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JP7065138B2 - 光ビーム計測装置 - Google Patents

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Description

本開示は、光ビーム計測装置に関する。
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置（以下、「露光装置」という）においては解像力の向上が要請されている。このため露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を放出するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３ｎｍの紫外線を放出するＡ
ｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。
次世代の露光技術としては、露光装置側の露光用レンズとウェハ間を液体で満たして、屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が研究されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として液侵露光が行われた場合は、ウェハには水中における波長１３４ｎｍに相当する紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光（又はＡｒＦ液浸リソグラフィー）という。
ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振幅は、約３５０～４００ｐｍと広いため、これらの投影レンズが使用されると色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から放出されるレーザビームのスペクトル線幅（スペクトル幅）を狭帯域化する必要がある。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を有する狭帯域化モジュール（Line Narrow Module）が設けられ、スペクトル幅の狭帯域化が実現されている。このようにスペクトル幅が狭帯域化されるレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
特開２０１０－５０２９９号公報 特開１９９９－２０１８６９号公報 特許第２７２４９９３号公報 特許第３８６４２８７号公報 国際公開第２００９／１２５７４５号パンフレット
Jinphil.Choi et. al.,"Enhancing Lithography Process Control Through Advanced, On-board Beam Parameter Metrology for Wafer Level Monitoring of Light Source Parameters", Proc. of SPIE Vol.8326, 83626O(2012).
概要
光ビーム計測装置は、ウエッジ基板により形成され、レーザ光の光路上に設置された第１の分離基板と、ウエッジ基板により形成され、レーザ光の光路上に設置された第２の分離基板と、を備え、第１の分離基板は、一方の面より入射したレーザ光が一方の面において一部反射されることにより、レーザ光の一部が分離されるように構成され、第２の分離基板は、第１の分離基板の一方の面に入射したレーザ光のうち、第１の分離基板を透過したレーザ光が第１の分離基板の他方の面より出射して、第２の分離基板の一方の面に入射し、第２の分離基板の他方の面より出射するように構成され、第１の分離基板に入射するレーザ光の光軸と、第２の分離基板より出射されるレーザ光の光軸とが同一直線状に位置するように、第１の分離基板と第２の分離基板とが配置されている光ビーム分離装置を含む。光ビーム計測装置は、さらに、第１の分離基板の一方の面において反射されたレーザ光の光路上に設置された第１の計測部ビームスプリッタと、第１の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第１のセンサと、第１の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路上に設置され、当該第１の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路軸を第１の計測部ビームスプリッタに入射するレーザ光の光路軸と平行となるように補正する第１のキャンセルウインドと、第１のキャンセルウインドを透過したレーザ光の光路上に設置された第２の計測部ビームスプリッタと、第２の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第２のセンサと、第２の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路上に設置され、当該第２の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路軸を第１の計測部ビームスプリッタに入射するレーザ光の光路軸と平行となるように補正する第２のキャンセルウインドと、第２のキャンセルウインドを透過したレーザ光の光路上に設置された偏光子と、偏光子において反射されたレーザ光の光路上に設置されたミラーと、ミラーにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第４のセンサと、を備え、第１のセンサは、第１の偏光成分と第２の偏光成分とを含むパルスエネルギを計測する第１の偏光計測器を構成し、第４のセンサは、第１の偏光成分と第２の偏光成分とのうちの一方のパルスエネルギを計測する第２の偏光計測器を構成し、第２の計測部ビームスプリッタ及び第１及び第２のキャンセルウインドは、第１の計測部ビームスプリッタと偏光子との間の光路上に位置する。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、本開示の一態様における例示的なレーザ装置の概略構成図である。 図２は、本開示の一態様における例示的なレーザ装置における光ビーム分離部の構成図である。 図３は、本開示の一態様における例示的なレーザ装置における光ビーム分離部の説明図である。 図４は、入射角と反射率との相関図である。 図５Ａは、ＣａＦ２結晶により形成されている光ビーム分離部の説明図である。 図５Ｂは、ＣａＦ２結晶により形成されている光ビーム分離部の説明図である。 図６Ａは、ＣａＦ２結晶により形成されている光ビーム分離部の説明図である。 図６Ｂは、ＣａＦ２結晶により形成されている光ビーム分離部の説明図である。 図７Ａは、第１の実施の形態における光ビーム計測装置の構造図である。 図７Ｂは、第１の実施の形態における光ビーム計測装置の構造図である。 図８は、偏光計測の説明図である。 図９は、ビームプロファイル計測の説明図である。 図１０は、レーザビーム進行方向の安定性計測の説明図である。 図１１は、第２の実施の形態における光ビーム計測装置の説明図である。 図１２Ａは、第２の実施の形態における光ビーム計測装置の構造図である。 図１２Ｂは、第２の実施の形態における光ビーム計測装置の構造図である。 図１３は、第１の実施の形態における光ビーム計測装置による計測方法のフローチャートである。 図１４は、ビームプロファイルパラメータを算出するサブルーチンのフローチャートである。 図１５は、レーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出するサブルーチンのフローチャートである。 図１６は、偏光パラメータを算出するサブルーチンのフローチャートである。 図１７は、第２の実施の形態における光ビーム計測装置による計測方法のフローチャートである。 図１８は、偏光度を算出するサブルーチンのフローチャートである。 図１９は、偏光度を算出するサブルーチンの説明図である。 図２０は、第３の実施の形態におけるレーザ装置の説明図である。 図２１は、制御部の説明図である。 図２２は、光ビーム分離部の構成を例示する図である。 図２３は、光ビーム分離部に使用されるホルダを例示する分解斜視図である。 図２４は、光ビーム分離部に使用されるホルダを例示する三面図である。 図２５は、光ビーム分離部に使用されるホルダを例示する部分図である。 図２６Ａは、第４の実施の形態における光ビーム計測装置の構造図である。 図２６Ｂは、第４の実施の形態における光ビーム計測装置の構造図である。
実施形態
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示の一例を示し、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。尚、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
目次
１．用語の説明
２．レーザ装置
２．１ 課題
２．２ 構成
２．３ 動作
２．４ 作用
３．光ビーム分離部（光ビーム分離装置）
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 作用
３．４ ＣａＦ２結晶の結晶方位
４．第１の実施の形態（光ビーム計測装置）
４．１ 構成
４．２ 動作
４．３ 作用
４．４ 偏光計測
４．５ ビームプロファイル計測
４．６ レーザビーム進行方向の安定性計測
５．第２の実施の形態（光ビーム計測装置）
６．光ビーム計測装置における計測方法
６．１ 第１の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法
６．２ 第２の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法
７．第３の実施の形態（レーザ装置）
８．制御部
９．光ビーム分離部の具体的な構成
１０．第４の実施の形態（光ビーム計測装置）
１．用語の説明
本開示において使用される用語を、以下のように定義する。「光路」とは、レーザ光が通過する経路である。「光路長」とは、実際に光が通過する距離と、光が通過した媒質の屈折率の積である。「増幅波長領域」とは、増幅領域をレーザ光が通過したときに増幅可能な波長帯域である。
「上流」とは、レーザ光の光路に沿って光源に近い側をいう。また、「下流」とは、レーザ光の光路に沿って露光面に近い側をいう。光路は、レーザ光の進行方向に沿ってレーザ光のビーム断面の略中心を通る軸であってもよい。
本開示では、レーザ光の進行方向がＺ方向と定義される。また、このＺ方向と垂直な一
方向がＸ方向と定義され、Ｘ方向およびＺ方向と垂直な方向がＹ方向と定義される。レーザ光の進行方向がＺ方向であるが、説明において、Ｘ方向とＹ方向は言及するレーザ光の位置によって変化する場合がある。例えば、レーザ光の進行方向（Ｚ方向）がＸ－Ｚ平面内で変化した場合、進行方向変化後のＸ方向は進行方向の変化に応じて向きを変えるが、Ｙ方向は変化しない。一方、レーザ光の進行方向（Ｚ方向）がＹ－Ｚ平面内で変化した場合、進行方向変化後のＹ方向は進行方向の変化に応じて向きを変えるが、Ｘ方向は変化しない。尚、本願においては、Ｘ方向をＨ方向と、Ｙ方向をＶ方向と記載する場合がある。
反射型の光学素子に関し、光学素子に入射するレーザ光の光軸と該光学素子によって反射したレーザ光の光軸との双方を含む面を入射面とすると、「Ｓ偏光」とは、入射面に対して垂直な方向の偏光状態であるとする。一方、「Ｐ偏光」とは、光路に直交し、且つ入射面に対して平行な方向の偏光状態であるとする。
２．レーザ装置
２．１ 課題
ところで、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレーザ装置においては、出射されるパルスレーザ光のビームプロファイル、レーザビーム進行方向の安定性、偏光度等を計測するための光ビーム計測装置が設けられている場合がある。このような、光ビーム計測装置は、エキシマレーザ装置の内部に設置されるため、小型であることが好ましい。また、長時間、強いパルスレーザ光が照射されても耐えうる耐久性が高いものであることが好ましい。また、エキシマレーザ装置内に、光ビーム計測装置を設置しても、出射されるレーザ光の光軸が変化しないものであることが好ましい。
