JPH11201869A - エキシマレーザとその検査装置及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エキシマレーザの光品位を、短時間でしかも
正確に検査するための検査装置を提供する。 【解決手段】 エキシマレーザ１６の光品位を検査する
ために、エキシマレーザ１６の筐体１７内に検査装置１
８を設置するための空間３０及び検査装置１８の位置決
め手段４９を設け、検査装置１８を各検査項目を検査す
るための着脱自在な検査ユニット及びレーザ光３を各検
査ユニットに導くためのビーム切り出しユニット４４か
ら構成し、これを前記空間３０に挿入して検査を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ光
の波長及びビーム特性等の光品位を短時間で測定でき
る、エキシマレーザとその検査装置及び検査方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体製造装置用の縮小投影
露光装置（以下ステッパと言う）の光源として、エキシ
マレーザの実用化が進められている。これは、エキシマ
レーザの波長が短いことから、加工の際にレンズなどの
光学素子によって微細なパターンを解像できるので、よ
り精密な加工が可能であることによる。

【０００３】しかしながら、このエキシマレーザから発
振する光は、その波長のスペクトル幅である線幅がステ
ッパ用としては広く、しかも中心波長が変動しているの
で、そのままではレンズなどの光学素子を透過する際に
色収差や焦点ボケが生じて露光ミスの原因となる。その
ため、エキシマレーザの共振器内にグレーティングやエ
タロンなどの波長選択素子を搭載して、前記線幅を狭く
し、かつ前記中心波長を安定化する狭帯域化という技術
が知られている。

【０００４】以下、図１０〜図１６に基づいて従来技術
を説明する。図１０は本願の出願人が特開平１−４４０
８０号公報に開示したエキシマレーザ１６の一例であ
る。同図において、レーザガスはチャンバ１の内部にお
いて放電によって励起され、レーザ光３が発振する。レ
ーザ光３は後部ウィンドウ５から出射し、第１エタロン
７及び第２エタロン８を通過する間に選択された波長だ
けを発振させることで前記狭帯域化を行なう。

【０００５】リアミラー１０で反射したレーザ光３は同
じ光路を逆向きに通過し、再び第１エタロン７及び第２
エタロン８を通過して波長選択され、チャンバ１内に戻
って増幅され、前部ウィンドウ１１を透過し、その一部
がフロントミラー１２を透過して図中右方向へ出射す
る。これらの構成が筐体１７の内部に設置されている。
第１エタロン７、第２エタロン８及びリアミラー１０を
総称して、狭帯域化ユニット１９と呼ぶ。なお、この狭
帯域化ユニット１９は、グレーティング又はプリズム又
はエタロンの組み合わせ等で構成される場合もある。

【０００６】図１１に、エキシマレーザ１６をステッパ
２２と接続した際の構成を示す。エキシマレーザ１６か
ら出射したレーザ光３は、レーザ光３が外に漏れないよ
うに半密閉された外部ダクト２０の内部を通り、光軸調
整用のミラー２４で光軸を調整されてステッパ２２に入
射し、この内部で半導体ウェハを露光するための光源と
なる。

【０００７】このとき、ステッパに好適な加工を行なわ
せるためには、前記線幅と中心波長（以下、これらを波
長特性と言う）の他にも、レーザのパルス発振ごとのエ
ネルギーを示すパルスエネルギー、レーザビームの断面
形状及び位置を示すビームプロファイル、ビームの発散
角及び進行方向を示すビームダイバージェンス、及びレ
ーザ光３がパルス発振する時間の幅を示すパルスデュレ
ーションなどを所定の値にしなければならない。しかし
ながら、すべての項目に関して常時監視を行なうとなる
と、検査装置をエキシマレーザ１６に幾つも設けなけれ
ばならず、エキシマレーザ１６が複雑で高価な構成にな
る。

【０００８】そこで、従来は図１２に示すように、前記
パルスエネルギーや波長特性など一部の項目（以下監視
項目と言う）に関しては筐体１７の内部に常設のモニタ
ー部１４を設け、レーザ光３の一部をビームスプリッタ
２で分割してこのモニター部１４に入射し、これら監視
項目を常にモニターしている。同図において、狭帯域化
ユニット１９、エキシマレーザ１６に電圧を供給するレ
ーザ電源１５、モニター部１４は例えばパソコン等で構
成されるレーザコントローラ２３に接続されており、エ
キシマレーザ１６はこのレーザコントローラ２３からの
指令によって制御され、レーザ発振を行なう。

【０００９】また、前記監視項目以外の検査項目につい
ては、図１３に示すように定期点検や修理などのメンテ
ナンスの際や、ステッパ２２の露光に異常が起きた際な
どに、検査装置１８を筐体１７の外部に取りつけて前記
検査項目に関する検査を行なっている。チャンバ１の交
換や光学部品の清掃などのメンテナンスの終了後、外部
ダクト２０の一部を取り外し、そこに検査装置１８を挿
入する。

