JPH0212980A - Narrow band laser oscillator - Google Patents

Narrow band laser oscillator

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JPH0212980A
JPH0212980A JP16395588A JP16395588A JPH0212980A JP H0212980 A JPH0212980 A JP H0212980A JP 16395588 A JP16395588 A JP 16395588A JP 16395588 A JP16395588 A JP 16395588A JP H0212980 A JPH0212980 A JP H0212980A
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JP
Japan
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laser
section
laser beam
slit
alexandrite
Prior art date
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Application number
JP16395588A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Nishida
直人 西田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0212980A publication Critical patent/JPH0212980A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H01S3/2325Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08095Zig-zag travelling beam through the active medium

Abstract

PURPOSE:To obtain a laser output having stable narrowed spectral width, to reduce a special coherence and to eliminate a speckle in case of a lithography by forming the laser medium of a main oscillator of a slablike solid material, forming the sectional shape of an oscillated laser light in an optical axis direction in a slit state, and exciting and amplifying it as it is. CONSTITUTION:A main oscillator 17 has a slablike alexandrite 19 as a laser medium and a pair of Xe lamps 20, 21 oppositely provided on the opposite surface parts of the alexandrite 19. An optically pumping light source driver 22 controls the light emission of the lamps 20, 21. First slit plate 25 and a prism beam expander 26 are sequentially provided between a diffraction grating 23 and the alexandrite 19. First and second slit plates 25, 28 are formed with slits 25a, 28a passed continuously laterally. A laser light emitted from the mirror 24 of the oscillator 17 is incident to an amplifier 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば半導体露光装置の光源として使用され
る狭帯域レーザ発振装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a narrowband laser oscillation device used as a light source of a semiconductor exposure apparatus, for example.

(従来の技術) 半導体露光用縮小投影露光装置の光源として狭帯域エキ
シマレーザが用いられつつあるが、この場合高出力を得
るためにレーザ光発振器から発振されたレーザ光の出力
を増幅する増幅部を使用したインジェクションロックの
技術が用いられる。
(Prior Art) Narrowband excimer lasers are being used as light sources in reduction projection exposure systems for semiconductor exposure, but in this case, in order to obtain high output, an amplification section is required to amplify the output of the laser light emitted from the laser light oscillator. Injection lock technology is used.

第5図に従来のインジェクションロック型の狭帯域レー
ザ発振装置を示す。
FIG. 5 shows a conventional injection lock type narrowband laser oscillation device.

このレーザ発振装置1は、主発振部2と増幅部3とから
なり、双方2.3ともがエキシマガスレーザ媒質を用い
る。主発振部2はエキシマガスレーザ媒質を励起してレ
ーザ光を発光させる放電管4を挟んで対峙する回折格子
5および出力ミラー6が設けられている。
This laser oscillation device 1 consists of a main oscillation section 2 and an amplification section 3, both of which use an excimer gas laser medium. The main oscillator 2 is provided with a diffraction grating 5 and an output mirror 6 that face each other across a discharge tube 4 that excites an excimer gas laser medium to emit laser light.

上記回折格子5と放電管4との間には上記放電管4側に
ピンホール7を有するプレート8と、回折格子5側に設
けられ図示しないプリズムまたはエタロン等によって構
成された波長選択素子9とが設けられ安定型のレーザ共
振器が形成されている。
Between the diffraction grating 5 and the discharge tube 4, there is a plate 8 having a pinhole 7 on the discharge tube 4 side, and a wavelength selection element 9 provided on the diffraction grating 5 side and constituted by a prism, an etalon, etc. (not shown). is provided to form a stable laser resonator.

そして、上記主発振部2から発振されたレーザ光は第1
および第2の高反射ミラー10.11により光軸が折曲
され、増幅部3に入射される。
The laser beam oscillated from the main oscillation section 2 is then
The optical axis is bent by the second high-reflection mirror 10.11, and the light is incident on the amplifying section 3.

