JPH11177173A - エキシマレーザ及びその光学部品 - Google Patents
エキシマレーザ及びその光学部品Info
- Publication number
- JPH11177173A JPH11177173A JP9362755A JP36275597A JPH11177173A JP H11177173 A JPH11177173 A JP H11177173A JP 9362755 A JP9362755 A JP 9362755A JP 36275597 A JP36275597 A JP 36275597A JP H11177173 A JPH11177173 A JP H11177173A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excimer laser
- optical
- optical component
- fluoride
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
- H01S3/05—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
-
- 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
- H01S3/08009—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection using a diffraction grating
-
- 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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/22—Gases
- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エキシマレーザの高出力化に対して、劣化の
少ない光学部品を提供し、エキシマレーザの信頼性を向
上させる。 【解決手段】 エキシマレーザの光学部品として、従来
の合成石英に代えてCaF2やMgF2等のフッ化物を材料とし
た光学部品を使用し、かつそのフッ化物の劈開面を光学
部品を通過するレーザ光３の光軸２４に対して垂直に配
置することによって、光学部品を通過する際のエキシマ
レーザの出力低下や、スペクトル線幅やビームの断面形
状等の光品位の変動を少なくし、波長制御を精密に行な
って光品位が良質なレーザ光を得るとともに、光学部品
の耐久性を向上させてエキシマレーザの信頼性を向上さ
せる。
少ない光学部品を提供し、エキシマレーザの信頼性を向
上させる。 【解決手段】 エキシマレーザの光学部品として、従来
の合成石英に代えてCaF2やMgF2等のフッ化物を材料とし
た光学部品を使用し、かつそのフッ化物の劈開面を光学
部品を通過するレーザ光３の光軸２４に対して垂直に配
置することによって、光学部品を通過する際のエキシマ
レーザの出力低下や、スペクトル線幅やビームの断面形
状等の光品位の変動を少なくし、波長制御を精密に行な
って光品位が良質なレーザ光を得るとともに、光学部品
の耐久性を向上させてエキシマレーザの信頼性を向上さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ用
の、光に対する耐久性が強く、光品位低下の少ない光学
部品に関するものである。
の、光に対する耐久性が強く、光品位低下の少ない光学
部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体製造装置用の縮小投影
露光装置（以下ステッパと言う）の光源として、エキシ
マレーザの実用化が進められている。これは、エキシマ
レーザの波長が紫外線領域にあって短いことから、加工
の際にレンズなどの外部光学素子によって光を小さく集
光できるので、非常に精密な加工が可能であることによ
る。
露光装置（以下ステッパと言う）の光源として、エキシ
マレーザの実用化が進められている。これは、エキシマ
レーザの波長が紫外線領域にあって短いことから、加工
の際にレンズなどの外部光学素子によって光を小さく集
光できるので、非常に精密な加工が可能であることによ
る。
【０００３】このエキシマレーザから発振する光はさま
ざまな波長成分を持ち、しかも中心波長が変動している
ので、そのままではレンズなどの外部光学素子を通過す
る際に収差が生じて加工の精度が低下する。そのため、
エキシマレーザにグレーティングなどの波長選択素子を
搭載して、線幅と呼ばれるレーザの発振波長のスペクト
ル幅を狭くし、かつ発振波長の中心値である中心波長を
安定化する狭帯域化という技術が広く用いられている。
ざまな波長成分を持ち、しかも中心波長が変動している
ので、そのままではレンズなどの外部光学素子を通過す
る際に収差が生じて加工の精度が低下する。そのため、
エキシマレーザにグレーティングなどの波長選択素子を
搭載して、線幅と呼ばれるレーザの発振波長のスペクト
ル幅を狭くし、かつ発振波長の中心値である中心波長を
安定化する狭帯域化という技術が広く用いられている。
【０００４】図８は、特開平３−２１４６８０号公報に
開示された技術の一例であり、以下同図に基づいて従来
技術を説明する。図において、チャンバ１にはレーザガ
スが封止されており、放電電極２によって放電によって
エネルギーを供給され、レーザ光３を発振させる。上記
発振したレーザ光３は後部ウィンドウ５から出射し、第
１のプリズム７及び第２のプリズム８を通過する間にそ
の径を広げられ、グレーティング１０に入射する。グレ
ーティング１０は、図示しないアクチュエータによって
レーザ光３の光路に対する角度を制御されており、選択
された所定の波長だけを発振させることで前記狭帯域化
を行なっている。第１のプリズム７、第２のプリズム
８、及びグレーティング１０の光学部品群を狭帯域化光
学部品１２と総称する。この狭帯域化光学部品１２によ
って波長を制御されたレーザ光３は、前部ウィンドウ１
３を透過し、部分反射ミラーであるフロントミラー１４
を透過して一部が図中右方向へ出射する。
開示された技術の一例であり、以下同図に基づいて従来
技術を説明する。図において、チャンバ１にはレーザガ
スが封止されており、放電電極２によって放電によって
エネルギーを供給され、レーザ光３を発振させる。上記
