JP2715609B2 - 狭帯域化レーザ装置 - Google Patents
狭帯域化レーザ装置Info
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- JP2715609B2 JP2715609B2 JP498590A JP498590A JP2715609B2 JP 2715609 B2 JP2715609 B2 JP 2715609B2 JP 498590 A JP498590 A JP 498590A JP 498590 A JP498590 A JP 498590A JP 2715609 B2 JP2715609 B2 JP 2715609B2
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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
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70058—Mask illumination systems
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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
- H01S3/05—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
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- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/0811—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体集積回路の超微細加工等の露光用光
源として用いられる狭帯域化レーザ装置に関するもので
ある。
源として用いられる狭帯域化レーザ装置に関するもので
ある。
従来の技術 従来より、半導体集積回路の微細パターンの露光用光
源としてエキシマレーザが注目されている。エキシマレ
ーザはレーザ媒質としてクリプトン、キセノン等の希ガ
スとふっ素、塩素等のハロゲンガスを組み合わせること
により353nmから193nmの間のいくつかの波長でパターン
露光に十分な出力を有する発振線を得ることができる。
源としてエキシマレーザが注目されている。エキシマレ
ーザはレーザ媒質としてクリプトン、キセノン等の希ガ
スとふっ素、塩素等のハロゲンガスを組み合わせること
により353nmから193nmの間のいくつかの波長でパターン
露光に十分な出力を有する発振線を得ることができる。
これらエキシマレーザの利得バンド幅は、約1nmと広
く、光共振器と組み合わせて発振させた場合、発振線が
0.5nm程度の帯域幅（半値全幅）を持つ。このように比
較的広い帯域幅を持つレーザ光を露光用光源として用い
た場合、露光光学系に色収差を補正した結像光学系を採
用する必要がある。ところが、波長が350nm以下の紫外
域では、結像光学系に用いるレンズの光学材料の選択の
幅が限られ、色収差の補正が困難となる。エキシマレー
ザを露光装置に用いる場合、レーザ発振線の帯域幅を0.
005nm程度にまで単色化できれば色収差補正をしない結
像光学系を利用することが可能となり、露光装置の光学
系の簡略化、更には、露光装置全体の小型化、価格の低
減を実現することができる。
く、光共振器と組み合わせて発振させた場合、発振線が
0.5nm程度の帯域幅（半値全幅）を持つ。このように比
較的広い帯域幅を持つレーザ光を露光用光源として用い
た場合、露光光学系に色収差を補正した結像光学系を採
用する必要がある。ところが、波長が350nm以下の紫外
域では、結像光学系に用いるレンズの光学材料の選択の
幅が限られ、色収差の補正が困難となる。エキシマレー
ザを露光装置に用いる場合、レーザ発振線の帯域幅を0.
005nm程度にまで単色化できれば色収差補正をしない結
像光学系を利用することが可能となり、露光装置の光学
系の簡略化、更には、露光装置全体の小型化、価格の低
減を実現することができる。
広い帯域幅を持つレーザ光を単色化するには、狭い透
過帯域を持つ波長選択フィルターを通せば良い。しか
し、この方法では、レーザ出力が著しく減衰し、露光用
光源として実用に供することができない。そこで、波長
選択素子を共振器内に設置し、出力を減衰させることな
く単色化する方法が一般に採用されている。この一例と
