KR20090031732A - 광화이버 증폭기, 광원 장치, 노광 장치, 피검사물 검사 장치 및 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

편광 상태 조정 광학 소자 (2) 는, 1/2 파장판과 1/4 파장판으로 이루어져, 편광의 방향과 타원도가 조정된다. 미리 편광 상태 조정 광학 소자 (2) 를 조정함으로써, 펌프 광원 (8) 의 출력을 변화시켜도 FDFA 증폭기 (3) 의 출력광의 편광 특성 (편광의 방향과 타원도) 이 변화하지 않거나, 변화의 정도가 충분히 작아지도록 조정되고, 이 상태에서 편광 상태 조정 광학 소자 (4) 에 의해, 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가는 레이저광의 편광 상태를 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율이 최대가 되도록 조정한다. 이로써, 펌프광의 강도가 변화해도 출력광의 편광 상태의 변화가 작은 FDFA 증폭기를 제공할 수 있다.
편광 상태 조정 광학 소자, 펌프 광원, 증폭기, 파장 변환, 레이저광

Description

광화이버 증폭기, 광원 장치, 노광 장치, 피검사물 검사 장치 및 가공 장치{OPTICAL FIBER AMPLIFIER, LIGHT SOURCE DEVICE, EXPOSURE DEVICE, OBJECT INSPECTION DEVICE, AND TREATMENT DEVICE}
기술분야
본 발명은, 광화이버 증폭기 및 광원 장치, 및 그것을 이용한 노광 장치, 피검사물 검사 장치 및 가공 장치에 관한 것이다.
배경기술
레이저광은 최근 들어 여러 가지 용도로 사용되고 있어, 예를 들어, 금속의 절단이나 가공을 실시하거나, 반도체 제조 장치에 있어서의 포토리소그래피 장치의 광원으로서 사용되거나, 각종 측정 장치에 사용되거나, 외과, 안과, 치과 등의 수술 및 치료 장치에 사용되고 있다.
이와 같은 레이저 광원으로서, 고체 레이저 (본 명세서에서는, 반도체 레이저 (다이오드 레이저를 포함하는 개념으로서 사용한다)) 를 사용하는 경우, 고체 레이저로부터 방출되는 레이저광의 파장은 가시 영역에서 적외 영역으로, 직접 자외광을 발생시키는 방법은 확립되어 있지 않다. 예를 들어 검사 장치에 사용하기에는 파장이 지나치게 길어 적합하지 않다. 그래서, 이와 같은 고체 레이저로부터 방출되는 장파장의 광을 비선형 광학 결정을 사용함으로써 단파장의 심 (深) 자외광 (예를 들어 8 배파 : 파장 193㎚) 으로 변환하여 사용하는 방법이 개 발되어, 예를 들어 일본 공개특허공보 2001-353176호 (특허 문헌 1) 에 기재되어 있다. 이와 같은 목적으로 사용되는 비선형 광학 결정으로서는, BBO 결정, LBO 결정, CLBO 결정 등이 알려져 있다.
이와 같은 레이저 광원에 있어서는, 예를 들어 DFB-LD 로부터 발생하는 레이저광을 복수의 광화이버 증폭기 (예를 들어, EDFA) 를 사용하여 증폭하고, 그 후, 상기와 같은 파장 변환 광학계에 의해 심자외광으로 하는 것이 일반적이다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-353176호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
이와 같은 레이저 광원에 있어서는, 출력되는 레이저광의 강도를 목적하는 값으로 유지하기 위해서 피드백 제어를 실시하는 것이 일반적이다. 이와 같은 광원 장치의 개요를 도 7 에 나타낸다. DFB-LD (1) 로부터의 출력광은, 광화이버 증폭기 (3) 로 들어가 증폭되고, 그 후 파장판으로 이루어지는 편광 상태 조정 광학 소자 (4) 를 통과하여, 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가, 목적하는 파장을 갖는 광으로 파장 변환된다.
