JPH0682071B2 - Laser beam intensity distribution inspection device - Google Patents
Laser beam intensity distribution inspection deviceInfo
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- JPH0682071B2 JPH0682071B2 JP63322006A JP32200688A JPH0682071B2 JP H0682071 B2 JPH0682071 B2 JP H0682071B2 JP 63322006 A JP63322006 A JP 63322006A JP 32200688 A JP32200688 A JP 32200688A JP H0682071 B2 JPH0682071 B2 JP H0682071B2
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Description
この発明は、KrFエキシマレーザから放射されるレーザ
・ビームの強度分布を検査するためのレーザ・ビーム強
度分布検査装置に関する。The present invention relates to a laser beam intensity distribution inspection device for inspecting the intensity distribution of a laser beam emitted from a KrF excimer laser.
第３図は従来のレーザ・ビームの近視野像強度分布検査
装置を示す概略図である。 図において、１はKrFエキシマレーザから放射される被
検査用のレーザ・ビーム、10はそのレーザ・ビーム１を
入射させて減光する減光フィルタ、12はその減光フィル
タ10を通過したレーザ・ビーム１を入射させる２次元セ
ンサアレイであり、この２次元センサアレイ12は32×32
個の焦電素子をマトリックス状に配列したものとなって
いる。 従って、前記減光フィルタ10に入射し減光されたレーザ
・ビーム１は２次元センサアレイ12に入射し、これによ
って前記レーザ・ビーム１の強度分布が測定される。 第４図は従来のレーザ・ビームの遠視野像強度分布検査
装置を示す概略図であり、この遠視野像強度分布検査装
置は、減光フィルタ７と２次元センサアレイ12との間に
凸レンズ４を配置した光学構成となっており、この場合
の前記２次元センサアレイ12も第３図のものと同様に32
×32個の焦電素子をマトリックス状に配列したものとな
っている。 かかる遠視野像強度分布検査装置は、減光フィルム７に
入射して減光されたレーザ・ビーム１が凸レンズ４で集
光されて２次元センサアレイ12に入射することにより、
そのレーザ・ビーム１の遠視野像の強度分布が測定され
る。 以上、第３図および第４図に示したレーザ・ビームの視
野像強度分布検査装置では、何れも32×32個の焦電素子
をマトリックス状に配列した２次元センサアレイ12を使
用し、この２次元センサアレイ12の焦電素子に蓄積され
た焦電効果による電荷が順次読み出されることによっ
て、近視野像および遠視野象を100フレーム／秒で測定
することができる。FIG. 3 is a schematic view showing a conventional laser beam near-field image intensity distribution inspection apparatus. In the figure, 1 is a laser beam for inspection that is emitted from a KrF excimer laser, 10 is a neutral density filter that makes the laser beam 1 incident and attenuates the light, and 12 is a laser beam that has passed through the neutral density filter 10. It is a two-dimensional sensor array that makes the beam 1 incident, and this two-dimensional sensor array 12 is 32 × 32.
The pyroelectric elements are arranged in a matrix. Therefore, the laser beam 1 which is incident on the neutral density filter 10 and is attenuated is incident on the two-dimensional sensor array 12, whereby the intensity distribution of the laser beam 1 is measured. FIG. 4 is a schematic view showing a conventional far-field image intensity distribution inspection device for a laser beam. This far-field image intensity distribution inspection device includes a convex lens 4 between a neutral density filter 7 and a two-dimensional sensor array 12. The two-dimensional sensor array 12 in this case has the same optical configuration as in FIG.
× 32 Pyroelectric elements are arranged in a matrix. In the far-field image intensity distribution inspection device, the laser beam 1 that is incident on the light-reducing film 7 and is attenuated is condensed by the convex lens 4 and is incident on the two-dimensional sensor array 12.
