JP2003069117A - アッセンブリ、エキシマレーザ、エキシマレーザにおける光ビームのビームプロフィールを改善しスペクトルバンド幅変動を減少させるための方法およびレーザを動作させるための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトルバンド幅変動の少ないエキシマレ
ーザを提供する。 【解決手段】 本発明のレーザは、少なくとも２つのプ
リズムを有するビームエキスパンダを含む部材アッセン
ブリを有し、該２つのプリズムが、アッセンブリを通過
するレーザビームのスペクトルバンド幅を減少させる。
ビームエキスパンダの少なくとも１つのプリズムが熱的
に安定な材料から形成され、そのような材料は、所望の
波長を有する光に対する吸収係数が約0.1パーセント／c
mと低く、温度にともなう屈折率変化率が約2.3×10
^-6（℃）^-1と低く、20℃における熱伝導率が少なくとも
約9.71W／m℃であり、および／または熱膨張係数が少な
くとも約9×10^-6（℃）^-1である。好適な実施態様にお
いて、ビームプロフィールの安定性が改善され、レーザ
からのビームのスペクトルバンド幅の変動が減少し、ス
ペクトルバンド幅自体も減少し、レーザの電圧安定性が
大きい。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はレーザに関する。本
発明は特に、フォトリソグラフィーに用いられるエキシ
マレーザにおいて、スペクトル狭幅化アッセンブリコン
トロールを有していることにより、改善されたビームプ
ロフィールを有しかつ一定して(consistently)狭いスペ
クトルバンド幅を有するビーム光を生成するレーザに関
する。 【０００２】 【従来の技術】エキシマレーザは、多くのアプリケーシ
ョンにおいて用いられる。エキシマレーザが特に用途を
見いだしたアプリケーションの１つは、チップ製造用フ
ォトリソグラフィーである。レーザからの光が、シリコ
ン基板上に塗布された(spun)フォトレジスト層を照射
し、レーザと基板との間のマスクにより、レーザ光の一
部がフォトレジストの一部を照射することが可能にな
る。その後フォトレジストを現像し、フォトレジストに
よって保護されていない領域において基板をエッチング
する。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ある種のフォトリソグ
ラフィーアプリケーションにおいては、レーザチャンバ
内で生成されるレーザビームは、所望の波長（KrFエキ
シマレーザの場合248.3nm、ArFエキシマレーザの場合19
3.3nm）またはあるいはその近傍の波長範囲内の光を含
む。スペクトル狭幅化アッセンブリは、所望でない波長
の光の大部分を除去し、所望の狭い範囲内の光をレーザ
チャンバに戻す。狭いスペクトルバンド幅を有し、かつ
狭いスペクトルバンド幅の変動が少ないレーザビームを
生成することが非常に望ましい。 【０００４】レーザは、ステッパまたはスキャナなど
の、ウェハを加工するためのより大きな機器の一部であ
る。典型的なステッパは回転台(carousel)を有してお
り、回転台は、エッチングその他の加工によりコンピュ
ータチップなどの最終生産物を形成する、数個のウェハ
を有している。ステッパは、フォトレジストでコートさ
れたウェハの１つを回転台から取り、このウェハをレー
ザ光の光路中に置く。ステッパはまた、適切なマスクを
コーティングされたウェハとレーザ光との間に置く。ス
テッパは、全ての部品が正しく位置合わせされているこ
とを確実にした後、レーザを発光し(fire)ウェハ上のフ
ォトレジストの一部を、レーザ光の１連のパルス（すな
わち「バースト」）に露光するように、指示する。バー
ストは、フォトレジストの露光部分を変化させることに
より、その化学組成を非露光部分の化学組成と異ならせ
るために十分なエネルギーを供給する。ステッパはレー
ザをオフにし、ウェハを再位置決めして、もう１度ステ
ッパはレーザを発光させてフォトレジストの一部をレー
ザ光に露光する。ステッパは、このプロセス（レーザを
オフにし、ウェハを再位置決めし、レーザを再発光させ
る）を、ウェハ上のフォトレジスト層全体をレーザが露
光するまで続ける。ステッパは次に、ウェハを回転台に
再び置き、回転台を進め、別のウェハを回転台から取
る。その後ステッパは、第２のウェハを位置決めし、バ
ーストを発光させ、第２のウェハを再位置決めするプロ
セスを、第２のウェハ表面上のフォトレジストが完全に
露光されるまで繰り返す。ステッパは、このプロセス
を、回転台中の全てのウェハが露光されるまで繰り返
す。回転台をステッパから除去し、別の回転台を挿入し
てプロセスを新しく始める。スキャナはステッパと同様
に動作するが、スキャナは、ウェハの部分をビームでス
キャンしていくスキャン動作を含む。これは典型的に
は、ウェハおよびマスクをビーム下で連続的に移動させ
ることによって、達成される。 【０００５】ステッパまたはスキャナのステッブモード
動作のために、レーザは連続的あるいは安定状態では動
作しない。レーザを一定的に動作させるためには、レー
ザを連続的あるいは予測可能な周期状に発光し、ビーム
出力を必要に応じてレーザ上のシャッタを開いて用いて
もよい。しかし、レーザを連続的に発光しながらそのほ
とんどの間ビームを捨てるよりも、ビームを必要としな
いときにはレーザ発光を停止する方がずっと経済的であ
る。ステッパまたはスキャナとともに用いられるレーザ
のデューティサイクルは、典型的には約10％から約50％
の間でしかない。 【０００６】レーザを間欠的に動作させると、過渡現象
が起こり、レーザビームの一定性に影響を与える。過渡
状態そのものも、ウェハの再位置決めおよび再位置合わ
せ、ウェハの交換、および回転台の交換のための「オ
フ」時間が変化するために、大きく変化し得る。 【０００７】本発明の１つの目的は、様々なレーザ発光
条件下においてより一定なスペクトルバンド幅を有する
レーザを提供することである。本発明の好適な実施態様
における別の目的は、従来よりも小さなスペクトルバン
ド幅を有するレーザを提供することである。本発明のい
くつかの実施態様における別の目的は、電圧安定性が改
善されたレーザを提供することである。更なる目的は、
レーザのディーティーサイクルの変化にも関わらず、ビ
ーム拡がりおよびビーム角度に対してよりよく制御し得
