JPS63208801A - エキシマレ−ザ用ミラ− - Google Patents
エキシマレ−ザ用ミラ−Info
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- JPS63208801A JPS63208801A JP62043328A JP4332887A JPS63208801A JP S63208801 A JPS63208801 A JP S63208801A JP 62043328 A JP62043328 A JP 62043328A JP 4332887 A JP4332887 A JP 4332887A JP S63208801 A JPS63208801 A JP S63208801A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
- G02B5/085—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal
- G02B5/0858—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers at least one of the reflecting layers comprising metal the reflecting layers comprising a single metallic layer with one or more dielectric layers
-
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- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0891—Ultraviolet [UV] mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- 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
本発明は、紫外線領域において発振するエキシマレーザ
光に対して広帯域、高反射率、高耐光力を示すエキシマ
レーザ用ミラーに関するものである。
光に対して広帯域、高反射率、高耐光力を示すエキシマ
レーザ用ミラーに関するものである。
従来の技術
従来のエキシマレーザ用全反射鏡として、２種類の構造
のものが知られている。第１のものは第７図に示すよう
な構造で、ガラス、石英、螢石（ＣａＦｘ）等の基板２
１の上に高反射率金属膜１２としてアルミニュウム（Ａ
Ｚ）を蒸着し、さらにＡｔ面を腐蝕ガスであるエキシマ
レーザガス等から保護する目的で弗化マグネシュウム（
ＭｇＦｔ）を単層（一般に光学的膜厚ｎｄ＝λ／２）で
保護膜２３としてオーバーコートした構造となっている
。この全反射鏡は反射率の波長依存性は非常に少ないた
め、ＡｒＦ （１９３ｎｍ＞ 、 ＫｒＦ （２４８ｎ
ｍ）、ＸｅＣ１（３０８ｎｍ）エキシマレーザすべてに
使用可能であるという利点を有する反面、反射率が９０
チ以下と低く、耐光力も低いという欠点がある。さらに
、この全反射鏡をエキシマレーザガスに直接触れるよう
な使い方をすると、λ／ ２ ＭｇＦｍ保護膜は耐ガス
性に対して不満足なものである。すなわち、耐ガス性を
増加する目的でＭｇＲ蒸着膜の厚さをλ／２の整数倍に
増加すると蒸着膜での吸収が増加してしまい耐光力と反
射率の低下を招いてしまう。この全反射鏡の反射率スペ
クトルを諮９図の曲線４１で示す。
のものが知られている。第１のものは第７図に示すよう
な構造で、ガラス、石英、螢石（ＣａＦｘ）等の基板２
１の上に高反射率金属膜１２としてアルミニュウム（Ａ
Ｚ）を蒸着し、さらにＡｔ面を腐蝕ガスであるエキシマ
レーザガス等から保護する目的で弗化マグネシュウム（
ＭｇＦｔ）を単層（一般に光学的膜厚ｎｄ＝λ／２）で
保護膜２３としてオーバーコートした構造となっている
。この全反射鏡は反射率の波長依存性は非常に少ないた
め、ＡｒＦ （１９３ｎｍ＞ 、 ＫｒＦ （２４８ｎ
ｍ）、ＸｅＣ１（３０８ｎｍ）エキシマレーザすべてに
使用可能であるという利点を有する反面、反射率が９０
チ以下と低く、耐光力も低いという欠点がある。さらに
、この全反射鏡をエキシマレーザガスに直接触れるよう
な使い方をすると、λ／ ２ ＭｇＦｍ保護膜は耐ガス
性に対して不満足なものである。すなわち、耐ガス性を
増加する目的でＭｇＲ蒸着膜の厚さをλ／２の整数倍に
増加すると蒸着膜での吸収が増加してしまい耐光力と反
射率の低下を招いてしまう。この全反射鏡の反射率スペ
クトルを諮９図の曲線４１で示す。
第２のものは第８図に示すような構造で、ガラス、石英
