JP2003283011A - Narrow-spectrum laser device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a narrow-spectrum laser device having a cooling means for efficiently and appropriately cooling a narrow-spectrum optical element for narrowing a spectrum. <P>SOLUTION: The narrow-spectrum laser device in which the spectrum of the wavelength of a laser beam (21) has been narrowed, is provided with the cooling means for cooling the spectrum-narrow optical elements (32, 33), in which holders (55, 56) for holding the optical elements (32, 33) carry out cooling toward bases (39, 46) for mounting the optical elements (32, 33) and holding blocks (40, 47) for pressing the optical elements (32, 33) onto the bases (39, 46). The cooling means is provided with; a hollow structure wherein one side face (74) having no contact with the optical elements (32, 33) and another side face (75) are permitted to communicate with each other; a cooling fin (54) disposed in the hollow structure; and a cooling gas spraying means (76) for spraying clean and low responsive cooling gas (83) toward the cooling fin (54). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長を狭帯域化し
たレーザ装置において、狭帯域化のための光学部品を冷
却するための技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for cooling an optical component for band narrowing in a laser device having a band narrowing wavelength.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、波長を狭帯域化したエキシマ
レーザ装置が知られており、例えば特開平４−３１４３
７４号公報に開示されている。図１７は、同公報に開示
された、エキシマレーザ装置を平面視した構成図を示し
ており、以下同図に基づいて、従来技術を説明する。
尚、以下の説明において、鉛直方向をＺ方向、レーザ光
２１の出射方向をＹ方向、水平面内でＹ方向と垂直な方
向をＸ方向とする。図１７において、エキシマレーザ装
置１１は、レーザガスを封止したレーザチャンバ１２を
備えている。レーザチャンバ１２の両端部には、レーザ
光２１を透過するウィンドウ１７，１９が付設されてい
る。レーザチャンバ１２内部に、図１７中紙面と垂直方
向に対向して配置された主電極１４，１５間に高電圧を
印加することにより、放電が生じてレーザガスが励起さ
れ、レーザ光２１が発生する。2. Description of the Related Art Conventionally, an excimer laser device having a narrow wavelength band has been known, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-3143.
No. 74 publication. FIG. 17 shows a plan view of the excimer laser device disclosed in the publication in plan view, and a conventional technique will be described below with reference to FIG.
In the following description, the vertical direction is the Z direction, the emitting direction of the laser light 21 is the Y direction, and the direction perpendicular to the Y direction in the horizontal plane is the X direction. In FIG. 17, the excimer laser device 11 includes a laser chamber 12 in which a laser gas is sealed. Windows 17 and 19 for transmitting the laser light 21 are attached to both ends of the laser chamber 12. By applying a high voltage between the main electrodes 14 and 15 arranged in the laser chamber 12 so as to face each other in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 17, discharge is generated, laser gas is excited, and laser light 21 is generated. .

【０００３】レーザ光２１は、レーザチャンバ１２後方
（図１７中左方）の狭帯域化ボックス３１に入射する。
狭帯域化ボックス３１の内部には、プリズム３２，３２
とエタロン８２とグレーティング３３とが載置され、エ
タロン８２及びグレーティング３３によって、レーザ光
２１の波長を狭帯域化している。狭帯域化されたレーザ
光２１は、レーザチャンバ１２内部で増幅され、一部が
フロントミラー１６を部分透過して前方に出射する。レ
ーザチャンバ１２の前後方には、レーザ光２１のビーム
形状を定めるスリット２６，２７がそれぞれ配置されて
いる。The laser light 21 is incident on a band narrowing box 31 behind the laser chamber 12 (on the left side in FIG. 17).
Inside the band-narrowing box 31, prisms 32, 32
The etalon 82 and the grating 33 are mounted, and the wavelength of the laser light 21 is narrowed by the etalon 82 and the grating 33. The narrowed laser light 21 is amplified inside the laser chamber 12, and a part of the laser light 21 partially passes through the front mirror 16 and is emitted forward. Slits 26 and 27 that define the beam shape of the laser light 21 are arranged in front of and behind the laser chamber 12, respectively.

【０００４】狭帯域化ボックス３１には、低反応性で清
浄な窒素などのパージガスを充填した、パージガスボン
ベ５９が接続され、狭帯域化ボックス３１の内部には、
パージガスが連続的に供給されている。３７がパージガ
ス入口３７、３８がパージガス出口３８である。これに
より、空気中の塵が、プリズム３２，３２やグレーティ
ング３３などの狭帯域化光学素子に付着して汚損するの
を防止している。また、短波長のＡｒＦエキシマレーザ
装置やフッ素分子レーザ装置の場合には、酸素を含まな
いパージガスを狭帯域化ボックス３１内部に充満させる
ことにより、レーザ光２１が酸素に吸収されて減衰する
のを防止している。A purge gas cylinder 59 filled with a purge gas such as nitrogen having a low reactivity and clean is connected to the band-narrowing box 31. Inside the band-narrowing box 31,
Purge gas is continuously supplied. 37 is a purge gas inlet 37, and 38 is a purge gas outlet 38. This prevents dust in the air from adhering to and contaminating the narrow band optical elements such as the prisms 32 and 32 and the grating 33. In the case of a short wavelength ArF excimer laser device or a fluorine molecular laser device, by filling the inside of the band-narrowing box 31 with a purge gas containing no oxygen, the laser light 21 is absorbed by oxygen and attenuated. To prevent.

【０００５】尚、以下の説明において狭帯域化光学素子
とは、レーザ光２１の波長のスペクトル線幅を狭帯域化
し、その中心波長を安定化させるための光学素子を指
す。具体例としては、前記公報に記載された、プリズム
３２、エタロン８２、及びグレーティング３３に加え
て、狭帯域化ボックス３１内部に配置された図示しない
ミラーなどが含まれる。In the following description, the band narrowing optical element refers to an optical element for narrowing the spectral line width of the wavelength of the laser light 21 and stabilizing the center wavelength thereof. Specific examples include, in addition to the prism 32, the etalon 82, and the grating 33 described in the above publication, a mirror (not shown) disposed inside the band-narrowing box 31.

【０００６】このとき、プリズム３２やグレーティング
３３などの狭帯域化光学素子が、レーザ光２１に照射さ
れることにより熱を帯びる。その結果、例えばプリズム
３２では、レーザ光２１が照射された部位とされない部
位との間で温度差が生じ、内部の屈折率が不均一となる
ことがある。また、グレーティング３３においても、内
部に熱が溜まって、グレーティング３３の形状が歪むよ
うなことがある。その結果、レーザ光２１の波面が乱
れ、レーザ光２１の中心波長やスペクトル線幅などの波
長特性が変動する。At this time, the band narrowing optical elements such as the prism 32 and the grating 33 are heated by being irradiated with the laser light 21. As a result, for example, in the prism 32, a temperature difference may occur between a portion irradiated with the laser light 21 and a portion not irradiated with the laser light 21, and the internal refractive index may become nonuniform. Also, in the grating 33, heat may be accumulated inside and the shape of the grating 33 may be distorted. As a result, the wavefront of the laser light 21 is disturbed, and the wavelength characteristics such as the central wavelength and the spectral line width of the laser light 21 are changed.

【０００７】また、波長特性と同様に、ビームプロファ
イル、ビームダイバージェンス、或いはビームポインテ
ィングなども、変動することがある。尚、以下の説明に
おいて、ビームプロファイルはレーザ光２１の光軸と垂
直なビーム断面（Ｘ−Ｚ平面）における２次元強度分布
を、ビームダイバージェンスはレーザ光２１の発散角
を、ビームポインティングはレーザ光２１の進行方向
を、それぞれ示している。以下、ビームプロファイル、
ビームダイバージェンス、ビームポインティング、及び
それらの安定性を、ビーム特性と総称する。Further, the beam profile, the beam divergence, the beam pointing, and the like may change as well as the wavelength characteristic. In the following description, the beam profile is the two-dimensional intensity distribution in the beam cross section (XZ plane) perpendicular to the optical axis of the laser beam 21, the beam divergence is the divergence angle of the laser beam 21, and the beam pointing is the laser beam. The traveling directions of 21 are shown respectively. Below, beam profile,
Beam divergence, beam pointing, and their stability are collectively referred to as beam characteristics.

【０００８】図１７に示すように、前記特開平４−３１
４３７４号公報に開示された従来技術においては、グレ
ーティング３３の近傍にファン８４を設け、冷却ガス流
８３をグレーティング３３に吹きつけている。これによ
り、グレーティング３３を冷却して、その近傍における
光路の屈折率の不均一を低減し、レーザ光２１の波面８
４の乱れを小さくしている。[0008] As shown in FIG.
In the conventional technique disclosed in Japanese Patent No. 4374, a fan 84 is provided near the grating 33 and a cooling gas flow 83 is blown to the grating 33. As a result, the grating 33 is cooled, the nonuniformity of the refractive index of the optical path in the vicinity thereof is reduced, and the wavefront 8 of the laser light 21 is reduced.
Disturbance of 4 is reduced.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平４−３１４３７４号公報に開示された従来技術に
は、次に述べるような問題がある。即ち、従来技術は狭
帯域化光学素子であるグレーティング３３本体を冷却す
る目的ではなく、狭帯域化光学素子の表面から発生する
熱による光路の屈折率の不均一を防止する目的となって
おり、そのために、狭帯域化光学素子の表面のみを冷却
している。However, the conventional technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-314374 has the following problems. That is, the prior art is not intended to cool the main body of the grating 33, which is a band-narrowing optical element, but to prevent uneven refractive index of the optical path due to heat generated from the surface of the band-narrowing optical element. Therefore, only the surface of the band-narrowing optical element is cooled.

【００１０】ところが、例えばグレーティング３３の表
面から冷却ガスを吹きつけた場合に、グレーティング３
３の表面は冷却されるものの、その内部に溜まった熱は
冷却され難い。そのため、表面と内部との間で温度差が
生じ、グレーティング３３の形状が歪むようなことがあ
る。これは、レーザ光２１が内部を透過するプリズム３
２の場合には、内部での温度上昇が激しい為にさらに顕
著となり、冷却ガスの吹きつけのみでは、内部の屈折率
分布の不均一を解消するのが難しいという問題がある。However, for example, when a cooling gas is blown from the surface of the grating 33, the grating 3
Although the surface of 3 is cooled, the heat accumulated inside is difficult to cool. Therefore, a temperature difference may occur between the surface and the inside, and the shape of the grating 33 may be distorted. This is the prism 3 through which the laser light 21 passes.
In the case of 2, there is a problem that it is difficult to eliminate the non-uniformity of the internal refractive index distribution only by blowing the cooling gas, because the temperature rise inside is severe.