る、レーザ用ビームエキスパンダを提供することであ
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明において、エキシ
マレーザチャンバからの光ビームのスペクトルバンド幅
を減少するために用いるアッセンブリが提供され、該ビ
ームは所望の波長範囲の光および所望でない波長の光を
有し、該アッセンブリは、ａ．少なくとも１つの開口
部、ｂ．少なくとも２つのプリズムを有するビームエキ
スパンダであって、該プリズムは光ビームを透過する材
料で形成され、該プリズムのうち少なくとも１つは該所
望の波長範囲の光に対して約0.1％／cm以下の吸収係数
を有する、ビームエキスパンダおよび、ｃ．回折格子で
あって、 i.該少なくとも１つの開口部は、該レーザチ
ャンバからの該光ビームが該開口部を通過するように位
置され、ii.該ビームエキスパンダの該プリズムは、該
ビームが該プリズムを透過する際に該レーザからの該光
ビームが拡張されるように位置され、iii.該格子は、該
プリズムから出射する該光ビームの少なくとも実質的な
部分が該格子によって反射されるように位置され、該所
望の波長範囲が反射されて該ビームエキスパンダの該プ
リズムおよび該開口部を再び通過して該レーザチャンバ
に再び入射し、該所望でない波長の光の実質的に全部
が、反射して該レーザチャンバ中に再び入射することが
ない、回折格子を備えており、そのことにより上記目的
が達成される。 【０００９】また、本発明において、エキシマレーザチ
ャンバからの光ビームのスペクトルバンド幅を減少する
ために用いるアッセンブリが提供され、該ビームは所望
の波長範囲の光および所望でない波長の光を有し、該ア
ッセンブリは、ａ．少なくとも１つの開口部、ｂ．少な
くとも２つのプリズムを有するビームエキスパンダであ
って、該プリズムはコヒーレント光ビームを透過する材
料で形成され、該プリズムのうち少なくとも１つは該所
望の波長範囲の光に対して約2.3×10^-6以下の温度にと
もなう屈折率変化率を有する、ビームエキスパンダおよ
び、ｃ．回折格子であって、i.該少なくとも１つの開口
部は、該レーザチャンバからの該光ビームが該開口部を
通過するように位置され、ii.該ビームエキスパンダの
該プリズムは、該ビームが該プリズムを透過する際に該
レーザからの該光ビームが拡張されるように位置され、
iii.該格子は、該プリズムから出射する該光ビームの少
なくとも実質的な部分が該格子によって反射されるよう
に位置され、該所望の波長範囲が反射されて該ビームエ
キスパンダの該プリズムおよび該開口部を再び通過して
該レーザチャンバに再び入射し、該所望でない波長の光
の実質的に全部が、反射して該レーザチャンバ中に再び
入射することがない、回折格子を備えており、そのこと
により上記目的が達成される。 【００１０】また、本発明において、エキシマレーザチ
ャンバからの光ビームのスペクトルバンド幅を減少する
ために用いるアッセンブリが提供され、該ビームは所望
の波長範囲の光および所望でない波長の光を有し、該ア
ッセンブリは、ａ．少なくとも１つの開口部、ｂ．少な
くとも２つのプリズムを有するビームエキスパンダであ
って、該プリズムはコヒーレント光ビームを透過する材
料で形成され、該プリズムのうち少なくとも１つは20℃
の温度において少なくとも約9.71Wm^-1℃^-1の熱伝導率を
有する、ビームエキスパンダおよび、ｃ．回折格子であ
って、i.該少なくとも１つの開口部は、該レーザチャン
バからの該光ビームが該開口部を通過するように位置さ
れ、ii.該ビームエキスパンダの該プリズムは、該コヒ
ーレントビームが該プリズムを透過する際に該レーザか
らの該光ビームが拡張されるように位置され、iii.該格
子は、該プリズムから出射する該光ビームの少なくとも
実質的な部分が該格子によって反射されるように位置さ
れ、該所望の波長範囲が反射されて該ビームエキスパン
ダの該プリズムおよび該開口部を再び通過して該レーザ
チャンバに再び入射し、該所望でない波長の光の実質的
に全部が、反射して該レーザチャンバ中に再び入射する
ことがない、回折格子を備えており、そのことにより上
記目的が達成される。 【００１１】また、本発明において、エキシマレーザチ
ャンバからの光ビームのスペクトルバンド幅を減少する
ために用いるアッセンブリが提供され、該コヒーレント
ビームは所望の波長範囲の光および所望でない波長の光
を有し、該アッセンブリは、ａ．少なくとも１つの開口
部、ｂ．少なくとも２つのプリズムを有するビームエキ
スパンダであって、該プリズムは光ビームを透過する材
料で形成され、該プリズムのうち少なくとも１つはプリ
ズムマウントに固定され、該少なくとも１つのプリズム
は該プリズムマウントの熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張
係数を有する、ビームエキスパンダおよび、ｃ．回折格
子であって、i.該少なくとも１つの開口部は、該レーザ
チャンバからの該コヒーレント光ビームが該開口部を通
過するように位置され、ii.該ビームエキスパンダの該
プリズムは、該コヒーレントビームが該プリズムを透過
する際に該レーザからの該コヒーレント光ビームが拡張
されるように位置され、iii.該格子は、該プリズムから
出射する該光ビームの少なくとも実質的な部分が該格子
によって反射されるように位置され、該所望の波長範囲
が反射されて該ビームエキスパンダの該プリズムおよび
該開口部を再び通過して該レーザチャンバに再び入射
し、該所望でない波長の光の実質的に全部が、反射して
該レーザチャンバ中に再び入射することがない、回折格
子を備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。 【００１２】前記少なくとも１つのプリズムの前記熱膨
張係数が約９×10^-6から約24×10^-6℃^-1の間であっても
よい。 【００１３】また、本発明において、エキシマレーザチ
ャンバからのコヒーレント光ビームのスペクトルバンド
幅を減少するために用いるアッセンブリが提供され、該
コヒーレントビームは所望の波長範囲の光および所望で
ない波長の光を有し、該アッセンブリは、ａ．少なくと
も１つの開口部、ｂ．少なくとも２つのプリズムを有す
るビームエキスパンダであって、該プリズムの熱膨張係
数、熱伝導率、および透過係数は、ビームエキスパンダ
