JPH11337441A - Device and method for evaluating cloudy characteristic - Google Patents

Device and method for evaluating cloudy characteristic

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JPH11337441A
JPH11337441A JP10203335A JP20333598A JPH11337441A JP H11337441 A JPH11337441 A JP H11337441A JP 10203335 A JP10203335 A JP 10203335A JP 20333598 A JP20333598 A JP 20333598A JP H11337441 A JPH11337441 A JP H11337441A
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JP
Japan
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fogging
reaction chamber
measured
gas
substance
Prior art date
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Application number
JP10203335A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Matsunari
秀一 松成
Satoru Oshikawa
識 押川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH11337441A publication Critical patent/JPH11337441A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of evaluating the state of occurrence of cloudiness and its effects generated by the irradiation of laser light. SOLUTION: A nitrogen gas is used as a carrier gas, and HMDS is used as the first cloudy substance 5. A mechanism which can introduce water as the second cloudy generating substance 6 is adopted. A reaction chamber 27 is provided with a reaction gas introducing part 27c to introduce a reaction gas, a laser light introducing window 27e, etc. Laser light 11 emitted from an excimer laser device becomes incident on an object to be irradiated 10 via the laser light introducing window 27e. Photo-assisted CVD occurs due to the laser light 11 from the excimer laser device and a reaction gas in the vicinity of the surface of the object to be irradiated 10 and is accumulated on the surface of the object to be irradiated 10. It is possible to monitor the degree of growth of the fog substances simultaneously by an acoustic sensor 12 such as a piezoelectric element set on the back surface side of the object to be irradiated 10.

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、特定環境下におけ
る光学材料、光学薄膜等の光学素子について、曇りの発
生状況を評価する曇り特性評価装置及び方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for evaluating fogging characteristics of an optical element such as an optical material and an optical thin film under a specific environment.

【0002】[0002]

【発明の背景】近年、半導体素子の集積度を増すため
に、半導体製造用の縮小投影露光装置(ステッパー)の
高解像力化の要求が高まっている。そのひとつの方法と
して、光源波長の短波長化が挙げられる。そこで、最近
では、水銀ランプより短い波長域の光を発振でき、か
つ、高出力であるエキシマレーザを光源としたステッパ
ーの実用化が始まっている。しかしながら、光源波長が
短波長化するにつれ、エキシマレーザ光が照射される光
学素子の部分(例えばレンズやミラーの表面)に、有機
ガスが光分解や熱分解、光CVDすることによって生じ
た汚染物質が付着して曇りが発生する。このような曇り
が発生すると、この部分で散乱や吸収が生じ、光学素子
の透過率や反射率が低下して光学特性を劣化させたり、
付着物を起点として膜のレーザダメージを発生させるこ
とが分かってきている。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, in order to increase the degree of integration of semiconductor devices, there is an increasing demand for a high-resolution reduction projection exposure apparatus (stepper) for semiconductor production. One such method is to shorten the wavelength of the light source. Therefore, recently, a stepper using an excimer laser as a light source that can oscillate light in a wavelength range shorter than that of a mercury lamp and has a high output has begun. However, as the wavelength of the light source is shortened, contaminants generated by photodecomposition, thermal decomposition, or photo-CVD of organic gas on the portion of the optical element irradiated with excimer laser light (for example, the surface of a lens or a mirror). Adheres and fogging occurs. When such fogging occurs, scattering or absorption occurs in this portion, and the transmittance and the reflectance of the optical element decrease, and the optical characteristics deteriorate,
It has been found that laser damage of the film occurs from the starting point of the deposit.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような事情から、
上記のような光学素子に対しては、その光学特性は言う
に及ばず、レーザ耐久性があることが要求される。さら
に、素子表面の光学薄膜等に付着物が形成されにくいこ
と、或いは素子表面に付着物が形成されても問題が生じ
にくいことも要求されつつある。
SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances,
The optical element as described above is required to have laser durability, not to mention its optical characteristics. Furthermore, it is also required that it is difficult for deposits to be formed on an optical thin film or the like on the element surface, or that problems do not easily occur even if deposits are formed on the element surface.