発振したレーザ光３は後部ウィンドウ５から出射し、第
１のプリズム７及び第２のプリズム８を通過する間にそ
の径を広げられ、グレーティング１０に入射する。グレ
ーティング１０は、図示しないアクチュエータによって
レーザ光３の光路に対する角度を制御されており、選択
された所定の波長だけを発振させることで前記狭帯域化
を行なっている。第１のプリズム７、第２のプリズム
８、及びグレーティング１０の光学部品群を狭帯域化光
学部品１２と総称する。この狭帯域化光学部品１２によ
って波長を制御されたレーザ光３は、前部ウィンドウ１
３を透過し、部分反射ミラーであるフロントミラー１４
を透過して一部が図中右方向へ出射する。
【０００５】ここで、以上で説明したエキシマレーザの
光学部品としては、前記公報に開示されているように、
一般に合成石英（SiO2)が材料として用いられている。
これは、合成石英がエキシマレーザから出射する紫外線
光に対して吸収率が低く、また加工が容易であるという
理由による。ＫｒＦエキシマレーザの波長である２４８
ｎｍやＡｒＦエキシマレーザの波長である１９３ｎｍの
紫外光に対し、高い透過率を有する材料は限られてお
り、現在では前記合成石英以外には、CaF2，MgF2，LiF2
等のフッ化物が知られている。
光学部品としては、前記公報に開示されているように、
一般に合成石英（SiO2)が材料として用いられている。
これは、合成石英がエキシマレーザから出射する紫外線
光に対して吸収率が低く、また加工が容易であるという
理由による。ＫｒＦエキシマレーザの波長である２４８
ｎｍやＡｒＦエキシマレーザの波長である１９３ｎｍの
紫外光に対し、高い透過率を有する材料は限られてお
り、現在では前記合成石英以外には、CaF2，MgF2，LiF2
等のフッ化物が知られている。
【０００６】しかしながら、現状ではこれらフッ化物の
製造や加工の技術は合成石英ほど成熟しておらず、製造
できる光学材料のサイズや数量、光学特性において合成
石英と同等のものを製作するのが困難であるため、光学
材料としては合成石英が使用されることが多い。特に、
前記ＫｒＦエキシマレーザは比較的発振波長が長いため
に光学部品を劣化させることが少なく、合成石英製の光
学部品でも長期の使用に耐えうるとされている。このた
め、ＫｒＦエキシマレーザの光学部品として、従来は合
成石英が使用されている。
製造や加工の技術は合成石英ほど成熟しておらず、製造
できる光学材料のサイズや数量、光学特性において合成
石英と同等のものを製作するのが困難であるため、光学
材料としては合成石英が使用されることが多い。特に、
前記ＫｒＦエキシマレーザは比較的発振波長が長いため
に光学部品を劣化させることが少なく、合成石英製の光
学部品でも長期の使用に耐えうるとされている。このた
め、ＫｒＦエキシマレーザの光学部品として、従来は合
成石英が使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、合成石
英をエキシマレーザの光学部品の材料として使用するに
は、次に述べるような問題点がある。
英をエキシマレーザの光学部品の材料として使用するに
は、次に述べるような問題点がある。
【０００８】近年、半導体をより大量にかつ能率的に生
産するためにステッパのスループットを上げなければな
らず、レーザの単位時間あたりの発振パルス数である繰
り返し周波数を増やしてレーザを高出力化することが求
められている。
産するためにステッパのスループットを上げなければな
らず、レーザの単位時間あたりの発振パルス数である繰
り返し周波数を増やしてレーザを高出力化することが求
められている。
【０００９】しかしながら、レーザの共振器内ではエネ
ルギー密度が高く、しかもレーザ光が共振器内を往復し
て光学部品を何度も透過する。このため、前記レーザの
高出力化に伴って、ＫｒＦエキシマレーザに従来使われ
ている前記合成石英の光学部品が、材料内部のわずかな
歪みや不均一性などの理由によって劣化するということ
が起きている。そして、光学材料のわずかな劣化でさえ
も、発振するレーザ光の品位に大きな影響を及ぼすの
で、前記ステッパの光源として使用することが困難とな
ってしまう。
ルギー密度が高く、しかもレーザ光が共振器内を往復し
て光学部品を何度も透過する。このため、前記レーザの
高出力化に伴って、ＫｒＦエキシマレーザに従来使われ
ている前記合成石英の光学部品が、材料内部のわずかな
歪みや不均一性などの理由によって劣化するということ
が起きている。そして、光学材料のわずかな劣化でさえ
も、発振するレーザ光の品位に大きな影響を及ぼすの
で、前記ステッパの光源として使用することが困難とな
ってしまう。
【００１０】このようにエキシマレーザの高出力化に伴
って、従来合成石英の光学部品は耐久性が不十分であ
り、これを使用していると前記エキシマレーザの波長を
高精度で制御することが困難であるということがわかっ
てきている。
って、従来合成石英の光学部品は耐久性が不十分であ
り、これを使用していると前記エキシマレーザの波長を
高精度で制御することが困難であるということがわかっ
てきている。
【００１１】図９，１０に、レーザ発振によって、光学
部品に前記光学部品の劣化が起きる様子を示す。図９は
第１のプリズム７とそれを通過するレーザ光３の正常な
状態である。前記繰り返し周波数を上げていくに従っ
て、図１０に示したようにレーザ光のエネルギーによっ
てプリズムの内部が歪んだり、それが大きくなるとプリ
ズムの表面が収縮して表面に歪み１５が発生するような
ことが起きる。これにより、レーザ光３の径や断面形状
が変化したり、レーザ光３の波面が乱れてその波長や偏
光状態が狂うという問題が起きる。また、この歪み１５
によって光学部品の表面に施した無反射コーティングが
剥がれてレーザ光がそこに集中し、光学部品が破損した
りすることもある。
部品に前記光学部品の劣化が起きる様子を示す。図９は
第１のプリズム７とそれを通過するレーザ光３の正常な
状態である。前記繰り返し周波数を上げていくに従っ
て、図１０に示したようにレーザ光のエネルギーによっ
てプリズムの内部が歪んだり、それが大きくなるとプリ
ズムの表面が収縮して表面に歪み１５が発生するような
ことが起きる。これにより、レーザ光３の径や断面形状
が変化したり、レーザ光３の波面が乱れてその波長や偏
光状態が狂うという問題が起きる。また、この歪み１５
によって光学部品の表面に施した無反射コーティングが