して、例えば、特開昭63−160287号公報記載の構成が知
られている。
過帯域を持つ波長選択フィルターを通せば良い。しか
し、この方法では、レーザ出力が著しく減衰し、露光用
光源として実用に供することができない。そこで、波長
選択素子を共振器内に設置し、出力を減衰させることな
く単色化する方法が一般に採用されている。この一例と
して、例えば、特開昭63−160287号公報記載の構成が知
られている。
以下、簡単にその構成を説明すると、第８図にその構
成を示すように、全反射鏡102および半透過鏡103からな
る光共振器内に放電管101が設置されている。放電管101
には希ガスとハロゲンガスを含む媒質ガスが封入されて
おり、放電励起によってレーザ発振する。光共振器中に
は波長選択素子であるファブリペローエタロン104が設
置されている。
成を示すように、全反射鏡102および半透過鏡103からな
る光共振器内に放電管101が設置されている。放電管101
には希ガスとハロゲンガスを含む媒質ガスが封入されて
おり、放電励起によってレーザ発振する。光共振器中に
は波長選択素子であるファブリペローエタロン104が設
置されている。
このような構成のエキシマレーザ装置は、ファブリペ
ローエタロン104で選択された特定の波長の光106、10
7、108、109だけが増幅、発振するので、非常に狭い帯
域幅で、かつ高い出力の出力光105を得ることができ
る。
ローエタロン104で選択された特定の波長の光106、10
7、108、109だけが増幅、発振するので、非常に狭い帯
域幅で、かつ高い出力の出力光105を得ることができ
る。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の狭帯域化レーザ装置では、光共振
器内に定在する高いエネルギーの光が波長選択素子を通
過するため、波長選択素子の変形や劣化を招き、選択波
長の変動や、出力の低下が発生し、その結果、露光装置
の光源として用いた場合、製品に不良を生じるなどの課
題があった。
器内に定在する高いエネルギーの光が波長選択素子を通
過するため、波長選択素子の変形や劣化を招き、選択波
長の変動や、出力の低下が発生し、その結果、露光装置
の光源として用いた場合、製品に不良を生じるなどの課
題があった。
本発明は、このような従来技術の課題を解決するもの
で、波長選択素子の変形、劣化による波長変動や出力の
低下がない狭帯域化レーザ装置を提供することを目的と
する。
で、波長選択素子の変形、劣化による波長変動や出力の
低下がない狭帯域化レーザ装置を提供することを目的と
する。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段
は、少なくともレーザ媒質と、このレーザ媒質を貫く共
振器光路を作る第１および第２の反射鏡からなる光共振
器と、上記共振器光路中に設けられた波長位相器および
偏光分離プリズムと、上記レーザ媒質から上記偏光分離
プリズムを通り、出力光が出力される出力光路以外の上
記共振器光路中に設けられ、波長を選択するグレーティ
ングを備えたものである。
は、少なくともレーザ媒質と、このレーザ媒質を貫く共
振器光路を作る第１および第２の反射鏡からなる光共振
器と、上記共振器光路中に設けられた波長位相器および
偏光分離プリズムと、上記レーザ媒質から上記偏光分離
プリズムを通り、出力光が出力される出力光路以外の上
記共振器光路中に設けられ、波長を選択するグレーティ
ングを備えたものである。
または、上記出力光路以外の共振器光路中にファブリ
ペローエタロンが１個以上設けられたものである。
ペローエタロンが１個以上設けられたものである。
そして、上記反射鏡、波長位相器、グレーティング
は、これらの素子の機能の少なくとも一部を複合化する
ことができ、また、上記偏光分離プリズムとして誘電体
多層膜による偏光分離面を有するプリズムを用いること
ができ、また、上記反射鏡と波長位相器を複合化した素
子として90°位相反射面と全反射面を有するフェズリタ
ーダープリズムを用いることができる。
は、これらの素子の機能の少なくとも一部を複合化する
ことができ、また、上記偏光分離プリズムとして誘電体
多層膜による偏光分離面を有するプリズムを用いること
ができ、また、上記反射鏡と波長位相器を複合化した素
子として90°位相反射面と全反射面を有するフェズリタ
ーダープリズムを用いることができる。
作用 本発明によれば、レーザ媒質を貫き波長選択素子であ
るグレーティング、若しくはグレーティングとファブリ
ペローエタロンを通る光共振器で作られた特定の偏波面