この増幅部3は上述のごとくエキシマガスレーザ媒質が
封入された放電管12と、この放電管12を挟むように
対峙して凸面ミラー13および凹面ミラー14とが配設
されている。ここで、上記凹面ミラー14の中央部には
約1uの直径の貫通孔15が穿設されており、上記貫通
孔15に上記主発振部2で発振されたレーザ光が入射さ
れるようになっている。
As described above, the amplifying section 3 includes a discharge tube 12 in which an excimer gas laser medium is sealed, and a convex mirror 13 and a concave mirror 14 facing each other so as to sandwich the discharge tube 12 therebetween. Here, a through hole 15 having a diameter of about 1 u is bored in the center of the concave mirror 14, and the laser beam oscillated by the main oscillation section 2 is incident on the through hole 15. ing.

上述のように構成されたレーザ発振装置1はまず、主発
振部2によってスペクトル幅0.003na+、平均出
力0.01wのレーザ光を発振する。これは、上記放電
管4で発光された光を上記回折格子5、波長選択素子9
およびプレート8のピンホール7等を通過させることに
より、単一光を発振状態とし、所定の出力(0,Olw
)を上記出力ミラー6から上記第1の高反射ミラー10
に向けてレーザ光を照射する。そして、第1の高反射ミ
ラー10に反射されたレーザ光は第2の高反射ミラー1
1に反射されることで上記増幅部3に入射される。この
増幅部3に入射されるレーザ光は凹面ミラー14の貫通
孔15から不安定型共振器13.14間に入射され、こ
の共振器13.14間でビームを拡大しながら複数回反
射されることで、インジェクションロックされ狭いスペ
クトル幅を保ちながら、出力が増幅され、最終的に凸面
ミラー13側から出射する。この増幅作用によりスペク
トル幅は主発振部2から発振されたときと同じ0.00
3nmで、平均出力が50wの狭帯域レーザ光を得るこ
とができる。
The laser oscillation device 1 configured as described above first oscillates a laser beam with a spectral width of 0.003 na+ and an average output of 0.01 W using the main oscillation section 2. This transfers the light emitted from the discharge tube 4 to the diffraction grating 5 and the wavelength selection element 9.
By passing through the pinhole 7 etc. of the plate 8, the single light is made into an oscillating state and a predetermined output (0, Olw
) from the output mirror 6 to the first high reflection mirror 10
Aim the laser beam at the target. Then, the laser beam reflected by the first high reflection mirror 10 is transferred to the second high reflection mirror 1.
1 and enters the amplification section 3. The laser beam that enters the amplifying section 3 enters between the unstable resonators 13 and 14 from the through hole 15 of the concave mirror 14, and is reflected multiple times while expanding the beam between the resonators 13 and 14. Then, the injection is locked and the output is amplified while maintaining a narrow spectrum width, and is finally emitted from the convex mirror 13 side. Due to this amplification effect, the spectrum width is 0.00, which is the same as when oscillated from the main oscillator 2.
At 3 nm, a narrow band laser beam with an average output of 50 W can be obtained.

ところが、このような狭帯域レーザ発振装置は次に上げ
る欠点があった。
However, such a narrowband laser oscillation device has the following drawbacks.

まず、主発振部2から出力される単一横モードのレーザ
光がインジェクションロックによりそのまま増幅される
ため空間的コヒーレンスが高く、半導体製造におけるリ
ソグラフィに使用される際に露光面上でスペックルが発
生する。
First, the single transverse mode laser beam output from the main oscillator 2 is directly amplified by the injection lock, resulting in high spatial coherence, which causes speckles on the exposed surface when used for lithography in semiconductor manufacturing. do.