２．２ 構成
図１に、本開示の一態様であるエキシマレーザ装置を示す。尚、本願においては、「エキシマレーザ装置」を単に「レーザ装置」と記載する場合がある。本開示のレーザ装置は、ダブルチャンバ方式のレーザ装置であってもよい。具体的には、本開示のレーザ装置は、ＭＯ（Master Oscillator）１００、ＰＯ（Power Oscillator）２００、光ビーム計測装置３００、第１の高反射ミラー４１１、第２の高反射ミラー４１２、レーザ制御部４２０、エネルギ制御部４２１、波長制御部４２２、データ収集処理システム４３０等を含んでいてもよい。
ＭＯ１００は、レーザ発振器システムであってもよい。ＭＯ１００は、ＭＯレーザチャンバ１１０、ＭＯ充電器１１２、ＭＯ－ＰＰＭ（パルスパワーモジュール：Pulse Power Module）１１３、レーザ共振器、ＭＯエネルギ計測器１１７等を含んでいてもよい。
ＭＯレーザチャンバ１１０は、一対の電極１１１ａ及び１１１ｂ、パルスレーザ光を透過する２つのウインド１１０ａ及び１１０ｂを含んでいてもよい。また、ＭＯレーザチャンバ１１０内には、不図示のレーザガス供給部等より供給されたレーザゲイン媒体となるレーザガスが入れられていてもよい。尚、本願においては、一対の電極１１１ａ及び１１１ｂのうちの一方を第１の電極１１１ａ、他方を第２の電極１１１ｂと記載する場合がある。
レーザ共振器は、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ：Line Narrowing Module）１１４、出力結合ミラー（ＯＣ：Output Coupler）１１５を含んでいてもよい。ＭＯレーザチャンバ１１０は、レーザ共振器の光路上に配置されてもよい。
狭帯域化モジュール１１４は、プリズム１１４ａ、プリズム１１４ｂ、グレーティング１１４ｃ及びプリズム１１４ｂを回転させる回転ステージ１１４ｄを含んでいてもよい。プリズム１１４ａ及びプリズム１１４ｂはビームの幅を拡大してもよい。狭帯域化モジュ
ール１１４では、グレーティング１１４ｃはリトロー配置されており、レーザ装置が目標波長で発振してもよい。回転ステージ１１４ｄは波長調節部１２０に接続されており、回転ステージ１１４ｄによりプリズム１１４ｂを回転させることにより波長を調節してもよい。
出力結合ミラー１１５は、パルスレーザ光の一部を反射し、他の一部を透過させる部分反射ミラーであってもよい。
ＭＯエネルギ計測器１１７は、パルスレーザ光のエネルギを計測するものであってもよい。出力結合ミラー１１５を透過したパルスレーザ光は、パルスレーザ光の光路上に配置されているビームスプリッタ１１８において一部反射されることにより分岐され、分岐されたパルスレーザ光が、ＭＯエネルギ計測器１１７に入射するものであってもよい。ＭＯエネルギ計測器１１７に入射したパルスレーザ光は、ＭＯエネルギ計測器１１７においてパルスエネルギが計測され、計測されたパルスエネルギの値は、エネルギ制御部４２１に送信されてもよい。
ＭＯ－ＰＰＭ１１３は、不図示のコンデンサを含むものであってもよく、一対の電極１１１ａ及び１１１ｂに接続されていてもよい。また、ＭＯ－ＰＰＭ１１３は、スイッチ１１３ａを含んでいてもよく、エネルギ制御部４２１からスイッチ１１３ａにトリガ信号が入力されることにより、一対の電極１１１ａ及び１１１ｂ間において放電を発生させてもよい。ＭＯ充電器１１２は、ＭＯ－ＰＰＭ１１３に設けられている不図示のコンデンサ等に接続されていてもよい。
ＭＯレーザチャンバ１１０内に入れられているレーザガスは、ＡｒまたはＫｒ等の希ガス、Ｆ２等のハロゲンガス、Ｎｅ、Ｈｅまたはこれらの混合ガスであるバッファガスを含んでいてもよい。
ＰＯ２００は、ＰＯレーザチャンバ２１０、ＰＯ充電器２１２、ＰＯ－ＰＰＭ２１３、部分反射ミラー２１５、出力結合ミラー２１６、ＰＯレーザ光計測部２２０等を含むものであってもよい。
ＰＯレーザチャンバ２１０は、一対の電極２１１ａ及び２１１ｂ、パルスレーザ光を透過する２つのウインド２１０ａ及び２１０ｂを含んでいてもよい。また、ＰＯレーザチャンバ２１０内には、不図示のレーザガス供給部等より供給されたレーザゲイン媒体となるレーザガスが入れられていてもよい。尚、本願においては、一対の電極２１１ａ及び２１１ｂのうちの一方を第１の電極２１１ａ、他方を第２の電極２１１ｂと記載する場合がある。
ＰＯレーザチャンバ２１０は、部分反射ミラー２１５と出力結合ミラー２１６との間におけるパルスレーザ光の光路上に配置されてもよい。
部分反射ミラー２１５は、パルスレーザ光の一部を反射し、他の一部を透過させる部分反射ミラーであってもよい。出力結合ミラー２１６は、パルスレーザ光の一部を反射し、他の一部を透過させる部分反射ミラーであってもよい。
ＰＯレーザ光計測部２２０は、ＰＯエネルギ計測器２２１、スペクトル計測器２２２、ビームスプリッタ２２３及び２２４等を含んでいてもよい。ビームスプリッタ２２４は、出力結合ミラー２１６を透過したパルスレーザ光の光路上に配置されており、出力結合ミラー２１６を透過したパルスレーザ光の一部をＰＯエネルギ計測器２２１及びスペクトル計測器２２２が設けられている側に反射し分岐してもよい。ビームスプリッタ２２４によ
り反射されて分岐されたパルスレーザ光は、更にビームスプリッタ２２３により、ビームスプリッタ２２３を透過するパルスレーザ光と反射するパルスレーザ光とに分岐してもよい。ビームスプリッタ２２３を透過したパルスレーザ光は、スペクトル計測器２２２に入射してもよい。ビームスプリッタ２２３により反射されたパルスレーザ光は、ＰＯエネルギ計測器２２１に入射してもよい。スペクトル計測器２２２において計測されたパルスレーザ光のスペクトルの情報は、波長制御部４２２に送信されてもよい。ＰＯエネルギ計測器２２１において計測されたパルスエネルギの値は、エネルギ制御部４２１に送信されてもよい。
ＰＯ－ＰＰＭ２１３は、不図示のコンデンサを含み、一対の電極２１１ａ及び２１１ｂに接続されていてもよい。また、ＰＯ－ＰＰＭ２１３は、スイッチ２１３ａを含んでいてもよく、エネルギ制御部４２１からスイッチ２１３ａにトリガ信号が入力されることにより、一対の電極２１１ａ及び２１１ｂ間において放電を発生させてもよい。ＰＯ充電器２１２は、ＰＯ－ＰＰＭ２１３に設けられている不図示のコンデンサ等に接続されていてもよい。
ＰＯレーザチャンバ２１０内に入れられているレーザガスは、ＡｒまたはＫｒ等の希ガス、Ｆ２等のハロゲンガス、Ｎｅ、Ｈｅまたはこれらの混合ガスであるバッファガスを含んでいてもよい。
第１の高反射ミラー４１１及び第２の高反射ミラー４１２は、ＭＯ１００より出射されたパルスレーザ光を反射し、ＰＯ２００に入射させてもよい。
光ビーム計測装置３００は、偏光計測器３１０、ビームプロファイル計測器３２０、レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０、光ビーム分離部３４０、制御部３５０、ビーム計測制御部３６０等を含んでいてもよい。光ビーム計測装置３００は、ＰＯ２００から出射されたパルスレーザ光の光路上に設置されてもよい。本願においては、光ビーム分離部を光ビーム分離装置と記載する場合がある。
２．３ 動作
レーザ制御部４２０は、露光装置５００における露光装置制御部５１０から目標のパルスエネルギＥｔと目標波長λｔ、発光トリガ信号等を受信してもよい。レーザ制御部４２０は、受信した目標のパルスエネルギＥｔと発光トリガ信号等をエネルギ制御部４２１に送信してもよく、受信した目標の波長λｔを波長制御部４２２に送信してもよい。
エネルギ制御部４２１は、受信した目標パルスエネルギＥｔとなるように、ＭＯ充電器１１２に充電電圧Ｖｈｖｍｏを設定し、ＰＯ充電器２１２に充電電圧Ｖｈｖｐｏを設定してもよい。
レーザ制御部４２０は、露光装置制御部５１０から発光トリガを受信すると、発光トリガ信号をそのままエネルギ制御部４２１に送信してもよい。さらにレーザ制御部４２０は、発光トリガ信号が入力された時刻と発光トリガ信号の間隔をデータ収集処理システム４３０に送信してもよい。
エネルギ制御部４２１は、受信した発光トリガ信号に同期して、ＭＯ－ＰＰＭ１１３におけるスイッチ１１３ａと、ＰＯ－ＰＰＭ２１３におけるスイッチ２１３ａにトリガ信号を送信してもよい。具体的には、ＭＯ１００から出射されたパルスレーザ光が、ＰＯレーザチャンバ２１０の放電領域に入射する際に、一対の電極２１１ａ、２１１ｂ間において放電が生じるように、スイッチ１１３ａ及びスイッチ２１３ａにトリガ信号を送信してもよい。
ＭＯ１００は、エネルギ制御部４２１からＭＯ－ＰＰＭ１１３におけるスイッチ１１３ａにトリガ信号が入力されると、入力されたトリガ信号に同期して、ＭＯレーザチャンバ１１０内における一対の電極１１１ａ、１１１ｂにおいて放電が生じてもよい。
この放電により、ＭＯレーザチャンバ１１０内におけるレーザガスが励起されて、出力結合ミラー１１５と狭帯域化モジュール１１４との間でレーザ発振し、出力結合ミラー１１５からスペクトル線幅が狭いパルスレーザ光が出射されてもよい。このパルスレーザ光のパルスエネルギＥｍｏは、ＭＯエネルギ計測器１１７において検出され、検出されたパルスエネルギＥｍｏの値は、エネルギ制御部４２１に送信されてもよい。
ＭＯ１００より出射される狭帯域化されたレーザ（シード）光は、第１の高反射ミラー４１１及び第２の高反射ミラー４１２において反射されて、ＰＯ２００における部分反射ミラー２１５に入射してもよい。
部分反射ミラー２１５に入射したシード光は、部分反射ミラー２１５を透過し、ＰＯレーザチャンバ２１０に入射しＰＯレーザチャンバ２１０における放電領域を通過してもよい。このタイミングで、ＰＯレーザチャンバ２１０内における一対の電極２１０ａ及び２１０ｂ間で放電し、レーザガスを励起してもよい。これにより、シード光は、部分反射ミラー２１５と出力結合ミラー２１６とにより形成されるレーザ共振器によって増幅されて発振してもよい。
出力結合ミラー２１６より出射されたパルスレーザ光は、ＰＯレーザ光計測部２２０に入射し、ビームスプリッタ２２４及びビームスプリッタ２２３において反射され、ＰＯエネルギ計測器２２１に入射してもよい。ＰＯエネルギ計測器２２１は、入射したパルスレーザ光のパルスエネルギＥｐｏを検出し、検出されたパルスエネルギＥｐｏの値をエネルギ制御部４２１に送信してもよい。また、ＰＯレーザ光計測部２２０に入射したパルスレーザ光は、ビームスプリッタ２２４において反射された後、ビームスプリッタ２２３を透過し、スペクトル計測器２２２に入射してもよい。スペクトル計測器２２２は、入射したパルスレーザ光のスペクトルを計測し、計測した光スペクトルの情報を波長制御部４２２に送信してもよい。
ビームスプリッタ２２３及び２２４は、平行平面基板であって、パルスレーザ光が４５°で入射するように設置されていてもよい。ビームスプリッタ２２３及び２２４の材質は、ＣａＦ２結晶により形成されていてもよく、パルスレーザ光を部分的に反射するための誘電体多層膜等が成膜されていなくともよい。
ＭＯ１００における充電電圧Ｖｈｖｍｏの制御は、所定のパルスエネルギＥｍｏｔ（ＰＯ２００で増幅発振可能なパルスエネルギ）となるように、ＭＯエネルギ計測器１１７において検出されたパルスエネルギＥｍｏの値に基づいてフィードバック制御してもよい。
ＰＯ２００の充電電圧Ｖｈｖｐｏの制御は、露光装置５００の露光装置制御部５１０からの目標パルスエネルギＥｔとなるように、ＰＯエネルギ計測器２２１において検出されたパルスエネルギＥｐｏの値に基づいて、フィードバック制御してもよい。
ここで、エネルギ制御部４２１は、計測されたそれぞれのパルスエネルギ（Ｅｍｏ、Ｅｐｏ）、充電電圧（Ｖｍｏ、Ｖｐｏ）等のエネルギを制御するために関連するデータをレーザ制御部４２０に送信してもよい。これらのデータは、レーザ制御部４２０において受信された後、データ収集処理システム４３０に送信されてもよい。
波長制御部４２２は、レーザ制御部４２０より送信された目標波長λｔを受信してもよい。波長制御部４２２は、レーザ制御部４２０より受信した目標波長λｔと、スペクトル計測器２２２により計測された波長λの差δλに基づいて、波長調節部１２０を介して、フィードバック制御してもよい。
