JP2617320B2 - レーザの波長制御装置 - Google Patents
レーザの波長制御装置Info
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- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/136—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/137—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling devices placed within the cavity for stabilising of frequency
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- 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
- H01S3/14—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
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエキシマレーザ等のレーザ光の波長を制御す
る波長制御装置に関するものである。
る波長制御装置に関するものである。
集積回路等の回路パターンを半導体ウエハ上に露光す
る縮小投影露光装置では、その露光用光源としてエキシ
マレーザ光が注目されているが、縮小投影レンズの色収
差の補正を行なわなくてもよいように、エキシマレーザ
光を波長選択素子等によって狭帯域化し、その狭帯域化
されたレーザ光を露光用光源として使用している。
る縮小投影露光装置では、その露光用光源としてエキシ
マレーザ光が注目されているが、縮小投影レンズの色収
差の補正を行なわなくてもよいように、エキシマレーザ
光を波長選択素子等によって狭帯域化し、その狭帯域化
されたレーザ光を露光用光源として使用している。
従来の狭帯域化されたエキシマレーザの波長制御装置
は、第５図に示す様に、レーザの共振器110中のレーザ
チャンバ100とフロントミラー14の間に２つのエタロン1
01,102を配置し、それぞれのエタロン101,102の角度等
を変えることによってそれぞれのエタロン101,102との
間を繰り返し反射し励起したレーザ光、フロントミラー
104から発振するように構成されている。該発振レーザ
光はビームスプリッタ105a,105b,105cより一部反射され
る。ここで発振波長の検出手段としては、ビームスプリ
ッタ105b,105cより反射されたレーザ光をレンズ106,107
を介してモニタ用のエタロン108,109に導きこれら２個
のモニタ用エタロン108,109によって波長を検出してい
る。
は、第５図に示す様に、レーザの共振器110中のレーザ
チャンバ100とフロントミラー14の間に２つのエタロン1
01,102を配置し、それぞれのエタロン101,102の角度等
を変えることによってそれぞれのエタロン101,102との
間を繰り返し反射し励起したレーザ光、フロントミラー
104から発振するように構成されている。該発振レーザ
光はビームスプリッタ105a,105b,105cより一部反射され
る。ここで発振波長の検出手段としては、ビームスプリ
ッタ105b,105cより反射されたレーザ光をレンズ106,107
を介してモニタ用のエタロン108,109に導きこれら２個
のモニタ用エタロン108,109によって波長を検出してい
る。
ところが、波長検出器としてモニターエタロンまたは
回折格子型の分光器を用いる場合、環境変化（たとえ
ば、温度、気圧等の変化）によって、測定される波長が
変化するために高精度に波長の絶対値を検出するという
ことが困難であった。
回折格子型の分光器を用いる場合、環境変化（たとえ
ば、温度、気圧等の変化）によって、測定される波長が
変化するために高精度に波長の絶対値を検出するという
ことが困難であった。
したがって、このような波長検出器を使用して狭帯域
発振エキシマレーザの波長制御を行った場合、長期間に
波長の絶対値を高精度に制御し、安定化することは不可
能であった。
発振エキシマレーザの波長制御を行った場合、長期間に
