JPH03227584A - Narrow-band oscillation excimer laser - Google Patents

Narrow-band oscillation excimer laser

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JPH03227584A
JPH03227584A JP2265990A JP2265990A JPH03227584A JP H03227584 A JPH03227584 A JP H03227584A JP 2265990 A JP2265990 A JP 2265990A JP 2265990 A JP2265990 A JP 2265990A JP H03227584 A JPH03227584 A JP H03227584A
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grating
angle
excimer laser
diffracted light
laser
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理 若林
Masahiko Kowaka
雅彦 小若
Yukio Kobayashi
小林 諭樹夫
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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
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105Controlling 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
    • H01S3/1055Controlling 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 one of the reflectors being constituted by a diffraction grating

Abstract

PURPOSE:To make is possible to improve efficiency and to reduce the width of a line by making 1/2 of the sum of the incident angle of laser light and a diffraction angle approximately agree with a blaze angle, arranging a grating, arranging a rear mirror orthogonally with respect to the axis of diffracted light, and reflecting the diffracted light. CONSTITUTION:The laser is an excimer laser using a grating 16 as a narrow- band element. An angle which is 1/2 of the sum of an incident angle alpha of laser light into the grating 16 and a diffraction angle beta is made to agree approximately with a braze angle gamma of the grating 16. The grating 16 is arranged in this way. A rear mirror 18 is arranged orthogonally with the axis of diffracted light so as to reflect the diffracted light. In this way, the diffracted light is reflected at the maximum efficiency all the time, and the large output can be obtained. The width of the line can be made also narrow.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は狭帯域発振エキシマレーザに係り、特に半導体
製造装置に用いられるステッパーの光源として使用され
ている狭帯域発振エキシマレーザの改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application 1] The present invention relates to a narrowband oscillation excimer laser, and more particularly to improvement of a narrowband oscillation excimer laser used as a light source for a stepper used in semiconductor manufacturing equipment.

[従来の技術] 従来、エキシマレーザはマルチモード発振するために、
ビーム広がり角が大きくなっており、エキシマレーザ光
をグレーティングにより狭帯域化する場合、グレーティ
ングにおけるビーム広がり角を小さくするために、共振
器内にピンホールを配置するか、または、ビームエキス
パンダによりビームを拡大してグレーティングに入射さ
せて波長線幅を狭くしていた。例えば、第7図に示すエ
キシマレーザはりドロー配置としたもので1、グレーテ
ィング1をリアミラーとして用いて狭帯域化を行なって
おり、チャンバ前後の光路にピンホール2を配置してい
る。この場合、ビームエキスパンダとしてプリズムを用
いた構造としている。
[Conventional technology] Conventionally, in order for excimer lasers to oscillate in multiple modes,
When the beam divergence angle is large and the excimer laser beam is to be made into a narrow band using a grating, in order to reduce the beam divergence angle in the grating, it is necessary to place a pinhole in the resonator or to narrow the beam using a beam expander. The wavelength line width was narrowed by enlarging the beam and making it incident on the grating. For example, in the excimer laser beam draw arrangement shown in FIG. 7, the grating 1 is used as a rear mirror to narrow the band, and pinholes 2 are arranged in the optical path before and after the chamber. In this case, the structure uses a prism as a beam expander.

また、第8図に示すエキシマレーザは、グレーティング
を斜入射(グレーズ型)配置構造としたもので、全反射
ミラー3とグレーティング4により狭帯域化をおこなっ
ている。またリトロ−型と同様に、チャンバ前後の光路
にピンホール5を配置している。なお、この斜入射配置
の場合には、グレーティングとしてホログラフィフグレ
ーティングを用い、入射角を大きくするように設定して
いる。その他、図示しないが、注入同期方式のエキシマ
レーザも知られている。
The excimer laser shown in FIG. 8 has an oblique incidence (glaze type) arrangement of gratings, and a total reflection mirror 3 and a grating 4 are used to narrow the band. Also, like the Littrow type, pinholes 5 are placed in the optical path before and after the chamber. In the case of this oblique incidence arrangement, a holographic grating is used as the grating, and the angle of incidence is set to be large. Although not shown, an injection-locked excimer laser is also known.