【００１０】このとき、前記モニター部１４は、経時変
化等によって内蔵された測定器の特性が変化したりする
ことがあり、従って定期的に較正確認が必要である。前
記パルスエネルギーを測定する場合を例にとって、その
手順を図１４に示す。まず図１３における検査装置１８
の位置に、パルスエネルギーを測定するためのカロリー
メータを設置してパルスエネルギーＥを測定し（ステッ
プＳ２）、モニター部１４から出力される電圧Ｖを測定
し（ステップＳ４）、電圧ＶからパルスエネルギーＥを
求めるための換算係数Ｇを、数１に従って計算で求める
（ステップＳ６）。

【数１】Ｇ＝Ｅ／Ｖ この換算係数Ｇをレーザコントローラ２３に手動で入力
し（ステップＳ８）。較正を終了する（ステップＳ
９）。

【００１１】図１５に、前記検査装置１８の一例として
ビームのプロファイルを検査するビームプロファイラ４
１を示す。図中左方から入射したレーザ光３はミラー１
３又はビームスプリッタ３４で図中下向きに反射され、
転写レンズ２５で例えばＣＣＤ等からなる２次元の検出
器アレイ２６に投影されてビームの断面形状及びその位
置を測定され、これがステッパ２２の光源として好適か
どうかを検査される。

【００１２】また、図１６に、別の検査装置１８の一例
として前記波長特性を検査する波長検出器３６を示す。
レーザ光３は、ミラー１３又はビームスプリッタ３４で
図中下向きに反射され、拡散板５９を介して分光用のエ
タロン２８に入射する。エタロン２８を透過した光は集
光レンズ２５で集光され、この集光レンズ２５の集光面
に、その波長に応じた干渉縞３８が形成される。例えば
ＭＯＳ型素子のアレイからなるラインセンサ２７を前記
集光レンズ２５の焦点面に配置して、その強度分布を測
定することによって、レーザ光３の前記波長特性を測定
することができる。このとき、波長の基準である水銀ラ
ンプの光により発生する干渉縞３８と、レーザ光３によ
り発生する干渉縞３８とを比較し、絶対波長の測定を行
なうこともある。

【００１３】このように、従来は検査装置１８をエキシ
マレーザ１６とステッパ２２との間に挿入して検査を行
なっており、一つの検査が終了した後、次の検査装置１
８を挿入するようにしている。そして、すべての検査が
終了した後、外部ダクト２０を取りつけて光軸をミラー
２４で調整し、露光に好適な光がステッパ２２に導かれ
るようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エキシマレーザの検査装置には、次に示すような問題点
がある。

【００１５】まず、検査装置１８の設置時に、エキシマ
レーザ１６とステッパ２２との間の外部ダクト２０を取
り外さなければならず、この際に作業者がエキシマレー
ザ１６やミラー２４を動かしてしまい、光軸が大きくず
れることがあり、この再調整に長時間を要する。

【００１６】また、検査装置１８をエキシマレーザ１６
に対して精密に位置決めしなければならず、この位置決
めに長時間を要する。さらに、検査項目ごとに異なる検
査装置を設置しなければならず、この設置に長時間を要
する。

【００１７】また、前記メンテナンスの際にはチャンバ
１の交換や光学部品の交換を行なうため、エキシマレー
ザ１６の光軸がステッパ２２に対してずれる。このた
め、外部ダクト２０内にミラー２４等を設け、メンテナ
ンス終了後にステッパ２２にレーザ光３を導き、光軸が
メンテナンス前と同じになるように調整しているが、こ
の調整にはステッパ２２の内部に導かれたレーザ光３を
別の手段で観察しながら行なわなければならず、作業に
熟練を要し、長時間が必要である。

【００１８】また、前記メンテナンスによってエキシマ
レーザ１６の状態や性能が変化するが、メンテナンスの
前後でこれらのデータを比較していないため、メンテナ
ンスの効果が不明である。

【００１９】また、前述したようにモニター部１４は定
期的に較正が必要であり、従来はこの作業を図１４で説
明したように手動で行なっていたため、これに長時間を
要している。

【００２０】また、従来はミラー１３又はビームスプリ
ッタ３４で、レーザ光３を検査装置１８に導いている。
ミラー１３を使用している場合はレーザ光３はこれを透
過せず、ステッパ２２にレーザ光３を導くことはできな
い。また、ビームスプリッタ３４を使用している場合は
これを透過する際にレーザ光３の光軸がずれ、ステッパ
２２にレーザ光３を導くためには光軸の再調整が必要と
なり、多大な時間を要する。すなわち、ステッパ２２に
レーザ光３を導いて稼働させながら検査を行なうことが
困難であり、露光の結果と検査の結果とを対比させるの
が困難である。

【００２１】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、短い所要時間で、しかも熟練を必要とせ
ず、エキシマレーザ装置の性能を多数の項目において検
査できるエキシマレーザとその検査装置及び検査方法を
提供することを目的としている。