、ＣａＦ、等の基板２１上に誘電体多層膜３１を形成し
た構造となっている。誘電体多層膜は光学的膜厚（ｎｄ
）がそれぞれλ／４なる低屈折率、高屈折率物質からな
る誘電体膜の複数対から構成されている。これらの全反
射鏡の反射率スペクトルは第９図の曲線４２．４３．４
４で示されるごとくエキシマレーザ波長それぞれに対し
て高反射率を得ることが出来るが、その波長依存性は非
常に狭帯域であり、他のエキシマレーザ波長においては
反射率が低い。従って、共振器内のレーザガス種を変え
て発振波長を変えるためにはいちいち専用の全反射鏡に
交換しなければならないという不便さがある。誘電体多
層膜では層数が多ければ多い程理想的には反射率が高く
なるはずであるが、実際には膜の吸収、散乱、ストレス
の増加等により得られる反射率には限界がある。
、ＣａＦ、等の基板２１上に誘電体多層膜３１を形成し
た構造となっている。誘電体多層膜は光学的膜厚（ｎｄ
）がそれぞれλ／４なる低屈折率、高屈折率物質からな
る誘電体膜の複数対から構成されている。これらの全反
射鏡の反射率スペクトルは第９図の曲線４２．４３．４
４で示されるごとくエキシマレーザ波長それぞれに対し
て高反射率を得ることが出来るが、その波長依存性は非
常に狭帯域であり、他のエキシマレーザ波長においては
反射率が低い。従って、共振器内のレーザガス種を変え
て発振波長を変えるためにはいちいち専用の全反射鏡に
交換しなければならないという不便さがある。誘電体多
層膜では層数が多ければ多い程理想的には反射率が高く
なるはずであるが、実際には膜の吸収、散乱、ストレス
の増加等により得られる反射率には限界がある。
また、一般に、膜の境界には膜形成工程上異物が包含さ
れやすい。その異物を中心に光の高電界が集中し、その
結果それを中心に局所加熱が生じ膜が破壊するものと考
えられている。従来の偽多層膜内の定在波電界強度分布
の計算によれば、第１０図に示すように強い電界強度の
所に異物の多く存在する膜の境界面Ａが位置することに
なり耐光力を低めている一因と考えられている。
れやすい。その異物を中心に光の高電界が集中し、その
結果それを中心に局所加熱が生じ膜が破壊するものと考
えられている。従来の偽多層膜内の定在波電界強度分布
の計算によれば、第１０図に示すように強い電界強度の
所に異物の多く存在する膜の境界面Ａが位置することに
なり耐光力を低めている一因と考えられている。
発明が解決しようとする問題点
以上で述べたように従来の２種類のエキシマレーザ用全
反射鏡は一長一短がありかつ共通の欠点としては耐光力
が低く、使用出来るパワーレベルはせいぜい１００Ｗ程
度である。
反射鏡は一長一短がありかつ共通の欠点としては耐光力
が低く、使用出来るパワーレベルはせいぜい１００Ｗ程
度である。
レーザ出力が１謂と従来より１Ｎ高くなると全反射鏡面
で発生する熱の問題を解決しなければならない。反射率
９８チの全反射鏡面で発生する熱量を試算すると、１ｆ
ｆＸ２チ＝２０Ｗにもなる。従来のガラスや石英のよう
な熱伝導度の低い全反射鏡基板では、ビーム照射部位の
温度上昇が高く全反射漫の熱変形、反射膜の破損がさけ
られない。従って、耐光力向上策の一つとして全反射鏡
基板材料の選択が挙げられる。
で発生する熱の問題を解決しなければならない。反射率
９８チの全反射鏡面で発生する熱量を試算すると、１ｆ
ｆＸ２チ＝２０Ｗにもなる。従来のガラスや石英のよう
な熱伝導度の低い全反射鏡基板では、ビーム照射部位の
温度上昇が高く全反射漫の熱変形、反射膜の破損がさけ
られない。従って、耐光力向上策の一つとして全反射鏡
基板材料の選択が挙げられる。
Ａｔ蒸着膜はその反射スペクトルが広帯域であるという
利点の反面、反射率が低いという欠点がある。一方、誘
電体多層膜は反射率をＡｔ膜より高く出来るという利点
の反面、非常にその反射スペクトルが狭帯域であるとい
う欠点を有する。又、反射率を高くするためには層数を
多くしなければならない。層数が多くなると吸収が増加
し耐光力が低下するという問題が生ずる。さらに、λ／
４膜厚構成では境界面が電界強度の高い所に位置するこ
とになり耐光力の低下を来たす。従って、高反射率膜で
の耐光方向上策として、反射膜の構成、多層膜構成誘電
体物質の選択、膜厚の設定等が挙げられる。
利点の反面、反射率が低いという欠点がある。一方、誘
電体多層膜は反射率をＡｔ膜より高く出来るという利点
の反面、非常にその反射スペクトルが狭帯域であるとい
う欠点を有する。又、反射率を高くするためには層数を
多くしなければならない。層数が多くなると吸収が増加
し耐光力が低下するという問題が生ずる。さらに、λ／
４膜厚構成では境界面が電界強度の高い所に位置するこ
