(57)【要約】【課題】レーザガス内において、細く小さい体積中でマイクロ波放電を起こすことができる装置を提供することであり、それによって連続動作が可能なマイクロ波励起紫外レーザ装置を提供すること。【解決手段】マイクロ波を伝播させる導波管と、レーザガスを循環させるガス循環経路と、ガス循環経路の一部を構成するとともに導波管からマイクロ波を導入してレーザ光を発生させるチャンバとを備えたマイクロ波励起ガスレーザ装置であって、マイクロ波を透過する材料からなる部材を導波管のチャンバ側先端部の内部からチャンバ内部にわたって延在するように設置し、部材は導波管先端部の内部に伸びる第一の部分にテーパー部を設けて導波管を伝播するマイクロ波を受け、チャンバ内に伸びる第二の部分からチャンバ内にマイクロ波を放出させてチャンバ内のレーザガスを励起することを特徴とするマイクロ波励起ガスレーザ装置。【選択図】        図１
2004228183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を伝播させる導波管と、レーザガスを循環させるガス循環経路と、前記ガス循環経路の一部を構成するとともに前記導波管からマイクロ波を導入してレーザ光を発生させるチャンバとを備えたマイクロ波励起ガスレーザ装置であって、マイクロ波を透過する材料からなる部材を前記導波管のチャンバ側先端部の内部から前記チャンバ内部にわたって延在するように設置し、前記部材は前記導波管先端部の内部に伸びる第一の部分にテーパー部を設けて前記導波管を伝播するマイクロ波を受け、前記チャンバ内に伸びる第二の部分から前記チャンバ内にマイクロ波を放出させてチャンバ内のレーザガスを励起することを特徴とするマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項２】
前記延在する部材の前記第二の部分の側面に導電体層を設け、マイクロ波を前記第二の部分の先端面から前記チャンバ内に放出させることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項３】
前記延在する部材の前記第二の部分の先端面のマイクロ波放出領域を、前記延在する部材内でのマイクロ波の波長の１／２以上の幅を有するスリット状としたことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項４】
前記延在する部材の前記第二の部分はその前記先端面にも、前記スリット状のマイクロ波放出領域を除いて、導電体層が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項５】
前記導波管の前記チャンバ側先端部が断面矩形状の筒状管で形成されており、一方の開口から注入されるマイクロ波の進行方向に沿って徐々に開口面積が小さくなるテーパーが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項６】
前記導波管の前記チャンバ側先端部が断面矩形状の筒状管で形成されているストレート導波管であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項７】
前記延在する部材の前記第一の部分はマイクロ波の進行方向に沿って徐々に断面積が大きくなるテーパーを有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項８】
前記チャンバと前記導波管との間に、前記チャンバのガスが前記導波管に洩れるのを防止するための手段を設けたことを特徴とする請求項７に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項９】
前記防止するための手段が、前記延在する部材の前記第一の部分と前記第二の部分との間に設けられ前記延在する部材と同一の材料またはそれと同等の熱膨張率を有する材料で構成されたつば状部材を含むことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項１０】
前記延在する部材がセラミックから成ることを特徴とする請求項９に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項１１】
前記延在する部材と前記つば状部材とが同一材料で一体に構成されていることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項１２】
前記延在する部材の前記第一の部分における前記テーパー部のうち最も大きい断面積が、前記導波管先端部の前記チャンバと接する部分の断面積とほぼ等しいことを特徴とする請求項１から請求項１０に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項１３】
前記延在する部材の前記第二の部分がマイクロ波の進行方向において断面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項１４】
前記延在する部材の前記第二の部分がその先端部を除きマイクロ波の進行方向において断面積が実質的に変わらないように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置を光源に用いたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波を励起源として動作するマイクロ波励起ガスレーザ装置およびそれを用いた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紫外域でレーザ動作するガスレーザ（以下、紫外レーザと呼ぶ。）としては、エキシマレーザやフッ素分子レーザ（以下、Ｆ２レーザと呼ぶ。）などがあり、例えば光リソグラフィの光源として広く用いられている。これらの紫外レーザを動作させるには、一般に直流パルス電源が用いられる。すなわち、コンデンサーに蓄えられた電気的エネルギーを、チャンバ内でパルス放電させることで、パルス状のレーザ光が発生する。なお、レーザガスの成分として、フッ素分子レーザでは、フッ素ガスとＮｅ（ネオン）との混合ガスが用いられる。波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザでは、Ｆ２、Ｋｒ（クリプトン）、及びＮｅの混合ガス、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザでは、Ｆ２、Ａｒ（アルゴン）、及びＮｅの混合ガスが一般に用いられる。なお、これらの紫外レーザ、及びリソグラフィ用光源に関しては、例えば、非特許文献１において説明されている。
