JPH03114280A - 狭帯域発振エキシマレーザ装置 - Google Patents
狭帯域発振エキシマレーザ装置Info
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- JPH03114280A JPH03114280A JP1250675A JP25067589A JPH03114280A JP H03114280 A JPH03114280 A JP H03114280A JP 1250675 A JP1250675 A JP 1250675A JP 25067589 A JP25067589 A JP 25067589A JP H03114280 A JPH03114280 A JP H03114280A
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- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
-
- 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
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- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
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- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、縮小投影露光装置の光源として用いる狭帯域
発振エキシマレーザ装置に関するものである。
発振エキシマレーザ装置に関するものである。
集積回路等の回路パターンを半導体ウェハ上に露光する
縮小投影露光装置の光源としてエキシマレーザの利用が
注目されている。これはエキシマレーザの波長が短い（
ＫｒＰレーザの波長は約２４８．４ｍ＋ｓ）ことから光
露光の限界を０゜５μｍ以下に延ばせる可能性があるこ
と、また同解像度なら従来用いていた水銀ランプのｇ線
やｉ線に比較して焦点深度が深いこと、さらにレンズの
開口数（ＮＡ）が小さくてすみ、露光領域を大きくでき
ること、そしてさらに、大きなパワーが得られること等
の多くの優れた利点が期待できるからである。
縮小投影露光装置の光源としてエキシマレーザの利用が
注目されている。これはエキシマレーザの波長が短い（
ＫｒＰレーザの波長は約２４８．４ｍ＋ｓ）ことから光
露光の限界を０゜５μｍ以下に延ばせる可能性があるこ
と、また同解像度なら従来用いていた水銀ランプのｇ線
やｉ線に比較して焦点深度が深いこと、さらにレンズの
開口数（ＮＡ）が小さくてすみ、露光領域を大きくでき
ること、そしてさらに、大きなパワーが得られること等
の多くの優れた利点が期待できるからである。
ところで、エキシマレーザはその波長が２４８．３５＋
ａｍと短いため、この波長を透過する材料が石英しか用
いることができない。そこで、色収差補正をした縮小投
影レンズの設計は困難である。
ａｍと短いため、この波長を透過する材料が石英しか用
いることができない。そこで、色収差補正をした縮小投
影レンズの設計は困難である。
このため、エキシマレーザを縮小投影露光装置の光源と
して用いるには、上記色収差を無視しうる程度までの狭
域弗化が必要となる。
して用いるには、上記色収差を無視しうる程度までの狭
域弗化が必要となる。
エキシマレーザの狭域弗化のために、発明者等は、エキ
シマレーザのりアミラーとレーザチャンバとの間に複数
の波長選択素子を配設し、この複数の波長選択素子の選
択中心波長と制御する中心波長制御を行うと共に、この
複数の波長選択素子の透過中心波長を重ね合せる重ね合
せ制御を実行するという構成を提案している。
シマレーザのりアミラーとレーザチャンバとの間に複数
の波長選択素子を配設し、この複数の波長選択素子の選
択中心波長と制御する中心波長制御を行うと共に、この
複数の波長選択素子の透過中心波長を重ね合せる重ね合
せ制御を実行するという構成を提案している。
この重ね合わせ制御は、具体的には、出力レーザ光の中
心波長のパワーをモニタし、このモニタしたパワーが最
大となるように複数の波長選択素子の波長選択特性を制
御するものである。
心波長のパワーをモニタし、このモニタしたパワーが最
