劣化しない程度に減衰させても
よい。減光部材としては、例えばNDフィルタ(Neutral
Density Filter)や、拡散板を用いることができる。
尚、拡散板を用いる場合には、拡散されたサンプル光3
7が光量センサ38に入射しないように、第1ビームス
プリッタ40からシャッタ48を介して校正用センサ3
9に至る光路を、遮光板等で覆うことが望ましい。
Alternatively, instead of completely blocking the sample light 37, the shutter 48 may be constituted by a light-reducing member and attenuated to the extent that the calibration sensor 39 is not deteriorated. As the light reducing member, for example, an ND filter (Neutral)
Density Filter) or a diffusion plate can be used.
When a diffuser plate is used, the diffused sample light 3
The calibration sensor 3 from the first beam splitter 40 through the shutter 48 so that 7 does not enter the light amount sensor 38.
It is desirable to cover the optical path reaching 9 with a light shielding plate or the like.

【0033】また、ビームスプリッタ40,41として
は、例えばフッ化カルシウム(CaF2)の、いずれの
面にもコーティングを施さない平行平面基板(以下、ノ
ーコート基板と言う)が好適である。このようなビーム
スプリッタにおいては、入射したレーザ光の約9%がフ
レネル反射によって反射し、91%が透過する。
Further, as the beam splitters 40 and 41, for example, a parallel flat substrate (hereinafter referred to as an uncoated substrate) of calcium fluoride (CaF2) in which neither surface is coated is suitable. In such a beam splitter, about 9% of the incident laser light is reflected by Fresnel reflection and 91% is transmitted.

【0034】レーザコントローラ29は、検出したレー
ザ光21のパルスエネルギーに基づき、これが所望する
値となるように、高圧電源23から主電極14,15間
に印加する高電圧の値を制御する。これを、パルスエネ
ルギー一定制御と言う。通常の露光時などにパルスエネ
ルギー一定制御を行なう際には、シャッタ48は閉作動
され、サンプル光37を校正用センサ39に入射しない
ように遮光している。これにより、校正用センサ39の
劣化を防いでいる。
The laser controller 29 controls the value of the high voltage applied between the high-voltage power supply 23 and the main electrodes 14 and 15 so that the desired value can be obtained based on the detected pulse energy of the laser light 21. This is called constant pulse energy control. When performing constant pulse energy control during normal exposure, the shutter 48 is closed to block the sample light 37 from entering the calibration sensor 39. As a result, deterioration of the calibration sensor 39 is prevented.

【0035】図2に、モニタ装置36の詳細図を示す。
図2に示すように、モニタ装置36はモニタボックス5
1に囲繞されている。光量センサ38に入射するサンプ
ル光37の光路と、校正用センサ39に入射するサンプ
ル光37の光路とは、隔壁60によって互いに遮蔽され
ている。これにより、例えば光量センサ38に入射する
べきサンプル光37が、モニタボックス51の内壁での
乱反射などによって校正用センサ39に入射するという
ことが少なく、正確なパルスエネルギーの測定が可能で
ある。
FIG. 2 shows a detailed view of the monitor device 36.
As shown in FIG. 2, the monitor device 36 includes a monitor box 5
Surrounded by 1. The optical path of the sample light 37 entering the light quantity sensor 38 and the optical path of the sample light 37 entering the calibration sensor 39 are shielded from each other by the partition wall 60. Thereby, for example, the sample light 37 to be incident on the light amount sensor 38 is rarely incident on the calibration sensor 39 due to diffused reflection on the inner wall of the monitor box 51, and accurate pulse energy can be measured.

【0036】モニタボックス51には、低反応性で酸素
を含まないパージガスを封入したパージガスボンベ55
が接続されており、モニタボックス51の内部には、パ
ージガスが連続的に流されている。パージガスにより、
モニタボックス51内部の酸素を追い出すことによっ
て、紫外線光であるサンプル光37の減衰を防止する。
パージガスは、光量センサ38及び校正用センサ39の
付近から供給され、破線の矢印57に示すように、サン
プル光37の光路を逆向きに辿ってパージガス出口56
から外部に出る。これにより、モニタボックス51内部
に塵が侵入したとしても、パージガスの流れに押され、
センサ38,39に塵が付着することが少なくなる。ま
た、センサ38,39の付近からパージガスを供給する
ことにより、センサ38,39近傍の酸素濃度が特に小
さくなるので、酸素によるサンプル光37の減衰が少な
くなってサンプル光37の強度が安定し、計測も安定に
行なわれる。
The monitor box 51 has a purge gas cylinder 55 containing a purge gas having a low reactivity and containing no oxygen.
Is connected to the inside of the monitor box 51, and the purge gas is continuously flowed inside the monitor box 51. With the purge gas,
By expelling oxygen inside the monitor box 51, the attenuation of the sample light 37, which is ultraviolet light, is prevented.
The purge gas is supplied from the vicinity of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39, and as shown by a dashed arrow 57, follows the optical path of the sample light 37 in the opposite direction, and the purge gas outlet 56.
Go out from. As a result, even if dust enters the inside of the monitor box 51, it is pushed by the flow of the purge gas,
Dust is less likely to adhere to the sensors 38 and 39. Further, by supplying the purge gas from the vicinity of the sensors 38 and 39, the oxygen concentration in the vicinity of the sensors 38 and 39 is particularly reduced, so that the attenuation of the sample light 37 due to oxygen is reduced and the intensity of the sample light 37 is stabilized, Measurement is also stable.

【0037】また、サンプル光37の光路には、モニタ
ボックス51の内壁から、板状部材54が突出してい
る。これにより、パージガスが、サンプル光37の光軸
に対して略垂直の方向に向かって光学部品の表面に沿っ
て流れるので、光学部品の表面に塵などが付着しにくく
なる。特に図2に示すように、この板状部材54が螺旋
状になるようにすれば、パージガスの流れがより効果的
に光学部品の表面を流れるので、なお良い。
A plate-like member 54 projects from the inner wall of the monitor box 51 in the optical path of the sample light 37. As a result, the purge gas flows along the surface of the optical component in a direction substantially perpendicular to the optical axis of the sample light 37, so that dust or the like is unlikely to adhere to the surface of the optical component. In particular, as shown in FIG. 2, if the plate member 54 has a spiral shape, the flow of the purge gas flows more effectively on the surface of the optical component, which is even better.

【0038】パルスエネルギー一定制御によって、レー
ザ光21のパルスエネルギーを一定に制御しても、ビー
ム断面におけるパルスエネルギー分布(ビームプロファ
イル)は、揺らぐ場合がある。その結果、サンプル光3
7のパルスエネルギー分布も揺らぐことになる。即ち、
サンプル光37のビーム断面における一部のみを切り出
してセンサ38,39に入射させた場合、パルスエネル
ギー一定制御にも拘らず、パルスエネルギー分布の揺ら
ぎによって切り出された部分の光量が変動することがあ
る。従って、サンプル光37の光出力を正確に測定する
ためには、サンプル光37のビーム断面全体を、光量セ
ンサ38及び校正用センサ39に伝播する必要がある。
Even if the pulse energy of the laser light 21 is controlled to be constant by the constant pulse energy control, the pulse energy distribution (beam profile) in the beam cross section may fluctuate. As a result, sample light 3
The pulse energy distribution of 7 also fluctuates. That is,
When only a part of the beam cross section of the sample light 37 is cut out and made incident on the sensors 38 and 39, the light amount of the cut out part may fluctuate due to the fluctuation of the pulse energy distribution, despite the constant control of the pulse energy. . Therefore, in order to accurately measure the optical output of the sample light 37, it is necessary to propagate the entire beam cross section of the sample light 37 to the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39.