【００２２】

【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、請求項１に記載の発明は、発振す
るレーザ光３の光品位が検査されるエキシマレーザ１６
において、前記エキシマレーザ１６の筐体１７内に、エ
キシマレーザ１６の性能を検査する検査装置１８、又は
エキシマレーザ１６のビームを前記検査装置１８に導く
ためのビーム切り出しユニット４４を挿入する空間３０
を設けている。

【００２３】請求項１に記載の発明によれば、前記筐体
内に検査装置挿入用の空間を設けたことで、前記エキシ
マレーザとこれを使用する外部装置（例えばステッパ）
との間に設けられ、かつビームを伝送するための外部ダ
クトを取り外すことなく検査が行なえる。これにより、
外部ダクト取り外しの際に起こり得る光軸ずれの問題が
起こらないので、検査が容易に行なえるとともに検査に
要する時間が短縮できる。

【００２４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載のエキシマレーザ１６において、前記検査装置１
８、又は前記ビーム切り出しユニット４４を着脱自在と
し、かつ装着時にエキシマレーザ１６に対して位置決め
する位置決め手段４９を備えている。

【００２５】請求項２に記載の発明によれば、エキシマ
レーザに対して検査装置又はビーム切り出しユニットを
着脱容易に取りつけられ、かつ位置決め容易な位置決め
手段を備えているので、これらのユニットを検査装置に
挿入する際の取りつけ及び位置決めに長時間を要するこ
とがなく、検査を常に一定の位置で行なえるので、デー
タの比較が容易である。また、位置決めの繰り返し精度
を向上させることができるので光路のずれなどによる測
定ミスがなく、高い検査精度を得ることができる。

【００２６】また、請求項３に記載の発明は、エキシマ
レーザ１６から発振するレーザ光３の光品位を検査する
エキシマレーザの検査装置１８において、個々の検査項
目を測定する少なくとも１台の検査ユニット３６，４
１，５１，５２と、レーザ光３の光軸上に配置されてレ
ーザ光３を前記検査ユニット３６，４１，５１，５２に
導くためのビーム切り出しユニット４４とを任意に組み
合わせ可能としている。

【００２７】請求項３に記載の発明によれば、検査装置
をビーム切り出しユニットと個々の検査項目を測定する
検査ユニットとを組み合わせ可能な構成としているの
で、この検査ユニットを目的とする検査項目に適合する
検査ユニットに交換することによって複数の検査項目を
まとめて測定でき、検査装置の交換に要する時間を短縮
できる。また、複数の検査ユニットで同時に検査を行な
えるので、検査時間を短縮できる。

【００２８】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載のエキシマレーザの検査装置１８において、前記
検査ユニットが、少なくとも、ビームの断面形状と位置
を測定するビームプロファイラ４１、ビームの発散角と
進行方向とを測定するビームダイバージェンス測定装置
５１、レーザ光３の中心波長と線幅からなる波長特性を
測定する波長検出器３６、レーザ光３のパルス発振する
際の時間幅を測定するパルスデュレーション測定装置、
又はレーザ光３のパルスエネルギーを測定するパルスエ
ネルギー測定装置５２のいずれか一つである。

【００２９】請求項４に記載の発明によれば、これらの
計測装置の少なくともいずれか一つを設置することによ
って、例えばステッパの露光などの加工に必要なレーザ
光の一つの特性を知ることができ、検査結果に異常があ
ればその対策を行なうことによって光源として好適なレ
ーザ装置を得ることができる。

【００３０】また、請求項５に記載の発明は、請求項３
に記載のエキシマレーザの検査装置１８において、前記
ビーム切り出しユニット４４が、同じ厚みで同じ材質の
２個のビームスプリッタを少なくとも１組以上備え、前
記２個のビームスプリッタは、それぞれの法線が同一平
面上で交わり、かつ前記レーザ光３が各ビームスプリッ
タに入射する入射角が略等しくなるように配置されてい
る。

【００３１】請求項５に記載の発明によれば、２個の同
じビームスプリッタを互いに法線が同一平面上で交わ
り、かつ入射角が等しくなるように八の字に組み合わせ
ることによって、レーザ光の光路の変化をキャンセルす
ることができる。これを組み合わせてビーム切り出しユ
ニットを構成しているので、光軸を変化させることなく
例えばステッパなどの相手装置に光を入射させながら検
査を行なえる。これにより、例えばステッパの露光結果
と検査結果を密接に対比させることができ、露光の問題
などが起きたときに原因を究明するのが容易である。

【００３２】また、請求項６に記載の発明は、請求項３
に記載のエキシマレーザの検査装置１８において、前記
検査装置１８の内部を清浄な不活性ガスでパージするパ
ージ手段５０を備えている。

