(57)【要約】【課題】  レーザ発振効率を向上させると共に、ビームダイバージェンスの拡大を抑制する。【解決手段】  出力カプラ８０は、レーザチャンバ２０のフロントウィンドウ２２側の方向と反対の方向に凹状に湾曲しており、フロントウィンドウ２２と対向してレーザ光が入射、反射される入射・反射面８０ａと、レーザ光が出射される出射面８０ｂとを有する。入射・反射面８０ａの曲率と出射面８０ｂの曲率は異なる。入射・反射面８０ａの曲率は、出力カプラ８０とグレーティング３０とで安定共振器を構成するために適切な曲率である。出射面８０ｂの曲率は入射・反射面８０ａの曲率よりも大きい。両者の曲率の差が大きいほど、出射面８０ｂから出射されるレーザ光は光軸中心方向に狭まる。【選択図】図６
2006339358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に封入されるレーザガスと、互いに対向して設けられレーザガスを放電励起する一対の放電電極と、前記放電電極の長手方向の前方に設けられレーザ光を通過させるフロントウィンドウと、前記放電電極の長手方向の後方に設けられレーザ光を通過させるリアウィンドウと、を有するレーザチャンバと、
前記フロントウィンドウの前方に設けられる出力カプラと、前記リアウィンドウの後方に設けられる反射光学素子と、で構成されるレーザ共振器と、
前記放電電極と前記出力カプラとの間に設けられ前記放電電極間に形成された放電空間の延長上に開口部を有するスリットと、を備えた狭帯域レーザ装置において、
前記出力カプラは、前記フロントウィンドウ側の方向と反対の方向に凹状に湾曲し、前記フロントウィンドウと対向するレーザ光の入射・反射面の曲率よりも当該入射・反射面の裏面にあたるレーザ光の出射面の曲率の方が大きいこと
を特徴とする狭帯域レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振効率を高めると共に、レーザ光のビームダイバージェンスを補正する機能が付加された狭帯域レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造工程には種々の工程があり、そのうちの一つに半導体ウェーハの露光工程がある。露光工程では露光装置から出力されたレーザ光によって半導体ウェーハ表面が露光される。露光装置の光源としてはエキシマレーザ装置やフッ素分子レーザ装置が使用される。エキシマレーザ装置はレーザ光の発振帯域が広い。よって露光用の光源としてエキシマレーザ装置を使用する場合は、レーザ光の狭帯域化が必要となる。下記特許文献１には従来の狭帯域エキシマレーザ装置が開示されている。
【０００３】
図１（ａ）は従来の狭帯域エキシマレーザの構成を示す側面図であり、図１（ｂ）は従来の狭帯域エキシマレーザの構成を示す平面図である。図１（ｂ）において、主放電電極２３、２４は図面の手前と奥に並び、奥の電極は手前の電極の背後に隠れている。
【０００４】
図１（ａ）および図１（ｂ）で示される狭帯域エキシマレーザは、レーザチャンバ２０と、レーザチャンバ２０の前方（図面右方向）に設けられた出力カプラ（フロントミラーともいう）１０と、レーザチャンバ２０の後方（図面左方向）に設けられリアミラー（反射光学素子）として機能するグレーティング３０から構成される。グレーティング３０は所謂リトロー配置をとっている。
【０００５】
レーザチャンバ２０には、図示しないボンベ、バルブ、管路等からなるガス供給・排出装置が接続される。ガス供給・排出装置によってレーザチャンバ２０にレーザガスが供給され、またレーザチャンバ２０からレーザガスが排出される。ガス供給・排出装置のバルブが閉じられるとレーザチャンバ２０内にレーザガスが封入される。ＫｒＦエキシマレーザならば、レーザガスはフッ素、ネオン、クリプトンの混合ガスである。ＡｒＦエキシマレーザならば、レーザガスはフッ素、ネオン、アルゴンの混合ガスである。フッ素分子レーザならば、レーザガスはフッ素、ヘリウム又はネオンの混合ガスである。エキシマレーザでは出力パルス光エネルギーのばらつきを抑制するために、レーザガスに更に１０ｐｐｍ程度のキセノンが添加される場合もある。