The intensity distribution of the far-field pattern of the laser beam 1 is measured. As described above, each of the laser beam visual field image intensity distribution inspection devices shown in FIGS. 3 and 4 uses the two-dimensional sensor array 12 in which 32 × 32 pyroelectric elements are arranged in a matrix. The near-field image and the far-field image can be measured at 100 frames / sec by sequentially reading out the electric charge due to the pyroelectric effect accumulated in the pyroelectric element of the two-dimensional sensor array 12.
このような従来のレーザ・ビーム強度分布検査装置で
は、画素数が32×32個と少ない２次元センサアレイ12を
使用しているため、その露光面が粗く、レーザ・ビーム
の近視野像を正確に測定することが非常に困難という問
題点があった。また、遠視野像については、そのスポッ
トの大きさを２次元センサアレイの画素の大きさより大
きくすることが困難であるため、測定そのものが困難と
いう問題点もあった。 さらに、従来のレーザ・ビーム強度分布検査装置では近
視野像と遠視野像の両方を同時に測定することができな
いという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、レーザ・ビームの近視野像と遠視野像を正確
に測定でき、しかも、それらの測定を同時に行うことが
できるレーザ・ビーム強度分布検査装置を提供すること
を目的とする。In such a conventional laser beam intensity distribution inspection device, since the two-dimensional sensor array 12 having a small number of pixels of 32 × 32 is used, the exposed surface is rough and the near-field image of the laser beam can be accurately measured. There was a problem that it was very difficult to measure. Further, in the far-field image, it is difficult to make the size of the spot larger than the size of the pixel of the two-dimensional sensor array, so that there is a problem that the measurement itself is difficult. Further, there is a problem that the conventional laser beam intensity distribution inspection device cannot simultaneously measure both the near-field image and the far-field image. The present invention has been made to solve the above problems, and a laser beam capable of accurately measuring a near-field image and a far-field image of a laser beam and capable of simultaneously performing those measurements. An object is to provide an intensity distribution inspection device.
【課題を解決するための手段】 この発明に係るレーザ・ビーム強度分布検査装置は、被
検査レーザ・ビームを２方向に分割指向するビーム・ス
プリッタと、このビーム・スプリッタで分割された一方
のビームを長焦点レンズを介して通過させる長距離光路
と、前記ビーム・スプリッタで分割された他方のビーム
を短焦点レンズを介して通過させる短距離光路と、紫外
線に感度を有し、前記長距離光路および前記短距離光路
のそれぞれから２つの前記分割ビームを同時に入射させ
る256×256MOSセンサアレイと、このセンサアレイに入
射させる２つの分割ビームの強度を近似化すべく前記長
距離光路および前記短距離光路の少なくとも１つに挿入
された減光フィルタとを具備して成るものである。A laser beam intensity distribution inspection apparatus according to the present invention includes a beam splitter for splitting and directing a laser beam to be inspected in two directions, and one beam split by the beam splitter. Through a long-focus lens, a short-range optical path for passing the other beam split by the beam splitter through a short-focus lens, and a long-range optical path sensitive to ultraviolet rays. And a 256 × 256 MOS sensor array for simultaneously injecting the two divided beams from each of the short-distance optical paths, and the long-distance optical path and the short-distance optical path for approximating the intensities of the two divided beams incident on the sensor array. And a neutral density filter inserted in at least one of them.
この発明におけるレーザ・ビーム強度分布検査装置で
は、被検査用のレーザ・ビームがビーム・スプリッタに
よって２方向に分割指向され、その一方の分割ビームは
長焦点レンズを介して長距離光路から256×256MOSセン
サアレイに入射する。これと同時に、他方の分割ビーム
は、短焦点レンズを介して短距離光路から前記256×256
MOSセンサアレイに入射する。ここで、紫外線に感度を
有する前記256×256MOSセンサアレイは、レーザ・ビー
ムの空間解像度を増大させるので、レーザ・ビームの近
視野像と遠視野像の両方を同時に高繰返率で測定するこ
とができる。In the laser beam intensity distribution inspection apparatus according to the present invention, the laser beam to be inspected is split and directed in two directions by the beam splitter, and one of the split beams is 256 × 256MOS from the long distance optical path through the long focus lens. It is incident on the sensor array. At the same time, the other split beam is transmitted through the short-focus lens from the short-range optical path to the above 256 × 256.