【0004】このため、有機ガスの光分解や熱分解、光
CVDによって発生する曇り発生の現象を再現して光学
部品の曇り度合いや、その曇りが光学部品へ与える影響
等を調査或いは評価する必要がある。そこで、この発明
は、レーザ光の照射によって発生する曇りの発生状態や
その影響を評価できる装置及び方法を提供することを目
的とする。
For this reason, it is necessary to investigate or evaluate the degree of fogging of an optical component and the effect of the fogging on the optical component by reproducing the phenomenon of the occurrence of fogging caused by photodecomposition or thermal decomposition of an organic gas or photo-CVD. There is. Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of evaluating a state of occurrence of fogging generated by laser light irradiation and its influence.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべ
く、筆者らは、被測定物である光学部品をセットした反
応室に曇り発生物質を導入し、これに光や熱を与えるこ
とにより、光学部品又は光学素子に曇りが発生すること
を見い出し、本発明に至った。本発明により、光学部品
又は光学素子の曇りを評価することができるようにな
り、また曇りの進行度合いも定量的に評価できる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors introduce a fogging substance into a reaction chamber in which an optical component as an object to be measured is set, and apply light or heat to the substance. The present inventors have found that fogging occurs in an optical component or an optical element, and have reached the present invention. According to the present invention, fogging of an optical component or an optical element can be evaluated, and the degree of progress of fogging can be quantitatively evaluated.

【0006】すなわち、本発明の曇り特性評価装置は、
被測定物を収容する反応室と、反応室に被測定物の表面
に曇りを形成する曇り発生物質を含むガスを供給するガ
ス供給部と、反応室中の被測定物の曇り度合いを計測す
る計測装置とを備える。この装置によれば、ガス供給部
が反応室に被測定物の表面に曇りを形成する曇り発生物
質を含むガスを供給し、計測装置が反応室中の被測定物
の曇り度合いを計測するので、曇り発生物質を適宜変更
してそれぞれでの曇り度合いを計測することにより、被
測定物である光学素子に悪影響を及ぼす曇り発生物質の
特定、その影響等が分かる。さらに、光学素子の最表面
の物質(例えば膜形成材料)に応じて曇りの進行度合い
がどのように異なるかが判明し、曇りにくい光学材料や
光学薄膜等の開発を加速することができる。
That is, the fogging characteristic evaluation device of the present invention
A reaction chamber for accommodating the object to be measured, a gas supply unit for supplying a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured to the reaction chamber, and measuring the degree of fogging of the object to be measured in the reaction chamber A measuring device. According to this apparatus, the gas supply unit supplies the reaction chamber with a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured, and the measuring device measures the degree of haze of the object to be measured in the reaction chamber. By appropriately changing the fogging substance and measuring the degree of fogging in each case, it is possible to identify the fogging substance that adversely affects the optical element as the object to be measured, its influence, and the like. Further, it becomes clear how the degree of progress of fogging varies depending on the substance (for example, a film forming material) on the outermost surface of the optical element, and the development of an optical material or an optical thin film that is less likely to fog can be accelerated.

【0007】また、好ましい態様では、被測定物が、1
50〜250nmの波長域のレーザが照射される光学素
子であり、曇り発生物質が、半導体の製造環境のいずれ
かで使用される有機材料であることを特徴とする。この
態様によれば、エキシマレーザを用いた露光装置に組み
込まれる光学部品について、曇りの発生時期や状態、そ
の曇りの進行度合い等を評価することができるようにな
る。
In a preferred embodiment, the object to be measured is 1
An optical element irradiated with a laser in a wavelength range of 50 to 250 nm, wherein the fogging substance is an organic material used in any of semiconductor manufacturing environments. According to this aspect, it is possible to evaluate the timing and state of fogging, the degree of progress of fogging, and the like for the optical components incorporated in the exposure apparatus using the excimer laser.

【0008】また、好ましい態様では、計測装置が、被
測定物に光を照射したときの光吸収量を音響波として検
出する光音響素子を備えることを特徴とする。この態様
によれば、反応室中の被測定物の曇り度合いを、これに
起因する光吸収量に対応する音響波として検出すること
ができ、被測定物の曇り度合いを精密に測定することが
できる。
In a preferred aspect, the measuring device includes a photoacoustic element for detecting an amount of light absorption when the object to be measured is irradiated with light as an acoustic wave. According to this aspect, it is possible to detect the degree of haze of the DUT in the reaction chamber as an acoustic wave corresponding to the amount of light absorption caused by this, and to precisely measure the degree of haze of the DUT. it can.

