JPH07263779A - エキシマレーザー装置 - Google Patents

エキシマレーザー装置

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JPH07263779A
JPH07263779A JP7635994A JP7635994A JPH07263779A JP H07263779 A JPH07263779 A JP H07263779A JP 7635994 A JP7635994 A JP 7635994A JP 7635994 A JP7635994 A JP 7635994A JP H07263779 A JPH07263779 A JP H07263779A
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JP
Japan
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excimer laser
laser device
laser
vessel
wavelength
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Application number
JP7635994A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Yorozu
雅史 萬
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気中で運転した場合であっても、オゾン
の発生を抑えることにより、安全を確保するとともにエ
ネルギーの伝送効率を向上させることができ、従来のダ
クト状のカバーおよび窒素ガスの供給排気手段を不要と
し、光学系を複雑にすることがないエキシマレーザー装
置を提供することを課題とする。 【構成】 酸素分子によるエネルギー吸収帯を外すこ
とに着目したもので、レーザー媒質を収容したレーザー
ベッセル2と、レーザーベッセル2と組み合わせて設け
た光共振器5とを有し、レーザービームを発振するエキ
シマレーザー装置であって、発振ビームの波長帯を酸素
分子による吸収帯から避けた帯域に合わせることができ
るエタロン11などの波長選択素子を、レーザーベッセ
ル2と光共振器5(全反射ミラー3)との間に配置する
ことを特徴とするエキシマレーザー装置10である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエキシマレーザー装置に
かかるもので、とくにArF(アルゴン・フッ素)エキ
シマレーザーにおいてオゾンの発生を抑制可能なエキシ
マレーザー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のエキシマレーザー、とくにArF
エキシマレーザーを空気中で操作すると、その発振ビー
ムのエネルギーが減衰するとともに、オゾンが生成され
るという問題がある。
【0003】図4ないし図7にもとづき概説する。図4
は、従来からのArFエキシマレーザー1の概略側面図
であって、ArFエキシマレーザー装置1は、アルゴン
ガスおよびフッ素ガスを含むレーザー媒質を収容したレ
ーザーベッセル2と、全反射ミラー3およびハーフミラ
ー4からなる光共振器5とを有する。
【0004】図5は、ArFエキシマレーザー装置1の
真空中におけるレーザースペクトルのグラフであって、
最適の運転状態ではガウス分布を呈する。
【0005】しかしながら、図6の酸素分子による吸収
帯のグラフに示すように、酸素分子が特定の波長(たと
えば、193.1nm、193.3nm、193.5n
mなど)のエネルギーを吸収可能であるため、かつ上述
のArFエキシマレーザー装置1からの発振ビームの波
長帯域がこの酸素分子による吸収帯域を含んでいるた
め、ArFエキシマレーザー装置1を空気中で操作する
と、結果的に図7に点線で示すようなレーザースペクト
ルを得る。
【0006】したがって、発振ビームのスペクトルが乱
れるとともに、そのエネルギーが減衰し、エネルギーを
吸収した酸素分子はオゾンを発生することとなり、Ar
Fエキシマレーザー装置1の性能低下の問題および安全
上の問題が生じた。
【0007】そこで、図4に仮想線で示すように、光共
振器5のハーフミラー4から発振側において発振ビーム
のまわりにダクト状のカバー6を取り付けた上で光学系
7を配置するとともに、ダクト状のカバー6の内部を窒
素ガスでパージしていた。
【0008】したがって、こうしたダクト状のカバー6
などの補助機構を追加的に設けるために、光伝送系が複
雑になること、光伝送系の自由度が少なくなること、窒
素ガスが必要となることなどの問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、空気中で運転した場
合であっても、オゾンの発生を抑えることにより、安全
を確保するとともにエネルギーの伝送効率を向上させる
ことができるエキシマレーザー装置を提供することを課
題とする。
