JP5157004B2 - 狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法 - Google Patents
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Description
(1)光学素子(狭帯域化素子)の個体差
・グレーティングの回折波面のばらつき
・プリズムの透過波面のばらつき
・狭帯域化モジュール内の各光学素子の位置および光軸のばらつき
(2)レーザの光軸調整機差
・チャンバ交換時のチャンバ放電位置と光軸のばらつき
・狭帯域化モジュールの位置および光軸のばらつき
・レーザ共振器の光軸のばらつき
(3)レーザチャンバの機差
・放電位置のばらつき
・放電位置および放電状態のばらつき
等の要素がある。
半導体露光の光源として狭帯域化レーザを使用する場合に、レーザ光のスペクトル幅を調整する狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法において、
複数の狭帯域化レーザ装置に共通するスペクトル幅の上限値と下限値とを設定し、
半導体露光前に狭帯域化レーザ装置をレーザ発振してスペクトル幅を検出し、
狭帯域化レーザ装置に備えられたスペクトル幅調整部を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記スペクトル幅調整部は、前記狭帯域化レーザ装置のレーザ共振器内の光路上に配置され、光の波面のシリンドリカル形状の頂点を結ぶ直線を、前記狭帯域化レーザ装置のレーザ共振器内に配置された波長選択素子の波長分散面に対して略垂直にして前記光の波面の曲率半径を調整する波面調整器を有しており、
前記波面調整器を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記スペクトル幅調整部は、
中心軸がレーザ共振器内の光路上に配置され、また機械軸が前記狭帯域化レーザ装置のレーザ共振器内に配置された波長選択素子の波長分散面に対して略垂直に配置されたシリンドリカル凹レンズおよびシリンドリカル凸レンズと、
前記光路上に沿って前記シリンドリカル凹レンズと前記シリンドリカル凸レンズとの間隔を変化させるレンズ間隔可変機構と、を有しており、
前記レンズ間隔可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記スペクトル幅調整部は、
中心軸がレーザ共振器内の光路上に配置され、また機械軸が前記狭帯域化レーザ装置のレーザ共振器内に配置された波長選択素子の波長分散面に対して略垂直に配置されたシリンドリカルミラーと、
前記シリンドリカルミラーの曲率を変化させるミラー曲率可変機構と、を有しており、
前記ミラー曲率可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記スペクトル幅調整部は、
波長選択素子として使用されるグレーティングと、
前記グレーティングの多数の溝を直線状に維持した状態で当該グレーティングの曲率を変化させるグレーティング曲率可変機構と、を有しており、
前記グレーティング曲率可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記スペクトル幅調整部は、
レーザ共振器内の光路上に配置され、また前記狭帯域化レーザ装置のレーザ共振器内に配置された波長選択素子の波長分散面に対して略垂直方向にビーム拡大する二以上のプリズムと、
前記二以上のプリズムの回転角度を変化させてビーム拡大率を変化させるプリズム角度可変機構と、を有しており、
前記プリズム角度可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記狭帯域化レーザ装置は、シード光を生成して出力する発振段レーザと、前段のレーザから出力されたレーザ光を入力し増幅して出力する一以上の増幅段チャンバまたは増幅段レーザと、を有し、
前記スペクトル幅調整部は、前記発振段レーザと前記増幅段チャンバまたは増幅段レーザの間のレーザ光路上に配置されるスペクトル幅可変機構を有しており、
前記スペクトル幅可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
前記狭帯域化レーザ装置は、シード光を生成して出力する発振段レーザと前段のレーザから出力されたレーザ光を入力し増幅して出力する一以上の増幅段チャンバまたは増幅段レーザと、を有し、
前記スペクトル幅調整部は、前記発振段レーザのレーザ共振器内のレーザ光路上に配置されるスペクトル幅可変機構を有しており、
前記スペクトル幅可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする。
図1に示すように、狭帯域化レーザ装置1においては、レーザチャンバ20のリア側(図面右側)の光路上にはスリット90rおよび狭帯域化モジュール30が配置され、レーザチャンバ20のフロント側(図面左側)の光路上にはスリット90fおよびE95幅調整部40が配置され、E95幅調整部40のフロント側(図面左側)の光路上には入射面にPR膜がコーティングされ出射面にAR膜がコーティングされた出力カプラ50と、モニタモジュール60とが配置されている。狭帯域化モジュール30と出力カプラ50は共振器を構成する。
先ず、半導体露光に使用する狭帯域化レーザに共通するE95幅の上限値ΔλHLと下限値ΔλLLとを予め設定する。この上限値ΔλHLと下限値ΔλLLは、半導体露光装置の光学システムで許容されるE95幅の範囲内で設定する。
MO200とPO300の間の光路には平凸シリンドリカルレンズ411と平凹シリンドリカルレンズ412とが互いに対向して配置されている。平凸シリンドリカルレンズ411と平凹シリンドリカルレンズ412の何れかは光軸に沿って移動自在にされている。移動機構としては例えば図2に示す機構と同一のものを用いればよい。また、平凸シリンドリカルレンズ411と平凹シリンドリカルレンズ412の代わりに、シリンドリカル凸レンズとシリンドリカル凹レンズを用いてもよい。
MO200とPO300の間の光路には二つのプリズム421、422が配置されている。二つのプリズム421、422は回転自在にされている。回転機構としては例えば図14に示す機構と同一のものを用いればよい。
MO200とPO300の間の光路にはスリット431が配置されている。スリット431としては例えば図17と同一のものを用いればよい。
9…パーソナルコンピュータ 10…表示装置 20…レーザチャンバ
30…狭帯域化モジュール 40…E95幅調整部
Claims (1)
- 半導体露光の光源として狭帯域化レーザを使用する場合に、レーザ光のスペクトル幅を調整する狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法において、
半導体露光で許容される同一のスペクトル幅の上限値と下限値であって、複数の狭帯域化レーザ装置に共通するスペクトル幅の上限値と下限値と、を予め設定し、
半導体露光前に狭帯域化レーザ装置をレーザ発振してスペクトル幅を検出し、
半導体露光前に狭帯域化レーザ装置に備えられたスペクトル幅調整部を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法であって、
前記スペクトル幅調整部は、
中心軸がレーザ共振器内の光路上に配置され、また機械軸が前記狭帯域化レーザ装置のレーザ共振器内に配置された波長選択素子の波長分散面に対して略垂直に配置されたシリンドリカル凹レンズおよびシリンドリカル凸レンズと、
前記光路上に沿って前記シリンドリカル凹レンズと前記シリンドリカル凸レンズとの間隔を変化させるレンズ間隔可変機構と、を有しているものであって、前記狭帯域化レーザ装置
のレーザチャンバのフロント側に配置されており、
前記レンズ間隔可変機構を調整してスペクトル幅を前記上限値と前記下限値との間の値にする
ことを特徴とする狭帯域化レーザのスペクトル幅調整方法。
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