JP2000312045A - レーザ発振装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
レーザ発振装置、露光装置及びデバイスの製造方法Info
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/0315—Waveguide lasers
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- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 スロットアレイ構造を採用するも、レーザ管
の長手方向にわたり全体的に均一な電磁波の放射を実現
し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光を可
能とする。 【解決手段】 スロット１０の形成面が各導波管１の長
端面、即ちＨ面であり、各スロット１０がＨ面の長手方
向の中心線ｍに沿って所定間隔をおいて左右に等間隔
（中心線ｍからの距離）ｄで配置される。
の長手方向にわたり全体的に均一な電磁波の放射を実現
し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光を可
能とする。 【解決手段】 スロット１０の形成面が各導波管１の長
端面、即ちＨ面であり、各スロット１０がＨ面の長手方
向の中心線ｍに沿って所定間隔をおいて左右に等間隔
（中心線ｍからの距離）ｄで配置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波管から導波管
壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレーザ
管内に導入することにより、レーザ光を発生させるレー
ザ発振装置に関し、特にレーザガス励起用の電磁波とし
てマイクロ波を用いたレーザ発振装置、これを備えた露
光装置及びデバイスの製造方法に適用して好適である。
壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレーザ
管内に導入することにより、レーザ光を発生させるレー
ザ発振装置に関し、特にレーザガス励起用の電磁波とし
てマイクロ波を用いたレーザ発振装置、これを備えた露
光装置及びデバイスの製造方法に適用して好適である。
【０００２】
【従来の技術】近時では、紫外領域で発振する唯一の高
出力レーザとして、いわゆるエキシマレーザが注目され
ており、電子産業や化学産業、エネルギー産業等におい
て、具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半
導体等の加工や化学反応等に応用が期待されている。
出力レーザとして、いわゆるエキシマレーザが注目され
ており、電子産業や化学産業、エネルギー産業等におい
て、具体的には金属、樹脂、ガラス、セラミックス、半
導体等の加工や化学反応等に応用が期待されている。
【０００３】エキシマレーザ発振装置の機能原理につい
て説明する。先ず、マニホルド内に充填されたＡｒ，Ｋ
ｒ，Ｎｅ，Ｆ2 等のレーザガスを電子ビーム照射や放電
等により励起状態にする。このとき、励起されたＦ原子
は基底状態の不活性Ｋｒ，Ａｒ原子と結合して励起状態
でのみ存在する分子であるＫｒＦ* ，ＡｒＦ* を生成す
る。この分子がエキシマと呼ばれるものである。エキシ
マは不安定であり、直ちに紫外光を放出して基底状態に
落ちる。これをボンドフリー遷移あるいは自然発光とい
うが、この励起分子を利用して一対の反射鏡で構成され
る光共振器内で位相の揃った光として増幅し、レーザ光
として取り出すものがエキシマレーザ発振装置である。
て説明する。先ず、マニホルド内に充填されたＡｒ，Ｋ
ｒ，Ｎｅ，Ｆ2 等のレーザガスを電子ビーム照射や放電
等により励起状態にする。このとき、励起されたＦ原子
は基底状態の不活性Ｋｒ，Ａｒ原子と結合して励起状態
でのみ存在する分子であるＫｒＦ* ，ＡｒＦ* を生成す
る。この分子がエキシマと呼ばれるものである。エキシ
マは不安定であり、直ちに紫外光を放出して基底状態に
落ちる。これをボンドフリー遷移あるいは自然発光とい
うが、この励起分子を利用して一対の反射鏡で構成され
る光共振器内で位相の揃った光として増幅し、レーザ光
として取り出すものがエキシマレーザ発振装置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザ発光の
際には、上記の如くレーザガスの励起源としては主にマ
イクロ波が用いられる。マイクロ波とは、発振周波数が
数百ＭＨｚ〜数十ＧＨｚの電磁波である。この場合、導
波管から導波管壁に形成された間隙（スロット）を介し
てマイクロ波をレーザ管内に導入し、これによりレーザ
管内のレーザガスをプラズマ状態に励起する。
際には、上記の如くレーザガスの励起源としては主にマ
イクロ波が用いられる。マイクロ波とは、発振周波数が
数百ＭＨｚ〜数十ＧＨｚの電磁波である。この場合、導
波管から導波管壁に形成された間隙（スロット）を介し
てマイクロ波をレーザ管内に導入し、これによりレーザ
管内のレーザガスをプラズマ状態に励起する。
【０００５】仮にスロットから放出されるマイクロ波の
強度分布が均一であったとしても、レーザ光の共振器長
を満たすだけの長い空間にマイクロ波を供給するには、
共振器長軸方向に沿って複数のスロットを配置したスロ
ットアレイ構造を形成する必要がある。この構造を図２
２に示す。図２２において、導波管壁３０１に複数の微
小間隙（スロット）３０２が等間隔に形成されており、
便宜上レーザ管内を放出空間として略記する。
強度分布が均一であったとしても、レーザ光の共振器長
を満たすだけの長い空間にマイクロ波を供給するには、
共振器長軸方向に沿って複数のスロットを配置したスロ
ットアレイ構造を形成する必要がある。この構造を図２
２に示す。図２２において、導波管壁３０１に複数の微
小間隙（スロット）３０２が等間隔に形成されており、
便宜上レーザ管内を放出空間として略記する。
【０００６】このスロットアレイ構造を採用した場合、
隣接するスロット３０２間の領域（図２２中、楕円形の
斜線部で示す。）は必然的にマイクロ波の非照射領域と
なる。従って、マイクロ波により放出空間に存するレー
ザガスを励起する際にも非照射領域の存在に起因してマ
イクロ波強度にムラが生じ、全体として不均一な分布の
プラズマ放電が発生することになる。
隣接するスロット３０２間の領域（図２２中、楕円形の
斜線部で示す。）は必然的にマイクロ波の非照射領域と
なる。従って、マイクロ波により放出空間に存するレー
ザガスを励起する際にも非照射領域の存在に起因してマ
イクロ波強度にムラが生じ、全体として不均一な分布の
プラズマ放電が発生することになる。
【０００７】そこで本発明は、上記の課題に鑑みてなさ
れたものであり、スロットアレイ構造を採用するも、レ
ーザ管の長手方向にわたり全体的に均一な電磁波の放射
を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発
光を可能とするレーザ発振装置や、このレーザ発振装置
を備えた高性能の露光装置、この露光装置を用いた高品
質なデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
れたものであり、スロットアレイ構造を採用するも、レ
ーザ管の長手方向にわたり全体的に均一な電磁波の放射
を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発
光を可能とするレーザ発振装置や、このレーザ発振装置
を備えた高性能の露光装置、この露光装置を用いた高品
質なデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ発振装置
は、導波管から導波管壁に形成された複数の微小間隙を
介して電磁波をレーザ管内に導入することにより前記レ
ーザ管内のレーザガスを励起し、前記レーザガスから発
する光を共振させてレーザ光を発生させるレーザ発振装
置であって、前記電磁波は、前記導波管の前記各微小間
隙において、その電界が同位相とされて前記レーザ管内
に導入される。
は、導波管から導波管壁に形成された複数の微小間隙を
介して電磁波をレーザ管内に導入することにより前記レ
ーザ管内のレーザガスを励起し、前記レーザガスから発
する光を共振させてレーザ光を発生させるレーザ発振装
置であって、前記電磁波は、前記導波管の前記各微小間
隙において、その電界が同位相とされて前記レーザ管内
に導入される。
【０００９】本発明のレーザ発振装置は、導波管から導
波管壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレ
ーザ管内に導入することにより前記レーザ管内のレーザ
ガスを励起し、前記レーザガスから発する光を共振させ
てレーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、前記
微小間隙は、前記導波管の長端面に形成されており、当
該長端面の長手方向の中心線に沿って所定間隔をおいて
左右に等間隔で配置されている。
波管壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレ
ーザ管内に導入することにより前記レーザ管内のレーザ
ガスを励起し、前記レーザガスから発する光を共振させ
てレーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、前記
微小間隙は、前記導波管の長端面に形成されており、当
該長端面の長手方向の中心線に沿って所定間隔をおいて
左右に等間隔で配置されている。
【００１０】本発明のレーザ発振装置の一態様では、前
記電磁波は、前記導波管の前記各微小間隙において、そ
の電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入される。
記電磁波は、前記導波管の前記各微小間隙において、そ
の電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入される。
【００１１】本発明のレーザ発振装置の一態様では、前
記電磁波の電界が前記導波管の前記各微小間隙において
同位相となるように、前記所定間隔が設定されている。
記電磁波の電界が前記導波管の前記各微小間隙において
同位相となるように、前記所定間隔が設定されている。
【００１２】本発明のレーザ発振装置の一態様では、前
記導波管には、前記電磁波の位相を調節する位相調節手
段が設けられている。
記導波管には、前記電磁波の位相を調節する位相調節手
段が設けられている。
【００１３】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記微小間隙上から前記レーザ管壁までの間が所定
距離離間され、前記電磁波の通路が形成されている。
て、前記微小間隙上から前記レーザ管壁までの間が所定
距離離間され、前記電磁波の通路が形成されている。
【００１４】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記微小間隙から前記レーザ管壁までの離間距離
は、前記導波管から導入される電磁波の半波長の整数倍
である。
て、前記微小間隙から前記レーザ管壁までの離間距離
は、前記導波管から導入される電磁波の半波長の整数倍
である。
【００１５】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記微小間隙上を含む前記通路を囲むように導電体
が設けられ、前記通路が前記レーザ管との接触部位で当
該レーザ管の長手方向にわたる所定幅の空隙とされてい
る。
て、前記微小間隙上を含む前記通路を囲むように導電体
が設けられ、前記通路が前記レーザ管との接触部位で当
該レーザ管の長手方向にわたる所定幅の空隙とされてい
る。
【００１６】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記空隙は、前記微小間隙とほぼ同一幅に形成され
ている。
て、前記空隙は、前記微小間隙とほぼ同一幅に形成され
ている。
【００１７】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記空隙は、相対応する左右の前記微小間隙を含む
幅に形成されており、その先端部位のみが幅狭で前記レ
ーザ管の長手方向にわたる１本のスリット形状とされて
いる。
て、前記空隙は、相対応する左右の前記微小間隙を含む
幅に形成されており、その先端部位のみが幅狭で前記レ
ーザ管の長手方向にわたる１本のスリット形状とされて
いる。
【００１８】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記空隙は、相対応する左右の前記微小間隙を含む
幅に形成されており、その先端部位のみが前記微小間隙
に対応した幅狭で前記レーザ管の長手方向にわたる偶数
本のスリット形状とされている。
て、前記空隙は、相対応する左右の前記微小間隙を含む
幅に形成されており、その先端部位のみが前記微小間隙
に対応した幅狭で前記レーザ管の長手方向にわたる偶数
本のスリット形状とされている。