편광 상태 조정 광학 소자 (4) 는, 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가는 레이저광의 편광 상태를 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율이 최대가 되도록 조정하는 것으로, 예를 들어 1/4 파장판으로 편광의 타원도를 조정하고, 1/2 파장판으로 편광의 방향을 조정한다.
파장 변환 광학계 (5) 로부터의 출력광 (예를 들어, DFB-LD (1) 로부터의 파 장 1547㎚ 의 광의 8 배파인 파장 193㎚ 의 광) 은, 하프 미러 (6) 에 의해 그 일부가 반사되어 모니터광으로서 취출된다. 자동 출력 제어 장치 (7) 는, 이 모니터광의 강도가 일정해지도록 광화이버 증폭기 (3) 에 입력되는 여기 광원 (펌프 광원) (8) 을 조작한다. 이 피드백 제어계에 의해, 파장 변환 광학계 (5) 로부터의 출력광의 강도가 목적하는 값으로 유지되는 것으로 생각된다.
그러나 실제로는, 펌프광 강도의 증감에 대한 파장 변환 광학계 (5) 로부터의 출력광의 변화가 상정한 것과 크게 상이하여, 피드백 제어가 충분히 기능하지 않는 상황이 발생하는 경우가 있었다. 또한, 극단적인 경우에는, 펌프광의 출력을 올리면 파장 변환 광학계 (5) 의 출력이 내려가는 상태가 되어, 전술한 피드백 제어가 발산되는 경우도 있다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 펌프광의 강도가 변화해도 출력광의 편광 상태의 변화가 작아, 피드백 제어계의 기능을 충분히 발휘할 수 있는 광화이버 증폭기, 및 그것을 사용한 광원 장치, 나아가서는 그것을 사용한 노광 장치, 피검사물 검사 장치 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 달성하기 위한 제 1 수단은, 입력되는 광의 편광 상태가, 증폭률을 변화시켜도 출력광의 편광 상태가 변화하지 않도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 광화이버 증폭기이다.
발명자가 이와 같은 목적으로 사용되는 광화이버 증폭기 (3) 의 특성을 상세하게 조사한 결과, 어떠한 범위의 입력광의 편광 상태에 대해 펌프광의 강도가 변 화한 경우에, 그에 따라 출력광의 편광 상태가 현저하게 변화하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 광화이버 증폭기 (3) 의 출력광의 편광 상태가 변화하면, 모처럼 편광 상태 조정 광학 소자 (4) 에서 최적으로 조정되어 있는 파장 변환 광학계 (5) 에 대한 입력광의 편광 상태도 변화하고, 그 결과, 파장 변환 광학계 (5) 의 출력도 펌프광의 강도의 변화에 따른 것과는 별개의 원인 (편광 상태의 변화에 따른 파장 변환 광학계의 효율의 변동) 에 의해서도 변화하는 것을 알 수 있었다.
또한, 발명자들의 고찰 결과, 광화이버 증폭기의 증폭률 (펌프광의 강도) 에 따라 발생하는 출력광의 편광 상태 (편광의 방향과 타원도) 의 변화는 광화이버 증폭기에 입력되는 광의 편광 상태 (편광의 방향과 타원도) 에 따라 상이하여, 광화이버 증폭기에 입력되는 광의 편광 상태를 조정해 주면, 광화이버 증폭기의 증폭률에 따라 발생하는 출력광의 편광 상태의 변화는 없어지거나 매우 작은 것이 되는 것을 알 수 있었다. 따라서, 광화이버 증폭기에 입력되는 광의 편광 상태를 이와 같은 상태로 조정해 줌으로써, 광화이버 증폭기의 증폭률의 변화에 따라 발생하는 출력광의 편광 상태의 변화를 없애거나 매우 작은 것으로 할 수 있다.
또한, 「출력광의 편광 상태가 변화하지 않도록 조정되어 있다」란, 전혀 변화하지 않는 경우뿐만 아니라, 파장 변환 효율의 최적값 (편광 상태가 파장 변환에 최적인 상태로 되어 있을 때의 변환 효율의 값) 으로부터의 저하가 실용상 없다고 간주될 정도로 변화가 작은 것을 의미하고, 이것은, 본 명세서 및 특허 청구의 범위에서 공통적이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 2 수단은, 입력되는 광의 편광 상태를 증폭률 을 변화시켜도 출력광의 편광 상태가 변화하지 않도록 조정하는 편광 상태 조정 광학 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 광화이버 증폭기이다.
