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JP2001230478A - 紫外レーザ発振器 - Google Patents

紫外レーザ発振器

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Publication number
JP2001230478A
JP2001230478A JP2000036318A JP2000036318A JP2001230478A JP 2001230478 A JP2001230478 A JP 2001230478A JP 2000036318 A JP2000036318 A JP 2000036318A JP 2000036318 A JP2000036318 A JP 2000036318A JP 2001230478 A JP2001230478 A JP 2001230478A
Authority
JP
Japan
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wavelength
laser
laser oscillator
light
laser beam
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000036318A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Kato
昌浩 加藤
Osamu Noda
修 野田
Takashi Akaha
崇 赤羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2000036318A priority Critical patent/JP2001230478A/ja
Publication of JP2001230478A publication Critical patent/JP2001230478A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体レーザ発振器を用い、且つ、できるだけ
少ない数の波長変換素子を用いて効率よく所望の波長の
紫外レーザ光を得ることができる紫外レーザ発振器を提
供する。 【解決手段】 注入種光源２１と、波長７７２ｎｍの基
本波レーザ光２２ａを発振するＴｉサファイアレーザ発
振器２２と、基本波レーザ光２２ａを波長３８６ｎｍの
２倍高調波レーザ光２３ａに波長変換して出力する非線
形光学結晶素子２３と、２倍高調波レーザ光２３ａを波
長１９３ｎｍの４倍高調波のレーザ光２４ａに波長変換
して出力する非線形光学結晶素子２４とを備えて構成す
る。また、Ｔｉサファイアレーザ発振器からは波長９６
６ｎｍの基本波レーザ光を発振し、これを３個の非線形
光学結晶素子で波長変換して波長１９３ｎｍの紫外レー
ザ光を得るように構成してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は紫外レーザ発振器に
関し、例えばＬＳＩ(large scale integration)の製作
に用いる露光装置の光源などに適用して有用なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】次世代のＬＳＩである記憶容量１Ｇｂｉ
ｔのＬＳＩの製作に用いる露光装置の光源として、波長
１９３ｎｍの紫外レーザ光を発振するＡｒＦエキシマレ
ーザ発振器を適用しようとする研究が進められている。
しかし、エキシマレーザ発振器はコストが高く、また、
ガスの劣化や励起管電極の消耗などのためメンテナンス
に手間がかかる。
【０００３】そこで、エキシマレーザ発振器の代替光源
として、現在、固体レーザ発振器を用いた紫外レーザ発
振器の検討がなされている。この紫外レーザ発振器は、
エキシマレーザ発振器のようなガスレーザ発振器は用い
ずに固体レーザ発振器を用いて、この固体レーザ発振器
から発振されるレーザ光を基本波とし、これを波長変換