【0039】このためには、例えば集光光学系によって
サンプル光37を絞り、サンプル光37のビーム断面全
体を、受光面の面積が小さなセンサ38,39に入射さ
せるという手段がある。しかしながら、この場合には、
センサ38,39の受光面上でのエネルギー密度が大き
くなり過ぎ、その寿命が著しく低下するという問題があ
る。また、例えば、サンプル光37を、ビームの断面形
状がセンサ38,39の受光面に略合致し、かつ、パル
スエネルギー分布が均一になるように(ビームプロファ
イルがトップハットになるように)成形するという手段
がある。しかしながら、ビーム成形のための光学系が、
複雑かつ高価になる。
For this purpose, there is a means of condensing the sample light 37 by, for example, a condensing optical system so that the entire beam cross section of the sample light 37 is made incident on the sensors 38 and 39 each having a small light receiving surface area. However, in this case,
There is a problem that the energy density on the light receiving surfaces of the sensors 38 and 39 becomes too large, and the life of the sensors is significantly reduced. Further, for example, the sample light 37 is shaped so that the cross-sectional shape of the beam substantially matches the light receiving surfaces of the sensors 38 and 39 and the pulse energy distribution becomes uniform (the beam profile becomes a top hat). There is a means. However, the optical system for beam shaping is
It becomes complicated and expensive.

【0040】本実施形態においては、サンプル光37の
光路には、レンズ53が配置されている。このレンズ5
3により、サンプル光37を、光量センサ38及び校正
用センサ39の前方にそれぞれ配置された、拡散板5
2,52の大きさ程度に絞っている。
In this embodiment, a lens 53 is arranged in the optical path of the sample light 37. This lens 5
3, the sample light 37 is disposed in front of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39, and the diffuser plate 5 is provided.
The size is limited to about 2,52.

【0041】これによって、サンプル光37のビーム断
面全体が、拡散板52,52に入射する。そして、サン
プル光37は、拡散板52,52によって、ランダム方
向に拡散する拡散ビームに変換される。従って、この拡
散ビームは、強度がサンプル光37のパルスエネルギー
に比例し、しかも強度分布が略均一となっている。その
結果、拡散ビームのどの部分を切り出しても、サンプル
光37のパルスエネルギーを反映するものとなり、レー
ザ光21のビームプロファイルが変動しても、測定値が
変動しない。これは、レーザ光21の出射位置や進行方
向が揺らいだ場合も同様であり、拡散板52,52を用
いることにより、サンプル光37のビームのビーム断面
全体が拡散板52,52に入射するため、上記揺らぎに
よる測定値の変動が小さい。
As a result, the entire beam cross section of the sample light 37 enters the diffusion plates 52, 52. Then, the sample light 37 is converted by the diffuser plates 52, 52 into a diffused beam that diffuses in a random direction. Therefore, the intensity of this diffused beam is proportional to the pulse energy of the sample light 37, and the intensity distribution is substantially uniform. As a result, the pulse energy of the sample light 37 is reflected no matter which part of the diffused beam is cut out, and the measured value does not change even if the beam profile of the laser light 21 changes. This is the same when the emission position or the traveling direction of the laser light 21 fluctuates, and the use of the diffuser plates 52, 52 causes the entire beam cross section of the beam of the sample light 37 to enter the diffuser plates 52, 52. The fluctuation of the measured value due to the above fluctuation is small.

【0042】このように拡散板52,52を用いること
により、集光光学系によってサンプル光37をセンサ3
8,39上に集光するときのように、センサ38,39
の受光面上でのエネルギー密度が大きくはならず、その
寿命が著しく低下することは少ない。また、拡散板5
2,52は安価で構成も単純であり、ビームを成形する
ときのような複雑かつ高価な光学部品を必要としない。
By using the diffusing plates 52, 52 in this way, the sample light 37 is detected by the condensing optical system.
Sensor 38,39, as when focusing on 8,39.
The energy density on the light receiving surface does not increase, and its life is not significantly shortened. Also, the diffusion plate 5
2, 52 are inexpensive and simple in construction, and do not require complicated and expensive optical components such as when shaping a beam.

【0043】拡散板52,52は、図3に示すように、
複数枚を、互いにある程度以上の距離を離して配置する
のが好ましい。即ち、拡散板52,52の枚数を増減す
ることにより、センサ38,39の感度に合わせて、セ
ンサ38,39に入射するサンプル光37のパルスエネ
ルギーを調整することができる。また、拡散板52,5
2が2枚のみであったとしても、図3に破線で示すよう
に、拡散板52,52同士の距離を変えることにより、
サンプル光37の集光度合いを変化させ、センサに入射
するサンプル光37のパルスエネルギーを調整すること
ができる。
The diffusion plates 52, 52 are, as shown in FIG.
It is preferable to arrange a plurality of sheets at a distance of a certain amount or more. That is, by increasing or decreasing the number of the diffusion plates 52, 52, the pulse energy of the sample light 37 incident on the sensors 38, 39 can be adjusted according to the sensitivity of the sensors 38, 39. In addition, the diffusion plates 52, 5
Even if there are only two sheets, by changing the distance between the diffusion plates 52, 52 as shown by the broken line in FIG. 3,
The pulse energy of the sample light 37 incident on the sensor can be adjusted by changing the degree of collection of the sample light 37.

【0044】さらには、拡散板52,52を、互いにあ
る程度以上の距離を離して配置することにより、その間
をパージガスが流れるようになる。これにより、不純物
が発生しても拡散板52,52の間に滞留することが少
なく、パージガスの流れによって除去することができ
る。
Furthermore, by arranging the diffusion plates 52, 52 at a certain distance or more from each other, the purge gas can flow between them. As a result, even if impurities are generated, they rarely stay between the diffusion plates 52, 52 and can be removed by the flow of the purge gas.

【0045】このとき、拡散板52,52とセンサ3
8,39との間に、紫外線が照射されると蛍光を発する
蛍光板(図示せず)を配置し、サンプル光によって発生
した蛍光の強度を測定することにより、サンプル光の強
度を測定してもよい。そしてシャッタ48は、拡散板5
2,52よりも光軸の上流側に配置されている。拡散板
52,52の透過率や蛍光板の蛍光の発生強度は、セン
サ38,39の感度低下ほどの著しい変化ではないが、
サンプル光37の照射によって次第に変化する。このよ
うな変化を避けるため、校正時以外は、校正用センサ3
8に入射するサンプル光37の光路の光学部品には、な
るべくサンプル光37が照射されないようにするのがよ
い。
At this time, the diffusion plates 52, 52 and the sensor 3
Even if the intensity of the sample light is measured by disposing a fluorescent plate (not shown) that emits fluorescence when irradiated with ultraviolet rays between 8 and 39, and measuring the intensity of the fluorescence generated by the sample light. Good. The shutter 48 is provided on the diffusion plate 5
It is arranged on the upstream side of the optical axis with respect to 2, 52. The transmittance of the diffusion plates 52, 52 and the intensity of the fluorescent light generated by the fluorescent plates are not so significant as the sensitivity of the sensors 38, 39 is lowered,
It changes gradually by the irradiation of the sample light 37. In order to avoid such changes, the calibration sensor 3 should be used except during calibration.
It is preferable that the optical components of the optical path of the sample light 37 entering 8 are not irradiated with the sample light 37 as much as possible.

【0046】このときの光学部品の保持手段の一例を、
拡散板52,52を保持するホルダ59を例にとって、
図4に示す。図4に示すように、光学部品は、その周囲
に開口部58を有するホルダ59によって、モニタボッ
クス51の内壁に固定されている。これにより、開口部
58を通過するパージガスが、光学部品の近傍を流れる
ようになるので、光学部品の表面に塵が付着することが
少なくなる。
An example of the means for holding the optical component at this time is as follows.
Taking the holder 59 for holding the diffusion plates 52, 52 as an example,
As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the optical component is fixed to the inner wall of the monitor box 51 by a holder 59 having an opening 58 on the periphery thereof. This allows the purge gas passing through the opening 58 to flow in the vicinity of the optical component, so that dust is less likely to adhere to the surface of the optical component.

【0047】図5に、このようなフッ素分子レーザ装置
11において、レーザ光21のパルスエネルギーに対す
る、光量センサ38及び校正用センサ39の初期校正を
行なうための手順を、フローチャートで示す。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for performing the initial calibration of the light quantity sensor 38 and the calibration sensor 39 with respect to the pulse energy of the laser light 21 in the fluorine molecular laser device 11 as described above.

