DE10248707A1 - Excimerlaser-Spiegel zur gezielten Reflexion unterschiedlicher Wellenlängen - Google Patents

Excimerlaser-Spiegel zur gezielten Reflexion unterschiedlicher Wellenlängen Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochreflektierenden Spiegel (1) für einen Excimerlaser, der in einem Innenraum (8) eines Druckbehälters (5) ein laseraktives Medium (9, 9') enthält. Der Spiegel (1) umfasst ein Substrat (2), das eine dem laseraktiven Medium (9, 9') des Excimerlasers zugewandte Innenseite (2a) und eine von der Innenseite (2a) abgewandte Außenseite (2b) aufweist. Auf der Substratinnenseite (2a) ist ein erstes hochreflektiertes Schichtsystem (3) vorhanden, das zur Reflexion einer ersten Wellenlänge (lambda¶1¶) ausgebildet ist. Ein zweites hochreflektierendes Schichtsystem (4) ist auf der Substrataußenseite (2b) vorhanden. Das zweite hochreflektierende Schichtsystem (4) ist zur Reflexion einer zweiten Wellenlänge (lambda¶2¶) ausgebildet, die sich von der ersten Wellenlänge (lambda¶1¶) unterscheidet. Damit bei Befüllung des Druckbehälters (8) mit dem zweiten Medium (9') eine Reflexion am zweiten Schichtsystem (4) erfolgen kann, sind das erste Schichtsystem (3) und das Substrat (2) derart ausgebildet, dass sie für die zweite Wellenlänge (lambda¶1¶) im Wesentlichen durchlässig sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen hochreflektierenden Spiegel für einen Excimerlaser. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Excimerlaser-Druckbehälter, der mit unterschiedlichen laseraktiven Medien wie beispielsweise Gasen zur Erzeugung von Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen betrieben werden kann. Der Druckbehälter umfasst zumindest einen hochreflektierenden Spiegel, der für die verschiedenen laseraktiven Medien als Reflektor bzw. Resonator dient. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines hochreflektierenden Spiegels, der im übrigen auch als HR-Spiegel bezeichnet wird und in einem Excimerlaser zur Reflexion einer vorbestimmten Wellenlänge dient.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Grundsätzlich kann ein Excimerlaser-Spiegel aus einem Substrat mit hochreflektierendem Schichtsystem bestehen oder als Al-Spiegel ausgebildet sein. Der grundsätzliche Aufbau eines hochreflektierenden Excimerlaser-Spiegels ist also grundsätzlich bekannt. Gleiches gilt auch für das Substratmaterial und die Schichtmaterialien. Grundsätzliche kommen als Substratmaterial fluoride oder chloride Materialien und Quarzglas zum Einsatz.
  • Ein HR-Spiegel der genannten Art ist in einem Excimerlaser-Druckbehälter angeordnet, dessen Innenraum mit einem laseraktiven Medium befüllt ist. Als laseraktives Medium kommen insbesondere Molekül- bzw. Atomverbindungen in Frage, die nachfolgend auch als Excimergase bezeichnet werden. Das Excimergas wird durch Anregungs- und/oder Entladungsreaktionen zur Emittierung von Licht einer bestimmten Wellenlänge angeregt. Strahlen mit dieser bestimmten Wellenlänge werden an dem HR-Spiegel reflektiert, so dass diese Strahlen nicht durch den HR-Spiegel hindurch aus dem Innenraum des Druckbehälters austreten können. Zum Austritt ist im Excimerlaser normalerweise ein an anderer Stelle des Druckbehälters angeordnetes Auskoppelungsfenster vorgesehen.
