JPH11233853A - 狭帯域エキシマレーザにおけるモニタボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 パージガス雰囲気内におけるモニタ精度を向
上する。 【解決手段】 狭帯域エキシマレーザの出力レーザ光を
分岐した分岐光をパージガス雰囲気内の分光素子２６に
てモニタするモニタボックスにおいて、分光素子２６の
少なくとも光入射側におけるパージガスの流れを減殺す
るパージガス流減殺手段を設け、パージガス流減殺手段
をガス流に対して邪魔板作用をする隔壁４０にて構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、狭帯域エキシマレ
ーザにおいて使用されるレーザ光のモニタボックスに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は狭帯域エキシマレーザ装置の一例
を示すもので、これは、レーザチャンバ部１と、フロン
ト側に位置するモニタモジュール２と、リア側に位置す
る狭帯域化モジュール３とからなっている。モニタモジ
ュール２には、フロントミラー２ａ、ビームスプリッタ
４、集光レンズ５、拡散板６、モニタエタロン７、集光
レンズ８、ラインセンサあるいはエリアセンサ９とから
なる波長検出部１０と、ビームスプリッタ１１、集光レ
ンズ１２、拡散板１３、フォトダイオード１４とからな
る光エネルギ検出部１５とを有している。

【０００３】一方狭帯域化モジュール３には、複数個の
狭帯域化用のプリズム１６ａ，１６ｂと、狭帯域化用の
グレーティング１７とを有している。

【０００４】ところで、この種の狭帯域エキシマレーザ
は、光学素子の周囲のダスト及び光学素子に有害な化学
物質を減少させて光学素子の寿命を延ばすために、上記
モニタモジュール２と狭帯域化モジュール３はそれぞれ
モニタボックス１９ａ、狭帯域化ボックス１９ｂにてカ
バーし、それぞれへパージガス供給装置１８より窒素ガ
スを用いたパージガスを供給するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記パージガスはモニ
タボックスの一隅から所定の圧力で流入して、順次他の
部分から排出するようになっていて、モニタボックス内
が常時正圧となって外部からダストが流入するのを防止
しているため、このモニタボックスには、パージガスの
流れが生じている。このため、このパージガスの流れが
作る屈折率の揺らぎにより、上記レーザ光に揺らぎが生
じてしまうという問題があった。これは特に、レーザ光
の発振経路よりビームスプリッタにて分岐されてモニタ
ボックス内に入射されたレーザ光の場合、モニタ精度の
点から大きな問題となることがあった。

【０００６】本発明は上記のことに鑑みなされたもの
で、モニタボックス内におけるパージガスの揺ぎによる
モニタ光の揺ぎの発生をなくしてパージガスの雰囲気内
におけるモニタ精度の向上を図ることができるようにし
た狭帯域エキシマレーザにおけるモニタボックスを提供
することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するためには、本発明に係る狭帯域エキシマレーザ
におけるモニタボックスは、狭帯域エキシマレーザの出
力レーザ光を分岐した分岐光をパージガス雰囲気内の分
光素子にてモニタするモニタボックスにおいて、分光素
子の少なくとも光入射側におけるパージガスの流れを減
殺するパージガス流減殺手段を設けた構成となってお
り、モニタボックス内に流入したパージガスは、分光素
子の少なくとも光入射側に至る間に、その流れが減殺さ
れる。

【０００８】従って、本発明によれば、モニタボックス
内における分光素子の光入射部分におけるパージガスの
揺ぎによる光の屈折率の揺ぎがなくなり、パージガス雰
囲気内におけるモニタ精度の向上を図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図２に基づ
いて説明する。図中２０は狭帯域エキシマレーザに隣接
して設けられたモニタボックスであり、このモニタボッ
クス２０の一方の側壁の隅部に、狭帯域エキシマレーザ
のビームスプリッタ４の分岐面側に対向するレーザ光導
入窓２１が設けてある。この窓はブリュースタ窓が望ま
しい。このモニタボックス２０内で、レーザ光導入窓２
１に対向する位置に４５°に傾斜して取付けられた反射
ミラー２２が配置されており、この反射ミラー２２の反
射光路内に、レンズ２３、ビームスプリッタ２４、背面
側に入射した光を透過する透過ミラー２５、モニタエタ
ロン２６、レンズ２７、ラインセンサ２８が順次配置さ
れている。

【００１０】そして上記ビームスプリッタ２４の分岐面
側にピンフォトダイオードなどの光エネルギ検出素子２
９が設けてある。なお３０は光エネルギ検出素子２９を
保護する光拡散板、３１は光拡散板３０からの光以外の
迷光を遮断する保護隔壁である。またビームスプリッタ
２４の下流側にシャッタ３２が設けてある。

【００１１】透過ミラー２５は光路内に４５°に傾斜し
て取り付けられており、これの光路に対する反射面に対
向する位置に水銀同位体ランプを用いた参照光源３３が
設けてあり、この参照光源３３からの光が透過ミラー２
５の反射面に反射してモニタエタロン２６に至る光路に
入るようになっている。３４はレンズ、３５は拡散板、
３６はシャッタである。

【００１２】このようなモニタボックスでは、レーザ光
導入窓２１から入射されたレーザ光は、反射ミラー２２
にて反射してレンズ２３にて集光される。そしてこの光
の一部はビームスプリッタ２４にて分岐されて光エネル
ギ検出素子２９に入射されてこのときの光エネルギが検
出される。