[発明が解決しようとする課題] ところで、半導体製造装置用のステッパに使用されるよ
うな狭帯域発振エキシマレーザでは、線幅3p醜以下に
狭帯域化し、しかも大きな出力が必要とされる。共振器
内にピンホールを配置した場合、非常に出力が小さくな
っていた。また、注入同期方式の場合には、大きな出力
が得られるものの、ミスショットがあったり、ロッキン
グ効率を100%とすることが困難であり、スペクトル
純度が悪くなっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, in a narrow band oscillation excimer laser such as that used in a stepper for semiconductor manufacturing equipment, a narrow band with a line width of 3p or less and a large output are required. When a pinhole was placed inside the resonator, the output was extremely small. In addition, in the case of the injection locking method, although a large output can be obtained, there are miss shots, it is difficult to achieve a locking efficiency of 100%, and the spectral purity is poor.

また、リトロ−配置でプリズムビームエキスパンダを用
いる場合は、線幅を狭くするためにスリットを配置し、
ビームの拡大率を大きくし、かつ、グレーティングをさ
らに大きくする必要があった。
In addition, when using a prism beam expander in a retro arrangement, a slit is placed to narrow the line width.
It was necessary to increase the beam expansion ratio and to make the grating even larger.

しかし、大きなグレーティングを製作することや高効率
とするためにフレーズ角と発振波長を適合させて製作す
ることは困難なため、一般にグレーティングへの入射角
はフレーズ角と一致せず、その結果常に発振効率を最大
にすることはできなかった。
However, because it is difficult to manufacture large gratings or to match the phrase angle and oscillation wavelength to achieve high efficiency, the incident angle to the grating generally does not match the phrase angle, and as a result, oscillation always occurs. It was not possible to maximize efficiency.

更に、高効率で発振させるためには放電のエネルギ密度
を高くした状態で発振させる必要があり、放電電極の寿
命が非常に短くなっていた。
Furthermore, in order to oscillate with high efficiency, it is necessary to oscillate in a state where the energy density of the discharge is high, and the life of the discharge electrode is extremely short.

本発明は、上記従来の問題点に着目し、狭帯域化素子と
してグレーティングを使用するエキシマレーザにおいて
、常に最高効率で回折光を反射させて大きな出力を得る
ことのできるとともに、線幅を更に狭(することができ
る構造とした狭帯域発振エキシマレーザを提供すること
を目的とする。
The present invention has focused on the above-mentioned conventional problems, and in an excimer laser that uses a grating as a band narrowing element, it is possible to always reflect diffracted light with the highest efficiency to obtain a large output, and to further narrow the line width. (The purpose is to provide a narrowband oscillation excimer laser with a structure that can be used.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明に係る狭帯域発振エ
キシマレーザは、狭帯域化素子としてグレーティングを
使用したエキシマレーザにおいて、レーザ光の前記グレ
ーティングに対する入射角と回折角の和の二分の一を前
記グレーティングのフレーズ角と略一致させてグレーテ
ィングを配置するとともに、リアミラーを回折光軸と鉛
直に配置して回折光を反射させるように構成した。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above object, the narrowband oscillation excimer laser according to the present invention is an excimer laser using a grating as a band narrowing element, in which the incident angle of laser light with respect to the grating and The gratings were arranged so that one-half of the sum of the diffraction angles substantially coincided with the phrase angle of the grating, and the rear mirror was arranged perpendicular to the diffraction optical axis to reflect the diffracted light.

この場合において、前記グレーティングはエシェールグ
レーティングとし、また、このグレーティングに対する
入射角と反射角の差を14.2度以下に設定するように
構成するものとする。
In this case, the grating is an echère grating, and the grating is configured such that the difference between the angle of incidence and the angle of reflection with respect to the grating is set to 14.2 degrees or less.

[作用] 一般に、溝間隔がdの平面グレーティングの主断面に平
行に白色平行光線入射させるとき、波長λの回折光の強
度の主極大は、 d  (sina +cosβ)=論λ・(1)ただし
、■は整数 を満たす回折角βの方向に生じる。ここで、入射角αと
回折角βはグレーティングの面に立てた法線とのなす角
である。
[Operation] In general, when a white parallel light beam is incident parallel to the main cross section of a planar grating with a groove spacing of d, the main maximum of the intensity of the diffracted light of wavelength λ is as follows: d (sina + cos β) = theory λ・(1) However, , ■ occur in the direction of a diffraction angle β that satisfies an integer. Here, the angle of incidence α and the angle of diffraction β are the angles formed by the normal line to the surface of the grating.

