JPH1126856A - 反射型波長選択素子の曲げ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】狭くかつ安定したスペクトル線幅のレーザ光を
得ることができるレーザ波面の補正を可能にする。 【解決手段】共振器の一方を構成する反射型波長選択素
子を曲げる事によって該反射型波長選択素子から出射さ
れるレーザ光の波面を補正する反射型波長選択素子の曲
げ機構において、前記反射型波長選択素子の両端部を支
持する支持機構と、前記反射型波長選択素子の背面の略
中央部を押圧する押圧機構とを備えるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、共振器の一方を
構成する反射型波長選択素子を曲げる事によって該反射
型波長選択素子から出射されるレーザ光の波面を補正す
る反射型波長選択素子用曲げ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置製造用のステッパの光源とし
てエキシマレーザの利用が注目されている。これは、エ
キシマレーザの波長が短いことから光露光の限界０．３
５μｍ以下に延ばせる可能性があること、同じ解像度な
ら従来用いていた水銀ランプのｇ線やｉ線に比較して焦
点深度が深いこと、レンズの開口数（ＮＡ）が小さくて
すみ、露光領域を大きくできること、大きなパワーが得
られること等の多くの優れた利点が期待できるからであ
る。

【０００３】ところが、このエキシマレーザを半導体露
光装置の光源として用いる場合、エキシマレーザの波長
（ＫｒＦエキシマレーザの波長は２４８ｎｍ、ＡｒＦエ
キシマレーザでは１９３ｎｍ）で製作可能な光学系のレ
ンズの材料としては合成石英素材しかないが（ＣａＦ2
では加工が困難）、合成石英素材単一では色収差の機能
を持たせることはできない。

【０００４】例えば、ＫｒＦエキシマレーザの自然発振
光の場合は、スペクトル線幅は３００ｐｍと広く、この
ままでは露光装置のレンズの色収差を無視することはで
きず、露光結果に充分な解像度を得る事はできない。

【０００５】そこで、エキシマレーザを半導体露光装置
の光源として用いる場合は、レーザ共振器内にエタロン
あるいはグレーティングおよびプリズム等の波長選択素
子を配置することによりレーザ光を狭帯域化するように
している。

【０００６】ところで、光共振器内においては、様々な
原因によって、レーザ光の波面はダイバージェンス（拡
がり）および曲率を有することになる。

【０００７】例えば、共振器内にスリットが配置されて
いる場合には、このスリットによる回折によりスリット
通過後の光は球面波となる。

【０００８】また、共振器内に配置されている光学素子
自身の収差によって波面が歪むこともある。例えば、狭
帯域化素子として用いられるプリズムエキスパンダのよ
うな透過型の光学素子では (a)内部の屈折率分布が完全に一様ではない (b)プリスムの研磨面が歪んでいる などにより、この光学素子を通過したレーザ光の波面は
凸面または凹面の曲率を持つものとなる。

【０００９】そして、このような曲率を有する波面を持
つレーザ光が平坦な形状のグレーティングに入射された
場合は、グレーティングによる波長選択性能を低下させ
てしまうことになる。すなわち、グレーティングへのレ
ーザ光の入射波面が曲率を持つ場合は、グレーティング
のそれぞれの溝にレーザ光が異なる角度で入射されるこ
とになるので、グレーティングの波長選択特性が低下
し、狭帯域化したレーザ光のスペクトル線幅が広くな
る。

【００１０】そこで、ＵＳＰ−５０９５４９２において
は、グレーティングに入射するレーザ光の波面に一致す
るようにグレーティング自体を曲げることにより、上記
不具合に対処するようにしていた。

【００１１】すなわち、この従来技術における狭帯域化
エキシマレーザは、図２０に示すように、フロントミラ
ー１００、レーザチャンバ１０１、アパーチャー１０
２、ビームエキスパンダ１０３、ミラー１０４およびグ
レーティング１０５を有し、さらに図２１に示すような
曲率発生装置によってグレーティング１０５をグレーテ
ィング１０５への入射波面の曲率に応じて曲げるように
している。

【００１２】図２１に示す曲率発生装置は、グレーティ
ング１０５の両端部をボール１０６を介してマウント１
０７によって支持し、さらにこれらのマウント１０７を
スプリング１０８を介して圧力プレート１０９に連結す
るとともに、ボルトスクリュー１１０の一端を圧力プレ
ート１０９に螺合し、その他端をグレーティング１０５
の中央部裏面に接合されたナット１１１に螺合するよう
にしており、ボルトスクリュー１１０の回転によってグ
レーティング１０５の中央部を圧力プレート側に引っ張
ることで、グレーティング１０５に図２２に示すような
凹面の曲率を発生させるようにしている。

【００１３】そして、この従来技術では、レーザ光のス
ペクトル線幅に応じて適正なグレーティングのテンショ
ンを予め設定し、この設定関係に基づきグレーティング
のテンションがスペクトル線幅検出センサ１１２の検出
値に対応する設定テンション値になるようにモータ１１
３を駆動制御してボルトスクリュー１１０を回転駆動す
るようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、グレーティング１０５を凹面に調整す
ることはできるが、グレーティング１０５を凸面には成
形することができないという問題がある。

【００１５】すなわち、プリズムやグレーティングなど
の光学素子は常に理想的なものが製造されるとは限ら
ず、ものによってかなりの製造ばらつきがある。したが
って、ものによっては透過した波面が凹面または凸面に
なるビームエキスパンダ１０３もあり、さらに回折波面
が凹面または凸面になるグレーティング１０３もある。
このため、ビームエキスパンダ１０３を透過した波面の
状態またはグレーティング１０５の回折波面の状態によ
っては、グレーティング１０５を凸面に成形して波面補
正を行うことが必要になるが、上記従来技術の機構では
かかる補正は不可能であった。

