(57)【特許請求の範囲】
【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、
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、
さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
【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。
【請求項３】
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、
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、
さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項４】
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３記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項５】
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４記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項６】
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３記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項７】
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６記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項８】
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６記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項９】
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、
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、
さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１０】
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９記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１１】
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１０記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１２】
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９記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１３】
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１２記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１４】
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１２記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１５】
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、
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、前記押圧または引っ張る機構の押圧力または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、
さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにした反射型波長選択素子の曲げ機構。
【請求項１６】
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１〜１５のいずれか１項に記載の反射型波長選択素子の曲げ機構。
【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０．３５μｍ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１０２、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１０７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１１３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１０５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、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、さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにしている。
【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張る機構とを備え、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、前記押圧または引張る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、さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにしている。
【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、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、前記押圧または引っ張る機構の押圧力または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、さらに前記密閉ボックス内において、前記押圧機構が存在する空間を、前記反射型波長選択素子が存在する空間と、隔離壁によって空間的および光学的に隔絶するようにしている。
【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，８ｂ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２０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２７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２１、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３１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３７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４１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４９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４６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１２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２５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４４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２０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      ３８…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
【図１】
0003717020.tif 000002
【図２】
0003717020.tif 000003
【図３】
0003717020.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003717020.tif 000006
【図６】
0003717020.tif 000007
【図７】
0003717020.tif 000008
【図８】
0003717020.tif 000009
【図９】
0003717020.tif 000010
【図１０】
0003717020.tif 000011
【図１１】
0003717020.tif 000012
【図１２】
0003717020.tif 000013
【図１３】
0003717020.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003717020.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0003717020.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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