JPH0480554B2 - - Google Patents

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JPH0480554B2
JPH0480554B2 JP62114432A JP11443287A JPH0480554B2 JP H0480554 B2 JPH0480554 B2 JP H0480554B2 JP 62114432 A JP62114432 A JP 62114432A JP 11443287 A JP11443287 A JP 11443287A JP H0480554 B2 JPH0480554 B2 JP H0480554B2
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excimer laser
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/136—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/137—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity for stabilising of frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は露光装置の光源に用いられるレーザ光
の発振波長を検出する方法に関する。
［従来の技術］ 光リソグラフイで半導体デバイスの高密度集積
化、超微細化を図るには、現在用いられている水
銀のｇ線（波長435nｍ）よりも回析効果の小さ
い遠紫外線を用いる方が有利である。しかし、こ
の遠紫外線を投影縮小レンズを使つた半導体露光
装置で使用する場合には、この遠紫外線の投影縮
小レンズに対する透過率が問題となる。
つまり、波長が300nｍ以下の遠紫外線を良く
透過させるガラス材は現在の段階では石英および
ホタル石しかなく、このホタル石は加工性と均質
性に欠け、レンズとして用いるにはあまり適さな
いため、結局、レンズは石英のみで構成した方が
良い。そして、石英のみでレンズを構成した場合
には色収差の補正ができないため、光源のスペク
トル幅が拡がつていると、遠紫外線を用いたにも
かかわらず解像力が向上しない。従つて、遠紫外
線の光源はスペクトル幅の狭い方が有利である。
このような状況で、遠紫外域で発振し、しかも
大きなエネルギーの得られるエキシマレーザが有
望視されている。
典型的なエキシマレーザであるKrFエキシマレ
ーザの自然発光スペクトルのスペクトル幅は0.5n
ｍ程度であり、このままでは露光装置用光源とし
て用いた場合、色収差を無視できない。すなわ
ち、エキシマレーザを露光用の光源とするにはス
ペクトル幅の狭帯域化が前提となる。
エキシマレーザのスペクトル幅狭帯域化は、通
常、レーザ共振器内にグレーテイング、エタロン
等の分散素子を組合せ、自然発光スペクトル幅中
の特定波長だけを強制的にレーザ発振させること
により行なう。
［発明が解決しようとしている問題点］ ところで、上述のエキシマレーザを半導体露光
装置の光源として用いた場合、分散素子に機械的
振動、熱的膨張または気圧変動等が加わると、発
振波長がずれる。その結果、ピント位置が動き解
像力に重大な悪影響を与えるという問題点があつ
た。
そこで、エキシマレーザの波長安定化のため
に、グレーテイングまたはエタロン等を組合せた
波長検出手段により波長変化を検出し、検出した
波長変化に基づいてレーザ共振器内の分散素子を
調整することによりレーザ波長を安定化するとい
う方式が提案されている。
しかしながら、この方式でも波長検出手段に組
込まれるグレーテイングまたはエタロン等に機械
的振動、熱的膨張または気圧変動等が加わると、
検出波長自体がずれてしまい、結果として発振波
長が移動するという欠点があつた。また、この方
式では波長を絶対的にではなく相対的にしか決め
られないという欠点もあつた。
本発明の目的は、上述の従来形における問題点
に鑑み、発振波長を一定範囲に固定して安定化
し、露光装置におけるピント位置のずれ量を最小
にして色収差による解像力の低下を防止できるよ
うなレーザ光の波長検出方法を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明によるレーザ光
の波長検出方法は、レーザからのレーザ光を分割
して第１光と第２光を生じさせ、前記第１光を所
定波長の線スペクトルを発する放電管に入射させ
た時の該放電管の放電電流と前記第２光の強度を
用いて前記レーザ光の波長の前記所定波長からの
ずれを検出することを特徴とする。
前記波長のずれの検出は、例えば陰極にFeを
用いたホローカソードランプと、電力を供給する
直流高圧電源と、上記ホローカソードランプの放
電電流を検知するアンプと、KrFレーザ光のパワ
ー変化を検知するフオトデイテクタとを用い、
KrFエキシマエーザに対してFeの波長248.336nｍ
の線スペクトルを用いて絶対波長として検出する
ことができる。
また、検出結果に基づき、レーザ装置の発振波
長を調整する場合は、グレーテイング、エタロ
ン、またはプリズムもしくは全反射ミラーのいず
れかあるいはこれらの組合せたものを用い、それ
ぞれの傾角を制御すること等により調整するのが
好ましい。
［作用］ この構成においては、絶対波長を検出してレー
ザ波長を制御できるので、グレーテイング、エタ
ロン等を組合せた波長検出手段を用いる方法に比
べて、機械的振動、熱的膨張、気圧変動による波
長ズレがなくなる。従つて、焼付波長が絶対的に
決定できることとなり、結果として解像力の劣化
を最小にできる。
また、波長検出手段として陰極にFeを用いた
ホローカソードランプ、電力を供給する直流高圧
電源、ホローカソードランプの放電電流を検知す
るアンプ、およびKrFレーザ光のパワー変化を検
知するフオトデイテクタとを含むものを使用すれ
ば、Feの線スペクトル248.33nｍとKrFエキシマ
レーザの波長が同調したときに生ずるオプトガル
バノ効果を利用して放電電流の変化をKrFレーザ
光のパワー変化を測定し、絶対波長の検出ができ
る。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置用
光源の構成を示す。同図において、１はKrFエキ
シマレーザ、２はKrFエキシマレーザ共振器内に
