JP3484732B2 - レンズの特性評価装置 - Google Patents
レンズの特性評価装置Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0292—Testing optical properties of objectives by measuring the optical modulation transfer function
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、露光光源からの照射光
でレティクルの半導体の回路パターンをウェハに露光す
る例えば半導体露光装置で用いられるレンズの特性評価
装置に関するものである。
でレティクルの半導体の回路パターンをウェハに露光す
る例えば半導体露光装置で用いられるレンズの特性評価
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体露光装置は、集積度を高め
るために短波長の光源を使用してウェハに露光を行って
いる。この光源には例えば超高圧水銀アークランプやエ
キシマ・レーザがある。
るために短波長の光源を使用してウェハに露光を行って
いる。この光源には例えば超高圧水銀アークランプやエ
キシマ・レーザがある。
【０００３】上記超高圧水銀アークランプは、出射光の
光源波長がｇ線では 435.8nm、ｈ線では404.7nm、ｉ線
では365nmである。これらの光源の内で、最も短波長の
ｉ線を用いても、そのままの光源波長では現在の微細パ
ターンである0.25μｍ級のパターンにすることはできな
い。この半導体集積回路における微細加工の限界を越え
るためにレンズの特性評価装置は、新しい光学像形成技
術として光の振幅情報の他に位相情報も利用する、いわ
ゆる位相シフト法という超解像技術を用いることによっ
て解像力を向上させる。
光源波長がｇ線では 435.8nm、ｈ線では404.7nm、ｉ線
では365nmである。これらの光源の内で、最も短波長の
ｉ線を用いても、そのままの光源波長では現在の微細パ
ターンである0.25μｍ級のパターンにすることはできな
い。この半導体集積回路における微細加工の限界を越え
るためにレンズの特性評価装置は、新しい光学像形成技
術として光の振幅情報の他に位相情報も利用する、いわ
ゆる位相シフト法という超解像技術を用いることによっ
て解像力を向上させる。
【０００４】また、同様に半導体集積回路における微細
加工の限界を越えるために光の波長自体をより短くする
方法には、例えばエキシマレーザを光源として使用する
方法がある。このエキシマレーザは、通常希ガスとハロ
ゲン系ガスとの組合せからなる有害な混合気体中の放電
でレーザ発振を行わせた際の光源波長が例えばｉ線に比
べてＫｒＦで248nm、ＡｒＦで193nmとより短波長化を実
現することができる。
加工の限界を越えるために光の波長自体をより短くする
方法には、例えばエキシマレーザを光源として使用する
方法がある。このエキシマレーザは、通常希ガスとハロ
ゲン系ガスとの組合せからなる有害な混合気体中の放電
でレーザ発振を行わせた際の光源波長が例えばｉ線に比
べてＫｒＦで248nm、ＡｒＦで193nmとより短波長化を実
現することができる。
【０００５】半導体露光装置において、例えば図６に示
すように、上述した波長の露光光源を出射する光源１３
１用いて照明光学系１３２を経た光でレティクル１３３
が照射され、レティクル１３３には原画パターンが５倍
に拡大された回路パターンを透過した透過光が、縮小投
影レンズ１３を介して例えば１／５に縮小した光学像を
ＸＹステージ１５上に載置されているウェハ１４上のレ
ジストに露光照射される。ここで、ウェハ１４には、例
えばレティクル上に描かれている原画パターンをウェハ
上の所定の位置に正しく転写するためにマークが設けら
れている。図示しないがアライメント機構部でマーク位
置の検出を行い、この検出に応じてＸＹステージ１５を
移動制御して、レティクルとウェハ１４の位置合わせを
行っている。このようにして半導体露光装置は、原画パ
ターンをウェハ全面に正確な転写を行っている。
すように、上述した波長の露光光源を出射する光源１３
１用いて照明光学系１３２を経た光でレティクル１３３
が照射され、レティクル１３３には原画パターンが５倍
に拡大された回路パターンを透過した透過光が、縮小投
影レンズ１３を介して例えば１／５に縮小した光学像を
ＸＹステージ１５上に載置されているウェハ１４上のレ
ジストに露光照射される。ここで、ウェハ１４には、例
えばレティクル上に描かれている原画パターンをウェハ
上の所定の位置に正しく転写するためにマークが設けら
れている。図示しないがアライメント機構部でマーク位
置の検出を行い、この検出に応じてＸＹステージ１５を
移動制御して、レティクルとウェハ１４の位置合わせを
行っている。このようにして半導体露光装置は、原画パ
ターンをウェハ全面に正確な転写を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
半導体露光装置では、使用する光源のいずれもコヒーレ
ンスが低く、結像してレンズの特性を評価するための点
光源を作ることは非常に困難であった。この理由から、
従来、レンズを評価するため次のような手順で評価が行
われている。ここで、半導体露光装置に使用する縮小投
影レンズの評価手順は、例えば、鳳紘一郎著「半導体リ
ソグラフィ技術」産業図書 ９３頁に記載されているよ
うに、実際に、上述した構成により、光源で照明された
解像度基準となるラインアンドスペースのレティクルを
フォトレジストに投影露光して上記フォトレジストを現
像する。次に、この現像して得られるウェ ハのパターン
の断面形状が走査型電子顕微鏡を用いて測定される。こ
の測定値とフォトレジストの感光特性から露光量分布が
換算される。この換算により光学的な伝達関数（Opitic
al Transfer Function：以下、ＯＴＦという）を逆算し
ている。
半導体露光装置では、使用する光源のいずれもコヒーレ
ンスが低く、結像してレンズの特性を評価するための点
光源を作ることは非常に困難であった。この理由から、
従来、レンズを評価するため次のような手順で評価が行
われている。ここで、半導体露光装置に使用する縮小投
影レンズの評価手順は、例えば、鳳紘一郎著「半導体リ
ソグラフィ技術」産業図書 ９３頁に記載されているよ
うに、実際に、上述した構成により、光源で照明された
