JPH0465640A - Method and instrument for spectrum measurement - Google Patents
Method and instrument for spectrum measurementInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、分光器の装置関数を測定して精密な分光を行
なうスペクトル測定器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a spectrum measuring instrument that performs precise spectroscopy by measuring the device function of the spectrometer.
[従来の技術]
半導体露光技術の進歩により、エキシマレーザを光源と
するエキシマ投影露光技術が開発されている。ところが
エキシマレーザの波長は遠紫外域にあり、透過率と加工
性の良いレンズ材は石英しかない。石英のみで投影レン
ズを構成すると、色消しができないので、色収差補正の
ため光源であるエキシマレーザのスペクトル幅を制限し
81帯域化する必要がある。[Prior Art] With advances in semiconductor exposure technology, excimer projection exposure technology using an excimer laser as a light source has been developed. However, the wavelength of excimer laser is in the deep ultraviolet region, and quartz is the only lens material with good transmittance and workability. If the projection lens is made of only quartz, achromatization is not possible, so it is necessary to limit the spectral width of the excimer laser, which is the light source, to 81 bands in order to correct chromatic aberration.
したがって、投影レンズの設計上、狭帯域化されたエキ
シマレーザのスペクトルを精密に測定・評価することが
必要となる。Therefore, in designing the projection lens, it is necessary to accurately measure and evaluate the spectrum of the narrow-band excimer laser.
従来エキシマレーザ光のスペクトル測定は、単位長さ当
りの刻線の多いグレーティングを用いた長焦点分光器も
しくはエタロン分光器によって行なわれた。Conventionally, the spectrum of excimer laser light has been measured using a long focus spectrometer or an etalon spectrometer using a grating with many lines per unit length.
[発明が解決しようとする課題〕
しかし上記従来例では以下のような欠点があった。グレ
ーティング分光器を用いた場合スペクトルの周辺部の評
価はセンサのS/Nでほぼ決まり良好である。[Problems to be Solved by the Invention] However, the above conventional example had the following drawbacks. When a grating spectrometer is used, evaluation of the peripheral part of the spectrum is determined approximately by the S/N of the sensor and is good.
ところがエキシマレーザ光のスペクトル幅は約2〜3
[pm]である。また3600本/mm幅110 [m
m]のグレーティングを用いたグレーティング分光器の
分解能はλ−248,4nmで約05〜lO[pm]で
あった。したがって、スペクトル幅の評価は充分正確で
はなかった。However, the spectral width of excimer laser light is approximately 2 to 3
[pm]. Also, 3600 lines/mm width 110 [m
The resolution of a grating spectrometer using a grating of λ-248, 4 nm was about 05 to lO[pm]. Therefore, the evaluation of spectral width was not accurate enough.
方エタロン分光器を用いた場合分解能は(FSR/Fi
ness)で与えられる。FSRはエタロンのある次数
の測定レンジ、Finessはエタロンの出来、不出来
にかかわる定数である。When using a square etalon spectrometer, the resolution is (FSR/Fi
ness). FSR is a measurement range of a certain order of the etalon, and Finess is a constant related to the performance or failure of the etalon.
1”1nessは、10〜20とほぼ一定値のため、分
解能を上げるには、FSRを小さくしなければならない
。FSRを小さくすると異った次数の光が重なり合い、
スペクトルの周辺部の評価の信頼性が低下する。1"1ness is a nearly constant value of 10 to 20, so in order to increase the resolution, the FSR must be decreased. When the FSR is decreased, light of different orders overlaps,
The reliability of the evaluation of the periphery of the spectrum decreases.
以上のように、グレーティング分光器ではスペクトル周
辺部の評価は良好に行なうが分解能が不足し、エタロン
分光器では分解能は向上するがスペクトル周辺部の評価
が良好に行なえないという欠点があった。As described above, the grating spectrometer has the disadvantage that although the peripheral part of the spectrum can be well evaluated, the resolution is insufficient, and the etalon spectrometer has the disadvantage that although the resolution is improved, the peripheral part of the spectrum cannot be evaluated well.
