(57)【要約】  本発明のエキシマーレーザーの複合キャビティーは、レーザー光放電キャビティーと、レーザー光出力モジュールと、狭線幅化モジュールと、レーザー光増幅モジュールと、を備え、前記レーザー光放電キャビティー内には、励起源の作用でレーザー光を発生する動作ガスが含まれており、前記レーザー光放電キャビティーと、前記レーザー光出力モジュールと、前記狭線幅化モジュールは、前記動作ガスの発生されたレーザー光を狭線幅化させるための狭線幅化キャビティーを構成し、前記レーザー光放電キャビティーと、前記レーザー光出力モジュールと、前記レーザー光増幅モジュールは、前記狭線幅化後のレーザー光のエネルギーを増幅するための増幅キャビティーを構成する。本発明によれば、狭線幅のエキシマーレーザー光を出力することができるだけではなく、複合キャビティーの設計によって、出力レーザー光のエネルギーおよびその安定性を向上することができる。本発明の複合キャビティーは、その構成が簡単であるため、容易に加工することができ、チューニングも便利になる。【選択図】図１
2016500482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起源の作用でレーザー光を発生する動作ガスを含むレーザー光放電キャビティーと、レーザー光出力モジュールとを備えるエキシマーレーザーの複合キャビティーであって、
狭線幅化モジュールと、レーザー光増幅モジュールと、をさらに備え、
前記レーザー光放電キャビティーと、前記レーザー光出力モジュールと、前記狭線幅化モジュールは、前記動作ガスの発生されたレーザー光を狭線幅化させるための狭線幅化キャビティーを構成し、
前記レーザー光放電キャビティーと、前記レーザー光出力モジュールと、前記レーザー光増幅モジュールは、前記狭線幅化後のレーザー光のエネルギーを増幅するための増幅キャビティーを構成し、
前記レーザー光出力モジュールは、狭線幅化され且つエネルギーの増幅されたレーザー光を出力する、
ことを特徴とするエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項２】
前記レーザー光出力モジュールは、出力カップリングレンズ（２）であり、
前記レーザー光放電キャビティー（１）は、両端を有し、
前記出力カップリングレンズ（２）は、前記レーザー光放電キャビティー（１）の一方の端に設けられ、
前記狭線幅化モジュール及び前記レーザー光増幅モジュールは、前記レーザー光放電キャビティー（１）の他方の端に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項３】
前記狭線幅化モジュールは、シングルプリズム（３）又はプリズム群と、回折格子（５）と、を備え、
前記シングルプリズム（３）又は前記プリズム群は、前記レーザー光放電キャビティー（１）から出射されるレーザー光を受け、当該レーザー光の一部を前記増幅キャビティーに向かって反射し、当該レーザー光の残り部分を屈折するとともに増幅してから前記回折格子（５）に出射するためのものであり、
前記回折格子（５）は、ブレーズ角を入射角として前記シングルプリズム（３）又は前記プリズム群から増幅されたレーザー光を受け、その表面に入射されたレーザー光を分散させて、回折格子のブレーズ条件を満たす波長のレーザー光を元の光路に沿って反射させるためのものである、
ことを特徴とする請求項２に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項４】
前記レーザー光増幅モジュールは、前記シングルプリズム（３）又は前記プリズム群により部分的に反射されたレーザー光を受けて、元の光路に沿って前記レーザー光放電キャビティー（１）に反射させるための反射鏡（４）である、
ことを特徴とする請求項３に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項５】
前記狭線幅化モジュールが前記シングルプリズム（３）を備える場合、前記レーザー光放電キャビティーからのレーザー光に対する当該プリズム（３）の入射面の反射率は、４．８％〜２４％である、
ことを特徴とする請求項４に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項６】