波長の絶対値を高精度に制御し、安定化することは不可
能であった。
以下、本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。
第１図に本発明に係るレーザの波長制御装置の基本構
成を示す。
成を示す。
狭帯域発振エキシマレーザの共振器はリアミラー１と
フロントミラー５の間に波長選択素子２およびレーザチ
ャンバ３を配設することによって構成されている。3a,3
bはレーザチャンバ３のウインドウである。
フロントミラー５の間に波長選択素子２およびレーザチ
ャンバ３を配設することによって構成されている。3a,3
bはレーザチャンバ３のウインドウである。
狭帯域化されたレーザ光はフロントミラー５から出射
しこのレーザ光の一部をビームスプリッタ６によって分
取する。
しこのレーザ光の一部をビームスプリッタ６によって分
取する。
この分取されたレーザ光は回折格子型分光器８に導入
される。一方、基準レーザ光源７から発生した基準レー
ザ光も回折格子型分光器８は基準レーザ光および狭帯域
化されたレーザ光の回折光の入射スリットの回折像の位
置を検出し、その出力を波長コントローラ９に送出す
る。波長コントローラ９では、これら両回折像の位置に
基づいて狭帯域化されたレーザ光の波長の絶対波長を検
出し、設定波長とこの検出絶対波長との差を計算する。
この波長差分だけ波長選択素子２の選択波長を変化させ
るために、波長コントローラ９から波長選択素子ドライ
バ10に信号が送られる。この波長選択素子ドライバ10に
よって波長選択素子２の選択波長が制御される。
される。一方、基準レーザ光源７から発生した基準レー
ザ光も回折格子型分光器８は基準レーザ光および狭帯域
化されたレーザ光の回折光の入射スリットの回折像の位
置を検出し、その出力を波長コントローラ９に送出す
る。波長コントローラ９では、これら両回折像の位置に
基づいて狭帯域化されたレーザ光の波長の絶対波長を検
出し、設定波長とこの検出絶対波長との差を計算する。
この波長差分だけ波長選択素子２の選択波長を変化させ
るために、波長コントローラ９から波長選択素子ドライ
バ10に信号が送られる。この波長選択素子ドライバ10に
よって波長選択素子２の選択波長が制御される。
以上の操作を繰り返すことによって、狭帯域発振した
エキシマレーザ光の波長は、基準レーザ光源７の安定性
に準ずる精度で安定化が行われる。
エキシマレーザ光の波長は、基準レーザ光源７の安定性
に準ずる精度で安定化が行われる。
前記波長選択素子２の例としては、エタロン、回折格
子、プリズム及びこれらを複数個もしくは複数個組み合
せて構成されている。
子、プリズム及びこれらを複数個もしくは複数個組み合
せて構成されている。
波長選択素子２の選択波長を変化させる手段として
は、狭帯域発振エキシマレーザ光の光軸と波長選択素子
とのなす角度をパルスモータ等で変化させたり、エタロ
ンの場合はピエゾ素子を使用してエアキャップを変化さ
せたり、エアキャップ内の圧力を変化させること等を用
いることができる。
は、狭帯域発振エキシマレーザ光の光軸と波長選択素子
とのなす角度をパルスモータ等で変化させたり、エタロ
ンの場合はピエゾ素子を使用してエアキャップを変化さ
せたり、エアキャップ内の圧力を変化させること等を用
いることができる。
また、基準レーザ光と狭帯域発振エキシマレーザ光の
サンプル光を同一光路に導く手段としては、合流型の光
ファイバーを用いたり、基準レーザ光のみを透過しかつ
エキシマレーザ光のみを反射するかまたはその逆の特性
をもつミラーを用いることができる。
サンプル光を同一光路に導く手段としては、合流型の光
ファイバーを用いたり、基準レーザ光のみを透過しかつ
エキシマレーザ光のみを反射するかまたはその逆の特性
をもつミラーを用いることができる。
また、回折格子型分光器８を補正する手段としては基
準光が常に同一波長として検出されるように、回折像と
ドライバ8aによって、回折格子型分光器８に内蔵された
図示しない回折格子の回転角を制御し、これにより狭帯
域化されたエキシマレーザ光の波長の絶対波長を検出す
るように構成することもできる。
準光が常に同一波長として検出されるように、回折像と
ドライバ8aによって、回折格子型分光器８に内蔵された
図示しない回折格子の回転角を制御し、これにより狭帯
域化されたエキシマレーザ光の波長の絶対波長を検出す
