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    公开号:WO1988000767A1
    申请号:PCT/JP1987/000366
    申请日:1987-06-09
    公开日:1988-01-28
    发明作者:Yasuhiro Nozue；Noritoshi Ito；Osamu Wakabayashi；Junichi Fujimoto；Masahiko Kowaka；Koichi Kajiyama；Kaoru Saito；Yasuo Itakura
    申请人:Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho；
    IPC主号:G03F7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 マ ル チ モ 一 ド 狭 '； '域発振 エ キ シ マ レ 一 ザ
    [0002] 技 術 分 野
    [0003] 本 発 明 は 、 レ ー ザ光の ビ ー ム 特性が空 的 に イ ン コ ヒ ー レ ン 卜 な マ ル チ 乇 一 ド で か つ 狭 -;if 域発振 す る ェ キ シ マ レ ー ザ に 聞 し 、 特 に フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ の 露光用 光源 と し て用 い ら れ 、 高解 像度 を 得 る マ ル チ モ ー ド 抉 技
    [0004] 帯域発振 エ キ シ マ レ ー ザ に 関す る 。 北
    [0005] 冃
    [0006] 最近 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ の 露光用 光源 と し て は 、 紫 外 域 の 光 を 発生す る エ キ シ マ レ ー ザが ffl い ら れ て い る の エ キ シ マ レ 一 ザ に つ い て 、 ラ ム ダ · フ ィ ジ ッ ク 社 の 商 品 を 例 に と っ て 説 明 す る 。 第 1 6 図 に 示 す よ う に こ の イ ン ジ ヱ ク シ ヨ ン ロ ッ ク 方式 の レ ー ザ は 、 全反 射 ミ ラ ー 1 1 と 出 射 ミ ラ 一 1 2 力、 ら な る 共振 器、 こ の " 振 器 内 に 配設 さ れ た 分 散 プ リ ズ ム 1 3 、 ァ ノ、。一 チ ヤ
    [0007] 1 4 , 1 5 お よ び電極 1 6 力、 ら 構成 さ れ る ォ ッ シ レ ー 夕 部 1 0 と 、 該 ォ ッ シ レ ー 夕 部 1 0 と ミ ラ ー 1 7 , 1 8 を 介 し て 光学 的 に 接続 さ れ 、 ミ ラ 一 2 1 ， 2 2 お よ び電極 2 3 力、 ら 構成 さ れ る ァ ン プ部 2 0 と を 有 し て い る
    [0008] こ の レ ー ザ に お い て ォ ッ シ レ ー タ 部 1 0 は 、 分 散 プ リ Jズ 厶 （ ま た は グ レ 一 ア イ ン グ、 エ タ ロ ン ） 1 3 で波 βを分 け ァ パ 一 チ ャ 1 4 で ビー ム を狡 る 作用 を な し 、 れ に よ つ て 、- ス ぺ ク ト ル線幅が抉 く 、 かつ コ ヒ - レ ト な ビ一 ム 特性を も つ レ ー ザ光が得 ら れ る そ し て こ の レ 一 ザ光は不安定 振器を 構成す る ア ン プ 部 2 0 に 注入同 さ れて、 キ ヤ ビテ ィ モ ー ドで強制発 ざ- せて パ ヮ 一 を增大 さ せ る o
    [0009] また：、 A T & T が発表 し た （ S P I E (会 lift m 文 ¾ の 記 一 マ ク 口 デバ イ ス コ ン フ ァ レ ン ス ， 著者 V i c t o r P o l , 1 9 8 5 年 4 月 発行 ) は
    [0010] 1 7 図 の よ う な 成を と つ て い る 。 こ の レ — ザ は 全 反射 3 1 と 出射 ミ ラ - 3 2 、 り な る レ 一 ザ共振 器内 に励起領域 3 4 'を設け る と と も に、 2 個の ェ 'タ ロ 3 を励起領域 3 4 と 出射 ミ ラ 一 3 2 と の に配設 さ せ る こ と に よ つ て ス ぺ ク ト ル線幅が抉 く 、 かつ 多少 の 横モ 一 数を ¾·す る レ ー ザ発振を 可能に し て い る 。
    [0011] ィ ン ジ ェ ク シ ョ ン π ッ ク 方式の エ キ シ マ レ 一 ザ は 、 大 出力でかつ ス ぺ ク ト ル線幅の 抉い レ ー ザ光を得 る こ と がで き る が、 同時 に単一モ ー ド ( コ ヒ 一 レ ン 卜 光） に な る た め 、 れを縮小投影光源 と し て使用 し た場合 ス ぺ ッ ク ルが ¾生 し て高解像度を得 る こ と がで き な い と い う 欠点があ つ た
    [0012] ま た ィ ン ン ェ ク シ ヨ ン ロ ッ ク 方式で は、 ォ ッ シ レ ー 夕 部 1 0 の みで は、 ア パ ー チ ャ 1 4 , 1· 5 を使用す-る こ と カヽ り レ 一 ザ出 力が著 し く 低下す る の で 、 ア ン プ 部 2 ϋ を 備 え て注入 同期す る 必 ¾-力 < あ り 、 ¾繰 り 返 し で の 同期が取 り え な い場 合 に は !ϋ然 ¾ ¾ し 、 かつ 装 S
    [0013] Θ休が大 き ぐな る と い う 欠点 も 有 し て い た ο
    [0014] ま た 、 A Τ & T 方式の レ ー ザで は 、 通常の 照明光学 系 を ffl い て露光す る に は 、 横 モ ー ド数が不足 し て い る た め に や は り ス ぺ ッ ク ル が発生す る 。 そ の た め 光学系 と し て ス キ ャ ン ミ ラ ー 力 式を と る 必要が あ り 、 路允装 sの 造お よ び制御 を 複雑 な も の に し て い る 。 ま た こ の 方式の レ ー ザで は パ ヮ 一が小 さ い た め に露光 時間が 2 5 秒 を 要 し 、 %用性を 欠 い て い た o
    [0015] 従 つ て 、 本発明 は 、 こ の よ う な 従来の ェ キ シ マ レ ー ザの 欠点の存在 し な い 、 ビ ー ム 特性が空間 的 に ィ ン コ ヒ 一 レ ン 卜 な マ ノレ チ モ ー ド、 狭带域かつ 高出力 で縮小 投影 に 適 し た レ ー ザ光を発振す る こ と 力《で き る マ ル チ 乇一 ド狭帯域発振ェ キ シ マ レ 一 ザを 提供す る こ と を H 的 と し て い る 発 明 の 閒 示
    [0016] 即 ち 、 本発明 で は、 エ キ シ マ レ ー ザに 備え ら れ た ェ 夕 口 ン の 仕様が次式、