【００１９】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記空隙の幅が前記導波管から導入される電磁波の
半波長の整数倍である。
て、前記空隙の幅が前記導波管から導入される電磁波の
半波長の整数倍である。
【００２０】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記微小間隙の形成面を対向させて前記レーザ管を
狭持するように一対の前記導波管が設けられ、前記各導
波管内に同一の電磁波が供給されて前記レーザ管内で対
向する双方向からレーザガスの励起を行なう。
て、前記微小間隙の形成面を対向させて前記レーザ管を
狭持するように一対の前記導波管が設けられ、前記各導
波管内に同一の電磁波が供給されて前記レーザ管内で対
向する双方向からレーザガスの励起を行なう。
【００２１】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記空隙には、誘電体が充填されている。
て、前記空隙には、誘電体が充填されている。
【００２２】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記導波管の短端面に、前記微小間隙のインピーダ
ンスを調整するための微小金属体が埋め込まれている。
て、前記導波管の短端面に、前記微小間隙のインピーダ
ンスを調整するための微小金属体が埋め込まれている。
【００２３】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記導波管内には、誘電体が充填されている。
て、前記導波管内には、誘電体が充填されている。
【００２４】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記微小間隙内には、その先端面が平坦化されるよ
うに誘電体が充填されている。
て、前記微小間隙内には、その先端面が平坦化されるよ
うに誘電体が充填されている。
【００２５】本発明のレーザ発振装置は、導波管から導
波管壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレ
ーザ管内に導入することにより前記レーザ管内のレーザ
ガスを励起し、前記レーザガスから発する光を共振させ
てレーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、前記
微小間隙は前記導波管の短端面に形成されており、且
つ、前記電磁波は前記導波管の前記各微小間隙において
その電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入され
る。
波管壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレ
ーザ管内に導入することにより前記レーザ管内のレーザ
ガスを励起し、前記レーザガスから発する光を共振させ
てレーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、前記
微小間隙は前記導波管の短端面に形成されており、且
つ、前記電磁波は前記導波管の前記各微小間隙において
その電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入され
る。
【００２６】本発明のレーザ発振装置は、導波管から導
波管壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレ
ーザ管内に導入することにより前記レーザ管内のレーザ
ガスを励起し、前記レーザガスから発する光を共振させ
てレーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、前記
微小間隙の形成面を対向させて前記レーザ管を狭持する
ように一対の前記導波管が設けられ、前記各導波管内に
同一の電磁波が供給されて前記レーザ管内で対向する双
方向からレーザガスの励起を行なう。
波管壁に形成された複数の微小間隙を介して電磁波をレ
ーザ管内に導入することにより前記レーザ管内のレーザ
ガスを励起し、前記レーザガスから発する光を共振させ
てレーザ光を発生させるレーザ発振装置であって、前記
微小間隙の形成面を対向させて前記レーザ管を狭持する
ように一対の前記導波管が設けられ、前記各導波管内に
同一の電磁波が供給されて前記レーザ管内で対向する双
方向からレーザガスの励起を行なう。
【００２７】本発明のレーザ発振装置の一態様では、前
記電磁波は、前記導波管の前記各微小間隙において、そ
の電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入される。
記電磁波は、前記導波管の前記各微小間隙において、そ
の電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入される。
【００２８】本発明のレーザ発振装置の一態様では、前
記電磁波の電界が前記導波管の前記各微小間隙において
同位相となるように、前記所定間隔が設定されている。
記電磁波の電界が前記導波管の前記各微小間隙において
同位相となるように、前記所定間隔が設定されている。
【００２９】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記微小間隙の形成面が前記導波管の短端面であ
り、前記各微小間隙が長手方向に等間隔で一列に形成さ
れている。
て、前記微小間隙の形成面が前記導波管の短端面であ
り、前記各微小間隙が長手方向に等間隔で一列に形成さ
れている。
【００３０】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記各導波管は、対向する前記各形成面間で各々対
応する前記微小間隙が相対的に所定距離シフトするよう
に配されている。
て、前記各導波管は、対向する前記各形成面間で各々対
応する前記微小間隙が相対的に所定距離シフトするよう
に配されている。
【００３１】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記各導波管内に供給される電磁波の位相を両者間
で相対的にシフトさせる位相調節手段が設けられてい
る。
て、前記各導波管内に供給される電磁波の位相を両者間
で相対的にシフトさせる位相調節手段が設けられてい
る。
【００３２】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記各導波管に電磁波を同調させる同調手段がそれ
ぞれ設けられている。
て、前記各導波管に電磁波を同調させる同調手段がそれ
ぞれ設けられている。
【００３３】本発明のレーザ発振装置の一態様におい
て、前記導波管から導入される電磁波がマイクロ波であ
る。
て、前記導波管から導入される電磁波がマイクロ波であ
る。
【００３４】本発明のレーザ発振装置の一態様は前記レ
ーザガスを、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ばれた少なくとも
１種の不活性ガス、又は前記少なくとも１種の不活性ガ
スとＦ2 ガスとの混合ガスとするエキシマレーザ発振装
置である。
ーザガスを、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ばれた少なくとも
１種の不活性ガス、又は前記少なくとも１種の不活性ガ
スとＦ2 ガスとの混合ガスとするエキシマレーザ発振装
置である。
【００３５】本発明の露光装置は、照明光を発する光源
である前記レーザ発振装置と、所定パターンの形成され
たレチクルに前記レーザ発振装置からの照明光を照射す
る第１光学系と、前記レチクルを介した照明光を被照射
面に照射する第２光学系とを備え、前記被照射面に前記
レチクルの所定パターンを投影し露光を行う。
である前記レーザ発振装置と、所定パターンの形成され
たレチクルに前記レーザ発振装置からの照明光を照射す
る第１光学系と、前記レチクルを介した照明光を被照射
面に照射する第２光学系とを備え、前記被照射面に前記
レチクルの所定パターンを投影し露光を行う。
【００３６】本発明のデバイスの製造方法は、被照射面
に感光材料を塗布する工程と、前記露光装置を用いて、
前記感光材料が塗布された前記被照射面に所定パターン
の露光を行う工程と、前記所定パターンの露光が行われ
た前記感光材料を現像する工程とを備える。
に感光材料を塗布する工程と、前記露光装置を用いて、
前記感光材料が塗布された前記被照射面に所定パターン
の露光を行う工程と、前記所定パターンの露光が行われ
た前記感光材料を現像する工程とを備える。
【００３７】本発明のデバイスの製造方法の一態様にお
いては、前記被照射面をウェハ面とし、当該ウェハ面に
半導体素子を形成する。
いては、前記被照射面をウェハ面とし、当該ウェハ面に
半導体素子を形成する。
【００３８】
【作用】本発明のレーザ発振装置においては、微小間隙
（スロット）を導波管の長端面（Ｈ面）に形成し、当該
Ｈ面の長手方向の中心線に沿って所定間隔をおいて左右
に等間隔で配置する。この場合、微小間隙（スロット）
を導波管の短端面（Ｅ面）に形成した場合と異なり、電
磁波の位相の均一を保ちつつも前記所定間隔を狭める、
例えば前記所定間隔をλg ／２（λg ：導波管内におけ
る電磁波の管内波長）とすることができる。従って、全
てのスロットから放出される電磁波の位相を揃えてレー
ザ管の長手方向にわたり全体的に均一な電磁波の放射を
実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光
が可能となる。
（スロット）を導波管の長端面（Ｈ面）に形成し、当該
Ｈ面の長手方向の中心線に沿って所定間隔をおいて左右
に等間隔で配置する。この場合、微小間隙（スロット）
を導波管の短端面（Ｅ面）に形成した場合と異なり、電
磁波の位相の均一を保ちつつも前記所定間隔を狭める、
例えば前記所定間隔をλg ／２（λg ：導波管内におけ
る電磁波の管内波長）とすることができる。従って、全
てのスロットから放出される電磁波の位相を揃えてレー
ザ管の長手方向にわたり全体的に均一な電磁波の放射を
実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一なレーザ発光
が可能となる。
【００３９】この場合、対応する左右のスロット間隔を
比較的小さくとると、放出される電磁波の強度は増加す
るものの、各スロットに着目すれば電磁波の強度が中央
部位に集中するきらいがある。他方、前記スロット間隔
を比較的大きくとると、全体として均一な電磁波放出が
得られる。従って、満足な強度と均一性という２つの要
請を考慮して、前記スロット間隔の最適値を決定すれば
よい。
比較的小さくとると、放出される電磁波の強度は増加す
るものの、各スロットに着目すれば電磁波の強度が中央
部位に集中するきらいがある。他方、前記スロット間隔
を比較的大きくとると、全体として均一な電磁波放出が
得られる。従って、満足な強度と均一性という２つの要
請を考慮して、前記スロット間隔の最適値を決定すれば
よい。
【００４０】また本発明では、導波管壁に形成された複
数の微小間隙（スロット）上からレーザ管壁までの間を
所定距離離間し、前記電磁波の通路を形成する。この場
合、各微小間隙から放出された電磁波はレーザ管壁の近
傍では波面が平坦化され、全体として平面波近似となっ
てレーザ管内に伝播することになり、レーザ管の長手方
向にわたって更なる均一なプラズマ放電が実現され、レ
ーザ発光の均一化に寄与する。
数の微小間隙（スロット）上からレーザ管壁までの間を
所定距離離間し、前記電磁波の通路を形成する。この場
合、各微小間隙から放出された電磁波はレーザ管壁の近
傍では波面が平坦化され、全体として平面波近似となっ
てレーザ管内に伝播することになり、レーザ管の長手方
向にわたって更なる均一なプラズマ放電が実現され、レ
ーザ発光の均一化に寄与する。
【００４１】更に、本発明のレーザ発振装置において
は、微小間隙（スロット）の形成面を対向させてレーザ
管を狭持するように一対の導波管を設け、レーザ管内で
対向する双方向からレーザガスの励起を行なう。このと
き、種々の要請に適合して対向する各形成面の微小間隙
が相対的に所定距離シフトするように、各導波管の空間
配置を調節したり、各導波管内に供給される電磁波の位
相を両者間で相対的にシフトさせる等により、微小間隙
の非連続性に起因する電磁波の波面のむらが各導波管間
で補間し合い、発光領域は実質的に増加して波面が平坦
化される。従って、レーザ管内のレーザガスには全空間
にほぼ均一に電磁波が到達することになり、レーザ管の
長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現され、レ
ーザ発光の均一化に寄与する。
は、微小間隙（スロット）の形成面を対向させてレーザ
管を狭持するように一対の導波管を設け、レーザ管内で
対向する双方向からレーザガスの励起を行なう。このと
き、種々の要請に適合して対向する各形成面の微小間隙
が相対的に所定距離シフトするように、各導波管の空間
配置を調節したり、各導波管内に供給される電磁波の位
相を両者間で相対的にシフトさせる等により、微小間隙
の非連続性に起因する電磁波の波面のむらが各導波管間