It is incident on the MOS sensor array. Here, since the 256 × 256 MOS sensor array having sensitivity to ultraviolet rays increases the spatial resolution of the laser beam, it is necessary to measure both near-field images and far-field images of the laser beam at a high repetition rate. You can
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例によるレーザ・ビーム強度分布
検査装置を示す概略構成図であり、 第３図および第４図と同一または相当部分には同一符号
を付して説明する。 図において、１はKrFエキシマレーザから放射されるレ
ーザ・ビーム、２はそのレーザ・ビーム１を入射して減
光する減光手段であり、この減光手段２は複数のビーム
・スプリッタ２−1,2−2,2−３の組合せからなってい
る。 ３は前記減光手段２で減光されたレーザ・ビーム１を２
方向に分割指向するビーム分割用のビーム・スプリッ
タ、４はそのビーム・スプリッタ３で分割された一方の
ビームを集光する長焦点レンズであり、この長焦点レン
ズ４は焦点距離が10m程度の凸レンズから成っている。 ５−1,5−2,5−３は前記長焦点レンズ４で集光されたビ
ームを順次反射して後述するセンサアレイ12に指向する
複数（図では３個）の反射鏡である。 従って、前記長焦点レンズ４と前記反射鏡５−1,5−2,5
−３は、前記ビーム・スプリッタ３で分割された一方の
ビームをセンサアレイ12の露光面に入射させる長距離光
路６を形成するものである。 ７は反射鏡５−３で反射されたビームを減光する減光フ
ィルタ、８はその減光フィルタ７で減光されたビームを
センサアレイ12の一部の露光面に所定の角度で入射させ
るミラーである。 ９は前記ビーム・スプリッタ３で分割された他方のビー
ムをセンサアレイ12の露光面に対し前記一方のビーム入
射位置とは異なった位置で入射させる短距離光路、10は
その短距離光路９に挿入配置された減光フィルタ、11は
その減光フィルタ10を通過したビームを集光する短焦点
レンズであり、この短焦点レンズ11は所定距離が30cm程
度の凸レンズから成っている。 ここで、前記長距離光路６の減光フィルタ７および前記
短距離光路９の減光フィルタ10は、センサアレイ12に入
射させる２つの分割ビームのそれぞれの強度を近似化さ
せるためのものである。 12は前記長距離光路６と前記短距離光路９のそれぞれか
ら分割ビームを同時に入射させてレーザ・ビームの遠視
野像と近視野像を共に結像させるセンサアレイである。 このセンサアレイ12は、紫外線に感度を有し且つ画素間
隔が40μの256×256MOSセンサアレイから成っている。 次のに動作について説明する。 KrFエキシマレーザから放射されたレーザ・ビーム１
は、減光手段２に入射し、ここで10-6まで減光される。 このように減光されたビームは、次のビーム・スプリッ
タ３で２方向に分割され、その一方の分割ビーム１は長
焦点レンズ４で集光される。ここで、前記ビーム１の発
散角は100μrad以下であるので、焦点距離が10m程度の
前記長焦点レンズ４で集光されるとき、この長焦点レン
ズ４から約10mの距離に1mmのスポットが生じる。 そして、前記長焦点レンズ４で集光されたレーザ・ビー
ム１は反射鏡５−1,5−2,5−３で順次反射されて減光フ
ィルタ７およびミラー８を介してセンサアレイ12の一部
露光面に入射する。 このセンサアレイ12は画素間隔が40μであって、1mmφ
のスポットは25個の画素をカバーするので、スポットの
形状を容易に判別することができ、これによって、長距
離光路６から入射したレーザ・ビームの遠視野像を正確
に観測することができる。 また、前記減光手段２で分割された他方のビーム１は、
減光フィルタ10を通過して短焦点レンズ11で集光された
のち前記センサアレイ12に入射する。 このとき、レーザ・ビーム１の断面が10mm×10mmあるい
は同程度かそれ以上の場合には、 焦点距離が30cm程度の短焦点レンズ11で縮小してセンサ
アレイ12の露光面に入射させることにより、前記レーザ
・ビーム１の近視野像を観測することができる。 以上のように、第１図の光学配置によるレーザ・ビーム
強度分布検査装置によれば、レーザ・ビームの遠視野像
と近視野像を同時に約100フレーム／秒で観測すること
ができる。また、前記センサアレイ12のアクティブエリ
アを小さくすれば、約250フレーム／秒で同時観測が可
能となる。 そして、上述のようにセンサアレイ12で得たレーザ・ビ
ームの強度分布データをコンピュータ処理し、ビーム強
度を高さで指示するように表示形態を変えると、第２図
に示すような表示を得ることができる。 以上の実施例では、レーザ・ビームの遠視野像と近視野
像を微小に異なる角度でセンサアレイ12に入射させた
が、１枚のビーム・スプリッタを介して同時に入射させ
た方が第１図のミラー８の設置が容易となる。この場
合、何れか一方のビームを通過させるためには、補正用
のビーム・スプリッタ１枚を更に配置することが好まし
い。 なお、上記実施例で述べたセンサアレイ12は、前記長距
離光路６と前記短距離光路９のそれぞれから２つの分割
ビームを異なった位置に入射させる露光面を有する単一
のセンサアレイから成るもの、あるいは、２つの分割ビ
ームを個々に入射させる露光面を有した２つのセンサア
レイから成るものの何れであってもよく、何れの場合も
同様の効果が得られる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a laser beam intensity distribution inspection device according to an embodiment of the present invention. The same or corresponding parts as in FIGS. In the figure, reference numeral 1 is a laser beam emitted from a KrF excimer laser, and 2 is a light-attenuating means for injecting the laser beam 1 and dimming it. The light-attenuating means 2 is composed of a plurality of beam splitters 2-1. , 2-2, 2-3. 3 is a laser beam 1 which is dimmed by the dimming means 2