【0009】また、本発明の曇り特性評価方法は、反応
室に被測定物を収容する工程と、被測定物が収容されて
いる反応室に、被測定物の表面に曇りを形成する曇り発
生物質を含むガスを供給する工程と、反応室中に収容さ
れている被測定物の曇り度合いを計測する工程とを備え
る。この方法によれば、反応室に被測定物の表面に曇り
を形成する曇り発生物質を含むガスを供給し、反応室中
の被測定物の曇り度合いを計測するので、曇り発生物質
を適宜変更してそれぞれでの曇り度合いを計測すること
により、被測定物である光学素子に悪影響を及ぼす曇り
発生物質の特定、影響等が分かる。さらに、光学素子の
最表面の物質に応じて曇りの進行度合いがどのように異
なるかが判明し、曇りにくい光学材料や光学薄膜等の開
発を加速することができる。
The method for evaluating fogging characteristics according to the present invention comprises the steps of: accommodating an object to be measured in a reaction chamber; and forming a haze on the surface of the object to be measured in the reaction chamber accommodating the object to be measured. The method includes a step of supplying a gas containing a substance and a step of measuring the degree of fogging of an object contained in the reaction chamber. According to this method, a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured is supplied to the reaction chamber, and the degree of fogging of the object to be measured in the reaction chamber is measured. Then, by measuring the degree of fogging in each case, it is possible to identify the fogging substance which has an adverse effect on the optical element which is the object to be measured, its influence, and the like. Further, it becomes clear how the degree of fogging progresses depending on the substance on the outermost surface of the optical element, and the development of optical materials and optical thin films that are less likely to fog can be accelerated.

【0010】また、好ましい態様では、本発明の曇り特
性評価装置は、さらにガス供給部と反応室との間に均一
ガス混合機構を備える。この態様によれば、反応室に被
測定物の表面に曇りを形成する曇り発生物質を含むガス
を均一に混合した状態で導入することができ、被測定物
の表面に均一に曇りを発生することができるので曇りの
度合いを精度よく測定することができる。
[0010] In a preferred embodiment, the fogging characteristic evaluation apparatus of the present invention further includes a uniform gas mixing mechanism between the gas supply unit and the reaction chamber. According to this aspect, a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured can be introduced into the reaction chamber in a uniformly mixed state, and the fogging is uniformly generated on the surface of the object to be measured. Therefore, the degree of haze can be accurately measured.

【0011】また、本発明の曇り発生装置は、被測定物
を収容する反応室と、反応室に被測定物の表面に曇りを
形成する曇り発生物質を含むガスを供給するガス供給部
とを備える。また、好ましい態様では、本発明の曇り発
生装置は、さらにガス供給部と反応室との間に均一ガス
混合機構を備える。
Further, the fogging generation apparatus of the present invention comprises a reaction chamber for accommodating an object to be measured, and a gas supply unit for supplying a gas containing a fogging substance which forms fogging on the surface of the object to be measured to the reaction chamber. Prepare. In a preferred embodiment, the fogging generator of the present invention further includes a uniform gas mixing mechanism between the gas supply unit and the reaction chamber.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る曇り特性評
価装置及び方法の実施形態を図面を参照しながら説明す
る。図1は、本発明に係る曇り特性評価装置の概略図で
ある。この測定装置は、被測定物10を照明する照明系
20と、被測定物10を収容する密閉容器である反応室
27と、曇り発生の加速試験を行うためのガスを供給す
るガス供給部30と、照明系20やガス供給部30の動
作を制御する制御装置40とを備える。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus and method for evaluating fogging characteristics according to the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram of a fogging characteristic evaluation device according to the present invention. The measuring apparatus includes an illumination system 20 that illuminates the device under test 10, a reaction chamber 27 that is a closed container that stores the device under test 10, and a gas supply unit 30 that supplies a gas for performing an accelerated test of fogging. And a control device 40 for controlling operations of the illumination system 20 and the gas supply unit 30.

【0013】まず、照明系20は、反応室27内に導入
された曇り発生物質を光化学反応(光分解、熱分解、光
CVD)により被測定物10の表面に曇りを発生させるた
めに必要となる紫外波長域のエキシマレーザ光11を発
生するレーザ装置15と、このレーザ装置15からのレ
ーザ光11のビーム形状及びパワー密度を変更するビー
ムエキスパンダ16及びズームレンズ17と、ズームレ
ンズ17から出射したレーザ光11が被測定物10に入
射する際のスポット径を調節するアパーチャ18と、被
測定物10を収容した反応室27の後方に配置されてレ
ーザ光を吸収するビームストップ(レーザトラップ)1
9とを備える。
First, the illumination system 20 applies a photochemical reaction (photolysis, thermal decomposition, light decomposition) to the fogging substance introduced into the reaction chamber 27.
A laser device 15 for generating an excimer laser beam 11 in an ultraviolet wavelength range necessary for generating fogging on the surface of the device under test 10 by CVD, and a beam shape and power density of the laser beam 11 from the laser device 15 A beam expander 16 and a zoom lens 17 for changing the laser beam, an aperture 18 for adjusting the spot diameter when the laser beam 11 emitted from the zoom lens 17 is incident on the device under test 10, and a reaction chamber containing the device under test 10 Beam stop (laser trap) 1 arranged behind 27 and absorbing laser light
9 is provided.