で補間し合い、発光領域は実質的に増加して波面が平坦
化される。従って、レーザ管内のレーザガスには全空間
にほぼ均一に電磁波が到達することになり、レーザ管の
長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現され、レ
ーザ発光の均一化に寄与する。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４３】（第１の実施形態）先ず、第１の実施形態
について説明する。本実施形態では、いわゆるエキシマ
レーザ光を発するエキシマレーザ発振装置を例示する。
図１は、本実施形態のエキシマレーザ発振装置の主要構
成を示す模式図である。便宜上、スロット１０は平面上
に描かれているが、実際には紙面垂直方向に交互に位置
している。
について説明する。本実施形態では、いわゆるエキシマ
レーザ光を発するエキシマレーザ発振装置を例示する。
図１は、本実施形態のエキシマレーザ発振装置の主要構
成を示す模式図である。便宜上、スロット１０は平面上
に描かれているが、実際には紙面垂直方向に交互に位置
している。
【００４４】このエキシマレーザ発振装置は、図１に示
すように、エキシマレーザガスの励起による発光を共振
させてレーザ光を発するレーザ管２と、レーザ管２内の
エキシマレーザガスを励起してプラズマ状態とするため
の導波管１と、導波管１を冷却するために、冷却水導入
出口９を有する冷却容器７とを備えて構成されている。
すように、エキシマレーザガスの励起による発光を共振
させてレーザ光を発するレーザ管２と、レーザ管２内の
エキシマレーザガスを励起してプラズマ状態とするため
の導波管１と、導波管１を冷却するために、冷却水導入
出口９を有する冷却容器７とを備えて構成されている。
【００４５】エキシマレーザ光を発生させる際の原料と
なるエキシマレーザガスは、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ば
れた１種以上の不活性ガス、又は前記１種以上の不活性
ガスとＦ2 ガスとの混合気体である。これらのうち、使
用したい波長により適宜ガス種を選択し組み合わせれば
よい。例えば、２４８ｎｍの波長のレーザ光を発生させ
たい場合には、Ｋｒ／Ｎｅ／Ｆ2 とし、１９３ｎｍの波
長の場合にはＡｒ／Ｎｅ／Ｆ2 、１５７ｎｍの波長の場
合にはＮｅ／Ｆ2 とすればよい。
なるエキシマレーザガスは、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ば
れた１種以上の不活性ガス、又は前記１種以上の不活性
ガスとＦ2 ガスとの混合気体である。これらのうち、使
用したい波長により適宜ガス種を選択し組み合わせれば
よい。例えば、２４８ｎｍの波長のレーザ光を発生させ
たい場合には、Ｋｒ／Ｎｅ／Ｆ2 とし、１９３ｎｍの波
長の場合にはＡｒ／Ｎｅ／Ｆ2 、１５７ｎｍの波長の場
合にはＮｅ／Ｆ2 とすればよい。
【００４６】レーザ管２は、エキシマレーザガスの管内
への導入部となるレーザガス導入出口８と、各端部にそ
れぞれ反射構造体５，６が設けられ、これら反射構造体
５，６によりプラズマ放電による光の位相が揃えられて
レーザ光が発生する。
への導入部となるレーザガス導入出口８と、各端部にそ
れぞれ反射構造体５，６が設けられ、これら反射構造体
５，６によりプラズマ放電による光の位相が揃えられて
レーザ光が発生する。
【００４７】導波管１は、マイクロ波をガス供給路構造
１１内のレーザガスへ供給するための手段であり、細長
い複数の微小間隙（スロット）１０が形成されている。
導波管１の上部より数百ＭＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数の
マイクロ波が導入されると、このマイクロ波が導波管１
内を伝播しながら、スロット１０から導波管１の外部へ
放出される。放出されたマイクロ波は、レーザ管２に設
けられた窓部１５から当該レーザ管２内へ導入される。
そして、導入されたマイクロ波によりレーザ管２内のエ
キシマレーザガスが励起され、共振してエキシマレーザ
光が発生することになる。
１１内のレーザガスへ供給するための手段であり、細長
い複数の微小間隙（スロット）１０が形成されている。
導波管１の上部より数百ＭＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数の
マイクロ波が導入されると、このマイクロ波が導波管１
内を伝播しながら、スロット１０から導波管１の外部へ
放出される。放出されたマイクロ波は、レーザ管２に設
けられた窓部１５から当該レーザ管２内へ導入される。
そして、導入されたマイクロ波によりレーザ管２内のエ
キシマレーザガスが励起され、共振してエキシマレーザ
光が発生することになる。
【００４８】本実施形態においては、図２（ａ），
（ｂ）に示すように、スロット１０の形成面が各導波管
１の長端面、即ちＨ面であり、各スロット１０がＨ面の
長手方向の中心線ｍに沿って所定間隔をおいて左右に等
間隔（中心線ｍからの距離）ｄで配置された場合につい
て例示する。
（ｂ）に示すように、スロット１０の形成面が各導波管
１の長端面、即ちＨ面であり、各スロット１０がＨ面の
長手方向の中心線ｍに沿って所定間隔をおいて左右に等
間隔（中心線ｍからの距離）ｄで配置された場合につい
て例示する。
【００４９】本実施形態では、レーザ光の発光間隔を狭
めるため、前記所定間隔をλg ／２（λg ：導波管内に
おけるマイクロ波の管内波長）とする。このように、前
記所定間隔を狭めても、全てのスロット１０から放出さ
れる電磁波の位相が揃うことになる。
めるため、前記所定間隔をλg ／２（λg ：導波管内に
おけるマイクロ波の管内波長）とする。このように、前
記所定間隔を狭めても、全てのスロット１０から放出さ
れる電磁波の位相が揃うことになる。
【００５０】この点、スロット１０を導波管１の短端面
（Ｅ面）に長手方向に一列に形成した場合では、全ての
スロット１０から放出される電磁波の位相が揃うには前
記所定間隔をλg とする必要があり、レーザ光の発光間
隔を狭めることは困難である。それに対して、本実施形
態では、マイクロの位相の均一を保ちつつも所定間隔を
λg ／２に狭めるとすることができる。従って、全ての
スロット１０から放出されるマイクロ波の位相を揃えて
レーザ管２の長手方向にわたり全体的に均一なマイクロ
波の放射を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一な
レーザ発光が可能となる。
（Ｅ面）に長手方向に一列に形成した場合では、全ての
スロット１０から放出される電磁波の位相が揃うには前
記所定間隔をλg とする必要があり、レーザ光の発光間
隔を狭めることは困難である。それに対して、本実施形
態では、マイクロの位相の均一を保ちつつも所定間隔を
λg ／２に狭めるとすることができる。従って、全ての
スロット１０から放出されるマイクロ波の位相を揃えて
レーザ管２の長手方向にわたり全体的に均一なマイクロ
波の放射を実現し、エネルギー損失を極力抑えた均一な
レーザ発光が可能となる。
【００５１】この場合、対応する左右のスロット１０の
間隔を比較的小さくとると、放出されるマイクロ波の強
度は増加するものの、各スロット１０に着目すればマイ
クロ波の強度が中央部位に集中するきらいがある。他
方、前記スロット間隔を比較的大きくとると、全体とし
て均一なマイクロ波放出が得られる。従って、満足な強
度と均一性という２つの要請を考慮して、前記スロット
間隔及び形状の最適値を決定すればよい。
間隔を比較的小さくとると、放出されるマイクロ波の強
度は増加するものの、各スロット１０に着目すればマイ
クロ波の強度が中央部位に集中するきらいがある。他
方、前記スロット間隔を比較的大きくとると、全体とし
て均一なマイクロ波放出が得られる。従って、満足な強
度と均一性という２つの要請を考慮して、前記スロット
間隔及び形状の最適値を決定すればよい。
【００５２】なお、導波管１内に誘電体１９を充填して
も好適である。これにより、管内波長λg のピッチが狭
くなり、より均一なマイクロ波の放出が可能となる。
も好適である。これにより、管内波長λg のピッチが狭
くなり、より均一なマイクロ波の放出が可能となる。
【００５３】使用可能な誘電体としては、例えば、以下
の表１に示すものが考えられる。但し、一般に誘電率が
高くなると誘電損が大きくなるため、これを考慮して選
択する必要がある。
の表１に示すものが考えられる。但し、一般に誘電率が
高くなると誘電損が大きくなるため、これを考慮して選
択する必要がある。
【００５４】
【表１】
【００５５】これらの誘電体を導波管１内に充填するこ
とで、導波管１内の管内波長は表１の比で記載された波
長比で小さくなり、マイクロ波の波面の十分な均一化を
図ることが可能となる。
とで、導波管１内の管内波長は表１の比で記載された波
長比で小さくなり、マイクロ波の波面の十分な均一化を
図ることが可能となる。
【００５６】具体的に、ａ（長辺）＝４２ｍｍ、ｂ（短
辺）＝２１ｍｍ、共振器長（レーザ発振方向長）２２
０．８ｍｍのサイズに導波管１を製作し、導波管１内に
誘電率９．８のアルミナを充填した。このとき、導波管
１内のマイクロ波の管内波長は４４．２ｍｍであり、従
ってスロット１０のピッチ（前記所定距離）を２２．１
ｍｍに設定した。そして、レーザ発光を試みたところ、
十分に均一な発光が得られた。この導波管１は、プリズ
ムを備えた反射系を用いるレーザ発振装置に適用して好
適である。
辺）＝２１ｍｍ、共振器長（レーザ発振方向長）２２
０．８ｍｍのサイズに導波管１を製作し、導波管１内に
誘電率９．８のアルミナを充填した。このとき、導波管
１内のマイクロ波の管内波長は４４．２ｍｍであり、従
ってスロット１０のピッチ（前記所定距離）を２２．１
ｍｍに設定した。そして、レーザ発光を試みたところ、
十分に均一な発光が得られた。この導波管１は、プリズ
ムを備えた反射系を用いるレーザ発振装置に適用して好
適である。
【００５７】以下、本実施形態の諸変形例について説明
する。なお、実施形態に示した構成部材等については同
一符号を記して説明を省略する。
する。なお、実施形態に示した構成部材等については同
一符号を記して説明を省略する。
【００５８】（変形例１）変形例１では、導波管１に、
導波管壁とレーザ管壁との間のスロット１０上の領域を
除く部位に両者を所定距離離間させる導電体板、ここで
は金属壁１２が設けられている。
導波管壁とレーザ管壁との間のスロット１０上の領域を
除く部位に両者を所定距離離間させる導電体板、ここで
は金属壁１２が設けられている。
【００５９】導波管１の近傍の具体的な様子を図３に示
す。この図３は、スロット１０の短手方向に沿った断面
を示す。
す。この図３は、スロット１０の短手方向に沿った断面
を示す。
【００６０】Ｈ面において、各スロット１０がＨ面の長
手方向の中心線ｍに沿ってλg ／２ピッチで左右に等間
隔ｄで配置されており、従って中心線ｍを挟んで各スロ
ット１０がλg ピッチで互いにλg ／２だけシフトした
２列のスロット群が形成されており、図３に示すよう
に、これらスロット群をスロット１０とほぼ同幅でスリ
ット状に開放する金属壁１２が設けられている。従っ
て、この金属壁１２により、スロット１０からレーザ管
壁の窓部１５までの間にレーザ管２の長手方向に導波管
１の全域にわたる２列の空隙が形成され、これら空隙が
マイクロ波の通路１１となる。なお、図３では、便宜上
左右のスロット１０が同一平面内に描かれている。
手方向の中心線ｍに沿ってλg ／２ピッチで左右に等間
隔ｄで配置されており、従って中心線ｍを挟んで各スロ
ット１０がλg ピッチで互いにλg ／２だけシフトした
２列のスロット群が形成されており、図３に示すよう
に、これらスロット群をスロット１０とほぼ同幅でスリ
ット状に開放する金属壁１２が設けられている。従っ
て、この金属壁１２により、スロット１０からレーザ管
壁の窓部１５までの間にレーザ管２の長手方向に導波管
１の全域にわたる２列の空隙が形成され、これら空隙が
マイクロ波の通路１１となる。なお、図３では、便宜上
左右のスロット１０が同一平面内に描かれている。
【００６１】この場合、通路１１内を充填するように誘
電体を設けてもよい。誘電体としては石英、フッ化カル
シウム、窒化アルミニウム、アルミナ、ジルコニアなど
が好適である。
電体を設けてもよい。誘電体としては石英、フッ化カル
シウム、窒化アルミニウム、アルミナ、ジルコニアなど
が好適である。
【００６２】通路１１内に誘電体を充填することによ
り、プラズマの通路１１内部での生成を防ぐことができ
る。なお、この際使用する誘電体は、より効率よくマイ
クロ波を伝播させるために誘電率が高く、誘電損が小さ
い方が望ましい。
り、プラズマの通路１１内部での生成を防ぐことができ
る。なお、この際使用する誘電体は、より効率よくマイ
クロ波を伝播させるために誘電率が高く、誘電損が小さ
い方が望ましい。
【００６３】ここで、スロット１０からレーザ管壁の窓
部１５までの離間距離は、導波管１から導入されるマイ
クロ波の管内における半波長の整数倍、即ちマイクロ波
の管内波長をλg 、ｎを整数として、 Ｄ＝ｎ×λg ／２ ・・・（１） で表される距離Ｄとする。これにより、通路１１は共振