【０００６】
レーザチャンバ２０内にはレーザガスを放電励起するための主放電電極２３、２４が設けられる。主放電電極２３、２４は互いに対向しており、長手方向が前後方向（図面左右方向）となるように設けられる。更にレーザチャンバ２０の前方の壁には発振レーザ光を通すフロントウィンドウ２２が設けられ、後方の壁には発振レーザ光を通すリアウィンドウ２１が設けられる。
【０００７】
出力カプラ１０はレーザチャンバ２０側にレーザ光の入射・反射面１０ａを有する平面基板である。入射・反射面１０ａは部分透過面である。フロントウィンドウ２２から出力されたレーザ光は入射・反射面１０ａに入射する。そのうちの一部は出力カプラ１０を透過し入射・反射面１０ａの裏面にあたる出射面１０ｂから出射される。残りは入射・反射面１０ａで反射され再びレーザチャンバ２０側に戻る。
【０００８】
グレーティング３０は光の回折を利用して特定波長帯域の光を選択する。グレーティング３０には一定方向に配列された多数の溝３１が形成されている。溝３１はレーザチャンバ２０内の主放電電極２３、２４の放電方向すなわち主放電電極２３、２４の配列方向と平行である。溝３１と直交する平面内においてグレーティング３０に入射する光の入射角度θとする。この入射角度θを変化させることによって特定帯域の波長の光を選択することができる。グレーティング３０は軸を中心にして回転自在であり、グレーティング３０の回転動作によって入射角度θを微調整することができる。
【０００９】
レーザチャンバ２０とグレーティング３０との間には一以上のプリズムビームエキスパンダ４１、４２（以下、単にプリズム４１、４２という）が設けられる。プリズム４１、４２はレーザチャンバ２０から出力されたレーザビーム幅を拡大してグレーティング３０に出力する。プリズム４１、４２の個数は出力レーザ光のスペクトル幅仕様値に応じて決められる。プリズム４１、４２のビーム拡大方向すなわちプリズムの陵線方向と垂直な方向は、グレーティング３０の溝３１及びレーザチャンバ２０内の主放電電極２３、２４の放電方向と垂直な方向に平行する。プリズム４１、４２のビーム拡大方向をグレーティング３０の溝３１と垂直な方向にすることによって、グレーティング３０におけるビーム広がり角がビームエキスパンダの拡大率の逆数分だけ小さくなるので、レーザ光の狭帯域化効率が向上する。
【００１０】
レーザチャンバ２０の後方のウィンドウ２１とプリズム４１の間にはスリット５２が設けられる。またレーザチャンバ２０の前方のウィンドウ２２と出力カプラ１０の間にはスリット５１が設けられる。このスリット５１は、レーザチャンバ２０内部であって、主放電電極２３、２４とフロントウィンドウ２２の間に設けられる場合もある。スリット５１、５２は長方形状の開口を有する遮光板である。スリット５１、５２については下記特許文献２で開示されている。スリット５１、５２の開口のうち、主放電電極２３、２４の放電方向の開口幅（図１（ａ）で示される開口幅）は、主放電電極２３、２４の間隔よりも若干狭い。またスリット５１、５２の開口のうち、放電方向及びレーザ光軸に直交する方向の開口幅（図１（ｂ）で示される開口幅）は、狭帯域化の仕様により定められる。スリット５１、５２によって余分なレーザ光がカットされ、狭帯域レーザのスペクトル幅が効率よく狭まる。
【００１１】
図１（ａ）、（ｂ）で示される出力カプラ１０は平面基板であるため、スリット５１で遮光される光の成分が比較的多い。このためレーザ発振効率が低くなる。下記特許文献３には図１で示される狭帯域エキシマレーザよりもレーザ発振効率が高い狭帯域エキシマレーザが開示されている。下記特許文献３の狭帯域エキシマレーザには、出力カプラ１０とは別形態の出力カプラが設けられている。この狭帯域エキシマレーザを図２を用いて説明する。
【００１２】