とになり耐光力の低下を来たす。従って、高反射率膜で
の耐光方向上策として、反射膜の構成、多層膜構成誘電
体物質の選択、膜厚の設定等が挙げられる。
Ａｔあるいは誘電体多層膜いずれの反射面においても、
レーザガス中に含まれるハロゲンガスによる腐蝕はさけ
られない。これを解決する手段として従来、λ／ ２
ＭｇＦｔ膜のオーバーコートがなされているが、ピンホ
ールのまったく無いＭｇＦｉ保護膜をλ／２膜厚（ｄ
””ｎ （２）、ｎ ＝ｔ、 ５ 、 λ＝０．３ｆ
ｉｍとするとａ ＝ Ｏ，１μｍ＝ １００ＯＡ” ）
で得ることは不可能なため、完全な解決手段とはなって
いない。従って、耐腐蝕対策が問題点として挙げられる
。
レーザガス中に含まれるハロゲンガスによる腐蝕はさけ
られない。これを解決する手段として従来、λ／ ２
ＭｇＦｔ膜のオーバーコートがなされているが、ピンホ
ールのまったく無いＭｇＦｉ保護膜をλ／２膜厚（ｄ
””ｎ （２）、ｎ ＝ｔ、 ５ 、 λ＝０．３ｆ
ｉｍとするとａ ＝ Ｏ，１μｍ＝ １００ＯＡ” ）
で得ることは不可能なため、完全な解決手段とはなって
いない。従って、耐腐蝕対策が問題点として挙げられる
。
本発明は従来技術の以上のような問題点を解決するもの
で、１ｙというようなハイパワーレベルのエキシマレー
ザに使用出来、かつ反射スペクトルが広帯域で高反射率
の全反射鏡を提供することを目的とする。
で、１ｙというようなハイパワーレベルのエキシマレー
ザに使用出来、かつ反射スペクトルが広帯域で高反射率
の全反射鏡を提供することを目的とする。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、基板、高反射率アルミニュウム膜、高反射率
誘電体多層膜、保護板からなる構成要素を上記の順に一
体化して全反射鏡を構成し上記目的を達成するものであ
る。なお基板は熱伝導度、融点が高く、機械的強度があ
り、超精密な面の得やすい材料として、ケイ素（Ｓｉ）
、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ケイ素で被覆されたタン
グステン（３）、モリブデン（Ｍｏ）及びＷ−Ｍｏ合金
、等が選ばれる。
誘電体多層膜、保護板からなる構成要素を上記の順に一
体化して全反射鏡を構成し上記目的を達成するものであ
る。なお基板は熱伝導度、融点が高く、機械的強度があ
り、超精密な面の得やすい材料として、ケイ素（Ｓｉ）
、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ケイ素で被覆されたタン
グステン（３）、モリブデン（Ｍｏ）及びＷ−Ｍｏ合金
、等が選ばれる。
高反射率誘電体多層膜は従来のものより層数が少なくか
つそれぞれの光学的膜厚がλ／４からずれた対を少なく
とも一対有するものであり、反射スペクトルの広帯域化
と膜の境界が電界の高い所に来ないようにした膜厚構成
となっている。
つそれぞれの光学的膜厚がλ／４からずれた対を少なく
とも一対有するものであり、反射スペクトルの広帯域化
と膜の境界が電界の高い所に来ないようにした膜厚構成
となっている。
耐エキシマレーザガス性を向上するため従来のλ／ ２
ＭｇＦｔ膜にかわりＣａＦ、やＭｇＦ２結晶研磨板を
保護板として使用する。
ＭｇＦｔ膜にかわりＣａＦ、やＭｇＦ２結晶研磨板を
保護板として使用する。
作用
本発明は上記構成により、レーザ光照射による耐光力の
向上、反射スペクトルの広帯域化、高反射率化、及び耐
腐蝕性の向上をエキシマレーザ用全反射鏡に与えるもの
である。
向上、反射スペクトルの広帯域化、高反射率化、及び耐
腐蝕性の向上をエキシマレーザ用全反射鏡に与えるもの
である。
実施例
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
実施例１
第１図は本発明の第１の実施例における全反射鏡の断面
図である。第１図において、１１は超精密に研磨された
シリコン（Ｓｉ）基板であり、１２は膜厚が１００ＯＡ
’程度のアルミニウム（Ａｌ）膜である。
図である。第１図において、１１は超精密に研磨された
シリコン（Ｓｉ）基板であり、１２は膜厚が１００ＯＡ
’程度のアルミニウム（Ａｌ）膜である。
この膜は抵抗加熱蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッ
タリング法などの真空蒸着法などにより基板ｌｌ上に形
成される。１３は低屈折率物質として弗化マグネシーラ
ム（ＭｇＲ）、高屈折率物質として酸化スカンジュウム
（ＳＣ２０３）からなる交互層の３対より成る誘電体多
層膜であり、Ａｔ蒸着膜１２と同様に各種蒸着法により
