WO1988000402A1 - Device for supporting the head of a vertical excimer laser - Google Patents

Description

明 輞 軎 縱型エキシマ レ ーザの レーザへ ッ ド支持裝 H 技 術 分 野

この発明 は、 光軸が縱状になる よ う に して レーザへ ッ ドを配置する縱型エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支 持装置に関するものである 。 背 景 技 術

上記縱型エキシマ レーザの レーザヘ ッ ドは 、 例えば エキシマ レ ーザステ ツ バに用い られる場合のよ う に 、 レーザへ ッ ドの光軸方向両方向に配置される ミ ラ ー及 びゾ リ ッ ドエタ ロ ン等か ら なる レーザの共振器に対 し て分離 し て着脱できる よ う にな っ ているが、 この レー ザへ ッ ドは上記 レ ーザの共振器 と共に同 じ機枠に支持 されていた 。

縦型エキシマ レ ーザで、 特に こ れをエキシマ レ ーザ ステ ツ バに用いる場合、 レーザヘ ッ ドで発生する振動 が共振器や光学系に悪影罾を与えるので 、 レーザへ ッ ドの振動が他へ伝わ らない よ う にするため に は機枠の 剛性を高める必要があ り 、 機枠全体の大きさ及び重壘 が大き く な つ て し ま う とい う 問題があ っ た 。

ま た レーザヘ ッ ドを装着する とき に 、 レ ーザヘ ッ ド の光軸が共振器を含む光学系の光軸に対 し.てずれる と 露光不足等の問題が生 じるが 、 従来のエキシマ レ ーザ の レ ーザへ ッ ドは光学系 と周 じ機枠に装着さ れて いた 関係で光軸の調整がむずか しかっ た。

さ らに上記従来の レーザへ ッ ドは镲枠に装着されて たので、 その着脱がや つ かいで時間のかかる作業で あ っ た。

本発明は共振器や光学系を支持する機枠の必要な剛 性を低く するこ とができて、 これの小型、 軽量化を図 - るこ とができ、 ま た レーザヘ ッ ドの光軸調整を簡単に 行なう こ とができ、. さ ら に レーザへ ッ ドを襟抨に対し て容易に着脱するこ とができるよう に した縦型エキシ マ レーザの レーザへ ッ ド支持装置を提供するこ とを目 的と している。 発 明 の 開 示

即ち、 本発明は レーザへ ッ ドを支持する支持裝置を レーザの共振器及ひ'光学系を支持する镲枠と別体に し たこ と によ り 、 レーザヘ ッ ドの振動が共振器や光学系 に伝わるこ とがな く 、 従っ て共振器や光学系を支持す る上記機枠の必要な剛性を低く するこ とができ、 これ の小型、 軽量化を図るこ とができる。

ま た、 本発明は、 レーザヘ ッ ドを支持裝置ごと着脱 できるこ と によ り 、 機梓に対 して容易に着脱するこ と ができ、. ま た レーザヘ ッ ドの光軸調整を簡単に行なう こ とができる _e 図面の簡単な説明

第 Ί 図は、 この発明に係る好ま しい レーザヘ ッ ド支 持裝置を備えた縦型エキシマ レーザ裝置を示 した斜視 図、 第 2 図はその縱型エキシマ レーザ装置の概念的な 構成を示 した図、 第 3 図はこの発明の レーザヘ ッ ド支 持装置の斜視図、 第 4 図は レーザへ ッ ド支持装置の水 平移動部を示 した一部破断側面図、 第 5 図はその水平 移動部の基台の平面図、 第 6 図、 第 7 図、 第 8 図は本 発明の他の実施例を示す要部の説明図、 第 9 図は第 8 ' 図に示す実施例の傾動支持部の断面図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明をよ り 詳細に説述するために、 以下添付図面 に従っ て これを説明する。

第 1 図は、 本発明の一適用例であるフ ォ ト リ ソ グラ フ ィ 一に使用されるエキシマ レーザ装置を示 し ている。 この レーザ装置では、 レーザヘ ッ ド Ί が機枠 2 に対 し て光軸が縦状になるよ う に して着脱可能に装着される よう にな つ ている。