また、反射角φは、 φ=β−α  ・・・(2) で表せられる。Also, the reflection angle φ is φ=β−α...(2) It can be expressed as

一方、フレーズ角γと同じ角度で平行光線を入射させる
とき、フレーズ角γと同じ角度の回折光の波長の光強度
が最大となる。すなわち、α=β=γ  ・・・(3) 2dsinα=m7  ・(4) ただし、dは格子定数 の両式が成立する場合である。
On the other hand, when parallel light rays are incident at the same angle as the phrase angle γ, the light intensity of the wavelength of the diffracted light at the same angle as the phrase angle γ becomes maximum. That is, α=β=γ (3) 2dsinα=m7 (4) where d is the case where both equations of the lattice constant hold true.

ところが、例えば、KrFのエキシマレーザの場合には
、発振効率が最大となる中心波長は、248゜39nm
、線幅は0.35nmであり、上記式(3)、(4)が
成立するようなフレーズ角γのグレーティングを製作す
ることは極めて困難である。
However, for example, in the case of a KrF excimer laser, the center wavelength at which the oscillation efficiency is maximum is 248°39nm.
, the line width is 0.35 nm, and it is extremely difficult to manufacture a grating with a phrase angle γ that satisfies the above equations (3) and (4).

これに対し、本発明ではレーザ光の前記グレーティング
に対する入射角と回折角の和の二分の一を前記グレーテ
ィングのフレーズ角と略一致させてグレーティングを配
置するとともに、リアミラーを回折光軸と鉛直に配置し
て回折光を反射させるように構成している。すなわち、
本発明では、グレーティングにおける入射角α、回折角
β、フレーズ角γの関係を、 (α+β)/2=γ ・・・(5) としている。そして、この条件下で前記(1)、 (5
)式が成立するようにリアミラーを配置するのである。
In contrast, in the present invention, the grating is arranged so that one-half of the sum of the incident angle of the laser beam to the grating and the diffraction angle approximately coincides with the phrase angle of the grating, and the rear mirror is arranged perpendicular to the diffraction optical axis. It is configured to reflect the diffracted light. That is,
In the present invention, the relationship between the incident angle α, the diffraction angle β, and the phrase angle γ in the grating is (α+β)/2=γ (5). Under this condition, the above (1), (5
) The rear mirrors are arranged so that the formula holds true.

これにより回折強度を最大にすることができる。This allows the diffraction intensity to be maximized.

したがって、斯かる場合には製作誤差によりフレーズ角
が多少変動しても本発明のように配置することにより、
常に最高効率で回折光を反射することができ、大きな出
力が得られる。
Therefore, in such a case, even if the phrase angle varies slightly due to manufacturing errors, by arranging it as in the present invention,
Diffracted light can always be reflected with maximum efficiency, resulting in large output.

また、グレーティングとしてエシェールグレーティング
を用いて斜入射型配置構造とすることにより、リトロ−
配置の場合に比べて分散が約二倍となるため、線幅をさ
らに狭くすることができる。
In addition, by using an echère grating as a grating and creating an oblique incidence arrangement structure, it is possible to
Since the dispersion is approximately twice that in the case of arrangement, the line width can be further narrowed.

エシェールグレーティングは溝の頂角がほぼ垂直になっ
ており1、大きなフレーズ角のものが製作可能であるこ
とから、通常のグレーティングの場合に比べて高出力が
得られる。
Since the apex angle of the grooves of the Echère grating is almost vertical,1 and it is possible to manufacture a grating with a large phrase angle, higher output can be obtained than in the case of a normal grating.