【００３３】請求項６に記載の発明によれば、パージ手
段により清浄な不活性ガスで、検査装置内部をパージし
ている。これによって、レーザ光との反応で光学部品か
ら発生する有機物を検査装置内部から追い出すことがで
きるので、この有機物がレーザ光と反応して光学部品を
破損するという現象が起きるのを防ぎ、光学部品の寿命
を延ばすことができる。なお、パージ手段としては例え
ば窒素などの不活性ガスを供給する配管と、この不活性
ガスを排出する小孔から構成することができる。

【００３４】また、請求項７に記載の発明は、エキシマ
レーザ１６から発振するレーザ光３の光品位を検査する
エキシマレーザの検査方法において、エキシマレーザ１
６にあらかじめ設けられた空間３０に、検査装置１８を
メンテナンス前に設置し、メンテナンスの前後でレーザ
光３の各光品位の検査を行なってこの検査結果を比較
し、検査後のエキシマレーザ１６の良否を判断するよう
にしている。

【００３５】請求項７に記載の発明によれば、メンテナ
ンスの前後で検査結果を比較している。これにより、メ
ンテナンスの効果が把握できるとともに、メンテナンス
の効果がなかった場合やメンテナンスによってレーザの
性能が却って劣化した場合などに、即座に再度メンテナ
ンスを行なうことができるので、早い段階で再調整が可
能となり、やり直し作業の短縮化によりトータルのメン
テナンス時間を短縮できる。

【００３６】また、請求項８に記載の発明は、エキシマ
レーザ１６から発振するレーザ光３の光品位を検査する
検査方法において、検査時に設置される検査装置１８か
ら得た検査データと、エキシマレーザ１６の内部に常設
されたモニター部１４から得たデータを比較し、前記検
査データに基づいて、前記モニター部１４を自動的に較
正するようにしている。

【００３７】請求項８に記載の発明によれば、内部に常
設されたモニター部と検査時に設置される検査装置とを
通信ライン等で接続することによって両者から得られた
データを自動的に比較することが可能となり、モニター
部から得られたデータを検査データに換算するための換
算係数を自動的に較正することができる。これによっ
て、従来手動でモニター部の較正に要していた時間より
も、短時間で容易に較正を行なえる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係わる実施形態を詳細に説明する。なお、図において
同一の符号を付したものは、従来例と同一の構成を表す
ものとし、説明を省略する。

【００３９】図１〜図８に基づいて、第１の実施形態を
説明する。図１は、本実施形態に係わるエキシマレーザ
１６の構成図である。同図において、常設のモニター部
１４は固定台３１の上に固定され、このモニター部１４
と筐体１７の壁の間には、検査装置１８挿入用に点線で
囲まれた空間３０が設けられている。この空間３０に
は、通常のレーザ発振時には内部ダクト３３が設置され
ており、レーザ光３が外部に漏れないようにカバーして
いる。このとき、外側にある筐体１７が光漏れを防ぐカ
バーの役割を果たしているので、内部ダクト３３の構造
や取りつけは外部ダクト２０に比べて簡単なものでよ
い。

【００４０】図２に、検査装置挿入時のエキシマレーザ
１６の構成図を示す。メンテナンス時に内部ダクト３３
を取り外し、その空間３０に検査装置１８を挿入し、検
査を行なう。内部ダクト３３は、外部ダクト２０のよう
にその内部に光軸調整用のミラー２４を備えていないの
で、これを外しても光軸がずれることはない。

【００４１】このとき、前記検査装置１８は筐体１７内
に位置決めされており、この位置決めの一例を、図３に
レーザの平面図で示す。前記固定台３１の上には、ガイ
ドレール３７が設置されており、検査装置１８は、この
ガイドレール３７に沿って移動自在な例えばローラや褶
動部材からなる移動手段（図示せず）を備えており、こ
の移動手段により図中下側からこのガイドレール３７に
沿って移動してストッパ３２によって位置決めされ、固
定ブロック２９で固定される。これらのストッパ３２、
固定ブロック２９、ガイドレール３７及び前記移動手段
等により、位置決め手段４９を構成している。

【００４２】位置決め手段４９の別の例を、図４にレー
ザの平面図で示す。固定台３１の上には、位置決めピン
３９，４０が設置されている。まず、位置決めピン４０
を検査装置１８及び固定台３１に設けられた位置決め孔
に嵌め、その回転方向の位置を位置決めピン３９によっ
て位置決めし、これをボルト４２によって固定する。

【００４３】次に、空間３０に設置される検査装置１８
の一例を図５に示す。同図において検査装置１８は、第
１のビームスプリッタ３４及び第２のビームスプリッタ
３５で構成されるビーム切り出しユニット４４と、ビー
ムの前記プロファイルを測定するビームプロファイラ４
１及びレーザ光３の前記波長特性を測定する波長検出器
３６の各検査ユニットとから構成されている。

【００４４】同図において、左方から入射したレーザ光
３は、その一部を第１のビームスプリッタ３４で例えば
図中下方に反射され、前記ビームプロファイラ４１に入
射する。ここでレーザ光３は、ビームの断面形状及びそ
の位置を測定され、これがステッパ２２の光源として好
適かどうかを検査される。