レーザヘ ッ ド 1 は、 第 2 図に示 したよ う に 、 光軸方 向両端に ウ ィ ン ドウ 3 , 4 を備えて お り 、. レーザへ ッ ド 1 内で励起された レーザ光は、 上記両ウ ィ ン ドウ 3 ， 4 か ら取 り 出されるよう にな つ ている。 ま た 、 镲梓 2 の下部に は、 上記 レーザヘ ッ ド 1 の下側のウ ィ ン ドウ 3 か ら出た レーザ光を全反射する リ ア ミ ラ ー 5 とソ リ ッ ドエタ ロ ン 6 が、 ま た上部には部分反射するフ ロ ン 卜 ミ ラー 7 が裝着されていて 、 上記 レーザヘ ッ ド 1 か らの レーザ光を共振するよ う にな っ ている。 そ して こ の共振に よ っ て得られた レーザ光はミ ラ ー 8 、 イ ンテ グ レ ー ダ 9 、 ミ ラ ー 1 0 、 コ ンデンサ レ ンズ 1 , レ チクル 1 2、 投影レンズ 1 3を介 してウェハ 1 4上に 投射されるよう にな っ ている。

この レーザへッ ド 1 の支持装 を第 3図から第 5図 を参照 して説明する。

第 3図において、 1 5は上記機枠 2 とは別体に形成 された基台、 Ί 6はこの基台 1 5上に載置された水平 - 移動台、 1 7はこの水平移動台 1 6上に固着されたス タ ン ド、 Ί 8はスタ ン ド 1 7の上部に、 第 Ί 回転軸裝 置 1 9を介 して回動自在に連結したヨ ークであ り 、 こ の ヨ ーク 1 8のアーム 1 8 a , 1 8 aに、 レーザへッ ド Ί が第 2回転軸装置 20を介 して前後に回動自在に 連結されている。

上記第 1 回転軸装置 1 9は、 ヨ ーク 1 8に固着され かつスタ ン ド 1 7に支承された回転軸 2 1 がギヤ 2 2 , 2 3 を介 してモー タ 2 4で駆動され、 ま たブ レーキ 2 5で固着されるよう にな っ ている。 上記第 2回転軸 装置 2 0は、 レーザヘ ッ ド 1 に固着され、 かつ ヨ ーク 1 8に支承された回転軸 （ 図示せず 〉 が、 ヨ ーク Ί 8 に設置されたステ ッ ピングモータ 2 6によ っ て駆動さ れるよう にな っ ている。 そ して上記モータ 2 4、 プレ ーキ 2 5およびモータ 2 6はコ ン 卜 ロ ーラ 2 7にて制 御されるよう にな っ ている。

上記基台 1 5 と水平移動台 1 6は第 4図、 第 5図に 示す よ う にな つ てい て 、 基台 1 5上に複数のラ ッ ク 2 8 a , 2 8 b , ……， 2 8 h が前後及び左右方向 に向 けて設けて あ り 、 一方水平移動台 Ί 6 に は上記 各ラ ッ ク に嚙合する ピニオン 2 9 a , 2 9 b , ……， 2 9 hが支持されてお り 、 この各 ピニオンのう ち、 前 後方向 に 延びる ラ ッ ク 2 8 c , 2 8 h に嚙台 した ピ 二 オ ン 2 9 c , 2 9 h を モ ー タ 3 0で駆動 するこ と に よ り 水平移動台 1 6が前後方向 に移動 し 、 左右方 向に延びるラ ッ ク 2 8 b , 2 8 e に嚙合 した ピニオン 2 9 , 2 9 eをモータ 3 1 で駆動するこ と によ り 左 右方向に移動するよう にな っ ている。 なおこの とき、 回転 しない方のラ ッ ク と ピニオンは互いに歯す じ方向 に滑ベる。

上記構成において、 レーザヘ ッ ド 1 は、 第 1 図に示 したよう に、 支持装置にて機枠 2 と は別体状に支持さ れる。

なお、 第 1 図において符号 3 2は、 ガス循環装置で あ り 、 ホース 3 3を介 して、 レーザヘ ッ ド 1 に接統さ れている。 そ してこの レーザへ ッ ド 1 の光軸姿勢は、 モータ 3 0 , 3 1 を駆動するこ とによ っ て、 基台 1 5 に対 して水平移動台 1 6を前後、 左右に水平移動する と共に、 モータ 2 4を駆動するこ と によ っ て 、 第 1 回 転軸装置 1 9を作動 し、 ヨ ー ク Ί 8を回動させ、 ま た モータ 2 6を駆動するこ と に よ っ て 、 第 2回転軸装 S 2 0を作動 し 、 レーザヘ ッ ド 1 を回動するこ と によ り 調整される。 ま た レーザヘ ッ ド 1 を機枠 2から取 り は ずすに は上記支持装置ごと取 り はずせばよい。

