(57)【要約】【課題】長さ方向に均一な密度の励起状態を実現し、連続発振できるエキシマレーザ装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係るエキシマレーザ装置１００は、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０と、光軸上にエキシマガスを満たしたレーザ共振器と、光軸に略直交する方向から、該光軸に沿うように、スラブ型炭酸ガスレーザ１０からのレーザ光を線状に集光させるシリンドリカルレンズ１１とを備える。また、エキシマガスを、光軸とスラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０からのレーザ光とに対して、略直交する方向に流す。【選択図】図１
2010003792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブ型炭酸ガスレーザと、
光軸上にエキシマガスを満たしたレーザ共振器と、
前記光軸に略直交する方向から、該光軸に沿うように、前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光を線状に集光させる集光手段と、
を備えるエキシマレーザ装置。
【請求項２】
前記エキシマガスを、前記光軸と前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光とに対して、略直交する方向に流すことを特徴とする請求項１に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項３】
前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光を前記レーザ共振器内に導く際に用いられるウインドをさらに備え、
前記ウインドは、前記エキシマガスに接する面にフッ素系コーティングが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項４】
前記ウインドは、ＺｎＳｅからなることを特徴とする請求項３に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項５】
前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光に略直交するように前記エキシマガスを流すための流路を形成するボディを備え、
前記流路は、前記ウインドから離れて形成され、
前記エキシマガスに前記レーザ光が照射される領域において、前記流路の幅が下流に向かって徐々に狭くなっており、前記レーザ光が前記エキシマガスに照射される直前で最も狭くなっていることを特徴とする請求項３又は４に記載のエキシマレーザ装置。
【請求項６】
前記スラブ型炭酸ガスレーザは、対向配置された一対のミラーを備え、
前記集光手段は、前記一対のミラーの間に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエキシマレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマレーザ装置に関し、特に連続的に発振できるエキシマレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にエキシマレーザは、パルス放電によってパルス発振するが、連続的に発振させることは極めて困難であることが広く知られている。なお、パルス放電によって動作するエキシマレーザは、一般に放電励起エキシマレーザと呼ばれている。
【０００３】
一方、放電励起以外でエキシマレーザを動作させる手法として、励起源にマイクロ波を用いた装置も実現されている。このようなエキシマレーザは、マイクロ波励起エキシマレーザと呼ばれている。ただし、マイクロ波励起エキシマレーザもパルス動作しか報告されていない。なお、マイクロ波励起エキシマレーザに関しては、非特許文献１〜３に示されている。
【０００４】
さらに、マイクロ波励起以外にエキシマレーザを動作させる試みが、非特許文献４に示されている。非特許文献４では、炭酸ガスレーザを用いて、ＫｒＦエキシマガスからプラズマを発生させている。なお、ＫｒＦエキシマガスは、クリプトンガスとフッ素ガス及びバッファガスとしてヘリウムガスを用いた混合ガスである。以下、クリプトンガスをＫｒ、フッ素ガスをＦ２、ヘリウムガスをＨｅとする。特許文献４において発生されるプラズマは、正確には、励起したＫｒ原子と励起したＦ原子との二量体であり、ＫｒＦ＊と示され、単にエキシマと呼ばれることもある。ただし、非特許文献４によると、プラスの小信号利得（ゲイン）は得られたが、レーザ発振はしていない。
【０００５】
しかしながら、非特許文献４に示されたような炭酸ガスレーザを用いてエキシマを発生させる装置から、エキシマレーザを連続発振させることは、以下に説明するように大きな二つの問題点があり、実現が困難であった。
【０００６】
第一の問題は、励起光を供給する形態に関する。前述した従来装置は、縦励起方式と呼ばれるように励起用レーザ光と発振させるレーザ光とが同軸上の構成になっている。縦励起方式のレーザ装置では、ほとんどの場合、図６に示したような３通りの構成のどれかである。