るように構成することもできる。
第２図に回折格子型分光器による波長検出原理を示
す。
す。
基準レーザ光および分取された狭帯域化されたエキシ
マレーザ光を同一光路で入射光学系21に入射させ、ミラ
ー13により全反射させて凹面鏡12に導き、この凹面鏡12
により入射スリット14の位置のわずかに手前側で集光さ
せ、入射スリット14を照明する。スリット14を透過した
光は凹面鏡15により平行光に変換され回折格子16に照射
される。
マレーザ光を同一光路で入射光学系21に入射させ、ミラ
ー13により全反射させて凹面鏡12に導き、この凹面鏡12
により入射スリット14の位置のわずかに手前側で集光さ
せ、入射スリット14を照明する。スリット14を透過した
光は凹面鏡15により平行光に変換され回折格子16に照射
される。
回折格子16によって反射回折した光は波長によって反
射角が異なる。この回折光は凹面鏡17により反射され回
折光の入射スリット像として焦点面22に結像する。
射角が異なる。この回折光は凹面鏡17により反射され回
折光の入射スリット像として焦点面22に結像する。
焦点面22にはそれぞれの波長に対するそれぞれの回折
光の入射スリット像18,19が結像することになり、波長
が変化すると入射スリット像18,19の位置が変化する。
光の入射スリット像18,19が結像することになり、波長
が変化すると入射スリット像18,19の位置が変化する。
そこで、この基準光源の回折光の入射スリット像18と
狭帯域化されたエキシマレーザ光の入射スリット像19の
位置を光位置センサ20によってそれぞれ検出する。この
光位置センサ20の出力信号は波長コントローラへ送られ
る。
狭帯域化されたエキシマレーザ光の入射スリット像19の
位置を光位置センサ20によってそれぞれ検出する。この
光位置センサ20の出力信号は波長コントローラへ送られ
る。
光位置センサ20としては、例えばフォトダイオードア
レイまたはPSD（POSITION SENSITIVE DETECTOR,半導
体位置検出素子）を用いることができる。
レイまたはPSD（POSITION SENSITIVE DETECTOR,半導
体位置検出素子）を用いることができる。
ところで、一般に、間隔（格子定数）ｄの等間隔直線
溝をもつ平面回折格子の主断面に平行に白色平行光線を
入射させるとき、波長λの回折光の強度の主極大は ｄ（pmα＋pmβ）＝ｍλ （ｍ＝0,±1,±２≧…） …（１） を満たす回折角βの方向に生じる。ここでαとβは回折
格子の面に立てた法線とのなす角である。
溝をもつ平面回折格子の主断面に平行に白色平行光線を
入射させるとき、波長λの回折光の強度の主極大は ｄ（pmα＋pmβ）＝ｍλ （ｍ＝0,±1,±２≧…） …（１） を満たす回折角βの方向に生じる。ここでαとβは回折
格子の面に立てた法線とのなす角である。
ここで、入射角αが一定のときある回折角βの位置に
観測される回折光には、（１）式から波長λの一次（ｍ
＝１）の回折光のほか、λ/2の二次（ｍ＝２），λ/3の
三次（ｍ＝３）……などの回折光が現われ次数の重なり
を生じる。
観測される回折光には、（１）式から波長λの一次（ｍ
＝１）の回折光のほか、λ/2の二次（ｍ＝２），λ/3の
三次（ｍ＝３）……などの回折光が現われ次数の重なり
を生じる。
なお、ここで、ｍ＝ｎの回折光はｎ次の回折光と呼ば
れる。つまり、 λ１＝ｍλ２ …（２） （ｍは自然数）の関係が成立すれば回折角βは同じとな
る。
れる。つまり、 λ１＝ｍλ２ …（２） （ｍは自然数）の関係が成立すれば回折角βは同じとな
る。
したがって、回折格子を用いた分光器の場合（２）式
が成立するような関係となれば波長λ１と波長λ２の焦
点面22での入射スリット像の位置は一致することにな
る。またλ１≒ｍλ２（ｍは自然数）ならばほぼ一致す
るような近接した位置になる。
が成立するような関係となれば波長λ１と波長λ２の焦
点面22での入射スリット像の位置は一致することにな
る。またλ１≒ｍλ２（ｍは自然数）ならばほぼ一致す
るような近接した位置になる。
そこで、狭帯域発振エキシマレーザ光の波長λＥと基
準レーザ光の波長λＳの関係を λＳ≒ｍλＥ …（３） となるような基準レーザ光源を使用することによって、
狭帯域発振エキシマレーザの発振光をmxn次の回折光で