【００１６】また、上記従来技術ではグレーティング１
０５の両端を支持し、その中央部をの１点を引っ張ると
いう単純な機構であるため、グレーティング１０５の形
状が滑らかな曲率を持つ凹面とはならず、図２３に示す
ような屈曲点を有する略３角形状となっていた、このた
め、従来技術のグレーティングに平面波面は入射された
場合、その回折波面は、図２３に示すような、３角形状
となっていた。

【００１７】ところで、将来的には、露光装置のレンズ
の解像度を０．２５μｍ以下に上げるために、レンズの
開口数ＮＡをさらに大きくすることが要求されるが、開
口数ＮＡが大きくなると色収差が大きくなる。このた
め、露光装置側から要求されるレーザ光のスペクトル線
幅は０．４ｐｍ以下になることが予想される。

【００１８】このような極めて狭いスペクトル線幅を実
現するためには、波面の精密な微調整が必要になるの
で、上記従来技術のような単純で粗野な構成の波面調整
機構では対処することができない。

【００１９】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、狭くかつ安定したスペクトル線幅のレーザ光
を得ることができるレーザ波面の補正が可能な反射型波
長選択素子の曲げ機構を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段及び作用効果】この発明で
は、共振器の一方を構成する反射型波長選択素子を曲げ
る事によって該反射型波長選択素子から出射されるレー
ザ光の波面を補正する反射型波長選択素子の曲げ機構に
おいて、前記反射型波長選択素子の両端部を支持する支
持機構と、前記反射型波長選択素子の背面の略中央部を
押圧する押圧機構とを備えるようにしている。

【００２１】係る発明によれば、グレーティングなどの
反射型波長選択素子の両端部を支持し、その背面の略中
央部を押圧するようにしているので、反射型波長選択素
子を凸面に成形することができ、これにより反射型波長
選択素子から出射される波面を凸面方向に補正すること
が可能になる。

【００２２】またこの発明では、共振器の一方を構成す
る反射型波長選択素子を曲げる事によって該反射型波長
選択素子から出射されるレーザ光の波面を補正する反射
型波長選択素子の曲げ機構において、前記反射型波長選
択素子の両端部を支持する支持機構と、前記反射型波長
選択素子の背面の１次元方向の複数の異なる位置を押圧
または引っ張る機構とを備えるようにしている。

【００２３】かかる発明によれば、反射型波長選択素子
の背面の複数箇所を押圧または引っ張ることによって反
射型波長選択素子を凹面又は凸面に成形するようにして
いるので、滑らかでほぼ一定の曲率をもつ凹面又は凸面
を得ることができるようになり、これによりこの発明に
よれば、非常に狭いスペクトルのレーザ光を効率よくか
つ安定に出力することができるようになる。また、精密
で複雑な波面調整も可能になる。

【００２４】またこの発明では、共振器の一方を構成す
る反射型波長選択素子を曲げる事によって該反射型波長
選択素子から出射されるレーザ光の波面を補正する反射
型波長選択素子の曲げ機構において、前記反射型波長選
択素子の略中央部を１または複数の箇所で支持する支持
機構と、前記反射型波長選択素子の背面の両端部近傍を
押圧または引っ張る機構とを備えるようにしている。

【００２５】この発明によれば、グレーティングなどの
反射型波長選択素子の中央部を１〜複数の箇所で支持
し、その背面の両端部を押圧または引っ張るようにして
いるので、反射型波長選択素子を凸面または凹面に成形
することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。

【００２７】図２にこの発明が適用されるグレーティン
グを備えたエキシマレーザの共振器構成を示す。図２
(a)は共振器の全体的構成を示し、図２(b)は共振器内に
配設された狭帯域化モジュール６の内部構成を示してい
る。

【００２８】この図２において、エキシマレーザ１のレ
ーザチャンバ２は紙面に垂直な方向に陽極および陰極が
対向して配設された放電電極３を有し、レーザチャンバ
２内に充填されたハロゲンガス、希ガス、バッファガス
などからなるレーザガスを放電電極３間の放電によって
励起させてレーザ発振を行う。

【００２９】レーザチャンバ２の両レーザ出射口にはウ
ィンドウ４が設けられている。また、レーザチャンバ２
とフロントミラー５との間およびレーザチャンバ２と狭
帯域化モジュール６との間にはビーム幅を制限するスリ
ット７が設けられている。

【００３０】狭帯域化モジュール６は、この場合、ビー
ムエキスパンダ８と角度分散型波長選択素子であるグレ
ーティング９とで構成されている。ビームエキスパンダ
８は、図２(b)に示すように、２個のプリズム８ａ，８
ｂによって構成されており、入射されたレーザ光のビー
ム幅を拡大してグレーティング９に入射する。

【００３１】すなわち、この図１の実施例の場合は、フ
ロントミラー５とグレーティング９との間で光共振器が
構成されている、図１の構成において、レーザチャンバ
２で発振されたレーザ光は、狭帯域化モジュール６に入
射され、ビームエキスパンダ８でそのビーム幅が拡大さ
れる。さらに、該拡大されたレーザ光はグレーティング
９に入射されて回折されることにより、所定の波長成分
のレーザ光のみが入射光と同じ方向に折り返される。グ
レーティング９で折り返されたレーザ光は、ビームエキ
スパンダ８でビーム幅が縮小された後、レーザチャンバ
２に入射される。

【００３２】レーザチャンバ２を通過して増幅されたレ
ーザ光は、フロントミラー５を介してその一部が出力光
として取り出されると共に、残りが再度レーザチャンバ
２に戻って増幅される。