図２（ａ）、（ｂ）は別形態の出力カプラが設けられた従来の狭帯域エキシマレーザの構成を示す図である。図２で示される狭帯域エキシマレーザは、図１で示される出力カプラ１０を出力カプラ６０に置換した構成であり、その他の構成は図１で示される狭帯域エキシマレーザと同じである。
【００１３】
出力カプラ６０は、平面基板型の出力カプラ１０をフロントウィンドウ２２側の方向と反対の方向に凹状に湾曲した形状であり、シリンドリカルミラー型と呼ばれる。出力カプラ６０とグレーティング３０は所謂安定共振器を形成しており、高次横モードをレーザ発振に寄与させることでレーザ発振効率を高めることができる。出力カプラ６０はその機械軸（長さ方向に沿ってミラーを２分する軸）がレーザチャンバ２０内の放電電極２３、２４の放電方向と一致するようにして配置される。
【００１４】
出力カプラ６０の入射・反射面６０ａの曲率はレーザ光のビームウェストがグレーティング３０上にくるように選択される。すなわち出力カプラ６０の入射・反射面６０ａの曲率をＲとし、出力カプラ６０とグレーティング３０の回転軸までの長さ、つまりレーザのキャビティ長をＬとするとき、Ｒ＝２Lの関係が成立するように出力カプラ６０の入射・反射面６０ａの曲率が選択される。こうした曲率の選択によってグレーティング３０の回折面（溝３１を形成する面）へ入射するレーザ光の平行度が高まるため、レーザ光の狭帯域化効率が向上する。
【特許文献１】特許第２５３１７８８号公報（第６図、第９図）
【特許文献２】特許第２９９７６０６号公報（［０００４］段落）
【特許文献３】特開平５−１２１８１７号公報（図１乃至図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、エキシマレーザやフッ素分子レーザを半導体露光用光源として使用する場合には、ビームダイバージェンスが小さいという特性が求められる。半導体製造工場においてレーザ装置から露光機までの距離は数メートルになることがある。この数メートルの間でレーザビーム幅はビームダイバージェンスに起因して拡大する。レーザビーム幅の拡大比率が大きいとレーザ光が露光機に達した時点で露光レンズの面積に対してレーザビーム幅が広すぎる等の不都合が生ずる。そこで、ビームダイバージェンスに着目して従来技術を検討する。
【００１６】
図２で示される安定共振器には、レーザ発振効率が向上するというメリットがある反面、出力カプラが有する曲率のレンズ効果によってレーザ光の進行と共にレーザビーム幅が拡大する（ビームダイバージェンスが大きい）というデメリットがある。出力カプラの形状とビームダイバージェンスとの関係について図１乃至図５を用いて説明する。
【００１７】
図３は平面基板の出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。図４、図５はシリンドリカルミラー型の出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。図３で示される出力カプラ１０は図１で示される出力カプラ１０と同等のものである。図４で示される出力カプラ７０は出力カプラ１０の入射・反射面１０ａがフロントウィンドウ側の方向と反対の方向に凹状に湾曲した凹面鏡である。図５で示される出力カプラ６０は図２で示される出力カプラ６０と同等のものである。
【００１８】
出力カプラ１０、６０、７０に達するレーザ光のうち、一部は入射・反射面１０ａ、６０ａ、７０ａで反射し、残りは出力カプラ１０、６０、７０を透過して出射面１０ｂ、６０ｂ、７０ｂから出射される。
【００１９】
スリット５１の開口幅は、互いに対向する主放電電極２３、２４の間隔と同等か又はやや狭い。前述したように、この構成は狭帯域レーザの不要な発振を防ぐ等のために従来から用いられている。レーザチャンバ２０内部では様々な方向の光が発生するが、主放電電極２３、２４の長手方向とほぼ平行な方向（レーザ光軸方向）を外れる光の多くはこのスリット５１で遮断されて出力カプラ１０、６０、７０へ達しない。また出力カプラ１０、６０、７０へ達した光であっても、入射・反射面１０ａ、６０ａ、７０ａで反射してスリット５１で遮断されるためレーザチャンバ２０内へ戻ることがない。すなわち、レーザ光軸方向とほぼ平行な光のみがレーザ光として出射され、レーザ光軸方向と非平行な光はレーザ発振に寄与しない。