検出し、基準光源の光をｎ次の回折光で検出し、これら
両回折光の入射スリット像（18,19）の位置を検出する
ことによって、狭帯域発振エキシマレーザの発振光の波
長の絶対値を検出することができる。
準レーザ光の波長λＳの関係を λＳ≒ｍλＥ …（３） となるような基準レーザ光源を使用することによって、
狭帯域発振エキシマレーザの発振光をmxn次の回折光で
検出し、基準光源の光をｎ次の回折光で検出し、これら
両回折光の入射スリット像（18,19）の位置を検出する
ことによって、狭帯域発振エキシマレーザの発振光の波
長の絶対値を検出することができる。
このような組合わせの具体例としては、 KrF狭帯域発振エキシマレーザの場合は、発振波長が2
48.35nmチューニング範囲±0.3nm程度であるので、基準
レーザ光源としてはAr+レーザの496.5nmの発振線、He−
Seレーザの497.6または499.3nmの発振線を用いることが
できる。すなわち、KrF狭帯域発振エキシマレーザ光は2
n次の回折光の回折像を、基準レーザ光（Ar+レーザまた
はHe−Seレーザ光）はｎ次の回折光の回折像を検出する
ことができる。このように、狭帯域発振エキシマレーザ
光をmxn次光、基準レーザ光をｎ次光で検出するとする
と、狭帯域発振エキシマレーザ光の波長検出精度が、基
準レーザ光に比してｍ倍となる。
48.35nmチューニング範囲±0.3nm程度であるので、基準
レーザ光源としてはAr+レーザの496.5nmの発振線、He−
Seレーザの497.6または499.3nmの発振線を用いることが
できる。すなわち、KrF狭帯域発振エキシマレーザ光は2
n次の回折光の回折像を、基準レーザ光（Ar+レーザまた
はHe−Seレーザ光）はｎ次の回折光の回折像を検出する
ことができる。このように、狭帯域発振エキシマレーザ
光をmxn次光、基準レーザ光をｎ次光で検出するとする
と、狭帯域発振エキシマレーザ光の波長検出精度が、基
準レーザ光に比してｍ倍となる。
また逆に、基準レーザ光自身の波長変化による影響
は、狭帯域発振エキシマレーザ光に比して、ｍ分の１倍
となるため、基準レーザ光の波長安定性以上に狭帯域発
振エキシマレーザ光の波長安定化を行なうことが可能と
なる。
は、狭帯域発振エキシマレーザ光に比して、ｍ分の１倍
となるため、基準レーザ光の波長安定性以上に狭帯域発
振エキシマレーザ光の波長安定化を行なうことが可能と
なる。
したがって、基準レーザ光の波長と狭帯域発振エキシ
マレーザの波長がほぼ同じであり、同じ次数の回折光を
回折格子型分光器で検出する場合およびモニターエタロ
ンに基準レーザ光を入射させて検出する場合よりも本案
の波長検出手段の方がより高精度に狭帯域発振エキシマ
レーザ光の波長の絶対値を検知でき波長安定化が可能と
なる。
マレーザの波長がほぼ同じであり、同じ次数の回折光を
回折格子型分光器で検出する場合およびモニターエタロ
ンに基準レーザ光を入射させて検出する場合よりも本案
の波長検出手段の方がより高精度に狭帯域発振エキシマ
レーザ光の波長の絶対値を検知でき波長安定化が可能と
なる。
第３図に波長検出器として回折格子型分光器を用い、
センサーとして光位置センサを用いた場合の波長コント
ローラの制御フローチャートを示す。
センサーとして光位置センサを用いた場合の波長コント
ローラの制御フローチャートを示す。
まず、基準レーザの回折光の出射スリット像18の中心
位置XSおよび狭帯域化されたエキシマレーザ光の回折光
の出射スリット像19の中心位置XEを読み込む（ステップ
91）。次に両スリット像の位置の差ΔXS-Eを計算し、こ
の値に基づいてΔλs-Eを計算する（ステップ92）。
位置XSおよび狭帯域化されたエキシマレーザ光の回折光
の出射スリット像19の中心位置XEを読み込む（ステップ
91）。次に両スリット像の位置の差ΔXS-Eを計算し、こ
の値に基づいてΔλs-Eを計算する（ステップ92）。
次に、設定波長λ０と基準光源λＳとの差Δλ０とす
るとΔλ０とΔλS-Eとの差Δλを計算する（ステップ9
3）。
るとΔλ０とΔλS-Eとの差Δλを計算する（ステップ9
3）。
このΔλは、設定波長と狭帯域化されたエキシマレー
ザ光の波長との差であり、この波長差分波長選択素子の
選択波長をシフトさせるように波長選択素子ドライバへ
信号を送る（ステップ94）。これによって設定波長と一