【0014】図2は、反応室27及びガス供給部30の
詳細を説明するための図である。反応室27は、本体部
分27aと、本体部分27a中で被測定物10を保持す
るホルダ27bと、曇り発生物質ガス(被測定物10の
表面に曇りを形成する曇り発生物質を含む反応ガス)を
本体部分27a内に導入するための反応ガス導入部27
cと、曇り発生物質ガスを本体部分27a外に排気する
反応ガス排出部27dと、照明系20のアパーチャ18
を通過したレーザ光11が入射する光導入窓27eと、
被測定物10を通過したレーザ光11が出射する光導出
窓27fとを備える。なお、被測定物10を保持するホ
ルダ27bには、ヒータ及び温度計(図示を省略)が内
蔵されており、被測定物10や反応室27内を所望の温
度に加熱して曇り形成に際しての温度条件を調節する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the reaction chamber 27 and the gas supply unit 30. The reaction chamber 27 includes a main body portion 27a, a holder 27b that holds the DUT 10 in the main body portion 27a, and a fogging substance gas (a reaction gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the DUT 10). Gas introducing section 27 for introducing gas into main body portion 27a
c, a reaction gas discharge part 27d for discharging the fogging substance gas to the outside of the main body part 27a, and an aperture 18 of the illumination system 20.
A light introduction window 27e into which the laser light 11 having passed through
A light exit window 27f through which the laser light 11 that has passed through the device under test 10 is emitted is provided. Note that a heater and a thermometer (not shown) are built in the holder 27b that holds the DUT 10, and the DUT 10 and the inside of the reaction chamber 27 are heated to a desired temperature to form fogging. Adjust temperature conditions.

【0015】ホルダ27bに保持された被測定物10の
裏面には、例えばピエゾ素子等からなる光音響素子であ
る音響センサ12が密着して固定されており、被測定物
10からの光音響波が光音響センサ12に効率的に伝達
されるようになっている。この光音響センサ12は、被
測定物10に一定強度のレーザ光11を断続的に照射し
続けた場合に被測定物10に生じる体積変化によって発
生する光音響信号を検出する。この光音響信号の変動
は、被測定物10表面に発生した曇りによるレーザ光1
1の吸収量に依存するものと考えられる。したがって、
このような光音響信号の変動をオシロスコープ112で
測定すれば、被測定物10表面での曇りの発生やその進
行の状況を監視することができる。
An acoustic sensor 12, which is a photoacoustic element such as a piezo element, is closely fixed to the back surface of the DUT 10 held by the holder 27b, and a photoacoustic wave from the DUT 10 is fixed. Is efficiently transmitted to the photoacoustic sensor 12. The photoacoustic sensor 12 detects a photoacoustic signal generated by a volume change occurring in the object 10 when the object 10 is continuously irradiated with the laser beam 11 having a constant intensity. This fluctuation of the photoacoustic signal is caused by the laser light 1 due to fogging generated on the surface of the device under test 10.
It is considered that this depends on the absorption amount of No. 1. Therefore,
By measuring such a change in the photoacoustic signal with the oscilloscope 112, it is possible to monitor the occurrence of fogging on the surface of the device under test 10 and the progress thereof.

【0016】ガス供給部30は、キャリアガスである窒
素ガスを収容する窒素ガスボンベ1を備える。このガス
供給部30には、例えば、反応用のガスである酸素ガス
を収容する酸素ガスボンベ101を必要に応じて設ける
こともできる。窒素ガスボンベ1からの窒素ガスは、減
圧弁2を介して3つの流量計3に分岐供給される。この
うち2つの窒素ガスは、一対のバブリング装置4に送り
込まれる。これにより、第1曇り発生物質5と第2曇り
発生物質6とをキャリアガスである窒素ガスとともに反
応ガス導入部27cを介して反応室27に送り込むこと
ができる。なお、酸素ガスボンベ101からの酸素ガス
は、減圧弁102及び流量計103を経た後、反応ガス
導入部27cを介して反応室27に送り込まれる。
The gas supply section 30 includes a nitrogen gas cylinder 1 for containing a nitrogen gas as a carrier gas. The gas supply unit 30 may be provided with an oxygen gas cylinder 101 for accommodating, for example, an oxygen gas that is a reaction gas, as required. The nitrogen gas from the nitrogen gas cylinder 1 is branched and supplied to three flow meters 3 via a pressure reducing valve 2. Two of them are sent to a pair of bubbling devices 4. Thereby, the first fogging substance 5 and the second fogging substance 6 can be sent into the reaction chamber 27 via the reaction gas introducing portion 27c together with the nitrogen gas as the carrier gas. The oxygen gas from the oxygen gas cylinder 101 passes through the pressure reducing valve 102 and the flow meter 103, and is then sent into the reaction chamber 27 via the reaction gas introduction part 27c.