一方エキシマレーザに関しては、非特許文献２に示されているように、動作源としてマイクロ波を用いる場合もあった。これはマイクロ波励起エキシマレーザと呼ばれ、一般的な構造としては、マイクロ波を発生させるマイクロ波発振器、マイクロ波を伝播させる導波管、及びレーザガスが満たされたチャンバとで構成されている。
従来のマイクロ波励起エキシマレーザの構造としては、図１７に示したマイクロ波励起エキシマレーザ装置のように、マイクロ波発振器１０１から放射されたマイクロ波を、導波路１０２ａ、１０２ｂを通して、電極１０４ａ、１０４ｂまで導き、これらの電極１０４ａ、１０４ｂ間でマイクロ波放電を起こし、それらの間にレーザチューブ１０５を配置することで、その内部に満たされたレーザガスを励起し、レーザ動作を行っていた。また、導波路１０２ａ、１０２ｂはインピーダンス整合器１０３を通っており、マイクロ波発振器１０１とレーザチューブ１０５とのインピーダンス整合を行っている。
【０００３】
【非特許文献１】
レーザー研究、第２７巻、第７号、第４７３頁から４７８頁（１９９９年７月）
【非特許文献２】
ＯＰＴＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，  Ｖｏｌ．１２，  Ｎｏ．３，  ｐ．１６９−１７１，  １９８７
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置では、エキシマレーザを連続的にレーザ発振させることが困難であり、一般に、パルス幅数マイクロ秒以下のパルス動作しかできなかった。すなわち、従来のマイクロ波励起紫外レーザ装置におけるマイクロ波発振器１０１には、パルス動作のものが用いられており、これを連続動作のものに換えても、連続的にレーザ光を発生させることは困難であった。
その第１の理由は、レーザの連続動作を行うには、連続的に動作するマイクロ波発振器を用い、連続的に発生するマイクロ波でレーザガスを励起する必要があるが、連続動作のマイクロ波はピークパワーが低いため、発振に必要な数百ｋＷ／ｃｍ３以上の高い励起密度（単位体積当たりの励起パワー）で放電させることができないことから、レーザ発振が困難であったということである。すなわち、レーザガスを十分励起させるには、マイクロ波のパワーを上げる必要があるが、連続動作のマイクロ波発振器では、得られるマイクロ波のパワーはせいぜい数ｋＷ程度であり、パルス動作によって一般に得られる数百ｋＷから数ＭＷのピークパワーに比べて、２桁程度も小さいからである。したがって、低ピークパワーのマイクロ波によってレーザ動作させるためには、放電体積が十分小さい構造をとる必要があるが、従来装置の多くは、放電体積が数立方センチメートル程度と大きく、数ｋＷのマイクロ波で放電させても、励起密度は数ｋＷ／ｃｍ３にしかならない。そのため、ピークパワー数ＭＷが大出力するパルス型マイクロ波を用いテーパールス放電させ、パルスレーザ光を発生させていた。
またレーザの連続動作が困難である第２の理由は、放電が開始すると、レーザガスに含まれるフッ素や塩素などのハロゲンが枯渇していくため、レーザ発振の基になるエキシマが生成されなくなると広く考えられていたことである。すなわち、ハロゲンが枯渇する時間は、数マイクロ秒のオーダーであると考えられていたため、マイクロ秒以内の短時間にガスを置換させることができれば、連続的にレーザ動作させることが可能と考えられていた。
これに対して、低いピークパワーのマイクロ波を励起源としてレーザ発振を行うには、レーザガスにおいて励起される体積を十分小さくして、励起密度を十分高める必要がある。この場合、体積を小さくするために光軸方向に短くするとレーザのゲインが小さくなるので、励起部の形状は光軸方向に短くするのではなく径を細くする必要がある。そこで従来の装置では、一対の電極１０４ａ、１０４ｂの間にレーザチューブ１０５を配置して、電極間で放電させる構造をとり、レーザチューブ１０５の内部体積、つまり、内径を小さくすることで、レーザガスの励起密度を高めるようにし、レーザ発振をさせていた。
ところが、レーザチューブ１０５の両側に配置された一対の電極１０４ａ、１０４ｂの構造などによって、電極１０４ａ、１０４ｂ間で放電されるマイクロ波パワーが決定されてしまうことから、レーザチューブ１０５の内部体積を小さく、すなわち内径を小さくすると、内部に注入されるマイクロ波の割合が減少してしまうため、レーザガスの励起密度を高めることが困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、レーザガス内において、細く小さい体積中でマイクロ波放電を起こすことができる装置を提供することであり、それによって連続動作が可能なマイクロ波励起紫外レーザ装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のマイクロ波励起ガスレーザ装置は、マイクロ波を伝播させる導波管と、レーザガスを循環させるガス循環経路と、前記ガス循環経路の一部を構成するとともに前記導波管からマイクロ波を導入してレーザ光を発生させるチャンバとを備えたマイクロ波励起ガスレーザ装置であって、マイクロ波を透過する材料からなる部材を前記導波管のチャンバ側先端部の内部から前記チャンバ内部にわたって延在するように設置し、前記部材は前記導波管先端部の内部に伸びる第一の部分にテーパー部を設けて前記導波管を伝播するマイクロ波を受け、前記チャンバ内に伸びる第二の部分から前記チャンバ内にマイクロ波を放出させてチャンバ内のレーザガスを励起することを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第二の部分の側面に導電体層を設け、マイクロ波を前記第二の部分の先端面から前記チャンバ内に放出させることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第二の部分の先端面のマイクロ波放出領域を、前記延在する部材内でのマイクロ波の波長の１／２以上の幅を有するスリット状としたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第二の部分はその前記先端面にも、前記スリット状のマイクロ波放出領域を除いて、導電体層が設けられていることを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記導波管の前記チャンバ側先端部が断面矩形状の筒状管で形成されており、一方の開口から注入されるマイクロ波の進行方向に沿って徐々に開口面積が小さくなるテーパーが形成されていることを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記導波管の前記チャンバ側先端部が断面矩形状の筒状管で形成されているストレート導波管であることを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項５または請求項６に