剥がれてレーザ光がそこに集中し、光学部品が破損した
りすることもある。
【００１２】図１１，１２に、それぞれ前記光学部品の
劣化が起きる前と起きた後の狭帯域化されたレーザの発
振波長分布を示す。図１２に示すように、光学部品に劣
化が起きると中心波長λcが例えばλcとλc'との間で変
動したり、前記線幅Δλが広がってステッパの光源とし
て使用することが困難になる。
劣化が起きる前と起きた後の狭帯域化されたレーザの発
振波長分布を示す。図１２に示すように、光学部品に劣
化が起きると中心波長λcが例えばλcとλc'との間で変
動したり、前記線幅Δλが広がってステッパの光源とし
て使用することが困難になる。
【００１３】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、高出力化されたエキシマレーザにおいて
も紫外線光に対する耐久性が強く、光品位を良好に保
ち、かつ波長制御に好適なエキシマレーザの光学部品を
提供することを目的としている。
たものであり、高出力化されたエキシマレーザにおいて
も紫外線光に対する耐久性が強く、光品位を良好に保
ち、かつ波長制御に好適なエキシマレーザの光学部品を
提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１記載の発明は、狭帯域発
振エキシマレーザの光学部品において、光学材料として
フッ化物を使用し、前記フッ化物の結晶の劈開面２０
が、この光学部品に入射する光の入射側の面又は光学部
品から出射する光の出射側の面の少なくともいずれか一
方に対して概平行であるように形成されている。
的を達成するために、請求項１記載の発明は、狭帯域発
振エキシマレーザの光学部品において、光学材料として
フッ化物を使用し、前記フッ化物の結晶の劈開面２０
が、この光学部品に入射する光の入射側の面又は光学部
品から出射する光の出射側の面の少なくともいずれか一
方に対して概平行であるように形成されている。
【００１５】請求項１に記載の発明によれば、光学部品
の材料としてフッ化物を使用し、この光学部品の入射側
の面もしくは出射側の面に対してフッ化物の結晶の劈開
面を概平行に構成している。こうすることによって、こ
の劈開面を通過する際に、エキシマレーザ光の偏光状態
の変化や波面の不均一化等を低減でき、良質な光品位を
得ることができる。
の材料としてフッ化物を使用し、この光学部品の入射側
の面もしくは出射側の面に対してフッ化物の結晶の劈開
面を概平行に構成している。こうすることによって、こ
の劈開面を通過する際に、エキシマレーザ光の偏光状態
の変化や波面の不均一化等を低減でき、良質な光品位を
得ることができる。
【００１６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載のエキシマレーザの光学部品において、前記フッ化
物の結晶の劈開面２０の向きを示す可視マーク２７をつ
けている。
記載のエキシマレーザの光学部品において、前記フッ化
物の結晶の劈開面２０の向きを示す可視マーク２７をつ
けている。
【００１７】請求項２に記載の発明によれば、光学部品
に、前記劈開面の向きを示す可視マークをつけたことに
よって、これをエキシマレーザに設置する際にその向き
を容易に判断でき、またその向きを間違えて設置すると
いうことがなくなる。
に、前記劈開面の向きを示す可視マークをつけたことに
よって、これをエキシマレーザに設置する際にその向き
を容易に判断でき、またその向きを間違えて設置すると
いうことがなくなる。
【００１８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載のエキシマレーザの光学部品において、光
学部品が、前記狭帯域化のための狭帯域化部品である。
又は２に記載のエキシマレーザの光学部品において、光
学部品が、前記狭帯域化のための狭帯域化部品である。
【００１９】請求項３に記載の発明によれば、前記狭帯
域化のための光学部品に、前記フッ化物を使用してい
る。精密に狭帯域化を行なうためには、狭帯域化部品は
特に精度良く製作されている必要があり、光学部品の劣
化は、微少であってもレーザの波長制御に悪影響を与え
る。狭帯域化のための光学部品をフッ化物で製作するの
で、光学部品の劣化を少なくすることができ、前記中心
波長が安定で線幅が細い、光品位の良質なレーザ光を得
ることができる。
域化のための光学部品に、前記フッ化物を使用してい
る。精密に狭帯域化を行なうためには、狭帯域化部品は
特に精度良く製作されている必要があり、光学部品の劣
化は、微少であってもレーザの波長制御に悪影響を与え
る。狭帯域化のための光学部品をフッ化物で製作するの
で、光学部品の劣化を少なくすることができ、前記中心
波長が安定で線幅が細い、光品位の良質なレーザ光を得
ることができる。
【００２０】また、請求項４記載の発明は、狭帯域発振
エキシマレーザにおいて、エキシマレーザに用いられる
フッ化物を材料とした光学部品を、フッ化物の結晶の劈
開面２０が光学部品中を光が通過する際の光路に対して
概垂直になるように配置している。
エキシマレーザにおいて、エキシマレーザに用いられる
フッ化物を材料とした光学部品を、フッ化物の結晶の劈
開面２０が光学部品中を光が通過する際の光路に対して
概垂直になるように配置している。
【００２１】請求項４に記載の発明によれば、劈開面が
光路に対して概垂直になるように光学部品を配置するこ
とによって、光学部品内部の屈折率の不均一性や光学歪
み等の影響を最小限に抑えることができる。これによ
り、レーザ光がこの光学部品を通過する際に生ずるエキ
シマレーザ光の偏光状態の変化や波面の不均一化等を低
減でき、良質な光品位を得ることができる。また、各部
品の結晶材料を常に劈開面に対して同一の方向に使用す
ることにより、各部品における前記屈折率の不均一等が
最小限に抑えられるので、光学部品の個体差が減少して
安定な光学性能を得られ、結果としてエキシマレーザの
光品位を安定させることができる。
光路に対して概垂直になるように光学部品を配置するこ
とによって、光学部品内部の屈折率の不均一性や光学歪
み等の影響を最小限に抑えることができる。これによ
り、レーザ光がこの光学部品を通過する際に生ずるエキ
シマレーザ光の偏光状態の変化や波面の不均一化等を低
減でき、良質な光品位を得ることができる。また、各部
品の結晶材料を常に劈開面に対して同一の方向に使用す