【0017】第1曇り発生物質5としては、例えばHM
DS(ヘキサメチルディシラザン)を用いることが考え
られる。このHMDSは、フォトレジストの密着強化剤
として使用されることがあり、露光装置の光学系を構成
する光学素子に曇りを発生させる有機材料であると考え
ることができる。ここで、HMDSの曇りの発生機構に
ついて考えてみる。HMDSは加水分解によりシラノー
ルやシロキサンになると考えられるため、第1曇り発生
物質5であるHMDSと同時に第2曇り発生物質6とし
て水を導入することができる。さらに、これらは酸化さ
れて酸化シリコンになると考えられるため、同時に酸素
も導入する。つまり、HMDSが曇り発生の原因と考え
た場合、ガス供給部30からは、窒素、窒素+HM
DS、窒素+水、酸素の4種類のガスを混合した曇
り発生ガスを反応室27に供給する。
Examples of the first fogging substance 5 include HM
It is conceivable to use DS (hexamethyldisilazane). This HMDS is sometimes used as an adhesion enhancer for a photoresist, and can be considered as an organic material that causes fogging in an optical element constituting an optical system of an exposure apparatus. Here, the mechanism of fogging of HMDS will be considered. Since HMDS is considered to be converted into silanol or siloxane by hydrolysis, water can be introduced as the second fogging substance 6 at the same time as HMDS which is the first fogging substance 5. Furthermore, since these are considered to be oxidized into silicon oxide, oxygen is also introduced at the same time. That is, when HMDS is considered to be the cause of fogging, the gas supply unit 30 supplies nitrogen, nitrogen + HM
A fogging gas in which four kinds of gases of DS, nitrogen + water and oxygen are mixed is supplied to the reaction chamber 27.

【0018】なお、反応室27中の曇り発生ガスは、反
応ガス排出部27dを介して反応室27より取り出さ
れ、例えば液体窒素14で冷却したトラップ13で捕集
される。以下、図1及び図2に示す曇り特性評価装置を
用いた測定について説明する。まず、図1に示すよう
に、レーザ装置15から出射したレーザ光11を、ビー
ムエキスパンダ16、ズームレンズ17、及びアパーチ
ャ18を通してパワー密度及びビーム形状を調整した
後、反応室27中の被測定物10の所定位置に入射させ
る。この際、窒素ガスボンベ1からの窒素ガスを3つの
流量計3に分岐供給する。これにより、反応室27中に
第1及び第2曇り発生物質5、6を含むガスが送り込ま
れることになる。これと同時に、酸素ガスボンベ101
からの酸素ガスを流量計103を介して反応室27中に
送り込む。
The fogging gas in the reaction chamber 27 is taken out of the reaction chamber 27 through a reaction gas discharge part 27d, and collected by, for example, a trap 13 cooled with liquid nitrogen 14. Hereinafter, measurement using the fogging characteristic evaluation device shown in FIGS. 1 and 2 will be described. First, as shown in FIG. 1, after adjusting the power density and the beam shape of the laser beam 11 emitted from the laser device 15 through the beam expander 16, the zoom lens 17, and the aperture 18, the measured light in the reaction chamber 27 is measured. The light is incident on a predetermined position of the object 10. At this time, the nitrogen gas from the nitrogen gas cylinder 1 is branched and supplied to three flow meters 3. As a result, the gas containing the first and second fogging substances 5 and 6 is sent into the reaction chamber 27. At the same time, the oxygen gas cylinder 101
Is fed into the reaction chamber 27 via the flow meter 103.