【0048】レーザコントローラ29は、まず主電極1
4,15間に所定の高電圧を印加して、レーザ光21を
発振させる(ステップS11)。このとき、図1に破線
で示すように、レーザ光21の光軸上にカロリーメータ
43を設置し、レーザ光21のパルスエネルギーを測定
する(ステップS12)。
The laser controller 29 first detects the main electrode 1
A predetermined high voltage is applied between 4 and 15 to oscillate the laser light 21 (step S11). At this time, as shown by the broken line in FIG. 1, the calorimeter 43 is installed on the optical axis of the laser light 21 and the pulse energy of the laser light 21 is measured (step S12).

【0049】これと同時に、シャッタ48を開状態と
し、光量センサ38及び校正用センサ39の出力信号の
大きさを検出する(ステップS13)。そして、印加す
る高電圧を徐々に上げるなどしてパルスエネルギーを様
々に変えながら(ステップS12)、ステップS12〜
S14を繰り返す。尚、ステップS13においては、光
量センサ38及び校正用センサ39のうちいずれか一方
のみにサンプル光37を入射させるようにして、光量セ
ンサ38及び校正用センサ39によるパルスエネルギー
測定を交互に行なうようにしてもよい。
At the same time, the shutter 48 is opened and the magnitudes of the output signals of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39 are detected (step S13). Then, while gradually increasing the applied high voltage to change the pulse energy variously (step S12), the steps S12-
Repeat S14. In step S13, the sample light 37 is made incident on only one of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39, and the pulse energy measurement by the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39 is alternately performed. May be.

【0050】図6に、横軸にカロリーメータ43で測定
したパルスエネルギー、縦軸に光量センサ38及び校正
用センサ39の出力を記したグラフを示す。図6に示す
ように、パルスエネルギーEに対する光量センサ38の
出力P1及び校正用センサ39の出力P2は、いずれも
直線で近似される。
FIG. 6 is a graph showing the pulse energy measured by the calorimeter 43 on the horizontal axis and the outputs of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39 on the vertical axis. As shown in FIG. 6, the output P1 of the light amount sensor 38 and the output P2 of the calibration sensor 39 with respect to the pulse energy E are both approximated by a straight line.

【0051】即ち、グラフにおける直線の傾きの逆数a
1を最小2乗法等によって求め、光量センサ38の出力
P1に逆数a1を乗じると、パルスエネルギーEを求め
ることができる。同様に、校正用センサ39の出力P2
にその直線の傾きの逆数a2を乗じると、パルスエネル
ギーEを求めることができる。これら傾きの逆数a1,
a2を、それぞれセンサ38,39の換算係数a1,a
2と呼ぶ。
That is, the reciprocal a of the slope of the straight line in the graph
The pulse energy E can be obtained by obtaining 1 by the least square method or the like and multiplying the output P1 of the light amount sensor 38 by the reciprocal a1. Similarly, the output P2 of the calibration sensor 39
Is multiplied by the reciprocal a2 of the slope of the straight line to obtain the pulse energy E. The reciprocal of these slopes a1,
a2 is converted into conversion factors a1 and a of the sensors 38 and 39, respectively.
Call 2.

【0052】カロリーメータ43の構造を、図7に示
す。カロリーメータ43は、レーザ光21の光エネルギ
ーを高効率で熱に変える完全黒体44と、完全黒体44
の熱を電流に変換する熱電変換素子45とを備えてい
る。これにより、約1Hzから500Hzにわたって発振
されたレーザ光21のパルスエネルギーを、1パルスず
つ測定することが可能である。このようなカロリーメー
タによる初期校正は、フッ素分子レーザ装置11を組み
立てた際に行なわれるのみならず、サンプル光37の照
射時間や発振したパルス数に基づき、適当なタイミング
を見計らって行なわれる。
The structure of the calorimeter 43 is shown in FIG. The calorimeter 43 includes a perfect black body 44 that converts the light energy of the laser light 21 into heat with high efficiency, and a perfect black body 44.
And a thermoelectric conversion element 45 for converting the heat of the above into an electric current. As a result, it is possible to measure the pulse energy of the laser light 21 oscillated from about 1 Hz to 500 Hz, one pulse at a time. Such initial calibration by the calorimeter is performed not only when the fluorine molecular laser device 11 is assembled, but also at an appropriate timing based on the irradiation time of the sample light 37 and the number of oscillated pulses.

【0053】次に、上記の手順で初期校正した光量セン
サ38及び校正用センサ39を用い、光量センサ38を
適当なタイミングで校正用センサ39によって校正しな
がら、パルスエネルギー一定制御を行なう手順のフロー
チャートを図8に示す。
Next, using the light quantity sensor 38 and the calibration sensor 39 that have been initially calibrated in the above procedure, a flow chart of a procedure for performing constant pulse energy control while calibrating the light quantity sensor 38 with the calibration sensor 39 at an appropriate timing. Is shown in FIG.

【0054】まずレーザコントローラ29は、フッ素分
子レーザ装置11を運転し、レーザ光21を発振させる
(ステップS21)。そして、前回光量センサ38の校
正を行なってから、これまでに発振したレーザ光21の
パルス数及びフッ素分子レーザ装置11の運転時間のう
ち少なくともいずれか一方に基づき、光量センサ38の
校正を行なうか否かを判定する(ステップS22)。
First, the laser controller 29 operates the molecular fluorine laser device 11 to oscillate the laser light 21 (step S21). Then, since the light quantity sensor 38 was calibrated last time, is the light quantity sensor 38 calibrated based on at least one of the number of pulses of the laser light 21 oscillated so far and the operating time of the fluorine molecular laser device 11? It is determined whether or not (step S22).

【0055】この判定は、例えばパルス数Cを所定値C
0と比較し、C>C0の場合に、校正を行なう。或い
は、例えばこれまでに光量センサ38にサンプル光37
が照射された照射時間Tを所定値T0と比較し、T>T
0の場合に、校正を行なう。これは、長期間又は数多く
のパルス数にわたってサンプル光37を照射されるほ
ど、光量センサ38の劣化が甚だしいと考えられるため
である。
In this judgment, for example, the pulse number C is set to a predetermined value C.
Compare with 0, and if C> C0, calibrate. Alternatively, for example, the light quantity sensor 38 has been used for the sample light 37 until now.
Is compared with a predetermined value T0, and T> T
If 0, calibrate. This is because it is considered that the more the sample light 37 is irradiated for a long period of time or a large number of pulses, the more severe the deterioration of the light amount sensor 38.

【0056】ステップS22で校正を行なう必要がある
と判定すると、レーザコントローラ29は、後述する校
正手順に基づいて光量センサ38の校正を行なう(ステ
ップS23)。この校正は、光量センサ38の換算係数
a1を補正することにより、行なわれる。そして、補正
された換算係数a1を、光量センサ38の出力信号P1
に乗じてパルスエネルギーEを検出し、パルスエネルギ
ー一定制御を行ない(ステップS24)、ステップS2
2に戻る。
When it is determined in step S22 that the calibration is necessary, the laser controller 29 calibrates the light quantity sensor 38 based on the calibration procedure described later (step S23). This calibration is performed by correcting the conversion coefficient a1 of the light amount sensor 38. Then, the corrected conversion coefficient a1 is used as the output signal P1 of the light amount sensor 38.
And the pulse energy E is detected, and constant pulse energy control is performed (step S24), step S2.
Return to 2.

【0057】ステップS22で校正を行なう必要がない
と判定した場合には、ステップS24において、補正さ
れていない換算係数a1を光量センサ38の出力信号P
1に乗じてパルスエネルギーEを検出し、パルスエネル
ギー一定制御を行なう。尚、上記のステップS21〜S
24において、校正を行なうステップS23以外のステ
ップにおいては、校正用センサ39の前方に置かれたシ
ャッタ48は閉状態となっており、校正用センサ39に
はサンプル光37は照射されないようになっている。
If it is determined in step S22 that it is not necessary to perform the calibration, the uncorrected conversion coefficient a1 is output to the output signal P of the light amount sensor 38 in step S24.
The pulse energy E is detected by multiplying by 1, and constant pulse energy control is performed. Incidentally, the above steps S21 to S
24, in steps other than the step S23 of performing calibration, the shutter 48 placed in front of the calibration sensor 39 is in a closed state, and the calibration sensor 39 is not irradiated with the sample light 37. There is.