前記狭線幅化モジュールが前記プリズム群を備える場合、当該プリズム群は、光路に順次に配列された複数のプリズムを含み、前記レーザー光放電キャビティー（１）から出射されたレーザー光を受けるための第１のプリズムは、当該レーザー光の一部を前記増幅キャビティーに反射させる、
ことを特徴とする請求項４に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項７】
前記レーザー光放電キャビティーからのレーザー光に対する前記第１のプリズムの入射面の反射率は、４．８％〜２４％である、
ことを特徴とする請求項６に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項８】
前記増幅キャビティーは、入射されるレーザー光に対して狭線幅化し且つ特定の中心波長を有するレーザー光を透過させるためのエタロン（６）をさらに含む、
ことを特徴とする請求項３に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項９】
前記エタロン（６）は、前記シングルプリズム（３）又は前記プリズム群により部分的に反射されたレーザー光を直接受け、透過させたレーザー光を前記反射鏡（４）上に入射さえるためのものである、
ことを特徴とする請求項８に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【請求項１０】
前記エタロン（６）の透過させたレーザー光のスペクトルの線幅は、前記複合キャビティの線幅と同じである、
ことを特徴とする請求項９に記載のエキシマーレーザーの複合キャビティー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー技術に属し、具体的には、エキシマーレーザーの複合キャビティーに関し、特に、狭線幅及び高エネルギーの出力を持つエキシマーレーザーの複合キャビティーに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業の発展に伴い、大規模集積回路のフォトリソグラフィに対する要求は、ますます高くなっている。フォトリソグラフィにおいて、フォトリソグラフィの光源としてのエキシマーレーザーは、とても重要な要素である。そのため、エキシマーレーザーは、狭線幅と高エネルギーの出力を持たなければならない。従来技術は、レーザーと狭線幅化モジュール（line-width narrowing module）との組み合わせを使用するが、このような組み合わせは、レーザー光エネルギーの損失の代わりに狭線幅の出力を達成している。したがって、同時に狭線幅と高エネルギーの出力を得るために、特別な要求を満たす（例えば、フォトリソグラフィ光源とする）エキシマーレーザーを得るように、レーザー光のエネルギー及び線幅を調整するメカニズムを設計する必要がある。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、エキシマーレーザーから出力されたレーザー光に対して、線幅を狭窄させるとともに、レーザー光の出力エネルギーを向上させて、フォトリソグラフィ光源などとしての応用のニーズを満たすことができるエキシマーレーザーの複合キャビティーを提供することにその目的がある。
【０００４】
上述課題を解決するために、励起源の作用でレーザー光を発生する動作ガスを含むレーザー光放電キャビティーと、レーザー光出力モジュールとを備えるエキシマーレーザーの複合キャビティーであって、狭線幅化モジュールと、レーザー光増幅モジュールと、をさらに備え、前記レーザー光放電キャビティーと、前記レーザー光出力モジュールと、前記ｓ狭線幅化モジュールは、前記動作ガスの発生されたレーザー光を狭線幅化させるための狭線幅化キャビティーを構成し、前記レーザー光放電キャビティーと、前記レーザー光出力モジュールと、前記レーザー光増幅モジュールは、前記狭線幅化後のレーザー光のエネルギーを増幅するための増幅キャビティーを構成し、前記レーザー光出力モジュールは、狭線幅化され且つエネルギーの増幅されたレーザー光を出力する。
【０００５】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記レーザー光出力モジュールは、出力カップリングレンズであり、前記レーザー光放電キャビティーは、両端を有し、前記出力カップリングレンズは、前記レーザー光放電キャビティーの一方の端に設けられ、前記狭線幅化モジュール及び前記レーザー光増幅モジュールは、前記レーザー光放電キャビティーの他方の端に設けられている。