して紫外レーザ光を得るものである。
【０００４】図５はかかる紫外レーザ発振器の従来例を
示すシステム構成図である。同図に示すように、注入種
光源である半導体レーザ発振器１からは波長１０６４ｎ
ｍの単一スペクトルレーザ光１ａを発振し、これを注入
種光としてＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器２に注入する。そ
して、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器２では、注入種光１ａ
によって狭帯域化された波長１０６４ｎｍの基本波レー
ザ光２ａを発振する。
【０００５】ＳＨＧ（第２高調波）を得る波長変換素子
として設けた非線形光学結晶素子３では、Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザ発振器２から発振された波長１０６４ｎｍの基本
波レーザ光２ａを入力し、これを波長５３２ｎｍの２倍
高調波レーザ光３ａに波長変換して出力する。次に、Ｔ
ＨＧ（第３高調波）を得る波長変換素子として設けた非
線形光学結晶素子４では、非線形光学結晶素子３から出
力された波長５３２ｎｍの２倍高調波レーザ光３ａと、
非線形光学結晶素子３で波長変換されずにそのまま透過
してきた波長１０６４ｎｍの基本波レーザ光２ａとを入
力し、これらを和周波数混合することにより波長３５５
ｎｍの３倍高調波レーザ光４ａに波長変換して出力す
る。
【０００６】一方、非線形光学結晶素子３から出力され
た波長５３２ｎｍの２倍高調波レーザ光３ａの一部は分
岐して、Ｔｉサファイアレーザ発振器５にも励起光とし
て入力する。Ｔｉサファイアレーザ発振器５では、波長
８４５．９ｎｍのレーザ光５ａを発振する。Ｔｉサファ
イアレーザ発振器５から発振された波長８４５．９ｎｍ
のレーザ光５ａは、分岐して、波長変換素子である非線
形光学結晶素子６と非線形光学結晶素子７とにそれぞれ
出力する。
【０００７】非線形光学結晶素子６では、非線形光学結
晶素子４から出力された波長３５５ｎｍの３倍高調波レ
ーザ光４ａと、Ｔｉサファイアレーザ発振器５から発振
された波長８４５．９ｎｍのレーザ光５ａとを入力し、
これらを和周波数混合することにより波長２５０ｎｍの
レーザ光６ａに波長変換して出力する。そして、非線形
光学結晶素子７では、非線形光学結晶素子６から出力さ
れた波長２５０ｎｍのレーザ光６ａと、Ｔｉサファイア
レーザ発振器５から発振された波長８４５．９ｎｍのレ
ーザ光５ａとを入力し、これらを和周波数混合すること
により波長１９３ｎｍの紫外レーザ光７ａに波長変換し
て出力する。かくして本紫外レーザ発振器では、ＡｒＦ
エキシマレーザ発振器の紫外レーザ光（波長１９３ｎ
ｍ）にジャストフィットした紫外レーザ光を得ることが
できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の紫外レーザ発振器では、波長１０６４ｎｍの紫外レ
ーザ光１４を得るために波長変換素子として多くの非線
形光学結晶素子を用いているため、エネルギー効率が低
下してしまう。即ち、非線形光学結晶素子は変換効率が
１００％ではないため（例えば９０％）、非線形光学結
晶素子の数が多ければ多いほど損失が大きくなってしま
う。
【０００９】従って本発明は上記の問題点に鑑み、固体
レーザ発振器を用い、且つ、できるだけ少ない数の波長
変換素子を用いて効率よく所望の波長の紫外レーザ光を
得ることができる紫外レーザ発振器を提供することを課
題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の紫外レーザ発振器は、基本波レーザ光を発振する
固体レーザ発振器と、この固体レーザ発振器から出力さ
れた基本波レーザ光を入力し、これを２倍高調波レーザ
光に波長変換して出力する第１の波長変換素子と、この
第１の波長変換素子から出力された２倍高調波レーザ光
を入力し、これを４倍高調波の紫外レーザ光に波長変換
して出力する第２の波長変換素子とを備えたことを特徴
