JPH02288383A - 狭帯域レーザ装置 - Google Patents
狭帯域レーザ装置Info
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- JPH02288383A JPH02288383A JP11052589A JP11052589A JPH02288383A JP H02288383 A JPH02288383 A JP H02288383A JP 11052589 A JP11052589 A JP 11052589A JP 11052589 A JP11052589 A JP 11052589A JP H02288383 A JPH02288383 A JP H02288383A
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- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 14
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0401—Arrangements for thermal management of optical elements being part of laser resonator, e.g. windows, mirrors, lenses
-
- H—ELECTRICITY
- 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
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明はレーザ光を狭帯域化させるための狭帯域レー
ザ装置に関する。
ザ装置に関する。
（従来の技術）
たとえば半導体の製造工程においては、非常に重要な工
程の１つとしてパターンのりソゲラフイエ程がある。近
年、ＩＣの大容量化にともない、そのパターンも微細化
しており、これに対応して露光光源も解像力を改善する
ため短波長化している。
程の１つとしてパターンのりソゲラフイエ程がある。近
年、ＩＣの大容量化にともない、そのパターンも微細化
しており、これに対応して露光光源も解像力を改善する
ため短波長化している。
しかしながら、３００ｎ＋ｏ以下の波長を必要とする場
合には、従来の高圧水銀ランプを光源として使用するこ
とは困難で、新たにＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８
ｎ■）が用いられるようになってきた。波長２４８ｎｓ
においてはレンズの硝材として使用可能な材料は少なく
、露光レンズを色消しとすることは困難である。
合には、従来の高圧水銀ランプを光源として使用するこ
とは困難で、新たにＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８
ｎ■）が用いられるようになってきた。波長２４８ｎｓ
においてはレンズの硝材として使用可能な材料は少なく
、露光レンズを色消しとすることは困難である。
一方、エキシマレーザは通常の発振ではそのスペクトル
幅は０．４〜０．８ｎｍであり、これを色消しされてい
ないレンズ（単色レンズ）に通した場合、色収差により
焦点ぼけが生じる。したがって、このような焦点ぼけを
防ぐためにレーザ光を狭帯域化して用いることが行われ
ている。
幅は０．４〜０．８ｎｍであり、これを色消しされてい
ないレンズ（単色レンズ）に通した場合、色収差により
焦点ぼけが生じる。したがって、このような焦点ぼけを
防ぐためにレーザ光を狭帯域化して用いることが行われ
ている。
従来、レーザ光を狭帯域化させるには第４図に示す方法
が用いられていた。すなわち、図中１はレーザ励起部で
、このレーザ励起部１は図示しないレーザ媒質と、この
レーザ媒質の励起手段とからなる。このレーザ励起部１
の両端にはそれぞれスリット２が形成された規制部材３
が配置されている。一方の規制部材３には出力鏡４が離
間対向して配置され、他方の規制部材３には拡大光学系
５を介して上記出力鏡４とで共振器を構成する回折格子
６が配設されている。
が用いられていた。すなわち、図中１はレーザ励起部で
、このレーザ励起部１は図示しないレーザ媒質と、この
レーザ媒質の励起手段とからなる。このレーザ励起部１
の両端にはそれぞれスリット２が形成された規制部材３
が配置されている。一方の規制部材３には出力鏡４が離
間対向して配置され、他方の規制部材３には拡大光学系
５を介して上記出力鏡４とで共振器を構成する回折格子
６が配設されている。
上記拡大光学系５は複数のプリズム７から形成されてい