【０００６】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記狭線幅化モジュールは、シングルプリズム又はプリズム群と、回折格子（grating）と、を備え、シングルプリズム又はプリズム群は、レーザー光放電キャビティーから出射されるレーザー光を受け、当該レーザー光の一部を増幅キャビティーに向かって反射し、当該レーザー光の残り部分を屈折するとともに増幅してから前記回折格子に出射する。前記回折格子は、ブレーズ角を入射角としてシングルプリズム又はプリズム群から増幅されたレーザー光を受け、その表面に入射されたレーザー光を分散させて、回折格子のブレーズ条件を満たす波長のレーザー光を元の光路に沿って反射させる。
【０００７】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記レーザー光増幅モジュールは、前記シングルプリズム又は前記プリズム群により部分的に反射されたレーザー光を受けて、元の光路に沿って前記レーザー光放電キャビティーに反射させるための反射鏡である。
【０００８】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記狭線幅化モジュールが前記シングルプリズムを備える場合、前記レーザー光放電キャビティーからのレーザー光に対する当該プリズムの入射面の反射率は、４．８％〜２４％である。
【０００９】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記狭線幅化モジュールが前記プリズム群を備える場合、当該プリズム群は、光路に順次に配列された複数のプリズムを含み、前記レーザー光放電キャビティーから出射されたレーザー光を受けるための第１のプリズムは、当該レーザー光の一部を前記増幅キャビティーに反射させる。
【００１０】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記レーザー光放電キャビティーからのレーザー光に対する前記第１のプリズムの入射面の反射率は、４．８％〜２４％である。
【００１１】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記増幅キャビティーは、入射されるレーザー光に対して狭線幅化し且つ特定の中心波長を有するレーザー光を透過させるためのエタロンをさらに含む。
【００１２】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記エタロンは、前記シングルプリズム又は前記プリズム群により部分的に反射されたレーザー光を直接受け、透過させたレーザー光を前記反射鏡上に入射さえるためのものである。
【００１３】
本発明の一つの具体的な形態によれば、前記エタロンの透過させたレーザー光のスペクトルの線幅は、前記複合キャビティの線幅と同じである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、狭線幅のレーザ光を出力するエキシマーレーザーを図ることができるだけではなく、複合キャビティの設計によって、出力レーザー光のエネルギー及びその安定性も向上することができる。そして、構成が簡単なので、容易に加工することができ、チューニングも便利になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施例１によるエキシマーレーザーの複合キャビティーの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施例２によるエキシマーレーザーの複合キャビティーの狭線幅化モジュールの構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施例３によるエキシマーレーザーの複合キャビティーの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述のとおり、本発明において、複合キャビティーに対する設計の出発点は、ある応用におけるエキシマーレーザーが高エネルギー及び狭線幅を持つレーザー光を出射するように、エキシマーレーザー光の線幅および出力エネルギーを同時に調節可能なメカニズムを設計して、狭線幅を持つレーザー光を出力するとともに、出力されるレーザー光のエネルギーを向上させることである。
