JP3224525B2 - エタロンベース出力カプラを備える狭帯域レーザ - Google Patents
エタロンベース出力カプラを備える狭帯域レーザInfo
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
- G03F7/70575—Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願は、１９９７年６月
４日に出願された米国特許出願第08/869,239号と、１９
９７年７月１日に出願された米国特許出願第08/886,715
号と、１９９７年９月１０日に出願された米国特許出願
第08/926,721号と、１９９７年１２月８日に出願した米
国特許出願第08/987,127号との一部継続出願である。本
発明は、線狭帯域レーザに関し、特にグレーティング及
びエタロンベース線狭帯域エキシマレーザに関する。
４日に出願された米国特許出願第08/869,239号と、１９
９７年７月１日に出願された米国特許出願第08/886,715
号と、１９９７年９月１０日に出願された米国特許出願
第08/926,721号と、１９９７年１２月８日に出願した米
国特許出願第08/987,127号との一部継続出願である。本
発明は、線狭帯域レーザに関し、特にグレーティング及
びエタロンベース線狭帯域エキシマレーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ出力のバンド幅を減少させる技術
は周知である。エキシマレーザで使用される幾つかのか
かる技術は、「レーザハンドブック」（Vol.5）（North
-Holland Physics Publishing, Elsevier Science Publ
ishers）の４４乃至５０ページでJohn F. Reintjesによ
って議論されている。これらの技術は、波長選択のため
のエシェルグレーティングを含むグレーティングの利用
を包含する。グレーティングの前方にビームエキスパン
ドプリズムを使用することにより、グレーティングの有
効性を増大させることができる。
は周知である。エキシマレーザで使用される幾つかのか
かる技術は、「レーザハンドブック」（Vol.5）（North
-Holland Physics Publishing, Elsevier Science Publ
ishers）の４４乃至５０ページでJohn F. Reintjesによ
って議論されている。これらの技術は、波長選択のため
のエシェルグレーティングを含むグレーティングの利用
を包含する。グレーティングの前方にビームエキスパン
ドプリズムを使用することにより、グレーティングの有
効性を増大させることができる。
【０００３】従来技術の狭バンドＫｒＦエキシマレーザ
が図１に示されている。エキシマレーザ２の共鳴キャビ
ティは、（部分反射ミラーである）出力カプラ４とエシ
ェルグレーティング１６によって形成されている。（水
平方向が約３ｍｍで垂直方向が約２０ｍｍの断面積を有
する）レーザ出力ビーム２０の部分がレーザチャンバ３
の後ろに存在する。ビームのこの部分は、プリズム８，
１０及び１２によって水平方向に拡張され、ミラー１４
によってエシェルグレーティング１６に反射される。ミ
ラー１４は、レーザ２のために狭バンド出力を選択する
ように枢動する。グレーティング１６は、リトロー構成
で配置され、波長の選択された狭バンドは、バックオフ
ミラー１４に反射され、増幅のためにチャンバ３内にプ
リズム１２，１０及び８を介して戻される。選択された
狭バンド以外の波長での光は使い果たされ、この使い果
たされたバンド外の光はレーザチャンバ内に戻るように
反射されない。このレーザの総ビーム拡大は、約２０倍
である。ビームは水平偏波（垂直に配置された実際の表
面を備えるプリズムのＰ−偏光）を有する。パルスモー
ドにおける典型的なＫｒＦレーザ作動は、約１ｍのキャ
ビティ長を有し、約１５乃至２５ｎｓのパルスを生成す
る。従って、共鳴キャビティないのフォトンは、平均
で、キャビティ内において約３乃至５のラウンドトリッ
プを作る。各ラウンドトリップでは、ビームの約９０％
が出力カプラで存在し、約１０％が更なる増幅及び線狭
帯域化のために戻される。ビームは、それが線狭帯域化
モジュールを通過するときに、繰り返して線狭帯域化さ
れる。従来技術の構成では、ＫｒＦレーザのバンド幅は
約３００ｐｍ（半波高全幅値即ちＦＷＨＭ）のその自然
なバンド幅からＫｒＦレーザ用の約０．８ｐｍ及びＡｒ
Ｆレーザ用の約０．６ｐｍに減少される。パルスの品質
の別の重要な測定は、「９５％積分」と呼ばれる。これ
は、パルスエネルギの９５％を包含するパルスの部分の
スペクトル幅である。従来技術のＫｒＦレーザは、レー
ザの寿命以上の約３ｐｍの「９５％積分」値を提供し、
従来技術のＡｒＦレーザは、約１．５ｐｍの９５％積分
値を提供する。しかしながら、ＫｒＦレーザのいくつか
のアプリケーションは更に狭いバンド幅を要求する。Ｋ
ｒＦ及びＡｒＦ用にそれぞれ０．５ｐｍ及び０．４ｐｍ
のＦＷＨＭ値、及び２．０ｐｍ及び１．０ｐｍの９５％
積分値のような更に小さなバンド幅の必要性がある。
が図１に示されている。エキシマレーザ２の共鳴キャビ
ティは、（部分反射ミラーである）出力カプラ４とエシ
ェルグレーティング１６によって形成されている。（水
平方向が約３ｍｍで垂直方向が約２０ｍｍの断面積を有
する）レーザ出力ビーム２０の部分がレーザチャンバ３
の後ろに存在する。ビームのこの部分は、プリズム８，
１０及び１２によって水平方向に拡張され、ミラー１４
によってエシェルグレーティング１６に反射される。ミ
ラー１４は、レーザ２のために狭バンド出力を選択する
ように枢動する。グレーティング１６は、リトロー構成
で配置され、波長の選択された狭バンドは、バックオフ
ミラー１４に反射され、増幅のためにチャンバ３内にプ
リズム１２，１０及び８を介して戻される。選択された
狭バンド以外の波長での光は使い果たされ、この使い果
たされたバンド外の光はレーザチャンバ内に戻るように
反射されない。このレーザの総ビーム拡大は、約２０倍
である。ビームは水平偏波（垂直に配置された実際の表
面を備えるプリズムのＰ−偏光）を有する。パルスモー
ドにおける典型的なＫｒＦレーザ作動は、約１ｍのキャ
ビティ長を有し、約１５乃至２５ｎｓのパルスを生成す
る。従って、共鳴キャビティないのフォトンは、平均
で、キャビティ内において約３乃至５のラウンドトリッ
プを作る。各ラウンドトリップでは、ビームの約９０％
が出力カプラで存在し、約１０％が更なる増幅及び線狭
帯域化のために戻される。ビームは、それが線狭帯域化
モジュールを通過するときに、繰り返して線狭帯域化さ
れる。従来技術の構成では、ＫｒＦレーザのバンド幅は
約３００ｐｍ（半波高全幅値即ちＦＷＨＭ）のその自然
なバンド幅からＫｒＦレーザ用の約０．８ｐｍ及びＡｒ
Ｆレーザ用の約０．６ｐｍに減少される。パルスの品質
の別の重要な測定は、「９５％積分」と呼ばれる。これ
は、パルスエネルギの９５％を包含するパルスの部分の
スペクトル幅である。従来技術のＫｒＦレーザは、レー
ザの寿命以上の約３ｐｍの「９５％積分」値を提供し、
従来技術のＡｒＦレーザは、約１．５ｐｍの９５％積分
値を提供する。しかしながら、ＫｒＦレーザのいくつか
のアプリケーションは更に狭いバンド幅を要求する。Ｋ
ｒＦ及びＡｒＦ用にそれぞれ０．５ｐｍ及び０．４ｐｍ
のＦＷＨＭ値、及び２．０ｐｍ及び１．０ｐｍの９５％
積分値のような更に小さなバンド幅の必要性がある。
【０００４】ひとつの従来技術の方法は、エタロンを共
鳴キャビティ内に加えることである。この場合では、エ
タロンは透過モードで作動し、光は、それがエタロンを
通過するときに更に線狭帯域化される。かかる系では、
鋭いフリンジパターンを作り出す約１又はそれ以上のフ
ィネス値ｆを備える比較的高精巧なエタロンを使用すべ
きである。フィネス値ｆは以下の式によって決定され
る。 ｆ＝πｒ1/2／（１−ｒ） ここで、ｒはエタロン表面の反射率である。ｒでのエタ
ロン透過スペクトルの依存を、McGraw Hillから出版さ
れているJenkins及びWhite著「Fundamentals of Optic
s」の２９８ページから抽出される図２にグラフで示
す。図２から、どうして線狭帯域化のために使用される
従来技術の透過エタロンが約５０％乃至８０％の反射率
を備える表面を有しているのかが明らかである（図２の
曲線Ｂ及びＣ参照）。図２はまた、この従来技術の配置
における線狭帯域化の効率が非常に低いときに、曲線Ａ
タイプを低いフィネスエタロンに使用するのは実用的で
はないということをまた示している。回折グレーティン
グと使用される従来技術の高フィネスエタロンは回折グ
レーティングによって提供される線狭帯域化能力を高
め、一般的には、レーザ線幅を改善する。この技術の大
きな欠点は、エタロン内の多くの反射がエタロンを加熱
する傾向があり、歪みを作り出し、グレーティングとシ
ンクロしてエタロンの調整をすることが実際の技術の挑
戦を表し、実践において達成することが困難である。
鳴キャビティ内に加えることである。この場合では、エ
タロンは透過モードで作動し、光は、それがエタロンを
通過するときに更に線狭帯域化される。かかる系では、
鋭いフリンジパターンを作り出す約１又はそれ以上のフ
ィネス値ｆを備える比較的高精巧なエタロンを使用すべ
きである。フィネス値ｆは以下の式によって決定され
る。 ｆ＝πｒ1/2／（１−ｒ） ここで、ｒはエタロン表面の反射率である。ｒでのエタ
ロン透過スペクトルの依存を、McGraw Hillから出版さ
れているJenkins及びWhite著「Fundamentals of Optic
s」の２９８ページから抽出される図２にグラフで示
す。図２から、どうして線狭帯域化のために使用される
従来技術の透過エタロンが約５０％乃至８０％の反射率
を備える表面を有しているのかが明らかである（図２の
曲線Ｂ及びＣ参照）。図２はまた、この従来技術の配置
における線狭帯域化の効率が非常に低いときに、曲線Ａ
タイプを低いフィネスエタロンに使用するのは実用的で
はないということをまた示している。回折グレーティン
グと使用される従来技術の高フィネスエタロンは回折グ
レーティングによって提供される線狭帯域化能力を高
め、一般的には、レーザ線幅を改善する。この技術の大