【００３３】ここで、図２に示すグレーティング９にお
いては、その両端部が支持する支持機構と、その背面を
１点または多点で押圧または引っ張る機構が備えられて
おり、かかる機構によってグレーティング９自体を任意
に曲げる（あるいは曲げを修正する）ことができるよう
になっており、これによりグレーティング９での回折波
面の波面収差を補正することができる。

【００３４】すなわち、図２に示す構成において、グレ
ーティング９に入射するレーザ光の波長をλ、その入射
角度をθ、グレーティングの溝間隔距離をｄとしたとき
に回折光強度が最大になるのは、下式が成立するときで
ある。

【００３５】 ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎθ …（１） 上記（１）式の両辺をλで微分して変形すると、下式
（２）が得られる。

【００３６】 ｄθ／ｄλ＝（ｍ・ｔａｎθ）／（２・ｄ・ｓｉｎθ） …（２） 上記（１）式および（２）式から下記（３）式を得る。

【００３７】 ｄθ／ｄλ＝ｔａｎθ／λ …（３） また、この（３）式から下記（４）式が成立する。

【００３８】 Δλ＝（λ／ｔａｎθ）・Δθ …（４） 上記（４）式において、Δλはスペクトル線幅、Δθは
グレーティングに入射するレーザビームの拡がり角であ
る。

【００３９】ここで、ビームエキスパンダ８やグレーテ
ィング９の波面収差を補正することは、上記（４）式の
Δθをほぼ零にするのと同じ効果があるので、これによ
り（４）式の左辺、すなわちスペクトル線幅Δλを最小
にすることができる。

【００４０】すなわち、図２の構成において、グレーテ
ィング９に備えられた曲げ機構によってグレーティング
９の表面形状を精密に調整するようにすれば、ビームエ
キスパンダ８の製造不良、またはグレーティング９の製
造不良、またはレーザ光のビームダイバージェンスによ
るグレーティング９の回折光の波面の歪みを補正するこ
とができ、これにより非常に狭いスペクトル線幅（０．
４ｐｍ以下）のレーザ光を効率よく出力することができ
るようになる。

【００４１】以下、グレーティング９の曲げ機構につい
て各種具体構成例を示す。

【００４２】［第１実施例］図１にグレーティング９の
曲げ機構についての第１実施例を示す。

【００４３】図１(a)は平面図、図１(b)は図１(a)のＡ
−Ａ断面図、図１(c)は図１(a)を矢印ｑ方向から見た正
面図である。

【００４４】この第１実施例においては、グレーティン
グ９の両端部を支持し、かつグレーティング９の背面中
央部の一点を押圧することによって、グレーティング９
の表面の形状を凹面から平面または平面から凸面に補正
することができるようにしている。

【００４５】図１において、グレーティング９は台２０
上に載置されており、この台２０に固定された１対の下
側支持部材２１と、支持フレーム２２に固定された１対
の上側支持部材２３とによってグレーティング９の表面
側（溝が形成されている側の面）はその両端部が４点で
支持されている。すなわち、この場合、グレーティング
９の両端部は支持部材２１、２３によって前方に移動で
きないように規制されている。

【００４６】一方、グレーティングの後方側では、台２
０上に固定部材２４が取り付けられており、この固定部
材２４にマイクロメータヘッド２５が取り付けられてい
る。マイクロメータヘッド２５は、長さ測定用のマイク
ロメータのＵ字型フレーム部分を取り除いたもので、つ
まみ２６を回すことによってスピンドル２７を前後方向
に高精度に移動することができる。

【００４７】マイクロメータヘッド２５のスピンドル２
７の先端には移動ブロック２８が取り付けられており、
この移動ブロック２８はスピンドルの２７の移動に伴っ
て前後方向に移動する。

【００４８】グレーティング９の背面の中央部分には移
動ブロック２９が固定され、２つの移動ブロック２８、
２９間にはバネ等の弾性体３０が介在されている。バネ
３０の移動ブロック２９側の端部は移動ブロックに固定
されているが、移動ブロック２８側の端部はフリーとな
っている。

【００４９】かかる第１実施例においは、マイクロメー
タ２５のつまみ２６を回して移動ブロック２８をグレー
ティング９の方向に前進させると、バネ３０、移動ブロ
ック２９を介してグレーティング９の中央部に背面から
押圧力Ｆが加えられることになり、これによりグレーテ
ィング９の前面の形状を凸面方向に変形させることがで
きる。

【００５０】かかる実施例によれば、マイクロメータヘ
ッド２５を用いてグレーティング９の背面中央部をバネ
３０を介して押圧するようにしているので、 (1)一定の力で安定にグレーティング９を曲げることが
できる (2)マイクロメータヘッド２５の目盛りを適宜の値に設
定することにより、押圧力Ｆを任意の値に高精度に調整
することができ、微妙な波面調整が可能になる などの効果がある。

【００５１】また、上記実施例によれば、支持部材２
１、２３によってグレーティング９の前面の左右端部の
真ん中部分３１を避けて４隅で支持するようにしたの
で、前記左右端部においてもグレーティングとしての回
折機能が働くことになり、これによりグレーティング９
自体が持つ分解能を下げることなくグレーティング９を
支持することができる。なお、上記分解能が下がっても
よい場合は、グレーティングの左右端部の真ん中部分３
１でグレーティング９を支持するようにしてもよく、さ
らに左右端部の全体を支持部材によって支持するように
してもよい。

【００５２】図３(a)は上記曲げ機構によってグレーテ
ィング９を曲げる前の入射波面（実線）及び回折波面
（破線）を示すもので、この場合、回折波面は凹面形状
になっている。図３(b)は上記第１実施例の曲げ機構に
よってグレーティング９の中央部を突出させた場合の入
射波面（実線）及び回折波面（破線）を示すものであ
り、この場合回折波面は多少Ｗ字状の波面形状になる
が、平面波面に近づけられていることがわかる。

