JP2531788B2 - 狭帯域発振エキシマレ―ザ - Google Patents
狭帯域発振エキシマレ―ザInfo
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- JP2531788B2 JP2531788B2 JP1124898A JP12489889A JP2531788B2 JP 2531788 B2 JP2531788 B2 JP 2531788B2 JP 1124898 A JP1124898 A JP 1124898A JP 12489889 A JP12489889 A JP 12489889A JP 2531788 B2 JP2531788 B2 JP 2531788B2
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- discharge
- excimer laser
- beam expander
- laser
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08004—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
- H01S3/08009—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection using a diffraction grating
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- H—ELECTRICITY
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
- H01S3/1055—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating
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- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は狭帯域発振エキシマレーザに関し、特に縮
小投影露光装置の光源に採用して好適なものである。
小投影露光装置の光源に採用して好適なものである。
半導体装置製造用の縮小投影露光装置（以下ステッパ
ーという）の光源としてエキシマレーザの利用が注目さ
れている。これはエキシマレーザの波長が短い（KrFレ
ーザの波長は約248.4nm）ことから光露光の限界を0.5μ
ｍ以下に延ばせる可能性があること、同じ解像度なら従
来用いていた水銀ランプのｇ線やｉ線に比較して焦点深
度が深いこと、レンズの開口数（NA）が小さくてすみ、
露光領域を大きくできること、大きなパワーが得られる
こと等の多くの優れた利点が期待できるからである。
ーという）の光源としてエキシマレーザの利用が注目さ
れている。これはエキシマレーザの波長が短い（KrFレ
ーザの波長は約248.4nm）ことから光露光の限界を0.5μ
ｍ以下に延ばせる可能性があること、同じ解像度なら従
来用いていた水銀ランプのｇ線やｉ線に比較して焦点深
度が深いこと、レンズの開口数（NA）が小さくてすみ、
露光領域を大きくできること、大きなパワーが得られる
こと等の多くの優れた利点が期待できるからである。
ところで、ステッパーの光源として利用されるエキシ
マレーザとしては線幅3pm以下の狭帯化が要求され、し
かも大きな出力パワーが要求される。
マレーザとしては線幅3pm以下の狭帯化が要求され、し
かも大きな出力パワーが要求される。
エキシマレーザの狭帯域化の技術としては従来インジ
ェクションロック方式と呼ばれるものがある。このイン
ジェンクションロック方式は、オシレータ段のキャビテ
ィ内に波長選択素子（エタロン・回折格子・プリズム
等）を配置し、ピンホールによって空間モードを制限し
て単一モード発振させ、このレーザ光を増幅段によって
注入同期する。この方式によると比較的大きな出力パワ
ーが得られるが、ミスショットがあったり、ロッキング
効率を100％とすることが困難であったり、スペクトル
純度が悪くなるという欠点がある。また、この方式の場
合その出力光はコヒーレンス性が高く、これを縮小露光
装置の光源に用いた場合はスペックル・パターンが発生
する。一般にスペックル・パターンの発生はレーザ光に
含まれる空間横モードの数に依存すると考えられてい
る。すなわち、レーザ光に含まれる空間横モードの数が
少ないとスペックル・パターンが発生し易くなり、逆に
空間モードの数が多くなるとスペックル・パターンは発
生しにくくなることが知られている。上述したインジェ
クションロック方式は本質的には空間横モードの数を著
しく減らすことによって狭帯域化を行う技術であり、ス
ペックル・パターンの発生が大きな問題となるため縮小
投影露光装置には採用できない。エキシマレーザの狭帯
域化の技術として他に有望なものは波長選択素子である
エヤーギャップエタロンを用いたものがある。このエア
ーギャップエタロンを用いた従来技術としてはAT＆Ｔベ
ル研究所によるエキシマレーザのフロントミラーとレー
ザチャンバとの間にエアーギャップエタロンを配置し、
エキシマレーザの狭帯域化を図ろうとする技術が提案さ
れている。しかし、この方式はスペクトル線幅をあまり
狭くできず、かつ、エアーギャップエタロン挿入による
パワーロスが大きいという問題があり、更に空間横モー
ドの数もあまり多くすることができないという欠点があ
る。またエアーギャップエタロンは耐久性に問題があ
る。そこで、比較的耐久性に優れたグレーティングを波
長選択素子として採用して構成したエキシマレーザが提
案されている。しかしながら、このグレーティングを用
