JP2997606B2 - 狭帯域化エキシマレーザー装置 - Google Patents
狭帯域化エキシマレーザー装置Info
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- JP2997606B2 JP2997606B2 JP4328547A JP32854792A JP2997606B2 JP 2997606 B2 JP2997606 B2 JP 2997606B2 JP 4328547 A JP4328547 A JP 4328547A JP 32854792 A JP32854792 A JP 32854792A JP 2997606 B2 JP2997606 B2 JP 2997606B2
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Description
【産業上の利用分野】本発明は、半導体露光装置の光源
として使用されるエキシマレーザ装置に関する。
として使用されるエキシマレーザ装置に関する。
【従来の技術】自然発振の放電励起のエキシマレーザ装
置の概略構成は図７に示す通りである。このレーザ装置
ではレーザの発振領域を発振初期の状態から制限するよ
うなアパーチャまたはスリットは配設されていない。ま
た、グレーティングとプリズムとを配設した狭帯域エキ
シマレーザ装置の概略構成は図８に示す通りで、放電方
向の垂直方向に対して垂直方向に発振を制限するスリッ
トを配置し、このスリットによりビームの広がり角を制
限し出力レーザ光の出力を大幅に犠牲にすることでスペ
クトル線幅を狭くしている。
置の概略構成は図７に示す通りである。このレーザ装置
ではレーザの発振領域を発振初期の状態から制限するよ
うなアパーチャまたはスリットは配設されていない。ま
た、グレーティングとプリズムとを配設した狭帯域エキ
シマレーザ装置の概略構成は図８に示す通りで、放電方
向の垂直方向に対して垂直方向に発振を制限するスリッ
トを配置し、このスリットによりビームの広がり角を制
限し出力レーザ光の出力を大幅に犠牲にすることでスペ
クトル線幅を狭くしている。
【発明が解決しようとする課題】図７に示した自然発振
の放電励起のエキシマレーザ装置または図８に示した狭
帯域エキシマレーザ装置の出力レーザ光はビームのスペ
クトル純度が低くそのビーム形状は、図９に示す通りで
あり、本来長方形であるべきビーム形状が特に電極近傍
において不規則で、非常に悪い形状となっている。本発
明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、ビー
ム形状の整った出力レーザ光を発振することができるよ
うなレーザ装置を提供することを目的としている。
の放電励起のエキシマレーザ装置または図８に示した狭
帯域エキシマレーザ装置の出力レーザ光はビームのスペ
クトル純度が低くそのビーム形状は、図９に示す通りで
あり、本来長方形であるべきビーム形状が特に電極近傍
において不規則で、非常に悪い形状となっている。本発
明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、ビー
ム形状の整った出力レーザ光を発振することができるよ
うなレーザ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係る狭帯域化エキシマレーザ装置は、単一のレ
ーザチャンバと、狭帯域化素子とを有し、発生するレー
ザ光のうち一部のレーザ光の共振器内の往復を、前記共
振器中のフロント側およびリア側に配置したスリットに
より制限する狭帯域化エキシマレーザ装置であって、前
記スリットの主電極の放電方向の幅を、前記スリットが
前記主電極近傍に発生するビーム形状の不規則部分を遮
断するよう前記主電極のギャップ間隔以下であって、前
記主電極のギャップ間隔とほぼ同大とした構成とし、こ
のような構成において、前記狭帯域化素子はプリズムと
グレーティングの組み合わせ又はエタロンでよく、また
これら構成の夫々において、前記スリットの開口形状は
長方形としてよく、またこれら構成の夫々において、前
記スリットを、レーザチャンバに設置するものとし、更
に、前記スリットを、レーザチャンバ内のラビリンスに
設置してもよく、あるいは、前記スリットを、レーザ装
置のウインドホルダに設置してもよい。
本発明に係る狭帯域化エキシマレーザ装置は、単一のレ
ーザチャンバと、狭帯域化素子とを有し、発生するレー
ザ光のうち一部のレーザ光の共振器内の往復を、前記共
振器中のフロント側およびリア側に配置したスリットに
より制限する狭帯域化エキシマレーザ装置であって、前
記スリットの主電極の放電方向の幅を、前記スリットが
前記主電極近傍に発生するビーム形状の不規則部分を遮
断するよう前記主電極のギャップ間隔以下であって、前
記主電極のギャップ間隔とほぼ同大とした構成とし、こ
のような構成において、前記狭帯域化素子はプリズムと
グレーティングの組み合わせ又はエタロンでよく、また
これら構成の夫々において、前記スリットの開口形状は
長方形としてよく、またこれら構成の夫々において、前
記スリットを、レーザチャンバに設置するものとし、更
に、前記スリットを、レーザチャンバ内のラビリンスに