また、エキシマガスレーザ媒質の誘導放出型可能時間は
約10〜40nsと極端に短く、そのため主発振部2と
増幅部3の媒質励起のタイミングを1〜3nsの精度で
厳密に合せる必要があった。しかし励起のための放電の
不安定性、電気回路のジッタ等により時々このタイミン
グがずれることがあり、この場合インジェクションロッ
クが充分に行われず、スペクトル幅の広いレーザ光が出
力されてしまい、レーザ出力も不安定となることがあっ
た。さらに、主発振部2から出力されるレーザ光はピン
ホール7を通過することでレーザ光自体が極く細い円柱
状であり、発光されたレーザ光の極く一部のみを取出す
ようになっているので励起体積の利用効率が低いもので
あった。
Further, the stimulated emission time of the excimer gas laser medium is extremely short, about 10 to 40 ns, and therefore the timing of excitation of the medium in the main oscillation section 2 and the amplification section 3 must be precisely matched with an accuracy of 1 to 3 ns. However, this timing may sometimes shift due to instability of the discharge for excitation, jitter in the electric circuit, etc. In this case, injection locking is not performed sufficiently, and a laser beam with a wide spectrum width is output, resulting in a decrease in laser output. It was sometimes unstable. Furthermore, the laser beam output from the main oscillator 2 passes through the pinhole 7, so that the laser beam itself has an extremely thin cylindrical shape, and only a small portion of the emitted laser beam is extracted. Therefore, the utilization efficiency of the excitation volume was low.

(発明が解決しようとする課題) 主発振部と増幅部との双方にエキシマガスレーザ発振器
を使用しレーザ光をピンホールに通過させる狭帯域レー
ザ発振装置は空間的コヒーレンスが高く半導体のリソグ
ラフィー等において露光面上でスペックルを発生するこ
とがある。またエキシマガスレーザ媒質の誘導放電可能
時間が極端に短いので主発振部と増幅部との互いのタイ
ミングを合せることが非常に困難である。さらに、ピン
ホールを通過させることでき狭帯域化するので励起体積
の利用効率が低いという欠点があった。
(Problem to be solved by the invention) A narrowband laser oscillation device that uses an excimer gas laser oscillator for both the main oscillation part and the amplification part and passes the laser light through a pinhole has high spatial coherence and is used for exposure in semiconductor lithography, etc. Speckles may appear on the surface. Furthermore, since the induced discharge period of the excimer gas laser medium is extremely short, it is extremely difficult to match the timings of the main oscillation section and the amplification section. Furthermore, since the band can be narrowed by passing through a pinhole, there is a drawback that the utilization efficiency of the excitation volume is low.

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、狭帯
域化されたスペクトル幅の安定したレーザ出力を得るこ
とができ、空間的コヒーレンスが低く、リソグラフィの
際にスペックルが発生することな(均質な露光が行なえ
るレーザ光を発振できる狭帯域レーザ発振装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention was made in view of the above problems, and it is possible to obtain a stable laser output with a narrow band spectral width, low spatial coherence, and no speckles occur during lithography. (The purpose is to provide a narrowband laser oscillation device that can oscillate laser light that can perform homogeneous exposure.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) スラブ状の固体レーザ媒質を有しレーザ光を発振する励
起部を設け、この励起部からのレーザ光を回折格子およ
び上記固体レーザ媒質の厚み方向になる光束厚みを狭帯
域化したスリット状のレーザ光の周波数を紫外域に変え
て出力する主発振部を設け、上記出力されたスリット上
のレーザ光を導入しエキシマガスレーザ媒質を有した励
起部で上記導入したレーザ光を増幅する増幅部を設けた
狭帯域ガスレーザ発振装置にある。
(Means for solving the problem) An excitation section that has a slab-shaped solid-state laser medium and oscillates a laser beam is provided, and the laser beam from this excitation section is connected to a diffraction grating and a luminous flux thickness in the thickness direction of the solid-state laser medium. A main oscillation part is provided that outputs a slit-shaped laser beam whose frequency is narrowed to the ultraviolet region, and the laser beam outputted from the slit is introduced into the excitation part having an excimer gas laser medium. A narrowband gas laser oscillation device includes an amplification section that amplifies laser light.