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、スペクトル周辺部を充分精密に評価しかつ分解能を
向上させたスペクトル測定器の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a spectrum measuring instrument that can evaluate the peripheral part of the spectrum with sufficient precision and has improved resolution.
[課題を解決するための手段および作用]前記目的を達
成するため、本発明によれは、分光装置の装置関数を再
現する、例えば単一縦モードCW Ar 2倍高調
波レーザ等を設けることにより、分解能向上補正を行な
いかつスペクトル周辺部を精密評価する。[Means and effects for solving the problem] To achieve the above object, according to the present invention, by providing a single longitudinal mode CW Ar double harmonic laser, etc., which reproduces the instrumental function of a spectroscopic device, , performs resolution improvement correction and precisely evaluates the peripheral part of the spectrum.
[実施例]
第1図は本発明の実施例の構成を表わす図面であり、同
図において1は被験エキシマレーザ、2はスペクトル幅
が0.001 pm程度の単一縦モードCWアルゴン2
倍高調波レーザ(アルゴン半波長レーザ)、3はグレー
ティング分光器、4はグレーティング分光器に導光する
ファイバ入射光学系、5はグレーティング分光器に付属
するリニアセンサ、6はコントローラ、7はハーフミラ
−8aおよび8bは被験エキシマレーザ1とアルゴン半
波長レーザ2を切り替えるためのシャッタ、9はコント
ローラ6からの演算結果を表示するスペクトル表示器、
10は光ファイバである。[Example] Fig. 1 is a drawing showing the configuration of an example of the present invention, in which 1 is a test excimer laser, 2 is a single longitudinal mode CW argon laser 2 with a spectral width of about 0.001 pm.
Double harmonic laser (argon half wavelength laser), 3 is a grating spectrometer, 4 is a fiber input optical system that guides light to the grating spectrometer, 5 is a linear sensor attached to the grating spectrometer, 6 is a controller, 7 is a half mirror 8a and 8b are shutters for switching between the excimer laser 1 and the argon half-wavelength laser 2 to be tested; 9 is a spectrum display that displays the calculation results from the controller 6;
10 is an optical fiber.
コントローラ6からの指令に基づいて、シャッタ8aが
開かれ、シャッタ8bか閉じられる。被験エキシマレー
ザ1のビームかハーフミラ−7を透過して、ファイバ入
射光学系4に入リグレーティング分光器3て分光される
。分光された被験エキシマレーザ光は、波長軸が位置情
報となりリニアセンサ5によって、スペクトル測定され
、コントローラ6に一時的に記憶される。Based on a command from the controller 6, the shutter 8a is opened and the shutter 8b is closed. The beam of the excimer laser 1 to be tested passes through the half mirror 7 and enters the fiber input optical system 4, where it is separated by the re-grating spectrometer 3. The spectrum of the separated test excimer laser light is measured by the linear sensor 5, with the wavelength axis serving as position information, and is temporarily stored in the controller 6.
次にコントローラ6からの指令に基づいてシャッタ8b
が開かれ、シャッタ8aが閉じられる。Next, based on the command from the controller 6, the shutter 8b
is opened, and the shutter 8a is closed.
アルゴン半波長レーザ2のビームがハーフミラ−7で反
射され、ファイバ入射光学系4に入り、グレーティング
分光器3で分光され、リニアセンサ5でスペクトル測定
され、コントローラ6に一時的に記憶される。アルゴン
半波長レーザのスベクトル幅は0.001pm程度であ
り、充分グレーティング分光器3の装置関数を測定可能
である。The beam of the argon half-wavelength laser 2 is reflected by the half mirror 7, enters the fiber input optical system 4, is separated into spectra by the grating spectrometer 3, is spectrally measured by the linear sensor 5, and is temporarily stored in the controller 6. The spectral width of the argon half-wavelength laser is about 0.001 pm, which is sufficient to measure the device function of the grating spectrometer 3.
第2図(a)は被験エキシマレーザ光の測定スペクトル
a(λ)を示し、同図(b)は・アルゴン半波長レーザ
光のスペクトルg(λ)の様子を示す。FIG. 2(a) shows the measured spectrum a(λ) of the excimer laser beam under test, and FIG. 2(b) shows the spectrum g(λ) of the argon half-wavelength laser beam.