器として機能し、各スロット１０から放出されたマイク
ロ波はレーザ管２内からの反射波と干渉し弱め合うこと
がなくなる。
部１５までの離間距離は、導波管１から導入されるマイ
クロ波の管内における半波長の整数倍、即ちマイクロ波
の管内波長をλg 、ｎを整数として、 Ｄ＝ｎ×λg ／２ ・・・（１） で表される距離Ｄとする。これにより、通路１１は共振
器として機能し、各スロット１０から放出されたマイク
ロ波はレーザ管２内からの反射波と干渉し弱め合うこと
がなくなる。
【００６４】なお、整数ｎの値は任意であるが、あまり
大きい値であると、後述するように通路１１をマイクロ
波が伝播する際に、当該マイクロ波の金属壁１２への吸
収による損失が大きくなるため好ましくない。従って、
後述の如く整数ｎを３程度に規定することが最も好適で
ある。
大きい値であると、後述するように通路１１をマイクロ
波が伝播する際に、当該マイクロ波の金属壁１２への吸
収による損失が大きくなるため好ましくない。従って、
後述の如く整数ｎを３程度に規定することが最も好適で
ある。
【００６５】また、通路１１の幅はスロット１０の短軸
方向幅以上とする。その際の通路１１の幅ｗは、導波管
１から導入されるマイクロ波の管内における半波長の整
数倍、即ち、 ｗ＝ｎ×λg ／２ ・・・（２） で表される幅ｗとする。但し、ｎ＜０のときは、通路１
１の幅をスロット１０の短軸方向の幅と同程度にとる。
方向幅以上とする。その際の通路１１の幅ｗは、導波管
１から導入されるマイクロ波の管内における半波長の整
数倍、即ち、 ｗ＝ｎ×λg ／２ ・・・（２） で表される幅ｗとする。但し、ｎ＜０のときは、通路１
１の幅をスロット１０の短軸方向の幅と同程度にとる。
【００６６】マイクロ波の波面はスロット１０から放出
された直後であっても、２列のスロット群が実質的に緻
密なλg ／２ピッチに形成されているため、ほぼ満足な
均一化が得られる。そして、スロット１０とレーザ管２
との間に金属壁１２を備えた通路１１を設けることで、
マイクロ波は各スロット１０から金属壁１２に規制され
た通路１１を伝播するするにつれて更に平面波に近づ
き、通路１１を通過して外部（即ち、レーザ管２内）に
放出されるときには、その波面は各スロット１０に沿っ
た全体にわたってほぼ完全な平面様形状となる。
された直後であっても、２列のスロット群が実質的に緻
密なλg ／２ピッチに形成されているため、ほぼ満足な
均一化が得られる。そして、スロット１０とレーザ管２
との間に金属壁１２を備えた通路１１を設けることで、
マイクロ波は各スロット１０から金属壁１２に規制され
た通路１１を伝播するするにつれて更に平面波に近づ
き、通路１１を通過して外部（即ち、レーザ管２内）に
放出されるときには、その波面は各スロット１０に沿っ
た全体にわたってほぼ完全な平面様形状となる。
【００６７】従って、レーザ管２内のエキシマレーザガ
スには更なる均一の平面波とされたマイクロ波が到達す
ることになり、レーザ管２の長手方向にわたって均一な
プラズマ放電が実現され、レーザ発光の均一化に寄与す
る。
スには更なる均一の平面波とされたマイクロ波が到達す
ることになり、レーザ管２の長手方向にわたって均一な
プラズマ放電が実現され、レーザ発光の均一化に寄与す
る。
【００６８】具体的に、ａ（長辺）＝４２ｍｍ、ｂ（短
辺）＝２１ｍｍ、共振器長（レーザ発振方向長）２２
０．８ｍｍのサイズに導波管１を製作し、導波管１内に
誘電率９．８のアルミナを充填し、通路１１の長手方向
（レーザ発振方向）の幅を共振器長と同じ２２０．８ｍ
ｍとした。このとき、導波管１内のマイクロ波の管内波
長は３９．２ｍｍであり、通路長（スロット１０から発
光部までの距離）を１．５管内波長である５８．９ｍｍ
とした。そして、レーザ発光を試みたところ、十分に均
一な発光が得られた。
辺）＝２１ｍｍ、共振器長（レーザ発振方向長）２２
０．８ｍｍのサイズに導波管１を製作し、導波管１内に
誘電率９．８のアルミナを充填し、通路１１の長手方向
（レーザ発振方向）の幅を共振器長と同じ２２０．８ｍ
ｍとした。このとき、導波管１内のマイクロ波の管内波
長は３９．２ｍｍであり、通路長（スロット１０から発
光部までの距離）を１．５管内波長である５８．９ｍｍ
とした。そして、レーザ発光を試みたところ、十分に均
一な発光が得られた。
【００６９】（変形例２）変形例２では、変形例１と同
様に導波管１に金属壁１２を設けるが、図４に示すよう
に、通路１１が、相対応する左右のスロット１０を含む
幅広に形成されており、その先端部位１１ａのみが幅狭
でレーザ管２の長手方向にわたる１本のスリット形状と
されている。この場合も、通路１１の厚みを管内波長の
半波長の整数倍、ここでは先端部位１１ａの近傍のエネ
ルギー密度が最も高くなるλg ／２とすることが望まし
い。
様に導波管１に金属壁１２を設けるが、図４に示すよう
に、通路１１が、相対応する左右のスロット１０を含む
幅広に形成されており、その先端部位１１ａのみが幅狭
でレーザ管２の長手方向にわたる１本のスリット形状と
されている。この場合も、通路１１の厚みを管内波長の
半波長の整数倍、ここでは先端部位１１ａの近傍のエネ
ルギー密度が最も高くなるλg ／２とすることが望まし
い。
【００７０】この変形例２のレーザ発振装置によれば、
レーザ管２内のエキシマレーザガスには更なる均一の平
面波とされたマイクロ波が到達することになり、レーザ
管２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現さ
れ、レーザ発光の均一化に寄与する。
レーザ管２内のエキシマレーザガスには更なる均一の平
面波とされたマイクロ波が到達することになり、レーザ
管２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現さ
れ、レーザ発光の均一化に寄与する。
【００７１】（変形例３）変形例３では、変形例２と同
様に通路１１が、相対応する左右のスロット１０を含む
幅広に形成されているが、図５に示すように、その先端
部位１１ａのみがスロット１０に対応した幅狭で前記レ
ーザ管２の長手方向にわたる偶数本（ここでは２本）の
スリット形状とされている。
様に通路１１が、相対応する左右のスロット１０を含む
幅広に形成されているが、図５に示すように、その先端
部位１１ａのみがスロット１０に対応した幅狭で前記レ
ーザ管２の長手方向にわたる偶数本（ここでは２本）の
スリット形状とされている。
【００７２】この場合、プリズム反射系レーザ発振器に
適した複スリット状発光が実現できる。この場合、短ス
リット構造のように厳密に通路１１の放射源（スロッ
ト）間隔がλg ／２にはならないが、逆サイドのスロッ
ト１０からの放射も関与するため（例えば、右側のスリ
ットに着目すると、主な放出源は右側のスロットアレイ
であるが、左側のスロット１０からの放射も右側スロッ
ト１０に到達し、励起に寄与する）、変形例２に比べて
より均一な放射が可能となる。左右のスリット群がらの
放射が均一であるには、スロット１０（但し、Ｈ面アン
テナの同位相放射を基本的に用いていることから、レー
ザ発振方向にλｇ／２ずつずれた位置に配置されてい
る。）及びスリットの位置が、軸対称であることは言う
までもない。
適した複スリット状発光が実現できる。この場合、短ス
リット構造のように厳密に通路１１の放射源（スロッ
ト）間隔がλg ／２にはならないが、逆サイドのスロッ
ト１０からの放射も関与するため（例えば、右側のスリ
ットに着目すると、主な放出源は右側のスロットアレイ
であるが、左側のスロット１０からの放射も右側スロッ
ト１０に到達し、励起に寄与する）、変形例２に比べて
より均一な放射が可能となる。左右のスリット群がらの
放射が均一であるには、スロット１０（但し、Ｈ面アン
テナの同位相放射を基本的に用いていることから、レー
ザ発振方向にλｇ／２ずつずれた位置に配置されてい
る。）及びスリットの位置が、軸対称であることは言う
までもない。
【００７３】なお、左右のスロット群の間隔と左右のス
リット間隔は同じである必要は無く、特に左右のスリッ
トの間隔は狭ければ狭いほど放射源ピッチがλｇ／２に
近くなり、均一化の効果が向上する。通路１１の厚み
（レーザ発振方向および軸に対して垂直な方向の長さ）
は、λｇ／２の整数倍がよい。スリットから放射される
マイクロ波のエネルギーを向上するためには、通路１１
内のエネルギー密度が最も高くなるλｇ／２が望まし
い。比較例２と同様の導波管１及び通路幅・通路長を採
用した場合、当該厚みは、１９．６ｍｍとなる。
リット間隔は同じである必要は無く、特に左右のスリッ
トの間隔は狭ければ狭いほど放射源ピッチがλｇ／２に
近くなり、均一化の効果が向上する。通路１１の厚み
（レーザ発振方向および軸に対して垂直な方向の長さ）
は、λｇ／２の整数倍がよい。スリットから放射される
マイクロ波のエネルギーを向上するためには、通路１１
内のエネルギー密度が最も高くなるλｇ／２が望まし
い。比較例２と同様の導波管１及び通路幅・通路長を採
用した場合、当該厚みは、１９．６ｍｍとなる。
【００７４】この変形例３のレーザ発振装置によれば、
レーザ管２内のエキシマレーザガスには更なる均一の平
面波とされたマイクロ波が到達することになり、レーザ
管２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現さ
れ、レーザ発光の均一化に寄与する。
レーザ管２内のエキシマレーザガスには更なる均一の平
面波とされたマイクロ波が到達することになり、レーザ
管２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現さ
れ、レーザ発光の均一化に寄与する。
【００７５】（変形例４）変形例４では、図６に示すよ
うに、レーザ管２（便宜上、図示を省略する。）を図中
上下方向からＨ面で狭持するように一対の導波管１ａ，
１ｂが設けられている。各導波管１ａ，１ｂは、本実施
形態の導波管１と同様に構成されている。
うに、レーザ管２（便宜上、図示を省略する。）を図中
上下方向からＨ面で狭持するように一対の導波管１ａ，
１ｂが設けられている。各導波管１ａ，１ｂは、本実施
形態の導波管１と同様に構成されている。
【００７６】本例では、一対の導波管１ａ，１ｂを、対
向する前記各形成面間で各々対応するスロット１０が左
右に位置するように、レーザ管２を上下方向から狭持す
るように設ける。この場合、上記の実施形態のように空
間シフトや位相シフトは不要である。
向する前記各形成面間で各々対応するスロット１０が左
右に位置するように、レーザ管２を上下方向から狭持す
るように設ける。この場合、上記の実施形態のように空
間シフトや位相シフトは不要である。
【００７７】なお、図６（図２（ｂ）でも同じ。）中の
矢印は例えば進行波のみに着目した場合の導波管壁に流
れる電流を示す。マイクロ波は、導波管１の長手方向距
離で規定された伝播空間内で定在波として存在し、この
定在波に起因して導波管壁の前記電流も定在波の形態を
採る。但し、マイクロ波の定在波の形態は立体的で複雑
であり、一方向に伝搬する際の電流分布を指標として考
察するのが便宜に利する。
矢印は例えば進行波のみに着目した場合の導波管壁に流
れる電流を示す。マイクロ波は、導波管１の長手方向距
離で規定された伝播空間内で定在波として存在し、この
定在波に起因して導波管壁の前記電流も定在波の形態を
採る。但し、マイクロ波の定在波の形態は立体的で複雑
であり、一方向に伝搬する際の電流分布を指標として考
察するのが便宜に利する。
【００７８】Ｈ面アンテナの特徴の１つとして、導波管
１ａ，１ｂの上面と下面で形成される電流の分布が逆向
きであることが挙げられる。Ｈ面を対向させて共鳴導波
管を構成すると、レーザ光を励起する空間の上面と下面
は、それぞれ上部に位置する導波管１ａの下面と下部に
位置する導波管１ｂの上面である。従って、上部及び下
部の導波管１ａ，１ｂにおけるスロット１０の位置を相
反して（例えば上部の導波管１ａが右側にスロット１０
を切るとき、下部の導波管１ｂは左にスロット１０を切
る。）設けることにより、上下導波管１ａ，１ｂの位置
関係を変更することなく、λｇ／２ピッチで交互に位置
する上下のスロット１０からマイクロ波が同位相で放射
される。
１ａ，１ｂの上面と下面で形成される電流の分布が逆向
きであることが挙げられる。Ｈ面を対向させて共鳴導波
管を構成すると、レーザ光を励起する空間の上面と下面
は、それぞれ上部に位置する導波管１ａの下面と下部に
位置する導波管１ｂの上面である。従って、上部及び下
部の導波管１ａ，１ｂにおけるスロット１０の位置を相
反して（例えば上部の導波管１ａが右側にスロット１０
を切るとき、下部の導波管１ｂは左にスロット１０を切
る。）設けることにより、上下導波管１ａ，１ｂの位置
関係を変更することなく、λｇ／２ピッチで交互に位置
する上下のスロット１０からマイクロ波が同位相で放射
される。
【００７９】この技術は、変形例１〜３までの全ての事
例で適応でき、それぞれの事例でより均一性の高い励起
が実現される。変形例４を変形例２に応用し、当該変形
例２の導波管１をレーザ管２の上下に配した例を図７
に、変形例３に応用した例を図８にそれぞれ示す。
例で適応でき、それぞれの事例でより均一性の高い励起
