JPS62145790A - 短波長放射光システム - Google Patents
短波長放射光システムInfo
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- JPS62145790A JPS62145790A JP28561185A JP28561185A JPS62145790A JP S62145790 A JPS62145790 A JP S62145790A JP 28561185 A JP28561185 A JP 28561185A JP 28561185 A JP28561185 A JP 28561185A JP S62145790 A JPS62145790 A JP S62145790A
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- JP
- Japan
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- light
- wavelength
- laser
- emitted
- short wavelength
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- Granted
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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
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
- H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
-
- 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
- H01S4/00—Devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in wave ranges other than those covered by groups H01S1/00, H01S3/00 or H01S5/00, e.g. phonon masers, X-ray lasers or gamma-ray lasers
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は短波長放射光システムに関する。
短波長のレーザ光を発生させる場合、従来ではガラスレ
ーザその他の固体レーザ装置により放射されたレーザ光
をＫＤＰ等の非線形結晶に入射させて高調波とする技術
、あるいけエキシマレーザ発振器より短波長大出力のレ
ーザを発生させる技術によって行われている。しかしな
がら、前者の場合、非線形結晶の変換効率の面で出力が
制約され、また変換するビームの強度によっては損傷を
受けるため、ビーム強度についても制約されるという問
題があった。また、後者のエキシマレーザではこのビー
ムの指向性が悪く、微小スポットに集光できない欠点を
有している。この欠点のためたとえば集光ビームを銅、
水鋏その他の金属体のターゲットに照射してプラズマを
発生させ、さらにそこからＸ線を発生させるというＸ線
発生用の光源として適用した場合、十分な性能が得られ
なかった。上記後者の対策として、安定形共振器で十分
指向性の優れたビームを発生させ、このビームを不安定
形共振器に入れ指向性の優れた高出力のビームを発生さ
せるいわゆるインジェクションロッキング増幅技術が知
られている。しかし、不安定形共振器に入れるビームの
指向性に問題がおシ、不安定形共振器から出力するビー
ムの指向性に強く影響を及ぼしていた。
ーザその他の固体レーザ装置により放射されたレーザ光
をＫＤＰ等の非線形結晶に入射させて高調波とする技術
、あるいけエキシマレーザ発振器より短波長大出力のレ
ーザを発生させる技術によって行われている。しかしな
がら、前者の場合、非線形結晶の変換効率の面で出力が
制約され、また変換するビームの強度によっては損傷を
受けるため、ビーム強度についても制約されるという問
題があった。また、後者のエキシマレーザではこのビー
ムの指向性が悪く、微小スポットに集光できない欠点を
有している。この欠点のためたとえば集光ビームを銅、
水鋏その他の金属体のターゲットに照射してプラズマを
発生させ、さらにそこからＸ線を発生させるというＸ線
発生用の光源として適用した場合、十分な性能が得られ
なかった。上記後者の対策として、安定形共振器で十分
指向性の優れたビームを発生させ、このビームを不安定
形共振器に入れ指向性の優れた高出力のビームを発生さ
せるいわゆるインジェクションロッキング増幅技術が知
られている。しかし、不安定形共振器に入れるビームの
指向性に問題がおシ、不安定形共振器から出力するビー
ムの指向性に強く影響を及ぼしていた。
本発明は短波長レーザで集光性の優れたシステムを提供
することを目的とする。
することを目的とする。
色素レーザ装置と、この装置から出射した色素レーザ光
の波長を高調波に変換する波長変換部とこの波長変換部
を通過した高調波光をインジェクシ璽ンロッキング増幅
用として導入するエキシマレーザ増幅部と、この増幅部
から出射した光を集光する光学系を備えた構成によって