A beam splitter 4 for splitting and directing in one direction is a long focus lens that collects one beam split by the beam splitter 3. This long focus lens 4 is a convex lens with a focal length of about 10 m. Made of. Reference numerals 5-1 and 5-2 and 5-3 denote a plurality of (three in the figure) reflecting mirrors that sequentially reflect the beams condensed by the long focus lens 4 and direct them toward a sensor array 12 described later. Therefore, the long focus lens 4 and the reflecting mirrors 5-1, 5-2, 5
-3 forms a long-distance optical path 6 that allows one of the beams split by the beam splitter 3 to enter the exposure surface of the sensor array 12. Reference numeral 7 is a neutral density filter that attenuates the beam reflected by the reflecting mirror 5-3, and 8 is that the beam attenuated by the neutral density filter 7 is incident on a part of the exposed surface of the sensor array 12 at a predetermined angle. It's a mirror. Reference numeral 9 is a short-distance optical path for making the other beam split by the beam splitter 3 incident on the exposure surface of the sensor array 12 at a position different from the one-beam incident position, and 10 is inserted in the short-distance optical path 9. The arranged neutral density filter 11 is a short focus lens for condensing the beam that has passed through the neutral density filter 10, and the short focus lens 11 is composed of a convex lens having a predetermined distance of about 30 cm. Here, the neutral density filter 7 of the long-distance optical path 6 and the neutral density filter 10 of the short-distance optical path 9 are for approximating the respective intensities of the two split beams incident on the sensor array 12. Reference numeral 12 denotes a sensor array which simultaneously enters the split beams from the long-distance optical path 6 and the short-distance optical path 9 and forms both the far-field image and the near-field image of the laser beam. The sensor array 12 is composed of a 256 × 256 MOS sensor array which is sensitive to ultraviolet rays and has a pixel interval of 40μ. The operation will be described below. Laser beam emitted from KrF excimer laser 1
Enters the dimming means 2, where it is dimmed to 10 −6 . The beam thus attenuated is split into two directions by the next beam splitter 3, and one of the split beams 1 is focused by the long focus lens 4. Here, since the divergence angle of the beam 1 is 100 μrad or less, when condensed by the long focus lens 4 having a focal length of about 10 m, a spot of 1 mm occurs at a distance of about 10 m from the long focus lens 4. . Then, the laser beam 1 collected by the long focus lens 4 is sequentially reflected by the reflecting mirrors 5-1, 5-2 and 5-3, and passes through the neutral density filter 7 and the mirror 8 to form one part of the sensor array 12. Partial exposure surface. This sensor array 12 has a pixel spacing of 40μ and 1mmφ
Since the spot of 2 covers 25 pixels, the shape of the spot can be easily discriminated, and thereby the far-field image of the laser beam incident from the long-distance optical path 6 can be accurately observed. Further, the other beam 1 split by the dimming means 2 is