ここで、波長制御部４２２は、計測されたそれぞれの波長（λ）、スペクトル線幅（Δλ）等の波長制御に関連するデータをレーザ制御部４２０に送信してもよい。これらのデータは、レーザ制御部４２０において受信された後、データ収集処理システム４３０に送信されてもよい。
また、ビーム計測制御部３６０は、バースト（発振トリガ）に同期して、ＰＯ２００から出射されたパルスレーザ光を計測し、ビームプロファイル、ビームダイバージェンス、レーザビーム進行方向の安定性、偏光度等のビーム特性のデータをレーザ制御部４２０に送信してもよい。レーザ制御部４２０において受信されたこれらのデータは、更に、データ収集処理システム４３０に送信されてもよい。
レーザ制御部４２０に、発光トリガ入力される度に、上述した動作を行ってもよい。また、発光トリガ信号を受信する計測パラメータをデータ収集処理システム４３０に記憶させてもよい。
発光トリガ信号の時間間隔に基づいて、ウェハ毎、スキャン毎に認識して、データを置換えて、データを処理して、ＦＤＣシステム４４０にデータを送信してもよい。
２．４ 作用
光ビーム計測装置３００は、ＰＯ２００より出射されたパルスレーザ光のビームプロファイルと、ビームダイバージェンス、レーザビーム進行方向の安定性、偏光度等を計測してもよい。これにより、ＰＯ２００から出射され、露光装置５００に入射するパルスレーザ光のビーム特性のデータを収集してもよい。
３．光ビーム分離部（光ビーム分離装置）
３．１ 構成
図２及び図３に示されるように、光ビーム分離部３４０は、分離部ビームスプリッタ３４１、分離部キャンセルウインド３４２を含んでいてもよい。尚、本願においては、分離部ビームスプリッタ３４１を第１の分離基板、分離部キャンセルウインド３４２を第２の分離基板と記載する場合がある。
分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２は同じ材料により形成されていてもよく、同じ形状のウエッジ基板であって、一方の面に対する他方の面の傾斜角、即ち、ウエッジ角度が５．５７°であってもよい。また、分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２の両面には、パルスレーザ光を部分的に反射するための誘電体多層膜等が成膜されていなくともよい。
分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２は、パルスレーザ光の光路の近傍における厚さは略等しく、約３．２ｍｍとなるように形成されていてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１の一方の面３４１ａ及び他方の面３４１ｂ、分離部キャンセルウインド３４２の一方の面３４２ａ及び他方の面３４２ｂは、ＺＨ面に対し、垂直となるように設置されていてもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２は、ＣａＦ２結晶により形成されていてもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１の一方の面３４１ａと分離部キャンセルウインド３４２の他方の面３４２ｂとは平行となるように設置されていてもよい。また、分離部ビームスプリッタ３４１の他方の面３４１ｂと分離部キャンセルウインド３４２の一方の面３４２ａとは平行となるように設置されていてもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１は、一方の面３４１ａにおけるパルスレーザ光の入射角が４５°となり、他方の面３４１ｂにおけるパルスレーザ光の出射角がブリュースタ角（＝５６．３４°）となるようにホルダ３４３により固定されていてもよい。
分離部キャンセルウインド３４２は、一方の面３４２ａにおけるパルスレーザ光の入射角がブリュースタ角（＝５６．３４°）となり、他方の面３４２ｂにおけるパルスレーザ光の出射角が４５°となるようにホルダ３４４により固定されていてもよい。
パルスレーザ光の光路近傍において、分離部ビームスプリッタ３４１の他方の面３４１ｂと分離部キャンセルウインド３４２の一方の面３４２ａとの間の距離は、約１８．４３ｍｍとなるように設置してもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１における一方の面３４１ａにおいて反射されたパルスレーザ光は、偏光計測器３１０、ビームプロファイル計測器３２０及びレーザビーム進行方向の安定性計測器３３０等に入射してもよい。
３．２ 動作
ＰＯレーザ光計測部２２０おけるビームスプリッタ２２４を透過したパルスレーザ光は、分離部ビームスプリッタ３４１の一方の面３４１ａに入射角４５°で入射し、一部反射されてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１の一方の面３４１ａに入射したパルスレーザ光は、フレネル反射によって、図４に示されるようなＰ偏光とＳ偏光との比率で反射されてもよい。
このように、分離部ビームスプリッタ３４１の一方の面３４１ａにおいて反射されたパルスレーザ光は、光ビーム計測装置３００において、ビームプロファイル、ビームダイバージェンス、レーザビーム進行方向の安定性、偏光度等の計測のために用いてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１の他方の面３４１ｂより出射されるパルスレーザ光は、ブリュースタ角（＝５６．３４°）で出射されるため、Ｐ偏光の光の反射は抑制されてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１の他方の面３４１ｂより出射されたパルスレーザ光は、分離部キャンセルウインド３４２の一方の面３４２ａに、入射角がブリュースタ角（＝５６．３４°）で入射し、他方の面３４２ｂより４５°の出射角で出射してもよい。
３．３ 作用
光ビーム分離部３４０では、分離部ビームスプリッタ３４１によりずれたパルスレーザ光の光軸を分離部キャンセルウインド３４２により補正し、光ビーム分離部３４０の有無により光軸のズレが生じることを抑制してもよい。分離部ビームスプリッタ３４１における他方の面３４１ｂと分離部キャンセルウインド３４２における一方の面３４２ａは、ブリュースタ角（＝５６．３４°）で、各々パルスレーザ光が出射及び入射するため、Ｈ方向の偏光成分の光の反射を抑制してもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２は部分反射させるための誘電体多層膜等が成膜されていない場合には、パルスレーザ光の反射がフレネル反射のみとなってもよい。これにより、部分反射させるための誘電体多層膜等が成膜されている場合と比べて、耐久性が高く、反射率の変化が抑制されてもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２におけるウエッジ加工は、例えば、複数枚をバッチ加工した後、所望の特性となるもの同士をペアリングしてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２のウエッジ加工における加工誤差の調整等は、分離部キャンセルウインド３４２の位置等を調節することで行なってもよい。
３．４ ＣａＦ２結晶の結晶方位
ＣａＦ２結晶により形成されている分離部ビームスプリッタ３４１の一方の面３４１ａは、＜１１１＞軸が略垂直となるように研磨されていてもよい。ＣａＦ２結晶により形成されている分離部キャンセルウインド３４２の他方の面３４ｂは、＜１１１＞軸が略垂直となるように研磨されていてもよい。
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、及び図６Ｂに示されるように、分離部ビームスプリッタ３４１は、一方の面３４１ａの法線＜１１１＞軸から見て、入射するパルスレーザ光の光路軸と＜００１＞軸とのなす角度αが約６０°となるように設置されていてもよい。即ち、入射するパルスレーザ光の光路が、＜１１１＞軸と＜０１０＞軸とを含む面と略平行となるように設置されていてもよい。
分離部キャンセルウインド３４２は、他方の面３４２ｂの法線＜１１１＞軸から見て、出射するパルスレーザ光の光路軸と＜００１＞軸とのなす角度αが約６０°となるように設置されていてもよい。即ち、パルスレーザ光の光路が、＜１１１＞軸と＜０１０＞軸とを含む面と略平行となるように設置されていてもよい。
尚、図５Ａは、光ビーム分離部３４０において、ＨＺ面に平行な面における平面図であり、図５Ｂは、光ビーム分離部３４０において、ＶＺ面に平行な面における平面図である。また、図６Ａは、分離部ビームスプリッタ３４１において、ＨＺ面に平行な面における平面図であり、図６Ｂは、分離部ビームスプリッタ３４１における一方の面３４１ａにおける平面図である。
上記のように、分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２を設置することにより、パルスレーザ光を吸収して熱応力が発生しても出射されるパルスレーザ光の偏光の変化を抑制することができる。
尚、ＰＯレーザ光計測部２２０におけるビームスプリッタ２２４をＣａＦ２結晶により形成した場合には、ビームスプリッタ２２４の一方の面及び他方の面は、＜１１１＞軸が略垂直となるように研磨されていてもよい。ビームスプリッタ２２４は、一方の面及び他方の面の法線＜１１１＞軸から見て、入射するパルスレーザ光の光路軸と＜００１＞軸とのなす角度αが約６０°となるように設置されていてもよい。言い換えるならば、パルスレーザ光の光路が、＜１１１＞軸と＜０１０＞軸とを含む面と平行となるように設置されていてもよい。
４．第１の実施の形態（光ビーム計測装置）
４．１ 構成
次に、図７Ａ及び図７Ｂに基づき第１の実施の形態における光ビーム計測装置３００について説明する。尚、図７Ａは、光ビーム計測装置３００において、ＨＺ面に平行な面における平面図であり、図７Ｂは、光ビーム計測装置３００において、ＨＶ面に平行な面における平面図である。図７Ａ及び図７Ｂにおける座標軸は、露光装置に進行するパルスレーザ光の座標軸を示している。
偏光計測器３１０は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、アパーチャ３１２、減光板３１３、ローションプリズム３１４、イメージセンサ３１５等を含んでいてもよい。
ビームプロファイル計測器３２０は、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、転写光学系３２２、イメージセンサ３２３等を含んでいてもよい。
レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０は、計測部キャンセルウインド３３１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、集光光学系３３３、イメージセンサ３３４等を含んでいてもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１の反射光の光路上に、第１の計測部ビームスプリッタ３１１を配置し、分離部ビームスプリッタ３４１の入射面と第１の計測部ビームスプリッタ３１１の入射面とは互いに直交していてもよい。また、第１の計測部ビームスプリッタ３１１におけるパルスレーザ光の入射角が４５°となるように設置してもよい。
偏光計測器３１０においては、第１の計測部ビームスプリッタ３１１の反射光の光路上に、アパーチャ３１２、減光板３１３、ローションプリズム３１４、イメージセンサ３１５の順となるように設置されていてもよい。
第１の計測部ビームスプリッタ３１１の透過光の光路上に、第２の計測部ビームスプリッタ３２１を設置してもよい。ビームプロファイル計測器３２０においては、第２の計測部ビームスプリッタ３２１の反射光の光路上に、転写光学系３２２、イメージセンサ３２３の順となるように設置されていてもよい。第２の計測部ビームスプリッタ３２１はウエッジ基板であってもよい。