が実現される。変形例４を変形例２に応用し、当該変形
例２の導波管１をレーザ管２の上下に配した例を図７
に、変形例３に応用した例を図８にそれぞれ示す。
【００８０】従って、変形例４によれば、上下のスロッ
ト１０から全て同位相で均一にマイクロ波が放射される
ことになり、レーザ管２の長手方向にわたって均一なプ
ラズマ放電が実現される。この技術に加え、図７，８の
ように金属壁１２により通路１１を形成すれば、更に均
一なプラズマ放電が実現されることになる。
ト１０から全て同位相で均一にマイクロ波が放射される
ことになり、レーザ管２の長手方向にわたって均一なプ
ラズマ放電が実現される。この技術に加え、図７，８の
ように金属壁１２により通路１１を形成すれば、更に均
一なプラズマ放電が実現されることになる。
【００８１】（変形例５）変形例５では、図９に示すよ
うに、導波管１の短端面（Ｅ面）に、スロット１０のイ
ンピーダンスを調整するための微小金属体、ここでは金
属ネジ１３が埋め込まれている。
うに、導波管１の短端面（Ｅ面）に、スロット１０のイ
ンピーダンスを調整するための微小金属体、ここでは金
属ネジ１３が埋め込まれている。
【００８２】この金属ネジ１３を配置することにより、
導波管１の壁面を流れる電流（図中、矢印で示す。）の
対称性が崩れ、結果的にスロット１０のインピーダンス
を微調整することができる。また、複数のスリットの加
工の際に生じる機械的な寸法誤差を補償することも可能
である。
導波管１の壁面を流れる電流（図中、矢印で示す。）の
対称性が崩れ、結果的にスロット１０のインピーダンス
を微調整することができる。また、複数のスリットの加
工の際に生じる機械的な寸法誤差を補償することも可能
である。
【００８３】また、金属ネジ１３を配置することによ
り、当該金属ネジ１３の近傍で電流の集中が生じる。従
って、スロット１０の長手方向に複数本の金属ネジ１３
を配すれば、結果的にスロット１０の長手方向のインピ
ーダンスを微調整することができる。
り、当該金属ネジ１３の近傍で電流の集中が生じる。従
って、スロット１０の長手方向に複数本の金属ネジ１３
を配すれば、結果的にスロット１０の長手方向のインピ
ーダンスを微調整することができる。
【００８４】（変形例６）変形例６では、図１０に示す
ように、スロット１０内に誘電体１４を充填する。この
場合、図１０（ｂ）のように、スロット１０の先端面が
平坦化されるように誘電体１４を充填するのが最も好適
である。
ように、スロット１０内に誘電体１４を充填する。この
場合、図１０（ｂ）のように、スロット１０の先端面が
平坦化されるように誘電体１４を充填するのが最も好適
である。
【００８５】具体的に、誘電体１４を突き出るように形
成した場合（図１０（ａ））と、引っ込むように形成し
た場合（図１０（ｃ））との比較として、スロット板の
鋭角部位の電界強度／中央部位の電界強度の比を求めた
例を図１１に示す。このように、平坦の場合が鋭角部位
の電界強度比が最小となることがわかる。従って、スロ
ット１０の先端面を平坦とすることにより、鋭角部位の
電界を最も緩和して効率のよいレーザ発光が実現する。
更に、高速ガス循環の際にも平坦の場合が最もデッドス
ペースが少なく、乱流も起こり難い。これは、先端部位
１１ａ等にも適用可能である。
成した場合（図１０（ａ））と、引っ込むように形成し
た場合（図１０（ｃ））との比較として、スロット板の
鋭角部位の電界強度／中央部位の電界強度の比を求めた
例を図１１に示す。このように、平坦の場合が鋭角部位
の電界強度比が最小となることがわかる。従って、スロ
ット１０の先端面を平坦とすることにより、鋭角部位の
電界を最も緩和して効率のよいレーザ発光が実現する。
更に、高速ガス循環の際にも平坦の場合が最もデッドス
ペースが少なく、乱流も起こり難い。これは、先端部位
１１ａ等にも適用可能である。
【００８６】誘電体１４の誘電率εが高いとその中を伝
播するマイクロ波の電界ＥのエネルギーεＥ2 ／２はε
に比例して増加する。従って、誘電率εが高いほど、ス
ロット１０を通過するマイクロ波のエネルギーは増加す
る。
播するマイクロ波の電界ＥのエネルギーεＥ2 ／２はε
に比例して増加する。従って、誘電率εが高いほど、ス
ロット１０を通過するマイクロ波のエネルギーは増加す
る。
【００８７】以上説明したように、本実施形態及びその
諸変形例のエキシマレーザ発振装置によれば、スロット
アレイ構造を採用するも、レーザ管の長手方向にわたり
全体的に均一な電磁波の放射を実現し、エネルギー損失
を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
諸変形例のエキシマレーザ発振装置によれば、スロット
アレイ構造を採用するも、レーザ管の長手方向にわたり
全体的に均一な電磁波の放射を実現し、エネルギー損失
を極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【００８８】（第２の実施形態）以下、第２の実施形態
について説明する。この第２の実施形態では、第１の実
施形態と同様に、いわゆるエキシマレーザ光を発するエ
キシマレーザ発振装置を例示する。図１２は、本実施形
態のエキシマレーザ発振装置の主要構成を示す模式図で
ある。
について説明する。この第２の実施形態では、第１の実
施形態と同様に、いわゆるエキシマレーザ光を発するエ
キシマレーザ発振装置を例示する。図１２は、本実施形
態のエキシマレーザ発振装置の主要構成を示す模式図で
ある。
【００８９】このエキシマレーザ発振装置は、図１２に
示すように、エキシマレーザガスの励起による発光を共
振させてレーザ光を発するレーザ管１０２と、レーザ管
１０２を図中上下方向から狭持するように設けられ、レ
ーザ管１０２内のエキシマレーザガスを励起してプラズ
マ状態とするための一対の導波管１０１ａ，１０１ｂ
と、各導波管１０１ａ，１０１ｂを冷却するために、冷
却水導入出口１０９を有する冷却容器１０７とを備えて
構成されている。
示すように、エキシマレーザガスの励起による発光を共
振させてレーザ光を発するレーザ管１０２と、レーザ管
１０２を図中上下方向から狭持するように設けられ、レ
ーザ管１０２内のエキシマレーザガスを励起してプラズ
マ状態とするための一対の導波管１０１ａ，１０１ｂ
と、各導波管１０１ａ，１０１ｂを冷却するために、冷
却水導入出口１０９を有する冷却容器１０７とを備えて
構成されている。
【００９０】エキシマレーザ光を発生させる際の原料と
なるエキシマレーザガスは、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ば
れた１種以上の不活性ガス、又は前記１種以上の不活性
ガスとＦ2 ガスとの混合気体である。これらのうち、使
用したい波長により適宜ガス種を選択し組み合わせれば
よい。例えば、２４８ｎｍの波長のレーザ光を発生させ
たい場合には、Ｋｒ／Ｎｅ／Ｆ2 とし、１９３ｎｍの波
長の場合にはＡｒ／Ｎｅ／Ｆ2 、１５７ｎｍの波長の場
合にはＮｅ／Ｆ2 とすればよい。
なるエキシマレーザガスは、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅから選ば
れた１種以上の不活性ガス、又は前記１種以上の不活性
ガスとＦ2 ガスとの混合気体である。これらのうち、使
用したい波長により適宜ガス種を選択し組み合わせれば
よい。例えば、２４８ｎｍの波長のレーザ光を発生させ
たい場合には、Ｋｒ／Ｎｅ／Ｆ2 とし、１９３ｎｍの波
長の場合にはＡｒ／Ｎｅ／Ｆ2 、１５７ｎｍの波長の場
合にはＮｅ／Ｆ2 とすればよい。
【００９１】レーザ管１０２は、エキシマレーザガスの
管内への導入部となるレーザガス導入出口１０８と、各
端部にそれぞれ反射構造体１０５，１０６が設けられ、
これら反射構造体１０５，１０６によりプラズマ放電に
よる光の位相が揃えられてレーザ光が発生する。
管内への導入部となるレーザガス導入出口１０８と、各
端部にそれぞれ反射構造体１０５，１０６が設けられ、
これら反射構造体１０５，１０６によりプラズマ放電に
よる光の位相が揃えられてレーザ光が発生する。
【００９２】各導波管１０１ａ，１０１ｂは、マイクロ
波をガス供給路構造１１１内のレーザガスへ供給するた
めの手段であり、細長い複数の微小間隙（スロット）１
１０が形成されている。導波管１０１ａ，１０１ｂの上
部より数百ＭＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数のマイクロ波が
導入されると、このマイクロ波が導波管１０１ａ，１０
１ｂ内を伝播しながら、スロット１１０から導波管１０
１ａ，１０１ｂの外部へ放出される。放出されたマイク
ロ波は、レーザ管１０２に設けられた窓部１１５から当
該レーザ管１０２内へ導入される。そして、導入された
マイクロ波によりレーザ管１０２内のエキシマレーザガ
スが励起され、共振してエキシマレーザ光が発生するこ
とになる。
波をガス供給路構造１１１内のレーザガスへ供給するた
めの手段であり、細長い複数の微小間隙（スロット）１
１０が形成されている。導波管１０１ａ，１０１ｂの上
部より数百ＭＨｚ〜数十ＧＨｚの周波数のマイクロ波が
導入されると、このマイクロ波が導波管１０１ａ，１０
１ｂ内を伝播しながら、スロット１１０から導波管１０
１ａ，１０１ｂの外部へ放出される。放出されたマイク
ロ波は、レーザ管１０２に設けられた窓部１１５から当
該レーザ管１０２内へ導入される。そして、導入された
マイクロ波によりレーザ管１０２内のエキシマレーザガ
スが励起され、共振してエキシマレーザ光が発生するこ
とになる。
【００９３】本実施形態においては、図１３に示すよう
に、スロット１１０の形成面が各導波管１０１ａ，１０
１ｂの短端面、即ちＥ面であり、各スロット１１０が長
手方向に等間隔で一列に形成されている場合について例
示する。
に、スロット１１０の形成面が各導波管１０１ａ，１０
１ｂの短端面、即ちＥ面であり、各スロット１１０が長
手方向に等間隔で一列に形成されている場合について例
示する。
【００９４】一般的に、方形導波管においては、電界に
並行な面をＥ面、磁界に並行な面をＨ面と言う。更に、
本発明で示すような電磁界のモードがＴＥ１０モードや
Ｈ０１モードの場合には、方形導波管の短端面がＥ面、
長端面がＨ面となる。
並行な面をＥ面、磁界に並行な面をＨ面と言う。更に、
本発明で示すような電磁界のモードがＴＥ１０モードや
Ｈ０１モードの場合には、方形導波管の短端面がＥ面、
長端面がＨ面となる。
【００９５】本実施形態では、上記の如き一対の導波管
１０１ａ，１０１ｂをレーザ管１０２を上下方向から狭
持するように設け、対向する前記各形成面間で各々対応
するスロット１１０が相対的に所定距離だけシフト（空
間シフト；以下の表中等ではシフト）するように各導波
管１０１ａ，１０１ｂを配する。更には、各導波管１０
１ａ，１０１ｂ内に供給されるマイクロ波の位相を両者
間で相対的にシフト（位相シフト；以下の表中等ではシ
フタ）させる位相調節シフタを設ける。
１０１ａ，１０１ｂをレーザ管１０２を上下方向から狭
持するように設け、対向する前記各形成面間で各々対応
するスロット１１０が相対的に所定距離だけシフト（空
間シフト；以下の表中等ではシフト）するように各導波
管１０１ａ，１０１ｂを配する。更には、各導波管１０
１ａ，１０１ｂ内に供給されるマイクロ波の位相を両者
間で相対的にシフト（位相シフト；以下の表中等ではシ
フタ）させる位相調節シフタを設ける。
【００９６】図１４は、λg ／２の距離シフトさせた場
合、λg ／２の距離シフトさせ且つλg ／２の位相シフ
トさせた場合の各々について、各導波管１ａ，１ｂ内の
マイクロ波の定在波を示す特性図である。
合、λg ／２の距離シフトさせ且つλg ／２の位相シフ
トさせた場合の各々について、各導波管１ａ，１ｂ内の
マイクロ波の定在波を示す特性図である。
【００９７】前記各場合の定在波の位相関係を導出する
ための計算式を以下の式に示す。この場合、位相調節シ
フタを通過してθだけ位相調節された入射波を、 ｅｘｐ（ｉ（ωｔ−βｚ＋θ−π／２）） と仮定すると、導波管端が距離ｄだけ移動したことによ
る行路差２ｄと導波管端での反射による位相反転を考慮
して反射波は、 ｅｘｐ（ｉ（ωｔ＋βｚ＋θ＋π／２−２βｄ）） となる。従って、減衰のない場合を仮定すると、生成さ
れる定在波は、 ２ｅｘｐ（ｉ（ωｔ＋θ−βｄ））ｓｉｎ（βｚ−β
ｄ） となる。但し、ω＝２π／Ｔ，β＝２π／λg である。
ための計算式を以下の式に示す。この場合、位相調節シ
フタを通過してθだけ位相調節された入射波を、 ｅｘｐ（ｉ（ωｔ−βｚ＋θ−π／２）） と仮定すると、導波管端が距離ｄだけ移動したことによ
る行路差２ｄと導波管端での反射による位相反転を考慮
して反射波は、 ｅｘｐ（ｉ（ωｔ＋βｚ＋θ＋π／２−２βｄ）） となる。従って、減衰のない場合を仮定すると、生成さ
れる定在波は、 ２ｅｘｐ（ｉ（ωｔ＋θ−βｄ））ｓｉｎ（βｚ−β
ｄ） となる。但し、ω＝２π／Ｔ，β＝２π／λg である。
【００９８】
【数１】
【００９９】これらの関係により、定在波の強度・位相
関係を得る。
関係を得る。
【０１００】ここで、λg ／２ピッチでスロット１１０
がＥ面に形成された導波管を用いた場合、隣接するスロ
ットから放出されるマイクロ波は互いに逆位相となり、