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第一の部分はマイクロ波の進行方向に沿って徐々に断面積が大きくなるテーパーを有することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記チャンバと前記導波管との間に、前記チャンバのガスが前記導波管に洩れるのを防止するための手段を設けたことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項８に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記防止するための手段が、前記延在する部材の前記第一の部分と前記第二の部分との間に設けられ前記延在する部材と同一の材料またはそれと同等の熱膨張率を有する材料で構成されたつば状部材を含むことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材がセラミックから成ることを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項９または請求項１０に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材と前記つば状部材とが同一材料で一体に構成されていることを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項１０に記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第一の部分における前記テーパー部のうち最も大きい断面積が、前記導波管先端部の前記チャンバと接する部分の断面積とほぼ等しいことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第二の部分がマイクロ波の進行方向において断面積が小さくなるように構成されていることを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置において、前記延在する部材の前記第二の部分がその先端部を除きマイクロ波の進行方向において断面積が実質的に変わらないように構成されていることを特徴とする。
請求項１５記載の本発明の露光装置は、請求項１から請求項１４のいずれかに記載のマイクロ波励起ガスレーザ装置を光源に用いたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置は、マイクロ波を透過する材料からなる部材を導波管のチャンバ側先端部の内部からチャンバ内部にわたって延在するように設置し、この部材は導波管先端部の内部に伸びる第一の部分にテーパー部を設けて導波管を伝播するマイクロ波を受け、チャンバ内に伸びる第二の部分からチャンバ内にマイクロ波を放出させてチャンバ内のレーザガスを励起するものである。この構成により、導波管内の空気中を伝わってきたマイクロ波を第一の部分から部材中に入射させ、第二の部分からマイクロ波をレーザガス中に放出するので、レーザガス内において、マイクロ波放電を起こすことができ、連続動作が可能なマイクロ波励起紫外レーザ装置を実現することができる。また、部材が第一の部分にテーパー部を有するので、マイクロ波を反射無くセラミック中に入射させることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第二の部分の側面に導電体層を設け、マイクロ波を第二の部分の先端面からチャンバ内に放出させるものである。この構成により、レーザガス中で発生させるプラズマを第二の部分の先端面に集中できる。本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第二の部分の先端面のマイクロ波放出領域を、延在する部材内でのマイクロ波の波長の１／２以上の幅を有するスリット状としたものである。この構成により、細く小さい体積中で高いパワーのマイクロ波放電を起こすことができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第二の部分はその先端面にも、スリット状のマイクロ波放出領域を除いて、導電体層が設けられているものである。この構成により、細く小さい体積中で高いパワーのマイクロ波放電を起こすことができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、導波管のチャンバ側先端部が断面矩形状の筒状管で形成されており、一方の開口から注入されるマイクロ波の進行方向に沿って徐々に開口面積が小さくなるテーパーが形成されているものである。この構成により、マイクロ波を反射無くセラミック中に入射させることができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、導波管のチャンバ側先端部が断面矩形状の筒状管で形成されているストレート導波管としたものである。この構成により、導波管として通常のストレート導波管を利用しているので安価に製作できる。
本発明の第７の実施の形態は、第５または第６の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第一の部分はマイクロ波の進行方向に沿って徐々に断面積が大きくなるテーパーを有するものである。この構成により、マイクロ波を反射無くセラミック中に入射させ、セラミックからチャンバ内に放射させることができる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、チャンバと導波管との間に、チャンバのガスが導波管に洩れるのを防止するための手段を設けたものである。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、防止するための手段が、延在する部材の第一の部分と第二の部分との間に設けられ延在する部材と同一の材料またはそれと同等の熱膨張率を有する材料で構成されたつば状部材を含むものである。この構成により、ロウ付けする２つの部材の熱膨張係数を一致させることができるため、ロウ付けの際に延在する部材だけでなくつば状部材にもひびが入ることを防止することができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材がセラミックから成るものである。この構成により、ガスレーザとしてフッ素ガスを用いることができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第９または第１０の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材とつば状部材とが同一材料で一体に構成されているものである。この構成により、部材間の熱膨張係数を考慮する必要が無くなる。
