CN107851955A - 激光装置 - Google Patents

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沟口计
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Abstract

本公开提供一种激光装置，其可以具备：激光腔室，包括1对放电电极，该1对放电电极在第一方向上隔着电极间隙相互对置且与第一方向正交的第二方向的放电宽度比电极间隙小；以及光学谐振器，包括第一光学部件和第二光学部件，并且使在1对放电电极间产生的激光束放大并输出，该第一光学部件和第二光学部件在与第一方向和第二方向的双方正交的第三方向上以中间夹着1对放电电极的方式相互对置。并且在将第一光学部件的G参数作为G1，第二光学部件的G参数作为G2时，光学谐振器可以在第二方向上构成满足下列条件的稳定谐振器0＜G1·G2＜1。

Description

激光装置
技术领域
本公开涉及一种激光装置。
背景技术
随着半导体集成电路的微细化、高集成化，在半导体曝光装置中，对分辨力提出了更高的要求(在下文中，将半导体曝光装置仅称为“曝光装置”)。因此，正在推进从曝光用光源输出的光的短波长化。在曝光用光源中，使用气体激光装置来代替以往的水银灯。现在，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的KrF准分子激光装置、以及输出波长约为193.4nm的紫外线的ArF准分子激光装置。
作为现在的曝光技术，如下的液浸曝光已被投入实际使用：通过将曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙用液体充满，来改变该间隙的折射率，从而使曝光用光源的外观波长短波长化。在将ArF准分子激光装置作为曝光用光源使用、且进行液浸曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。该技术称为ArF液浸曝光。ArF液浸曝光也被称为ArF液浸光刻。
因为KrF、ArF准分子激光装置的自然振荡的光谱线宽度约为350～400pm、比较宽，所以由曝光装置侧的投影透镜缩小投影在晶片上的激光束(紫外线光)产生色差，分辨力降低。为此，有必要使从气体激光装置输出的激光束的光谱线宽度变窄直至色差可以忽略不计。光谱线宽度也被称为频谱宽度。因此，在气体激光装置的激光学谐振器内设置具有谱线窄化元件的谱线窄化模块(Line Narrow Module)，并且通过该谱线窄化模块实现频谱宽度的谱线窄化。再有，谱线窄化元件也可以是标准具(etalon)、光栅等。像这样频谱宽度变窄的激光装置称为谱线窄化激光装置。
并且，近些年，作为使成膜在玻璃基板、硅基板上的非晶膜晶体化而形成多晶膜的方法，有激光退火。该激光退火通过例如对成膜在硅基板上的非晶硅膜脉冲照射激光束，而形成多晶硅膜，使用装载有准分子激光等的激光退火装置。像这样，通过形成多晶硅膜，能够形成薄膜晶体管，并且像这样形成有薄膜晶体管的基板被用于液晶显示器等。作为激光退火装置的光源，通过使用KrF、XeCl、XeF准分子激光装置，对非晶硅膜照射自然振荡的激光束，来进行激光退火。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-12805号公报
专利文献2：日本特开平2-98919号公报
专利文献3：日本特开2000-150998号公报
专利文献4：日本特开2008-277616号公报
专利文献5：日本特开2008-277617号公报
专利文献6：日本特开2008-277618号公报
发明内容
本公开的激光装置可以具备：激光腔室，包括1对放电电极，该1对放电电极在第一方向上隔着电极间隙相互对置且与第一方向正交的第二方向的放电宽度比电极间隙小；以及光学谐振器，包括第一光学部件和第二光学部件，并且使在1对放电电极间产生的激光束放大并输出，第一光学部件和第二光学部件在与第一方向和第二方向的双方正交的第三方向上以中间夹着1对放电电极的方式相互对置。并且在将第一光学部件的G参数作为G1，第二光学部件的G参数作为G2时，光学谐振器在第二方向上可以构成满足下列条件的稳定谐振器
0＜G1·G2＜1。
本公开的其他激光装置可以具备：激光腔室，包括1对放电电极，该1对放电电极在第一方向上隔着电极间隙相互对置且与第一方向正交的第二方向的放电宽度比电极间隙小；以及光学谐振器，包括第一光学部件和第二光学部件，并且在第二方向上构成稳定谐振器，使在1对放电电极间产生的激光束放大并输出，第一光学部件和第二光学部件在与第一方向和第二方向的双方正交的第三方向上以中间夹着1对放电电极的方式相互对置。并且光学谐振器可以向光学系统输出第二方向的激光束的空间相干长度小于等于P/M的激光束，光学系统使激光束在第二方向上宽度扩大M倍之后射入蝇眼透镜，蝇眼透镜包括以间距间隔为P的方式配置的多个透镜。
附图说明
在下文中，参照附图对仅作为例子的本公开的几个实施方式进行说明。
[图1]图1概略地表示比较例的激光装置的H轴向的截面构成例子。
[图2]图2概略地表示比较例的激光装置的V轴向的截面构成例子。
[图3]图3概略地表示沿图2所示的激光装置中的箭头Z1-Z1的视图。
[图4]图4概略地表示空间相干长度的一个例子。
[图5]图5概略地表示计测空间相干长度的相干监视器的一个例子。
[图6]图6概略地表示用图4所示的相干监视器计测的干涉条纹的轮廓的一个例子。
[图7]图7概略地表示从比较例的激光装置输出的激光束的H轴向与V轴向的空间相干长度的测定结果的一个例子。
[图8]图8概略地表示第一实施方式的激光装置的H轴向的截面构成例子。
[图9]图9概略地表示第一实施方式的激光装置的V轴向的截面构成例子。
[图10]图10概略地表示基于光学谐振器的G参数的稳定谐振器的区域。
[图11]图11概略地表示从第一实施方式的激光装置输出的激光束的H轴向与V轴向的空间相干长度的测定结果的一个例子。
[图12]图12概略地表示G参数的积值与干涉条纹的对比度和激光脉冲能量的关系的一个例子。
[图13]图13概略地表示第二实施方式的激光装置的H轴向的截面构成例子。
[图14]图14概略地表示第二实施方式的激光装置的V轴向的截面构成例子。
[图15]图15概略地表示从第二实施方式的激光装置输出的激光束的H轴向与V轴向的空间相干长度的测定结果的一个例子。
[图16]图16概略地表示空间相干调节部的圆柱平凸透镜和圆柱平凹透镜的两个透镜的面间距与干涉条纹的对比度的关系的一个例子。
[图17]图17概略地表示第二实施方式的变形例的激光装置的H轴向的截面构成例子。
[图18]图18概略地表示第三实施方式的激光系统的V轴向的截面构成例子。
[图19]图19概略地表示第三实施方式的激光系统的H轴向的截面构成例子。