解像度基準となるラインアンドスペースのレティクルを
フォトレジストに投影露光して上記フォトレジストを現
像する。次に、この現像して得られるウェ ハのパターン
の断面形状が走査型電子顕微鏡を用いて測定される。こ
の測定値とフォトレジストの感光特性から露光量分布が
換算される。この換算により光学的な伝達関数（Opitic
al Transfer Function：以下、ＯＴＦという）を逆算し
ている。
【０００７】ところが、半導体露光装置による露光プロ
セスを含む一連の測定プロセスが複雑で、正確なレンズ
の評価を得るまでに時間を要してしまう。また、上述し
たようにフォトレジストの感度特性により露光量分布に
換算する過程で誤差の発生する可能性も有している。
セスを含む一連の測定プロセスが複雑で、正確なレンズ
の評価を得るまでに時間を要してしまう。また、上述し
たようにフォトレジストの感度特性により露光量分布に
換算する過程で誤差の発生する可能性も有している。
【０００８】この被検対象のレンズ以外の問題として
は、例えばアライメントの悪さ等により正確なパターン
形成が成されない等の各種要因が絡み合うことにより、
上記被検対象のレンズの特性及び性能そのものを知るの
が困難であった。
は、例えばアライメントの悪さ等により正確なパターン
形成が成されない等の各種要因が絡み合うことにより、
上記被検対象のレンズの特性及び性能そのものを知るの
が困難であった。
【０００９】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みてなされたものであり、レンズ評価に伴って発生す
る誤差を抑えて正確なレンズ評価を迅速に行うことがで
きるレンズの特性評価装置の提供を目的とする。
鑑みてなされたものであり、レンズ評価に伴って発生す
る誤差を抑えて正確なレンズ評価を迅速に行うことがで
きるレンズの特性評価装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレンズの特
性評価装置は、所定のパターンを露光するための露光光
源からの光をレンズで透過させ特性評価用パターンに結
像させて上記レンズの特性を評価するレンズの特性評価
装置において、上記露光光源に固体レーザの基本波の第
４高調波として紫外レーザ光を連続発振する光源手段
と、上記光源手段からの紫外レーザ光を集光して点光源
とし、該点光源とされた光を上記レンズに照明させる収
束レンズと、上記レンズに対して上記特性評価用パター
ンを相対的に移動させる移動手段と、該移動手段による
移動に伴って走査される上記特性評価用パターンが形成
された面からの上記レンズを介した反射光強度の変化を
検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果から周
波数解析して光学的な伝達関数を測定する解析手段とを
有し、上記光源手段は、ダイオードレーザ励起により発
光されるレーザ光を第１の共振器内部に設けられたレー
ザ媒質と第１の非線形光学素子とで波長変換し、上記第
１の共振器からの出射光を外部共振形の第２の共振器の
第２の非線形光学素子で波長変換した紫外レーザ光を連
続発振することを特徴としている。
性評価装置は、所定のパターンを露光するための露光光
源からの光をレンズで透過させ特性評価用パターンに結
像させて上記レンズの特性を評価するレンズの特性評価
装置において、上記露光光源に固体レーザの基本波の第
４高調波として紫外レーザ光を連続発振する光源手段
と、上記光源手段からの紫外レーザ光を集光して点光源
とし、該点光源とされた光を上記レンズに照明させる収
束レンズと、上記レンズに対して上記特性評価用パター
ンを相対的に移動させる移動手段と、該移動手段による
移動に伴って走査される上記特性評価用パターンが形成
された面からの上記レンズを介した反射光強度の変化を
検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果から周
波数解析して光学的な伝達関数を測定する解析手段とを
有し、上記光源手段は、ダイオードレーザ励起により発
光されるレーザ光を第１の共振器内部に設けられたレー
ザ媒質と第１の非線形光学素子とで波長変換し、上記第
１の共振器からの出射光を外部共振形の第２の共振器の
第２の非線形光学素子で波長変換した紫外レーザ光を連
続発振することを特徴としている。
【００１１】
【００１２】この光源手段の第１の共振器は、共振器内
部に設けられたレーザ媒質と第１の非線形光学素子を有
し、レーザ媒質に例えばＮｄ：ＹＡＧ、上記第１の非線
形光学素子にＫＴＰを用いている。また、上記光源手段
の第２の共振器は、少なくとも一対の反射手段の間に第
２の非線形光学素子を設け、上記一対の反射手段の少な
くとも一方の反射手段を光軸方向に移動させる制御手段
を有している。上記第１の共振器からの出射光を波長変
換する第２の非線形光学素子には、例えばＢＢＯが用い
られる。また、上記光源手段における第１の共振器と第
２の共振器の間に第１の共振器から出射される基本波レ
ーザ光を位相変調する位相変調手段を有している。
部に設けられたレーザ媒質と第１の非線形光学素子を有
し、レーザ媒質に例えばＮｄ：ＹＡＧ、上記第１の非線
形光学素子にＫＴＰを用いている。また、上記光源手段
の第２の共振器は、少なくとも一対の反射手段の間に第
２の非線形光学素子を設け、上記一対の反射手段の少な
くとも一方の反射手段を光軸方向に移動させる制御手段
を有している。上記第１の共振器からの出射光を波長変
換する第２の非線形光学素子には、例えばＢＢＯが用い
られる。また、上記光源手段における第１の共振器と第
２の共振器の間に第１の共振器から出射される基本波レ
ーザ光を位相変調する位相変調手段を有している。
【００１３】また、上記波長変換は、和周波混合や第２
高調波発生、第４高調波発生等を含み、レーザ媒質とし
ては、Ｎｄ：ＹＡＧに限定されるものでなく、Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ 4 、Ｎｄ：ＢＥＬ、ＬＮＰ等がある。非線形結晶光
学素子には、ＫＴＰやＢＢＯの他にＬＮ、ＱＰＭ Ｌ
Ｎ、ＬＢＯ、ＫＮ等がある。上記制御手段の被制御部と
してボイスコイルモータのように、少なくとも１つのコ
イル、１つ以上の磁石と磁性体からなるヨークとを有す
る電磁アクチュエータで構成されており、サーボ制御が
行われている。
高調波発生、第４高調波発生等を含み、レーザ媒質とし