当該スロット間にマイクロ波が全く振動しない空間がで
きる。即ち、必然的にレーザガスの励起強度が０に落ち
る領域が存在することになる。一方、λg ピッチでスロ
ット１１０がＥ面に形成された導波管を用いた場合、隣
接するスロットから放出されるマイクロ波は同位相であ
り、互いに打ち消し合うことはない。即ち、複数の異な
るスロット１１０から同位相のマイクロ波が放射され
る。これは、マイクロ波の電界の位相が揃うことを意味
する。換言すれば、マイクロ波の電界の位相の極性が揃
うことにより、電流及び電界の方向が揃うことになる。
これにより、必然的にレーザガスの励起強度が０に落ち
る領域が存在しなくなることになる。その結果、光軸方
向の励起強度が０に落ちることなく、より均一な励起が
可能となる。更に上記の効果は、隣接するスロット１１
０のみならず、上下に対向して配置されたスロットの場
合にも適応可能である。
がＥ面に形成された導波管を用いた場合、隣接するスロ
ットから放出されるマイクロ波は互いに逆位相となり、
当該スロット間にマイクロ波が全く振動しない空間がで
きる。即ち、必然的にレーザガスの励起強度が０に落ち
る領域が存在することになる。一方、λg ピッチでスロ
ット１１０がＥ面に形成された導波管を用いた場合、隣
接するスロットから放出されるマイクロ波は同位相であ
り、互いに打ち消し合うことはない。即ち、複数の異な
るスロット１１０から同位相のマイクロ波が放射され
る。これは、マイクロ波の電界の位相が揃うことを意味
する。換言すれば、マイクロ波の電界の位相の極性が揃
うことにより、電流及び電界の方向が揃うことになる。
これにより、必然的にレーザガスの励起強度が０に落ち
る領域が存在しなくなることになる。その結果、光軸方
向の励起強度が０に落ちることなく、より均一な励起が
可能となる。更に上記の効果は、隣接するスロット１１
０のみならず、上下に対向して配置されたスロットの場
合にも適応可能である。
【０１０１】本実施形態では、特にλg ピッチの一対の
導波管を用いて、所定の空間シフト・位相シフトを行
い、上記した各導波管１０１ａ，１０１ｂのマイクロ波
放出の特性を相補うように、レーザ発振装置を構成す
る。
導波管を用いて、所定の空間シフト・位相シフトを行
い、上記した各導波管１０１ａ，１０１ｂのマイクロ波
放出の特性を相補うように、レーザ発振装置を構成す
る。
【０１０２】以下、各導波管１０１ａ，１０１ｂを空間
シフト、位相シフトなしで通常の対向配置した場合、各
導波管１０１ａ，１０１ｂを相対的に空間シフトさせた
場合、及び空間シフトと共に位相シフトを行なった場合
において、各導波管１０１ａ，１０１ｂのスロット１１
０のピッチをλg とした場合について説明する。
シフト、位相シフトなしで通常の対向配置した場合、各
導波管１０１ａ，１０１ｂを相対的に空間シフトさせた
場合、及び空間シフトと共に位相シフトを行なった場合
において、各導波管１０１ａ，１０１ｂのスロット１１
０のピッチをλg とした場合について説明する。
【０１０３】先ず、通常の対向配置の例を表２（λg ピ
ッチ）に示す。表２において、各時間毎に上下にそれぞ
れ上部の導波管１０１ａ内のマイクロ波のレーザ共振方
向の分布と下部の導波管１０１ｂ内のマイクロ波の分布
が示されている。＋，−は、マイクロ波の定在波の腹の
部分での極性を示している。各表中で斜線が付されてい
る部位は、上下導波管１０１ａ，１０１ｂに実際に形成
されているスロット１１０を示し、この部位からマイク
ロ波が導波管外に放出される。なお、後述する表３〜表
６についても斜線部分について表１と同様である。
ッチ）に示す。表２において、各時間毎に上下にそれぞ
れ上部の導波管１０１ａ内のマイクロ波のレーザ共振方
向の分布と下部の導波管１０１ｂ内のマイクロ波の分布
が示されている。＋，−は、マイクロ波の定在波の腹の
部分での極性を示している。各表中で斜線が付されてい
る部位は、上下導波管１０１ａ，１０１ｂに実際に形成
されているスロット１１０を示し、この部位からマイク
ロ波が導波管外に放出される。なお、後述する表３〜表
６についても斜線部分について表１と同様である。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】ここで、各導波管１０１ａ，１０１ｂの各
々が上記した性質を有し、しかも上下で同一の定在波と
なるため、マイクロ波の強度は増加する。
々が上記した性質を有し、しかも上下で同一の定在波と
なるため、マイクロ波の強度は増加する。
【０１０６】また、表２においては、ｚ方向にも全て同
位相となるが、ピッチ間隔がλg ／２であるため、打ち
消し合いは起こらない。
位相となるが、ピッチ間隔がλg ／２であるため、打ち
消し合いは起こらない。
【０１０７】次に、空間シフト、位相シフトを行なう場
合について説明する。図１５は、これらシフトを行なう
際の導波管１０１ａ，１０１ｂの近傍を示す模式図であ
る。図１５において、１１２は導波管１０１ａ，１０１
ｂの双方に共通に接続されたマイクロ波源、１１３は導
波管１０１ａ，１０１ｂの各々に接続されたチューナで
ある。チューナ１３は、例えば３スタブチューナやＥ−
Ｈチューナ等のものであり、導波管１０１ａ，１０１ｂ
からのマイクロ波源１１２に対する反射を極小とする機
能をもつ。また、１１４は各導波管１０１ａ，１０１ｂ
内に供給されるマイクロ波の位相を両者間で相対的にシ
フトさせる位相調節シフタであり、導波管１０１ａ，１
０１ｂの一方、ここでは導波管１０１ａに接続されてい
る。
合について説明する。図１５は、これらシフトを行なう
際の導波管１０１ａ，１０１ｂの近傍を示す模式図であ
る。図１５において、１１２は導波管１０１ａ，１０１
ｂの双方に共通に接続されたマイクロ波源、１１３は導
波管１０１ａ，１０１ｂの各々に接続されたチューナで
ある。チューナ１３は、例えば３スタブチューナやＥ−
Ｈチューナ等のものであり、導波管１０１ａ，１０１ｂ
からのマイクロ波源１１２に対する反射を極小とする機
能をもつ。また、１１４は各導波管１０１ａ，１０１ｂ
内に供給されるマイクロ波の位相を両者間で相対的にシ
フトさせる位相調節シフタであり、導波管１０１ａ，１
０１ｂの一方、ここでは導波管１０１ａに接続されてい
る。
【０１０８】λg ／２ピッチにおいて、λg ／２の空間
シフトを行なった場合を表３に、λg ／２の空間シフト
及びλg ／２の位相シフトを行なった場合を表４にそれ
ぞれ示す。
シフトを行なった場合を表３に、λg ／２の空間シフト
及びλg ／２の位相シフトを行なった場合を表４にそれ
ぞれ示す。
【０１０９】
【表３】
【０１１０】
【表４】
【０１１１】次に、λg ピッチにおいて、λg ／２の空
間シフトを行なった場合を表５に、λg ／２の空間シフ
ト及びλg ／２の位相シフトを行なった場合を表６に示
し、これらの様子を図１６（図１５における導波管１０
１ａ，１０１ｂ部分の拡大図）に示す。
間シフトを行なった場合を表５に、λg ／２の空間シフ
ト及びλg ／２の位相シフトを行なった場合を表６に示
し、これらの様子を図１６（図１５における導波管１０
１ａ，１０１ｂ部分の拡大図）に示す。
【０１１２】
【表５】
【０１１３】
【表６】
【０１１４】また、λg ／２の空間シフトを行なった場
合、各導波管１ａ，１ｂにおける隣接するスロット１１
０で同位相となる。
合、各導波管１ａ，１ｂにおける隣接するスロット１１
０で同位相となる。
【０１１５】そして、λg ／２の空間シフト及びλg ／
２の位相シフトを行なった場合、上記のごとく発光の２
重周期の問題は回避され、しかも各導波管１０１ａ，１
０１ｂにおける隣接するスロット１１０で同位相となる
のみならず、上下のスロット１１０が各導波管１０１
ａ，１０１ｂの長手方向にわたって同位相になってい
る。従って、上下のスロット１１０から全て同位相で均
一にマイクロ波が放射されることになり、レーザ管１０
２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現され
る。
２の位相シフトを行なった場合、上記のごとく発光の２
重周期の問題は回避され、しかも各導波管１０１ａ，１
０１ｂにおける隣接するスロット１１０で同位相となる
のみならず、上下のスロット１１０が各導波管１０１
ａ，１０１ｂの長手方向にわたって同位相になってい
る。従って、上下のスロット１１０から全て同位相で均
一にマイクロ波が放射されることになり、レーザ管１０
２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現され
る。
【０１１６】このように、λg ピッチでλg ／２の空間
シフト及びλg ／２の位相シフトを行なった場合が最も
好適にプラズマ放電の均一化に寄与することがわかる。
なお、上述したように、その他の場合でも、例えば導波
管の形状やマイクロ波の性質等により、好適にプラズマ
放電の均一化を実現することができる。
シフト及びλg ／２の位相シフトを行なった場合が最も
好適にプラズマ放電の均一化に寄与することがわかる。
なお、上述したように、その他の場合でも、例えば導波
管の形状やマイクロ波の性質等により、好適にプラズマ
放電の均一化を実現することができる。
【０１１７】（変形例）ここで、本実施形態の変形例に
ついて説明する。なお、実施形態に対応する構成部材等
については同符号を記して説明を省略する。
ついて説明する。なお、実施形態に対応する構成部材等
については同符号を記して説明を省略する。
【０１１８】この変形例では、図１７に示すように、ス
ロット１１０の形成面が各導波管１０１ａ，１０１ｂの
長端面、即ちＨ面であり、各スロット１１０がＨ面の長
手方向の中心線に沿って所定間隔（ここではλg ／２ピ
ッチ）をおいて左右に等間隔ｄで配置形成されている場
合について例示する。
ロット１１０の形成面が各導波管１０１ａ，１０１ｂの
長端面、即ちＨ面であり、各スロット１１０がＨ面の長
手方向の中心線に沿って所定間隔（ここではλg ／２ピ
ッチ）をおいて左右に等間隔ｄで配置形成されている場
合について例示する。
【０１１９】本例では、図１８に示すように、一対の導
波管１０１ａ，１０１ｂを、対向する前記各形成面間で
各々対応するスロット１１０が左右に位置するように、
レーザ管１０２を上下方向から狭持するように設ける。
この場合、基本的には、上記の実施形態のように空間シ
フトや位相シフトは不要である。
波管１０１ａ，１０１ｂを、対向する前記各形成面間で
各々対応するスロット１１０が左右に位置するように、
レーザ管１０２を上下方向から狭持するように設ける。
この場合、基本的には、上記の実施形態のように空間シ
フトや位相シフトは不要である。
【０１２０】なお、図１８中の矢印は導波管壁に流れる
電流を示す。マイクロ波は、導波管１０１ａ，１０１ｂ
の長手方向距離で規定された伝播空間内で定在波として
存在し、この定在波に起因して導波管壁の前記電流も定
在波の形態を採る。但し、マイクロ波の定在波の形態は
立体的で複雑であり、過渡的な進行波（若しくは反射
波）の電場のみに着目して考察するのが便宜に利する。
電流を示す。マイクロ波は、導波管１０１ａ，１０１ｂ
の長手方向距離で規定された伝播空間内で定在波として
存在し、この定在波に起因して導波管壁の前記電流も定
在波の形態を採る。但し、マイクロ波の定在波の形態は
立体的で複雑であり、過渡的な進行波（若しくは反射
波）の電場のみに着目して考察するのが便宜に利する。
【０１２１】即ち、上下で対応する各スロット１１０に
着目すると、図１８中矢印で示す導波管を流れる電流の
向きは、対応するスロット１１０で同一方向（図中、矢
印１００方向）となる。また、各導波管１０１ａ，１０
１ｂで隣接する上下、左右のスロット１１０間で電流方
向は同一であり、スロット１１０から放出されるマイク
ロ波の位相が同位相となり、マイクロ波の定在波が打ち
消し合うこともない。
着目すると、図１８中矢印で示す導波管を流れる電流の
向きは、対応するスロット１１０で同一方向（図中、矢
印１００方向）となる。また、各導波管１０１ａ，１０
１ｂで隣接する上下、左右のスロット１１０間で電流方
向は同一であり、スロット１１０から放出されるマイク
ロ波の位相が同位相となり、マイクロ波の定在波が打ち
消し合うこともない。
【０１２２】従って、本例では、上記の実施形態に比し
て簡易な構成で、上下のスロット１１０から全て同位相
で均一にマイクロ波が放射されることになり、レーザ管
１０２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現
される。
て簡易な構成で、上下のスロット１１０から全て同位相
で均一にマイクロ波が放射されることになり、レーザ管
１０２の長手方向にわたって均一なプラズマ放電が実現
される。
【０１２３】以上説明したように、本実施形態及びその
変形例のエキシマレーザ発振装置によれば、スロットア
レイ構造を採用するも、レーザ管の長手方向にわたり全
体的に均一な電磁波の放射を実現し、エネルギー損失を
極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
変形例のエキシマレーザ発振装置によれば、スロットア
レイ構造を採用するも、レーザ管の長手方向にわたり全
体的に均一な電磁波の放射を実現し、エネルギー損失を