きな欠点は、エタロン内の多くの反射がエタロンを加熱
する傾向があり、歪みを作り出し、グレーティングとシ
ンクロしてエタロンの調整をすることが実際の技術の挑
戦を表し、実践において達成することが困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、グレーティン
グベース線狭帯域化モジュールと、エタロンベース線狭
帯域化出力カプラと、レーザを調整する技術とを有する
線狭帯域化レーザを提供する。エタロンベース出力カプ
ラは、グレーティングによって作り出されたスペクトル
の最大又は最大付近で光を選択的に反射させるように調
整される。線狭帯域化における実質的な改善の結果、エ
タロンベース出力カプラによって選択的に反射されたグ
レーティングスペクトルの最大又は最大付近で光をレー
ザ共鳴チャンバで増幅させる。種々の好ましい方法は、
グレーティングベース線狭帯域化モジュールによって選
択された波長を適合させるためにエタロンベース出力カ
プラを調整するために開示される。
グベース線狭帯域化モジュールと、エタロンベース線狭
帯域化出力カプラと、レーザを調整する技術とを有する
線狭帯域化レーザを提供する。エタロンベース出力カプ
ラは、グレーティングによって作り出されたスペクトル
の最大又は最大付近で光を選択的に反射させるように調
整される。線狭帯域化における実質的な改善の結果、エ
タロンベース出力カプラによって選択的に反射されたグ
レーティングスペクトルの最大又は最大付近で光をレー
ザ共鳴チャンバで増幅させる。種々の好ましい方法は、
グレーティングベース線狭帯域化モジュールによって選
択された波長を適合させるためにエタロンベース出力カ
プラを調整するために開示される。
【０００６】
【発明の実施の形態】ＫｒＦエキシマレーザ 本発明の特徴を利用する極狭帯域バンドＫｒＦレーザを
以下に記載する。（読者は、本発明の原理がＡｒＦ及び
Ｆ2レーザのより短い波長での使用において選択された
グレーティング、エタロン及び他の光学コンポーネント
を単に利用することによってＡｒＦエキシマレーザ及び
Ｆ2レーザに適用することができることを理解すべきで
ある。
以下に記載する。（読者は、本発明の原理がＡｒＦ及び
Ｆ2レーザのより短い波長での使用において選択された
グレーティング、エタロン及び他の光学コンポーネント
を単に利用することによってＡｒＦエキシマレーザ及び
Ｆ2レーザに適用することができることを理解すべきで
ある。
【０００７】チャンバ 図３Ａに示した本発明の好ましい実施形態の放電チャン
バ８は、従来技術の放電チャンバと同じである。チャン
バ８は、数気圧の腐食性ガスを保持できるように設計さ
れたベッセルである。放電領域は、１．２乃至２．５ｃ
ｍの隙間によって隔てられた２つの電極６によって構成
される。カソードは高電圧に接続されるので絶縁構造に
よって支持され、アノードは、接地された金属チャンバ
に接続される。放電領域のどちらかの側に配置されたコ
ロナ放電プレアイオナイザによって前期イオン化がなさ
れる。レーザガスの腐食特性のために、チャンバはフッ
素アタックを阻止するために選択された特定の金属を使
用する。しかしながら、フッ素ガスはチャンバ壁及び電
極のようなチャンバの内部のパーツと依然として反応
し、従って、フッ素を消費し、金属フッ化物の汚染を生
じる。金属フッ化物ダストは、示されていない静電集塵
器によってトラップされる。少量のレーザガスが、チャ
ンバから抽出され、ダストをトラップするための負に帯
電された高電界ワイヤにわたって通される。次いで、ダ
ストフリー・ガスがそのクリーンさを保ってウィンドウ
を越えてリリースされる。
バ８は、従来技術の放電チャンバと同じである。チャン
バ８は、数気圧の腐食性ガスを保持できるように設計さ
れたベッセルである。放電領域は、１．２乃至２．５ｃ
ｍの隙間によって隔てられた２つの電極６によって構成
される。カソードは高電圧に接続されるので絶縁構造に
よって支持され、アノードは、接地された金属チャンバ
に接続される。放電領域のどちらかの側に配置されたコ
ロナ放電プレアイオナイザによって前期イオン化がなさ
れる。レーザガスの腐食特性のために、チャンバはフッ
素アタックを阻止するために選択された特定の金属を使
用する。しかしながら、フッ素ガスはチャンバ壁及び電
極のようなチャンバの内部のパーツと依然として反応
し、従って、フッ素を消費し、金属フッ化物の汚染を生
じる。金属フッ化物ダストは、示されていない静電集塵
器によってトラップされる。少量のレーザガスが、チャ
ンバから抽出され、ダストをトラップするための負に帯
電された高電界ワイヤにわたって通される。次いで、ダ
ストフリー・ガスがそのクリーンさを保ってウィンドウ
を越えてリリースされる。
【０００８】パルスパワーモジュール この好ましい実施形態は、図３Ｂに示した個体物理パル
スパワーモジュール（ＳＳＰＰＭ）を利用する。それ
は、キャパシタＣ1，Ｃ2，Ｃ3と、セットアップトラン
スフォーマと、３つの可飽和インダクタＬ1，Ｌ2及びＬ
3とによって作られるパルス圧縮回路内に、１ｋＶ電力
源によって充電されたキャパシタＣ0のエネルギを切り
替える。この回路の作動を以下に示す。Ｃ0にストアさ
れたＤＣ電荷は、ＳＣＲを介して、インダクタＬ0から
Ｃ1に切り替えられる。可飽和インダクタＬ1はおおよそ
２．５μｓの間Ｃ1で電圧をオフに維持し、次いで、Ｃ1
からＣ2に電荷を転送させるように伝導性になる。第２
の可飽和インダクタＬ2は、おおよそ５００ｎｓの間、
Ｃ2の電圧をオフに保持し、次いで、Ｃ2の電荷を１：２
０セットアップトランスフォーマのプライマリを介して
流すことができる。セットアップトランスフォーマから
の出力は、可飽和インダクタＬ3がおおよそ１００乃至
１５０ｎｓの間導電性になるまで、Ｃ3にストアされ
る。電荷は、次いで、最後にはＬ3を介してＣpに転送さ
れ、レーザ放電が発生する。
スパワーモジュール（ＳＳＰＰＭ）を利用する。それ
は、キャパシタＣ1，Ｃ2，Ｃ3と、セットアップトラン
スフォーマと、３つの可飽和インダクタＬ1，Ｌ2及びＬ
3とによって作られるパルス圧縮回路内に、１ｋＶ電力
源によって充電されたキャパシタＣ0のエネルギを切り
替える。この回路の作動を以下に示す。Ｃ0にストアさ
れたＤＣ電荷は、ＳＣＲを介して、インダクタＬ0から
Ｃ1に切り替えられる。可飽和インダクタＬ1はおおよそ
２．５μｓの間Ｃ1で電圧をオフに維持し、次いで、Ｃ1
からＣ2に電荷を転送させるように伝導性になる。第２
の可飽和インダクタＬ2は、おおよそ５００ｎｓの間、
Ｃ2の電圧をオフに保持し、次いで、Ｃ2の電荷を１：２
０セットアップトランスフォーマのプライマリを介して
流すことができる。セットアップトランスフォーマから
の出力は、可飽和インダクタＬ3がおおよそ１００乃至
１５０ｎｓの間導電性になるまで、Ｃ3にストアされ
る。電荷は、次いで、最後にはＬ3を介してＣpに転送さ
れ、レーザ放電が発生する。
【０００９】スペクトル狭帯域化 ＫｒＦレーザのスペクトル狭帯域化は、その短いパルス
持続時間（２０乃至３０ｎｓ、ＦＷＨＭ）及びＵＶ波長
によって複雑である。短いパルスは、非常に高いキャビ
ティ内パワー（〜１ＭＷ／ｃｍ２）を生じ、短い波長は
２４８ｎｍでのそれらの高い吸収係数のために熱的に光
学材料を歪ませる。また、典型的なレーザに関して（線
狭帯域化光学素子を包含する）共振器を介してラウンド
トリップの総計は小さく、約３乃至５である。共振器を
介する単一のパスライン幅がΔλ 1によって示されるな
らば、ｎパス後の最終線幅Δλfの見積は以下の式
（１）によって与えられる。 Δλf＝Δλ1／ｎ1/2 （１ ） それ故、光学系の単一のパスライン幅は、最終的な線幅
よりも約２桁だけ大きい。それ故、広帯域スペクトルを
光学系の線狭帯域化されたスペクトルに変化させる（即
ち、３００ｐｍから＜１ｐｍまで）効率は非常に高くな
ければならない。
持続時間（２０乃至３０ｎｓ、ＦＷＨＭ）及びＵＶ波長
によって複雑である。短いパルスは、非常に高いキャビ
ティ内パワー（〜１ＭＷ／ｃｍ２）を生じ、短い波長は
２４８ｎｍでのそれらの高い吸収係数のために熱的に光
学材料を歪ませる。また、典型的なレーザに関して（線
狭帯域化光学素子を包含する）共振器を介してラウンド
トリップの総計は小さく、約３乃至５である。共振器を
介する単一のパスライン幅がΔλ 1によって示されるな
らば、ｎパス後の最終線幅Δλfの見積は以下の式
（１）によって与えられる。 Δλf＝Δλ1／ｎ1/2 （１ ） それ故、光学系の単一のパスライン幅は、最終的な線幅
よりも約２桁だけ大きい。それ故、広帯域スペクトルを
光学系の線狭帯域化されたスペクトルに変化させる（即
ち、３００ｐｍから＜１ｐｍまで）効率は非常に高くな
ければならない。
【００１０】線狭帯域化ＫｒＦレーザの共通の技術は、
波長分散光学素子を共振器に導入することである。プリ
ズム、エタロン及びグレーティングという３つのタイプ
の分散素子が使用される。リトロー配置における高分散
グレーティングの使用は、最も有効なスペクトル線狭帯
域化技術であった。グレーティングは細い線幅を得るた
めの分散素子であるので、レーザビームは小さな分散を
有するべきであり、ビームはグレーティングを照射す
る。図５に示した３つのプリズムビームエキスパンダ３
０，３２及び３４は、ビームを拡大するために線狭帯域
化モジュールに挿入され、その発散を減少させる。レー
ザ（図示せず）の両端で２つの穴が、発散を更に減少さ
せるのに使用される。好ましい線狭帯域化モジュールの
主要なエタロンを図５に示す。これらは３つのプリズム
３０，３２及び３４と、調整ミラー３６と、エシェルグ
レーティング３８とを含む。ミラーはレーザの波長を選
択するために枢着される。この線狭帯域化モジュール１
８が単なる線選択モジュールとして使用されるとき、Ｋ
ｒＦレーザの線幅は約０．８ｐｍ（ＦＷＨＭ）及び３．
０ｐｍ（９５％）に減少される。
波長分散光学素子を共振器に導入することである。プリ
ズム、エタロン及びグレーティングという３つのタイプ
の分散素子が使用される。リトロー配置における高分散
グレーティングの使用は、最も有効なスペクトル線狭帯
域化技術であった。グレーティングは細い線幅を得るた
めの分散素子であるので、レーザビームは小さな分散を
有するべきであり、ビームはグレーティングを照射す
る。図５に示した３つのプリズムビームエキスパンダ３