て、上記規制部材３のスリット２によって拡がり角が規
制されたレーザ光りをその規制方向Ｘと同方向に拡大し
て上記回折格子６に入射させる。それによって、レーザ
光りが照射する回折格子６の溝数が増大するから、この
回折格子６による分解能を高めることができるようにな
っている。
て、上記規制部材３のスリット２によって拡がり角が規
制されたレーザ光りをその規制方向Ｘと同方向に拡大し
て上記回折格子６に入射させる。それによって、レーザ
光りが照射する回折格子６の溝数が増大するから、この
回折格子６による分解能を高めることができるようにな
っている。
上記回折格子６はレーザ光りの入射方向と回折光の反射
方向とが等しくなるようリトロ−配置されている。した
がって、レーザ励起部１から出力されたレーザ光りは出
力鏡４と回折格子６との間の同一光路を往復することに
よって狭帯域化され、上記出力鏡４から発振されるよう
になっている。
方向とが等しくなるようリトロ−配置されている。した
がって、レーザ励起部１から出力されたレーザ光りは出
力鏡４と回折格子６との間の同一光路を往復することに
よって狭帯域化され、上記出力鏡４から発振されるよう
になっている。
このような構成によれば、たとえば波長２４ｇｎ１Ｉｌ
のＫｒＰエキシマレーザの場合、スペクトル幅を０．０
０５ｎａ以下に狭帯域化することができる。しかしなが
ら、レーザ運転を継続して行なうと、主に拡大光学系５
のプリズム７の温度上昇による屈折率変化が原因でレー
ザ中心波長にドリフトが生じる。このドリフト量はレー
ザ運転の継続時間にもよるが、０．００５ｎｍ以上にな
ることもあり、それによってレーザ光りを上述したパタ
ーンのりソグラフィに用いた場合には露光用レンズの色
収差によってぼけ（焦点ずれ）が生じることになる。
のＫｒＰエキシマレーザの場合、スペクトル幅を０．０
０５ｎａ以下に狭帯域化することができる。しかしなが
ら、レーザ運転を継続して行なうと、主に拡大光学系５
のプリズム７の温度上昇による屈折率変化が原因でレー
ザ中心波長にドリフトが生じる。このドリフト量はレー
ザ運転の継続時間にもよるが、０．００５ｎｍ以上にな
ることもあり、それによってレーザ光りを上述したパタ
ーンのりソグラフィに用いた場合には露光用レンズの色
収差によってぼけ（焦点ずれ）が生じることになる。
（発明が解決しようとする課題）
このように、従来はレーザ運転を継続して行なうと、拡
大光学系の温度上昇が原因となってレーザ中心波長にド
リフトが生じるということがあった。
大光学系の温度上昇が原因となってレーザ中心波長にド
リフトが生じるということがあった。
この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、レーザ運転を継続しても、拡大光学
系が温度上昇してレーザ光の中心波長がドリフトするこ
とがないようにした狭帯域レーザ装置を提供することに
ある。
的とするところは、レーザ運転を継続しても、拡大光学
系が温度上昇してレーザ光の中心波長がドリフトするこ
とがないようにした狭帯域レーザ装置を提供することに
ある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するためにこの発明は、共振器を構成する出力鏡と回折
格子との間にレーザ励起部を設け、このレーザ励起部か
ら出力されたレーザ光を拡大光学系で拡大して上記回折
格子に入射させ、この回折格子からのレーザ光を上記出
力鏡から出力させる狭帯域レーザ装置において、冷却媒
体の供給で上記拡大光学系を冷却する冷却手段を有し、
この冷却手段は上記拡大光学系へ上記冷却媒体の供給を
制御する制御手段を備えている。
するためにこの発明は、共振器を構成する出力鏡と回折
格子との間にレーザ励起部を設け、このレーザ励起部か
ら出力されたレーザ光を拡大光学系で拡大して上記回折
格子に入射させ、この回折格子からのレーザ光を上記出
力鏡から出力させる狭帯域レーザ装置において、冷却媒
体の供給で上記拡大光学系を冷却する冷却手段を有し、
この冷却手段は上記拡大光学系へ上記冷却媒体の供給を
制御する制御手段を備えている。
このような構成とすることで、レーザ運転を継続しても
、拡大光学系の屈折率が温度上昇が原因で変化するのを
防止し、それによってレーザ光の中心波長がドリフトす
るのをなくすことができるようにした。
、拡大光学系の屈折率が温度上昇が原因で変化するのを
防止し、それによってレーザ光の中心波長がドリフトす
るのをなくすことができるようにした。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を第１図と第２図を参照して
説明する。第１図に示す狭帯域レーザ装置はレーザ励起