第 6図か ら第 9図は上記支持装置の他の実施例を示 すもので、 第 6図に示すものは、 底面が球面状のケー ス 3 4 に レーザヘ ッ ド 1 が収め られてお り 、 このケー ス 3 4が同 じ曲率をも っ た凹球面を有する架台 3 5 に 揺動自在に支持されてお り 、 架台 3 5に対してケース 3 4は調整ポル 卜 3 6 aにて傾動され、 ロ ッ クナ ツ 卜 3 7 bにて固定されるよう にな っ ている。 なお上記架 台 3 5は機枠 2の下側をまたいで上記水平移動台 1 6 上に固着される。 なお、 第 6図において、 符号 3 8は、 レーザ光が通る穴である。

第 7図に示すものは、 スタ ン ド 1 7の上下に 2つの 支持枠 3 9 , 4 0を固着し、 この両支持枠 3 9 , 4 0 に レーザヘ ッ ド 1 を遊嵌 し、 各支持枠 3 9 , 40の各 迈部に設けた前後及び左右の調整ね じ 4 1 , 4 2で押 すこ とにより 固定 し、 かつその突出 し長さによっ てそ の姿势を調整するよう にな っ ている。

第 8図に示す例は、 レーザヘ ッ ド 1 を支持するケー ス 43を架台 4 4に傾動自在に支持し、 ケース 4 3を 調整ねじ 4 5にて調整するこ とによりその姿勢が調整 されるよう にな つ ている。 なお上記調整ね じ 4 5 とケ ース 4 3の支持板 4 6の係合部は第 9図に示すよう に なっていて球面座金 4 7 , 4 8が間に介装してある。 産業上の利用可能性

本発明に係る緞型エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支 持装置は、 超微細パタ ーンをフ ォ トマスクからゥ Iハ、 製版素材等に転写させるような精度の高い光軸合わせ が必要なレーザ装置に有用である。

Claims

講 求 の 範 囲

( ) レーザへ ッ ドを縱状に配匱した縱型エキシマ レ 一ザにおいて 、 レーザヘ ッ ドを支持する支持台を共振 器及び光学系を支持する機枠と別体に構成 し 、 この支 持台を水平方向に移動可能にする と共に、 支持台に対 して レーザへ ッ ドを傾動調整可能に したこ とを特徴 と する縱型エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支持装置。

( 2 ) 前記支持台は、 基台と、 該基台上に載置された 水平移動台と 、 該水平移動台上に設置され、 前記 レー ザへ ッ ドを傾動調整可能に保持するスタ ン ド とを備え ているこ とを特徴 とする請求範囲第（1 ) 項記載の縱型 エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支持装置。

( 3 ) 前記水平移動台は、 前記基台の上面に配設 した ラ ッ ク と、 該ラ ッ ク に嚙合 し、 かつ前記水平移動台に 支承された ピニオン とによ っ て前記基台に支持されて お り 、 さ らに前記ピニオンを駆動する手段を備えてい るこ とを特徴とする請求の範囲第（2 ) 項記載の縱型ェ キシマ レーザの レーザへ ッ ド支持裝匿。

( 4 ) 前記スタ ン ドは、 ヨ ー クを有 してお り 、 該ョ ー ク は、 前記スタ ン ドに水平に支承された第 1 の軸によ つ て支持され、 該第 1 の軸は第 1 の回転駆動手段に連 係されてお り 、 さ ら に前記 レーザヘ ッ ドは、 前記ョ ー ク に水平かつ前記第 1 の軸に対 して直角方向に支承さ れた第 2 の軸によ っ て支持され、 該第 2 の軸は第 2 の 回転駆動手段に連係されているこ とを特徴 とする請求 の範囲第 （2 ) 項記載の縦型エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支持裝置。

( 5 ) 前記 レーザぺ ッ ドは、 底面が球面状をなすケー スに収容され、 該ケースは前記底面と同 じ曲率の凹球 面をも っ た前記スタ ン ドに揺動自在に支持されてお り 、 さ らに前記ケース と前記スタ ン ド間に前記 レーザへッ ドを所望の傾動位置に定置させる調整ポル 卜を有 して ' いるこ とを特徴とする請求の範囲第（2 ) 項に記載の縱 型エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支持装置。

( 6 ) 前記スタ ン ドは、 該スタ ン ドの上部および下部 にそれぞれ固着された支持枠を有してお り 、 レーザへ ッ ドは、 前記支持枠に嫘合させた複数本の調整ねじに よ っ て位置決めされているこ とを特徴とする請求の範 囲第（2 ) 項に記載の縦型エキシマ レーザの レーザへ ッ ド支持装置。