いた従来の装置はグレーティングの利用の仕方に問題が
あり効率よく狭帯域化できないという問題があった。
ェクションロック方式と呼ばれるものがある。このイン
ジェンクションロック方式は、オシレータ段のキャビテ
ィ内に波長選択素子（エタロン・回折格子・プリズム
等）を配置し、ピンホールによって空間モードを制限し
て単一モード発振させ、このレーザ光を増幅段によって
注入同期する。この方式によると比較的大きな出力パワ
ーが得られるが、ミスショットがあったり、ロッキング
効率を100％とすることが困難であったり、スペクトル
純度が悪くなるという欠点がある。また、この方式の場
合その出力光はコヒーレンス性が高く、これを縮小露光
装置の光源に用いた場合はスペックル・パターンが発生
する。一般にスペックル・パターンの発生はレーザ光に
含まれる空間横モードの数に依存すると考えられてい
る。すなわち、レーザ光に含まれる空間横モードの数が
少ないとスペックル・パターンが発生し易くなり、逆に
空間モードの数が多くなるとスペックル・パターンは発
生しにくくなることが知られている。上述したインジェ
クションロック方式は本質的には空間横モードの数を著
しく減らすことによって狭帯域化を行う技術であり、ス
ペックル・パターンの発生が大きな問題となるため縮小
投影露光装置には採用できない。エキシマレーザの狭帯
域化の技術として他に有望なものは波長選択素子である
エヤーギャップエタロンを用いたものがある。このエア
ーギャップエタロンを用いた従来技術としてはAT＆Ｔベ
ル研究所によるエキシマレーザのフロントミラーとレー
ザチャンバとの間にエアーギャップエタロンを配置し、
エキシマレーザの狭帯域化を図ろうとする技術が提案さ
れている。しかし、この方式はスペクトル線幅をあまり
狭くできず、かつ、エアーギャップエタロン挿入による
パワーロスが大きいという問題があり、更に空間横モー
ドの数もあまり多くすることができないという欠点があ
る。またエアーギャップエタロンは耐久性に問題があ
る。そこで、比較的耐久性に優れたグレーティングを波
長選択素子として採用して構成したエキシマレーザが提
案されている。しかしながら、このグレーティングを用
いた従来の装置はグレーティングの利用の仕方に問題が
あり効率よく狭帯域化できないという問題があった。
このように従来のエキシマレーザは狭帯域化、出力パ
ワー、空間横モードの数、耐久性のいずれかの点におい
て問題があり、これをそのままステッパーの光源として
用いることはできなかった。
ワー、空間横モードの数、耐久性のいずれかの点におい
て問題があり、これをそのままステッパーの光源として
用いることはできなかった。
そこでこの発明は、波長選択素子としてグレーティン
グを採用し、しかも効率よく狭帯域化できる狭帯域化発
振エキシマレーザを提供することを目的とする。
グを採用し、しかも効率よく狭帯域化できる狭帯域化発
振エキシマレーザを提供することを目的とする。
この発明の狭帯域発振エキシマレーザにおいてはグレ
ーティングを、その線引方向がレーザの放電方向と略垂
直になるように配置し、グレーティングに照射される光
ビームを拡大するビームエキスパンダを用いて、このビ
ームエキスパンダもそのビーム拡大方向がレーザの放電
方向と略垂直になるように配置する。
ーティングを、その線引方向がレーザの放電方向と略垂
直になるように配置し、グレーティングに照射される光
ビームを拡大するビームエキスパンダを用いて、このビ
ームエキスパンダもそのビーム拡大方向がレーザの放電
方向と略垂直になるように配置する。
更に光共振器内にアパーチャを配置する場合はこのア
パーチャをレーザの放電方向に長い形状にする。
パーチャをレーザの放電方向に長い形状にする。
更に光共振器のフロントミラーをシリンドリカルミラ
ーを用いて構成し、この場合、シリンドリカルミラーの
機械軸をレーザの放電方向と一致（平行）させる。
ーを用いて構成し、この場合、シリンドリカルミラーの
機械軸をレーザの放電方向と一致（平行）させる。
エキシマレーザはそのビーム広がり角がレーザの放電
方向に垂直な方向よりもレーザの放電方向の方が大き
い。そこで、グレーティングの線引方向をレーザの放電
方向と略垂直にすることにより効率よく狭帯域化するこ
とができる。
方向に垂直な方向よりもレーザの放電方向の方が大き
い。そこで、グレーティングの線引方向をレーザの放電
方向と略垂直にすることにより効率よく狭帯域化するこ
とができる。
またビームエキスパンダのビーム拡大方向をレーザの
放電方向と略垂直にすることによっても狭帯域化の効率
は向上する。
放電方向と略垂直にすることによっても狭帯域化の効率
は向上する。
更に光共振器内に配置されたアパーチャの形状をレー
ザの放電方向に長い形状にすることによって狭帯域化の
効率は向上する。
ザの放電方向に長い形状にすることによって狭帯域化の
効率は向上する。
更に、光共振器のフロントミラーをシリンドリカルミ
ラーから構成し、このシリンドルカルミラーの機械軸を
レーザの放電方向と一致させることによって更に狭帯域
化の効率は向上する。
ラーから構成し、このシリンドルカルミラーの機械軸を
レーザの放電方向と一致させることによって更に狭帯域
化の効率は向上する。
以下、この発明に係わる狭帯域発振エキシマレーザの
実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
第１図はこの発明に係わる狭帯域発振エキシマレーザ
の一実施例を示したもので、第１図（ａ）はその側面
図、第１図（ｂ）はその正面図を示している。第１図
（ａ）および第１図（ｂ）において、この実施例の狭帯
域発振エキシマレーザはフロントミラー10とレーザチャ