部１１を備えている。このレーザ励起部１１には図示し
ないレーザｌ質と、コルレーザ媒質の励起手段とが設け
られている。このレーザ励起部１１の両端にはそれぞれ
スリット１２が形成された規制部材１３が配置されてい
る。
説明する。第１図に示す狭帯域レーザ装置はレーザ励起
部１１を備えている。このレーザ励起部１１には図示し
ないレーザｌ質と、コルレーザ媒質の励起手段とが設け
られている。このレーザ励起部１１の両端にはそれぞれ
スリット１２が形成された規制部材１３が配置されてい
る。
一方の規制部材１３には出力鏡１４が離間対向して配置
され、他方の規制部材１３には拡大光学系１５を介して
上記出力鏡１４とで共振器を構成する回折格子１６が配
設されている。
され、他方の規制部材１３には拡大光学系１５を介して
上記出力鏡１４とで共振器を構成する回折格子１６が配
設されている。
上記規制部材１３のスリット１２は、レーザ励起部１１
から出力されるレーザ光りの第１図にＸで示す方向の拡
がり角を小さく規制するようそのＸ方向と直交する方向
に細長（形成されている。
から出力されるレーザ光りの第１図にＸで示す方向の拡
がり角を小さく規制するようそのＸ方向と直交する方向
に細長（形成されている。
上記拡大光学系１５は複数のプリズム１７がら形成され
ていて、上記スリット１２によって拡がり角が規制され
たシー２ザ光りをその規制方向と同方向に拡大して回折
格子１６に入射させるようになっている。
ていて、上記スリット１２によって拡がり角が規制され
たシー２ザ光りをその規制方向と同方向に拡大して回折
格子１６に入射させるようになっている。
上記レーザ発振部１１から出力されたレーザ光りは出力
ｖ′ｔ１４と回折格子１６との間の同一光路を往復する
ことによって狭帯域化され、上記出力鏡１４から発振さ
れるようになっている。この出力鏡１４から発振された
レーザ光りは露光装置１８に入射する。この露光装置１
８はここに入射したレーザ光りを反射させてレチクル１
９に入射させる反射ｖＬ２１と、レチクル１９を透過し
たレーザ光りをウェハ２２に照射する露光レンズ２３と
から構成されている。
ｖ′ｔ１４と回折格子１６との間の同一光路を往復する
ことによって狭帯域化され、上記出力鏡１４から発振さ
れるようになっている。この出力鏡１４から発振された
レーザ光りは露光装置１８に入射する。この露光装置１
８はここに入射したレーザ光りを反射させてレチクル１
９に入射させる反射ｖＬ２１と、レチクル１９を透過し
たレーザ光りをウェハ２２に照射する露光レンズ２３と
から構成されている。
上記出力鏡１４から発振されたレーザ光りのうち、約２
９６は上記反射鏡２１を透過してスペクトルモニタ２４
に導かれ、このスペクトルモニタ２４によってレーザ光
りの中心波長がモニタされるようになっている。
９６は上記反射鏡２１を透過してスペクトルモニタ２４
に導かれ、このスペクトルモニタ２４によってレーザ光
りの中心波長がモニタされるようになっている。
一方、上記拡大光学系１５のプリズム１７は、板状のホ
ルダ２５の板面に一方の側面を接合させて保持されてい
る。このホルダ２５には水やオイルなどの冷却媒体の流
通路２６が形成されている。
ルダ２５の板面に一方の側面を接合させて保持されてい
る。このホルダ２５には水やオイルなどの冷却媒体の流
通路２６が形成されている。
この流通路２６には、冷却媒体の温度を一定に維持する
とともにその冷却媒体を循環させる図示しない循環ポン
プを備えた温度調節器２７が供給管２８と戻り管２９と
を介して接続されている。上記（４％給管２８にはニー
ドルバルブ３１とを電磁弁３２とが接続されている。こ
の電磁弁３２はレーザ励起部１１を制御する制御部３３
からの信号によって開閉制御され、それによって上記流
通路２６に流れる冷却媒体の流量が制御されるようにな
っている。つまり、上記電磁弁３２はレーザ励起部１１
が励起されてレーザ発振が行われているときに開かれ、
レーザ発振が停止しているときには閉じられるよう制御
される。
とともにその冷却媒体を循環させる図示しない循環ポン
プを備えた温度調節器２７が供給管２８と戻り管２９と
を介して接続されている。上記（４％給管２８にはニー
ドルバルブ３１とを電磁弁３２とが接続されている。こ
の電磁弁３２はレーザ励起部１１を制御する制御部３３
からの信号によって開閉制御され、それによって上記流
通路２６に流れる冷却媒体の流量が制御されるようにな
っている。つまり、上記電磁弁３２はレーザ励起部１１
が励起されてレーザ発振が行われているときに開かれ、
レーザ発振が停止しているときには閉じられるよう制御
される。
このような構成の狭帯域レーザ装置によれば、レーザ励
起部１１から出力されたレーザ光りは、出力鏡１４と回