形成される。多層膜の構成はＡｔ蒸着膜上に 第１層第２層第３層第４層第５層第６層ＭｇＦ２／Ｓｃ
、ｏ、／ ＭｇＦ’、／ Ｓｃ！Ｏｓ ／ ＭｇＦｘ
／ Ｓｃ、ｏ。
タリング法などの真空蒸着法などにより基板ｌｌ上に形
成される。１３は低屈折率物質として弗化マグネシーラ
ム（ＭｇＲ）、高屈折率物質として酸化スカンジュウム
（ＳＣ２０３）からなる交互層の３対より成る誘電体多
層膜であり、Ａｔ蒸着膜１２と同様に各種蒸着法により
形成される。多層膜の構成はＡｔ蒸着膜上に 第１層第２層第３層第４層第５層第６層ＭｇＦ２／Ｓｃ
、ｏ、／ ＭｇＦ’、／ Ｓｃ！Ｏｓ ／ ＭｇＦｘ
／ Ｓｃ、ｏ。
の順にＭｇＦｔと５Ｃ２０ｚが交互に積層されている。
ここて、第１層と第３層のＭｇＲ膜の膜厚は光学的膜厚
（ｎｄ）でλ／４である。幾何学的膜厚（ｄ）は約４３
．７９ｎｍである。
（ｎｄ）でλ／４である。幾何学的膜厚（ｄ）は約４３
．７９ｎｍである。
なんとなれば、今中心波長λは２５０．５ｎｍ１屈折率
ｎｌ。
ｎｌ。
は１．４３であるから、これらの値を式 ｄ＝１（！−
）にＬ ４ 代入すればｄ中４３．７９ｎｍが得られる。
）にＬ ４ 代入すればｄ中４３．７９ｎｍが得られる。
第２層と第４層のＳｃ、Ｏ，膜の膜厚は光学的膜厚（ｎ
ｄ）でλ／４である。幾何学的膜厚（ｄ）は約２９．６
８第５層のＭｇＲ膜の膜厚は光学的膜厚（ｎｄ）で百λ
である。幾何学的膜厚（ｄ）は約６５．６９ｎｍである
。
ｄ）でλ／４である。幾何学的膜厚（ｄ）は約２９．６
８第５層のＭｇＲ膜の膜厚は光学的膜厚（ｎｄ）で百λ
である。幾何学的膜厚（ｄ）は約６５．６９ｎｍである
。
第６層のＳｃ、Ｏ，膜の膜厚は光学的膜厚（ｎｄ）でλ
／８である。幾何学的膜厚（ｄ）は約１４．８４ｎｍで
ある。
／８である。幾何学的膜厚（ｄ）は約１４．８４ｎｍで
ある。
この膜厚構成の特徴は最外対のＭｇＦｔ膜とＳｃ、Ｏ。
膜が光学的膜厚でλ／４からずれていることと、それぞ
れの光学的膜厚の和がλ／２ （旦λ＋１λ）であるこ
とである。
れの光学的膜厚の和がλ／２ （旦λ＋１λ）であるこ
とである。
１４は今問題にしている波長領域で透明（吸収の無視出
来る高純度な）な、厚み約１画程度のＣａＦ。
来る高純度な）な、厚み約１画程度のＣａＦ。
単結晶研磨板である。
以上の様な構成において、以下その動作を説明する。ま
ず基板１１にＳｉを使用する効果について説明する。レ
ーザ光照射による発生熱は基板１１の変形あるいは高反
射率膜の破損を招く。従って基板１１の持つべき特性と
しては、まず第１に熱伝導度（Ｋ）が大きく、線膨張係
数（α）が小さいほど良い。基板１１の性能評価指数と
してに／αが定義され、この値の大きな材料はど良い基
板ということになる。
ず基板１１にＳｉを使用する効果について説明する。レ
ーザ光照射による発生熱は基板１１の変形あるいは高反
射率膜の破損を招く。従って基板１１の持つべき特性と
しては、まず第１に熱伝導度（Ｋ）が大きく、線膨張係
数（α）が小さいほど良い。基板１１の性能評価指数と
してに／αが定義され、この値の大きな材料はど良い基
板ということになる。
表１に各種全反射鏡基板材料に対する物性値の比較を示
した。
した。
表から判るように、熱伝導度の観点から比較すると、Ｓ
ｉ、 ＳｉＣ等は、従来の基板であるガラス類に比べて
２桁熱伝導度が高く金属と同程度である。
ｉ、 ＳｉＣ等は、従来の基板であるガラス類に比べて
２桁熱伝導度が高く金属と同程度である。
又、性能評価指数に／αを比較してもＳｉ、 ＳｉＣ等
はガラス類にくらべてすぐれている。
はガラス類にくらべてすぐれている。
次に、Ａｔ蒸着膜１２の上に高反射率誘電体多層膜１３
を形成する効用について説明する。第２図に石英基板と
、Ｓｉ上にＵ蒸着膜を形成した基板上に光学的膜厚がそ
れぞれλ／４なる（ＭｇＦｚ ／５ｃｔＯ３）対を形成
した場合の対数にたいして得られる反射率依存性を示し
た。反射率９９チ以上を得るに必要な対数は石英基板の
場合、７対以上が必要であるがＳｉ／Ａｔ上では３対で
よいことになる。層数が多くなると、多層膜の吸収、散
乱、ストレスが増加しレーザ光照射にょる耐光力の低下
の原因となる。従ってこのように層数が半分以下で済む
と蒸着工程が簡単になると同時に、高品位な膜すなわち
耐光力の高い膜が得られる。
を形成する効用について説明する。第２図に石英基板と
、Ｓｉ上にＵ蒸着膜を形成した基板上に光学的膜厚がそ
れぞれλ／４なる（ＭｇＦｚ ／５ｃｔＯ３）対を形成
した場合の対数にたいして得られる反射率依存性を示し
た。反射率９９チ以上を得るに必要な対数は石英基板の
場合、７対以上が必要であるがＳｉ／Ａｔ上では３対で
よいことになる。層数が多くなると、多層膜の吸収、散