とする。
【００１１】また、第２発明の紫外レーザ発振器は、第
１発明の紫外レーザ発振器において、特定波長の単一ス
ペクトルレーザ光を発振し、これを注入種光として前記
固体レーザ発振器に注入する注入種光源を備えたことを
特徴とする。
【００１２】また、第３発明の紫外レーザ発振器は、波
長７７２ｎｍの基本波レーザ光を発振する固体レーザ発
振器と、この固体レーザ発振器から発振された波長７７
２ｎｍの基本波レーザ光を入力し、これを波長３８６ｎ
ｍの２倍高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の
波長変換素子と、この第１の波長変換素子から出力され
た３８６ｎｍの２倍高調波レーザ光を入力し、これを波
長１９３ｎｍの４倍高調波のレーザ光に波長変換して出
力する第２の波長変換素子とを備えたことを特徴とす
る。
【００１３】また、第４発明の紫外レーザ発振器は、第
３発明の紫外レーザ発振器において、波長７７２ｎｍの
単一スペクトルレーザ光を発振し、これを注入種光とし
て前記固体レーザ発振器に注入する注入種光源を備えた
ことを特徴とする。
【００１４】また、第５発明の紫外レーザ発振器は、波
長９６６ｎｍの基本波レーザ光を発振する固体レーザ発
振器と、この固体レーザ発振器から出力された波長９６
６ｎｍの基本波レーザ光を入力し、これを波長４８３ｎ
ｍの２倍高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の
波長変換素子と、この第１の波長変換素子から出力され
た波長４８３ｎｍの２倍高調波レーザ光を入力し、これ
を波長２４１．５ｎｍの４倍高調波のレーザ光に波長変
換して出力する第２の波長変換素子と、この第２の波長
変換素子から出力された波長２４１．５ｎｍの４倍高調
波レーザ光と、前記固体レーザ発振器から発振された波
長９６６ｎｍの基本波レーザ光とを入力し、これらを和
周波数混合することにより波長１９３ｎｍの５倍高調波
レーザ光に波長変換して出力する第３の波長変換素子と
を備えたこを特徴とする。
【００１５】また、第６発明の紫外レーザ発振器は、第
５発明の紫外レーザ発振器において、波長９６６ｎｍの
単一スペクトルレーザ光を発振し、これを注入種光とし
て前記固体レーザ発振器に注入する注入種光源を備えた
ことを特徴とする。
【００１６】また、第７発明の紫外レーザ発振器は、第
１，第２，第３，第４，第５又は第６発明の紫外レーザ
発振器において、前記固体レーザ発振器はＴｉサファイ
アレーザ発振器であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
【００１８】＜実施の形態１＞図１は本発明の実施の形
態１に係る紫外レーザ発振器のシステム構成図、図２は
前記紫外レーザ発振器によって生成する紫外レーザ光の
スペクトルを示す図、図３は前記紫外レーザ発振器を露
光装置の光源として用いた場合の説明図である。
【００１９】図１に示すように本実施の形態１の紫外レ
ーザ発振器は、注入種光源２１と、Ｔｉサファイアレー
ザ発振器２２とを備えるとともに、波長変換素子とし
て、ＳＨＧ（第２高調波）を得るための非線形光学結晶
素子２３と、ＦＨＧ（第４高調波）を得るための非線形
光学結晶素子２４とを備えている。
【００２０】注入種光源２１では、波長７７２ｎｍの単
一スペクトルレーザ光２１ａを発振し、これを注入種光
としてＴｉサファイアレーザ発振器２２に注入する。注
入種光源２１としては、半導体レーザ発振器又は半導体
レーザ発振器等を励起源とする固体レーザ発振器（例え
ばＴｉサファイアレーザ発振器）などを用いることがで
きる。そして、Ｔｉサファイアレーザ発振器２２では、
注入種光２１ａによって狭帯域化（単色化）された波長
７７２ｎｍの基本波レーザ光２２ａを発振する。Ｔｉサ
ファイアレーザ発振器２２は、Ｔｉサファイア結晶や共
振器などを備えた発振器本体２２ｂと、前記Ｔｉサファ
イア結晶に対して波長５３２ｎｍの励起光２２ｃ−１を
照射する励起源２２ｃとを備えている。