上記目的を達成するようにしたものである。
の波長を高調波に変換する波長変換部とこの波長変換部
を通過した高調波光をインジェクシ璽ンロッキング増幅
用として導入するエキシマレーザ増幅部と、この増幅部
から出射した光を集光する光学系を備えた構成によって
上記目的を達成するようにしたものである。
以下、実施例を示す図面に基いて本発明を説明する。
図面に示す実施例の構成は色素レーザ装置（１）とこの
装置から出射した色素レーザ光（Ｌｌ）を高調波光（Ｌ
２）にする波長変換部（２）と、上記高調波光（Ｌ２）
を注入光とし、この注入光の波長を選択的に増幅する増
幅部（３）と、この増幅部（３）よね出射した光（Ｌ３
）を集光する光学系（４）およびこの光学系（４）を経
た光の照射を受けてＸ、Ｘ線等の短波長に変換する短波
長変換部（５）を主要素として構成されている。
装置から出射した色素レーザ光（Ｌｌ）を高調波光（Ｌ
２）にする波長変換部（２）と、上記高調波光（Ｌ２）
を注入光とし、この注入光の波長を選択的に増幅する増
幅部（３）と、この増幅部（３）よね出射した光（Ｌ３
）を集光する光学系（４）およびこの光学系（４）を経
た光の照射を受けてＸ、Ｘ線等の短波長に変換する短波
長変換部（５）を主要素として構成されている。
上記各要素について以下に詳述する。先ず、色素レーザ
装置（１）は色素を活性媒質とし、この色素の溶液を封
入もしくは溶液が循環されている色素セルＯＩとこのメ
色素セルＱ（１両側に設けられて光共振器を構成する出
力鏡ａυおよびグレーティングＱ３と色素セルａ１とグ
レーティング０２との間に設けられるビーム拡大器ａ３
およびエタロンａ荀とを備えた色素発振部と、上記活性
媒質を励起するための励起用レーザ発振器０９とで構成
され、この発振器力為ら出射されたレーザ光（槌は反射
鏡（Ｉ７）および光束整形用光学系錦を経て色素セル０
０１内に入射するようになっている０なお、励起用レー
ザ発振器（１句は光共振器■、ｅ１）間において対向し
て設けられている主放電電極（２２、＠の放電域にＨｅ
、 ｆ（Ｃ６、Ｘｅ等のエキシマ混合ガスを封入し、
波長３０８ｎｍの紫外線レーザ光を放射するエキシマレ
ーザ発振器が用いられて匹る。なお、上記色素は波長が
３０８ Ｘ ２ ＝６１６１ｍに発振利得のあるものか
ら選ばれている。
装置（１）は色素を活性媒質とし、この色素の溶液を封
入もしくは溶液が循環されている色素セルＯＩとこのメ
色素セルＱ（１両側に設けられて光共振器を構成する出
力鏡ａυおよびグレーティングＱ３と色素セルａ１とグ
レーティング０２との間に設けられるビーム拡大器ａ３
およびエタロンａ荀とを備えた色素発振部と、上記活性
媒質を励起するための励起用レーザ発振器０９とで構成
され、この発振器力為ら出射されたレーザ光（槌は反射
鏡（Ｉ７）および光束整形用光学系錦を経て色素セル０
０１内に入射するようになっている０なお、励起用レー
ザ発振器（１句は光共振器■、ｅ１）間において対向し
て設けられている主放電電極（２２、＠の放電域にＨｅ
、 ｆ（Ｃ６、Ｘｅ等のエキシマ混合ガスを封入し、
波長３０８ｎｍの紫外線レーザ光を放射するエキシマレ
ーザ発振器が用いられて匹る。なお、上記色素は波長が
３０８ Ｘ ２ ＝６１６１ｍに発振利得のあるものか
ら選ばれている。
波長変換部（２）はＫＤＰ、その他非線形結晶からなり
、励起用のレーザ光Ｏｅよりも格段に優れたコヒレンシ
ー性を有し、かつ６１６ｎｍの波長になる色素レーザ光
（Ｌｌ）を３０８ｎｍの高調波光（Ｌ２）に変換する。
、励起用のレーザ光Ｏｅよりも格段に優れたコヒレンシ
ー性を有し、かつ６１６ｎｍの波長になる色素レーザ光
（Ｌｌ）を３０８ｎｍの高調波光（Ｌ２）に変換する。
また、増幅部（３）は中央部に通過孔（ハ）を有し、こ
の通過孔（ハ）を高調波光（Ｌ２）の光路と同軸にして
設けられた凹面鏡（イ）と、これに同軸に対向して設け
られ凹面鏡開よりも径小になる凸面鏡（５）とが組合せ
られた不安定形共振器とこの間に設けられる主放電電極
（ハ）、＠を主要素とするエキシマレーザ発振器（３０
）で構成されている。
の通過孔（ハ）を高調波光（Ｌ２）の光路と同軸にして
設けられた凹面鏡（イ）と、これに同軸に対向して設け
られ凹面鏡開よりも径小になる凸面鏡（５）とが組合せ
られた不安定形共振器とこの間に設けられる主放電電極
（ハ）、＠を主要素とするエキシマレーザ発振器（３０
）で構成されている。
主放電電極（至）、（イ）間にはＨｅ 、ＨＣｌ、Ｘｅ
等のエキシマ混合ガスが封入されている。また、この増
幅部（３）には光学的にスイッチ作用するスイッチ素子
０υが付加されておシ、このスイッチ素子ｌ３１）は波
長変換部（２）と凹面鏡（イ）との間の高調波光（Ｌ２
）の光路上に設けられている。なお、 Ｃ３３は制御装
置で、励起用レーザ発振器αりの発振タイミング、スイ
ッチ素子Ｃ３１）Ｋよる色素レーザ光（Ｌｌ）のパルス
波形の制御並びに上記主放電電極＠、＠間に導入された
高調波光（Ｌ２）の導入タイミング知合わせて、これら
電極の空間をあらかじめ放電励起させるタイミング制御
などの全体システムを制御する機能を有している。
等のエキシマ混合ガスが封入されている。また、この増
幅部（３）には光学的にスイッチ作用するスイッチ素子
０υが付加されておシ、このスイッチ素子ｌ３１）は波
長変換部（２）と凹面鏡（イ）との間の高調波光（Ｌ２