    [0017] / λ W , R λ ( u , ν ) d λ ≥ a
    [0018] た だ し 、 α ： レ ジ ス ト を レ チ ク ル パ タ ー ン 通 り に 感 光 さ せ る た め に 必 ¾ な 0 T F
    [0019] ( O T F は O p. t i c a l T r a n s f e r F u n c t i o n ) R V ) ： 照明
    [0020] λ ( u 系及 び縮小投影 レ ン ズ の 単色 光 0 T F
    [0021] ザ光 の パ ヮ ス ぺ ク ト ノレ の あ
    [0022] W λ · · 発振 レ ー
    [0023] る 波長 λ に お け る ス ぺ ク ト ル 波 形 の ゥ ェ イ ト で
    [0024] W Τ ( λ
    [0025] λ > / s λ
    [0026] 又 Τ ( ) d λ
    [0027] T λ 発振 レ ー ザ光の パ ワ ー ス ぺ ク ト ル で、 n
    [0028] Τ ( λ ) ( え ， β ) ΤΓ Ε
    [0029] k - l
    [0030] ( k F S R , λ )
    [0031] S ( λ , β ) チ ャ ン バ ― と リ ア ミ ラ 一 の 間 に ェ 夕 D ン が存在す る こ と に よ る し き い 値の增加 に よ ·る 仮想的 S 然允振 の ノヽ。 ワ ー ス ぺ ク ト ル
    [0032] β し き い 値の 增加割合
    [0033] λ ) ： k 番 冃 の エ タ
    [0034] Ε ( Κ F t k ' F s R k ，
    [0035] ロ ン 1 個 に よ る 光のパ ヮ 一 ス ぺ ク ト ル の伝達関数
    [0036] F . t , k ： 各 エ タ ロ ン の 卜 ー タ ル フ ィ ネ ス
    [0037] F S R エ タ π ン の フ
    [0038] k : リ
    [0039] 各 一 ス ぺ ク 卜 ノレ レ ン ジ
    [0040] K k ： フ ィ 不 ス 係数
    [0041] を ^ 足す る よ う に 疋 し 、 レ ジ ス ト を レ チ ク ルパ 夕 一 ン 通 り に 感光 さ せ る に 必要な 解像度 を も つ エキ シ マ レ - ザを. _発振 さ せ る よ う に し て い る 。
    [0042] ま た 、 本発明 で は 、 マ ル チ モ 一 ドで、 かつ 狭帯域発 振 さ せ る た め に 、 上 記 の ご と く 仕 様 を 設定 し た エ タ 口 ン を リ ア ミ ラ ー と チ ヤ ン バ ー の 間 に 1 え た 場合 、 ヒ 記 エ タ 口 ン カ リ ア ミ ラ 一 と な っ て tij 然 ¾振 し な い た め に は 、 レ ー ザ光铀 に 対す る エ タ 口 ン の 法 線 方 向 の 傾 き 角 度 0 の 範 四 を
    [0043] Θ > l a n _ 1 S / 2 A
    [0044] ( S ： 出 射 ミ ラ ー に お け る ビ ー ム の 大 き さ 、 A エ タ ロ ン と 出 射 ミ ラ ー の 距 離 ）
    [0045] と し 、 レ ー ザ光が 上 記 エ タ 口 ン に 入射す る ビ ー ム 拡 が り 角 度 S ' お よ び人 射 角 度 0 に よ っ て ¾ 大 限線 ^ を 袂 -\ 域化 さ せ る こ と 力 < で き る 線幅 K は 、 次式 、
    [0046] . ( λ ο ： ビ.一 ム 力く エ タ ロ ン に ^ lk 入射 し た 時 の 選 択波長）
    [0047] に よ っ て 決定す る 。
    [0048] し た 力く つ て 、 レ ー ザの ビ ー ム 拡 り お よ び ビ ー ム の 大 き さ を 実測す る こ と に よ っ て 、 所 望 の 線幅 を 得 る の に 必 ^ な ェ 夕 口 ン の 角 度 の 範 W を 定 め る こ と が で き る ま た こ の こ と に よ っ て エ キ シ マ レ ー ザ は.、 レ ー ザ光 を ア ン プ部 な し で 高 出 力 で 、 か つ 安定 し た マ ル チ モ ー ド で 抉帯域 発振 さ せ る こ と がで き る 。 」 面 の 簡 〖 - な 説 U
    [0049] 第 1 図， 第 2 ！ ^及び第 5 図 乃 ¾第 8 は そ れ ぞれェ ァ ギ ヤ ッ プエ タ 口 ン を備え たエ キ シ マ レ 一 ザを示す溉 略構成図、 第 3 図 は キ ヤ ビテ ィ の 内 乂 は外に エ タ ロ ン を配 g し た場合の利得曲線を示す グ ラ フ 、 第 4 図 は K r F エキ シ マ レ ー ザの 然発振 の パ ワ ー ス ぺ ク ト ルを 示す グ ラ フ 、 第 9 図 は 出射 ミ ラ ー と エ タ ロ ン の ァ ラ イ メ ン 卜 が一致 し た場合の ス ペ ク ト ル特性を示す図、 第
    [0050] 1 0 図 は エ タ ロ ン が全反射 ミ ラ ー に な る 角 度の範囲 を 示す 図、 第 1 1 図 はエ タ ロ ン の 傾 き 角度の 条件を求め る た め の 図、 第 1 2 図 は ビー ム 拡カ り 角 と エ タ ロ ン の 傾 き 角 度 と の ! ¾係を示す図、 笫 1 3 図 は ビ ー ム 拡が り 角 と エ ダ ロ ン の倾 き 角 度と の関係を示す図、 筇 1 4 図 は 出 射 ミ ラ ー の 出 口 力、 ら 2 m の 位蘆で の ビ ー ム モ ー ド を示す図、 第 1 5 図 は発 線幅が所望の 値に な る た め の エ タ ロ ン の 角 度の範囲を示す囟、 第 1 6 図 お よ び第 1 7 ¾ は従来の エキ シ マ レ 一 ザの 構成例 を示 し た概念 図で あ る 。 明 を実施す る た め の ¾良の 形態
    [0051] 本発明 を よ り 詳細 に説述す る た め に、 以下添付図面 に従 っ て こ れを 説明す る 。
    [0052] 笫 1 図 は、 全反射 ミ ラ ー 1 と 出射 ミ ラ ー 2 と 力、 ら な る -振器を ϋίえ た エ キ シ マ レ ー ザの キ ヤ ビテ ィ 内 に ェ ァ ギ ャ ッ プエ タ ロ ン 3 を 1 個配 ¾ し た 冽を 示す。 こ の エ キ シ マ レ ー ザ は 波長 ^択 素 子 で あ る 上 記 エ ア ギ ヤ ッ プエ タ ロ ン 3 を キ ヤ ビ テ ィ 内 に 配 し 、 こ の エ タ 口 ン に よ り 所 望 の 波 の 光 を 選 択 す る よ う に し た の で 横 モ 一 ド の 数 を ^少 さ せ ず に 、 力、 つ エ タ ロ ン 3 の 過 特 性 に よ っ て 決定 さ れ る ス ぺ ク 卜 ル 線 の 狭 い 縮小投 影 露光 に 好適 な レ ー ザ光 を ½ さ せ る こ と がで き る 。