【００２１】Ｔｉサファイアレーザ発振器２２は、Ｔｉ
サファイア結晶から出る光のスペクトラムが６００ｎｍ
〜１μｍの広帯域に広がっており、共振器を用いて前記
波長帯域における所望の波長のレーザ光を誘導放出させ
ることにより、波長可変レーザ発振器として用いること
ができる。ここではＴｉサファイアレーザ発振器２２か
ら波長７７２ｎｍのレーザ光を選択して発振し、これを
基本波２２ａとしている。なお、Ｔｉサファイアレーザ
発振器２２は７００ｎｍ代の波長のレーザ光を最もよく
出力することができるため、この点からも波長７７２ｎ
ｍのレーザ光を選択することは有効である。
【００２２】また、励起源２２ｃとしては、例えばＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ発振器（波長１０６４ｎｍ）のような
固体レーザ発振器から発振するレーザ光を基本波とし、
この波長１０６４ｎｍの基本波を波長変換素子である非
線形光学結晶素子によって波長５３２ｎｍの２倍高調波
レーザ光に波長変換するように構成したものを用いるこ
とができる。なお、Ｔｉサファイアレーザ発振器は５０
０ｎｍ位の波長の励起光に対して最も吸収能がよい。
【００２３】非線形光学結晶素子２３では、Ｔｉサファ
イアレーザ発振器２２から発振された波長７７２ｎｍの
基本波レーザ光２２ａを入力し、これを波長３８６ｎｍ
の２倍高調波レーザ光２３ａに波長変換して出力する。
そして、非線形光学結晶素子２４では、非線形光学結晶
素子２３から出力された波長３８６ｎｍの２倍高調波レ
ーザ光２３ａを入力し、これを波長１９３ｎｍの４倍高
調波レーザ光（紫外レーザ光）２４ａに波長変換して出
力する。
【００２４】かくして本紫外レーザ発振器では、ＡｒＦ
エキシマレーザ発振器の紫外レーザ光（波長１９３ｎ
ｍ）にジャストフィットした紫外レーザ光を得ることが
できる。しかも、Ｔｉサファイアレーザ発振器２２から
発振される基本波レーザ光２２ａが注入種光２１ａによ
って狭帯域化されているため、これを波長変換して得ら
れる波長１９３ｎｍの紫外レーザ光２４ａも図２に示す
ように波長帯域Δλが狭帯域化された単色性に優れたも
のとなる。
【００２５】このため、本紫外レーザ発振器はＬＳＩを
製作する際の露光装置の光源として有用である。本紫外
レーザ発振器を露光装置の光源として用いる場合には、
図３（ａ）に示すようにマスク３１を介して感光材３２
の所定位置３２ａに波長１９３ｎｍの紫外レーザ光２４
ａを照射する。その後、感光材３２を溶剤につけると、
紫外レーザ光２４ａによって感光した所定位置３２ａだ
けが線状に残る。この線の幅ｄは例えば０．１μｍであ
る。かくしてＬＳＩの回路パターンが形成される。
【００２６】レーザ光の波長が短いほど集光スポット径
が小さくなるため、より細い線を形成することができ
る。また、レーザ光の単色性が高いほどにじみのないシ
ャープな線を形成することができる。従って、１９３ｎ
ｍとうい非常に短い波長であって且つ単色性に優れた紫
外レーザ光２４ａを露光することにより、非常に細く
て、且つ、にじみのないシャープな線を形成することが
できるため記憶容量１ＧｂｉｔのＬＳＩにも対応するこ
とができる。
【００２７】以上のように、本実施の形態１の紫外レー
ザ発振器によれば、非線形光学結晶素子２３と非線形光
学結晶素子２４の僅か２個の波長変換素子によって波長
１９３ｎｍの紫外レーザ光２４ａを生成する構成である
ため、波長変換による損失が非常に少ない。このため、
非常に効率よく高エネルギーの紫外レーザ光（波長１９
３ｎｍ）を得ることができる。
【００２８】また、注入種光源２１を備えたことによ
り、Ｔｉサファイアレーザ発振器２２から発振される基
本波レーザ光２２ａを狭帯域化することができるため、
単色性に優れた波長１９３ｎｍの紫外レーザ光２４ａを
得ることができる。このため、特に本紫外レーザ発振器
は露光装置の光源に適用して有用なものとなる。
【００２９】また、基本波レーザ光を発振する固体レー
ザ発振器としてＴｉサファイアレーザ発振器２２を用い