  • Ein Beispiel für ein dielektrisch beschichtetes Fenstersubstrat für einen Excimerlaser ist in der JP 06250015 A beschrieben. Die Beschichtung soll breitbandig Wellenlängen unterhalb von 200 nm blockieren. Es sei noch angemerkt, dass aus der DE 35 10 554 A1 ein Ar-Ionen-Laser bekannt ist, der mittels eines einer wellenlängenselektiven Beschichtung ausschließlich auf einer Wellenlänge des Emissionsspektrums anschwingen soll. Ein Spiegel oder Fenstersubstrat für einen Druckbehälter eines Excimerlaser ist ferner in der DE 100 59 015 A1 beschrieben. Die Offenbarung dieser Druckschrift wird hier durch Bezugnahme ausdrücklich mit aufgenommen. In Bezug auf die möglichen Schichtmaterialien wird auf die nachfolgenden Veröffentlichungen Bezug genommen, deren Inhalt ausdrücklich durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen ist: M.L. Scott. A review of UV coating material properties. NIST Spec. Publ., 688: 329–339, 1985; E. Welsch, K. Ettrich, H. Blaschke, and N. Kaiser. Excimer Laser interaction with dielectric thin films. Applied Surface Science, 96–98: 393–398, 1996; K. Ettxich, H. Blaschke, E. Welsch, P. Thomsen-Schmidt, and D. Schäfer. UV-Laser investigation of dielectric thin films; In Laser-Induced Damage in Optical Materials: 1995; Harold E. Bennett, Arthur H. Guenther, Mark R. Kozlowski, Brian E. Newnam, M.J.Soileau, Editors, Proceedings of SPIE Vol. 2714, 426–439 (1996).
  • Um einen Excimerlaser mit einer anderen Wellenlänge zu betreiben, muss man bei den bisherigen Druckbehältern das im Innenraum befindliche laseraktive Medium, also hier das Excimergas, und den am Druckbehälter befindlichen, auf dieses Excimergas abgestellten hochreflektierenden Spiegel austauschen. Der Spiegel muss dann gegen einen HR-Spiegel ausgetauscht werden, dessen hochreflektierendes Schichtsystem auf das neue Excimergas eingestellt ist, d.h. bei einer anderen Wellenlänge hochreflektierend ist. Der Austausch des Gases kann relativ einfach erfolgen, allerdings ist der Austausch des hochreflektierenden Spiegels problematischer und aufwendiger. So kann beim Spiegelaustausch unter Umständen ein Lufteintritt in den Druckbehälter nicht vermieden werden, was beispielsweise zur Beeinträchtigung der Passivierung des Lasers führen kann.
    •
  • Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht somit darin, einen schnellen Wechsel der Wellenlänge eines Excimerlasers zu ermöglichen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hochreflektierender Spiegel für einen Excimerlaser, der in einem Innenraum eines Druckbehälters ein laseraktives Medium enthält, bereitgestellt, der umfasst: ein Substrat, das eine dem laseraktiven Medium des Excimerlasers zugewandte Innenseite und eine von der Innenseite abgewandte Außenseite aufweist, ein erstes hochreflektierendes Schichtsystem auf der Substratinnenseite, wobei das erste hochreflektierende Schichtsystem zur Reflexion einer ersten Wellenlänge ausgebildet ist, ein zweites hochreflektierendes Schichtsystem auf der Substrataußenseite, wobei das zweite hochreflektierende Schichtsystem zur Reflexion einer zweiten Wellenlänge ausgebildet ist, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet. Das erste Schichtsystem und das Substrat sind derart ausgebildet, dass sie für die zweite Wellenlänge im wesentlichen durchlässig sind.
  • Ein erfindungsgemäßer hochreflektierender Spiegel kann erstmals zum Betreiben eines Excimerlasers für unterschiedliche Wellenlängen benutzt werden und muss somit beim Wellenlängenwechsel des Excimerlasers nicht mehr ausgetauscht werden. Es ist nur noch notwendig, das laseraktive Medium im Druckbehälter auszutauschen. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau eines hochreflektierenden Spiegels ist nun gewährleistet, dass ein für eine erste Wellenlänge hochreflektierendes Schichtsystem auf der Substratinnenseite des erfindungsgemäßen Spiegels zum Einsatz kommt und nach Wechsel des Excimergases für eine zweite Wellenlänge das auf der anderen Seite des Spiegels befindliche zweite hochreflektierende Schichtsystem wirkt, wobei dann das erste hochreflektierende Schichtsystem und auch das Substrat für die zweite Wellenlänge durchlässig sind. Die Strahlung tritt also im zuletzt genannten Fall durch das erste hochreflektierende Schichtsystem und das Substrat hindurch und wird an dem zweiten hochreflektierenden Schichtsystem wieder in den Innenraum zurückreflektiert.