【００１３】一方、ビームスプリッタ２４を透過したレ
ーザ光は透過ミラー２５を透過してモニタエタロン２６
で分光され、レンズ２７によってラインセンサ２８に入
射される。ラインセンサ２８はモニタエタロン２６で分
光された干渉縞を検出して波長やスペクトル分布を示す
信号を出力する。

【００１４】また、モニタエタロン２６は温度や気圧に
よって分光特性が変化して干渉縞位置を変えてしまい、
レーザ波長などを正確に検出できなくなるため、参照光
源３３から波長が安定したエキシマレーザの波長に近い
波長の参照光を出射する。この参照光はレンズ３４、拡
散板３５を通過して透過ミラー２５の反射面にて反射
し、モニタエタロン２６で分光されてレンズ２７にてラ
インセンサ２８に入射される。そしてラインセンサ２８
はモニタエタロン２６で分光された干渉縞を検出してこ
れの波長やスペクトル分布を示す信号を出力する。

【００１５】上記レーザ光と参照光のモニタエタロン２
６への入射はシャッタ３２，３６の開閉により断、続さ
れる。

【００１６】なお、上記参照光源３３は遮光ボックス３
７内の支持部材３８に支持されているが、参照光源３３
の光量が方向によって異なるため、支持部材３８に対し
て回転可能に支持されていて、これを回転することによ
りレンズ３４方向へ照射される光量が調整できるように
なっている。

【００１７】また、以上説明したミラーやレンズ、ビー
ムスプリッタは合成石英やフッ化金属（ＣａＦ_２、Ｌｉ
Ｆ等）で製造されるが、紫外線に対する耐久性という点
でＣａＦ_２が優れている。

【００１８】上記した構成のモニタボックス２０の壁
に、パージガス流入口３９が開口してあり、これに図示
しないパージガス供給管が接続してある。また、このモ
ニタボックス２０内に流入したパージガスはモニタボッ
クス２０の各個所に設けた隙間から連続的に漏れ出るよ
うになっている。上記パージガス流入口３９はモニタエ
タロン２６より遠い部分に設けてある。そしてこのパー
ジガス流入口３９とモニタエタロン２６の間の空間内に
は、パージガス流入口２９からモニタエタロン２６の周
囲に至るガス流路を迷路状にするための隔壁４０が設け
てある。４１はガスが通るための通孔である。

【００１９】この隔壁４０の数及び形状は問わないが、
パージガス流入口３９から流入したパージガス流が、モ
ニタエタロン２６の周囲に至る間に十分減殺されること
が望ましい。このことから通孔４１の下流側に別の邪魔
板（図示せず）を設けてもよい。なお、モニタエタロン
２６より光路の下流側の部材（レンズ２７、ラインセン
サ２８等）はケース２０ａにてカバーされているのでパ
ージガスの影響は受けない。従って上記パージガスの影
響を受けるのはモニタエタロン２６の光入射側の周囲部
分である。

【００２０】上記隔壁４０がモニタエタロン２６に至る
光路を横切る場合には、この光路を横切る部分に光透過
用のすりガラス４２を用いる。なおレーザ光導入窓２２
にも同様にすりガラス４３を用いる。

【００２１】上記モニタボックス２０を構成する壁体の
内面及び隔壁４０の表面、さらに紫外線（レーザ光）に
さらされる金属（ミラーやレンズのホルダ等）の表面に
は、紫外線が照射されても不純物を発生せず、光学部品
を汚染から保護するために、ニッケルメッキ、特に無電
界ニッケルメッキを施してある。

【００２２】上記構成において、パージガス流入口３９
から流入したパージガス流は、モニタエタロン２６の周
囲に至る間に十分減殺されることになり、従ってパージ
ガスの雰囲気内にあるモニタエタロン２６の周囲の雰囲
気は穏やかになり、このモニタエタロン２６に入射され
るレーザ光及び参照光がモニタエタロン２６の周囲の雰
囲気により揺ぐことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】狭帯域エキシマレーザの原理的構成図である。

【図２】本発明に係るモニタボックスを概略的に示す断
面図である。

【符号の説明】

１…レーザチャンバ ２…モニタモジュール ３…狭帯域化モジュール ４，１１，２４…ビームスプリッタ ５，８，１２…集光レンズ ６，１３…拡散板 ７…モニタエタロン ９…エリアセンサ １０…波長検出部 １４…フォトダイオード １５…光エネルギ検出部 １６ａ，１６ｂ…プリズム １７…グレーティング １８…パージガス供給装置 １９ａ，２０…モニタボックス ２１…レーザ光導入窓 ２２…反射ミラー ２３，２７，３４…レンズ ２５…透過ミラー ２６…モニタエタロン ２８…ラインセンサ ２９…光エネルギ検出素子 ３０…光拡散板 ３１…保護隔壁 ３２，３６…シャッタ ３３…参照光源 ３５…拡散板 ３７…遮光ボックス ３８…支持部材 ３９…パージガス流入口 ４０…隔壁 ４１…通孔 ４２，４３…すりガラス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 狭帯域エキシマレーザの出力レーザ光を
   分岐した分岐光をパージガス雰囲気内の分光素子にてモ
   ニタするモニタボックスにおいて、分光素子の少なくと
   も光入射側におけるパージガスの流れを減殺するパージ
   ガス流減殺手段を設けたことを特徴とする狭帯域エキシ
   マレーザにおけるモニタボックス。
2. 【請求項２】 パージガス流減殺手段が、ガス流に対し
   て邪魔板作用をする隔壁にて構成したことを特徴とする
   請求項１記載の狭帯域エキシマレーザにおけるモニタボ
   ックス。