０，３２及び３４は、ビームを拡大するために線狭帯域
化モジュールに挿入され、その発散を減少させる。レー
ザ（図示せず）の両端で２つの穴が、発散を更に減少さ
せるのに使用される。好ましい線狭帯域化モジュールの
主要なエタロンを図５に示す。これらは３つのプリズム
３０，３２及び３４と、調整ミラー３６と、エシェルグ
レーティング３８とを含む。ミラーはレーザの波長を選
択するために枢着される。この線狭帯域化モジュール１
８が単なる線選択モジュールとして使用されるとき、Ｋ
ｒＦレーザの線幅は約０．８ｐｍ（ＦＷＨＭ）及び３．
０ｐｍ（９５％）に減少される。
【００１１】出力カプラとしての調整可能エタロン エタロン出力カプラ４４の使用は、レーザのバンド幅の
更なる減少を許容する。図４に示したようなエタロン出
力カプラ４４は、距離ｄだけ隔てられた２つの面した並
行の面を有する２つのプレートを包含する。このスペー
スは、空気、窒素または他の適当なガスで満たされる。
好ましいエタロン出力カプラは、約４％のプレートの反
射率を有する。この好ましい実施形態では、ガスは、
１．０００３のｎを備える窒素である。ギャップのサイ
ズは約１５ｍｍであり、波長は約２４８ｎｍである。こ
の場合では、エタロンの総反射率は、平行な両表面から
反射され、且つ、波長の関数として図６に示した光波の
干渉によって決定される。比較のために、図２の曲線Ａ
は同じエタロンの伝播を示す。最小反射は約０％であ
り、最大は約１５％である。反射ピークの１つがグレー
ティングの最大に適合するならば、グレーティングの最
大での光の約１５％がレーザに戻るように反射される
（８５％が透過される）。波長が約１ｐｍだけグレーテ
ィングの最大より大きい又は小さいビームの部分は全然
反射されない。一つの波長でのエタロン出力カプラのよ
り高い反射率と、他の波長でのその減少された反射率と
によって、レーザはより高い反射率の波長で光を好まし
く生成することができる。それゆえ、エタロン出力カプ
ラは線狭帯域化デバイスとして働く。グレーティングの
最大から約２ｐｍだけの偏差の光が、約１５％で反射さ
れうる。しかしながら、グレーティングは、グレーティ
ングの最大の約１．５％内に対して、光の約９５％を制
御する際に効果的である。それゆえ、最適の線狭帯域化
に関して、エタロン反射の最大の一つは、図７に示した
ような線狭帯域化モジュールにおけるグレーティングの
最大反射と同じ波長であるべきである。この場合、レー
ザは、中心波長λ0で生成され、それは、エタロンの波
長選択効果がグレーティングの波長選択効果に加えられ
るとき、最小の線幅を有する。
更なる減少を許容する。図４に示したようなエタロン出
力カプラ４４は、距離ｄだけ隔てられた２つの面した並
行の面を有する２つのプレートを包含する。このスペー
スは、空気、窒素または他の適当なガスで満たされる。
好ましいエタロン出力カプラは、約４％のプレートの反
射率を有する。この好ましい実施形態では、ガスは、
１．０００３のｎを備える窒素である。ギャップのサイ
ズは約１５ｍｍであり、波長は約２４８ｎｍである。こ
の場合では、エタロンの総反射率は、平行な両表面から
反射され、且つ、波長の関数として図６に示した光波の
干渉によって決定される。比較のために、図２の曲線Ａ
は同じエタロンの伝播を示す。最小反射は約０％であ
り、最大は約１５％である。反射ピークの１つがグレー
ティングの最大に適合するならば、グレーティングの最
大での光の約１５％がレーザに戻るように反射される
（８５％が透過される）。波長が約１ｐｍだけグレーテ
ィングの最大より大きい又は小さいビームの部分は全然
反射されない。一つの波長でのエタロン出力カプラのよ
り高い反射率と、他の波長でのその減少された反射率と
によって、レーザはより高い反射率の波長で光を好まし
く生成することができる。それゆえ、エタロン出力カプ
ラは線狭帯域化デバイスとして働く。グレーティングの
最大から約２ｐｍだけの偏差の光が、約１５％で反射さ
れうる。しかしながら、グレーティングは、グレーティ
ングの最大の約１．５％内に対して、光の約９５％を制
御する際に効果的である。それゆえ、最適の線狭帯域化
に関して、エタロン反射の最大の一つは、図７に示した
ような線狭帯域化モジュールにおけるグレーティングの
最大反射と同じ波長であるべきである。この場合、レー
ザは、中心波長λ0で生成され、それは、エタロンの波
長選択効果がグレーティングの波長選択効果に加えられ
るとき、最小の線幅を有する。
【００１２】ＥＯＣ技術を実施するために、エタロンピ
ークのうちの一つの位置は、グレーティングの最大反射
の位置で整列されるべきである。エタロンピークの位置
は以下の式によって決定される。 λn＝２ｎｄ／Ｎ （２） ここで、Ｎは、いかなる正の整数値であってもよい干渉
オーダーである。λnは、ギャップにおけるＮ、エタロ
ン干渉オーダーに対応するピークの位置である。ｄはギ
ャップのサイズである。例えば、ｎ＝１．０００３、且
つ、ｄ＝１５ｍｍならば、Ｎ＝120,906は248.201nmでの
ピークを与え、Ｎ＝120,906は248.501nmでのピークを与
える。１だけのＮの各増加は、おおよそ２だけシフトさ
れた新しいピークを作り出す。おおよそ２ｐｍだけ分け
られた複数のピークがあるので、グレーティングのいか
なる位置をとるのに利用できるピークが必ずある。
ークのうちの一つの位置は、グレーティングの最大反射
の位置で整列されるべきである。エタロンピークの位置
は以下の式によって決定される。 λn＝２ｎｄ／Ｎ （２） ここで、Ｎは、いかなる正の整数値であってもよい干渉
オーダーである。λnは、ギャップにおけるＮ、エタロ
ン干渉オーダーに対応するピークの位置である。ｄはギ
ャップのサイズである。例えば、ｎ＝１．０００３、且
つ、ｄ＝１５ｍｍならば、Ｎ＝120,906は248.201nmでの
ピークを与え、Ｎ＝120,906は248.501nmでのピークを与
える。１だけのＮの各増加は、おおよそ２だけシフトさ
れた新しいピークを作り出す。おおよそ２ｐｍだけ分け
られた複数のピークがあるので、グレーティングのいか
なる位置をとるのに利用できるピークが必ずある。
【００１３】式（２）から以下に述べるように、Ｎの値
を固定するならば、そのＮに対応するピークの位置は、
ｎかｄのいずれかを変化させることによってわずかに変
化させることができる。エタロンを調整することができ
るこの方法により、そのピークの一つがグレーティング
の位置に適合する。エタロン調整の両方の技術は従来技
術で知られている。屈折率ｎ及びガス圧が以下の式
（３）に従った関係があるとき、ｎ値は、プレートの間
のガスの圧力を変化させることによって変化する。 ｎ＝１．０＋ｋ・ｐ （３） ここで、ｋはガス及び波長に依存する係数である。窒素
に関しては、例えば、ｋ＝３．９４×１０-7／Torrであ
る。従って、約１Torrの圧力変化が約０．１ｐｍだけピ
ークをシフトさせる。
を固定するならば、そのＮに対応するピークの位置は、
ｎかｄのいずれかを変化させることによってわずかに変
化させることができる。エタロンを調整することができ
るこの方法により、そのピークの一つがグレーティング
の位置に適合する。エタロン調整の両方の技術は従来技
術で知られている。屈折率ｎ及びガス圧が以下の式
（３）に従った関係があるとき、ｎ値は、プレートの間
のガスの圧力を変化させることによって変化する。 ｎ＝１．０＋ｋ・ｐ （３） ここで、ｋはガス及び波長に依存する係数である。窒素
に関しては、例えば、ｋ＝３．９４×１０-7／Torrであ
る。従って、約１Torrの圧力変化が約０．１ｐｍだけピ
ークをシフトさせる。
【００１４】ピークをシフトさせるための別の方法は、
例えば、一つのプレートを他のプレートにそれぞれ精密
に移動させることができるＰＺＴアジャスタを使用して
ｄを変化させることである。例えば、ギャップを約０．
０１ミクロン変化させることは、約０．１６５ｐｍだけ
ピークをシフトさせる。レーザ波長が変更される必要が
あるとき、ミラー３６は異なる角度で調整され、従って
最大の回折グレーティング反射を異なるλ0'に移動させ
る。次いで、エタロン出力カプラがまた調整される必要
があり、この場合、新しい中心波長λ0'はエタロンの最
大の一つと一致する。
例えば、一つのプレートを他のプレートにそれぞれ精密
に移動させることができるＰＺＴアジャスタを使用して
ｄを変化させることである。例えば、ギャップを約０．
０１ミクロン変化させることは、約０．１６５ｐｍだけ
ピークをシフトさせる。レーザ波長が変更される必要が
あるとき、ミラー３６は異なる角度で調整され、従って
最大の回折グレーティング反射を異なるλ0'に移動させ
る。次いで、エタロン出力カプラがまた調整される必要
があり、この場合、新しい中心波長λ0'はエタロンの最
大の一つと一致する。
【００１５】読者は、このエタロンが在来の「伝達」エ
タロンとはかなり異なることを理解すべきである。後者
の場合では、平行プレートの反射率は光の２０％と９９
％との間で選択され、線狭帯域化はエタロンを介して伝
播された光に関してなされる。平行なプレートの間の光
の複数の反射（約５乃至５０）はエタロン内の光強度を
非常に増加させ、従って、光パワーレーザオペレーショ
ンが望まれるとき、多数の深刻な問題を引き起こす。か
かる問題は、例えば、ビームの熱歪、反射コーティング
の故障などを含む。これらの全ての問題は、平行プレー
トの間の光の複数の反射がないので、本発明のエタロン
出力カプラにおいては些細である。その代わり、一つの
プレートからの本質的な単一の反射は、他のプレートか
らの単一の反射と干渉する。更に、４％の好ましい反射
率は、エタロン表面からのフレネル反射を使用して、石
英ガラス又はＣａＦ2からなるコートされていないプレ
ートを使用することによって達成される。このことによ
り、故障の可能性を減少させ、エタロン出力カプラの寿
命を更に一層増加させる。
タロンとはかなり異なることを理解すべきである。後者
の場合では、平行プレートの反射率は光の２０％と９９
％との間で選択され、線狭帯域化はエタロンを介して伝
播された光に関してなされる。平行なプレートの間の光
の複数の反射（約５乃至５０）はエタロン内の光強度を
非常に増加させ、従って、光パワーレーザオペレーショ
ンが望まれるとき、多数の深刻な問題を引き起こす。か
かる問題は、例えば、ビームの熱歪、反射コーティング
の故障などを含む。これらの全ての問題は、平行プレー