の光が波長位相器で偏波面を変換され、レーザ媒質で増
幅された後、偏光分離プリズムにより出力光として出力
される。したがって、波長選択素子であるグレーティン
グ、若しくはグレーティングとファブリペローエタロン
を通過する光エネルギーは、レーザ媒質の増幅率で出力
光を割算した程度に低下し、グレーティング、若しくは
グレーティングとファブリペローエタロンの変形、劣化
は著しく低減する。
るグレーティング、若しくはグレーティングとファブリ
ペローエタロンを通る光共振器で作られた特定の偏波面
の光が波長位相器で偏波面を変換され、レーザ媒質で増
幅された後、偏光分離プリズムにより出力光として出力
される。したがって、波長選択素子であるグレーティン
グ、若しくはグレーティングとファブリペローエタロン
を通過する光エネルギーは、レーザ媒質の増幅率で出力
光を割算した程度に低下し、グレーティング、若しくは
グレーティングとファブリペローエタロンの変形、劣化
は著しく低減する。
実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説
明する。
明する。
まず、本発明の第１の実施例について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例における狭帯域化レー
ザ装置を示す構成図である。第１図に示すように、希ガ
スとハロゲンガスの混合気体をレーザ媒質とする放電管
１と、レーザ媒質を貫く共振器光路を作る第１および第
２の全反射鏡２および３からなる光共振器により、紫外
域でレーザ発振する。光共振器の作る共振器光路中には
放電管１と第１の全反射鏡３の間1/4波長位相器４が設
けられると共に、放電管１と第２の全反射鏡２の間で偏
光分離器の機能とプリズムの機能を合体して一体化した
偏光分離プリズム５が設けられている。放電管１で放電
励起により発振し、レーザ媒質で増幅された光が偏光分
離プリズム５を通り、出力光12として出力される出力光
路以外の共振器光路中、すなわち、偏光分離プリズム５
と第１の全反射鏡２の間に波長選択素子であるグレーテ
ィング６が設けられ、特定の狭い帯域の波長だけが選択
されて通過するようになっている。。
ザ装置を示す構成図である。第１図に示すように、希ガ
スとハロゲンガスの混合気体をレーザ媒質とする放電管
１と、レーザ媒質を貫く共振器光路を作る第１および第
２の全反射鏡２および３からなる光共振器により、紫外
域でレーザ発振する。光共振器の作る共振器光路中には
放電管１と第１の全反射鏡３の間1/4波長位相器４が設
けられると共に、放電管１と第２の全反射鏡２の間で偏
光分離器の機能とプリズムの機能を合体して一体化した
偏光分離プリズム５が設けられている。放電管１で放電
励起により発振し、レーザ媒質で増幅された光が偏光分
離プリズム５を通り、出力光12として出力される出力光
路以外の共振器光路中、すなわち、偏光分離プリズム５
と第１の全反射鏡２の間に波長選択素子であるグレーテ
ィング６が設けられ、特定の狭い帯域の波長だけが選択
されて通過するようになっている。。
以上のような構成において、以下、その動作について
説明する。
説明する。
放電管１で発振した光は偏光の成分により偏光分離機
納を有する偏光分離プリズム５で伝播方向が分かれ、一
方の偏光成分が光７となって偏光分離プリズム５を通
る。この光７はグレーティング６で波長が選択され、第
１の全反射鏡２で反射されて光８となり、再び偏光分離
プリズム５を通過し、レーザ媒質で増幅された光９とな
って1/4波長位相器４に入る。1/4波長位相器４を通った
光９は第２の全反射鏡３で反射されて光10となり、再び
1/4波長位相器４を通過する。このように光が1/4波長位
相器４を２度通過することにより、1/2波長位相器を通
過した場合と同等になり、一方向に偏光している光９は
両方の偏光成分を含む反射光10となる。一般に1/4波長
位相器４を光の通過する軸を中心に回転させることで反
射光10の両方の偏光成分強度比率を任意に設定すること
が可能である。次に、放電管１のレーザ媒質により反射
光10は増幅され、光11となる。この光11は偏光分離機能
を有する偏光分離プリズム５により一方の偏光成分が出
力光12となって出力される。また、他方の偏光成分は通
過して光７となり、発振を継続する。ここで、1/4波長
位相器４は回転して偏光成分比率を変えることにより、
出力光12と通過光７の割合を任意に変化させて出力光12
のレーザ発振結合率を変えることができる。
納を有する偏光分離プリズム５で伝播方向が分かれ、一
方の偏光成分が光７となって偏光分離プリズム５を通