(作用) スラブ状固体をレーザ媒質とすることにより、レーザ光
がスリット状断面となるのでマルチモードの単一波長レ
ーザ光を発振でき、空間的コヒーレンスを低くして半導
体等のりソグラフィの際にスペックルが発生することを
防止できる。また、主発振部のレーザ媒質をスラブ状の
固体とすることで、誘導放出可能時間が長く増幅部の励
起のタイミングを合せることが容易になり、安定したレ
ーザ出力を得る゛ことができる。さらに、スラブ状の固
体から発振されるレーザ光の光軸方向の断面形状はスリ
ット状で、あり、この断面形状のまま励起増幅されるの
で、励起体積の利用効率が高い。
(Function) By using a slab-like solid as a laser medium, the laser beam has a slit-like cross section, so it is possible to oscillate a multi-mode single wavelength laser beam, and the spatial coherence is lowered, making it suitable for use in semiconductor lamination lithography. This can prevent the occurrence of errors. Furthermore, by using a slab-like solid state as the laser medium of the main oscillation section, the stimulated emission period is long, and it becomes easy to synchronize the excitation timing of the amplification section, making it possible to obtain stable laser output. Furthermore, the laser beam emitted from the slab-like solid has a slit-like cross-sectional shape in the optical axis direction, and is pumped and amplified with this cross-sectional shape, resulting in high utilization efficiency of the excitation volume.

(実施例) この発明における一実施例について第1図乃至第4図を
参照して説明する。図中に示される狭帯域レーザ発振装
置16は、主発振部17と増幅部18とからなっており
、まず、上記主発振部17の構成について説明する。主
発振部17は幅、長さ、高さがそれぞれ20II11×
100M1×5蔵に形成されたスラブ状のアレキサンド
ライト19をレーザ媒質として備え、このスラブ状のア
レキサンドライト19の対向される表面部分には一対の
Xeランプ20.21が対向されて設けられている。こ
れらのXeランプ20.21にはそれぞれ励起光源ドラ
イバ22が接続されている。この励起光源ドライバ22
は上記Xeランプ20.21の発光を制御するものであ
る。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The narrowband laser oscillation device 16 shown in the figure consists of a main oscillation section 17 and an amplification section 18. First, the configuration of the main oscillation section 17 will be explained. The main oscillator 17 has a width, length, and height of 20II11×
A slab-shaped alexandrite 19 formed in a 100M 1×5 cell is provided as a laser medium, and a pair of Xe lamps 20 and 21 are provided facing each other on opposing surface portions of the slab-shaped alexandrite 19. An excitation light source driver 22 is connected to each of these Xe lamps 20, 21. This excitation light source driver 22
is for controlling the light emission of the Xe lamps 20 and 21.

また、上記アレキサンドライト19の長手方向の一方の
端面側には回折格子23、他方の端面側には出力ミラー
24が配設されている。そして、上記回折格子23とア
レキサンドライト19との間には、アレキサンドライト
19側から第1のスリットプレート25、プリズムビー
ムエキスパンダ26が順次設けられている。
Further, a diffraction grating 23 is provided on one end surface side in the longitudinal direction of the alexandrite 19, and an output mirror 24 is provided on the other end surface side. A first slit plate 25 and a prism beam expander 26 are sequentially provided between the diffraction grating 23 and the alexandrite 19 from the alexandrite 19 side.

また、上記アレキサンドライト19と出力ミラー24と
の間には、上記アレキサンドライト19側から非線形光
学素子等よりなるレーザ光周波数逓倍ユニット27と、
第2のスリットプレート28が順次設けられている。こ
こで、上記第1および第2のスリットプレート25.2
8は共に、上記アレキサンドライト19の幅方向の寸法
20Mに亘って対向するように、幅方向に連続して貫通
されたスリット25a、 28aが設けられている。こ
れらのスリット25 a s 2 (y aの幅方向の
寸法は22mであり、高さ寸法は11111に形成され
ている。
Further, between the alexandrite 19 and the output mirror 24, a laser beam frequency multiplication unit 27 consisting of a nonlinear optical element or the like is installed from the alexandrite 19 side.
A second slit plate 28 is sequentially provided. Here, the first and second slit plates 25.2
Both slits 8 are provided with slits 25a and 28a that are continuously penetrated in the width direction so as to face each other across the width direction dimension 20M of the alexandrite 19. These slits 25 a s 2 (y a ) have a width dimension of 22 m and a height dimension of 11111.

上述のように構成された主発振部17の出力ミラー24
から出射されたレーザ光は第1および第2の高反射ミラ
ー29.30に順次反射されて光軸が折曲されることで
、増幅部18に入射される。
Output mirror 24 of main oscillator 17 configured as described above
The laser beam emitted from the first and second high-reflection mirrors 29 and 30 is sequentially reflected, and the optical axis is bent, so that the laser beam is incident on the amplifying section 18.