トの間の光の複数の反射がないので、本発明のエタロン
出力カプラにおいては些細である。その代わり、一つの
プレートからの本質的な単一の反射は、他のプレートか
らの単一の反射と干渉する。更に、４％の好ましい反射
率は、エタロン表面からのフレネル反射を使用して、石
英ガラス又はＣａＦ2からなるコートされていないプレ
ートを使用することによって達成される。このことによ
り、故障の可能性を減少させ、エタロン出力カプラの寿
命を更に一層増加させる。
【００１６】エタロン設計 図１９は、好ましい調整可能なエタロンの設計を示す。
エタロン６４は、周知の従来技術を使用したプレートに
光学的に接触した３つの石英ガラススペーサ（図示せ
ず）によって隔てられたプレート９０及び９１を含む。
エタロンは、入り口バルブ９４及び出口バルブ９７を図
１１に示されたようなプロセッサ８６によって順番に制
御された電気的ドライバ９６及び９７によって制御する
ことによって、３０ｐｓｉソース９３からの窒素を使用
して圧力チャンバボリューム９２の窒素圧力を増加又は
減少させることによって調整する。レーザからの光はＣ
ａＦ 2ウィンドウ９８を介して入る。ビームの部分は、
上述したようにレーザに向かって戻るように反射され、
ほとんどの光は出力ビームとしてＣａＦ2ウィンドウ９
９を介して透過される。レーザからの光の約２％が、ス
ペクトルを解析し、プロセッサ８６（図示せず）に結果
をレポートするスペクトロメータ１００に向かってミラ
ー９８によって反射される。読者は、ここで記載された
エタロンが図４、１１及び１８に示したような他の構成
において明らかに些細な変更を伴って使用されることが
できることに注意すべきである。
エタロン６４は、周知の従来技術を使用したプレートに
光学的に接触した３つの石英ガラススペーサ（図示せ
ず）によって隔てられたプレート９０及び９１を含む。
エタロンは、入り口バルブ９４及び出口バルブ９７を図
１１に示されたようなプロセッサ８６によって順番に制
御された電気的ドライバ９６及び９７によって制御する
ことによって、３０ｐｓｉソース９３からの窒素を使用
して圧力チャンバボリューム９２の窒素圧力を増加又は
減少させることによって調整する。レーザからの光はＣ
ａＦ 2ウィンドウ９８を介して入る。ビームの部分は、
上述したようにレーザに向かって戻るように反射され、
ほとんどの光は出力ビームとしてＣａＦ2ウィンドウ９
９を介して透過される。レーザからの光の約２％が、ス
ペクトルを解析し、プロセッサ８６（図示せず）に結果
をレポートするスペクトロメータ１００に向かってミラ
ー９８によって反射される。読者は、ここで記載された
エタロンが図４、１１及び１８に示したような他の構成
において明らかに些細な変更を伴って使用されることが
できることに注意すべきである。
【００１７】所望の波長に関してエタロンを合わせるた
めの好ましい技術第１の好ましいアライメント技術 エタロンを調整するための第１の好ましい技術が、図
４，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ及び１０を参照して示される。図
１０は、線狭帯域化モジュール１８によって線狭帯域化
されたとき、レーザ２の出力ビームにわたってレーザス
ペクトルの分布を示す。各曲線は、ビームの小さな垂直
スライスだけを切り取ったときの、レーザ光のスペクト
ルである。ビームのスペクトルの左側がより短い波長の
方にシフトし、ビームのスペクトルの右側がより長い波
長の方にシフトしていることが分かる。図４は、好まし
い出力カプラの要素を示す。出力カプラは、エタロン４
４と、アパーチャ４５と、光の１％以下をそれぞれ反射
する３つの部分反射ミラー４６，４７及び４８を包含す
る。チャンバからくる光５５は、部分反射ミラー４６及
びアパーチャ４５を介して進む。アパーチャ４５は、ビ
ームの出力サイズを決定し、好ましい実施形態では約
３．５ｍｍ×１６ｍｍである。次いで、光はエタロン出
力カプラ４４に当たる。スペクトルのように線狭帯域化
された光は、更に増幅するためにレーザチャンバに戻さ
れるようにエタロンから反射される。その光の小さな部
分は、部分反射器４６によって反射され、フォトダイオ
ードアレイ５２に差し向けられる。フォトダイオードア
レイは垂直ビームプロファイルを測定するために位置決
めされる。ここでもどこでもこの特許において、垂直面
はレーザのカソード及びアノードの両方を介して通過す
る面であり、水平面はそれに垂直な面であると仮定す
る。
めの好ましい技術第１の好ましいアライメント技術 エタロンを調整するための第１の好ましい技術が、図
４，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ及び１０を参照して示される。図
１０は、線狭帯域化モジュール１８によって線狭帯域化
されたとき、レーザ２の出力ビームにわたってレーザス
ペクトルの分布を示す。各曲線は、ビームの小さな垂直
スライスだけを切り取ったときの、レーザ光のスペクト
ルである。ビームのスペクトルの左側がより短い波長の
方にシフトし、ビームのスペクトルの右側がより長い波
長の方にシフトしていることが分かる。図４は、好まし
い出力カプラの要素を示す。出力カプラは、エタロン４
４と、アパーチャ４５と、光の１％以下をそれぞれ反射
する３つの部分反射ミラー４６，４７及び４８を包含す
る。チャンバからくる光５５は、部分反射ミラー４６及
びアパーチャ４５を介して進む。アパーチャ４５は、ビ
ームの出力サイズを決定し、好ましい実施形態では約
３．５ｍｍ×１６ｍｍである。次いで、光はエタロン出
力カプラ４４に当たる。スペクトルのように線狭帯域化
された光は、更に増幅するためにレーザチャンバに戻さ
れるようにエタロンから反射される。その光の小さな部
分は、部分反射器４６によって反射され、フォトダイオ
ードアレイ５２に差し向けられる。フォトダイオードア
レイは垂直ビームプロファイルを測定するために位置決
めされる。ここでもどこでもこの特許において、垂直面
はレーザのカソード及びアノードの両方を介して通過す
る面であり、水平面はそれに垂直な面であると仮定す
る。
【００１８】残りの光は、５０に示したようにエタロン
を介して進む。その光の小さな部分は、部分反射器４７
及び４８によって反射される。部分的に反射するミラー
４７は、光の１％以下をフォトダイオードアレイ５１に
反射する。このアレイ５１は、伝播された光の水平ビー
ムプロファイルを測定する。伝播され且つ反射されたビ
ームプロファイルの情報は、アレイ５１及び５２からコ
ンピュータ制御器２２（図３Ａ）に伝播される。この制
御器は、反射され且つ伝播されたプロファイルの相対位
置を測定する。図９は３つの異なる状況を示す。図９Ａ
は、エタロンがグレーティングと同じ波長λに調整され
るときである。図９Ｂ及び９Ｃは、エタロンと回折グレ
ーティングの間に小さなミスアライメントがあるときの
状況を示す。小さなミスアライメントが、反射されたビ
ームプロファイルのシフトによって相対的に伝播された
ビームプロファイルを生じさせることが分かる。図９で
は、反射された光の右へのシフトは、エタロンの最大が
僅かに長い波長のときであり、そのときグレーティング
の最大である。反射された光の左へのシフトは、エタロ
ンの最大が僅かに短い波長であるときである。これらの
ビームプロファイルはコンピュータ制御器２２によって
解析され、エラー補正信号が生成される。図９Ｂの状況
では、それはエタロンのプレートの間の光路長を減少さ
せるために補正信号を生成させ、図９Ｃの状況では、光
路長を増加させるために補正信号を生成する。本発明の
別の形態は、スペクトルのような線狭帯域ＫｒＦエキシ
マレーザに対して約１５ｍｍのプレート間の空間を有す
る圧力調整エタロンに使用される。本発明の検出技術
は、マイクロリソグラフィの要求を満たす０．１ｐｍよ
りも良好に、グレーティング及びエタロンのミスアライ
メントを検出することができる。使用される最小圧力調
整は約０．５Ｔｏｒｒであり、エタロンを約０．０５ｐ
ｍシフトさせる。０．４ｐｍ（ＦＷＨＭ）及び１．０ｐ
ｍ（９５％積分）よりも小さなバンド幅を有するレーザ
の非常に安定した作動が達成される。レーザの中心波長
の位置は、放射された光の絶対波長を測定するウェーブ
メータ２０を使用することによって制御され、この値は
反射ミラー３６を線狭帯域化モジュール（図５）に位置
決めするためにコンピュータ制御器２２によって使用さ
れる。従って、レーザの調整は「マスター−スレーブ」
モードで行われ、中心波長のマスター制御はミラー３６
（図５）によってなされ、エタロンの「スレーブ」制御
は反射され且つ透過されたビームのビームプロファイル
の最適化に基づいて行われる。
を介して進む。その光の小さな部分は、部分反射器４７
及び４８によって反射される。部分的に反射するミラー
４７は、光の１％以下をフォトダイオードアレイ５１に
反射する。このアレイ５１は、伝播された光の水平ビー
ムプロファイルを測定する。伝播され且つ反射されたビ
ームプロファイルの情報は、アレイ５１及び５２からコ
ンピュータ制御器２２（図３Ａ）に伝播される。この制
御器は、反射され且つ伝播されたプロファイルの相対位
置を測定する。図９は３つの異なる状況を示す。図９Ａ
は、エタロンがグレーティングと同じ波長λに調整され
るときである。図９Ｂ及び９Ｃは、エタロンと回折グレ
ーティングの間に小さなミスアライメントがあるときの
状況を示す。小さなミスアライメントが、反射されたビ
ームプロファイルのシフトによって相対的に伝播された
ビームプロファイルを生じさせることが分かる。図９で
は、反射された光の右へのシフトは、エタロンの最大が
僅かに長い波長のときであり、そのときグレーティング
の最大である。反射された光の左へのシフトは、エタロ
ンの最大が僅かに短い波長であるときである。これらの
ビームプロファイルはコンピュータ制御器２２によって
解析され、エラー補正信号が生成される。図９Ｂの状況
では、それはエタロンのプレートの間の光路長を減少さ
せるために補正信号を生成させ、図９Ｃの状況では、光
路長を増加させるために補正信号を生成する。本発明の
別の形態は、スペクトルのような線狭帯域ＫｒＦエキシ
マレーザに対して約１５ｍｍのプレート間の空間を有す
る圧力調整エタロンに使用される。本発明の検出技術
は、マイクロリソグラフィの要求を満たす０．１ｐｍよ