る。この光７はグレーティング６で波長が選択され、第
１の全反射鏡２で反射されて光８となり、再び偏光分離
プリズム５を通過し、レーザ媒質で増幅された光９とな
って1/4波長位相器４に入る。1/4波長位相器４を通った
光９は第２の全反射鏡３で反射されて光10となり、再び
1/4波長位相器４を通過する。このように光が1/4波長位
相器４を２度通過することにより、1/2波長位相器を通
過した場合と同等になり、一方向に偏光している光９は
両方の偏光成分を含む反射光10となる。一般に1/4波長
位相器４を光の通過する軸を中心に回転させることで反
射光10の両方の偏光成分強度比率を任意に設定すること
が可能である。次に、放電管１のレーザ媒質により反射
光10は増幅され、光11となる。この光11は偏光分離機能
を有する偏光分離プリズム５により一方の偏光成分が出
力光12となって出力される。また、他方の偏光成分は通
過して光７となり、発振を継続する。ここで、1/4波長
位相器４は回転して偏光成分比率を変えることにより、
出力光12と通過光７の割合を任意に変化させて出力光12
のレーザ発振結合率を変えることができる。
このような構成により、グレーティング６に入る発振
を継続する光７に比較して、偏光成分を1/4波長位相器
４で変換された光はレーザ媒質で増幅された後、偏光分
離プリズム５を通り、出力光12となるため、レーザ媒質
の増幅率程度が光７に比較して大きく、相対的に波長選
択素子であるグレーティング６の変形、劣化が著しく低
減することとなる。
を継続する光７に比較して、偏光成分を1/4波長位相器
４で変換された光はレーザ媒質で増幅された後、偏光分
離プリズム５を通り、出力光12となるため、レーザ媒質
の増幅率程度が光７に比較して大きく、相対的に波長選
択素子であるグレーティング６の変形、劣化が著しく低
減することとなる。
以上の説明から本実施例の構成によれば、波長選択素
子であるグレーティング６の光負荷を大幅に低減させる
ことが可能であることについては明確であるが、偏光分
離プリズム５の機能について更に詳しく説明する。
子であるグレーティング６の光負荷を大幅に低減させる
ことが可能であることについては明確であるが、偏光分
離プリズム５の機能について更に詳しく説明する。
偏光分離プリズム５は３つの機能を一体にまとめた機
能を有している。すなわち、前述のように偏光の成分に
より光の伝播方向を分離する機能を有し、また、プリズ
ムであるため、光の波長に対する選択機能（波長選択素
子機能）を有し、更に、光ビーム幅を拡大する機能（ア
ナモルフィックプリズム機能）を有する。一般にグレー
ティング６に入射する光７の光ビーム幅は広いがグレー
ティング６の有効利用幅が広がり、グレーティング６の
波長選択性が高くなる。すなわち、上記のような偏光プ
リズム５を使用することにより、３つの機能を一体化す
ることができ、これにより構成の大幅な簡略化と光軸調
整の簡略化を達成することができると共に、個別素子を
組み合わせないので、光学表面数を減少させ、光学損失
も低減することができる。以上の理由から偏光分離プリ
ズム５を使用することにより、個別の偏光分離器と通常
プリズムを独立に組み合わせた場合に比べ、より多くの
長所があることは明らかである。
能を有している。すなわち、前述のように偏光の成分に
より光の伝播方向を分離する機能を有し、また、プリズ
ムであるため、光の波長に対する選択機能（波長選択素
子機能）を有し、更に、光ビーム幅を拡大する機能（ア
ナモルフィックプリズム機能）を有する。一般にグレー
ティング６に入射する光７の光ビーム幅は広いがグレー
ティング６の有効利用幅が広がり、グレーティング６の
波長選択性が高くなる。すなわち、上記のような偏光プ
リズム５を使用することにより、３つの機能を一体化す
ることができ、これにより構成の大幅な簡略化と光軸調
整の簡略化を達成することができると共に、個別素子を
組み合わせないので、光学表面数を減少させ、光学損失
も低減することができる。以上の理由から偏光分離プリ
ズム５を使用することにより、個別の偏光分離器と通常
プリズムを独立に組み合わせた場合に比べ、より多くの
長所があることは明らかである。
第２図に上記偏光分離プリズム５の具体的な構成例を
示す。プリズム材料はエキシマレーザ光で透明な石英や
CaF2などを使用し、光11の入射面には誘電体多層膜によ
る偏光分離面51を形成してある。一般に誘電体の構成と
厚みを設計することにより、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏
光成分を反射する多層膜を形成することができる。した