【０００７】
図６（ａ）に示す装置では、集光レンズ１、ダイクロイックミラー２、出力鏡３が同軸上に配置されている。発振させるレーザの共振器を構成する全反射鏡自体がダイクロイックミラー２になっている。励起用レーザ光であるＣＷ＿ＣＯ２レーザ光は、ダイクロイックミラー２を通過して、共振器内部の光軸上で集光するようになっている。図６（ｂ）、図６（ｃ）に示す装置では、全反射鏡４は独立させて、共振器内部にダイクロイックミラー２を配置した構成である。図６（ｂ）、図６（ｃ）では、ダイクロイックミラー２の、励起用レーザ光に対する反射・透過と、発振させるレーザ光に対する透過・反射とが互いに逆になっているだけである。
【０００８】
以上のように縦励起方式では、励起用レーザ光と、発振させるレーザ光とに対して、反射と透過とが逆になるような特性のダイクロイックミラー２を必要とする。炭酸ガスレーザを励起用レーザとして用いたエキシマレーザを実現するためには、炭酸ガスレーザの波長１０．６μｍの赤外光とエキシマレーザの紫外光とに対して、反射と透過を逆にするような特性のダイクロイックミラーを製作することが必要であるが、このようなダイクロイックミラーを製作することは困難であった。
【０００９】
つまり、従来から炭酸ガスレーザ用のウインドとして広く用いられているＺｎＳｅ（ジンクセレン）材から成るウインドをダイクロイックミラー２の基板として用いるならば、図６（ａ）又は同図（ｂ）の構成になる。その場合、ダイクロイックミラー２において、紫外光に対して高い反射率を有するコーティングを施す必要があるが、一方で、そのコーティングが波長１０．６μｍの赤外光を高く透過するような特性も合わせ持つ必要がある。しかし、このような特性のコーティングを施すことは困難であった。
【００１０】
一方、図６（ｃ）に示した構成の場合は、波長１０．６μｍの赤外光を高く反射し、かつ紫外光を高く透過するコーティングを施す必要がある。しかし、このような特性を有するコーティングを施すこともまた困難であった。
【００１１】
また、縦励起方式では、励起用レーザ光の集光性に関しても問題があった。エキシマレーザを発振させるための励起密度（つまり、単位体積当たりに投入する励起パワー）としては、例えばマイクロ波励起エキシマレーザに関する非特許文献１〜３の報告から広く知られているように、１００ｋＷ／ｃｍ３程度以上の励起密度が必要であると言われている。なお、具体的な励起密度の値に関しては、非特許文献１〜３によると、マイクロ波励起エキシマレーザの場合８０〜２００ｋＷ／ｃｍ３でレーザ動作させている。
【００１２】
ところが、この程度の励起密度を、従来のような縦励起方式によって達成しようとするならば、励起密度が十分高くなる領域の長さが短くなり、レーザとしての利得がプラスになる長さが短くなることから、特に大きなゲインが得られない連続励起では、エキシマレーザを発振させることができなかった。
【００１３】
つまり、縦励起方式の場合、励起用レーザ光を集光レンズ１で絞る構成になる。ところが励起密度を高めるために、焦点距離の短い集光レンズを用いる必要があるが、その場合、図７（ａ）に示したように、集光性が高くなる長さ、つまり励起密度を高くできる領域の長さＬが短くなってしまう。一方、図７（ｂ）に示すように、その反対に焦点距離の長い集光レンズを用いるならば、焦点深度が深くなるが、集光性が低くなって励起密度を高くできなくなる。従って、従来装置では、長い領域に渡って励起密度を高めることが困難であった。
【００１４】
例えば、炭酸ガスレーザからのレーザ光の直径が１０ｍｍの場合、これを焦点距離１００ｍｍの集光レンズ１で集光するならば、図８中１００ｋＷ／ｃｍ３以上の高励起となる長さＬは、図９に示したように、１ｋＷの炭酸ガスレーザを用いたとしても、約２３ｍｍ程度となるため、十分なゲインが得られない。なお、図９は、波長１０．６ミクロンの回折限界のレーザ光を集光させた際のビーム径を直径とした円の面積から、最小スポット位置を中心とした長さＬの部分の体積を算出し、その体積が励起されるとした計算値である。
【００１５】
一方、従来からレーザ励起固体レーザ等では、縦励起方式とは異なる励起方式として、横励起方式と呼ばれる励起方式が利用されることがある（例えば、特許文献１）。横励起方式では、励起用レーザ光を発振させるレーザ光と直交する方向から固体レーザ媒質に照射する方式である。
【非特許文献１】A. J. Mendelsohn, R. Normandin, S. E. Harri, J. F. Young, "Applied Physics Letter", 38, 1981, p.603-605
【非特許文献２】P. J. K. Wisoff, A. J. Mendelsohn, S. E. Harri, J. F. Young, "IEEE Journal of Quantum Electron", QE-18, 1982, p.1839-1840
【非特許文献３】C. P. Chistensen, R. W. Waynant, B. J. Feldman, "Applied Physics Letter", 46, 1985, p.321-323