【００１７】
本発明のエキシマーレーザーの複合キャビティーは、エキシマーレーザー光放電キャビティーと、レーザー光出力モジュールと、狭線幅化モジュール（line-width narrowing module）と、レーザー光増幅モジュールと、を備える。レーザー光放電キャビティーとレーザー光出力モジュールと狭線幅化モジュールは、レーザー光放電キャビティー内の動作ガスの発生するレーザー光に対して線幅を狭窄させる狭線幅化共振キャビティー（line-width narrowing resonant cavity）を構成する。以下、狭線幅化共振キャビティーを、狭線幅化キャビティーとも呼ぶ。また、レーザー光放電キャビティーとレーザー光出力モジュールとレーザー光増幅モジュールは、レーザー光増幅共振キャビティーを構成するが、以下、増幅キャビティーとも呼ぶ。狭線幅化キャビティーから出力された狭線幅化後のレーザー光は、増幅キャビティーに入射し、レーザー光増幅共振キャビティー内での往復発振によって増幅される。そして、モードの競合作用によって、このような線幅の狭いレーザー光モードは、増幅キャビティー内の広帯域レーザー光モード（Wide-spectrum laser mode）を取り替えるようになる。この際、複合キャビティーは、狭線幅及び高エネルギーのレーザー光を出力することができる。これによれば、前記狭線幅化キャビティー及び増幅キャビティーによって構成された複合キャビティーは、狭線幅及び高エネルギーのレーザー光の出力を図ることができる。発生されたレーザー光は、レーザー光出力モジュールによって出射される。
【００１８】
本発明のレーザー光出力モジュールは、狭線幅化モジュールとレーザー光増幅モジュールからなるレーザー光共振キャビティーに用いられるが、エキシマーレーザーシステムの結合出力レンズで、通常、所定の反射率（２０％〜７３％）を有する平面レンズまたは高透過率の塗布なし平面レンズで構成される。
【００１９】
本発明の狭線幅化モジュールは、レーザーが自然に発振して出力するレーザー光のスペクトルを制御するためのもので、狭線幅と中心波長の選択を行って、実際の応用に必要なレーザー光の線幅及び中心波長を出力することができる。通常、複数の分散素子の組み合わせ、例えば、プリズム、回折格子（grating）、エタロンなどで構成される。狭線幅化モジュールの機能の実現は、レーザー光放電キャビティー内のエキシマーレーザーの動作ガスであるゲイン媒体の協力を必要する。
【００２０】
本発明のレーザー光増幅モジュールは、狭線幅化後のレーザー光のエネルギーを増幅するためのもので、もう一つのレーザー光共振キャビティーに相当する。通常、所定の反射率を有する反射鏡と出力カップリングレンズとの組み合わせで構成される。レーザー光増幅モジュールの機能の実現も、レーザー光放電キャビティー内のゲイン媒体の協力を必要する。
【００２１】
本発明の目的、技術案及びその利点を明瞭にするため、以下、具体的な実施例及び図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
【００２２】
図１は、本発明の実施例１の構成を示す模式図である。実施例１は、エキシマーレーザーの複合キャビティーに係る。図１に示すように、前記複合キャビティーは、エキシマーレーザー光放電キャビティー１と、出力カップリングレンズ（output coupling lens）２と、プリズム３と、反射鏡４と、回折格子（grating）５と、を備える。ただし、出力カップリングレンズ２は、上述したレーザー光出力モジュールを構成し、プリズム３及び回折格子５は、上述した狭線幅化モジュールを構成し、反射鏡４は、上述したレーザー光増幅モジュールを構成する。
【００２３】
