JPH0428276A - 狭帯域レーザー装置 - Google Patents
狭帯域レーザー装置Info
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- JPH0428276A JPH0428276A JP13301790A JP13301790A JPH0428276A JP H0428276 A JPH0428276 A JP H0428276A JP 13301790 A JP13301790 A JP 13301790A JP 13301790 A JP13301790 A JP 13301790A JP H0428276 A JPH0428276 A JP H0428276A
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- Japan
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- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
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Landscapes
- Lasers (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］
この発明は波長選択素子としてエタロンを用いる狭帯域
レーザー装置、特にステッパー用エキシマレーザ−に関
するものである。
レーザー装置、特にステッパー用エキシマレーザ−に関
するものである。
［従来の技術］
第３図は狭帯域エキシマレーザ−装置の概略図（例えば
Ｃａｎ、 Ｊ、 Ｐｈｙｓ、 ６３．２］４ （１９８
５）参照）である。図において、（１）は波長選択素子
としての一つまたは複数のエアギャップエタロン、（２
）は全反射ミラー （３）は部分反則ミラー、（４）は
出射ビーム、（５）は出射ビームをモニターして前記エ
タロン（１）を制御する制御部、（６）は媒質を励起す
る放電部である。
Ｃａｎ、 Ｊ、 Ｐｈｙｓ、 ６３．２］４ （１９８
５）参照）である。図において、（１）は波長選択素子
としての一つまたは複数のエアギャップエタロン、（２
）は全反射ミラー （３）は部分反則ミラー、（４）は
出射ビーム、（５）は出射ビームをモニターして前記エ
タロン（１）を制御する制御部、（６）は媒質を励起す
る放電部である。
次に作用について説明する。クリプトンとフッ素の混合
ガスを用いたエキシマレーザ−の場合、広帯域発振にて
数百ｐｍの半値幅を有し、ステッパ用露光源とするため
一つまたは複数のエタロン（１）にて２ｐｍ程度の半値
幅に狭帯域化する。更に発振波長のシフトは０．２ｐｍ
以内でなければならないため、出射ビームの一部をモニ
ターして、装置に搭載した波長制御部（５）より制御信
号を前記エタロン（１）に送る。
ガスを用いたエキシマレーザ−の場合、広帯域発振にて
数百ｐｍの半値幅を有し、ステッパ用露光源とするため
一つまたは複数のエタロン（１）にて２ｐｍ程度の半値
幅に狭帯域化する。更に発振波長のシフトは０．２ｐｍ
以内でなければならないため、出射ビームの一部をモニ
ターして、装置に搭載した波長制御部（５）より制御信
号を前記エタロン（１）に送る。
［発明が解決しようとする課題］
発振波長のシフトの原因の一つであるエタロンの熱歪を
第１図に示す。スペーサ（７）にて互いに間隔を置いて
接着された平板な合成石英製エタロン部材（８）が熱レ
ンズ効果を起し、エタロンギャップが狭められ、結果と
して選択波長に変化が起こる。（９）はレーザー波長に
対する部分反射膜である。詳細な式等は後述するが時間
経過に対する波長シフト（Δλ）の様子は第２図に示す
ようになる。つまり△λはΔｄに比例し、Δｄは時間の
経過により第２図に示すグラフの如く変化する。
第１図に示す。スペーサ（７）にて互いに間隔を置いて
接着された平板な合成石英製エタロン部材（８）が熱レ
ンズ効果を起し、エタロンギャップが狭められ、結果と
して選択波長に変化が起こる。（９）はレーザー波長に
対する部分反射膜である。詳細な式等は後述するが時間
経過に対する波長シフト（Δλ）の様子は第２図に示す
ようになる。つまり△λはΔｄに比例し、Δｄは時間の
経過により第２図に示すグラフの如く変化する。
一方波長モニター制御部（５）はレーザー装置に搭載可
能なコンパクトなサイズで且つ、ｐｍオーダー以下の精
度が求められるため、ギャップ間隔が１〜２ｍｍ程度の
モニター用エタロンを主に用いている。モニタ用エタロ
ンの自由スペクトル領域（以下ＦＳＲと称す）は１０〜
数１０ｐｍなので、波長選択用エタロンの熱歪などによ
り波長シフト幅がＦＳＲをこえると絶対波長を決定する
ことが難しく、制御が複雑となる。言い替えればエタロ
ンへの入力は前記のＦＳＲより制限され、従来の装置で
は２ｗＬ、かレーザー出力として取り出せなかったこの
発明は上記のような問題点を解消するために成されたも
ので、エタロンのサイズ変更のみで、従来の装置構成と
制御方式を用いて従来より大出力を達成することを目的
とする。
能なコンパクトなサイズで且つ、ｐｍオーダー以下の精
度が求められるため、ギャップ間隔が１〜２ｍｍ程度の
モニター用エタロンを主に用いている。モニタ用エタロ
ンの自由スペクトル領域（以下ＦＳＲと称す）は１０〜
数１０ｐｍなので、波長選択用エタロンの熱歪などによ
り波長シフト幅がＦＳＲをこえると絶対波長を決定する