特に、エシェールグレーティングの場合には、溝本数が
少ないので、通常のグレーティングに比べてフリースベ
クトラルレンジが小さくなり、反射角φをできるだけ小
さくした状態で前記(1)、(5)式が成立するように
リアミラーを配置することができる。この種の装置では
、通常、反射角φが大きくなると効率が低下することが
知られており、エシェールグレーティングの場合の効率
の低下率Aは次式で表せられる。
In particular, in the case of an echère grating, since the number of grooves is small, the fleece vector range is smaller than that of a normal grating, and the above equations (1) and (5) hold true when the reflection angle φ is made as small as possible. You can position the rear mirror as you like. It is known that in this type of device, the efficiency usually decreases as the reflection angle φ increases, and the rate of decrease in efficiency A in the case of an Echère grating is expressed by the following equation.

A = jan7 ・jan(φ/2)  ・(6)大
川上製作可能な最も大きなフレーズ角は、エシェールグ
レーティングで76度程度である。このフレーズ角では
、効率の低下率Aが05以上となるのは、反射角φが1
4.2度以上となる場合である。
A=jan7・jan(φ/2)・(6) Okawakami: The largest phrase angle that can be manufactured is about 76 degrees for the Echère grating. At this phrase angle, the efficiency decrease rate A is 05 or more because the reflection angle φ is 1
This is a case where the temperature is 4.2 degrees or more.

したがって、本発明では、反射角φが14.2度以下に
するようにして設定している。
Therefore, in the present invention, the reflection angle φ is set to be 14.2 degrees or less.

[実施例] 以下に、本発明に係る狭帯域発振エキシマレーザの具体
的実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
[Embodiments] Specific embodiments of the narrowband oscillation excimer laser according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は第一実施例に係る狭帯域発振エキシマレーザの
構成図である。この装置は斜入射配置の構成がとられて
いる。まず、発振器本体は、励起電極を内蔵したレーザ
チャンバ10からなり、このチャンバ10の軸方向両端
面にはレーザ光の透過部となるウィンドウ12が設けら
れている。そして、レーザチャンバ10の前端側にはフ
ロントミラー14が配置され、後端側には一定の傾斜角
に設定されたグレーティング16が設置されている。こ
のグレーティング16は鋸刃状の波形断面をもつもので
、特に入射角と回折角がグレーティング16の法線に対
して同じ側にあるように設定されたエシェールグレーテ
ィングによって構成されている。このエシェールグレー
ティングは溝の頂角が垂直となっている。また、このグ
レーティング16に対面してリアミラー18が配置され
、グレーティング16からの回折光を反射してグレーテ
ィング16に戻すようにしている。このように構成する
ことによって、リアミラー18の傾斜角度を調整すれば
特定の波長の回折光を選択的に反射させることができ、
この選択された波長のレーザ光を発振させることができ
るのである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a narrowband oscillation excimer laser according to a first embodiment. This device has an oblique incidence configuration. First, the oscillator main body consists of a laser chamber 10 containing an excitation electrode, and windows 12 are provided on both axial end faces of the chamber 10 to serve as a transmitting portion for laser light. A front mirror 14 is disposed on the front end side of the laser chamber 10, and a grating 16 set at a constant inclination angle is disposed on the rear end side. This grating 16 has a sawtooth-shaped wave-shaped cross section, and is constructed of an echère grating in which the incident angle and the diffraction angle are set on the same side with respect to the normal line of the grating 16. In this echère grating, the apex angle of the grooves is vertical. Further, a rear mirror 18 is arranged facing the grating 16 to reflect the diffracted light from the grating 16 and return it to the grating 16. With this configuration, diffracted light of a specific wavelength can be selectively reflected by adjusting the inclination angle of the rear mirror 18.
Laser light of this selected wavelength can be oscillated.

ところで、この装置では、前記グレーティング16とり
アミラー18とを特定の配置構成としている。すなわち
、第1図に示したように、グレーティング16では、リ
アミラー18を介して反射される回折光の入射角とグレ
ーティング16からレーザチャンバ10に戻される回折
角とは、法線Gから各リアミラー18とレーザチャンバ
10の光軸への傾き角α、βとして与えられる。また、
グレーティング16のフレーズ角γはその製作時に一義
的に与えられる。そして、このときの反射角φは、φ=
β−αとなる。
Incidentally, in this device, the grating 16 and the mirror 18 are arranged in a specific configuration. That is, as shown in FIG. 1, in the grating 16, the incident angle of the diffracted light reflected via the rear mirror 18 and the diffraction angle returned from the grating 16 to the laser chamber 10 are different from the normal G to each rear mirror 18. and the tilt angles α and β of the laser chamber 10 to the optical axis. Also,
The phrase angle γ of the grating 16 is uniquely given at the time of its manufacture. And the reflection angle φ at this time is φ=
Becomes β−α.