【0058】図9に、光量センサ38の校正手順の一例
を、フローチャートで示す。まずレーザコントローラ2
9は、所定の高電圧及び周波数でレーザ光21を発振さ
せ(ステップS31)、シャッタ48を開作動させて、
光量センサ38と校正用センサ39の両方にサンプル光
37を入射させる(ステップS32)。尚、ステップS
32においては後述するように、光量センサ38及び校
正用センサ39のうちいずれか一方のみにサンプル光3
7を入射させるようにして、パルスエネルギー測定を交
互のセンサ38,39で行なうようにしてもよい。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the calibration procedure of the light amount sensor 38. First, the laser controller 2
9 oscillates the laser light 21 at a predetermined high voltage and frequency (step S31) to open the shutter 48,
The sample light 37 is made incident on both the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39 (step S32). Incidentally, step S
In 32, as will be described later, only one of the light quantity sensor 38 and the calibration sensor 39 has the sample light 3
Alternatively, the pulse energy may be measured by the alternating sensors 38 and 39.

【0059】レーザコントローラ29は、光量センサ3
8及び校正用センサ39の出力P1,P2に換算係数a
1,a2をそれぞれ乗じ、レーザ光21のパルスエネル
ギーE1,E2を算出する(ステップS33)。前述し
たように、校正用センサ39は、校正を行なっていない
間、シャッタ48によってサンプル光37を遮られてい
るので、その劣化は光量センサ38に比較して、非常に
小さい。従って、校正用センサ39の出力P2に基づい
て求められたパルスエネルギーE2は、真のパルスエネ
ルギーEにほぼ近いと考えられる。
The laser controller 29 uses the light amount sensor 3
8 and the outputs P1 and P2 of the calibration sensor 39 to the conversion factor a
1 and a2 are respectively multiplied to calculate pulse energies E1 and E2 of the laser light 21 (step S33). As described above, since the calibration sensor 39 blocks the sample light 37 by the shutter 48 while the calibration is not performed, the deterioration thereof is much smaller than that of the light amount sensor 38. Therefore, it is considered that the pulse energy E2 obtained based on the output P2 of the calibration sensor 39 is almost close to the true pulse energy E.

【0060】レーザコントローラ29は、このパルスエ
ネルギーE1,E2を互いに比較し(ステップS3
4)、光量センサ38によってパルスエネルギーE1か
ら、真のパルスエネルギーE2を求めるための補正係数
b(=E2/E1)を算出する(ステップS35)。
The laser controller 29 compares the pulse energies E1 and E2 with each other (step S3).
4) The light amount sensor 38 calculates a correction coefficient b (= E2 / E1) for obtaining the true pulse energy E2 from the pulse energy E1 (step S35).

【0061】そして、この補正係数bを、前回の校正で
求めて記憶しておいた補正係数bと比較することによ
り、光量センサの劣化度合いを判定する(ステップS3
6)、補正係数bが大きく変動していれば、前回の校正
から光量センサが甚だしく劣化したと判定して、レーザ
発振を停止して警告信号を出力する(ステップS3
7)。例えば、前回の校正における補正係数bより、5
0%以上変動していれば、劣化と判定すればよい。この
場合の警告信号を、警告1とする。
Then, by comparing this correction coefficient b with the correction coefficient b obtained and stored in the previous calibration, the degree of deterioration of the light quantity sensor is determined (step S3).
6) If the correction coefficient b is largely fluctuated, it is determined that the light amount sensor has significantly deteriorated since the previous calibration, the laser oscillation is stopped, and a warning signal is output (step S3).
7). For example, from the correction coefficient b in the previous calibration, 5
If it fluctuates by 0% or more, it may be determined as deterioration. The warning signal in this case is called warning 1.

【0062】ステップS36において、光量センサ38
の劣化度合いが小さいと判定した場合には、求めた補正
係数bを換算係数a1に乗じて、換算係数a1を更新す
る(ステップS38)。そして、この換算係数a1を、
ステップS12〜S14でカロリーメータ43を用いて
求めた初期の換算係数a1と比較することにより、光量
センサの劣化を判定する(ステップS39)。
In step S36, the light amount sensor 38
If it is determined that the degree of deterioration is low, the conversion coefficient a1 is updated by multiplying the calculated correction coefficient b by the conversion coefficient a1 (step S38). Then, the conversion coefficient a1 is
Deterioration of the light amount sensor is determined by comparing with the initial conversion coefficient a1 obtained using the calorimeter 43 in steps S12 to S14 (step S39).

【0063】図10に、横軸にパルス数C、縦軸に光量
センサ38の換算係数a1をとったグラフを示す。図1
0に示すように、パルス数Cが増加するに従い、光量セ
ンサ38の感度が低下し、換算係数a1は次第に上昇し
ていく。一般的には、換算係数a1が、初めてサンプル
光37が光量センサ38に照射されたときの10倍にな
ったときが、光量センサ38の寿命と考えられている。
FIG. 10 shows a graph in which the horizontal axis represents the pulse number C and the vertical axis represents the conversion coefficient a1 of the light amount sensor 38. Figure 1
As shown in 0, as the pulse number C increases, the sensitivity of the light amount sensor 38 decreases, and the conversion coefficient a1 gradually increases. In general, it is considered that the life of the light amount sensor 38 is when the conversion coefficient a1 becomes ten times as large as when the sample light 37 is irradiated to the light amount sensor 38 for the first time.

【0064】従って、例えば換算係数a1が10倍以上
になっている場合に、光量センサ38がその寿命を終え
たと判定し、レーザ発振を停止して警告信号を出力する
(ステップS40)。この場合の警告信号を、警告2と
する。
Therefore, for example, when the conversion coefficient a1 is 10 times or more, it is determined that the light amount sensor 38 has reached the end of its life, the laser oscillation is stopped, and a warning signal is output (step S40). The warning signal in this case is called warning 2.

【0065】以上説明したように、第1実施形態によれ
ば、レーザ光21のパルスエネルギーを測定するための
光量センサ38と、この光量センサ38を校正するため
の校正用センサ39とを備えている。これにより、光量
センサ38の出力からパルスエネルギーEを求めるため
の換算係数a1を補正することができ、光量センサ38
による計測が正確になる。
As described above, according to the first embodiment, the light quantity sensor 38 for measuring the pulse energy of the laser light 21 and the calibration sensor 39 for calibrating the light quantity sensor 38 are provided. There is. Accordingly, the conversion coefficient a1 for obtaining the pulse energy E from the output of the light amount sensor 38 can be corrected, and the light amount sensor 38 can be corrected.
Accurate measurement by.

【0066】また、校正センサの前方にはシャッタ48
が配置され、露光時などの校正時以外には、校正センサ
にサンプル光37が入射するのを防止している。これに
より、校正時以外は校正センサにサンプル光37が照射
されず、校正センサの劣化が起きにくくなって、校正が
正確に行なわれる。
A shutter 48 is provided in front of the calibration sensor.
Is arranged to prevent the sample light 37 from entering the calibration sensor except during calibration such as exposure. As a result, the calibration sensor is not irradiated with the sample light 37 except at the time of calibration, so that the calibration sensor is less likely to deteriorate and the calibration is accurately performed.