【0019】被測定物10表面近辺では、レーザ装置1
5からのレーザ光11と上記した曇り発生ガスとによ
り、光CVDが起こり、被測定物10の表面上に反応結
果物である曇り物質が堆積する。この際、被測定物10
の裏面側に固定されている音響センサ12により、曇り
物質の成長度合いをモニタすることができる。本装置で
曇り特性評価のために変化させ得る条件としては、曇り
発生物質ガス(雰囲気ガス)のガス種、ガス混合比、ガ
ス流量、レーザパワー、ショット数、発振周波数、被測
定物10の温度、被測定物10の材質等が考えられる。
In the vicinity of the surface of the object 10 to be measured, the laser device 1
The laser beam 11 from 5 and the above-mentioned fogging gas cause photo-CVD, and a fogging substance as a reaction product is deposited on the surface of the measured object 10. At this time, the DUT 10
The degree of growth of the cloudy substance can be monitored by the acoustic sensor 12 fixed to the back side of the substrate. The conditions that can be changed for the fogging characteristic evaluation by the present apparatus include the gas type of the fogging substance gas (atmospheric gas), gas mixture ratio, gas flow rate, laser power, number of shots, oscillation frequency, and temperature of the DUT 10. And the material of the DUT 10 can be considered.

【0020】本発明にかかる曇り特性評価装置の反応室
27及びガス供給部30の他の例として図5に示すもの
が挙げられる。前述した反応室27及びガス供給部30
の構成以外に反応ガス供給部30と反応室27をつなぐ
供給管に均一ガス混合器22が設けられ、反応ガス導入
部27cの先端には、シャワー部23が設けられてい
る。
FIG. 5 shows another example of the reaction chamber 27 and the gas supply section 30 of the fogging characteristic evaluation apparatus according to the present invention. The above-described reaction chamber 27 and gas supply unit 30
In addition to the above configuration, a uniform gas mixer 22 is provided in a supply pipe connecting the reaction gas supply unit 30 and the reaction chamber 27, and a shower unit 23 is provided at the tip of the reaction gas introduction unit 27c.

【0021】即ち、第1曇り発生物質5と第2曇り発生
物質6とはキャリアガスである窒素ガスとともに均一ガ
ス混合器22を経てから反応室27に導入される。従っ
て、第1曇り発生物質と第2曇り発生物質とが均一に攪
拌された状態で反応室27内に導入される。また、反応
ガス導入部27cの先端に設けられたシャワー部23に
より、反応室27全体にガスを拡散させることができ
る。
That is, the first fogging substance 5 and the second fogging substance 6 are introduced into the reaction chamber 27 through the uniform gas mixer 22 together with the nitrogen gas as the carrier gas. Therefore, the first fogging substance and the second fogging substance are introduced into the reaction chamber 27 while being uniformly stirred. Further, the gas can be diffused throughout the reaction chamber 27 by the shower section 23 provided at the tip of the reaction gas introduction section 27c.

【0022】これらの作用により、被測定物の周りに均
一な雰囲気が形成されるので、均一に曇りを発生させる
ことができる。図6は、反応室27内で発生した曇り状
態を写したSEM像である。これから、反応室27内は、
均一に曇りが発生していることがわかる。均一に曇りを
発生させることによる効果は、前述したようにピエゾ素
子等の音響センサーにより曇り物質の発生成長状態を測
定する場合は勿論のこと、反応室内に音響センサーの替
わりに紫外域用分光光度計を設け、In−Situで分光測定
により吸収量を算出し、曇り物質の発生、成長状態を検
出する場合に意義がある。
By these actions, a uniform atmosphere is formed around the object to be measured, so that it is possible to uniformly generate fogging. FIG. 6 is an SEM image showing a cloudy state generated in the reaction chamber 27. From now on, the inside of the reaction chamber 27
It can be seen that fogging has occurred uniformly. The effect of uniformly generating fogging is not only when the generation and growth state of fogging substances is measured by an acoustic sensor such as a piezo element as described above, but also in the reaction chamber, instead of the acoustic sensor, a spectrophotometer for the ultraviolet region is used. It is meaningful when a meter is provided and the amount of absorption is calculated by spectroscopic measurement in In-Situ to detect the generation and growth state of a cloudy substance.