大となるように複数の波長選択素子の波長選択特性を制
御するものである。
ところで、エキシマレーザはパルス発振するガスレーザ
であるため、各パルスエネルギにはある程度バラツキが
ある。従ってレーザパワーの変化をモニタする場合、複
数のレーザ出力パルスをサンプリングし、これを平均化
してレーザパワーを評価することが行われており、上記
重ね合わせ制御におけるレーザパワーのモニタも複数の
レーザ出力パルスをサンプリングし、これを平均化する
ことにより行われる。
であるため、各パルスエネルギにはある程度バラツキが
ある。従ってレーザパワーの変化をモニタする場合、複
数のレーザ出力パルスをサンプリングし、これを平均化
してレーザパワーを評価することが行われており、上記
重ね合わせ制御におけるレーザパワーのモニタも複数の
レーザ出力パルスをサンプリングし、これを平均化する
ことにより行われる。
狭帯域エキシマレーザの場合、通常の広帯域レーザ（フ
リーラン）と比較してミラー（フロントミラーとリアミ
ラー）のアライメントはより厳して精度が要求される。
リーラン）と比較してミラー（フロントミラーとリアミ
ラー）のアライメントはより厳して精度が要求される。
また出射したレーザ光はステッパに入射され露光に用い
られるが、レーザの出射口より最終的な露光面に到達す
るまでには、光は数メートルの光路を通ることになるた
め、その先軸（光の出射方向）も非常に厳しい精度が要
求される。
られるが、レーザの出射口より最終的な露光面に到達す
るまでには、光は数メートルの光路を通ることになるた
め、その先軸（光の出射方向）も非常に厳しい精度が要
求される。
一方エキシマレーザ装置は、定期的な部品交換等のメン
テナンスを頻繁に行う必要があり、出射光軸を狂わすこ
となくこのメンテナンスを行なうことは非常に困難であ
る。
テナンスを頻繁に行う必要があり、出射光軸を狂わすこ
となくこのメンテナンスを行なうことは非常に困難であ
る。
またレーザ出力低下等の問題が起った場合、その原因究
明のためにミラーのアライメント調整及び波長分散素子
の検査等を行わなければならず、やはり出射光軸を狂わ
すことなくこれを行うことは非常に困難である。
明のためにミラーのアライメント調整及び波長分散素子
の検査等を行わなければならず、やはり出射光軸を狂わ
すことなくこれを行うことは非常に困難である。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、現状の
光軸を狂わすことなく、アライメント状態及び波長選択
素子等の検査を容易に行なうことができ、定期的調整診
断を容易に行うことができるようにした狭帯域発振エキ
シマレーザ装置を提供することを目的とするものである
。
光軸を狂わすことなく、アライメント状態及び波長選択
素子等の検査を容易に行なうことができ、定期的調整診
断を容易に行うことができるようにした狭帯域発振エキ
シマレーザ装置を提供することを目的とするものである
。
上記目的を達成するために本発明に係る狭帯域発振エキ
シマレーザ装置は、レーザ共振器内に波長選択素子、プ
リズム、回折格子等の波長分散素子を組合わせ配置して
なる狭帯域発振エキシマレーザ装置において、リアミラ
ー、波長分散素子、レーザチャンバの相互の間で少なく
とも１カ所に反射面をレーザチャンバ側へ向けた全反射
ミラーを出し入れ可能にして配置した構成となっている
。
シマレーザ装置は、レーザ共振器内に波長選択素子、プ
リズム、回折格子等の波長分散素子を組合わせ配置して
なる狭帯域発振エキシマレーザ装置において、リアミラ
ー、波長分散素子、レーザチャンバの相互の間で少なく
とも１カ所に反射面をレーザチャンバ側へ向けた全反射
ミラーを出し入れ可能にして配置した構成となっている
。
また上記全反射ミラーに、これを出し入れするためのス
ライド装置と、アオリ用の動力源を設けた構成となって
いる。
ライド装置と、アオリ用の動力源を設けた構成となって
いる。
全反射ミラーを挿入してそのアオリを変化させることに
よりフロントミラーに対するアライメントを調整できる
。
よりフロントミラーに対するアライメントを調整できる
。
また上記全反射ミラーはスライド装置にて出し入れされ
、また動力にてアオリがなされる。
、また動力にてアオリがなされる。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）は