【0067】また、光量センサ38の劣化の度合いを推
定し、劣化が大きいと判定すると、レーザ発振を止めて
警告信号を出力している。これにより、常に正確なパル
スエネルギーの測定が可能である。また、劣化した光量
センサ38の測定値に基づいてパルスエネルギー一定制
御を行なうということがなく、常に所望するパルスエネ
ルギーを得ることができるので、これを用いて露光を行
なう場合も、露光ミスが起きにくくなる。
When the degree of deterioration of the light quantity sensor 38 is estimated and it is determined that the deterioration is large, the laser oscillation is stopped and a warning signal is output. As a result, it is possible to always measure the pulse energy accurately. Further, since it is possible to always obtain a desired pulse energy without performing constant pulse energy control based on the measured value of the deteriorated light amount sensor 38, an exposure error occurs even when performing exposure using this. It gets harder.

【0068】また、図2に示すように、光量センサ38
及び校正センサ39にサンプル光37が入射するまで
に、偶数回数だけ、ビームスプリッタ22,40,41
で所定角度で反射されるようにしている。サンプル光3
7を所定角度で偶数回反射させることにより、レーザ光
21のP偏光成分とS偏光成分との比(以下、偏光比と
言う)と、サンプル光37の偏光比とが一致する。従っ
て、レーザ光21の偏光比が変動しても、サンプル光3
7の光量は変動せず、正確なパルスエネルギーの測定及
び校正が可能である。
In addition, as shown in FIG.
And the beam splitters 22, 40, 41 are even-numbered times before the sample light 37 enters the calibration sensor 39.
Is reflected at a predetermined angle. Sample light 3
By reflecting 7 at an even number of times at a predetermined angle, the ratio of the P-polarized component and the S-polarized component of the laser light 21 (hereinafter referred to as the polarization ratio) matches the polarization ratio of the sample light 37. Therefore, even if the polarization ratio of the laser light 21 changes, the sample light 3
The light quantity of 7 does not change, and accurate pulse energy measurement and calibration are possible.

【0069】図11に、第1実施形態に係るフッ素分子
レーザ装置11の、他の構成例を示す。図11に示すよ
うに、フッ素分子レーザ装置11は、例えば図示しない
空気圧シリンダなどで、サンプル光37の光軸に対して
略垂直にスライド自在のシャッタ48を備えている。シ
ャッタ48は、光量センサ38に入射するサンプル光3
7の光路か、校正用センサ39に入射するサンプル光3
7の光路かの、いずれか一方を常に遮光し、他方の光路
を通るサンプル光37を通すようになっている。
FIG. 11 shows another configuration example of the fluorine molecular laser device 11 according to the first embodiment. As shown in FIG. 11, the molecular fluorine laser device 11 is, for example, a pneumatic cylinder (not shown), and includes a shutter 48 that is slidable substantially perpendicularly to the optical axis of the sample light 37. The shutter 48 receives the sample light 3 incident on the light quantity sensor 38.
7 optical path or sample light 3 incident on the calibration sensor 39
One of the seven optical paths is always shielded, and the sample light 37 passing through the other optical path is allowed to pass.

【0070】これによりサンプル光37は、光量センサ
38か校正用センサ39のいずれか一方にのみ入射す
る。従って、校正用センサ39の測定時に、サンプル光
37が光量センサ38に入射することが少なく、サンプ
ル光37の照射による光量センサ38の劣化度が減少す
る。尚、図11では、シャッタ48をスライド自在とし
て説明したが、例えばロータリーソレノイドを駆動源と
して用いた回転式としてもよい。
As a result, the sample light 37 enters only one of the light quantity sensor 38 and the calibration sensor 39. Therefore, the sample light 37 rarely enters the light amount sensor 38 when the calibration sensor 39 is measured, and the deterioration degree of the light amount sensor 38 due to the irradiation of the sample light 37 is reduced. Although the shutter 48 is slidable in FIG. 11, it may be a rotary type using a rotary solenoid as a drive source.

【0071】次に、第2実施形態を説明する。図12
に、第2実施形態に係るフッ素分子レーザ装置11の構
成図を示す。図12において、ビームスプリッタ40で
図12中右方向に反射されたサンプル光37の光軸上に
は、光量センサ38と校正用センサ39とを搭載した、
直動ステージ46が配置されている。
Next, the second embodiment will be described. 12
2 shows a configuration diagram of the fluorine molecular laser device 11 according to the second embodiment. In FIG. 12, a light amount sensor 38 and a calibration sensor 39 are mounted on the optical axis of the sample light 37 reflected by the beam splitter 40 in the right direction in FIG.
A linear movement stage 46 is arranged.

【0072】直動ステージ46は、例えば図示しないリ
ニアベアリング等によって、サンプル光37の光軸に対
して略垂直に可動自在となっている。直動ステージ46
を作動させることにより、光量センサ38及び校正用セ
ンサ39のうち、いずれか一方のみをサンプル光37の
光軸上に出現させることができる。
The linear movement stage 46 is movable substantially perpendicular to the optical axis of the sample light 37 by, for example, a linear bearing (not shown). Linear stage 46
It is possible to cause only one of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39 to appear on the optical axis of the sample light 37 by operating.

【0073】即ち、パルスエネルギー一定制御を行なう
場合には、光量センサ38を光軸上に位置させて、測定
を行なう。また、校正を行なう場合には、光量センサ3
8及び校正用センサ39のうちいずれか一方を、交互に
光軸上に位置させて、パルスエネルギーの測定を行なう
ようにする。
That is, when the pulse energy constant control is performed, the light amount sensor 38 is positioned on the optical axis and measurement is performed. When performing calibration, the light amount sensor 3
One of the sensor 8 and the calibration sensor 39 is alternately positioned on the optical axis to measure the pulse energy.

【0074】第2実施形態によれば、光量センサ38に
入射するサンプル光37と、校正用センサ39に入射す
るサンプル光37とが、ほぼ同じ光路を通過する。従っ
て、ビームスプリッタ40などの光路上の光学部品が汚
損したような場合に、光量センサ38及び校正用センサ
39の測定値に同等の影響が生じるので、正確なパルス
エネルギーの測定及び校正が可能である。また、両セン
サ38,39を駆動するため、サンプル光37を複数の
光路に分配する必要がなく、光学部品の点数が減って光
路の構造が簡単になる。さらには、校正用センサ39の
初期校正時の出力を記憶し、その後に校正を行なった際
の出力を、記憶しておいた初期校正時の出力と比較する
ことにより、光路上の光学部品の汚損等を発見すること
が容易となる。
According to the second embodiment, the sample light 37 entering the light quantity sensor 38 and the sample light 37 entering the calibration sensor 39 pass through substantially the same optical path. Therefore, if optical components such as the beam splitter 40 on the optical path are contaminated, the measured values of the light amount sensor 38 and the calibration sensor 39 are equally affected, and accurate pulse energy measurement and calibration are possible. is there. Further, since both the sensors 38 and 39 are driven, it is not necessary to distribute the sample light 37 to a plurality of optical paths, the number of optical components is reduced, and the structure of the optical path is simplified. Furthermore, by storing the output of the calibration sensor 39 at the time of initial calibration and comparing the output when performing calibration after that with the stored output at the time of initial calibration, the output of the optical component on the optical path It becomes easy to find stains and the like.

【0075】図13に、第2実施形態に係るフッ素分子
レーザ装置11の、他の実施例を示す。図13におい
て、フッ素分子レーザ装置11は、直動ステージ46上
にビームスプリッタ40を配置している。ビームスプリ
ッタ40が40A位置にある場合には、サンプル光37
は光量センサ38に入射し、ビームスプリッタ40が4
0B位置にある場合には、サンプル光37は校正用セン
サ39に入射する。
FIG. 13 shows another example of the fluorine molecular laser device 11 according to the second embodiment. In FIG. 13, the fluorine molecular laser device 11 has a beam splitter 40 arranged on a linear movement stage 46. If the beam splitter 40 is at the 40A position, the sample light 37
Enters the light amount sensor 38 and the beam splitter 40
When it is at the 0B position, the sample light 37 is incident on the calibration sensor 39.