    [0053] な：お：、、 5 : , 5 ' は ウ ィ ン ド で あ り 、 こ れ ら ウ ィ ン ド に よ っ て 密閉 さ れ た チ ヤ ン バ 一 内 に は 、 冽 え ば ァ ル ゴ ン と フ ッ 素 の 混合 ガ ス 、 ク リ プ 卜 ン と フ ッ 素 の ¾ 合 ガ ス な ど が充 ¾ さ れ て お り 、 エ キ シ マ と 呼 ばれ る 励起 状 態 の 原 子 と ^底状態 の 原 子が結 合 し て で き る 分 子 を ill い て 波 長が短 く （ A r F で 1 9 3 n m、 K r F で 2 4 8 n m の 紫外 ） 、 ま た 本質 的 に 非 コ ヒ 一 レ ン ト 性 を 有 す る レ ー ザ光 を 発振す る 。
    [0054] 筇 2 図 は 、 エ タ ロ ン 3 を エ キ シ マ レ ー ザの キ ヤ ビ テ ィ 外 、 つ ま り 出 力 ミ ラ ー 2 の 外 側方 向 に 配 ϋ し た 施 例 を 示 す も の で 他 の 搆成 部分 は ^ 1 図 と 同 様 に な つ て い る 。
    [0055] 次 に 、 所 望 の レ ー ザ光 を 得 る た め の 上 記 エ タ ロ ン の 仕様 に つ い て考察す る 。
    [0056] —般 に 、 あ る ノヽ： ワ ー ス ぺ ク ト ル f ( λ ) の 光 を あ る エ タ ロ ン 1 個 に 透 過 さ せ た ¾ の 過 光 Τ ( λ ) は 、 ' 次式 に よ っ て 表 わ さ れ る 。
    [0057] T ( ス ） = f ( λ ) Ζ [ 1 十 （ 4 Ζ ） F , s i η 2
    [0058] ( ( λ χ ) / F S R ) π } 1 ( 1 ) こ こ で F t は エ タ 口 ン の ト 一 タ ル フ イ ネ ス で 、 こ の 卜-一 タ ル フ イ ネ ス F t は エ タ 口 ン の エ ア ギ ヤ ッ プ 内 の 面；) ¾度 に よ る フ ィ ネ ス F ρ , 反射 に よ る フ イ ネ ス F ， 卞： if 度 に よ る フ ィ ネ ス F — お よ び.人射光の ビ ー ム 拡が り に よ る フ イ ネ ス F d と に よ っ て、
    [0059] F t = 2 + ( 1 / F R ) 2
    [0060] 9 - 1 / 2
    [0061] + 2 + ( 1 / F d ) 1 } … （ 2 ) で ^わ さ れ る 。 ま た 、 F S R は エ タ ロ ン の フ リ ー ス ぺ ク ト ル レ ン ジ で 、 こ の フ リ ー ス ぺ ク ト ル レ ン ジ F S R は反射膜間 の 距離 d と そ の 間 の 屈 折率 n に よ つ て ^わ さ れ る
    [0062] F S R 2 - κ 2 n d
    [0063] = X 22 κ 2 d ( エ ア ギ ヤ ッ プ の場合 n = 1 ) た だ し 、 £ は f ( λ ) の 屮 心波 （ K r F エ キ シ マ レ 一ザの場合 2 4 8 . 3 5 n m )
    [0064] と こ ろ 力 <、 こ の エ タ ロ ン を レ ー ザキ ヤ ビ テ ィ の 屮 っ ま り リ ア ミ ラ ー と チ ヤ ン ノ 一 の | に 人れ る こ と に よ つ て 、 外 部 エ タ ロ ン よ り も 線 が非常 に ほ そ く な り 、 レ 一 ザ発振の し き い 値 と み 力、 け 伏の エ タ 口 ン の フ ィ ネ ス の 增加 現象が起 こ る 。
    [0065] こ の 理 由 は 、
    [0066] 1 ) キ ヤ ビ テ ィ 内 で は光力 タ ー ン を 繰 り 返す た め 内 部 エ タ 口 ン の場合光が何 回 も エ タ 口 ン を透過す る 。
    [0067] 2 ) 内 部 ェ 夕'口 ン の 場合キ ヤ ビ テ ィ .内 の 光強度の a い 波 長 に パ ヮ 一が % 巾 す る 。
    [0068] た め で あ る 。
    [0069] こ れ ら し き い 値及 び フ ィ ネ ス の ¾ 加 割 合 は レ ー ザ の お よ び 磺 モ ー ド 数 、 エ タ ロ ン の ス ノレ 一 プ ッ 卜 等 に よ っ て 変勋す る 。 し た 力く つ て 、 マ ル チ モ ー ド 抉帯域 発 ¾ エ キ シ マ レ ー ザの 場合 に つ い て は 実験 的 に 決 定 す る 必 ¾:力く あ る 。
    [0070] い ま 、 内 部 エ タ ロ ン （ リ ア ミ ラ 一 と チ ャ ン ノ 一 の に エ タ ロ ン を 入 れ た 場合 ） の し き い 値 の 增 カ π を と す る と 、 し き い 値-増加 に よ る 仮想 的 な パ ワ ー ス ぺ ク ト ル f i n ( A ) は 次式 に よ っ て 表 わ さ れ る 。
    [0071] f ( λ , β ) ^ ( f out ( ^ ) - β ) / ' { ι - β )
    [0072] … ( 3 ) た だ し 、 f out は エ タ ロ ン 力 ί存在 し な い ^ 合 の レ ー ザ の ス ぺ ク ト ル 。
    [0073] し た 力《 つ て 、 内 部 エ タ ロ ン 1 個 力 < リ ア ミ ラ ー と チ ヤ ン バ ー の 間 に エ タ 口 ン が存在す る 埸 合 の レ ー ザ の ス ぺ ク ト ル Τ ( λ ) は 線 幅 が ほ そ く な る 割 合 の 定 数 と し て フ ィ ネ ス 係 数 k を 定 め る こ と に よ っ て 次 式 で 衷 ゎ さ れ る 。
    [0074] T ( λ ) ^ f ( λ , β ) / ί +(4 / π 2 ) k F t s i η2 { ( ( λ - χ ) / F S R ) π } ]
    [0075] … ( 4 ) η 個 の エ タ ロ ン が 存 す る J¾ の レ ー ザ光 の パ ワ ー ス ぺ ク ト ル T ( ス ） は 次式で 表 わ さ れ る 。 n
    [0076] T ( λ ) f ( λ β ) IT い L
    [0077] Ε ( Κ F F S R λ )
    [0078] t k'
    [0079] ( 5 ) た だ し 、
    [0080] E ( K P t k， F S R R , X )
    [0081] 2
    [0082] - 1 [ 1 +(4 / π L ) K · F
    [0083] 1 tk.