第２の計測部ビームスプリッタ３２１の透過光の光路上には、ウエッジ基板により形成された計測部キャンセルウインド３３１を設置してもよい。また、計測部キャンセルウインド３３１の透過光の光路上には、第３の計測部ビームスプリッタ３３２を設置してもよい。レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０においては、第３の計測部ビームスプリッタ３３２の反射光の光路上に、集光光学系３３３、イメージセンサ３３４を設置してもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１の入射面と第２の計測部ビームスプリッタ３２１の入射面とは互いに直交していてもよく、第２の計測部ビームスプリッタ３２１におけるパルスレーザ光の入射角が４５°となるように設置してもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１の入射面と第３の計測部ビームスプリッタ３３２の入射面とは互いに直交していてもよく、第３の計測部ビームスプリッタ３３２におけるパルスレーザ光の入射角が４５°となるように設置してもよい。
第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、計測部キャンセルウインド３３１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２は、ＣａＦ２結晶により形成されていてもよい。また、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、計測部キャンセルウインド３３１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２には、パルスレーザ光を部分的に反射するための誘電体多層膜等が成膜されていなくともよい。
４．２ 動作
偏光計測器３１０においては、第１の計測部ビームスプリッタ３１１において反射されたパルスレーザ光は、反射光の中央部がアパーチャ３１２の開口部を通過し、減光板３１
３において光量調節された後、ローションプリズム３１４に入射してもよい。ローションプリズム３１４に入射したパルスレーザ光は、ローションプリズム３１４において、Ｖ方向の偏光成分とＨ方向の偏光成分に分離されてもよい。ローションプリズム３１４において、Ｖ方向の偏光成分とＨ方向の偏光成分に分離されたパルスレーザ光は、イメージセンサ３１５により検出されてもよい。
ビームプロファイル計測器３２０においては、第２の計測部ビームスプリッタ３２１において反射されたパルスレーザ光は、転写光学系３２２を介し、イメージセンサ３２３に入射し、検出されてもよい。
レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０においては、第３の計測部ビームスプリッタ３３２において反射されたパルスレーザ光は、集光光学系３３３を介し、イメージセンサ３３４に入射し、検出されてもよい。
４．３ 作用
分離部ビームスプリッタ３４１の入射面と第１の計測部ビームスプリッタ３１１の入射面とは直交しており、パルスレーザ光は同じ入射角４５°で入射していてもよい。よって、Ｐ偏光とＳ偏光の反射率の関係から、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するパルスレーザ光の偏光度と第１の計測部ビームスプリッタ３１１の反射光の偏光度とは同等となり、偏光が維持されてもよい。
このようにして、偏光計測器３１０における偏光度の計測結果が、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するパルスレーザ光の偏光度と一致するようにしてもよい。
偏光計測器３１０は、上記の構造に限定されることなく、第１の計測部ビームスプリッタ３１１の反射光の光路上にローションプリズム３１４と、不図示の集光光学系と、イメージセンサ３１５を設置してもよい。イメージセンサ３１５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子であって、不図示の集光光学系の焦点位置に設置されていてもよい。
４．４ 偏光計測
次に、図８に基づき、光ビーム計測装置３００における偏光計測器３１０において測定される偏光計測について説明する。図８は、偏光計測器３１０におけるイメージセンサ３１５において検出されるＶ方向の偏光成分とＨ方向の偏光成分に分離されたパルスレーザ光の様子を示すものである。図８に示すように、イメージセンサ３１５においては、Ｖ方向の偏光成分のピーク強度ＰｖとＨ方向の偏光成分のピーク強度Ｐｈを検出することができる。これらに基づき、偏光度Ｐは、下記の（１）に示す式より算出することができる。

Ｐ＝（Ｐｈ－Ｐｖ）／（Ｐｈ＋Ｐｖ）・・・（１）
尚、ピーク強度Ｐｖ及びＰｈから算出する方法以外にも、Ｖ方向の偏光成分における光強度を積分した値及びＨ方向の偏光成分における光強度を積分した値をＰｈ及びＰｖに置き換えて、偏光度Ｐを算出してもよい。
４．５ ビームプロファイル計測
次に、図９に基づき、光ビーム計測装置３００におけるビームプロファイル計測器３２０において測定されるビームプロファイル計測について説明する。図９は、ビームプロファイル計測器３２０におけるイメージセンサ３２３において検出されたパルスレーザ光の
ビームプロファイルを示す。パルスレーザ光のピーク強度に対し、Ｖ方向において光強度が１／ｅ２となる双方の端の座標をＶ１、Ｖ２とした場合、光ビームにおけるＶ方向の中心座標Ｂｃｖは、下記の（２）に示す式より算出することができる。

Ｂｃｖ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２・・・・・（２）
また、パルスレーザ光のピーク強度に対し、Ｈ方向において光強度が１／ｅ２となる双方の端の座標をＨ１、Ｈ２とした場合、光ビームにおけるＨ方向の中心座標Ｂｃｈは、下記の（３）に示す式より算出することができる。

Ｂｃｈ＝（Ｈ１＋Ｈ２）／２・・・・・（３）
尚、ビームプロファイルの中心位置（Ｂｃｈ、Ｂｃｖ）は、ビームプロファイル計測器３２０におけるイメージセンサ３２３において検出された画像データに基づいて、重心の位置を算出することにより得られるものであってもよい。また、Ｈ方向及びＶ方向におけるビーム幅（Ｂｗｈ、Ｂｗｖ）は、ピーク値に対して光強度が一定の割合（例えば、５％～１０％）以上となる領域の幅として算出してもよい。
４．６ レーザビーム進行方向の安定性計測
次に、図１０に基づき、光ビーム計測装置３００におけるレーザビーム進行方向の安定性計測器３３０において測定されるレーザビーム進行方向の安定性計測について説明する。図１０は、レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０におけるイメージセンサ３３４において検出されたパルスレーザ光のレーザビーム進行方向の安定性計測画像である。
Ｈ方向及びＶ方向におけるレーザビーム進行方向の安定性（Ｂｐｈ、Ｂｐｖ）は、レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０におけるイメージセンサ３３４において検出された画像データに基づいて、重心の位置を算出することにより求めてもよい。また、Ｈ方向及びＶ方向におけるビームダイバージェンス（Ｂｄｈ、Ｂｄｖ）は、ピーク値に対して光強度が一定の割合（例えば、１／ｅ２、または、５％～１０％）以上となる領域の幅として算出してもよい。
５．第２の実施の形態（光ビーム計測装置）
次に、図１１、図１２Ａ及び図１２Ｂに基づき第２の実施の形態における光ビーム計測装置について説明する。尚、図１１は第２の実施の形態における光ビーム計測装置の概要図であり、一部の構成要素が省略されている。また、図１２Ａは、本実施の形態における光ビーム計測装置において、ＨＺ面に平行な面における平面図であり、図１２Ｂは、本実施の形態における光ビーム計測装置において、ＨＶ面に平行な面における平面図である。また、図１１、図１２Ａ及び図１２Ｂにおける座標軸は、露光装置に進行するパルスレーザ光の座標軸を示している。尚、本実施の形態における光ビーム計測装置は、図１等に記載されている第１の実施の形態における光ビーム計測装置３００と置き換えて用いることができる。
本実施の形態における光ビーム計測装置は、第１の偏光計測器６１０、ビームプロファイル計測器６２０、レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０、第２の偏光計測器６４０、光ビーム分離部３４０、制御部３５０、ビーム計測制御部３６０等を含んでいてもよい。
第１の偏光計測器６１０は、光ビーム分離部３４０における分離部ビームスプリッタ３４１の反射光の光路上に設置されていてもよい。第１の偏光計測器６１０は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第１のエネルギセンサ６１２等を含んでいてもよい。第１の計測部ビームスプリッタ３１１において反射された光の全部は、第１のエネルギセンサ６１２に入射してもよい。
ビームプロファイル計測器６２０は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１の透過光の光路上に設置されていてもよい。ビームプロファイル計測器６２０は、キャンセルウインド６２４、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、転写光学系３２２、イメージセンサ３２３、蛍光板６２５、転写光学系６２６等を含んでいてもよい。第１の計測部ビームスプリッタ３１１を透過したパルスレーザ光は、キャンセルウインド６２４を透過し、第２の計測部ビームスプリッタ３２１において反射されてもよい。第２の計測部ビームスプリッタ３２１において反射された光は、転写光学系３２２、蛍光板６２５及び転写光学系６２６を介し、イメージセンサ３２３に入射してもよい。
レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０は、第２の計測部ビームスプリッタ３２１の透過光の光路上に設置されていてもよい。レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０は、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、集光光学系３３３、イメージセンサ３３４、減光板６３５、蛍光板６３６、転写光学系６３７、キャンセルウインド６３８等を含んでいてもよい。第２の計測部ビームスプリッタ３２１を透過したパルスレーザ光は、第３の計測部ビームスプリッタ３３２において反射されてもよい。第３の計測部ビームスプリッタ３３２において反射された光は、集光光学系３３３、減光板６３５、蛍光板６３６、転写光学系６３７を介し、イメージセンサ３３４に入射してもよい。第３の計測部ビームスプリッタ３３２を透過したパルスレーザ光は、キャンセルウインド６３８に入射してもよい。
第２の偏光計測器６４０は、第３の計測部ビームスプリッタ３３２の透過光の光路上に設置されていてもよい。第２の偏光計測器６４０は、ミラー６４１、第２のエネルギセンサ６４２、偏光子６４３等を含んでいてもよい。偏光子６４３は、Ｈ方向の偏光成分を反射し、Ｖ方向の偏光成分を高透過するものであってもよい。
分離部ビームスプリッタ３４１と偏光子６４３とは、パルスレーザ光の入射面が略一致するように設置してもよい。偏光子６４３は、パルスレーザ光の入射角θがブリュースタ角となるように設置してもよい。ミラー６４１は、合成石英基板等であって、パルスレーザ光を高反射する高反射膜が成膜されていてもよい。ミラー６４１において反射されたパルスレーザ光の全部は、第２のエネルギセンサ６４２に入射してもよい。
第１のエネルギセンサ６１２及び第２のエネルギセンサ６４２は、パルスレーザ光を拡散するスリガラスとフォトダイオード等を含んでいてもよい。スリガラスで拡散した光はフォトダイオードにより検出されてもよい。また、第１のエネルギセンサ６１２及び第２のエネルギセンサ６４２は、焦電素子を含むエネルギセンサであってもよい。