  • Ein großer Vorteil kann bei dieser Ausgestaltung sein, dass der Spiegel im Druckbehälter angeordnet bleiben kann, auch wenn die Wellenlänge des Excimerlasers gewechselt werden soll. Dadurch können notwendige Dichtungen am Fenster verbleiben. Der Wechsel der Wellenlänge eines Excimerlasers kann dadurch vereinfacht sein, was wiederum die Umbaukosten reduzieren kann und auch zu einer Verkürzung der Stillstandzeiten führen kann. Aufgrund eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels mit zweiseitiger Beschichtung ist auch die Gefahr der Zerstörung der Passivierung des Lasers durch Berührung mit Sauerstoff bzw. Luft verringert. Die Gefahr der Zerstörung der Passivierung des Lasers ist bei dem bisher üblichen Austausch des Spiegels sehr hoch, da nur mit sehr großem Aufwand und nicht absolut zuverlässig der Eintritt von Sauerstoff vermieden werden kann.
  • Als Schichtsysteme für das erste Schichtsystem und das zweite Schichtsystem kommen beispielsweise sogenannte λ/4-Wechselschichtsysteme zum Einsatz. λ/4-Wechselschichtsysteme bestehen aus einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten sogenannten HL-Schichtpaaren. Ein HL-Schichtpaar umfasst zwei Schichten, die aus dielektrischen Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex bestehen. So besteht eine Schicht aus einem Material mit einer hohen Brechzahl – die sogenannte H-Schicht – und eine weitere Schicht aus einem Material mit vergleichsweise geringer Brechzahl – die sogenannte L-Schicht. Die optische Dicke jeder Schicht beträgt jeweils λ/4, wobei λ die Laserwellenlänge angibt. Die optimale Anzahl derartiger HL-Paare für möglichst hohe Reflektivität und Strahlungsfestigkeit ist dabei unter anderem abhängig von der Absorption und Streuung der Schichten selbst. Eine große Bedeutung hat aber auch die Qualität der Grenzflächen. Durch unterschiedliche Beschichtungstechniken können auf die Eigenschaften der einzelnen Schichten und die Grenzflächenbeschaffenheit als bestimmende Faktoren für das gesamte Schichtsystem Einfluss genommen werden.
  • Zur Deposition können beispielsweise die folgenden Techniken eingesetzt werden: Widerstandsbedampfung (RED – Resistant Evaporation), Elektronenstrahlbedampfung (EBD – Electron Beam Evaporation), laserunterstützte Elektronenstrahlbedampfung (LEBE – Laser Assisted Electron Beam Evaporation), ionenstrahlunterstützte Bedampfung (IAD – Ion Assisted Deposition ) wie beispielsweise IBS (Ion Beam Sputtering), plasmaionenunterstützte Bedampfung (PIAD – Plasma Ion Assisted Deposition) wie z.B. ABS (Advanced Plasma Source). Durch Vorheizen des Substrates auf bestimmte Temperaturen kann der Beschichtungsprozess zusätzlich optimiert werden.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 193 nm reflektiv ist und das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 248 nm reflektiv ist.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 193 nm reflektiv ist und das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 157 nm reflektiv ist.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 193 nm reflektiv ist, das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 351 nm reflektiv ist.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 248 nm reflektiv ist, das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 157 nm reflektiv ist.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 248 nm reflektiv ist, das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 351 nm reflektiv ist.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 157 nm reflektiv ist, das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 351 nm reflektiv ist.