ては、Ｎｄ：ＹＡＧに限定されるものでなく、Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ 4 、Ｎｄ：ＢＥＬ、ＬＮＰ等がある。非線形結晶光
学素子には、ＫＴＰやＢＢＯの他にＬＮ、ＱＰＭ Ｌ
Ｎ、ＬＢＯ、ＫＮ等がある。上記制御手段の被制御部と
してボイスコイルモータのように、少なくとも１つのコ
イル、１つ以上の磁石と磁性体からなるヨークとを有す
る電磁アクチュエータで構成されており、サーボ制御が
行われている。
【００１４】上記特性評価用パターンは、半導体ウェハ
上のフォトレジスト面に形成されたものである。また、
上記収束レンズを光軸と直交する方向に変位させて、光
軸内か光軸外かを調べることができる。
上のフォトレジスト面に形成されたものである。また、
上記収束レンズを光軸と直交する方向に変位させて、光
軸内か光軸外かを調べることができる。
【００１５】 また、本発明に係るレンズの特性評価装
置は、所定のパターンを半導体ウェハに露光するための
露光光源として使用するレーザ光をレンズで透過させ半
導体ウェハ上のフォトレジスト面に形成された特性評価
用パターンに結像して上記レンズの特性を評価するレン
ズの特性評価装置において、上記露光光源に固体レーザ
の基本波の第４高調波として紫外レーザ光を連続発振さ
せる光源手段と、該光源手段からの紫外レーザ光を集光
して点光源とし、該点光源とされた光を上記レンズに照
明させる収束レンズと、上記レンズに対して上記ウェハ
上の上記特性評価用パターンを相対的に移動させる移動
手段と、該移動手段による移動に伴って走査される上記
特性評価用パターンが形成されたフォトレジスト面から
の上記レンズを介した反射光強度の変化を検出する検出
手段と、該検出手段からの検出結果から周波数解析して
光学的な伝達関数を測定する解析手段とを有し、上記光
源手段は、ダイオードレーザ励起により発光されるレー
ザ光を第１の共振器内部に設けられたレーザ媒質と第１
の非線形光学素子とで波長変換し、上記第１の共振器か
らの出射光を外部共振形の第２の共振器の第２の非線形
光学素子で波長変換した紫外レーザ光を連続発振するこ
とを特徴としている。
置は、所定のパターンを半導体ウェハに露光するための
露光光源として使用するレーザ光をレンズで透過させ半
導体ウェハ上のフォトレジスト面に形成された特性評価
用パターンに結像して上記レンズの特性を評価するレン
ズの特性評価装置において、上記露光光源に固体レーザ
の基本波の第４高調波として紫外レーザ光を連続発振さ
せる光源手段と、該光源手段からの紫外レーザ光を集光
して点光源とし、該点光源とされた光を上記レンズに照
明させる収束レンズと、上記レンズに対して上記ウェハ
上の上記特性評価用パターンを相対的に移動させる移動
手段と、該移動手段による移動に伴って走査される上記
特性評価用パターンが形成されたフォトレジスト面から
の上記レンズを介した反射光強度の変化を検出する検出
手段と、該検出手段からの検出結果から周波数解析して
光学的な伝達関数を測定する解析手段とを有し、上記光
源手段は、ダイオードレーザ励起により発光されるレー
ザ光を第１の共振器内部に設けられたレーザ媒質と第１
の非線形光学素子とで波長変換し、上記第１の共振器か
らの出射光を外部共振形の第２の共振器の第２の非線形
光学素子で波長変換した紫外レーザ光を連続発振するこ
とを特徴としている。
【００１６】
【作用】本発明に係るレンズの特性評価装置では、光源
手段からの光を収束レンズで理想的な点光源にして検出
手段で特性評価用パターンが形成された面からの反射強
度を検出して解析手段で周波数解析することにより、実
際に投影露光してフォトレジストの焼付け過程を経ず
に、露光用レンズのＯＴＦを測定することができる。
手段からの光を収束レンズで理想的な点光源にして検出
手段で特性評価用パターンが形成された面からの反射強
度を検出して解析手段で周波数解析することにより、実
際に投影露光してフォトレジストの焼付け過程を経ず
に、露光用レンズのＯＴＦを測定することができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明に係るレンズの特性評価装置の
実施例について、図面を参照しながら説明する。
実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】本発明に係るレンズの特性評価装置は、露
光光源からの光をレンズで透過させ特性評価用パターン
に結像させて上記レンズの特性を評価するものであり、
例えば半導体露光装置に用いられるレンズの特性を評価
する装置である。ここで、この半導体露光装置は、一般
に光リソグラフィー技術を用い、例えば５倍に拡大され
たレティクル（あるいはマスク）に記された原画パター
ンを光源からの露光用の光を照明光学系を介して縮小投
影光学系に供給し、この縮小投影光学系の縮小レンズを
介して１／５に縮小してウェ ハ上に塗布されたレジスト
に露光する装置である。
光光源からの光をレンズで透過させ特性評価用パターン
に結像させて上記レンズの特性を評価するものであり、
例えば半導体露光装置に用いられるレンズの特性を評価
する装置である。ここで、この半導体露光装置は、一般
に光リソグラフィー技術を用い、例えば５倍に拡大され
たレティクル（あるいはマスク）に記された原画パター
ンを光源からの露光用の光を照明光学系を介して縮小投
影光学系に供給し、この縮小投影光学系の縮小レンズを
介して１／５に縮小してウェ ハ上に塗布されたレジスト
に露光する装置である。
【００１９】 レンズの特性評価装置は、図１に示すよ
うに、露光光源としてのレーザ光を集光して点光源にす
る収束レンズ１１と、上記レンズに対して上記特性評価
用パターンを相対的に移動させる移動手段としてのＸＹ
ステージ１５と、該ＸＹステージ１５による移動に伴っ
て走査される上記特性評価用パターンが形成された面で
あるウェハ１４からの被測定物としての微小投影レンズ
１３を介した反射光強度の変化を検出する検出手段とし
ての光検出器１６と、該光検出器１６からの検出結果か
ら周波数解析して光学的な伝達関数を測定する解析手段
としてのスペクトラムアナライザ１７とで構成される。
うに、露光光源としてのレーザ光を集光して点光源にす
る収束レンズ１１と、上記レンズに対して上記特性評価
用パターンを相対的に移動させる移動手段としてのＸＹ
ステージ１５と、該ＸＹステージ１５による移動に伴っ
て走査される上記特性評価用パターンが形成された面で
あるウェハ１４からの被測定物としての微小投影レンズ