極力抑えた均一なレーザ発光が可能となる。
【０１２４】なお、第２の実施形態の全般で、導波管共
振器端からマイクロ波電源までの立体回路がマイクロ波
的に対称であることを前提としており、仮に前記立体回
路が非対称である場合は、その非対称性を是正するため
の位相シフト等が更に必要であることは言うまでもな
い。
振器端からマイクロ波電源までの立体回路がマイクロ波
的に対称であることを前提としており、仮に前記立体回
路が非対称である場合は、その非対称性を是正するため
の位相シフト等が更に必要であることは言うまでもな
い。
【０１２５】（第３の実施形態）以下、第３の実施形態
について説明する。この第３の実施形態では、第１又は
第２の実施形態で述べたエキシマレーザ発振装置をレー
ザ光源として有する露光装置（ステッパー）を例示す
る。図１９は、このステッパーの主要構成を示す模式図
である。
について説明する。この第３の実施形態では、第１又は
第２の実施形態で述べたエキシマレーザ発振装置をレー
ザ光源として有する露光装置（ステッパー）を例示す
る。図１９は、このステッパーの主要構成を示す模式図
である。
【０１２６】このステッパーは、所望のパターンが描か
れたレチクル２０１に照明光を照射するための光学系２
１１と、レチクル２０１を介した照明光が入射して当該
レチクル２０１のパターンをウェハ２０２の表面に縮小
投影するための投影光学系２１２と、ウェハ２０２が載
置固定されるウェハチャック２１３と、ウェハチャック
２１３が固定されるウェハステージ２１４とを有して構
成されている。なお、レチクルとしては、図示の如く透
過型のもの（レチクル２０１）のみならず、反射型のも
のも適用可能である。
れたレチクル２０１に照明光を照射するための光学系２
１１と、レチクル２０１を介した照明光が入射して当該
レチクル２０１のパターンをウェハ２０２の表面に縮小
投影するための投影光学系２１２と、ウェハ２０２が載
置固定されるウェハチャック２１３と、ウェハチャック
２１３が固定されるウェハステージ２１４とを有して構
成されている。なお、レチクルとしては、図示の如く透
過型のもの（レチクル２０１）のみならず、反射型のも
のも適用可能である。
【０１２７】光学系２１１は、照明光としての高輝度の
エキシマレーザー光を発する光源である第１の実施形態
のエキシマレーザ発振装置２２１と、光源２２１からの
照明光を所望の光束形状に変換するビーム形状変換手段
２２２と、複数のシリンドリカルレンズや微小レンズを
２次元的に配置されてなるオプティカルインテグレータ
２２３と、不図示の切替手段により任意の絞りに切替可
能とされ、オプティカルインテグレータ２２３により形
成された２次光源の位置近傍に配置された絞り部材２２
４と、絞り部材２２４を通過した照明光を集光するコン
デンサーレンズ２２５と、例えば４枚の可変ブレードに
より構成され、レチクル２０１の共役面に配置されてレ
チクル２０１の表面での照明範囲を任意に決定するブラ
インド２２７と、ブラインド２２７で所定形状に決定さ
れた照明光をレチクル２０１の表面に投影するための結
像レンズ２２８と、結像レンズ２２８からの照明光をレ
チクル２０１の方向へ反射させる折り曲げミラー２２９
とを有して構成されている。
エキシマレーザー光を発する光源である第１の実施形態
のエキシマレーザ発振装置２２１と、光源２２１からの
照明光を所望の光束形状に変換するビーム形状変換手段
２２２と、複数のシリンドリカルレンズや微小レンズを
２次元的に配置されてなるオプティカルインテグレータ
２２３と、不図示の切替手段により任意の絞りに切替可
能とされ、オプティカルインテグレータ２２３により形
成された２次光源の位置近傍に配置された絞り部材２２
４と、絞り部材２２４を通過した照明光を集光するコン
デンサーレンズ２２５と、例えば４枚の可変ブレードに
より構成され、レチクル２０１の共役面に配置されてレ
チクル２０１の表面での照明範囲を任意に決定するブラ
インド２２７と、ブラインド２２７で所定形状に決定さ
れた照明光をレチクル２０１の表面に投影するための結
像レンズ２２８と、結像レンズ２２８からの照明光をレ
チクル２０１の方向へ反射させる折り曲げミラー２２９
とを有して構成されている。
【０１２８】以上のように構成されたステッパーを用
い、レチクル２０１のパターンをウェハ２０２の表面に
縮小投影する動作について説明する。
い、レチクル２０１のパターンをウェハ２０２の表面に
縮小投影する動作について説明する。
【０１２９】先ず、光源２２１から発した照明光は、ビ
ーム形状変換手段２２２で所定形状に変換された後、オ
プティカルインテグレータ２２３に指向される。このと
き、その射出面近傍に複数の２次光源が形成される。こ
の２次光源からの照明光が、絞り部材２２４を介してコ
ンデンサーレンズ２２５で集光され、ブラインド２２７
で所定形状に決定された後に結像レンズ２２８を介して
折り曲げミラー２２９で反射してレチクル２０１に入射
する。続いて、レチクル２０１のパターンを通過して投
影光学系２２２に入射する。そして、投影光学系２２２
を通過して前記パターンが所定寸法に縮小されてウェハ
２０２の表面に投影され、露光が施される。
ーム形状変換手段２２２で所定形状に変換された後、オ
プティカルインテグレータ２２３に指向される。このと
き、その射出面近傍に複数の２次光源が形成される。こ
の２次光源からの照明光が、絞り部材２２４を介してコ
ンデンサーレンズ２２５で集光され、ブラインド２２７
で所定形状に決定された後に結像レンズ２２８を介して
折り曲げミラー２２９で反射してレチクル２０１に入射
する。続いて、レチクル２０１のパターンを通過して投
影光学系２２２に入射する。そして、投影光学系２２２
を通過して前記パターンが所定寸法に縮小されてウェハ
２０２の表面に投影され、露光が施される。
【０１３０】本実施形態のステッパーによれば、レーザ
光源として第１又は第２の実施形態のエキシマレーザ発
振装置を用いるので、高出力且つ均一なエキシマレーザ
光の比較的長時間の発光が可能となり、ウェハ２０２に
対する露光を迅速且つ正確な露光量で行なうことができ
る。
光源として第１又は第２の実施形態のエキシマレーザ発
振装置を用いるので、高出力且つ均一なエキシマレーザ
光の比較的長時間の発光が可能となり、ウェハ２０２に
対する露光を迅速且つ正確な露光量で行なうことができ
る。
【０１３１】次に、図１９を用いて説明した投影露光装
置を利用した半導体装置（半導体デバイス）の製造方法
の一例を説明する。
置を利用した半導体装置（半導体デバイス）の製造方法
の一例を説明する。
【０１３２】図２０は、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ
等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の
製造工程のフローを示す。先ず、ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）で
はシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステッ
プ４（ウェハプロセス）は前工程と称され、上記の如く
用意したマスクとウェハを用いて、フォトリソグラフィ
ー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ５（組み立て）は後工程と称され、ステップ４
によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンプリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージンク工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。
等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の
製造工程のフローを示す。先ず、ステップ１（回路設
計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ
２（マスク製作）では設計した回路パターンを形成した
マスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）で
はシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステッ
プ４（ウェハプロセス）は前工程と称され、上記の如く
用意したマスクとウェハを用いて、フォトリソグラフィ
ー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ５（組み立て）は後工程と称され、ステップ４
によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンプリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージンク工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。
【０１３３】図２１は上記ウェハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に気
相反応を用いて導電膜や絶縁膜を形成する。ステップ１
３（ＰＶＤ）ではウェハ上に導電膜や絶縁膜をスパッタ
リングや蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した投影露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステ
ップ１７（現像）では露光したウェハを現像する。ステ
ップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の
部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエ
ッチングが終了して不要となったレジストを除去する。
これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウェ
ハ上に多重に回路パターンが形成される。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウェハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウェハ表面に気
相反応を用いて導電膜や絶縁膜を形成する。ステップ１
３（ＰＶＤ）ではウェハ上に導電膜や絶縁膜をスパッタ
リングや蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウェハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した投影露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ステ
ップ１７（現像）では露光したウェハを現像する。ステ
ップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の
部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエ
ッチングが終了して不要となったレジストを除去する。
これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウェ
ハ上に多重に回路パターンが形成される。
【０１３４】この製造方法を用いれば、従来は製造が難
しかった高集積度の半導体デバイスを容易且つ確実に高
い歩止まりをもって製造することが可能となる。
しかった高集積度の半導体デバイスを容易且つ確実に高
い歩止まりをもって製造することが可能となる。
【０１３５】
【発明の効果】本発明によれば、スロットアレイ構造を
採用するも、レーザ管の長手方向にわたり全体的に均一
な電磁波の放射が実現され、エネルギー損失を極力抑え
た均一なレーザ発光が可能となる。
採用するも、レーザ管の長手方向にわたり全体的に均一
な電磁波の放射が実現され、エネルギー損失を極力抑え
た均一なレーザ発光が可能となる。
【図１】第１の実施形態によるエキシマレーザ発振装置
の主要構成を示す模式図である。
の主要構成を示す模式図である。
【図２】Ｈ面にスロットが形成された導波管を示す模式
図である。
図である。
【図３】変形例１における金属壁により通路が形成され
てなる導波管近傍を示す概略断面図である。
てなる導波管近傍を示す概略断面図である。
【図４】変形例２における金属壁により通路が形成され
てなる導波管近傍を示す概略断面図である。
てなる導波管近傍を示す概略断面図である。
【図５】変形例３における金属壁により通路が形成され
てなる導波管近傍を示す概略断面図である。
てなる導波管近傍を示す概略断面図である。
【図６】変形例３における一対の導波管を示す模式図で
ある。
ある。
【図７】変形例４の他の例における金属壁により通路が
形成されてなる導波管近傍を示す概略断面図である。
形成されてなる導波管近傍を示す概略断面図である。
【図８】変形例４の更に他の例における金属壁により通
路が形成されてなる導波管近傍を示す概略断面図であ
る。