【非特許文献４】E. D. Onkels, W. Seelig, "Applied Physics B", 65, 1997, p.299-302
【特許文献５】特開平１１−１６３４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の横励起方式では、励起用レーザ光をシリンドリカルレンズ等によって線状に集光する。しかしながら、励起用レーザ光が丸いビームであることから、線状に集光される部分でも、実際には中央部で励起密度が高まるだけであり、集光部全体にわたって、高い励起密度を確保することが困難であった。つまり、図１０に示すように、シリンドリカルレンズ５を用いて、丸いビームを一方向のみに集光した場合、集光部での励起用レーザ光の光子密度（励起光子密度）は均一ではなく、図１１に示すように、中央部が高い分布になってしまう。従って、十分に高い密度の励起状態を十分長く形成させることが困難であった。
【００１７】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、長さ方向に均一な密度の励起状態を実現し、連続発振できるエキシマレーザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の態様に係るエキシマレーザ装置は、スラブ型炭酸ガスレーザと、光軸上にエキシマガスを満たしたレーザ共振器と、前記光軸に略直交する方向から、該光軸に沿うように、前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光を線状に集光させる集光手段と、を備えるものである。これにより、長さ方向に均一な密度の励起状態を実現し、連続発振が可能なエキシマレーザ装置を実現することができる。
【００１９】
本発明の第２の態様に係るエキシマレーザ装置は、上記のエキシマレーザ装置において、前記エキシマガスを、前記光軸と前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光とに対して、略直交する方向に流すことを特徴とするものである。これにより、エキシマ発生領域を流れるエキシマガスの流速を早くすることができる。
【００２０】
本発明の第３の態様に係るエキシマレーザ装置は、上記のエキシマレーザ装置において、前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光を前記レーザ共振器内に導く際に用いられるウインドをさらに備え、前記ウインドは、前記エキシマガスに接する面にフッ素系コーティングが設けられていることを特徴とするものである。これにより、レーザ光の反射を防止することができ、フッ素ガスを含んだエキシマガスとの接触による腐食からウインドを保護することが可能である。
【００２１】
本発明の第４の態様に係るエキシマレーザ装置は、上記のエキシマレーザ装置において、前記ウインドは、ＺｎＳｅからなることを特徴とするものである。これにより、赤外光を高く透過させることができる。
【００２２】
本発明の第５の態様に係るエキシマレーザ装置は、上記のエキシマレーザ装置において、前記スラブ型炭酸ガスレーザからのレーザ光に略直交するように前記エキシマガスを流すための流路を形成するボディを備え、前記流路は、前記ウインドから離れて形成され、前記エキシマガスに前記レーザ光が照射される領域において、前記流路の幅が下流に向かって徐々に狭くなっており、前記レーザ光が前記エキシマガスに照射される直前で最も狭くなっていることを特徴とするものである。これにより、ウインドにダメージが生じることがなく、エキシマ発生領域を流れるエキシマガスの流速を早くすることができる。
【００２３】
本発明の第６の態様に係るエキシマレーザ装置は、上記のエキシマレーザ装置において、前記スラブ型炭酸ガスレーザは、対向配置された一対のミラーを備え、前記集光手段は、前記一対のミラーの間に配置されていることを特徴とするものである。これにより、効率良く連続発振するエキシマレーザ光を発生できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、長さ方向に均一な密度の励起状態を実現し、連続発振できるエキシマレーザ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００２６】
本発明の実施の形態に係るエキシマレーザ装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る連続発振エキシマレーザ装置１００の基本的構成を示す図である。図１に示すように、エキシマレーザ装置１００は、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０、シリンドリカルレンズ１１、全反射鏡１２、出力鏡１３を備えている。
【００２７】
スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０は、励起用レーザである連続発振のＣＯ２レーザ光（以下、ＣＷ＿ＣＯ２レーザ光とする。）を出射する。ここで、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０に関して図２を用いて概説する。図２は、本実施の形態に係るエキシマレーザ装置１００に用いられるスラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０の構成を示す図である。図２に示すように、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０は、高周波電源２１、一組の平板電極２２、２枚の凹面鏡２３等を備える。
【００２８】
スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０では、レーザガスが満たされたチャンバ内に一組の平板電極２２が配置されている。一方の平板電極２２には高周波電源２１が接続され、他方は接地されている。高周波電源２１は、高周波を起こすための電源である。スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０では、一組の平板電極２２間で高周波放電を行うことによりレーザ発振させている。なお、高周波放電の周波数がメガヘルツからギガヘルツであるため、ＲＦ放電と示される場合もある。
【００２９】
レーザ共振器としては、向かい合った２枚の凹面鏡２３が利用される。片側の凹面鏡２３から回折によって漏れ出すレーザ光が取り出される。このように取り出されるレーザ光は、断面が矩形状である。なお、この断面が矩形状のレーザ光を利用しやすくするため、ビーム整形器を用いて円形断面のビームに変換することがある。本発明では、断面が矩形状のＣＷ＿ＣＯ２レーザ光を用いる。
【００３０】
このように、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０から取り出されるＣＷ＿ＣＯ２レーザ光は、その断面が矩形状である。スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０から取り出されたＣＷ＿ＣＯ２レーザ光は、ＺｎＳｅから成るシリンドリカルレンズ１１を通過して、一方向のみに絞られながら進み、Ｋｒ、Ｆ２、Ｈｅの混合ガスであるエキシマガスで満たされたレーザ共振器内（不図示）で線状に集光する。
【００３１】
このＣＷ＿ＣＯ２レーザ光が線状に集光される領域では、エキシマガスが高速に流れている。ＣＷ＿ＣＯ２レーザ光の方向と、発振するエキシマレーザのレーザ光と、エキシマガス流とが互いに直交するため、いわゆる３軸直交型になっている。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態では、矩形断面のＣＷ＿ＣＯ２レーザ光である励起用レーザ光が、エキシマガス中で線状に集光されるため、その線状部の長さ全体に亘って高密度の励起状態が実現でき、これによって細長いエキシマを連続的に発生できる。しかも、焦点距離が短いシリンドリカルレンズ１１を利用できるため、励起用レーザ光が強く集光され、連続的にプラスの利得を維持できることから、エキシマレーザが連続的に発振する。
【００３３】
全反射鏡１２、出力鏡１３は、エキシマレーザ装置１００の共振器を構成する。この共振器に関しては、共焦点型と平行平面型との中間程度が好ましい。これにより、共振器損失を低減することができる。特に連続発振させる場合、利得はプラスになってもそれほど大きくならないため、共振器損失を可能な限り小さくする必要がある。そのため、出力鏡１３の透過率も１％程度と小さい値がよい。
【００３４】
従来、横励起方式で励起する手法では、丸いビームの励起用レーザ光を用いていたため、線状に集光される集光部全体にわたって、高い励起密度を確保することが困難であった。すなわち、レーザ発振に必要な１００ｋＷ／ｃｍ３以上の高い励起密度で、十分な長さのプラズマ、つまりエキシマ発生領域を生成できなかった。本発明では、断面が矩形状の励起用レーザを出射するスラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０を横励起型で用いたものである。すなわち、エキシマレーザを構成するレーザ共振器の光軸にほぼ直交する方向から、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０からの励起用レーザ光を線状に集光させている。
【００３５】
このように、励起用レーザとしてスラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０を用いることで、均一な励起密度で十分に長いエキシマを生成できる。つまり、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０では、レーザ共振器として不安的共振器が構成されており、共振器から漏れ出す回折光を取り出すものであることから、断面が矩形のビームが取り出される。従って、これを線状に集光すると、長さ方向に均一な密度の励起状態を実現できる。また、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０からのレーザ光のビーム幅を太くすることで、エキシマ生成領域をいくらでも長くできる。本発明では、例えば、レーザ発振に必要な１００ｋＷ／ｃｍ３以上の高励起密度で数十センチ以上に亘るエキシマ発生領域を生成できる。