본 수단에 있어서는, 예를 들어 파장판으로 이루어지는 편광 상태 조정 광학 소자가 형성되어 있으므로, 이것을 조정함으로써, 입력되는 광의 편광 상태를, 광화이버 증폭기의 증폭률을 변화시켜도 출력광의 편광 상태가 변화하지 않도록 조정할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 3 수단은, 고체 레이저 광원으로부터 발생하는 레이저광을 광화이버 증폭기에 의해 광증폭하고, 광증폭된 광을 파장 변환 광학계에 입사시켜 소정의 파장을 갖는 출력광을 얻는 광원 장치로서, 상기 출력광의 일부를 모니터광으로서 취출하는 광분리 수단과, 상기 광분리 수단에 의해 취출된 모니터광의 강도가 목적하는 값이 되도록 상기 광화이버 증폭기 중 적어도 하나에 공급되는 여기광의 강도를 조작하는 광강도 조정 장치를 갖고, 상기 강도가 조작되는 여기광에 의해 증폭률을 변화시키는 광화이버 증폭기가, 상기 제 1 수단 또는 제 2 수단인 광화이버 증폭기인 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
본 수단에 있어서는, 광원 장치의 출력광을 목적하는 강도로 하는 피드백 제어를 실시할 때에, 여기광의 증감에서 기인하여 발생하는 광화이버 증폭기의 출력광의 편광 상태의 변화를 작게 할 수 있으므로, 파장 변환 광학계의 변환 효율을 거의 일정하게 유지할 수 있어, 안정적인 피드백 제어가 가능해진다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 4 수단은, 레이저 광원으로부터 발생하는 레이저광을 광화이버 증폭기에 의해 광증폭하고, 광증폭된 광을 파장 변환 광학계에 입사시켜 소정의 파장을 갖는 출력광을 얻는 광원 장치로서, 상기 출력광의 일부를 모니터광으로서 취출하는 광분리 수단과, 상기 광분리 수단에 의해 취출된 모니터광의 강도가 목적하는 값이 되도록 상기 광화이버 증폭기에 공급되는 여기광의 강도를 조작하는 광강도 조정 장치를 갖고, 상기 레이저 광원과 상기 광화이버 증폭기 사이에 편광 상태 조정 광학 소자를 배치한 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 5 수단은, 상기 제 4 수단으로서, 상기 편광 상태 조정 광학 소자는 1/4 파장판과 1/2 파장판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 6 수단은, 상기 제 4 수단으로서, 상기 광화이버 증폭기는 복수이고, 상기 광분리 수단에 의해 취출된 모니터광은 적어도 하나의 상기 광화이버 증폭기에 공급하는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 7 수단은, 상기 제 4 수단으로서, 상기 편광 상태 조정 광학 소자는, 상기 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광이 최초로 입사되는 상기 광화이버 증폭기 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 8 수단은, 상기 제 3 수단 또는 제 4 수단인 광원 장치와, 소정의 노광 패턴이 형성된 포토마스크를 유지하는 마스크 지지부와, 노광 대상물을 유지하는 대상물 유지부와, 상기 광원 장치로부터 출사되는 광을 상기 마스크 지지부에 유지된 포토마스크에 조사하는 조명 광학계와, 상기 포토마스크로부터의 광을 상기 대상물 유지부에 유지된 노광 대상물에 투영하는 투영 광학 계를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 9 수단은, 상기 제 3 수단 또는 제 4 수단인 광원 장치와, 피검물을 유지하는 지지부와, 상기 피검물의 투영 이미지를 검출하는 검출기와, 상기 광원 장치로부터 출사되는 광을 상기 지지부에 유지된 피검물에 조사시키는 조명 광학계와, 상기 피검물로부터의 광을 상기 검출기에 투영하는 투영 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 피검물 검사 장치이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 10 수단은, 고분자 결정을 가공하는 고분자 결정의 가공 장치로서, 상기 제 3 수단 또는 제 4 수단의 광원 장치와, 당해 광원 장치로부터 방출되는 레이저광을 피가공물인 고분자 결정으로 유도하여, 당해 고분자 결정의 피가공 장소에 집광시키는 광학계와, 상기 광학계와 상기 고분자 결정의 상대 위치를 변화시키는 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 가공 장치이다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 펌프광의 강도가 변화해도 출력광의 편광 상태의 변화가 작아, 피드백 제어계의 기능을 충분히 발휘할 수 있는 광화이버 증폭기, 및 그것을 사용한 광원 장치, 나아가서는 그것을 이용한 노광 장치, 피검사물 검사 장치 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 실시형태의 1 예인 광화이버 증폭기, 및 그것을 사용한 광원 장치의 개요를 나타내는 도면이다.