斯かる場合において、本実施例では、レーザ光の前記グ
レーティング16に対する入射角αと回折角βの和の二
分の一を前記グレーティングのフレーズ角γに略一致さ
せてグレーティングを配置するとともに、リアミラーを
回折光軸と鉛直に配置して回折光を反射させるようにし
ている。すなわち、旧式(5);(α+β)/2=γが
成立するようにグレーティング16のレーザチャンバ1
0の光軸に対する傾斜角θを設定し、かつグレーティン
グ16からりアミラー18への回折光軸と直交するよう
に当該リアミラー18を配置したものである。この時、
グレーティング16を挟んでリアミラー18からレーザ
チャンバ10に至る反射角φが14.2度以下になるよ
うに設定し、効率低下率へが50%以下となるようにし
ている。したがって、例えば、φ=14度、γ=76度
とした場合には、(2)、(5)式からα=69度、β
=83度としてグレーティング16を配置し、同時にリ
アミラー18か回折光軸に直交するように設定される。
In such a case, in this embodiment, the grating is arranged so that one-half of the sum of the incident angle α and the diffraction angle β of the laser beam with respect to the grating 16 substantially matches the phrase angle γ of the grating, and the rear mirror is It is arranged perpendicular to the diffraction optical axis to reflect the diffracted light. That is, the laser chamber 1 of the grating 16 is
0 with respect to the optical axis, and the rear mirror 18 is arranged so as to be perpendicular to the diffraction optical axis from the grating 16 to the rear mirror 18. At this time,
The reflection angle φ from the rear mirror 18 to the laser chamber 10 across the grating 16 is set to be 14.2 degrees or less, so that the efficiency decrease rate is 50% or less. Therefore, for example, when φ = 14 degrees and γ = 76 degrees, from equations (2) and (5), α = 69 degrees and β
= 83 degrees, and at the same time, the rear mirror 18 is set to be perpendicular to the diffraction optical axis.

このように構成された狭帯域発振エキシマレーザによれ
ば、レーザチャンバ10に対するグレーティング16と
りアミラー18との配置関係が前述のように設定されて
いるので、製作誤差によりグレーティング16のフレー
ズ角γが多少変動しても、常に最高効率で回折光を反射
させることができ、大きな出力が得られるものとなる。
According to the narrow-band oscillation excimer laser configured in this way, since the arrangement relationship between the grating 16 and the mirror 18 with respect to the laser chamber 10 is set as described above, the phrase angle γ of the grating 16 may be slightly changed due to manufacturing errors. Even when the light fluctuates, it is possible to always reflect the diffracted light with the highest efficiency, and a large output can be obtained.

この実施例では斜入射配置型としているので、特にリト
ロ−配置の場合に比べて分散が約二倍になり、線幅を更
に狭くすることができた。グレーティング16はエシェ
ールグレーティングであるため、大きなフレーズ角とす
ることが可能であり、通常のグレーティングに比較して
も高出力のものとすることができる。また、エシェール
グレーティングと使用したことにより、溝本数が少なく
通常のグレーティングに比べてフリースペクトラルレン
ジか小さくなり、反射角φをできるだけ小さくした状態
で前記(1)、(5)が成立するように前記リアミラー
18を配置し、もってエシェールグレーティングを用い
たことによる効率の低下を抑制することが可能となる。
In this example, since the oblique incidence arrangement type is used, the dispersion is approximately twice that of the Littrow arrangement, and the line width can be further narrowed. Since the grating 16 is an echère grating, it can have a large phrase angle and can have a high output compared to a normal grating. In addition, by using an Echère grating, the number of grooves is small and the free spectral range is smaller than that of a normal grating, so that (1) and (5) above are satisfied with the reflection angle φ as small as possible. By arranging the rear mirror 18, it is possible to suppress a decrease in efficiency due to the use of the echère grating.