のプリズムを溶融シリカで形成している点以外は該アッ
センブリと同一なアッセンブリにおけるレーザビームバ
ンド幅変動の50％以下のレーザビームバンド幅変動を提
供するように選択され、該レーザビームバンド幅変動
は、レーザをデューティサイクル10％で発光させた場合
に測定したレーザビームバンド幅と、レーザをデューテ
ィサイクル100％で発光させた場合に測定したレーザビ
ームバンド幅との間の差であり（ただしレーザをデュー
ティサイクル10％で発光させた直後にレーザをデューテ
ィサイクル100％で発光させる）、該コヒーレント光ビ
ームは12mJのエネルギーおよび248.3nmの波長を有す
る、ビームエキスパンダおよび、ｃ．回折格子であっ
て、i.該少なくとも１つの開口部は、該レーザチャンバ
からの該コヒーレント光ビームが該少なくとも１つの開
口部の孔を通過するように位置され、ii.該ビームエキ
スパンダの該プリズムは、該コヒーレントビームが該プ
リズムを透過する際に該レーザからの該コヒーレント光
ビームが拡張されるように位置され、iii.該格子は、該
プリズムから出射する該コヒーレント光ビームが該格子
によって反射されるように位置され、該格子は、該所望
の波長範囲が反射されて該ビームエキスパンダの該プリ
ズムおよび該開口部を再び通過して該レーザチャンバに
入射するように位置され、iv.該格子は、該所望でない
波長の光の実質的に全部が該開口部以外の領域に入射す
るように、該所望でない波長の光を反射する位置に設け
られる、回折格子を備えており、そのことにより上記目
的が達成される。 【００１４】前記プリズムのうち２つの間の位置に開口
部が設けられてもよい。 【００１５】前記格子はエッシェル格子であってもよ
い。 【００１６】前記所望の波長範囲は248nmを含むあるい
はその近傍の範囲であってもよい。 【００１７】前記所望の波長範囲は193nmを含むあるい
はその近傍の範囲であってもよい。 【００１８】前記格子は曲率調節可能装置に実装されて
もよい。 【００１９】前記アッセンブリは、前記ビームエキスパ
ンダを出射する前記光ビームを反射して前記格子に入射
させるように位置されたミラーをさらに有してもよい。 【００２０】本発明の別の局面において、エキシマレー
ザ放電チャンバおよび、前記いずれかの構成を有するア
ッセンブリを有する、エキシマレーザが提供され、その
ことにより上記目的が達成される。 【００２１】また、本発明において、レーザによって生
成された光ビームのスペクトルバンド幅を減少するため
に用いるアッセンブリを有するエキシマレーザが提供さ
れ、該エキシマレーザは、ａ．レーザビームを生成する
ためのエキシマレーザ放電チャンバおよび、ｂ．該ビー
ムのスペクトルバンド幅を減少するためのアッセンブリ
であって、少なくとも２つのプリズムを有するビームエ
キスパンダを有するアッセンブリを有しており、i.該プ
リズムは該光ビームを透過する材料で形成されており、
該プリズムのうち少なくとも１つは、以下の材料からな
る群より選択される材料で形成され：少なくとも約8.48
×10^-6（℃）^-1の熱膨張係数を有する材料、20℃におい
て少なくとも約9.7Wm^-1℃^-1の熱伝導率を有する材料、2
48.3nmの波長を有する光に対して約0.1パーセント／cm
以下の吸収係数を有する材料および、ビームエキスパン
ダのプリズムを溶融シリカで形成している点以外は該ア
ッセンブリと同一なアッセンブリにおけるレーザビーム
バンド幅変動の50％以下のレーザビームバンド幅変動を
提供する材料であって、該レーザビームバンド幅変動
は、レーザをデューティサイクル10％で発光させた場合
に測定したレーザビームバンド幅と、レーザをデューテ
ィサイクル100％で発光させた場合に測定したレーザビ
ームバンド幅との間の差であり（ただしレーザをデュー
ティサイクル10％で発光させた直後にレーザをデューテ
ィサイクル100％で発光させる）、該コヒーレント光ビ
ームは12mJのエネルギーおよび248.3nmの波長を有する
材料、ii.該アッセンブリは、該レーザ上において、該
レーザ光源によって生成された該ビームの少なくとも大
部分が該ビームエキスパンダの該プリズムを通過するよ
うな位置にあり、そのことにより上記目的が達成され
る。 【００２２】前記ビームエキスパンダは少なくとも３つ
のプリズムを有してもよい。 【００２３】前記少なくとも１つのプリズムはフッ化カ
ルシウムを含んでもよい。 【００２４】本発明の別の局面において、エキシマレー
ザにおける光ビームのビームプロフィールを改善しスペ
クトルバンド幅変動を減少させるための方法が提供さ
れ、該コヒーレントビームは所望の波長範囲の光および
所望でない波長の光を有し、該方法は、ａ．前記いずれ
かの構成を有するアッセンブリを提供するステップと、
ｂ．前記光ビームを該アッセンブリの前記開口部中を透
過させるステップと、ｃ．前記光ビームを前記ビームエ
キスパンダ中を透過させることにより拡張された光ビー
ムを形成するステップと、ｄ．該アッセンブリの前記格
子上に該拡張された光ビームを向けるステップと、ｅ．
前記所望の波長範囲の光が前記開口部を透過して前記レ
ーザに再び入射し、かつ前記所望でない波長が透過され
て前記レーザチャンバ中に再び入射することがないよう
に、該拡張された光ビームを該格子から反射して該ビー
ムエキスパンダを再び通過させるステップとを包含し、
そのことにより上記目的が達成される。 【００２５】本発明の別の局面において、前記方法を用
いてレーザを第１のデューティサイクルで発光させ、そ
の後前記方法を用いて該レーザを第２のデューティサイ
クルで発光させ、該第１のデューティサイクルの長さは
該第２のデューティサイクルの長さに等しくない、レー
ザを動作させるための方法が提供され、そのことにより
上記目的が達成される。 【００２６】本発明は、数々のファクターに基づいてい
るが、なかでも以下のような発明者の技術的発見に基づ
いている。すなわち、本明細書に開示するスペクトル狭
幅化アッセンブリを備えたエキシマレーザは、（１）レ
ーザの間欠的動作によって生じる温度変化に関わらず、
より一定のバンド幅を有するビームを生成する（２）非
常に一定な寸法(dimension)を有する拡張化レーザビー
ムを提供する（３）より小さいスペクトルバンド幅のビ
ームを生成する（４）エネルギー要求が小さい（５）電
圧安定性が改善される（６）寿命が長い、という点であ
る。これらおよびその他の目的、ファクター、および効
果は、以下の説明、請求項、および図面を参照すること
により明らかになるであろう。 【００２７】本発明は、以下のような特性を有するプリ
ズムを備えたレーザを提供する。すなわち、（１）レー
ザビームの吸収がほとんど無い（２）プリズムの温度変
化にともなう屈折率変化が少ない（３）高い熱伝導性を
有する（４）プリズムのマウントシステムの熱膨張係数
に緊密にマッチする熱膨張係数を有する、および／また
は（５）温度変化にともなう屈折率変化によって相殺さ
れるような熱膨張係数を有する。本発明はまた、レーザ
からの光ビームのスペクトルバンド幅変動を減少する方
法を提供する。本方法は、レーザによって生成された光
ビームをスペクトル狭幅化アッセンブリ中を透過させる
ことを包含する。スペクトル狭幅化アッセンブリは、上
述のように、ビームを実質的に一定の角度および寸法で
拡張する能力がプリズム温度の変化によってもほとんど
変化しないようなプリズムを有する。 【００２８】本発明者らはまた、スペクトル狭幅化アッ
センブリに溶融シリカプリズムを用いた従来のレーザよ
りも、発明の好適な実施態様におけるレーザがより小さ
いスペクトルバンド幅を有する光ビームを生成し得るこ
とを見いだした。 【００２９】 【発明の実施の形態】多くの場合において、レーザの間
欠的動作はフォトレジストパターンの一定性を欠く結果
になることを見いだした。すなわち、間欠的動作はフォ
トレジストの過露光あるいは不十分な露光を招き、半導
体信頼性に問題あるいは欠陥が生じていた。レーザを連
続発光する方が、間欠発光をするよりもより一定なフォ
トレジストパターンを形成できる。 【００３０】研究室で約２年使用したレーザを用いた実
験において、発明者らは、レーザを連続発光ではなく間
欠発光させた際に、レーザビームのビームプロフィール
およびスペクトルバンド幅に大きな変動があることを見
いだした。レーザは、３個の高品質溶融シリカプリズム
を有する周知のスペクトル狭幅化アッセンブリを備えて
おり（プリズムの前面に開口部を有し、第２および第３
のプリズムの中間に開口部を有し、エッシェル格子(ech
elle grating)、およびプリズムからの光を格子に反射
するためのミラーを有する）これらの組み合わせにより
レーザビームのスペクトルバンド幅を減少させていたに
も関わらず、これらの変動は存在した。スペクトル変動
およびビームプロフィールの変動は、フォトレジストパ
ターンを不定にしており、スペクトルバンド幅が広いと
きのパターンは、スペクトルバンド幅が狭いときほどシ
ャープで明瞭なものではなかった。このことが、本発明
者がこれらのスペクトル変動の原因を調査し、スペクト
ル変動のない改良レーザを提供する端緒となった。 【００３１】フォトリソグラフィーに用いるエキシマレ
ーザは、多くの要素からなる複雑な装置であり、これら
の要素が組み合わさって所望のビームプロフィール、波
長、パルスエネルギー、およびスペクトルバンド幅を有
するレーザビームを生成する。本発明者らは実験によ
り、スペクトルバンド幅およびビームプロフィールの変
動の原因は、スペクトル狭幅化アッセンブリ自体の中に
あることを見いだした。本発明者らは、スペクトル狭幅
化アッセンブリのプリズムがビームエネルギーの一部を
吸収し、吸収されたエネルギーのためにプリズムが発熱
することを見いだした。プリズムの温度が上昇すると、
レーザビームは、温度が低いときとは異なる屈折を受け
る。プリズムの重要な部分が熱的レンズ(thermal lens)
の作用を有し、光を所期の光路から逸脱させることによ
り、光がプリズムをわずかにであるが有意に異なる状態
で出射する。 【００３２】この熱的レンズ効果は、レーザビーム拡張
とスペクトルバンド幅の制御において、大きな変動を起
こす。例えば、上述のレーザを短いバースト（かつバー
スト間に長い期間をおく）で発光させたとき、ビーム拡
張に大きな変化が見られ、レーザをこのように動作させ
たかなりの時間、スペクトルバンド幅が変動した（図２
Ａを参照。図において、60秒〜1000秒の時間の間にレー
ザを10％のデューティーサイクルで動作させたところ、
スペクトルバンド幅はそのかなりの時間において変化し
た）。また、大きなスペクトルバンド幅変動は、レーザ
を長くかつ素早いバーストで発光させ、レーザをウェハ
を再位置決めするための十分短い時間停止してレーザを
再発光させた際にも見られた。ステッパは、ウェハの一
部を露光させる際にレーザを素早く発光させ、ウェハを
再位置決めする際に短い時間発光を停止させ、更なるバ
ーストまたは一連のバーストでレーザ発光させ、再びウ
ェハを再位置決めする際により短いまたは長い時間レー
ザを停止させ、ウェハまたは回転台を交換する際に長い
時間発光を再び停止させる。ステッパのこのような動作
のため、スペクトル狭幅化アッセンブリのプリズムは、
ビームエネルギーの印加(addition)の量および速度の素
早い変化に曝される。結果として、ステッパがウェハを
加工するにつれてプリズムの屈折特性が素早くかつ頻繁
に変化する。特に、プリズムの屈折特性は、レーザのデ
ューティーサイクルが変化する際に大きく変化した。 【００３３】本発明者らは、所定の規格を満たす光学部
材を有するスペクトル狭幅化アッセンブリを備えたレー
ザは、レーザビームをより一定に拡張し、その結果レー
ザは従来よりも高いスペクトルバンド幅安定性を得るこ
とを見いだした。本発明者らは、少なくとも２つのプリ
ズムを有するスペクトル狭幅化アッセンブリを備えたレ
ーザ（プリズムのうち少なくとも１つが条件変化に関わ
らず実質的に同じ角度および実質的に同じ寸法でレーザ
ビームを拡張する材料で形成される）なら、レーザ発光
の長さまたは頻度の変化に関わらず、ビーム拡がりおよ
びスペクトルバンド幅変動が減少すると考えた。 【００３４】本発明者らは、レーザのバーストモード動
作および光学系の急速な加熱および冷却に起因するスペ
クトルバンド幅およびビームプロフィール歪みの変動の
問題が、熱的変化に対してより安定なスペクトル狭幅化
アッセンブリを有するレーザを設計することによって減
少され得ることを見いだした。従来３つの溶融シリカプ
リズムを有するスペクトル狭幅化アッセンブリにおい
て、プリズムの少なくとも１つを、レーザが動作する速
度の変化に関わらず一定のビーム拡張を提供する熱的に