たため、容易に所望の波長７２２ｎｍの基本波レーザ光
２２ａを得ることができる。
【００３０】ところで、上記では２個の波長変換素子を
用いて波長１９３ｎｍの紫外レーザ光２４ａを生成する
場合について説明したが、２個の波長変換素子を用いて
他の波長の紫外レーザ光を得ることもできる。例えば、
次のようにして波長２４８ｎｍの紫外レーザ光を得るこ
ともできる。
【００３１】即ち、Ｔｉサファイアレーザ発振器などの
固体レーザ発振器から波長９９２ｎｍの基本波レーザ光
を出力し、これを第１の非線形光学結晶素子で波長４９
６の２倍高調波レーザ光に波長変換し、更に、第２の非
線形光学結晶素子で波長２４８ｎｍの４倍高調波レーザ
光に波長変換すればよい。また、注入種光源によって波
長９９２ｎｍの注入種光を前記固体レーザ発振器に注入
すれば、単色性に優れた波長２４８ｎｍの紫外レーザ光
を得ることができる。
【００３２】＜実施の形態２＞図４は本発明の実施の形
態２に係る紫外レーザ発振器のシステム構成図である。
同図に示すように本実施の形態２の紫外レーザ発振器
は、注入種光源４１と、Ｔｉサファイアレーザ発振器４
２とを備えるとともに、波長変換素子として、ＳＨＧ
（第２高調波）を得るための非線形光学結晶素子４３
と、ＦＨＧ（第４高調波）を得るための非線形光学結晶
素子４４と、ＦＩＨＧ（第５高調波）を得るための非線
形光学結晶素子４５とを備えている。
【００３３】注入種光源４１では、波長９６６ｎｍの単
一スペクトルレーザ光４１ａを発振し、これを注入種光
としてＴｉサファイアレーザ発振器４２に注入する。注
入種光源４１としては、半導体レーザ発振器又は半導体
レーザ発振器等を励起源とする固体レーザ発振器（例え
ばＴｉサファイアレーザ発振器）などを用いることがで
きる。そして、Ｔｉサファイアレーザ発振器４２では、
注入種光４１ａによって狭帯域化（単色化）された波長
９６６ｎｍの基本波レーザ光４２ａを発振する。この基
本波レーザ光４２ａは分岐して非線形光学結晶素子４３
と非線形光学結晶素子４５とに出力する。
【００３４】Ｔｉサファイアレーザ発振器４２は、Ｔｉ
サファイア結晶や共振器などを備えた発振器本体４２ｂ
と、前記Ｔｉサファイア結晶に対して波長５３２ｎｍの
励起光４２ｃ−１を照射する励起源４２ｃとを備えてい
る。先にも述べたようにＴｉサファイアレーザ発振器４
２は、Ｔｉサファイア結晶から出る光のスペクトラムが
６００ｎｍ〜１μｍの広帯域に広がっており、共振器を
用いて前記波長帯域における所望の波長のレーザ光を誘
導放出させることにより、波長可変レーザ発振器として
用いることができる。ここではＴｉサファイアレーザ発
振器４２から波長９６６ｎｍのレーザ光を選択して発振
し、これを基本波４２ａとしている。
【００３５】また、励起源４２ｃとしては、例えばＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ発振器（波長１０６４ｎｍ）のような
固体レーザ発振器から発振するレーザ光を基本波とし、
この波長１０６４ｎｍの基本波を波長変換素子である非
線形光学結晶素子によって波長５３２ｎｍの２倍高調波
レーザ光に波長変換するように構成したものを用いるこ
とができる。
【００３６】非線形光学結晶素子４３では、Ｔｉサファ
イアレーザ発振器４２から発振された波長９６６ｎｍの
基本波レーザ光４２ａを入力し、これを波長４８３の２
倍高調波レーザ光４３ａに波長変換して出力する。続い
て、非線形光学結晶素子４４では、非線形光学結晶素子
２３から出力された波長４８３の２倍高調波レーザ光４
３ａを入力し、これを波長２４１．５ｎｍの４倍高調波
レーザ光４４ａに波長変換して出力する。
【００３７】そして、非線形光学結晶素子４５では、非
線形光学結晶素子４４から出力された波長２４１．５ｎ
ｍの４倍高調波レーザ光４４ａと、Ｔｉサファイアレー
ザ発振器４２から発振された波長９６６ｎｍの基本波レ
ーザ光４２ａとを入力し、これらを和周波数混合するこ
とにより波長１９３ｎｍの５倍高調波レーザ光（紫外レ