    [0084] s i n 2 ( ( λ x ) / F S R ) π
    [0085] —般に 、 照明光学系及び し 縮小投影 レ ン ズの 白 色 0
    [0086] T F C o p t L c a i t r a n s f e r f u n c t i o n ) であ る R 、„ ( u , v )
    [0087] w は、 白 色 O T F の定
    [0088] ^式か ら 単色光 O T F で あ る R A ( u , v ) を波長範 で禎分す る こ と で求ま る 。
    [0089] R ( u V ) R
    [0090] w ( u ν ) d
    [0091] λ W X λ
    [0092] λ
    [0093] ( 6 ) た だ し 、 '
    [0094] W A = T ( λ ) / ί χ τ ( λ ) d λ … ( 7 ) ( w λ は エ キ シ マ レ 一 ザの パ ワ ー ス ぺ ク ト ル の.あ る 波長 I にお け る ウ ェ イ ト （重みづけ） で、 波 長 ； 対す る 強度を規格化 し た も の ）
    [0095] U ， V : 空間周波数
    [0096] こ の Γΐ 色 0 T F R w ( u , V ) は 、 レ ジ ス 卜 を レ チ ク ルパ タ ー ン通 り 感光 さ せ る た め に ^低限必要な 0 Τ F α 以上で あ る こ と が必要で あ る 。 R w ( u , v ) a
    [0097] し た 力く つ て 、 第 （ 5 ) 式で ί! ら れ る マ ル チ モ ー ド で 、 か つ 狭 带域 発振 の レ ー ザ光 を 第 ( 6 ) 式 に 代 入 し て ifj ら れ る Π 色 0 T F R ( u , V ) 力《 " 以 上 に な る よ う に 、 エ タ ロ ン の 条 件 を 設定 し て そ の レ ー ザ光 を 発振 さ せ る よ う に す る こ と に よ り 、 所 望 の 解 像 力 を ^ る こ と 力《 で き る 。
    [0098] さ て 、 エ ア ギ ャ ッ プエ タ ロ ン 3 の 仕 ^ と し て フ リ ー ス ペ ク ト ル レ ン ジ 0 . 3 0 8 n m ( エ ア ギ ャ ッ プ ス ぺ — ス を 1 0 0 m に 設定 ） 、 フ イ ネ ス 5 、 反射率 9 0 % (反射膜 と し て は S i 0 2 、 A 1 2 0 3 、 Z r 0 2 、 • H f 0 2 、 N.a F 等 を 用 い る ） 、 [Mネ 度 A / .3 0 以'ヒ ( λ = 6 3 3 n m ) 、 平行度 Λ Z 3 Q 以 上 ( λ = 6 3 3 n m ) 、 有効面稻 1 0 x 2 0 η m の も の を 用 い た 場 合 の 第 1 図 、 第 2 図 に 示 す エ キ シ マ レ ー ザ の 出 力 の 実 験例 を 示 す。
    [0099] 筇 3 図 は エ タ ロ ン を エ キ シ マ レ 一 ザの キ ヤ ビ テ ィ 内 に 配 置 し た 第 1 図 の い わ ゆ る 内 部 エ タ ロ ン の 場 合 の 利 得 曲 線 a と エ タ ロ ン を キ ヤ ビ テ ィ 外 に 配 置 し た 第 2 図 の い わ ゆ る 外 部 エ タ 口 ン の 場 合 の 利 ^ 曲 線 b を 示 す 図 で あ り 、 曲 線 c は 白 然発振 の ¾ 合 の 利 ^ 曲 線で あ る 。
    [0100] 験 に よ る と 内 部 エ タ 口 ン の ^成 と 外 部 エ タ 口 ン の 成 に よ る 半 値全幅 は そ れ ぞれ 0 . 0 0 9 2 5 n m , 0 . 0 6 1 6 n m に な っ て い る 。 ま た エ タ ロ ン の フ ィ ネ ス は そ れ ぞれ 3 3 , 3 , 5 と な っ て お り 、 内 部 エ タ ロ ン は外部エ タ ロ ン に く ら べ フ イ ネ ス 力《 6 . 7 倍に な つ て い る 。 実験に よ る と フ イ ネ ス 係 数 k は 5 〜 7 と な っ た ま た 、 3 図に お いて、 内部エ タ ロ ン の場合、 解像 力 を 低下 さ せ る 原因 と な る サ イ ド ビー ク が外部エ タ 口 ン の場合に比べ 1 Z 1 0 ¾度に减少 し て い る 。 こ の よ う に、 サ イ ド ピ ー ク の光強度割合が減少す る 現象は 、 エ タ 口 ン を 2 個以上配置 し た場合で も 観測 さ れた。 こ の 理由 と し ては、 光がエ タ ロ ン を透過す る こ と に よ り 利 ^ に対す る 失が大 き く な り 、 レ ー ザ の し き い 値が增加す る た め と考え ら れ る 。 - こ の し き い 値の增加割合 ^ をサ イ ド ピ ー ク の減少割 合 よ り 見接-る と 、 0 . · 1 0 〜 ！ 3 . 0 6 程度 と な っ た。 ま た、 分光器 に よ り K r F の エ キ シ マ レ 一 ザの Θ然 ¾ 振の パ ワ ー ス ぺ ク ト ル f 。 ( λ ) を測定 し た所、 第 4 図 の よ う に な っ た。
    [0101] こ の 自 然発振のノ、。 ワ ースぺ ク 卜 ノレ f 。u t ( λ ) カヽ ら 内部エ タ ロ ン を使用す る 場合の ί反想的 な K r F ェキ シ マ レ 一 ザ の パ ワ ー ス ぺ ク ト ノレ f i η ( λ , β ) は ( 3 ) 式よ り 次式で衷わ さ れ る 。
    [0102] f ( え ， β ) ^ ( f Q u t ( λ ) — β ) / I - β ) た だ し 、 = 0 . 0 6 〜 0 . 1 0
    [0103] 例 え ば第 1 図の よ う に リ ア ミ ラ ー と チ ヤ ン バ ー の 間 に エ タ ロ ン を 1 個 だ け備え た場合の ス ぺ ク ト ル波形 Τ
    [0104] ( ス ） は次式で -わ さ れ る 。
    [0105] τ ( え ） ^ f ί η ( λ , β ) · E ( k ♦ F t , F S R , Λ ) … ( 8 ) た だ し 、 S = 0 . 0 6 〜 〇 . 1 0 , k = 5 〜 7
    [0106] ま た 、 2 図 の よ ό に 外 部 エ タ ロ ン 1 個 の 場 ^ は 、 ( 8 ) 式 に お い て 、 /3 = 〇 ， k == 1
    [0107] 第 5 図 の よ う に 外 部 エ タ ロ ン 2 個 の 場 合 は 、
    [0108] T ( λ ) ^ f ( λ , β )
    [0109] • Ε ( k 1 · F t , , F S R , , λ )
    [0110] . Ε ( k 2 · F t 2 , F S R 2 , A ) ··· ( 9 ) β = 0 , k 1 , k 2 = 1
    [0111] 第 6 図 の よ ό に レ ー ザ チ ヤ ン バ ー と リ ア ミ ラ ー の に エ タ ロ ン 力く 2 個 の 場合 は （ 9 ) 式 に お い て 、
    [0112] β = 0 . 0 6 〜 0 . 1 0 , k , , k 2 5 〜 7 第 7 図 の よ う に レ ー ザ チ ヤ ン ノ ' 一 と リ ア ミ ラ ー の ！ Ϊ] に エ タ ロ ン 力《 1 個 、 外 部 に エ タ ロ ン 力く 1 個 の 場 合 は 、 ( 9 ) 式 に お い て = 0 . 0 6 〜 0 . 1 〇 ， = 5 〜 7 , k 2 = 1
    [0113] 第 8 図 の よ う に エ タ ロ ン を n 個 配 g: し た 場 合 の レ ー ザ光 の パ ワ ー ス ぺ ク ト ル 波 形 T ( λ ) は 、 ( ) 式 で わ さ れ る 。
    [0114] た だ し β = 0 . ϋ 6 〜 0 . 1 〇
    [0115] Κ エ タ ロ ン 力く レ ー ザ チ ャ ン バ 一 と リ ア ミ ラ 一 k
    [0116] の 間 に あ る 場合 5 〜 7
    [0117] エ タ ロ ン 力 < キ ヤ ビ テ ィ 外 に あ る 場 1 と な 以 J: の 数式 を 用 い て 計筧 し た ス ぺ ク ト ル 波 形 と 実験 で得 ら れた ス ぺ ク ト ル波形は よ く 一致 し た。
    [0118] 次に露光波長 2 4 8 . 3 5 n m の エキ シ マ レ ー ザ用 に 中：色設計 し た レ ン ズ素材合成石莢-か ら な る 第 1 ( a ) 〜 （ d ) に示す縮小投影 レ ン ズ につ い て ¾験 ^ の ス ペ ク ト ル波形お よ び （ 6 ) , ( 7 ) 式を用 い て I† % し た ,： ¾、 所定の露光 ffri に お い て、 解像力 ϋ .