次に、第3図には第二実施例の狭帯域発振エキシマレー
ザを示す。この実施例はリアウィンドウ12とグレーテ
ィング16の間にビームエキスパンダとしてプリズム2
0を配置したものである。
Next, FIG. 3 shows a narrow band oscillation excimer laser according to a second embodiment. In this embodiment, a prism 2 is used as a beam expander between the rear window 12 and the grating 16.
0 is placed.

反射角を小さくするために、リアミラー18をレーザチ
ャンバ10とプリズム20との間に配置した構成として
いる。このような構成によれば、プリズム20の作用に
よって、第一実施例の場合に比較して、線幅を更に狭く
し、かつ高出力にすることができる利点がある。
In order to reduce the reflection angle, the rear mirror 18 is arranged between the laser chamber 10 and the prism 20. According to such a configuration, the effect of the prism 20 has the advantage that the line width can be further narrowed and the output can be increased compared to the case of the first embodiment.

第4図には第三実施例に係る狭帯域発振エキシマレーザ
を示している。これはりアミラー18をフロントミラー
14とレーザチャンバ10の間に配置したものである。
FIG. 4 shows a narrowband oscillation excimer laser according to a third embodiment. This mirror 18 is arranged between the front mirror 14 and the laser chamber 10.

このような構成にすることによって先の実施例の場合よ
り更に反射角を小さくすることができ、より高効率とす
ることができる。
By adopting such a configuration, the reflection angle can be further reduced than in the case of the previous embodiment, and higher efficiency can be achieved.

第5図、第6図は第四実施例の狭帯域発振エキシマレー
ザである。この狭帯域発振エキシマL/ −ザは、前記
第二実施例と同様にプリズム20をエキスパンダとして
用いているが、特にビームのエキスバンド方向がレーザ
チャンバ10、におけ否放電方向とほぼ垂直になるよう
に配置している。そして、このプリズム20には、ビー
ムの拡大方向と平行な偏光成分の反射防止をなすために
、レーザチャンバ10およびリアミラー18からの入射
面側に反射防止膜22をコーティングしている(図中破
線)。このように構成したエキシマレーザでは、プリズ
ム20にレーザ光が透過する回数が多い場合であっても
効率が低下することなくなり、高い効率を維持すること
ができる。また、この実施例ではプリズム20によるビ
ームエキスバンド方向と放電電極24による放電方向が
ほぼ垂直となるように配置しているので、発振レーザ光
の線幅を更に細くすることができる。なお、この実施例
では、レーザチャンバ10の前後にスリット26を配置
しており、特に放電方向に長い透孔としている。このよ
うなスリット26を設けることにより、効率を高めると
ともに、しかも線幅の細い狭帯域化が可能となる。
FIGS. 5 and 6 show a narrow band oscillation excimer laser according to the fourth embodiment. This narrow band oscillation excimer L/-zer uses the prism 20 as an expander as in the second embodiment, but in particular, the beam expansion direction is almost perpendicular to the discharge direction in the laser chamber 10. It is arranged so that This prism 20 is coated with an antireflection film 22 on the side of the incident surface from the laser chamber 10 and the rear mirror 18 in order to prevent reflection of polarized light components parallel to the beam expansion direction (dashed line in the figure). ). In the excimer laser configured in this way, even if the laser beam passes through the prism 20 many times, the efficiency does not decrease and high efficiency can be maintained. Further, in this embodiment, since the beam expansion direction by the prism 20 and the discharge direction by the discharge electrode 24 are arranged to be substantially perpendicular, the line width of the oscillated laser beam can be further narrowed. In this embodiment, the slits 26 are arranged before and after the laser chamber 10, and are formed into long through holes particularly in the discharge direction. Providing such a slit 26 not only increases efficiency but also enables a narrow band with a thin line width.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明、に係る狭帯域発振エキシ
マレーザによれば、レーザ光の前記グレーティングに対
する入射角と回折角の和の二分の一を前記グレーティン
グのフレーズ角と略一致させてグレーティングを配置す
るとともに、リアミラーを回折光軸と鉛直に配置して回
折光を反射させるように構成しているので、通常のりド
ロー配置のものに比べて回折光は回折する回数が二倍に
なり、かつリアミラーによって回折光が完全にレーザチ
ャンバに戻るので、線幅を半分にすることができる。特
に、この発明では、レーザ光のグレーティングに対する
入射角と回折角をフレーズ角に適合させているので、常
に効率を最大にしてレーザ発振させることができるとい
う優れた効果が得られる。加えて、スリット幅を小さく
することなく、線幅を細くすることができので、放電エ
ネルギ密度が小さくてよく、放電電極の寿命を長くする
ことができる利点も得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the narrowband oscillation excimer laser according to the present invention, one-half of the sum of the incident angle and the diffraction angle of the laser beam with respect to the grating is abbreviated as the phrase angle of the grating. In addition to arranging the gratings so that they match, the rear mirror is also arranged perpendicular to the diffraction optical axis to reflect the diffracted light, so the diffracted light is diffracted twice as many times as compared to a normal glue-draw arrangement. Since the diffracted light is doubled and the rear mirror completely returns the diffracted light to the laser chamber, the line width can be halved. In particular, in this invention, since the incident angle and the diffraction angle of the laser beam on the grating are adapted to the phrase angle, an excellent effect can be obtained in that laser oscillation can be performed with the efficiency always maximized. In addition, since the line width can be made thinner without reducing the slit width, the discharge energy density may be small and the life of the discharge electrode can be extended.