ことが難しく、制御が複雑となる。言い替えればエタロ
ンへの入力は前記のＦＳＲより制限され、従来の装置で
は２ｗＬ、かレーザー出力として取り出せなかったこの
発明は上記のような問題点を解消するために成されたも
ので、エタロンのサイズ変更のみで、従来の装置構成と
制御方式を用いて従来より大出力を達成することを目的
とする。
狭帯域エキシマレーザ−に用いるエアギャップ型エタロ
ンの基板の厚みを薄くし、且つビーム径に対する基板の
直径を小さくしたものである。
ンの基板の厚みを薄くし、且つビーム径に対する基板の
直径を小さくしたものである。
周辺温度を一定とし、単純円板の熱レンズ効果を近似モ
デル化すると、エタロンの合成石英基板１枚の厚み（１
）の増す変化量（△ｔ）はΔｔ＝（１＋ν）ａｔΔＴ 従って、エタロンギャップの減少量（Δｄ）は△ｄ＝２
Ｘ （Δｔ／２） （１−２βｎ（ａ／ｂ） となる。
デル化すると、エタロンの合成石英基板１枚の厚み（１
）の増す変化量（△ｔ）はΔｔ＝（１＋ν）ａｔΔＴ 従って、エタロンギャップの減少量（Δｄ）は△ｄ＝２
Ｘ （Δｔ／２） （１−２βｎ（ａ／ｂ） となる。
このときの波長シフト量（Δλ）は
Δλ＝Δｄ×λ／ｄ
（１−２βｎ （ａ／ｂ））−一−（イ）となる。ただ
し へＴ：温度上昇（ｄｅｇ） ｄ：エタロンギャップ（ｍ） Ｐ：レーザーの出力パワー（Ｗ） Ｖ：ポアッソン比 ａ：エタロン内のビーム径（ｍ） α：線膨張率（１／ ｄｅｇ） ｂ：エタロン径（ｍ） ｔ：エタロンの石英基板１枚の厚み（ｍ）λ：発振波長
（ｍ） βｔ ：吸収率 に：熱伝導率（Ｗ／ｄｅｇ−ｍ）である。
し へＴ：温度上昇（ｄｅｇ） ｄ：エタロンギャップ（ｍ） Ｐ：レーザーの出力パワー（Ｗ） Ｖ：ポアッソン比 ａ：エタロン内のビーム径（ｍ） α：線膨張率（１／ ｄｅｇ） ｂ：エタロン径（ｍ） ｔ：エタロンの石英基板１枚の厚み（ｍ）λ：発振波長
（ｍ） βｔ ：吸収率 に：熱伝導率（Ｗ／ｄｅｇ−ｍ）である。
従来構成のモニターを用いるため、最大限許容できる波
長シフト量（Δλ）を変えずにパワーＰを大きくするに
は、合成石英基板の厚み（１）を小さくすることと、エ
タロン径に対するビーム径の比率ａ ／ ｂを１に近づ
けることである。
長シフト量（Δλ）を変えずにパワーＰを大きくするに
は、合成石英基板の厚み（１）を小さくすることと、エ
タロン径に対するビーム径の比率ａ ／ ｂを１に近づ
けることである。
［実施例］
式（イ）において、レーザー出力を従来の２Ｗから５〜
８Ｗと２．５〜４倍に上げる場合、基板の厚み（１）は
製作方法等の制約があるものの１０ｍｍ程度までとし、
従来の２０ｍｍに対して１／２にする。またビーム径約
２０ｍｍに対してエタロン径はスペーサの配置や基板研
磨時のふちだれ等の制約があるものの、従来の６５ｍｍ
に対して３０ｍｍ程度にできるため（１−２βｎ （ａ
／ｂ））項は従来の約１／２にまで改良可能となる。つ
まり、エタロンの厚みと径を変更することにより、従来
の４倍の８Ｗ出力程度までは従来同様のモニター制御機
構で同様の精度の狭帯域エキシマレーザ−を達成できる
。
８Ｗと２．５〜４倍に上げる場合、基板の厚み（１）は
製作方法等の制約があるものの１０ｍｍ程度までとし、
従来の２０ｍｍに対して１／２にする。またビーム径約
２０ｍｍに対してエタロン径はスペーサの配置や基板研
磨時のふちだれ等の制約があるものの、従来の６５ｍｍ
に対して３０ｍｍ程度にできるため（１−２βｎ （ａ
／ｂ））項は従来の約１／２にまで改良可能となる。つ
まり、エタロンの厚みと径を変更することにより、従来
の４倍の８Ｗ出力程度までは従来同様のモニター制御機
構で同様の精度の狭帯域エキシマレーザ−を達成できる
。
現在、利用可能な製造技術を考えて厚さ１０ｍｍ、直径
３０ｍｍを例に説明したが、式（イ）の教えるところに
よれば可能な限り厚みを薄くし、エタロン径をビーム径
に対する比を１に近づけることにより、より大出力化が
可能となる。
３０ｍｍを例に説明したが、式（イ）の教えるところに
よれば可能な限り厚みを薄くし、エタロン径をビーム径
に対する比を１に近づけることにより、より大出力化が
可能となる。
この実施例ではビーム径として通常よく使用されるエキ
シマ１ノーザーを考えて、２０ｍｍとしたがビームの大
きさに応じてエタロンの径を１に近づけるようにすれば
同様な効果が得られる。例えば共振器内でビームを拡大
し、４０ｎ＋ｍとすればエタロンの径を６０ｍｍとして
も大出力化が可能となる。
シマ１ノーザーを考えて、２０ｍｍとしたがビームの大
きさに応じてエタロンの径を１に近づけるようにすれば
同様な効果が得られる。例えば共振器内でビームを拡大
し、４０ｎ＋ｍとすればエタロンの径を６０ｍｍとして
も大出力化が可能となる。
さらに、この実施例では波長選択用のエタロンについて
述へたが波長モニター用のエタロンについても同様であ
る。
述へたが波長モニター用のエタロンについても同様であ
る。
また、本実施例では狭帯域エキシマレーザ−について述
べたが、アレキザンドライトレーザーや色素レーザーで
、エタロンを用いて狭帯域する場合も同様な方式より大
出力化を図ることができる［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、波長選択素子であるエ
タロンの厚みと径の二つのザイズ変更のみで、従来の数
倍の大出力の狭帯域エキシマレーザ−装置を、モニター
と制御系は従来の通りで、従来のと同様の波長の安定性
で得ることができるのである。