【００２０】
レーザ光軸方向とほぼ平行な光のみがレーザ光として出射されるという事実を念頭に置いて図３乃至図５のビームダイバージェンスを検討する。
【００２１】
図３で示される出力カプラ１０の場合、レーザチャンバ２０から出射された光１１のうち、レーザ光軸方向とほぼ平行な光１１ａの一部と拡がり角の小さい光１１ｂの一部は入射・反射面１０ａで反射し、スリット５１の開口を通過してレーザチャンバ２０内へ戻る。一方、拡がり角の大きな光１１ｃの一部は入射・反射面１０ａで反射し、スリット５１にあたって消失する。出力カプラ１０は平面基板であるため、光１１ａと光１１ｂは、スネルの法則から入射・反射面１０ａに入射される前と出射面１０ｂから出射された後とで平行である。出力カプラ１０のビームダイバージェンスによるビーム拡がり角はそれほど大きくない。
【００２２】
図４で示される出力カプラ７０の場合、入射・反射面７０ａが湾曲しているため、入射・反射面７０ａで反射される光７１ａ、７１ｂ、７１ｃの多くがスリット５１の開口を通過する。その反面、出力カプラ７０を透過し出射面７０ｂから出射される光７１ａ、７１ｂ、７１ｃの拡がり角は大きい。
【００２３】
図５で示される出力カプラ６０の場合、出射面６０ｂが入射・反射面６０ａと同程度に湾曲しているため、出力カプラ６０を透過し出射面６０ｂから出射される光６１ａ、６１ｂ、６１ｃの拡がり角は、図４で示される光７１ａ、７１ｂ、７１ｃの拡がり角と比べて幾らか小さくなる。しかしこれとて拡がり角は大きい。
【００２４】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、レーザ発振効率を向上させると共に、ビームダイバージェンスの拡大を抑制することを解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、
内部に封入されるレーザガスと、互いに対向して設けられレーザガスを放電励起する一対の放電電極と、前記放電電極の長手方向の前方に設けられレーザ光を通過させるフロントウィンドウと、前記放電電極の長手方向の後方に設けられレーザ光を通過させるリアウィンドウと、を有するレーザチャンバと、
前記フロントウィンドウの前方に設けられる出力カプラと、前記リアウィンドウの後方に設けられる反射光学素子と、で構成されるレーザ共振器と、
前記放電電極と前記出力カプラとの間に設けられ前記放電電極間に形成された放電空間の延長上に開口部を有するスリットと、を備えた狭帯域レーザ装置において、
前記出力カプラは、前記フロントウィンドウ側の方向と反対の方向に凹状に湾曲し、前記フロントウィンドウと対向するレーザ光の入射・反射面の曲率よりも当該入射・反射面の裏面にあたるレーザ光の出射面の曲率の方が大きいこと
を特徴とする。
【００２６】
図６、図７を用いて本発明を説明する。
【００２７】
図７で示される本発明の狭帯域レーザ装置の構成と図１で示される従来の狭帯域レーザ装置の構成とで異なる部分は、出力カプラの形状である。
【００２８】
出力カプラ８０は、レーザチャンバ２０のフロントウィンドウ２２側の方向と反対の方向に凹状に湾曲しており、フロントウィンドウ２２と対向してレーザ光が入射、反射される入射・反射面８０ａと、レーザ光が出射される出射面８０ｂとを有する。入射・反射面８０ａの曲率と出射面８０ｂの曲率は異なる。入射・反射面８０ａの曲率は、出力カプラ８０とグレーティング３０とで安定共振器を構成するために適切な曲率である。出射面８０ｂの曲率は入射・反射面８０ａの曲率よりも大きい。両者の曲率の差が大きいほど、出射面８０ｂから出射されるレーザ光は光軸中心方向に狭まる。