安定な材料で形成した場合に、ビーム品質の実質的な改
善が観察された。全てのプリズムが熱的に安定な材料で
形成されている場合に、最高の性能が観察された。 【００３５】本発明の好適な実施態様において、拡張チ
ェーン中のプリズムの最後のプリズムが、所望の波長に
おいて光吸収が低い材料で形成されている（この実施態
様において、最後のプリズムはプリズム中を移動するビ
ームの光路が最も長い）。プリズムは、プリズムを構成
する材料がレーザビームを吸収しないほど、温度変化が
少なく、上述の光学的および物理的特性がより安定にな
る。従って、プリズムの吸収係数は、好ましくは0.5％
／cm未満であり、より好ましくは約0.1％／cm未満であ
る。様々な材料の248nm（波長）における吸収係数の値
を、下記の表１に挙げる。 【００３６】発明の別の好適な実施態様において、プリ
ズムのうち少なくとも１つが、プリズムの温度変化の際
に、屈折率があまり変化しない材料で形成されている。
屈折率があまり変化しなければ、レーザビームは実質的
に一定の角度で拡張され、プリズムから出射する拡張さ
れたビームの幅も、プリズムの温度に関わらず実質的に
一定になる。プリズムは、好ましくは、温度にともなう
屈折率変化率（dN/dT）が、約15×10^-6（℃）^-1未満よ
り小さい（絶対値）。様々な材料のdN/dTの値を下記の
表１に挙げる。 【００３７】発明の別の好適な実施態様において、プリ
ズムのうち少なくとも１つが、高い熱伝導率を有する材
料で形成される。高い熱伝導率は、２つの利点を提供す
る。プリズムがビームからエネルギーを吸収するにつ
れ、熱がプリズムから伝導によって急速に奪われない限
り、プリズムの温度は上昇する。従って、高い熱伝導率
により、プリズムが周囲温度近くに維持される。また、
高い熱伝導率は、プリズム内部の熱的勾配を緩和する。
プリズム内に吸収されるビームエネルギーがプリズム中
を急速に伝導しないために、熱的勾配が生じ得る。熱伝
導率が低いと、プリズムのうちビームを有している部分
の温度が実質的に上昇し、熱伝導率が高ければ熱が急速
にプリズム内に拡散することが可能になる。高い熱伝導
率は、プリズムの物理的歪みならびに、プリズムの屈折
率が場所によって大きく変動することなどになる異常屈
折を、回避することができる。好ましくは、プリズムを
構成する材料の熱伝導率は、約20℃において約9.7W／m-
℃以上である。様々な材料の熱伝導率の値を下記の表１
に挙げる。 【００３８】発明の別の好適な実施態様において、プリ
ズムのうち少なくとも１つが、プリズムのマウント材料
の熱膨張係数にほぼ等しい熱膨張係数を有する材料で形
成される。プリズムは、金属などの剛性構造に、接着剤
または金属製クランプなどによって実装される。プリズ
ムは、周囲温度とほぼ等しい全体温度を有する。プリズ
ムがその中を通るビームによって加熱するにつれ、周囲
構造もまた、プリズムおよび／または格子構造から捨て
られた光エネルギーを吸収することにより加熱する。も
しプリズムの熱膨張係数がプリズムが実装されている材
料の熱膨張係数に少なくともほぼ等しくなければ、プリ
ズムとそのマウントとが異なる速度および異なる量で膨
張し、プリズムおよび／またはマウント内に異常な歪み
が発生する。プリズムがわずかに歪みおよび／または移
動し、ビーム寸法および角度が影響を受ける。もしプリ
ズムの熱膨張係数がプリズムが実装されている材料の熱
膨張係数に少なくともほぼ等しければ、プリズムとその
マウントとがほぼ等しい速度および量で膨張し、プリズ
ムおよび／またはマウント内に異常な歪みが発生するこ
とを防ぐことができる。このように、プリズムの熱膨張
係数がプリズムのマウントの熱膨張係数に近似するか等
しい場合に、ビームの寸法および角度は、温度変化に対
してより一定になる。金属筐体は典型的には、鉄の約９
×10^-6（℃）^-1からアルミニウムの約24×10^-6（℃）^-1
の間の熱膨張係数を有する。従って、金属筐体内に実装
されたプリズムの場合、プリズムの熱膨張係数は好まし
くは約９×10^-6（℃）^-1から約24×10^-6（℃）^-1の間で
ある。様々な材料の熱膨張係数の値を下記の表１に挙げ
る。 【００３９】 【表１】 【００４０】発明の別の好適な実施態様において、熱膨
張係数と温度にともなう屈折率の変化率とは、互いに相
殺しあう効果を有する。例えば、プリズムのうちビーム
が接触する部分が局所的に加熱し、プリズムによるビー
ム拡張の方向および／または寸法を歪ませる場合におい
て、屈折率の反対方向の変化により、この歪みが相殺さ
れ、より一定なビーム寸法および／または方向が得られ
る。CaF₂プリズムは、その熱膨張係数が正の値（18.85
×10^-6(℃)^-1）であるため、温度が上昇するにつれ膨張
する。しかし、温度の上昇にともなう屈折率の変化率
は、負の値（-10.6×10^-6(℃)^-1）である。これらの効
果は互いに相殺しあう傾向にあり、プリズムからの出射
において、プリズムの熱膨張係数と屈折率とが互いに相
殺しない場合と比較してより一定の寸法を有するレーザ
ビームを提供する。 【００４１】発明のさらに別の実施態様において、アッ
センブリのプリズムのうち１つは、溶融シリカを用いて
ビームエキスパンダのプリズムを構成している点以外は
本発明と同様なアッセンブリにおけるレーザビームバン
ド幅変動の、50％以下（より好ましくは25％以下）のバ
ンド幅変動を提供するように、吸収係数、温度にともな
う屈折率の変化率、熱伝導率、および熱膨張係数が選択
された材料で形成される。レーザビームバンド幅変動と
は、レーザをデューティサイクル10％で発光させた場合
に測定したレーザビームバンド幅と、レーザをデューテ
ィサイクル100％で発光させた場合に測定したレーザビ
ームバンド幅との間の差である（ただしレーザをデュー
ティサイクル10％で発光させた直後にレーザをデューテ
ィサイクル100％で発光させる。コヒーレント光ビーム
は12mJのエネルギーおよび248.3nmの波長を有する。実
施例１参照）。吸収係数、温度にともなう屈折率の変化
率、高熱伝導率、および熱膨張係数の各々を、上述のよ
うに選択し得る。または、上述のファクタを、例えば１
つまたは２つのファクタが他のファクタの効果を相殺す
ることにより様々な動作条件下において一定のビーム拡
張が得られるようにバランスさせてもよい。 【００４２】図１は、スペクトルバンド幅変動が少なく