ることにより、各部品における前記屈折率の不均一等が
最小限に抑えられるので、光学部品の個体差が減少して
安定な光学性能を得られ、結果としてエキシマレーザの
光品位を安定させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係わる実施形態を詳細に説明する。なお、図において
同一の符号を付したものは同一の構成を表すものとす
る。
に係わる実施形態を詳細に説明する。なお、図において
同一の符号を付したものは同一の構成を表すものとす
る。
【００２３】図１に基づいて、第１の実施形態を説明す
る。図１は、本発明に係わるエキシマレーザ装置の構成
図を示している。同図において、前記狭帯域化光学部品
１２は狭帯域化ボックス１１内に収納されており、前記
前部ウィンドウ１３及び後部ウィンドウ５は損失を少な
くするためにレーザ光３に対してブリュースター角φを
なしている。本実施形態においては、第１のプリズム
７、第２のプリズム８及びフロントミラー１４を、従来
の合成石英に代えてCaF2等のフッ化物の光学材料で製作
している。
る。図１は、本発明に係わるエキシマレーザ装置の構成
図を示している。同図において、前記狭帯域化光学部品
１２は狭帯域化ボックス１１内に収納されており、前記
前部ウィンドウ１３及び後部ウィンドウ５は損失を少な
くするためにレーザ光３に対してブリュースター角φを
なしている。本実施形態においては、第１のプリズム
７、第２のプリズム８及びフロントミラー１４を、従来
の合成石英に代えてCaF2等のフッ化物の光学材料で製作
している。
【００２４】これにより、紫外線光による光学部品の劣
化がなく、エキシマレーザの波長の狭帯域化を効果的に
行なうことができる。プリズム７，８は狭帯域化のため
に正確な形状が求められるので、ここに光学部品の劣化
が起きると波長制御が困難になり、材料をフッ化物にす
る効果は大きい。また、フロントミラー１４は強度の強
い光がここを透過するので光学部品の劣化の影響を受け
やすく、これも材料をフッ化物にすることの効果が大き
い。
化がなく、エキシマレーザの波長の狭帯域化を効果的に
行なうことができる。プリズム７，８は狭帯域化のため
に正確な形状が求められるので、ここに光学部品の劣化
が起きると波長制御が困難になり、材料をフッ化物にす
る効果は大きい。また、フロントミラー１４は強度の強
い光がここを透過するので光学部品の劣化の影響を受け
やすく、これも材料をフッ化物にすることの効果が大き
い。
【００２５】このように本実施形態によれば、エキシマ
レーザにおいて、従来合成石英を使っていた光学部品に
代えてCaF2やMgF2などのフッ化物を使用するようにした
ことで、レーザ光３による光学部品の劣化が起きにくく
なり、波長の狭帯域化を精密に行なうことができるとと
もに、エキシマレーザの信頼性を向上させることができ
る。
レーザにおいて、従来合成石英を使っていた光学部品に
代えてCaF2やMgF2などのフッ化物を使用するようにした
ことで、レーザ光３による光学部品の劣化が起きにくく
なり、波長の狭帯域化を精密に行なうことができるとと
もに、エキシマレーザの信頼性を向上させることができ
る。
【００２６】次に図２に基づいて、第２の実施形態を説
明する。同図は、一般にリトロー型と呼ばれるエキシマ
レーザの狭帯域化光学部品１２の構成図であり、図にお
いて、グレーティング１０で図中上方に反射したレーザ
光３はリアミラー１６によって全反射され、元の光路を
戻って出射する。このとき、前述したプリズム７，８及
びフロントミラー１４の他に、前記リアミラー１６を例
えばMgF2などのフッ化物で製作している。
明する。同図は、一般にリトロー型と呼ばれるエキシマ
レーザの狭帯域化光学部品１２の構成図であり、図にお
いて、グレーティング１０で図中上方に反射したレーザ
光３はリアミラー１６によって全反射され、元の光路を
戻って出射する。このとき、前述したプリズム７，８及
びフロントミラー１４の他に、前記リアミラー１６を例
えばMgF2などのフッ化物で製作している。
【００２７】リアミラー１６はエキシマレーザの出力を
反射するために従来は損傷が大きく、これをフッ化物に
することで、狭帯域化光学部品１２の耐光性を増すこと
ができる。これにより、前記実施形態と同様の理由で、
波長の狭帯域化を精密に行なうことができるとともに、
エキシマレーザの信頼性を向上させることができる。
反射するために従来は損傷が大きく、これをフッ化物に
することで、狭帯域化光学部品１２の耐光性を増すこと
ができる。これにより、前記実施形態と同様の理由で、
波長の狭帯域化を精密に行なうことができるとともに、
エキシマレーザの信頼性を向上させることができる。
【００２８】なお、図１，２の構成において、エキシマ
レーザのチャンバ１に近いほうの第１のプリズム７のみ
をフッ化物とし、チャンバ１から遠い第２のプリズム８
のみを合成石英製とすることも可能である。当該プリズ
ム７，８は、チャンバ１から出射するレーザ光３を拡大
するものであるため、チャンバ１に近い前記第１のプリ
ズム７を通過するレーザ光３の光密度が高く、光学部品
の劣化を引き起こしやすいため、プリズムをフッ化物と
することの効果はチャンバ１に近い第１のプリズム７に
おいて大だからである。
レーザのチャンバ１に近いほうの第１のプリズム７のみ
をフッ化物とし、チャンバ１から遠い第２のプリズム８
のみを合成石英製とすることも可能である。当該プリズ
ム７，８は、チャンバ１から出射するレーザ光３を拡大
するものであるため、チャンバ１に近い前記第１のプリ
ズム７を通過するレーザ光３の光密度が高く、光学部品
の劣化を引き起こしやすいため、プリズムをフッ化物と
することの効果はチャンバ１に近い第１のプリズム７に
おいて大だからである。
【００２９】次に図３〜図６に基づいて、第３の実施形
態を説明する。図３に示すように、フッ化物でできた光
学部品１９はその結晶構造に応じて劈開面２０を持つ。
劈開面２０の一例としては、例えば結晶の１１１面があ
る。レーザ光２２がこの光学部品１９を通過する際に、
レーザ光２２の光軸２４に対して劈開面２０のなす角θ
が概垂直以外の角度を持って通過する場合には、波面が
乱れてその偏光状態や波長が変化したり、光の一部が吸
収されて出力が低下したりする。
態を説明する。図３に示すように、フッ化物でできた光
学部品１９はその結晶構造に応じて劈開面２０を持つ。