組み込まれた波長微調装置（本実施例では一例と
して、エタロンを用いている）３はハーフミラ
ー、４は陰極にFeを使つたホローカソードラン
プ、５は電極、６はホローカソードランプ４を点
灯する直流高圧電源、７は放電電流を検知するア
ンプ、８はハーフミラー、９はレーザ光のパワー
を検知するフオトデイテクタ、１０はアンプ７と
フオトデイテクタ９からの情報に基づきKrFエキ
シマレーザの波長微調装置２を制御するコントロ
ーラである。
第２図は、KrFエキシマレーザとFeの線スペ
クトルの波長および強度を示すグラフである。同
図のように、狭帯域化を行なう以前、すなわち
KrFエキシマレーザ１に波長微調装置２が組み込
まれない場合には、スペクトルはほぼ248.1nｍか
ら248.6nｍまで連続的に分布する。
一方、波長微調装置２が組み込まれると、波長
248.1〜248.6nｍの範囲内でスペクトル幅0.005nｍ
以下の狭帯域化された波長が強制的に発振され、
しかも波長微調装置を調整して上記の波長範囲内
で波長変更が可能となる。
以下、第１図および第２図を参照して、本実施
例に係る光源の動作を説明する。
KrFエキシマレーザ１から発せられた狭帯域化
されたレーザビームはハーフミラー３によつて２
つのビームに分解される。一方はそのまま通過し
て露光装置に入射し半導体等の焼付に利用され
る。もう片方、すなわちハーフミラー３で反射さ
れたレーザビームはハーフミラー８によつて分割
され一方は反射してフオトデイテクタ９に入射し
他方は透過して、陰極にFeを使つたシースルー
型のホローカソードランプ４に入射する。ホロー
カソードランプ４は直流高圧電源６に電極５を介
して接続された点灯している。ここで、陰極に
Feを使うとFeの線スペクトルが発光され、上記
の範囲内では波長248.33nｍのが線スペクトルが
得られる。直流高圧電源６は放電電流を検知する
アンプ７に接続されている。そして、ホローカソ
ードランプ４が点灯中は、アンプ７によつて検知
された放電電流の情報はコントローラ１０に伝送
される。もし、狭帯域化されたレーザの波長例え
ば第２図のように波長248.38nｍで発振されたレ
ーザビームの波長を同図の矢印Ａの方向に動か
し、その結果上記のFeの線スペクトル248、33n
ｍに同調したとすると、ホローカソードランプの
放電電流が変化し、いわゆるオプトガルバノ効果
を示す。そして、アンプ７によつて検知されたオ
プトガルバノ放電電流はコントローラ１０に伝送
される。オプトガルバノ効果による放電電流の変
化はレーザ光のパワーに比例するので、フオトデ
イテクタ９によつて検知されたレーザ光のパワー
の情報はコントローラ１０に伝送される。この情
報を用いコントローラ１０は記憶されている各レ
ーザ光パワー値における最大オプトガルバノ電流
値と現在の放電電流の値を比較する。この後、コ
ントローラ１０は、予め定められたシーケンスに
基づいて常にオプトガルバノ効果が最大となるよ
うに波長微調装置２を制御する。
以上のようにすることにより、KrFエキシマレ
ーザの波長をFeの線スペクトル248.33nmに固定
できるばかりでなく、波長安定度はFeの線スペ
クトル幅内に保持することが可能である。
［他の実施例］ 前記実施例ではKrFエキシマレーザに組み込ま
れた波長微調装置は、一応エタロンを想定してい
るが、他の分散素子例えばグレーテイングおよび
プリズム等を組合せたものでも良い。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、レーザ装
置に組み込んだ波長狭帯域化素子の振動、熱的膨
張、気圧変動による発振波長のゆらぎを回避する
ことができるとともに、特に、第２光の強度をも
用いて波長ずれを検出するようにしているため、
レーザ光の強度変化による放電電流の強度変動か
ら生じる検出精度の劣化を防ぎ、さらに正確な波
長検出を行うことができる。したがつて、その検
出結果を用いてレーザ光の発振波長を調整するこ
とにより、露光装置におけるピント位置のずれ量
を最小にして色収差による解像力の低下を防止す
ることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例に係る露光装置用
光源の構成図、第２図は、KrFエキシマレーザと
Feの線スペクトルの相関図である。 １：KrFエキシマレーザ、２：波長微調装置、
３，８：ハーフミラー、４：Feを陰極としたホ
ローカソードランプ、５：電極、６：直流高圧電
源、７：アンプ、９：フオトデイテクタ、１０：
コントローラ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ レーザからのレーザ光を分割して第１光と第
    ２光を生じさせ、前記第１光を所定波長の線スペ
    クトルを発する放電管に入射させた時の該放電管
    の放電電流と前記第２光の強度を用いて前記レー
    ザ光の波長の前記所定波長からのずれを検出する
    ことを特徴とするレーザ光の波長検出方法。
JP62114432A 1987-05-13 1987-05-13 レーザ光の波長検出方法 Granted JPS63280483A (ja)

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JP62114432A JPS63280483A (ja) 1987-05-13 1987-05-13 レーザ光の波長検出方法
US07/453,116 US4968868A (en) 1987-05-13 1989-12-22 Projection exposure system

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JP62114432A JPS63280483A (ja) 1987-05-13 1987-05-13 レーザ光の波長検出方法

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JPS63280483A JPS63280483A (ja) 1988-11-17
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US4968868A (en) 1990-11-06
JPS63280483A (ja) 1988-11-17

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