The light passes through the neutral density filter 10, is condensed by the short focus lens 11, and then enters the sensor array 12. At this time, when the cross section of the laser beam 1 is 10 mm × 10 mm or about the same or more, it is reduced by the short focus lens 11 having a focal length of about 30 cm and made incident on the exposed surface of the sensor array 12, A near-field image of the laser beam 1 can be observed. As described above, according to the laser beam intensity distribution inspection apparatus having the optical arrangement shown in FIG. 1, the far-field image and the near-field image of the laser beam can be simultaneously observed at about 100 frames / sec. Further, if the active area of the sensor array 12 is made small, simultaneous observation is possible at about 250 frames / sec. Then, the laser beam intensity distribution data obtained by the sensor array 12 is processed by a computer as described above, and the display form is changed so that the beam intensity is indicated by the height, and a display as shown in FIG. 2 is obtained. be able to. In the above embodiment, the far-field image and the near-field image of the laser beam were made incident on the sensor array 12 at a slightly different angle, but it is better to make them incident at the same time through one beam splitter. The mirror 8 can be easily installed. In this case, in order to pass either one of the beams, it is preferable to further arrange one beam splitter for correction. It should be noted that the sensor array 12 described in the above embodiment is composed of a single sensor array having an exposure surface for making two split beams incident on different positions from the long-distance optical path 6 and the short-distance optical path 9, respectively. Alternatively, any of two sensor arrays having an exposure surface on which two split beams are individually incident may be used, and the same effect can be obtained in any case.
以上のように、この発明によれば、被検査用のレーザ・
ビームがビーム・スプリッタによって２方向に分割指向
し、その一方の分割ビームは長焦点レンズを介して長距
離光路から256×256MOSセンサアレイに入射させ、且
つ、他方の分割ビームは、短焦点レンズを介して短距離
光路から前記256×256MOSセンサアレイに入射させるの
で、そのセンサアレイによって、レーザ・ビームの空間
解像度を増大させることができ、これによって、レーザ
・ビームの近視野像と遠視野像を正確に測定でき、しか
も、それらの測定を同時に行うことができるという効果
が得られる。As described above, according to the present invention,
The beam is split and directed in two directions by the beam splitter, one of the split beams is made incident on the 256 × 256 MOS sensor array from the long-distance optical path through the long focus lens, and the other split beam is set by the short focus lens. The 256 × 256 MOS sensor array is made incident on the 256 × 256 MOS sensor array via a short-range optical path through the sensor array, so that the spatial resolution of the laser beam can be increased, and thereby the near-field image and far-field image of the laser beam can be obtained. It is possible to obtain an effect that accurate measurement can be performed and those measurements can be performed simultaneously.