第１の偏光計測器６１０においては、第１のエネルギセンサ６１２により、パルスレーザ光のＨ方向の偏光成分とＶ方向の偏光成分を合わせた全体のパルスエネルギの強度を計測してもよい。
第２の偏光計測器６４０においては、第２のエネルギセンサ６４２により、パルスレーザ光のＨ方向の偏光成分のパルスエネルギの強度に比例した値を計測してもよい。
第１のエネルギセンサ６１２において検出されたパルスエネルギの強度と、第２のエネルギセンサ６４２において検出されたパルスエネルギの強度は、ビーム計測制御部３６０に送信されてもよい。
６．光ビーム計測装置における計測方法
６．１ 第１の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法
次に、図１３に基づき第１の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法について説明する。
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、バースト番号Ｓを０に設定してもよい。バースト番号Ｓとは、パルスレーザ光を照射する際に、時間軸において連続するパルスレーザ光のかたまりの順番を意味するものであり、１より始まる番号である。ここでは、バースト開始前として初期値０に設定してもよい。
次に、ステップＳ１０４において、シャッタ信号がオフからオンに変化したか否かを判断してもよい。シャッタ信号がオフからオンに変化した場合には、ステップ１０６に移行してもよい。シャッタ信号がオフからオンに変化していない場合には、ステップ１０４を繰り返してもよい。
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、バースト開始時刻を読み込んでもよい。
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、シャッタ信号がオンからオフに変化したか否かを判断してもよい。シャッタ信号がオンからオフに変化した場合には、ステップ１１０に移行してもよい。シャッタ信号がオンからオフに変化していない場合には、ステップ１０８を繰り返してもよい。
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、偏光計測器３１０におけるイメージセンサ３１５、ビームプロファイル計測器３２０におけるイメージセンサ３２３、レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０におけるイメージセンサ３３４より画像データを取得してもよい。
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、イメージセンサ３１５、イメージセンサ３２３、イメージセンサ３３４において取得された画像データをビーム計測制御部３６０等における不図示の記憶部に記憶してもよい。この際、ステップ１０６により読み込まれたバースト開始時刻等も併せて記憶してもよい。
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、現在のバースト番号Ｓに１を加えることにより新たなバースト番号Ｓを設定してもよい。
次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、ビームプロファイルパラメータを算出してもよい。具体的には、後述するビームプロファイルパラメータを算出するサブルーチンを行ってもよい。
次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、レーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出してもよい。具体的には、後述するレーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出するサブルーチンを行ってもよい。
次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、偏光パラメータを算出してもよい。具体的には、後述する偏光パラメータを算出するサブルーチンを行ってもよい。
次に、ステップ１２２（Ｓ１２２）において、各種データ、即ち、バースト開始時刻、バースト番号Ｓ、算出されたビームプロファイルパラメータ、レーザビーム進行方向の安定性パラメータ、偏光パラメータ等をレーザ制御部４２０に送信してもよい。
次に、ステップ１２４（Ｓ１２４）において、光ビームの計測を中止するか否かの判断をしてもよい。光ビームの計測を中止しない場合には、ステップ１０４に移行してもよい。光ビームの計測を中止する場合には、終了してもよい。
以上により、第１の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測を行うことができる。
次に、図１４に基づき、図１３のステップ１１６におけるビームプロファイルパラメータを算出するサブルーチンについて説明する。
最初に、ステップ２１２（Ｓ２１２）において、ビーム計測制御部３６０等における不図示の記憶部に記憶されているビームプロファイル計測器３２０のイメージセンサ３２３において検出された画像データを不図示の演算部に読み込んでもよい。
次に、ステップ２１４（Ｓ２１４）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演算部により、ビームプロファイルパラメータを算出してもよい。具体的には、ビームプロファイル計測器３２０におけるイメージセンサ３２３において検出された画像データより、Ｈ方向のビーム幅Ｂｗｈ、Ｖ方向のビーム幅Ｂｗｖ、Ｈ方向の中心の位置Ｂｃｈ、Ｖ方向の中心の位置Ｂｃｖを算出してもよい。この後、図１３におけるメインルーチンに戻ってもよい。
次に、図１５に基づき、図１３のステップ１１８におけるレーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出するサブルーチンについて説明する。
最初に、ステップ２２２（Ｓ２２２）において、ビーム計測制御部３６０等における不図示の記憶部に記憶されているレーザビーム進行方向の安定性計測器３３０におけるイメージセンサ３３４において検出された画像データを不図示の演算部に読み込んでもよい。
次に、ステップ２２４（Ｓ２２４）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演算部により、レーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出するための光ビームの幅及び位置を算出してもよい。具体的には、レーザビーム進行方向の安定性計測器３３０におけるイメージセンサ３３４において検出された画像データより、Ｈ方向の幅Ｗｈ、Ｖ方向の幅Ｗｖ、Ｈ方向の位置Ｐｐｈ、Ｖ方向の中心の位置Ｐｐｖを算出してもよい。
次に、ステップ２２６（Ｓ２２６）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演算部により、レーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出してもよい。具体的には、ステップ２２４において算出した幅Ｗｈ及び幅Ｗｖに基づき、Ｈ方向のビームダイバージェンスＢｄｈ＝ｆ・Ｗｈ、Ｖ方向のビームダイバージェンスＢｄｖ＝ｆ・Ｗｖを算出してもよい。また、位置Ｐｐｈ及び位置Ｐｐｖに基づき、Ｈ方向のレーザビーム進行方向の安定性Ｂｐｈ＝ｆ・Ｐｐｈ、Ｖ方向のレーザビーム進行方向の安定性Ｂｐｖ＝ｆ・Ｐｐｖを算出してもよい。尚、ｆは焦点距離である。この後、図１３に記載のメインルーチンに戻ってもよい。
次に、図１６に基づき、図１３のステップ１２０における偏光パラメータを算出するサブルーチンについて説明する。
最初に、ステップ２３２（Ｓ２３２）において、ビーム計測制御部３６０等における不図示の記憶部に記憶されている偏光計測器３１０におけるイメージセンサ３１５において検出された画像データを不図示の演算部に読み込んでもよい。
次に、ステップ２３４（Ｓ２３４）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演算部により、偏光度を算出するためのＳ偏光成分のピーク強度Ｐｖ及びＰ偏光成分のピーク強度Ｐｈを算出してもよい。具体的には、偏光計測器３１０におけるイメージセンサ３１５において検出された画像データより、Ｓ偏光成分のピーク強度Ｐｖ及びＰ偏光成分のピーク強度Ｐｈを算出してもよい。
次に、ステップ２３６（Ｓ２３６）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演算部により、偏光度Ｐを算出してもよい。具体的には、ステップ２３４において算出したＳ偏光成分のピーク強度Ｐｖ及びＰ偏光成分のピーク強度Ｐｈより、上述した（１）に示す式より、偏光度Ｐを算出してもよい。この後、図１３に記載のメインルーチンに戻ってもよい。
６．２ 第２の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法
次に、図１７に基づき第２の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法について説明する。
最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）において、バースト番号Ｓを０に設定してもよい。バースト番号Ｓとは、パルスレーザ光を照射する際の時間軸におけるパルスレーザ光のかたまりを意味するものであり、１より始まる番号である。ここでは、バースト開始前として初期値０に設定してもよい。
次に、ステップ３０４（Ｓ３０４）において、光強度積算値Ｐｂｓｕｍ及びＰｅｓｕｍを０に設定してもよい。尚、光強度積算値Ｐｂｓｕｍは、第１のエネルギセンサ６１２において検出された光強度Ｐｂの積算値であり、光強度積算値Ｐｅｓｕｍは、第２のエネルギセンサ６４２において検出された光強度Ｐｅの積算値である。
次に、ステップ３０６（Ｓ３０６）において、シャッタ信号がオフからオンに変化したか否かを判断してもよい。シャッタ信号がオフからオンに変化した場合には、ステップ３０８に移行してもよい。シャッタ信号がオフからオンに変化していない場合には、ステップ３０６を繰り返してもよい。
次に、ステップ３０８（Ｓ３０８）において、バースト開始時刻を読み込んでもよい。
次に、ステップ３１０（Ｓ３１０）において、発光トリガが入力されたか否かを判断してもよい。発光トリガが入力されたと判断された場合には、ステップ３１２に移行してもよい。発光トリガが入力されていないと判断された場合には、ステップ３１０を繰り返してもよい。
次に、ステップ３１２（Ｓ３１２）において、ビーム計測制御部３６０に、第１のエネルギセンサ６１２において検出されたパルスエネルギの強度Ｐｂと、第２のエネルギセンサ６４２において検出されたパルスエネルギの強度Ｐｅとを読み込んでもよい。
次に、ステップ３１４（Ｓ３１４）において、ビーム計測制御部３６０の不図示の演算部において、現在の光強度積算値Ｐｂｓｕｍにステップ３１２において読み込んだパルスエネルギの強度Ｐｂを加え、新たな光強度積算値Ｐｂｓｕｍとしてもよい。同様に、現在の光強度積算値Ｐｅｓｕｍにステップ３１２において読み込んだパルスエネルギの強度Ｐ
ｅを加え、新たな光強度積算値Ｐｅｓｕｍとしてもよい。
次に、ステップ３１６（Ｓ３１６）において、シャッタ信号がオンからオフに変化したか否かを判断してもよい。シャッタ信号がオンからオフに変化した場合には、ステップ３１８に移行してもよい。シャッタ信号がオンからオフに変化していない場合には、ステップ３１０に移行してもよい。
次に、ステップ３１８（Ｓ３１８）において、ビームプロファイル計測器６２０におけるイメージセンサ３２３、レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０におけるイメージセンサ３３４より画像データを取得してもよい。
次に、ステップ３２０（Ｓ３２０）において、光強度積算値Ｐｂｓｕｍ及びＰｅｓｕｍ、イメージセンサ３２３、イメージセンサ３３４において取得された画像データをビーム計測制御部３６０等における不図示の記憶部に記憶してもよい。この際、ステップ３０８により読み込まれたバースト開始時刻等も併せて記憶してもよい。