がって、Ｓ偏光とＰ偏光の混合した光11は上記多層膜か
らなる偏光分離面51をＰ偏光成分のみ透過し、Ｓ偏光成
分は反射して出力光12となる。光の出射面は無反射コー
ト面（ARコート面）52に形成され、出射角θtで光７と
して出射する。プリズムの項角φを設定することによ
り、出射角θtを入射角θiに比較して十分に小さくす
る。例えば、θiは50〜85°程度で、θtは０〜10°程度
に設定される。これにより、入射光11のビーム幅より出
射光７のビーム幅は拡大される。第１図に示す光８は第
２図に示す７、11と逆方向に偏光分離プリズム５を通過
する。
示す。プリズム材料はエキシマレーザ光で透明な石英や
CaF2などを使用し、光11の入射面には誘電体多層膜によ
る偏光分離面51を形成してある。一般に誘電体の構成と
厚みを設計することにより、Ｐ偏光成分を透過し、Ｓ偏
光成分を反射する多層膜を形成することができる。した
がって、Ｓ偏光とＰ偏光の混合した光11は上記多層膜か
らなる偏光分離面51をＰ偏光成分のみ透過し、Ｓ偏光成
分は反射して出力光12となる。光の出射面は無反射コー
ト面（ARコート面）52に形成され、出射角θtで光７と
して出射する。プリズムの項角φを設定することによ
り、出射角θtを入射角θiに比較して十分に小さくす
る。例えば、θiは50〜85°程度で、θtは０〜10°程度
に設定される。これにより、入射光11のビーム幅より出
射光７のビーム幅は拡大される。第１図に示す光８は第
２図に示す７、11と逆方向に偏光分離プリズム５を通過
する。
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例におけ
る狭帯域化レーザ装置を示し、第３図（ａ）は構成図、
第３図（ｂ）はフェーズリターダープリズムの左側面図
である。第３図（ａ）、（ｂ）において、フェーズリタ
ーダープリズム40は第１図に示す上記第１の実施例にお
ける1/4波長位相器４と第２の全反射鏡３の機能を合わ
せて一体化した機能を有している。グレーティング60は
第１図に示す上記第１の実施例におけるグレーティング
６と第１の全反射鏡２の機能を合わせ持った機能を有し
ている。他の部分は上記第１の実施例と同様である。
る狭帯域化レーザ装置を示し、第３図（ａ）は構成図、
第３図（ｂ）はフェーズリターダープリズムの左側面図
である。第３図（ａ）、（ｂ）において、フェーズリタ
ーダープリズム40は第１図に示す上記第１の実施例にお
ける1/4波長位相器４と第２の全反射鏡３の機能を合わ
せて一体化した機能を有している。グレーティング60は
第１図に示す上記第１の実施例におけるグレーティング
６と第１の全反射鏡２の機能を合わせ持った機能を有し
ている。他の部分は上記第１の実施例と同様である。
第４図は上記フェーズリターダープリズム40の構成図
である。フェーズリターダープリズム40は合成石英やCa
F2などの高透過率材料で作られ、第４図から明らかなよ
うに光９、光10が入射、出射する面は無反射コート面
（ARコート面）43に形成され、入射光（光19）の表面直
反射が出射光（光10）と混合しないように、表面を２度
程度傾けている。このため、通常の45°プリズムと異な
り、45°、47°、88°が使用されている。光９がプリズ
ム内部に入って反射する面が90°位相反射面42に形成さ
れている。この面42は誘電体多層膜で誘電体の構成と厚
みを設計することにより、Ｐ偏光波とＳ偏光波の反射に
90°位相差を持たせたもので、1/4波長と光学的には同
等の機能を有する。90°位相反射面42で反射した光は全
反射面41により正反射され、逆コースで出射光（光10）
となる。全反射面41も誘電体多層膜で容易に形成するこ
とができる。
である。フェーズリターダープリズム40は合成石英やCa
F2などの高透過率材料で作られ、第４図から明らかなよ
うに光９、光10が入射、出射する面は無反射コート面
（ARコート面）43に形成され、入射光（光19）の表面直
反射が出射光（光10）と混合しないように、表面を２度
程度傾けている。このため、通常の45°プリズムと異な
り、45°、47°、88°が使用されている。光９がプリズ
ム内部に入って反射する面が90°位相反射面42に形成さ
れている。この面42は誘電体多層膜で誘電体の構成と厚
みを設計することにより、Ｐ偏光波とＳ偏光波の反射に
90°位相差を持たせたもので、1/4波長と光学的には同
等の機能を有する。90°位相反射面42で反射した光は全
反射面41により正反射され、逆コースで出射光（光10）
となる。全反射面41も誘電体多層膜で容易に形成するこ