ーザ光）４５ａに波長変換して出力する。因みに、非線
形光学結晶素子による波長変換は１／λ1 ＋１／λ2 ＝
１／λ3 という関係式で表され、特に入力波長λ1 とλ
2 とが等しい場合には変換波長λ3 ＝λ1 ／２となる。
【００３８】かくして本紫外レーザ発振器でも、ＡｒＦ
エキシマレーザ発振器の紫外レーザ光（波長１９３ｎ
ｍ）にジャストフィットした紫外レーザ光を得ることが
できる。しかも、Ｔｉサファイアレーザ発振器４２から
発振される基本波レーザ光４２ａが注入種光２１ａによ
って狭帯域化されているため、これを波長変換して得ら
れる波長１９３ｎｍの紫外レーザ光４５ａも狭帯域化さ
れた単色性に優れたものとなる。従って、本紫外レーザ
発振器もＬＳＩを製作する際の露光装置の光源として有
用であり、にじみのないシャープで細い線を形成するこ
とができるため記憶容量１ＧｂｉｔのＬＳＩにも対応す
ることができる。
【００３９】以上のように、本実施の形態２の紫外レー
ザ発振器によれば、非線形光学結晶素子４３と非線形光
学結晶素子４４と非線形光学結晶素子４５の３個の波長
変換素子によって波長１９３ｎｍの紫外レーザ光２４ａ
を生成する構成であるため、図５に示す従来の紫外レー
ザ発振器に比べれて効率よく高エネルギーの紫外レーザ
光（波長１９３ｎｍ）を得ることができる。
【００４０】また、注入種光源４１を備えたことによ
り、Ｔｉサファイアレーザ発振器４２から発振される基
本波レーザ光４２ａを狭帯域化することができるため、
単色性に優れた紫外レーザ光４５ａを得ることができ
る。このため、特に、本紫外レーザ発振器は露光装置の
光源に適用して有用なものとなる。
【００４１】また、基本波レーザ光を発振する固体レー
ザ発振器としてＴｉサファイアレーザ発振器４２を用い
たため、容易に所望の波長９６６ｎｍの基本波レーザ光
４２ａを得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明の紫外レーザ発振器は、基本
波レーザ光を発振する固体レーザ発振器と、この固体レ
ーザ発振器から出力された基本波レーザ光を入力し、こ
れを２倍高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の
波長変換素子と、この第１の波長変換素子から出力され
た２倍高調波レーザ光を入力し、これを４倍高調波の紫
外レーザ光に波長変換して出力する第２の波長変換素子
とを備えたことを特徴とする。
【００４３】従って、この第１発明の紫外レーザ発振器
によれば、僅か２個の波長変換素子によって紫外レーザ
光を生成する構成であるため、波長変換による損失が非
常に少ない。このため、非常に効率よく高エネルギーの
紫外レーザ光を得ることができる。
【００４４】また、第２発明の紫外レーザ発振器は、第
１発明の紫外レーザ発振器において、特定波長の単一ス
ペクトルレーザ光を発振し、これを注入種光として前記
固体レーザ発振器に注入する注入種光源を備えたことを
特徴とする。
【００４５】従って、この第２発明の紫外レーザ発振器
によれば、注入種光源を備えたことにより、固体レーザ
発振器から発振される基本波レーザ光を狭帯域化するこ
とができるため、単色性に優れた紫外レーザ光を得るこ
とができる。このため、本紫外レーザ発振器は露光装置
の光源などに適用して有用なものとなる。
【００４６】また、第３発明の紫外レーザ発振器は、波
長７７２ｎｍの基本波レーザ光を発振する固体レーザ発
振器と、この固体レーザ発振器から発振された波長７７
２ｎｍの基本波レーザ光を入力し、これを波長３８６ｎ
ｍの２倍高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の
波長変換素子と、この第１の波長変換素子から出力され
た３８６ｎｍの２倍高調波レーザ光を入力し、これを波
長１９３ｎｍの４倍高調波のレーザ光に波長変換して出
力する第２の波長変換素子とを備えたことを特徴とす
る。
【００４７】従って、この第３発明の紫外レーザ発振器
によれば、僅か２個の波長変換素子によって波長１９３