りも良好に、グレーティング及びエタロンのミスアライ
メントを検出することができる。使用される最小圧力調
整は約０．５Ｔｏｒｒであり、エタロンを約０．０５ｐ
ｍシフトさせる。０．４ｐｍ（ＦＷＨＭ）及び１．０ｐ
ｍ（９５％積分）よりも小さなバンド幅を有するレーザ
の非常に安定した作動が達成される。レーザの中心波長
の位置は、放射された光の絶対波長を測定するウェーブ
メータ２０を使用することによって制御され、この値は
反射ミラー３６を線狭帯域化モジュール（図５）に位置
決めするためにコンピュータ制御器２２によって使用さ
れる。従って、レーザの調整は「マスター−スレーブ」
モードで行われ、中心波長のマスター制御はミラー３６
（図５）によってなされ、エタロンの「スレーブ」制御
は反射され且つ透過されたビームのビームプロファイル
の最適化に基づいて行われる。
【００１９】図１０に示したようなかかるビームがエタ
ロンに当たるとき、ビームの左部及び右部はエタロンの
調整に基づいて反射されうる。エタロンが正確に調整さ
れたならば、最大反射率が、レーザの中心波長λに近い
波長を有するビームの中心部分に関して生じる。ビーム
の左部及び右部は中心から僅かに離調したそれらの波長
を有するので、それらはエタロンからの幾分小さな反射
を有する。反射の減少は、ビームの左側及び右側の両方
でおおよそ同じであるので、反射されたビームプロファ
イルの全体的なシフトはない。反対に、エタロンが僅か
に離調されたとき、ビームの中央部分は、エタロンの最
大位置から小さな離調を有する。一方の側（例えば左
側）が更に大きな離調を有するが、他方の側（右側）は
エタロンの最大位置で正しい。それ故、右側は最大反射
を有し、中心は小さな反射を有し、左側は最も小さな反
射を有する。これは、反射されたビームプロファイルを
右に効率的にシフトさせうる。これに反して、レーザの
出力ビームにおけるシフトは、実験的に観察されるよう
にむしろ小さい。これは、透過光においては、最大が１
００％で最小が８５％のとき、最大と最小の間の相対的
な差が非常に小さく、一方、反射光においては、最大が
１５％であるが最小が０％のとき、相対的な差が非常に
大きいことを覚えていたならば理解できる。
ロンに当たるとき、ビームの左部及び右部はエタロンの
調整に基づいて反射されうる。エタロンが正確に調整さ
れたならば、最大反射率が、レーザの中心波長λに近い
波長を有するビームの中心部分に関して生じる。ビーム
の左部及び右部は中心から僅かに離調したそれらの波長
を有するので、それらはエタロンからの幾分小さな反射
を有する。反射の減少は、ビームの左側及び右側の両方
でおおよそ同じであるので、反射されたビームプロファ
イルの全体的なシフトはない。反対に、エタロンが僅か
に離調されたとき、ビームの中央部分は、エタロンの最
大位置から小さな離調を有する。一方の側（例えば左
側）が更に大きな離調を有するが、他方の側（右側）は
エタロンの最大位置で正しい。それ故、右側は最大反射
を有し、中心は小さな反射を有し、左側は最も小さな反
射を有する。これは、反射されたビームプロファイルを
右に効率的にシフトさせうる。これに反して、レーザの
出力ビームにおけるシフトは、実験的に観察されるよう
にむしろ小さい。これは、透過光においては、最大が１
００％で最小が８５％のとき、最大と最小の間の相対的
な差が非常に小さく、一方、反射光においては、最大が
１５％であるが最小が０％のとき、相対的な差が非常に
大きいことを覚えていたならば理解できる。
【００２０】好ましい第２のアライメント技術 図８は、本発明の好ましい第２の実施形態を示す。この
実施形態では、単一の部分反射ミラー４６がエタロンの
入射光、並びに、スペクトルのように線狭帯域化された
反射光の小さな部分を補正するのに使用される。この実
施形態では、入射ビーム及び反射ビームのビームプロフ
ァイルは、透過されたビーム及び反射されたビームと比
較される。残りの技術は、第１の好ましい実施形態と似
ている。
実施形態では、単一の部分反射ミラー４６がエタロンの
入射光、並びに、スペクトルのように線狭帯域化された
反射光の小さな部分を補正するのに使用される。この実
施形態では、入射ビーム及び反射ビームのビームプロフ
ァイルは、透過されたビーム及び反射されたビームと比
較される。残りの技術は、第１の好ましい実施形態と似
ている。
【００２１】第３の好ましいアライメント技術 図１１に示した第３の技術では、ビームプロファイルの
代わりのレーザスペクトルがミスアライメントの情報を
引き出すために解析される。まず、レーザビームスペク
トルが、エタロン出力カプラ６４からチャンバに向かっ
て戻されるように反射された光における２つの別々のピ
ークを最初に探すために解析される。（大きなものと小
さなものの）２つのピークは、出力カプラ及び線狭帯域
化モジュールのひどいミスアライメントに由来してい
る。一つのピークだけがあるならば、これは、ミスアラ
イメントがミラーだけであることを意味している。この
場合では、スペクトルは、小さなミスアライメントに由
来する歪みを探すために解析される。調整不良ならば、
出力カプラはグレーティングによって選択された波長を
適合するために調整される。これは、エタロンプレート
の間のガス圧を増加させることによって、又は、２つの
エタロンプレートの間の間隔を変化させることによって
なされるのが好ましい。
代わりのレーザスペクトルがミスアライメントの情報を
引き出すために解析される。まず、レーザビームスペク
トルが、エタロン出力カプラ６４からチャンバに向かっ
て戻されるように反射された光における２つの別々のピ
ークを最初に探すために解析される。（大きなものと小
さなものの）２つのピークは、出力カプラ及び線狭帯域
化モジュールのひどいミスアライメントに由来してい
る。一つのピークだけがあるならば、これは、ミスアラ
イメントがミラーだけであることを意味している。この
場合では、スペクトルは、小さなミスアライメントに由
来する歪みを探すために解析される。調整不良ならば、
出力カプラはグレーティングによって選択された波長を
適合するために調整される。これは、エタロンプレート
の間のガス圧を増加させることによって、又は、２つの
エタロンプレートの間の間隔を変化させることによって
なされるのが好ましい。
【００２２】図１１に示したように、レーザは、調整ミ
ラー７４を備えたグレーティングベース線狭帯域化モジ
ュールを調整するために、米国特許第5,025,445号又は
第5,420,877号に記載されたような従来技術のウェーブ
メータ８４を使用して所望の波長にまずおおよそ調整さ
れる。レーザの出力側で、エタロン６４によって反射さ
れた光の（約２％のような）小さな部分がビームスプリ
ッタ７８によって、この反射された光のスペクトルを測
定するスペクトロメータ８０に差し向ける。スペクトロ
メータ８０は、０．１ｐｍ又はそれ以上の範囲において
正確な２４８ｎｍの範囲でのスペクトル測定が可能な、
従来技術のスペクトロメータであって良い。かかるスペ
クトロメータは、ここにリファレンスとして組み入れら
れる米国特許第5,025,445号又は第5,420,877号に詳細に
記載されている。グレーティングベース線狭帯域化モジ
ュールに対してエタロン出力カプラ６４を調整するプロ
セスでは、エタロンがひどく調整不良である場合と、エ
タロン側すかに調整不良である場合との、２つの可能な
ケースがある。まずひどく調整不良の場合について考え
てみる。この場合では、エタロンの最も近い最大の部分
は、それ自身の最大の幅と比較できる値によって回折グ
レーティングの最大の位置からシフトされている。多数
のエタロン最大ピークがあるので、エタロンの最大ミス
アライメントがエタロンフリースペクトル範囲の半分以
上ではないことが指摘されるべきである。超狭ＫｒＦエ
キシマレーザの好ましい実施形態では、エタロンＦＳＲ
は約２ｐｍである。それゆえ、エタロンの最大ミスアラ
イメントは約１ｐｍである。図１２Ａはグレーティング
最大を示し、エタロン最大の位置は、大きなミスアライ
メントによる図１２Ｂに示され、ここで最も近いエタロ
ン最大は、グレーティング最大に関して長い波長の方向
に０．７５ｐｍだけシフトされている。図１２Ｃは、ス
ペクトロメータ８０によって測定され得るとき、この状
況において生成されたレーザスペクトルを示す。このス
ペクトルは、エタロン反射曲線とグレーティング反射曲
線とのたたみこみであり、このたたみこみは、キャビテ
ィにおける光のラウンドトリップの平均数に等しいパワ
ーをとる。スペクトルは強いピークと弱いピークを有す
る。強いピークは、弱いピークよりも長い波長の値の方
へシフトされる。ピークの間の間隔は約１乃至１．５ｐ
ｍである。図１３Ａ，Ｂ及びＣは、最も近いエタロン最
大が、グレーティング最大に関してより短い波長の方へ
０.７５ｐｍだけシフトされる状況を示す。この状況
は、図１２Ｃに示されたものと対称であるが、より大き
なピークが、より小さなピークと比較したとき短い波長
の値の方へシフトされる。
ラー７４を備えたグレーティングベース線狭帯域化モジ
ュールを調整するために、米国特許第5,025,445号又は
第5,420,877号に記載されたような従来技術のウェーブ
メータ８４を使用して所望の波長にまずおおよそ調整さ
れる。レーザの出力側で、エタロン６４によって反射さ
れた光の（約２％のような）小さな部分がビームスプリ
ッタ７８によって、この反射された光のスペクトルを測
定するスペクトロメータ８０に差し向ける。スペクトロ
メータ８０は、０．１ｐｍ又はそれ以上の範囲において
正確な２４８ｎｍの範囲でのスペクトル測定が可能な、
従来技術のスペクトロメータであって良い。かかるスペ
クトロメータは、ここにリファレンスとして組み入れら
れる米国特許第5,025,445号又は第5,420,877号に詳細に
記載されている。グレーティングベース線狭帯域化モジ
ュールに対してエタロン出力カプラ６４を調整するプロ
セスでは、エタロンがひどく調整不良である場合と、エ
タロン側すかに調整不良である場合との、２つの可能な
ケースがある。まずひどく調整不良の場合について考え
てみる。この場合では、エタロンの最も近い最大の部分
は、それ自身の最大の幅と比較できる値によって回折グ
レーティングの最大の位置からシフトされている。多数
のエタロン最大ピークがあるので、エタロンの最大ミス