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform sieht vor, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem bei einer ersten Wellenlänge von 308 nm reflektiv ist, das zweite hochreflektierende Schichtsystem bei einer zweiten Wellenlänge von 222 nm reflektiv ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Excimerlaser-Druckbehälter mit einem Innenraum bereitgestellt, der wahlweise mit einem ersten laseraktiven Medium und einem zweiten laseraktiven Medium befüllbar ist. Das erste laseraktive Medium ist bei einer ersten Wellenlänge aktiv, das zweite laseraktive Medium ist bei einer zweiten Wellenlänge aktiv, die sich von der ersten Wellenlänge unterscheidet. Der Druckbehälter weist zumindest einen hochreflektierenden Spiegel aus einem Substrat und einer dem Innenraum zugewandten Substratinnenseite und einer Substrataußenseite auf. Die Substratinnenseite ist mit einem hochreflektierenden Schichtsystem zur Reflexion der ersten Wellenlänge versehen. Auf der Substrataußenseite ist ein zweites hochreflektierendes Schichtsystem zur Reflexion der zweiten Wellenlänge vorhanden. Dadurch kann bei Befüllung des Innenraums mit dem ersten laseraktiven Medium eine Reflexion von Strahlen der ersten Wellenlänge an dem ersten Schichtsystem erfolgen und bei Befüllung des Innenraums mit dem zweiten laseraktiven Medium kann eine Reflexion von Strahlen der zweiten Wellenlänge an dem zweiten Schichtsystem erfolgen. Der Eintritt der Strahlen erfolgt sowohl im ersten als auch im zweiten Fall in Richtung Substratinnenseite zur Substrataußenseite. Dementsprechend sollten das Substrat und das erste Schichtsystem für die zweite Wellenlänge möglichst durchlässig sein. Möglichst durchlässig bedeutet, dass zumindest eine Durchlässigkeit von ungefähr 60% erzielt ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Durchlässigkeit des Substrats und des ersten Schichtsystems für die zweite Wellenlänge besser als 80%.
  • Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels für einen Excimerlaser umfasst der Spiegel eine Vorder- und Rückseite. Die Vorderseite ist dem laseraktiven Medium des Excimerlasers zugewandt und die Rückseite des Spiegels liegt der Vorderseite gegen. Mit anderen Worten: Die Vorderseite des Spiegels ist die Innenseite des Substrates mit dem darauf befindlichen ersten hochreflektierenden Schichtsystem. Die Rückseite des Spiegels ist die Substrataußenseite mit dem darauf befindlichen zweiten hochreflektierenden Schichtsystem. Die Vorderseite und die Rückseite des Spiegels sind bei dieser beispielhaften Ausführungsform parallel zueinander. Parallelität bedeutet im vorliegenden Fall, dass die Abweichung von der exakten Parallelität deutlich kleiner sein sollte als die Divergenz des Lasers, die beispielsweise 1 mrad beträgt. Dies entspricht 3,4'. Folglich kann es zweckmäßig sein, dass die Parallelität der beiden reflektierenden Schichten bzw. der Substratoberflächen kleiner 20" ist. Die Parallelität ist dann wichtig, wenn die Justage der für Excimerlaser üblichen Planspiegel nach Gas- bzw. Wellenlängenwechsel erhalten bleiben soll.
  • Nach einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels ist zumindest eine der Vorder- und Rückseiten des Spiegels gekrümmt. So kann durch verschiedene Krümmungen der Vorder- und Rückseite des Spiegels für jede der zum Einsatz kommenden Wellenlängen eine andere Resonatorkonfiguration erzielt werden. So kann beispielsweise der Laser auf der einen Wellenlänge mit einem konkaven hochreflektierenden Schichtsystem arbeiten und nach Wechsel auf eine andere Wellenlänge mit einem konvexen hochreflektierenden Schichtsystem arbeiten.
    •
  • Im Folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis mehrere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 einen schematisierten Querschnitt einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels mit beidseitiger Beschichtung;
  • 2 eine schematisierte Teilansicht eines Druckbehälters für einen Excimerlaser, wobei zur besseren Verdeutlichung der Anordnung eines erfindungsgemäßen Spiegels der Druckbehälter teilweise geschnitten dargestellt ist.
  • BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Eine schematisierte Schnittansicht eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels 1 ist in der 1 dargestellt. Wie hieraus ersichtlich, umfasst der hochreflektierende Spiegel 1 ein Substrat 2, das beispielsweise aus Quarzglas oder fluoridischem Kristall besteht. Selbstverständlich können aber auch andere übliche Substratmaterialien für einen erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegel verwendet werden.
  • Das Substrat 2 hat eine Substratinnenseite 2a und eine Substrataußenseite 2b. Die Substratinnenseite 2a ist, wie unter Bezugnahme auf die 2 noch später näher erläutert wird, einem Innenraum 8 eines Druckbehälters 5 eines Excimerlasers zugewandt. Die Substrataußenseite 2b ist von der Substratinnenseite 2a abgewandt. Sie kann beispielsweise, wie ebenfalls in der 2 schematisch dargestellt, einem Justier- oder Pilotlaser 10 zugewandt sein.
  • Auf der Substratinnenseite 2a ist ein erstes hochreflektierendes Schichtsystem 3 aufgebracht, das aus einer Vielzahl von Schichten 3a–3d besteht. Auf der Substrataußenseite 2d ist ebenfalls ein hochreflektierendes zweites Schichtsystem 4 aufgebracht, das ebenfalls aus einer Vielzahl von Schichten 4a–4d besteht. Sowohl das erste hochreflektierende Schichtsystem 3 wie auch das zweite hochreflektierende Schichtsystem 4 besteht hier aus einem sogenannten λ/4-Wechselschichtsystem. So wechseln sich in derartigen λ/4-Wechselschichtsystemen zwei dielektrische Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindexen ab. Als Materialien für die Schichten kommen beispielsweise CaF2, MgF2, LaF3, Al2O3, SiO2, BaF2, SrF2 und HfO2 zum Einsatz. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die HL-Schichtpaare HfO2/SiO2.
  • So kann im ersten hochreflektierenden Schichtsystem 3 die Schicht 3a eine hochbrechende λ/4-Schicht sein, die darauffolgende Schicht 3b ist dann eine niedrigbrechende λ/4-Schicht. Dann folgt wieder eine hochbrechende λ/4-Schicht 3c und eine niedrigbrechende λ/4-Schicht 3d. Durch die Anzahl an hochreflektierend und niedrigreflektierenden Wechselschichtpaaren kann das Reflexionsvermögen R dieser dielektrischen λ/4-Schichtsysteme festgelegt werden. Hierbei spielen auch das Verhältnis der Brechzahlen von hoch- und niedrigbrechenden Materialien und in weitaus geringerem Maße auch die Brechzahl des Substrates 2 ab. Grundsätzlich gilt, je höher die Anzahl der HL-Schichtpaare ist und mit zunehmendem Verhältnis von hoch- und niedrigbrechenden Materialzahlen steigt die Reflektivität an. Technologisch ist es grundsätzlich günstiger, Materialien für die einzelnen Schichten 3a–3d und 4a–4d auszuwählen, die ein großen Brechzahlverhältnis nH/nL aufweisen, anstatt die Schichtanzahl zu erhöhen.
  • Das zweite hochreflektierende Schichtsystem 4 ist grundsätzlich in gleicher Weise aufgebaut wie das erste hochreflektierende Schichtsystem 3. Entsprechend gelten die Ausführungen zum ersten hochreflektierenden Schichtsystem 3 auch für das zweite hochreflektierende Schichtsystem 4. Auch die Materialien und die Brechzahlen der einzelnen Schichten 4a–4d und die Anzahl der H/L-Schichtpaare ist den Gegebenheiten entsprechend zu wählen.
  • Zum Aufbringen des ersten hochreflektierenden Schichtsystems 3 als auch des zweiten hochreflektierenden Schichtsystems 4 kommen verschiedene Beschichtungsverfahren für dielektrische Schichten 3a–3d und 4a–4d in Frage. Dies sind beispielsweise die folgenden:
    Figure 00110001
    Figure 00120001
  • Die Teilansicht gemäß der 2 eines Druckbehälters 5 eines Excimerlasers verdeutlichet die Anordnung eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels 1 in dem Druckbehälter 5. Der Druckbehälter 5 des Excimerlasers besitzt einen Innenraum 8, in dem Elektroden etc. (nicht dargestellt) sowie ein laseraktives Medium 9 bzw. 9' enthalten sind. Hier ist das Excimergas beispielsweise KrF oder ArF. In einer Stirnwand 6 des Druckbehälters 5 ist eine Öffnung 7 vorhanden, die durch den erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegel 1 verschlossen ist. Der hochreflektierende Spiegel 1 gemäß der Erfindung ist in der Öffnung 7 so angeordnet, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem 3 dem Innenraum 8 zugewandt ist. Bei der hier gezeigten beispielhaften Ausführungsform kommt das zweite hochreflektierende Schichtsystem 4 mit der Umgebung in Kontakt.
  • Bei der in der 2 als auch der 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hochreflektierenden Spiegels 1 sind das erste hochreflektierende Schichtsystem 3 und das zweite hochreflektierende Schichtsystem 4 so gewählt, dass bei Befüllung des Innenraums 8 des Druckbehälters 5 mit einem ersten Gas 9 eine Strahlung mit der Wellenlänge λ1 in dem ersten hochreflektierenden Schichtsystem 3 reflektiert wird. Das hochreflektierende Schichtsystem 3 ist dabei so ausgewählt, dass eine sehr hohe Reflexion dieser bestimmten Wellenlänge λ1 in engen Toleranzen erfolgt. Das heißt, nur die Wellenlänge λ1 und gering davon abweichende Wellenlängen werden an dem ersten hochreflektierenden Schichtsystem 3 reflektiert. Eine zweite bestimmte Wellenlänge λ2 wird an dem zweiten hochreflektierenden Schichtsystem 4 reflektiert. Das heißt also, dass das erste hochreflektierende Schichtsystem 3 und das Substrat 2 für die Wellenlänge λ2 im Wesentlichen transmissiv sein müssen.
  • Damit kann ohne Wechsel des hochreflektierenden Spiegels 1 der Druckbehälter mit zwei verschiedenen laseraktiven Medien 9, 9' betrieben werden. Für einen Wechsel der Wellenlänge des Excimerlasers muss also nur noch das Gas 9 gegen das Gas 9' ausgetauscht werden, bei den jeweiligen Wellenlängen erfolgt eine Reflexion am Spiegel 1 entweder an dem hochreflektiven ersten Schichtsystem 3 oder an dem zweiten Schichtsystem 4.
  • Gemäß der Darstellung der 2 ist aufgrund der Durchlässigkeit des Substrates 2 als auch der ersten und zweiten Schichtsysteme 3, 4 für bestimmte Wellenlängen auch die Anordnung eines Justier- oder Pilotlasers 10 außerhalb des Druckbehälterinnern 8 möglich. So kann dann auch bei einem hochreflektierenden Spiegel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Justierung über einen Pilotlaser 10 erfolgt. So wird der Pilotlaser 10 außerhalb des Druckbehälterinnern 8 angeordnet und der Laserstrahl 11 des Justier- oder Pilotlasers 10 tritt durch das zweite Schichtsystem 4, das Substrat 2 und das erste Schichtsystem 3 in das Behälterinnere 8 ein, wodurch die Optik justiert werden kann.

Claims (20)

  1. Hochreflektierender Spiegel (1) für einen Excimerlaser, der in einem Innenraum (8) eines Druckbehälters (5) ein laseraktives Medium (9, 9') enthält, wobei der Spiegel (1) umfasst: ein Substrat (2), das eine dem laseraktiven Medium (8) des Excimerlasers zugewandte Innenseite (2a) und eine von der Innenseite (2a) abgewandte Außenseite (2b) aufweist, ein erstes hochreflektierendes Schichtsystem (3) auf der Substratinnenseite (2a), wobei das erste hochreflektierende Schichtsystem (3) zur Reflexion einer ersten Wellenlänge (λ1) ausgebildet ist, ein zweites hochreflektierendes Schichtsystem (4) auf der Substrataußenseite (2b), wobei das zweite hochreflektierende Schichtsystem (4) zur Reflexion einer zweiten Wellenlänge (λ2) ausgebildet ist, die sich von der ersten Wellenlänge (λ1) unterscheidet, wobei das erste Schichtsystem (3) und das Substrat (2) derart ausgebildet sind, dass sie für die zweite Wellenlänge (λ1) im wesentlichen durchlässig sind.
  2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schichtsystem (3) und das zweite Schichtsystem (4) jeweils λ/4-Wechselschichtsysteme (3a–3d; 4a–4d) sind.
  3. Spiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schichtsystem (3) und das zweite Schichtsystem (4) sich jeweils aus einer Vielzahl von einzelnen Schichten (3a–3d; 4a–4d) zusammensetzen, wobei die Schichten (3a–3d; 4a–4d) jedes Schichtsystems (3, 4) aus unterschiedlichen dielektrischen Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex bestehen und im jeweiligen Schichtsystem (3, 4) abwechselnd aufeinander folgen.
  4. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel eine ebene Vorder- und eine ebene Rückseite aufweist und die Vorder- und Rückseite parallel zueinander sind.
  5. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Substratinnenseite (2a) und Substrataußenseite (2b) gekrümmt ist.
  6. Spiegel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratinnenseite (2a) und Substrataußenseite (2b) unterschiedlich gekrümmt sind.
  7. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 193 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 248 nm beträgt.
  8. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 193 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 157 nm beträgt.
  9. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 193 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 351 nm beträgt.
  10. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 248 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 157 nm beträgt.
  11. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 248 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 351 nm beträgt.
  12. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 157 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 351 nm beträgt.
  13. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) 308 nm beträgt und die zweite Wellenlänge (λ2) 222 nm beträgt.
  14. Spiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (3a–3d) des ersten Schichtsystems (3) und die Schichten (4a–4d) des zweiten Schichtsystems (4) aus der Gruppe bestehend aus CaF2, MgF2, LaF3, Al2O3, SiO2, BaF2, SrF2 und HfO2 bestehen.
  15. Excimerlaser-Druckbehälter (5) mit einem Innenraum (8), der wahlweise mit einem ersten laseraktiven Medium (9) und einem zweiten laseraktiven Medium (9') befüllbar ist, wobei das erste laseraktive Medium (9) bei einer ersten Wellenlänge (λ1) aktiv ist und das zweite laseraktive Medium (9') bei einer zweiten Wellenlänge (λ2) aktiv ist, die sich von der ersten Wellenlänge (λ1) unterscheidet, wobei der Druckbehälter (5) zumindest einen hochreflektierenden Spiegel (1) umfassend ein Substrat (2) und eine dem Innenraum (8) zugewandte Substratinnenseite (2a) und eine Substrataußenseite (2b) aufweist, wobei auf der Substratinnenseite (2a) ein erstes hochreflektierendes Schichtsystem (3) zur Reflexion der ersten Wellenlänge (λ1) und auf der Substrataußenseite (2b) ein zweites hochreflektierendes Schichtsystem (4) zur Reflexion der zweiten Wellenlänge (λ2) vorhanden sind, so dass bei Befüllung des Innerraums (8) mit dem ersten laseraktiven Medium (9) eine Reflexion von Strahlen der ersten Wellenlänge (λ1) an dem ersten Schichtsystem (3) erfolgen kann und bei Befüllung des Innerraums (8) mit dem zweiten laseraktiven Medium (9') eine Reflexion von Strahlen der zweiten Wellenlänge (λ2) an dem zweiten Schichtsystem (4) erfolgen kann.
  16. Excimerlaser-Druckbehälter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässigkeit des Substrat (2) und des ersten Schichtsystems (3) für die zweite Wellenlänge (λ2) besser ist als 80%.
  17. Excimerlaser-Druckbehälter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellenlänge (λ1) und zweite Wellenlänge (λ2) aus der Gruppe bestehend aus 157 nm, 193 nm, 222 nm, 248 nm, 308 nm und 351 nm ausgewählt sind.
  18. Excimerlaser-Druckbehälter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) aus der Gruppe bestehend aus Quarz und fluoridem Kristall gewählt ist.
  19. Verfahren zum Herstellen eines Excimerlaser-Spiegels (1), der zur Reflexion zweier unterschiedlicher Wellenlängen (λ1, λ2) ausgebildet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrats (2), das eine Substratinnenseite (2a) und eine Substrataußenseite (2b) hat; Aufbringen einer Vielzahl von Schichten (3a–3d) auf der Substratinnenseite (2a) derart, dass ein erstes hochreflektierendes Schichtsystem (3) zur Reflexion einer ersten Wellenlänge (λ1) gebildet wird; Aufbringen einer Vielzahl von Schichten (4a–4d) auf der Substrataußenseite (2b) derart, dass ein zweites hochreflektierendes Schichtsystem (4) zur Reflexion einer zweiten Wellenlänge (λ2), die sich von der ersten Wellenlänge (λ1) unterscheidet, gebildet wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schichtsystem (3) und das zweite Schichtsystem (4) mittels eines Verfahrens, das aus der Gruppe bestehend aus EBD, RED, LBD, IAD, reaktives IAD, MSD, HF-Sputter-Verfahren, IBS, IPD, MBD, CVD-Verfahren, PhCVD, MvCVD und GdCVD gewählt wird, auf dem Substrat (2) aufgebracht werden.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2463693A3 (de) * 2009-07-15 2013-02-20 Carl Zeiss SMT GmbH Mikrospiegelanordnung mit Beschichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung
US8928980B2 (en) 2009-07-15 2015-01-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Micromirror arrangement having a coating and method for the production thereof
WO2016044212A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-24 Corning Incorporated High-efficiency multiwavelength beam expander employing dielectric-enhanced mirrors
DE112006001842B4 (de) * 2005-07-12 2017-06-14 Novanta Corp. Einheit und Verfahren für Hochleistungs-Laserbearbeitung
EP4283349A1 (de) * 2022-05-24 2023-11-29 Carl Zeiss SMT GmbH Optisches bauelement und optisches system, insbesondere für die mikrolithographie

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS64784A (en) * 1987-02-27 1989-01-05 Nikon Corp Excimer laser device
US4856019A (en) * 1987-02-26 1989-08-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reflector for excimer laser and excimer laser apparatus using the reflector

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4856019A (en) * 1987-02-26 1989-08-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reflector for excimer laser and excimer laser apparatus using the reflector
JPS64784A (en) * 1987-02-27 1989-01-05 Nikon Corp Excimer laser device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112006001842B4 (de) * 2005-07-12 2017-06-14 Novanta Corp. Einheit und Verfahren für Hochleistungs-Laserbearbeitung
EP2463693A3 (de) * 2009-07-15 2013-02-20 Carl Zeiss SMT GmbH Mikrospiegelanordnung mit Beschichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung
US8928980B2 (en) 2009-07-15 2015-01-06 Carl Zeiss Smt Gmbh Micromirror arrangement having a coating and method for the production thereof
WO2016044212A1 (en) * 2014-09-17 2016-03-24 Corning Incorporated High-efficiency multiwavelength beam expander employing dielectric-enhanced mirrors
US10502965B2 (en) 2014-09-17 2019-12-10 Corning Incorporated High-efficiency multiwavelength beam expander employing dielectric-enhanced mirrors
US11092814B2 (en) 2014-09-17 2021-08-17 Corning Incorporated High-efficiency multiwavelength beam expander employing dielectric-enhanced mirrors
EP4283349A1 (de) * 2022-05-24 2023-11-29 Carl Zeiss SMT GmbH Optisches bauelement und optisches system, insbesondere für die mikrolithographie
DE102022113164A1 (de) 2022-05-24 2023-11-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Optische Komponente sowie optisches System, insbesondere für die Mikrolithographie

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