致した狭帯域化されたエキシマレーザ光が得られる。
ザ光の波長との差であり、この波長差分波長選択素子の
選択波長をシフトさせるように波長選択素子ドライバへ
信号を送る（ステップ94）。これによって設定波長と一
致した狭帯域化されたエキシマレーザ光が得られる。
この実施例では両回折光の入射スリット像の位置差を
検出することによって分光器において生じる環境変化等
（たとえば温度、気圧等）に起因する誤差を補正してい
る。
検出することによって分光器において生じる環境変化等
（たとえば温度、気圧等）に起因する誤差を補正してい
る。
また、基準レーザ光の回折光の入射スリットの回折像
の位置が焦点面上で常に同じ位置となるように回折格子
の角度を常に制御することによって分光器において生じ
る変動を補正しておいて、狭帯域化されたエキシマレー
ザ光の波長を検出してもよい。
の位置が焦点面上で常に同じ位置となるように回折格子
の角度を常に制御することによって分光器において生じ
る変動を補正しておいて、狭帯域化されたエキシマレー
ザ光の波長を検出してもよい。
次に、基準レーザ光の回折像と狭帯域発振エキシマレ
ーザ光の回折像の位置を光位置検出器で検出する手段に
ついての実施例を示す。
ーザ光の回折像の位置を光位置検出器で検出する手段に
ついての実施例を示す。
たとえば、光位置検出器としてPSDを設置した場合、
基準レーザ光をサンプルする光ファイバーの入り口にシ
ャッターSSを設置し、狭帯域発振エキシマレーザ光をサ
ンプルする光ファイバーの入口にシャッターSEを設置
し、基準レーザ光のサンプル時には、シャッターSSを開
け、シャッターSSを閉じる。また、狭帯域発振エキシマ
レーザ光のサンプル時には、この逆の操作を行う。
基準レーザ光をサンプルする光ファイバーの入り口にシ
ャッターSSを設置し、狭帯域発振エキシマレーザ光をサ
ンプルする光ファイバーの入口にシャッターSEを設置
し、基準レーザ光のサンプル時には、シャッターSSを開
け、シャッターSSを閉じる。また、狭帯域発振エキシマ
レーザ光のサンプル時には、この逆の操作を行う。
また、基準レーザ光としてAr+レーザのような連線発
振レーザを使用する場合、狭帯域発振エキシマレーザは
パルス発振レーザであるので、エキシマレーザ光につい
てはハイパスフィルタ、Ar+レーザ光についてはローパ
スフィルタを介して検出することによって、シャッター
を用いなくても両回折像の位置と同時検出することがで
きる。またもし、狭帯域発振エキシマレーザの回折像の
位置検出精度にAr+レーザ光が常に入射することによっ
て悪影響がある場合は、狭帯域発振エキシマレーザの回
折像のサンプル時は、基準レーザ光をサンプル光ファイ
バーの入口にシャッターを設置し、シャッターを閉じて
検出してもよい。
振レーザを使用する場合、狭帯域発振エキシマレーザは
パルス発振レーザであるので、エキシマレーザ光につい
てはハイパスフィルタ、Ar+レーザ光についてはローパ
スフィルタを介して検出することによって、シャッター
を用いなくても両回折像の位置と同時検出することがで
きる。またもし、狭帯域発振エキシマレーザの回折像の
位置検出精度にAr+レーザ光が常に入射することによっ
て悪影響がある場合は、狭帯域発振エキシマレーザの回
折像のサンプル時は、基準レーザ光をサンプル光ファイ
バーの入口にシャッターを設置し、シャッターを閉じて
検出してもよい。
このように１個のPSDによって基準レーザ光および狭
帯域発振エキシマレーザ光の両回折像を検知することに
よって高精度に位置検出できる。
帯域発振エキシマレーザ光の両回折像を検知することに
よって高精度に位置検出できる。
また、光位置検出器としてCCD等のようなフォトダイ
オードアレイセンサを使用する場合は、シャッターを設
置する必要はなく、露光時間を一定にするか、狭帯域発
振エキシマレーザ光のサンプル数を一定にして、基準レ
ーザ光と狭帯域発振エキシマレーザ光の両回折光の位置
を検出すればよい。
オードアレイセンサを使用する場合は、シャッターを設
置する必要はなく、露光時間を一定にするか、狭帯域発
振エキシマレーザ光のサンプル数を一定にして、基準レ
ーザ光と狭帯域発振エキシマレーザ光の両回折光の位置
を検出すればよい。
第４図に基準光源として可視光を発生するレーザ光を
用い、さらに、この基準レーザ光の光軸とエキシマレー