被験エキシマレーザ光の実際のスペクトルをS(λ)と
すると、以下の関係がある。Letting the actual spectrum of the excimer laser light under test be S(λ), the following relationship exists.
a(λ)づ−zs(λ′)g(λ−λ′)dλ′λ′ト
ローラ6ではa(λ)およびg(λ)を記憶して、上記
積分方程式を解くことによりS(λ)を演算する。また
g(λ)のピークの波長は既知なので、a(λ)のピー
クとg(λ)のピークの差より被験エキシマレーザ光a
(λ)の中心波長を求める。a(λ)zu-zs(λ')g(λ-λ')dλ'λ'The troller 6 stores a(λ) and g(λ) and solves the above integral equation to calculate S(λ). Calculate. Also, since the wavelength of the peak of g(λ) is known, the difference between the peak of a(λ) and the peak of g(λ) indicates that the test excimer laser beam a
Find the center wavelength of (λ).
第2図(c)は演算されたスペクトルS(λ)を示す。FIG. 2(c) shows the calculated spectrum S(λ).
測定されたスペクトルa(λ)に見られる微小なコブが
、S(λ)のA部に見られるように分離していることが
わかる。It can be seen that the minute bumps seen in the measured spectrum a(λ) are separated as seen in part A of S(λ).
以上説明したように、上記実施例においては被験レーザ
光の波長スペクトルを測定するスペクトル測定器におい
て、被験レーザ光を分光する分光手段としてグレーティ
ング分光器を用い、測定するレーザ光と分光手段の分解
能に比べ充分半値幅の狭い光源により上記分光手段の装
置関数を再現する装置関数再現手段を備え、上記分光手
段から得たスペクトルデータを装置関数に基づし\で補
正する演算手段を有している。上記被験レーザは□例え
ば中心波長248.4 n+nで発振するKrF狭帯域
化エキシマレーザである。また上記装置関数再現手段は
例えば、中心波長248.25 nmで発振する単一縦
モード化CWアルゴン第2次高調波レーザ(アルゴン半
波長レーザ)である。上記演算手段は、被験エキシマレ
ーザ光のスペクトルデータからアルゴン半波長レーザの
測定で得られる装置関数を差し引く(デイコンポリュー
シコン)とともに、両レーザ光の中心波長の差を演算す
る。As explained above, in the above embodiment, a grating spectrometer is used as a spectroscopic means to separate the test laser beam in a spectrum measuring instrument that measures the wavelength spectrum of the test laser beam, and the resolution of the laser beam to be measured and the spectroscopic means are It is equipped with an apparatus function reproduction means for reproducing the apparatus function of the spectroscopic means using a light source with a sufficiently narrow half-width compared to the above, and has an arithmetic means for correcting the spectrum data obtained from the spectroscopic means based on the apparatus function. . The laser under test is, for example, a KrF narrow-band excimer laser that oscillates at a center wavelength of 248.4 n+n. Further, the device function reproducing means is, for example, a single longitudinal mode CW argon second harmonic laser (argon half-wavelength laser) that oscillates at a center wavelength of 248.25 nm. The calculation means subtracts the device function obtained by measurement of the argon half-wavelength laser from the spectral data of the excimer laser beam under test (decomposition), and calculates the difference between the center wavelengths of both laser beams.
第3図は本発明の別の実施例の構成を示す。この実施例
においては、第1図の実施例のアルゴン半波長レーザに
代えて中心波長248.2nm〜24B、6nmで発振
する単一縦モードCWアルゴン−色素2波混合レーザを
用いている。その他の構成、作用効果は第1図の実施例
と同様であるが、単一縦モードCWアルゴ、ン色素2波
混合レーザでは、エキシマレーザの発振波長に直接同調
することが可能である。FIG. 3 shows the configuration of another embodiment of the invention. In this embodiment, a single longitudinal mode CW argon-dye two-wave mixed laser which oscillates at a center wavelength of 248.2 nm to 24B, 6 nm is used in place of the argon half-wavelength laser in the embodiment of FIG. Other configurations, functions and effects are similar to those of the embodiment shown in FIG. 1, but the single longitudinal mode CW Argo, N dye two-wave mixed laser can be directly tuned to the oscillation wavelength of the excimer laser.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明により分光器の分解能補正
を行ないまたスペクトルの周辺部評価も行なわれる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the resolution of the spectrometer is corrected and the peripheral part of the spectrum is also evaluated.