この増幅部18は放電によりエキシマガスレーザ媒質を
励起するエキシマレーザ励起部31と、この励起部31
を挟んで対峙する円筒凹面ミラー32と円筒凸面ミラー
33とからなる増幅共振器31aを有しており、上記励
起部31はエキシマガスレーザ媒質が封入された放電管
34と、この放電管34内に放電を発生させるためのエ
キシマレーザ励起部ドライバ35が設けられている。つ
まり、上記放電管34内には、通過するレーザ光を増幅
するための図示しない放電電極が設けられ、この放電電
極に対して上記励起ドライバ35が電気的に接続されて
いる。この励起ドライバ35は遅延回路36に接続され
ており、この遅延回路36から制御されることで作動す
るようになっている。ここで、遅延回路36は上記主発
振部17の励起光源ドライバ22にも接続されており、
主発振部17で発振されたレーザ光にタイミングよく増
幅部18が作動するように、主発振部17と増幅部18
との双方を制御するようになっている。
This amplification section 18 includes an excimer laser excitation section 31 that excites an excimer gas laser medium by discharge, and an excimer laser excitation section 31 that excites an excimer gas laser medium by discharge.
It has an amplification resonator 31a consisting of a cylindrical concave mirror 32 and a cylindrical convex mirror 33 facing each other with the excimer gas laser medium in between. An excimer laser excitation unit driver 35 is provided for generating discharge. That is, a discharge electrode (not shown) is provided in the discharge tube 34 to amplify the laser light passing therethrough, and the excitation driver 35 is electrically connected to this discharge electrode. This excitation driver 35 is connected to a delay circuit 36, and is operated under control from this delay circuit 36. Here, the delay circuit 36 is also connected to the excitation light source driver 22 of the main oscillation section 17,
The main oscillation section 17 and the amplification section 18 are arranged so that the amplification section 18 operates in a timely manner in response to the laser beam oscillated by the main oscillation section 17.
It is designed to control both.

また、上記円筒凹面ミラー32は上記第2の高反射ミラ
ー30と放電管34との間のレーザ光の光軸上に配設さ
れ、反射面37が上記放電管34に対向されている。こ
の反射面37は高さ方向にのみ湾曲され、幅方向には曲
率をもたないシリンドリカルな形状に形成されており、
高さ方向の中央部にはレーザ光が通過されるように、入
射部としての無反射コーティング領域38が形成され、
その他の部分には高反射コーティング領域39が形成さ
れている。上記無反射コーティング領域38は高さ寸法
が111%幅寸法が20w1で形成されている。
Further, the cylindrical concave mirror 32 is disposed on the optical axis of the laser beam between the second high reflection mirror 30 and the discharge tube 34, and the reflective surface 37 faces the discharge tube 34. This reflective surface 37 is formed into a cylindrical shape that is curved only in the height direction and has no curvature in the width direction.
An anti-reflection coating area 38 is formed as an incident part at the center in the height direction so that the laser beam can pass through.
A high reflection coating region 39 is formed in other parts. The anti-reflection coating area 38 has a height of 111% and a width of 20w1.

一方、円筒凸面ミラー33はその高さ方向にのみ湾曲さ
れた反射面40が放電管34に対向するように配設され
、高さ方向の中央部には高さ寸法2ms幅寸法が20m
rxの寸法範囲で高反射コーティング領域41が形成さ
れている。また、反射面40の高反射コーティング領域
41の他の部分には無反射コーティング領域42が形成
されている。さらに、裏面43は無反射コーティングが
なされており、表面と同じ曲率をもつメニスカス形とな
っている。
On the other hand, the cylindrical convex mirror 33 is arranged such that a reflecting surface 40 curved only in the height direction faces the discharge tube 34, and the height dimension is 2 ms and the width dimension is 20 m in the central part in the height direction.
A high reflection coating region 41 is formed in the size range of rx. In addition, a non-reflective coating area 42 is formed on the other part of the high-reflection coating area 41 of the reflective surface 40. Furthermore, the back surface 43 is coated with a non-reflective coating and has a meniscus shape with the same curvature as the front surface.