劈開面２０の一例としては、例えば結晶の１１１面があ
る。レーザ光２２がこの光学部品１９を通過する際に、
レーザ光２２の光軸２４に対して劈開面２０のなす角θ
が概垂直以外の角度を持って通過する場合には、波面が
乱れてその偏光状態や波長が変化したり、光の一部が吸
収されて出力が低下したりする。
【００３０】そこで、本実施形態では前記光軸２４に対
して劈開面２０のなす角θが概垂直になるように、前記
光学部品１９を製作し、かつこれを光路内に配置してい
る。本実施形態による光学部品１９の一例として、図４
にフロントミラー１４を示す。フロントミラー１４は、
一般的に表面と裏面の間での反射による寄生発振を避け
るため、入射側の面２３と反対側の面とが非平行になっ
ている。同図における劈開面２０がレーザ光２２の入射
側の面２３と概平行になるようにフロントミラー１４を
製作し、この入射側の面２３をチャンバ１の側に向け、
劈開面２０がその内部を通過するレーザ光２２の光軸２
４に概垂直になるように配置する。フロントミラー１４
の別の例としては、入射側の面２３と反対側の面とを平
行に製作し、一方の面に無反射コーティングを施して寄
生発振を防止する場合もある。
して劈開面２０のなす角θが概垂直になるように、前記
光学部品１９を製作し、かつこれを光路内に配置してい
る。本実施形態による光学部品１９の一例として、図４
にフロントミラー１４を示す。フロントミラー１４は、
一般的に表面と裏面の間での反射による寄生発振を避け
るため、入射側の面２３と反対側の面とが非平行になっ
ている。同図における劈開面２０がレーザ光２２の入射
側の面２３と概平行になるようにフロントミラー１４を
製作し、この入射側の面２３をチャンバ１の側に向け、
劈開面２０がその内部を通過するレーザ光２２の光軸２
４に概垂直になるように配置する。フロントミラー１４
の別の例としては、入射側の面２３と反対側の面とを平
行に製作し、一方の面に無反射コーティングを施して寄
生発振を防止する場合もある。
【００３１】本実施形態による光学部品１９の他の例と
して、図５にプリズム２６を示す。プリズム２６を前記
劈開面２０が光の入射側の面２３に概平行になるように
製作し、このプリズム２６を、劈開面２０が内部を通過
するレーザ光２２の光軸２４に対して概垂直になるよう
に配置している。
して、図５にプリズム２６を示す。プリズム２６を前記
劈開面２０が光の入射側の面２３に概平行になるように
製作し、このプリズム２６を、劈開面２０が内部を通過
するレーザ光２２の光軸２４に対して概垂直になるよう
に配置している。
【００３２】図６に、これらの光学部品を使ったエキシ
マレーザの配置図を示す。同図において、第１のプリズ
ム７、第２のプリズム８及び後部ウィンドウ５は、例え
ばCaF2等のフッ化物からなる光学部品である。
マレーザの配置図を示す。同図において、第１のプリズ
ム７、第２のプリズム８及び後部ウィンドウ５は、例え
ばCaF2等のフッ化物からなる光学部品である。
【００３３】第１のプリズム７及び第２のプリズム８
は、図５に示したようにレーザ光２２の入射側の面２３
に対して劈開面２０のなす角θが概垂直になるように製
作され、この劈開面２０がその内部を通過する光軸２４
に概垂直になるように配置されている。また、図６に示
したように後部ウィンドウ５がレーザ光３に対してブリ
ュースター角φをなしているとすれば、その劈開面２０
がブリュースター角φだけ傾いた状態で光軸２４に対し
て概垂直をなすように製作され、光路内に配置されるよ
うにすればよい。図示されていない前部ウィンドウ１３
も同様である。さらに、図示されていないフロントミラ
ー１４は、図４に示したように、レーザ光３の光軸２４
に対して劈開面２０が概垂直になるように配置されてい
る。
は、図５に示したようにレーザ光２２の入射側の面２３
に対して劈開面２０のなす角θが概垂直になるように製
作され、この劈開面２０がその内部を通過する光軸２４
に概垂直になるように配置されている。また、図６に示
したように後部ウィンドウ５がレーザ光３に対してブリ
ュースター角φをなしているとすれば、その劈開面２０
がブリュースター角φだけ傾いた状態で光軸２４に対し
て概垂直をなすように製作され、光路内に配置されるよ
うにすればよい。図示されていない前部ウィンドウ１３
も同様である。さらに、図示されていないフロントミラ
ー１４は、図４に示したように、レーザ光３の光軸２４
に対して劈開面２０が概垂直になるように配置されてい
る。
【００３４】このとき、図７に示すように、例えばプリ
ズム７，８などの上面に点線で示した劈開面２０を示す
マーク２７をつければ、たとえ二等辺三角形のプリズム
７，８を使用したとしても、光軸２４に対して劈開面２
０が概垂直になるように容易にプリズム７，８を設置す
ることができる。
ズム７，８などの上面に点線で示した劈開面２０を示す
マーク２７をつければ、たとえ二等辺三角形のプリズム
７，８を使用したとしても、光軸２４に対して劈開面２
０が概垂直になるように容易にプリズム７，８を設置す
ることができる。
【００３５】このように本実施形態によれば、エキシマ
レーザの光学部品をフッ化物で製作し、しかもその劈開
面２０が光軸２４に対して概垂直になるように配置して
いる。これにより、エキシマレーザの高出力化に対して
も、レーザ光３が光学部品を通過する際に波長や偏光状
態が変化したりすることがなく、光品位の良質なレーザ
光３を得ることができる。
レーザの光学部品をフッ化物で製作し、しかもその劈開
面２０が光軸２４に対して概垂直になるように配置して
いる。これにより、エキシマレーザの高出力化に対して
も、レーザ光３が光学部品を通過する際に波長や偏光状
態が変化したりすることがなく、光品位の良質なレーザ
光３を得ることができる。
【００３６】以上説明したように、本発明によれば、エ
キシマレーザの光学部品において、従来合成石英に代え
てCaF2やMgF2などのフッ化物を材料としたことで、レー
ザ光３による光学部品の劣化が起きにくくなり、波長の
狭帯域化を精密に行なうことができるとともに、エキシ
マレーザの信頼性を向上させることができる。
キシマレーザの光学部品において、従来合成石英に代え
てCaF2やMgF2などのフッ化物を材料としたことで、レー
ザ光３による光学部品の劣化が起きにくくなり、波長の
狭帯域化を精密に行なうことができるとともに、エキシ
マレーザの信頼性を向上させることができる。