路が形成されてなる導波管近傍を示す概略断面図であ
る。
【図９】変形例５において、導波管のＥ面に金属ネジが
配された様子を示す概略断面図である。
配された様子を示す概略断面図である。
【図１０】変形例６において、スロット内に誘電体が充
填された様子を示す概略断面図である。
填された様子を示す概略断面図である。
【図１１】変形例６において、スロット板の鋭角部位の
電界強度／中央部位の電界強度の比を示す特性図であ
る。
電界強度／中央部位の電界強度の比を示す特性図であ
る。
【図１２】第２の実施形態によるエキシマレーザ発振装
置の主要構成を示す模式図である。
置の主要構成を示す模式図である。
【図１３】導波管において、スロットの形成面（Ｅ面）
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１４】空間シフト、位相シフトがなされた場合の各
々についてマイクロ波の定在波の相対関係を示す特性図
である。
々についてマイクロ波の定在波の相対関係を示す特性図
である。
【図１５】第２の実施形態によるエキシマレーザ発振装
置において、通常配置の導波管近傍を示す模式図であ
る。
置において、通常配置の導波管近傍を示す模式図であ
る。
【図１６】第２の実施形態によるエキシマレーザ発振装
置において、λg ピッチでλg ／２の空間シフト及びλ
g ／２の位相シフトを行なった場合の導波管近傍を示す
模式図である。
置において、λg ピッチでλg ／２の空間シフト及びλ
g ／２の位相シフトを行なった場合の導波管近傍を示す
模式図である。
【図１７】導波管において、スロットの形成面（Ｈ面）
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１８】第２の実施形態によるエキシマレーザ発振装
置の変形例において、通常配置の導波管近傍を示す模式
図である。
置の変形例において、通常配置の導波管近傍を示す模式
図である。
【図１９】第３の実施形態のステッパーを示す模式図で
ある。
ある。
【図２０】第３の実施形態のステッパーを用いた半導体
デバイスの製造工程のフロー図である。
デバイスの製造工程のフロー図である。
【図２１】図２０におけるウェハプロセスを詳細に示す
フロー図である。
フロー図である。
【図２２】従来の導波管の具体的な様子を示す概略断面
図である。
図である。
１，１ａ，１ｂ，１０１ａ，１０１ｂ 導波管 ２，１０２ レーザ管 ５，６，１０５，１０６ 反射構造体 ７，１０７ 冷却容器 ８，１０８ レーザガス導入出口 ９，１０９ 冷却水導入出口 １０，１１０ スロット １１，１１１ 通路 １１ａ 先端部位 １２ 金属壁 １３ 金属ネジ １４ 誘電体 １５，１１５ 窓部 １１２ マイクロ波源 １１３ チューナ １１４ 位相調節シフタ ２０１ レチクル ２０２ ウェハ ２１１ 光学系 ２１２ 投影光学系 ２１３ ウェハチャック ２１４ ウェハステージ ２２１ エキシマレーザ発振装置 ２２２ ビーム形状変換手段 ２２３ オプティカルインテグレータ ２２４ 絞り部材 ２２５ コンデンサーレンズ ２２７ ブラインド ２２８ 結像レンズ ２２９ 折り曲げミラー ｍ 中心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 昌樹 宮城県仙台市若林区舟丁52パンション相原 103号 (72)発明者 篠原 壽邦 宮城県仙台市宮城野区小田原２−２−44− 303 (72)発明者 田中 信義 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 伸昌 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大沢 大 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 5F046 CA04 5F071 AA06 DD08 JJ02
Claims (30)
- 【請求項１】 導波管から導波管壁に形成された複数の
微小間隙を介して電磁波をレーザ管内に導入することに
より前記レーザ管内のレーザガスを励起し、前記レーザ
ガスから発する光を共振させてレーザ光を発生させるレ
ーザ発振装置において、 前記電磁波は、前記導波管の前記各微小間隙において、
その電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入される
ことを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項２】 導波管から導波管壁に形成された複数の
微小間隙を介して電磁波をレーザ管内に導入することに
より前記レーザ管内のレーザガスを励起し、前記レーザ
ガスから発する光を共振させてレーザ光を発生させるレ
ーザ発振装置において、 前記微小間隙は、前記導波管の長端面に形成されてお
り、当該長端面の長手方向の中心線に沿って所定間隔を
おいて左右に等間隔で配置されていることを特徴とする
レーザ発振装置。 - 【請求項３】 前記電磁波は、前記導波管の前記各微小
間隙において、その電界が同位相とされて前記レーザ管
内に導入されることを特徴とする請求項２に記載のレー
ザ発振装置。 - 【請求項４】 前記電磁波の電界が前記導波管の前記各
微小間隙において同位相となるように、前記所定間隔が
設定されていることを特徴とする請求項２に記載のレー
ザ発振装置。 - 【請求項５】 前記導波管には、前記電磁波の位相を調
節する位相調節手段が設けられていることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項６】 前記微小間隙上から前記レーザ管壁まで
の間が所定距離離間され、前記電磁波の通路が形成され
ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に
記載のレーザ発振装置。 - 【請求項７】 前記微小間隙から前記レーザ管壁までの
離間距離は、前記導波管から導入される電磁波の半波長
の整数倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
か１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項８】 前記微小間隙上を含む前記通路を囲むよ
うに導電体が設けられ、前記通路が前記レーザ管との接
触部位で当該レーザ管の長手方向にわたる所定幅の空隙
とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項９】 前記空隙は、前記微小間隙とほぼ同一幅
に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のレ
ーザ発振装置。 - 【請求項１０】 前記空隙は、相対応する左右の前記微
小間隙を含む幅に形成されており、その先端部位のみが
幅狭で前記レーザ管の長手方向にわたる１本のスリット
形状とされていることを特徴とする請求項８に記載のレ
ーザ発振装置。 - 【請求項１１】 前記空隙は、相対応する左右の前記微
小間隙を含む幅に形成されており、その先端部位のみが
前記微小間隙に対応した幅狭で前記レーザ管の長手方向
にわたる偶数本のスリット形状とされていることを特徴
とする請求項８に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項１２】 前記空隙の幅が前記導波管から導入さ
れる電磁波の半波長の整数倍であることを特徴とする請
求項１〜１１のいずれか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項１３】 前記微小間隙の形成面を対向させて前
記レーザ管を狭持するように一対の前記導波管が設けら
れ、前記各導波管内に同一の電磁波が供給されて前記レ
ーザ管内で対向する双方向からレーザガスの励起を行な
うことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記
載のレーザ発振装置。 - 【請求項１４】 前記空隙には、誘電体が充填されてい
ることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記
載のレーザ発振装置。 - 【請求項１５】 前記導波管の短端面に、前記微小間隙
のインピーダンスを調整するための微小金属体が埋め込
まれていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか
１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項１６】 前記導波管内には、誘電体が充填され
ていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項
に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項１７】 前記微小間隙内には、その先端面が平
坦化されるように誘電体が充填されていることを特徴と
する請求項１〜１５のいずれか１項に記載のレーザ発振
装置。 - 【請求項１８】 導波管から導波管壁に形成された複数
の微小間隙を介して電磁波をレーザ管内に導入すること
により前記レーザ管内のレーザガスを励起し、前記レー
ザガスから発する光を共振させてレーザ光を発生させる
レーザ発振装置において、 前記微小間隙は前記導波管の短端面に形成されており、
且つ、前記電磁波は前記導波管の前記各微小間隙におい
てその電界が同位相とされて前記レーザ管内に導入され
ることを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項１９】 導波管から導波管壁に形成された複数
の微小間隙を介して電磁波をレーザ管内に導入すること
により前記レーザ管内のレーザガスを励起し、前記レー
ザガスから発する光を共振させてレーザ光を発生させる
レーザ発振装置において、 前記微小間隙の形成面を対向させて前記レーザ管を狭持
するように一対の前記導波管が設けられ、前記各導波管
内に同一の電磁波が供給されて前記レーザ管内で対向す
る双方向からレーザガスの励起を行なうことを特徴とす
るレーザ発振装置。 - 【請求項２０】 前記電磁波は、前記導波管の前記各微
小間隙において、その電界が同位相とされて前記レーザ
管内に導入されることを特徴とする請求項１９に記載の
レーザ発振装置。 - 【請求項２１】 前記電磁波の電界が前記導波管の前記
各微小間隙において同位相となるように、前記所定間隔
が設定されていることを特徴とする請求項１９に記載の
レーザ発振装置。 - 【請求項２２】 前記微小間隙の形成面が前記導波管の
短端面であり、前記各微小間隙が長手方向に等間隔で一
列に形成されていることを特徴とする請求項１９〜２１
のいずれか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項２３】 前記各導波管は、対向する前記各形成
面間で各々対応する前記微小間隙が相対的に所定距離シ
フトするように配されていることを特徴とする請求項１
８〜２２のいずれか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項２４】 前記各導波管内に供給される電磁波の
位相を両者間で相対的にシフトさせる位相調節手段が設
けられていることを特徴とする請求項２３に記載のレー
ザ発振装置。 - 【請求項２５】 前記各導波管に電磁波を同調させる同
調手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求
項１８〜２４のいずれか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項２６】 前記導波管から導入される電磁波がマ
イクロ波であることを特徴とする請求項１〜２５のいず
れか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項２７】 前記レーザガスを、Ｋｒ，Ａｒ，Ｎｅ
から選ばれた少なくとも１種の不活性ガス、又は前記少
なくとも１種の不活性ガスとＦ2 ガスとの混合ガスとす
るエキシマレーザ発振装置であることを特徴とする請求
項１〜２６のいずれか１項に記載のレーザ発振装置。 - 【請求項２８】 照明光を発する光源である請求項１〜
２７のいずれか１項に記載のレーザ発振装置と、 所定パターンの形成されたレチクルに前記レーザ発振装
置からの照明光を照射する第１光学系と、 前記レチクルを介した照明光を被照射面に照射する第２
光学系とを備え、 前記被照射面に前記レチクルの所定パターンを投影し露
光を行うことを特徴とする露光装置。 - 【請求項２９】 被照射面に感光材料を塗布する工程
と、 請求項２８に記載の露光装置を用いて、前記感光材料が
塗布された前記被照射面に所定パターンの露光を行う工
程と、 前記所定パターンの露光が行われた前記感光材料を現像
する工程とを備えることを特徴とするデバイスの製造方
法。 - 【請求項３０】 前記被照射面をウェハ面とし、当該ウ
ェハ面に半導体素子を形成することを特徴とする請求項
２９に記載のデバイスの製造方法。
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