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

第1図は第一実施例に係る狭帯域発振エキシマレーザの
主要構成図、第2図は本発明の詳細な説明するグレーテ
ィングにおける回折光の説明図、第3図は第二実施例に
係る狭帯域発振エキシマレーザの主要構成図、第4図は
第三実施例に係る狭帯域発振エキシマレーザの主要構成
図、第5図は第四実施例に係る狭帯域発振エキシマレー
ザの主要部を示す平面構成図、第6図は第5図の側面構
成図、第7図は従来のりドロー配置のエキシマレーザの
構成図、第8図は従来の斜入射配置のエキシマレーザの
構成図である。 10・・・・・・レーザチャンバ、14・・・・・・フ
ロントミラー 16・・・・・・グレーティング、18
・・・・・・リアミラー
FIG. 1 is a main configuration diagram of a narrow band oscillation excimer laser according to the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram of diffracted light in a grating to explain the present invention in detail, and FIG. A main configuration diagram of a band oscillation excimer laser, FIG. 4 is a main configuration diagram of a narrow band oscillation excimer laser according to the third embodiment, and FIG. 5 is a plan view showing the main parts of the narrow band oscillation excimer laser according to the fourth embodiment. FIG. 6 is a side view of FIG. 5, FIG. 7 is a diagram of a conventional excimer laser with a glue-draw arrangement, and FIG. 8 is a diagram of a conventional excimer laser with an oblique incidence arrangement. 10... Laser chamber, 14... Front mirror 16... Grating, 18
・・・・・・Rear mirror

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)、狭帯域化素子としてグレーティングを使用したエ
キシマレーザにおいて、レーザ光の前記グレーティング
に対する入射角と回折角の和の二分の一を前記グレーテ
ィングのフレーズ角に略一致させてグレーティングを配
置するとともに、リアミラーを回折光軸と鉛直に配置し
て回折光を反射させることを特徴とする狭帯域発振エキ
シマレーザ。 2)、前記グレーティングはエシェールグレーティング
であることを特徴とする請求の範囲1に記載の狭帯域発
振エキシマレーザ。 3)、前記グレーティングは入射角と反射角の差を14
.2度以下に設定したことを特徴とする請求項1に記載
の狭帯域発振エキシマレーザ。
[Claims] 1) In an excimer laser using a grating as a band-narrowing element, half of the sum of the incident angle and the diffraction angle of the laser beam with respect to the grating is made to approximately match the phrase angle of the grating. A narrow-band oscillation excimer laser characterized by arranging a grating and by arranging a rear mirror perpendicular to the diffraction optical axis to reflect diffracted light. 2) The narrowband oscillation excimer laser according to claim 1, wherein the grating is an echère grating. 3), the grating has a difference between the angle of incidence and the angle of reflection of 14
.. 2. The narrowband oscillation excimer laser according to claim 1, wherein the narrowband oscillation excimer laser is set to 2 degrees or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018139300A (en) * 2018-04-09 2018-09-06 キヤノン株式会社 Laser device, and spectroscopic method

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