本発明の第１２の実施の形態は、第１から第１０の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第一の部分におけるテーパー部のうち最も大きい断面積が、導波管先端部のチャンバと接する部分の断面積とほぼ等しいものである。この構成により、導波管内を進行してきたマイクロ波を延在する部材に効率よく伝播させることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第二の部分がマイクロ波の進行方向において断面積が小さくなるように構成されるものである。この構成により、高いパワー密度のマイクロ波を放出することができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態によるマイクロ波励起ガスレーザ装置において、延在する部材の第二の部分がその先端部を除きマイクロ波の進行方向において断面積が実質的に変わらないように構成されるものである。この構成により、第二の部分でのマイクロ波の損失を減らすことができる。
本発明の第１５の実施の形態による露光装置は、第１から第１４の実施の形態のいずれかのマイクロ波励起ガスレーザ装置を光源に用いたものである。この構成により、露光光源からのレーザパワーを増加しても、露光機本体内の光学部品の寿命が短くなることがない露光装置を提供することができる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の一実施例によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例であるマイクロ波励エキシマレーザなどのマイクロ波励紫外域ガスレーザ装置１００の構成図である。
マイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置１００は、電源１から供給された電力によってマイクロ波を発生させるマイクロ波発振器２と、このマイクロ波発振器２で発振させたマイクロ波を伝播させる導波管３ａ、３ｂ、Ｌ字導波管６、テーパー導波管７と、レーザガスを循環させるガス循環経路９と、テーパー導波管７からマイクロ波を導入してレーザ光を発生させるチャンバ８とを備えている。マイクロ波発振器２で発振させるマイクロ波の周波数は、Ｓバンドの２．４５ＧＨｚが好ましいが、Ｌバンドの１．３ＧＨｚや、約９ＧＨｚのＸバンドを用いてもよい。また、マイクロ波発振器２の出力は、レーザを発振させるためには２〜３ｋＷで行えるが、この閾値よりできる限り大きい方が、電気効率が高くなるため、１０ｋＷ程度が好ましい。また、ＫｒＦエキシマレーザにおけるレーザガスの成分は、Ｆ２：Ｋｒ：Ｈｅ＝０．１％：５％：９４．９％であり、全圧は２気圧である。なお、バッファガスであるＨｅの代わりにＮｅを用いてもよい。
【０００９】
導波管は、導波管３ａ、３ｂ、Ｌ字導波管６、及びテーパー導波管７とから構成されている。導波管３ａは、マイクロ波発振器２とアイソレータ４とを接続し、導波管３ｂは、アイソレータ４とチューナ５とを接続し、Ｌ字導波管６とテーパー導波管７は、チューナ５とチャンバ８とを接続している。テーパー導波管７内では、マイクロ波発振器２から導波管３ａ、アイソレータ４、導波管３ｂ、チューナ５およびＬ字導波管６を経て伝わってきたマイクロ波がチャンバ８内のレーザガス中に注入されるようになっている。詳細は後述する。
テーパー導波管７が取り付けられたチャンバ８内に満たされたレーザガスは、ループ状に構成されているガス循環経路９内を循環する。ガス循環経路９は、配管によって熱交換器１１、チャンバ８、及びブロア１０とを環状に接続して構成される。熱交換器１１はチャンバ８の下流側に配置されており、マイクロ波によって加熱されたレーザガスを冷却する作用を有する。ブロア１０はレーザガスを高速に流す作用を有している。
チャンバ８内では、レーザガスはＸ軸方向に流れ、マイクロ波はＹ軸方向から注入され、発生するレーザ光Ｌ１はチャンバ８の外側に配置されたレーザミラー１２からガスの流れ方向及びマイクロ波の発振方向と直交する方向（Ｚ軸）に取り出される。
【００１０】
次に、このマイクロ波励紫外域ガスレーザ装置１００の動作について以下に説明する。電源１から供給された電力により、マイクロ波発振器２からは、マイクロ波（ここでは２．４５ＧＨｚ）が発生する。マイクロ波は、導波管３ａ、アイソレータ４、導波管３ｂ、チューナ５を順次通過し、Ｌ字導波管６で下方に曲がり、テーパー導波管７に進み、テーパー導波管７からチャンバ８内のレーザガス中に注入される。
一方、レーザガスは、ブロア１０によって、ループ状に構成されているガス循環経路９内を高速で循環し、チャンバ８内に満たされる。チャンバ８内に満たされたレーザガスは、テーパー導波管７から注入されたマイクロ波による放電によって励起されレーザ発振を行う。レーザ光Ｌ１は、チャンバ８の外側に配置されたレーザミラー１２から外部に取り出される。
【００１１】
次にチャンバ８内に取り付けられたテーパー導波管７の構造について、図２から図４を用いて説明する。図２は、テーパー導波管７およびその内部に配置されるテーパー状セラミック棒２１の斜視図である。テーパー導波管７は断面矩形状の筒状管で形成されており、一方の開口から注入されるマイクロ波Ｍの進行方向に沿って徐々に開口面積が小さくなるようにテーパーが形成されている。図２では、マイクロ波ＭはＹ方向に注入される場合を示しており、テーパーはＸ方向に形成されている場合を示しているが、Ｚ方向あるいはＸ方向とＺ方向の両方にテーパーが形成されるようにしてもよい。
テーパー状セラミック棒２１はマイクロ波の進行方向に沿って徐々に断面積が大きくなるテーパーを有するテーパー部２２および表面に金属層を形成したメタライズ部２３を有しており、テーパー状セラミック棒２１自体がテーパー導波管を形成している。テーパー部２２はテーパー導波管７内に収納され、メタライズ部２３は図１で説明したチャンバ８内に挿入される。テーパー部２２はマイクロ波Ｍが進行する方向に沿ってＸ軸およびＺ軸の両方向において徐々に断面積が大きくなるようなテーパーを有している。テーパー状セラミック棒２１の材質としてセラミックを用いる理由は、紫外域で動作するガスレーザではフッ素ガスを用いる場合が多いので、フッ素に耐性を有する材料が好ましいからである。テーパー状部材２１の材料としては、マイクロ波を透過する材料であれば、フッ素に耐性を有する他の誘電体でもよく、またフッ素ガスを用いない場合はセラミック以外のマイクロ波を透過する材料を用いることができる。
【００１２】