１３を介した反射光強度の変化を検出する検出手段とし
ての光検出器１６と、該光検出器１６からの検出結果か
ら周波数解析して光学的な伝達関数を測定する解析手段
としてのスペクトラムアナライザ１７とで構成される。
【００２０】ここで、上記露光光源は、ダイオードレー
ザ励起により発光されるレーザ光を第１の共振器内部で
波長変換し、上記第１の共振器からの出射光を外部共振
形の第２の共振器で波長変換された光、例えば基本波に
対する第４高調波に波長変換した効率よいレーザ光を用
いている。この紫外レーザ光源出射部１０の機構につい
て後段で説明を加える。上記第４の高調波波長の出射光
は、エキシマレーザよりも位相シフト法を用いずに例え
ば波長266nm の狭帯域なレーザ光を連続発振し、かつモ
ード均一性が高い特性を有する。
ザ励起により発光されるレーザ光を第１の共振器内部で
波長変換し、上記第１の共振器からの出射光を外部共振
形の第２の共振器で波長変換された光、例えば基本波に
対する第４高調波に波長変換した効率よいレーザ光を用
いている。この紫外レーザ光源出射部１０の機構につい
て後段で説明を加える。上記第４の高調波波長の出射光
は、エキシマレーザよりも位相シフト法を用いずに例え
ば波長266nm の狭帯域なレーザ光を連続発振し、かつモ
ード均一性が高い特性を有する。
【００２１】半導体露光装置において、紫外レーザ光源
出射部１０が出射する例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの第４
高調波のレーザ出力が収束レンズ１１で集光することに
より収束レンズ１１の焦点で点光源ＦＰを作る。上記第
４高調波のレーザは、コヒーレンスが極めて高く、例え
ばコヒーレンス長として数１０ｋｍであり、単一横モー
ドであるため、理想的な点光源になる。
出射部１０が出射する例えばＮｄ：ＹＡＧレーザの第４
高調波のレーザ出力が収束レンズ１１で集光することに
より収束レンズ１１の焦点で点光源ＦＰを作る。上記第
４高調波のレーザは、コヒーレンスが極めて高く、例え
ばコヒーレンス長として数１０ｋｍであり、単一横モー
ドであるため、理想的な点光源になる。
【００２２】点光源ＦＰからの光が半透明鏡（ハーフミ
ラー）１２を介して被検レンズである縮小投影レンズ１
３を照明する。この縮小投影レンズ１３を透過した光
は、ウェ ハ１４上に結像してスポットを形成する。
ラー）１２を介して被検レンズである縮小投影レンズ１
３を照明する。この縮小投影レンズ１３を透過した光
は、ウェ ハ１４上に結像してスポットを形成する。
【００２３】ここで、縮小投影レンズ１３を介して照明
されるウェハ１４上のフォトレジスト上には、ラインア
ンドスペース（Ｌ＆Ｓ）のテストパターンが予め形成さ
れている。このフォトレジストの面には、不規則な凹凸
が必ずある。この不規則な凹凸で散乱される光束、すな
わちフォトレジストからの反射光が縮小投影レンズ１３
を通過すると、この光束が半透明鏡１２に供給され、半
透明鏡１２で９０°反射して光検出器１６に導かれる。
フォトレジストは、ＸＹステージ１５を移動させること
によって縮小投影レンズ１３に対して移動することか
ら、照射光によるスポットが走査されることになる。光
検出器１６では、テストパターンの移動に応じて光検出
に伴う電流変化に不規則雑音が発生させられる。この検
出された光に応じた電流が解析装置としてのスペクトラ
ムアナライザ１７に入力される。スペクトラムアナライ
ザ１７はこの電流を基に周波数解析を行う。
されるウェハ１４上のフォトレジスト上には、ラインア
ンドスペース（Ｌ＆Ｓ）のテストパターンが予め形成さ
れている。このフォトレジストの面には、不規則な凹凸
が必ずある。この不規則な凹凸で散乱される光束、すな
わちフォトレジストからの反射光が縮小投影レンズ１３
を通過すると、この光束が半透明鏡１２に供給され、半
透明鏡１２で９０°反射して光検出器１６に導かれる。
フォトレジストは、ＸＹステージ１５を移動させること
によって縮小投影レンズ１３に対して移動することか
ら、照射光によるスポットが走査されることになる。光
検出器１６では、テストパターンの移動に応じて光検出
に伴う電流変化に不規則雑音が発生させられる。この検
出された光に応じた電流が解析装置としてのスペクトラ
ムアナライザ１７に入力される。スペクトラムアナライ
ザ１７はこの電流を基に周波数解析を行う。
【００２４】スペクトラムアナライザ１７は、周波数解
析を行った結果が例えば図２に示すように、横軸に周波
数、縦軸に光電流の周波数スペクトルをとって表され
る。図２の解析パターンは、図２におけるスペクトルの
ピークＮP が、テストパターンのラインアンドスペース
の空間周波数とウェハ１４の移動速度で決まる周波数と
して現れている。また、図２に示すように、周波数が増
加すると共に、すなわち高周波数で減衰するブロードな
分布のスペクトルは、テストパターンが形成されたフォ
トレジストの面の粗さに起因する不規則雑音Ｎである。
この不規則雑音Ｎは、元来、白色雑音に近いが、被検レ
ンズである縮小投影レンズ１３を通過する際に、後述す
るように光学的伝達特性（ＯＴＦ）が作用して高周波側
で減衰するブロードな分布のスペクトルになる。このス
ペクトルがレンズの正確なＯＴＦを与える。
析を行った結果が例えば図２に示すように、横軸に周波
数、縦軸に光電流の周波数スペクトルをとって表され
る。図２の解析パターンは、図２におけるスペクトルの
ピークＮP が、テストパターンのラインアンドスペース
の空間周波数とウェハ１４の移動速度で決まる周波数と
して現れている。また、図２に示すように、周波数が増
加すると共に、すなわち高周波数で減衰するブロードな
分布のスペクトルは、テストパターンが形成されたフォ
トレジストの面の粗さに起因する不規則雑音Ｎである。
この不規則雑音Ｎは、元来、白色雑音に近いが、被検レ
ンズである縮小投影レンズ１３を通過する際に、後述す
るように光学的伝達特性（ＯＴＦ）が作用して高周波側
で減衰するブロードな分布のスペクトルになる。このス
ペクトルがレンズの正確なＯＴＦを与える。
【００２５】また、上述した不規則雑音のパワースペク
トル強度を平均光検出器の電流パワーで割った相対雑音
強度を全周波数帯域にわたって積分した際に得られる積
分値は、フォトレジストの表面の粗さに起因する不規則
雑音の２乗平均に相当する関係がある。この関係を利用
して不規則雑音を周波数解析することによって、フォト
レジストの表面の粗さを定量的に評価することもでき
る。