도 2 는 광화이버 증폭기로 들어가는 광의 편광 상태가 조정되지 않은 경우 와, 본 발명의 방법에 의해 광화이버 증폭기 (3) 로 들어가는 광의 편광 상태를 조정한 경우에 있어서의 여기광 (펌프광) 의 강도와, 파장 변환 광학계 (5) 의 출력광의 강도를 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태인 광원 장치를 사용한 노광 장치의 개요를 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시형태인 광원 장치를 사용한 마스크 결함 검사 장치의 개요를 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태인 광원 장치를 사용한 고분자 결정의 가공 장치의 개요를 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태인 광원 장치를 사용한 고분자 결정의 가공 장치를 광학 현미경과 조합하여 사용하는 예를 나타내는 도면이다.
도 7 은 종래의 레이저 광원 장치의 개요를 나타내는 도면이다.
부호의 설명
1 … DFB-LD, 2 … 편광 상태 조정 광학 소자, 3 … 광화이버 증폭기, 4 … 편광 상태 조정 광학 소자, 5 … 파장 변환 광학계, 6 … 하프 미러, 7 … 자동 출력 제어 장치, 8 … 여기 광원 (펌프 광원)
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시형태의 예를 도면을 이용하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 실시형태의 1 예인 광화이버 증폭기, 및 그것을 사용한 광원 장치의 개요를 나타내는 도면이다. DFB-LD (1) 로부터의 출력광은, 파장판으로 이루어지 는 편광 상태 조정 광학 소자 (2) 를 통과하여 광화이버 증폭기 (3) 로 들어가 증폭되고, 그 후, 파장판으로 이루어지는 편광 상태 조정 광학 소자 (4) 를 통과하여 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가, 목적하는 파장을 갖는 광으로 파장 변환된다.
편광 상태 조정 광학 소자 (4) 는, 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가는 레이저광의 편광 상태를 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율이 최대가 되도록 조정하는 것으로, 예를 들어 1/4 파장판으로 편광의 타원도를 조정하고, 1/2 파장판으로 편광의 방향을 조정한다.
파장 변환 광학계 (5) 로부터의 출력광 (예를 들어, DFB-LD (1) 로부터의 파장 1547㎚ 의 광의 8 배파인 파장 193㎚ 의 광) 은, 하프 미러 (6) 에 의해 그 일부가 반사되어 모니터광으로서 취출된다. 자동 출력 제어 장치 (7) 는, 이 모니터광의 강도가 일정해지도록 광화이버 증폭기 (3) 에 입력되는 여기 광원 (펌프 광원) (8) 을 조작한다. 이 피드백 제어계에 의해, 파장 변환 광학계 (5) 로부터의 출력광의 강도가 목적하는 값으로 유지된다.