ここで、円筒凹面および円筒凸面ミラー32.33は共
にレーザ光を透過する材質によって形成されている。
Here, both the concave cylindrical mirror and the convex cylindrical mirror 32 and 33 are made of a material that transmits laser light.

以上のように構成された狭帯域レーザ発振装置を作動さ
せると、まず、上記Xeランプ20.21が励起光源ド
ライバ22からの制御を受けて発光し、主発振部17の
アレキサンドライト19で波長が750±5OnIgの
範囲でレーザ光が発振される。そしてこのレーザ光は上
記レーザ周波数逓倍ユニット27を通過することで波長
が例えば1/3となり、さらにスリットプレート25.
28、プリズムビームエキスパンダ26、回折格子23
により中心波長248.4nmsスペクトル幅0.00
3nmに変換される。そして出力ミラー24から出射さ
れるレーザ光の光軸方向の断面形状は高さ寸法が1順、
幅寸法が20mのスリット型の矩形状をなしている。
When the narrowband laser oscillation device configured as described above is operated, first, the Xe lamps 20 and 21 emit light under the control of the excitation light source driver 22, and the alexandrite 19 of the main oscillation section 17 emits light at a wavelength of 750 nm. Laser light is oscillated in the range of ±5OnIg. The wavelength of this laser beam is reduced to, for example, 1/3 by passing through the laser frequency multiplication unit 27, and then the slit plate 25.
28, prism beam expander 26, diffraction grating 23
The center wavelength is 248.4 nm and the spectral width is 0.00.
3 nm. The cross-sectional shape of the laser beam emitted from the output mirror 24 in the optical axis direction is in the order of height,
It has a slit-shaped rectangular shape with a width of 20 m.

ここで、上記アレキサンドライト19はスラブ状に形成
されており、このアレキサンドライト19を励起して発
振されるレーザ光は出力されるスリット状のレーザ光に
極めて近い断面形状なので、励起体積の利用効率を高く
することができる。
Here, the alexandrite 19 is formed into a slab shape, and the laser beam emitted by exciting the alexandrite 19 has a cross-sectional shape extremely similar to the slit-shaped laser beam output, so that the excitation volume can be used with high efficiency. can do.

ここで、主発振部17で発振されるレーザ光の出力は平
均出力0.2w程度と従来のエキシマレーザ発振装置に
よる主発振部に比較して10倍以上の出力が得られるた
め、比較的大きな面積で出力しても充分なインジェクシ
ョンロックを行なうことができる。
Here, the average output of the laser beam oscillated by the main oscillation section 17 is about 0.2 W, which is more than 10 times the output of the main oscillation section using a conventional excimer laser oscillation device, so it is relatively large. Sufficient injection locking can be achieved even when outputting in terms of area.