ｎｍの紫外レーザ光を生成する構成であるため、波長変
換による損失が非常に少ない。このため、非常に効率よ
く高エネルギーの紫外レーザ光（波長１９３ｎｍ）を得
ることができる。
【００４８】また、第４発明の紫外レーザ発振器は、第
３発明の紫外レーザ発振器において、波長７７２ｎｍの
単一スペクトルレーザ光を発振し、これを注入種光とし
て前記固体レーザ発振器に注入する注入種光源を備えた
ことを特徴とする。
【００４９】従って、この第４発明の紫外レーザ発振器
によれば、注入種光源を備えたことにより、固体レーザ
発振器から発振される基本波レーザ光を狭帯域化するこ
とができるため、単色性に優れた波長１９３ｎｍの紫外
レーザ光を得ることができる。このため、本紫外レーザ
発振器は記憶容量１ＧｂｉｔのＬＳＩの製作に用いる露
光装置の光源などに適用して有用なものとなる。
【００５０】また、第５発明の紫外レーザ発振器は、波
長９６６ｎｍの基本波レーザ光を発振する固体レーザ発
振器と、この固体レーザ発振器から出力された波長９６
６ｎｍの基本波レーザ光を入力し、これを波長４８３ｎ
ｍの２倍高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の
波長変換素子と、この第１の波長変換素子から出力され
た波長４８３ｎｍの２倍高調波レーザ光を入力し、これ
を波長２４１．５ｎｍの４倍高調波のレーザ光に波長変
換して出力する第２の波長変換素子と、この第２の波長
変換素子から出力された波長２４１．５ｎｍの４倍高調
波レーザ光と、前記固体レーザ発振器から発振された波
長９６６ｎｍの基本波レーザ光とを入力し、これらを和
周波数混合することにより波長１９３ｎｍの５倍高調波
レーザ光に波長変換して出力する第３の波長変換素子と
を備えたこを特徴とする。
【００５１】従って、この第５発明の紫外レーザ発振器
によれば、３個の波長変換素子によって波長１９３ｎｍ
の紫外レーザ光２４ａを生成する構成であるため、従来
に比べて効率よく高エネルギーの紫外レーザ光（波長１
９３ｎｍ）を得ることができる。
【００５２】また、第６発明の紫外レーザ発振器は、第
５発明の紫外レーザ発振器において、波長９６６ｎｍの
単一スペクトルレーザ光を発振し、これを注入種光とし
て前記固体レーザ発振器に注入する注入種光源を備えた
ことを特徴とする。
【００５３】従って、この第６発明の紫外レーザ発振器
によれば、注入種光源を備えたことにより、固体レーザ
発振器から発振される基本波レーザ光を狭帯域化するこ
とができるため、単色性に優れた波長１９３ｎｍの紫外
レーザ光を得ることができる。このため、本紫外レーザ
発振器は記憶容量１ＧｂｉｔのＬＳＩの製作に用いる露
光装置の光源に適用して有用なものとなる。
【００５４】また、第７発明の紫外レーザ発振器は、第
１，第２，第３，第４，第５又は第６発明の紫外レーザ
発振器において、前記固体レーザ発振器はＴｉサファイ
アレーザ発振器であることを特徴とする。
【００５５】従って、この第７発明の紫外レーザ発振器
によれば、固体レーザ発振器としてＴｉサファイアレー
ザ発振器を用いたため、容易に所望の波長の基本波レー
ザ光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る紫外レーザ発振器
のシステム構成図である。
【図２】前記紫外レーザ発振器によって生成する紫外レ
ーザ光のスペクトルを示す図である。
【図３】前記紫外レーザ発振器を露光装置の光源として
用いた場合の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る紫外レーザ発振器
のシステム構成図である。
【図５】従来の紫外レーザ発振器のシステム構成図であ
る。
【符号の説明】
２１ 注入種光源 ２２ Ｔｉサファイアレーザ発振器 ２２ｂ 発振器本体 ２２ｃ 励起源 ２３ 非線形光学結晶素子（７７２ｎｍ→３８６ｎｍ） ２４ 非線形光学結晶素子（３８６ｎｍ→１９３ｎｍ） ４１ 注入種光源 ４２ Ｔｉサファイアレーザ発振器 ４２ｂ 発振器本体 ４２ｃ 励起源 ４３ 非線形光学結晶素子（９６６ｎｍ→４８３ｎｍ） ４４ 非線形光学結晶素子（４８３ｎｍ→２４１．５ｎ