次に、ステップ３２２（Ｓ３２２）において、現在のバースト番号Ｓに１を加えることにより、新たなバースト番号Ｓを設定してもよい。
次に、ステップ３２４（Ｓ３２４）において、ビームプロファイルパラメータを算出してもよい。具体的には、図１４に示されるビームプロファイルパラメータを算出するサブルーチンを行ってもよい。
次に、ステップ３２６（Ｓ３２６）において、レーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出してもよい。具体的には、図１５に示されるレーザビーム進行方向の安定性パラメータを算出するサブルーチンを行ってもよい。
次に、ステップ３２８（Ｓ３２８）において、偏光度Ｐを算出してもよい。具体的には、後述する偏光度Ｐを算出するサブルーチンを行ってもよい。
次に、ステップ３３０（Ｓ３３０）において、各種データ、即ち、バースト開始時刻、バースト番号Ｓ、算出されたビームプロファイルパラメータ、レーザビーム進行方向の安定性パラメータ、偏光パラメータ等をレーザ制御部４２０に送信してもよい。
次に、ステップ３３２（Ｓ３３２）において、光ビームの計測を中止するか否かを判断してもよい。光ビームの計測を中止しない場合には、ステップ３０４に移行してもよい。光ビームの計測を中止する場合には、終了してもよい。
以上により、第２の実施の形態における光ビーム計測装置による光ビームの計測方法を行うことができる。
次に、図１８に基づき、図１７のステップ３２８における偏光度を算出するサブルーチンについて説明する。
最初に、ステップ４０２（Ｓ４０２）において、不図示の記憶部に記憶されている第１のエネルギセンサ６１２における光強度積算値Ｐｂｓｕｍ及び第２のエネルギセンサ６４２における光強度積算値Ｐｅｓｕｍを不図示の演算部に読み込んでもよい。不図示の記憶部及び不図示の演算部は、ビーム計測制御部３６０等に設けられていてもよい。
次に、ステップ４０４（Ｓ４０４）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演
算部により、偏光度Ｐを算出するためのＸの値を光強度積算値Ｐｂｓｕｍ及び光強度積算値Ｐｅｓｕｍより算出してもよい。具体的には、Ｘの値は、Ｘ＝Ｐｂｓｕｍ／Ｐｅｓｕｍより算出してもよい。
次に、ステップ４０６（Ｓ４０６）において、ビーム計測制御部３６０等の不図示の演算部により、ステップ４０４において算出されたＸの値に基づき偏光度Ｐを算出してもよい。具体的には、Ｐ＝（１－２Ｋ・Ｘ）に基づき算出してもよい。尚、Ｋは係数であり、図１９に示されるように、Ｘの値と偏光度Ｐとの関係を測定することにより、予め算出しておいてもよい。この後、図１７に記載のメインルーチンに戻ってもよい。
７．第３の実施の形態（レーザ装置）
次に、図２０に基づき第３の実施の形態におけるレーザ装置について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態において、第１の偏光計測器を光ビーム計測装置の外の光ビーム分離部３４０の前段に設けた構造のものである。尚、図２０における座標軸は、露光装置に進行するパルスレーザ光の座標軸を示している。
具体的には、本実施の形態においては、光ビーム計測装置には、ビームプロファイル計測器６２０、レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０、第２の偏光計測器６４０等を含んでいてもよい。また、第１の偏光計測器６５０は、パルスレーザ光の光路上において、光ビーム計測装置における光ビーム分離部３４０の前段に設けてもよい。
第１の偏光計測器６５０は、ビームスプリッタ６５１、ミラー６５２、第１のエネルギセンサ６１２を含んでいてもよい。ビームスプリッタ６５１に入射したパルスレーザ光のうち、ビームスプリッタ６５１において反射されたパルスレーザ光は、ミラー６５２において反射され、第１のエネルギセンサ６１２に入射してもよい。第１のエネルギセンサ６１２では、入射したパルスエネルギが計測され、計測されたパルスエネルギの値は、エネルギ制御部６６０に送信され、更に、レーザ制御部４２０を介し、ビーム計測制御部３６０に送信されてもよい。また、ビームスプリッタ６５１を透過したパルスレーザ光は、光ビーム分離部３４０における分離部ビームスプリッタ３４１において反射されてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１において反射されたパルスレーザ光により、ビームプロファイル計測器６２０、レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０、第２の偏光計測器６４０において、パルスレーザ光の計測が行われてもよい。
８． 制御部
次に、図２１に基づき本開示のレーザ装置におけるレーザ制御部４２０等の各制御部について説明する。
レーザ制御部４２０等の各制御部は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、以下のように構成されてもよい。
制御部は、処理部７００、処理部７００に接続されるストレージメモリ７０５、ユーザインターフェイス７１０、パラレルＩ／Ｏコントローラ７２０、シリアルＩ／Ｏコントローラ７３０、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ７４０を含んでいてもよい。処理部７００は、ＣＰＵ７０１、ＣＰＵ７０１に接続されたメモリ７０２、タイマ７０３、ＧＰＵ７０４を含んでいてもよい。
処理部７００は、ストレージメモリ７０５に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部７００は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ７０５からデータを読み出したり、ストレージメモリ７０５にデータを記憶させたりしてもよい。
パラレルＩ／Ｏコントローラ７２０は、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。パラレルＩ／Ｏコントローラ７２０は、処理部７００がプログラムを実行する過程で行うパラレルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
シリアルＩ／Ｏコントローラ７３０は、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ７３０は、処理部７００がプログラムを実行する過程で行うシリアルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ７４０は、アナログポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ７４０は、処理部７００がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
ユーザインターフェイス７１０は、オペレータが処理部７００によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部７００に行わせるよう構成されてもよい。
処理部７００のＣＰＵ７０１はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ７０２は、ＣＰＵ７０１がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマ７０３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ７０１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ７０４は、処理部７００に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をＣＰＵ７０１に出力してもよい。
パラレルＩ／Ｏコントローラ７２０に接続されるパラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器は、各種装置や、他の制御部等であってもよい。
シリアルＩ／Ｏコントローラ７３０に接続されるシリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器は、各種装置や、他の制御部等であってもよい。
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ７４０接続される、アナログポートを介して通信可能な機器は、各種センサであってもよい。
９．光ビーム分離部の具体的な構成
図２２は、光ビーム分離部の構成を例示する図である。図２２に例示される光ビーム分離部３４０は、分離部ビームスプリッタ３４１、分離部キャンセルウインド３４２、第一のホルダ８０１、第二のホルダ８０２、及びハウジング８０３を含んでもよい。分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２の各々は、コート無しのウエッジ基板であってもよい。分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２の各々は、例えば、ＣａＦ２の結晶（線膨張係数：約１．８４×１０－７）で作られてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２は、同一の寸法を有してもよい。分離部ビームスプリッタ３４１は、第一のホルダ８０１内に保持されてもよい。分離部キャンセルウインド３４２は、第二のホルダ８０２内に保持されてもよい。第一のホルダ８０１及び第二のホルダ８０２は、ハウジング８０３内に設けられてもよい。
ＰＯ２００側からのレーザ光は、分離部ビームスプリッタ３４１に入射してもよい。分離部ビームスプリッタ３４１に入射して分離部ビームスプリッタ３４１によって反射され
るレーザ光は、計測器へ入射してもよい。計測器は、偏光計測器３１０、ビームプロファイル計測器３２０、又はレーザビーム進行方向の安定性計測器３３０のような計測器であってもよい。分離部ビームスプリッタ３４１に入射して分離部ビームスプリッタ３４１を透過するレーザ光は、分離部ビームスプリッタ３４１によって屈折されて分離部キャンセルウインド３４２に入射してもよい。分離部キャンセルウインド３４２に入射するレーザ光は、分離部キャンセルウインド３４２によって反対側に屈折されて分離部キャンセルウインド３４２を透過してもよい。分離部キャンセルウインド３４２を透過したレーザ光は、露光装置５００側に向かって出力されてもよい。分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２は、露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸が、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸と一致するように、設けられてもよい。
図２３は、光ビーム分離部に使用されるホルダを例示する分解斜視図である。図２４は、光ビーム分離部に使用されるホルダを例示する三面図である。図２５は、光ビーム分離部に使用されるホルダを例示する部分図である。
図２３、図２４、及び図２５に例示されるように、第一のホルダ８０１及び第二のホルダ８０２は、それぞれ、分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２を保持してもよい。
第一のホルダ８０１又は第二のホルダ８０２は、スーパーインバー（ｓｕｐｅｒ ｉｎｖａｒ）で作られてもよい。スーパーインバーは、超不変鉄、超不変鋼、又はスーパーアンバーと呼ばれてもよい。スーパーインバーは、鉄、ニッケル、及びコバルトで構成された合金であってもよい。例えば、スーパーインバーは、６３．５％の鉄、３１．５％のニッケル、及び５％のコバルトで構成された三元合金であってもよい。スーパーインバーの線膨張係数は、約４×１０－７であってもよい。第一のホルダ８０１又は第二のホルダ８０２が、スーパーインバーで作られる場合には、第一のホルダ８０１又は第二のホルダ８０２の熱変形が低減され得る。それによって、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸に対する露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸のずれが低減され得る。