ザの光軸が同一となるように配置した場合の実施例を示
す。
用い、さらに、この基準レーザ光の光軸とエキシマレー
ザの光軸が同一となるように配置した場合の実施例を示
す。
KrF狭帯域発振エキシマレーザ19は、フロントミラー
５とリアミラー１によって共振器を構成しリアミラー１
とレーザチャンバ３との間には波長選択素子としてエタ
ロン2a,2bが配置されている。リアミラー１、フロント
ミラー５、エタロン2a,2bおよびビームスプリッタ６の
反射膜をエキシマレーザ光のみを反射し、可視光が透過
するような誘電体膜とすることによって、リアミラー１
から可視光が透過するようにしている。
５とリアミラー１によって共振器を構成しリアミラー１
とレーザチャンバ３との間には波長選択素子としてエタ
ロン2a,2bが配置されている。リアミラー１、フロント
ミラー５、エタロン2a,2bおよびビームスプリッタ６の
反射膜をエキシマレーザ光のみを反射し、可視光が透過
するような誘電体膜とすることによって、リアミラー１
から可視光が透過するようにしている。
この例では基準光源としてAr+レーザ７を使用してい
る。Ar+レーザ７は496.5nmの発振を含むマルチ発振型か
もしくは496.5nmのみのシングル発振型でもよい。このA
r+レーザ光をビームスプリッタ16によってレンズ12を介
して合流型光ファイバ13に入力される。ここでビームス
プリッタ16はAr+レーザ７がマルチ発振の場合496.5nmの
発振器のみを全反射しその他の発振線は透過するような
反射膜をコートしてもよい。
る。Ar+レーザ７は496.5nmの発振を含むマルチ発振型か
もしくは496.5nmのみのシングル発振型でもよい。このA
r+レーザ光をビームスプリッタ16によってレンズ12を介
して合流型光ファイバ13に入力される。ここでビームス
プリッタ16はAr+レーザ７がマルチ発振の場合496.5nmの
発振器のみを全反射しその他の発振線は透過するような
反射膜をコートしてもよい。
ビームスプリッタ16を透過したAr+レーザ光はミラー1
8,17によってKrF狭帯域発振エキシマレーザ光軸と一致
するようにアライメントされている。このAr+レーザ光
はリアミラー１、エタロン2a,2b、ウインドウ3a、フロ
ントミラー５およびビームスプリッタ６を透過し、狭帯
域化されたエキシマレーザ光の光軸と同じとなるため、
この可視光であるAr+レーザ光によって、狭帯域化され
たエキシマレーザの光路を簡単に目視することが可能と
なり、ミラーの平行度調整を行うことができる。
8,17によってKrF狭帯域発振エキシマレーザ光軸と一致
するようにアライメントされている。このAr+レーザ光
はリアミラー１、エタロン2a,2b、ウインドウ3a、フロ
ントミラー５およびビームスプリッタ６を透過し、狭帯
域化されたエキシマレーザ光の光軸と同じとなるため、
この可視光であるAr+レーザ光によって、狭帯域化され
たエキシマレーザの光路を簡単に目視することが可能と
なり、ミラーの平行度調整を行うことができる。
また、ビームスプリッタ６によって狭帯域発振エキシ
マレーザ光はサンプルされレンズ11を介して合流型光フ
ァイバー13に入力される。そして合流型光ファイバー13
によって、Ar+レーザ光と狭帯域発振エキシマレーザ光
を回折格子型分光器８に入力し、狭帯域発振エキシマレ
ーザ光の波長の絶対値を検出し、設定の波長の差を計算
し、この波長差分だけエタロンの選択波長をシフトさせ
るようにドライバ10へ信号を送る。このようにして、設
定波長と一致した狭帯域発振エキシマレーザが得られ
る。
マレーザ光はサンプルされレンズ11を介して合流型光フ
ァイバー13に入力される。そして合流型光ファイバー13
によって、Ar+レーザ光と狭帯域発振エキシマレーザ光
を回折格子型分光器８に入力し、狭帯域発振エキシマレ
ーザ光の波長の絶対値を検出し、設定の波長の差を計算
し、この波長差分だけエタロンの選択波長をシフトさせ
るようにドライバ10へ信号を送る。このようにして、設
定波長と一致した狭帯域発振エキシマレーザが得られ
る。
以上説明したように、この実施例では、基準光源を可
視光とすることによって、狭帯域発振エキシマレーザの
アライメント光と基準レーザ光源をかねそなえた構成と
なっている。
視光とすることによって、狭帯域発振エキシマレーザの