トル強度を平均光検出器の電流パワーで割った相対雑音
強度を全周波数帯域にわたって積分した際に得られる積
分値は、フォトレジストの表面の粗さに起因する不規則
雑音の２乗平均に相当する関係がある。この関係を利用
して不規則雑音を周波数解析することによって、フォト
レジストの表面の粗さを定量的に評価することもでき
る。
【００２６】このような解析が可能になるのは、フォト
レジスト面の凹凸が不規則で一様な周波数成分を有して
いるが、高周波成分を持つ凹凸ほど光束を大きな角度で
散乱し、この大きな角度で散乱した光束ほど集光レン
ズ、すなわち被検レンズを通過することができないの
で、通過した散乱光の周波数特性は、レンズの伝達特性
と同一の周波数特性をもっているからである。
レジスト面の凹凸が不規則で一様な周波数成分を有して
いるが、高周波成分を持つ凹凸ほど光束を大きな角度で
散乱し、この大きな角度で散乱した光束ほど集光レン
ズ、すなわち被検レンズを通過することができないの
で、通過した散乱光の周波数特性は、レンズの伝達特性
と同一の周波数特性をもっているからである。
【００２７】このようにフォトレジスト面の凹凸を利用
してノイズを評価することにより、被検対象のレンズの
ＯＴＦを測定することができる。
してノイズを評価することにより、被検対象のレンズの
ＯＴＦを測定することができる。
【００２８】また、点光源ＦＰの位置を被検対象の縮小
投影レンズ１３の光軸の延長上に配置すれば、縮小投影
レンズ１３の光軸上のＯＴＦを測定することができる。
この点光源ＦＰを縮小投影レンズ１３の光軸から離軸さ
せて配置すれば、縮小投影レンズ１３の軸外のＯＴＦを
測定することができる。このため、収束レンズ１１は、
軸上の場合、軸外の場合に合わせて光軸と直交する方向
に移動可能にしている。
投影レンズ１３の光軸の延長上に配置すれば、縮小投影
レンズ１３の光軸上のＯＴＦを測定することができる。
この点光源ＦＰを縮小投影レンズ１３の光軸から離軸さ
せて配置すれば、縮小投影レンズ１３の軸外のＯＴＦを
測定することができる。このため、収束レンズ１１は、
軸上の場合、軸外の場合に合わせて光軸と直交する方向
に移動可能にしている。
【００２９】なお、前述したようにウェ ハの位置を決め
るには、第４高調波発生の光軸と共通の光軸を有する第
１共振器から出射される緑色光の第２高調波の漏れ光を
利用して位置決めを行うことができる。
るには、第４高調波発生の光軸と共通の光軸を有する第
１共振器から出射される緑色光の第２高調波の漏れ光を
利用して位置決めを行うことができる。
【００３０】本発明のレンズの特性評価装置は、例えば
図６に示した半導体露光装置における照明光学系１３２
を収束レンズ１１、半透明鏡１２及び光検出器１６で構
成される検出光学系に置き換えることによって容易に実
現することができ、ウェハ１４の移動も露光系のＸＹス
テージ１５の移動機構を利用することができコストアッ
プさせることなく実現できる。
図６に示した半導体露光装置における照明光学系１３２
を収束レンズ１１、半透明鏡１２及び光検出器１６で構
成される検出光学系に置き換えることによって容易に実
現することができ、ウェハ１４の移動も露光系のＸＹス
テージ１５の移動機構を利用することができコストアッ
プさせることなく実現できる。
【００３１】つぎに、本発明のレンズの特性評価装置の
紫外レーザ光源出射部１０の基本原理及び基本構成につ
いて図３及び図４を用い、具体的な構成について図５を
参照しながら説明する。図３におけるレーザ光源１１１
は、後述するようなＳＨＧ（第２高調波発生）レーザ光
源装置で構成され、基本波レーザ光が出射される。この
基本波レーザ光は、いわゆるＥＯ（電気光学）素子やＡ
Ｏ（音響光学）素子を用いた位相変調器１１２にて位相
変調が施され、共振器反射光検出用の反射面１１３を介
して、集光用のレンズ１１４を介して、外部共振器１１
５に入射されるようになっている。この外部共振器１１
５は、凹面鏡（の反射面）１１６と平面鏡（の反射面）
１１７との間に、非線形光学結晶素子１１８が配置され
て構成されている。外部共振器１１５は、この共振器１
１５の一対の反射面１１６、１１７の間の光路長Ｌ R が
所定長となって光路位相差Δが２πの整数倍となるとき
共振し、共振位相付近で反射率及び反射位相が大きく変
化する。共振器１１５の一対の反射面１１６、１１７の
少なくとも一方、例えば反射面１１７は、電磁アクチュ
エータ１１９により光軸方向に駆動されるようになって
いる。
紫外レーザ光源出射部１０の基本原理及び基本構成につ
いて図３及び図４を用い、具体的な構成について図５を
参照しながら説明する。図３におけるレーザ光源１１１
は、後述するようなＳＨＧ（第２高調波発生）レーザ光
源装置で構成され、基本波レーザ光が出射される。この
基本波レーザ光は、いわゆるＥＯ（電気光学）素子やＡ
Ｏ（音響光学）素子を用いた位相変調器１１２にて位相
変調が施され、共振器反射光検出用の反射面１１３を介
して、集光用のレンズ１１４を介して、外部共振器１１
５に入射されるようになっている。この外部共振器１１
５は、凹面鏡（の反射面）１１６と平面鏡（の反射面）
１１７との間に、非線形光学結晶素子１１８が配置され
て構成されている。外部共振器１１５は、この共振器１
１５の一対の反射面１１６、１１７の間の光路長Ｌ R が
所定長となって光路位相差Δが２πの整数倍となるとき
共振し、共振位相付近で反射率及び反射位相が大きく変
化する。共振器１１５の一対の反射面１１６、１１７の
少なくとも一方、例えば反射面１１７は、電磁アクチュ
エータ１１９により光軸方向に駆動されるようになって
いる。
【００３２】ここで、上記レーザ光源１１１としてＳＨ
Ｇレーザ光源装置を用い、例えばシングルモードのレー
ザ光を発生して外部共振器１１５に入力する場合、共振
器１１５内部の非線形光学結晶素子１１８として、例え
ばＢＢＯ（バリウムボレート）を用い、その非線形光学
効果により入射光に対する第２高調波（入射光がＳＨＧ
レーザの場合第４高調波）となるレーザ光を発生させ
る。この場合、外部共振器１１５の凹面鏡の反射面１１
６は入射光をほとんど反射し、平面鏡の反射面１１７は
入射光のほとんどを反射すると共に、入射光の波長に対
して半波長に短波長化された出射光のほとんどを透過さ
せるようなダイクロイックミラーである。
Ｇレーザ光源装置を用い、例えばシングルモードのレー
ザ光を発生して外部共振器１１５に入力する場合、共振
器１１５内部の非線形光学結晶素子１１８として、例え