[图20]图20概略地表示第四实施方式的控制系统的V轴向的截面构成例子。
[图21]图21是表示由第四实施方式的控制系统的激光控制部控制的流程的一个例子的流程图。
[图22]图22概略地表示稳定谐振器的第一变形例的H轴向的截面构成例子。
[图23]图23概略地表示稳定谐振器的第二变形例的H轴向的截面构成例子。
[图24]图24概略地表示稳定谐振器的第三变形例的H轴向的截面构成例子。
[图25]图25概略地表示退火装置的一个具体例子。
[图26]图26概略地表示相干监视器的一个具体例子的V轴向的截面构成例子。
[图27]图27概略地表示相干监视器的一个具体例子的H轴向的截面构成例子。
[图28]图28概略地表示放电电极的变形例的一个例子。
[图29]图29表示控制部的硬件环境的一个例子。
具体实施方式
<内容>
[1.比较例](包括使用2个平面镜的光学谐振器的激光装置)
1.1 结构(图1～图3)
1.2 动作
1.3 课题(图4～图7)
[2.第一实施方式](包括使用2个柱面镜的光学谐振器的激光装置)
2.1 结构(图8～图10)
2.2 动作(图11、图12)
2.3 作用·效果
[3.第二实施方式](包括空间相干调节部的激光装置)
3.1 结构(图13、图14)
3.2 动作(图15、图16)
3.3 作用·效果
3.4 变形例(图17)
[4.第三实施方式](包括MO和PA的激光系统)
4.1 结构(图18、图19)
4.2 动作
4.3 作用·效果
[5.第四实施方式](空间相干性的控制系统)
5.1 结构(图20)
5.2 动作(图21)
5.3 作用·效果
[6.各部分的变形例和各部分的具体例子]
6.1 稳定谐振器的变形例(图22～图24)
6.2 退火装置的具体例子(图25)
6.3 相干监视器(Coherence monitor)的具体例子(图26、图27)
6.4 放电电极的变形例(图28)
[7.控制部的硬件环境](图29)
[8.其他]
以下，对本公开的实施方式，一边参照附图一边进行详细说明。以下所述的实施方式表示本公开的几个例子，并不限定本公开的内容。另外，在各个实施方式中说明的结构和动作并不是全部为本公开的结构和动作所必须的。再有，对于同样的构成要素附加同样的参考符号，并省略重复的说明。
[1.比较例]
(1.1结构)
图1概略地表示本公开的实施方式的比较例的激光装置的H轴向的截面构成例子。图2概略地表示比较例的激光装置的V轴向的截面构成例子。另外，在图3中，概略地表示沿图2中的箭头Z1-Z1的视图。
在本说明书中，第一方向可以是V轴向，第二方向可以是H轴向，第三方向可以是Z轴向。H轴向可以是与V轴向大致正交的方向。Z轴向可以是与V轴向和H轴向的双方大致正交的方向。V轴向可以是与图1的纸面大致正交的方向。H轴向可以是与图1的纸面内的上下方向大致平行的方向。Z轴向可以是与图1的纸面内的左右方向大致平行的方向。
比较例的激光装置101可以具备：作为激光腔室(Laser chamber)的腔室110，输出耦合镜120，以及后视镜130。腔室110可以包括：第一窗口111，第二窗口112，以及1对放电电极113a、113b。输出耦合镜120与后视镜130，可以在Z轴向上以中间夹着1对放电电极113a、113b的方式相互对置，并且构成使在1对放电电极113a、113b间产生的脉冲激光束放大并输出的光学谐振器。腔室110可以配置在光学谐振器的光路上。
在腔室110内，可以封入作为激光气体的例如准分子激光气体。例如作为稀有气体的Ar、Kr或Xe气，作为卤素气体的氟气、氯气，以及作为缓冲气体的Ne气或He气，可以作为激光气体装入腔室110内。
输出耦合镜120可以包括透射激光束的平面基板。输出耦合镜120的平面基板的一面可以涂覆有减反射膜(AR膜)120A，另一面可以涂覆有部分反射膜(PR膜)120P。输出耦合镜120可以以如下方式配置：涂覆有AR膜120A的面朝着脉冲激光束L10的输出侧，涂覆有PR膜120P的面朝着腔室110侧。
后视镜130可以通过在平面基板的表面涂覆高反射膜(HR膜)130H，形成反射面。后视镜130可以以涂覆有HR膜130H的面朝着腔室110侧的方式配置。
1对放电电极113a、113b如图3所示，可以以长方向与Z轴向平行的方式相互对置。另外，1对放电电极113a、113b可以以在V轴向上形成所定的电极间隙G的方式相互对置。由1对放电电极113a、113b生成的放电区域114的放电宽度W可以比电极间隙G小。也就是说，可以是G＞W。电极间隙G的范围可以是，G大于等于12mm且小于等于35mm。放电宽度W的范围可以是，W大于等于2mm且小于等于20mm。例如，电极间隙G和放电宽度W的值可以分别采用下列值。
W＝2、6、10、14、18或20mm，
G＝12、15、18、21、24、28、32或35mm
另外，电极间隙G的值与放电宽度W的值的组合，可以是例如W≈4mm、G≈16mm。
(1.2动作)
在激光装置101中，如果通过未图示的电源，对1对放电电极113a、113b间施加脉冲状高电压；那么在1对放电电极113a、113b间可以产生放电。在由该放电产生的放电区域114，腔室110内的激光气体可以通过放电被激发。如果激光气体被激发，那么可以生成紫外线的光。紫外线的光可以通过光学谐振器被放大、产生激光振荡。
如果产生激光振荡，那么可以从输出耦合镜120输出脉冲激光束L10。该脉冲激光束L10的特性可以由光学谐振器的结构、放电宽度W和电极间隙G决定。例如输出的脉冲激光束L10的射束形状可以成为在电极间隙G的方向即V轴向的方向上长、而在放电宽度W的方向即H轴向上短的形状。在这里，放电宽度W如图3所示，可以是电极间隙G的V轴向的大致中间位置的H轴向的放电区域114的宽度。另外，放电宽度W的Z轴向的位置如图2所示，可以是Z1-Z1线所示的1对放电电极113a、113b的Z轴向的大致中间位置。
(1.3课题)
在比较例的激光装置101中，输出的脉冲激光束L10的H轴向与V轴向的空间相干长度Xc可以不同。
在这里，对空间相干长度Xc的定义进行说明。图4概略地表示空间相干长度Xc的一个例子。图5概略地表示计测空间相干长度Xc的相干监视器的一个例子。图6概略地表示用图4所示的相干监视器计测的干涉条纹的轮廓的一个例子。
相干监视器可以包括光束分离器61、针孔基板62和CCD(Charge CoupledDevice)照相机64。光束分离器61可以配置在计测对象的脉冲激光束L10的光路上。在针孔基板62上，可以形成有针孔间隔X的2个针孔62a、62b。在针孔基板62上，可以安装有旋转平台63。通过旋转平台63，可以调整2个针孔62a、62b的方向。例如包括2个针孔62a、62b的中心的轴可以调整为H轴向与V轴向。并且，在相干监视器中，可以准备多块针孔间隔X不同的针孔基板，分别对不同的针孔间隔X计测干涉条纹。