    [0119] 5 m で 白 色 0 T F R w カ< 0 . 4 以 上 と な っ た エ タ 口 ン の 化様の例を第 2 表 （ a ) 〜 （ d ) に示す。 な お、 第 1 表お よ び第 2 表に お い て R ( I ) は レ ン ズ面の曲 率半径、 D ( I ) は面 ίϋί隔、 Ν Α は レ ン ズ の 開 口 数で あ O。
    [0120]
    [0121] - ui ~ο υο 〇 οο θο ^ 〇 〇 ◦
    [0122] ( S 7 t -~0 t h- ' oo LO t t 〇 〇 00 I—1
    [0123] 〇 ( 787 〇 1 o 〇 o 〇 o 〇 〇 O 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 o 〇 〇 o 〇
    [0124] 〇 〇 〇 〇 〇 〇 o 〇 〇 〇 〇 o o 〇 〇 o 〇 〇 〇 〇 〇 O 〇 〇 〇 o 〇
    [0125] ( 6 539
    [0126] ゝ
    [0127] t 00 t oo 1— » c
    [0128] t 〇 00 oo 1—» 〇 00 ai o ^
    [0129] 〇 00 θο O t to t oc t oo v 〇 -0 t 00 t 〇 σι 0c ■o ¾
    [0130] 〇 00 L oo ·'〇 00 〇 t 〇 〇 00 〇 〇 00 〇 〇 o 。 一
    [0131] 〇 〇 〇 〇 〇 〇 o 〇 O 〇 〇 Ό 〇 c 〇 o 〇 〇 〇 o O o 〇 〇 o 〇 c c
    [0132] 〇 ο o 〇 〇 c 〇 〇 〇 o 〇 .〇 〇 〇 〇 〇 c 〇 〇 O o 〇 〇 〇 c 〇 o
    [0133] CO en 00 ω CO CO CO w LO 00 in
    [0134] 〇 〇 〇 〇 o 〇 O O 〇 O O 〇 O O
    [0135] 倍率 1/5， NA 0. 3 露光醒 1 ϋ賴 2
    [0136] [HlN Ο. R τ ヽ
    [0137]
    [0138] ( 1 ) 131. 17650 1 1. 4 Π U Π U Π U U Ui
    [0139] 1 U2
    [0140] (.っ2)、 93. 27959 b. / Π υ Π υ υ Π ί υ π υ
    [0141] づ ) - 100. 46322 つ Δつ. ( U i U2 ί Λ 143. 08259 つ Q Π Π Π Π Γ π
    [0142] . υ υ υ υ υι υ to I NF IN I TY Δ 3. D U Π U U ι U' π U 1 U2 ίο) -135. 03068 π U. 1 π U π U π U π U π υ f
    [0143] i f ) 242. 20820 ο π π π
    [0144] 丄 4. y υ π π o L U2 o) -257. 66086 U. 1
    [0145] (9) 184. 26114 1 Γ C C C Λ
    [0146] i じ2
    [0147] (12) 268. 36447 35. l y y y y / r つ 、
    [0148] (13) 一 444. 97981 5. u u u u u u S 1 〇2
    [0149] ( r 4メ ヽ) 73. 95901 4. Γ
    [0150] (15) 11 8. 76943 5. U u ϋ U u ϋ S 1 02
    [0151] ( 16) ' 95. 56114
    [0152] (17) '- , . I NF I N I TY
    [0153] (1 ) -232. 82731 1 14 A. υ υ υ υ υ υ
    [0154] (19) 401. 67018 つ C Ui d U Γ Uι Γ υϊ
    [0155] I U2
    [0156] (20) -304. 89259 υ. 1 υ υ υ υ π υ
    [0157] (2 ヽ d c c
    [0158] O 1 U2
    [0159] (23) 94. 79885 14. 000000 S i O2
    [0160] (24) 301. 67505 3. 000000
    [0161] (25) -1329. 98382 19. 099991 S I 02
    [0162] (26) 2975. 78633 1 . 000000
    [0163] (27) I F I N I TY 18. 000000 S i 02
    [0164] (28) 193. 30636 24. 455593 第 1表 (b ) 倍率 1/5, NA = 0. 36.
    [0165] 露光而 "! 5 mm2
    [0166] ikiNひ. R ( I ) D ( 1 .)
    [0167] (!)■ 178. 6439 17. 000 ϋ s L 02
    [0168] (2) —400. 8164 2000
    [0169] (3) 16 ϋ. 0833 24. ϋ ϋ ο ϋ s L O
    [0170] (4) 76. 18. ϋ ϋ ϋ
    [0171] (5) - 105. 0716 21. 0000 s L 02
    [0172] (6) 194. 6593 76. 5000
    [0173] (7) I NF I N I TY 23. 5000 s L 02
    [0174] (8) -171. 4472 2000
    [0175] (9：)' 3· 9.. 5 34 7 3 2. 0 ϋ 00 s L 02
    [0176] (1 0) -301. 41 24 2000
    [0177] (11) 1 5. 3320 21. 0000 s L O2
    [0178] (1 2) - 1 183. 7886 2000'
    [0179] (1 ) 146. 8835 16. 0000 s L O2
    [0180] (14) 830. 5295 14. ϋ ϋ ο ϋ
    [0181] (1 5) I NF I N I TY 5. 0000 S L O2
    [0182] (16) 74. 3100 1 . 5000
    [0183] (17) -185. 0336 5. 0000 s L O2
    [0184] 八 「 广
    [0185] (18) 143. 2734 130. 1 5b
    [0186] (19) 301 . 3042 14. 0000 s L O2
    [0187] (20) -376. 4888 2000
    [0188] (21) 947. 0281 31. 0000 s L O2
    [0189] (22) -310. 6545 143. 0000
    [0190] (23) 6 58. 826 9 2 3. 5000 s L 02
    [0191] (2.4) -405. 3201 2000
    [0192] c c
    [0193] (25) 124. 4284 28. 5000 L (J2
    [0194] (26) - 1 51 5. 6514 2000
    [0195] (2 7) 131. 87 2 5 2〇. 5090 s L 02