ばＢＢＯ（バリウムボレート）を用い、その非線形光学
効果により入射光に対する第２高調波（入射光がＳＨＧ
レーザの場合第４高調波）となるレーザ光を発生させ
る。この場合、外部共振器１１５の凹面鏡の反射面１１
６は入射光をほとんど反射し、平面鏡の反射面１１７は
入射光のほとんどを反射すると共に、入射光の波長に対
して半波長に短波長化された出射光のほとんどを透過さ
せるようなダイクロイックミラーである。
【００３３】発振器１２１は、上記光学的な位相変調器
１１２を駆動するための変調信号を出力し、この変調信
号がドライバ（駆動回路）１２２ａを介して位相変調器
１１２に送られる。上記共振器１１５に送られるレーザ
光の反射光（戻り光）が反射面１１３を介してフォトダ
イオード等の光検出器１２３により検出され、この反射
光検出信号が同期検波回路１２２ｂに送られる。同期検
波回路１２２ｂには上記発振器１２１からの変調信号が
（必要に応じて波形整形や位相遅延等が施されて）供給
され、上記反射光検出信号と乗算されることにより、同
期検波が行われる。同期検波回路１２２ｂからの検出出
力信号は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２２ｃを介す
ることにより共振器光路長の誤差信号となる。この誤差
信号がドライバ１２２ｄに送られ、このドライバ１２２
ｄからの駆動信号により上記電磁アクチュエータ１１９
を駆動して反射面１１７を光軸方向に移動させ、上記誤
差信号をゼロとするようなサーボを行わせることによ
り、外部共振器１１５の光路長ＬR が反射率の極小点
（共振点）となる長さに制御される。
１１２を駆動するための変調信号を出力し、この変調信
号がドライバ（駆動回路）１２２ａを介して位相変調器
１１２に送られる。上記共振器１１５に送られるレーザ
光の反射光（戻り光）が反射面１１３を介してフォトダ
イオード等の光検出器１２３により検出され、この反射
光検出信号が同期検波回路１２２ｂに送られる。同期検
波回路１２２ｂには上記発振器１２１からの変調信号が
（必要に応じて波形整形や位相遅延等が施されて）供給
され、上記反射光検出信号と乗算されることにより、同
期検波が行われる。同期検波回路１２２ｂからの検出出
力信号は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２２ｃを介す
ることにより共振器光路長の誤差信号となる。この誤差
信号がドライバ１２２ｄに送られ、このドライバ１２２
ｄからの駆動信号により上記電磁アクチュエータ１１９
を駆動して反射面１１７を光軸方向に移動させ、上記誤
差信号をゼロとするようなサーボを行わせることによ
り、外部共振器１１５の光路長ＬR が反射率の極小点
（共振点）となる長さに制御される。
【００３４】電磁アクチュエータ１１９としては、いわ
ゆるボイスコイル駆動タイプのアクチュエータを使用で
き、サーボループの複共振周波数を数十kHz 〜100kHz以
上に持ってゆくことができ、この共振周波数の上昇と位
相廻りの減少により、サーボ帯域のカットオフ周波数を
拡げることができ、また駆動電流も少なくて済むことか
ら、回路構成を簡素化することができる。この結果、外
部共振回路１１５の共振器長ＬR の変化を波長の１／１
０００〜１／１００００、すなわち１オングストローム
以下に極めて安定に抑制するシステムを安価に構成する
ことができる。
ゆるボイスコイル駆動タイプのアクチュエータを使用で
き、サーボループの複共振周波数を数十kHz 〜100kHz以
上に持ってゆくことができ、この共振周波数の上昇と位
相廻りの減少により、サーボ帯域のカットオフ周波数を
拡げることができ、また駆動電流も少なくて済むことか
ら、回路構成を簡素化することができる。この結果、外
部共振回路１１５の共振器長ＬR の変化を波長の１／１
０００〜１／１００００、すなわち１オングストローム
以下に極めて安定に抑制するシステムを安価に構成する
ことができる。
【００３５】上記外部共振器１１５は、いわゆるファブ
リ−ペロー共振器を用いるこの共振器は光路位相差Δが
２πの整数倍のとき共振し、共振位相付近で大きく反射
位相が変化する。この位相変化を利用して共振器の周波
数制御を行うことが、DreverLockingとしてR.W.P.Dreve
r, et al.“Laser Phase and Frequency Stabilization
Using an Optical Resonator”, Applied Physics B 3
1. 97-105(1983)等に開示されており、外部共振器１１
５は、この技術を利用している。
リ−ペロー共振器を用いるこの共振器は光路位相差Δが
２πの整数倍のとき共振し、共振位相付近で大きく反射
位相が変化する。この位相変化を利用して共振器の周波
数制御を行うことが、DreverLockingとしてR.W.P.Dreve
r, et al.“Laser Phase and Frequency Stabilization
Using an Optical Resonator”, Applied Physics B 3
1. 97-105(1983)等に開示されており、外部共振器１１
５は、この技術を利用している。
【００３６】本発明のレンズの特性評価装置には、短波
長の紫外光が必要なため、レーザ光源としては図４に示
す構成を採用する。ここで、レーザ光源２１は、ＳＨＧ
レーザ発振器である。紫外レーザ光源出射部１０のレー
ザ光源１１１は、例えば図４に示すように、共振器２１
の一対の反射面２２、２３の間にはＮｄ：ＹＡＧ等のレ
ーザ媒質２４とＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）等の非線形光
学結晶素子２５とを配設している。レーザ媒質２４から
の波長の基本波レーザを非線形光学結晶素子２５を通過
させて共振させることにより、ＳＨＧレーザ光を発生さ
せて外部共振器２６に送る。この外部共振器２６の一対
の反射面２７、２８の一方、例えば反射面２７が、電磁
アクチュエータ２９で光軸方向に駆動制御される。外部
共振器２６では、内蔵する例えば、ＢＢＯ等の非線形光
学結晶素子３０により入射レーザ光の第２高調波、すな
わち元の基本レーザからみて第４高調波となるレーザ光
が発生され、外部共振器２６より取り出される。
長の紫外光が必要なため、レーザ光源としては図４に示
す構成を採用する。ここで、レーザ光源２１は、ＳＨＧ
レーザ発振器である。紫外レーザ光源出射部１０のレー