【００４５】また、第１のビームスプリッタ３４を透過
したレーザ光３は、その一部を第２のビームスプリッタ
３５で例えば図中上方に反射され、前記波長検出器３６
に入射する。ここでレーザ光３は、前記波長特性を測定
され、これがステッパ２２の光源として好適かどうかを
検査される。

【００４６】各検査ユニットは、例えばパソコン等で構
成された検査コントローラ２１に接続され、この検査コ
ントローラ２１からの指令に応じて計測をおこなってい
る。この検査コントローラ２１は、各検査ユニットから
検査データを収集し、記録することも行なう。また、こ
の検査コントローラ２１はレーザコントローラ２３にも
接続されており、レーザコントローラ２３からの指令に
従って検査を実行する。

【００４７】前記検査ユニットは、ビーム切り出しユニ
ット４４に対して図中点線の位置で着脱可能かつ位置決
め容易となっており、この着脱及び位置決め方法の一例
について図６、図７に基づいて説明する。図６におい
て、ビーム切り出しユニット４４には開口部５３及びネ
ジを切ったネジ穴４が設けてある。各検査ユニット（図
では例えばビームプロファイラ４１）にも穴６が設けて
あり、この穴６からボルトでビーム切り出しユニット４
４に固定するようにしている。各検査ユニットには開口
部５７が設けてあり、レーザ光３はこの開口部５７を通
過して各検査ユニットの内部に入射する。図７に、検査
ユニットの詳細図を示す。検査ユニットのビーム切り出
しユニット４４と接する面９には前記開口部５３の形状
に合わせた突起部５４が設けられており、突起部５４を
開口部５３の内側に嵌挿させることによって、検査ユニ
ットの位置決めを容易に行なうことができる。

【００４８】また、ビーム切り出しユニット４４におい
て、第１のビームスプリッタ３４と第２のビームスプリ
ッタ３５とを同じ厚みで同じ材質とし、それぞれの法線
が同一平面上で交わり、かつ前記レーザ光３が各ビーム
スプリッタに入射する入射角が略等しくなるように八の
字に配置することが好ましい。これにより、これらのビ
ームスプリッタ３４，３５に入射するレーザ光３の入射
角が同じで向きが反対となるので、ビームスプリッタ３
４，３５を透過したことによる光路の変化をキャンセル
することができ、レーザ光３の光軸が検査装置１８を通
過する前と後で変わらないようにできる。

【００４９】本実施形態による検査の手順の一例を、図
８にフローチャートで示す。まず、内部ダクト３３を外
し、筐体１７内の空間３０に検査装置１８を挿入する
（ステップＳ１２）。次に、メンテナンス前の状態でレ
ーザ発振を行ない（ステップＳ１４）、その検査デー
タ、例えば前記波長特性及び前記ビームプロファイルを
検査コントローラ２１で収集し、記録する（ステップＳ
１６）。その後レーザのメンテナンスを行ない（ステッ
プＳ１８）、メンテナンス終了時点でレーザの発振を行
ない（ステップＳ２０）、メンテナンス後の検査データ
を検査コントローラ２１で収集し（ステップＳ２２）、
これをメンテナンス前の検査データと比較して、前記波
長特性や前記ビームプロファイルの変動などがないかを
チェックする（ステップＳ２８）。このとき比較の結果
がＮＧならば、ステップＳ１８に戻ってメンテナンスの
一部を再度やり直す。ステップＳ２８で比較の結果がＯ
Ｋなら、検査を終了する（ステップＳ３０）。

【００５０】このとき、エキシマレーザ１６内に常設さ
れたモニター部１４では、検査装置１８による検査と同
時に、前記監視項目の計測を行なうことができる。これ
らのデータを監視データと言うが、レーザコントローラ
２３と検査コントローラ２１とを接続することによっ
て、前記監視データと検査装置１８で測定した検査デー
タとをレーザコントローラ２３で比較することができ
る。これにより、前記図１４のフローチャートで示した
モニター部１４の較正手順を自動化することができる。

【００５１】本実施形態では、空間３０はビーム切り出
しユニット４４のみが入るような大きさにして、ミラー
などを使ってレーザ光３を筐体１７の外部に設置された
検査装置１８に導くようにしてもよい。

【００５２】また、空間３０をモニター部１４と筐体１
７の壁の間に設けたが、これをモニター部１４とフロン
トミラー１２の間に設けてもよい。

【００５３】他の検査ユニットとしては、他に、前述し
たようにレーザ光３のビームの発散角と進行方向とを測
定するビームダイバージェンス測定装置、ビームのパル
スエネルギーを測定するパルスエネルギー測定装置、レ
ーザ光３の前記パルスデュレーションを測定するパルス
デュレーション測定装置などがあり、これらを順次設置
して検査を行なうようにする。