    [0196] (28) 296. 6548 4. 5000
    [0197] (2 9) - 1309. 5 586 .24. 6 7 66 s L 02
    [0198] (30). 463. 9672 20. 5002
    [0199] (31 ) 2292. 9016 24. 0000 s L 02
    [0200] (32) 181. 0752 0000 第 1表 （ c ) 倍率 1/5, NA-CL 30-0. 40 露光 f隨 15 mm2
    [0201]
    [0202] (1) 132. 00107 24. 000 ϋ 00 S i 02
    [0203] (2) -729. 93252 0. 300000
    [0204] (3) 246. 82499 34. ϋ o o o o ϋ S i 02
    [0205] (4) 93. 35740 26. 000 ϋ 00
    [0206] (5) 一 126. 16589 29. 000000 S i 02
    [0207] (6) 145. 79960 10 ϋ. ΟΟΟϋϋΟ
    [0208] (7) -578. 92922 34. 500000 S i 02
    [0209] (8) -206.. 75273 0. 300000
    [0210] (9) 414. 25510 37. 0000 ϋ 0 S i 02 n o) -376. 35358 0. 300000
    [0211] (11) 139. 16929 33. ο ο ο ο ο ο S i 02
    [0212] (12) 2' 90: 72255 0. 300000
    [0213] (13) 169. 08068 18. 000000 S i 02
    [0214] (14) 735. 10957 13. ϋϋϋϋϋθ
    [0215] (1 ) 2645. 80525 7. 000000 S i 0
    [0216] (16) 86. 60173 25. ο ο σόοο
    [0217] (17) 一 168. 77662 7. ϋ 00000 S i 02
    [0218] (18) 1 13. 92879 118. 800000
    [0219] (19) I NF I N I TY 16. 000000 S i 02
    [0220] (20) -360. 89699 56. 000000
    [0221] (21) 1091. 24935 44. 500000 S i 02
    [0222] (22) -347. 23958 S3. 800000
    [0223] (23) 3826. 08163 31. 000000 S i 02
    [0224] (24) -3826. 14019 0. 300000
    [0225] (25) 836. 30728 32. 500000 S i 02
    [0226] (26) -472. 1 1516 0. 300000
    [0227] (27) 150. 88504 31. 00ひ 000 S ί 02
    [0228] (28) I NF I N ITY 0. 300000
    [0229] (29) 138. 31440 18. 000000 S i 02
    [0230] (3ϋ> 202. 49177 18. 00 ϋ 000
    [0231] -1077. 37560 37. 000000 S I 02
    [0232] (32) 1682. 80642 21. 300000
    [0233] (33) 478, 49797 27. 500000 S i 02
    [0234] (34) 548. 93398 26. 168679 第 1表 （d) 第 2 表 （ a )
    [0235]
    [0236] 第 2 衷 （ a ) - Π
    [0237] リア ミ ラ とチャ ンバ一の間にエタロンを 1個設置した場合
    [0238] N o , トータルフイ ネス フ リースぺク トルレンジ 半値全幅 〔η m〕 パワーの範 βί)
    [0239] CMの範囲 ψΐί lit] ι n【n j (mJ/pul se) t
    [0240] 1
    [0241] 丄 y 丄 U . ·3 丄 ~ U , ~> 1 ηリ · 0 0 34〜〇. 0 044 3 7〜4 7
    [0242] //
    [0243] A U 丄 1 〜 ： 1 2. に . 0 0 3 7〜 0. 0 04 8 3 9〜 5 2 つ 1 1— //
    [0244] 丄 0 〜 1 » 1— 1 π 0 04 0〜 0. 0 0 5 3 4 3〜 5 6
    [0245] // ·
    [0246] ノ 9 〜 ： 1 0 π
    [0247] A υ . 0 044 - 0. 0 0 5 9 4 7〜 6 3
    [0248] /
    [0249] 8 〜 9 π
    [0250] λ 3 0 04 9〜 0. 0 0 6 6 5 3〜 1
    [0251] 24 7 〜 8 υ . U U つ つ 〜 U · η U Π U 7 / つ
    [0252] 2 5 5 . 6 ~ 7 0. 0 0 7 3 - 0. 0 0 94 7 9〜 98
    [0253] 26 1 0. 2 5 - 0. 3 1 . 0. 0 0 2 7 - 0. 0 0 3 7 2 9 -4 0
    [0254] 2 7 1 1 〜 ： 1 2 0. 0 0 3 0〜 0. 0 04 0 3 2 -4 3
    [0255] 28 1 0 - 1 1 ft 0. 0 0 3 2 - 0. 0 044 34 -4 7
    [0256] 2 9 9· 〜 ： 1 0 0, 0 0 3 6 - 0. 0 04 9 3 9〜 5 3
    [0257] 3 0 8 - 9 0. .0 04 0〜 0. 0 0 5 5 4 3〜 5 9 1 7 〜 8 0. 0 04 5〜 0. 0 0 6 3 4 8 - 68
    [0258] 3 2 6 - ' 7 0. 0 0 5 1 - 0. 0 0 74 5 5〜 7 9
    [0259] 3 3 5 - 6 0. 0 0 6 0〜 0. 0 0 86 64〜4 2
    [0260] 34 4 , ο ~ 5 0. 0 0 7 ：！ 〜 0. 0 0 9 6
    [0261] ト lA
    [0262] 〇 on リアミ ラーとチヤ ンバーの間にエタロンを 2個- 置した場合
    [0263]
    [0264] 第 2 表 ( c )
    [0265] 注） 出射 の前、 出射ミ ラ一の間どちらの間にエタ口ンをおいても出力および波形はほとんど変化しな L
    [0266] 第 2 表 (d)
    [0267] リア ミ ラ一とチヤ ンバーの間にエタロンを 1個 ®, 出射ミ -の前または出射ミラーとチャ ンバ一の間！:
    [0268] ま た 、 実験 に使 ffl し た エ タ ロ ン の 仕俅範囲
    [0269] 反射率 5 0 〜 9 ϋ %