ンバ20とリアミラーとして機能するグレーティング30か
ら構成されるいわゆるリトロー配置をとっている。ま
た、レーザチャンバ20とグレーティング30との間にはプ
リズムによるビームエキスパンダが挿入されている。こ
こで、第１図において、プリズム41、42がレーザチャン
バ20から出力されたレーザビームを拡大してグレーティ
ング31に照射させるビームエキスパンダを構成してい
る。
の一実施例を示したもので、第１図（ａ）はその側面
図、第１図（ｂ）はその正面図を示している。第１図
（ａ）および第１図（ｂ）において、この実施例の狭帯
域発振エキシマレーザはフロントミラー10とレーザチャ
ンバ20とリアミラーとして機能するグレーティング30か
ら構成されるいわゆるリトロー配置をとっている。ま
た、レーザチャンバ20とグレーティング30との間にはプ
リズムによるビームエキスパンダが挿入されている。こ
こで、第１図において、プリズム41、42がレーザチャン
バ20から出力されたレーザビームを拡大してグレーティ
ング31に照射させるビームエキスパンダを構成してい
る。
また、レーザチャンバ20内にはレーザガスとしてKrF
等が封入され、このレーザガスを放電励起するための電
極23、24が設けられ、更にこのレーザチャンバ20には発
振レーザ光を通すウィンドウ21、22が設けられている。
等が封入され、このレーザガスを放電励起するための電
極23、24が設けられ、更にこのレーザチャンバ20には発
振レーザ光を通すウィンドウ21、22が設けられている。
グレーティング30は光の回折を利用して特定波長の光
を選択するもので、一定方向に配列された多数の溝が形
成されいる。この明細書ではこの多数の溝と直角の方向
を線引方向と称している。グレーティング30はこの線引
方向を含む平面内で入射光に対するグレーティング30の
角度θを可変させることにより特定の波長の光を選択す
ることができる。すなわち、グレーティング30は入射光
に対するグレーティングの角度θに対応する特定の光の
みを所定の方向（この場合入射光の方向）に反射させ、
これによって特定の波長の光に対する選択動作を行な
う。
を選択するもので、一定方向に配列された多数の溝が形
成されいる。この明細書ではこの多数の溝と直角の方向
を線引方向と称している。グレーティング30はこの線引
方向を含む平面内で入射光に対するグレーティング30の
角度θを可変させることにより特定の波長の光を選択す
ることができる。すなわち、グレーティング30は入射光
に対するグレーティングの角度θに対応する特定の光の
みを所定の方向（この場合入射光の方向）に反射させ、
これによって特定の波長の光に対する選択動作を行な
う。
さて、この実施例ではグレーティング30の線引方向が
レーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂直
になっており、プリズム41、42によるビームエキスパン
ダによるビーム拡大方向（すなわちプリズムの陵線方向
と垂直な方向）はグレーティング30の線引方向、すなわ
ちレーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂
直な方向に一致している。
レーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂直
になっており、プリズム41、42によるビームエキスパン
ダによるビーム拡大方向（すなわちプリズムの陵線方向
と垂直な方向）はグレーティング30の線引方向、すなわ
ちレーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂
直な方向に一致している。
ところで、一般にレーザチャンバ20のウィンドウ22か
ら出力されるレーザビームの広がり角は電極23、24によ
る放電方向、すなわち電極23、24の配列方向よりもこの
放電方向に垂直な方向の方が小さい。
ら出力されるレーザビームの広がり角は電極23、24によ
る放電方向、すなわち電極23、24の配列方向よりもこの
放電方向に垂直な方向の方が小さい。
そこでグレーティング30の線引方向をこの放電方向に
垂直な方向に一致させると、グレーティング30における
ビーム広がりを最小にすることができ、これにより効率
よく狭帯域化することができる。
垂直な方向に一致させると、グレーティング30における
ビーム広がりを最小にすることができ、これにより効率
よく狭帯域化することができる。
また、プリズム41、42によるビームエキスパンダによ
るビーム拡大方向（すなわちプリズムの陵線方向と垂直
な方向）をグレーティング30の線引方向、すなわちレー
ザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂直な方
向に一致させるようにすることによって、グレーティン
グ30におけるビーム広がり角がビームエキスパンダの拡
大率の逆数分だけ小さくなるので狭帯域化の効率を高め
ることができる。
るビーム拡大方向（すなわちプリズムの陵線方向と垂直
な方向）をグレーティング30の線引方向、すなわちレー
ザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂直な方
向に一致させるようにすることによって、グレーティン
グ30におけるビーム広がり角がビームエキスパンダの拡
大率の逆数分だけ小さくなるので狭帯域化の効率を高め
ることができる。
第２図（ａ），（ｂ）は第１図に示した実施例のプリ
ズム41、42によるビームエキスパンダの代わりに２個の
シリンドリカルレンズ43、44により構成されたビームエ
キスパンダを用いたこの発明の他の実施例を側面図およ
び平面図で示したものである。なお、第２図以下の図面