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、励起密度の高い領域をいくらでも長く形成できるため、連続的な励起による低ゲインのエキシマレーザを発振できるようになる。すなわち、エキシマレーザにおいて連続発振が実現できる。
【００３７】
ここで、図３を参照して、エキシマレーザ装置１００におけるエキシマを発生させる部分の構造について説明する。図３は、本実施の形態に係るエキシマレーザ装置１００のエキシマを発生させる部分の断面構造を模式的に示す図である。図３に示すように、エキシマレーザ装置１００は、図１で説明した構成に加えて、ウインド１４、凹面鏡１５、共振器ボディ１６をさらに備える。
【００３８】
図３に示すように、シリンドリカルレンズ１１によって絞られながら進んでくるＣＷ＿ＣＯ２レーザ光は、ウインド１４を通過して、エキシマガス中で集光する。このため、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器１０からのレーザ光をエキシマガスが満たされた共振器内部に導く際に用いるウインド１４には、波長１０．６ミクロンの赤外光を高く透過させる特性だけを有すればよい。このため、ウインド１４としては、ＺｎＳｅからなるものを用いることができる。
【００３９】
ウインド１４の入射面及び出射面には、ＡＲコーティング１７が施されている。ＡＲコーティング１７は、反射防止膜として機能する。ＡＲコーティング１７としては、フッ素系コーティング材を用いることが好ましい。これにより、フッ素ガスを含んだエキシマガスに接触しても腐食しないことから、ウインド１４を保護することができる。ＡＲコーティング１７としては、例えば、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等を用いることができる。
【００４０】
凹面鏡１５は、一方の面が凹面、他方の面が凸面になっており、凹面側が共振器ボディ１６を挟んでウインド１４に対向するように配置されている。凹面鏡１５は、赤外域まで反射特性を有する凹面金ミラーである。
【００４１】
図３に示すように、共振器ボディ１６は、流れてくるエキシマガスがエキシマ発生領域を通過する際に、最も高速に流れるような構造となっている。すなわち、共振器ボディ１６は、エキシマガスの流路の幅が、プラズマ発生領域の直前まで徐々に狭まる構造となっている。その結果、エキシマ発生領域を流れるエキシマガスの流速を早くすることができる。共振器ボディ１６としては、Ａｌ等からなるものを用いることができる。
【００４２】
エキシマ発生領域とウインド１４とは、数センチメートル離れており、発生するエキシマがウインド１４に直接接触しないようになっている。これに関して、図４を参照して説明する。図４は、エキシマレーザ装置のエキシマを発生させる部分の断面構造を模式的に示す図である。図４（ａ）は、本実施の形態に係る当該部分の構造を示している。図４（ｂ）、（ｃ）は、図４（ａ）に示す構成を見出す前の当該部分の構造を示している。
【００４３】
図４（ａ）に示す構成を見出す前においては、当該部分の構造としては、図４（ｂ）、（ｃ）に示すような構成をとるのが一般的であった。図４（ｂ）の構成では、エキシマ発生領域と、ウインド１４とが離れており、ウインド１４にダメージが生じることはない。しかし、プラズマ発生領域におけるエキシマガスの流路の幅が広くなり、エキシマガスを高速に流すことが困難になる。
【００４４】
一方、図４（ｃ）の構成では、ウインド１４自体でエキシマガス流を形成させるため、エキシマ発生領域におけるエキシマガスの流路の幅を十分狭くできるが、ウインド１４にエキシマ等のプラズマが接触するため、ダメージが生じやすかった。
【００４５】
本発明では図４（ａ）に示したように、エキシマ発生領域の直前まで、アルミ等から成る共振器ボディ１６自体で、エキシマガス流の流路を狭くしている。また、エキシマ発生領域では、その側面に配置されるウインド１４がある程度の隔たりを保つようになっている。これによって、ウインド１４にダメージが生じることがなく、しかもエキシマ発生領域でエキシマガスを高速に流すことも容易になる。なお、図４（ａ）のように、図３の凹面鏡１５の代わりにウインド１４を配置し、両側から励起用レーザ光を照射することもできる。
【００４６】
ここで、図５を参照して、エキシマレーザ装置の他の実施の形態について説明する。図５は、実施の形態に係るエキシマレーザ装置２００の主要部分の構成を示す図である。図５において、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。図５に示すように、エキシマレーザ装置２００は、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０、シリンドリカルレンズ１１、凹面鏡１５、共振器ボディ１６を備えている。スラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０は、高周波電源２１、平板電極２２、平面鏡２４を有する。
【００４７】