アライメントがエタロンフリースペクトル範囲の半分以
上ではないことが指摘されるべきである。超狭ＫｒＦエ
キシマレーザの好ましい実施形態では、エタロンＦＳＲ
は約２ｐｍである。それゆえ、エタロンの最大ミスアラ
イメントは約１ｐｍである。図１２Ａはグレーティング
最大を示し、エタロン最大の位置は、大きなミスアライ
メントによる図１２Ｂに示され、ここで最も近いエタロ
ン最大は、グレーティング最大に関して長い波長の方向
に０．７５ｐｍだけシフトされている。図１２Ｃは、ス
ペクトロメータ８０によって測定され得るとき、この状
況において生成されたレーザスペクトルを示す。このス
ペクトルは、エタロン反射曲線とグレーティング反射曲
線とのたたみこみであり、このたたみこみは、キャビテ
ィにおける光のラウンドトリップの平均数に等しいパワ
ーをとる。スペクトルは強いピークと弱いピークを有す
る。強いピークは、弱いピークよりも長い波長の値の方
へシフトされる。ピークの間の間隔は約１乃至１．５ｐ
ｍである。図１３Ａ，Ｂ及びＣは、最も近いエタロン最
大が、グレーティング最大に関してより短い波長の方へ
０.７５ｐｍだけシフトされる状況を示す。この状況
は、図１２Ｃに示されたものと対称であるが、より大き
なピークが、より小さなピークと比較したとき短い波長
の値の方へシフトされる。
【００２３】それ故、２重のピークが検出されたなら
ば、適切な補正は、大きなピーク及び小さなピークの相
対位置に依存する。大きなピークが長い波長値の方へシ
フトされるならば、エタロン出力カプラのＦＳＲは減少
されるべきであり、さもなければ、増加されるべきであ
る。２重ピーク構造として認識されうる、大きなピーク
と小さなピークの大きさの最大比が、系におけるノイズ
レベルによって決定される。発明者によってなされた実
験では、２重ピーク構造として確実に認識され得る小さ
い方のピークの最小の振幅は、ピークの最大振幅と比較
して約５％で設定される。
ば、適切な補正は、大きなピーク及び小さなピークの相
対位置に依存する。大きなピークが長い波長値の方へシ
フトされるならば、エタロン出力カプラのＦＳＲは減少
されるべきであり、さもなければ、増加されるべきであ
る。２重ピーク構造として認識されうる、大きなピーク
と小さなピークの大きさの最大比が、系におけるノイズ
レベルによって決定される。発明者によってなされた実
験では、２重ピーク構造として確実に認識され得る小さ
い方のピークの最小の振幅は、ピークの最大振幅と比較
して約５％で設定される。
【００２４】制御器４２がエタロン及び回折グレーティ
ングのおおきなミスアライメントを補正するとき、小さ
い方のピークはより小さくなり、ある点で、もはや検出
できなくなる。この状況を、図１４Ａ，Ｂ及びＣと、図
１５Ａ，Ｂ及びＣとに示す。図１４Ａ，Ｂ及びＣは、最
も近いエタロン最大がグレーティング最大に関して約
０．４５ｐｍだけより短い波長の方にシフトされるとき
の場合である。図１４Ｃは、この状況に置けるレーザス
ペクトルを示す。スペクトルは第２のバンプを有しない
が、非対称であり、より短い波長の領域に延びる尾を有
する。図１５Ｃは、ＯＣ最大が、約０．４５ｐｍだけグ
レーティング最大に関して長い波長の方に向かってシフ
トされるときの場合を示す。これは、より長い波長領域
に延びた尾を備える非対称スペクトルを作り出す。
ングのおおきなミスアライメントを補正するとき、小さ
い方のピークはより小さくなり、ある点で、もはや検出
できなくなる。この状況を、図１４Ａ，Ｂ及びＣと、図
１５Ａ，Ｂ及びＣとに示す。図１４Ａ，Ｂ及びＣは、最
も近いエタロン最大がグレーティング最大に関して約
０．４５ｐｍだけより短い波長の方にシフトされるとき
の場合である。図１４Ｃは、この状況に置けるレーザス
ペクトルを示す。スペクトルは第２のバンプを有しない
が、非対称であり、より短い波長の領域に延びる尾を有
する。図１５Ｃは、ＯＣ最大が、約０．４５ｐｍだけグ
レーティング最大に関して長い波長の方に向かってシフ
トされるときの場合を示す。これは、より長い波長領域
に延びた尾を備える非対称スペクトルを作り出す。
【００２５】スペクトルのこの非対称は、制御器４２に
よって解析され、エタロン補正信号を生成するのに使用
される。非対称が、図１５Ｃのように、より長い波長の
方に延びるならば、エタロン出力カプラのＦＳＲは減少
されるべきである。反対により短い波長の方に延びるな
らば、エタロン出力カプラのＦＳＲは減少されるべきで
ある。このことは、回折グレーティングのピークに関し
て、約０．１ｐｍ又はより良い範囲内で調整されるべき
エタロンのピークを調整することができるエタロンの非
常に正確な制御を提供する。スペクトルの非対称を解析
する多くの周知の従来技術がある。好ましい実施形態で
は、非対称は、図１６に示したように１０％レベルで決
定される。この技術では、最大位置と、最大から両側に
１０％レベルでの位置との３つの値が使用される。次い
で、距離ａ及びｂが計算され、ａがスペクトルのより短
い波長での１０％レベルの位置と最大位置との間の距離
であり、ｂはスペクトルのより長い波長側の１０％レベ
ルの位置と最大との間の距離である。次いで、スペクト
ルの非対称ｈは以下の式によって計算される。 ｈ＝（ｂ−ａ）／（ｂ＋ａ）
よって解析され、エタロン補正信号を生成するのに使用
される。非対称が、図１５Ｃのように、より長い波長の
方に延びるならば、エタロン出力カプラのＦＳＲは減少
されるべきである。反対により短い波長の方に延びるな
らば、エタロン出力カプラのＦＳＲは減少されるべきで
ある。このことは、回折グレーティングのピークに関し
て、約０．１ｐｍ又はより良い範囲内で調整されるべき
エタロンのピークを調整することができるエタロンの非
常に正確な制御を提供する。スペクトルの非対称を解析
する多くの周知の従来技術がある。好ましい実施形態で
は、非対称は、図１６に示したように１０％レベルで決
定される。この技術では、最大位置と、最大から両側に
１０％レベルでの位置との３つの値が使用される。次い
で、距離ａ及びｂが計算され、ａがスペクトルのより短
い波長での１０％レベルの位置と最大位置との間の距離
であり、ｂはスペクトルのより長い波長側の１０％レベ
ルの位置と最大との間の距離である。次いで、スペクト
ルの非対称ｈは以下の式によって計算される。 ｈ＝（ｂ−ａ）／（ｂ＋ａ）
【００２６】非対称ｈの値は、ＥＯＣのコントロールＦ
ＳＲに対して制御器４２によって使用される。この値
は、目標値ｈ0及び許容誤差ｈerrと比較される。ｈ＜ｈ
0−ｈe rrならば、ＦＳＲは増加されるべきであり、ｈ＞
ｈ0＋ｈerrならば、ＦＳＲは減少されるべきである。さ
もなければ、エタロンはレーザに合わせて考慮される。
例えば、値ｈ0が、０に設定され、ｈerrが０．０５に設
定されうる（約５％非対称）。図１６に示されたスペク
トルは、ａ＝０．３４６ｐｍ及びｂ＝０．４６１ｐｍを
有する。それは、その非対称値が、ｈ0＋ｈerrよりも大
きいｈ＝０．１４３であることを意味し、エタロン出力
カプラのＦＳＲが減少されるべきであることを意味す
る。ＦＳＲの減少は、より短い波長の方へ最大をシフト
し、スペクトルの非対称を減少する。このアルゴリズム
を実施するフローチャートを図１７に示す。
ＳＲに対して制御器４２によって使用される。この値
は、目標値ｈ0及び許容誤差ｈerrと比較される。ｈ＜ｈ
0−ｈe rrならば、ＦＳＲは増加されるべきであり、ｈ＞
ｈ0＋ｈerrならば、ＦＳＲは減少されるべきである。さ
もなければ、エタロンはレーザに合わせて考慮される。
例えば、値ｈ0が、０に設定され、ｈerrが０．０５に設
定されうる（約５％非対称）。図１６に示されたスペク
トルは、ａ＝０．３４６ｐｍ及びｂ＝０．４６１ｐｍを
有する。それは、その非対称値が、ｈ0＋ｈerrよりも大
きいｈ＝０．１４３であることを意味し、エタロン出力
カプラのＦＳＲが減少されるべきであることを意味す
る。ＦＳＲの減少は、より短い波長の方へ最大をシフト
し、スペクトルの非対称を減少する。このアルゴリズム
を実施するフローチャートを図１７に示す。
【００２７】第４の好ましいアライメント技術 本発明の別の実施形態を図１８に示す。この実施形態で
は、対称解析のためにデータ、並びに、レーザ絶対波長
及びそのバンド幅の制御を提供する一つのスペクトロメ
ータだけが使用される。レーザ波長は、レーザピーク波
長が、絶対波長及びスペクトル形状の両方を測定するた
めの米国特許第5,025,445号及び第5,420,877号に記載さ
れたように構成されているスペクトロメータ８４によっ
て測定されるとき、所望の値となるまで、枢動ミラー７
４の従来技術を使用して選択される。スペクトルの対称
解析及びエタロン調整は、第３の実施形態と同様の方法
でなされる。
は、対称解析のためにデータ、並びに、レーザ絶対波長
及びそのバンド幅の制御を提供する一つのスペクトロメ
ータだけが使用される。レーザ波長は、レーザピーク波
長が、絶対波長及びスペクトル形状の両方を測定するた
めの米国特許第5,025,445号及び第5,420,877号に記載さ
れたように構成されているスペクトロメータ８４によっ
て測定されるとき、所望の値となるまで、枢動ミラー７
４の従来技術を使用して選択される。スペクトルの対称
解析及びエタロン調整は、第３の実施形態と同様の方法
でなされる。
【００２８】この非常に狭いバンドレーザを特定の実施
形態を参照して記載したけれども、種々の適用および修
正をなし得ることは明らかであろう。例えば、高分解能
グレーティングスペクトロメータは、特別の対称、及び
／又は、絶対波長及びバンド幅測定を解析するのに使用
されうる。また、対称は、異なるレベル、及び／又は、
左及び右のスペクトル積分のような積分パラメータを使
用することを含む異なる技術を使用して解析され、中心
最大が、５０％又は９０％レベル等のようなあるレベル
での中間点として計算されうる。また、この発明は、Ｋ
ｒＦ，ＡｒＦ及び他のエキシマレーザ並びに、Ｆ2分子
ガスレーザで使用されうる。通所の波長で作動するＫｒ
Ｆレーザで使用するために記載された技術がまた、Ａｒ
Ｆレーザに適用されうるが、光学系は１９３ｎｍ用に設
計されなければならない。更に、圧力調整されたエタロ
ン及び圧電調整されたエタロンに加えて、エタロンのプ
レートの間のギャップを広くするか又は狭くするための
機械的な力を使用して圧力調整された市販されているエ