において第１図に示した実施例と同一の機能を果たす部
分には説明の便宜上同じ符号を付する。
ズム41、42によるビームエキスパンダの代わりに２個の
シリンドリカルレンズ43、44により構成されたビームエ
キスパンダを用いたこの発明の他の実施例を側面図およ
び平面図で示したものである。なお、第２図以下の図面
において第１図に示した実施例と同一の機能を果たす部
分には説明の便宜上同じ符号を付する。
この実施例の場合も、グレーティング30の線引方向は
レーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂直
にされ、シリンドリカルレンズ43、44によるビームエキ
スパンダのビーク拡大方向はグレーティング30の線引方
向と一致するように構成される。
レーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と垂直
にされ、シリンドリカルレンズ43、44によるビームエキ
スパンダのビーク拡大方向はグレーティング30の線引方
向と一致するように構成される。
第３図（ａ），（ｂ）はこの発明に係わる狭帯域発振
エキシマレーザの他の実施例を側面図および平面図で示
したものである。この実施例はいわゆる斜入射配置によ
って構成されたものである。なお、第３図に示した実施
例は第１図で示した実施例のグレーティング30の部分が
グレーティング31と全反射ミラー32とによって構成され
る。他の部分は第１図に示したものと同一である。
エキシマレーザの他の実施例を側面図および平面図で示
したものである。この実施例はいわゆる斜入射配置によ
って構成されたものである。なお、第３図に示した実施
例は第１図で示した実施例のグレーティング30の部分が
グレーティング31と全反射ミラー32とによって構成され
る。他の部分は第１図に示したものと同一である。
この第３図に示した実施例では全反射ミラー32がこの
狭帯域発振エキシマレーザのリヤミラーとして機能し、
グレーティング31が特定の波長のレーザ光を選択する波
長選択素子として機能する。この第３図に示した実施例
においてもグレーティング31の線引方向はレーザチャン
バ20内の電極23、24による放電方向と垂直となるように
電極23、24、グレーティング31、全反射ミラー32が夫々
配置され、更に、プリズム41、42によるビームエキスパ
ンダによるビーム拡大方向（すなわちプリズムの陵線方
向と垂直な方向）はグレーティング30の線引方向、すな
わちレーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と
垂直な方向に一致するように構成されている。
狭帯域発振エキシマレーザのリヤミラーとして機能し、
グレーティング31が特定の波長のレーザ光を選択する波
長選択素子として機能する。この第３図に示した実施例
においてもグレーティング31の線引方向はレーザチャン
バ20内の電極23、24による放電方向と垂直となるように
電極23、24、グレーティング31、全反射ミラー32が夫々
配置され、更に、プリズム41、42によるビームエキスパ
ンダによるビーム拡大方向（すなわちプリズムの陵線方
向と垂直な方向）はグレーティング30の線引方向、すな
わちレーザチャンバ20内の電極23、24による放電方向と
垂直な方向に一致するように構成されている。
これによりグレーティング31の線引方向に照射される
レーザ光の広がりは最小になり、グレーティング31にお
けるビーム広がりを最小にすることができるので高効率
で狭帯域化することが可能となる。
レーザ光の広がりは最小になり、グレーティング31にお
けるビーム広がりを最小にすることができるので高効率
で狭帯域化することが可能となる。
第４図（ａ），（ｂ）は第３図に示した実施例のプリ
ズム41、42によるビームエキスパンダの代わりに２個の
シリンドリカルレンズ43、44により構成されたビームエ
キスパンダを用いたこの発明の更に他の実施例を側面図
および平面図で示したものである。この第４図（ａ），
（ｂ）に示す実施例においても、グレーティング31の線
引方向はレーザチャンバ20内の電極23、24による放電方
向と垂直にされ、シリンドリカルレンズ43、44によるビ
ームエキスパンダのビーム拡大方向はグレーティング31
の線引方向と一致するように構成される。
ズム41、42によるビームエキスパンダの代わりに２個の
シリンドリカルレンズ43、44により構成されたビームエ
キスパンダを用いたこの発明の更に他の実施例を側面図
および平面図で示したものである。この第４図（ａ），
（ｂ）に示す実施例においても、グレーティング31の線
引方向はレーザチャンバ20内の電極23、24による放電方
向と垂直にされ、シリンドリカルレンズ43、44によるビ
ームエキスパンダのビーム拡大方向はグレーティング31
の線引方向と一致するように構成される。
第５図（ａ），（ｂ）に示す実施例はフロントミラー
10とレーザチャンバ20との間にアパーチャ51を挿入し、
レーザチャンバ20とグレーティング30との間にアパーチ
ャ52を挿入した他の実施例を側面図および平面図で示し
たものである。
10とレーザチャンバ20との間にアパーチャ51を挿入し、
レーザチャンバ20とグレーティング30との間にアパーチ
ャ52を挿入した他の実施例を側面図および平面図で示し
たものである。
ここでアパーチャ51および52はレーザチャンバ20内の
電極23、24による放電方向に長い形状となっている。
電極23、24による放電方向に長い形状となっている。
第６図は第５図に示す装置をフロントミラー10側から
見た図である。この場合フロントミラー10の後にアパー
チャ51が見え、その後にレーザチャンバ20が見える。こ