エキシマーレーザー光は、励起された二量体が発生するレーザー光を意味する。不活性ガス及びハロゲンガスが所定の比例及び圧力で混合された場合、励起源の作用によって、ガス原子を、基底状態から励起状態へ遷移させ、更に電離させる。励起状態にある原子またはイオンは、分子に重合しやすい。このような分子の寿命は、数十ナノ秒だけである。基底状態のエキシマー数よりも励起状態の分子数が圧倒的に多い場合、イオン数の反転分布になる。エキシマーが励起状態から基底状態に戻ると、光子が放出され、共振キャビティー発振によってレーザー光が出射される。同時に、希ガス及びハロゲンガスは、エキシマー状態から２つの原子に分解される。上記のエキシマーレーザー光放電キャビティー１は、ポンピング源と、動作媒体と、放電電極などからなる集積モジュール化された放電キャビティーで、レーザーの最も重要な部分である。上記のレーザー光放電キャビティー１は、ポンピングの条件の下で、レーザー光を発生し、高圧の電力を励起源としてレーザーキャビティー内の動作物質(ArFなど)を励起させることによって、粒子の反転を図るものである。レーザー光放電キャビティー１の内で、レーザー光発振を形成して、外部にレーザー光を出力する。レーザー光放電キャビティー１は、両端を有し、図１に示すように、上記の出力カップリングレンズ２は、レーザー光放電キャビティー１の一方の端の出射口の付近に設けられている。出力カップリングレンズ２は、狭線幅化モジュールとエネルギー増幅モジュールと協力して、レーザー光を形成するための要素の一つである共振キャビティーを構成する。共振キャビティー内で発生されたレーザー光は、出力カップリングレンズ２から出射され、チューニング用の出力カップリングレンズ２によって、他方の端に位置する狭線幅化モジュールとしての回折格子５またはレーザー光増幅モジュールとしての反射鏡４に平行するようにチューニングされて、その間で往復発振を行う。上記の出力カップリングレンズ２は、所定の反射率を有する平面レンズであることが好ましい。反射率は、２０％〜７３％であることが好ましく、４０％〜５０％であることが更に好ましい。
【００２４】
上記プリズム３は、レーザー光放電キャビティー１の出力カップリングレンズ２のに対する他方の端の出射口の付近に設けられている。図１に示すように、プリズム３の頂角は、上方に向き、レーザー光は、プリズム３の斜辺から入射されて、プリズム３の直角を挟む２辺における１辺から出射される。プリズム３は、回折格子５に入射されるレーザー光の長さを十分大きいようにして、回折格子５の中心波長および線幅に対する選択を更に促進するように、狭線幅化モジュールにおけるビーム増幅用のプリズムとして機能するとともに、一方、レーザー光が増幅キャビティーで発振するように、プリズム３の入射面で反射する一部のレーザー光を反射鏡４に入射させる。プリズム３は、例えば、ＣａＦ2、ＭｇＦ2などのようなＵＶグレード溶融石英材料またはＵＶ透過率が優れた材料で構成されてもよい。プリズム３は、ビームを増幅する機能があれば、直角プリズムであってもよく、特定な角度を有するプリズムであってもよい。例えば、頂角が６９°〜７６°であるプリズムであってもよい。そして、ビームのプリズム３の入射面における反射率に対する要求は、とても厳しい。狭線幅化モジュールへのレーザー光のエネルギーが、増幅キャビティーへのレーザー光のエネルギーに近接するように設定するのがその原則である。発明者たちの計算及び試験によると、本発明の好ましい実施例として、プリズム３の入射面の反射率が、４．８％〜２４％であることが好ましく、１０％〜２０％であることが更に好ましい。
【００２５】
図１に示すように、反射鏡４もレーザー光放電キャビティー１の出力カップリングレンズ２に対する他方の端に配置されている。反射鏡４は、プリズム３の入射面で反射されるレーザー光を受けて、それをそのままレーザー光放電キャビティー１に戻すように反射する。反射鏡４と出力カップリングレンズ２の組み合わせは、増幅キャビティーを構成する。反射鏡４は、反射率が７０％以上である平面反射鏡であることが好ましい。
【００２６】
回折格子５は、狭線幅化キャビティーの光路におけるプリズム３の後段に配置され、プリズム３からの増幅されたビームであるレーザー光を受けるためのものであるが、当該レーザー光は、回折格子５のブレーズ角を入射角として、回折格子５の表面に入射し、分散を起きる。これにより、スペクトル幅及び中心波長を選択することができる。回折格子５は、回折格子５のブレーズの条件を満たす波長のレーザー光を元の光路に沿ってそのまま反射させるＬｉｔｔｒｏｗ型の配置を採用する。光路可逆性原理によって、回折格子５からのレーザー光は、再び出力カップリングレンズ２に入射され、レーザー光の往復発振が形成される。回折格子５は、階段型回折格子であることが好ましく、Ｌｉｔｔｒｏｗ型の回折格子（通常の回折格子方程式のｄ（sinα＋sinβ）＝ｍλに対して、α＝β＝９０°にすると、Ｌｉｔｔｒｏｗ型の回折格子である）であることが更に好ましい。