）の光路上に設けられている。なお、 Ｃ３３は制御装
置で、励起用レーザ発振器αりの発振タイミング、スイ
ッチ素子Ｃ３１）Ｋよる色素レーザ光（Ｌｌ）のパルス
波形の制御並びに上記主放電電極＠、＠間に導入された
高調波光（Ｌ２）の導入タイミング知合わせて、これら
電極の空間をあらかじめ放電励起させるタイミング制御
などの全体システムを制御する機能を有している。
以上の構成により、増幅部（２）には波長３０８ｎｍで
かつコヒレｙシー性の良好な高調波光（Ｌ２）が短パル
スで増幅されることになり、上記色素レーザ（Ｌｌ）と
同等の発振線幅で高出力の光（エキシマレーザ光） （
Ｌ’！Ｉ）が仁の増幅部（２）より放射される。この光
（Ｌ３）を球面収差の小さな球面レンズまたは非球面レ
ンズ等の光学系（４）で集光し、短波長変換部（５）で
ある銅その他の金属体（至）Ｋ照射すればその表面にＩ
Ｑ ｗ／ｃｒｆ１以上のエネルギー密度の微小スポット
が形成される。この高エネルギー密度の微小スポットの
照射で金属ターゲット（ハ）の表面にプラズマが生成さ
れ交換効率の高いＸ線（３４）が発生する。
かつコヒレｙシー性の良好な高調波光（Ｌ２）が短パル
スで増幅されることになり、上記色素レーザ（Ｌｌ）と
同等の発振線幅で高出力の光（エキシマレーザ光） （
Ｌ’！Ｉ）が仁の増幅部（２）より放射される。この光
（Ｌ３）を球面収差の小さな球面レンズまたは非球面レ
ンズ等の光学系（４）で集光し、短波長変換部（５）で
ある銅その他の金属体（至）Ｋ照射すればその表面にＩ
Ｑ ｗ／ｃｒｆ１以上のエネルギー密度の微小スポット
が形成される。この高エネルギー密度の微小スポットの
照射で金属ターゲット（ハ）の表面にプラズマが生成さ
れ交換効率の高いＸ線（３４）が発生する。
なお、ターゲット（ハ）がシート状の薄い金属体であれ
はローラ（句、（至）で消耗するにつれて順次送っても
よいし、また、水銀のような液状であれば滴下するよう
にしてもよい。また回転金属体でもよい。
はローラ（句、（至）で消耗するにつれて順次送っても
よいし、また、水銀のような液状であれば滴下するよう
にしてもよい。また回転金属体でもよい。
なお、励起用レーザ発振器はエキシマレーザ発振器に限
定されるものでなく、固体レーザ発振器銅蒸気レーザ発
振器でもよい。また、色素レーザの出力を変換する前に
増幅用の色素セルを設けて増幅し、より高出力の色素レ
ーザ光としてから波長変換してもよい。さらに、増幅部
におけるレーザ発振部はＫｒＦエキシマも利用できる。
定されるものでなく、固体レーザ発振器銅蒸気レーザ発
振器でもよい。また、色素レーザの出力を変換する前に
増幅用の色素セルを設けて増幅し、より高出力の色素レ
ーザ光としてから波長変換してもよい。さらに、増幅部
におけるレーザ発振部はＫｒＦエキシマも利用できる。
この場合の色素レーザは波長がＫｒＦエキシマの増幅利
得波長２４８の２倍の波長４９６ｎｍで同調【７、その
出力を２倍の高調波に変換するように構成してもよい。
得波長２４８の２倍の波長４９６ｎｍで同調【７、その
出力を２倍の高調波に変換するように構成してもよい。
色素レーザと同等以上の指向性を有しかつ短パルス状態
になる紫外線領域のレーザ光が高出方で得れるようにな
ったので、１０１３以上の高いエネルギー密度の集光ス
ポットにすることができた。これによりたとえば高密度
エネルギー利用装置としての半導体リソグラフィーに応
用可能なＸ線発生装置を構成できるようになり／た。
になる紫外線領域のレーザ光が高出方で得れるようにな
ったので、１０１３以上の高いエネルギー密度の集光ス
ポットにすることができた。これによりたとえば高密度
エネルギー利用装置としての半導体リソグラフィーに応
用可能なＸ線発生装置を構成できるようになり／た。
図面は本発明の一実施例を示す構成図である。
（１）色素レーザ装置、 （２）中波長変換部、（３）
・・・増幅部、（４）・・・光学系、（５）・・・短波
長変換部。 ａ９・・・励起用レーザ発振器、 （３０）・・・エキシマレーザ発振器。 ０１）・・・スイッチ素子。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男
・・・増幅部、（４）・・・光学系、（５）・・・短波
長変換部。 ａ９・・・励起用レーザ発振器、 （３０）・・・エキシマレーザ発振器。 ０１）・・・スイッチ素子。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男
Claims (3)
- （１）色素を活性媒質とした励起部を励起用レーザ発振
器から出射したレーザ光で励起し色素レーザ光を出射す
る色素レーザ装置と、上記出射した色素レーザ光の波長
を高周波に変換する波長変換部と、この波長変換部を通
過した高調波光をインジェクションロッキング増幅用と
して導入する増幅部と、この増幅部から出射した光を集
光する光学系と、この光学系で集光された光の照射を受
けて短波長を発生する短波長変換部とを備えたことを特
徴とする短波長放射光システム。 - （２）増幅部は高調波光を短パルス化する手段を備えて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の短波
長放射光システム。 - （３）増幅部は凸面鏡および通過孔を穿設した凹面鏡で
構成される不安定形共振器を有するエキシマレーザ発振
器になることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
短波長放射光システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28561185A JPS62145790A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 短波長放射光システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28561185A JPS62145790A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 短波長放射光システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145790A true JPS62145790A (ja) | 1987-06-29 |
| JPH0374516B2 JPH0374516B2 (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=17693767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28561185A Granted JPS62145790A (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 短波長放射光システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62145790A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05290993A (ja) * | 1992-04-13 | 1993-11-05 | Nikon Corp | レーザプラズマｘ線源 |
| WO2010093903A3 (en) * | 2009-02-13 | 2010-12-02 | Kla-Tencor Corporation | Optical pumping to sustain hot plasma |
| JP2012204818A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Gigaphoton Inc | レーザシステムおよびレーザ生成方法 |
| JP2012204820A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Gigaphoton Inc | レーザシステムおよびレーザ生成方法 |
| WO2013003274A1 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Kla-Tencor Corporation | Optically pumping to sustain plasma |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP28561185A patent/JPS62145790A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05290993A (ja) * | 1992-04-13 | 1993-11-05 | Nikon Corp | レーザプラズマｘ線源 |
| WO2010093903A3 (en) * | 2009-02-13 | 2010-12-02 | Kla-Tencor Corporation | Optical pumping to sustain hot plasma |
| US8698399B2 (en) | 2009-02-13 | 2014-04-15 | Kla-Tencor Corporation | Multi-wavelength pumping to sustain hot plasma |
| JP2012204818A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Gigaphoton Inc | レーザシステムおよびレーザ生成方法 |
| JP2012204820A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Gigaphoton Inc | レーザシステムおよびレーザ生成方法 |
| US9184555B2 (en) | 2011-03-28 | 2015-11-10 | Gigaphoton Inc. | Laser system and laser light generation method |
| WO2013003274A1 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Kla-Tencor Corporation | Optically pumping to sustain plasma |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374516B2 (ja) | 1991-11-27 |
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