【００１１】また、冷却ガスを吹きつけるだけでは、狭
帯域化光学素子に対して適切な冷却が行なえない場合が
ある。例えば、ファン８４から吹きつける冷却ガス流８
３を、狭帯域化光学素子に対して均一に吹きつけること
は難しく、冷却ガス流８３の当たり方によっては、好適
に冷却されない部位が生じることがある。また、周囲雰
囲気の冷却ガスを用いて冷却しているので、狭帯域化光
学素子の温度が高くなった場合に、充分な冷却能力が得
られない場合がある。また、レーザ光２１が照射される
部位を直接冷却するので、当該部位に温度ストレスが生
じ、屈折率の変動が起きることがある。さらに従来技術
によれば、冷却能力が充分であるか否かを判定する基準
を持たないため、冷却が不十分であるために波長特性や
ビーム特性が乱れても、その原因を特定するすべがな
い。In some cases, the cooling of the band-narrowing optical element cannot be performed properly by only blowing the cooling gas. For example, the cooling gas flow 8 blown from the fan 84
It is difficult to uniformly blow 3 onto the band-narrowing optical element, and depending on how the cooling gas flow 83 hits, a portion that is not suitably cooled may occur. Further, since the cooling gas of the ambient atmosphere is used for cooling, when the temperature of the band-narrowing optical element becomes high, sufficient cooling capacity may not be obtained in some cases. Further, since the portion irradiated with the laser light 21 is directly cooled, temperature stress may be generated in the portion and the refractive index may change. Further, according to the conventional technique, since there is no standard for determining whether or not the cooling capacity is sufficient, even if the wavelength characteristic or the beam characteristic is disturbed due to insufficient cooling, it is necessary to identify the cause. Absent.

【００１２】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、狭帯域化のための狭帯域化光学素子を効率
的に、かつ適度に冷却する冷却手段を備えた狭帯域化レ
ーザ装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and has a band-narrowing laser provided with a cooling means for efficiently and appropriately cooling a band-narrowing optical element for band-narrowing. The purpose is to provide a device.

【００１３】[0013]

【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、本発明は、レーザ光の波長を狭帯
域化した狭帯域化レーザ装置において、狭帯域化光学素
子を保持するホルダが、狭帯域化光学素子を冷却する冷
却手段を備えている。これにより、狭帯域化光学素子の
表面だけでなく、ホルダを通じて内部までが冷却される
ので、内部の温度の不均一が小さくなり、屈折率が均一
になる。その結果、レーザ光の波長特性及びビーム特性
の乱れが小さくなる。また、ホルダを介して冷却を行な
うので、狭帯域化光学素子のレーザ光が照射される部位
以外の場所を、冷却することになる。そのため、冷却に
よって、狭帯域化光学素子のレーザ光が照射される部位
が急激な温度変化にさらされることが少なく、波面の乱
れが少ない。さらに、ホルダを介して冷却を行なうの
で、冷却手段がレーザ光に照射されることが少なく、例
えば熱電モジュールなどの温度調整装置を用いることが
可能である。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention holds a narrow band optical element in a narrow band laser device in which the wavelength of laser light is narrow band. The holder comprises cooling means for cooling the band-narrowing optics. As a result, not only the surface of the band-narrowing optical element but also the inside is cooled through the holder, so that the non-uniformity of the internal temperature becomes small and the refractive index becomes uniform. As a result, the disturbance of the wavelength characteristic and the beam characteristic of the laser light becomes small. Further, since the cooling is performed via the holder, the part of the band-narrowing optical element other than the part irradiated with the laser beam is cooled. As a result, the region of the band-narrowing optical element irradiated with the laser beam is less likely to be exposed to a rapid temperature change due to cooling, and the disturbance of the wavefront is less. Further, since the cooling is performed via the holder, the cooling means is less likely to be irradiated with the laser light, and a temperature adjusting device such as a thermoelectric module can be used.

【００１４】また本発明は、前記ホルダが、狭帯域化光
学素子に熱的に接触する部材を有し、前記冷却手段が、
当該部材を冷却することにより、狭帯域化光学素子を冷
却する冷却手段である。これにより、狭帯域化光学素子
が熱的に接触した部材から冷却されるので、狭帯域化光
学素子の内部までが冷却される。また、部材が均熱板の
役割を果たして、狭帯域化光学素子との接触面を均一に
冷却することになるので、内部の温度分布が生じにくく
なる。According to the present invention, the holder has a member that is in thermal contact with the band-narrowing optical element, and the cooling means is
It is a cooling unit that cools the band narrowing optical element by cooling the member. As a result, the band-narrowing optical element is cooled from the member in thermal contact, so that the inside of the band-narrowing optical element is also cooled. Further, since the member plays the role of a heat equalizing plate and uniformly cools the contact surface with the band-narrowing optical element, the internal temperature distribution is less likely to occur.

【００１５】また本発明は、前記冷却手段が、ホルダに
設けられた狭帯域化光学素子を搭載するベースを冷却す
ることにより狭帯域化光学素子を冷却する冷却手段であ
る。これにより、狭帯域化光学素子が密着したベースか
ら冷却されるので、狭帯域化光学素子の内部までが冷却
される。また、ベースが均熱板の役割を果たして、狭帯
域化光学素子との接触面を均一に冷却することになるの
で、内部の温度分布が生じにくくなる。Further, according to the present invention, the cooling means is a cooling means for cooling the band-narrowing optical element by cooling the base on which the band-narrowing optical element mounted on the holder is mounted. As a result, the band-narrowing optical element is cooled from the closely attached base, so that the inside of the band-narrowing optical element is also cooled. Further, since the base plays the role of a heat equalizing plate and uniformly cools the contact surface with the band-narrowing optical element, the internal temperature distribution is less likely to occur.

【００１６】また本発明は、前記冷却手段が、ホルダに
設けられた狭帯域化光学素子をベースに対して押さえつ
ける保持ブロックを冷却することにより狭帯域化光学素
子を冷却する冷却手段である。これにより、狭帯域化光
学素子が密着した保持ブロックから冷却されるので、狭
帯域化光学素子の内部までが冷却される。また、ベース
及び保持ブロックの双方から冷却するようにするなら
ば、より一層の冷却効果が得られる。Further, the present invention is the cooling means for cooling the band-narrowing optical element by cooling the holding block for pressing the band-narrowing optical element provided on the holder against the base. As a result, the band-narrowing optical element is cooled from the holding block that is in close contact, and the inside of the band-narrowing optical element is also cooled. Further, if cooling is performed from both the base and the holding block, a further cooling effect can be obtained.

【００１７】また本発明は、前記冷却手段が、狭帯域化
光学素子と接触しない一側側面と他側側面とが導通した
中空構造と、その内部に付設された冷却フィンとを備え
ている。冷却フィンにより、効率的な冷却が可能であ
る。In the present invention, the cooling means includes a hollow structure in which one side surface and the other side surface which are not in contact with the band-narrowing optical element are electrically connected, and a cooling fin attached inside the hollow structure. The cooling fins enable efficient cooling.

【００１８】また本発明は、前記冷却フィンに清浄で低
反応性の冷却ガスを吹きつける冷却ガス吹きつけ手段を
有している。これにより、冷却フィン単独よりも、さら
に効率的な冷却が可能である。Further, the present invention has a cooling gas blowing means for blowing a clean and low-reactive cooling gas to the cooling fins. This allows more efficient cooling than the cooling fin alone.

【００１９】また本発明は、前記冷却フィンがハニカム
形状を有している。これにより、ベースの強度が強くな
り、振動などで狭帯域化光学部品が揺らぐようなことが
少なくなる。Further, in the present invention, the cooling fins have a honeycomb shape. As a result, the strength of the base is increased, and the narrow band optical components are less likely to fluctuate due to vibration or the like.

【００２０】また本発明は、前記狭帯域化光学素子がグ
レーティングであり、グレーティングの背面から回折面
に向かって冷却ガスを流す前記冷却ガス吹きつけ手段
と、冷却フィンを抜けた冷却ガスをグレーティングの回
折面に吹きつけるリターンプレートとを備えている。こ
れにより、グレーティングホルダからの冷却に加えて、
冷却ガスで回折面を冷却するので、より冷却効率が上が
る。Further, according to the present invention, the band-narrowing optical element is a grating, the cooling gas blowing means for flowing the cooling gas from the back surface of the grating toward the diffraction surface, and the cooling gas passing through the cooling fins for the grating. It has a return plate that blows onto the diffractive surface. With this, in addition to the cooling from the grating holder,
Since the diffractive surface is cooled by the cooling gas, the cooling efficiency is further increased.

【００２１】また本発明は、前記冷却手段が熱電素子を
用いた熱電モジュールである。熱電モジュールを用いる
ことにより、冷却手段の冷却能力が上がるので、狭帯域
化光学素子をより素早く安定な温度に冷却させることが
できる。また、周囲雰囲気以下に冷却することも、可能
である。The present invention is also a thermoelectric module in which the cooling means uses a thermoelectric element. By using the thermoelectric module, the cooling capacity of the cooling means is increased, so that the band-narrowing optical element can be cooled to a stable temperature more quickly. It is also possible to cool below the ambient atmosphere.

【００２２】また本発明は、前記熱電モジュールの放熱
側電極に清浄で低反応性の冷却ガスを吹きつける冷却ガ
ス吹きつけ手段を有している。これにより、狭帯域化光
学素子から奪った熱を、より効率的に放熱できる。The present invention further comprises cooling gas spraying means for spraying a clean, low-reactivity cooling gas to the heat dissipation side electrode of the thermoelectric module. Thereby, the heat taken from the narrow band optical element can be radiated more efficiently.

【００２３】また本発明は、開口部を有し、内部に一側
側面から他側側面に開口部を通って気体が導通する冷却
フィンを備えたスリットプレートを備え、スリットプレ
ートを、レーザ光が開口部を通過するように配置してい
る。これにより、狭帯域化光学素子の冷却に加え、レー
ザ光の光路もが冷却されるので、光路の屈折率の不均一
によるレーザ光の波長特性やビーム特性の乱れが少なく
なる。Further, the present invention includes a slit plate having an opening portion, and internally provided with cooling fins from one side surface to the other side surface through which the gas passes through the opening portion. It is arranged so as to pass through the opening. As a result, in addition to cooling the band-narrowing optical element, the optical path of the laser light is also cooled, so that the disturbance of the wavelength characteristics and the beam characteristics of the laser light due to the nonuniform refractive index of the optical path is reduced.

【００２４】また本発明は、狭帯域化光学素子の温度を
測定する温度検出器と、温度検出器の出力に基づいて、
狭帯域化光学素子を冷却する冷却手段の冷却能力を調整
するレーザコントローラを備えている。これにより、狭
帯域化光学素子の温度に応じて、適正な冷却が可能であ
る。Further, according to the present invention, based on a temperature detector for measuring the temperature of the band-narrowing optical element and the output of the temperature detector,
A laser controller for adjusting the cooling capacity of the cooling means for cooling the band-narrowing optical element is provided. Thereby, appropriate cooling can be performed according to the temperature of the band-narrowing optical element.

【００２５】またこのとき、冷却手段として熱電モジュ
ールを用いることにより、制御性が良くなり、狭帯域化
光学素子を素早く正確に所定の温度に冷却することが可
能である。Further, at this time, by using the thermoelectric module as the cooling means, the controllability is improved, and the band-narrowing optical element can be quickly and accurately cooled to a predetermined temperature.

【００２６】また本発明は、前記温度検出器が、狭帯域
化光学素子の底面又はホルダの温度を接触式で測定する
接触式である。このような温度センサは、安価でしかも
測定が正確であり、また設置するのも容易である。The present invention is also a contact type in which the temperature detector measures the temperature of the bottom surface of the band-narrowing optical element or the holder by a contact type. Such a temperature sensor is inexpensive, accurate in measurement, and easy to install.