テーパー状セラミック棒２１のメタライズ部２３側の先端部には、スリット部２４が形成されている。図３にスリット部２４の斜視図を示す。スリット部２４は、メタライズ部２３の先端部のメタライズをスリット状に剥離してテーパー状セラミック棒２１のセラミックをスリット状に露出させて構成する。スリット部２４の幅Ｗは、テーパー状部材２１の材料、たとえばセラミック、中でのマイクロ波の波長の１／２以上の必要がある。すなわち、スリット部２４のスリット形状が長方形の場合は、長辺がカットオフ波長の１／２以上で、短辺の長さＬをこれより短くする。マイクロ波の発振周波数が工業用として広く利用されている２．４５ＧＨｚの場合、セラミックの比誘電率が約１０であることから、テーパー状部材２１の材料、たとえばセラミック、中でのマイクロ波の波長λｃ＝３９ｍｍになる。したがって、スリット部２４の幅Ｗは約１９．５ｍｍ以上の必要がある。スリット部２４の幅Ｗを１９．５ｍｍ以下にすると、マイクロ波を放出できなくなる。スリット部２４の長方形の断面形状において、幅Ｗがλｃ／２以上であれば、もう一方の辺の長さＬがいかに小さくてもマイクロ波を伝播させることが可能である。したがって、長さＬの寸法を十分小さくすることで、高いパワー密度のマイクロ波をレーザガス中に放出させることができる。
【００１３】
図４は、テーパー導波管７およびテーパー状セラミック棒２１とチャンバ８との連結部の断面図で、（ａ）は図１におけるＺ軸方向から見たＺ軸断面図、（ｂ）は図１におけるＸ軸方向から見たＸ軸断面図である。
テーパー導波管７内をＹ軸方向に、紙面では上方から下方に伝わってきたマイクロ波Ｍは、テーパー状セラミック棒２１に当ることで、伝わる媒体が空気から徐々にセラミックに移っていく。マイクロ波Ｍが全てセラミック内に伝わる（つまり導波管内が全てセラミックで満たされる）位置にチャンバ８の一部であるチャンバボディ３０が結合されている。テーパー導波管７の端部にはフランジ部７０が形成され、フランジ部７０とチャンバボディ３０がボルト２６で連結される。
テーパー状セラミック棒２１は、空気で満たされているテーパー導波管７とレーザガスで満されているチャンバ８との両方の内部空間にまたがって配置され、これら２つの空間を仕切る位置に、中央部に穴を有する穴空き板２５が配置される。テーパー状セラミック棒２１は穴空き板２５の穴内を貫通しており、両者はロウ付けにより固定されている。穴空き板２５にはテーパー導波管７のフランジ部７０と接する面にメタライズが施されている。穴空き板２５はチャンバボディ３０に対してＯリング２７でシールされており、穴空き板２５の上側のつばの部分がテーパー導波管７のフランジ部７０で押さえつけられる。チャンバボディ３０内におけるテーパー状セラミック棒２１の４つの側面のメタライズ部２３には、セラミック製のブロック２９がロウ付けされている。
【００１４】
次に、テーパー状セラミック棒２１、穴空き板２５、及びブロック２９の一体部品としての製作方法について説明する。図５において、テーパー状セラミック棒２１の先端のテーパー表面にメタライズ面３１が形成される。メタライズ面３１は図２に示したメタライズ部２３に相当する。穴空き板２５の穴３４の内表面にはメタライズ面３２が、一主面（図５では上面）にはメタライズ面３３が形成される。ブロック２９のテーパー状セラミック棒２１に接する側の面にはメタライズ面３５が形成される。テーパー状セラミック棒２１のメタライズ面３１が形成された部分を穴空き板２５の穴３４に挿通してブロック２９で挟持し、各々のメタライズ面３１、３２、３５をロウ付けにより固定する。ロウ付けに用いられるロウとしては耐フッ素ガス性の金ロウが好ましい。その理由は、紫外域レーザでは、レーザガス中にフッ素ガスが含まれることが多く、フッ素ガスと反応する銀ロウは好ましくないからである。
【００１５】
穴空き板２５とブロック２９の材質としては、テーパー状セラミック棒２１と同じ種類のセラミックまたはこれと同等の線膨張率を有するチタンなどの金属を用いるのが望ましい。この場合は、テーパー状セラミック棒２１、穴空き板２５およびブロック２９の材質の線膨張率を一致ないし近い値とすることで、ロウ付け時に穴空き板２５およびブロック２９にひびが入りにくくなる。穴空き板２５とブロック２９の材質としてセラミック以外の材料、たとえば、フッ素耐性を有し安価であるステンレスを用いると、線膨張率がセラミックの７．９×１０−６／Ｋに対し１４．７×１０−６／Ｋと２倍程度あるためロウ付けが困難である。これは、ロウ付けの際に、最高１２００度を越える高温になるため、ロウ付け後室温まで冷やされる際に生じる材料寸法の変形量が、テーパー状セラミック棒２１と穴空き板２５およびブロック２９の線膨張率の差により大きく異なってしまうからである。
なお、穴空き板２５の材料として、テーパー状セラミック棒２１と同じセラミックを用い、両者を一体構造として構成するのも好ましい。この場合、テーパー状セラミック棒２１の中央部（チャンバと導波管との間の部分）につば状部材が突出した構造になる。なお、このような一体化構造において、その材料としてはセラミックに限らず、先に述べた通り他の誘電材料としてもよい。
穴空き板２５の一主面に形成されたメタライズ面３３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにテーパー導波管７のフランジ部７０と接触する面であり、このメタライズ面３３によりテーパー導波管７のフランジ部７０と穴空き板２５とが電気的に接触するため、テーパー導波管７の内部を伝播してくるマイクロ波Ｍをリーク無しにテーパー状セラミック棒２１内に進ませることができる。したがって、マイクロ波Ｍはテーパー状セラミック棒２１の先端部のスリット部２４から効率的に外部へ放出させることができる。
図４および図１に示すように、テーパー導波管７内にマイクロ波Ｍが注入されると、マイクロ波Ｍはテーパー導波管７からテーパー状セラミック棒２１に伝播し、テーパー状セラミック棒２１の先端のスリット部２４から高いパワー密度のマイクロ波が放出される。このマイクロ波はチャンバ８に注入され、チャンバ８内のレーザガスを励起してプラズマ２８を発生する。このプラズマ２８から紫外レーザ光Ｌ１がＺ軸方向に取り出される。
【００１６】
プラズマ２８の発生領域は、テーパー状セラミック棒２１の構成およびブロック２９の有無により変化する。その様子を図６を用いて説明する。図６は、図４（ａ）におけるブロック２９を省略した図である。図６のように、ブロック２９が無い場合、テーパー状セラミック棒２１とチャンバボディ３０との間に僅かでも隙間が生じると、その隙間内にマイクロ波によってプラズマが発生し、テーパー状セラミック棒２１の長さ方向に沿ってプラズマ２８が広がってしまう。これはプラズマ２８が金属面に沿って広がりやすいからである。プラズマ２８の発生がテーパー状セラミック棒２１とチャンバボディ３０の隙間に広がると、プラズマ２８によるレーザガスの励起効率が減少し、派生発生する紫外レーザ光Ｌ１のパワーが小さくなってしまう。この現象はチャンバ８内におけるテーパー状セラミック棒２１がメタライズ部２３を有しているか否かにかかわらず発生する。