【００５３】［第２実施例］図４にグレーティング９の
曲げ機構についての第２実施例を示す。

【００５４】この第２実施例においては、先の第１の実
施例に対しプレッシャープレート３３を追加するように
している。プレッシャープレート３は両端に突起部を有
する凹字形状をしており、その両端部の２位置でグレー
ティング９の背面に当接している。

【００５５】したがって、この第２実施例において、移
動ブロック２９を介してプレッシャープレート３３の背
面の一点に加えられた押圧力Ｆはてこの原理によって分
散されてプレッシャープレート３３の両端部を介して押
圧力Ｆ1，Ｆ2としてグレーティング９の背面に加えられ
ることになる。

【００５６】Ｆ1＝｛ｂ／（ａ＋ｂ）｝×Ｆ Ｆ2＝｛ａ／（ａ＋ｂ）｝×Ｆ なお、この場合、プレッシャープレート３３の左右方向
位置を調節することにより、グレーティング９の背面の
任意の２点位置に押圧力Ｆ1，Ｆ2を加えることが可能に
なる。

【００５７】したがって、この実施例においては、先の
第１の実施例に比べ、より複雑かつ滑らかな形状にグレ
ーティング９を曲げることが可能になり、より微妙、か
つ高精度にレーザ波面の調整が可能になる。

【００５８】図５(a)は上記曲げ機構によってグレーテ
ィング９を曲げる前の入射波面（実線）及び回折波面
（破線）を示すもので、この場合、回折波面は凹面形状
になっている。図５(b)は上記第２実施例の曲げ機構に
よってグレーティング９を突出させた場合の入射波面
（実線）及び回折波面（破線）を示すものであり、この
場合の回折波面は先の第１実施例のようなＷ字状の波面
形状とはならず、ほぼ平面波面となっている。

【００５９】なお、この実施例において、グレーティン
グ９の背面の３個以上の多点を押圧できるようプレッシ
ャープレート３３を構成するようにしてもよい。

【００６０】［第３実施例］図６にグレーティング９の
曲げ機構についての第３実施例を示す。

【００６１】この第３実施例においては、先の第２の実
施例に対しプランジャーネジ機構３４，３５を追加する
ようにしている。

【００６２】これらプランジャーネジ機構３４、３５は
グレーティング９の背面の両端部に配設され、その詳細
構成は図７に示すようになっている。

【００６３】グレーティング９の背面側の両端には、背
面側支持部材３６がそれぞれ配設されており、これら背
面側支持部材３６にはその外周にねじが切られたプラン
ジャーネジ３７が螺合されている。プランジャーネジ３
７の内部にバネ３８を介してピストン部材３９が設けら
れている。

【００６４】すなわちこの場合、プランジャーネジ３７
を回すことによってその押圧力がバネ３８、ピストン部
材３９を介してグレーティング９の背面の両端部に加え
られることになる。

【００６５】したがって、この実施例においては、グレ
ーティング９の背面の４箇所を任意の押圧力をもって押
すことができるようになり、先の実施例に比べより複雑
かつ滑らかな形状にグレーティング９を曲げることが可
能になり、より微妙、かつ高精度にレーザ波面の調整が
可能になる。

【００６６】なお、この実施例において、プランジャー
ネジ機構３４、３５は、グレーティング９の両サイドを
加圧するようにしているので、グレーティング９の振動
抑制の効果も有している。したがって、波長制御のため
にグレーティング９を回動させるようにした場合におい
てもその振動が低減され、該振動によるスペクトル線幅
のばらつきを低減することができる。

【００６７】［第４実施例］図８にグレーティング９の
曲げ機構についての第４実施例を示す。

【００６８】図８(a)は平面図、図８(b)は図８(a)のＡ
−Ａ断面図、図８(c)は図８(a)を矢印ｑ方向から見た正
面図である。

【００６９】この第４実施例においては、グレーティン
グ９の両端部を支持し、かつグレーティング９の背面中
央部の一点を押圧および引張することによって、グレー
ティング９の前面の形状を凹面又は凸面に補正すること
ができるようにしている。

【００７０】図８において、グレーティング９はコ字状
ホルダ４０によってその中央部が挟持されている。この
コ字状ホルダ４０は、台２０の中央部に形成された溝４
１に沿って前後方向にスライドできる。

【００７１】一方、グレーティング９の両端部は、その
前面が４隅で支持部材２１，２３によって支持されてい
る。また、グレーティング９の両端部の背面側は背面支
持部材３６によって支持されている。すなわちこの場
合、グレーティング９の両端部はその前面及び背面側の
双方とも固定されている。

【００７２】コ字状ホルダ４０の背面側は押しバネなど
の弾性体４２が結合されているとともに、ピン４３を介
して引きバネなどの弾性体４４が結合されている。引き
バネ４４は左右および上下に１対づつ設けられ、計４個
備えられている。

【００７３】押しバネ４２の他端側は移動ブロック４５
に当接している。また、移動ブロック４５はピン４３´
を介して引きバネ４４に結合されている。移動ブロック
４５の両側には移動ブロック４５の前後方向のスライド
運動をガイドするガイド部材５７が設けられている。

【００７４】この移動ブロック４５を前後方向にスライ
ドさせるために、押しボルト４６および引きボルト４７
による構成が設けられている。これら押しボルト４６お
よび引きボルト４７は、台２０上に固定された固定ブロ
ック４８によって支持されている。４９は、押しボルト
４６をロックするロックナットである。