良好なビームプロフィールを有するコヒーレント光ビー
ムを生成する、本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリ
を示している。動作時において、エキシマレーザは、放
電チャンバ内において、広スペクトルを有する、縦長の
(tall and narrow)ビーム１００を生成する。このビー
ムは、所望の波長の光および所望でない波長の光を有す
る。放電チャンバの１端に部分反射性を有するフロント
ミラー（図示せず）を設け、放電チャンバの他端に、エ
ッシェル格子１１０を設けた光共鳴器(optical resonat
or)によって、反射される。ビームエキスパンダ（図中
１２０として示した枠内）は、放電チャンバ内で生成さ
れたレーザビームの一部がビームエキスパンダのプリズ
ム１２２、１２４および１２６を通過して格子１１０に
入射するように、位置している。 【００４３】ビームエキスパンダのプリズムは、放電チ
ャンバからの光ビームが第１のプリズムのビームコンタ
クト領域に接触するように位置しており、ビームがプリ
ズム１２２、１２４および１２６を透過するにつれてビ
ーム幅が拡張する。ミラー１４０は、プリズム１２６か
ら出射したビームの方向を変更させてエッシェル格子１
１０の表面に入射させる。所望の狭い波長幅の光は格子
１１０から反射されビームエキスパンダのプリズムを再
び通過してレーザチャンバ中に再び入射し、一方、所望
でない波長光の実質的に全部が、レーザチャンバ中に再
び入射しないような方向に反射される。スペクトル狭幅
化ビームは、レーザチャンバに再入射してさらに増幅さ
れ、増幅されたビームの一部がレーザチャンバを通過し
て、フロントミラーに入射してレーザシステムの出力と
なる。 【００４４】レーザを用いる特定のアプリケーションに
よって、レーザが生成すべきスペクトルバンド幅が決定
され、スペクトル狭幅化アッセンブリの特定の構成が決
定される。プリズムは、ビームの初期拡張および所望で
ない光の除去のために非常に効果的であるが、プリズム
は、所望でない波長の光の大部分がすでに除去された後
にさらに所望でない波長の光を除去するためにはあまり
効果的でない。スペクトル狭幅化を行わないKrFレーザ
は、約300pmのスペクトルバンド幅を有するビームを生
成する。プリズムを抗反射膜コーティングし、かつ、ビ
ームを拡張し光を全反射ミラーで反射した後プリズムを
通過してレーザチャンバに再入射させることによって所
望の波長の光が選択されるようにプリズムを位置すれ
ば、スペクトルバンド幅を例えば約100pmに減少させ得
る。プリズムのサイズおよびプリズムのレーザビームに
対する角度に依存して、第１のプリズムと直列に設けら
れた第２のプリズムはスペクトルバンド幅を例えば約50
pmに減少させ得、他の２つのプリズムと直列に設けられ
た第３のプリズムはスペクトルバンド幅を例えば約10〜
20pmに減少させ得る。プリズム後に位置する格子は、ス
ペクトルバンド幅を10〜20pmよりかなり小さく減少させ
る。このように約50pmのスペクトルバンド幅を有するビ
ームがあるアプリケーションにおいて使用可能であれ
ば、本例においてスペクトル狭幅化アッセンブリはプリ
ズムを２つだけ必要とする。または、10pm未満のスペク
トルバンド幅を有するビームが必要な場合、スペクトル
狭幅化アッセンブリは、１個、２個、３個、あるいはそ
れ以上の数のプリズムならびに１つの格子を用いること
ができる。 【００４５】特に好適な実施態様において、本発明は、
図１に示す構成の選択的スペクトル狭幅化アッセンブリ
を提供する。このアッセンブリは、開口部１３０、３つ
のプリズムを有するビームエキスパンダ１２０、所望の
狭い波長範囲をレーザチャンバに反射して戻すように構
成されたミラー１４０およびエッシェル格子１１０を有
する。ビームエキスパンダのプリズムは、コヒーレント
な光ビームを透過し、プリズムの光学特性が温度変化に
ともなってほとんど変化しないような、熱的に安定な材
料で形成されている。開口部は、レーザチャンバ内に生
成された細長いコヒーレント光ビーム１００が開口部を
通過するような位置に、設けられている。 【００４６】上述のスペクトル狭幅化アッセンブリは、
レーザビームを整形する(shape)ための少なくとも１つ
の開口部を有する。図示のように、レーザチャンバと第
１のプリズム（チャンバからのレーザ光が透過される）
との間に開口部を設けてもよい。および／または、プリ
ズム間または最後のプリズムと格子との間に開口部を設
けてもよい。開口部の位置および開口部の孔(opening)
の幅は、所望の寸法のビームを提供するように選択され
る。 【００４７】ビームを拡張してスペクトル拡散(spread
into spectrum)するために、ビームエキスパンダは少な
くとも２つのプリズムを有し、ビームエキスパンダは好
ましくは少なくとも３つのプリズムを有する。ビームの
拡張は、ビームが最後のプリズムから出射する際の拡張
比（すなわちビームエキスパンダから出射するビームの
幅対レーザチャンバからビームエキスパンダに入射する
ビームの幅の比）が、格子が効果的に所望の波長の光を
選択し所望でない波長の光を破棄できるために十分大き
い値になるように行うことが望ましい。高拡張比のもう
１つの利点は、レーザビームのエネルギーが格子表面の
可能な限り大部分に拡がることにより、格子寿命が延び
ることである。本発明の様々な実施態様において、５〜
３０の間の拡張比が好ましい。 【００４８】前述のように、プリズムは熱的に安定な材
料で形成される。ビームエキスパンダ中の全てのプリズ
ムが熱的に安定な材料で形成される必要はないが、その
ような構成が好ましい。レーザビームがその最大幅まで
拡張されるプリズムを熱的に安定な材料（フッ化カルシ
ウムまたはフッ化マグネシウムなど）で形成することが
好ましく、次に好ましいのは、レーザビームがその２番
目の最大幅まで拡張されるプリズムを熱的に安定な材料
（フッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムなど）で
形成することである。本発明による組み合わせ例のいく
つかを以下の表２に示す。 【００４９】 【表２】 【００５０】スペクトル狭幅化アッセンブリの格子は、
好ましくはエッシェル格子である。またエッシェル格子
は好ましくは、十分かつ実施可能な記載を提供するため