CCD照相机64可以配置为：能够计测由透过2个针孔62a、62b的光产生的干涉条纹。针孔间隔X对如后述的图26和图27所示的退火装置12的照明光学系统73的蝇眼透镜72的间距与扩束器70的倍率M，可以满足所定的关系。
如图4所示，如果将横轴作为针孔间隔X，纵轴作为由CCD照相机64计测的干涉条纹的对比度C；那么干涉条纹的对比度C的值可以由于针孔间隔X的值而变化。在这里，如图6所示，在将干涉条纹的极小值作为Imin、极大值作为Imax时，干涉条纹的对比度C可以用下列式计算。
C＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
如图4所示，干涉条纹的对比度C为1/e2时的针孔间隔X可以成为空间相干长度Xc。
图7概略地表示从比较例的激光装置101输出的脉冲激光束L10的H轴向与V轴向的空间相干长度Xc的测定结果的一个例子。从激光装置101输出的脉冲激光束L10在H轴向与V轴向上的空间相干长度Xc可以不同。以下表示图7的测定条件。
(测定条件)
·光学谐振器
输出耦合镜120：平面镜，后视镜130：平面镜
·1对放电电极113a、113b
电极间隙G＝16mm，放电宽度W＝4mm
可以如图7所示，与V轴向相比，H轴向的相干性高，干涉条纹的对比度C变高。对比度C为1/e2时的空间相干长度Xc在V轴向上为约0.3mm，在H轴向上为约1.5mm。
通常，在曝光装置、退火装置等照明光学系统中，为了射束的均一化，使用蝇眼透镜的情况多。对蝇眼透镜来说，间距越是狭窄，越是可以提高均匀度。但是，如果输出脉冲激光束的空间相干长度Xc变得比该间距长，那么可以产生干涉条纹。为此，与V轴向相比，可以对H轴向产生对比度C大的干涉条纹。由此，因为产生干涉条纹的激光束照射在基板上的非晶硅上，所以生成的结晶的性能可以不一致。
[2.第一实施方式]
其次，对本公开的第一实施方式的激光装置进行说明。再有，在下文中，对与上述比较例的激光装置的构成要素大致相同的部分，附加同一符号，并适当省略其说明。
(2.1结构)
图8概略地表示本公开的第一实施方式的激光装置1的H轴向的截面构成例子。图9概略地表示本公开的第一实施方式的激光装置1的V轴向的截面构成例子。
在本实施方式的激光装置1中，可以具备输出耦合镜20和后视镜30，来代替上述比较例的激光装置101的输出耦合镜120和后视镜130。在激光装置1中，输出耦合镜20可以是第一光学部件，后视镜30可以是第二光学部件。
输出耦合镜20和后视镜30，可以在Z轴向上以中间夹着1对放电电极113a、113b的方式相互对置，并且构成使在1对放电电极113a、113b间产生的脉冲激光束放大并输出的光学谐振器。
可以配置输出耦合镜20和后视镜30，以使光学谐振器在H轴向上发挥作为稳定谐振器的功能。
输出耦合镜20可以是在H轴向上具有曲率的圆柱形部分反射镜。输出耦合镜20可以包括透射激光束的圆柱形基板。输出耦合镜20的基板的一面可以涂覆有AR膜20A，另一面可以涂覆有PR膜20P。输出耦合镜20可以以如下方式配置：涂覆有AR膜20A的面朝着脉冲激光束L10的输出侧，涂覆有PR膜20P的面朝着腔室110侧。输出耦合镜20的涂覆有PR膜20P的面可以是凹面朝着腔室110侧的曲率半径R1的圆柱面。输出耦合镜20的涂覆有AR膜20A的面可以是凸面朝着脉冲激光束L10的输出侧的圆柱面。输出耦合镜20可以以如下方式配置：曲率半径R1的中心轴与V轴向大致平行且与光学谐振器的光路轴大致一致。
后视镜300可以是在H轴向上具有曲率的圆柱形高反射镜。后视镜130可以通过在圆柱形基板的表面涂覆HR膜30H，形成反射面。后视镜30可以以涂覆有HR膜30H的面朝着腔室110侧的方式配置。后视镜30的涂覆有HR膜30H的面可以是凹面朝着腔室110侧的曲率半径R2的圆柱面。后视镜30可以以如下方式配置：曲率半径R2的中心轴与V轴向大致平行且与光学谐振器的光路轴大致一致。
在将作为第一光学部件的输出耦合镜20的G参数作为G1，作为第二光学部件的后视镜30的G参数作为G2时，光学谐振器可以在H轴向上构成满足下列(1)式的条件的稳定谐振器。
0＜G1·G2＜1……(1)
其中，G1＝1-L/R1，G2＝1-L/R2，L为谐振器长。
在这里，图10概略地表示基于光学谐振器的G参数的稳定谐振器的区域。在图10中，横轴为G1，纵轴为G2。一般来说，稳定谐振器的条件是如图10的网点的区域。
另外，在图10中，斜线区域是不稳定谐振器区域，满足下列条件。
0＞G1·G2，或者1＜G1·G2
另外，虽然存在0＝G1·G2或1＝G1·G2的境界区域，但是在本说明书中，将该境界区域定义为不稳定谐振器区域。
其他结构可以与上述比较例的激光装置101大致相同。
(2.2动作)
图11概略地表示从激光装置1输出的脉冲激光束L10的H轴向与V轴向的空间相干长度Xc的测定结果的一个例子。在图11中，将比较例的激光装置101的H轴向的特性，用“H轴向(不稳定谐振器、平面-平面)”表示。另外，将本实施方式的激光装置1的H轴向的特性，用“H轴向(稳定谐振器)”表示。
在激光装置1中，在H轴向上，因为与上述比较例的激光装置101的情况相比，发挥作为稳定谐振器的功能；所以可以使横模增加。其结果是：可以如图11所示，H轴向的光源数增加，空间相干性变低。
关于V轴向，因为激光装置1与上述比较例的激光装置101的情况相同，发挥作为平面-平面的光学谐振器的功能；所以横模不易变化。其结果是：可以如图11所示，因为电极间隙G大；所以可以维持V轴向的光源数多的状态，保持空间相干性低的状态。
图12概略地表示G参数的积值(G1·G2)与干涉条纹的对比度C的相对值和激光脉冲能量的相对值的关系的一个例子。干涉条纹的对比度C是针孔间隔X为一定的情况的值。
干涉条纹的对比度C，可以在G参数的积值(G1·G2)为负值至0.5附近单调递减，为0.5附近成为最小值。并且，可以随着G参数的积值(G1·G2)从0.5附近增加，干涉条纹的对比度C单调递增。
另一方面，从光学谐振器输出的激光脉冲能量的相对值，可以在G参数的积值(G1·G2)为负值至0.5附近单调递增，为0.5附近成为最大值。并且，可以随着G参数的积值(G1·G2)从0.5附近增加，激光脉冲能量单调递减。
从上可知，作为稳定光学谐振器的条件可以优选0.25＜G1·G2＜0.75，更优选0.45＜G1·G2＜0.55。
其他动作可以与上述比较例的激光装置101大致相同。
(2.3作用·效果)
根据本实施方式的激光装置1，与上述比较例的激光装置101相比，H轴向的空间相干性可以变低。如果H轴向的空间相干性变低，那么由如后述图25所示的退火装置12的蝇眼透镜72生成的干涉条纹的对比度可以变低。因此，可以提高激光退火等性能。通过例如干涉条纹的对比度变低的激光束照射在基板上的非晶硅上，可以提高生成的结晶的性能的一致性。
[3.第二实施方式]
其次，对本公开的第二实施方式的激光装置进行说明。再有，在下文中，对与上述比较例或上述第一实施方式的激光装置的构成要素大致相同的部分，附加同一符号，并适当省略其说明。