上述のように、主発振部17から出力されたレーザ光は
増幅部18の円筒凹面ミラー32の無反射コーティング
領域38から増幅部32の増幅共振器31a内に入射さ
れる。このレーザ光は円筒凹面ミラー32を通過すると
放電管34を通過し、円筒凸面ミラー33の高反射コー
ティング領域41に反射し、再度放電管34を通過する
。そして、円筒凹面ミラー32の高反射コーティング領
域39に反射され、繰返し放電管34を通過して円筒凸
面ミラー33の高反射コーティング領域41に反射する
。このように円筒凹面ミラー32および円筒凸面ミラー
33の間で反射されることで、円筒面の曲率方向にのみ
拡大増幅される。これにより円筒凸面ミラー33の外側
部分より、高さ方法が10B1幅方向が20mの光断面
のレーザ光が出力される。ここで、出射されるレーザ光
は高さ方向の中央部に上記円筒凸面ミラー33の高反射
コーティング領域42によって高さ方向の寸法2uの影
が形成されている。つまり円筒凸面ミラー33の無反射
コーティング領域42からのみ出射されるのでレーザ光
の断面は上側および下側に2つに分割されている。なお
、このとき上記主発振部17から出力されたレーザ光を
増幅部18が効率よく安定して励起増幅するために、上
記遅延回路36が励起光源ドライバ22と励起部ドライ
バ35とを制御している。
As described above, the laser light output from the main oscillation section 17 is input into the amplification resonator 31a of the amplification section 32 from the non-reflection coating region 38 of the cylindrical concave mirror 32 of the amplification section 18. After passing through the cylindrical concave mirror 32, this laser light passes through the discharge tube 34, is reflected by the high reflection coating area 41 of the cylindrical convex mirror 33, and passes through the discharge tube 34 again. The light is then reflected by the high reflection coating area 39 of the cylindrical concave mirror 32, repeatedly passes through the discharge tube 34, and is reflected by the high reflection coating area 41 of the cylindrical convex mirror 33. By being reflected between the cylindrical concave mirror 32 and the cylindrical convex mirror 33 in this way, the light is expanded and amplified only in the curvature direction of the cylindrical surface. As a result, the outer portion of the cylindrical convex mirror 33 outputs a laser beam having an optical cross section of 10 B in height and 20 m in the width direction. Here, the emitted laser beam has a shadow having a heightwise dimension of 2u formed by the high reflection coating region 42 of the cylindrical convex mirror 33 at the center in the heightwise direction. That is, since the laser beam is emitted only from the non-reflection coating area 42 of the cylindrical convex mirror 33, the cross section of the laser beam is divided into two parts, an upper side and a lower side. At this time, the delay circuit 36 controls the excitation light source driver 22 and the excitation section driver 35 in order for the amplification section 18 to pump and amplify the laser beam output from the main oscillation section 17 efficiently and stably. There is.

このようにして出射されたレーザ光は平均50wの出力
を得ることができ、このレーザ光はスペクトル幅0.0
03no+iこ狭帯域化されているが、レーザ光が主発
振部17でピンホールでなくスリット25a、28aを
通過するので、横モードがマルチモードとなるため空間
的コヒーレンスを低くでき、半導体等へのりソグラフィ
の際のスペックルの発生を低減できる。
The laser beam emitted in this way can obtain an average output of 50 W, and this laser beam has a spectral width of 0.0
03no+i has a narrow band, but since the laser light passes through the slits 25a and 28a instead of the pinhole in the main oscillator 17, the transverse mode becomes a multi-mode, so the spatial coherence can be lowered, making it easy to apply to semiconductors etc. The occurrence of speckles during lithography can be reduced.

また、アレキサンドライトレーザのパルス幅は1μs程
度あり、従来のエキシマレーザと比較してパルス幅が5
0倍程度長く、主発振部17と増幅部18との励起タイ
ミングのずれによるインジェクションロックのずれを防
止が容易である。
In addition, the pulse width of the alexandrite laser is about 1 μs, which is 5 μs compared to the conventional excimer laser.
It is about 0 times longer, and it is easy to prevent injection lock deviation due to a difference in excitation timing between the main oscillation section 17 and the amplification section 18.

なお、本発明は上記一実施例にのみ限定されるものでは
ない。例えば、上記一実施例ではスラブ状固体のレーザ
媒質の材質はアレキサンドライト19であるがこれに限
定されず、増幅部で励起されるエキシマレーザの波長に
対応可能なレーザを発振できるスラブ状の固体媒質であ
ればよい。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the above embodiment, the material of the slab-shaped solid laser medium is alexandrite 19, but is not limited to this, and is a slab-shaped solid medium that can oscillate a laser compatible with the wavelength of the excimer laser excited in the amplification section. That's fine.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

