JPH05235453A - エキシマレーザ装置 - Google Patents
エキシマレーザ装置Info
- Publication number
- JPH05235453A JPH05235453A JP3347992A JP3347992A JPH05235453A JP H05235453 A JPH05235453 A JP H05235453A JP 3347992 A JP3347992 A JP 3347992A JP 3347992 A JP3347992 A JP 3347992A JP H05235453 A JPH05235453 A JP H05235453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excimer laser
- diffraction grating
- beam expander
- laser device
- end side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な機構を必要とせず、振動や熱膨張に対
して安定性を備えたエキシマレーザ装置を提供する。 【構成】 レーザ媒質空間１０の一方の端部側にビーム
拡大器１１と回折格子１２から成る狭帯域化素子を配置
し、レーザ媒質空間１０の他方の端部側に配置した出射
鏡１３との間で共振器を構成し、スリット１４により所
望の波長以外の光を遮断する。ここで、ビーム拡大器１
１と回折格子１２は相対的に固定してあり、発振波長の
同調は、ビーム拡大器１１の入射瞳面を中心にビーム拡
大器１１と回折格子１２の双方を載置した回転ステージ
１５を回転させることにより行っている。これによっ
て、簡易な機構で安定した同調を行うことが可能とな
る。
して安定性を備えたエキシマレーザ装置を提供する。 【構成】 レーザ媒質空間１０の一方の端部側にビーム
拡大器１１と回折格子１２から成る狭帯域化素子を配置
し、レーザ媒質空間１０の他方の端部側に配置した出射
鏡１３との間で共振器を構成し、スリット１４により所
望の波長以外の光を遮断する。ここで、ビーム拡大器１
１と回折格子１２は相対的に固定してあり、発振波長の
同調は、ビーム拡大器１１の入射瞳面を中心にビーム拡
大器１１と回折格子１２の双方を載置した回転ステージ
１５を回転させることにより行っている。これによっ
て、簡易な機構で安定した同調を行うことが可能とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体の露光光源等に
用いる狭帯域化のエキシマレーザ装置に関する。
用いる狭帯域化のエキシマレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の狭帯域化のエキシマレーザ装置に
ついては、文献「CANADIAN JOURNAL OF PHYSICS 」１９
８４年、第６３巻、２１４頁から２１９頁に記述されて
いる。図３は、この文献に記載のビーム拡大器と回折格
子によって狭帯域化した従来の狭帯域化エキシマレーザ
装置の構成を示したものである。
ついては、文献「CANADIAN JOURNAL OF PHYSICS 」１９
８４年、第６３巻、２１４頁から２１９頁に記述されて
いる。図３は、この文献に記載のビーム拡大器と回折格
子によって狭帯域化した従来の狭帯域化エキシマレーザ
装置の構成を示したものである。
【０００３】レーザ媒質空間１の一方の端部側にビーム
拡大器２と回折格子３から成る狭帯域化素子を配置し、
レーザ媒質空間１の他方の端部側に配置した出射鏡４と
の間で共振器を構成し、スリット５により所望の波長以
外の光を遮断している。ここで、発振波長の同調は、回
折格子３を矢印Ａ方向に回転させることにより行う。な
お、図３ではビーム拡大器２に凹凸の円筒レンズを用い
ているが、ビーム拡大プリズムを用いても効果は同じで
ある。
拡大器２と回折格子３から成る狭帯域化素子を配置し、
レーザ媒質空間１の他方の端部側に配置した出射鏡４と
の間で共振器を構成し、スリット５により所望の波長以
外の光を遮断している。ここで、発振波長の同調は、回
折格子３を矢印Ａ方向に回転させることにより行う。な
お、図３ではビーム拡大器２に凹凸の円筒レンズを用い
ているが、ビーム拡大プリズムを用いても効果は同じで
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リトロー配
置の回折格子の角度分散は、次の（１）式で示される。
置の回折格子の角度分散は、次の（１）式で示される。
【０００５】
【数１】
【０００６】ただし、ｄは格子間隔、θはリトロー角、
ｍは回折次数、λは波長である。上式より、角度の変化
に対する波長の変化は、次の（２）式で示される。
ｍは回折次数、λは波長である。上式より、角度の変化
に対する波長の変化は、次の（２）式で示される。
【０００７】
【数２】
【０００８】半導体の縮小投影露光の用途に用いる狭帯
域化エキシマレーザ装置等では、発振波長を±０．５ｐ
ｍ程度の精度で同調を行う必要がある。例えば、波長２
４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザにおいて格子間隔ｄ＝
０．２８μｍ（格子定数３６００本／ｍｍ）、ｍ＝２次
の回折光で狭帯域化を行う場合、±０．５ｐｍの精度で
同調を行うには、±４μｒａｄの角度制御が必要であ
る。この制御量は、通常の回転ステージやミラーホルダ
等の角度制御量が１７μｒａｄ程度（１／１０００°）
が限界であるのに対して非常に厳しい要求であり、従来
複雑な機構を付加して制御を行っていた。このため、機
械的な振動や機構部品の熱膨張等の影響を受けやすく、
安定性を高めるのが困難であった。
域化エキシマレーザ装置等では、発振波長を±０．５ｐ
ｍ程度の精度で同調を行う必要がある。例えば、波長２
４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザにおいて格子間隔ｄ＝
０．２８μｍ（格子定数３６００本／ｍｍ）、ｍ＝２次
の回折光で狭帯域化を行う場合、±０．５ｐｍの精度で
同調を行うには、±４μｒａｄの角度制御が必要であ
る。この制御量は、通常の回転ステージやミラーホルダ
等の角度制御量が１７μｒａｄ程度（１／１０００°）
が限界であるのに対して非常に厳しい要求であり、従来
複雑な機構を付加して制御を行っていた。このため、機
械的な振動や機構部品の熱膨張等の影響を受けやすく、
安定性を高めるのが困難であった。
【０００９】本発明の目的は上述した問題に鑑みなされ
たもので、複雑な機構を必要とせず、振動や熱膨張に対
して安定性を有するエキシマレーザ装置を提供するにあ
る。
たもので、複雑な機構を必要とせず、振動や熱膨張に対
して安定性を有するエキシマレーザ装置を提供するにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のエキシマ
レーザ装置は、レーザ共振器内にビーム拡大器と回折格
子からなる狭帯域化光学系を備えたエキシマレーザ装置
において、ビーム拡大器の入射瞳面を中心にビーム拡大
器もしくは狭帯域化光学系全体を回転させて発振波長を
同調させる構成としたものである。
レーザ装置は、レーザ共振器内にビーム拡大器と回折格
子からなる狭帯域化光学系を備えたエキシマレーザ装置
において、ビーム拡大器の入射瞳面を中心にビーム拡大
器もしくは狭帯域化光学系全体を回転させて発振波長を
同調させる構成としたものである。
【００１１】請求項２記載のエキシマレーザ装置は、ビ
ーム拡大器をプリズムとした構成としたものである。
ーム拡大器をプリズムとした構成としたものである。
【００１２】
【作用】ビーム拡大器の入射角をα、出射角をβ、拡大
率をＭとすると、入射角の変化に対する出射角の変化は
次の（３）式で与えられる。
率をＭとすると、入射角の変化に対する出射角の変化は
次の（３）式で与えられる。
【００１３】
【数３】
【００１４】右辺の符号はビーム拡大器の構成によって
異なり、凸レンズ２枚を共焦点に配置した場合と、凹レ
ンズ１枚と凸レンズ１枚を共焦点に配置した場合やプリ
ズムの場合とでは逆の符号となる。いずれの場合にも、
上式はビーム拡大器が角度制御量を１／Μに減少させる
働きを有することを示している。
異なり、凸レンズ２枚を共焦点に配置した場合と、凹レ
ンズ１枚と凸レンズ１枚を共焦点に配置した場合やプリ
ズムの場合とでは逆の符号となる。いずれの場合にも、
上式はビーム拡大器が角度制御量を１／Μに減少させる
働きを有することを示している。
【００１５】したがって、ビーム拡大器の入射瞳面を中
心にビーム拡大器もしくは狭帯域化光学系全体を回転さ
せて発振波長を同調することにより、従来困難であった
角度制御を容易に行うことが可能となる。この場合、振
動や熱膨張に対して不安定な回折格子を固定できるの
で、安定性を高めることができる。
心にビーム拡大器もしくは狭帯域化光学系全体を回転さ
せて発振波長を同調することにより、従来困難であった
角度制御を容易に行うことが可能となる。この場合、振
動や熱膨張に対して不安定な回折格子を固定できるの
で、安定性を高めることができる。
【００１６】
【実施例】次に、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は請求項１記載の狭帯域化のエキシマレーザ装
置の一実施例を示す概略構成図である。レーザ媒質空間
１０の一方の端部側にビーム拡大器１１と回折格子１２
から成る狭帯域化素子を配置し、レーザ媒質空間１０の
他方の端部側に配置した出射鏡１３との間で共振器を構
成し、スリット１４により所望の波長以外の光を遮断す
るよう構成している。ここで、ビーム拡大器１１と回折
格子１２は相対的に固定されており、発振波長の同調
は、ビーム拡大器１１の入射瞳面を中心にビーム拡大器
１１と回折格子１２の双方を載置させた回転ステージ１
５を矢印Ｂ方向に回転させることにより行っている。
る。図１は請求項１記載の狭帯域化のエキシマレーザ装
置の一実施例を示す概略構成図である。レーザ媒質空間
１０の一方の端部側にビーム拡大器１１と回折格子１２
から成る狭帯域化素子を配置し、レーザ媒質空間１０の
他方の端部側に配置した出射鏡１３との間で共振器を構
成し、スリット１４により所望の波長以外の光を遮断す
るよう構成している。ここで、ビーム拡大器１１と回折
格子１２は相対的に固定されており、発振波長の同調
は、ビーム拡大器１１の入射瞳面を中心にビーム拡大器
１１と回折格子１２の双方を載置させた回転ステージ１
５を矢印Ｂ方向に回転させることにより行っている。
【００１７】波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザに
おいて、格子間隔ｄ＝０．２８μｍ（格子定数３６００
本／ｍｍ）、ｍ＝２次回折光、Μ＝１０倍とし、１／１
０００°ステップの回転ステージを用いたところ、０．
２２ｐｍ／ステップの波長同調ができ、安定性も良好で
あった。
おいて、格子間隔ｄ＝０．２８μｍ（格子定数３６００
本／ｍｍ）、ｍ＝２次回折光、Μ＝１０倍とし、１／１
０００°ステップの回転ステージを用いたところ、０．
２２ｐｍ／ステップの波長同調ができ、安定性も良好で
あった。
【００１８】なお、上述した実施例では、ビーム拡大器
１１と回折格子１２とから成る狭帯域化光学系全体を回
転させるようにしたが、別にこれに限定されるものでは
なくビーム拡大器１１のみを回転させた構成としてもよ
い。
１１と回折格子１２とから成る狭帯域化光学系全体を回
転させるようにしたが、別にこれに限定されるものでは
なくビーム拡大器１１のみを回転させた構成としてもよ
い。
【００１９】図２に請求項２記載の狭帯域化のエキシマ
レーザ装置の一実施例を示す。本実施例は図１において
凹凸レンズにより構成したビーム拡大器１１を３段のビ
ーム拡大プリズム１６（１６Ａ〜１６Ｃ）に置き換えた
構成としたものである。そして、１段目のビーム拡大プ
リズム１６Ａを回転ステージ１５に載置させて回転させ
ることにより同調を行うようにしている。本実施例にあ
っては、球面レンズの代わりにプリズム（ビーム拡大プ
リズム１６）を用いているため、球面収差が発生せず、
広範囲にわたって同調を行ってもレーザ発振線幅に変化
はないという利点を有する。なお、図２において、レー
ザ媒質空間１０、回折格子１２、出射鏡１３、スリット
１４の構成は図１と同様なので、その説明は省略する。
レーザ装置の一実施例を示す。本実施例は図１において
凹凸レンズにより構成したビーム拡大器１１を３段のビ
ーム拡大プリズム１６（１６Ａ〜１６Ｃ）に置き換えた
構成としたものである。そして、１段目のビーム拡大プ
リズム１６Ａを回転ステージ１５に載置させて回転させ
ることにより同調を行うようにしている。本実施例にあ
っては、球面レンズの代わりにプリズム（ビーム拡大プ
リズム１６）を用いているため、球面収差が発生せず、
広範囲にわたって同調を行ってもレーザ発振線幅に変化
はないという利点を有する。なお、図２において、レー
ザ媒質空間１０、回折格子１２、出射鏡１３、スリット
１４の構成は図１と同様なので、その説明は省略する。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係わるエキ
シマレーザ装置によれば、ビーム拡大器の入射瞳面を中
心にビーム拡大器もしくは狭帯域化光学系全体を回転さ
せて発振波長を同調させる構成としたことにより、従来
困難であった角度制御を容易に行うことが可能となり、
これによって複雑な機構を必要とせず、振動や熱膨張に
対して高い安定性を得ることができるという優れた効果
を奏する。
シマレーザ装置によれば、ビーム拡大器の入射瞳面を中
心にビーム拡大器もしくは狭帯域化光学系全体を回転さ
せて発振波長を同調させる構成としたことにより、従来
困難であった角度制御を容易に行うことが可能となり、
これによって複雑な機構を必要とせず、振動や熱膨張に
対して高い安定性を得ることができるという優れた効果
を奏する。
【００２１】また、ビーム拡大器にプリズムを用いる
と、このビーム拡大器を回転しても球面収差が発生する
ことがないので、レーザ発振線幅が変動することなく同
調が可能になるという効果も奏する。
と、このビーム拡大器を回転しても球面収差が発生する
ことがないので、レーザ発振線幅が変動することなく同
調が可能になるという効果も奏する。
【図１】本発明に係わるエキシマレーザ装置の一実施例
を示す概略構成図である。
を示す概略構成図である。
【図２】同エキシマレーザ装置の他の実施例を示す概略
構成図である。
構成図である。
【図３】従来のエキシマレーザ装置の一例を示す概略構
成図である。
成図である。
１０ レーザ媒質空間 １１ ビーム拡大器 １２ 回折格子 １５ 回転ステージ １６ ビーム拡大プリズム
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ共振器内にビーム拡大器と回折格
子から成る狭帯域化光学系を備えたエキシマレーザ装置
において、前記ビーム拡大器の入射瞳面を中心にビーム
拡大器もしくは狭帯域化光学系全体を回転させて発振波
長を同調させるよう構成したことを特徴とするエキシマ
レーザ装置。 - 【請求項２】 ビーム拡大器がプリズムであることを特
徴とする請求項１記載のエキシマレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347992A JPH05235453A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3347992A JPH05235453A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | エキシマレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235453A true JPH05235453A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12387689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3347992A Pending JPH05235453A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235453A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000074183A1 (fr) * | 1999-06-01 | 2000-12-07 | Komatsu Ltd. | Dispositif laser ultraviolet |
| WO2005109586A1 (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Japan Science And Technology Agency | リトロー型外部共振器半導体レーザーにおける光軸のずれの補正方法および装置 |
| WO2011118380A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
| WO2020174752A1 (ja) | 2019-02-28 | 2020-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光共振器およびレーザ加工装置 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP3347992A patent/JPH05235453A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6785319B1 (en) | 1999-01-06 | 2004-08-31 | Komatsu Ltd. | Ultraviolet laser device |
| WO2000074183A1 (fr) * | 1999-06-01 | 2000-12-07 | Komatsu Ltd. | Dispositif laser ultraviolet |
| WO2005109586A1 (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Japan Science And Technology Agency | リトロー型外部共振器半導体レーザーにおける光軸のずれの補正方法および装置 |
| US7706425B2 (en) | 2004-05-11 | 2010-04-27 | Japan Science And Technology Agency | Littrow external oscillator semiconductor laser optical axis deviation correction method and device |
| WO2011118380A1 (ja) * | 2010-03-23 | 2011-09-29 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
| JP2011222944A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-11-04 | Gigaphoton Inc | レーザ装置 |
| US8611393B2 (en) | 2010-03-23 | 2013-12-17 | Gigaphoton Inc. | Laser apparatus |
| WO2020174752A1 (ja) | 2019-02-28 | 2020-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光共振器およびレーザ加工装置 |
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