とができる。
このように本実施例によれば、上記第１の実施例の1/
4波長位相器４と第２の全反射鏡３を一体化した機能を
有するフェーズリーターダープリズム40を用いるので、
構成を簡略化すると共に、調整を容易に行なうことがで
きる。
4波長位相器４と第２の全反射鏡３を一体化した機能を
有するフェーズリーターダープリズム40を用いるので、
構成を簡略化すると共に、調整を容易に行なうことがで
きる。
第５図は上記フェーズリターダープリズム40のマウン
ト装置例を示す。第５図に示すように、フェーズリター
ダープリズム40は微動台62上の回転台61に支持され、回
転台61と共に光路65に対して回転させることができる。
この回転角θを変化させることにより、出射光の偏光成
分の比率を任意に設定可能であり、第３図の角度θに対
応する。これは、第１図に示す上記第１の実施例の1/4
波長位相器４を回転して偏光成分比率を変化させたこと
と同等である。そして、上記微動台62、すなわち、フェ
ーズリターダープリズム40を微動マイクロメータ63、64
で微調整することにより、光路65の角度Θとφを微調整
し、装置の光軸を合わせることができる。
ト装置例を示す。第５図に示すように、フェーズリター
ダープリズム40は微動台62上の回転台61に支持され、回
転台61と共に光路65に対して回転させることができる。
この回転角θを変化させることにより、出射光の偏光成
分の比率を任意に設定可能であり、第３図の角度θに対
応する。これは、第１図に示す上記第１の実施例の1/4
波長位相器４を回転して偏光成分比率を変化させたこと
と同等である。そして、上記微動台62、すなわち、フェ
ーズリターダープリズム40を微動マイクロメータ63、64
で微調整することにより、光路65の角度Θとφを微調整
し、装置の光軸を合わせることができる。
第３図に示す上記グレーティング60はエシェレ格子や
エシェロン格子などのように、入射光路と出射光路の一
致したグレーティングで、例えば、第６図に示すよう
に、反射面61が入射光７と出射光８に対して正反射面を
構成している。このように構成されたグレーティング60
を使用することにより、第１図に示す上記第１の実施例
のグレーティング６と第１の全反射鏡２を兼用すること
ができる。これにより、構成の簡略化と調整の容易化を
達成することができる。
エシェロン格子などのように、入射光路と出射光路の一
致したグレーティングで、例えば、第６図に示すよう
に、反射面61が入射光７と出射光８に対して正反射面を
構成している。このように構成されたグレーティング60
を使用することにより、第１図に示す上記第１の実施例
のグレーティング６と第１の全反射鏡２を兼用すること
ができる。これにより、構成の簡略化と調整の容易化を
達成することができる。
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
第７図は本発明の第３の実施例における狭帯域化レー
ザ装置を示す構成図である。
ザ装置を示す構成図である。
本実施例においては第３図に示す上記第３の実施例と
同様に、第１図に示す上記第１の実施例における波長選
択素子であるグレーティング６と第１の全反射鏡２の機
能を合わせ持つグレーティング60に加え、このグレーテ
ィング60と偏光分離プリズム５の間に波長選択素子であ
るファブリペローエタロン70をも同時に使用している。
他の部分の構成は第３図に示す上記第２の実施例と同様
である。一般にファブリペローエタロン70はグレーティ
ング60より容易に狭い帯域の波長を選択することができ
るので、狭帯域性は良いが、ｎ次の共振波長の前後にｎ
−１次とｎ＋１次があるため、スプリアス光が発生しや
すい。そこで、本実施例によれば、グレーティング60で
比較的粗い波長の選択を行ない、ファブリペローエタロ
ン70で細かい選択を行なうことができるので、狭帯域
で、スプリアス光のない光を得ることが可能となる。し
たがって、本実施例によれば、KrFエキシマレーザで出
力低下することなく、帯域幅2pm以下の狭帯域化を図る
ことができる。
同様に、第１図に示す上記第１の実施例における波長選
択素子であるグレーティング６と第１の全反射鏡２の機
能を合わせ持つグレーティング60に加え、このグレーテ
ィング60と偏光分離プリズム５の間に波長選択素子であ
るファブリペローエタロン70をも同時に使用している。
他の部分の構成は第３図に示す上記第２の実施例と同様
である。一般にファブリペローエタロン70はグレーティ
ング60より容易に狭い帯域の波長を選択することができ
るので、狭帯域性は良いが、ｎ次の共振波長の前後にｎ