第1図は本発明の実施例の構成図、
第2図は(a) (b)、 (c)は測定スペク
トルおよび演算スペクトルの様子を示すグラフ、第3図
は本発明の別の実施例の構成図である。
6 ニ
ア 二
8 :
9 =
2′
コントローラ、
ハーフミラ−
シャッタ、
スペクトル表示器、
:車−縦モードCWアルゴン−色素2波混合レーザ。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing measured spectra and calculated spectra. FIG. 3 is another embodiment of the present invention. FIG. 6 Near 28: 9 = 2' Controller, Half Mirror Shutter, Spectrum Display, : Car-longitudinal mode CW argon-dye two-wave mixed laser.
Claims (7)
べスペクトル幅が充分狭い基準光を共通の分光装置でそ
れぞれ分光し、前記分光装置によって検出した基準光の
スペクトルデータに基づき、前記分光装置によって検出
した被験光のスペクトルデータを補正演算することを特
徴とするスペクトル測定方法。(1) The test light whose spectrum is to be measured and the reference light whose spectral width is sufficiently narrow compared to the test light are separated by a common spectrometer, and based on the spectral data of the reference light detected by the spectrometer, the A spectrum measurement method characterized by performing correction calculations on spectrum data of test light detected by a device.
源と、該被験光を分光する分光装置と、該被験光に比べ
スペクトル幅が狭くかつ前記分光装置で分光可能なスペ
クトル幅を有する分光装置関数再現用光を発する第2の
光源と、前記分光装置で検出した被験光および分光装置
関数再現用光のスペクトルデータに基づき被験光のスペ
クトルを補正演算する演算手段からなることを特徴とす
るスペクトル測定器。(2) a first light source that emits test light whose spectrum is to be measured; a spectrometer that spectrally spectra the test light; and a spectrometer that spectrally has a narrower spectral width than the test light and has a spectral width that can be analyzed by the spectrometer. It is characterized by comprising: a second light source that emits light for device function reproduction; and a calculation means for correcting the spectrum of the test light based on spectral data of the test light detected by the spectrometer and the light for spectrometer function reproduction. Spectral measuring instrument.
KrF狭帯域化エキシマレーザからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項記載のスペクトル測定器。(3) The spectrum measuring instrument according to claim 2, wherein the test light is comprised of a KrF narrowband excimer laser that oscillates at a center wavelength of 248.4 nm.
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のスペクトル
測定器。(4) The spectrum measuring device according to claim 2, wherein the spectroscopic device comprises a grating spectrometer.
25nmで発振する単一縦モード化CWアルゴン第2次
高調波レーザからなることを特徴とする特許請求の範囲
第2項記載のスペクトル測定器。(5) The spectroscopic device function reproduction light has a center wavelength of 248.
3. The spectrum measuring instrument according to claim 2, comprising a single longitudinal mode CW argon second harmonic laser that oscillates at 25 nm.
分光装置関数データを差し引くとともに、両光の中心波
長の差を演算することを特徴とする特許請求の範囲第2
項記載のスペクトル測定器。(6) The calculation means subtracts the spectrometer function data from the spectrum data of the test light, and calculates the difference between the center wavelengths of both lights.
Spectral measuring instrument as described in section.
2nm〜248.6nmで発振する単一縦モードCWア
ルゴン−色素2波混合レーザからなることを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のスペクトル測定器。(7) The spectroscopic device function reproduction light has a center wavelength of 248.
3. The spectrum measuring instrument according to claim 2, comprising a single longitudinal mode CW argon-dye two-wave mixed laser that oscillates at a wavelength of 2 nm to 248.6 nm.
Priority Applications (1)
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JP17734690A JPH0465640A (en) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | Method and instrument for spectrum measurement |
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JPH0465640A true JPH0465640A (en) | 1992-03-02 |
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1990
- 1990-07-06 JP JP17734690A patent/JPH0465640A/en active Pending
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