べたが、アレキザンドライトレーザーや色素レーザーで
、エタロンを用いて狭帯域する場合も同様な方式より大
出力化を図ることができる［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、波長選択素子であるエ
タロンの厚みと径の二つのザイズ変更のみで、従来の数
倍の大出力の狭帯域エキシマレーザ−装置を、モニター
と制御系は従来の通りで、従来のと同様の波長の安定性
で得ることができるのである。
第１図はレーザー光の通過部の石英部材が熱歪を起して
いる波長選択用エタロンの詳細図、第２図はレーザー光
の通過時間に対する波長シフトの様子を示すグラフ、第
３図は狭帯域化エキシマレーザ−の概略図である。 図において、（ａ）はレーザー径、（ｂ）はエタロン径
、（ｄ）はエタロンのギャップ間隔、（ｔ）はエタロン
の基板の厚み。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄Ｃ’、Ｃ６ｏ
Ｘ ｐｖ’：ｏとＶ
いる波長選択用エタロンの詳細図、第２図はレーザー光
の通過時間に対する波長シフトの様子を示すグラフ、第
３図は狭帯域化エキシマレーザ−の概略図である。 図において、（ａ）はレーザー径、（ｂ）はエタロン径
、（ｄ）はエタロンのギャップ間隔、（ｔ）はエタロン
の基板の厚み。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄Ｃ’、Ｃ６ｏ
Ｘ ｐｖ’：ｏとＶ
Claims (1)
- （１）波長選択素子としてエタロンを用い、かつその選
択波長をｐｍ以下のオーダーでモニターして制御する狭
帯域レーザー装置において、波長選択用エタロンの厚み
を２０ｍｍ以下、径を５０ｍｍ以下としたことを特徴と
する狭帯域レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13301790A JPH0428276A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 狭帯域レーザー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13301790A JPH0428276A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 狭帯域レーザー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428276A true JPH0428276A (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15094853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13301790A Pending JPH0428276A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 狭帯域レーザー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0428276A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5520534A (en) * | 1992-12-25 | 1996-05-28 | Kawasaki Seitetsu Kabushiki Kaisha | Heating apparatus including plurality of regenerative burner units and operating method |
| JP2013097152A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Kyocera Crystal Device Corp | エタロンフィルタ |
| JP2013097150A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Kyocera Crystal Device Corp | エタロンフィルタ |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP13301790A patent/JPH0428276A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5520534A (en) * | 1992-12-25 | 1996-05-28 | Kawasaki Seitetsu Kabushiki Kaisha | Heating apparatus including plurality of regenerative burner units and operating method |
| JP2013097152A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Kyocera Crystal Device Corp | エタロンフィルタ |
| JP2013097150A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Kyocera Crystal Device Corp | エタロンフィルタ |
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