【００５４】このように本実施形態によれば、筐体１７
内に空間３０を設けており、ここに検査装置１８を設置
するので、検査装置１８を設置する際に内部ダクト３３
を外すだけで検査装置１８の挿入が可能である。この内
部ダクト３３は前述の理由により外部ダクト２０に比べ
て構造が簡単で、着脱が容易である。しかも、内部に光
軸合わせ用のミラー２４を備えていないため、これを着
脱することによって光軸が狂うという可能性がなく、光
軸合わせの必要がない。

【００５５】また、この検査装置１８は検査ユニットと
してビームダイバージェンス測定装置５１を設置するこ
とによって、レーザ光３の進行方向及び発散角を常に測
定し、光軸がずれないように監視及び調整を行ないなが
ら、メンテナンスや他の検査項目の測定を行なえる。ま
た、光軸がずれてもステッパ２２にレーザ光３を導くこ
となく、エキシマレーザ１６の光学部品を調整してレー
ザ単体で光軸を合わせることができるので、メンテナン
ス後に外部ダクト２０の内部にあるミラー２４を動かし
て光軸を調整する必要がなく、メンテナンスに要する時
間を短縮することができる。

【００５６】また、本実施形態によれば、検査装置１８
をそれぞれ着脱可能で、かつ位置決めが容易な検査ユニ
ットから構成して、各ユニット単位でこれを交換するよ
うにしているので、検査装置１８全体を交換するのに比
べれば、交換に要する時間を短縮することができる。

【００５７】また、本実施形態によれば、前記検査装置
１８はエキシマレーザ１６に対する位置決め手段４９を
備えており、従来は長時間を必要としたレーザ光３に対
する検査装置１８の位置決めを短時間で行なえるように
なる。また、位置決め手段４９によって検査装置１８を
レーザ光３の光軸に対して精密に、かつ繰り返し精度よ
く位置決め可能であり、検査の精度を向上させることが
できる。

【００５８】また、ビーム切り出しユニット４４とし
て、一対のビームスプリッタ３４，３５を前記八の字に
配置することによって、これらを透過したことによる光
路の変化をキャンセルすることができる。これにより、
検査装置１８を設置した状態でステッパ２２にレーザ光
３を導き、ステッパ２２を稼働させながら検査を行なう
ことができるので、露光に不具合が生じたときなどの原
因の究明が容易である。

【００５９】また、メンテナンスの前後で前記検査デー
タを比較するようにしているので、メンテナンスの効果
が正確に把握でき、メンテナンスによってレーザの性能
が劣化するような場合も再度メンテナンスを行なうこと
で、容易にレーザの性能を回復させることができる。

【００６０】また、エキシマレーザ１６の内部に常設し
たモニター部１４と、検査装置１８とを接続しており、
両者から得たデータを比較してモニター部１４から得た
データを検査データに換算するための換算係数Ｇを自動
で較正できるので、これまで手動で行なっていた較正の
ための時間を短縮できる。

【００６１】次に、図９に基づいて第２の実施形態を説
明する。同図において、検査装置１８は、前記波長検出
器３６、前記ビームプロファイラ４１、前記ビームダイ
バージェンス測定装置５１及び前記パルスエネルギー測
定装置５２の各検査ユニットを組み合わせたものであ
る。

【００６２】本実施形態において、レーザ光３の一部は
第１のビームスプリッタ３４で図中上向きに反射され、
レーザのパルス発振ごとのエネルギーを測定するパルス
エネルギー測定装置５２に入射する。このパルスエネル
ギー測定装置５２にはカロリーメータ４５が備えられて
おり、その測定値と第１のビームスプリッタ３４の反射
率から、ビームのエネルギーを演算することができる。
或いは、パルスエネルギーの測定を正確にするため、図
中点線の位置に一時的にミラー５５を設置して、レーザ
光３をすべてカロリーメータ４５に入射させ、そのパル
スエネルギーを測定してもよい。

【００６３】第１のビームスプリッタ３４を透過したレ
ーザ光３の一部は、第２のビームスプリッタ３５で図中
下向きに反射され、ビームの進行方向と発散角とを測定
するビームダイバージェンス測定装置５１に入射する。
ビームダイバージェンス測定装置５１は、例えばＣＣＤ
等からなる２次元の検出器アレイ４８と集光レンズ５６
とからなり、入射したレーザ光３を集光レンズ５６で検
出器アレイ４８に集光し、その焦点の大きさと場所とを
検出することでビームの進行方向と発散角とを測定する
ことができる。これがメンテナンスの前後で変化してい
ないかどうかを知ることによって、ステッパ２２に入射
するレーザ光３のビームの進行方向と発散角とが正しい
状態にあるかどうかを検査することができる。