折格子１６との間を往復して狭帯域化され、上記出力鏡
１４から出力されて露光装置１８に入射する。その際、
レーザ光りは拡大光学系１５のプリズム１７を加熱する
。しかしながら、上記プリズム１７を保持したホルダ２
５には、温度調節器２７によって一定温度に維持された
冷却媒体が流通される。そのため、上記プリズム１７は
ホルダ２５を介して冷却媒体により冷却され、一定温度
に維持されるから、レーザ光りの熱影響を受けて温度上
昇し、屈折率が変化するということがない。したがって
、上記出力ｆｉ１４から出力されるレーザ光りの中心波
長が上記プリズム１７の屈折率の変化によってドリフト
するということがないから、露光装置１８において露光
レンズ２３の色収差によってぼけが生じるのを防止する
ことができる。
起部１１から出力されたレーザ光りは、出力鏡１４と回
折格子１６との間を往復して狭帯域化され、上記出力鏡
１４から出力されて露光装置１８に入射する。その際、
レーザ光りは拡大光学系１５のプリズム１７を加熱する
。しかしながら、上記プリズム１７を保持したホルダ２
５には、温度調節器２７によって一定温度に維持された
冷却媒体が流通される。そのため、上記プリズム１７は
ホルダ２５を介して冷却媒体により冷却され、一定温度
に維持されるから、レーザ光りの熱影響を受けて温度上
昇し、屈折率が変化するということがない。したがって
、上記出力ｆｉ１４から出力されるレーザ光りの中心波
長が上記プリズム１７の屈折率の変化によってドリフト
するということがないから、露光装置１８において露光
レンズ２３の色収差によってぼけが生じるのを防止する
ことができる。
第２図はホルダ２５に冷却媒体を流通させてプリズム１
７を冷却して一定温度に維持した場合と、冷却しない場
合とのレーザ光りの波長のドリフト量を測定したグラフ
である。同図中曲線Ａは前者であり、Ｂは後者である。
７を冷却して一定温度に維持した場合と、冷却しない場
合とのレーザ光りの波長のドリフト量を測定したグラフ
である。同図中曲線Ａは前者であり、Ｂは後者である。
この図から分るように曲線Ａの場合にはレーザ光りのド
リフト量を±０．００２ｎｎ＋の範囲に押えることがで
きた。これに対して曲線Ｂの場合には波長のドリフト量
が０．０１ｎｍｌこなってしまうことが確認された。
リフト量を±０．００２ｎｎ＋の範囲に押えることがで
きた。これに対して曲線Ｂの場合には波長のドリフト量
が０．０１ｎｍｌこなってしまうことが確認された。
第３図はこの発明の他の実施例で、この実施例はプリズ
ム１７の両側面にホルダ２５を接合させるようにしたも
ので、このようにすればプリズム１７をより効果的に一
定温度に冷却維持することができる。この場合、ホルダ
２５間に保持されるプリズム１７の数は１つであっても
よく、複数であってもよい。
ム１７の両側面にホルダ２５を接合させるようにしたも
ので、このようにすればプリズム１７をより効果的に一
定温度に冷却維持することができる。この場合、ホルダ
２５間に保持されるプリズム１７の数は１つであっても
よく、複数であってもよい。
また、レーザ光を狭帯域化する範囲によっては規制部材
はなくてもよい。
はなくてもよい。
［発明の効果］
以上述べたようにこの発明は、レーザ光を拡大して回折
格子に入射させる拡大光学系を、一定温度の冷却媒体が
流通する冷却手段によって温度制御するようにした。し
たがって、上記拡大光学系が温度上昇して屈折率が変化
するのを防止できるから、レーザ光の中心波長がドリフ
トするのを押えることができる。
格子に入射させる拡大光学系を、一定温度の冷却媒体が
流通する冷却手段によって温度制御するようにした。し
たがって、上記拡大光学系が温度上昇して屈折率が変化
するのを防止できるから、レーザ光の中心波長がドリフ
トするのを押えることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す狭帯域レーザ装置の
構成図、第２図は拡大光学系を冷却した場合としない場
合とのレーザ光の波長のドリフト量を比較したグラフ、
第３図はこの発明の他の実施例を示す冷却手段の斜視図
、第４図は従来の狭帯域レーザ装置の構成図である。 １１・・・レーザ冷却部、１３・・・規制部材、１４・
・・出力鏡、１５・・・拡大光学系、１６・・・回折格
子、１７・・・プリズム、２５・・・ホルダ（冷却手段
）、２７・・・温度調節器（冷却手段）。
構成図、第２図は拡大光学系を冷却した場合としない場
合とのレーザ光の波長のドリフト量を比較したグラフ、
第３図はこの発明の他の実施例を示す冷却手段の斜視図
、第４図は従来の狭帯域レーザ装置の構成図である。 １１・・・レーザ冷却部、１３・・・規制部材、１４・