一方、図４（ａ）、（ｂ）のように、チャンバ８内におけるテーパー状セラミック棒２１の４つの側面のメタライズ部２３にセラミック製のブロック２９をロウ付けすると、プラズマ２８はテーパー状セラミック棒２１の先端のスリット部２４付近に集中して細く発生し、チャンバ８内に広がることはない。したがって、プラズマ密度を高くできるので、紫外レーザ光Ｌ１を高いパワーでＺ軸方向に取り出すことができ、レーザの連続動作に必要な高い励起密度を達成することができる。また、後に図１０や図１１で述べるようなストレート構成にするのも効果がある。
【００１７】
（実施例２）
図７は、本発明の実施例２によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置の導波管とテーパー状セラミック棒の構成を示す斜視図である。図２と同一部分には同一符号を付与する。図２と異なる部分は、導波管がテーパー導波管ではなくテーパーを有しないストレート導波管４１を使用した点である。
本実施例において、ストレート導波管４１内におけるテーパー状セラミック棒２１はテーパー部２２を有しているので、ストレート導波管４１内のマイクロ波の伝播媒体である空気経路の断面積はマイクロ波の進行方向に徐々に小さくなり、一方テーパー状セラミック棒２１による伝播媒体であるセラミックの断面積はマイクロ波の進行方向に徐々に大きくなる。したがって、ストレート導波管４１に注入されたマイクロ波は図２における場合と同様にストレート導波管４１からテーパー状セラミック棒２１に伝播する。その他の構成および動作は図２の場合と同様であるので説明を省略する。
本実施例によれば、導波管として通常のストレート導波管４１を利用しているので安価に製作できる。
【００１８】
（実施例３）
図８は、本発明の実施例３によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置の導波管とテーパー状セラミック棒の構成を示す斜視図である。図７と同一部分には同一符号を付与する。図７と異なる部分は、テーパー状セラミック棒４２のテーパー部４３の形状がＸ方向の一方向のみテーパー状に形成され、Ｚ方向にはテーパー形成されていない点である。
本実施例においても、ストレート導波管４１内におけるテーパー状セラミック棒４２はＸ方向に形成されたテーパーを有するテーパー部４３を有しているので、ストレート導波管４１内のマイクロ波の伝播媒体である空気経路の断面積はマイクロ波の進行方向に徐々に小さくなり、一方テーパー状セラミック棒４２による伝播媒体であるセラミックの断面積はマイクロ波の進行方向に徐々に大きくなる。したがって、ストレート導波管４１に注入されたマイクロ波は図２、図７における場合と同様にストレート導波管４１からテーパー状セラミック棒４２に伝播する。その他の構成および動作は図２の場合と同様であるので説明を省略する。
本実施例によれば、実施例２と同様に、導波管として通常のストレート導波管４１を利用しているので安価に製作できる。
【００１９】
（実施例４）
図９は、本発明の実施例４によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置の導波管とテーパー状セラミック棒の構成を示す斜視図である。
本実施例では、ストレート導波管４１にテーパー状セラミック棒４５のテーパー部２２が挿入されている。テーパー状セラミック棒４５のチャンバ８側のメタライズ部４６はほとんどテーパーになっておらず、実質的にストレート状に形成されている。その結果、テーパー状セラミック棒４５におけるマイクロ波が進む断面部のマイクロ波の進行方向に対して面積が小さくならないため、テーパー状セラミック棒４５内部でのマイクロ波パワー密度が抑制され、テーパー状セラミック棒４５のマイクロ波耐性が高い特徴がある。
テーパー状セラミック棒４５は、図１０に示すように、チャンバ８側で導波管を形成するメタライズ部４６の外側にアルミナ面４７を溶着させる。アルミナ面４７には、テーパー状セラミック棒４５の先端部においてテーパー状セラミック棒４５のセラミックが露出するようにスリット４８が形成されており、このスリット４８からマイクロ波が放出される。メタライズ４６部の外側にアルミナ面４７を溶着させることにより、スリット４８から放出されるマイクロ波により発生するプラズマが左右方向に広がらなくなりプラズマ密度を高くできる。スリット４８の寸法等の構成は、図３を参照して説明したスリット部２４と同じである。また、実施例１、２、３において、チャンバ８側のテーパー状セラミック棒２１、４２のメタライズ部２３の表面にアルミナ層４７を付着させても効果がある。
【００２０】
（実施例５）
図１１は、本発明の実施例５によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置のテーパー導波管７とチャンバ８の一部を示したＺ軸断面図である。本実施例におけるテーパー状セラミック棒５１は、図４（ａ）、（ｂ）に示したテーパー状セラミック棒２１と穴空き板２５が一体化した形状になっている。すなわち、テーパー状セラミック棒５１の中央部に全周にわたって突起させたツバ部が形成され、そこにＯリング５２が当たってシールする構造になっている。
本実施例の特徴は、実施例１、実施例４のように穴空き板２５をロウ付けする必要がなく製作が容易になることである。穴空き板２５をロウ付けする場合には、テーパー状セラミック棒２１の表面にニッケルを蒸着してメタライズを施す必要があるが、ニッケルは金属の中では導電性があまり高くなく、その電気抵抗は１００℃において１０．３／Ωｍであるため、テーパー状セラミック棒２１の表面に流れる電流が小さくなるので内部を伝播するマイクロ波の損失が大きくなる傾向にある。ところが、本実施例ではロウ付が不要になったことから、テーパー状セラミック棒５１のメタライズとして金ペースト５３を溶着させて作成することが可能である。金の電気抵抗は１００℃において２．８８／Ωｍであり、ニッケルの１／３以下と小さいことから、金ペースト５３をセラミック表面に直接溶着することによりその表面を電流が流れやすくなり、テーパー状セラミック棒５１の内部に伝播するマイクロ波の損失を低減させることができる。なお、金ペーストの代わりに、他の電気伝導度の高い金属、例えば同程度に電気伝導度が高くより安価な銅を用いてもよい。
なお、金ペースト５３が溶着された部分においてチャンバボディ５４の内部に対向する位置にさらにアルミナを溶着することによって、マイクロ波により発生するプラズマ５５が広がらないようにすることができる。
【００２１】
（実施例６）
図１２は、本発明の実施例６によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置のテーパー導波管７とチャンバ８の一部を示した図で、（ａ）はＺ軸断面図、（ｂ）はＸ軸断面図である。