こでアパーチャ51の孔51aはレーザチャンバ20内の電極2
3、24による放電方向に長い長方形となっている。
見た図である。この場合フロントミラー10の後にアパー
チャ51が見え、その後にレーザチャンバ20が見える。こ
こでアパーチャ51の孔51aはレーザチャンバ20内の電極2
3、24による放電方向に長い長方形となっている。
なお、レーザチャンバ20とグレーティング30の間に挿
入されるアパーチヤ52も第６図に示したアパーチャ51と
同一形状である。
入されるアパーチヤ52も第６図に示したアパーチャ51と
同一形状である。
ところで前述したように、レーザチャンバ20から出力
されるレーザビームの広がり角は電極23、24による放電
方向よりもこの放電方向に垂直な方向の方が小さくなっ
ている。したがって上述した実施例のように電極23、24
の放電方向に長い長方形のアパーチャ51、52を用いるこ
とによりレーザチャンバ20から出力されるレーザ光を効
率よく透過させることができ、これによって出力レベル
のアパーチャ挿入による減衰を最小におさえることがで
きる。
されるレーザビームの広がり角は電極23、24による放電
方向よりもこの放電方向に垂直な方向の方が小さくなっ
ている。したがって上述した実施例のように電極23、24
の放電方向に長い長方形のアパーチャ51、52を用いるこ
とによりレーザチャンバ20から出力されるレーザ光を効
率よく透過させることができ、これによって出力レベル
のアパーチャ挿入による減衰を最小におさえることがで
きる。
なお、第５図に示した実施例においては２箇所にアパ
ーチャを挿入したが、これを１箇所にすることもでき
る。また第１図乃至第４図に示した構成においても第５
図と同様のアパーチャを挿入することによって構成する
こともできる。
ーチャを挿入したが、これを１箇所にすることもでき
る。また第１図乃至第４図に示した構成においても第５
図と同様のアパーチャを挿入することによって構成する
こともできる。
なお、この場合においてもアパーチャの形状は電極の
放電方向に長い形状にされる。ただし、この形状は長方
形には限らず、例えば楕円形でもよい。またアパーチャ
を挿入する箇所は２箇所に限らず１箇所でもよい、３箇
所以上でもよい。
放電方向に長い形状にされる。ただし、この形状は長方
形には限らず、例えば楕円形でもよい。またアパーチャ
を挿入する箇所は２箇所に限らず１箇所でもよい、３箇
所以上でもよい。
なお、第１図、第２図、第５図に示すリトロー配置の
実施例において、グレーティング30は第７図に示すよう
なエシエールグレーティングを用いると好適である。
実施例において、グレーティング30は第７図に示すよう
なエシエールグレーティングを用いると好適である。
エシエールグレーティングは第７図に示すように溝の
頂角がほぼ直角となっており、またブレーズ角βの大き
なものが製作可能であるため、高効率でしかも高分解能
となっている。したがって上述したリトロー配置の第１
図、第２図、第５図に示す実施例においてグレーティン
グ30として第７図に示すようなエシエールグレーティン
グを用い、レーザ光の入射角および回折角がそのブレー
ズ角を一致するようにすれば更に効率のよい狭帯域化が
可能になり、グレーティング単一段でも充分な狭帯域化
が実現できる。
頂角がほぼ直角となっており、またブレーズ角βの大き
なものが製作可能であるため、高効率でしかも高分解能
となっている。したがって上述したリトロー配置の第１
図、第２図、第５図に示す実施例においてグレーティン
グ30として第７図に示すようなエシエールグレーティン
グを用い、レーザ光の入射角および回折角がそのブレー
ズ角を一致するようにすれば更に効率のよい狭帯域化が
可能になり、グレーティング単一段でも充分な狭帯域化
が実現できる。
第８図（ａ），（ｂ）はこの発明の更に他の実施例を
側面図および平面図で示したものである。この実施例は
フロントミラー10としてシリンドリカルミラー60を用い
て構成したものである。この第８図に示す実施例におい
てシリンドリカルミラー60はその機械軸（長さ方向に沿
ってミラーを２分する軸）をレーザチャンバ20内の電極
23、24による放電方向と一致させるようにして配置され
る。
側面図および平面図で示したものである。この実施例は
フロントミラー10としてシリンドリカルミラー60を用い
て構成したものである。この第８図に示す実施例におい
てシリンドリカルミラー60はその機械軸（長さ方向に沿
ってミラーを２分する軸）をレーザチャンバ20内の電極
23、24による放電方向と一致させるようにして配置され
る。
またシリンドリカルミラー60の曲率半径はレーザ光の
ビームウェストがグレーティング30上にくるように選択
される。すわなちシリンドリカルミラー60の曲率半径を
Ｒ、レーザのキャビティ長、すなわちシリンドリカルミ
ラー60とグレーティング30の回転軸までの長さをＬとす
るときＲ＝2Lの関係が成立するようにシリンドリカルミ
ラー60の曲率半径を選択する。またシリンドリカルミラ
ー60の機械軸とグレーティング30の回転軸を一致させ
る。
ビームウェストがグレーティング30上にくるように選択
される。すわなちシリンドリカルミラー60の曲率半径を
Ｒ、レーザのキャビティ長、すなわちシリンドリカルミ
ラー60とグレーティング30の回転軸までの長さをＬとす
るときＲ＝2Lの関係が成立するようにシリンドリカルミ
ラー60の曲率半径を選択する。またシリンドリカルミラ
ー60の機械軸とグレーティング30の回転軸を一致させ
る。
これによって更に高効率でレーザ光の狭帯域化を行な
うことができる。
うことができる。
なお、第１図乃至第４図に示した構成においてもフロ
ントミラー10を第８図に示したようなシリンドリカルミ