【0010】また本発明は、従来のダクト状のカバー6
および窒素ガスの供給排気手段を不要としたエキシマレ
ーザー装置を提供することを課題とする。
【0011】さらに本発明は、光学系7を複雑にするこ
とがないエキシマレーザー装置を提供することを課題と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、酸素
分子によるエネルギー吸収帯を外すことに着目したもの
で、レーザー媒質を収容したレーザーベッセルと、この
レーザーベッセルと組み合わせて設けた光共振器と、を
有し、レーザービームを発振するエキシマレーザー装置
であって、上記発振ビームの波長帯を酸素分子による吸
収帯から避けた帯域に合わせることができる波長選択素
子を、上記レーザーベッセルと上記光共振器との間に配
置することを特徴とするエキシマレーザー装置である。
【0013】上記エキシマレーザー媒質は、アルゴンガ
スおよびフッ素ガスを含むことができる。
【0014】上記波長選択素子は、これを上記光共振器
の全反射ミラーと上記レーザーベッセルとの間に配置す
ることができる。
【0015】上記波長選択素子は、これをエタロン、プ
リズム、あるいはグレーティング(回折格子)などとす
ることができる。
【0016】
【作用】本発明によるエキシマレーザー装置において
は、エタロン、プリズムあるいはグレーティングなどの
波長選択素子により、波長の狭帯域化を行い、発振ビー
ムの波長帯を酸素分子による吸収帯から避けた帯域に合
わせることができるようにしたので、発振ビームが空気
中を伝搬しても、酸素分子が発振ビームからエネルギー
を吸収することがなく、エネルギーの減衰を防止すると
ともに、オゾンの発生もこれを抑制することができる。
【0017】したがって、運転上安全であるとともに、
従来のようにダクト状のカバー6あるいは窒素ガスの供
給排気手段を設けることが不要で、光学系7が複雑にな
ることもない。
【0018】
【実施例】つぎに本発明の第1の実施例によるエキシマ
レーザー装置10を図1および図7にもとづき説明す
る。ただし、図4ないし図7と同様の部分には同一符号
を付し、その詳述はこれを省略する。
【0019】図1は、エキシマレーザー装置10の概略
側面図であって、エキシマレーザー装置10において
は、レーザーベッセル2と全反射ミラー3との間に波長
選択素子として、エタロン11を配置してある。
【0020】エタロン11は、高精度に研磨した平行な
一対の光学ガラスに反射誘導体多層膜を蒸着したもの
で、酸素分子による吸収波長、すなわち、図6あるいは
図7のたとえば、193.1nm、193.3nm、1
93.5nmなどを除外するように、発振ビームの波長
を選択可能とする。
【0021】エタロン11の具体的な仕様としては、た
とえば平行度は0.1”以下、エアギャップ間隔は4
9.8μm、PRC面面精度は一方の基板がλ=633
nmで−0.027λ、他方の基板がλ=633nmで
+0.024λ、FSR(フリー・スペクトル・レン
ジ)は99cm-1、フィネスはビーム径18mmで20
程度、接着基板平行度1.2’である。
【0022】こうした仕様のエタロン11を有する構成
のエキシマレーザー装置10によれば、図7に実線で示
すようなレーザースペクトル(波長が193.4nm)
を得ることができ、エタロン11の傾きを調節すること
により、発振ビームの波長帯を酸素分子による吸収帯か
ら避けた帯域(たとえば上述の仕様の場合には、波長が
193.2nmあるいは図中実線の193.4nmと二
箇所)に合わせることができる。
【0023】したがって、エキシマレーザー装置10か
らの発振ビームが空気中を伝搬しても、空気中の酸素分
子が発振ビームからエネルギーを吸収することがなく、
エネルギーの減衰を防止するとともに、オゾンの発生も
これを抑制することができる。
【0024】したがって、従来のようにダクト状のカバ
ー6を設けることが不要であるとともに、光学系7が複
雑になることもない。
【0025】なお、こうして狭帯域化した発振ビーム
を、1メートルの空気中を伝搬させたときに、エネルギ
ーのロスがないことを確認した。
【0026】図2は、本発明の第2の実施例によるエキ
シマレーザー装置20の概略側面図であって、波長選択
素子としてエタロン11の代わりにプリズム21を用い
たものである。
【0027】プリズム21は、光がその波長により屈折
率の異なる分散現象を利用するもので、その配置角度を
調整することによって、レーザーベッセル2内への入射
ビームの波長を選択することができ、図1のエキシマレ
ーザー装置10と同様の作用を期待することが可能であ
る。
【0028】図3は、本発明の第3の実施例によるエキ
シマレーザー装置30の概略側面図であって、波長選択
素子としてエタロン11の代わりにグレーティング(回
折格子)31を用いたものである。
【0029】グレーティング31は、1mmあたり20
0〜3000本程度の細かい等間隔スリット状あるいは
溝状の格子構造に形成したもので、その配置角度を選択
することによって、レーザーベッセル2内への入射ビー