本実施例では、テーパー状セラミック棒６１のマイクロ波を放出させる端部がマイクロ波の進行方向Ｙに直交するＺ軸方向から見た場合に、図１２（ａ）のようにＴ字型に形成されている。Ｔ字型の端部はＴ字型の先端面の少なくとも一部を露出させて穴空き部材６２で覆われている。また、この穴空き部材６２がテーパー導波管７のフランジ部７０と接する面（上の面）にはメタライズ（図示省略）が施されている。穴空き部材６２はチャンバボディ３０に対してＯリング６３でシールされている。穴空き部材６２の上側のつばの部分はテーパー導波管７の端部のフランジ部７０で押さえつけられており、フランジ部７０はボルト６４によってチャンバボディ３０に固定される。
テーパー状セラミック棒６１のＴ字部の先端から放出されたマイクロ波によってチャンバ８内のレーザガスが励起され、プラズマ６５が発生し、ここから紫外のレーザ光がＺ軸方向に取り出される。
【００２２】
図１３は、テーパー状セラミック棒６１と穴空き部材６２とを一体部品として製作する方法を説明する概念図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＺ軸断面図である。テーパー状セラミック棒６１のチャンバ側の端部はＺ軸方向から見た場合にＴ字型部６６が形成され、一方穴空き部材６２に形成される穴は、テーパー状セラミック棒６１のＴ字型部６６と嵌合する形状の貫通穴６７が形成されている。Ｔ字型部６６の表面および貫通穴６７の内面にはメタライズ面６８、６９が形成され、テーパー状セラミック棒６１のＴ字型部６６を穴空き部材６２の貫通穴６７に挿入し、両者のメタライズ面６８、６９をロウ付けにより固定して一体部品として形成する。
【００２３】
テーパー状セラミック棒６１におけるＴ字型部６６の寸法は、図１４に示したように、Ｔ字型部６６の足の長さＨをそこを通過するマイクロ波の管内波長λｇの１／４倍にすることが好ましい。また、Ｔ字型部６６の横の長さをＤ１、足の長さをＤ２、先端部のスリット長さをＤ３とすると、Ｄ３をＤ１とＤ２の積の平方根に近い値にすることにより、テーパー状セラミック棒６１内をチャンバ側に伝播するマイクロ波の反射を抑制することができる。すなわち、このＴ字型部６６をλｇ／４形変成器として作用させることができる。λｇ／４形変成器とは、異なる長さの２つの導波管（長さｂ１と長さｂ２とする。）を整合させるために、それらの間にｂ１とｂ２の積の平方根の長さを有し、かつ長さＨがλｇ／４の導波管を設けることである。本実施例では長さＤ３のスリットがｂ２の長さの導波管と考えることができるため、前記寸法のＴ字型部６６を設けることで、マイクロ波を反射無くＴ字型部を通過させることができる。
たとえば、Ｄ１＝１６ｍｍ、Ｄ３＝０．４ｍｍとすると、Ｄ２＝２．５ｍｍになる。また、Ｈ＝λｇ／４＝１２ｍｍになる。
Ｔ字型部６６の各部の長さＤ１、Ｄ２、Ｄ３は、正確に前記条件通りに設定する必要はなく、Ｄ３の大きさがＤ１とＤ２の間であれば、多少前記条件値からずれてもマイクロ波の整合器として機能し、反射を抑制することができる。ただし、足の長さＨはλｇの１／４前後における整合作用を有する範囲内である必要がある。たとえば、足の長さＨがλｇの１／２まで大きくなると、逆に反射波が増大してしまう。したがって、本実施例では、足の長さＨはλｇの１／８から３／８（１／４の前後）倍とすることが好ましい。実験によれば常に正確にλｇ／４が最適ではなく、λｇ／４よりも１ｍｍ前後短くする方が、実際にはマイクロ波の放出効率が高い場合が多い。これは、実際のマイクロ波の伝播特性は、公式的な寸法とは多少異なる場合が多いからであり、最適寸法はマイクロ波の導波特性を実測してから決定するのが好ましい。
テーパー状セラミック棒６１は、マイクロ波を放出させるために、Ｔ字型部６６の先端面に、Ｄ３の長さでセラミックが剥き出しになっている。すなわち、Ｄ３の長さの外側までメタライズ６８で覆われている。Ｄ３の長さだけメタライズ６８を剥す作業としては、はじめにＴ字型部６６の先端面全面をメタライズ６８で覆ってから、Ｄ３の長さだけメタライズ６８を切削する。また、テーパー状セラミック棒６１を製作する際に、Ｔ字型部６６の先端面にあらかじめＤ３の長さだけ１ｍｍ程度突起を残すように仕上げて、その突起も含めてＴ字型部６６の先端面全面にメタライズ６８を形成してから突起を取り外すようにしてもよい。後者の手法にすると、メタライズ６８が剥されたＤ３の長さをより正確に作り出すことができる。
本実施例のように、テーパー状セラミック棒６１のマイクロ波出射側をＴ字型にし、穴空き部材６２でＴ字部を覆うようにすることができる。この結果、テーパー状セラミック棒６１と穴空き部材６２とをロウ付けする際に、ロウが流れ落ちることが無いためロウ付けしやすくなる。
【００２４】
（実施例７）
図１５は、本発明の実施例７によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置におけるマイクロ波をレーザチャンバ内に導く部分の斜視図である。本実施例においては、図１に示したＬ字型導波管６の出口に長さが管内波長λｇのほぼ１／４のストレート導波管７１を接続し、その次に小型のテーパー導波管７２を接続する。テーパー導波管７２の内部には、図１２〜図１４で説明した先端部がＴ字型をしたテーパー状セラミック棒７３がはめられている。Ｔ字型の先端は狭い幅のスリット状にメタライズが剥されており、Ｌ字型導波管６から導波管７１、テーパー導波管７２、テーパー状セラミック棒７３を経て進行したマイクロ波７５ａは、Ｔ字型の先端のスリットからマイクロ波７５ｂとして放出される。
本実施例では、Ｌ字型導波管６にＬ字型導波管６の断面部よりも小さい断面部を有するストレート導波管７１がつながっており、その長さが管内波長λｇのほぼ１／４であるため、λｇ／４変成器として機能している。したがって、入射するマイクロ波７５ａはほとんど反射せずに進むことができる。このようにλｇ／４変成器を適用することで、テーパー導波管７２とテーパー状セラミック棒７３の断面寸法を小さくできる。その結果、チャンバ８内に放出させるマイクロ波７５ｂの断面積をさらに小さい断面積とすることができるので、単位面積当たりのマイクロ波パワーが増大し、高密度プラズマを発生しやすくなる。また、テーパー状セラミック棒７２の長さを短くできるので、テーパー状セラミック棒７２中でのマイクロ波の損失を減らせるようになり、マイクロ波の伝送効率が向上する。
【００２５】
（実施例８）
次に、図１に示した本発明のマイクロ波励起エキシマレーザ装置１００を露光光源として用いた露光装置の一実施例に関して、図１６を用いて説明する。
図１６は、露光装置２００の構成図である。露光装置２００では、図１に示したマイクロ波励起エキシマレーザ装置１００が露光光源８１として使われている。露光装置２００を構成する露光光源８１と露光機本体８２は、グレーチング８３上に設置されている。