分離部ビームスプリッタ３４１を保持するための第一のホルダ８０１には、フランジ８０４、分離部ビームスプリッタ３４１、スペーサ８０５、円環板ばね８０７、及び押さえリング８０９が設けられてもよい。分離部キャンセルウインド３４２を保持するための第二のホルダ８０２には、フランジ８０４、分離部キャンセルウインド３４２、スペーサ８０５、円環板ばね８０７、及び押さえリング８０９が設けられてもよい。
フランジ８０４は、第一のホルダ８０１又は第二のホルダ８０２に装着されると共に固定されてもよい。フランジ８０４は、スーパーインバーで作られてもよい。フランジ８０４が、スーパーインバーで作られる場合には、フランジ８０４の熱変形が改善され得る。それによって、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸に対する露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸のずれが低減され得る。分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２は、フランジ８０４に装着されてもよい。
スペーサ８０５は、フランジ８０４に対して分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２を押圧するように設けられてもよい。スペーサ８０５は、三個の突起部８０６を有してもよい。スペーサ８０５は、三個の突起部８０６によって分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２を押圧するように、構成されてもよい。スペーサ８０５は、スーパーインバーで作られてもよい。スペーサ８０５が
、スーパーインバーで作られる場合には、スペーサ８０５の熱変形が改善され得る。それによって、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸に対する露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸のずれが低減され得る。
円環板ばね８０７は、フランジ８０４及び分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２に対してスペーサ８０５を押圧するように設けられてもよい。円環板ばね８０７は、三個のくさび部分８０８を有してもよい。円環板ばね８０７は、三個のくさび部分８０８によってスペーサ８０５、分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２を押圧するように、構成されてもよい。円環板ばね８０７は、円環板ばね８０７の三個のくさび部分８０８の位置が、スペーサ８０５の三個の突起部８０６の位置と対応するように、配置されてもよい。円環板ばね８０７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ：Steel Use Stainless）で作られてもよい。ＳＵＳとしては、例えば、ＳＵＳ３０４（線膨張係数：１．７３×１０－５）であってもよい。円環板ばね８０７を使用する場合には、振動による分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２の位置ずれが低減さ得る。それによって、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸に対する露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸のずれが低減され得る。
押さえリング８０９は、フランジ８０４、分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２、及びスペーサ８０５に対して円環板ばね８０７を押圧するように設けられてもよい。押さえリング８０９は、ステンレス鋼（ＳＵＳ：Steel Use Stainless）で作られてもよい。ＳＵＳとしては、例えば、ＳＵＳ３０４（線膨張係数：１．７３×１０－５）であってもよい。
ボルト８１０は、スーパーインバーで作られてもよい。ボルト８１０が、スーパーインバーで作られる場合には、ボルト８１０の熱変形が改善され得る。それによって、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸に対する露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸のずれが低減され得る。
フランジ８０４にはボルト８１０を受容する孔が設けられてもよい。円環板ばね８０７及び押さえリング８０９にはボルト８１０を挿入するための孔が設けられてもよい。押さえリング８０９及び円環板ばね８０７を通じてボルト８１０をフランジ８０４に挿入してもよい。それによって、フランジ８０４及び押さえリング８０９の間に分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２、スペーサ８０５、及び円環板ばね８０７を固定してもよい。
フランジ８０４には、一個又は複数のＯリング８１１が設けられてもよい。一個又は複数のＯリング８１１は、ゴムで作られてもよい。フランジ８０４に一個又は複数のＯリング８１１が設けられる場合には、フランジ８０４の内部における分離部ビームスプリッタ３４１又は分離部キャンセルウインド３４２の回転が低減され得る。それによって、分離部ビームスプリッタ３４１に入射するレーザ光の軸に対する露光装置５００側に向かって出力されるレーザ光の軸のずれが低減され得る。
１０．第４の実施の形態（光ビーム計測装置）
次に、図２６Ａ及び図２６Ｂに基づき第４の実施の形態における光ビーム計測装置について説明する。尚、図２６Ａは、本実施の形態における光ビーム計測装置において、ＨＺ面に平行な面における平面図であり、図２６Ｂは、本実施の形態における光ビーム計測装置において、ＨＶ面に平行な面における平面図である。また、図２６Ａ及び図２６Ｂにおける座標軸は、露光装置に進行するパルスレーザ光の座標軸を示している。尚、本実施の形態における光ビーム計測装置は、図１等に記載されている第１の実施の形態における光
ビーム計測装置３００、又は、図１１等に記載されている第２の実施の形態における光ビーム計測装置３００と置き換えて用いることができる。
本実施の形態における光ビーム計測装置は、第２の実施の形態において、ビームプロファイル計測器６２０に含まれるキャンセルウインド６２４の代りに第１のキャンセルウインド６２７を追加した構造のものである。更に、本実施の形態における光ビーム計測装置は、第２の実施の形態において、レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０に第２のキャンセルウインド６３９を追加した構造のものである。
第１のキャンセルウインド６２７は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１を透過したパルスレーザ光の光路上に設置されてもよい。第１のキャンセルウインド６２７は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１と第２の計測部ビームスプリッタ３２１との間に設置されてもよい。
第１のキャンセルウインド６２７は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１を透過したパルスレーザ光の光路軸を、第１の計測部ビームスプリッタ３１１に入射するパルスレーザ光の光路軸と略平行となるように補正してもよい。
尚、第１の計測部ビームスプリッタ３１１に入射するパルスレーザ光は、光ビーム分離部３４０において分離されたパルスレーザ光であり得る。
上記構成により、第１のキャンセルウインド６２７を透過して出射したパルスレーザ光は、第１の計測部ビームスプリッタ３１１に入射するパルスレーザ光の光路軸に略平行な光路軸を有して、第２の計測部ビームスプリッタ３２１に入射し得る。第２の計測部ビームスプリッタ３２１に入射したパルスレーザ光は、その一部が４５°の反射角で反射されて転写光学系３２２に入射し、その他の一部が透過し得る。転写光学系３２２に入射したパルスレーザ光は、蛍光板６２５及び転写光学系６２６を介してイメージセンサ３２３に入射し、当該パルスレーザ光のビームプロファイルが計測され得る。
第２のキャンセルウインド６３９は、第２の計測部ビームスプリッタ３２１を透過したパルスレーザ光の光路上に設置されてもよい。第２のキャンセルウインド６３９は、第２の計測部ビームスプリッタ３２１と第３の計測部ビームスプリッタ３３２との間に設置されてもよい。
第２のキャンセルウインド６３９は、第２の計測部ビームスプリッタ３２１を透過したパルスレーザ光の光路軸を、第２の計測部ビームスプリッタ３２１に入射するパルスレーザ光の光路軸と略平行となるように補正してもよい。
上記構成により、第２のキャンセルウインド６３９を透過して出射したパルスレーザ光は、第２の計測部ビームスプリッタ３２１に入射するパルスレーザ光の光路軸に略平行な光路軸を有して、第３の計測部ビームスプリッタ３３２に入射し得る。第３の計測部ビームスプリッタ３３２に入射したパルスレーザ光は、その一部が４５°の反射角で反射されて集光光学系３３３に入射し、その他の一部が透過し得る。集光光学系３３３に入射したパルスレーザ光は、減光板６３５、蛍光板６３６、及び転写光学系６３７を介してイメージセンサ３３４に入射し、当該パルスレーザ光のレーザビーム進行方向の安定性が計測され得る。
それにより、レーザビーム進行方向の安定性計測器６３０では、計測データの歪みが抑制され得る。
このように、本実施の形態における光ビーム計測装置は、第１のキャンセルウインド６２７及び第２のキャンセルウインド６３９を設置することによって、ビームプロファイル計測器６２０及びレーザビーム進行方向の安定性計測器６３０における計測データの歪みを抑制し得る。
本実施の形態において、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８は、以下に示すように、図５Ａ～図６Ｂに示された分離部ビームスプリッタ３４１及び分離部キャンセルウインド３４２と同様の構成となるように形成されてもよい。
例えば、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８のそれぞれは、ウエッジ基板により形成されてもよい。
この場合、第１の計測部ビームスプリッタ３１１及び第１のキャンセルウインド６２７は、ペアリングされて、互いに略同一の構造及び特性を有するウエッジ基板により形成されてもよい。第２の計測部ビームスプリッタ３２１及び第２のキャンセルウインド６３９は、ペアリングされて、互いに略同一の構造及び特性を有するウエッジ基板により形成されてもよい。第３の計測部ビームスプリッタ３３２及びキャンセルウインド６３８は、ペアリングされて、互いに略同一の構造及び特性を有するウエッジ基板により形成されてもよい。
そして、第１の計測部ビームスプリッタ３１１のパルスレーザ光が入射する側の面と、第１のキャンセルウインド６２７のパルスレーザ光が出射する側の面とは、略平行であってもよい。第１の計測部ビームスプリッタ３１１のパルスレーザ光が出射する側の面と、第１のキャンセルウインド６２７のパルスレーザ光が入射する側の面とは、略平行であってもよい。第２の計測部ビームスプリッタ３２１のパルスレーザ光が入射する側の面と、第２のキャンセルウインド６３９のパルスレーザ光が出射する側の面とは、略平行であってもよい。第２の計測部ビームスプリッタ３２１のパルスレーザ光が出射する側の面と、第２のキャンセルウインド６３９のパルスレーザ光が入射する側の面とは、略平行であってもよい。第３の計測部ビームスプリッタ３３２のパルスレーザ光が入射する側の面と、キャンセルウインド６３８のパルスレーザ光が出射する側の面とは、略平行であってもよい。第３の計測部ビームスプリッタ３３２のパルスレーザ光が出射する側の面と、キャンセルウインド６３８のパルスレーザ光が入射する側の面とは、略平行であってもよい。