設置してもよく、あるいは、前記スリットを、レーザ装
置のウインドホルダに設置してもよい。
【作用】上記構成によれば、単一のレーザチャンバと、
狭帯域化素子とを有し、発生するレーザ光のうち一部の
レーザ光の共振器内の往復を、前記共振器中のフロント
側およびリア側に配置したスリットにより制限する狭帯
域化エキシマレーザ装置であって、前記スリットの主電
極の放電方向の幅を、前記スリットが前記主電極近傍に
発生するビーム形状の不規則部分を遮断するよう前記主
電極のギャップ間隔以下であって、前記主電極のギャッ
プ間隔とほぼ同大としたことを特徴とするようにしたの
で、出力レーザ光を殆ど低下させることなく、電極近傍
に発生するビーム形状の不規則部分は前記スリットによ
って遮断され、出力レーザ光のビーム形状を良くするこ
とができる。
狭帯域化素子とを有し、発生するレーザ光のうち一部の
レーザ光の共振器内の往復を、前記共振器中のフロント
側およびリア側に配置したスリットにより制限する狭帯
域化エキシマレーザ装置であって、前記スリットの主電
極の放電方向の幅を、前記スリットが前記主電極近傍に
発生するビーム形状の不規則部分を遮断するよう前記主
電極のギャップ間隔以下であって、前記主電極のギャッ
プ間隔とほぼ同大としたことを特徴とするようにしたの
で、出力レーザ光を殆ど低下させることなく、電極近傍
に発生するビーム形状の不規則部分は前記スリットによ
って遮断され、出力レーザ光のビーム形状を良くするこ
とができる。
【実施例】以下に本発明に係るレーザ装置の実施例につ
いて、図面を参照して説明する。図１はエキシマレーザ
装置の概略構造を模式的に示す断面図である。同図にお
いて、１は所定のレーザガスを封入するレーザチャン
バ、２はクロスフローファン、３，４は主電極、５はフ
ァン駆動用モータ、６はウインドウ、７はウインドウホ
ルダ、８はラビリンスである。前記レーザチャンバ１に
はダストフィルタケース９が連結され、レーザチャンバ
１とダストフィルタケース９とは、光軸方向のほぼ中央
に設けられたダストフィルタ入口１０と、レーザチャン
バ１の両端の壁面内に設けられたガス導入路１１とダス
トフィルタケース９の両端に設けられたダストフィルタ
出口１２とによって連通している。前記ダストフィルタ
ケース９内には、フロント側ウインドウ用、リア側ウイ
ンドウ用のフィルタ１３がそれぞれ配設されている。Ｋ
ｒＦエキシマレーザ装置の場合、レーザガスはレアガス
としてＫｒガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッ
ファガスとしてＮｅまたはＨｅあるいはこれらの混合ガ
スからなっている。前記レーザガスはクロスフローファ
ン２によりレーザチャンバ１内を循環し、主電極３，４
間に常に新しいガスが流れ、主電極３，４で安定したパ
ルス放電がなされるようになっている。そして、この放
電によって励起された光はフロントミラー１４とリアミ
ラー１５の共振器によって増幅され、レーザ発振する。
一方、内部循環しているレーザガスの一部はダストフィ
ルタ入口１０からダストフィルタケース９内に入り、フ
ロント側とリア側のフィルタ１３を透過してダストを含
まない清浄なレーザガスとなる。この清浄なレーザガス
は、ダストフィルタ出口１２を経てレーザチャンバ壁面
内のガス導入路１１を通り、ラビリンス８を収納する副
室１６に入る。副室１６レーザ光路上に設けられ、流入
したガスの流れを静定させるバッファ領域を形成してい
る。ここで静圧に回復したレーザガスは、ウインドウ６
の内面近傍に滞留する清浄なレーザガスを動かすことな
く、ラビリンス８を通過してレーザチャンバ１内の主電
極３，４の方向に流れる。従って、塵を含む放電領域の
レーザガスがウインドウ６に向かって流入することを防
止する。本実施例ではレーザの単一のレーザチャンバ
と、狭帯域化素子とを有し、発生するレーザ光のうち一
部のレーザ光の共振器内の往復を、前記共振器中のフロ
ント側およびリア側に配設したスリットにより制限し、
この場合、前記スリットの前記主電極の放電方向の幅
を、前記スリットが、前記主電極近傍に発生するビーム
形状の不規則部分を遮断するよう前記主電極のギャップ
間隔以下であって、前記主電極のギャップ間隔とほぼ同
大となるようにしている。尚、エキシマレーザはレーザ
発振効率が１〜２％と低いため、スリットの前記幅を主
電極間隔に比して大幅に狭くするなどの構成とすると、
出力も大幅に低下してしまい、電源の増強又はレーザ光
増幅部を設ける等の措置が必要となり、装置の大型化並
びにコストの増大という不具合をもたらす。図２〜図４
はレーザチャンバ内にスリットを配設した他の例を示し
たもので、図２は放電により発生したダストの進入を防
ぐためのラビリンスとスリットの機能を兼用させた例を
示す。（ａ）ではラビリンス８の対向部分をスリット１
７としているが、（ｂ）に示すラビリンス８の対向して
いない部分をスリット１７として光路を制限してもよ
い。図３および図４はウインドウホルダ７にスリットを
取着した例を示し、図３はウインドウ６の内側にスリッ
ト１７を取着した場合、図４はウインドウ６の外側にス
リット１７を取着した場合である。レーザチャンバにこ