【００２７】また本発明は、前記温度検出器が、狭帯域
化光学素子の表面温度を非接触で測定する赤外線式温度
センサである。これにより、温度センサにレーザ光の散
乱光などが照射されて不純物が発生することが少なく、
また、配線も不要である。Further, the present invention is the infrared type temperature sensor, wherein the temperature detector measures the surface temperature of the band-narrowing optical element in a non-contact manner. As a result, the temperature sensor is less likely to be irradiated with scattered light of laser light and generate impurities,
Also, no wiring is required.

【００２８】また本発明は、前記赤外線式温度センサの
温度測定箇所が、狭帯域化光学素子のレーザ光が照射さ
れる部位と略同一高さである。例えば、接触式温度セン
サによって狭帯域化光学素子の底面の温度を測定するな
らば、レーザ光が照射される部位の温度と合わせて、狭
帯域化光学素子の温度分布を知ることができる。Further, according to the present invention, the temperature measuring portion of the infrared type temperature sensor has substantially the same height as a portion of the band-narrowing optical element irradiated with laser light. For example, if the temperature of the bottom surface of the band-narrowing optical element is measured by the contact type temperature sensor, the temperature distribution of the band-narrowing optical element can be known together with the temperature of the portion irradiated with the laser beam.

【００２９】また本発明は、前記赤外線式温度センサの
温度測定面が、狭帯域化光学素子の有する面のうち、レ
ーザ光が照射されない面である。これにより、狭帯域化
光学素子全体の温度を知ることができるので、冷却手段
の冷却能力が適正か否かを把握できる。According to the present invention, the temperature measuring surface of the infrared type temperature sensor is a surface of the band-narrowing optical element which is not irradiated with laser light. This makes it possible to know the temperature of the entire band-narrowing optical element, so that it is possible to know whether or not the cooling capacity of the cooling means is appropriate.

【００３０】また本発明は、前記赤外線式温度センサの
測定面が、粗面加工されている。これにより、赤外線式
温度センサの測定精度が向上する。Further, according to the present invention, the measurement surface of the infrared type temperature sensor is roughened. This improves the measurement accuracy of the infrared temperature sensor.

【００３１】また本発明は、前記赤外線式温度センサの
測定面が、狭帯域化光学素子の有する面のうち、レーザ
光が照射される面である。これにより、狭帯域化光学素
子のうち、最も熱くなる面の温度を知ることができるの
で、冷却手段の冷却能力が適正か否かを把握できる。Further, according to the present invention, the measurement surface of the infrared temperature sensor is a surface of the band-narrowing optical element which is irradiated with laser light. Thus, the temperature of the hottest surface of the band-narrowing optical element can be known, so that it can be determined whether the cooling capacity of the cooling means is appropriate.

【００３２】また本発明は、狭帯域化光学素子の異なる
部位の温度をそれぞれ測定する複数の温度検出器を備
え、前記レーザコントローラは、複数の温度検出器の出
力に基づいて、狭帯域化光学素子を冷却する冷却手段の
冷却能力を調整している。これにより、例えば狭帯域化
光学素子の温度分布や、或いは最高温度など、さまざま
な条件に応じて、冷却能力を調整することにより、狭帯
域化光学素子の屈折率分布の不均一を、より低減させる
ことができる。The present invention further comprises a plurality of temperature detectors for respectively measuring the temperatures of different parts of the band-narrowing optical element, wherein the laser controller is based on the outputs of the plurality of temperature detectors. The cooling capacity of the cooling means for cooling the element is adjusted. As a result, the unevenness of the refractive index distribution of the band-narrowing optical element can be further reduced by adjusting the cooling capacity according to various conditions such as the temperature distribution of the band-narrowing optical element or the maximum temperature. Can be made.

【００３３】また本発明は、前記温度検出器が、上記の
少なくともいずれか１つの温度検出器である。これによ
り、例えば非接触式の赤外線式温度センサによって狭帯
域化光学素子の略中央部を測定し、接触式温度センサに
よって狭帯域化光学素子の底面の温度を測定するなど、
異なる部位の温度を容易に測定可能である。Further, in the present invention, the temperature detector is at least one of the above temperature detectors. With this, for example, a non-contact infrared temperature sensor measures substantially the center of the band-narrowing optical element, and a contact temperature sensor measures the temperature of the bottom surface of the band-narrowing optical element.
The temperature of different parts can be easily measured.

【００３４】[0034]

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。まず、第１実施形態
を説明する。図１は、第１実施形態に係るエキシマレー
ザ装置１１の平面図を示している。図１において、エキ
シマレーザ装置１１は、フッ素を含むレーザガスを封止
したレーザチャンバ１２を備えている。レーザチャンバ
１２の内部には、一組の主電極１４，１５が、図１中紙
面と垂直方向に対向して配置されている。またレーザチ
ャンバ１２の内部には、主電極１４，１５間にレーザガ
スを送り込む貫流ファン（図示せず）と、主電極１４，
１５間の主放電によって発生した熱を冷却する熱交換器
（図示せず）とが配設されている。レーザチャンバ１２
の前後部には、それぞれレーザ光２１を透過するフロン
ト及びリアのウィンドウ１７，１９が固定されている。
また、レーザチャンバ１２の後方には、狭帯域化ボック
ス３１が配置されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, the first embodiment will be described. FIG. 1 shows a plan view of an excimer laser device 11 according to the first embodiment. In FIG. 1, the excimer laser device 11 includes a laser chamber 12 in which a laser gas containing fluorine is sealed. Inside the laser chamber 12, a pair of main electrodes 14 and 15 is arranged so as to face the paper surface in FIG. Inside the laser chamber 12, a cross-flow fan (not shown) for sending laser gas between the main electrodes 14 and 15 and the main electrodes 14 and 15 are provided.
A heat exchanger (not shown) for cooling the heat generated by the main discharge between 15 is provided. Laser chamber 12
Front and rear windows 17 and 19 that transmit the laser light 21 are fixed to the front and rear portions of the window.
Further, a band narrowing box 31 is arranged behind the laser chamber 12.

【００３５】狭帯域化ボックス３１の内部には、狭帯域
化光学素子として、レーザ光２１のビーム幅を制限する
リアスリット２７と、例えば３個のプリズム３２と、グ
レーティング３３とが設置されている。グレーティング
３３及びプリズム３２は、それぞれグレーティングホル
ダ及びプリズムホルダ（いずれも図１では図示せず）上
に固定されている。プリズムホルダのうちの１個、及び
グレーティングホルダのうち少なくとも一方は、後述す
るレーザコントローラ２９の指示に基づいて回転自在の
ステージ７２Ａ，７２Ｂ上に搭載されている。３５は、
レーザ光２１のビーム幅を制限するとともに、乱反射し
たレーザ光２１が、レーザチャンバ１２に戻らないよう
に吸収するための、遮光板である。また、リアスリット
２７とプリズム３２との間には、後述するスリットプレ
ート４９が設置されている。Inside the band-narrowing box 31, a rear slit 27 for limiting the beam width of the laser beam 21, three prisms 32, and a grating 33 are installed as band-narrowing optical elements. . The grating 33 and the prism 32 are fixed on a grating holder and a prism holder (neither is shown in FIG. 1), respectively. One of the prism holders and at least one of the grating holders are mounted on rotatable stages 72A and 72B based on an instruction from a laser controller 29 described later. 35 is
It is a light shielding plate for limiting the beam width of the laser light 21 and absorbing the irregularly reflected laser light 21 so as not to return to the laser chamber 12. Further, a slit plate 49 described later is installed between the rear slit 27 and the prism 32.

【００３６】高圧電源２３から主電極１４，１５間に高
電圧を印加することにより、主電極１４，１５間で主放
電が起き、レーザ光２１が発生する。発生したレーザ光
２１は、リアウィンドウ１９を透過して、狭帯域化ボッ
クス３１に入射する。プリズム３２でビーム幅を広げら
れたレーザ光２１は、グレーティング３３によって回折
される。これにより、所定の中心波長及びその近傍の波
長のみが入射方向に反射され、レーザ光２１の波長が狭
帯域化される。By applying a high voltage between the main electrodes 14 and 15 from the high voltage power supply 23, a main discharge occurs between the main electrodes 14 and 15, and a laser beam 21 is generated. The generated laser light 21 passes through the rear window 19 and enters the band-narrowing box 31. The laser light 21 whose beam width has been expanded by the prism 32 is diffracted by the grating 33. As a result, only the predetermined center wavelength and wavelengths in the vicinity thereof are reflected in the incident direction, and the wavelength of the laser light 21 is narrowed.

【００３７】グレーティング３３で反射したレーザ光２
１は、フロントミラー１６で部分反射され、レーザチャ
ンバ１２を往復するうちに増幅される。レーザ光２１
は、レーザ光２１のビーム幅を制限するフロントスリッ
ト２６の開口部を透過し、フロントミラー１６を部分透
過して、一部が前方に出射する。出射したレーザ光２１
は、モニタボックス７０に入射する。レーザ光２１の光
軸上には、ビームスプリッタ２２が配設されている。ビ
ームスプリッタ２２を透過したレーザ光２１は、ステッ
パなどの露光機２５に入射し、露光用光となる。Laser light 2 reflected by the grating 33
1 is partially reflected by the front mirror 16 and is amplified while reciprocating in the laser chamber 12. Laser light 21
Is transmitted through the opening of the front slit 26 that limits the beam width of the laser light 21, partially transmitted through the front mirror 16, and partially emitted forward. Laser light emitted 21
Enters the monitor box 70. A beam splitter 22 is arranged on the optical axis of the laser light 21. The laser light 21 that has passed through the beam splitter 22 enters an exposure device 25 such as a stepper and becomes exposure light.

【００３８】ビームスプリッタ２２で図１中下方に反射
したレーザ光２１は、モニタモジュール７１に入射し、
波長特性、ビーム特性、及びパルスエネルギーを測定さ
れる。モニタモジュール７１の出力は、レーザコントロ
ーラ２９に送信される。レーザコントローラ２９は、波
長特性の計測値に基づいて、これが所定の値となるよう
に、ステージ７２Ａ，７２Ｂの回転角度を調整する。こ
れを、波長制御と言う。また、レーザコントローラ２９
は、パルスエネルギーの計測値に基づいて、これが所定
の値となるように、高圧電源２３から主電極１４，１５
間に印加する高電圧を調整する。これを、パルスエネル
ギー一定制御と言う。The laser beam 21 reflected downward in FIG. 1 by the beam splitter 22 enters the monitor module 71,
Wavelength characteristics, beam characteristics, and pulse energy are measured. The output of the monitor module 71 is transmitted to the laser controller 29. The laser controller 29 adjusts the rotation angles of the stages 72A and 72B based on the measured value of the wavelength characteristic so that the measured value is a predetermined value. This is called wavelength control. Also, the laser controller 29
Is based on the measured value of the pulse energy so that it becomes a predetermined value from the high voltage power supply 23 to the main electrodes 14, 15
Adjust the high voltage applied between. This is called constant pulse energy control.