(3.1结构)
图13概略地表示本公开的第二实施方式的激光装置1A的H轴向的截面构成例子。图14概略地表示本公开的第二实施方式的激光装置1A的V轴向的截面构成例子。
在本实施方式的激光装置1A中，可以具备空间相干调节部40，来代替上述比较例的激光装置101的输出耦合镜120。空间相干调节部40可以包括圆柱平凸透镜21、圆柱平凹透镜22和1轴平台43。另外，空间相干调节部40也可以包括：固定圆柱平凸透镜21的固定器41，以及固定圆柱平凹透镜22的固定器42。
在激光装置1A中，圆柱平凸透镜21和圆柱平凹透镜22可以是第一光学部件，后视镜130可以是第二光学部件。圆柱平凸透镜21和圆柱平凹透镜22与后视镜130可以在Z轴向上以中间夹着1对放电电极113a、113b的方式相互对置，并且构成使在1对放电电极113a、113b间产生的脉冲激光束放大并输出的光学谐振器。
可以配置圆柱平凸透镜21和圆柱平凹透镜22与后视镜130，以使光学谐振器在H轴向上发挥作为稳定谐振器的功能。
圆柱平凸透镜21可以以如下方式配置：焦点轴21f与V轴大致平行，并且，在H轴向上位于光学谐振器的大致光路轴上。圆柱平凸透镜21的平面侧可以涂覆有PR膜21P。圆柱平凸透镜21的圆柱面可以涂覆有AR膜。圆柱平凸透镜21可以以如下方式配置：涂覆有PR膜21P的平面侧朝着脉冲激光束L10的输出侧，圆柱凸面朝着腔室110侧。
圆柱平凹透镜22可以以如下方式配置：焦点轴22f与V轴大致平行，并且，在H轴向上位于光学谐振器的大致光路轴上。圆柱平凹透镜22的两面可以涂覆有AR膜。圆柱平凹透镜22可以以如下方式配置：平面侧朝着腔室110侧，圆柱凹面朝着脉冲激光束L10的输出侧。
圆柱平凸透镜21的焦距可以比圆柱平凹透镜22的焦距长。
1轴平台43可以以如下方式配置：通过固定器42，使圆柱平凹透镜22能够沿着光学谐振器的大致光路轴移动。光学谐振器的光路轴可以与Z轴大致平行。通过1轴平台43，可以调节空间相干调节部40的G参数的值G1。
其他结构可以与上述比较例或上述第一实施方式的激光装置大致相同。
(3.2动作)
图15概略地表示从激光装置1A输出的脉冲激光束L10的H轴向与V轴向的空间相干长度Xc的测定结果的一个例子。图16概略地表示空间相干调节部40的圆柱平凸透镜21和圆柱平凹透镜22的两个透镜的面间距D与干涉条纹的对比度C的关系的一个例子。
本实施方式的光学谐振器的G参数G1、G2可以如下所述。
因为R1＝2F1、R2＝2F2；所以如果用焦距表示，那么可以成为下列式。
G1＝1-L/(2F1)，
G2＝1-L/(2F2)，
其中，
F1：前侧的焦距
F2：后侧的焦距
再有，在本实施方式中，前侧的焦距可以是圆柱平凸透镜21与圆柱平凹透镜22的合成焦距。后侧的焦距可以是后视镜130的焦距。
因为后视镜130是平面镜，所以F2＝∞、G2＝1。
因此，稳定谐振器的范围基于上述(1)式，成为下列式。
0＜G1＜1
在圆柱平凸透镜21与圆柱平凹透镜22各自的焦点轴21f、22f一致的状态下，G1＝1。通过以从该状态使两个透镜的面间距D增加的方式，使圆柱平凹透镜22在光路轴向移动；从而可以改变两个透镜的合成焦距F1。
本实施方式的光学谐振器，通过在0＜G1＜1范围内调节圆柱平凹透镜22的位置，从而对H轴向可以成为稳定谐振器。特别是，如图12、图15和图16所示，在0.5＜G1＜1的范围内，如果以使G1变小的方式增大两个透镜的面间距D，那么可以降低H轴向的干涉条纹的对比度C。
其他动作可以与上述比较例或上述第一实施方式的激光装置大致相同。
(3.3作用·效果)
根据本实施方式的激光装置1A，通过在空间相干调节部40调节两个透镜的面间距D，可以调节输出的脉冲激光束L10的H轴向的干涉条纹的对比度C。其结果是：可以调节对应后述图25所示的退火装置12的蝇眼透镜72的H轴向的间距间隔P而产生的干涉条纹的对比度C。因此，可以调节激光退火等性能。
在像上述第一实施方式的激光装置1那样用柱面镜构成光学谐振器的情况下，约2m以上的曲率半径的加工可能有困难。在这种情况下，通过组合曲率半径短的圆柱平凸透镜21与曲率半径短的圆柱平凹透镜22，可以容易地使合成焦距变长。
其他作用和效果可以与上述第一实施方式的激光装置1大致相同。
(3.4变形例)
在本实施方式中，虽然在空间相干调节部40使两个透镜的面间距D能够调节；但是并不限定于该实施方式，如果在设计时预先决定了G1的值，那么也可以固定面间距D，省略1轴平台43的构成。
另外，在本实施方式中，虽然在圆柱平凸透镜21的平面侧涂覆PR膜21P构成部分反射镜，但是并不限定于该例子，也可以构成如图17所示的变形例的激光装置1B。
在变形例的激光装置1B中，可以具备空间相干调节部40A，来代替空间相干调节部40。相对于空间相干调节部40的结构，空间相干调节部40A可以仅仅是圆柱平凸透镜21的膜结构不同。也就是说，在空间相干调节部40A中，圆柱平凸透镜21的两面可以涂覆有AR膜21A。也可以在该两面涂覆有AR膜21A的圆柱平凸透镜21的前侧，配置与上述比较例的激光装置101大致同样的输出耦合镜120。
其他结构、作用和效果可以与图13和图14所示的激光装置1A大致相同。
[4.第三实施方式]
其次，对本公开的第三实施方式的激光系统进行说明。再有，在下文中，对与上述比较例、上述第一实施方式或上述第二实施方式的激光装置的构成要素大致相同的部分，附加同一符号，并适当省略其说明。
(4.1结构)
图18概略地表示本公开的第三实施方式的激光系统的V轴向的截面构成例子。图19概略地表示本公开的第三实施方式的激光系统的H轴向的截面构成例子。
本实施方式的激光系统可以具备主振荡器(MO)2、高反射镜4、高反射镜5和放大器(PA)3。MO2可以是与上述第二实施方式的激光装置1A大致同样的结构。
高反射镜4和高反射镜5各自可以在表面涂覆有高反射膜。高反射镜4和高反射镜5可以配置为：使从MO2输出的脉冲激光束L10射入PA3。
PA3可以具备腔室50。腔室50可以包括：使脉冲激光束L10射入的第一窗口51，以及使被放大的脉冲激光束L11射出的第二窗口52。另外，腔室50也可以包括1对放电电极53a、53b。在腔室50内，可以装入与MO2的腔室110内的激光气体大致同样的激光气体。
其他结构可以与上述第二实施方式的激光装置1A大致相同。
(4.2动作)
MO2因为在H轴向上，成为稳定谐振器；所以在H轴向上，空间横模数可以增加。其结果是：与由平面镜构成的光学谐振器的情况相比，从MO2输出的脉冲激光束L10的H轴向的空间相干性可以降低。该脉冲激光束L10通过高反射镜4和高反射镜5，并且通过PA3的腔室50的放电区域54，由此可以被放大。在PA3中放大的脉冲激光束L11的H轴向的空间相干性，可以大致维持MO2的空间相干性的状态。
其他动作可以与上述第二实施方式的激光装置1A大致相同。