に（本発明の本実施態様を実施するための最適モードの
記載を含み）本願において援用する米国特許第5,095,49
2号に記載された曲率調節装置に実装される。図１に示
すエッシェル格子の代わりに、スペクトル狭幅化技術に
おいて周知の他のいくつかの格子構成を用いてもよい。 【００５１】オプションとして、スペクトル狭幅化アッ
センブリは、プリズムとエッシェル格子との間に設けら
れた全反射ミラー１４０を有する。ミラー１４０は、プ
リズムから出射するビームを反射して格子に入射させ、
また、格子から出射するビームを反射してプリズムに入
射させる。格子を曲率調節装置に実装し、および／また
はミラー１４０を米国特許第5,095,492号に記載された
曲率調節装置上に実装しもよい。 【００５２】スペクトル狭幅化アッセンブリの全ての構
成要素を１つのモジュールあるいはエンクロージャー中
に位置させる必要はない。例えば、開口部は、後部ウィ
ンドウをレーザビーム放電チャンバ上に位置させたアッ
センブリまたは、ウィンドウとアッセンブリとの間のプ
レートに設けてもよい。また、プリズムおよび格子は、
レーザ要素の全てを含む筐体内の梁部(beam)またはレー
ル部に取り付けられた別々のプラットフォーム上に設け
られてもよい。 【００５３】本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリを
備えたレーザは、従来より長い寿命を有する。本発明の
スペクトル狭幅化アッセンブリは、その光学部材に対す
る熱損傷が少ない。熱は光学部材を歪ませ、またはこれ
ら部材において不純物または欠陥を存在させることによ
りいっそうこれらの部材を損傷する。損傷率は、部材中
の熱および欠陥が大きくなるほど増加し、また、部材が
加熱または冷却される速度が急速になるほど増加する。
従って、本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリを備え
たレーザは、修理または交換が必要になるまでの動作寿
命がより長い。 【００５４】発明の好適な実施態様において、本発明の
スペクトル狭幅化アッセンブリを備えたレーザは、光学
グレードの溶融シリカプリズムを有するスペクトル狭幅
化アッセンブリを備えたレーザよりも狭いバンド幅を提
供する。以下の実施例は、レーザビームのバンド幅が、
約1.1pm（スペクトル狭幅化アッセンブリ中に光学グレ
ードの溶融シリカプリズムを用いた場合）から、約0.75
pm〜0.8pm（スペクトル狭幅化アッセンブリの最後のプ
リズムおよび／または最後から２番目のプリズムを熱的
に安定な材料（CaF₂など）で形成した場合）まで減少し
た様子を示している。このように、本発明のスペクトル
狭幅化アッセンブリを備えたレーザは、好適な実施態様
において、バンド幅が減少するという追加的な効果も有
する。 【００５５】本発明によるレーザは、ビーム幅変動が実
質的に少なく、従って拡張比の変動が実質的に少ない。
ビームエキスパンダを通して拡張された後のレーザビー
ムの幅は、ビームエキスパンダのプリズムを熱的に安定
な材料以外の材料で形成した場合、最大50％まで変動し
得る。プリズムのうち少なくとも１つを熱的に安定な材
料で形成した場合、拡張されたビームの幅は実質的に減
少し、多くの場合ビーム幅の変動は約10％未満である。 【００５６】オプションとして、レーザは、所定のアプ
リケーションにおけるレーザビームを偏光するための偏
光部材を有していてもよい。偏光部材は、スペクトル狭
幅化アッセンブリの構成要素のいずれの前段に位置して
もよく、あるいはスペクトル狭幅化アッセンブリの構成
要素の一部であってもよい。偏光部材は偏光子などの独
立した光学部材であってもよく、また、スペクトル狭幅
化アッセンブリのプリズム上に施された偏光コーティン
グであってもよい。オプションとして、プリズムを入射
レーザビームに対してより大きな角度で実装した場合に
起きる光の実質的な損失を防ぐために、プリズムに抗反
射コーティングを施してもよい。 【００５７】多くのタイプのレーザにおいて、スペクト
ルバンド幅の変動を減少させることが望まれる際あるい
スペクトルバンド幅自体を減少させることが望まれる際
に、本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリを用いるこ
とが可能である。例えば、本発明のスペクトル狭幅化ア
ッセンブリは、CO₂レーザまたは固相レーザ（NdYAGレー
ザ等）などの他のガスレーザにも用いることができる。
本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリは、紫外光また
は近紫外光(near-UV light)を生成するレーザ（例えばK
rFまたはArFエキシマレーザ）に特に適している。 【００５８】本発明の上述の効果を、以下の実施例にお
いて例示する。請求項の範囲は好適な実施態様や以下の
実施例に限定されるものではなく、本明細書中の説明、
図面、当業者の用いるあるいは本明細書中で定義した用
語の意味、および請求項自体を考慮して解釈されるべき
である。 【００５９】（実施例１〜６および比較例Ａ〜Ｂ）全て
の例において、KrFエキシマレーザを用いて、定格波長2
48.3nmを有する細長いレーザビームを生成した。レーザ
を図１に図示するように実質的に構成した。レーザを10
0％デューティサイクルで動作させ、パルス周波数は600
Hz、ビーム出力は12mJであった。60秒間の後、レーザを
10％デューティサイクルで動作させ、1000秒間の後、レ
ーザを100％デューティサイクルに切り替えた。デュー
ティサイクルとは、所定の時間の間にレーザが発光する
時間のバーセンテージである。デューティサイクル100
％とは、所定の時間中にレーザが常に発光していた場合
を示し、デューティサイクル10％とは、所定の時間の10
％の間レーザが発光していた場合を示す（例えば、バー
スト発光0.1秒および0.9秒間アイドリングでレーザ発光
を繰り返す）。 【００６０】各プリズムを形成する材料を、表３に示す
ように変化させた。 【００６１】（比較例Ａに関する考察）図２Ａに示すよ
うに、光学グレード溶融シリカプリズムを用いたレーザ
のみが、デューティサイクル変化にともなうスペクトル
バンド幅の変動が大きかった。レーザを10％デューティ
サイクルで動作させた場合のスペクトルバンド幅（約1.