【００７５】図９(a)に、押しボルト４６および引きボ
ルト４７の概念的構成を示す。図９ではロックナット４
９を省略している。

【００７６】すなわち、押しボルト４６の外周にはねじ
が形成されており、このねじによって押しボルト４６は
固定ブロック４８と螺合している。また、押しボルト４
６の先端と移動ブロック４５とはフリーであり、押しボ
ルト４６の先端部によって移動ブロック４５を押圧でき
るようになっている。この押しボルト４５の前後方向位
置はロックナット４９を締結することによってロックさ
れる。

【００７７】一方、押しボルト４６の中には引きボルト
４７が貫通されており、引きボルト４７はその先端部で
移動ブロック４５と螺合している。

【００７８】かかる構成において、グレーティング９の
背面中央部を押圧してグレーティング９の前面を凸形状
に成形する際の動作について図９を参照して説明する。

【００７９】まず、ロックナット４９と引きボルト４７
を緩めて押しボルト４６を固定ブロック４８に対し移動
できる状態にする（図９(a)）。次に、押しボルト４６
を回して押しボルト４６を前方に移動させる。この移動
によって移動ブロック４５が押され、移動ブロック４５
は前方にスライドする（図９(b)）。この移動ブロック
４５のスライドは押しバネ４２を介してコ字状ホルダ４
０に伝えられ、これによりコ字状ホルダ４１が溝４１に
沿って前方に移動される。この結果、グレーティング９
の中央部が前方に変位し、グレーティング９を凸形状に
成形することができる。

【００８０】次に、グレーティング９の背面中央部を引
っ張ってグレーティング９の前面を凹形状に成形する際
の動作について図９を参照して説明する。

【００８１】まず、図９(a)の状態で引きボルト４７を
移動ブロック４５から引き抜くように回すと、押しボル
ト４６が固定ブロック４８に固定された状態で、引きボ
ルト４７のみを後方にスライドさせることができる（図
９(c)）。この状態でロックナット４９を緩めて押しボ
ルト４６を固定ブロック４８に対し移動できる状態にす
る。つぎに、押しボルト４６を移動ブロック４５から離
間するように回して押しボルト４６の先端と移動ブロッ
ク４５との間に隙間を形成する（図９(d)）。つぎに、
ロックナット４９を締結して押しボルト４６を固定ブロ
ック４８に対し固定する。

【００８２】この状態で、引きボルト４７を移動ブロッ
ク４５に埋め込むように回すと、図９(e)に示すよう
に、引きボルト４７の頭と押しボルト４６の頭が当接す
るまでは引きボルト４７は前方に移動する。そして、引
きボルト４７の頭と押しボルト４６の頭が当接した後も
引きボルト４７を移動ブロック４５に埋め込むように回
すと、引きボルト４７は回っても前方には移動せず、引
きボルト４７と移動ブロック４５の螺合部によって移動
ブロック４５が図９(f)の矢印ｄで示されるように固定
ブロック４８側に（後方に）スライドされることにな
る。

【００８３】この移動ブロック４５の後方へのスライド
は引きバネ４４を介してコ字状ホルダ４０に伝えられ、
これによりコ字状ホルダ４１が溝４１に沿って後方に移
動される。この結果、グレーティング９の中央部が後方
に変位し、グレーティング９を凹形状に成形することが
できる。

【００８４】図５(a)は上記曲げ機構によってグレーテ
ィング９を曲げる前の入射波面（実線）及び回折波面
（破線）を示すもので、この場合、回折波面は凸面形状
になっている。図５(b)は上記第４実施例の曲げ機構に
よってグレーティング９の中央部を引っ張ってグレーテ
ィング９を凹形状にした場合の入射波面（実線）及び回
折波面（破線）を示すものであり、その回折波面はほぼ
平面となっている。

【００８５】［第５実施例］図１１にグレーティング９
の曲げ機構についての第５実施例を示す。

【００８６】この第５実施例においては、先の図１に示
す第１実施例に示したマイクロメータヘッドによる押圧
機構をグレーティング９の長手方向（溝が並べられてい
る方向）の３箇所に配設するようにしている。各押圧機
構の詳細は図１の実施例と同じである。また、この場合
は、グレーティング９の背面を押圧する機構のみである
ので、グレーティング９の両端は前面側でのみ支持され
ている。

【００８７】ここで、この実施例においては、台２０上
にはグレーティング９の長手方向に沿って押圧機構の位
置調整用の長穴５０が形成されている。すなわち、図１
２にも示すように、マイクロメータヘッド２５を支持す
る固定部材２４には、それぞれ２個ずつのボルト５１が
螺合され、これらボルト５１の先端には締め付け片５２
が長穴５０内で螺合されている。

【００８８】したがって、各マイクロメータヘッド２５
のグレーティング９の長手方向の位置を調整する際に
は、ボルト５１を緩めて固定部材２４を長穴５０に沿っ
て任意の位置にスライド移動する。そして、位置が決ま
った際には、ボルト５１を締めて締め付け片５２によっ
て固定部材２４を台２０に対し固定する。

【００８９】このようにこの実施例においては、グレー
ティング９の長手方向に沿った任意の多点位置を背面か
ら押圧することができ、かつ各押圧力もマイクロメータ
ヘッド２５によって任意に設定できるので、波面補正前
のグレーティングの回折波面が図１３(a)に示すような
非常に複雑な波面形状になっていたとしても、これを図
１３(b)に示すような、ほぼ平面波面に補正成形するこ
とができる。

【００９０】［第６実施例］図１４にグレーティング９
の曲げ機構についての第６実施例を示す。

【００９１】この第６実施例においては、背面支持部材
３６によってグレーティング９の両端部をグレーティン
グ９の背面側で支持し、かつグレーティング９の背面中
央部の一点を引張することによってグレーティング９の
前面を凹面に成形できるようにしている。