    [0270] 反射 フ イ ネ ス F s = 4 . 4 〜 4 3 . 3 面精度 λ Ζ 2 0 〜 Ι Ζ Ι ϋ ϋ ( 6 3 3 n m ) 面精度 フ イ ネ ス F p - 3 . 9 〜 1 9 . 5 平行度 Α Χ 2 0 ~ Λ / 1 0 0 ( 6 3 3 n m ) 平行度 フ イ ネ ス F p = 3 . 9 〜 1 9 . 5 レ ー ザ光軸 と エ タ ロ ン の なす角 度
    [0271] エ タ ロ ン 力 チ ャ ン バ 一 と -出 射 ミ ラ ー の {¾ に あ る 時 ϋ 〜 2 . 5 。
    [0272] エ タ 口 ンカ 出射 ミ ラ ー の 前の 位 Sに あ る 時
    [0273] 0 〜 2. 5 °
    [0274] エ タ ロ ン力《 リ ア ミ ラ ー と チ ャ ン バ 一 に あ る 時
    [0275] ' 0 . 1 〜 5 ο
    [0276] ビ ー ム拡カ《 り に よ る フ イ ネ ス F 」 = 2 ~ 5 0 0 有効径 2 0 翻 ø 以上
    [0277] ト ー タ ノレ フ イ ネ ス は F t = l . 5 〜 1 3 . 1 の 範囲で あ る 。 エア ギ ャ ッ プ は 5 0 π！ 〜 5 0 0 mの範囲で あ り 、 フ リ ー ス ペ ク ト ル レ ン ジ は F S R = 0 . 0 0 6 2 〜 0 . 6 2 n mの範囲であ る 。
    [0278] 第 2 表 （ a ) 〜 （ d ) に示す よ う な 仕 ^の エ タ ロ ン を俯え たエキ シマ レ ー ザの レ ー ザ光を光源 と し て用 い れば解像力 0 . 5 μ m程度の露光が可能で あ る 。
    [0279] ま た 、 レ ー ザチ ヤ ン ノく と リ ア ミ ラ ー の 間 に エ タ ロ ン を配置す る こ と に よ っ て レ ー ザ出力が飛躍的 に増大す る こ と 力；' 判 明 し た 。
    [0280] さ ら に 、 本案 の レ ー ザ &<: の ΐ-·渉性 の テ ス 卜 を 行 つ た と こ ろ ほ と ん ど 干 涉性 は み と め ら れ な い 。 た だ し 、 キ ヤ ビ テ ィ 内 に.ビ ン ホ ー ル を も う け て ピ ン ホ ー ル ί¾ を
    [0281] ^整 し て 干 渉性 の テ ス ト を 行 う と 、 ピ ン ホ ー ル 径 2 ram 程度で ス ペ ッ ク ルが 生す る 。 こ の こ と 力、 ら 、 キ ヤ ビ テ ィ 内 の ス リ ツ 卜 お よ びエ タ ロ ン の ^効 径 は 、 2 S 度 以 上必 ¾ で あ る 。
    [0282] 次 に エ タ 口 ン を リ ァ ミ ラ ー と チ ヤ ン バ ー の 問 に ϋ え た 場合 に お け る エ タ 口 ン の 傾 き 角 度 の 設定 に つ い て 説 明 す る 。
    [0283] ま ずエ ア ギ ヤ ッ プ エ タ ロ ン 3 の 仕 様 と し て フ リ ー ス ぺ ク ト ル レ ン ジ 5 0 cm - 1 ( エ ア ギ ヤ ッ プ ス ペ ー ス を 1 Ό 0 m に 設定） 、 反射率 9 0 % 、 面 精度 お よ び ^ 行度 ス ノ 1 0 以上 （ 2 4 8 . 4 n m ) 、 有効径 3 5 0 の も の を用 い た 場合 の 第 1 図 に 示 す エ キ シ マ レ ー ザの 出 力 の ¾験結果 を 笫 9 図 に 示 す。
    [0284] 第 9 図 に 示 す よ う に 、 出 射 ミ ラ ー 2 と エ タ ロ ン 3 の 7 ラ イ メ ン 卜 力《一致 し て く る と 、 エ タ ロ ン 3 が全反射 ミ ラ 一 1 の 働 き を し て ビ ー ム を 全反射す る た め 、 ェ キ シ マ レ ー ザ の 出 力 は 、 自 然発振 の 線幅 5 0 [ cm ~ 1 ] と な っ て し ま ό 。 こ の エ タ ロ ン 3 力く全反射 ミ ラ 一 1 の 働 き を す る 傾 き 角 度 の 範 HI を 第 1 0 図 に 示 す。 す な わ ち エ タ ロ ン 3 の 傾 き 角 度 は 、 第 1 0 図 に 示 し た 長方-形 の 範 囲 に な ら な い よ う に 傾 け て 出 射 ミ ラ 一 2 と の ァ ラ イ メ ン ト を づ ら す必要があ る 。
    [0285] ま た第 1 1 図 は、 エ タ ロ ン 3 力 <全反射 ミ ラ 一 に な ら な い た め の傾 き 角度の 条件を求め る も の で、 出射 ミ ラ — 2 の所 に お け る ^領域内 の エ タ 口 ン 3 の倾 き 角 度 が出射 ミ ラ 一 2 の傾 き 角 度 と 一致 し 、 エ タ ロ ン 3 と 出 射 ミ ラ 一 2 と が平行に な っ た場 、 少な く と も ェ ダ 口 ン 3 が全反射 ミ ラ ー と な り 波長選択 に影響が出 る と 考 え ら れ る 。 そ こ で、 出射 ミ ラ 一 に お け る ビー ム の大 き さ を S [ ci 1 、 エ タ ロ ン 3 と 出射 ミ ラ 一 2 と の距離を A [ cm ] とす る と、 光軸 に 対す る エ タ ロ ン の 法線方向 の 傾 き 角 度 は、
    [0286] Θ = tan"1 S / 2 A -" ( 1 0 ) と な る 。
    [0287] な お .1:記 ( 1 0 ) 式に A = 1 4 〇 [ cm ] 、 S = 1 C cm ] X 2 [ cm ] を代入 し て計算 し た エ タ ロ ン の 傾 き 角 度 0 と 実験で得 ら れた エ タ ロ ン の傾 き 角 度 S は よ く —致 し た。
    [0288] 次 に ビ ー ム の拡カ《 り 角 に対す る エ タ ロ ン の倾 き 角 度 Θ と 線幅 K の依 性に閔 し て説明す る。
    [0289] ま ずエ タ 口 ン の透過波長の s本式は、
    [0290] πι λ = 2 d cos 0 - ( 1 1 )
    [0291] ( m ： 整数、 d ： エ ア ギ ャ ッ プ）
    [0292] で あ る。 こ こ で ビー ム の拡カ《 り 角 を 0 ' と す る と 、 上 記 ビ ー ム の 拡カ < り 角 ' どエ タ ロ ン の傾 き 角 度 S と は、 笫 1 2 図 に 示す如 く と な る 。 こ こ で ビー ム 力 < ェ タ ロ ン 3 に ώ に 入 射 し た 時 の 選 択 波 長 を ； I Q と す る と 、 上 記 （ 1 1 ) 式 は 、
    [0293] m λ 0 = 2 d - ( 1 2 ) と な り 、 ビ - ム 拡が り に よ る 透過 波 長 の 差 は 、
    [0294] m λ i = 2 d cos 0 -- ( 1 3 ) m λ 2 = 2 d cos ( 0 + S ' ) - ( 1 4 )
    [0295] ( λ ！ ： ビ ー ム の 入射 角 に 対 し 透過 す る 波 長 λ 2 ： ビ ー ム の 入射角 θ + Θ ' ) に 対 し 透 過 す る 波 長 ）
    [0296] と な る 。 上 記 （ 1 2 ) , ( 1 3 ) , ( 1 4 ) 式 力、 ら λ 1 - λ 2 = o I COS Θ 一 cos ( Θ + Θ ' ) }
    [0297] … ( 1 5 ) よ っ て 線 .Κ は
    [0298] 1 1.