(4.3作用·效果)
根据本实施方式的激光系统，因为将从MO2输出的脉冲激光束L10通过PA3放大；所以与仅有MO2的情况相比，脉冲能量可以增加约2倍以上。而且，H轴向的空间相干性可以维持与MO2同等的状态。
其他作用和效果可以与上述第二实施方式的激光装置1A大致相同。
[5.第四实施方式]
其次，对本公开的第三实施方式的控制系统进行说明。再有，在下文中，对与上述比较例、上述第一实施方式或上述第二实施方式的激光装置，或者上述第三实施方式的激光系统的构成要素大致相同的部分，附加同一符号，并适当省略其说明。
(5.1结构)
图20概略地表示本公开的第四实施方式的控制系统的V轴向的截面构成例子。
本实施方式的控制系统相对于上述第三实施方式的激光系统，可以进一步具备激光控制部11。另外，控制系统可以在PA3的输出侧，进一步具备：高反射镜6和高反射镜7，光脉冲展宽器(Optical pulse stretcher)(OPS)8，相干监视器9，以及射出口挡板95。另外，控制系统可以配置为：对后述图25所示的退火装置12，输出退火用的脉冲激光束L12。退火装置12可以具备退火控制部13。
高反射镜6和高反射镜7可以配置为：使从PA3输出的脉冲激光束L11射入OPS8。高反射镜6和高反射镜7的表面可以涂覆有HR膜。
OPS8可以包括：光束分离器80，以及凹面镜81、82、83、84。光束分离器80可以使射入的脉冲激光束L11中的例如约60％的脉冲激光束部分反射，约40％的脉冲激光束透射。
凹面镜81、82、83、84各自是曲率半径R大致相同的球面镜，表面可以涂覆有HR膜。可以在光路上依次配置凹面镜81、82、83、84。凹面镜81、82、83、84可以配置为：相邻2个凹面镜之间的光学距离与曲率半径R大致相同。凹面镜81、82、83、84可以构成为：使射入光束分离器80的脉冲激光束L11的射束的第一像再次作为第二像转印在光束分离器80上。
相干监视器9可以包括光束分离器91、双针孔92和CCD照相机94。光束分离器91可以配置在从OPS8输出的脉冲激光束L11的光路上。双针孔92可以配置为：由光束分离器91反射的脉冲激光束L11照射在双针孔92上。
CCD照相机94可以配置为：能够计测由透过双针孔92的光产生的干涉条纹。双针孔92如后述图26和图27所示，可以包括贯穿基板的2个针孔92a、92b。2个针孔92a、92b可以在脉冲激光束L11的H轴向上以所定的针孔间隔X形成。该所定的针孔间隔X如后述图26和图27所示，基于退火装置12的蝇眼透镜72的H轴向的间距间隔P与扩束器70的H轴向的倍率M，可以满足X＝P/M的关系。
其他结构可以与上述第三实施方式的激光系统大致相同。
(5.2动作)
图21表示由本公开的第四实施方式的控制系统的激光控制部11控制的流程的一个例子。
激光控制部11最初可以将空间相干NG信号作为控制信号S3向退火控制部13输出(步骤S101)。其次，激光控制部11可以判断是否从退火控制部13接收了作为控制信号S3的调整振荡OK信号(步骤S102)。激光控制部11如果判断没有从退火控制部13接收调整振荡OK信号(步骤S102；N)，那么可以重复步骤S102的处理。激光控制部11如果判断已经从退火控制部13接收了调整振荡OK信号(步骤S102；Y)，那么可以将指示关闭射出口挡板95的信号作为挡板控制信号S2向射出口挡板95输出(步骤S103)。
其次，激光控制部11可以使MO2与PA3同步，并且以所定的重复频率激光振荡(步骤S104)。因此，可以从PA3输出放大的脉冲激光束L11。放大的脉冲激光束L11可以经由高反射镜6和高反射镜7，射入OPS8。
射入OPS8的脉冲激光束L11中的一部分脉冲激光束可以透过光束分离器80且从OPS8射出。另外，射入OPS8的脉冲激光束L11中的另一部分脉冲激光束可以由光束分离器80反射，并且经由凹面镜81、82、83、84再次射入光束分离器80。这时，射入光束分离器80的脉冲激光束L11的射束的第一像，可以经由凹面镜81、82、83、84，再次作为第二像转印在光束分离器80上。通过重复这样的动作，射入OPS8的脉冲激光束L11可以进行脉冲拉伸(Pulsestretch)。
从OPS8射出的脉冲激光束L11，可以通过相干监视器9的光束分离器91，一部分被反射，另一部分透射且射入射出口挡板95。由光束分离器91反射的光可以透过双针孔92，并且在CCD照相机94的摄像面上形成干涉条纹。CCD照相机94可以计测干涉条纹的光强度分布，并且将表示该计测结果的计测信号S1向激光控制部11输出。其次，激光控制部11可以根据相干监视器9的计测结果，计测干涉条纹的对比度C(步骤S105)。
其次，激光控制部11可以计算与对比度的目标值Ct之差ΔC＝C-Ct(步骤S106)。其次，激光控制部11可以向空间相干调节部40的1轴平台43发送控制信号S4，以使与对比度的目标值Ct之差ΔC接近0(步骤S107)。
其次，激光控制部11可以根据相干监视器9的计测结果，计测干涉条纹的对比度C(步骤S108)。其次，激光控制部11可以判断与对比度的目标值Ct之差ΔC的绝对值|ΔC|是否小于等于容许范围ΔCtr(步骤S109)。如果判断|ΔC|大于容许范围ΔCtr(步骤S109；N)，那么激光控制部11可以返回步骤S106重复处理。如果判断|ΔC|小于等于容许范围ΔCtr(步骤S109；Y)，那么激光控制部11可以控制MO2与PA3，使激光振荡停止。其次，激光控制部11可以向退火控制部13输出作为控制信号S3的空间相干OK信号(步骤S110)。其次，激光控制部11可以将指示打开射出口挡板95的信号作为挡板控制信号S2向射出口挡板95输出(步骤S111)。
其次，激光控制部11可以判断退火装置12是否处于激光退火中(步骤S112)。激光控制部11如果判断不处于激光退火中(步骤S112；N)，那么可以重复步骤S112的处理。
激光控制部11如果判断处于激光退火中(步骤S112；Y)，那么可以进行与上述步骤S105～S109大致同样的步骤S113～S117的处理。这时，在步骤S117中，如果判断与对比度的目标值Ct之差ΔC的绝对值|ΔC|大于容许范围ΔCtr(步骤S117；N)，那么激光控制部11可以返回步骤S101重复处理。另外，在步骤S117中，如果判断与对比度的目标值Ct之差ΔC的绝对值|ΔC|小于等于容许范围ΔCtr(步骤S117；Y)，那么激光控制部11可以返回步骤S114重复处理。不过，在判断|ΔC|小于等于容许范围ΔCtr的情况(步骤S117；Y)下，激光控制部11也可以不返回步骤S114，而结束处理。
其他动作可以与上述第三实施方式的激光系统大致相同。
(5.3作用·效果)
根据本实施方式的控制系统，基于由相干监视器9计测的干涉条纹的对比度C，空间相干调节部40可以反馈控制。因此，射入退火装置12的脉冲激光束L12的空间相干性可以稳定化。