但し、出射面８０ｂの曲率が大きすぎると焦点以後に拡大に転ずるため、出射面８０ｂの曲率には限度がある。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、出力カプラが安定共振器を構成するため、レーザ発振効率が向上する。さらにフロントウィンドウと対向しレーザ光の入射・反射面の曲率よりも、入射・反射面の裏面にあたるレーザ光の出射面の曲率の方が大きいため、出射面から出射されるレーザ光のビームダイバージェンスが小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【実施例１】
【００３１】
図６（ａ）は本発明に係る狭帯域エキシマレーザの構成を示す側面図であり、図６（ｂ）は本発明に係る狭帯域エキシマレーザの構成を示す平面図である。  
図６（ａ）、（ｂ）で示される本発明の狭帯域エキシマレーザの構成と図１（ａ）、（ｂ）で示される従来の狭帯域エキシマレーザの構成との異なる部分は、出力カプラの形状のみである。そこで以下では主に出力カプラの説明をすることとし、他の構成の説明を省略する。なお以下の説明で用いられる「ｘ軸」は図６（ａ）の紙面と直交する方向と平行することとし、「ｙ軸」は図６（ａ）の上下方向と平行することとし、「ｚ軸」は図６（ａ）の左右方向と平行することとする。
【００３２】
図７は第１実施形態に係る出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。
【００３３】
図７においては左方向にレーザチャンバのフロンウィンドウが設けられている。図７で示されるように、出力カプラ８０は、レーザチャンバ２０のフロントウィンドウ２２側の方向と反対の方向に凹状に湾曲しており、フロントウィンドウ２２と対向してレーザ光が入射、反射する入射・反射面８０ａと、入射・反射面８０ａの裏面にあたりレーザ光が出射する出射面８０を有する。入射・反射面８０ａ及び出射面８０ｂは球面の一部である。入射・反射面８０ａの曲率と出射面８０ｂの曲率は異なる。このように両面の曲率が異なる形状をメニスカス型という。入射・反射面８０ａの曲率は、出力カプラ８０とグレーティング３０で安定共振器を構成するために適切な曲率である。出射面８０ｂの曲率は、入射・反射面８０ａの曲率よりも大きい。
【００３４】
図８は入射・反射面８０ａの曲率半径Ｒ1及び出射面８０ｂの曲率半径Ｒ2を示す図である。  
入射・反射面８０ａの曲率は曲率半径Ｒ1の逆数１／Ｒ1で表され、出射面８０ｂの曲率は曲率半径Ｒ2の逆数１／Ｒ2で表される。Ｒ1、Ｒ2で出力カプラ８０の条件を表すと、（１／Ｒ1）＜（１／Ｒ2）（又はＲ1＞Ｒ2）となる。本発明者が用いた出力カプラ８０の曲率半径Ｒ1は約２０ｍであり、曲率半径Ｒ2は約１０ｍであり、曲率はそれぞれ１／２０、１／１０となる。この出力カプラ８０を正しく図示すると殆ど平面になるが、本実施形態を理解し易くするために、各図では出力カプラ８０の湾曲の度合を大きく示している。安定共振器になるような入射・反射面の曲率半径Ｒ1は共振器長Ｌが決定されれば、自動的にその範囲が決まる。リア側ミラーが平面の場合は、０＜（１−Ｌ／Ｒ1）＜１を満たすＲ1になる。
【００３５】
図９は凹面鏡の出力カプラとビームダイバージェンスの関係を示すグラフである。  
図９の直線Ａで示されるように、一般的に図４で示されるような凹面鏡の出力カプラ７０を透過する光線は、入射・反射面７０ａの曲率が大きくなるほど拡がり角が大きくなる。図９の直線Ｂで示されるように、出力カプラ７０の前方に補正レンズを設けると、ビームの拡がりを抑制できる。しかし補正レンズのような光学素子を光路上に設けると、レーザ光が損失する。図７で示されるようなメニスカス型の出力カプラ８０は、出力カプラの機能と補正レンズの機能を併せ持つ。つまり出力カプラ８０によれば、補正レンズを設けることなくビームの拡がりを抑制できる。
【００３６】
本実施形態の出力カプラ８０の有効性をデータを参照して示す。  