【００３９】狭帯域化ボックス３１とレーザチャンバ１
２との間、及びモニタボックス７０とレーザチャンバ１
２との間は、光路カバー３６，３６によって囲繞されて
いる。レーザチャンバ１２の外の、狭帯域化ボックス３
１、モニタボックス７０、及び光路カバー３６，３６の
内部を、光路と総称する。光路カバー３６，３６には、
低反応性で酸素を含まない清浄なパージガスを充填した
パージガスボンベ５９が、パージガス配管６０，６０を
介して接続され、光路にパージガスを連続的に供給して
いる。パージガスとしては、窒素が好適であるが、ヘリ
ウムやネオンなどの不活性ガスでもよい。Band narrowing box 31 and laser chamber 1
2 and between the monitor box 70 and the laser chamber 1
An optical path cover 36, 36 surrounds the space between the two. Outside the laser chamber 12, a band-narrowing box 3
1, the inside of the monitor box 70 and the optical path covers 36, 36 are collectively referred to as an optical path. In the optical path covers 36, 36,
A purge gas cylinder 59 filled with a clean purge gas having low reactivity and containing no oxygen is connected through purge gas pipes 60, 60, and continuously supplies the purge gas to the optical path. Nitrogen is preferable as the purge gas, but an inert gas such as helium or neon may be used.

【００４０】これにより、空気中の塵が、プリズム３２
やグレーティング３３などの狭帯域化光学素子や、モニ
タモジュール７１などの他の光学素子に付着して汚損す
るのを防止している。また、短波長のＡｒＦエキシマレ
ーザ装置やフッ素分子レーザ装置の場合には、パージガ
スによって光路から酸素を追い出し、レーザ光２１が酸
素に吸収されて減衰するのを防止している。パージガス
配管６０は、狭帯域化ボックス３１の外部で一部が分岐
し、冷却ガス配管７６として、可変流量バルブ７７を介
して狭帯域化ボックス３１の内部に入っている。冷却ガ
ス配管７６から噴出するパージガスを、冷却ガス流８３
と呼ぶ。As a result, the dust in the air is removed from the prism 32.
It is prevented from adhering to and contaminating a narrow band optical element such as a grating 33 or another optical element such as the monitor module 71. Further, in the case of a short wavelength ArF excimer laser device or a fluorine molecular laser device, oxygen is expelled from the optical path by the purge gas to prevent the laser light 21 from being absorbed by oxygen and being attenuated. A part of the purge gas pipe 60 branches outside the band-narrowing box 31, and enters the inside of the band-narrowing box 31 as a cooling gas pipe 76 via a variable flow valve 77. The purge gas ejected from the cooling gas pipe 76 is supplied to the cooling gas flow 83.
Call.

【００４１】図２に、第１実施形態に係るプリズムホル
ダ５５を、図１中Ｐ方向から見た側面図を示す。また、
図３に、その斜視図を示す。図３においては、後述する
プリズム保持ブロック４０などの、プリズム３２をプリ
ズムホルダ５５に保持する保持手段については図示を省
略する。尚、以下の説明においては、プリズム３２の上
側の面をプリズム上面６４、下側の面をプリズム底面６
５、レーザ光２１が通過する側面をプリズム入射面６
７，６７、レーザ光２１が通過しない側面をプリズム背
面６６と呼ぶ。FIG. 2 shows a side view of the prism holder 55 according to the first embodiment as seen from the P direction in FIG. Also,
FIG. 3 shows a perspective view thereof. In FIG. 3, a holding unit that holds the prism 32 in the prism holder 55, such as a prism holding block 40 described later, is not shown. In the following description, the upper surface of the prism 32 is the prism upper surface 64, and the lower surface is the prism bottom surface 6.
5. The prism incident surface 6 is a side surface through which the laser light 21 passes.
7, 67, the side surface through which the laser light 21 does not pass is referred to as a prism rear surface 66.

【００４２】図２、図３に示すように、プリズム３２
は、プリズムベース３９上に搭載されており、プリズム
ベース３９の一側側面（以下ベース前面７４と言う）と
他側側面（以下ベース後面７５と言う）とが導通した中
空構造になっている。そしてプリズムベース３９は、中
空部の内部に冷却手段として、ハニカム状の冷却フィン
５４を備えている。この冷却フィン５４は、ベース前面
７４からベース後面７５に気体が導通するように、ベー
ス前面７４からベース後面７５まで設置されており、少
なくともプリズムベース３９の上面８７に接触してい
る。As shown in FIGS. 2 and 3, the prism 32
Is mounted on the prism base 39, and has a hollow structure in which one side surface (hereinafter referred to as the base front surface 74) of the prism base 39 and the other side surface (hereinafter referred to as the base rear surface 75) are electrically connected. The prism base 39 has a honeycomb-shaped cooling fin 54 as a cooling means inside the hollow portion. The cooling fins 54 are installed from the base front surface 74 to the base rear surface 75 so that the gas is conducted from the base front surface 74 to the base rear surface 75, and are in contact with at least the upper surface 87 of the prism base 39.

【００４３】パージガス配管６０から分岐した冷却ガス
配管７６には、例えば複数の小孔８６が設けられ、冷却
ガス流８３を、冷却フィン５４になるべく均一に吹きつ
けるように配置されている。これにより、冷却ガス流８
３によって、冷却フィン５４を介してプリズムベース３
９の上面８７が冷却される。従って、プリズムベース３
９に接しているプリズム下面６５を介してプリズム３２
が冷却され、プリズム３２内部の温度上昇が食い止めら
れる。The cooling gas pipe 76 branched from the purge gas pipe 60 is provided with, for example, a plurality of small holes 86 and is arranged so that the cooling gas flow 83 is blown to the cooling fins 54 as uniformly as possible. As a result, the cooling gas flow 8
3, the prism base 3 via the cooling fins 54
The upper surface 87 of 9 is cooled. Therefore, the prism base 3
9 through the prism lower surface 65 in contact with the prism 32
Is cooled, and the temperature rise inside the prism 32 is stopped.

【００４４】また、図２に示すようにプリズム上面６４
には、プリズムベース３９と同様に、前面と後面とが導
通した中空構造で、内部にハニカム状の冷却フィン５４
を有するプリズム保持ブロック４０が接触している。プ
リズムベース３９上には、上部にネジの設けられたロッ
ド４１，４１が屹立している。プリズム保持ブロック４
０は、ロッド４１，４１間に渡された押さえ板４２をナ
ット４３で下方に押さえつけることにより、押さえスプ
リング４５を介してプリズム３２をプリズムベース３９
に押しつけている。これにより、プリズム３２をプリズ
ムホルダ５５に固定している。Further, as shown in FIG.
In the same manner as the prism base 39, there is a hollow structure in which the front surface and the rear surface are electrically connected to each other, and the honeycomb-shaped cooling fins 54 are provided inside.
The prism holding block 40 having is contacted. On the prism base 39, rods 41, 41 each having a screw provided on the top thereof stand upright. Prism holding block 4
0 presses the pressing plate 42 passed between the rods 41 and 41 downward with the nut 43, so that the prism 32 moves the prism 32 to the prism base 39 via the pressing spring 45.
Is pressed against. Thereby, the prism 32 is fixed to the prism holder 55.

【００４５】これにより、プリズム３２の上部の熱が、
このプリズム保持ブロック４０の冷却フィン５４から自
然放熱するので、プリズム３２は上部からも冷却され、
内部の温度上昇がより起きにくくなる。また、プリズム
ベース３９と同様に、プリズム保持ブロック４０にも、
レーザ光２１の照射を妨げないように冷却ガス流８３を
吹きつけるならば、さらに効率的な冷却が可能である。As a result, the heat above the prism 32 is
Since the heat is naturally radiated from the cooling fins 54 of the prism holding block 40, the prism 32 is also cooled from above,
The internal temperature rise becomes more difficult to occur. Further, similar to the prism base 39, the prism holding block 40 also has
If the cooling gas flow 83 is blown so as not to interfere with the irradiation of the laser light 21, more efficient cooling is possible.

【００４６】図４に、第１実施形態に係る、グレーティ
ング３３を固定するためのグレーティングホルダ５６の
側面断面図、図５に斜視図を示す。図５においては、後
述するグレーティング保持ブロック４７などの、グレー
ティング３３をグレーティングホルダ５６に保持する保
持手段については図示を省略する。図４、図５に示すよ
うに、グレーティング３３は、Ｌ字型のアングル４４を
介して、グレーティングベース４６上に搭載されてい
る。グレーティングベース４６の内部は、プリズムベー
ス３９と同様に中空になっており、内部には、例えばハ
ニカム状の冷却フィン５４が設けられている。グレーテ
ィング３３において、レーザ光２１を回折させる面を回
折面７０と呼び、その反対側の面をグレーティング背面
６９と呼ぶ。冷却ガス配管７６は、グレーティング背面
６９側からグレーティングベース４６に入射し、回折面
７０側へと出射する。これにより、グレーティング３３
をその下面から冷却することができる。FIG. 4 is a side sectional view of the grating holder 56 for fixing the grating 33 according to the first embodiment, and FIG. 5 is a perspective view thereof. In FIG. 5, the holding means for holding the grating 33 in the grating holder 56, such as the grating holding block 47 described later, is omitted. As shown in FIGS. 4 and 5, the grating 33 is mounted on the grating base 46 via an L-shaped angle 44. The inside of the grating base 46 is hollow like the prism base 39, and the cooling fins 54 having, for example, a honeycomb shape are provided inside. In the grating 33, the surface that diffracts the laser light 21 is called a diffraction surface 70, and the surface on the opposite side is called the grating back surface 69. The cooling gas pipe 76 enters the grating base 46 from the grating back surface 69 side and exits to the diffraction surface 70 side. As a result, the grating 33
Can be cooled from its lower surface.

【００４７】また、グレーティングベース４６の回折面
７０側前方には、狭帯域化ボックス３１の床面から、リ
ターンプレート８８が突出している。グレーティングベ
ース４６を抜けた冷却ガス流８３は、このリターンプレ
ート８８に当たって上方へと撥ね上げられ、グレーティ
ング３３の回折面７０を冷却する。これにより、従来技
術と同様に、グレーティング３３の回折面７０が熱せら
れて、周囲の気体の屈折率を変動させるのを防止するこ
とができる。A return plate 88 projects from the floor surface of the band-narrowing box 31 in front of the diffraction surface 70 side of the grating base 46. The cooling gas flow 83 passing through the grating base 46 hits the return plate 88 and is repelled upward, and cools the diffraction surface 70 of the grating 33. This can prevent the diffraction surface 70 of the grating 33 from being heated and changing the refractive index of the surrounding gas, as in the conventional technique.

【００４８】また図４に示すように、グレーティング３
３の上面には、グレーティングベース４６と同様に、前
面と後面とが導通した中空構造で、内部にハニカム状の
冷却フィン５４を有するグレーティング保持ブロック４
７が接触している。グレーティング保持ブロック４７
は、グレーティングベース４６の上面に図示しない手段
で固定された押さえ板４２から、押さえスプリング４５
を介して下方に押さえつけられている。これにより、グ
レーティング３３をグレーティングホルダ５６に固定し
ている。アングル４４には、開口部８５が設けられ、グ
レーティング保持ブロック４７を通過する図示しない気
体により、冷却フィン５４を介して、グレーティング３
３の上面が冷却される。As shown in FIG. 4, the grating 3
Like the grating base 46, the upper surface of the grating holding block 4 has a hollow structure in which the front surface and the rear surface are electrically connected to each other, and has the honeycomb cooling fins 54 inside.
7 is in contact. Grating holding block 47
From the pressing plate 42 fixed to the upper surface of the grating base 46 by means not shown, to the pressing spring 45.
It is pressed down through. Thereby, the grating 33 is fixed to the grating holder 56. An opening 85 is provided in the angle 44, and a gas (not shown) passing through the grating holding block 47 allows the grating 3 to pass through the cooling fin 54.
The upper surface of 3 is cooled.