其他作用·效果可以与上述第三实施方式的激光系统大致相同。
[6.各部分的变形例和各部分的具体例子]
其次，对上述各个实施方式的各部分的变形例和各部分的具体例子进行说明。再有，在下文中，对与上述比较例，或者上述各个实施方式的装置或系统的构成要素大致相同的部分，附加同一符号，并适当省略其说明。
(6.1稳定谐振器的变形例)
(稳定谐振器的第一变形例)
图22概略地表示稳定谐振器的第一变形例的H轴向的截面构成例子。在图22所示的激光装置1C中，可以具备空间相干调节部40B，来代替上述比较例的激光装置101的后视镜130。空间相干调节部40B可以包括圆柱平凸透镜31、圆柱平凹透镜32和1轴平台46。另外，空间相干调节部40B也可以包括：固定圆柱平凸透镜31的固定器44，以及固定圆柱平凹透镜32的固定器45。
在激光装置1C中，输出耦合镜120可以是第一光学部件，圆柱平凸透镜31和圆柱平凹透镜32可以是第二光学部件。输出耦合镜120与圆柱平凸透镜31和圆柱平凹透镜32可以在Z轴向上以中间夹着1对放电电极113a、113b的方式相互对置，并且构成使在1对放电电极113a、113b间产生的脉冲激光束放大并输出的光学谐振器。
可以配置输出耦合镜120与圆柱平凸透镜31和圆柱平凹透镜32，以使光学谐振器在H轴向上发挥作为稳定谐振器的功能。
圆柱平凸透镜31可以以如下方式配置：焦点轴31f与V轴大致平行，并且，在H轴向上位于光学谐振器的大致光路轴上。圆柱平凸透镜31的平面侧可以涂覆有HR膜31H。圆柱平凸透镜31的圆柱凸面可以涂覆有AR膜。圆柱平凸透镜31可以以圆柱凸面侧朝着腔室110侧的方式配置。
圆柱平凹透镜32可以以如下方式配置：焦点轴32f与V轴大致平行，并且，在H轴向上位于光学谐振器的大致光路轴上。圆柱平凹透镜32的两面可以涂覆有AR膜。圆柱平凹透镜32可以以平面侧朝着腔室110侧的方式配置。
1轴平台46可以以如下方式配置：通过固定器45，使圆柱平凹透镜32能够沿着光学谐振器的大致光路轴移动。光学谐振器的光路轴可以与Z轴大致平行。通过1轴平台46，可以调节空间相干调节部40B的G参数的值G2。
激光装置1C的光学谐振器的G参数G1、G2可以如下所述。
因为R1＝2F1、R2＝2F2；所以如果用焦距表示，那么可以成为下列式。
G1＝1-L/(2F1)，
G2＝1-L/(2F2)，
其中，
F1：前侧的焦距
F2：后侧的焦距
再有，在激光装置1C中，前侧的焦距可以是输出耦合镜120的焦距。后侧的焦距可以是圆柱平凸透镜31与圆柱平凹透镜32的合成焦距。
因为输出耦合镜120是平面镜，所以F1＝∞、G1＝1。因此，激光装置1C的稳定谐振器的范围基于上述(1)式，成为下列式。
0＜G2＜1
根据激光装置1C，因为通过在空间相干调节部40B调节两个透镜的面间距D，空间横模数产生变化；所以可以调节空间相干性。
其他结构和动作等可以与上述比较例、上述第一实施方式或上述第二实施方式的激光装置大致相同。
(稳定谐振器的第二变形例)
图23概略地表示稳定谐振器的第二变形例的H轴向的截面构成例子。在图23所示的激光装置1D中，可以具备成为空间相干调节部的可变形反射镜(Deformablemirror)33，来代替上述比较例的激光装置101的后视镜130。可变形反射镜33可以包括后视镜34和执行器35。后视镜34可以包括表面涂覆有HR膜34H的薄平面基板。执行器35可以是从后视镜34的内面侧，改变后视镜34的H轴向的曲率半径R2的一维执行器。
(稳定谐振器的第三变形例)
图24概略地表示稳定谐振器的第三变形例的H轴向的截面构成例子。在图24所示的激光装置1E中，可以具备空间相干调节部40来代替上述比较例的激光装置101的输出耦合镜120，并且，可以具备空间相干调节部40B来代替后视镜130。
根据激光装置1E，因为在光学谐振器的前侧与后侧具备空间相干调节部；所以与仅在前侧与后侧的一方具备空间相干调节部的情况相比，可以进一步进行降低空间相干性的调节。
(6.2退火装置的具体例子)
图25概略地表示退火装置12的一个具体例子。
退火装置12可以包括扩束器70、高反射镜71、照明光学系统73、掩模74、转印光学系统75和被照射物76。
扩束器70可以包括凹透镜77A和凸透镜77B，并且可以至少使射入的脉冲激光束L12在H轴向上扩大M倍。高反射镜71可以将被扩大M倍后的脉冲激光束L12向照明光学系统73反射。
照明光学系统73可以包括蝇眼透镜72和聚光光学系统79。蝇眼透镜72可以包括多个透镜78。多个透镜78可以配置为：H轴向的间距为P。
可以通过照明光学系统73向掩模74照射脉冲激光束L12。掩模74的像可以通过转印光学系统75转印在被照射物76的表面。
例如可以从上述第四实施方式的激光系统向退火装置12输出H轴向的空间相干长度Xc小于等于P/M的脉冲激光束L12。
(6.3相干监视器的具体例子)
图26和图27表示图20的相干监视器9的一个具体例子。图26概略地表示相干监视器9的一个具体例子的V轴向的截面构成例子。图27概略地表示相干监视器9的一个具体例子的H轴向的截面构成例子。
在预测如图25所示的退火装置12的掩模74上与被照射物76上的干涉条纹的对比度C的情况下，可以使用图26和图27所示的结构的相干监视器9。
双针孔92可以配置为：由光束分离器91反射的脉冲激光束L11照射在双针孔92上。双针孔92的2个针孔92a、92b可以在脉冲激光束L11的H轴向上以所定的针孔间隔X形成。该所定的针孔间隔X，基于退火装置12的蝇眼透镜72的H轴向的间距间隔P与扩束器70的H轴向的倍率M，可以满足X＝P/M的关系。
在相干监视器9中，通过计测H轴向的干涉条纹的对比度C，可以预测由退火装置12退火的被照射物76上的干涉条纹的对比度C。
(6.4放电电极的变形例)
图28概略地表示放电电极的变形例的一个例子。在腔室110内，可以具有图28所示的1对放电电极115a、115b，来代替图3所示的1对放电电极113a、113b。1对放电电极115a、115b可以呈表面弯曲的形状。1对放电电极115a、115b的表面可以部分地涂覆有电绝缘物116。
在1对放电电极115a、115b上，可以在放电面以外的部分涂覆有电绝缘物116，以便产生所定的放电宽度W的放电。电绝缘物116可以通过在1对放电电极115a、115b的表面熔射氧化铝来涂覆。其结果是：可以在与没有溶射电绝缘物116的部分的电极宽度Wp大致相同的放电宽度W，产生放电。
[7.控制部的硬件环境]
本领域的技术人员应该理解，可以将程序模块或软件应用程序组合在通用计算机或可编程控制器中，执行在这里叙述的主题。一般来说，程序模块包含能够执行本公开所记载的流程的例程、程序、组件、数据结构等。
图29是表示可以执行公开的主题的各个方面的示例性的硬件环境的方框图。虽然图29的例示的硬件环境100可以包括：处理单元1000，存储单元1005，用户界面1010，并行I/O控制器1020，串行I/O控制器1030，以及A/D、D/A转换器1040；但是硬件环境100的结构不限定于此。