ムの波長を選択することができ、図1のエキシマレーザ
ー装置10と同様の作用を期待することが可能である。
【0030】なお本発明によるエキシマレーザー装置
は、上述のArFエキシマレーザーに限定されることな
く、その発振ビームの波長帯域に酸素分子による吸収帯
があるような、その他のレーザー発振用ガス媒体を利用
したエキシマレーザーに応用することができる。
【0031】さらに、本発明によるエキシマレーザー装
置を、酸素分子による吸収帯に発振ビームの波長を合わ
せることによって、オゾン生成装置とすることも可能で
ある。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発振ビー
ムの波長の狭帯域化を行うことにより、酸素分子による
吸収帯を避けた帯域に波長を合わせたので、発振ビーム
が空気中を伝搬しても、酸素分子によるエネルギーの吸
収がないため、エネルギーロスを生じないとともに、オ
ゾンも生成されることがない。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例によるエキシマレーザー
装置10の概略側面図である。
【図2】本発明の第2の実施例によるエキシマレーザー
装置20の概略側面図である。
【図3】本発明の第3の実施例によるエキシマレーザー
装置30の概略側面図である。
【図4】従来からのArFエキシマレーザー1の概略側
面図である。
【図5】同、真空中におけるレーザースペクトルのグラ
フである。
【図6】同、酸素分子による吸収帯のグラフである。
【図7】従来からのArFエキシマレーザー1の空気中
でのレーザースペクトル(点線)、および本発明の第1
の実施例によるエキシマレーザー装置10の狭帯域化し
た空気中でのレーザースペクトル(実線)である。
【符号の説明】
1 ArFエキシマレーザー装置 2 レーザーベッセル 3 全反射ミラー 4 ハーフミラー 5 光共振器 6 ダクト状のカバー 7 光学系 10 エキシマレーザー装置 11 エタロン(波長選択素子) 20 エキシマレーザー装置 21 プリズム(波長選択素子) 30 エキシマレーザー装置 31 グレーティング(回折格子)(波長選択素子)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/13 3/225

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー媒質を収容したレーザーベッ
    セルと、 このレーザーベッセルと組み合わせて設けた光共振器
    と、を有し、レーザービームを発振するエキシマレーザ
    ー装置であって、 前記発振ビームの波長帯を酸素分子による吸収帯から避
    けた帯域に合わせることができる波長選択素子を、前記
    レーザーベッセルと前記光共振器との間に配置すること
    を特徴とするエキシマレーザー装置。
  2. 【請求項2】 前記エキシマレーザー媒質は、アルゴ
    ンガスおよびフッ素ガスを含むことを特徴とする請求項
    1記載のエキシマレーザー装置。
  3. 【請求項3】 前記波長選択素子は、これを前記光共
    振器の全反射ミラーと前記レーザーベッセルとの間に配
    置することを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザ
    ー装置。
  4. 【請求項4】 前記波長選択素子は、これをエタロン
    としたことを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザ
    ー装置。
  5. 【請求項5】 前記波長選択素子は、これをプリズム
    としたことを特徴とする請求項1記載のエキシマレーザ
    ー装置。
  6. 【請求項6】 前記波長選択素子は、これをグレーテ
    ィングとしたことを特徴とする請求項1記載のエキシマ
    レーザー装置。
JP7635994A 1994-03-24 1994-03-24 エキシマレーザー装置 Pending JPH07263779A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018100638A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 ギガフォトン株式会社 レーザ加工システム及びレーザ加工方法

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WO2018100638A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 ギガフォトン株式会社 レーザ加工システム及びレーザ加工方法
JPWO2018100638A1 (ja) * 2016-11-29 2019-10-17 ギガフォトン株式会社 レーザ加工システム及びレーザ加工方法
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