이 실시형태와, 도 7 에 나타내는 종래의 광원 회로를 비교하면, 본 실시형태에 있어서는 편광 상태 조정 광학 소자 (2) 가 형성되어 있는 것만이 상이하다. 편광 상태 조정 광학 소자 (2) 는 1/2 파장판과 1/4 파장판으로 이루어져, 편광의 방향과 타원도를 조정한다. 미리 편광 상태 조정 광학 소자 (2) 를 조정함으로써, 여기 광원 (펌프 광원) (8) 의 출력을 변화시켜도, 광화이버 증폭기 (3) 의 출력광의 편광 특성 (편광의 방향과 타원도) 이 변화하지 않거나, 변화의 정도가 충분히 작아지도록 조정된다. 이 상태에서 편광 상태 조정 광학 소자 (4) 에 의해, 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가는 레이저광의 편광 상태를 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율이 최대가 되도록 조정한다. 이와 같이 하면, 여기 광원 (펌프 광원) (8) 의 출력을 변화시켜도, 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율은 최고에 가까운 상태로 유지되고, 또한 피드백 제어도 안정적으로 된다.
도 2 에 광화이버 증폭기 (3) 로 들어가는 광의 편광 상태가 조정되지 않은 경우 (입력 편광 1) 와, 본 발명의 방법에 의해 광화이버 증폭기 (3) 로 들어가는 광의 편광 상태를 조정한 경우 (입력 편광 2) 에 있어서의 여기광 (펌프광) 의 강도 (가로축이고, 규격화된 값) 와, 파장 변환 광학계 (5) 의 제 2 고조파의 강도 (세로축이고, 규격화된 값) 를 나타낸다.
입력광의 편광 상태가 조정되지 않은 경우에는, 여기광 (펌프광) 의 강도의 변화에 대응하는 파장 변환 광학계 (5) 의 제 2 고조파 강도의 변화 비율이 크다. 도시는 되어 있지 않지만, 여기광 (펌프광) 의 강도가 1 을 초과하였을 때에, 여기광 (펌프광) 의 강도가 증가하면 파장 변환 광학계 (5) 의 출력광의 강도가 저하되는 경우도 있다. 이것은, 여기광 (펌프광) 강도의 변화에 수반하여 광화이버 증폭기의 출력 편광 상태가 크게 변화하여, 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율이 최적값으로부터 크게 벗어나 있는 것을 의미한다.
이것에 대해, 본 발명 방법에 의해 광화이버 증폭기 (3) 로 들어가는 광의 편광 상태를 조정한 경우에는, 여기광 (펌프광) 강도의 변화에 대한 파장 변환 광학계 (5) 의 출력광 강도의 변화가 작고, 안정적인 것이 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 여기광 (펌프광) 강도의 변화에 수반하는 광화이버 증폭기로부터 의 출력광의 편광 상태의 변화가 거의 없고, 파장 변환 광학계 (5) 의 변환 효율이 최적값으로 유지되어 있는 것을 의미한다.
또한, 파장 변환 광학계 (5) 로 들어가기 전의 광을 복수단의 광화이버 증폭기에 의해 증폭하는 경우가 있는데, 이 경우에는, 펌프광을 변화시키는 광화이버 증폭기 중 첫번째 단의 광화이버 증폭기의 앞에 편광 상태 조정 광학 소자 (2) 를 두어, 마지막 단의 광화이버 증폭기의 출력광의 편광 상태의 변화를 없애거나 최소로 하도록 조정하면 된다.
또, 파장 변환 광학계 (5) 의 구성은 다양한 것이 있을 수 있지만, 주지된 것으로서, 특허 문헌 1 에도 그 예가 설명되어 있으므로 예시와 설명을 생략한다.
다음으로, 상기 서술한 본 발명의 실시형태인 광원 장치 (10) 를 사용하여 구성되고, 반도체 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치 (100) 에 대해 도 3 을 참조하여 설명한다. 광 리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치는, 원리적으로는 사진 제판과 동일하여, 포토마스크 (레티클) 상에 정밀하게 그려진 디바이스 패턴을 포토레지스트를 도포한 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 위에 광학적으로 투영하여 전사한다.