【0023】以下、具体的な実施例について説明する。
本実施例では、被測定物10に照射される照明用のレー
ザ光11としてKrFの波長248nmの光を用いてい
る。また、レーザ光11は、100mJ/cm 2/pu
lse、発振周波数40Hzとなるように調整した。こ
のため、光導入窓27eや光導出窓27fには、KrF
波長で透明な合成石英ガラスや、蛍石を基板として用
い、KrF波長で反射防止となるような膜をその両面に
成膜した。
Hereinafter, specific embodiments will be described.
In the present embodiment, a laser beam for illuminating the
KrF light having a wavelength of 248 nm is used as the light 11.
You. In addition, the laser beam 11 is 100 mJ / cm Two/ Pu
The oscillation frequency was adjusted to be 1 Hz and the oscillation frequency was 40 Hz. This
Therefore, KrF is provided in the light introduction window 27e and the light exit window 27f.
Wavelength transparent synthetic quartz glass or fluorite used as substrate
A film that is anti-reflective at KrF wavelength
A film was formed.

【0024】上述のように雰囲気ガスとしては、HMD
Sを含む4種混合ガスを用いる。HMDSの濃度は1p
pmから20%まで可変に設定することができるが、こ
の実施例では、HMDS濃度が例えば1%となるように
調整した。反応室27の温度は常温とし、ショット数を
横軸に光音響信号をモニタした。被測定物10としてK
rF波長で反射防止となる膜を片面成膜したものを2種
類用いて測定を行った。第1の被測定物としてはKrF
波長で反射防止となる膜を片面成膜したもの、第2の被
測定物としてはKrF波長で反射防止となる膜を片面成
膜したものに薄い保護膜を成膜したものを用いた。
As described above, the atmosphere gas is HMD.
A four-component mixed gas containing S is used. HMDS concentration is 1p
Although it can be set variably from pm to 20%, in this example, the HMDS concentration was adjusted to, for example, 1%. The temperature of the reaction chamber 27 was room temperature, and the photoacoustic signal was monitored with the number of shots as the horizontal axis. K as the object to be measured 10
The measurement was performed using two types of films each having an antireflection film formed on one side at an rF wavelength. The first object to be measured is KrF
A film having an antireflection film at one wavelength was formed on one surface, and a second object to be measured was a film having an antireflection film at a KrF wavelength formed on one surface and a thin protective film formed thereon.

【0025】その結果を図3、図4に示す。図3は、第
1の被測定物(反射防止膜)の吸収量変化を示すグラフ
であり、図4は、第2の被測定物(反射防止膜+保護
膜)の吸収量変化を示すグラフである。なお、横軸は被
測定物に照射したレーザ光のパルス数を示し、縦軸は光
音響信号の強度(すなわち、曇りの程度)を示す。これ
らのグラフからも明らかなように、被測定物の最表面物
質を変えることにより曇りの進行度合いが変わることが
見いだされた。
The results are shown in FIGS. FIG. 3 is a graph showing a change in the absorption amount of the first DUT (anti-reflection film), and FIG. 4 is a graph showing a change in the absorption amount of the second DUT (anti-reflection film + protective film). It is. Note that the horizontal axis indicates the number of pulses of the laser beam applied to the device under test, and the vertical axis indicates the intensity of the photoacoustic signal (that is, the degree of cloudiness). As is clear from these graphs, it was found that changing the outermost surface material of the measured object changed the degree of fogging.

【0026】以上、実施形態に即してこの発明を説明し
たが、この発明は上記実施形態に限定されるものではな
い。例えば、曇り発生物質として、HMDSのみなら
ず、各種有機材料を想定して、このような有機材料を反
応室27に導入することで、被測定物のこれらの有機材
料に対する曇り特性を簡易に評価することができる。ま
た、光源としては、150〜250nmの光を発生する
光源、例えば、ArFエキシマレーザ(193nm)、
固体レーザ、YAGレーザの4又は5倍高調波、エキシ
マランプ等であれば、いずれも評価に用いることができ
る。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, assuming not only HMDS but also various organic materials as the fogging substance, introducing such an organic material into the reaction chamber 27 makes it easy to evaluate the fogging characteristics of the measured object with respect to these organic materials. can do. As the light source, a light source that emits light of 150 to 250 nm, for example, an ArF excimer laser (193 nm),
Any of a solid laser, a fourth or fifth harmonic of a YAG laser, an excimer lamp, and the like can be used for evaluation.

【0027】[0027]

【発明の効果】光学部材に悪影響を及ぼす曇り発生物質
の特定、影響等がわかり、さらに膜の最表面物質による
曇り進行度合いが異なることが判明し、曇りづらい膜の
開発を加速することができる。被測定物の表面に均一な
曇りを発生させることができることにより、曇りの度合
いを精度良く測定することができる。
According to the present invention, the fogging substance which adversely affects the optical member can be identified, the influence, etc. can be found. Further, it can be seen that the degree of fogging progress differs depending on the outermost surface material of the film, and the development of the film which is hard to fog can be accelerated. . Since uniform fogging can be generated on the surface of the measured object, the degree of fogging can be accurately measured.