【００４９】前述したように、レーザチャンバ１２とプ
リズム３２との間には、レーザ光２１のビーム断面形状
を制限するためのリアスリット２７が配置されている。
リアスリット２７の開口部は、ナイフエッジのように非
常に細くなっているため、レーザ光２１がリアスリット
２７の開口部に当たることにより、ここに集中的に熱が
溜まる。その熱によって、レーザ光２１の光路の気体が
温められ、屈折率に不均一を生じさせて、レーザ光２１
の進路を歪めることがある。これを防ぐために、第１実
施形態では、リアスリット２７の近傍に、スリットプレ
ート４９を配置している。As described above, the rear slit 27 for limiting the beam cross-sectional shape of the laser beam 21 is arranged between the laser chamber 12 and the prism 32.
Since the opening of the rear slit 27 is very thin like a knife edge, when the laser beam 21 hits the opening of the rear slit 27, heat is concentrated here. The heat warms the gas in the optical path of the laser light 21 to cause non-uniformity in the refractive index.
May distort the course of. In order to prevent this, in the first embodiment, the slit plate 49 is arranged near the rear slit 27.

【００５０】図６に、第１実施形態に係るスリットプレ
ート４９の斜視図を示す。図６においてスリットプレー
ト４９は、リアスリット２７によって定められるレーザ
光２１のビーム面積よりも、わずかに大きな開口部４８
を備えた直方体形状をしている。スリットプレート４９
の内部には、ハニカム状の冷却フィン５４が、一側側面
から他側側面に気体が導通するように設けられている。
スリットプレート４９の一側側面近傍には、図示しない
冷却ガス配管が、冷却フィン５４に対して略一様に冷却
ガス流８３を噴出するように配置されている。冷却ガス
流８３が吹きつけられることにより、スリットプレート
４９の開口部４８内部の気体が冷却され、これによって
リアスリット２７から発生する熱も冷却される。これに
より、屈折率の不均一が生じにくくなる。FIG. 6 shows a perspective view of the slit plate 49 according to the first embodiment. In FIG. 6, the slit plate 49 has an opening 48 that is slightly larger than the beam area of the laser light 21 defined by the rear slit 27.
It has a rectangular parallelepiped shape. Slit plate 49
Inside, a honeycomb-shaped cooling fin 54 is provided so that gas is conducted from one side surface to the other side surface.
A cooling gas pipe (not shown) is arranged near one side surface of the slit plate 49 so as to eject the cooling gas flow 83 substantially uniformly to the cooling fins 54. By blowing the cooling gas flow 83, the gas inside the opening 48 of the slit plate 49 is cooled, and thereby the heat generated from the rear slit 27 is also cooled. This makes it difficult for the refractive index to be nonuniform.

【００５１】以上説明したように第１実施形態によれ
ば、プリズム３２やグレーティング３３などの狭帯域化
ボックス３１内部の狭帯域化光学素子を、冷却手段を備
えたベース３９，４６上に搭載している。これにより、
狭帯域化光学素子が好適に冷却されるので、狭帯域化光
学素子の内部で屈折率分布に不均一が生じるようなこと
が少ない。従って、レーザ光２１のビームポインティン
グなどのビーム特性や、スペクトル線幅などの波長特性
が安定になる。As described above, according to the first embodiment, the band-narrowing optical elements inside the band-narrowing box 31, such as the prism 32 and the grating 33, are mounted on the bases 39 and 46 having the cooling means. ing. This allows
Since the band-narrowing optical element is preferably cooled, unevenness in the refractive index distribution rarely occurs inside the band-narrowing optical element. Therefore, the beam characteristics such as the beam pointing of the laser light 21 and the wavelength characteristics such as the spectral line width become stable.

【００５２】また、冷却手段として、冷却フィン５４を
備えている。即ち、空冷によって冷却できるので、水冷
などに比べて冷却水を流すための設備等が不要であり、
簡単な構成になる。また、冷却水が漏れるようなことが
ないので、水分が狭帯域化ボックス３１の内部の狭帯域
化光学素子に付着して、狭帯域化光学素子が汚損される
ようなことがない。また、狭帯域化光学素子の底面６５
に冷却手段を密着させて冷却を行なっているので、従来
技術のように狭帯域化光学素子の表面に冷却ガス流８３
を吹きつけるのに比べて、冷却効果が大きい。A cooling fin 54 is provided as a cooling means. That is, since it can be cooled by air cooling, there is no need for equipment for flowing cooling water as compared to water cooling,
It has a simple structure. In addition, since the cooling water does not leak, moisture does not adhere to the narrow band optical element inside the narrow band box 31 and the narrow band optical element is not contaminated. In addition, the bottom surface 65 of the narrow band optical element
Since the cooling means is brought into close contact with the cooling means, the cooling gas flow 83 is applied to the surface of the band-narrowing optical element as in the prior art.
Cooling effect is greater than spraying.

【００５３】さらに、この冷却フィン５４に対して、清
浄な冷却ガスを吹きつけている。これにより、自然放熱
のみでなく、強制冷却によって狭帯域化光学素子を冷却
しているので、冷却効果が大きい。また、例えば冷却ガ
ス配管７６に可変流量バルブ７７を介挿しているので、
冷却ガスの流量を変えることによって、冷却の度合いを
可変できる。また、狭帯域化光学素子上面からの冷却を
も行なっているので、狭帯域化光学素子の冷却効率が、
より大きくなる。Further, a clean cooling gas is blown to the cooling fins 54. As a result, not only the natural heat radiation but also the band-narrowing optical element is cooled by the forced cooling, so that the cooling effect is large. Further, for example, since the variable flow valve 77 is inserted in the cooling gas pipe 76,
The degree of cooling can be changed by changing the flow rate of the cooling gas. Further, since cooling is performed from the upper surface of the narrow band optical element, the cooling efficiency of the narrow band optical element is
Get bigger.

【００５４】図７、図８に、冷却フィン５４の他の形状
例を示す。例は、プリズムベース３９について示してい
るが、グレーティングベース４６など、他においても同
様である。図７は、プリズムベース３９の上面８７か
ら、柱状の冷却フィン５４を下方に向けてぶら下げた例
であり、柱状の冷却フィン５４の下部と、プリズムベー
ス３９の下面８９との間には隙間をあけ、冷却ガスの滞
留を防止している。また、下面８９との間に隙間をあけ
ることにより、上面８７のみを効率的に冷却できるよう
になっている。7 and 8 show another example of the shape of the cooling fin 54. Although the example shows the prism base 39, the same applies to the grating base 46 and the like. FIG. 7 is an example in which the columnar cooling fins 54 are hung downward from the upper surface 87 of the prism base 39, and a gap is provided between the lower portion of the columnar cooling fins 54 and the lower surface 89 of the prism base 39. Opening and preventing retention of cooling gas. Further, by forming a gap between the lower surface 89 and the lower surface 89, only the upper surface 87 can be efficiently cooled.

【００５５】また図８は、帯板状の冷却フィン５４を下
方に向けてぶら下げた例であり、冷却フィン５４の下部
と、プリズムベース３９の下面８９との間には、同様に
隙間をあけてある。或いは冷却フィン５４として、例え
ばラジエータに用いられるような冷却フィンを備えても
よく、或いは金属をスポンジ状にした発泡体を、冷却フ
ィン５４の代わりに用いてもよい。FIG. 8 shows an example in which the strip-shaped cooling fins 54 are hung downward, and a gap is similarly formed between the lower portions of the cooling fins 54 and the lower surface 89 of the prism base 39. There is. Alternatively, as the cooling fins 54, for example, cooling fins such as those used in a radiator may be provided, or a sponge-like foam made of metal may be used instead of the cooling fins 54.

【００５６】次に、第２実施形態を説明する。図９に、
第２実施形態に係るプリズムホルダ５５の断面図を示
す。図９において、プリズムホルダ５５は第１実施形態
と同様に、ベース前面７４とベース後面７５とが導通し
た中空構造をしており、内部には、冷却手段として、熱
電モジュール８１を用いた冷却器が挿入されている。熱
電モジュール８１は、ｐ型熱電素子５０とｎ型熱電素子
５１とを交互に配置し、その上部同士及び下部同士を、
それぞれ温調側電極５２及び放熱側電極５３によって繋
いだもので、電流を流すことにより、温調側電極５２を
任意の温度に温度調整することが可能となっている。Next, the second embodiment will be described. In Figure 9,
The sectional view of the prism holder 55 according to the second embodiment is shown. In FIG. 9, the prism holder 55 has a hollow structure in which a base front surface 74 and a base rear surface 75 are electrically connected to each other as in the first embodiment, and a cooler using a thermoelectric module 81 as cooling means is provided inside. Has been inserted. In the thermoelectric module 81, the p-type thermoelectric elements 50 and the n-type thermoelectric elements 51 are alternately arranged, and their upper parts and lower parts are
The temperature adjusting side electrode 52 and the heat radiating side electrode 53 are connected to each other, and the temperature of the temperature adjusting side electrode 52 can be adjusted to an arbitrary temperature by passing an electric current.

【００５７】温調側電極５２は、図示しない絶縁シート
を介して、プリズムベース３９の上面８７に接触してい
る。また、放熱側電極５３は、図示しない絶縁シートを
介して、冷却フィン５４に接触している。熱電モジュー
ル８１に電流を流すとともに、図示しない冷却ガス配管
から噴出する冷却ガスを冷却フィン５４に当てて冷却す
ることにより、温調側電極５２を冷却することができ
る。これにより、プリズムベース３９の上面８７を介し
て、プリズム３２などの狭帯域化光学素子を冷却するこ
とが可能である。これは、第１実施形態と同様に、プリ
ズム保持ブロック４０に対しても適用可能であるし、さ
らには、グレーティング３３の冷却に対しても同様であ
る。尚、熱電モジュール８１としては、伝熱グリースな
どを用いると、伝熱グリースから有機物が発生して狭帯
域化光学素子を汚損することがあるので、用いないよう
にする必要がある。The temperature adjusting electrode 52 is in contact with the upper surface 87 of the prism base 39 via an insulating sheet (not shown). Further, the heat dissipation side electrode 53 is in contact with the cooling fin 54 via an insulating sheet (not shown). The temperature adjusting side electrode 52 can be cooled by applying a current to the thermoelectric module 81 and applying cooling gas ejected from a cooling gas pipe (not shown) to the cooling fins 54 to cool them. Accordingly, it is possible to cool the narrow band optical element such as the prism 32 via the upper surface 87 of the prism base 39. This is applicable to the prism holding block 40 as in the first embodiment, and is also the same for cooling the grating 33. If heat transfer grease or the like is used as the thermoelectric module 81, organic substances may be generated from the heat transfer grease and stain the narrow band optical element, so it is necessary not to use it.

【００５８】以上説明したように第２実施形態によれ
ば、熱電モジュール８１を用いて、狭帯域化光学素子を
冷却している。これにより、狭帯域化光学素子の温度を
より低く、かつ正確に任意の温度まで冷却することがで
きるので、狭帯域化光学素子の内部で屈折率分布に不均
一が生じにくくなり、ビーム特性や波長特性が安定にな
る。また、熱電モジュール８１は可動部がないので、狭
帯域化光学素子を汚損することが少ない。また、狭帯域
化ボックス３１の内部には酸素が殆んど存在しないた
め、熱電モジュール８１のハンダが酸化して剥がれるよ
うなことが少なく、熱電モジュール８１を長期にわたっ
て用いることができる。As described above, according to the second embodiment, the thermoelectric module 81 is used to cool the band narrowing optical element. As a result, the temperature of the band-narrowing optical element can be cooled to a lower temperature and accurately to an arbitrary temperature. Therefore, unevenness in the refractive index distribution hardly occurs inside the band-narrowing optical element, and the beam characteristics and Wavelength characteristics become stable. Further, since the thermoelectric module 81 has no movable part, it is less likely to pollute the band narrowing optical element. Further, since almost no oxygen exists inside the band-narrowing box 31, the solder of the thermoelectric module 81 is less likely to be oxidized and peeled off, and the thermoelectric module 81 can be used for a long period of time.

【００５９】次に、第３実施形態を説明する。図１０
は、第３実施形態に係る狭帯域化光学素子の冷却機構の
ブロック図を示している。以下、プリズム３２を冷却す
る場合を例にとって、説明する。図１０においてエキシ
マレーザ装置１１は、狭帯域化光学素子の温度を測定す
る温度検出器５７，５８を備えている。また、冷却ガス
配管７６には、冷却ガスの流量を可変自在の可変流量バ
ルブ７７が介挿されており、レーザコントローラ２９の
出力に応じて、流量を可変となっている。プリズム３２
を保持するプリズムホルダ５５は、図９で説明したよう
な、熱電モジュール８１を用いた冷却器を付設してい
る。冷却器は、レーザコントローラ２９の信号に応じ
て、熱電モジュール８１に流す電流量を調整する。Next, a third embodiment will be described. Figure 10
[FIG. 8] is a block diagram of a cooling mechanism for a band-narrowing optical element according to a third embodiment. Hereinafter, the case of cooling the prism 32 will be described as an example. In FIG. 10, the excimer laser device 11 includes temperature detectors 57 and 58 for measuring the temperature of the band-narrowing optical element. Further, a variable flow valve 77 capable of varying the flow rate of the cooling gas is inserted in the cooling gas pipe 76, and the flow rate is variable according to the output of the laser controller 29. Prism 32
The prism holder 55 for holding is attached with a cooler using the thermoelectric module 81 as described in FIG. The cooler adjusts the amount of current flowing through the thermoelectric module 81 according to the signal from the laser controller 29.

【００６０】第１の温度検出器としては、例えば、プリ
ズム３２から放出される赤外線９０を検出し、表面温度
を非接触で測定する赤外線式温度センサ５８が好適であ
る。また、第２の温度検出器としては、例えばプリズム
３２又はその近傍に貼付して測定する、熱電対や白金抵
抗体などの接触式温度センサ５７が好適である。温度検
出器５７，５８の出力は、レーザコントローラ２９に出
力される。レーザコントローラ２９は、温度検出器の出
力に基づいてプリズム３２の温度を検出し、これが所定
の温度になるように熱電モジュール８１に流す電流を調
整して、熱電モジュール８１の冷却能力を制御する。さ
らには、冷却ガス配管７６に介挿した可変流量バルブ７
７の開度を変えて、熱電モジュール８１の放熱能力をも
制御するとよい。図１１に、プリズム３２の斜視図を示
す。図１１において、測定点Ａが接触式温度センサ５７
の貼付位置であり、プリズム底面６５の温度を測定して
いる。また、測定点Ｂが、赤外線式温度センサ５８の測
定位置であり、プリズム３２の側面のうち、レーザ光２
１が通過しないプリズム背面６６の温度を測定してい
る。As the first temperature detector, for example, an infrared type temperature sensor 58 which detects the infrared rays 90 emitted from the prism 32 and measures the surface temperature in a non-contact manner is suitable. Further, as the second temperature detector, for example, a contact type temperature sensor 57 such as a thermocouple or a platinum resistor, which is attached to the prism 32 or the vicinity thereof and is used for measurement, is suitable. The outputs of the temperature detectors 57 and 58 are output to the laser controller 29. The laser controller 29 detects the temperature of the prism 32 based on the output of the temperature detector, adjusts the current flowing through the thermoelectric module 81 so that the temperature becomes a predetermined temperature, and controls the cooling capacity of the thermoelectric module 81. Further, the variable flow valve 7 inserted in the cooling gas pipe 76.
7 may be changed to control the heat dissipation capacity of the thermoelectric module 81. FIG. 11 shows a perspective view of the prism 32. In FIG. 11, the measurement point A is a contact type temperature sensor 57.
And the temperature of the prism bottom surface 65 is measured. Further, the measurement point B is the measurement position of the infrared temperature sensor 58, and the laser beam 2 on the side surface of the prism 32.
The temperature of the prism back surface 66 through which 1 does not pass is measured.

【００６１】図１２に、接触式温度センサ５７の一例と
して、薄膜の熱電対を用いた薄膜温度センサ７９によっ
て、プリズム底面６５の温度を測定する場合の、プリズ
ムホルダ５５の断面図を示す。図１２に示すように、プ
リズムベース３９の上面８７の、プリズム底面６５との
接触面側には浅い溝８０が設けられており、そこに薄膜
温度センサ７９が、表面の高さを合わせるようにして埋
め込まれている。プリズム３２を、プリズムベース３９
に搭載することにより、薄膜温度センサ７９とプリズム
３２とが接触し、プリズム底面６５の温度を正確に測定
できる。また、図１３には、接触式温度センサ５７の他
の例として、シースタイプの白金抵抗体を用いたシース
温度センサ７８によって、プリズム底面６５の温度を測
定する場合の、プリズムホルダ５５の断面図を示す。図
１３に示すように、プリズムベース３９の上面８７の、
プリズム底面６５との接触面近傍には、細い***７３が
設けられている。この***７３にシース温度センサ７８
を挿入することにより、プリズム３２の温度を測定す
る。FIG. 12 shows a sectional view of the prism holder 55 when the temperature of the prism bottom surface 65 is measured by a thin film temperature sensor 79 using a thin film thermocouple as an example of the contact type temperature sensor 57. As shown in FIG. 12, a shallow groove 80 is provided on the upper surface 87 of the prism base 39 on the contact surface side with the prism bottom surface 65, and the thin film temperature sensor 79 adjusts the height of the surface there. It is embedded in. The prism 32 and the prism base 39
The thin film temperature sensor 79 and the prism 32 come into contact with each other by mounting the sensor on the prism, and the temperature of the prism bottom surface 65 can be accurately measured. In addition, FIG. 13 is a cross-sectional view of the prism holder 55 when the temperature of the prism bottom surface 65 is measured by a sheath temperature sensor 78 using a sheath type platinum resistor as another example of the contact temperature sensor 57. Indicates. As shown in FIG. 13, on the upper surface 87 of the prism base 39,
A thin small hole 73 is provided near the contact surface with the prism bottom surface 65. A sheath temperature sensor 78 is attached to the small hole 73.
The temperature of the prism 32 is measured by inserting.

【００６２】図１４に、赤外線式温度センサ５８によっ
て、プリズム３２の温度を測定する際の、狭帯域化ボッ
クス３１の断面図を示す。図１４において、狭帯域化ボ
ックス３１の側面には、赤外線を通過させて紫外線はカ
ットする赤外ウィンドウ６１が、ウィンドウホルダ６２
によって付設されている。赤外線式温度センサ５８は、
この赤外ウィンドウ６１を通して内部のプリズム３２か
ら発せられる赤外線９０の強さを検出することにより、
温度測定を行なう。このとき、赤外線式温度センサ５８
は、レーザ光２１が通過するのと略同じ高さの部分の温
度を測定するようにする。また、図１５に示すように、
赤外ウィンドウ６１と赤外線式温度センサ５８とを組み
合わせて一体化した赤外線式温度センサユニット６３が
市販されているので、これを用いてもよい。FIG. 14 shows a sectional view of the band-narrowing box 31 when the temperature of the prism 32 is measured by the infrared temperature sensor 58. In FIG. 14, on the side surface of the band-narrowing box 31, an infrared window 61 that transmits infrared rays and cuts ultraviolet rays is provided.
It is attached by. The infrared temperature sensor 58 is
By detecting the intensity of the infrared rays 90 emitted from the internal prism 32 through the infrared window 61,
Measure the temperature. At this time, the infrared temperature sensor 58
Is to measure the temperature of a portion having substantially the same height as the laser light 21 passes through. Also, as shown in FIG.
An infrared type temperature sensor unit 63, which is an integrated combination of an infrared window 61 and an infrared type temperature sensor 58, is commercially available, and thus may be used.

【００６３】これにより、プリズム底面６５の温度（測
定点Ａ）とレーザ光２１が通過する略中央部分の温度
（測定点Ｂ）とを測定し、プリズム３２の温度、及びプ
リズム底面６５と略中央部との間の温度差を知ることが
できる。従ってレーザコントローラ２９は、プリズム底
面６５又は略中央部の温度が所定温度よりも上昇してい
たり、温度差が所定温度差よりも大きかったり、或いは
略中央部又はプリズム底面６５の温度変化が所定の変化
よりも大きかったりすると、これを検知できる。そし
て、熱電モジュール８１などの冷却手段の冷却能力を調
整して、温度、温度差及び温度変化を所定の許容範囲内
に戻すようにする。As a result, the temperature of the prism bottom surface 65 (measurement point A) and the temperature of the substantially central portion through which the laser light 21 passes (measurement point B) are measured, and the temperature of the prism 32 and the prism bottom surface 65 and substantially the center are measured. The temperature difference between the parts can be known. Therefore, in the laser controller 29, the temperature of the prism bottom surface 65 or the substantially central portion is higher than a predetermined temperature, the temperature difference is larger than the predetermined temperature difference, or the temperature change of the substantially central portion or the prism bottom surface 65 is predetermined. If it is larger than the change, it can be detected. Then, the cooling capacity of the cooling means such as the thermoelectric module 81 is adjusted so that the temperature, the temperature difference, and the temperature change are returned within a predetermined allowable range.

【００６４】以上説明したように、第３実施形態によれ
ば、狭帯域化光学素子の温度を測定し、これに基づいて
冷却手段の冷却能力を調整している。これにより、プリ
ズム３２の温度及び温度差が常に許容範囲内に保たれる
ので、屈折率分布の不均一が起きにくい。その結果、レ
ーザ光２１の波長特性やビーム特性が乱れることが少な
くなる。また、狭帯域化光学素子の底面６５及び略中央
部の温度を、どちらも測定している。これにより、狭帯
域化光学素子の温度分布を検出することができるので、
この温度分布の不均一性が許容範囲内にあるように、狭
帯域化光学素子の温度制御を行なうことが可能となり、
屈折率分布の不均一が起きにくくなる。As described above, according to the third embodiment, the temperature of the band-narrowing optical element is measured and the cooling capacity of the cooling means is adjusted based on this. As a result, the temperature of the prism 32 and the temperature difference are always kept within the allowable range, so that the uneven refractive index distribution is unlikely to occur. As a result, the wavelength characteristics and the beam characteristics of the laser light 21 are less disturbed. Further, both the temperatures of the bottom surface 65 and the substantially central portion of the band narrowing optical element are measured. As a result, the temperature distribution of the narrow band optical element can be detected,
It becomes possible to control the temperature of the narrow band optical element so that the non-uniformity of this temperature distribution is within the allowable range,
Non-uniformity of the refractive index distribution is less likely to occur.

【００６５】また、赤外線式温度センサ５８により、プ
リズム背面６６の温度を測定している。一般的にプリズ
ム背面６６は、プリズム入射面６７と区別するために、
例えばすりガラス状に粗面加工されている。この粗面加
工により、赤外線式温度センサ５８による温度測定の精
度が向上する。或いは、図１１の測定点Ｃに示すよう
に、プリズム背面６６ではなく、プリズム入射面６７
の、レーザ光２１が入射する部位の温度を測定するよう
にしてもよい。これにより、プリズム３２の各部位のう
ち、レーザ光２１の波長特性及びビーム特性に直接影響
を及ぼす箇所の温度を直接測定できるので、これに基づ
いて温度制御を行なうことにより、レーザ光２１の波長
特性及びビーム特性を安定にすることが、より容易とな
る。また、レーザ光２１が入射する部位は、最も温度が
高くなると考えられるので、プリズム底面６５と略中央
部との間の温度差を、より正確に把握しやすくなる。Further, the temperature of the rear surface 66 of the prism is measured by the infrared type temperature sensor 58. Generally, in order to distinguish the prism back surface 66 from the prism entrance surface 67,
For example, it is roughened into a ground glass. This rough surface processing improves the accuracy of temperature measurement by the infrared type temperature sensor 58. Alternatively, as shown at the measurement point C in FIG. 11, the prism entrance surface 67 is used instead of the prism back surface 66.
Alternatively, the temperature of the portion where the laser light 21 is incident may be measured. Accordingly, the temperature of the portion of the prism 32 that directly affects the wavelength characteristics and the beam characteristics of the laser light 21 can be directly measured. Therefore, the temperature control is performed based on the temperature, and the wavelength of the laser light 21 is controlled. It becomes easier to stabilize the characteristics and the beam characteristics. Further, since it is considered that the temperature of the portion where the laser light 21 is incident becomes the highest, it becomes easier to grasp the temperature difference between the prism bottom surface 65 and the substantially central portion more accurately.

【００６６】尚、第３実施形態においては、冷却手段と
して熱電モジュール８１を用いた例を説明したが、これ
に限られるものではない。例えば、図２に示したプリズ
ムホルダ５５のような、冷却フィン５４を冷却ガス流８
３によって冷却するようなものでもよい。このような場
合には、可変流量バルブ７７の開度を変えることによ
り、プリズム３２の温度調整を行なう。グレーティング
３３などの、他の狭帯域化光学素子に対しても、同様で
ある。In the third embodiment, the thermoelectric module 81 is used as the cooling means, but the cooling means is not limited to this. For example, a cooling fin 54, such as the prism holder 55 shown in FIG.
It may be cooled by 3. In such a case, the temperature of the prism 32 is adjusted by changing the opening of the variable flow valve 77. The same applies to other band narrowing optical elements such as the grating 33.

【００６７】尚、上記の説明は、エキシマレーザ装置を
例にとって行なったが、フッ素分子レーザ装置等でも、
同様に応用が可能である。また、図１６に示すように、
分散プリズム２８，２８及びリアミラー１８によって、
レーザ光２１をシングルライン化するようなフッ素分子
レーザ装置１１１に対しても、分散プリズム２８，２８
などの狭帯域化光学素子の冷却に本発明を応用すること
ができる。In the above description, the excimer laser device is taken as an example.
Applications are possible as well. Also, as shown in FIG.
By the dispersion prisms 28, 28 and the rear mirror 18,
Even for the fluorine molecular laser device 111 that makes the laser light 21 into a single line, the dispersion prisms 28, 28
The present invention can be applied to cooling a narrow band optical element such as.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１実施形態に係るエキシマレーザ装置の平面
図。FIG. 1 is a plan view of an excimer laser device according to a first embodiment.

【図２】第１実施形態に係るプリズムホルダをＰ方向か
ら見た側面図。FIG. 2 is a side view of the prism holder according to the first embodiment seen from a P direction.

【図３】第１実施形態に係るプリズムホルダの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a prism holder according to the first embodiment.

【図４】第１実施形態に係るグレーティングホルダの側
面断面図。FIG. 4 is a side sectional view of the grating holder according to the first embodiment.

【図５】第１実施形態に係るグレーティングホルダの斜
視図。FIG. 5 is a perspective view of the grating holder according to the first embodiment.

【図６】第１実施形態に係るスリットプレートの斜視
図。FIG. 6 is a perspective view of a slit plate according to the first embodiment.

【図７】第１実施形態に係る冷却フィンの他の構造例を
示す説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing another structural example of the cooling fins according to the first embodiment.

【図８】第１実施形態に係る冷却フィンの他の構造例を
示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing another structural example of the cooling fins according to the first embodiment.

【図９】第２実施形態に係るプリズムホルダの断面図。FIG. 9 is a sectional view of a prism holder according to a second embodiment.

【図１０】第３実施形態に係るエキシマレーザ装置の構
成図。FIG. 10 is a configuration diagram of an excimer laser device according to a third embodiment.

【図１１】第３実施形態に係るプリズムの斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a prism according to a third embodiment.

【図１２】第３実施形態に係るプリズムホルダの断面
図。FIG. 12 is a sectional view of a prism holder according to a third embodiment.

【図１３】第３実施形態に係るプリズムホルダの断面
図。FIG. 13 is a sectional view of a prism holder according to a third embodiment.

【図１４】第３実施形態に係る狭帯域化ボックスの断面
図。FIG. 14 is a sectional view of a band-narrowing box according to a third embodiment.

【図１５】赤外線式温度センサユニットの説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram of an infrared temperature sensor unit.

【図１６】フッ素分子レーザ装置の構成図。FIG. 16 is a block diagram of a molecular fluorine laser device.

【図１７】従来技術に係るエキシマレーザ装置を平面視
した構成図。FIG. 17 is a plan view of an excimer laser device according to a conventional technique as viewed from above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１：エキシマレーザ装置、１２：レーザチャンバ、１
４：主電極、１５：主電極、１６：フロントミラー、１
７：フロントウィンドウ、１８：リアミラー、１９：リ
アウィンドウ、２１：レーザ光、２２：ビームスプリッ
タ、２３：高圧電源、２５：露光機、２６：フロントス
リット、２７：リアスリット、２９：レーザコントロー
ラ、３１：狭帯域化ボックス、３２：プリズム、３３：
グレーティング、３４：波長選択ミラー、３５：遮、３
６：光路カバー、３７：パージガス入口、３８：パージ
ガス出口、３９：プリズムベース、４０：プリズム保持
ブロック、４１：ロッド、４２：押さえ板、４３：ナッ
ト、４５：スプリング、４６：グレーティングベース、
４７：グレーティング保持ブロック、４８：開口部、４
９：スリットプレート、５０：ｐ型熱電素子、５１：ｎ
型熱電素子、５２：温調側電極、５３：放熱側電極、５
４：冷却フィン、５５：プリズムホルダ、５６：グレー
ティングホルダ、５７：接触式温度センサ、５８：赤外
線式温度センサ、５９：パージガスボンベ、６０：パー
ジガス配管、６１：赤外ウィンドウ、６２：ウィンドウ
ホルダ、６３：赤外線式温度センサユニット、６４：プ
リズム上面、６５：プリズム底面、６６：プリズム背
面、６７：プリズム入射面、６９：グレーティング背
面、７０：回折面、７１：モニタモジュール、７２：ス
テージ、７３：***７３、７４：ベース前面、７５：ベ
ース後面、７６：冷却ガス配管、７７：可変流量バル
ブ、７８：シース温度センサ、７９：薄膜温度センサ、
８０：溝、８１：熱電モジュール、８２：エタロン、８
３：冷却ガス流、８４：ファン、８５：開口部、８６：
小孔、８７：上面、８８：リターンプレート、８９：下
面、９０：赤外線。11: Excimer laser device, 12: Laser chamber, 1
4: main electrode, 15: main electrode, 16: front mirror, 1
7: front window, 18: rear mirror, 19: rear window, 21: laser light, 22: beam splitter, 23: high-voltage power supply, 25: exposure device, 26: front slit, 27: rear slit, 29: laser controller, 31 : Narrow band box, 32: Prism, 33:
Grating, 34: Wavelength selection mirror, 35: Block, 3
6: optical path cover, 37: purge gas inlet, 38: purge gas outlet, 39: prism base, 40: prism holding block, 41: rod, 42: pressing plate, 43: nut, 45: spring, 46: grating base,
47: Grating holding block, 48: Opening part, 4
9: slit plate, 50: p-type thermoelectric element, 51: n
Type thermoelectric element, 52: temperature control side electrode, 53: heat radiation side electrode, 5
4: Cooling fin, 55: Prism holder, 56: Grating holder, 57: Contact temperature sensor, 58: Infrared temperature sensor, 59: Purge gas cylinder, 60: Purge gas pipe, 61: Infrared window, 62: Window holder, 63: infrared type temperature sensor unit, 64: prism top surface, 65: prism bottom surface, 66: prism back surface, 67: prism entrance surface, 69: grating back surface, 70: diffraction surface, 71: monitor module, 72: stage, 73: Small holes 73, 74: front surface of base, 75: rear surface of base, 76: cooling gas pipe, 77: variable flow valve, 78: sheath temperature sensor, 79: thin film temperature sensor,
80: groove, 81: thermoelectric module, 82: etalon, 8
3: cooling gas flow, 84: fan, 85: opening, 86:
Small holes, 87: upper surface, 88: return plate, 89: lower surface, 90: infrared ray.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 理 神奈川県平塚市万田1200 ギガフォトン株 式会社内 (72)発明者 有我 達也 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5F072 AA06 JJ05 JJ06 KK07 KK08 KK09 KK18 KK24 RR05 TT02 TT03 TT12 TT13 TT14 TT28   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Osamu Wakabayashi             1200 Gigaphoton Co., Ltd. Manda 1200, Hiratsuka City, Kanagawa Prefecture             Inside the company (72) Inventor Tatsuya Ariga             1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Made by Komatsu Ltd.             Sakusho Central Research Institute F-term (reference) 5F072 AA06 JJ05 JJ06 KK07 KK08                       KK09 KK18 KK24 RR05 TT02                       TT03 TT12 TT13 TT14 TT28

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 レーザ光(21)の波長を狭帯域化した狭帯
域化レーザ装置において、 狭帯域化光学素子(32,33)を保持するホルダ(55,56)が、
狭帯域化光学素子(32,33)を冷却する冷却手段を備えた
ことを特徴とする狭帯域化レーザ装置。1. A narrow band laser device in which the wavelength of a laser beam (21) is narrow band, wherein a holder (55, 56) for holding a narrow band optical element (32, 33) comprises:
A band-narrowing laser device comprising a cooling means for cooling the band-narrowing optical element (32, 33). 【請求項２】 請求項１に記載の狭帯域化レーザ装置に
おいて、 前記ホルダ(55,56)が、狭帯域化光学素子(32,33)に熱的
に接触する部材を有し、 前記冷却手段が、当該部材を冷却することにより、狭帯
域化光学素子(32,33)を冷却する冷却手段であることを
特徴とする狭帯域化レーザ装置。2. The band-narrowing laser device according to claim 1, wherein the holder (55, 56) has a member that makes thermal contact with the band-narrowing optical element (32, 33), The band narrowing laser device is characterized in that the means is a cooling means for cooling the band narrowing optical element (32, 33) by cooling the member. 【請求項３】 請求項２に記載の狭帯域化レーザ装置に
おいて、 前記ホルダ(55,56)が、前記狭帯域化光学素子(32,33)に
熱的に接触する部材として、狭帯域化光学素子(32,33)
を搭載するベース(39,46)を有し、 前記冷却手段が、前記ベース(39,46)を冷却することに
より、狭帯域化光学素子(32,33)を冷却する冷却手段で
あることを特徴とする狭帯域化レーザ装置。3. The band-narrowing laser device according to claim 2, wherein the holder (55, 56) is a member that is in thermal contact with the band-narrowing optical element (32, 33). Optics (32,33)
Having a base (39, 46) for mounting the cooling means, by cooling the base (39, 46) is a cooling means for cooling the band-narrowing optical element (32, 33). A characteristic narrow-band laser device. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の狭帯域
化レーザ装置において、 前記ホルダ(55,56)が、狭帯域化光学素子(32,33)に熱的
に接触する部材として、狭帯域化光学素子(32,33)を搭
載するベース(39,46)と、狭帯域化光学素子(32,33)をベ
ース(39,46)に対して押さえつける保持ブロック(40,47)
とを有し、 前記冷却手段が、前記保持ブロック(40,47)を冷却する
ことにより、狭帯域化光学素子(32,33)を冷却する冷却
手段であることを特徴とする狭帯域化レーザ装置。4. The band-narrowing laser device according to claim 1, wherein the holder (55, 56) is a member that is in thermal contact with the band-narrowing optical element (32, 33). , A base (39, 46) on which the narrow band optical element (32, 33) is mounted, and a holding block (40, 47) for pressing the narrow band optical element (32, 33) against the base (39, 46)
And, the cooling means, by cooling the holding block (40, 47), a narrow band laser, characterized in that it is a cooling means for cooling the narrow band optical element (32, 33) apparatus. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかに記載の狭帯域
化レーザ装置において、 前記ホルダ(55,56)が、狭帯域化光学素子(32,33)に熱的
に接触した部材を有し、 当該部材を冷却する冷却手段として、当該部材内部に設
けられた狭帯域化光学素子(32,33)と接触しない一側側
面(74)と他側側面(75)とが導通した中空構造と、 その内部に付設された冷却フィン(54)とを備えたことを
特徴とする狭帯域化レーザ装置。5. The band-narrowing laser device according to claim 2, wherein the holder (55, 56) is a member in thermal contact with the band-narrowing optical element (32, 33). As a cooling means for cooling the member, a hollow in which the one side surface (74) and the other side surface (75) that are not in contact with the band-narrowing optical element (32, 33) provided inside the member are electrically connected. A band-narrowing laser device having a structure and a cooling fin (54) provided therein. 【請求項６】 請求項５に記載の狭帯域化レーザ装置に
おいて、 前記冷却フィン(54)に清浄で低反応性の冷却ガス(83)を
吹きつける冷却ガス吹きつけ手段(76)を有していること
を特徴とする狭帯域化レーザ装置。6. The narrow-band laser device according to claim 5, further comprising a cooling gas blowing means (76) for blowing a clean, low-reactivity cooling gas (83) to the cooling fins (54). A narrow band laser device characterized by the above. 【請求項７】 請求項５又は６に記載の狭帯域化レーザ
装置において、 前記冷却フィン(54)がハニカム形状を有していることを
特徴とする狭帯域化レーザ装置。7. The band-narrowing laser device according to claim 5, wherein the cooling fins (54) have a honeycomb shape. 【請求項８】 請求項６又は７に記載の狭帯域化レーザ
装置において、 前記狭帯域化光学素子がグレーティング(33)であり、 グレーティング(33)の背面(69)から回折面(70)に向かっ
て冷却ガス(83)を流す前記冷却ガス吹きつけ手段(76)
と、 冷却フィン(54)を抜けた冷却ガス(83)をグレーティング
(33)の回折面(70)に吹きつけるリターンプレート(88)と
を備えたことを特徴とする狭帯域化レーザ装置。8. The band-narrowing laser device according to claim 6 or 7, wherein the band-narrowing optical element is a grating (33), and the grating (33) has a rear surface (69) and a diffractive surface (70). The cooling gas spraying means (76) for flowing the cooling gas (83) toward
Grating the cooling gas (83) that has passed through the cooling fins (54)
A narrow band laser device comprising: a return plate (88) for spraying on the diffraction surface (70) of (33). 【請求項９】 請求項１〜４のいずれかに記載の狭帯域
化レーザ装置において、 前記冷却手段が熱電素子(50,51)を用いた熱電モジュー
ル(81)であることを特徴とする狭帯域化レーザ装置。9. The narrow band laser device according to claim 1, wherein the cooling means is a thermoelectric module (81) using thermoelectric elements (50, 51). Bandwidth laser device. 【請求項１０】 請求項９に記載の狭帯域化レーザ装置
において、 前記熱電モジュール(81)の放熱側電極(53)に清浄で低反
応性の冷却ガス(83)を吹きつける冷却ガス吹きつけ手段
(76)を有していることを特徴とする狭帯域化レーザ装
置。10. The narrow band laser apparatus according to claim 9, wherein a cooling gas spraying a clean and low-reactive cooling gas (83) is sprayed on the heat dissipation side electrode (53) of the thermoelectric module (81). means
A narrow band laser device having (76). 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の狭
帯域化レーザ装置において、 開口部(48)を有し、内部に一側側面から他側側面に開口
部(48)を通って気体が導通する冷却フィン(54)を有する
スリットプレート(49)を備え、 スリットプレート(49)を、レーザ光(21)が開口部(48)を
通過するように配置したことを特徴とする狭帯域化レー
ザ装置。11. The band-narrowing laser device according to claim 1, further comprising an opening (48), wherein the opening (48) extends from one side surface to the other side surface inside. A slit plate (49) having cooling fins (54) through which gas is conducted is provided, and the slit plate (49) is arranged so that the laser light (21) passes through the opening (48). Bandwidth laser device. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の狭
帯域化レーザ装置において、 狭帯域化光学素子(32,33)の温度を測定する温度検出器
(57,58)と、 温度検出器(57,58)の出力に基づいて、狭帯域化光学素
子(32,33)を冷却する冷却手段の冷却能力を調整するレ
ーザコントローラ(29)を備えたことを特徴とする狭帯域
化レーザ装置。12. The narrow band laser device according to claim 1, wherein the temperature detector measures the temperature of the narrow band optical element (32, 33).
(57,58) and a laser controller (29) for adjusting the cooling capacity of the cooling means for cooling the band-narrowing optical element (32,33) based on the output of the temperature detector (57,58). A narrow band laser device characterized by the above. 【請求項１３】 請求項１２に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 前記温度検出器が、狭帯域化光学素子(32,33)の底面(6
5)又はホルダ(55,56)の温度を接触式で測定する接触式
温度センサ(57)であることを特徴とする狭帯域化レーザ
装置。13. The band-narrowing laser device according to claim 12, wherein the temperature detector comprises a bottom surface (6) of the band-narrowing optical element (32, 33).
5) A narrow band laser device, which is a contact type temperature sensor (57) for measuring the temperature of the holder (55, 56) by a contact type. 【請求項１４】 請求項１２に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 前記温度検出器が、狭帯域化光学素子(32,33)の表面温
度を非接触で測定する赤外線式温度センサ(58)であるこ
とを特徴とする狭帯域化レーザ装置。14. The narrow band laser device according to claim 12, wherein the temperature detector measures the surface temperature of the narrow band optical element (32, 33) in a non-contact manner. And a narrow band laser device. 【請求項１５】 請求項１４に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 前記赤外線式温度センサ(58)の温度測定箇所が、狭帯域
化光学素子(32,33)のレーザ光(21)が照射される部位と
略同一高さであることを特徴とする狭帯域化レーザ装
置。15. The narrow band laser device according to claim 14, wherein the temperature measurement point of the infrared temperature sensor (58) is irradiated with the laser light (21) of the narrow band optical element (32, 33). A band-narrowing laser device having a height substantially equal to that of a portion to be formed. 【請求項１６】 請求項１４又は１５に記載の狭帯域化
レーザ装置において、 前記赤外線式温度センサ(58)の温度測定面が、狭帯域化
光学素子(32,33)の有する面のうち、レーザ光(21)が照
射されない面であることを特徴とする狭帯域化レーザ装
置。16. The band-narrowing laser device according to claim 14 or 15, wherein the temperature measuring surface of the infrared temperature sensor (58) has a surface of the band-narrowing optical element (32, 33). A band-narrowing laser device having a surface which is not irradiated with laser light (21). 【請求項１７】 請求項１６に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 前記赤外線式温度センサ(58)の測定面が、粗面加工され
ていることを特徴とする狭帯域化レーザ装置。17. The band-narrowing laser device according to claim 16, wherein the measurement surface of the infrared temperature sensor (58) is roughened. 【請求項１８】 請求項１４に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 前記赤外線式温度センサ(58)の測定面が、狭帯域化光学
素子(32,33)の有する面のうち、レーザ光(21)が照射さ
れる面であることを特徴とする狭帯域化レーザ装置。18. The narrow-band laser device according to claim 14, wherein the measurement surface of the infrared temperature sensor (58) is one of the surfaces of the narrow-band optical element (32, 33) having a laser beam ( 21) A narrow band laser device characterized in that it is a surface to be irradiated. 【請求項１９】 請求項１２に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 狭帯域化光学素子(32,33)の異なる部位の温度をそれぞ
れ測定する複数の温度検出器(57,58)を備え、 前記レーザコントローラ(29)は、複数の温度検出器(57,
58)の出力に基づいて、狭帯域化光学素子(32,33)を冷却
する冷却手段の冷却能力を調整することを特徴とする狭
帯域化レーザ装置。19. The narrow band laser device according to claim 12, comprising a plurality of temperature detectors (57, 58) for respectively measuring temperatures at different portions of the narrow band optical element (32, 33), The laser controller (29) has a plurality of temperature detectors (57,
A band-narrowing laser device characterized in that the cooling capacity of a cooling means for cooling the band-narrowing optical element (32, 33) is adjusted based on the output of (58). 【請求項２０】 請求項１９に記載の狭帯域化レーザ装
置において、 前記温度検出器(57,58)が、請求項１３〜１８の少なく
ともいずれか１項に記載の温度検出器であることを特徴
とする狭帯域化レーザ装置。20. The narrow band laser device according to claim 19, wherein the temperature detector (57, 58) is the temperature detector according to at least one of claims 13 to 18. A characteristic narrow-band laser device.