    [0299] κ
    [0300] λ 2 λ 1
    [0301] 1 1 1
    [0302] λ ο cos ( θ + θ ' ) cos θ
    [0303] … ( 1 6 ) に な る 。 こ の （ 1 6 ) 式 よ り 線幅が例 え ば 0 . 5 〔 cm - 1] 、 1 [ cm " 1 ] お よ び 2 C cm " 1 ] と な る た め の ビ ー ム ϊ£ が り 角 Θ ' と エ タ ロ ン の 傾 き 角 度 の 関係 を 求 め る と 、 第 1 3 図 の ご と く 反比例 の よ う な 曲 線 に な る 。 と こ ろ で笫 1 図 の 構成に よ る エキ シ マ レ 一 ザの ビー 厶 拡カ り -は、 第 1 4 図 に示す よ う に 出 射 ミ ラ ー 2 の 出 ロ カ、 ら 2 m の 位置で測定 し た結 ¾、 X 軸方向 （光軸 に 対 し 横軸 方向 ） 力 2 . 2 [ mm ] 、 y 鈾方向 （光軸 に対 し 縦軸 方向 ） 力《 1 . 1 [匪 ] であ っ た。 な お第 1 4 図
    [0304] 、， A は出射 ミ ラ 一 出 口 での ビ一 厶 モ ー ド、 B は 出射 ラ一 出 口 力、 ら 2 m の位置での ビー ム モ 一 ドであ る 。 し た力《 つ て X 軸方向 （エ キ シ マ レ ー ザの電極の 放電 方 向 ） の ビ ー ム 拡カ り は 、 1 . 1 [ m rad] = 0 . 0 6
    [0305] [ deg ] 、 y 軸方向の ビー ム 拡カ < り は、 0 . 5 5 C m r ad] = 0 . 0 3 [ deg ] と な る 。
    [0306] し た 力く つ て、 エ タ ロ ン を レ ー-ザの ビー ム断面 ( y 平 Si ) に対'し て、 どの 方向 に傾け る か に よ つ てエ タ 口 ン を傾 け た方向 に対す る ビー ム 拡カ り が変化す る 。
    [0307] こ れを式で表わす と 、
    [0308] Θ ' = 0 . 0 6 X eos 0 ( 0 ° ≤ δ ≤ tan"10 . 5 )
    [0309] … ( 1 7 )
    [0310] Θ ' = 0 . 0 3 / s i n o ( t an"10 . 5 ≤ <5 ≤ 9 0 ° )
    [0311] • … （ 1 8 ) と な る 。 た だ し 5 は x y 平面にエ タ ロ ン を倾け る 方向 を投影 し た場合の X 軸 に対す る 角 度であ る 。
    [0312] ί: ( 1 6 ) , ( 1 7 ) , ( 1 8 ) 式よ り 線幅力《 0 . 5 [ cm " 13 、 1 [ cm _ 11 お よ び 2 C cm " 13 と な る た め の エ タ ロ ン の 角 度の 範 H を求め る と第 1 5 図の待.性曲 線 と し て 不-す こ と がで き る 。 ' m値 と 理論的 な範四 内 は よ く 一致 し た 。 ま た こ れ ら の レ ー ザ光 に 対 し て 干 - 性 の 験 を 行 つ た 所 干 渉性 は 認 め ら れ ず マ ル チ モ 一 ド で あ る こ と が 判 明 し た 。 ま た こ れ ら め 測定点 で の 出 力 は 、 1 パ ノレ ス 当 り 4 0 〜 1 0 〇 m J と な り 高 出 力 で 安 定 し た 発振が得 ら れ た 。
    [0313] な お 、 本発 明 の 実施例 で は 、 ビ ー ム 拡力く り 角 0 ' を 第 1 象 限 に つ い て 説 明 し た が 、 第 2 ， 3 , 4 象 限 に つ い て も 同 様 に し て 考 え る こ と が で き る 。 産 業 上 の 利 JTJ 可 能 性
    [0314] 以 上 の よ う に 、 本発 明 に 係 る エ キ シ マ レ 一 ザ は 、 フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ 等 ·の 縮小投影露光装 置 の 光源 と し て 有用 で あ り 、 特 に イ ン テ グ レ ー タ 方式 の 露光 に 用 い る の に 適 し て い る 。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . マ ル チ モ ー ドでかつ 狭帯域発振を さ せ る た め に エ タ 口 ン を.備 え た エ キ シ マ レ ー ザに お い て 、 エ タ ロ ン の 仕様が次式、
    f λ W λ R , ( u , v ) d λ ≥
    た だ し 、 a ： レ ジ ス ト を レ チ ク ル パ タ ー ン 通 り に 感 光 さ せ る た め に 必 要 な 0 T F
    ( 0 T F は 0 p t i c a 1 Γ r a n s f e r F u n c t i o n ) R χ ( u , v ) '· 照明系及 び縮小投影 レ ン ズ の 単色 光 0 T F
    W χ ： 発振 レ ー ザ光の パ ワ ー ス ぺ ク ト ノレ の あ る 波長 ； I 〖こ'お け る ス ぺ ク ト ル波 形の' ゥ エ イ 卜 で、
    W Τ ( λ ) X f λ T C λ ) d λ
    λ
    Τ ( λ ) ： 発振 レ ー ザ光の ノ、。 ヮ 一 ス ペ ク ト ルで n
    Τ ( λ ) = J* ( λ , β ) π Ε
    k - L
    F S R k , λ ) f ( λ , β ) チ ヤ ン ノく — と リ ア ミ ラ 一 の 間 に ェ 。 夕 π ン が存在す る こ と に よ る し き い.値の增加に よ る 仮想的 S 然発振 の パ ワ ー ス ぺ ク 卜 ノレ β ； し き い 値 の 増加割 合
    Ε ( Κ F F S R λ ) k 番 0 の エ タ t k'
    ロ ン 1 個 こ よ る 光 の パ ワ ー ス ぺ ク ト ル の 伝達 閲 数
    F 各 エ タ ロ ン の 卜 一 タ ル フ ィ ネ ス
    t k
    F S R k ： 各 エ タ ロ ン の フ リ 一 ス ペ ク ト ル レ ン ジ K k ： フ イ ネ ス 係 数
    を ^ 足 す る よ う に 設定 し た こ と を 特 徴 と す る マ ル チ モ 一 ド 抉 域允 振 エ キ シ マ レ ー ザ。
    2 . マ ル チ モ ー ド で か つ 狭带域 允 振 を さ せ る た め に エ タ ロ ン を 備 え 、 該 ェ タ ロ ン の ί上 1 Ε様が次式、
    f , W Ί R , ( u , v ) -ά λ ≥ a
    た だ し'、 a ： レ ジ ス ト を レ チ ク 'ル ノ、。 夕 一 ン 通 り に 感 光 さ せ る た め に 必要 な 0 T F
    ( O T F は O p t i c a l T r a n s f e r F u " n c t i o n )
    R ( u v ) ： 照明 系及 び縮小投影 レ ン ズ の 単 色 光 0 T F
    W ： 発振 レ ー ザ光 の パ ヮ 一 ス ぺ ク ト ル の あ る 波長 え に お け る ス ぺ ク ト ル 波 形 の ゥ エ イ 卜 で 、
    W τ ( λ ) d λ
    λ τ ( λ ) / ί λ
    τ ( λ ) ： 発振 レ ー ザ光 の パ ワ ー ス ペ ク ト ル で τ ( λ ) f ( ス ， β ) F , A ) f ( λ , β ) ： チ ャ ン ノ<一 と リ ア ミ ラ ー の 間 に ェ タ ロ ン が 在す る こ と に よ る し き い 値の增加 に よ る K想的 ΰ然 ¾ の パ つ — ス ぺ ク ト メ
    β ； し き い 値の增加割
    Ε ( k 番 目 の エ タ
    F tk» F S R " ：
    ロ ン 1 個 に よ る 光のパ ワ ー ス ぺ ク 卜 ル の伝達関数 F t,, ： 各エ タ ロ ン の 卜 一タ ル フ ィ ネ ス
    F S R ¾ ： 各エ タ ロ ン の フ リ ー ス ぺ ク 卜 ノレ レ ン ジ K k ： フ イ ネ ス 係数
    を 足す る よ う に 設定 した マ ル チ モ ー ド狭帯域発振ェ キ シ マ レ 一 ザに お い て、 前記エ タ ロ ン を チ ヤ ン バ ー と リ ア ミ ラ ー の 間 に備え た と き に、 光輪に対す る エ タ 口 ン の縦軸 ^向の傾 き 角度 S を
    Θ > tan "l S / 2 A
    ( S ： 出射 ミ ラ ー に お け る ビ ー ム の火 き さ 、 A エ タ ロ ン と 出射 ミ ラ ー の距離）
    と し 、 発振線幅 K が
    ( λ ο ： ビ ー 厶 カ《エ タ ロ ン に 垂直入射 し た時の選 択波長、 Θ ' ： ビ ー ム の 拡カ < り 角 度）
    た だ し Κ ≤ X
    。 ^ 一 '
    « ^ ？ ¾ ？ 2 ¾ x 2! c 9 ¾ ¾
    ； S ¾ ¾ί SI )¾ ¾ 一 く' T f ) X )
    0/i8df/lDd 〜 f ε — 19Z.00/88 OM
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    同族专利:
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