ザ光源１１１は、例えば図４に示すように、共振器２１
の一対の反射面２２、２３の間にはＮｄ：ＹＡＧ等のレ
ーザ媒質２４とＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）等の非線形光
学結晶素子２５とを配設している。レーザ媒質２４から
の波長の基本波レーザを非線形光学結晶素子２５を通過
させて共振させることにより、ＳＨＧレーザ光を発生さ
せて外部共振器２６に送る。この外部共振器２６の一対
の反射面２７、２８の一方、例えば反射面２７が、電磁
アクチュエータ２９で光軸方向に駆動制御される。外部
共振器２６では、内蔵する例えば、ＢＢＯ等の非線形光
学結晶素子３０により入射レーザ光の第２高調波、すな
わち元の基本レーザからみて第４高調波となるレーザ光
が発生され、外部共振器２６より取り出される。
【００３７】この具体例として紫外レーザ光源出射部１
０は、例えば図５に示すように構成される。ここで、前
述した図３や図４と共通する部分に同じ参照番号を付し
て説明を省略し、レーザ波長等について具体的な数値を
挙げて説明する。半導体レーザであるレーザダイオード
１１０は、波長810nmのレーザ光をレーザ光源１１１に
送る。レーザ光源１１１は、レーザ媒質Ｎｄ：ＹＡＧを
用い、波長1064nmの基本波レーザ光をＫＴＰ２５で共振
させることによって第２高調波として上記波長の半分の
波長532nm を電気光学の位相変調器（ＥＯＭ）１１２に
出射する。レーザ光源１１１の周波数ｆc （例えば約50
0〜600THz）のレーザ光に対して位相変調器１１２によ
り周波数ｆm （例えば10MHz）の位相変調が施され、サ
イドバンドｆc ±ｆm が立てられる。この位相変調のキ
ャリア周波数の信号が信号源（発振器）１２１から供給
される。
０は、例えば図５に示すように構成される。ここで、前
述した図３や図４と共通する部分に同じ参照番号を付し
て説明を省略し、レーザ波長等について具体的な数値を
挙げて説明する。半導体レーザであるレーザダイオード
１１０は、波長810nmのレーザ光をレーザ光源１１１に
送る。レーザ光源１１１は、レーザ媒質Ｎｄ：ＹＡＧを
用い、波長1064nmの基本波レーザ光をＫＴＰ２５で共振
させることによって第２高調波として上記波長の半分の
波長532nm を電気光学の位相変調器（ＥＯＭ）１１２に
出射する。レーザ光源１１１の周波数ｆc （例えば約50
0〜600THz）のレーザ光に対して位相変調器１１２によ
り周波数ｆm （例えば10MHz）の位相変調が施され、サ
イドバンドｆc ±ｆm が立てられる。この位相変調のキ
ャリア周波数の信号が信号源（発振器）１２１から供給
される。
【００３８】共振周波数がｆ0 の外部共振器２６より戻
ってきた光について周波数ｆc 、ｆ c ±ｆm 間のビート
を検出するＦＭサイドバンド法により、共振器の光路長
の変化を光検出器１２３で検出し、共振器の反射率が極
小となる位置に対する極性を持った位置誤差検出信号を
検出し、電磁アクチュエータの一つであるボイスコイル
モータ２９で反射面２７を光軸方向に移動させ、位置誤
差検出信号がゼロとなるように制御する。高精度な位置
誤差検出を行うために図２の同期検波回路１２２ｂ、Ｌ
ＰＦ１２２ｃ、ドライバ１２２ａ、１２２ｄで構成され
るロッキング回路１２２で誤差信号を取り出している。
ってきた光について周波数ｆc 、ｆ c ±ｆm 間のビート
を検出するＦＭサイドバンド法により、共振器の光路長
の変化を光検出器１２３で検出し、共振器の反射率が極
小となる位置に対する極性を持った位置誤差検出信号を
検出し、電磁アクチュエータの一つであるボイスコイル
モータ２９で反射面２７を光軸方向に移動させ、位置誤
差検出信号がゼロとなるように制御する。高精度な位置
誤差検出を行うために図２の同期検波回路１２２ｂ、Ｌ
ＰＦ１２２ｃ、ドライバ１２２ａ、１２２ｄで構成され
るロッキング回路１２２で誤差信号を取り出している。
【００３９】誤差信号がゼロになるように光路長をＬR
に制御し、外部共振器２６内のＢＢＯ３０を介して出力
させることにより、第２高調波を第４高調波、すなわち
266nm の紫外波長のレーザ光にしてダイクロイックミラ
ー２８から出射する。
に制御し、外部共振器２６内のＢＢＯ３０を介して出力
させることにより、第２高調波を第４高調波、すなわち
266nm の紫外波長のレーザ光にしてダイクロイックミラ
ー２８から出射する。
【００４０】なお、レーザ媒質としては、Ｎｄ：ＹＡＧ
に限定されるものでなく、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＢＥ
Ｌ、ＬＮＰ等がある。非線形結晶光学素子には、ＫＴＰ
やＢＢＯの他にＬＮ、ＱＰＭ ＬＮ、ＬＢＯ、ＫＮ等が
ある。
に限定されるものでなく、Ｎｄ：ＹＶＯ4 、Ｎｄ：ＢＥ
Ｌ、ＬＮＰ等がある。非線形結晶光学素子には、ＫＴＰ
やＢＢＯの他にＬＮ、ＱＰＭ ＬＮ、ＬＢＯ、ＫＮ等が
ある。
【００４１】以上のように構成することにより、光源と
して利用する出射光のコヒーレンスが極めて高く、単一
横モードであるため、理想的な点光源を作ることがで
き、レンズの特性評価をする際に実際に投影露光してフ
ォトレジストを焼付けるプロセスを経ずに被検対象のレ
ンズのＯＴＦを検査できることにより、測定プロセスが
簡素化され、短時間で正確な評価結果を得ることがで
き、従来に比較してレジストの感度特性による露光量分
布の換算を行わないので誤差を生じないようにでき、露
光プロセスを経ずに露光用のレンズのＯＴＦを検査でき
るので、レンズ以外の問題として正確なパターンが形成
されないという要因を測定プロセスから除いくことにな
り、レンズの性能そのものを知ることができる。
して利用する出射光のコヒーレンスが極めて高く、単一
横モードであるため、理想的な点光源を作ることがで
き、レンズの特性評価をする際に実際に投影露光してフ
ォトレジストを焼付けるプロセスを経ずに被検対象のレ
ンズのＯＴＦを検査できることにより、測定プロセスが
簡素化され、短時間で正確な評価結果を得ることがで
き、従来に比較してレジストの感度特性による露光量分
布の換算を行わないので誤差を生じないようにでき、露
光プロセスを経ずに露光用のレンズのＯＴＦを検査でき
るので、レンズ以外の問題として正確なパターンが形成
されないという要因を測定プロセスから除いくことにな
り、レンズの性能そのものを知ることができる。
【００４２】なお、本発明のレンズの特性評価装置は、
上述した実施例のような屈折系の光学系を用いた投影露