이 노광 장치 (100) 는, 상기 서술한 광원 장치 (10) 와, 조명 광학계 (102) 와, 포토마스크 (레티클) (110) 를 지지하는 마스크 지지대 (103) 와, 투영 광학계 (104) 와, 노광 대상물인 반도체 웨이퍼 (115) 를 탑재 유지하는 탑재대 (105) 와, 탑재대 (105) 를 수평 이동시키는 구동 장치 (106) 를 구비하여 구성된다. 이 노광 장치 (100) 에 있어서는, 상기 서술한 광원 장치 (10) 로부터 출력되는 레이 저광이 복수의 렌즈로 구성되는 조명 광학계 (102) 에 입력되어, 이 곳을 통과하여 마스크 지지대 (103) 에 지지된 포토마스크 (110) 의 전체면에 조사된다. 이와 같이 조사되어 포토마스크 (110) 를 통과한 광은, 포토마스크 (110) 에 그려진 디바이스 패턴의 이미지를 가지고 있고, 이 광이 투영 광학계 (104) 를 통하여 탑재대 (105) 에 탑재된 반도체 웨이퍼 (115) 의 소정 위치에 조사된다.
이 때, 투영 광학계 (104) 에 의해 포토마스크 (110) 의 디바이스 패턴의 이미지가 반도체 웨이퍼 (115) 상에 축소되어 결상 노광된다. 상기와 같은 노광 장치에 의하면, 소형 경량이고 배치의 자유도가 높은 자외광원의 특성을 살려 소형이며 메인터넌스성, 조작성이 양호한 노광 장치를 얻을 수 있다.
다음으로, 이상 설명한 본 발명에 관련된 광원 장치 (10) 를 사용하여 구성되는 마스크 결함 검사 장치에 대해, 도 4 를 참조하여 이하에 설명한다. 마스크 결함 검사 장치는, 포토마스크 상에 정밀하게 그려진 디바이스 패턴을 TDI 센서 (Time Delay and Integration) 상에 광학적으로 투영하여 센서 화상과 소정의 참조 화상을 비교하고, 그 차로부터 패턴의 결함을 추출한다. 마스크 결함 검사 장치 (120) 는, 상기 서술한 광원 장치 (10) 와, 조명 광학계 (112) 와, 포토마스크 (110) 를 지지하는 마스크 지지대 (113) 와, 마스크 지지대를 수평 이동시키는 구동 장치 (116) 와, 투영 광학계 (114) 와, TDI 센서 (125) 를 구비하여 구성된다.
이 마스크 결함 검사 장치 (120) 에 있어서는, 상기 서술한 광원 장치 (10) 로부터 출력되는 레이저광이 복수의 렌즈로 구성되는 조명 광학계 (112) 에 입력되고, 이 곳을 통과하여 마스크 지지대 (113) 에 지지된 포토마스크 (110) 의 소정 영역에 조사된다. 이와 같이 조사되어 포토마스크 (110) 를 통과한 광은 포토마스크 (110) 에 그려진 디바이스 패턴의 이미지를 가지고 있고, 이 광이 투영 광학계 (114) 를 통하여 TDI 센서 (125) 의 소정의 위치에 결상된다.
또한, 마스크 지지대 (113) 의 수평 이동 속도와, TDI 센서 (125) 의 전송 클록은 동기하고 있다. 피검물은 마스크에 한정되지 않고, 웨이퍼, 액정 패널 등의 검사에도 사용된다.
도 5 는 본 발명의 광원 장치 (10) 를 사용하여 구성되는 고분자 결정의 가공 장치의 개요도이다.
광원 장치 (10) 로부터 방출된 자외 단 (短) 펄스 레이저광 (139) 은, 셔터 (132), 강도 조정 소자 (133), 조사 위치 제어 기구 (134), 집광 광학계 (135) 를 통하여 시료 용기 (136) 중으로 들어간 고분자 결정 (138) 에 집광 조사된다. 시료 용기 (136) 는 스테이지 (137) 에 탑재되고, 광축 방향을 z 축으로 하여, x-y-z 직교 좌표계에서 x 축, y 축, z 축의 3 차원 방향의 이동이 가능하게 되어 있음과 함께, z 축의 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 고분자 결정 (138) 의 표면에 집광 조사된 레이저광에 의해 고분자 결정의 가공이 실시된다.