また例えば、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８は、ＣａＦ２結晶により形成されていてもよい。
この場合、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、及び第３の計測部ビームスプリッタ３３２のそれぞれは、パルスレーザ光が入射する側の面が、ＣａＦ２結晶の＜１１１＞軸が略垂直となるように研磨されてもよい。加えて、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８のそれぞれは、パルスレーザ光が出射する側の面が、ＣａＦ２結晶の＜１１１＞軸が略垂直となるように研磨されてもよい。
更にこの場合、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、及び第３の計測部ビームスプリッタ３３２のそれぞれは、パルスレーザ光が入射する側の面の法線＜１１１＞軸から見て、入射するパルスレーザ光の光路軸と＜００１＞軸とのなす角度が約６０°となるように設置されてもよい。言い換えるならば、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、及び第３の計測部ビームスプリッタ３３２のそれぞれは、入射するパルスレーザ光の光路がＣａＦ２結晶の＜１１１＞軸及び＜０１０＞軸を含む面と略平行となるように設置されてもよい。加えて、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８のそれぞれは、パルスレーザ光が出射する側の面の法線＜１１１＞軸から
見て、出射するパルスレーザ光の光路軸と＜００１＞軸とのなす角度が約６０°となるように設置されてもよい。言い換えるならば、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８のそれぞれは、出射するパルスレーザ光の光路がＣａＦ２結晶の＜１１１＞軸及び＜０１０＞軸を含む面と略平行となるように設置されてもよい。
上記構成により、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８は、パルスレーザ光を吸収して熱応力が発生しても出射されるパルスレーザ光の偏光の変化を抑制することができる。
尚、第１の計測部ビームスプリッタ３１１、第２の計測部ビームスプリッタ３２１、第３の計測部ビームスプリッタ３３２、第１のキャンセルウインド６２７、第２のキャンセルウインド６３９、及びキャンセルウインド６３８のそれぞれには、パルスレーザ光を部分的に反射するための誘電体多層膜等が成膜されていなくともよい。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
本出願は、２０１３年６月２７日に出願された日本国特許出願第２０１３－１３４７０７号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その全体の内容は、ここに援用される。
本出願は、２０１４年１月２２日に出願された特許協力条約に基づく国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１４／０５１２９５号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その全体の内容は、ここに援用される。
１００ ＭＯ
１１０ ＭＯレーザチャンバ
１１０ａ ウインド
１１０ｂ ウインド
１１１ａ 電極（第１の電極）
１１１ｂ 電極（第２の電極）
１１２ ＭＯ充電器
１１３ ＭＯ－ＰＰＭ
１１３ａ スイッチ
１１４ 狭帯域化モジュール
１１４ａ プリズム
１１４ｂ プリズム
１１４ｃ グレーティング
１１４ｄ 回転ステージ
１１５ 出力結合ミラー
１１７ ＭＯエネルギ計測器
１２０ 波長調整部
２００ ＰＯ
２１０ ＰＯレーザチャンバ
２１０ａ ウインド
２１０ｂ ウインド
２１１ａ 電極（第１の電極）
２１１ｂ 電極（第２の電極）
２１２ ＰＯ充電器
２１３ ＰＯ－ＰＰＭ
２１３ａ スイッチ
２１５ 分反射ミラー
２１６ 出力結合ミラー
２２０ ＰＯレーザ光計測部
２２１ ＰＯエネルギ計測器
２２２ スペクトル計測器
２２３ ビームスプリッタ
２２４ ビームスプリッタ
３００ 光ビーム計測装置
３１０ 偏光計測器
３１１ 第１の計測部ビームスプリッタ
３１２ アパーチャ
３１３ 減光板
３１４ ローションプリズム
３１５ イメージセンサ
３２０ ビームプロファイル計測器
３２１ 第２の計測部ビームスプリッタ
３２２ 転写光学系
３２３ イメージセンサ
３３０ レーザビーム進行方向の安定性計測器
３３１ 計測部キャンセルウインド
３３２ 第３の計測部ビームスプリッタ
３３３ 集光光学系
３３４ イメージセンサ
３４０ 光ビーム分離部
３４１ 分離部ビームスプリッタ
３４２ 分離部キャンセルウインド
３５０ 制御部
３６０ ビーム計測制御部
４２０ レーザ制御部
４２１ エネルギ制御部
４２２ 波長制御部
４３０ データ収集処理システム
４４０ ＦＤＣシステム
５００ 露光装置
５１０ 露光装置制御部
８０１ 第一のホルダ
８０２ 第二のホルダ
８０３ ハウジング
８０４ フランジ
８０５ スペーサ
８０６ 突起部
８０７ 円環板ばね
８０８ くさび部分
８０９ 押さえリング
８１０ ボルト
８１１ Ｏリング

Claims (8)

  1. ウエッジ基板により形成され、レーザ光の光路上に設置された第１の分離基板と、
    ウエッジ基板により形成され、前記レーザ光の光路上に設置された第２の分離基板と、
    を備え、
    前記第１の分離基板は、一方の面より入射したレーザ光が前記一方の面において一部反射されることにより、前記レーザ光の一部が分離されるように構成され、
    前記第２の分離基板は、前記第１の分離基板の前記一方の面に入射したレーザ光のうち、前記第１の分離基板を透過したレーザ光が前記第１の分離基板の他方の面より出射して、前記第２の分離基板の一方の面に入射し、前記第２の分離基板の他方の面より出射するように構成され、
    前記第１の分離基板に入射するレーザ光の光軸と、前記第２の分離基板より出射されるレーザ光の光軸とが同一直線状に位置するように、前記第１の分離基板と前記第２の分離基板とが配置されている光ビーム分離装置と、
    前記第１の分離基板の前記一方の面において反射されたレーザ光の光路上に設置された第１の計測部ビームスプリッタと、
    前記第１の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第１のセンサと、
    前記第１の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路上に設置され、当該第１の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路軸を前記第１の計測部ビームスプリッタに入射するレーザ光の光路軸と平行となるように補正する第１のキャンセルウインドと、
    前記第１のキャンセルウインドを透過したレーザ光の光路上に設置された第２の計測部ビームスプリッタと、
    前記第２の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第２のセンサと、
    前記第２の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路上に設置され、当該第２の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路軸を前記第２の計測部ビームスプリッタに入射するレーザ光の光路軸と平行となるように補正する第２のキャンセルウインドと、
    前記第２のキャンセルウインドを透過したレーザ光の光路上に設置された偏光子と、
    前記偏光子において反射されたレーザ光の光路上に設置されたミラーと、
    前記ミラーにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第４のセンサと、
    を備え、
    前記第１のセンサは、第１の偏光成分と第２の偏光成分とを含むパルスエネルギを計測する第１の偏光計測器を構成し、
    前記第４のセンサは、前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成分とのうちの一方のパルスエネルギを計測する第２の偏光計測器を構成し、
    前記第２の計測部ビームスプリッタ及び前記第１及び第２のキャンセルウインドは、前記第１の計測部ビームスプリッタと前記偏光子との間の光路上に位置する、光ビーム計測装置。
  2. 前記第２のキャンセルウインドと前記偏光子との間のレーザ光の光路上に設置された第３の計測部ビームスプリッタと、
    前記第３の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光路上に設置された第３のセンサと、
    前記第３の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路上に設置され、当該第３の計測部ビームスプリッタを透過したレーザ光の光路軸を前記第３の計測部ビームスプリッタに入射するレーザ光の光路軸と平行となるように補正する第３のキャンセルウインドと、
    をさらに備える請求項１に記載の光ビーム計測装置。
  3. 前記第１の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光と、
    前記第２の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光と、
    前記第３の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光と、
    の進行方向が同一である、請求項２に記載の光ビーム計測装置。
  4. 前記第１の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光軸と、
    前記第２の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光軸と、
    前記第３の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光の光軸と、
    が同一面内に位置するように構成された、請求項２に記載の光ビーム計測装置。
  5. 前記第１のセンサ、前記第２のセンサ、及び前記第３のセンサのいずれかはエネルギセンサ又はイメージセンサを含む
    請求項２～請求項４のいずれか一項に記載の光ビーム計測装置。
  6. 前記第１～第３の計測部ビームスプリッタに対するレーザ光の入射面と、前記偏光子に対するレーザ光の入射面とが直交するように、前記第１～第３の計測部ビームスプリッタ及び前記偏光子が配置された、請求項２に記載の光ビーム計測装置。
  7. 前記第１の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光と、
    前記第２の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光と、
    前記第３の計測部ビームスプリッタにおいて反射されたレーザ光と、
    前記ミラーにおいて反射されたレーザ光と、
    の進行方向が同一である、請求項６に記載の光ビーム計測装置。
  8. 前記第２のセンサは、ビームプロファイル計測器を構成し、
    前記第３のセンサは、レーザビーム進行方向の安定性計測器を構成する
    請求項２～請求項７のいずれか一項に記載の光ビーム計測装置。
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