【0076】尚、ビームスプリッタ40の代わりに、サ
ンプル光37を全反射するミラーを配置してもよい。こ
の場合、ダンパ42は不要となる。一方、図13に示し
たようにビームスプリッタ40を用いることにより、ダ
ンパ42の代わりに、ビームダイバージェンスやポイン
ティングスタビリティを計測する計測器を配置し、これ
らの特性を測定することも可能である。
Instead of the beam splitter 40, a mirror that totally reflects the sample light 37 may be arranged. In this case, the damper 42 becomes unnecessary. On the other hand, by using the beam splitter 40 as shown in FIG. 13, it is possible to arrange a measuring instrument for measuring beam divergence and pointing stability in place of the damper 42 and measure these characteristics.

【0077】次に、第3実施形態を説明する。図14
に、第3実施形態に係るフッ素分子レーザ装置11の構
成図を示す。図14において、メインビームスプリッタ
22及び第1ビームスプリッタで反射されたサンプル光
37の光路上には、図示しない回転式アクチュエータを
備えて矢印のように回動自在の可動ミラー47が配置さ
れている。回転式アクチュエータとしては、例えばガル
バノスキャナが好適であり、レーザコントローラ29の
指令に基づいて、サンプル光37の光軸に対する可動ミ
ラー47の角度を高速で可変となっている。
Next, a third embodiment will be described. 14
FIG. 9 shows a configuration diagram of the fluorine molecular laser device 11 according to the third embodiment. In FIG. 14, on the optical path of the sample light 37 reflected by the main beam splitter 22 and the first beam splitter, a movable mirror 47 having a rotary actuator (not shown) and rotatable as shown by an arrow is arranged. . As the rotary actuator, for example, a galvano scanner is suitable, and the angle of the movable mirror 47 with respect to the optical axis of the sample light 37 can be changed at high speed based on a command from the laser controller 29.

【0078】可動ミラー47は、反射光を深い角度(図
14中47A相当)と、浅い角度(図14中47B相
当)とのうち、いずれか一方にのみ反射させるように、
サンプル光37の光軸に対する角度を設定されている。
浅い角度で反射されたサンプル光37(破線)は、校正
用センサ39に入射し、深い角度で反射されたサンプル
光37は、光量センサ38に入射する。
The movable mirror 47 reflects the reflected light at only one of a deep angle (corresponding to 47A in FIG. 14) and a shallow angle (corresponding to 47B in FIG. 14).
The angle of the sample light 37 with respect to the optical axis is set.
The sample light 37 (broken line) reflected at a shallow angle enters the calibration sensor 39, and the sample light 37 reflected at a deep angle enters the light amount sensor 38.

【0079】或いはサンプル光37を、可動ミラー47
で、図14中上方向及び下方向にそれぞれ90度反射さ
せてもよい。そして、例えば上方向に反射させた場合に
は光量センサ38に入射し、下方向に反射させた場合に
は校正用センサ39に入射させるようにする。
Alternatively, the sample light 37 is moved to the movable mirror 47.
Then, the light may be reflected by 90 degrees in the upward and downward directions in FIG. 14, respectively. Then, for example, when the light is reflected in the upward direction, it is incident on the light amount sensor 38, and when it is reflected in the downward direction, it is incident on the calibration sensor 39.

【0080】第3実施形態によれば、可動ミラー47の
角度を変えることによって、校正用センサ39に入射さ
せるか、光量センサ38に入射させるかを変更してい
る。軽量な可動ミラー47を回転させるだけであるか
ら、サンプル光37の光路の迅速な切り替えが可能であ
り、校正に要する時間が短縮される。また、第1、第2
実施形態のように、シャッタ48やセンサ38,39を
動かすのに比べ、リニアベアリング等の大型の装置を必
要としない。
According to the third embodiment, by changing the angle of the movable mirror 47, whether the light is incident on the calibration sensor 39 or the light amount sensor 38 is changed. Since only the lightweight movable mirror 47 is rotated, the optical path of the sample light 37 can be switched quickly, and the time required for calibration can be shortened. Also, the first and second
Compared to moving the shutter 48 and the sensors 38 and 39 as in the embodiment, a large device such as a linear bearing is not required.

【0081】次に、第4実施形態について、説明する。
図15に、第4実施形態に係るフッ素分子レーザ装置1
1の構成図を示す。図15においてフッ素分子レーザ装
置11は、メインビームスプリッタ22で図15中上方
向に反射されたサンプル光37を、第1ビームスプリッ
タ40に入射させている。第1ビームスプリッタ40を
透過したサンプル光37は、ダンパ42に入射して吸収
される。
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 15 shows a fluorine molecular laser device 1 according to the fourth embodiment.
The block diagram of 1 is shown. 15, the fluorine molecular laser device 11 causes the sample beam 37 reflected by the main beam splitter 22 in the upward direction in FIG. 15 to be incident on the first beam splitter 40. The sample light 37 transmitted through the first beam splitter 40 enters the damper 42 and is absorbed.

【0082】第1ビームスプリッタ40で図15中右方
に反射されたサンプル光37の光路上には、第2ビーム
スプリッタ41が配置されている。第2ビームスプリッ
タ41を透過したサンプル光37は校正用センサ39
に、第2ビームスプリッタ41で反射したサンプル光3
7は光量センサ38に、それぞれ入射し、強度を測定さ
れる。校正用センサ39と光量センサ38との前には、
サンプル光37を遮光自在なシャッタ48が配置されて
いる。
A second beam splitter 41 is arranged on the optical path of the sample light 37 reflected by the first beam splitter 40 to the right in FIG. The sample light 37 transmitted through the second beam splitter 41 is used as the calibration sensor 39.
The sample light 3 reflected by the second beam splitter 41
7 is incident on the light amount sensor 38, and the intensity is measured. In front of the calibration sensor 39 and the light amount sensor 38,
A shutter 48 capable of blocking the sample light 37 is arranged.

【0083】このように、ビームスプリッタの透過光を
校正用センサ39で、反射光を光量センサ38で受光し
ている。前述したように、ビームスプリッタとしては、
フッ化カルシウムのノーコート基板が一般的に用いられ
る。これは、コーティングを施すと、サンプル光37の
照射によって、コーティングが汚損することがあるする
ためである。
Thus, the transmitted light of the beam splitter is received by the calibration sensor 39, and the reflected light is received by the light amount sensor 38. As mentioned above, as a beam splitter,
An uncoated substrate of calcium fluoride is commonly used. This is because if the coating is applied, the coating may be contaminated by the irradiation of the sample light 37.

【0084】そして前述したように、フッ化カルシウム
のノーコート基板をビームスプリッタとして用いた場合
には、入射したレーザ光の約9%がフレネル反射によっ
て反射し、91%が透過する。従って、第2ビームスプ
リッタ41に入射したサンプル光37のうち、約9%が
反射して光量センサ38に入射し、91%が透過して校
正用センサ39に入射する。
As described above, when an uncoated substrate of calcium fluoride is used as the beam splitter, about 9% of the incident laser light is reflected by Fresnel reflection and 91% is transmitted. Therefore, of the sample light 37 incident on the second beam splitter 41, about 9% is reflected and incident on the light amount sensor 38, and 91% is transmitted and incident on the calibration sensor 39.

【0085】即ち、校正用センサ39には、光量センサ
38の約10倍近い強度のサンプル光37が入射する。
その結果、校正用センサ39のS/N比が向上して測定
が正確になり、校正の精度が向上する。また、パルスエ
ネルギー一定制御中に常にサンプル光37が入射する光
量センサ38には、弱めのサンプル光37が入射するの
で、光量センサ38の劣化が起きにくくなる。
That is, the sample light 37 having an intensity approximately 10 times that of the light quantity sensor 38 is incident on the calibration sensor 39.
As a result, the S / N ratio of the calibration sensor 39 improves, the measurement becomes accurate, and the calibration accuracy improves. Further, since the weak sample light 37 enters the light amount sensor 38 to which the sample light 37 always enters during the constant pulse energy control, the light amount sensor 38 is less likely to deteriorate.