のようなスリットを取着することによって、主電極とス
リットの位置精度が向上する。図５はフロントミラーま
たはリアミラーから覗いた場合の主電極３，４の放電状
態およびスリット１７の位置関係を示したものである。
実験結果では、スリット１７の幅Ｗを主電極３，４のギ
ャップ間隔以下であって、主電極のギャップ間隔とほぼ
同大とすることによって、スリット１７が主電極３，４
近傍に発生するビーム形状の不規則部分を遮断すること
が出来、この結果、図６に示すように形の良い出力レー
ザ光のビーム形状が得られた。なお、本実施例ではスリ
ットをレーザチャンバに取着したが、これに限るもので
はなく、共振器中であればどこに配設してもよい。
いて、図面を参照して説明する。図１はエキシマレーザ
装置の概略構造を模式的に示す断面図である。同図にお
いて、１は所定のレーザガスを封入するレーザチャン
バ、２はクロスフローファン、３，４は主電極、５はフ
ァン駆動用モータ、６はウインドウ、７はウインドウホ
ルダ、８はラビリンスである。前記レーザチャンバ１に
はダストフィルタケース９が連結され、レーザチャンバ
１とダストフィルタケース９とは、光軸方向のほぼ中央
に設けられたダストフィルタ入口１０と、レーザチャン
バ１の両端の壁面内に設けられたガス導入路１１とダス
トフィルタケース９の両端に設けられたダストフィルタ
出口１２とによって連通している。前記ダストフィルタ
ケース９内には、フロント側ウインドウ用、リア側ウイ
ンドウ用のフィルタ１３がそれぞれ配設されている。Ｋ
ｒＦエキシマレーザ装置の場合、レーザガスはレアガス
としてＫｒガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッ
ファガスとしてＮｅまたはＨｅあるいはこれらの混合ガ
スからなっている。前記レーザガスはクロスフローファ
ン２によりレーザチャンバ１内を循環し、主電極３，４
間に常に新しいガスが流れ、主電極３，４で安定したパ
ルス放電がなされるようになっている。そして、この放
電によって励起された光はフロントミラー１４とリアミ
ラー１５の共振器によって増幅され、レーザ発振する。
一方、内部循環しているレーザガスの一部はダストフィ
ルタ入口１０からダストフィルタケース９内に入り、フ
ロント側とリア側のフィルタ１３を透過してダストを含
まない清浄なレーザガスとなる。この清浄なレーザガス
は、ダストフィルタ出口１２を経てレーザチャンバ壁面
内のガス導入路１１を通り、ラビリンス８を収納する副
室１６に入る。副室１６レーザ光路上に設けられ、流入
したガスの流れを静定させるバッファ領域を形成してい
る。ここで静圧に回復したレーザガスは、ウインドウ６
の内面近傍に滞留する清浄なレーザガスを動かすことな
く、ラビリンス８を通過してレーザチャンバ１内の主電
極３，４の方向に流れる。従って、塵を含む放電領域の
レーザガスがウインドウ６に向かって流入することを防
止する。本実施例ではレーザの単一のレーザチャンバ
と、狭帯域化素子とを有し、発生するレーザ光のうち一
部のレーザ光の共振器内の往復を、前記共振器中のフロ
ント側およびリア側に配設したスリットにより制限し、
この場合、前記スリットの前記主電極の放電方向の幅
を、前記スリットが、前記主電極近傍に発生するビーム
形状の不規則部分を遮断するよう前記主電極のギャップ
間隔以下であって、前記主電極のギャップ間隔とほぼ同
大となるようにしている。尚、エキシマレーザはレーザ
発振効率が１〜２％と低いため、スリットの前記幅を主
電極間隔に比して大幅に狭くするなどの構成とすると、
出力も大幅に低下してしまい、電源の増強又はレーザ光
増幅部を設ける等の措置が必要となり、装置の大型化並
びにコストの増大という不具合をもたらす。図２〜図４
はレーザチャンバ内にスリットを配設した他の例を示し
たもので、図２は放電により発生したダストの進入を防
ぐためのラビリンスとスリットの機能を兼用させた例を
示す。（ａ）ではラビリンス８の対向部分をスリット１
７としているが、（ｂ）に示すラビリンス８の対向して
いない部分をスリット１７として光路を制限してもよ
い。図３および図４はウインドウホルダ７にスリットを
取着した例を示し、図３はウインドウ６の内側にスリッ
ト１７を取着した場合、図４はウインドウ６の外側にス
リット１７を取着した場合である。レーザチャンバにこ
のようなスリットを取着することによって、主電極とス
リットの位置精度が向上する。図５はフロントミラーま
たはリアミラーから覗いた場合の主電極３，４の放電状
態およびスリット１７の位置関係を示したものである。
実験結果では、スリット１７の幅Ｗを主電極３，４のギ
ャップ間隔以下であって、主電極のギャップ間隔とほぼ
同大とすることによって、スリット１７が主電極３，４
近傍に発生するビーム形状の不規則部分を遮断すること
が出来、この結果、図６に示すように形の良い出力レー
ザ光のビーム形状が得られた。なお、本実施例ではスリ
ットをレーザチャンバに取着したが、これに限るもので
はなく、共振器中であればどこに配設してもよい。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、狭
帯域化エキシマレーザ装置において、スリットの主電極