그런데, 고분자 결정인 피가공물을 가공하는 경우, 레이저광이 피가공물의 어디에 조사되어 있는지를 확인할 필요가 있다. 그러나, 레이저광은, 통상적으로 가시광이 아닌 경우가 많아 육안으로 확인할 수 없기 때문에, 광학 현미경과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
그 예를 도 6 에 나타낸다. 도 6 에 나타내는 광학계에 있어서는, 자외 단펄스 레이저 시스템 (141) (도 5 의 부호 10, 132 ∼ 134 에 대응) 으로부터의 레이저광을 집광 광학계 (135) 를 통하여 소정의 점에 집광한다. 스테이지 (137) 는 도 5 에 있어서 설명한 바와 같은 기능을 가지고 있고, 고분자 결정 (138) 이 들어 있는 시료 용기 (136) 가 스테이지 (137) 상에 탑재되어 있다. 조명 광원 (142) 으로부터의 가시광은, 반사판 (143) 에서 반사되어 시료 용기 (136) 를 쾰러 조명한다. 고분자 결정 (138) 은, 광학 현미경의 대물 렌즈 (144), 접안 렌즈 (145) 를 통하여 육안 (146) 으로 확인된다. 광학 현미경의 광축 위치에는 십자상의 마크가 형성되어 있어, 광축 위치를 육안으로 확인할 수 있게 되어 있다.
그리고, 광학 현미경의 초점 위치 (포커스 위치, 즉 육안으로 확인했을 때에 핀트가 맞는 물체면) 는 고정되어 있다. 집광 광학계 (135) 에 의해 집광된 레이저광은, 광학 현미경의 광축 위치에서, 또한 광학 현미경의 초점 위치에 집광되게 되어 있다. 따라서, 스테이지 (137) 상에 피가공물을 탑재하여 광학 현미경으로 그 이미지를 관찰한 경우, 핀트가 맞아 있고, 또한 십자 마크의 중심에 있는 위치에 레이저 시스템 (141) 으로부터의 레이저광이 집광되게 되어 있다. 또한, 레이저 시스템 (141), 집광 광학계 (135), 및 광학 현미경부의 상대 위치 관계는 고정되어 있고, 스테이지 (137) 만이 이들 고정계에 대해 상대적으로 이동 가능하게 되어 있다.
따라서, 가공하고자 하는 장소가 광학 현미경의 광축 위치에서, 또한 포커스 위치가 되도록 스테이지 (137) 를 이동시키면서 가공을 실시함으로써, 원하는 장소 의 가공, 및 원하는 형상의 가공을 실시할 수 있다. 만일, 자동적으로 가공을 실행시키고자 하는 것이면, 광학 현미경에 자동 초점 조정 장치를 장착하여 스테이지 (137) 를 그 지령에 의해 구동시킴과 함께, 스테이지 (137) 의 미리 정해진 소정 부분이 광학 현미경의 광축이 되도록 스테이지 (137) 를 구동하게 하면 된다. 또는, 처음에 기준이 되는 위치를 맞춘 후, 서보 기구에 의해 스테이지 (137) 를 2 차원 또는 3 차원으로 구동하게 해도 된다.

Claims (13)

  1. 입력되는 광의 편광 상태가, 증폭률을 변화시켜도 출력광의 편광 상태가 변화하지 않도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 광화이버 증폭기.
  2. 입력되는 광의 편광 상태를, 증폭률을 변화시켜도 출력광의 편광 상태가 변화하지 않도록 조정하는 편광 상태 조정 광학 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 광화이버 증폭기.