乱、ストレスが増加しレーザ光照射にょる耐光力の低下
の原因となる。従ってこのように層数が半分以下で済む
と蒸着工程が簡単になると同時に、高品位な膜すなわち
耐光力の高い膜が得られる。
次に、本膜厚構成により得られる効果について説明する
。第３図に反射率スペクトルの計算結果を示す。図よシ
明らかな様にＡｒＦ （１９３ｎｍ） 、 ＫｒＦ（２
４８ｎｍ） 、 ＸｅＣＬ （３０８ｎｍ）の各レーザ
波長いずれにおいても反射率９０％以上を得ることが出
来、広帯域全反射鏡が得られる。
。第３図に反射率スペクトルの計算結果を示す。図よシ
明らかな様にＡｒＦ （１９３ｎｍ） 、 ＫｒＦ（２
４８ｎｍ） 、 ＸｅＣＬ （３０８ｎｍ）の各レーザ
波長いずれにおいても反射率９０％以上を得ることが出
来、広帯域全反射鏡が得られる。
第４図に本膜構成における膜内電界強度分布の計算結果
を示す。図のＡ点で示す様に最外対の膜厚をλ／４から
ずらすことにより境界面を電界の低い所に位置させるこ
とが出来、耐光力の向上が期待出来る。
を示す。図のＡ点で示す様に最外対の膜厚をλ／４から
ずらすことにより境界面を電界の低い所に位置させるこ
とが出来、耐光力の向上が期待出来る。
最外対の膜厚をλ／４からずらす場合、°対の光学的膜
厚の和がλ／２であればすべて満足な解があるわけでは
ない。その計算結果を表２に示す。
厚の和がλ／２であればすべて満足な解があるわけでは
ない。その計算結果を表２に示す。
屋１の場合がすべての膜の光学的膜厚がλ／４の場合で
１９３ｎｍにおいて反射率が９０チ以下となり判定条件
を満足しない。ム２． ３． ４の場合、すなわちＭｇ
Ｆ□の方がＳｃ、Ｏ，より光学的膜厚が厚い場合は、判
定条件を満足する。他方、Ａ５のように、Ｓｃ、Ｏｓ
Ｏ方がＭｇＦｚより厚い場合１９３ｎｍにおいて、反射
率９０チ以下となり判定条件が満足されない。
１９３ｎｍにおいて反射率が９０チ以下となり判定条件
を満足しない。ム２． ３． ４の場合、すなわちＭｇ
Ｆ□の方がＳｃ、Ｏ，より光学的膜厚が厚い場合は、判
定条件を満足する。他方、Ａ５のように、Ｓｃ、Ｏｓ
Ｏ方がＭｇＦｚより厚い場合１９３ｎｍにおいて、反射
率９０チ以下となり判定条件が満足されない。
次にＣａＦｔ単結晶研磨板１４の効用について説明する
。全反射鏡がエキシマレーザガスにふれるような使われ
方をする場合、すなわち、共振器内全反射鏡の場合、ａ
膜１２．誘電体多層膜１３をレーザガスによる腐蝕から
守るため、ＣａＦ、板１４が威力を発揮スル。ＣａＦ、
やＭｇＦ、等のλ／２蒸着膜ではその役目をはださずむ
しろ吸収増を招くことになる。
。全反射鏡がエキシマレーザガスにふれるような使われ
方をする場合、すなわち、共振器内全反射鏡の場合、ａ
膜１２．誘電体多層膜１３をレーザガスによる腐蝕から
守るため、ＣａＦ、板１４が威力を発揮スル。ＣａＦ、
やＭｇＦ、等のλ／２蒸着膜ではその役目をはださずむ
しろ吸収増を招くことになる。
ＣａＦ、板やＭｇＦ□板は従来より共振器の窓としてあ
用されているもので耐ガス性、耐光性について蒸着膜よ
り数段すぐれている。
用されているもので耐ガス性、耐光性について蒸着膜よ
り数段すぐれている。
（以 下 余 白）
以上の説明から明らかなように本実施例によれば、基板
１１として熱特性のすぐれたＳｉを用い、反射層として
ａ膜１２と誘電体多層膜１３を組合せることにより、耐
光力低下要因である多層膜の層数を低減することが出来
、さらに、誘電体多層膜の最外対の光学的膜厚をλ／４
からずらすことにより反射率スペクトルの広帯域化およ
び最外対の境界面を電界強度の低い所に位置づけること
が出来、総合的に、広帯域・高反射率・高耐光力全反射
鏡を実現することが出来る。さらに耐ガス性を必要とす
る場合には、ＣａＦ、板１４等をその上に付加すること
により耐環境性の向上が可能となる。
１１として熱特性のすぐれたＳｉを用い、反射層として
ａ膜１２と誘電体多層膜１３を組合せることにより、耐
光力低下要因である多層膜の層数を低減することが出来
、さらに、誘電体多層膜の最外対の光学的膜厚をλ／４
からずらすことにより反射率スペクトルの広帯域化およ
び最外対の境界面を電界強度の低い所に位置づけること
が出来、総合的に、広帯域・高反射率・高耐光力全反射
鏡を実現することが出来る。さらに耐ガス性を必要とす
る場合には、ＣａＦ、板１４等をその上に付加すること
により耐環境性の向上が可能となる。
実施例２
実施例１における構成と同じで、まず基板１１をＳｉの
かわりにＳｉＣとする。低屈折率物質ＭｇＦ、を弗化リ
チーウム（ＬｉＦ）とし、高屈折率物質Ｓｃ、０．を酸
化アルミニウム（へム０３）とする。保護板１４をＣａ
Ｆ、のかわりにＭｇＦ、板とする。膜構成は”’／（Ｌ