【００９２】図１４において、グレーティング９の背面
の中央部には、引きプレート６０が接着剤によって接着
され、この引きプレート６０には複数本の引きバネ４４
が連結されている。引きバネ４４の他方は、ピン６１を
介してテーパ面をもつスライド部材６２に連結されてい
る。スライド部材６２は、台２０上に設けられたガイド
ユニット６３に沿って前後方向スライドする。

【００９３】また、台２０上には固定部材６４が取り付
けられており、この固定部材６４にマイクロメータヘッ
ド２５が取り付けられている。マイクロメータヘッド２
５のスピンドル２７の先端にはテーパ面を持つ移動ブロ
ック６５が取り付けられており、この移動ブロック６５
のテーパ面とスライド部材６２のテーパ面が当接してい
る。

【００９４】かかる実施例によれば、マイクロメータヘ
ッド２５のつまみ２６を回して移動ブロック６５を矢印
ｅ1方向にスライドさせれば、テーパ面の作用によって
スライド部材６２が矢印ｅ2方向にスライドする。これ
により、グレーティング９の背面の中央部が引きバネ４
４を介して引っ張られることになり、グレーティング９
を凹面に成形することができる。

【００９５】かかる構成によれば、グレーティング９の
後方にマイクロメータヘッド６３のスペースを確保する
必要がないので、装置構成をコンパクトにすることがで
きる。

【００９６】なお、この実施例においては、マイクロメ
ータヘッド２５のつまみ２６を台２０の側方で回せるよ
うに、マイクロメータヘッド２５、移動ブロック６５を
配置するようにしたが、マイクロメータヘッド２５のつ
まみ２６を台２０の下方又は上方で回せるようにマイク
ロメータヘッド２５、移動ブロック６５を配置するよう
にしてもよい。

【００９７】［第７実施例］図１５にグレーティング９
の曲げ機構についての第７実施例を示す。

【００９８】この第７実施例においては、先の図１４に
示す第６実施例に対し引きプレート６６を追加するよう
にしている。引きプレート６６は３点がグレーティング
９の背面に接着されている。

【００９９】したがって、この第７実施例において、引
きバネ４４を介して引きプレート６６に加えられた引っ
張り力は分散されてグレーティング９の背面を３箇所で
引っ張ることになる。このため、この実施例では、先の
第６実施例に比べより滑らかな凹面をもつグレーティン
グを作成することができる。

【０１００】［第８実施例］図１６にグレーティング９
の曲げ機構についての第８実施例を示す。

【０１０１】この第８実施例においては、マイクロメー
タヘッドによる引っ張り機構７０をグレーティング９の
長手方向（溝が並べられている方向）の３箇所に配設す
るようにしている。

【０１０２】台２０上には、先の図１１に示す第５実施
例と同様、引っ張り機構７０の位置調整用の長穴５０が
形成されており、第５実施例と同様にして、３つの引っ
張り機構７０のグレーティング９の長手方向に沿った位
置を任意に調整することができる。

【０１０３】［第９実施例］図１７にグレーティング９
の曲げ機構についての第９実施例を示す。

【０１０４】図１７(a)は平面図、図１７(b)は図１７
(a)のＡ−Ａ断面図、図１７(c)は図１７(a)を矢印ｑ方
向から見た正面図である。

【０１０５】この第９実施例においては、狭帯域化ボッ
クス内に収容されたグレーティング９の曲げ調整を狭帯
域化ボックスの外部からできるようにするとともに、狭
帯域化ボックス内でグレーティングが配設されている領
域と前述した曲げ機構が配設されている領域を空間的お
よび光学的に完全に隔絶するようにしている。また、こ
の場合は、グレーティング９の背面中央を押圧できるよ
うにしており、グレーティング９を凸面に成形すること
ができる。

【０１０６】図１７において、グレーティング９の前面
側は支持部材２１，２３によってその両端部が４点で支
持されている。

【０１０７】一方、グレーティングの後方側では、台２
０上に１対のガイドブロック８０が設けられ、これらガ
イドブロック８０間を移動ブロック８１がスライドす
る。移動ブロック８１にはテーパ面８２が形成されてお
り、このテーパ面にマイクロメータヘッド２５のスピン
ドル２７が当接している。したがって、マイクロメータ
ヘッド２５のスピンドル２７が矢印ｇ1方向にスライド
すれば、移動ブロック８１は矢印ｇ2方向にスライドす
る。

【０１０８】グレーティング９の背面の中央部分には移
動ブロック８３が固定され、２つの移動ブロック８３、
８１間にはバネ８４が介在されている。

【０１０９】したがって、この実施例においは、マイク
ロメータ２５のつまみ２６を回して移動ブロック８１を
グレーティング９の方向に前進させると、バネ８４、移
動ブロック８３を介してグレーティング９の中央部に背
面から押圧力Ｆが加えられることになり、これによりグ
レーティング９の形状を凸面方向に変形させることがで
きる。

【０１１０】ここで、曲げ機構の台２０は、図１７(b)
に示すように、狭帯域化ボックスの底板８５に取り付け
られている、狭帯域化ボックスは先の図２に示した狭帯
域化モジュール６に対応し、グレーティング９、ビーム
エキスパンダなどの光学素子が収容されている。狭帯域
化ボックス内は常時パージガス（Ｎ2など）が充満して
おり、狭帯域化の性能を低下させないためには極力、外
部雰囲気から隔離しなくてはならない。

【０１１１】このため、図１７においては、狭帯域化ボ
ックスの底板８５に隔離壁８６，８７を取り付け、この
隔離壁８６，８７によってマイクロメータヘッド２５の
スピンドル部分２７のみを狭帯域化ボックスの内部に収
容するようにしている。狭帯域化ボックスの底板８５の
隔離壁８６，８７が取り付けられる部分には、孔８８が
形成され、これによりマイクロメータヘッド２５のつま
み２６を狭帯域化ボックスの外部から回せるようにして
いる。