【0086】次に、第5実施形態を説明する。図16
に、第5実施形態に係るフッ素分子レーザ装置11の構
成図を示す。図16において、フッ素分子レーザ装置1
1はレーザ光21の光路上に常設された第1のメインビ
ームスプリッタ22と、例えば直動ステージ46によっ
て光路上に出没自在の第2メインビームスプリッタ49
とを備えている。
Next, a fifth embodiment will be described. FIG.
FIG. 9 shows a configuration diagram of the fluorine molecular laser device 11 according to the fifth embodiment. In FIG. 16, a fluorine molecular laser device 1 is shown.
Reference numeral 1 denotes a first main beam splitter 22 that is permanently installed on the optical path of the laser light 21, and a second main beam splitter 49 that can be retracted and retracted on the optical path by a linear movement stage 46, for example.
It has and.

【0087】第1のメインビームスプリッタ22で図1
6中上向きに反射したサンプル光37は、第1ビームス
プリッタ40で図16中右向きに反射して、光量センサ
38に入射する。また、第1のメインビームスプリッタ
22を透過したレーザ光21のうち、一部は光路上に出
現した第2メインビームスプリッタ49で図16中下向
きに反射され、第2ビームスプリッタ41で図16中右
向きに反射して校正用センサ39に入射する。
The first main beam splitter 22 shown in FIG.
The sample light 37 reflected upward in 6 is reflected rightward in FIG. 16 by the first beam splitter 40, and enters the light amount sensor 38. In addition, part of the laser light 21 that has passed through the first main beam splitter 22 is reflected downward in FIG. 16 by the second main beam splitter 49 that appears on the optical path, and is reflected by the second beam splitter 41 in FIG. The light is reflected to the right and enters the calibration sensor 39.

【0088】このように、第2メインビームスプリッタ
49をレーザ光21の光路上に出没自在とすることによ
り、校正用センサ39に入射するサンプル光37の光路
上の光学部品49,41に、普段はサンプル光37が照
射されないようにしている。これにより、光学部品の劣
化が非常に少なくなるので、校正用センサ39に入射す
るサンプル光37のパルスエネルギーが、光学部品の劣
化によって変動することが少なくなり、校正用センサ3
9による測定が正確になる。
In this way, by making the second main beam splitter 49 retractable into and out of the optical path of the laser light 21, the optical components 49 and 41 on the optical path of the sample light 37 incident on the calibration sensor 39 are normally used. Prevents the sample light 37 from being emitted. As a result, deterioration of the optical component is extremely reduced, and thus the pulse energy of the sample light 37 entering the calibration sensor 39 is less likely to change due to the deterioration of the optical component, and the calibration sensor 3
The measurement by 9 becomes accurate.

【0089】次に、第6実施形態について説明する。図
17に、第6実施形態に係るフッ素分子レーザ装置11
の構成図を示す。図17において、フッ素分子レーザ装
置11は、レーザ光21の一部を透過する部分透過リア
ミラー50を備えている。部分透過リアミラー50とし
ては、例えばフッ化カルシウムの平行平面基板に、レー
ザ光21を99%程度反射するコーティングを施したも
のが好適である。
Next, a sixth embodiment will be described. FIG. 17 shows a fluorine molecular laser device 11 according to the sixth embodiment.
FIG. In FIG. 17, the fluorine molecular laser device 11 includes a partial transmission rear mirror 50 that transmits a part of the laser light 21. As the partially transmissive rear mirror 50, it is preferable to use, for example, a parallel plane substrate of calcium fluoride, which is coated with a coating that reflects the laser beam 21 by about 99%.

【0090】部分透過リアミラー50の後方には、校正
用センサ39が配置されており、部分透過リアミラー5
0を透過したサンプル光61の強度を測定できるように
なっている。校正用センサ39と部分透過リアミラー5
0との間には、サンプル光61を遮光できるシャッタ4
8が介挿されている。
A calibration sensor 39 is disposed behind the partial transmission rear mirror 50, and the partial transmission rear mirror 5 is provided.
The intensity of the sample light 61 transmitted through 0 can be measured. Calibration sensor 39 and partially transmissive rear mirror 5
A shutter 4 that can block the sample light 61 between 0 and
8 is inserted.

【0091】このように第6実施形態によれば、部分透
過リアミラー50を透過したサンプル光61の強度に基
づいて、校正を行なっている。これにより、ビームスプ
リッタ等の一部が不要となり、光学部品の部品点数が減
少する。また、レーザ光21の出力をより直接的に測定
できるので、測定が正確になる。
As described above, according to the sixth embodiment, the calibration is performed based on the intensity of the sample light 61 transmitted through the partial transmission rear mirror 50. This eliminates the need for a part of the beam splitter and reduces the number of optical components. Moreover, since the output of the laser beam 21 can be measured more directly, the measurement becomes accurate.

【0092】尚、図17では、部分透過リアミラー50
を透過したサンプル光61のパルスエネルギーを校正用
センサ39で、出射したレーザ光21を分岐したサンプ
ル光37のパルスエネルギーを光量センサ38でそれぞ
れ測定するようにしたが、逆にしてもよい。
In FIG. 17, the partially transmissive rear mirror 50 is shown.
The pulse energy of the sample light 61 that has passed through is measured by the calibration sensor 39, and the pulse energy of the sample light 37 that branches the emitted laser light 21 is measured by the light amount sensor 38, but it may be reversed.

【0093】尚、説明を省略したが、上記各実施形態に
おけるモニタ装置36は、第1実施形態と同様にモニタ
ボックス51に囲繞されており、モニタボックス51の
内部には、低反応性のパージガスが連続的に流されてい
る。また説明は、分散プリズム28,28によって波長
をシングルライン化したフッ素分子レーザ装置11を例
に取って行なったが、シングルライン化を行なわないフ
ッ素分子レーザ装置11に対しても、全く同様に有効で
ある。この場合、分散プリズム28,28が不要とな
る。また、グレーティング等、他の狭帯域化手段を用い
て、波長を狭帯域化したフッ素分子レーザ装置に対して
も、同様である。さらには、フッ素分子レーザ装置を例
にとって説明したが、KrFエキシマレーザ装置やAr
Fエキシマレーザ装置等のエキシマレーザ装置にも、同
様に応用が可能である。即ち、紫外線波長のレーザ光を
発振するレーザ装置であれば、同様に応用が可能であ
る。
Although not described, the monitor device 36 in each of the above-described embodiments is surrounded by the monitor box 51 as in the first embodiment, and the inside of the monitor box 51 has a low-reactive purge gas. Is being continuously swept. Further, the description has been given by taking the fluorine molecular laser device 11 in which the wavelength is made into the single line by the dispersion prisms 28, 28, but the same is also valid for the fluorine molecular laser device 11 in which the wavelength is not made into the single line. Is. In this case, the dispersion prisms 28, 28 are unnecessary. The same applies to a fluorine molecular laser device whose wavelength is narrowed by using another narrowing means such as a grating. Further, although the explanation has been made by taking the fluorine molecular laser device as an example, a KrF excimer laser device and an Ar
The same can be applied to an excimer laser device such as an F excimer laser device. That is, any laser device that oscillates a laser beam having an ultraviolet wavelength can be similarly applied.

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

【図1】第1実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態に係るモニタ装置の詳細図。FIG. 2 is a detailed view of the monitor device according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態に係る拡散板の配置図。FIG. 3 is a layout view of a diffusion plate according to the first embodiment.

【図4】第1実施形態に係る光学部品の保持手段の一例
を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a holding unit for an optical component according to the first embodiment.

【図5】センサの初期校正を行なう手順を示すフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for performing initial calibration of the sensor.

【図6】パルスエネルギーとセンサの出力との関係を示
すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between pulse energy and sensor output.

【図7】カロリーメータの構造を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a structure of a calorimeter.

【図8】パルスエネルギー一定制御及びセンサの校正を
行なうフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart for performing constant pulse energy control and sensor calibration.

【図9】光量センサの校正手順の一例を示すフローチャ
ート。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of a calibration procedure of the light amount sensor.

【図10】光量センサの寿命を説明するグラフ。FIG. 10 is a graph illustrating the life of the light amount sensor.

【図11】第1実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 11 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to the first embodiment.