第１図はこの発明の一実施例によるレーザ・ビーム強度
分布検査装置を示す概略構成図、第２図は第１図の装置
のセンサアレイで得られたデータによるビーム強度を高
さで表示した斜視図、第３図は従来のレーザ・ビームの
近視野像強度分布検査装置を示す概略図、第４図は従来
のレーザ・ビームの遠視野像強度分布検査装置を示す概
略図である。 １…被検査用レーザ・ビーム、３…ビーム・スプリッ
タ、４…長焦点レンズ、６…長距離光路、７…減光フィ
ルタ、９…短距離光路、10…減光フィルタ、11…短焦点
レンズ、12…センサアレイ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a laser beam intensity distribution inspection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows beam intensity according to data obtained by a sensor array of the device of FIG. 1 in height. 3 is a perspective view, FIG. 3 is a schematic view showing a conventional laser beam near-field image intensity distribution inspection device, and FIG. 4 is a schematic view showing a conventional laser beam far-field image intensity distribution inspection device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser beam for inspection, 3 ... Beam splitter, 4 ... Long focus lens, 6 ... Long-distance optical path, 7 ... Dimming filter, 9 ... Short-distance optical path, 10 ... Dimming filter, 11 ... Short-focus lens , 12 ... Sensor array. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (3)
するビーム・スプリッタと、 このビーム・スプリッタで分割された一方のビームを長
焦点レンズを介して通過させる長距離光路と、 前記ビーム・スプリッタで分割された他方のビームを短
焦点レンズを介して通過させる短距離光路と、 紫外線に感度を有し、前記長距離光路および前記短距離
光路のそれぞれから２つの前記分割ビームを同時に入射
させる256×256MOSセンサアレイと、 このセンサアレイに入射させる２つの分割ビームの強度
を近似化すべく前記長距離光路および前記短距離光路の
少なくとも１つに挿入された減光フィルタと、 を具備して成ることを特徴とするレーザ・ビーム強度分
布検査装置。1. A beam splitter for splitting and directing a laser beam to be inspected in two directions, a long-distance optical path for passing one beam split by the beam splitter through a long focus lens, and the beam A short-distance optical path that allows the other beam split by the splitter to pass through a short-focus lens, and is sensitive to ultraviolet rays, and allows the two split beams to enter simultaneously from each of the long-distance optical path and the short-distance optical path. A 256 × 256 MOS sensor array, and a neutral density filter inserted in at least one of the long-distance optical path and the short-distance optical path to approximate the intensities of two split beams incident on the sensor array. Laser beam intensity distribution inspection device characterized in that
記短距離光路のそれぞれから２つの分割ビームを異なっ
た位置に入射させる露光面を有する単一のセンサアレイ
から成っていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレーザ・ビーム強度分布検査装置。2. The sensor array comprises a single sensor array having an exposure surface that allows two split beams to enter different positions from the long-distance optical path and the short-distance optical path, respectively. The laser beam intensity distribution inspection device according to claim 1.
記短距離光路のそれぞれから２つの分割ビームを個々に
入射させる露光面を有した２つのセンサアレイから成っ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレ
ーザ・ビーム強度分布検査装置。3. The sensor array comprises two sensor arrays having an exposure surface for individually injecting two split beams from each of the long-distance optical path and the short-distance optical path. The laser beam intensity distribution inspection device according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322006A JPH0682071B2 (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Laser beam intensity distribution inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322006A JPH0682071B2 (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Laser beam intensity distribution inspection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02196928A JPH02196928A (en) | 1990-08-03 |
| JPH0682071B2 true JPH0682071B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=18138869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63322006A Expired - Lifetime JPH0682071B2 (en) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Laser beam intensity distribution inspection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682071B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102147291B (en) * | 2011-03-12 | 2012-06-27 | 福建福光数码科技有限公司 | Medium-wave infrared dual field-of-view integration thermal imaging system |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP63322006A patent/JPH0682071B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02196928A (en) | 1990-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |