JP2000012946A - スペクトル線の選択が可能なｆ２レ―ザ―装置及びスペクトル線の選択方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザー装置の１５７ nm付近で僅かに離間し
た複数のスペクトルの線をうちの１つの線を波長選択光
学装置によって選択する。 【解決手段】 例えば、F_２レーザー装置の波長選択光
学機器は放電チャンバ８のレーザーガス空間を囲む複屈
折ブルースター窓を含む。窓は好ましくはMgF_２を含
み、放電チャンバの一端に位置する。窓の光学厚さが窓
の回転調整可能な、直交する屈折率との調整で選択され
るとき、僅かに離間した多数の線のうちの１つの線が選
択される。窓の透過率は直交する屈折率と窓の光学厚さ
に依存する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス放電レーザー
のスペクトル線選択光学装置に関し、特にF₂レーザーの
僅かに離間した多数の発光スペクトル線のすべての発光
スペクトル線より少ない数の発光スペクトル線を選択す
るスペクトル線選択光学装置に関する。

【０００２】

【背景技術】ガス放電レーザーを使用して潜在的に恩恵
を得ている技術分野は、多数かつ多様なガス放電レーザ
ーと同様に進歩している。重要なガス放電レーザーの１
つはF₂レーザーであり、このレーザは１５７nmと１５８
nmの間の波長を発する。他のガス放電レーザーは、XeCl
レーザー（３０８nm）、KrFレーザー（２４９nm）、ArF
レーザー（１９３nm）、KrClレーザー（２２２nm）、Xe
Fレーザー（３５０nm）のような希ガスハロゲン化物レ
ーザーを含めたエキシマーレーザーを含む。HgBrのよう
ないくつかの水銀ハロゲン化物もまた同様に、エキシマ
ーレーザー放電チャンバ内で活性ガスとして用いられ
る。N₂、N₂ ⁺、CO₂及びフッ素原子でさえもエキシマーレ
ーザー放電チャンバの中で活性メディアとして用いるこ
とができる。明らかなことであるが、F₂レーザーと多く
のエキシマーレーザーは紫外線の波長で発散し、そのた
めリソグラフィツールとしての使用が望まれる。

【０００３】半導体製造業者は、１９３nm付近で作動す
る次世代ArFエキシマーレーザーシステムの前の世代のK
rFエキシマーレーザーシステムに基づいて、現在、深い
紫外線（ DUV ）のリソグラフィツールを使用してい
る。真空ＵＶ（ VUV ）リソグラフィは１５７nm付近で
作動するF₂レーザーを使うことを期待されている。

【０００４】F₂レーザーの出力はレーザー共振器内でプ
リズムをうまく用いて調整されてきた。M. Kakehata、
E. Hashimoto、F. Kannari、M. ObaraらによるCLEO -
９０,１０６（１９９０）の慶応大学会報を参照された
い。Kakehata たちのプリズムは、慣習的に装置に使わ
れるいくつかの他の各構成要素とともに組み立てられる
共振器に追加される光学素子である。

【０００５】F₂レーザーの出力発光スペクトルはλ₁＝
１５７.６２９nmとλ₂＝１５７.５２３nmにおける２つ
の僅かに離間した線（スペクトル線）を含む多数の線に
よって特徴づけられる。それぞれの線は約１５pm（０.
０１５nm）の線幅を有する。図１は、これらのF₂レーザ
ー自然発光スペクトルの僅かに離間した２つのピークを
示す。２つの線間の強度比率はI（λ₁）／I（λ₂）≒７
である（V.N. Ishenko,S.A. Kochubel, A.M. Razherら
によるソビエト量子エレクトロンジャナール(Journal,
Quantum Electron)１６（５）, １９８６年５月参
照）。

【０００６】集積回路装置技術はサブミクロン体制に入
ったので非常に微細なホトリソグラフィ技術を必要とす
るようになった。２つの線λ₁とλ₂を含むF₂レーザーの
出力発光スペクトルは少なくとも１０６pmのバンド幅を
有する。しかしながら、例えば、リソグラフィのため
に、波長が短いF₂レーザーを使うことが望ましいが、さ
らにもっと狭いバンド幅が必要とされる。

【０００７】さらに、F₂レーザーは、ガス及びすべての
光学素子での吸収及び散乱に起因する比較的大きな共振
器内損失があるという特徴を有する。短い波長はこれら
の高吸収及び高散乱損失の原因となる。従って、共振器
内での効率を最適化するためにとる賢明なステップは高
いコストを必要とする。

【０００８】

【発明の概要】本発明の目的はF₂レーザーによって供給
されるような１５７nm付近の波長をもって材料を処理す
るのに有用な線源を供給することである。別の目的はF₂
レーザーの１つの線を選択する光学機器と、この１つの
線を生成する方法を提供することである。さらに別の目
的は、光の損失が最小であり、共振器の組立が簡単なF₂
レーザー装置を提供することにある。このような装置は
VUVリソグラフィとVUV分光において利点を有するであろ
う。

【０００９】本発明は、レーザー装置、特に、F₂レーザ
ー装置、あるいは別々の出力発光スペクトル線を有する
エキシマーレーザー装置（例えば、XeFあるいはXeCl）
の僅かに離間した多数のスペクトル線の１つ又は２つ以
上、好ましくは１つを選ぶ光学装置によって前述の目的
を達成することができる。レーザー装置は、レーザー活
性ガスを収容する放電チャンバと、光共振器と、出力ビ
ームを発生させる１対の離間した電極とを含む放電チャ
ンバを有する。F₂レーザー装置特有の発光スペクトルは
１５７nmと１５８nmの間の波長範囲内で僅かに離間した
多数のスペクトル線を含むが、本発明のF₂レーザー装置
はこれらの線の１つを選択する光学装置を含む。この光
学装置はまた、別のレーザー装置であって、その特有の
出力発光スペクトル内で僅かに離間した多数の線を有す
るレーザー装置の１つ、あるいはそれ以上の線を選択す
るために使うことができる。

【００１０】F₂レーザーの場合、選択された線は、好ま
しくは、およそ１５７.６２９nmに位置し、僅かに離間
した多数のスペクトル線のうちおよそ１５７.５２３nm
に位置する２番目の線はレーザーの出力発光スペクトル
内に含まれていない。即ち、２番目の線は選択から除外
される。波長選択光学機器は複屈折板、プリズム、エタ
ロン及びグレーチングのうちの１つあるいは２つ以上を
含むことができる。

【００１１】複屈折板が使われるならば、その板の厚み
は、多数のスペクトル線の全数よりも少ない数のスペク
トル線がその板によって選択されるように、板の屈折率
によって決定される。板は好ましくはレーザー装置のガ
ス空間を包囲し、それにより放電チャンバの光機械的な
窓の役目をなす。好ましい実施形態において、F₂レーザ
ー装置の１つの線は複屈折材料を使うことによって放電
チャンバ窓を形成するよう選ばれる。窓は光学通路に対
してブルースター角に配向されている。窓を形成する望
ましい材料は、フッ化マグネシウム（MgF₂）とフッ化カ
ルシウム（CaF₂）を含む。

【００１２】色素レーザーの分野において、複屈折ブル
ースター板は波長調整のためと、線を絞るために使われ
てきた。Yarborough他に付与された米国特許第３,８６
８,５９２号を参照されたい。Yarborough他の技術にお
いて、水晶の複屈折ブルースター板は色素レーザーの光
共振器内に置かれる。水晶の複屈折の性質により色素レ
ーザーの発光スペクトルは絞られる。調整は、板の面に
垂直な軸回りに板を回転させながら板を色素レーザー装
置の光軸に対してブルースター角に維持することによっ
て行われる。線をさらに細くする（絞る）ためと、周期
的に選択されたスペルトル線間の距離をとるために、各
板の厚さが最も薄い板の厚みの整数倍の厚さを有する多
数の板をまた使用する。

【００１３】それと対照的に、本発明の上記実施形態に
おいて、共振器の中の複屈折ブルースター窓はレーザー
ガス空間を封じ、光窓を追加する必要をなくし、それに
よって光の損失を減少させレーザーのサイズを小さくで
きる利点がある。さらに、MgF₂が窓を形成する複屈折材
料として選ばれる。MgF₂は、フッ素腐食に対する耐性を
有し、そして重要なＵＶと深いＵＶ(Deep UV)を、特にF
₂レーザーの１５７nm線において通過させるという２つ
の利点を有する。この好ましい実施形態の代替として、
１以上の複屈折板が光路に沿って一列に並べられる。光
路に沿って一列に並べられて連続する板は最初の板の厚
さの整数値と等しい光学厚さを有する。好ましくは、連
続した板は前のものの２倍の光路長を有する。この望ま
しい特徴を含む代替装置は、線を非常に細くするとい
う、他の装置に勝る利点を有する。

【００１４】本発明の別の構成装置は、放電チャンバ
と、入射光を光軸に沿って部分的に反射する外側カップ
リングユニットを含む光共振器と、レーザー光線を発す
るためのハウジング内のレーザー活性空間とを有し、レ
ーザー活性ガスは放電チャンバを満たしている。装置は
さらに、ハウジング内に、好ましくは、放電チャンバ内
に波長選択ユニットを含む。このように、線の選択は、
光と放電効率の組み合わせ、共振器の大きさ及びコスト
を最適化する方法で行われる。波長選択ユニットは好ま
しくはプリズムであるが、また、グレーチング、エタロ
ン、複屈折板、あるいは別の波長選択光デバイスとする
ことができる。

【００１５】

【好ましい実施形態の詳細な説明】僅かな距離離間した
２又は３以上の発光スペクトル線を有するレーザーは、
もし１つのスペクトル線を選択することができ、かつ、
他のスペクトル線を抑制することができるならば、高精
度フォトリソグラフィに使用することが可能である。F₂
レーザー光は、λ₁＝１５７.６２９nmとλ₂＝１ ５７.
５２３ nmを含む１５７nm付近の多数の特有の線を含
む。それ故に、リソグラフィシステムでF₂レーザー光を
使用するために、その多数の線の１つ、例えば、λ₁を
選択することは利点がある。このようにしてF₂レーザー
の出力発光バンド幅は１０-２０pmくらいに、すなわ
ち、λ₁あるいはλ₂のいずれかの線幅くらいに下げられ
る。

【００１６】

【第１実施形態】図２Aは、高反射ミラー４、複屈折板
６、放電チャンバ８、振動カプリング要素１０及び外側
カップリングミラー１２を含んでなる光学装置２を示
す。光学装置２の各要素は、DUV及びVUVリソグラフィに
使用される波長を含む紫外線の波長において好ましくは
最適に選択される。

【００１７】好ましい実施形態において、光学機器は、
VUVリソグラフィのためのF₂レーザー装置を用いて、１
５７-１５８nm付近の波長に対して最大の光学的性能を
有するように選択される。装置２を、異なる発光波長で
もって発光するエキシマーレーザー装置と共に使用する
ためにさらに変更することとしてもよい。例えば、本発
明による線の選択が有利になるように、活性ガスメディ
アKrCl（２２２nm）、XeCl（３０８nm）、XeF（３５０n
m）、KrF（２４８nm）あるいはArF（１９３nm）を含む
レーザーであって、少なくとも該XeClレーザーとXeFレ
ーザーが多数の別々の発光スペクトル線を有するレーザ
ーのような紫外線を発するエキシマーレーザー装置とす
ることができる。可視域でレーザーを発するエキシマー
レーザーの例は、活性メディアHgBr（５０２−５０４n
m）あるいはフッ素原子を含むレーザーを含む。窒素、
すなわち、N₂（３３２nm）あるいは N₂ ⁺ （可視）を活
性ガスとしてエキシマーレーザー装置内に入れることが
できる。CO₂は赤外波長を発するけれども、CO₂もまた活
性ガスメディアとしてエキシマーレーザー装置内に入れ
ることができる。装置２をそのように使用するとき、装
置２の光学構成要素を代えることもできる。例えば、異
なった材料を使用し、これらの材料の光学効率を異なる
波長において最適化することができる。

【００１８】複屈折板６は、特に光学装置２がF₂レーザ
ー装置において使われるとき、好ましくはMgF₂光学材料
から作られている。ArFレーザーあるいはKrFレーザーの
ような他のエキシマーレーザーもまた、本発明の好まし
い光学装置２の好ましいMgF₂材料を使用してその能力を
高めることができる。MgF₂は、フッ素に対する高い耐性
を含む高い損傷臨界、並びに、DUV及びVUV波長での高い
透過率を示し、従って、F₂、ArF、XeF及びKrFエキシマ
ーレーザー装置に使用する光学的、化学的及び機械的に
魅力的な材料である。板６は、その板が本発明の利点を
有するここで記述した特性と同様な特性を示すならば、
別の材料を含む板に置き換えることができる。このよう
な材料の例は、ArFあるいはKrFエキシマーレーザー装置
のためのサファイア（Al₂O₃）である。但し、サファイ
アは１８０nmを超えるところでしか十分な透過率を有さ
ないので、１５７nm付近での線の選択に使用するには適
していない。

【００１９】板６は、好ましくは、それぞれが装置２の
光軸１４に対してブルースター角に配向された２つの共
平面を有する。板６を入射光に対してブルースター角に
配向することは板６の両面での反射により光の損失を最
小にする方法である。また、このように配向することに
より、「 エタロニング（etalonning、多重干渉） 」と
して知られる板６の両面から反射されるビーム間の干渉
を妨ぐことができる。エタロニングは時々、例えば、更
に線を絞るために望ましいものであるので、装置性能の
必要性を満たすために板６のアライメントを修正するこ
とができる。

【００２０】その点に関し、レーザーの僅かに離間した
多数の線のうちから１つ又は２つ以上の線、好ましくは
１つの線を選択する波長選択ユニットとして、エタロン
を複屈折板６に代えて選択することができる。実際、１
つあるいは２つ以上のプリズム及び／又はグレーチング
をまた代わりに使用することができる。また、２枚又は
それ以上の枚数の板６、１つのエタロン、１つ又は２つ
以上のプリズム及び１つのグレーチングを組み合わせて
レーザーの僅かに離間した複数のスペクトル線から線を
選択するために使用することができる。但し、グレーチ
ングは１５７nm付近での性能が十分でないので使用する
ことは好ましくない。

【００２１】図２Bに言及し、αで示す角度は、本発明
の好ましい実施形態におけるブルースター角である。例
えば、好ましい複屈折材料MgF₂は、水晶のメインカット
に対してそれぞれ平行及び直角に配した直角偏波構成要
素の常屈折率ｎ_ｏ＝１.４６７と異常光屈折率ｎ_ｅ＝１.
４８１を有する。この常構成要素及び異常構成要素のブ
ルースター角はそれぞれ、α＝５５.７及び５６度であ
り、これらはそれぞれ一般公式 α＝ tan^-1(n)と、板６
の外部環境が１つの屈折率を有するという仮定から得る
ことができる。

【００２２】板をブルースター角に配向することによっ
て、光軸１４に沿って行進し板６に当たるΠ偏光（Ｔ
Π、すなわち、入射面に対して平行に偏光された光）の
透過係数はほとんど１つである。なぜならば、理想的に
は反射損失がないからである。従って、光学装置２の光
のΠ偏光成分の光の損失は好ましいことに最小であり、
ほぼ排他的に小さい吸収損だけに限定される。光学装置
２を含むレーザー装置の運転により意義のあるΠ偏光レ
ーザー光が発せられるであろう。F₂レーザー、エキシマ
ーレーザー又は色素レーザー装置については、σ偏光成
分は、光が板６を数百回通過するレーザー装置のための
ものであり、あるいは、従来の偏光板が用いられるなら
ば、板６の面のブルースター整合のためのものであるの
で、ゼロではなく、また無視することができないことに
留意すべきである。板６の両面は各々、光学装置２の入
射面に直角に偏光するσ成分に対する入射面内で偏光す
るΠ成分（ここではそういったΠ成分光は既に光軸１４
に直角である）の比を少なくとも高める。

【００２３】板６が互いに直交する２つの方向、例え
ば、それぞれが光の偏光方向に対して４５度をなす方向
において異なる屈折率を有するとき、複屈折板６を通る
光の透過率は次の式１によって与えられる。

【００２４】

【式１】 ここで、ｎ_ｅは異常光線の屈折率、又は板６の屈折率の
入射光線のσ成分に平行な向きの成分、ｎ_ｏは常光線の
屈折率、又は板６の屈折率のΠ偏光成分に平行な向き
（即ち、σ偏光成分に垂直な向き）の成分、ｚは板６の
幾何学的光路長、λは光の波長である。

【００２５】図２Bに言及すると、例えば、常光線の幾
何学的光路長ｚは水晶の厚さｄと、スネル（Snell）の
法則及びピタゴラス（Pythagorus）の法則から計算する
ことができる。その計算された結果のｚの式は次の式２
である。

【００２６】

【式２】 ここでも、板６の外側の屈折率はほぼ１つとすることが
できる。

【００２７】図２Bに示唆されるように、軸φ回りの板
６の回転は板６のそれぞれの屈折率n _ｅとn_ｏの差に変化
をもたらし、従って、式１に見られるように、任意の厚
さについての最大透過率の選択された波長を変化させ
る。Yarborough他は、事実、板がφ軸回りに回転すると
きに有効異常光屈折率n_ｅが変化するのに対して、常屈
折率n_ｏは変化しないことを指摘している。従って、φ
軸に関しての第１向きの式１を満たす板６は、任意の窓
の厚さｄについて１５７nm付近の第１透過波長lを選択
することになる。式１を満足する光学装置２に用いるよ
うに選ばれる板６は、φ軸に関して第２の向きに回転さ
れると、同じ窓の厚さｄについて異なる、即ち、第２の
波長l’を選択する。このことの実用的な効果は、特定
の波長を選択することが望まれるときに所定厚さｄの板
をその光学装置の最適化のためにφ軸回りに回転させる
ことができるということで理解される。好ましい実施形
態において、板６は、F₂レーザーの１５７.６２９nmの
線だけを選択し、１５７.５２３nmの線を選択しないよ
うにφ軸に関して配向される。

【００２８】図２Aに言及すると、好ましい実施形態の
複屈折板６はレーザーの放電チャンバ８の一端に位置す
る窓である。放電チャンバ窓として、板６は光学装置２
において多数の機能を果たす。板６はレーザーガス空間
を閉鎖し、光の損失を最小にすると共に部分的にビーム
を偏向させ、そして、最後に述べるが決して軽んじるべ
きでない波長選択を行う。このような多目的の光学素子
は、共振器のサイズを小さくすることができ、かつ、光
の損失を最小にすることから、大いに切望され探し求め
られている。

【００２９】板６とミラー４の間に位置する空間は減圧
されるか、あるいは、好ましい実施形態の装置に対して
の興味波長において光非吸収ガスで満たされる。ガスは
N₂あるいはアルゴンのような不活性ガスとすることがで
きる。スペースは好ましくはSchumarin-Rungeバンド光
吸収を避けるために０₂濃度がゼロパーセントのガスを
含む。ミラー４は誘電体コーティングを多層にした反射
鏡とすることができる。

【００３０】振動デカップリング要素１０はチャンバ８
の他端の近くに位置している。チャンバ８は振動デカッ
プリング要素１０が存する同じ端部に位置する外側カッ
プリングミラー１２を有し、このミラー１２は従来のエ
キシマーレーザー技術に従って光を部分的に反射かつ部
分的に透過させる。そういった風に、外側カップリング
ミラー１２はMgF₂を含むことができる。チャンバ８は、
活性物質、例えば、F₂と、バッファガス、例えばHe又は
Neとの混合気体で満たされる。

【００３１】図３Aは、波長lの関数である透過率の式１
のグラムである。、図３Bは、好ましい実施形態でのF₂
レーザーの、波長選択が板６によって行われる前の放射
強度のグラフを示す。屈折率n_ｅ及びn_ｏを有する板６の
好ましい厚さｄにおいて、板６の透過率は λ₂＝１５
７.５２３nmにおいて極小であり、λ₁ ＝ １５７.６２
５nmにおいて極大である。発光スペクトル線λ₁はこの
ように選択され最大限透過され、発光スペクトル線 λ₂
は光軸から最大限反射される。図３Aの透過率曲線から
わかるように、例えば、異なったレーザーが使われると
き、線を狭めることは好ましい装置を用いて単独に行な
うことができ、また、レーザーの放電チャンバから放出
されるただ１つの幅の広い発光線が存在する。

【００３２】一例として、レーザーと、厚さｄ＝３.２
１mmのMgF₂の板を使用すると、幾何学的光路長はｚ＝
３.９mmとなる。N_ｅ - n_ｏ = ０.０１５、λ＝ １５７.
６２９nm、λ₁ - λ₂ ＝１０６pmとすれば、光学装置２
は図３Aに示す透過率曲線を与える。他の光学装置の場
合、透過率曲線は図３Aに類似したものになるが、ただ
数は変化するであろう。

【００３３】図４は、本発明の第１代替実施形態の光学
装置を示す。装置１６は第２複屈折板１８を有してお
り、そのため好ましい光学装置２と異なる。図４に示す
ように２つの調整板６，１８をそれぞれブルースター角
に配向して用いると、いずれか一方の板６又は１８を用
いるときよりも透過率ピークの幅はより狭くなり、ま
た、間隔がより広くなる。さらに、第１板６は厚さｄを
有し、第２板１８は厚さ２dを有する。但し、第２板１
８は厚さｄの整数倍のその他の厚さとすることができ
る。図４に示す装置とは対照的に、第１板６が代わりに
ブルースター窓の役をすることができ、第２板１８は２
つの板のうちの高反射率ミラー４に近いほうのものとし
て、あるいはチャンバ８の他端において配設される。第
２板は、板６と１８がそれぞれ放電チャンバを閉鎖する
ように、チャンバ８の他端において放電チャンバを閉鎖
することにさえ使用することができる。二重の板装置の
好ましい構成は、最も厚い板の方を端部ミラー側へ配設
することであるが、このような構成は決定的なものでは
なく、本発明により第１及び第２板６，８のその他の構
成も用いることができる。

【００３４】３枚以上の板を使うこともできる。板を何
枚使う場合でも、すべての板が隣接する前の板の厚さの
２倍の厚さを有するように連続させてやれば、板装置の
透過率は次の式３を満足する。

【００３５】

【式３】 ここで、ｊは相対的かつ連続した厚さｄ，２d，４d，・
・，２ⁿdを有する板の数である。もちろん、複数の板を
厚さｄの他の整数倍とすることもできるが、式３は最適
かつ好ましい装置をもたらす。

【００３６】図４の第１代替実施形態の光学装置１６の
透過率を図５に示す。図３Bは、ここでも、波長選択が
板６と１８によって行われる前のF２レーザーの発光強
度を示す。図５は、装置が正確に一列に並べられると、
第１板６と光学装置１６の第２板１８の連結によりF₂レ
ーザー発光スペクトル線 λ₂＝ １ ５７.６２９ nmを選
択することを示す。また、第１板６と第２板１８の組み
合わせ内に挿入すると、 λ₂＝１５７.５２３におい
て、もしゼロでなければ、際立って減少した透過率を生
じる。従って、λ₁線のほとんどすべての強度が選択さ
れ、他方λ₂線のほとんどすべての強度が選択されない
か、あるいは選択から除外される。

【００３７】図５の多重板装置１６は図２Aの単一板装
置２よりも大きい。しかしながら、多重板装置１６は、
装置２よりも狭い線幅を作り出すという利点を有する。
このことは、式１及び３を検討すること、例えば、式１
のサイン曲線よりも式３のもの方が大きいことに留意す
ることにより明白である。

【００３８】式３から導びくことができるように、それ
ぞれ厚さｄ，２d，４d, ・・, ２ⁿdを有する３あるいは
もっと多くの板を連続して配設することができる。その
ように構成すると、本発明の前の実施形態で記述した光
学装置に十分類似した光学装置内での多数の複屈折板の
結合により、λ₁において実質的な総合透過率をもたら
し、λ₂において実質的にゼロ強度を透過させる。板を
さらに加えることの利点は、装置がさらに線幅を絞ると
いうことである。しかしながら、板をさらに加えること
により装置があまりにも大きくなり、従って共振器装置
を小さくするという願望は阻害されるという欠点を有す
る。また、式１及び３によって意図されない光の損失は
倍増されることになり、光学装置の光損失は大きくな
り、最小光損失を達成するという願望を成し遂げること
はできない。

【００３９】第１の好ましい実施形態に関し要約する
と、図２Aの装置２は、１５７nm付近のF₂レーザーの二
重発光スペクトル線問題を解決するのに適した線選択を
行う。装置２は、更にこの目的を達成すると共に、ブル
ースターの法則に基づき光の損失を最小にする。加える
に、放電チャンバのレーザーガス空間を閉鎖する窓の役
をすることによって、追加の光学素子を使用しなくても
よくなる。さらに、板６の好ましい成分はMgF２であ
り、１５７nm付近での透過は高く、かつ、F₂ガスによる
腐食は最小である。第１代替装置１６は、好ましい実施
形態の装置２よりも好ましい線選択と好ましい狭い線幅
を成し遂げるが、装置１６は追加の板を使用しており、
好ましい配置２より大きな空間を占領する。

【００４０】

【第２実施形態】線を調整し、線幅を狭くし、線を選択
する光学機器は、本発明に従い、その他のレーザーとほ
ぼ同様にF₂レーザー、エキシマー等の共振器内に統合す
ることができる。このような共振器内で線を調整し、線
幅を狭し、あるいは線を選択することは、全体のレーザ
ー出力のほんの小さい部分だけが特別な外部光学機器に
よって選択されるので、非能率的である。第２の好まし
い実施形態は、レーザーガスで満たされるレーザーチャ
ンバ内に同じく位置して線を調整し、線幅を狭め、線を
選択する光学機器を含む。従って、前述の光学要素は本
発明に従い、「共振器内」にある。

【００４１】さらに、例えば、１０^-3ミリバール以下に
効率的に減圧されるビーム配送経路を用意することがは
しばしば推奨される。この効率的な減圧により減圧され
た圧力は空気中の酸素及び他のガス分子を介して光の吸
収を減らす。効率的な減圧はまた、普通の空気のような
非減圧ガス空間にしばしば存在するほこりその他の粒子
から生じる迷光損失と同様に、反射損失及び吸収損失を
減らす。

【００４２】例えば、レーザー装置の性質若しくは出力
ビーム特性、又は、材料処理の性質若しくはレーザー装
置を使って行う実験に特有な理由により追加の光学機器
が使われるとき、減圧可能な光学機器体を設置すること
は相当なコストを必要とするかもしれない。F₂レーザー
装置は、例えば、僅かに離間した２つ以上の出力発光ス
ペクトル線の１つの付近での狭い波長において作動する
ための追加の線選択光学機器を含む。KrF及びArFエキシ
マーレーザーのようなエキシマーレーザーは、それらの
特徴的に広範囲の自然発生的な発光スペクトルにより多
くの応用において線を狭くしかつ調整する光学機器を典
型的に用いる例である。

【００４３】レーザー活性メディアを囲む共振器、ある
いは放電チャンバの中のビーム配送経路に沿った異なる
ポイントにおいて、１つの空間を別の空間から分離する
ことは好ましく、また典型的である。例えば、レーザー
活性ガスはその漏出を妨げ、劣化を避けるためにそれ自
身の空間内に囲まれている。しかしながら、共鳴ビーム
はガス空間を通り、さらに別の空間、例えば、減圧可能
な光学機器体を囲む空間を通らなければならない。この
ような場合、ビームは２つの空間の間の窓を通過しなく
てはならない。関連する発光波長付近で極めて高い光学
透過特性を有する正確に造られ細かく研磨された水晶材
料が使用されるときでさえ損失は一定不変に起こる。吸
収及び分散としてのそういった現象は、少なくともある
程度典型的に起こるこれらの各問題は、従来のF₂レーザ
ーとエキシマーレーザー装置に存在することが認識され
ている。それぞれの問題が本発明の装置で有利に取り扱
われる。

【００４４】図６は、本発明の好ましい実施形態のF₂レ
ーザー装置を示す。図６のF₂レーザーは、電極２５A，
２５Bを備える放電チャンバ２７を含む。放電チャンバ
はF₂分子を興奮させ興奮分子状態にする役目を果たす。
放電チャンバは高反射面２３と外側カップリングミラー
３０によって形成される共振器の中に位置する。減圧さ
れたレーザービーム経路３６は電気的絶縁構成要素２９
を含めて図に示されている。

【００４５】図６の左側に示すものは、１５７nm付近の
F₂レーザーの僅かに離間した２つの線のうちの１つを選
択する波長選択ユニット２４である。波長選択ユニット
２４は少なくとも１つの光分散素子を含む。典型的な構
成として、エタロン、グレーチング又は１つ若しくは２
以上のプリズム及び高反射ミラー、あるいは１つ又は２
以上のプリズムとグレーチングを備えることができる。
本発明の波長選択ユニット２４は放電チャンバ２７内に
取り付けられているので、放電チャンバ２７のレーザー
ガスに浸される。このように取り付けることで共振器を
短くすることができ、また、窓を追加することによりVU
V発光についての透過損失を避けることができる。さら
に、レーザーチャンバと真空装置を作って維持する経費
が削減される。

【００４６】波長選択ユニット２４は、第１調整マウン
ト２１Aを用いて向きの調節が可能である。マウント
（取付台）２１Aは、好ましくは、所望の波長を設定す
るための調節可能なホルダーである。調整マウント２１
Aは、好ましくは、波長選択ユニット２４の向きを３つ
の平行移動した方向及び／又は球面回転方向に調整する
ために使用する。波長選択ユニット２４の、ミラー及び
／又はグレーチングのような光学素子は出力ミラー３０
と一緒に光共振器を作るために調整される。標準的な水
準ミラーマウントをこの第１調整マウント２１Aとして
用いることができる。線の選択のために、波長選択ユニ
ット２４の少なくとも１つの光学素子を回転させる。こ
の回転は、例えば、ステッピングモータあるいは直流電
動機のような駆動装置又は駆動ユニットを用いて行うこ
とができる。ミラーマウントの少なくとも一部がレーザ
ーガスの中で動作するように設計されている。

【００４７】１つの好ましい技術は次のものである。第
２調整マウント２１Ｂのミラーマウントのベースプレー
トと、モータ駆動ユニットはレーザーガスの外部に設け
られている。ミラーマウント調節板はミラー３０を備え
る。その調整板に２つの金属製ベロウズが取り付けられ
ている。これらの金属製ベロウズの他端はレーザー管に
取り付けられ、そして減圧されたビーム経路にそれぞれ
て取り付けられている。これらのベロウズは耐圧であ
り、流体の漏れを生じない。それは、金属製ベロウズを
シールするためにミラーマウント調整板に保持する。モ
ータを備え波長調整及び／又は選択のための後部の光学
マウントは同じように設計される。１つの金属製ベロウ
ズをレーザー管とミラーマウント調節板の間に使用する
ことができる。モーターは後部マウント調節板の位置を
コントロールしている。

【００４８】図６の第２の好ましい実施形態において、
波長選択ユニット２４は、高反射面２３を有するプリズ
ム２２を含むか、あるいは高反射面２３に隣接し若しく
は高反射面２３付近に位置するプリズム２２を含む。プ
リズム２２と高反射面２３を含む波長選択ユニット２４
は共振器とエキシマーレーザーのレーザーガス空間の中
に位置していることが示されている。代わりに、高反射
面２３をレーザーガス空間の外に位置させ、他方プリズ
ム２２をレーザーガス空間の中に残すこともできる。

【００４９】共振器は高反射面２３と外側カップリング
ミラー３０との間に形成される。上に記述したミラーマ
ウントは、出力パワー、方向及び絶対線形位置といった
重要な出力ビーム特性を最適化するために外側カップリ
ングミラー３０の位置を調整することに使われる。

【００５０】外側カップリングミラー３０は、好ましく
は、それに入射する光の一部を透過させ、即ちスペクト
ルバンドを共振させ、そして残りの部分を反射させる。
代わりに、他の従来の外側カップリング技術を本発明の
実施形態に取り入れられることができる。とにかく、共
振バンドの外側カップリングミラー３０を通過する部分
はレーザーの発せられた出力ビーム３２を含む。共振バ
ンドの外側カップリングミラー３０で反射される部分
は、それが外側カップリングミラー３０によって結合さ
れるまで共振し続けるか、又は、例えばレーザー活性ガ
スハウジングの孔を用いて孔から外に出されるか、若し
くは、装置の光軸から反射若しくは散逸することによ
り、若しくは吸収によって共振バンドから追放される。

【００５１】外側カップリングユニット３１と高反射面
２３との間は、電極２５Ａ，２５Ｂ及びこれらの電極間
の活性レーザーで満たされた共振器を含む放電チャンバ
２７である。電極２５A，２５Bは基底状態の原子を興奮
させる。基底状態の原子は、エキシマーレーザーの広帯
域発光スペクトルとして知られている光のバンドをまと
めて含む光の光量子を再度興奮させ発する。F₂レーザー
のケースで、広帯域スペクトルは解明可能な、なお僅か
に離間した（ 離間距離@１００pm）２つ線を含む。その
名前から明確であるように、F２レーザーにおいて発光
を生じさせるダイマーはフッ素分子（F₂）である。

【００５２】レーザー活性ガスの全空間は、電極２５A
と２５Bの間の放電チャンバの共振器内に完全に位置す
る必要がなく、またその方が好ましい。代わりの実施形
態において、レーザー活性ガスは、放電チャンバ２７を
越える外部境界を有する「ハウジング」内に囲まれる。
ハウジングは一端（左側）において、フランジあるいは
その機能的な同等物（これは調整マウント２１Ａである
か又は調整マウント２１Ａに取り付けられ若しくはその
付近に設けられる）によって境界が定められる。調整マ
ウント２１は、順に、図６の好ましい実施形態のプリズ
ム２２そして高反射面２３に取り付けられる。ハウジン
グと、レーザーガス空間は、外側カップリングユニット
３１によって他端において境界が定められる。

【００５３】ハウジングの一端において、波長選択ユニ
ット２４はハウジングと、波長調整マウント２１A（こ
のマウント２１Ａはフランジとすることができ、重要な
出力特性を最適化する役目を果たす）と、共振器の一端
としての役目を果たす高反射面と、好ましくは僅かに離
間した２つの線のうちの１つを選択するプリズムを含
む。ハウジングの他端において、外側カップリングユニ
ット３１は共振バンドを結合し、レーザーガス空間を閉
じ、そして出力ビームを調整しその重要な特性を最適化
する。

【００５４】多くの利点が図６の第２の好ましい実施形
態によって実現される。波長選択ユニット２４がレーザ
ー活性空間に位置されるので、共振器はレーザー活性空
間より際立って大きくなることがない。共振バンドは、
レーザー活性空間と波長選択ユニット２４との間を移動
するためにいかなる吸収及び分散窓を横切る必要がな
い。レーザー活性ガス内の波長選択ユニット２４をまた
共振器自体の中に容易に位置させることもでき、発光損
と、共振器及びビーム配送経路長を最小にすることがで
きる。波長選択ユニット２４あるいは外側カップリング
ユニット３１のさらに必要な共振のために経路を減圧す
る必要はなく、真空生成のための大きな出費が避けられ
る。

【００５５】本発明のF₂エキシマーレーザー装置あるい
はエキシマーレーザー装置は、好ましくはレーザーガス
空間に位置する線選択ユニットを有するか、あるいは線
選択ユニットの１つの面がレーザーガス空間に接触する
線選択ユニットを有する。いずれかのケースにおいて
も、また、好ましいケースのおいて特に、光損失とエネ
ルギーの使用が減少する。さらに、別の減圧可能な光学
機器ブロックが必要とされず、それでもなお線選択ユニ
ットは、１５７nm付近でかなり光を吸収する酸素と湿気
を含む雰囲気から保護される。

【００５６】図７は、本発明の好ましい実施形態に従う
プリズム２２を示す。先に述べたようにプリズムはレー
ザーガス空間内に置かれる。レーザー活性空間がフッ素
ガスを含むならば（F₂レーザーの場合、明らかに含
む）、フッ素耐性であり、かつ、レーザーの発光波長付
近、例えば、F₂レーザーの場合、１５７nm付近の紫外光
を透過させる少数の材料だけを使うことができる。好ま
しいそれらはCaF₂である。MgF₂もまた使うことができ
る。本発明がフッ素ガスのような腐食材料を含むレーザ
ー以外のレーザーに取り入れられるときは、水晶、溶融
ケイ素のような他の紫外線透過材料を使用することがで
きる。使用するるエキシマーレーザーの発光波長がほぼ
１８０nm以上であるとき、サファイア（Al₂O₃）を使う
こととしてもよい。

【００５７】プリズム２２は前面２６を有し、この前面
２６は、好ましくは、プリズム２２の前面２６に当たる
共振バンドの入射伝搬方向に対してブルースター角に配
向される。このようにして、共振バンドの光線のほぼ全
部が前面２６を透過する。

【００５８】プリズムは２２は好ましくはコーティング
を施した背面を有し、このコーティングは、例えば、プ
リズム２２の背面が図６の高反射面２３となるようにコ
ーティングされる。コーティングは、好ましくは、コー
ティングの周りのフッ素ガスの腐食作用を最小にするた
めにフッ化物コーティングである。共振バンドの光線が
光路に沿ってプリズム２２の前面に入ったその光路に沿
って、プリズム２２内を行進する光線の微量部分だけが
反射されないようにコーティングは、好ましくは、高反
射率のものである。使用するレーザーの共振バンドの波
長範囲付近で高反射であり、かつ、レーザー活性ガスに
よる腐食に対して耐性を有するというこれらの２つの特
性を有するならば、フッ化物に代わる別の材料を使うこ
ともできる。共振バンドは、レーザー活性ガスを介して
プリズムの背面で光路に沿って反射される。

【００５９】図６に戻り、本発明の特徴により装置の長
さは劇的に短くなり、F２又はエキシマーレーザー共振
器から結合（発光）されたビームは減圧されたレーザー
ビーム経路３６の部分を横切る。外側カップリングユニ
ット３１からの短い距離の部分はビーム経路３６に挿入
した絶縁要素２９であり、放電チャンバをビーム経路３
６の残りの部分から電気的に絶縁するためのものであ
る。この電気的絶縁要素は好ましくはセラミック材料を
含む。

【００６０】波長選択ユニット２４を含むレーザー活性
空間の端部と放電チャンバ２７との間、そして放電チャ
ンバ２７と電気絶縁要素２９との間は耐震金物２８であ
る。耐震金物２８は、好ましくは振動をなくすための可
撓性ベロウズ又は薄膜ベロウズを有する。放電チャンバ
２７の外のビーム配送経路を介して真空を維持するため
に装置に標準的な真空装置を用いることができる。どの
フランジでも、例えば、クレインフランジ(Klein-Flang
e)要素を含むことができる。例えば、ターボモレキュラ
ー(turbomolecular)ポンプ３４を備えるラフ（roughin
g, 荒し）ポンプ３５をＴ型バルブを介してビーム配送
経路に接続することもでき、標準圧力計を用いてそこの
圧力を管理し、好ましくは、出力ビームがフォトリソグ
ラフィ又はその他の加工若しくは研究のために使われて
いるときに、一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】F₂レーザーの１５７nm付近の僅かに離間した２
つの線を含む発光スペクトルを示す図。

【図２】図２Aは、本発明の好ましい第１実施形態の光
学装置を示す。図２Ｂは、図２Ａの第１の好ましい実施
形態による複屈折板を示す。

【図３】図３Ａは、図２A及び２Bの複屈折板の波長に対
する透過率を示すグラフ。図３Ｂは、図２A及び２Bの複
屈折板によって選択される前のF₂レーザーの波長に対す
る発光強度を示すグラフ。

【図４】本発明の第１実施形態の代替例を含む光学装置
を示す。

【図５】図４の一対の複屈折板の透過率に対する波長を
示すグラフ。

【図６】本発明の第２の好ましい実施形態のエキシマー
レーザーの装置を示す。

【図７】本発明の第２の好ましい実施形態に従って配向
された前面及び背面を備えるプリズム。

【符号の説明】

２ レーザー装置 ４ 高反射ミラー ６ 複屈折板 ８ 放電チャンバ １０ 振動デカップリング要素 １２ 外側カップリングミラー １４ 光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペター・ハイスト ドイツ国、07743 ジェーナ、クロスバイ ツアー・ストラッセ ２アー (72)発明者 フランク・ボシュ ドイツ国、37581 バド・ガンデルス−ハ イム、アウフ・デム・ミューレン−ステイ グ ３ (72)発明者 アンドレアス・ゲートラー ドイツ国、96052 バムバーグ、ハイリグ ラーブ・ストラッセ 68

Claims (80)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 F₂レーザー装置であって、 １５７nmから１５８nmの間の波長範囲において僅かに離
   間した複数のスペクトル線を含むスペクトルバンドを発
   生させる１対の離間した電極と、レーザー活性ガスとを
   包含する放電チャンバと、 光共振器と、 前記僅かに離間した複数のスペクトル線のうちの１つま
   たは２つ以上を前記F _２レーザー装置の出力発光として
   選択する波長選択光学機器とを、含んでなるF₂レーザー
   装置。
2. 【請求項２】 前記波長選択光学機器は、前記僅かに離
   間した複数のスペクトル線のうちのただ１つを前記レー
   ザー装置の出力発光として選択する請求項１に記載のF
   _２レーザー装置。
3. 【請求項３】 前記ただ１つの選択された線は、およそ
   １５７.６２nmにある請求項２に記載のF₂レーザー装
   置。
4. 【請求項４】 前記僅かに離間した複数のスペクトル線
   のおよそ１５７.５２３nmにおける２番目の線は前記F₂
   レーザー装置の前記出力発光に含まれない請求項３に記
   載のF₂レーザー装置。
5. 【請求項５】 前記波長選択光学機器は複屈折板を含ん
   でなる請求項２に記載のF₂レーザー装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のF₂レーザー装置であっ
   て、前記を前記放電チャンバをシールする光窓として前
   記放電チャンバの一端に設け、前記複屈折板は、前記僅
   かに離間した複数のスペクトル線の全ての線ではなく少
   数の線が前記複屈折板によって選択されるように前記複
   屈折板の屈折率に基づいて選択される厚みを有するF₂レ
   ーザー装置。
7. 【請求項７】 前記複屈折板を前記共振バンドの光軸に
   対してブルースター角に配向した請求項６に記載のF₂レ
   ーザー装置。
8. 【請求項８】 前記波長選択光学機器はプリズムを含ん
   でなる請求項２に記載のF₂レーザー装置。
9. 【請求項９】 前記波長選択光学機器はエタロンを含ん
   でなる請求項２に記載のF₂レーザー装置。
10. 【請求項１０】 前記波長選択光学機器はグレーチング
    を含んでなる請求項２に記載のF₂レーザー装置。
11. 【請求項１１】 前記波長選択光学機器の少なくとも一
    部は前記レーザー活性ガスと接触する請求項２に記載の
    F₂レーザー装置。
12. 【請求項１２】 前記波長選択光学機器はプリズムを含
    んでなる請求項１１に記載のF₂レーザー装置。
13. 【請求項１３】 前記波長選択光学機器は複屈折板を含
    んでなる請求項１１に記載F₂レーザー装置。
14. 【請求項１４】 レーザガスで満たされたガス放電チャ
    ンバと、光共振器とを有するガス放電レーザー装置の僅
    かに離間した複数のスペクトル線の１つ又は２つ以上を
    選択する光学装置であって、 前記ガス放電チャンバをシールする光窓として前記ガス
    放電チャンバの一端に設けた第１複屈折板であって、前
    記複数のスペクトル線の全ての線ではなく少数の線が前
    記第１複屈折板によって選択されるように前記第１複屈
    折板の屈折率に基づいて選択される厚みを有する第１複
    屈折板を含んでなる光学装置。
15. 【請求項１５】 前記レーザーは、F₂レーザーと、XeCl
    レーザーと、XeFレーザーからなるレーザーのグループ
    から選択される請求項１４に記載の光学装置。
16. 【請求項１６】 前記レーザーはF₂レーザーである請求
    項１４に記載の光学式装置。
17. 【請求項１７】 前記第１複屈折板はMgF₂水晶である請
    求項１４に記載の光学装置。
18. 【請求項１８】 前記レーザーはF₂レーザーである請求
    項１７に記載の光学装置。
19. 【請求項１９】 前記複数の線のうちのただ１つだけの
    線を選択する請求項１４に記載の光学装置。
20. 【請求項２０】 前記レーザーはF₂レーザーであり、前
    記ただ１つの選択された線は１５７.６２９ナノメータ
    ーの波長にある請求項１９に記載の光学装置。
21. 【請求項２１】 前記第１複屈折板は、それぞれの共平
    面が前記光学装置の光軸に対してブルースター角に配向
    された２つの共平面を有する請求項１４に記載の光学装
    置。
22. 【請求項２２】 前記ガス放電チャンバの第２端部を形
    成する外側カップリングミラーと、非光吸収メディアに
    よって前記窓から分離された外部ミラーとを含んでなる
    請求項２１に記載の光学式装置。
23. 【請求項２３】 前記非光吸収メディアは、N₂ガスと、
    不活性ガスと、減圧空間からなるメディアのグループか
    ら選択される請求項２２に記載の光学装置。
24. 【請求項２４】 前記ガス放電チャンバと前記外側カッ
    プリングミラーとの間にさらに振動カプリング要素を含
    んでなる請求項２２に記載の光学装置。
25. 【請求項２５】 前記第１複屈折板の光学厚さの整数倍
    にほぼ等しい光学厚さを有する第２板を含んでなる請求
    項１４に記載の光学装置。
26. 【請求項２６】 前記第１複屈折板に隣接し前記第１複
    屈折板の光学厚さの２倍の光学厚さを有する第２複屈折
    板を含んでなる請求項１４に記載の光学装置。
27. 【請求項２７】 前記第２複屈折板はMgF₂水晶である請
    求項２５に記載の光学装置。
28. 【請求項２８】 前記第２複屈折板は、前記光学装置の
    光軸に対してそれぞれの共平面がブルースター角をなす
    ２つの共平面を有する請求項２５に記載の光学装置。
29. 【請求項２９】 前記第１及び第２複屈折板を互いに放
    電チャンバの反対側に設けた請求項２５に記載の光学装
    置。
30. 【請求項３０】 前記第２複屈折板は、前記放電チャン
    バを閉鎖する窓である請求項２９に記載の光学装置。
31. 【請求項３１】 さらに別の複数の複屈折板を含んでな
    り、前記第１複屈折板に続いて加えられた該複数の複屈
    折板のそれぞれの板は、前記第１複屈折板の厚さの整数
    倍に等しい厚さを有する請求項１４に記載の光学装置。
32. 【請求項３２】 さらに別の複数の複屈折板を含んでな
    り、前記第１複屈折板に続いて加えられた該複数の複屈
    折板のそれぞれの板は、前の隣接する板の光学厚さの２
    倍の厚さを有する請求項１４に記載の光学装置。
33. 【請求項３３】 光束が前記第１複屈折板に出入りする
    ときに光束を偏向させる偏向手段をさらに含んでなる請
    求項１４に記載の光学装置。
34. 【請求項３４】 前記偏向手段は、前記板の光学的対向
    側部に配設された第１偏光子と、第２偏光子とを含んで
    なる請求項３３に記載の光学装置。
35. 【請求項３５】 複屈折板を備える光学装置を用いて、
    放電チャンバを備えるF_２レーザー装置の僅かに離間し
    た複数のスペクトル線の全ての線ではなく少数の線を選
    択する方法であって、 前記僅かに離間した複数のスペクトル線の全ての線では
    なく少数の線が前記複屈折板によって選択されるように
    前記複屈折板の厚み及び屈折率を選択し、 前記レーザ装置の活性ガス空間を閉鎖する前記レーザ装
    置の放電チャンバの第１端部において前記複屈折板を前
    記共振器内に窓として配設し、 特定の線を選択するように前記複屈折板の配向を調整
    し、 前記レーザー装置から前記複屈折板を介して光を発光さ
    せる、ステップを含んでなる方法。
36. 【請求項３６】 前記複屈折板選択ステップは、MgF₂を
    含む板を選択するステップをさらに含んでなる請求項３
    ５に記載の方法。
37. 【請求項３７】 請求項３５に記載の方法であって、前
    記複屈折板の２つの共平面のそれぞれの共平面が前記複
    屈折板と交わる光路に対してブルースター角をなすよう
    に前記複屈折板を配向するステップをさらに含んでなる
    方法。
38. 【請求項３８】 請求項３５に記載の方法であって、前
    記レーザー装置はF₂エキシマーレーザー装置であって、
    前記選択ステップは、前記F２エキシマーレーザーの１
    ５７ナノメートル付近の僅かに離間した２つの線の１つ
    だけが前記複屈折板によって選択されるように、前記複
    屈折板の厚さと屈折率を選択するステップを含んでなる
    方法。
39. 【請求項３９】 請求項３８に記載の方法であって、前
    記調整ステップは、前記１つの選択された線が１５７.
    ６２９ナノメーターの波長のところにあり、１５７.５
    ２３ナノメートルの波長の光は前記配向された複屈折板
    によって選択されないように前記複屈折板の配向を調整
    することを含んでなる方法。
40. 【請求項４０】 １５７nm付近で僅かに離間した２つの
    スペクトル線を有し、該２つのスペクトル線のうちの１
    つの線を光学装置によって選択するF₂エキシマーレーザ
    ー装置であって、 放電チャンバと、 レーザー活性F₂ガスと、バッファガスでほぼ満たされた
    光共振器と、 前記放電チャンバの第１端部に設けたMgF₂複屈折窓であ
    って、該窓は前記光学装置の光軸に対してそれぞれの共
    平面がブルースター角をなす２つの共平面を有し、前記
    窓の厚さは、前記１５７nm付近で僅かに離間した２つの
    スペクトル線のうちの１つだけが前記窓によって選択さ
    れるように前記窓の屈折率を基に選択される窓と、 前記放電チャンバの第２端部において部分的に反射させ
    る面を有する外側カップリングミラーと、前記外側カッ
    プリングミラーの部分的に反射させる面に対向する高反
    射面であって、レーザー光線を前記チャンバと前記窓で
    反射させ前記チャンバと前記窓の間で往復させるように
    設けた高反射面とを、含んでなるF２エキシマーレーザ
    ー装置。
41. 【請求項４１】 前記高反射面は、前記放電チャンバの
    外部の非光吸収メディアによって前記複屈折窓から隔て
    られた外部ミラーである請求項４０に記載の装置。
42. 【請求項４２】 前記外側カップリングミラーの手前に
    さらに振動カプリング要素を含んでなる請求項４０に記
    載の装置。
43. 【請求項４３】 １５７nm付近で僅かに離間した２つの
    発光スペクトル線を有し、該２つの発光スペクトル線の
    １つを光学装置によって選択するF₂エキシマーレーザー
    装置であって、 １５７nm付近の前記F₂レーザー装置の２つの発光スペク
    トル線のうちの１つを複屈折により選択する手段と、 前記レーザー光の１つの選択されたスペクトル線の平行
    ビームを生成する手段とを、含んでなるF_２エキシマー
    レーザー装置。
44. 【請求項４４】 放電チャンバと、光共振器と、レーザ
    ーガス空間を含むF _２レーザー装置の１５７ナノメート
    ル付近で僅かに離間した２つのスペクトル線のうちの１
    つを選択する光学装置であって、 前記レーザーガス空間を閉鎖し前記F₂レーザー装置の１
    ５７ナノメートル付近で僅かに離間した前記２つのスペ
    クトル線のうちの１つを複屈折により選択するために前
    記共振器内に設けたブルースター窓を含んでなる装置。
45. 【請求項４５】 放電チャンバと、 入射光を部分的に光軸に沿って反射させる外側カップリ
    ングユニットを含む光共振器と、 レーザー光線を発するレーザー活性メディアの空間を包
    含するハウジングであって、前記レーザー活性メディア
    の少なくとも一部が前記放電チャンバを満たしているハ
    ウジングと、 前記ハウジング内に設けた波長選択ユニットとを、含ん
    でなるガス放電レーザー装置。
46. 【請求項４６】 前記波長選択ユニットは前記レーザー
    活性空間内に存する請求項４５に記載の装置。
47. 【請求項４７】 前記レーザー活性メディアはF₂分子を
    含んでなる請求項４６に記載の装置。
48. 【請求項４８】 前記波長選択ユニットは、１５７nm付
    近での透過率を有するプリズムを含んでなる請求項４６
    に記載の装置。
49. 【請求項４９】 前記プリズムはフッ素に対する耐性を
    有する請求項４８に記載の装置。
50. 【請求項５０】 前記プリズムは１５７nm付近の反射率
    を有する誘電体コーティングを備える背面を含んでなる
    請求項４８に記載の装置。
51. 【請求項５１】 前記コーティングは、フッ素に対する
    耐性を有する請求項５０に記載の装置。
52. 【請求項５２】 前記プリズムは、CaF₂とMgF₂のうちの
    １つを含んでなる請求項４８に記載の装置。
53. 【請求項５３】 前記コーティングはフッ化物を含んで
    なる請求項５０に記載の装置。
54. 【請求項５４】 前記プリズム内の屈折光線は、前記背
    面にほぼ直角な光路に沿うように配向される請求項５０
    に記載の装置。
55. 【請求項５５】 前記プリズムは、前記光軸に対してブ
    ルースター角に配向した前面を含んでなる請求項４８に
    記載の装置。
56. 【請求項５６】 前記波長選択ユニットは、１５７.６
    ２９３nm付近での最適発光かつ１５７.５２３３nm付近
    での最小発光をもたらすF₂レーザー装置と共に用いるよ
    うに選択されかつ構成された請求項４６に記載の装置。
57. 【請求項５７】 前記波長選択ユニットは、１５７.５
    ２３３nm付近での最適発光かつ１５７.６２９３nm付近
    での最小発光をもたらすF₂レーザー装置と共に用いるよ
    うに選択されかつ構成された請求項４６に記載の装置。
58. 【請求項５８】 前記波長選択ユニットは、電磁スペク
    トルの紫外領域での発光波長を有するF₂レーザー装置と
    共に用いるように選択されかつ構成された請求項４６に
    記載の装置。
59. 【請求項５９】 前記外側カップリングミラーは前記レ
    ーザーガス空間を仕切る請求項４６に記載の装置。
60. 【請求項６０】 前記ミラーはCaF₂、MgF₂及びサファイ
    ヤのうちのいずれか１つを含んでなる請求項５９に記載
    の装置。
61. 【請求項６１】 前記外側カップリングユニットの配向
    は出力ビームの特性を最適化するために調整可能である
    請求項４６に記載の装置。
62. 【請求項６２】 前記プリズムの配向は出力ビームの特
    性を最適化するために調整可能である請求項４８に記載
    の装置。
63. 【請求項６３】 前記出力ビームを導きかつ振動をなく
    すために前記光軸の周りに設けた減圧ベロウズと、電気
    的絶縁のための絶縁ピースをさらに含んでなる請求項４
    ６に記載の装置。
64. 【請求項６４】 前記波長選択ユニットは、前記外側カ
    ップリングユニットの反対側に位置する請求項４６に記
    載の装置。
65. 【請求項６５】 前記波長選択ユニットは、前記レーザ
    ー活性空間の僅かに離間した複数の発光スペクトル線の
    うちの１つの発光スペクトル線を選択するように構成さ
    れた請求項４６に記載の装置。
66. 【請求項６６】 F₂レーザー装置の光学構成要素によっ
    て定められる光軸に沿ってビームを出力するF₂レーザー
    装置であって、 レーザー活性メディアを収容するハウジング手段と、 複数の発光スペクトル線を発生させる手段と、 前記複数の発光スペクトル線のうちの１つの発光スペク
    トル線を選択する手段であって、前記ハウジング手段内
    に配設され前記複数の発光スペクトル線のうちから前記
    １つの発光スペクトル線を選択する手段を含む選択手段
    とを、含んでなる装置。
67. 【請求項６７】 放電チャンバと、光共振器であって、
    光軸を定める第１及び第２端部と、前記第１端部におい
    て入射光を部分的に反射する出力カップリングユニット
    と、前記第２端部において実質的に全ての入射光を反射
    する高反射面と、前記第１端部と第２端部の間に位置す
    るレーザー活性空間とを備える光共振器とを有し、僅か
    に離間した複数のスペクトル線を発するレーザー装置に
    おいて、 前記レーザー活性空間内に配設され前記僅かに離間した
    複数の線のうちの１つをレーザー装置の出力ビームとし
    て選択する波長選択ユニットを設けたレーザー装置。
68. 【請求項６８】 前記レーザーガス空間内に前記高反射
    面を設けた請求項６７に記載のレーザー装置。
69. 【請求項６９】 CaF₂プリズム及びMgF２プリズムのう
    ちの少なくとも１つを前記波長選択ユニットとして選択
    する請求項６７に記載のレーザー装置。
70. 【請求項７０】 CaF₂プリズム及びMgF２プリズムのう
    ちの少なくとも１つを前記波長選択ユニットとして選択
    し、かつ、前記高反射面を前記波長選択ユニットと一体
    的に設けた請求項６７に記載のレーザー装置。
71. 【請求項７１】 前記プリズムの背面を耐フッ素誘電コ
    ーティングによって被覆することによって前記高反射面
    を前記プリズムと一体的的にする請求項７０に記載のレ
    ーザー装置。
72. 【請求項７２】 前記プリズムは、入射光の光路に対し
    てブルースター角に配向した前面と、前記のプリズム内
    での屈折光に対してほぼ直角な背面を備えるように構成
    された請求項７１に記載のレーザー装置。
73. 【請求項７３】 放電チャンバと、光路を定める光共振
    器とを備えるガス放電レーザーのレーザーガス空間によ
    って生成された複数の発光スペクトル線のうちの１つの
    発光スペクトル線を選択する方法であって、 前記光共振器内に波長選択ユニットを設け、 前記レーザーガス空間から複数の発光スペクトル線を発
    生させ、 前記複数の発光スペクトル線の少なくとも一部を前記光
    路に沿って共振させ、 前記複数の発光スペクトル線から１つの発光スペクトル
    線を選択し、 前記選択した１つの発光スペクトル線を出力する、工程
    を含んでなる方法。
74. 【請求項７４】 F₂レーザー装置において使用される請
    求項７３に記載の方法であって、前記１つの発光スペク
    トル線を選択するステップは、１５７.６２９３nm付近
    のスペクトル線を選択し、１５７.５２３３nm付近のス
    ペクトル線を選択から除外するステップを含んでなる方
    法。
75. 【請求項７５】 F₂レーザー装置において使用される請
    求項７３に記載の１つの発光スペクトル線を選択する方
    法であって、前記１つの発光スペクトル線を選択するス
    テップは、１５７.５２３３nm付近のスペクトル線を選
    択し、１５７.６２９３nm付近のスペクトル線を選択か
    ら除外するステップを含んでなる方法。
76. 【請求項７６】 前記レーザーガス空間内に高反射面を
    設けるステップをさらに含んでなる請求項７３に記載の
    方法。
77. 【請求項７７】 請求項７６に記載の方法であって、前
    記波長選択ユニットはCaF₂及びMgF₂のうちの少なくとも
    一方を含むプリズムであり、前記高反射面を設けるステ
    ップは、前記プリズムの背面を高反射コーティングによ
    って被覆するステップを含んでなる方法。
78. 【請求項７８】 請求項７７に記載の方法であって、前
    記波長選択ユニットを設けるステップは、前面を入射光
    の光路に対してブルースター角に配向し、背面を前記プ
    リズム内を進行する屈折光に対して直角に配向するステ
    ップを含んでなる方法。
79. 【請求項７９】 閉鎖されたガス放電チャンバと、 前記ガス放電チャンバを画成する空胴共振器と、 前記ガス放電チャンバ内に配設されレーザー出力のバン
    ド幅を減らす波長選択プリズムとを、含んでなるエキシ
    マーレーザー装置。
80. 【請求項８０】 前記プリズムの１つの表面が高反射コ
    ーティングによって被覆されて前記空胴共振器の１つの
    反射面として作用する請求項７９に記載のエキシマーレ
    ーザー装置。