【００３７】また、フッ化物の劈開面をレーザの光軸に
対して概垂直に配置したことで、エキシマレーザ光がこ
の光学部品を通過する際に起きる、エキシマレーザ光の
偏光状態の変化や波面の不均一さ等の問題点を低減で
き、エキシマレーザの性能を低下させずに良質な光品位
を得ることができる。
対して概垂直に配置したことで、エキシマレーザ光がこ
の光学部品を通過する際に起きる、エキシマレーザ光の
偏光状態の変化や波面の不均一さ等の問題点を低減で
き、エキシマレーザの性能を低下させずに良質な光品位
を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるエキシマレー
ザの構成図。
ザの構成図。
【図２】第２の実施形態に係わるエキシマレーザの構成
図。
図。
【図３】フッ化物の劈開面を示す説明図。
【図４】フッ化物の劈開面を示す説明図。
【図５】フッ化物の劈開面を示す説明図。
【図６】第３の実施形態に係わるエキシマレーザの構成
図。
図。
【図７】劈開面の向きにマークをつけた光学部品の説明
図。
図。
【図８】従来のエキシマレーザの構成図。
【図９】プリズムと光路の説明図。
【図１０】プリズムの光学部品の劣化の説明図。
【図１１】光学部品の劣化が起きる前のレーザ光の波長
を示す説明図。
を示す説明図。
【図１２】光学部品の劣化が起きた後のレーザ光の波長
を示す説明図。
を示す説明図。
１…チャンバ、２…放電電極、３…レーザ光、５…後部
ウィンドウ、７…第１のプリズム、８…第２のプリズ
ム、１０…グレーティング、１１…狭帯域化ボックス、
１２…狭帯域化光学部品、１３…前部ウィンドウ、１４
…フロントミラー、１５…歪み、１６…リアミラー、１
９…フッ化物、２０…劈開面、２２…レーザ光、２３…
入射側の面、２４…光軸、２６…プリズム。
ウィンドウ、７…第１のプリズム、８…第２のプリズ
ム、１０…グレーティング、１１…狭帯域化ボックス、
１２…狭帯域化光学部品、１３…前部ウィンドウ、１４
…フロントミラー、１５…歪み、１６…リアミラー、１
９…フッ化物、２０…劈開面、２２…レーザ光、２３…
入射側の面、２４…光軸、２６…プリズム。
Claims (4)
- 【請求項１】 狭帯域発振エキシマレーザの光学部品に
おいて、 光学材料としてフッ化物を使用し、前記フッ化物の結晶
の劈開面(20)が、この光学部品に入射する光の入射側の
面又は光学部品から出射する光の出射側の面の少なくと
もいずれか一方に対して概平行であるように形成されて
いることを特徴とする光学部品。 - 【請求項２】 請求項１記載のエキシマレーザの光学部
品において、 前記フッ化物の結晶の劈開面(20)の向きを示す可視マー
ク(27)をつけていることを特徴とする光学部品。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のエキシマレーザ
の光学部品において、光学部品が、前記狭帯域化のため
の狭帯域化部品であることを特徴とする光学部品。 - 【請求項４】 狭帯域発振エキシマレーザにおいて、 エキシマレーザに用いられるフッ化物を材料とした光学
部品を、フッ化物の結晶の劈開面(20)が光学部品中を光
が通過する際の光路に対して概垂直になるように配置し
たことを特徴とする狭帯域発振エキシマレーザ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36275597A JP4117856B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 狭帯域発振エキシマレーザ及びフッ化物プリズム |
| US09/205,635 US6181724B1 (en) | 1997-12-12 | 1998-12-03 | Narrow-band oscillation excimer laser and optics thereof |
| DE19857369A DE19857369C2 (de) | 1997-12-12 | 1998-12-11 | Schmalbandiger Excimerlaser und Optik dafür |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36275597A JP4117856B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 狭帯域発振エキシマレーザ及びフッ化物プリズム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11177173A true JPH11177173A (ja) | 1999-07-02 |
| JP4117856B2 JP4117856B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=18477658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36275597A Expired - Lifetime JP4117856B2 (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 狭帯域発振エキシマレーザ及びフッ化物プリズム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6181724B1 (ja) |
| JP (1) | JP4117856B2 (ja) |
| DE (1) | DE19857369C2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7006309B2 (en) | 2001-11-02 | 2006-02-28 | Gigaphoton, Inc. | Prism unit and laser device |
| JP2006073921A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Komatsu Ltd | 紫外線ガスレーザ用光学素子及び紫外線ガスレーザ装置 |
| JP2009152538A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-07-09 | Gigaphoton Inc | ガスレーザ用光学素子及びそれを用いたガスレーザ装置 |