・・出力鏡、１５・・・拡大光学系、１６・・・回折格
子、１７・・・プリズム、２５・・・ホルダ（冷却手段
）、２７・・・温度調節器（冷却手段）。
Claims (1)
- 共振器を構成する出力鏡と回折格子との間にレーザ励
起部を設け、このレーザ励起部から出力されたレーザ光
を拡大光学系で拡大して上記回折格子に入射させ、この
回折格子からのレーザ光を上記出力鏡から出力させる狭
帯域レーザ装置において、冷却媒体の供給で上記拡大光
学系を冷却する冷却手段を有し、この冷却手段は上記拡
大光学系へ上記冷却媒体の供給を制御する制御手段を備
えていることを特徴とする狭帯域レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052589A JPH02288383A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 狭帯域レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11052589A JPH02288383A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 狭帯域レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02288383A true JPH02288383A (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=14538015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11052589A Pending JPH02288383A (ja) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | 狭帯域レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02288383A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0954890A1 (en) * | 1997-01-21 | 1999-11-10 | Cymer, Inc. | Excimer laser with greater spectral bandwidth and beam stability |
| JP2003008122A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Gigaphoton Inc | レーザ装置及びそれを用いた露光装置 |
| JP2003051634A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-21 | Ushio Inc | 放電励起型レーザ装置 |
| EP1916562A2 (de) * | 2006-10-23 | 2008-04-30 | Schott AG | Anordnung sowie ein Verfahren zur Vermeidung der Depolarisation von linear-polarisiertem Licht beim Durchstrahlen von Kristallen |
| WO2015166822A1 (ja) * | 2014-05-01 | 2015-11-05 | 住友電気工業株式会社 | 光学部品 |
-
1989
- 1989-04-28 JP JP11052589A patent/JPH02288383A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0954890A1 (en) * | 1997-01-21 | 1999-11-10 | Cymer, Inc. | Excimer laser with greater spectral bandwidth and beam stability |
| EP0954890A4 (en) * | 1997-01-21 | 2002-05-29 | Cymer Inc | EXCIMER LASER WITH GREATER STABILITY OF BANDWIDTH AND BEAM |
| JP2003008122A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Gigaphoton Inc | レーザ装置及びそれを用いた露光装置 |
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