光装置にのみ限定されるものでなく、例えば反射系の光
学系や近接露光装置にも応用することができる。
上述した実施例のような屈折系の光学系を用いた投影露
光装置にのみ限定されるものでなく、例えば反射系の光
学系や近接露光装置にも応用することができる。
【００４３】
【発明の効果】本発明に係るレンズの特性評価装置で
は、光源手段からの光を収束レンズで理想的な点光源に
して検出手段で特性評価用パターンが形成された面から
の反射強度を検出して解析手段で周波数解析することに
より、理想的な点光源を作り、実際に投影露光してフォ
トレジストの焼付け過程を経ずに、露光用レンズのＯＴ
Ｆを測定することができるので、測定プロセスが簡素化
され、短時間で正確な評価結果を得ることができ、従来
に比較してレジストの感度特性による露光量分布の換算
を行わないので誤差を生じないようにできる。また、露
光プロセスを経ずに露光用のレンズのＯＴＦを検査でき
るので、レンズ以外の問題として正確なパターンが形成
されないという要因を測定プロセスから除くことにな
り、レンズの性能そのものを知ることができる。
は、光源手段からの光を収束レンズで理想的な点光源に
して検出手段で特性評価用パターンが形成された面から
の反射強度を検出して解析手段で周波数解析することに
より、理想的な点光源を作り、実際に投影露光してフォ
トレジストの焼付け過程を経ずに、露光用レンズのＯＴ
Ｆを測定することができるので、測定プロセスが簡素化
され、短時間で正確な評価結果を得ることができ、従来
に比較してレジストの感度特性による露光量分布の換算
を行わないので誤差を生じないようにできる。また、露
光プロセスを経ずに露光用のレンズのＯＴＦを検査でき
るので、レンズ以外の問題として正確なパターンが形成
されないという要因を測定プロセスから除くことにな
り、レンズの性能そのものを知ることができる。
【図１】本発明に係るレンズの特性評価装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】上記ブロック図で使用されるスペクトラムアナ
ライザによる周波数解析の結果の一例を示す図である。
ライザによる周波数解析の結果の一例を示す図である。
【図３】上記ブロック図で使用される紫外レーザを発生
させるための基本原理を説明する図である。
させるための基本原理を説明する図である。
【図４】ＳＨＧレーザを用いた場合の第４高調波を発生
させる基本構成を示すブロック図である。
させる基本構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るレンズの特性評価装置の紫外レー
ザ光源出射部の構成を示すブロック回路図である。
ザ光源出射部の構成を示すブロック回路図である。
【図６】従来の半導体露光装置のブロック構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１０・・・・・・・・紫外レーザ光源出射部
１１・・・・・・・・収束レンズ
１２・・・・・・・・半透明鏡（ハーフミラー）
１３・・・・・・・・縮小投影レンズ
１４・・・・・・・・ウェ ハ
１５・・・・・・・・ＸＹステージ
１６・・・・・・・・光検出器
１７・・・・・・・・スペクトラムアナライザ
Ｎ・・・・・・・・・不規則雑音
ＮP ・・・・・・・・スペクトルのピーク
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 11/00 - 11/02
G02F 1/35
G03F 7/20 521
H01L 21/30 501
H01L 21/64 - 21/66
H01S 3/00
Claims (4)
- 【請求項１】 所定のパターンを露光するための露光光
源からの光をレンズで透過させ特性評価用パターンに結
像させて上記レンズの特性を評価するレンズの特性評価
装置において、 上記露光光源に固体レーザの基本波の第４高調波として
紫外レーザ光を連続発振する光源手段と、 上記光源手段からの紫外レーザ光を集光して点光源と
し、該点光源とされた光を上記レンズに照明させる収束
レンズと、 上記レンズに対して上記特性評価用パターンを相対的に
移動させる移動手段と、 該移動手段による移動に伴って走査される上記特性評価
用パターンが形成された面からの上記レンズを介した反
射光強度の変化を検出する検出手段と、 該検出手段からの検出結果から周波数解析して光学的な
伝達関数を測定する解析手段とを有し、 上記光源手段は、ダイオードレーザ励起により発光され
るレーザ光を第１の共振器内部に設けられたレーザ媒質
と第１の非線形光学素子とで波長変換し、上記第１の共
振器からの出射光を外部共振形の第２の共振器の第２の
非線形光学素子で波長変換した紫外レーザ光を連続発振
することを特徴とするレンズの特性評価装置。 - 【請求項２】 上記特性評価用パターンは、半導体ウェ
ハ上のフォトレジスト面に形成されたものであることを
特徴とする請求項１記載のレンズの特性評価装置。 - 【請求項３】 上記収束レンズを光軸と直交する方向に
変位させることを特徴とする請求項１記載のレンズの特
性評価装置。 - 【請求項４】 所定のパターンを半導体ウェハに露光す
るための露光光源として使用するレーザ光をレンズで透
過させ半導体ウェハ上のフォトレジスト面に形成された
特性評価用パターンに結像して上記レンズの特性を評価
するレンズの特性評価装置において、 上記露光光源に固体レーザの基本波の第４高調波として
紫外レーザ光を連続発振させる光源手段と、 該光源手段からの紫外レーザ光を集光して点光源とし、
該点光源とされた光を上記レンズに照明させる収束レン
ズと、 上記レンズに対して上記ウェハ上の上記特性評価用パタ
ーンを相対的に移動させる移動手段と、 該移動手段による移動に伴って走査される上記特性評価
用パターンが形成されたフォトレジスト面からの上記レ
ンズを介した反射光強度の変化を検出する検出手段と、 該検出手段からの検出結果から周波数解析して光学的な
伝達関数を測定する解析手段とを有し、 上記光源手段は、ダイオードレーザ励起により発光され
るレーザ光を第１の共振器内部に設けられたレーザ媒質
と第１の非線形光学素子とで波長変換し、上記第１の共
振器からの出射光を外部共振形の第２の共振器の第２の
非線形光学素子で波長変換した紫外レーザ光を連続発振
する ことを特徴とするレンズの特性評価装置。
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