【０１１２】さらに、狭帯域化ボックスの内部において
は、マイクロメータヘッド２５のスピンドル２７および
移動ブロック８１のスピンドル２７が当接されている側
が存在する空間９１を、蓋体８９、後部壁９０、１対の
ガイドブロック８０によって狭帯域化ボックスの光学素
子が存在する空間と、構造的および光学的に隔絶するよ
うにしている。

【０１１３】したがって、移動ブロック８１とスピンド
ル２７との摺動部からの粉塵、またはマイクロメータヘ
ッド２５に使用される潤滑剤の光照射による不純ガスな
どが狭帯域化ボックスの光学素子が存在する空間に進入
することを確実に抑えることができる。

【０１１４】なお、蓋体８９は、移動ブロック８１の上
方（矢印ｇ1方向）への動きを規制する働きもする。

【０１１５】ところで、この実施例で行った、押圧機構
の押圧力を調整操作するための調整機構部を狭帯域化ボ
ックスの外部に配設するという技術を前述した各実施例
および後述する第１０実施例に適用するようにしてもよ
い。

【０１１６】さらに、狭帯域化ボックス内において、押
圧機構の一部の占める領域と光学素子が存在する領域を
隔絶する隔離壁を配設するという技術も前述した各実施
例および後述する第１０実施例に適用するようにしても
よい。

【０１１７】［第１０実施例］図１８にグレーティング
９の曲げ機構についての第１０実施例を示す。図１８
(b)は図１８(a)のＡ−Ａ断面図である。

【０１１８】先の各実施例においては、グレーティング
９の両端部を支持するようにしたが、この第１０実施例
においては、支持部材９２によってグレーティング９の
背面中央部を支持するようにしている。支持部材９２は
台２０上に固定されると共に、グレーティング９の背面
に接着剤によって接着されている。

【０１１９】グレーティング９の背面の両端部付近に
は、前述したマイクロメータヘッドによる押圧および引
っ張り機構が設けられ、グレーティング９の両端部を押
圧および引張することができるようになっている。

【０１２０】なお、この実施例においても、グレーティ
ング９の背面の中央部分を複数箇所で支持するようにし
てもよい。

【０１２１】［変形例］上記実施例においては、狭帯域
化モジュールのグレーティング９を曲げ機構によって曲
げる事によって波面補正を行うようにしたが、図１９に
示すような共振器構造においても本発明を適用すること
ができる。

【０１２２】図１９の共振器構造においては、分散型プ
リズム９５によって波長選択を行うと共に、グレーティ
ング９の代わりにリアミラー９６を配置するようにして
いる。したがって、この場合には、リアミラー９６に先
の実施例で示したような曲げ機構を取り付け、リアミラ
ー９５を曲げる事によって波面補正を行うようにすれば
よい。

【０１２３】また、本発明は、偏光結合型共振器、イン
ジェクションロック式、不安定共振器などの他の共振器
構造に適用するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す図。

【図２】この発明を適用する共振器構造を示す図

【図３】第１実施例による波面補正例を示す図。

【図４】この発明の第２実施例を示す図。

【図５】第２実施例による波面補正例を示す図。

【図６】この発明の第３実施例を示す図。

【図７】第３実施例で用いるプランジャーネジ機構を示
す図。

【図８】この発明の第４実施例を示す図。

【図９】第４実施例で用いられる押し引きボルトによる
動作手順を示す図。

【図１０】第４実施例による波面補正例を示す図。

【図１１】この発明の第５実施例を示す図。

【図１２】第５実施例で用いる位置調整機構を示す図。

【図１３】第５実施例による波面補正例を示す図。

【図１４】この発明の第６実施例を示す図。

【図１５】この発明の第７実施例を示す図。

【図１６】この発明の第８実施例を示す図。

【図１７】この発明の第９実施例を示す図。

【図１８】この発明の第１０実施例を示す図。

【図１９】この発明を適用する他の反射型波長選択素子
が配置された共振器構造を示す図。

【図２０】従来技術を示す図。

【図２１】従来技術を示す図。

【図２２】従来技術のグレーティングを示す図。

【図２３】従来技術による不具合を説明する図。

【符号の説明】

１…エキシマレーザ装置 ２…レーザチャンバ ３…放
電電極 ４…ウィンドウ ５…出力ミラー ６…狭
帯域化モジュール ７…スリット ８…ビームエキスパンダ ９…
グレーティング ２０…台 ２１、２３…支持部材 ２２
…支持フレーム ２４…固定部材 ２５…マイクロメータヘッド
２６…つまみ ２７…スピンドル ２８、２９…移動ブロック
３０…押しバネ ３３…プレッシャープレート ３４、３５…プラン
ジャーネジ機構 ３６…支持部材 ３７…プランジャーネジ ３
８…バネ ３９…ピストン部材 ４０…コ字状ブロック ４１
…溝 ４２…押しバネ ４３，４３´，６１…ピン ４４
…引きバネ ４５…移動ブロック ４６…押しボルト ４７…引
きボルト ４８…固定ブロック ４９…ロックナット ５０…
長穴 ５１…ボルト ５２…締め付け片 ５７…ガイ
ド部材 ６０…引きプレート ６２…スライド部材 ６３…
ガイドユニット ６４…固定部材 ６５…移動ブロック ６６…
引きプレート ７０…引っ張り機構 ８０…ガイドブロック ８１
…移動ブロック ８２…テーパ面 ８３…移動ブロック ８４…
バネ ８５…狭帯域化ボックスの底板 ８６、８７…隔離壁 ８８…孔 ８９…蓋体 ９０…後部壁 ９１…空間 ９２…支持部材 ９５…分散プリズム ９６…リアミラー