【００６４】さらに、第２のビームスプリッタ３５を透
過したレーザ光３の一部は、第３のビームスプリッタ４
６で反射して前記ビームプロファイラ４１に入射し、こ
こでビームの断面形状及びその位置を測定される。ま
た、第３のビームスプリッタ４６を透過したレーザ光３
の一部は、第４のビームスプリッタ４７で反射して前記
波長検出器３６に入射し、ここでその波長特性を測定さ
れる。もちろん、さらに前記ビームデュレーション測定
装置など、他の検査ユニットを接続することも可能であ
る。

【００６５】ここで、検査装置１８は全体が密閉され、
パージ手段５０として窒素配管４３及び小孔５８が備え
られている。この窒素配管４３からは窒素気体が連続的
に供給され、小孔５８から排出されるようになってお
り、検査装置１８の内部を常に清浄な雰囲気に保つこと
ができる。これは、検査装置１８内部のエタロン２８な
どの光学部品や筐体内壁に、紫外線光であるレーザ光３
にさらされてゴミ等の有機物が発生し、この有機物が紫
外線光と反応して光学部品表面に付着し、破損するとい
う現象が起きるのを防ぐためである。

【００６６】このように本実施形態によれば、必要な検
査項目に適した検査ユニットをまとめて備えた検査装置
１８をあらかじめ空間３０に設置することにより、必要
な検査をすべて完了することができるので、検査ユニッ
トを交換する必要がなく、検査に要する時間を短縮する
ことができる。エキシマレーザ１６の光品位を検査する
検査方法において、検査時に設置される検査装置１８か
ら得た検査データと、エキシマレーザ１６の内部に常設
されたモニター部１４から得たデータを比較し、前記モ
ニター部１４から得たデータを検査データに換算するた
めの換算係数を、自動的に較正するようにしている。

【００６７】また、検査装置１８に窒素気体を供給する
ことによって、前記発生する有機物を除くことができ、
光学部品の破損を防いでその寿命を延ばすことができ
る。

【００６８】さらに、検査装置１８は前記ビームダイバ
ージェンス測定装置５１を備えているので、レーザ光３
の進行方向及び発散角を常に測定し、光軸が狂わないよ
うにレーザを調整しながらメンテナンスや他の検査項目
の測定を行なえる。これにより、メンテナンス及び検査
の後の光軸調整が不要もしくは時間が短縮される。

【００６９】以上説明したように、本発明によれば、筐
体１７内に検査装置１８挿入用の空間３０及び位置決め
手段４９を設け、検査装置１８をビーム切り出しユニッ
ト４４とそれぞれ着脱可能な個々の検査ユニットとを組
み合わせた構成としている。これにより、検査の際に外
部ダクト２０を外す必要がなく、しかも検査装置１８の
位置決めが容易であり、かつ位置決め精度が向上するの
で検査精度を向上させることができる。さらに、検査ユ
ニットの交換によって各種の検査を行なえるので、設置
が簡単であり検査時間が短縮できる。

【００７０】また、エキシマレーザ１６の内部に常設し
たモニター部１４と検査装置１８とを接続しており、両
者から得たデータを比較してモニター部１４から得たデ
ータを検査データに換算するための換算係数Ｇを自動で
較正できるので、これまで手動で行なっていた較正のた
めの時間を短縮できる。

【００７１】また、検査装置１８に窒素等の清浄気体を
供給するパージ手段を備えているので、光学部品の寿命
を延ばすことができる。

【００７２】また、メンテナンスの前後で検査データを
比較するようにしているので、メンテナンスの効果が明
確に把握でき、メンテナンスによって悪影響が出た場合
にもすぐに修正が可能である。

【００７３】ちなみに、本発明ではエキシマレーザにス
テッパを接続した場合を例にとって説明したが、本発明
はエキシマレーザの検査装置及び検査方法に係わるもの
であり、エキシマレーザを光源として使用する装置であ
れば、特にステッパにこだわるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わるエキシマレーザ
の構成図。

【図２】検査装置挿入の説明図。

【図３】検査装置位置決めの説明図。

【図４】検査装置位置決めの説明図。

【図５】検査装置の構成図。

【図６】検査ユニットの取付図。

【図７】検査ユニットの詳細図。

【図８】検査手順の一例を示すフローチャート。

【図９】第２実施形態に係わる検査装置の構成図。

【図１０】従来のエキシマレーザの構成図。

【図１１】従来のエキシマレーザとステッパの接続図。

【図１２】従来のエキシマレーザの構成図。

【図１３】従来のエキシマレーザと検査装置の接続図。

【図１４】モニター部の較正の手順の一例を示すフロー
チャート。

【図１５】従来の検査装置の構成図。

【図１６】従来の検査装置の構成図。

【符号の説明】

１…チャンバ、２…ビームスプリッタ、３…レーザ光、
４…ボルト穴、５…後部ウィンドウ、６…穴、７…第１
エタロン、８…第２エタロン、９…面、１０…リアミラ
ー、１１…前部ウィンドウ、１２…フロントミラー、１
３…ミラー、１４…モニター部、１５…レーザ電源、１
６…エキシマレーザ、１７…筐体、１８…検査装置、１
９…狭帯域化ユニット、２０…外部ダクト、２１…検査
コントローラ、２２…ステッパ、２３…レーザコントロ
ーラ、２４…ミラー、２５…集光レンズ、２６…検出器
アレイ、２７…ラインセンサ、２８…エタロン、２９…
固定ブロック、３０…空間、３１…固定台、３２…スト
ッパ、３３…内部ダクト、３４…第１ビームスプリッ
タ、３５…第２ビームスプリッタ、３６…波長検出器、
３７…ガイドレール、３８…干渉縞、３９…位置決めピ
ン、４０…位置決めピン、４１…ビームプロファイラ、
４２…ボルト、４３…窒素配管、４４…ビーム切り出し
ユニット、４５…カロリーメータ、４６…第３ビームス
プリッタ、４７…第４ビームスプリッタ、４８…検出器
アレイ、４９…位置決め手段、５０…パージ手段、５１
…ビームダイバージェンス測定装置、５２…パルスエネ
ルギー測定装置、５３…開口部、５４…突起部、５５…
ミラー、５６…集光レンズ、５７…開口部、５８…小
孔、５９…拡散板。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振するレーザ光(3) の光品位が検査さ
   れるエキシマレーザ(16)において、 前記エキシマレーザ(16)の筐体(17)内に、エキシマレー
   ザ(16)の性能を検査する検査装置(18)、又はエキシマレ
   ーザ(16)のビームを前記検査装置(18)に導くためのビー
   ム切り出しユニット(44)を挿入する空間(30)を設けたこ
   とを特徴とするエキシマレーザ(16)。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエキシマレーザ(16)にお
   いて、 前記検査装置(18)、又は前記ビーム切り出しユニット(4
   4)を着脱自在とし、かつ装着時にエキシマレーザ(16)に
   対して位置決めする位置決め手段(49)を備えたことを特
   徴とするエキシマレーザ(16)。
3. 【請求項３】 エキシマレーザ(16)から発振するレーザ
   光(3) の光品位を検査するエキシマレーザの検査装置(1
   8)において、 個々の検査項目を測定する少なくとも１台の検査ユニッ
   ト(36,41,51,52) と、 レーザ光(3) の光軸上に配置されてレーザ光(3) を前記
   検査ユニット(36,41,51,52) に導くためのビーム切り出
   しユニット(44)とを任意に組み合わせ可能としたことを
   特徴とするエキシマレーザの検査装置(18)。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のエキシマレーザの検査
   装置(18)において、 前記検査ユニットが、少なくとも、ビームの断面形状と
   位置を測定するビームプロファイラ(41)、ビームの発散
   角と進行方向とを測定するビームダイバージェンス測定
   装置(51)、レーザ光(3) の中心波長と線幅からなる波長
   特性を測定する波長検出器(36)、レーザ光(3) のパルス
   発振する際の時間幅を測定するパルスデュレーション測
   定装置、又はレーザ光(3) のパルスエネルギーを測定す
   るパルスエネルギー測定装置(52)のいずれか一つである
   ことを特徴とするエキシマレーザの検査装置(18)。
5. 【請求項５】 請求項３に記載のエキシマレーザの検査
   装置(18)において、 前記ビーム切り出しユニット(44)が、同じ厚みで同じ材
   質の２個のビームスプリッタを少なくとも１組以上備
   え、 前記２個のビームスプリッタは、それぞれの法線が同一
   平面上で交わり、かつ前記レーザ光(3) が各ビームスプ
   リッタに入射する入射角が略等しくなるように配置され
   ていることを特徴とするエキシマレーザの検査装置(1
   8)。
6. 【請求項６】 請求項３に記載のエキシマレーザの検査
   装置(18)において、 内部を清浄な不活性ガスでパージするパージ手段(50)を
   備えたことを特徴とするエキシマレーザの検査装置(1
   8)。
7. 【請求項７】 エキシマレーザ(16)から発振するレーザ
   光(3) の光品位を検査するエキシマレーザの検査方法に
   おいて、 エキシマレーザ(16)にあらかじめ設けられた空間(30)
   に、検査装置(18)をメンテナンス前に設置し、 メンテナンスの前後でレーザ光(3) の各光品位の検査を
   行なってこの検査結果を比較し、検査後のエキシマレー
   ザ(16)の良否を判断するようにしたことを特徴とするエ
   キシマレーザの検査方法。
8. 【請求項８】 エキシマレーザ(16)から発振するレーザ
   光(3) の光品位を検査するエキシマレーザの検査方法に
   おいて、 検査時に設置される検査装置(18)から得た検査データ
   と、エキシマレーザ(16)の内部に常設されたモニター部
   (14)から得たデータとを比較し、 前記検査データに基づいて、前記モニター部(14)を自動
   的に較正するようにしたことを特徴とするエキシマレー
   ザの検査方法。