本実施の形態で利用されるスラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０では、後述するように発振するレーザ光を取り出さないが、図２に示すスラブ型炭酸ガスレーザと同様に、一組の平板電極２２を用いる点が同じであるため、ここでは、スラブ型炭酸ガスレーザと呼ぶ。図５に示すように、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０では、一組の平板電極２２の一方が高周波電源２１に接続され、他方が接地されている。
【００４８】
本実施の形態に係るエキシマレーザ装置２００では、励起光源としてのスラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０の共振器間で、エキシマを発生させる構造になっている。すなわち、図５に示すように、凹面鏡１５と平面鏡２４とで構成された共振器中でスラブ型炭酸ガスレーザが発振する。平面鏡２４は、赤外域まで反射特性を有する金ミラーである。凹面鏡１５及び平面鏡２４はいずれも略１００％の反射率となっている。このため、励起用に用いられるレーザ光は、共振器外部に取り出さない構造となっている。
【００４９】
この共振器中には、シリンドリカルレンズ１１が配置されている。シリンドリカルレンズ１１としては、ＺｎＳｅから成るものを用いる。これにより、共振器間でレーザ光が線状に集光されるようになっている。この線状の集光部には、エキシマガスが高速で流れている。さらに、この線状の集光部を光軸として、エキシマレーザのレーザ共振器が組まれている。従って、レーザ光の方向と、発振するエキシマレーザのレーザ光と、エキシマガス流とが互いに直交する。このレーザ共振器の出力鏡（不図示）から、エキシマレーザのレーザ光が連続的に取り出される。なお、シリンドリカルレンズ１１の入射面及び出射面には、ＢａＦ２からなるＡＲコーティング１７が施されている。
【００５０】
本実施の形態では、励起用のスラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０のレーザ光を共振器外部に取り出さない。このため、エキシマの生成に利用されない励起用レーザ光は、スラブ型炭酸ガスレーザ発振器２０レーザ共振器間を単に往復するだけであり、共振器外部に発散して失われることがない。これにより、効率良く連続発振するエキシマレーザ光を発生できる。
【００５１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に示した波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザだけでなく、波長３５１ｎｍで発振するＸｅＦエキシマレーザ、あるいは波長３０８ｎｍで発振するＸｅＣｌエキシマレーザ、あるいは波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザにも適用できる。このため、波長域的には、０．３５ミクロン以下でほぼ０．５ミクロンおきに大出力のＣＷレーザ光を発生できる。これによりフォトマスクの欠陥検査装置用の光源、あるいはシリコンのアニール、さらにはリソグラフィ用光源としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態に係るエキシマレーザ装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係るエキシマレーザ装置に用いられるスラブ型炭酸ガスレーザ発振器の構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係るエキシマレーザ装置のエキシマを発生させる部分の断面構造を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態に係るエキシマレーザ装置のエキシマを発生させる部分の断面構造を模式的に示す図である。
【図５】他の実施の形態に係るエキシマレーザ装置の構成を示す図である。
【図６】従来の縦励起型レーザ装置の構成を示す図である。
【図７】従来の縦励起型レーザ装置における励起密度について説明するための図である。
【図８】従来の縦励起型レーザ装置における励起密度について説明するための図である。
【図９】従来の縦励起型レーザ装置における励起密度について説明するためのグラフである。
【図１０】従来の横励起型レーザ装置において、励起用レーザ光を集光したときの様子を示す図である。
【図１１】従来の横励起型レーザ装置において、励起用レーザ光を集光したときの励起光子密度を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０、２０  スラブ型炭酸ガスレーザ発振器
１１  シリンドリカルレンズ
１２  全反射鏡
１３  出力鏡
１４  ウインド
１５  凹面鏡
１６  共振器ボディ
１７  ＡＲコーティング
２１  高周波電源
２２  平板電極
２３  凹面鏡
２４  平面鏡
１００、２００  エキシマレーザ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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