处理单元1000可以包括中央处理单元(CPU)1001、存储器1002、计时器1003和图像处理单元(GPU)1004。存储器1002可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。CPU1001可以是市售的处理器的任何一个。双微处理器、其他多处理器架构也可以作为CPU1001使用。
为了执行本公开所记载的流程，图29中的这些构成物也可以互相连接。
在动作中，处理单元1000可以读取保存在存储单元1005中的程序，加以执行。另外，处理单元1000也可以从存储单元1005一起读取程序、数据。另外，处理单元1000也可以将数据写入存储单元1005。CPU1001可以执行从存储单元1005读取的程序。存储器1002可以是将由CPU1001执行的程序和用于CPU1001的动作的数据进行暂时存储的工作区域。计时器1003可以计测时间间隔，并且按照程序的执行向CPU1001输出计测结果。GPU1004可以按照从存储单元1005读取的程序，处理图像数据，并且将处理结果向CPU1001输出。
并行I/O控制器1020可以连接于1轴平台43、46，射出口挡板95，激光控制部11，以及退火控制部13等可以与处理单元1000通信的并行I/O器件；也可以控制处理单元1000与这些并行I/O器件之间的通信。串行I/O控制器1030可以连接于激光控制部11和退火控制部13等可以与处理单元1000通信的多个串行I/O器件；也可以控制处理单元1000与这些多个串行I/O器件之间的通信。A/D、D/A转换器1040可以通过模拟端口，连接于各种传感器、CCD照相机94等模拟器件；也可以控制处理单元1000与这些模拟器件之间的通信和/或进行通信内容的A/D、D/A变换。
用户界面1010也可以向操作者表示由处理单元1000执行的程序的进展，以使操作者能够对处理单元1000指示程序的停止、中断例程的执行。
示例性的硬件环境100也可以适用于本公开的退火控制部13等的结构。本领域的技术人员应该理解，它们的控制器也可以在分布式计算环境、即由通过通信网连接的处理单元执行作业的环境下被具体化。在本公开中，退火控制部13等也可以通过被称为以太网(注册商标)、因特网的通信网互相连接。在分布式计算环境下，程序模块也可以保存在本地和远程双方的存储器存储设备中。
[8.其他]
上述说明不是限制，而仅仅意味着示例。因此，本领域的技术人员应该理解，在附加的权利要求的范围内，能够对本公开的实施方式进行变更。
在整个本说明书和附加的权利要求书中使用的术语应该理解为“非限定性”术语。例如被称为“包含”或“被包含”的术语应该理解为“不限定于作为包含物所记载的内容”。被称为“具有”的术语应该理解为“不限定于作为具有物所记载的内容”。另外，本说明书和附加的权利要求书所记载的不定冠词“1个”应该理解为意味着“至少1个”或者“1个或1个以上”。

Claims (7)

1.一种激光装置，具备：
激光腔室，包括1对放电电极，所述1对放电电极在第一方向上隔着电极间隙相互对置且与所述第一方向正交的第二方向的放电宽度比所述电极间隙小；以及
光学谐振器，包括第一光学部件和第二光学部件，并且使在所述1对放电电极间产生的激光束放大并输出，所述第一光学部件和所述第二光学部件在与所述第一方向和所述第二方向的双方正交的第三方向上以中间夹着所述1对放电电极的方式相互对置，
在将所述第一光学部件的G参数作为G1，所述第二光学部件的G参数作为G2时，所述光学谐振器在所述第二方向上构成满足下列条件的稳定谐振器
0＜G1·G2＜1。
2.根据权利要求1所述的激光装置，其中，所述光学谐振器进一步满足下列条件
0.25＜G1·G2＜0.75。
3.根据权利要求2所述的激光装置，其中，所述光学谐振器进一步满足下列条件
0.45＜G1·G2＜0.55。
4.根据权利要求1所述的激光装置，其中，所述第一光学部件的G参数和所述第二光学部件的G参数中的任意一个的值是1。
5.根据权利要求1所述的激光装置，其中，进一步具备：
相干监视器，配置在来自所述光学谐振器的输出激光束的光路上，并且计测所述输出激光束的所述第二方向上的空间相干性；
调节部，调节所述第一光学部件的G参数和所述第二光学部件的G参数中的至少一个的G参数的值；以及
控制部，根据所述相干监视器的计测值控制所述调节部。
6.根据权利要求1所述的激光装置，其中，所述放电宽度是所述电极间隙的中间位置的所述第二方向的宽度。
7.一种激光装置，具备：
激光腔室，包括1对放电电极，所述1对放电电极在第一方向上隔着电极间隙相互对置且与所述第一方向正交的第二方向的放电宽度比所述电极间隙小；以及
光学谐振器，包括第一光学部件和第二光学部件，并且在所述第二方向上构成稳定谐振器，使在所述1对放电电极间产生的激光束放大并输出，所述第一光学部件和所述第二光学部件在与所述第一方向和所述第二方向的双方正交的第三方向上以中间夹着所述1对放电电极的方式相互对置，
所述光学谐振器向光学系统输出所述第二方向的所述激光束的空间相干长度小于等于P/M的激光束，所述光学系统使所述激光束在所述第二方向上宽度扩大M倍之后射入蝇眼透镜，所述蝇眼透镜包括以间距间隔为P的方式配置的多个透镜。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109244808A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 沈阳理工大学 一种基于柱面反射镜的Nd:YLF激光器及其光束质量改善方法
JP7140384B2 (ja) * 2018-12-17 2022-09-21 株式会社ブイ・テクノロジー レーザアニール装置
KR20210025165A (ko) * 2019-08-26 2021-03-09 삼성디스플레이 주식회사 레이저 광원 및 레이저 결정화 장치
US11799261B2 (en) 2020-08-31 2023-10-24 Cymer, Llc Apparatus for and method of optical component alignment

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307207A (en) * 1988-03-16 1994-04-26 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus
CN1849732A (zh) * 2003-07-18 2006-10-18 特克斯特罗恩系统公司 具有多个平行增益介质的非稳定激光谐振器中的相干光束组合