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

【図1】曇り特性評価装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a fogging characteristic evaluation device.

【図2】反応室及びガス供給部の構造を説明する概略図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the structure of a reaction chamber and a gas supply unit.

【図3】第1の被評価物の光音響信号変化を示すグラフ
である。
FIG. 3 is a graph showing a photoacoustic signal change of a first evaluation object.

【図4】第2の被評価物の光音響信号変化を示すグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing a photoacoustic signal change of a second evaluation object.

【図5】反応室及びガス供給部の他の例の構造を説明す
る概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the structure of another example of a reaction chamber and a gas supply unit.

【図6】反応室内で発生した曇り状態を写したSEM像
である。
FIG. 6 is an SEM image showing a cloudy state generated in the reaction chamber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 窒素ガスボンベ 2、102 減圧弁 3、103 流量計 4 バブリング装置 5 第1曇り発生物質 6 第2曇り発生物質 10 被測定物 11 レーザ光 12 光音響センサ 14 液体窒素 15 レーザ装置 22 均一ガス混合器 23 シャワー部 27 反応室 30 反応ガス供給部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nitrogen gas cylinder 2, 102 Pressure reducing valve 3, 103 Flow meter 4 Bubbling device 5 First fogging substance 6 Second fogging substance 10 DUT 11 Laser beam 12 Photoacoustic sensor 14 Liquid nitrogen 15 Laser device 22 Uniform gas mixer 23 shower part 27 reaction chamber 30 reaction gas supply part

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物を収容する反応室と、 前記反応室に前記被測定物の表面に曇りを形成する曇り
発生物質を含むガスを供給するガス供給部と、 前記反応室中の前記被測定物の曇り度合いを計測する計
測装置とを備える曇り特性評価装置。
A reaction chamber accommodating an object to be measured; a gas supply unit configured to supply a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured to the reaction chamber; A fogging characteristic evaluation device comprising: a measuring device for measuring the degree of fogging of an object to be measured.
【請求項2】 前記被測定物は、150〜250nmの
波長域のレーザが照射される光学素子であり、前記曇り
発生物質は、半導体の製造環境のいずれかで使用される
有機材料であることを特徴とする請求項1記載の曇り特
性評価装置。
2. The object to be measured is an optical element irradiated with a laser in a wavelength range of 150 to 250 nm, and the fogging substance is an organic material used in any semiconductor manufacturing environment. The fogging characteristic evaluation device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記計測装置は、前記被測定物に光を照
射したときの光吸収量を音響波として検出する光音響素
子を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の曇り
特性評価装置。
3. The fogging characteristic evaluation according to claim 1, wherein the measuring device includes a photoacoustic element that detects an amount of light absorption when the object to be measured is irradiated with light as an acoustic wave. apparatus.
【請求項4】 反応室に被測定物を収容する工程と、 前記被測定物が収容されている前記反応室に、前記被測
定物の表面に曇りを形成する曇り発生物質を含むガスを
供給する工程と、 前記反応室中に収容されている前記被測定物の曇り度合
いを計測する工程とを備える曇り特性評価方法。
4. A step of accommodating an object to be measured in a reaction chamber, and supplying a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured to the reaction chamber accommodating the object to be measured. And a step of measuring the degree of fogging of the object to be measured accommodated in the reaction chamber.
【請求項5】 さらに、前記ガス供給部と前記反応室と
の間に均一ガス混合機構を備えたことを特徴とする請求
項1〜3いずれか記載の曇り特性評価装置。
5. The fogging characteristic evaluation apparatus according to claim 1, further comprising a uniform gas mixing mechanism between said gas supply unit and said reaction chamber.
【請求項6】 被測定物を収容する反応室と、 前記反応室に前記被測定物の表面に曇りを形成する曇り
発生物質を含むガスを供給するガス供給部とを備える曇
り発生装置。
6. A fogging apparatus comprising: a reaction chamber for accommodating an object to be measured; and a gas supply unit that supplies a gas containing a fogging substance that forms fogging on the surface of the object to be measured to the reaction chamber.
【請求項7】 さらに、前記ガス供給部と前記反応室と
の間に均一ガス混合機構を備えたことを特徴とする請求
項6記載の曇り発生装置。
7. The fogging apparatus according to claim 6, further comprising a uniform gas mixing mechanism between the gas supply unit and the reaction chamber.
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