ラーに置換することによって同様に高効率な狭帯域化が
可能になる。
ントミラー10を第８図に示したようなシリンドリカルミ
ラーに置換することによって同様に高効率な狭帯域化が
可能になる。
また、第８図に示した構成において、１または複数の
アパーチャを挿入することもできる。かかる構成の１例
が第９図（ａ），（ｂ）に側面図および平面図に示され
る。
アパーチャを挿入することもできる。かかる構成の１例
が第９図（ａ），（ｂ）に側面図および平面図に示され
る。
第９図（ａ），（ｂ）において、シリンドリカルミラ
ー60とレーザチャンバ20との間にはアパーチャ51が配置
され、レーザチャンバ20とグレーティング30との間には
アパーチャ52が配置される。ここでアパーチャ51および
52は例えば第６図に示したようにレーザチャンバ20内の
電極23、24による放電方向に長い形状のものである。
ー60とレーザチャンバ20との間にはアパーチャ51が配置
され、レーザチャンバ20とグレーティング30との間には
アパーチャ52が配置される。ここでアパーチャ51および
52は例えば第６図に示したようにレーザチャンバ20内の
電極23、24による放電方向に長い形状のものである。
また、第１図乃至第４図のフロントミラー10を第８図
に示したようにシリンドリカルミラーに置換した構成に
おいて、更に第９図に示すようなアパーチャを１個また
は複数個挿入して構成してもよい。
に示したようにシリンドリカルミラーに置換した構成に
おいて、更に第９図に示すようなアパーチャを１個また
は複数個挿入して構成してもよい。
なお、上述した実施例においてレーザチャンバ内の電
極23、24による放電方向とグレーティング30または31の
線引方向とは必ずしも正確に垂直にする必要はない。グ
レーティング30または31の線引方向が電極23、24による
放電方向と略垂直になれば充分高効率な波長制御が可能
となる。
極23、24による放電方向とグレーティング30または31の
線引方向とは必ずしも正確に垂直にする必要はない。グ
レーティング30または31の線引方向が電極23、24による
放電方向と略垂直になれば充分高効率な波長制御が可能
となる。
また、プリズム41、42またはシリンドリカルレンズ4
3、44によるビームエキスパンダのビーム拡大方向はグ
レーティング30または31の線引方向と正確に一致する必
要はない。ビームエキスパンダのビーム拡大方向がグレ
ーティング30または31の線引方向と略一致すれば充分な
高効率の波長制御が可能となる。
3、44によるビームエキスパンダのビーム拡大方向はグ
レーティング30または31の線引方向と正確に一致する必
要はない。ビームエキスパンダのビーム拡大方向がグレ
ーティング30または31の線引方向と略一致すれば充分な
高効率の波長制御が可能となる。
またフロントミラーとしてシリンドリカルミラー60を
用いた構成においても、シリンドリカルミラー60の機械
軸が電極23、24による放電方向と略一致し、またシリン
ドリカルミラー60の曲率が式Ｒ＝2Lを略満足するように
決定されかつシリンドリカルミラー60の機械軸がグレー
ティングの回転軸と略一致するように構成されれば充分
な高効率が波長制御が可能となる。
用いた構成においても、シリンドリカルミラー60の機械
軸が電極23、24による放電方向と略一致し、またシリン
ドリカルミラー60の曲率が式Ｒ＝2Lを略満足するように
決定されかつシリンドリカルミラー60の機械軸がグレー
ティングの回転軸と略一致するように構成されれば充分
な高効率が波長制御が可能となる。
なお、本実施例ではフロントミラーとしてシリンドリ
カルミラーを用いているが、通常の球面ミラーを用いて
もよい。
カルミラーを用いているが、通常の球面ミラーを用いて
もよい。
以上説明したようにこの発明によれば非常に高効率で
狭帯域化ができ、しかも耐久性に優れた狭帯域発振エキ
シマレーザを提供することができる。
狭帯域化ができ、しかも耐久性に優れた狭帯域発振エキ
シマレーザを提供することができる。
第１図（ａ），（ｂ）は、プリズムによるビームエキス
パンダを用い、リトロー配置をとるこの発明の一実施例
を示す側面図および平面図、第２図（ａ），（ｂ）は、
シリンドリカルレンズによるビームエキスパンダを用
い、リトロー配置をとるこの発明の他の実施例を示す側
面図および平面図、第３図（ａ），（ｂ）は、プリズム
によるビームエキスパンダを用い、斜入射配置をとるこ
の発明の更に他の一実施例を示す側面図および平面図、
第４図（ａ），（ｂ）は、シリンドリカルレンズによる
ビームエキスパンダを用い、斜入射配置をとるこの発明
の他の実施例を示す側面図および平面図、第５図
（ａ），（ｂ）は、アパーチャを挿入したこの発明の他
の実施例を示す側面図および平面図、第６図は第５図に
示す実施例をフロントミラー方向から見た図、第７図は
エシエールグレーティングの一例を示す図、第８図
（ａ），（ｂ）はフロントミラーとしてシリンドリカル
ミラーを用いたこの発明の他の実施例を示す側面図およ
び平面図、第９図（ａ），（ｂ）はフロントミラーとし
てシリンドリカルミラーを用い、かつアパーチャを挿入
したこの発明の他の実施例を示す側面図および平面図で
ある。 10……フロントミラー、20……レーザチャンバ、21,22
……ウィンド、23,24……電極、30,31……グレーティン
グ、32……全反射ミラー、41,42……プリズム、43,44…
…シリンドリカルレンズ、51,52……アパーチャ、60…
…シリンドリカルミラー。
パンダを用い、リトロー配置をとるこの発明の一実施例
を示す側面図および平面図、第２図（ａ），（ｂ）は、
シリンドリカルレンズによるビームエキスパンダを用
い、リトロー配置をとるこの発明の他の実施例を示す側