図１０（ａ）、（ｂ）はビームダイバージェンスの拡がり角を示すグラフであり、平面基板の出力カプラ１０（図３）の出力光と、凹面鏡の出力カプラ７０（図４）の出力光と、本実施形態の出力カプラ８０（図７）の出力光と、をレンズで集光したときのその焦点面でのプロファイル断面を表したグラフである。図１０（ａ）では理論的に得られた結果が示され、図１０（ｂ）では実験によって得られた結果が示されている。図１０（ａ）、（ｂ）の横軸は拡がり角（mrad）を示し、縦軸は規格ａ．ｕ．（arbitrary unit）化された光強度を示す。拡がり角は１／ｅ２で定義されている。図１０（ａ）、（ｂ）をみると、両者はほぼ等しいことが分かる。
【００３７】
ビームの拡がり角だけに着目すれば、図１０（ａ）、（ｂ）から判るように、平面基板の出力カプラ１０の結果が良好である。しかし前述したように、出力カプラ１０にはレーザ発振効率が低いというデメリットがある。一方、凹面鏡の出力カプラ７０はレーザ発振効率が高い。しかし出力カプラ７０には拡がり角が大きいというデメリットがある。本実施形態の出力カプラ８０によれば、入射・反射面８０ａが出力カプラ７０と同様に湾曲するため、レーザ発振効率が高くなる。また図１０（ａ）、（ｂ）で示されるように、ａ．ｕ．＝０．１５あたりの出力カプラ８０の拡がり角は、出力カプラ１０とほぼ等しい１．７mradである。因みに出力カプラ７０の拡がり角はほぼ２mradである。このように出力カプラ８０はビームダイバージェンスを抑制する。
【００３８】
図１１は出力カプラの位置調整を説明するための図である。  
本実施形態の狭帯域エキシマレーザは、出力カプラ８０をｘ軸、ｙ軸を中心にして回転自在にし、またｘ軸、ｙ軸に沿って平行移動自在にする調整機構を備える。
【００３９】
第１実施形態において、出力カプラ８０の入射・反射面８０ａ及び出射面８０ｂは球面の一部である。しかし出射面の形状は球面である必要はない。そこで以下では他の出力カプラの形態を説明する。なお各実施形態で説明する出力カプラは、図６の出力カプラ８０に代わって設置されるものとする。
【実施例２】
【００４０】
図１２は第２実施形態に係る出力カプラを示す図である。  
出力カプラ８２は、入射・反射面８２ａが球面の一部であるが、出射面８２ｂが非球面の一部である。出射面８２ｂの曲面は二次曲線である。
【実施例３】
【００４１】
図１３（ａ）、（ｂ）は第３実施形態に係る出力カプラを示す図である。図１３（ａ）は出力カプラ８４のｘ軸断面（ｘ軸と直交する断面）であり、図１３（ｂ）はｙ軸断面（ｙ軸と直交する断面）である。  
出力カプラ８４は出射面８４ｂの断面形状がｘ軸断面とｙ軸断面とで異なる。出力カプラ８４の出射面８４ｂのようにｘ軸断面とｙ軸断面が異なる面をトロイダル面という。出射面８４ｂの曲率は、ｙ軸断面よりもｘ軸断面の方が大きい。
【実施例４】
【００４２】
図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第４実施形態に係る出力カプラを示す図である。図１４（ａ）は出力カプラ８６の斜視図であり、図１４（ｂ）は出力カプラ８６のｙ軸断面（ｙ軸と直交する断面）であり、図１４（ｃ）はｘ軸断面（ｘ軸と直交する断面）である。  
出力カプラ８６は入射・反射面８６ａ、出射面８６ｂともにトロイダル面である。出射面８６ｂの曲率は、ｙ軸断面よりもｘ軸断面の方が大きい。一方、ｘ軸断面の入射・反射面８６ａが凹面であるのに対して、ｙ軸断面の入射・反射面８６ａは凸面である。出力カプラ８６のように入射・反射面８６ａのｙ軸断面が凸面である場合は、入射・反射面８６ａからの反射光が拡がる傾向をもつ。このため入射・反射面８６ａの中央部に平行に入射した光だけがスリット５１を通過し、チャンバ２０側に戻り、グレーティング３０に入射する。つまりグレーティング３０に入射する光の平行度が向上する。このためグレーティング３０による波長選択性が向上し、スペクトル線幅が狭くなる。
【００４３】