タロンがある。４％と異なる反射率を有するエタロンを
使用することができる。いくつかのアプリケーションで
は、エタロン、及び、使用されることができる固定され
た間隔及び固定された屈折率を調整する必要がない。こ
の場合では、グレーティングは、エタロン反射ピークの
うちの一つを適合するためにミラー７６で調整される。
しかしながら、反射面の反射率を約１％と２０％との間
にするのが望ましい。当業者は、上述のグレーティング
ベース線狭帯域化モジュールが、複数のプリズム及び全
反射ミラーと、ビームエキスパンダを有しない回折グレ
ーティングと、回折グレーティング及び全反射ミラーと
から構成されるモジュールのような多くの他の従来技術
の線狭帯域化モジュールと置換することができる。透過
可能エタロンはまた、線狭帯域化モジュールに含まれ
る。それ故、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限
される。
形態を参照して記載したけれども、種々の適用および修
正をなし得ることは明らかであろう。例えば、高分解能
グレーティングスペクトロメータは、特別の対称、及び
／又は、絶対波長及びバンド幅測定を解析するのに使用
されうる。また、対称は、異なるレベル、及び／又は、
左及び右のスペクトル積分のような積分パラメータを使
用することを含む異なる技術を使用して解析され、中心
最大が、５０％又は９０％レベル等のようなあるレベル
での中間点として計算されうる。また、この発明は、Ｋ
ｒＦ，ＡｒＦ及び他のエキシマレーザ並びに、Ｆ2分子
ガスレーザで使用されうる。通所の波長で作動するＫｒ
Ｆレーザで使用するために記載された技術がまた、Ａｒ
Ｆレーザに適用されうるが、光学系は１９３ｎｍ用に設
計されなければならない。更に、圧力調整されたエタロ
ン及び圧電調整されたエタロンに加えて、エタロンのプ
レートの間のギャップを広くするか又は狭くするための
機械的な力を使用して圧力調整された市販されているエ
タロンがある。４％と異なる反射率を有するエタロンを
使用することができる。いくつかのアプリケーションで
は、エタロン、及び、使用されることができる固定され
た間隔及び固定された屈折率を調整する必要がない。こ
の場合では、グレーティングは、エタロン反射ピークの
うちの一つを適合するためにミラー７６で調整される。
しかしながら、反射面の反射率を約１％と２０％との間
にするのが望ましい。当業者は、上述のグレーティング
ベース線狭帯域化モジュールが、複数のプリズム及び全
反射ミラーと、ビームエキスパンダを有しない回折グレ
ーティングと、回折グレーティング及び全反射ミラーと
から構成されるモジュールのような多くの他の従来技術
の線狭帯域化モジュールと置換することができる。透過
可能エタロンはまた、線狭帯域化モジュールに含まれ
る。それ故、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限
される。
【図１】従来技術の線狭帯域化レーザを示す。
【図２】２つの内部エタロン表面の反射率の関数とし
て、エタロンによって透過された光のパーセントを示
す。
て、エタロンによって透過された光のパーセントを示
す。
【図３Ａ】エタロン出力カプラを備える線狭帯域化エキ
シマレーザを示す。
シマレーザを示す。
【図３Ｂ】図３Ａのレーザによって使用される個体物理
パルスパワーモジュールを示す。
パルスパワーモジュールを示す。
【図４】本発明の好ましい実施形態のエタロン出力カプ
ラのある特徴を示す。
ラのある特徴を示す。
【図５】回折グレーティングベース線狭帯域化モジュー
ルを示す。
ルを示す。
【図６】波長に依存するエタロンＯＣの反射率を示す。
【図７】線狭帯域化モジュール及びエタロンＯＣに関す
る最大反射率の相対位置を示す。
る最大反射率の相対位置を示す。
【図８】本発明の第２の好ましい実施形態を示す。
【図９】エタロン出力カプラを介して反射され、透過さ
れるビームを示す。
れるビームを示す。
【図１０】レーザスペクトルの空間配置を示す。
【図１１】本発明の好ましい実施形態の図である。
【図１２Ａ】ひどいミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１２Ｂ】ひどいミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１２Ｃ】ひどいミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１３Ａ】ひどいミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１３Ｂ】ひどいミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１３Ｃ】ひどいミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１４Ａ】小さなミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１４Ｂ】小さなミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１４Ｃ】小さなミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１５Ａ】小さなミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１５Ｂ】小さなミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１５Ｃ】小さなミスアライメントの実演結果であ
る。
る。
【図１６】僅かなミスアライメントを検出する方法の説
明である。
明である。
【図１７】ミスアライメントを修正する方法を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１８】別の好ましい実施形態の図である。
【図１９】好ましい可調整エタロン出力カプラの概略で
ある。
ある。
２ レーザ ８ チャンバ １８ 線狭帯域化モジュール ２０ ウェーブメータ ２２ コンピュータ制御器 ３０ プリズム ３２ プリズム ３４ プリズム ３６ 調整ミラー ３８ エシェルグレーティング ４２ 制御器 ４４ エタロン出力カプラ ４５ アパーチャ ４６ 部分反射ミラー ４７ 部分反射ミラー ４８ 部分反射ミラー ５１ フォトダイオードアレイ ５２ フォトダイオードアレイ ５５ 光 ６４ エタロン ７４ 調整ミラー ７６ ミラー ７８ ビームスプリッタ ８０ スペクトロメータ ８４ ウェーブメータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−82183（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−179477（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−262183（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−160072（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−8431（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−334211（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198182（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−312989（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−505006（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/13 - 3/139 H01S 3/225
Claims (19)
- 【請求項１】 Ａ．利得媒体を包含するレーザチャンバ
と、 Ｂ．レーザチャンバ内に生成された光の一部を受け、線
狭帯域化された光を生成するためにそのスペクトルを狭
くし、波長の所望の狭バンド程度に狭帯域化されたそれ
をレーザチャンバに戻すように位置決めされた調整可能
線狭帯域化ユニットと、 Ｃ．エタロンを包含する調整可能な出力カプラと、を有
し、前記出力カプラが、前記レーザチャンバに生成され
た前記所望の狭バンドの波長で光を選択的に反射し、前
記所望の狭バンドの波長以外の波長で光を選択的に透過
するように位置決めされており、 前記調整可能線狭帯域化ユニット及び前記調整可能出力
カプラが、前記所望の狭バンドの波長で最大の反射を提
供するようにともに調整されることを特徴とする、 非常に狭いバンド・レーザ。 - 【請求項２】 前記エタロンが、約２０％より小さい反
射率と、約２％より大きい反射率とをそれぞれ備える２
つの反射面を構成する２つの内側の平行な表面を有する
ことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ。 - 【請求項３】 前記反射率が約４％であることを特徴と
する、請求項２に記載のレーザ。 - 【請求項４】 前記レーザがエキシマレーザであること
を特徴とする、請求項１に記載のレーザ。 - 【請求項５】 前記狭帯域化ユニットが、少なくとも１
つのプリズムと、グレーティングと、全反射ミラーとを
有することを特徴とする、請求項４に記載のエキシマレ
ーザ。 - 【請求項６】 前記エタロンが、圧力調整エタロンであ
ることを特徴とする、請求項５に記載のエキシマレー
ザ。 - 【請求項７】 前記エタロンが、圧電調整エタロンであ
ることを特徴とする、請求項５に記載のエキシマレー
ザ。 - 【請求項８】 前記エタロンが、圧縮調整エタロンであ
ることを特徴とする、請求項５に記載のエキシマレー
ザ。 - 【請求項９】 前記エタロンが、約２０％より小さい反
射率と、約２％より大きい反射率とをそれぞれ備える２
つの反射面を構成する２つの内側の平行な表面を有する
ことを特徴とする、請求項５に記載のエキシマレーザ。 - 【請求項１０】 前記反射率が約４％であることを特徴
とする、請求項９に記載のエキシマレーザ。 - 【請求項１１】 前記エタロンが２つの内側の平行な表