の放電方向の幅を、スリットが主電極近傍に発生するビ
ーム形状の不規則部分を遮断するよう主電極のギャップ
間隔以下であって、主電極のギャップ間隔とほぼ同大と
したので、発生するレーザ光のうち一部のレーザ光の共
振器内の往復がスリットによって制限されるもののレー
ザ装置からの出力を低下させることなく出力レーザ光の
ビームのスペクトル純度が格段に高められ出力レーザ光
のビーム形状を綺麗な形にすることができる。そして、
このスリットをレーザチャンバに取着する構成としたこ
とによって、電極とスリットの位置関係を高精度に位置
決めすることができるので、半導体露光装置用の光源と
して好適のレーザ装置とすることができる。
帯域化エキシマレーザ装置において、スリットの主電極
の放電方向の幅を、スリットが主電極近傍に発生するビ
ーム形状の不規則部分を遮断するよう主電極のギャップ
間隔以下であって、主電極のギャップ間隔とほぼ同大と
したので、発生するレーザ光のうち一部のレーザ光の共
振器内の往復がスリットによって制限されるもののレー
ザ装置からの出力を低下させることなく出力レーザ光の
ビームのスペクトル純度が格段に高められ出力レーザ光
のビーム形状を綺麗な形にすることができる。そして、
このスリットをレーザチャンバに取着する構成としたこ
とによって、電極とスリットの位置関係を高精度に位置
決めすることができるので、半導体露光装置用の光源と
して好適のレーザ装置とすることができる。
【図１】エキシマレーザ装置の概略構造を模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図２】レーザチャンバ内にスリットを配設した場合の
例を示す図で、（ａ）はラビリンスの対向部分をスリッ
トとした場合、（ｂ）はラビリンスの対向しない部分を
スリットとした場合を示す。
例を示す図で、（ａ）はラビリンスの対向部分をスリッ
トとした場合、（ｂ）はラビリンスの対向しない部分を
スリットとした場合を示す。
【図３】レーザチャンバ内にスリットを配設した場合の
例を示す図で、ウインドウの内側にスリットを取着した
場合を示す。
例を示す図で、ウインドウの内側にスリットを取着した
場合を示す。
【図４】レーザチャンバ内にスリットを配設した場合の
例を示す図で、ウインドウの外側にスリットを取着した
場合を示す。
例を示す図で、ウインドウの外側にスリットを取着した
場合を示す。
【図５】フロントミラーまたはリアミラーから覗いた場
合の主電極の放電状態および主電極とスリットとの位置
関係を示す図である。
合の主電極の放電状態および主電極とスリットとの位置
関係を示す図である。
【図６】出力レーザ光のビーム形状を示す図である。
【図７】自然発振の放電励起のエキシマレーザ装置の概
略構成を模式的に示す図である。
略構成を模式的に示す図である。
【図８】グレーティングとプリズムとを配設した狭帯域
化エキシマレーザ装置の概略構成を模式的に示す図であ
る。
化エキシマレーザ装置の概略構成を模式的に示す図であ
る。
【図９】従来のエキシマレーザ装置における出力レーザ
光のビーム形状を示す図である。
光のビーム形状を示す図である。
１ レーザチャンバ ３，４ 主電極 ７ ウインドウホルダ ８ ラビリンス １７ スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小若 雅彦 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松 製作所 研究所内 (56)参考文献 特開 平４−186684（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−174177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−42188（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−45875（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−2188（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−276234（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−12979（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−84784（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 単一のレーザチャンバと、狭帯域化素子
とを有し、発生するレーザ光のうち一部のレーザ光の共
振器内の往復を、前記共振器中のフロント側およびリア
側に配置したスリットにより制限する狭帯域化エキシマ
レーザ装置であって、 前記スリットの主電極の放電方向の幅を、前記スリット
が前記主電極近傍に発生するビーム形状の不規則部分を
遮断するよう前記主電極のギャップ間隔以下であって、
前記主電極のギャップ間隔とほぼ同大としたことを特徴
とする狭帯域化エキシマレーザ装置。 - 【請求項２】 前記狭帯域化素子はプリズムとグレーテ
ィングの組み合わせである請求項１記載の狭帯域エキシ
マレーザ装置。 - 【請求項３】 前記狭帯域化素子はエタロンである請求
項１記載の狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項４】 前記スリットの開口形状は長方形である
請求項１、２又は３記載の狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項５】 前記スリットを、前記レーザチャンバに
設置したことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載
の狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項６】 前記スリットを、前記レーザチャンバ内
のラビリンスに設置したことを特徴とする請求項１、
２、３又は４記載の狭帯域エキシマレーザ装置。 - 【請求項７】 前記スリットを、レーザ装置のウインド
ホルダに設置したことを特徴とする請求項１、２、３又
は４記載の狭帯域エキシマレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328547A JP2997606B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 狭帯域化エキシマレーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328547A JP2997606B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 狭帯域化エキシマレーザー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06152005A JPH06152005A (ja) | 1994-05-31 |
| JP2997606B2 true JP2997606B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=18211503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4328547A Expired - Lifetime JP2997606B2 (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 狭帯域化エキシマレーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997606B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5224939B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-07-03 | ギガフォトン株式会社 | 高繰返しパルスガスレーザ装置 |
| JP6170928B2 (ja) | 2012-09-18 | 2017-07-26 | ギガフォトン株式会社 | スラブ型増幅器、それを含むレーザ装置および極短紫外光生成装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0834327B2 (ja) * | 1986-08-13 | 1996-03-29 | 株式会社小松製作所 | マルチモ−ド狭帯域発振エキシマレ−ザ |
| JPH07118556B2 (ja) * | 1987-08-10 | 1995-12-18 | 三菱電機株式会社 | エキシマレ−ザ装置 |
| JP2661147B2 (ja) * | 1988-06-13 | 1997-10-08 | 株式会社島津製作所 | エキシマレーザ装置 |
| JPH0212979A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Toshiba Corp | 狭帯域ガスレーザ発振装置 |
| JPH02174177A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Okuma Mach Works Ltd | Ｃｏ↓２ガスレーザの光軸確認方法及びレーザ発振器 |
| JPH02276234A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-13 | Toshiba Corp | レーザ露光装置 |
| JP3104251B2 (ja) * | 1990-11-16 | 2000-10-30 | 日本電気株式会社 | 狭帯域エキシマレーザ装置 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4328547A patent/JP2997606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06152005A (ja) | 1994-05-31 |
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