露光光源８１から取り出された紫外域のレーザ光Ｌ１は、露光機本体８２内に進み、ミラー８４ａで反射して上方に進み、均一化光学系８５内を進む。これによってビーム断面内の光強度分布が均一化されたレーザ光Ｌ２が作られ、ミラー８４ｂで反射して整形光学系８６に進み、ビームが拡大される。ここを出射したレーザ光Ｌ３は、ミラー８４ｃで反射して、コンデンサレンズ８７を通過し、レチクル８８に入射する。レチクル８８から出射したレーザ光Ｌ４は、縮小投影レンズ８９を通過してレーザ光Ｌ５となり、このレーザ光Ｌ５はレジストが塗布されたウエハー９０を照射する。この際に、レチクル８８上でのパターンを有する光が、ウエハー９０上に転写されることで、パターン状に露光される。なお、ウエハー９０は、ステージ９１上に乗せられており、露光のショットごとにウエハー９０が瞬時に移動できるようになっている。
本実施例では、マイクロ波励起エキシマレーザ装置１００が、露光光源８１として用いられていることから、利用されるレーザ光Ｌ１は連続波である。したがって、均一化光学系８５、整形光学系８６、コンデンサレンズ８７、縮小投影レンズ８９などの光学部品にダメージが生じない。特に、露光光源８１であるマイクロ波励起エキシマレーザ装置１００では、従来装置に比べて効率良く、マイクロ波のパワーをプラズマの生成に利用できるため、レーザ光の出力が向上している。その結果、露光装置２００としての露光処理速度も向上する。従来のパルス型のエキシマレーザを露光光源に用いた場合、レーザ出力の増加は前述した種々の光学部品へのダメージを増加させて、寿命を減らすことがあったが、本実施例によれば、露光光源８１からのレーザパワーを増加しても、露光機本体８２内の光学部品の寿命が短くなることはない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、マイクロ波を伝播させる導波管とレーザガスが満たされるチャンバとの両方の内部空間にまたがってテーパー状セラミック棒を配置し、このセラミック棒のチャンバ側にマイクロ波の出射口以外の表面にメタライズを施すことにより、導波管内の空気中を伝わってきたマイクロ波をテーパー状セラミック棒中に入射させ、出射口から放出されるマイクロ波によってレーザガスを細く小さい領域でのみ励起することができる。したがって、十分高いパワー密度のマイクロ波を放出でき、レーザの連続動作に必要な高い励起密度を達成することができる。
また、テーパー状セラミック棒をセラミックと同等の熱膨張率を有する材料の穴空き板にロウ付けしてチャンバに取り付けることにより、ロウ付けする２つの部材の熱膨張率を一致させることができ、ロウ付けの際に、テーパー状セラミック棒だけでなく穴空き板にもひびが入ることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるマイクロ波励起エキシマレーザ装置の全体構成図
【図２】本発明の第１の実施例におけるテーパー導波管およびその内部に配置されるテーパー状セラミック棒の斜視図
【図３】本発明の第１の実施例におけるテーパー状セラミック棒のスリット部の斜視図
【図４】本発明の第１の実施例におけるテーパー導波管およびテーパー状セラミック棒とチャンバとの連結部の断面図
【図５】本発明の第１の実施例におけるテーパー状セラミック棒、穴空き板、及びブロックの一体部品としての製作方法を説明する概念図
【図６】本発明の第１の実施例におけるプラズマの発生領域を説明するためのテーパー導波管およびテーパー状セラミック棒とチャンバとの連結部の断面図
【図７】本発明の実施例２によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置の導波管とテーパー状セラミック棒の構成を示す斜視図
【図８】本発明の実施例３によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置の導波管とテーパー状セラミック棒の構成を示す斜視図
【図９】本発明の実施例４によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置の導波管とテーパー状セラミック棒の構成を示す斜視図
【図１０】本発明の実施例４によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置のテーパー状セラミック棒とチャンバとの連結部の一部の断面図
【図１１】本発明の実施例５によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置のテーパー導波管とチャンバの一部を示した断面図
【図１２】本発明の実施例６によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置のテーパー導波管とチャンバの連結部の一部の断面図
【図１３】本発明の実施例６によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置のテーパー状セラミック棒と穴空き部材とを一体部品として製作する製作方法を説明する概念図
【図１４】図１３の一部拡大図
【図１５】本発明の実施例７によるマイクロ波励起紫外域ガスレーザ装置におけるマイクロ波をレーザチャンバ内に導く部分の斜視図
【図１６】本発明のマイクロ波励起エキシマレーザ装置を露光光源として用いた露光装置の一実施例における構成図
【図１７】従来のマイクロ波励起紫外レーザ装置の構成図
【符号の説明】
２    マイクロ波発振器
３、３ａ、３ｂ  導波管
４  アイソレータ
５  チューナ
６  Ｌ字導波管
７、７２  テーパー導波管
８  チャンバ
９  ガス循環経路
１０  ブロア
１１  熱交換器
２１、４２、４５、５１、６１、７３  テーパー状セラミック棒
２２、４３  テーパー部
２３、４６  メタライズ部
２４  スリット部
２５  穴空き板
２７、５２、６３  Ｏリング
２８、５５、６５  プラズマ
２９  ブロック
３０、５４  チャンバボディ
３１、３２、３３、３５、６８、６９  メタライズ面
４１、７１  ストレート導波管
４７  アルミナ面
４８  スリット
５３  金ペースト
６２  穴空き部材
６６  Ｔ字型部
７０  フランジ部
８１  露光光源
８２  露光機本体
８３  グレーチング
８４ａ、８４ｂ  ミラー
８５  均一化光学系
８６  整形光学系
８７  コンデンサレンズ
８８  レチクル
８９  縮小投影レンズ
９０  ウエハー
９１  ステージ
１００  マイクロ波励起エキシマレーザ装置
２００  露光装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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