ｔＦ （Ｖ４）／Ａｌｓ Ｏ傅凶） ）” ＬｉＦ（３
２／８）／Ａ−＆ ０ｓである。中心波長２５０．５ｎ
ｍ、 ＬｉＦの屈折率ｎｔ、＝１．３７Ａ４０．の屈折
率ｎＲ＝ １．７２なる値を用いればＬｉＦ（λ／４）
層の幾何学的膜厚ｄは約４５．７ｎ ｍμム０８（λ／
４）膜について、ｄは約３６．４ｎｍ、 ＬｉＦ（３２
／８）膜について、ｄは約６８．６ｎｒｎ、 仏０ｓ
（λ／８）膜について、ｄは約１８．２ｎｍである。
かわりにＳｉＣとする。低屈折率物質ＭｇＦ、を弗化リ
チーウム（ＬｉＦ）とし、高屈折率物質Ｓｃ、０．を酸
化アルミニウム（へム０３）とする。保護板１４をＣａ
Ｆ、のかわりにＭｇＦ、板とする。膜構成は”’／（Ｌ
ｔＦ （Ｖ４）／Ａｌｓ Ｏ傅凶） ）” ＬｉＦ（３
２／８）／Ａ−＆ ０ｓである。中心波長２５０．５ｎ
ｍ、 ＬｉＦの屈折率ｎｔ、＝１．３７Ａ４０．の屈折
率ｎＲ＝ １．７２なる値を用いればＬｉＦ（λ／４）
層の幾何学的膜厚ｄは約４５．７ｎ ｍμム０８（λ／
４）膜について、ｄは約３６．４ｎｍ、 ＬｉＦ（３２
／８）膜について、ｄは約６８．６ｎｒｎ、 仏０ｓ
（λ／８）膜について、ｄは約１８．２ｎｍである。
第５図に反射スペクトルの計算結果を示す。図より明ら
かなように ＡｒＦ （１９３ｎｍ）、 ＫｒＦ （２
４８ｎｍ）。
かなように ＡｒＦ （１９３ｎｍ）、 ＫｒＦ （２
４８ｎｍ）。
ＸｅＣ１（３０８ｎｍ） レーザ波長いずれにおいて
も反射率９０％以上を得ることが出来、広帯域全反射鏡
が得られる。
も反射率９０％以上を得ることが出来、広帯域全反射鏡
が得られる。
実施例１の場合と同様に最外対の膜厚をλ／４からずら
す場合のすらしかたによる反射率スペクトルについての
計算結果を表３に示す。
す場合のすらしかたによる反射率スペクトルについての
計算結果を表３に示す。
（以 下 余 白）
Ａ１の場合がすべての膜の光学的膜厚がλ／４の場合で
、波長３０８ｒＬｍに於いて反射率が９０％以下となり
判定条件を満足しない。４２． ３． ４の場合、すな
わちＬｉＦＱ方がＡム０３より光学的膜厚が厚い場合は
、判定条件を満足する。他方、＆５のようにｋｌ、Ｏ，
の方がＬｉＦより厚い場合、波長１９３ｎｍ。
、波長３０８ｒＬｍに於いて反射率が９０％以下となり
判定条件を満足しない。４２． ３． ４の場合、すな
わちＬｉＦＱ方がＡム０３より光学的膜厚が厚い場合は
、判定条件を満足する。他方、＆５のようにｋｌ、Ｏ，
の方がＬｉＦより厚い場合、波長１９３ｎｍ。
３０８ｎｍにおいて反射率が９０％以下となり判定条件
を満足されない。
を満足されない。
第６図に本膜構成における膜内電界強度分布の計算結果
を示す。図のＡ点で示す様に最外対の膜厚をλ／４から
ずらすことにより境界面を電界の低い所に位置させるこ
とが出来、耐光力の向上が期特出来る。
を示す。図のＡ点で示す様に最外対の膜厚をλ／４から
ずらすことにより境界面を電界の低い所に位置させるこ
とが出来、耐光力の向上が期特出来る。
以上の説明から明らかなように本実施例によれば、実施
例１と同様の効果が得られ、広帯域・高反射率、高耐光
力全反射鏡を実現することが出来る。
例１と同様の効果が得られ、広帯域・高反射率、高耐光
力全反射鏡を実現することが出来る。
以上、実施例１，２で述べた以外に全反射鏡用基板とし
て、タングステン尚、モリブデン（Ｍｏ）Ｗ−Ｍｏ合金
、耐熱セラミックス等あるいはこれらの材料の上ＳｉＣ
をオーバコートした基板も同様な効果が期待される。又
、高反射率誘電体多層膜を構成する材料はエキシマレー
ザ波長において吸収の少ない酸化物、弗化物（例えば、
酸化物としてＹｔＯ＊、 ＨｆＯ，、ＭｇＯ，Ｓｉｎ！
等、弗化物としてＹＦ、。
て、タングステン尚、モリブデン（Ｍｏ）Ｗ−Ｍｏ合金
、耐熱セラミックス等あるいはこれらの材料の上ＳｉＣ
をオーバコートした基板も同様な効果が期待される。又
、高反射率誘電体多層膜を構成する材料はエキシマレー
ザ波長において吸収の少ない酸化物、弗化物（例えば、
酸化物としてＹｔＯ＊、 ＨｆＯ，、ＭｇＯ，Ｓｉｎ！
等、弗化物としてＹＦ、。
ＬａＦ、、 ＣａＦ、、 ＴｈＦ４等）を選ぶことが
出来る。
出来る。
実施例１，２において、誘電体多層膜の最外対の光学的
膜厚をλ／４からずらして広帯域化をねらったが、ある
特定のエキシマレーザ波長だけで反射率が高く、高耐光
力であってほしい要求に対してはすべて膜の光学的膜厚
をλ／４に固定しても本発明の構成であれば高耐光力化
が期特出来る。
膜厚をλ／４からずらして広帯域化をねらったが、ある
特定のエキシマレーザ波長だけで反射率が高く、高耐光
力であってほしい要求に対してはすべて膜の光学的膜厚
をλ／４に固定しても本発明の構成であれば高耐光力化