| JP2009188419A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-08-20 | Gigaphoton Inc | 露光用ガスレーザ装置 |
| US7965756B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-06-21 | Gigaphoton Inc. | Optical element for gas laser and gas laser apparatus using the same |
| WO2016046871A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
| WO2018229854A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置及び光学素子の製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6853653B2 (en) * | 1997-07-22 | 2005-02-08 | Cymer, Inc. | Laser spectral engineering for lithographic process |
| US6556612B2 (en) * | 1999-05-10 | 2003-04-29 | Cymer, Inc. | Line narrowed laser with spatial filter |
| DE19961908C2 (de) * | 1999-12-20 | 2002-03-28 | Ges Zur Foerderung Angewandter Optik Optoelektronik Quantenelektronik & Spektroskopie Ev | Hochauflösendes Littrow-Spektrometer und Verfahren zur quasi-simultanen Bestimmung einer Wellenlänge und eines Linienprofils |
| US7203217B2 (en) * | 2000-01-25 | 2007-04-10 | Cymer, Inc. | Narrow band electric discharge gas laser having improved beam direction stability |
| KR20040004389A (ko) * | 2000-10-03 | 2004-01-13 | 코닝 인코포레이티드 | 포토리소그라피 방법 및 시스템 |
| US6594301B2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-07-15 | Coherent, Inc. | Tunable modelocked ultrafast laser |
| KR20030097862A (ko) * | 2001-05-16 | 2003-12-31 | 코닝 인코포레이티드 | 입방체 물질로부터 선택된 결정방향의 광학 소자 |
| KR101024559B1 (ko) * | 2002-05-07 | 2011-03-31 | 사이머 인코포레이티드 | 수명이 긴 광학기구를 갖춘 고 전력 딥 자외선 레이저 |
| JP2003347627A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-05 | Gigaphoton Inc | 紫外線レーザ装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD222426B5 (de) * | 1984-03-01 | 1996-06-13 | Jenoptik Jena Gmbh | Optisches System |
| US4759616A (en) * | 1985-08-26 | 1988-07-26 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for anamorphically shaping and deflecting electromagnetic beams |
| US5031977A (en) * | 1989-12-27 | 1991-07-16 | General Signal Corporation | Deep ultraviolet (UV) lens for use in a photolighography system |
| JPH03214680A (ja) | 1990-01-19 | 1991-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | エキシマレーザ装置 |
| DE19639586A1 (de) * | 1996-09-26 | 1998-04-02 | Zeiss Carl Fa | Katadioptrisches Mikrolithographie-Reduktionsobjektiv |
| US5835520A (en) * | 1997-04-23 | 1998-11-10 | Cymer, Inc. | Very narrow band KrF laser |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP36275597A patent/JP4117856B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-03 US US09/205,635 patent/US6181724B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-11 DE DE19857369A patent/DE19857369C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7006309B2 (en) | 2001-11-02 | 2006-02-28 | Gigaphoton, Inc. | Prism unit and laser device |