波長選択素子を用いた例であり、図中１は両端にウィン
ドウ２゜２を有するレーザチャンバ、３はフロントミラ
４はリアミラーで、このリアミラー４と上記レーザチャ
ンバ１との間に２個の波長選択素子５．５が介装しであ
る。
波長選択素子を用いた例であり、図中１は両端にウィン
ドウ２゜２を有するレーザチャンバ、３はフロントミラ
４はリアミラーで、このリアミラー４と上記レーザチャ
ンバ１との間に２個の波長選択素子５．５が介装しであ
る。
この実施例において、第１図（Ａ） 、 （Ｂ） 、
（Ｃ）に示すように、レーザチャンバ１とりアミラー４
との間の任意の位置に全反射ミラー６を、これの反射面
をレーザチャンバ１側へ向けて挿入する。そしてこの全
反射ミラー６のアオリを変化させてフロントミラー３と
のアライメントを調整する。この調整は手動で行うか、
またはモータ等の動力を用いて自動で行うことも可能で
ある。
（Ｃ）に示すように、レーザチャンバ１とりアミラー４
との間の任意の位置に全反射ミラー６を、これの反射面
をレーザチャンバ１側へ向けて挿入する。そしてこの全
反射ミラー６のアオリを変化させてフロントミラー３と
のアライメントを調整する。この調整は手動で行うか、
またはモータ等の動力を用いて自動で行うことも可能で
ある。
第１図（Ａ）に示すものは、全反射ミラー６をレーザチ
ャンバ１と波長選択素子５との間に挿入したフリーラン
状態であり、第１図（Ｂ）に示すものは、波長選択素子
４．４のうちの片方だけが入った状態であり、第１図（
Ｃ）は両方の波長選択素子４．４を入れた通常の発振状
態であり、これらの各状態におけるそれぞれの出力等を
観測することができる。
ャンバ１と波長選択素子５との間に挿入したフリーラン
状態であり、第１図（Ｂ）に示すものは、波長選択素子
４．４のうちの片方だけが入った状態であり、第１図（
Ｃ）は両方の波長選択素子４．４を入れた通常の発振状
態であり、これらの各状態におけるそれぞれの出力等を
観測することができる。
上記全反射ミラー６は第１図（Ｄ）示すように、その各
挿入位置に、スライド装置７にて挿入方向にスライドで
きるように配置してもよい、またこのときの各全反射ミ
ラー６．６．６のそれぞれにモータ８を取り付けてこれ
のアオリを制御するようにしである。
挿入位置に、スライド装置７にて挿入方向にスライドで
きるように配置してもよい、またこのときの各全反射ミ
ラー６．６．６のそれぞれにモータ８を取り付けてこれ
のアオリを制御するようにしである。
第２図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）は
りドロー配置の場合の実施例を示すもので、レーザチャ
ンバ１と回折格子９の間に凸レンズ１０ａと凹レンズ１
０ｂとからなるビームエキスパンダ１０が介装されてい
る。そしてこのレーザチャンバ１と回折格子９の間の任
意の位置に全反射ミラー６を挿入する。そしてこの全反
射ミラー６のアオリを変化させてフロントミラー３との
アライメントを調整する。この調整は手動あるいはモー
タ等の動力を用いて自動で行なう。
りドロー配置の場合の実施例を示すもので、レーザチャ
ンバ１と回折格子９の間に凸レンズ１０ａと凹レンズ１
０ｂとからなるビームエキスパンダ１０が介装されてい
る。そしてこのレーザチャンバ１と回折格子９の間の任
意の位置に全反射ミラー６を挿入する。そしてこの全反
射ミラー６のアオリを変化させてフロントミラー３との
アライメントを調整する。この調整は手動あるいはモー
タ等の動力を用いて自動で行なう。
第２図（Ａ）に示すものは、レーザチャンバｌとビーム
エキスパンダ１０との間が全反射ミラー６を挿入したフ
リーラン状態であり、第２図（Ｂ）に示すものは、ビー
ムエキスパンダ１０の片方の凹レンズ１０ｂが入った状
態である。ただしこのときの全反射ミラー６には上記凹
レンズ１０ｂの焦点距離に対応した焦点距離を有する凹
面鏡が用いられる。第２図（Ｃ）はビームエキスパンダ
１０が入った通常の発振状態であり、これらの各状態に
おけるそれぞれの出力等を観測することができる。
エキスパンダ１０との間が全反射ミラー６を挿入したフ
リーラン状態であり、第２図（Ｂ）に示すものは、ビー
ムエキスパンダ１０の片方の凹レンズ１０ｂが入った状
態である。ただしこのときの全反射ミラー６には上記凹
レンズ１０ｂの焦点距離に対応した焦点距離を有する凹
面鏡が用いられる。第２図（Ｃ）はビームエキスパンダ
１０が入った通常の発振状態であり、これらの各状態に
おけるそれぞれの出力等を観測することができる。
この場合も、第２図（Ｄ）に示すように、全反射ミラー
６にモータ８等を取り付けてアオリを制御できるように
し、かつスライド装置７にてスライド可能にし、定期的
な検査装置とすることができる。ただし、この場合、ビ
ームエキスパンダ１０の間に配置される全反射ミラー６
′は、このビームエキスパンダ１０のうち凹レンズ１０
ｂの焦点距離に対応した焦点距離を有する凹面鏡である
。
６にモータ８等を取り付けてアオリを制御できるように
し、かつスライド装置７にてスライド可能にし、定期的
な検査装置とすることができる。ただし、この場合、ビ
ームエキスパンダ１０の間に配置される全反射ミラー６
′は、このビームエキスパンダ１０のうち凹レンズ１０
ｂの焦点距離に対応した焦点距離を有する凹面鏡である
。
第３図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）に
示す実施例は波長分散素子に一対のプリズムｌｌａ、ｌ
ｌｂを用いたものであり、この場合もレーザチャンバ１
と回折格子９との間の任意の位置に全反射ミラー６を挿
入し、この全反射ミラー６のアオリを変化させてフロン
トミラー３とのアライメントを調整する。この場合の調
整も手動あるいはモータ等による自動にて行なう。
示す実施例は波長分散素子に一対のプリズムｌｌａ、ｌ
ｌｂを用いたものであり、この場合もレーザチャンバ１
と回折格子９との間の任意の位置に全反射ミラー６を挿
入し、この全反射ミラー６のアオリを変化させてフロン
トミラー３とのアライメントを調整する。この場合の調
整も手動あるいはモータ等による自動にて行なう。
そして第３図（Ａ）ではフリーラン状態、第３図（Ｂ）
ではプリズムｌｌａ、ｌｌｂのうち片方だけが入った状
態、第３図（Ｃ）では両方のプリズムｌｌａ、ｌｌｂが
入った状態のそれぞれの出力等を観測できる。
ではプリズムｌｌａ、ｌｌｂのうち片方だけが入った状
態、第３図（Ｃ）では両方のプリズムｌｌａ、ｌｌｂが
入った状態のそれぞれの出力等を観測できる。
この場合も、第３図（Ｄ）に示すように、全反射ミラー
６にモータ８等を取り付けてアオリを制御できるように
し、かつスライド装置７にてスライド可能にし、定期的
な検査装置とすることができる。
６にモータ８等を取り付けてアオリを制御できるように
し、かつスライド装置７にてスライド可能にし、定期的
な検査装置とすることができる。
第４図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）
、 （Ｅ）に示す実施例はプリズムｌｌａ、ｌｌｂと回
折格子９及びリアミラー４を用いたものであり、この場
合は、全反射ミラー６をレーザチャンバとプリズムｉｔ
ｂの間（第４図（Ａ））プリズムｌｌａ、Ｉｌｂの間（
第４図（Ｂ））、プリズムｌｌａと回折格子９の間（第
４図（Ｃ） ） 、さらに回折格子９とリアミラー４の
間（第４図（Ｄ））の任意の位置に挿入し、それぞれの
位置で全反射ミラー６のアすりを変化させてフロントミ
ラー３とのアライメントを調整する。この場合の調整も
手動あるいは自動で行なう。
、 （Ｅ）に示す実施例はプリズムｌｌａ、ｌｌｂと回
折格子９及びリアミラー４を用いたものであり、この場
合は、全反射ミラー６をレーザチャンバとプリズムｉｔ
ｂの間（第４図（Ａ））プリズムｌｌａ、Ｉｌｂの間（
第４図（Ｂ））、プリズムｌｌａと回折格子９の間（第
４図（Ｃ） ） 、さらに回折格子９とリアミラー４の
間（第４図（Ｄ））の任意の位置に挿入し、それぞれの
位置で全反射ミラー６のアすりを変化させてフロントミ
ラー３とのアライメントを調整する。この場合の調整も
手動あるいは自動で行なう。
そしてこの場合も、第４図（Ｅ）に示すように、全反射
ミラー６にモータ８等を取り付けてアオリを制御できる
ようにし、かつスライド装置７にてスライドできるよう
にし、定期的な検査装置することができる。
ミラー６にモータ８等を取り付けてアオリを制御できる
ようにし、かつスライド装置７にてスライドできるよう
にし、定期的な検査装置することができる。
本発明によれば、通常発振状態とは別の全反射ミラー６
を光軸を横切る方向に挿入することにより光軸を狂わす
ことなく、かつ容易にアライメント状態と波長選択素等
の波長分散素子の検査を行うことができる。また定期的
調整診断を行うことができる。
を光軸を横切る方向に挿入することにより光軸を狂わす
ことなく、かつ容易にアライメント状態と波長選択素等
の波長分散素子の検査を行うことができる。また定期的
調整診断を行うことができる。
第１図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｄ）は
本発明の第１の実施例のそれぞれ異なる態様を示す構成
説明図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、
（Ｄ）は本発明の第２の実施例をそれぞれ異なる態様を
示す構成説明図、第３図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ
） 、 （Ｄ）は本発明の第３の実施例のそれぞれ異な
る態様を示す構成説明図、第４図（Ａ） 、 （Ｂ）
、 （Ｃ） 、 （Ｄ） 、 （Ｅ）は本発明の第４図
の実施例をそれぞれ異なる実施態様を示す構成説明図で
ある。 １はレーザチャンバ、３はフロントミラー４はり゛アミ
ラー ５は波長選択素子、６．６′は全反射ミラー ７
はスライド装置、８はモータ、９は回折格子、１０はビ
ームエキスパンダ、１１ａ、ｌｌｂはプリズム。
本発明の第１の実施例のそれぞれ異なる態様を示す構成
説明図、第２図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、
（Ｄ）は本発明の第２の実施例をそれぞれ異なる態様を
示す構成説明図、第３図（Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ
） 、 （Ｄ）は本発明の第３の実施例のそれぞれ異な
る態様を示す構成説明図、第４図（Ａ） 、 （Ｂ）
、 （Ｃ） 、 （Ｄ） 、 （Ｅ）は本発明の第４図
の実施例をそれぞれ異なる実施態様を示す構成説明図で
ある。 １はレーザチャンバ、３はフロントミラー４はり゛アミ
ラー ５は波長選択素子、６．６′は全反射ミラー ７
はスライド装置、８はモータ、９は回折格子、１０はビ
ームエキスパンダ、１１ａ、ｌｌｂはプリズム。
Claims (2)
- （１）レーザ共振器内に波長選択素子、プリズム、回折
格子等の波長分散素子を組合わせ配置してなる狭帯域発
振エキシマレーザ装置において、リミアラー、波長分散
素子、レーザチャンバの相互の間で少なくとも１ヵ所に
反射面をレーザチャンバ側へ向けた全反射ミラーを出し
入れ可能にして配置したことを特徴とする狭帯域発振エ
キシマレーザ装置。 - （２）全反射ミラーに、これを出し入れするためのスラ
イド装置と、アオリ用の動力源を取り付けたことを特徴
とする請求項１記載の狭帯域発振エキシマレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250675A JPH03114280A (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 狭帯域発振エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1250675A JPH03114280A (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 狭帯域発振エキシマレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03114280A true JPH03114280A (ja) | 1991-05-15 |
Family
ID=17211376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250675A Pending JPH03114280A (ja) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | 狭帯域発振エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03114280A (ja) |
-
1989
- 1989-09-28 JP JP1250675A patent/JPH03114280A/ja active Pending
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