主発振部にスラブ状の固体レーザ媒質を使用することに
より、レーザ光の光軸方向の断面が幅方向に長いものと
なり、この幅方向のモードがマルチモードとなり、リソ
グラフィ等に利用する際にスペックルの発生を防止でき
る。また、主発振部のレーザ媒質を固体とすることで、
レーザ光の誘導放出可能時間を延長でき、増幅部で励起
のタイミングを確実に合せることができるようになり、
安定したレーザ光を発振できる。さらに、上記主発振部
のスラブ状固体媒質は光軸方向の断面がスリット状に発
光され、この断面形状に近い状態のままで増幅部で増幅
されるので、従来構造に比較して励起体積の利用効率を
高くすることができる。
By using a slab-shaped solid-state laser medium in the main oscillation part, the cross section of the laser beam in the optical axis direction becomes long in the width direction, and the mode in the width direction becomes a multi-mode, making it possible to meet specifications when used in lithography, etc. It is possible to prevent the occurrence of errors. In addition, by using a solid laser medium for the main oscillator,
It is now possible to extend the stimulated emission time of the laser beam, and it is now possible to reliably synchronize the excitation timing in the amplification section.
Can oscillate stable laser light. Furthermore, the slab-like solid medium of the main oscillator section emits light with a slit-shaped cross section in the optical axis direction, and is amplified in the amplification section while maintaining a state close to this cross-sectional shape. Utilization efficiency can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第4図はこの発明における一実施例であり、
第1図は狭帯域レーザ発振装置の概略的構成を示す構成
図、第2図はスラブ状固体の形状を示す斜視図、第3図
は円筒凹面ミラーを示す斜視図、第4図は円筒凸面ミラ
ーを示す斜視図、第5図は従来の狭帯域レーザ発振装置
の概略的構成を示す構成図である。 17・・・主発振部、18・・・増幅部、19・・・ア
レキサンドライト(スラブ状固体)、23・・・回折格
子、25a・・・スリット、28a・・・スリット、2
7・・・光周波数逓倍ユニット、32・・・円筒凹面ミ
ラー33・・・円筒凸面ミラー 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
FIGS. 1 to 4 show an embodiment of this invention,
Fig. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a narrowband laser oscillation device, Fig. 2 is a perspective view showing the shape of a slab-like solid, Fig. 3 is a perspective view showing a cylindrical concave mirror, and Fig. 4 is a cylindrical convex mirror. FIG. 5 is a perspective view showing a mirror and a configuration diagram showing a schematic configuration of a conventional narrow band laser oscillation device. 17... Main oscillation part, 18... Amplification part, 19... Alexandrite (slab-like solid), 23... Diffraction grating, 25a... Slit, 28a... Slit, 2
7... Optical frequency multiplication unit, 32... Cylindrical concave mirror 33... Cylindrical convex mirror Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] スラブ状の固体レーザ媒質を有した励起部で発生したレ
ーザ光を回折格子および上記固体レーザ媒質の厚み方向
になる光束厚みを狭めるスリットを形成した開口板とで
狭帯域化しかつこの狭帯域化したスリット状のレーザ光
の周波数を紫外域に変えて出力する主発振部と、上記出
力されたスリット状のレーザ光を導入しエキシマガスレ
ーザ媒質を有した励起部で上記導入したレーザ光を増幅
して出力する増幅部とを備えたことを特徴とする狭帯域
レーザ発振装置。
Laser light generated in an excitation section having a slab-shaped solid-state laser medium is narrow-banded using a diffraction grating and an aperture plate formed with a slit that narrows the thickness of the light beam in the thickness direction of the solid-state laser medium. A main oscillation section that changes the frequency of the slit-shaped laser beam to the ultraviolet region and outputs it, and an excitation section that introduces the outputted slit-shaped laser beam and has an excimer gas laser medium to amplify the introduced laser beam. What is claimed is: 1. A narrowband laser oscillation device comprising: an amplifier section for outputting an output.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008115592A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electromagnetic radiation amplification systems based on photonic gratings
US10056730B2 (en) 2016-09-07 2018-08-21 Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences Selective amplifier
JP2021114622A (en) * 2017-01-16 2021-08-05 サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー Reducing speckle in excimer light source
CN113594840A (en) * 2021-09-30 2021-11-02 四川光天下激光科技有限公司 Seed light optical path structure of multi-pass amplification system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008115592A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electromagnetic radiation amplification systems based on photonic gratings
US7805041B2 (en) 2007-03-21 2010-09-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electromagnetic radiation amplification systems based on photonic gratings
US10056730B2 (en) 2016-09-07 2018-08-21 Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences Selective amplifier
JP2021114622A (en) * 2017-01-16 2021-08-05 サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー Reducing speckle in excimer light source
CN113594840A (en) * 2021-09-30 2021-11-02 四川光天下激光科技有限公司 Seed light optical path structure of multi-pass amplification system

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