アライメント光と基準レーザ光源をかねそなえた構成と
なっている。
以上説明したように本発明においては、狭帯域発振エ
キシマレーザ光の波長の整数倍に近いレーザ光を基準光
源として、回折格子型分光器を使用して、狭帯域発振エ
キシマレーザ光の波長の絶対値を検出し、その検出結果
によって狭帯域発振エキシマレーザの発振波長をフィー
ドバック制御するようにしたため、狭帯域発振エキシマ
レーザ光の波長を所望の波長に高精度で制御でき、温度
変化等に影響されず安定した狭帯域発振を行うことがで
きる。
キシマレーザ光の波長の整数倍に近いレーザ光を基準光
源として、回折格子型分光器を使用して、狭帯域発振エ
キシマレーザ光の波長の絶対値を検出し、その検出結果
によって狭帯域発振エキシマレーザの発振波長をフィー
ドバック制御するようにしたため、狭帯域発振エキシマ
レーザ光の波長を所望の波長に高精度で制御でき、温度
変化等に影響されず安定した狭帯域発振を行うことがで
きる。
したがって、本発明の狭帯域発振エキシマレーザを縮
小投影露光用光源として用いた場合、焦点位置および倍
率を高精度に固定できるため、縮小投影露光装置の光学
的性能を向上させることができる。
小投影露光用光源として用いた場合、焦点位置および倍
率を高精度に固定できるため、縮小投影露光装置の光学
的性能を向上させることができる。
第１図は本発明のレーザ波長制御装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は回折格子型分光器による波長検出
原理を説明する図、第３図は波長コントローラの動作を
説明するフローチャート、第４図は本発明の他の実施例
を示すブロック図、第５図は従来のレーザ波長制御装置
を示すブロック図である。 １……リアミラー、２……波長選択素子、３……レーザ
チャンバ、５……フロントミラー、６……ビームスプリ
ッタ、７……基準光源、８……回折格子型分光器、９…
…波長コントローラ、10……波長選択素子ドライバ。
ブロック図、第２図は回折格子型分光器による波長検出
原理を説明する図、第３図は波長コントローラの動作を
説明するフローチャート、第４図は本発明の他の実施例
を示すブロック図、第５図は従来のレーザ波長制御装置
を示すブロック図である。 １……リアミラー、２……波長選択素子、３……レーザ
チャンバ、５……フロントミラー、６……ビームスプリ
ッタ、７……基準光源、８……回折格子型分光器、９…
…波長コントローラ、10……波長選択素子ドライバ。
Claims (6)
- 【請求項１】波長選択素子を配設したレーザ装置におい
て、 前記波長選択素子の選択波長を変化させる手段と、 レーザ光の波長を測定するための基準光となる基準レー
ザ光を発生するレーザ光源と、 出力レーザ光と前記基準レーザ光とを回折格子を用いた
回折格子型分光器に入射させ、前記基準レーザ光の検出
値にもとづき前記出力レーザ光の絶対波長を検出する検
出手段と、 この検出手段で検出された絶対波長が所定の目的波長と
なるように前記波長選択素子を制御する制御手段と、 を具えたレーザの波長制御装置。 - 【請求項２】検出手段は、出力レーザ光をｎ次の回折光
で検出し、基準レーザ光をｎ−１次以下の回折光で検出
することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
レーザの波長制御装置。 - 【請求項３】出力レーザ光の波長λＥと基準レーザ光の
波長λＳとの間に次式 λＳ−α≦ｍλＥ≦λＳ＋α m:2以上の自然数 λS:基準レーザ光の波長 λE:狭帯域発振エキシマレーザの波長 α：回折格子型分光器の回折格子を回転させなくても同
時に検出可能な波長範囲 の関係を満たす基準レーザ光を用い、検出手段は、出力
レーザ光をmxn次の回折光で検出し、基準レーザ光をｎ
次の回折光で検出することを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載のレーザの波長制御装置。 - 【請求項４】検出手段は、出力レーザ光の回折光の出射
スリット像の位置と基準レーザ光の回折光の出射スリッ
ト像の位置差を検出することによって、出力レーザ光の
絶対波長を検出することを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載のレーザの波長制御装置。 - 【請求項５】検出手段は、基準レーザ光の回折光の出射