| JP2006073921A (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Komatsu Ltd | 紫外線ガスレーザ用光学素子及び紫外線ガスレーザ装置 |
| JP2009152538A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-07-09 | Gigaphoton Inc | ガスレーザ用光学素子及びそれを用いたガスレーザ装置 |
| US7965756B2 (en) | 2008-08-22 | 2011-06-21 | Gigaphoton Inc. | Optical element for gas laser and gas laser apparatus using the same |
| JP2009188419A (ja) * | 2009-04-06 | 2009-08-20 | Gigaphoton Inc | 露光用ガスレーザ装置 |
| WO2016046871A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
| WO2018229854A1 (ja) * | 2017-06-13 | 2018-12-20 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置及び光学素子の製造方法 |
| US11264773B2 (en) | 2017-06-13 | 2022-03-01 | Gigaphoton Inc. | Laser apparatus and method for manufacturing optical element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19857369A1 (de) | 1999-07-22 |
| US6181724B1 (en) | 2001-01-30 |
| JP4117856B2 (ja) | 2008-07-16 |
| DE19857369C2 (de) | 2003-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4117856B2 (ja) | 狭帯域発振エキシマレーザ及びフッ化物プリズム | |
| US6240110B1 (en) | Line narrowed F2 laser with etalon based output coupler | |
| US6856638B2 (en) | Resonator arrangement for bandwidth control | |
| US6577665B2 (en) | Molecular fluorine laser | |
| JP2000236130A (ja) | 分子フッ素（ｆ２）レーザおよびｆ２レーザの出力ビーム発生方法 | |
| US6735225B2 (en) | Chirp compensation method and apparatus | |
| US20020021730A1 (en) | Laser with versatile output energy | |
| US6785319B1 (en) | Ultraviolet laser device | |
| US6768762B2 (en) | High repetition rate UV excimer laser | |
| CN111934183A (zh) | 一种准分子激光器线宽和e95主动控制装置及方法 | |
| US6839374B2 (en) | Barium fluoride high repetition rate UV excimer laser | |
| WO2001001530A1 (en) | Narrow band excimer laser with a prism-grating as line-narrowing optical element | |
| JP2001174629A (ja) | 反射光学素子及びファブリー・ペロー・エタロン及び光源レーザー装置及び露光装置及びデバイス製造方法 | |
| US20170149199A1 (en) | Laser device | |
| JP2003008122A (ja) | レーザ装置及びそれを用いた露光装置 | |
| US6594291B1 (en) | Ultra narrow band fluorine laser apparatus and fluorine exposure apparatus | |
| JP3360078B2 (ja) | 狭帯域発振レーザ | |
| JP3831798B2 (ja) | プリズムユニット及びレーザ装置 | |
| JP2000357836A (ja) | 超狭帯域化フッ素レーザ装置 | |
| JP2000357837A (ja) | 超狭帯域化フッ素レーザ装置及びフッ素露光装置 | |
| JP3768321B2 (ja) | ガスレーザ装置用レーザチャンバ | |
| JP2688991B2 (ja) | 狭帯域発振エキシマレーザ | |
| JP2001291921A (ja) | 超狭帯域化レーザ装置 | |
| JP2007096359A (ja) | 紫外レーザ装置 | |
| JP2001094185A (ja) | 超狭帯域化フッ素レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050223 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050418 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050509 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060417 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080324 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080421 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140502 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |