JPH0212980A - 狭帯域レーザ発振装置 - Google Patents
狭帯域レーザ発振装置Info
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- JPH0212980A JPH0212980A JP16395588A JP16395588A JPH0212980A JP H0212980 A JPH0212980 A JP H0212980A JP 16395588 A JP16395588 A JP 16395588A JP 16395588 A JP16395588 A JP 16395588A JP H0212980 A JPH0212980 A JP H0212980A
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- laser beam
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
- H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08004—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
-
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば半導体露光装置の光源として使用され
る狭帯域レーザ発振装置に関する。
る狭帯域レーザ発振装置に関する。
（従来の技術）
半導体露光用縮小投影露光装置の光源として狭帯域エキ
シマレーザが用いられつつあるが、この場合高出力を得
るためにレーザ光発振器から発振されたレーザ光の出力
を増幅する増幅部を使用したインジェクションロックの
技術が用いられる。
シマレーザが用いられつつあるが、この場合高出力を得
るためにレーザ光発振器から発振されたレーザ光の出力
を増幅する増幅部を使用したインジェクションロックの
技術が用いられる。
第５図に従来のインジェクションロック型の狭帯域レー
ザ発振装置を示す。
ザ発振装置を示す。
このレーザ発振装置１は、主発振部２と増幅部３とから
なり、双方２．３ともがエキシマガスレーザ媒質を用い
る。主発振部２はエキシマガスレーザ媒質を励起してレ
ーザ光を発光させる放電管４を挟んで対峙する回折格子
５および出力ミラー６が設けられている。
なり、双方２．３ともがエキシマガスレーザ媒質を用い
る。主発振部２はエキシマガスレーザ媒質を励起してレ
ーザ光を発光させる放電管４を挟んで対峙する回折格子
５および出力ミラー６が設けられている。
上記回折格子５と放電管４との間には上記放電管４側に
ピンホール７を有するプレート８と、回折格子５側に設
けられ図示しないプリズムまたはエタロン等によって構
成された波長選択素子９とが設けられ安定型のレーザ共
振器が形成されている。
ピンホール７を有するプレート８と、回折格子５側に設
けられ図示しないプリズムまたはエタロン等によって構
成された波長選択素子９とが設けられ安定型のレーザ共
振器が形成されている。
そして、上記主発振部２から発振されたレーザ光は第１
および第２の高反射ミラー１０．１１により光軸が折曲
され、増幅部３に入射される。
および第２の高反射ミラー１０．１１により光軸が折曲
され、増幅部３に入射される。
この増幅部３は上述のごとくエキシマガスレーザ媒質が
封入された放電管１２と、この放電管１２を挟むように
対峙して凸面ミラー１３および凹面ミラー１４とが配設
されている。ここで、上記凹面ミラー１４の中央部には
約１ｕの直径の貫通孔１５が穿設されており、上記貫通
孔１５に上記主発振部２で発振されたレーザ光が入射さ
れるようになっている。
封入された放電管１２と、この放電管１２を挟むように
対峙して凸面ミラー１３および凹面ミラー１４とが配設
されている。ここで、上記凹面ミラー１４の中央部には
約１ｕの直径の貫通孔１５が穿設されており、上記貫通
孔１５に上記主発振部２で発振されたレーザ光が入射さ
れるようになっている。
上述のように構成されたレーザ発振装置１はまず、主発
振部２によってスペクトル幅０．００３ｎａ＋、平均出
力０．０１ｗのレーザ光を発振する。これは、上記放電
管４で発光された光を上記回折格子５、波長選択素子９
およびプレート８のピンホール７等を通過させることに
より、単一光を発振状態とし、所定の出力（０，Ｏｌｗ
）を上記出力ミラー６から上記第１の高反射ミラー１０
に向けてレーザ光を照射する。そして、第１の高反射ミ
ラー１０に反射されたレーザ光は第２の高反射ミラー１
１に反射されることで上記増幅部３に入射される。この
増幅部３に入射されるレーザ光は凹面ミラー１４の貫通
孔１５から不安定型共振器１３．１４間に入射され、こ
の共振器１３．１４間でビームを拡大しながら複数回反
射されることで、インジェクションロックされ狭いスペ
クトル幅を保ちながら、出力が増幅され、最終的に凸面
ミラー１３側から出射する。この増幅作用によりスペク
トル幅は主発振部２から発振されたときと同じ０．００
３ｎｍで、平均出力が５０ｗの狭帯域レーザ光を得るこ
とができる。
振部２によってスペクトル幅０．００３ｎａ＋、平均出
力０．０１ｗのレーザ光を発振する。これは、上記放電
管４で発光された光を上記回折格子５、波長選択素子９
およびプレート８のピンホール７等を通過させることに
より、単一光を発振状態とし、所定の出力（０，Ｏｌｗ
）を上記出力ミラー６から上記第１の高反射ミラー１０
に向けてレーザ光を照射する。そして、第１の高反射ミ
ラー１０に反射されたレーザ光は第２の高反射ミラー１
１に反射されることで上記増幅部３に入射される。この
増幅部３に入射されるレーザ光は凹面ミラー１４の貫通
孔１５から不安定型共振器１３．１４間に入射され、こ
の共振器１３．１４間でビームを拡大しながら複数回反
射されることで、インジェクションロックされ狭いスペ
クトル幅を保ちながら、出力が増幅され、最終的に凸面
ミラー１３側から出射する。この増幅作用によりスペク
トル幅は主発振部２から発振されたときと同じ０．００
３ｎｍで、平均出力が５０ｗの狭帯域レーザ光を得るこ
とができる。
ところが、このような狭帯域レーザ発振装置は次に上げ
る欠点があった。
る欠点があった。
まず、主発振部２から出力される単一横モードのレーザ
光がインジェクションロックによりそのまま増幅される
ため空間的コヒーレンスが高く、半導体製造におけるリ
ソグラフィに使用される際に露光面上でスペックルが発
生する。
光がインジェクションロックによりそのまま増幅される
ため空間的コヒーレンスが高く、半導体製造におけるリ
ソグラフィに使用される際に露光面上でスペックルが発
生する。
また、エキシマガスレーザ媒質の誘導放出型可能時間は
約１０〜４０ｎｓと極端に短く、そのため主発振部２と
増幅部３の媒質励起のタイミングを１〜３ｎｓの精度で
厳密に合せる必要があった。しかし励起のための放電の
不安定性、電気回路のジッタ等により時々このタイミン
グがずれることがあり、この場合インジェクションロッ
クが充分に行われず、スペクトル幅の広いレーザ光が出
力されてしまい、レーザ出力も不安定となることがあっ
た。さらに、主発振部２から出力されるレーザ光はピン
ホール７を通過することでレーザ光自体が極く細い円柱
状であり、発光されたレーザ光の極く一部のみを取出す
ようになっているので励起体積の利用効率が低いもので
あった。
約１０〜４０ｎｓと極端に短く、そのため主発振部２と
増幅部３の媒質励起のタイミングを１〜３ｎｓの精度で
厳密に合せる必要があった。しかし励起のための放電の
不安定性、電気回路のジッタ等により時々このタイミン
グがずれることがあり、この場合インジェクションロッ
クが充分に行われず、スペクトル幅の広いレーザ光が出
力されてしまい、レーザ出力も不安定となることがあっ
た。さらに、主発振部２から出力されるレーザ光はピン
ホール７を通過することでレーザ光自体が極く細い円柱
状であり、発光されたレーザ光の極く一部のみを取出す
ようになっているので励起体積の利用効率が低いもので
あった。
（発明が解決しようとする課題）
主発振部と増幅部との双方にエキシマガスレーザ発振器
を使用しレーザ光をピンホールに通過させる狭帯域レー
ザ発振装置は空間的コヒーレンスが高く半導体のリソグ
ラフィー等において露光面上でスペックルを発生するこ
とがある。またエキシマガスレーザ媒質の誘導放電可能
時間が極端に短いので主発振部と増幅部との互いのタイ
ミングを合せることが非常に困難である。さらに、ピン
ホールを通過させることでき狭帯域化するので励起体積
の利用効率が低いという欠点があった。
を使用しレーザ光をピンホールに通過させる狭帯域レー
ザ発振装置は空間的コヒーレンスが高く半導体のリソグ
ラフィー等において露光面上でスペックルを発生するこ
とがある。またエキシマガスレーザ媒質の誘導放電可能
時間が極端に短いので主発振部と増幅部との互いのタイ
ミングを合せることが非常に困難である。さらに、ピン
ホールを通過させることでき狭帯域化するので励起体積
の利用効率が低いという欠点があった。
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、狭帯
域化されたスペクトル幅の安定したレーザ出力を得るこ
とができ、空間的コヒーレンスが低く、リソグラフィの
際にスペックルが発生することな（均質な露光が行なえ
るレーザ光を発振できる狭帯域レーザ発振装置を提供す
ることを目的とする。
域化されたスペクトル幅の安定したレーザ出力を得るこ
とができ、空間的コヒーレンスが低く、リソグラフィの
際にスペックルが発生することな（均質な露光が行なえ
るレーザ光を発振できる狭帯域レーザ発振装置を提供す
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
スラブ状の固体レーザ媒質を有しレーザ光を発振する励
起部を設け、この励起部からのレーザ光を回折格子およ
び上記固体レーザ媒質の厚み方向になる光束厚みを狭帯
域化したスリット状のレーザ光の周波数を紫外域に変え
て出力する主発振部を設け、上記出力されたスリット上
のレーザ光を導入しエキシマガスレーザ媒質を有した励
起部で上記導入したレーザ光を増幅する増幅部を設けた
狭帯域ガスレーザ発振装置にある。
起部を設け、この励起部からのレーザ光を回折格子およ
び上記固体レーザ媒質の厚み方向になる光束厚みを狭帯
域化したスリット状のレーザ光の周波数を紫外域に変え
て出力する主発振部を設け、上記出力されたスリット上
のレーザ光を導入しエキシマガスレーザ媒質を有した励
起部で上記導入したレーザ光を増幅する増幅部を設けた
狭帯域ガスレーザ発振装置にある。
（作用）
スラブ状固体をレーザ媒質とすることにより、レーザ光
がスリット状断面となるのでマルチモードの単一波長レ
ーザ光を発振でき、空間的コヒーレンスを低くして半導
体等のりソグラフィの際にスペックルが発生することを
防止できる。また、主発振部のレーザ媒質をスラブ状の
固体とすることで、誘導放出可能時間が長く増幅部の励
起のタイミングを合せることが容易になり、安定したレ
ーザ出力を得る゛ことができる。さらに、スラブ状の固
体から発振されるレーザ光の光軸方向の断面形状はスリ
ット状で、あり、この断面形状のまま励起増幅されるの
で、励起体積の利用効率が高い。
がスリット状断面となるのでマルチモードの単一波長レ
ーザ光を発振でき、空間的コヒーレンスを低くして半導
体等のりソグラフィの際にスペックルが発生することを
防止できる。また、主発振部のレーザ媒質をスラブ状の
固体とすることで、誘導放出可能時間が長く増幅部の励
起のタイミングを合せることが容易になり、安定したレ
ーザ出力を得る゛ことができる。さらに、スラブ状の固
体から発振されるレーザ光の光軸方向の断面形状はスリ
ット状で、あり、この断面形状のまま励起増幅されるの
で、励起体積の利用効率が高い。
（実施例）
この発明における一実施例について第１図乃至第４図を
参照して説明する。図中に示される狭帯域レーザ発振装
置１６は、主発振部１７と増幅部１８とからなっており
、まず、上記主発振部１７の構成について説明する。主
発振部１７は幅、長さ、高さがそれぞれ２０ＩＩ１１×
１００Ｍ１×５蔵に形成されたスラブ状のアレキサンド
ライト１９をレーザ媒質として備え、このスラブ状のア
レキサンドライト１９の対向される表面部分には一対の
Ｘｅランプ２０．２１が対向されて設けられている。こ
れらのＸｅランプ２０．２１にはそれぞれ励起光源ドラ
イバ２２が接続されている。この励起光源ドライバ２２
は上記Ｘｅランプ２０．２１の発光を制御するものであ
る。
参照して説明する。図中に示される狭帯域レーザ発振装
置１６は、主発振部１７と増幅部１８とからなっており
、まず、上記主発振部１７の構成について説明する。主
発振部１７は幅、長さ、高さがそれぞれ２０ＩＩ１１×
１００Ｍ１×５蔵に形成されたスラブ状のアレキサンド
ライト１９をレーザ媒質として備え、このスラブ状のア
レキサンドライト１９の対向される表面部分には一対の
Ｘｅランプ２０．２１が対向されて設けられている。こ
れらのＸｅランプ２０．２１にはそれぞれ励起光源ドラ
イバ２２が接続されている。この励起光源ドライバ２２
は上記Ｘｅランプ２０．２１の発光を制御するものであ
る。
また、上記アレキサンドライト１９の長手方向の一方の
端面側には回折格子２３、他方の端面側には出力ミラー
２４が配設されている。そして、上記回折格子２３とア
レキサンドライト１９との間には、アレキサンドライト
１９側から第１のスリットプレート２５、プリズムビー
ムエキスパンダ２６が順次設けられている。
端面側には回折格子２３、他方の端面側には出力ミラー
２４が配設されている。そして、上記回折格子２３とア
レキサンドライト１９との間には、アレキサンドライト
１９側から第１のスリットプレート２５、プリズムビー
ムエキスパンダ２６が順次設けられている。
また、上記アレキサンドライト１９と出力ミラー２４と
の間には、上記アレキサンドライト１９側から非線形光
学素子等よりなるレーザ光周波数逓倍ユニット２７と、
第２のスリットプレート２８が順次設けられている。こ
こで、上記第１および第２のスリットプレート２５．２
８は共に、上記アレキサンドライト１９の幅方向の寸法
２０Ｍに亘って対向するように、幅方向に連続して貫通
されたスリット２５ａ、 ２８ａが設けられている。こ
れらのスリット２５ ａ ｓ ２ （ｙ ａの幅方向の
寸法は２２ｍであり、高さ寸法は１１１１１に形成され
ている。
の間には、上記アレキサンドライト１９側から非線形光
学素子等よりなるレーザ光周波数逓倍ユニット２７と、
第２のスリットプレート２８が順次設けられている。こ
こで、上記第１および第２のスリットプレート２５．２
８は共に、上記アレキサンドライト１９の幅方向の寸法
２０Ｍに亘って対向するように、幅方向に連続して貫通
されたスリット２５ａ、 ２８ａが設けられている。こ
れらのスリット２５ ａ ｓ ２ （ｙ ａの幅方向の
寸法は２２ｍであり、高さ寸法は１１１１１に形成され
ている。
上述のように構成された主発振部１７の出力ミラー２４
から出射されたレーザ光は第１および第２の高反射ミラ
ー２９．３０に順次反射されて光軸が折曲されることで
、増幅部１８に入射される。
から出射されたレーザ光は第１および第２の高反射ミラ
ー２９．３０に順次反射されて光軸が折曲されることで
、増幅部１８に入射される。
この増幅部１８は放電によりエキシマガスレーザ媒質を
励起するエキシマレーザ励起部３１と、この励起部３１
を挟んで対峙する円筒凹面ミラー３２と円筒凸面ミラー
３３とからなる増幅共振器３１ａを有しており、上記励
起部３１はエキシマガスレーザ媒質が封入された放電管
３４と、この放電管３４内に放電を発生させるためのエ
キシマレーザ励起部ドライバ３５が設けられている。つ
まり、上記放電管３４内には、通過するレーザ光を増幅
するための図示しない放電電極が設けられ、この放電電
極に対して上記励起ドライバ３５が電気的に接続されて
いる。この励起ドライバ３５は遅延回路３６に接続され
ており、この遅延回路３６から制御されることで作動す
るようになっている。ここで、遅延回路３６は上記主発
振部１７の励起光源ドライバ２２にも接続されており、
主発振部１７で発振されたレーザ光にタイミングよく増
幅部１８が作動するように、主発振部１７と増幅部１８
との双方を制御するようになっている。
励起するエキシマレーザ励起部３１と、この励起部３１
を挟んで対峙する円筒凹面ミラー３２と円筒凸面ミラー
３３とからなる増幅共振器３１ａを有しており、上記励
起部３１はエキシマガスレーザ媒質が封入された放電管
３４と、この放電管３４内に放電を発生させるためのエ
キシマレーザ励起部ドライバ３５が設けられている。つ
まり、上記放電管３４内には、通過するレーザ光を増幅
するための図示しない放電電極が設けられ、この放電電
極に対して上記励起ドライバ３５が電気的に接続されて
いる。この励起ドライバ３５は遅延回路３６に接続され
ており、この遅延回路３６から制御されることで作動す
るようになっている。ここで、遅延回路３６は上記主発
振部１７の励起光源ドライバ２２にも接続されており、
主発振部１７で発振されたレーザ光にタイミングよく増
幅部１８が作動するように、主発振部１７と増幅部１８
との双方を制御するようになっている。
また、上記円筒凹面ミラー３２は上記第２の高反射ミラ
ー３０と放電管３４との間のレーザ光の光軸上に配設さ
れ、反射面３７が上記放電管３４に対向されている。こ
の反射面３７は高さ方向にのみ湾曲され、幅方向には曲
率をもたないシリンドリカルな形状に形成されており、
高さ方向の中央部にはレーザ光が通過されるように、入
射部としての無反射コーティング領域３８が形成され、
その他の部分には高反射コーティング領域３９が形成さ
れている。上記無反射コーティング領域３８は高さ寸法
が１１１％幅寸法が２０ｗ１で形成されている。
ー３０と放電管３４との間のレーザ光の光軸上に配設さ
れ、反射面３７が上記放電管３４に対向されている。こ
の反射面３７は高さ方向にのみ湾曲され、幅方向には曲
率をもたないシリンドリカルな形状に形成されており、
高さ方向の中央部にはレーザ光が通過されるように、入
射部としての無反射コーティング領域３８が形成され、
その他の部分には高反射コーティング領域３９が形成さ
れている。上記無反射コーティング領域３８は高さ寸法
が１１１％幅寸法が２０ｗ１で形成されている。
一方、円筒凸面ミラー３３はその高さ方向にのみ湾曲さ
れた反射面４０が放電管３４に対向するように配設され
、高さ方向の中央部には高さ寸法２ｍｓ幅寸法が２０ｍ
ｒｘの寸法範囲で高反射コーティング領域４１が形成さ
れている。また、反射面４０の高反射コーティング領域
４１の他の部分には無反射コーティング領域４２が形成
されている。さらに、裏面４３は無反射コーティングが
なされており、表面と同じ曲率をもつメニスカス形とな
っている。
れた反射面４０が放電管３４に対向するように配設され
、高さ方向の中央部には高さ寸法２ｍｓ幅寸法が２０ｍ
ｒｘの寸法範囲で高反射コーティング領域４１が形成さ
れている。また、反射面４０の高反射コーティング領域
４１の他の部分には無反射コーティング領域４２が形成
されている。さらに、裏面４３は無反射コーティングが
なされており、表面と同じ曲率をもつメニスカス形とな
っている。
ここで、円筒凹面および円筒凸面ミラー３２．３３は共
にレーザ光を透過する材質によって形成されている。
にレーザ光を透過する材質によって形成されている。
以上のように構成された狭帯域レーザ発振装置を作動さ
せると、まず、上記Ｘｅランプ２０．２１が励起光源ド
ライバ２２からの制御を受けて発光し、主発振部１７の
アレキサンドライト１９で波長が７５０±５ＯｎＩｇの
範囲でレーザ光が発振される。そしてこのレーザ光は上
記レーザ周波数逓倍ユニット２７を通過することで波長
が例えば１／３となり、さらにスリットプレート２５．
２８、プリズムビームエキスパンダ２６、回折格子２３
により中心波長２４８．４ｎｍｓスペクトル幅０．００
３ｎｍに変換される。そして出力ミラー２４から出射さ
れるレーザ光の光軸方向の断面形状は高さ寸法が１順、
幅寸法が２０ｍのスリット型の矩形状をなしている。
せると、まず、上記Ｘｅランプ２０．２１が励起光源ド
ライバ２２からの制御を受けて発光し、主発振部１７の
アレキサンドライト１９で波長が７５０±５ＯｎＩｇの
範囲でレーザ光が発振される。そしてこのレーザ光は上
記レーザ周波数逓倍ユニット２７を通過することで波長
が例えば１／３となり、さらにスリットプレート２５．
２８、プリズムビームエキスパンダ２６、回折格子２３
により中心波長２４８．４ｎｍｓスペクトル幅０．００
３ｎｍに変換される。そして出力ミラー２４から出射さ
れるレーザ光の光軸方向の断面形状は高さ寸法が１順、
幅寸法が２０ｍのスリット型の矩形状をなしている。
ここで、上記アレキサンドライト１９はスラブ状に形成
されており、このアレキサンドライト１９を励起して発
振されるレーザ光は出力されるスリット状のレーザ光に
極めて近い断面形状なので、励起体積の利用効率を高く
することができる。
されており、このアレキサンドライト１９を励起して発
振されるレーザ光は出力されるスリット状のレーザ光に
極めて近い断面形状なので、励起体積の利用効率を高く
することができる。
ここで、主発振部１７で発振されるレーザ光の出力は平
均出力０．２ｗ程度と従来のエキシマレーザ発振装置に
よる主発振部に比較して１０倍以上の出力が得られるた
め、比較的大きな面積で出力しても充分なインジェクシ
ョンロックを行なうことができる。
均出力０．２ｗ程度と従来のエキシマレーザ発振装置に
よる主発振部に比較して１０倍以上の出力が得られるた
め、比較的大きな面積で出力しても充分なインジェクシ
ョンロックを行なうことができる。
上述のように、主発振部１７から出力されたレーザ光は
増幅部１８の円筒凹面ミラー３２の無反射コーティング
領域３８から増幅部３２の増幅共振器３１ａ内に入射さ
れる。このレーザ光は円筒凹面ミラー３２を通過すると
放電管３４を通過し、円筒凸面ミラー３３の高反射コー
ティング領域４１に反射し、再度放電管３４を通過する
。そして、円筒凹面ミラー３２の高反射コーティング領
域３９に反射され、繰返し放電管３４を通過して円筒凸
面ミラー３３の高反射コーティング領域４１に反射する
。このように円筒凹面ミラー３２および円筒凸面ミラー
３３の間で反射されることで、円筒面の曲率方向にのみ
拡大増幅される。これにより円筒凸面ミラー３３の外側
部分より、高さ方法が１０Ｂ１幅方向が２０ｍの光断面
のレーザ光が出力される。ここで、出射されるレーザ光
は高さ方向の中央部に上記円筒凸面ミラー３３の高反射
コーティング領域４２によって高さ方向の寸法２ｕの影
が形成されている。つまり円筒凸面ミラー３３の無反射
コーティング領域４２からのみ出射されるのでレーザ光
の断面は上側および下側に２つに分割されている。なお
、このとき上記主発振部１７から出力されたレーザ光を
増幅部１８が効率よく安定して励起増幅するために、上
記遅延回路３６が励起光源ドライバ２２と励起部ドライ
バ３５とを制御している。
増幅部１８の円筒凹面ミラー３２の無反射コーティング
領域３８から増幅部３２の増幅共振器３１ａ内に入射さ
れる。このレーザ光は円筒凹面ミラー３２を通過すると
放電管３４を通過し、円筒凸面ミラー３３の高反射コー
ティング領域４１に反射し、再度放電管３４を通過する
。そして、円筒凹面ミラー３２の高反射コーティング領
域３９に反射され、繰返し放電管３４を通過して円筒凸
面ミラー３３の高反射コーティング領域４１に反射する
。このように円筒凹面ミラー３２および円筒凸面ミラー
３３の間で反射されることで、円筒面の曲率方向にのみ
拡大増幅される。これにより円筒凸面ミラー３３の外側
部分より、高さ方法が１０Ｂ１幅方向が２０ｍの光断面
のレーザ光が出力される。ここで、出射されるレーザ光
は高さ方向の中央部に上記円筒凸面ミラー３３の高反射
コーティング領域４２によって高さ方向の寸法２ｕの影
が形成されている。つまり円筒凸面ミラー３３の無反射
コーティング領域４２からのみ出射されるのでレーザ光
の断面は上側および下側に２つに分割されている。なお
、このとき上記主発振部１７から出力されたレーザ光を
増幅部１８が効率よく安定して励起増幅するために、上
記遅延回路３６が励起光源ドライバ２２と励起部ドライ
バ３５とを制御している。
このようにして出射されたレーザ光は平均５０ｗの出力
を得ることができ、このレーザ光はスペクトル幅０．０
０３ｎｏ＋ｉこ狭帯域化されているが、レーザ光が主発
振部１７でピンホールでなくスリット２５ａ、２８ａを
通過するので、横モードがマルチモードとなるため空間
的コヒーレンスを低くでき、半導体等へのりソグラフィ
の際のスペックルの発生を低減できる。
を得ることができ、このレーザ光はスペクトル幅０．０
０３ｎｏ＋ｉこ狭帯域化されているが、レーザ光が主発
振部１７でピンホールでなくスリット２５ａ、２８ａを
通過するので、横モードがマルチモードとなるため空間
的コヒーレンスを低くでき、半導体等へのりソグラフィ
の際のスペックルの発生を低減できる。
また、アレキサンドライトレーザのパルス幅は１μｓ程
度あり、従来のエキシマレーザと比較してパルス幅が５
０倍程度長く、主発振部１７と増幅部１８との励起タイ
ミングのずれによるインジェクションロックのずれを防
止が容易である。
度あり、従来のエキシマレーザと比較してパルス幅が５
０倍程度長く、主発振部１７と増幅部１８との励起タイ
ミングのずれによるインジェクションロックのずれを防
止が容易である。
なお、本発明は上記一実施例にのみ限定されるものでは
ない。例えば、上記一実施例ではスラブ状固体のレーザ
媒質の材質はアレキサンドライト１９であるがこれに限
定されず、増幅部で励起されるエキシマレーザの波長に
対応可能なレーザを発振できるスラブ状の固体媒質であ
ればよい。
ない。例えば、上記一実施例ではスラブ状固体のレーザ
媒質の材質はアレキサンドライト１９であるがこれに限
定されず、増幅部で励起されるエキシマレーザの波長に
対応可能なレーザを発振できるスラブ状の固体媒質であ
ればよい。
主発振部にスラブ状の固体レーザ媒質を使用することに
より、レーザ光の光軸方向の断面が幅方向に長いものと
なり、この幅方向のモードがマルチモードとなり、リソ
グラフィ等に利用する際にスペックルの発生を防止でき
る。また、主発振部のレーザ媒質を固体とすることで、
レーザ光の誘導放出可能時間を延長でき、増幅部で励起
のタイミングを確実に合せることができるようになり、
安定したレーザ光を発振できる。さらに、上記主発振部
のスラブ状固体媒質は光軸方向の断面がスリット状に発
光され、この断面形状に近い状態のままで増幅部で増幅
されるので、従来構造に比較して励起体積の利用効率を
高くすることができる。
より、レーザ光の光軸方向の断面が幅方向に長いものと
なり、この幅方向のモードがマルチモードとなり、リソ
グラフィ等に利用する際にスペックルの発生を防止でき
る。また、主発振部のレーザ媒質を固体とすることで、
レーザ光の誘導放出可能時間を延長でき、増幅部で励起
のタイミングを確実に合せることができるようになり、
安定したレーザ光を発振できる。さらに、上記主発振部
のスラブ状固体媒質は光軸方向の断面がスリット状に発
光され、この断面形状に近い状態のままで増幅部で増幅
されるので、従来構造に比較して励起体積の利用効率を
高くすることができる。
第１図乃至第４図はこの発明における一実施例であり、
第１図は狭帯域レーザ発振装置の概略的構成を示す構成
図、第２図はスラブ状固体の形状を示す斜視図、第３図
は円筒凹面ミラーを示す斜視図、第４図は円筒凸面ミラ
ーを示す斜視図、第５図は従来の狭帯域レーザ発振装置
の概略的構成を示す構成図である。 １７・・・主発振部、１８・・・増幅部、１９・・・ア
レキサンドライト（スラブ状固体）、２３・・・回折格
子、２５ａ・・・スリット、２８ａ・・・スリット、２
７・・・光周波数逓倍ユニット、３２・・・円筒凹面ミ
ラー３３・・・円筒凸面ミラー 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図は狭帯域レーザ発振装置の概略的構成を示す構成
図、第２図はスラブ状固体の形状を示す斜視図、第３図
は円筒凹面ミラーを示す斜視図、第４図は円筒凸面ミラ
ーを示す斜視図、第５図は従来の狭帯域レーザ発振装置
の概略的構成を示す構成図である。 １７・・・主発振部、１８・・・増幅部、１９・・・ア
レキサンドライト（スラブ状固体）、２３・・・回折格
子、２５ａ・・・スリット、２８ａ・・・スリット、２
７・・・光周波数逓倍ユニット、３２・・・円筒凹面ミ
ラー３３・・・円筒凸面ミラー 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- スラブ状の固体レーザ媒質を有した励起部で発生したレ
ーザ光を回折格子および上記固体レーザ媒質の厚み方向
になる光束厚みを狭めるスリットを形成した開口板とで
狭帯域化しかつこの狭帯域化したスリット状のレーザ光
の周波数を紫外域に変えて出力する主発振部と、上記出
力されたスリット状のレーザ光を導入しエキシマガスレ
ーザ媒質を有した励起部で上記導入したレーザ光を増幅
して出力する増幅部とを備えたことを特徴とする狭帯域
レーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16395588A JPH0212980A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 狭帯域レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16395588A JPH0212980A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 狭帯域レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212980A true JPH0212980A (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=15783999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16395588A Pending JPH0212980A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 狭帯域レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212980A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008115592A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electromagnetic radiation amplification systems based on photonic gratings |
| US10056730B2 (en) | 2016-09-07 | 2018-08-21 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences | Selective amplifier |
| JP2021114622A (ja) * | 2017-01-16 | 2021-08-05 | サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー | エキシマ光源におけるスペックルの低減 |
| CN113594840A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-11-02 | 四川光天下激光科技有限公司 | 一种多程放大系统的种子光光路结构 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16395588A patent/JPH0212980A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008115592A1 (en) * | 2007-03-21 | 2008-09-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electromagnetic radiation amplification systems based on photonic gratings |
| US7805041B2 (en) | 2007-03-21 | 2010-09-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electromagnetic radiation amplification systems based on photonic gratings |
| US10056730B2 (en) | 2016-09-07 | 2018-08-21 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences | Selective amplifier |
| JP2021114622A (ja) * | 2017-01-16 | 2021-08-05 | サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー | エキシマ光源におけるスペックルの低減 |
| CN113594840A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-11-02 | 四川光天下激光科技有限公司 | 一种多程放大系统的种子光光路结构 |
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