出力カプラ８６とは逆に、入射・反射面のｘ軸断面が凸面でありｙ軸断面で凹面である場合もグレーティング３０に入射する光の平行度は向上する。しかしこの場合に光が平行する方向はグレーティング３０の溝３１と平行になるため、回折には影響しない。つまり波長選択性には何ら影響しない。よって入射・反射面８６ａを凸面にするならｙ軸断面であり、この場合にのみ波長選択性が向上する。
【実施例５】
【００４４】
上記実施例１〜４において、出力カプラの中心が平面で、その平面の周りに湾曲面が形成された形態でもよい。
【実施例６】
【００４５】
本発明と同等の効果は、出力カプラの屈折率分布を調整することによっても得られる。  図１５（ａ）、（ｂ）は第５実施形態に係る出力カプラを示す図である。  
図１５（ａ）で示される出力カプラ８８は、ｚ軸を中心とし、中心から離れるに従い屈折率が低くなるような屈折率分布を持つ。図１５（ｂ）で示される出力カプラ８９は、入射・反射面８９ａから出射面８９ｂに進むに従い屈折率が低くなるような屈折率分布を持つ。
【００４６】
各実施形態で説明した出力カプラは、図６の狭帯域レーザ、フリーランレーザ（図６のプリズム４１、４２とグレーティング３０の代わりに高反射ミラーが設けられたもの）のいずれにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１（ａ）は従来の狭帯域エキシマレーザの構成を示す側面図であり、図１（ｂ）は従来の狭帯域エキシマレーザの構成を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は別形態の出力カプラが設けられた従来の狭帯域エキシマレーザの構成を示す図である。
【図３】図３は平面基板の出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。
【図４】図４はシリンドリカルミラー型の出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。
【図５】図５はシリンドリカルミラー型の出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。
【図６】図６（ａ）は本発明に係る狭帯域エキシマレーザの構成を示す側面図であり、図６（ｂ）は本発明に係る狭帯域エキシマレーザの構成を示す平面図である。
【図７】図７は第１実施形態に係る出力カプラとレーザ光の進行方向を示す図である。
【図８】図８は入射・反射面８０ａの曲率半径Ｒ1及び出射面８０ｂの曲率半径Ｒ2を示す図である。
【図９】図９は凹面鏡の出力カプラとビームダイバージェンスの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）はビームダイバージェンスの拡がり角を示すグラフである。
【図１１】図１１は出力カプラの位置調整を説明するための図である。
【図１２】図１２は第２実施形態に係る出力カプラを示す図である。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）は第３実施形態に係る出力カプラを示す図である。
【図１４】図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第４実施形態に係る出力カプラを示す図である。
【図１５】図１５（ａ）、（ｂ）は第５実施形態に係る出力カプラを示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２０…レーザチャンバ  ２１…リアウィンドウ  ２２…フロントウィンドウ
２３、２４…主放電電極  ３０…グレーティング  ４１、４２…プリズム
５１、５２…スリット  ８０…出力カプラ  ８０ａ…入射・反射面  ８０ｂ…出射面
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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