面図および平面図、第３図（ａ），（ｂ）は、プリズム
によるビームエキスパンダを用い、斜入射配置をとるこ
の発明の更に他の一実施例を示す側面図および平面図、
第４図（ａ），（ｂ）は、シリンドリカルレンズによる
ビームエキスパンダを用い、斜入射配置をとるこの発明
の他の実施例を示す側面図および平面図、第５図
（ａ），（ｂ）は、アパーチャを挿入したこの発明の他
の実施例を示す側面図および平面図、第６図は第５図に
示す実施例をフロントミラー方向から見た図、第７図は
エシエールグレーティングの一例を示す図、第８図
（ａ），（ｂ）はフロントミラーとしてシリンドリカル
ミラーを用いたこの発明の他の実施例を示す側面図およ
び平面図、第９図（ａ），（ｂ）はフロントミラーとし
てシリンドリカルミラーを用い、かつアパーチャを挿入
したこの発明の他の実施例を示す側面図および平面図で
ある。 10……フロントミラー、20……レーザチャンバ、21,22
……ウィンド、23,24……電極、30,31……グレーティン
グ、32……全反射ミラー、41,42……プリズム、43,44…
…シリンドリカルレンズ、51,52……アパーチャ、60…
…シリンドリカルミラー。
Claims (10)
- 【請求項１】波長選択素子としてグレーティングを用い
るとともに該グレーティングへビームエキスパンダを介
してレーザ光を照射する放電励起による狭帯域発振エキ
シマレーザにおいて、 前記グレーティングの線引方向と前記ビームエキスパン
ダのビーム拡大方向とが前記放電励起のための放電方向
とそれぞれ略垂直となるように前記グレーティングおよ
びビームエキスパンダを配置した狭帯域発振エキシマレ
ーザ。 - 【請求項２】前記グレーティングは、エシエールタイプ
のグレーティングである請求項（１）記載の狭帯域発振
エキシマレーザ。 - 【請求項３】前記ビームエキスパンダは、プリズムを用
いて構成され、前記プリズムの稜線方向は前記放電方向
と略平行にされる請求項（１）記載の狭帯域発振エキシ
マレーザ。 - 【請求項４】前記ビームエキスパンダは、シリンドリカ
ルレンズを用いて構成され、前記シリンドリカルレンズ
の機械軸は前記放電方向と略平行にされる請求項（１）
記載の狭帯域発振エキシマレーザ。 - 【請求項５】波長選択素子としてグレーティングを用い
るとともに光共振器内にアパーチャを配置した放電励起
による狭帯域発振エキシマレーザにおいて、 前記グレーティングを、その線引方向が前記放電励起の
ための放電方向と略垂直となるように配置するととも
に、前記アパーチャを前記放電方向に長い形状とした狭
帯域発振エキシマレーザ。 - 【請求項６】波長選択素子としてグレーティングを用い
るとともに該グレーティングへビームエキスパンダを介
してレーザ光を照射し、かつ光共振器内にアパーチャを
配置した放電励起による狭帯域発振エキシマレーザにお
いて、 前記グレーティングの線引方向と前記ビームエキスパン
ダのビーム拡大方向とが前記放電励起のための放電方向
とそれぞれ略垂直となるように前記グレーティングおよ
びビームエキスパンダを配置するとともに前記アパーチ
ャを前記放電方向に長い形状にした狭帯域発振エキシマ
レーザ。 - 【請求項７】波長選択素子としてグレーティングを用い
た放電励起による狭帯域発振エキシマレーザにおいて、 光共振器のフロントミラーとしてシリンドリカルミラー
を用い、 前記グレーティングを、その線引方向が前記放電励起の
ための放電方向と略垂直となるように配置するとともに
前記シリンドルカルミラーをその機械軸が前記放電方向
と略平行になるように配置した狭帯域発振エキシマレー
ザ。 - 【請求項８】波長選択素子としてグレーティングを用い
るとともに該グレーティングへビームエキスパンダを介
してレーザ光を照射した放電励起による狭帯域発振エキ
シマレーザにおいて、 光共振器のフロントミラーとしてシリンドリカルミラー
を用い 前記グレーティングの線引方向と前記ビームエキスパン
ダのビーム拡大方向とが前記放電励起のための放電方向
とそれぞれ略垂直となるように前記グレーティングおよ
びビームエキスパンダを配置するとともに前記シリンド
リカミラーをその機械軸が前記放電方向と略平行になる
ように配置した狭帯域発振エキシマレーザ。 - 【請求項９】波長選択素子としてグレーティングを用い
るとともに光共振器内にアパーチャを配置した放電励起
による狭帯域発振エキシマレーザにおいて、 前記光共振器のフロントミラーとしてシリンドリカルミ
ラーを用い、 前記グレーティングを、その線引き方向が前記放電励起
のための放電方向と略垂直となるように配置するととも
に前記シリンドリカルミラーをその機械軸が前記放電方
向と略平行になるように配置し、更に前記アパーチャを
前記放電方向に長い形状にした狭帯域発振エキシマレー
ザ。 - 【請求項１０】波長選択素子としてグレーティングを用
いるとともに該グレーティングへビームエキスパンダを
介してレーザ光を照射し、かつ光共振器内にアパーチャ
を配置した放電励起による狭帯域発振エキシマレーザに
おいて、 前記光共振器のフロントミラーとしてシリンドリカルミ
ラーを用い、 前記グレーティングの線引方向と前記ビームエキスパン
ダのビーム拡大方向とが前記放電励起のための放電方向
とそれぞれ略垂直となるように前記グレーティングおよ
びビームエキスパンダを配置するとともに前記シリンド
リカルミラーをその機械軸が前記放電方向と略平行にな
るように配置し、更に前記アパーチャを前記放電方向に
長い形状にした狭帯域発振エキシマレーザ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124898A JP2531788B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 狭帯域発振エキシマレ―ザ |