【図12】第2実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to a second embodiment.

【図13】第2実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 13 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to a second embodiment.

【図14】第3実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 14 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to a third embodiment.

【図15】第4実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 15 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to a fourth embodiment.

【図16】第5実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 16 is a block diagram of a fluorine molecular laser device according to a fifth embodiment.

【図17】第6実施形態に係るフッ素分子レーザ装置の
構成図。
FIG. 17 is a configuration diagram of a fluorine molecular laser device according to a sixth embodiment.

【図18】従来技術に係るエキシマレーザ装置の構成
図。
FIG. 18 is a configuration diagram of an excimer laser device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:エキシマレーザ装置、12:レーザチャンバ、1
4:主電極、15:主電極、16:フロントミラー、1
7:フロントウィンドウ、18:リアミラー、19:リ
アウィンドウ、21:レーザ光、22:ビームスプリッ
タ、23:高圧電源、24:貫流ファン、25:露光
機、26:フロントスリット、27:リアスリット、2
8:分散プリズム、29:レーザコントローラ、30:
シングルライン化ユニット、31:シングルライン化ボ
ックス、35:パージガスボンベ、36:モニタ装置、
37:サンプル光、38:光量センサ、39:校正用セ
ンサ、40:第1ビームスプリッタ、41:第2ビーム
スプリッタ、42:ダンパ、43:カロリーメータ、4
4:完全黒体、45:熱電変換素子、46:直動ステー
ジ、47:可動ミラー、48:シャッタ、49:第2メ
インビームスプリッタ、50:部分透過リアミラー、5
1:モニタボックス、52:拡散板、53:レンズ、5
4:板状部材、55:パージガスボンベ、56:パージ
ガス出口、58:開口部、59:ホルダ、60:隔壁。
11: Excimer laser device, 12: Laser chamber, 1
4: main electrode, 15: main electrode, 16: front mirror, 1
7: Front window, 18: Rear mirror, 19: Rear window, 21: Laser light, 22: Beam splitter, 23: High-voltage power supply, 24: Cross-flow fan, 25: Exposure machine, 26: Front slit, 27: Rear slit, 2
8: Dispersion prism, 29: Laser controller, 30:
Single line unit, 31: Single line box, 35: Purge gas cylinder, 36: Monitor device,
37: sample light, 38: light amount sensor, 39: calibration sensor, 40: first beam splitter, 41: second beam splitter, 42: damper, 43: calorimeter, 4
4: Perfect black body, 45: Thermoelectric conversion element, 46: Linear movement stage, 47: Movable mirror, 48: Shutter, 49: Second main beam splitter, 50: Partial transmission rear mirror, 5
1: monitor box, 52: diffuser plate, 53: lens, 5
4: plate member, 55: purge gas cylinder, 56: purge gas outlet, 58: opening, 59: holder, 60: partition wall.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G065 AA04 AB05 AB09 AB14 BA09 BB21 CA23 CA25 DA01 5F072 AA04 JJ03 JJ05 JJ09 KK15 RR05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2G065 AA04 AB05 AB09 AB14 BA09                       BB21 CA23 CA25 DA01                 5F072 AA04 JJ03 JJ05 JJ09 KK15                       RR05

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 紫外線波長のレーザ光(21)のパルスエネ
ルギーを検出するモニタ装置において、 レーザ光(21)の一部をサンプリングしたサンプル光(37)
のパルスエネルギーを測定する光量センサ(38)と、 サンプル光(37)のパルスエネルギーを測定して光量セン
サ(38)を校正する校正用センサ(39)とを備えたことを特
徴とするモニタ装置。
1. A monitor device for detecting the pulse energy of a laser light (21) having an ultraviolet wavelength, wherein a sample light (37) obtained by sampling a part of the laser light (21).
Monitor device comprising a light amount sensor (38) for measuring the pulse energy of the sample light (37) and a calibration sensor (39) for measuring the pulse energy of the sample light (37) to calibrate the light amount sensor (38) .
【請求項2】 請求項1記載のモニタ装置において、 前記校正用センサ(39)が、校正時以外にはサンプル光(3
7)が入射しないような遮蔽手段(48)、又はサンプル光(3
7)を減衰させる減衰手段(48)を設けたことを特徴とする
モニタ装置。
2. The monitor device according to claim 1, wherein the calibration sensor (39) is provided with a sample light (3
The shielding means (48) or the sample light (3
A monitor device provided with a damping means (48) for damping 7).
【請求項3】 請求項2記載のモニタ装置において、 前記遮蔽手段(48)又は減衰手段(48)が、校正用センサ(3
9)の前方に配置された拡散板(52,52)よりも上流側に配
置されていることを特徴とするモニタ装置。
3. The monitor device according to claim 2, wherein the shielding means (48) or the damping means (48) is a calibration sensor (3).
9. A monitor device arranged upstream of a diffuser plate (52, 52) arranged in front of 9).
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のモニタ
装置において、 前記光量センサ(38)に入射するサンプル光(37)の光路
と、校正用センサ(39)に入射するサンプル光(37)の光路
とが、互いに遮蔽されていることを特徴とするモニタ装
置。
4. The monitor device according to claim 1, wherein an optical path of the sample light (37) incident on the light quantity sensor (38) and a sample light (39) incident on the calibration sensor (39). A monitor device characterized in that the optical path of 37) is shielded from each other.
【請求項5】 請求項1記載のモニタ装置において、 前記光量センサ(38)に入射するサンプル光(37)の光路
と、校正用センサ(39)に入射するサンプル光(37)の光路
とが共通であり、 サンプル光(37)のパルスエネルギーの測定時にはサンプ
ル光(37)が入射する位置に光量センサ(38)を配置させ、
校正時にはサンプル光(37)が入射する位置に校正用セン
サ(39)を配置させる、センサ位置決め手段(46)を備えた
ことを特徴とするモニタ装置。
5. The monitor device according to claim 1, wherein an optical path of the sample light (37) incident on the light amount sensor (38) and an optical path of the sample light (37) incident on the calibration sensor (39). It is common, and when measuring the pulse energy of the sample light (37), place the light quantity sensor (38) at the position where the sample light (37) enters,
A monitor device comprising a sensor positioning means (46) for arranging a calibration sensor (39) at a position where the sample light (37) enters during calibration.
【請求項6】 請求項5記載のモニタ装置において、 前記校正用センサ(39)の初期校正時の出力とそれ以降の
校正時の出力との比較に基づいて、光路上の光学部品の
劣化度合いを判定するレーザコントローラ(29)を備えた
ことを特徴とするモニタ装置。
6. The monitor device according to claim 5, wherein the deterioration degree of the optical component on the optical path is based on a comparison between the output of the calibration sensor (39) at the time of initial calibration and the output at the subsequent calibration. A monitor device comprising a laser controller (29) for determining whether or not the
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載のモニタ
装置において、 前記校正センサによる校正に基づいて光量センサ(38)の
劣化度合いを判定し、 劣化度合いが所定度合いよりも大きな場合には警告を発
するレーザコントローラ(29)を備えたことを特徴とする
モニタ装置。
7. The monitor device according to claim 1, wherein a deterioration degree of the light amount sensor (38) is determined based on the calibration by the calibration sensor, and when the deterioration degree is larger than a predetermined degree. Is a monitor device having a laser controller (29) for issuing a warning.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載のモニタ
装置において、 サンプル光(37)の光量センサ(38)への照射時間(T)及び
パルス発振数(C)のうち少なくともいずれか一方に基づ
いて校正を行なうタイミングを決定するレーザコントロ
ーラ(29)を備えたことを特徴とするモニタ装置。
8. The monitoring device according to claim 1, wherein at least one of irradiation time (T) and pulse oscillation number (C) of the sample light (37) to the light quantity sensor (38). A monitor device comprising a laser controller (29) for determining the timing of calibration based on one side.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載のモニタ
装置(36)を備えたことを特徴とする紫外線レーザ装置。
9. An ultraviolet laser device comprising the monitor device (36) according to any one of claims 1 to 8.
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