1pm）とレーザを100％デューティサイクルで動作させた
場合のスペクトルバンド幅（約0.75pm）との間の差は、
約0.35pmであった。このような光学グレードの溶融シリ
カは、典型的には約0.5×10^-6（℃）^-1の熱膨張係数、
約12.8×10^-6（℃）^-1の温度にともなう屈折率変化率、
約1.38W／m℃の熱伝導率を有し、1248.3nmの波長を有す
る光に対する吸収係数が約0.5〜１％／cmである。図２
Ｂは、レーザビームを生成するために必要な電圧が10％
デューティサイクルの場合において約740〜785ボルトの
間で変動し、100％デューティサイクルの場合において
約750〜795ボルトの間で変動したことを示している。 【００６２】（実施例１に関する考察）図３Ａに示すよ
うに、１つの溶融シリカプリズムと２つのCaF₂プリズム
とを用いたこのレーザは、デューティサイクル変化にと
もなうスペクトルバンド幅変動が少なかった。レーザを
10％デューティサイクルで動作させた場合のスペクトル
バンド幅（約0.78pm）とレーザを100％デューティサイ
クルで動作させた場合のスペクトルバンド幅（約0.76p
m）との間の差は、約0.02pmであった。さらに、10％デ
ューティサイクルにおける本発明のレーザのスペクトル
バンド幅（0.78pm）は、10％デューティサイクルにおけ
る比較例Ａのレーザのスペクトルバンド幅（1.1pm）よ
りかなり小さかった。また、本発明のレーザは、レーザ
ビーム生成中における電圧変動が少ない。本発明のレー
ザにおける電圧は、10％デューティサイクルにおいて約
610〜640ボルトの間、100％デューティサイクルにおい
て約670〜690ボルトの間だけしか変動しなかった。この
ように、本実施例は本発明の多くの利点、すなわち、ス
ペクトルバンド幅安定性が改善され、スペクトルバンド
幅が減少し、しかも必要電力がより安定することを示し
ている。 【００６３】（実施例２および３に関する考察）実施例
２および３も、スペクトル狭幅化アッセンブリの全部で
はないプリズムが熱的に安定な材料で形成される際に、
スペクトルバンド幅変動が実質的に減少することを示し
ている。特に注目に値するのは、第２および／または第
３のプリズムのみ（すなわち、３個のプリズムからなる
アッセンブリにおける、格子までの光路が２番目に短い
プリズムおよび格子までの光路が最も短いプリズム）が
熱的に安定な材料で形成される際に、スペクトルバンド
幅変動が実質的に減少している点である。 【００６４】 【表３】 【００６５】（実施例４〜６）下記表４に示す構成を用
いて上記実施例を繰り返した。 【００６６】 【表４】 【００６７】 【発明の効果】本発明によれば、様々なレーザ発光条件
下においてより一定なスペクトルバンド幅を有するレー
ザを提供することができる。本発明によれば、従来より
も小さなスペクトルバンド幅を有するレーザを提供する
ことができる。本発明によれば、電圧安定性が改善され
たレーザを提供することができる。本発明によれば、レ
ーザのディーティーサイクルの変化にも関わらず、ビー
ム拡がりおよびビーム角度に対してよりよく制御し得
る、レーザ用ビームエキスパンダを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】スペクトルバンド幅が一定なエキシマレーザを
提供する、本発明による好適なビームエキスパンダの一
例を示す図である。 【図２Ａ】本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリを備
えていないエキシマレーザにおける、スペクトルバンド
幅およびその変動を示す図である。 【図２Ｂ】図２Ａに示すスペクトルバンド幅を有するレ
ーザビームを生成するために必要な電圧を示す図であ
る。 【図３Ａ】本発明のスペクトル狭幅化アッセンブリを備
えたエキシマレーザにおける、スペクトルバンド幅およ
びその変動を示す図である。 【図３Ｂ】図３Ａに示すスペクトルバンド幅を有するレ
ーザビームを生成するために必要な電圧を示す図であ
る。 【符号の説明】 １００ 縦長のビーム １１０ エッシェル格子 １２０ ビームエキスパンダ １２２ プリズム １２４ プリズム １２６ プリズム １４０ ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イゴル ブラディミロビッチ ホメンコブ アメリカ合衆国 カリフォルニア 92129, サン ディエゴ， ジャナル ウェイ 14390 (72)発明者 リチャード エル． サンドストロム アメリカ合衆国 カリフォルニア 92024, エンシニタス， トレイルビュウ ロー ド 305 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 CA06 CA13 LA10 5F046 CA04 CB10 5F072 AA06 JJ13 KK07 KK09 KK18 SS06 YY09

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 エキシマレーザチャンバからの光ビーム
   のスペクトルバンド幅を減少するために用いるアッセン
   ブリであって、該光ビームは所望の波長範囲の光および
   所望でない波長の光を有し、該アッセンブリは、 ａ．少なくとも１つの開口部、 ｂ．少なくとも２つのプリズムを有するビームエキスパ
   ンダであって、該プリズムは該光ビームを透過する材料
   で形成され、該プリズムのうち少なくとも１つは該所望
   の波長範囲の光に対して約０．１％／ｃｍ以下の吸収係
   数を有し、これにより該プリズムのうち該少なくとも１
   つが熱的に安定となる、ビームエキスパンダおよび、 ｃ．回折格子であって、 ｉ．該少なくとも１つの開口部は、該レーザチャンバか
   らの光ビームが該開口部を通過するように位置され、該
   レーザは、複数の光ビームがバースト間に異なる時間を
   有する該バーストで該レーザチャンバから出力されるバ
   ーストモードで動作可能に構成され、 ｉｉ．該ビームエキスパンダの該プリズムは、該複数の
   光ビームが該プリズムを透過する際に該レーザからの該
   複数の光ビームが拡張されるように位置され、 ｉｉｉ．該格子は、該プリズムから出射する該複数の光
   ビームの少なくとも実質的な部分が該格子によって反射
   されるように位置され、該所望の波長範囲が反射されて
   該ビームエキスパンダの該プリズムおよび該開口部を再
   び通過して、光の該バンド幅に実質的に変動のない状態
   で、該レーザチャンバに再び入射し、該所望でない波長
   の光の実質的に全部が、反射して該レーザチャンバ中に
   再び入射することがない、回折格子を備える、アッセン
   ブリ。