| CA002064207A CA2064207A1 (en) | 1989-05-18 | 1990-05-18 | Narrow band excimer laser |
| EP90907459A EP0472727B1 (en) | 1989-05-18 | 1990-05-18 | Narrow-band oscillation excimer laser |
| PCT/JP1990/000639 WO1990014704A1 (fr) | 1989-05-18 | 1990-05-18 | Laser excimer a oscillation a bande etroite |
| DE69012813T DE69012813T2 (de) | 1989-05-18 | 1990-05-18 | Schmalbandiger excimerlaser. |
| US08/573,593 US5596596A (en) | 1989-05-18 | 1995-12-15 | Narrow band excimer laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124898A JP2531788B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 狭帯域発振エキシマレ―ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02303178A JPH02303178A (ja) | 1990-12-17 |
| JP2531788B2 true JP2531788B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=14896836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1124898A Expired - Lifetime JP2531788B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 狭帯域発振エキシマレ―ザ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5596596A (ja) |
| EP (1) | EP0472727B1 (ja) |
| JP (1) | JP2531788B2 (ja) |
| CA (1) | CA2064207A1 (ja) |
| DE (1) | DE69012813T2 (ja) |
| WO (1) | WO1990014704A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7170920B2 (en) | 2000-07-20 | 2007-01-30 | Komatsu Ltd. | Laser device |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2836566B2 (ja) * | 1995-12-08 | 1998-12-14 | 日本電気株式会社 | 波長安定化狭帯域エキシマレーザ装置 |
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| CN1061786C (zh) * | 1996-12-27 | 2001-02-07 | 中国科学院电子学研究所 | 高功率窄线宽可调谐激光器 |
| US5898725A (en) * | 1997-01-21 | 1999-04-27 | Cymer, Inc. | Excimer laser with greater spectral bandwidth and beam stability |
| US5835520A (en) * | 1997-04-23 | 1998-11-10 | Cymer, Inc. | Very narrow band KrF laser |
| US5852627A (en) * | 1997-09-10 | 1998-12-22 | Cymer, Inc. | Laser with line narrowing output coupler |
| US5856991A (en) * | 1997-06-04 | 1999-01-05 | Cymer, Inc. | Very narrow band laser |
| US6028879A (en) * | 1997-06-04 | 2000-02-22 | Cymer, Inc. | Narrow band laser with etalon based output coupler |
| DE69813812T2 (de) * | 1997-07-01 | 2003-11-06 | Cymer Inc | Sehr schmalbandiger laser mit instabilem resonator |
| US6094448A (en) * | 1997-07-01 | 2000-07-25 | Cymer, Inc. | Grating assembly with bi-directional bandwidth control |
| IL138064A (en) * | 1998-03-04 | 2004-06-20 | Cymer Inc | Laser excimer KrF reliable narrow-band, modular create |
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