───────────────────────────────────────────────────── 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 株式会社小松製 作所研究所内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共振器の一方を構成する反射型波長選択素
   子を曲げる事によって該反射型波長選択素子から出射さ
   れるレーザ光の波面を補正する反射型波長選択素子の曲
   げ機構において、 前記反射型波長選択素子の両端部を支持する支持機構
   と、 前記反射型波長選択素子の背面の略中央部を押圧する押
   圧機構と、 を備えるようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
2. 【請求項２】前記押圧機構は弾性体を有し、この弾性体
   を介して前記反射型波長選択素子の背面の略中央部を押
   圧する請求項１記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
3. 【請求項３】前記反射型波長選択素子は所定の密閉ボッ
   クス内に収容され、前記押圧機構の押圧力を調整操作す
   るための調整機構部を前記密閉ボックスの外に配設する
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の反射型波長
   選択素子の曲げ機構。
4. 【請求項４】密閉ボックス内において前記押圧機構と前
   記反射型波長選択素子とを隔絶する隔離壁を配設するよ
   うにした請求項３記載の反射型波長選択素子の曲げ機
   構。
5. 【請求項５】共振器の一方を構成する反射型波長選択素
   子を曲げる事によって該反射型波長選択素子から出射さ
   れるレーザ光の波面を補正する反射型波長選択素子の曲
   げ機構において、 前記反射型波長選択素子の両端部を支持する支持機構
   と、 前記反射型波長選択素子の背面の１次元方向の複数の異
   なる位置を押圧する押圧機構と、 を備えるようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
6. 【請求項６】前記押圧機構は、 前面に複数の突起部を有し、これら複数の突起部が反射
   型波長選択素子の背面に当接するように設けられたプレ
   ッシャープレートと、 このプレッシャプレートの背面の１位置を押圧する押圧
   体と、 を具える請求項５記載の反射型波長選択素子の曲げ機
   構。
7. 【請求項７】前記押圧体とプレッシャープレートとの間
   には弾性体が介在されている請求項６記載の反射型波長
   選択素子の曲げ機構。
8. 【請求項８】前記押圧機構は、 前記反射型波長選択素子の背面の１次元方向の異なる位
   置に配設される複数の押圧体を具える請求項５記載の反
   射型波長選択素子の曲げ機構。
9. 【請求項９】前記複数の押圧体と前記反射型波長選択素
   子の背面との間には弾性体が介在されている請求項８記
   載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
10. 【請求項１０】前記押圧機構は前記複数の押圧体の位置
    を可変調整できる位置調整機構を有する請求項８記載の
    反射型波長選択素子の曲げ機構。
11. 【請求項１１】前記反射型波長選択素子は所定の密閉ボ
    ックス内に収容され、前記押圧機構の押圧力を調整操作
    するための調整機構部を前記密閉ボックスの外に配設す
    るようにしたことを特徴とする請求項５記載の反射型波
    長選択素子の曲げ機構。
12. 【請求項１２】密閉ボックス内において前記押圧機構と
    前記反射型波長選択素子とを隔絶する隔離壁を配設する
    ようにした請求項１１記載の反射型波長選択素子の曲げ
    機構。
13. 【請求項１３】共振器の一方を構成する反射型波長選択
    素子を曲げる事によって該反射型波長選択素子から出射
    されるレーザ光の波面を補正する反射型波長選択素子の
    曲げ機構において、 前記反射型波長選択素子の両端部を支持する支持機構
    と、 前記反射型波長選択素子の背面の１次元方向の複数の異
    なる位置を引張る引張機構と、 を備えるようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
14. 【請求項１４】前記引張機構は、 前面に複数の突起部を有し、これら複数の突起部が反射
    型波長選択素子の背面に固定されるように設けられた引
    きプレートと、 この引きプレートの背面の１位置を引っ張る引張体と、 を具えるようにした請求項１３記載の反射型波長選択素
    子の曲げ機構。
15. 【請求項１５】前記引張体と引きプレートとの間には弾
    性体が介在されている請求項１４記載の反射型波長選択
    素子の曲げ機構。
16. 【請求項１６】前記引張機構は、 前記反射型波長選択素子の背面の１次元方向の異なる位
    置に配設される複数の引張体を具える請求項１３記載の
    反射型波長選択素子の曲げ機構。
17. 【請求項１７】前記複数の引張体と前記反射型波長選択
    素子の背面との間には弾性体が介在されている請求項１
    ６記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
18. 【請求項１８】前記引張機構は前記複数の引張体の位置
    を可変調整できる位置調整機構を有する請求項１６記載
    の反射型波長選択素子の曲げ機構。
19. 【請求項１９】前記反射型波長選択素子は所定の密閉ボ
    ックス内に収容され、前記引張機構の引張力を調整操作
    するための調整機構部を前記密閉ボックスの外に配設す
    るようにしたことを特徴とする請求項１３記載の反射型
    波長選択素子の曲げ機構。
20. 【請求項２０】密閉ボックス内において前記引張機構と
    前記反射型波長選択素子とを隔絶する隔離壁を配設する
    ようにした請求項１９記載の反射型波長選択素子の曲げ
    機構。
21. 【請求項２１】共振器の一方を構成する反射型波長選択
    素子を曲げる事によって該反射型波長選択素子から出射
    されるレーザ光の波面を補正する反射型波長選択素子の
    曲げ機構において、 前記反射型波長選択素子の略中央部を１または複数の箇
    所で支持する支持機構と、 前記反射型波長選択素子の背面の両端部近傍を押圧また
    は引っ張る機構と、 を備えるようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
22. 【請求項２２】前記反射型波長選択素子はグレーティン
    グである請求項１〜２１記載の反射型波長選択素子の曲
    げ機構。