スリット像の位置が所定の位置になるように回折格子の
角度を制御しておき、出力レーザ光の回折光の出射スリ
ット像の位置を検出することによって該出力レーザ光の
絶対波長を検出することを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載のレーザの波長制御装置。 - 【請求項６】基準光源として可視光を発生するレーザ光
を用い、さらにこの基準レーザ光の光軸と出力レーザ光
の光軸が同一となるように前記基準光源を配置したこと
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のレーザの
波長制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214396A JP2617320B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | レーザの波長制御装置 |
| DE883891284T DE3891284T1 (de) | 1987-07-17 | 1988-07-18 | Laserwellenlaengen-regelvorrichtung |
| PCT/JP1988/000713 WO1989000779A1 (en) | 1987-07-17 | 1988-07-18 | Apparatus for controlling laser wavelength |
| US07/721,929 US5373515A (en) | 1987-07-17 | 1991-06-21 | Laser wavelength controlling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62214396A JP2617320B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | レーザの波長制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6457773A JPS6457773A (en) | 1989-03-06 |
| JP2617320B2 true JP2617320B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=16655095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62214396A Expired - Lifetime JP2617320B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-08-28 | レーザの波長制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2617320B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01101683A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ波長の安定化方法及び波長安定化レーザ |
| JP2631553B2 (ja) * | 1989-05-22 | 1997-07-16 | 株式会社小松製作所 | レーザの波長制御装置 |
| JPH0797680B2 (ja) * | 1989-06-14 | 1995-10-18 | 松下電器産業株式会社 | 狭帯域化レーザ装置 |
| US10082740B2 (en) | 2014-12-29 | 2018-09-25 | Asml Holding N.V. | Feedback control system of an alignment system |
-
1987
- 1987-08-28 JP JP62214396A patent/JP2617320B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6457773A (en) | 1989-03-06 |
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