US20080198891A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Tsukasa Hori Excimer laser device operable at high repetition rate and having high band-narrowing efficiency
WO2009019006A2 (de) * 2007-08-06 2009-02-12 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung und verfahren zur specklereduktion im bereich der laseranwendungen
US20090067468A1 (en) * 2005-11-01 2009-03-12 Cymer, Inc. Laser system
CN102549855A (zh) * 2009-09-30 2012-07-04 三菱电机株式会社 激光振荡器以及激光放大器
JP2012156531A (ja) * 2012-03-23 2012-08-16 Gigaphoton Inc 露光用放電励起レーザ装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0786647B2 (ja) * 1986-12-24 1995-09-20 株式会社ニコン 照明装置
JP2662562B2 (ja) * 1988-04-11 1997-10-15 株式会社ニコン 露光装置
JPH0298919A (ja) * 1988-10-06 1990-04-11 Nikon Corp レーザ装置
US5048048A (en) * 1989-08-11 1991-09-10 Mitsubishi Denki K.K. Gas laser device
US5557629A (en) * 1992-08-28 1996-09-17 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Laser device having an electrode with auxiliary conductor members
JP2980788B2 (ja) 1992-10-21 1999-11-22 三菱電機株式会社 レーザ装置
US5534970A (en) * 1993-06-11 1996-07-09 Nikon Corporation Scanning exposure apparatus
JP3559694B2 (ja) * 1997-10-14 2004-09-02 キヤノン株式会社 照明装置及びそれを用いた投影露光装置
JP2000150998A (ja) 1998-11-06 2000-05-30 Komatsu Ltd エキシマレーザ装置の狭帯域化モジュール
JP4911558B2 (ja) * 2005-06-29 2012-04-04 株式会社小松製作所 狭帯域化レーザ装置
JP2007300008A (ja) * 2006-05-02 2007-11-15 Lasertec Corp パルスレーザ光源とそのパルスレーザ光源を用いた検査装置
JP5157004B2 (ja) 2006-07-04 2013-03-06 株式会社小松製作所 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法
JP5111930B2 (ja) 2007-05-01 2013-01-09 ギガフォトン株式会社 露光用放電励起レーザ装置
JP5096035B2 (ja) 2007-05-01 2012-12-12 ギガフォトン株式会社 光学的パルスストレッチ装置及び露光用放電励起レーザ装置
JP5178047B2 (ja) * 2007-05-01 2013-04-10 ギガフォトン株式会社 露光用放電励起レーザ装置
JP4871326B2 (ja) * 2008-05-29 2012-02-08 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光源
JP5410396B2 (ja) * 2010-03-23 2014-02-05 ギガフォトン株式会社 レーザ装置
JP6113426B2 (ja) * 2011-09-08 2017-04-12 ギガフォトン株式会社 マスタオシレータシステムおよびレーザ装置
JP5580358B2 (ja) * 2012-03-23 2014-08-27 ギガフォトン株式会社 露光用放電励起レーザ装置
JP2013222173A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Gigaphoton Inc レーザ装置
WO2015049741A1 (ja) * 2013-10-02 2015-04-09 ギガフォトン株式会社 レーザ装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307207A (en) * 1988-03-16 1994-04-26 Nikon Corporation Illuminating optical apparatus
CN1849732A (zh) * 2003-07-18 2006-10-18 特克斯特罗恩系统公司 具有多个平行增益介质的非稳定激光谐振器中的相干光束组合
US20090067468A1 (en) * 2005-11-01 2009-03-12 Cymer, Inc. Laser system
US20080198891A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Tsukasa Hori Excimer laser device operable at high repetition rate and having high band-narrowing efficiency
WO2009019006A2 (de) * 2007-08-06 2009-02-12 Carl Zeiss Meditec Ag Vorrichtung und verfahren zur specklereduktion im bereich der laseranwendungen
CN102549855A (zh) * 2009-09-30 2012-07-04 三菱电机株式会社 激光振荡器以及激光放大器
JP2012156531A (ja) * 2012-03-23 2012-08-16 Gigaphoton Inc 露光用放電励起レーザ装置

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