【００２７】
エキシマーレーザーにおいて、基底状態のエキシマー数よりも励起状態の分子数が圧倒的に多い場合、イオン数の反転分布になり、エキシマーは、励起状態から基底状態へ遷移することになる。すると、光子を放出する。この場合、放電キャビティーからの光を、レーザーのレーザー光と呼び、このレーザー光は、共振キャビティーの発振によって増幅されて出射される。通常のエキシマーレーザーから出射されるレーザー光は、紫外線の波長帯域を有する。例えば、ＡｒＦレーザーは、１９３ｎｍのレーザー光を発生し、ＫｒＦレーザーは、２４８ｎｍのレーザー光を発生する。
【００２８】
この場合、レーザー光を発生する共振キャビティーは、２つあるが、その１つは、プリズム３及び回折格子５からなる狭線幅化モジュールと、出力カップリングレンズ２と、レーザー光放電キャビティー１とで構成された狭線幅化キャビティーである。もう１つは、反射鏡４をレーザー光増幅モジュールとして、レーザー光放電キャビティー１と、出力カップリングレンズ２と、反射鏡４とで構成された増幅キャビティーである。このように、増幅キャビティーは、分散素子を含んでいない。
【００２９】
狭線幅化キャビティーの動作原理は、以下のとおりである。レーザー光放電キャビティー１内のレーザー光が、プリズム３の斜辺に入射したとき、入射光束に対する直角を挟む２辺における１辺から出射される光束の増幅率は、約１０倍程度で、増幅された光束は、回折格子５のブレーズ角を入射角として回折格子５に入射される。回折格子５がＬｉｔｔｒｏｗ型であるため、回折格子５によって反射されきた分散されたレーザー光は、元の光路に沿って戻る。この際、回折格子５と出力カップリングレンズ２は、上記狭線幅化キャビティーである共振キャビティーを構成し、プリズム３及び回折格子５からなる狭線幅化モジュールを含む狭線幅化キャビティーを介して、出力カップリングレンズ２から狭線幅化されたレーザー光を出力する。この狭線幅化キャビティーによって、プリズム３は光束を増幅し、増幅された光は、回折格子に入射する。分散によって、光スペクトルと線幅を選択することで、狭線幅化キャビティーから出射されたレーザー光は、狭線幅のレーザー光になる。
【００３０】
また、レーザー光が発生された後、狭線幅化キャビティーでの往復伝播において、プリズム３の斜辺に入射されると、レーザー光の一部は、反射鏡４によって反射される。当該反射鏡４は、高反射率を有することが好ましい。この場合、反射鏡４と出力カップリングレンズ２は、レーザー光増幅の共振キャビティーである増幅キャビティーを構成する。
【００３１】
上述した二つの共振キャビティー内の狭線幅レーザー光は、増幅キャビティー内でのパターン競合によって増幅されていく。パターン競合は、以下のとおりである。複合キャビティー内に、少なくとも、ν1の狭線幅レーザー光と、ν2の増幅キャビティー内の高エネルギー且つ広線幅のレーザー光という二種のレーザー光モードがある。最初、この二種のレーザー光のゲインは、いずれも閾値より大きいので、両者の光強度は、増幅されていく。ゲインがだんだん低下して、ν2モードのレーザー光のゲインとロスが同じになると、エネルギーの増大は停止される。この際、ν1モードのゲインは、まだ閾値よりも大きいため、エネルギーは継続して増大される。すると、短い期間に、ν2モードのゲイン系数が閾値よりも小さくになったため、当該モードの光強度が速やかに弱くなり、更には消えてしまう。最後に、共振キャビティーに、ν1モードのみが安定的な発振を形成する。即ち、増幅キャビティー内の発振が、狭線幅化キャビティー内の狭線幅レーザー光のモードにロックされることで、高エネルギー且つ狭線幅のレーザー光の発振を図り、狭線幅且つ高エネルギーのレーザー光を出力することができる。
実施例２
【００３２】
実施例２は、全体として実施例１と同様な構成を有する。ただし、実施例２では、実施例１におけるシングルプリズム３の代わりに、プリズム群を使用している点で、実施例１と異なっている。即ち、実施例２における複合キャビティーにおける狭線幅化モジュールは、実施例１と異なるものである。
【００３３】
図２は、本発明のエキシマーレーザーの複合キャビティーの実施例２による狭線幅化モジュールの構成を示す模式図である。図２に示すように、プリズム群は、順次に配列される複数の直角プリズム３１，３２，３３からなり、プリズム３１は、斜辺で、レーザー光放電キャビティー１からのレーザー光を受けて、直角を挟む２辺における１辺から出射する。プリズム３２は、斜辺で、プリズム３１からのレーザー光を受けて、直角を挟む２辺における１辺から出射する。プリズム３３は、斜辺で、プリズム３２からのレーザー光を受けて、直角を挟む２辺における１辺から回折格子５に向かって出射する。
【００３４】
プリズム３１は、その機能が実施例１に係るプリズム３と同じ、その入射面の反射率もプリズム３と同じである。即ち、入射面の反射率は、４．８％〜２４％であり、好ましくは１０％〜２０％である。
【００３５】
複数のプリズムからなるプリズム群を使用すると、光束に対する増幅率の要求を実現しやすいので、狭線幅の出力を促進することができる。しかし、プリズムの数量が増えると、複合キャビティーの光エネルギーに対する吸収およびロスも増大されるため、高エネルギーのレーザー光の出力にとっては、好ましくない。
実施例３
【００３６】
図３は、本発明のエキシマーレーザーの複合キャビティーの実施例３の構成を示す模式図である。図３に示すように、実施例３も、基本的に実施例１と同様な構成を有し、増幅キャビティー内にエタロン６を追加した点で実施例１と異なっている。いわゆるエタロンは、複数の光束の干渉によって製造された分散素子である。光学技術の領域においては、ファブリー・ペロ干渉計（Fabry-Perot interferometer）は、二つの平行するガラス基板で構成された多光束干渉計であり、ガラス基板同士の対向する内面は、高い反射率を有している。ファブリー・ペロ干渉計は、ファブリー・ペロ共振キャビティーとも呼ばれ、２つのガラス基板間が所定の長さの中空スペーサーにより離隔されて固定されている場合、ファブリー・ペロエタロン、又は、直接にエタロンと呼ばれる場合もある。
【００３７】
図３に示すように、当該実施例において、狭線幅化モジュールは、シングルプリズム３を備えているが、シングルプリズム３の代わりに図２に示すようなプリズム群を備えてもよい。当該実施例においては、プリズム３は、直角プリズムであり、斜辺でレーザー光放電キャビティー１からのレーザー光を受け、当該斜辺を入射面として該当するレーザー光の一部をエタロン６に反射する。レーザー光の残りの部分は、プリズム３の中で屈折されるとともに増幅されて、直角を挟む２辺における１辺から回折格子５に向かって出射される。
【００３８】
エタロン６は、レーザー光におけるプリズム３に反射された部分を受け、受けたレーザー光を狭線幅化し、特定の中心波長を有するレーザー光を透過させるためのものである。エタロン６は、増幅キャビティー内に配置され、増幅キャビティーにおいてレーザー光のスペクトルの線幅及び中心波長を選択することで、狭線幅化モジュールと協力する。これにより、狭線幅で高エネルギーのレーザー光をより効率的に出射することができる。エタロン６の透過させたレーザー光のスペクトルの線幅は、複合キャビティー全体での線幅と一致している。
【００３９】
エタロン６を使用すると、希望した線幅及び中心波長をより安定的に出力することができる。しかし、エタロンは、消耗素子であるため、複合キャビティー内に配置された場合、レーザー光のエネルギーの向上に影響する可能性もある。
【００４０】
上記に記述された実施例は、本発明を実現するための特別な実施形態に過ぎない。本発明によると、エネルギー増幅モジュールと狭線幅化モジュールは、エキシマーレーザーの特性に合わせる他の光学素子で構成されてもよい。実施例２におけるプリズム群におけるプリズムの数量及び各実施例における他の光学部材の追加または削除は、本発明の主旨を逸脱しない限り、実際の必要に応じて任意に変更することができる。そのため、上述した実施例は、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の主旨及び原則の範囲内であれば、全ての補正、切替、改進などはいずれも本発明の保護範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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