  3. 레이저 광원으로부터 발생하는 레이저광을 광화이버 증폭기에 의해 광증폭하고, 광증폭된 광을 파장 변환 광학계에 입사시켜 소정의 파장을 갖는 출력광을 얻는 광원 장치로서,
    상기 출력광의 일부를 모니터광으로서 취출하는 광분리 수단과, 상기 광분리 수단에 의해 취출된 모니터광의 강도가 목적하는 값이 되도록 상기 광화이버 증폭기 중 적어도 하나에 공급되는 여기광의 강도를 조작하는 광강도 조정 장치를 갖고, 상기 강도가 조작되는 여기광에 의해 증폭률을 변화시키는 광화이버 증폭기가, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 광화이버 증폭기인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  4. 레이저 광원으로부터 발생하는 레이저광을 광화이버 증폭기에 의해 광증폭하고, 광증폭된 광을 파장 변환 광학계에 입사시켜 소정의 파장을 갖는 출력광을 얻 는 광원 장치로서,
    상기 출력광의 일부를 모니터광으로서 취출하는 광분리 수단과, 상기 광분리 수단에 의해 취출된 모니터광의 강도가 목적하는 값이 되도록 상기 광화이버 증폭기에 공급되는 여기광의 강도를 조작하는 광강도 조정 장치를 갖고, 상기 레이저 광원과 상기 광화이버 증폭기 사이에 편광 상태 조정 광학 소자를 배치한 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 편광 상태 조정 광학 소자는 1/4 파장판과 1/2 파장판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 광화이버 증폭기는 복수이고, 상기 광분리 수단에 의해 취출된 모니터광은 적어도 하나의 상기 광화이버 증폭기에 공급하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 편광 상태 조정 광학 소자는, 상기 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 출사된 레이저광이 최초로 입사되는 상기 광화이버 증폭기 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  8. 제 3 항에 기재된 광원 장치와, 소정의 노광 패턴이 형성된 포토마스크를 유지하는 마스크 지지부와, 노광 대상물을 유지하는 대상물 유지부와, 상기 광원 장치로부터 출사되는 광을 상기 마스크 지지부에 유지된 포토마스크에 조사하는 조명 광학계와, 상기 포토마스크로부터의 광을 상기 대상물 유지부에 유지된 노광 대상물에 투영하는 투영 광학계를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 4 항에 기재된 광원 장치와, 소정의 노광 패턴이 형성된 포토마스크를 유지하는 마스크 지지부와, 노광 대상물을 유지하는 대상물 유지부와, 상기 광원 장치로부터 출사되는 광을 상기 마스크 지지부에 유지된 포토마스크에 조사하는 조명 광학계와, 상기 포토마스크로부터의 광을 상기 대상물 유지부에 유지된 노광 대상물에 투영하는 투영 광학계를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 3 항에 기재된 광원 장치와, 피검물을 유지하는 지지부와, 상기 피검물의 투영 이미지를 검출하는 검출기와, 상기 광원 장치로부터 출사되는 광을 상기 지지부에 유지된 피검물에 조사시키는 조명 광학계와, 상기 피검물로부터의 광을 상기 검출기에 투영하는 투영 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 피검물 검사 장치.
  11. 제 4 항에 기재된 광원 장치와, 피검물을 유지하는 지지부와, 상기 피검물의 투영 이미지를 검출하는 검출기와, 상기 광원 장치로부터 출사되는 광을 상기 지지 부에 유지된 피검물에 조사시키는 조명 광학계와, 상기 피검물로부터의 광을 상기 검출기에 투영하는 투영 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 피검물 검사 장치.
  12. 고분자 결정을 가공하는 고분자 결정의 가공 장치로서,
    제 3 항에 기재된 광원 장치와, 당해 광원 장치로부터 방출되는 레이저광을 피가공물인 고분자 결정으로 유도하여, 당해 고분자 결정의 피가공 장소에 집광시키는 광학계와, 상기 광학계와 상기 고분자 결정의 상대 위치를 변화시키는 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 결정의 가공 장치.
  13. 고분자 결정을 가공하는 고분자 결정의 가공 장치로서,
    제 4 항에 기재된 광원 장치와, 당해 광원 장치로부터 방출되는 레이저광을 피가공물인 고분자 결정으로 유도하여, 당해 고분자 결정의 피가공 장소에 집광시키는 광학계와, 상기 광학계와 상기 고분자 결정의 상대 위치를 변화시키는 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 결정의 가공 장치.
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