が期特出来る。
なお、第１図に示す本発明め全反射鏡の断面図は説明の
ために平面鏡であるが、その形状は平面に限らず必要に
応じ、球面、非球面形状であっても良い。
ために平面鏡であるが、その形状は平面に限らず必要に
応じ、球面、非球面形状であっても良い。
発明の効果
以上のように本発明は、全反射鏡基板として熱特性のす
ぐれた、Ｓｉ、 ＳｉＣ，Ｍｏ−Ｗ合金等を用いること
によりレーザ光照射によシ反射面で発生した熱をすばや
くヒートシンクににがし、局所的な温度上昇をおさえ基
板の熱変形および反射膜の温度上昇をおさえ耐光力向上
に寄与する。反射膜をａと誘電体多層膜とより構成する
ことにより誘電体多層膜の層数を従来例の半数以下にす
ることを可能にする。このことが耐光力の向上に役立つ
。
ぐれた、Ｓｉ、 ＳｉＣ，Ｍｏ−Ｗ合金等を用いること
によりレーザ光照射によシ反射面で発生した熱をすばや
くヒートシンクににがし、局所的な温度上昇をおさえ基
板の熱変形および反射膜の温度上昇をおさえ耐光力向上
に寄与する。反射膜をａと誘電体多層膜とより構成する
ことにより誘電体多層膜の層数を従来例の半数以下にす
ることを可能にする。このことが耐光力の向上に役立つ
。
誘電体多層膜の最外対の光学的膜厚をλ／４からずらす
ことにより反射スペクトルが広帯域となると同時に、膜
内電界強度分布の電界の弱い所に異物の包含されやすい
膜の境界面を位置させることが出来、その結果耐光力が
向上する。エキシマレーザガスにふれる様な使用法の場
合には保護板としてＣａＦ、、 ＭｇＦ、単結晶研磨板
を上記高反射率膜上にもうけることにより゛耐環境性が
向上する。以上の様に、基板、Ｕ膜、誘電体多層膜、保
護板の効果が重なりあって、１裂級のエキシマレーザに
使用出来る、耐環境性にすぐれ、広帯域で高反射率高耐
光力全反射鏡を実現することができ、その効果は大きい
。
ことにより反射スペクトルが広帯域となると同時に、膜
内電界強度分布の電界の弱い所に異物の包含されやすい
膜の境界面を位置させることが出来、その結果耐光力が
向上する。エキシマレーザガスにふれる様な使用法の場
合には保護板としてＣａＦ、、 ＭｇＦ、単結晶研磨板
を上記高反射率膜上にもうけることにより゛耐環境性が
向上する。以上の様に、基板、Ｕ膜、誘電体多層膜、保
護板の効果が重なりあって、１裂級のエキシマレーザに
使用出来る、耐環境性にすぐれ、広帯域で高反射率高耐
光力全反射鏡を実現することができ、その効果は大きい
。
第１図は本発明の実施例における全反射鏡の断面図、第
２図は、従来例の誘電体多層膜および本は、本発明の実
施例１の全反射鏡の反射率スペクトル図、第４図は、本
発明の実施例１の膜内電界強度分布図、第５図は、本発
明の実施例２の全反射鏡の反射率スペクトル図、第６図
は、本発明の実施例２の膜内電界強度分布図、第７図お
よび第舅である。 １１・・・基板、１２・・・Ｍ蒸着膜、１３・・・誘電
体多層膜、１４・・・保護板、２１・・・従来の基板、
３１・・・従来の誘電体多層膜、４１・・・第２図構成
全反射鏡の反射率スペクトル、４２・・・従来の膜構成
によるＡｒＦ用誘電体多層膜全反射鏡の反射率スペクト
ル、４３・・従来の膜構成によるＫｒＦ用誘電体多層膜
全反射鏡の反射率スペクトル、４４・・・従来の膜構成
によるｘｅｃｔ用誘電体多層膜全反射競の反射率スペク
トル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男ほか１名第１図 第２１！！ｉ 文子ｔＫｎ Ｋ鞍←よ
２図は、従来例の誘電体多層膜および本は、本発明の実
施例１の全反射鏡の反射率スペクトル図、第４図は、本
発明の実施例１の膜内電界強度分布図、第５図は、本発
明の実施例２の全反射鏡の反射率スペクトル図、第６図
は、本発明の実施例２の膜内電界強度分布図、第７図お
よび第舅である。 １１・・・基板、１２・・・Ｍ蒸着膜、１３・・・誘電
体多層膜、１４・・・保護板、２１・・・従来の基板、
３１・・・従来の誘電体多層膜、４１・・・第２図構成
全反射鏡の反射率スペクトル、４２・・・従来の膜構成
によるＡｒＦ用誘電体多層膜全反射鏡の反射率スペクト
ル、４３・・従来の膜構成によるＫｒＦ用誘電体多層膜
全反射鏡の反射率スペクトル、４４・・・従来の膜構成
によるｘｅｃｔ用誘電体多層膜全反射競の反射率スペク
トル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男ほか１名第１図 第２１！！ｉ 文子ｔＫｎ Ｋ鞍←よ
Claims (5)
- （１）超精密な光学面を有するミラー基板、高反射率ア
ルミニウム（Ａｌ）膜、高反射率誘電体多層膜からなる
構成要素を上記の順に一体化してなる構成のエキシマレ
ーザ用ミラー。 - （２）ミラー基板がケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（Ｓｉ
ｃ）、炭化ケイ素で被覆されたタングステン（Ｗ）、モ
リブデン（Ｍｏ）金属、Ｗ−Ｍｏ合金、耐熱セラミック
スから選ばれた特許請求の範囲第１項記載のエキシマレ
ーザ用ミラー。 - （３）高反射率誘電体多層膜を構成する材料が、酸化イ
ットリュウム（Ｙ＿２Ｏ＿３）、酸化ハフニュウム（Ｈ
ｆＯ＿２）、酸化スカンジュウム（Ｓｃ＿２Ｏ＿３）、
酸化マグネシュウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニュウム（
Ａｌ＿２Ｏ＿３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ＿２）、弗化イ
ットリュウム（ＹＦ＿３）、弗化リチュウム（ＬｉＦ）
、弗化マグネシュウム（ＭｇＦ＿２）、弗化ランタン（
ＬａＦ＿３）、弗化カルシュウム（ＣａＦ＿２）、弗化
トリニウム（ＴｈＦ＿４）等から選ばれた特許請求の範
囲第１項記載のエキシマレーザ用ミラー。 - （４）誘電体多層膜は高屈折率物質と低屈折率物質の対
が２対以上設けられ、各物質の光学的膜厚は基本的にλ
／４に規定され、最外対を形成する各物質の光学的膜厚
はλ／４からずれておりかつその和がλ／２になるよう
に規定されている特許請求の範囲第１項記載のエキシマ
レーザ用ミラー。 - （５）高反射率誘電体多層膜上に保護板が形成された特
許請求の範囲第１項記載のエキシマレーザ用ミラー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043328A JP2629693B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | エキシマレーザ用ミラー |
| US07/160,460 US4856019A (en) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Reflector for excimer laser and excimer laser apparatus using the reflector |
| DE3886067T DE3886067T2 (de) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Spiegel für Excimer-Laser und Excimer-Laservorrichtung unter Verwendung des Spiegels. |
| EP88102823A EP0280299B1 (en) | 1987-02-26 | 1988-02-25 | Reflector for excimer laser and excimer laser apparatus using the reflector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62043328A JP2629693B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | エキシマレーザ用ミラー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63208801A true JPS63208801A (ja) | 1988-08-30 |
| JP2629693B2 JP2629693B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=12660757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62043328A Expired - Lifetime JP2629693B2 (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | エキシマレーザ用ミラー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4856019A (ja) |
| EP (1) | EP0280299B1 (ja) |
| JP (1) | JP2629693B2 (ja) |
| DE (1) | DE3886067T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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