面を構成し、両方が自由にコーティングされていること
を特徴とする、請求項５に記載のエキシマレーザ。 - 【請求項１２】 前記エタロンによって反射された光の
プロファイルと、前記エタロンによって透過された光の
プロファイルとを比較するビームプロファイル比較手段
を更に有することを特徴とする、請求項５に記載のレー
ザ。 - 【請求項１３】 前記エタロンによって反射された光の
プロファイルと、前記エタロンに入射される光のプロフ
ァイルとを比較するビームプロファイル比較手段を更に
有することを特徴とする、請求項５に記載のレーザ。 - 【請求項１４】 Ａ．利得媒体を包含するレーザチャン
バと、 Ｂ．レーザチャンバ内に生成された光の一部を受け、線
狭帯域化された光を生成するためにそのスペクトルを狭
くし、波長の所望の狭バンド程度に狭帯域化されたそれ
をレーザチャンバに戻すように位置決めされた線狭帯域
化ユニットと、 Ｃ．エタロンを包含する調整可能な出力カプラと、を有
し、前記出力カプラが、前記レーザチャンバに生成され
た前記所望の狭バンドの波長で光を選択的に反射し、前
記所望の狭バンドの波長以外の波長で光を選択的に透過
するように位置決めされており、 Ｄ．反射されたビームプロファイルを構成するために前
記エタロンによって反射された光のビームプロファイル
を測定するための、フォトダイオードアレイ及び第１の
部分反射ミラーと、 Ｅ．透過されたビームプロファイルを構成するために前
記エタロンによって透過された光のビームプロファイル
を測定するための、フォトダイオードアレイ及び第２の
部分反射ミラーと、 Ｆ．比較データを作り出すために、前記反射されたビー
ムプロファイルを前記透過されたビームプロファイルと
比較するためのプロファイルプロセッサと、 Ｇ．比較データに基づいて前記エタロンを調整するため
のエタロンチューナと、 を有する非常に狭いバンド・レーザ。 - 【請求項１５】 Ａ．利得媒体を包含するレーザチャン
バと、 Ｂ．レーザチャンバ内に生成された光の一部を受け、線
狭帯域化された光を生成するためにそのスペクトルを狭
くし、波長の所望の狭バンド程度に狭帯域化されたそれ
をレーザチャンバに戻すように位置決めされた線狭帯域
化ユニットと、 Ｃ．エタロンを包含する調整可能な出力カプラと、を有
し、前記出力カプラが、前記レーザチャンバに生成され
た前記所望の狭バンドの波長で光を選択的に反射し、前
記所望の狭バンドの波長以外の波長で光を選択的に透過
するように位置決めされており、 Ｄ．反射されたビームプロファイルを構成するために前
記エタロンによって反射された光のビームプロファイル
を測定するための、フォトダイオードアレイ及び第１の
部分反射ミラーと、 Ｅ．入射ビームプロファイルを構成するために前記エタ
ロンに入射された光のビームプロファイルを測定するた
めの、フォトダイオードアレイ及び第２の部分反射ミラ
ーと、 Ｆ．比較データを作り出すために、前記反射されたビー
ムプロファイルを前記入射ビームプロファイルと比較す
るためのプロファイルプロセッサと、 Ｇ．比較データに基づいて前記エタロンを調整するため
のエタロンチューナと、 を有する非常に狭いバンド・レーザ。 - 【請求項１６】 Ａ．（１）２つの細長い電極と、 （２）少なくとも１つのプレイオン化装置と、 （３）クリプトン、フッ素及びバッファガスからなる全
圧を構成するレーザガスとを備える、 フッ素適合性の材料からなるレーザチャンバと、 Ｂ．レーザチャンバ内に生成された光の一部を受け、線
狭帯域化された光を生成するためにそのスペクトルを狭
くし、波長の所望の狭バンド程度に狭帯域化されたそれ
をレーザチャンバに戻すように位置決めされた線狭帯域
化ユニットと、 Ｃ．エタロンを包含する調整可能な出力カプラと、を有
し、前記出力カプラが、前記レーザチャンバに生成され
た前記所望の狭バンドの波長で光を選択的に反射し、前
記所望の狭バンドの波長以外の波長で光を選択的に透過
するように位置決めされており、 Ｄ．反射されたビームプロファイルを構成するために前
記エタロンによって反射された光のビームプロファイル
を測定するための、フォトダイオードアレイ及び第１の
部分反射ミラーと、 Ｅ．透過されたビームプロファイルを構成するために前
記エタロンによって透過された光のビームプロファイル
を測定するための、フォトダイオードアレイ及び第２の
部分反射ミラーと、 Ｆ．比較データを作り出すために、前記反射されたビー
ムプロファイルを前記透過されたビームプロファイルと
比較するためのプロファイルプロセッサと、 Ｇ．比較データに基づいて前記エタロンを調整するため
のエタロンチューナと、 を有する、非常に狭いバンドのＫｒＦエキシマレーザ。 - 【請求項１７】 利得媒体と、可調整グレーティングベ
ース線狭帯域化モジュールと、可調整エタロンベース出
力カプラとを備える非常に狭いバンドのエキシマレーザ
を調整する方法であって、 入射ビームを構成する、前記出力カプラに入射する前記
利得媒体からの光の一部が利得媒体に戻るように前記出
力カプラによって反射され、前記反射された部分は反射
ビームを構成し、前記利得媒体からの光の一部が前記出
力カプラによって透過され、前記透過された部分は透過
ビームを構成する、方法において、 Ａ．反射されたビームプロファイルを構成するために前
記反射ビームのビームプロファイルを測定し、 Ｂ．透過されたビームプロファイルを構成するために前
記透過されたビームのビームプロファイルを測定し、 Ｃ．比較情報を作り出すために反射されたビームプロフ
ァイルと透過されたビームプロファイルとを比較し、 Ｄ．前記比較情報に基づいて出力カプラを調整する、 ステップを有する方法。 - 【請求項１８】 利得媒体と、可調整グレーティングベ
ース線狭帯域化モジュールと、可調整エタロンベース出
力カプラとを備える非常に狭いバンドのエキシマレーザ
を調整する方法であって、 入射ビームを構成する、前記出力カプラに入射する前記
利得媒体からの光の一部が利得媒体に戻るように前記出
力カプラによって反射され、前記反射された部分は反射
ビームを構成する、方法において、 Ａ．反射されたビームプロファイルを構成するために前
記反射ビームのビームプロファイルを測定し、 Ｂ．入射ビームプロファイルを構成するために前記入射
ビームのビームプロファイルを測定し、 Ｃ．比較情報を作り出すために反射されたビームプロフ
ァイルと入射ビームプロファイルとを比較し、 Ｄ．前記比較情報に基づいて出力カプラを調整する、 ステップを有する方法。 - 【請求項１９】 利得媒体と、可調整グレーティングベ
ース線狭帯域化モジュールと、可調整エタロンベース出
力カプラとを備える非常に狭いバンドのエキシマレーザ
を調整する方法であって、 前記出力カプラに入射する前記利得媒体からの光の一部
が利得媒体に戻るように前記出力カプラによって反射さ
れ、前記利得媒体からの光の一部が前記出力カプラによ
って透過される、方法において、 Ａ．前記レーザによって生成されたビームのスペクトル
特性を測定し、 Ｂ．所望のビームスペクトル特性を作り出すために、前
記可調整グレーティングベース線狭帯域化モジュール及
び前記可調整出力カプラを調整する、 ステップを有し、 更に、前記レーザが自動波長制御を有し、 前記調整方法のサブステップが更に、 Ｃ．所望の波長で最大の反射を提供するために、前記可
調整グレーティングベース線狭帯域化モジュールを調整
し、 Ｄ．前記可調整グレーティングベース線狭帯域化モジュ
ールの最大の反射で前記出力カプラに対して最大の反射
を提供するように、前記出力カプラを自動的に調整する
ように前記可調整エタロンベース出力カプラに関してフ
ィードバック制御を提供し、 Ｅ．前記フィードバック制御を利用して前記所望の波長
で最大反射を提供するように前記可調整エタロンベース
出力カプラを自動的に調整する、 ステップを含むことを特徴とする方法 。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/987,127 US5901163A (en) | 1997-06-04 | 1997-12-08 | Narrow band laser with etalon based output coupler |
| US09/204,111 US6028879A (en) | 1997-06-04 | 1998-12-02 | Narrow band laser with etalon based output coupler |
| US08/987127 | 1998-12-02 | ||
| US09/204111 | 1998-12-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261148A JPH11261148A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3224525B2 true JP3224525B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=26899189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37729498A Expired - Lifetime JP3224525B2 (ja) | 1997-12-08 | 1998-12-08 | エタロンベース出力カプラを備える狭帯域レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3224525B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| AU2001241421A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-20 | Cymer, Inc. | Bandwidth control technique for a laser |
-
1998
- 1998-12-08 JP JP37729498A patent/JP3224525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11261148A (ja) | 1999-09-24 |
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