−１次とｎ＋１次があるため、スプリアス光が発生しや
すい。そこで、本実施例によれば、グレーティング60で
比較的粗い波長の選択を行ない、ファブリペローエタロ
ン70で細かい選択を行なうことができるので、狭帯域
で、スプリアス光のない光を得ることが可能となる。し
たがって、本実施例によれば、KrFエキシマレーザで出
力低下することなく、帯域幅2pm以下の狭帯域化を図る
ことができる。
なお、ファブリペローエタロン70を複数個使用して波
長の選択性を向上させるようにしても良い。
長の選択性を向上させるようにしても良い。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、レーザ媒質を貫
き波長選択素子であるグレーティング、若しくはグレー
ティングとファブリペローエタロンを通る光共振器で作
られた特定の偏波面の光が波長位相器で偏波面を変換さ
れ、レーザ媒質で増幅された後、偏光分離プリズムによ
り出力光として出力される。したがって、波長選択素子
であるグレーティング、若しくはグレーティングとファ
ブリペローエタロンを通過する光エネルギーは、レーザ
媒質の増幅率で出力光を割算した程度に低下し、グレー
ティング、若しくはグレーティングとファブリペローエ
タロンの変形、劣化は著しく低減するので、選択波長の
変動や、出力の低下がなく、露光用光源に最適な狭帯域
化レーザ装置を提供できるものである。
き波長選択素子であるグレーティング、若しくはグレー
ティングとファブリペローエタロンを通る光共振器で作
られた特定の偏波面の光が波長位相器で偏波面を変換さ
れ、レーザ媒質で増幅された後、偏光分離プリズムによ
り出力光として出力される。したがって、波長選択素子
であるグレーティング、若しくはグレーティングとファ
ブリペローエタロンを通過する光エネルギーは、レーザ
媒質の増幅率で出力光を割算した程度に低下し、グレー
ティング、若しくはグレーティングとファブリペローエ
タロンの変形、劣化は著しく低減するので、選択波長の
変動や、出力の低下がなく、露光用光源に最適な狭帯域
化レーザ装置を提供できるものである。
第１図および第２図は本発明の第１の実施例における狭
帯域化レーザ装置を示し、第１図は全体の構成図、第２
図は偏光分離プリズムの構成図、第３図は本発明の第２
の実施例における狭帯域化レーザ装置の構成図、第４図
はフェーズリターダープリズムの構成図、第５図はフェ
ーズリターダープリズムのマウント装置の構成図、第６
図はグレーティングの構成図、第７図は本発明の第３の
実施例における狂帯域化レーザ装置を示す全体の構成
図、第８図は従来の狭帯域化レーザ装置を示す構成図で
ある。 １…放電管、2,3……全反射鏡、４…1/4波長位相器、５
…偏光分離プリズム、６…グレーティング、12…出力
光、40…フェーズリターダープリズム、60…グレーティ
ング、70…ファブリペローエタロン。
帯域化レーザ装置を示し、第１図は全体の構成図、第２
図は偏光分離プリズムの構成図、第３図は本発明の第２
の実施例における狭帯域化レーザ装置の構成図、第４図
はフェーズリターダープリズムの構成図、第５図はフェ
ーズリターダープリズムのマウント装置の構成図、第６
図はグレーティングの構成図、第７図は本発明の第３の
実施例における狂帯域化レーザ装置を示す全体の構成
図、第８図は従来の狭帯域化レーザ装置を示す構成図で
ある。 １…放電管、2,3……全反射鏡、４…1/4波長位相器、５
…偏光分離プリズム、６…グレーティング、12…出力
光、40…フェーズリターダープリズム、60…グレーティ
ング、70…ファブリペローエタロン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 圭一郎 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (72)発明者 宮田 威男 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番 １号 松下技研株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−119112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−57773（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200385（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−87084（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】少なくともレーザ媒質と、このレーザ媒質
を貫く共振器光路を作る第１および第２の反射鏡からな
る光共振器と、上記共振器光路中に設けられた波長位相
器および偏光分離プリズムと、上記レーザ媒質から上記
偏光分離プリズムを通り、出力光が出力される出力光路
以外の上記共振器光路中に設けられ、波長を選択するグ
レーティングを備えた狭帯域化レーザ装置。 - 【請求項２】出力光路以外の共振器光路中にファブリペ
ローエタロンが１個以上設けられた請求項１記載の狭帯
域化レーザ装置。 - 【請求項３】反射鏡、波長位相器、グレーティングは、
これらの素子の機能の少なくとも一部が複合化されてい
る請求項１または２記載の狭帯域化レーザ装置。 - 【請求項４】偏光分離プリズムが誘電体多層膜による偏
光分離面を有するプリズムである請求項１または２記載
の狭帯域化レーザ装置。 - 【請求項５】反射鏡と波長位相器を複合化した素子が90
°位相反射面と全反射面を有するフェーズリターダープ
リズムである請求項３記載の狭帯域化レーザ装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP498590A JP2715609B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 狭帯域化レーザ装置 |
| US07/487,080 US4985898A (en) | 1989-06-14 | 1990-03-01 | Narrow-band laser apparatus |
| DE69031884T DE69031884T2 (de) | 1989-06-14 | 1990-03-01 | Schmalband-Laservorrichtung |
| EP90103985A EP0402570B1 (en) | 1989-06-14 | 1990-03-01 | Narrow-band laser apparatus |
| CA002011361A CA2011361C (en) | 1989-06-14 | 1990-03-02 | Narrow-band laser apparatus |
| KR1019900003141A KR930002821B1 (ko) | 1989-06-14 | 1990-03-09 | 협대역 레이저장치 |
| US07/626,145 US5150370A (en) | 1989-06-14 | 1990-12-12 | Narrow-band laser apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP498590A JP2715609B2 (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 狭帯域化レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209888A JPH03209888A (ja) | 1991-09-12 |
| JP2715609B2 true JP2715609B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=11598902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP498590A Expired - Lifetime JP2715609B2 (ja) | 1989-06-14 | 1990-01-12 | 狭帯域化レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715609B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113594840B (zh) * | 2021-09-30 | 2022-02-22 | 四川光天下激光科技有限公司 | 一种多程放大系统的种子光光路结构 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP498590A patent/JP2715609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03209888A (ja) | 1991-09-12 |
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