ｍ） ４５ 非線形光学結晶素子（２４１．５ｎｍ，９６６ｎ
ｍ→１９３ｎｍ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤羽 崇 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 5F072 AB20 JJ13 KK12 PP10 QQ02 RR05 YY09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基本波レーザ光を発振する固体レーザ発
    振器と、 この固体レーザ発振器から出力された基本波レーザ光を
    入力し、これを２倍高調波レーザ光に波長変換して出力
    する第１の波長変換素子と、 この第１の波長変換素子から出力された２倍高調波レー
    ザ光を入力し、これを４倍高調波の紫外レーザ光に波長
    変換して出力する第２の波長変換素子とを備えたことを
    特徴とする紫外レーザ発振器。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載する紫外レーザ発振器に
    おいて、 特定波長の単一スペクトルレーザ光を発振し、これを注
    入種光として前記固体レーザ発振器に注入する注入種光
    源を備えたことを特徴とする紫外レーザ発振器。
  3. 【請求項３】 波長７７２ｎｍの基本波レーザ光を発振
    する固体レーザ発振器と、 この固体レーザ発振器から発振された波長７７２ｎｍの
    基本波レーザ光を入力し、これを波長３８６ｎｍの２倍
    高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の波長変換
    素子と、 この第１の波長変換素子から出力された３８６ｎｍの２
    倍高調波レーザ光を入力し、これを波長１９３ｎｍの４
    倍高調波のレーザ光に波長変換して出力する第２の波長
    変換素子とを備えたことを特徴とする紫外レーザ発振
    器。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載する紫外レーザ発振器に
    おいて、 波長７７２ｎｍの単一スペクトルレーザ光を発振し、こ
    れを注入種光として前記固体レーザ発振器に注入する注
    入種光源を備えたことを特徴とする紫外レーザ発振器。
  5. 【請求項５】 波長９６６ｎｍの基本波レーザ光を発振
    する固体レーザ発振器と、 この固体レーザ発振器から出力された波長９６６ｎｍの
    基本波レーザ光を入力し、これを波長４８３ｎｍの２倍
    高調波レーザ光に波長変換して出力する第１の波長変換
    素子と、 この第１の波長変換素子から出力された波長４８３ｎｍ
    の２倍高調波レーザ光を入力し、これを波長２４１．５
    ｎｍの４倍高調波のレーザ光に波長変換して出力する第
    ２の波長変換素子と、 この第２の波長変換素子から出力された波長２４１．５
    ｎｍの４倍高調波レーザ光と、前記固体レーザ発振器か
    ら発振された波長９６６ｎｍの基本波レーザ光とを入力
    し、これらを和周波数混合することにより波長１９３ｎ
    ｍの５倍高調波レーザ光に波長変換して出力する第３の
    波長変換素子とを備えたこを特徴とする紫外レーザ発振
    器。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載する紫外レーザ発振器に
    おいて、 波長９６６ｎｍの単一スペクトルレーザ光を発振し、こ
    れを注入種光として前記固体レーザ発振器に注入する注
    入種光源を備えたことを特徴とする紫外レーザ発振器。
  7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５又は６に記載
    する紫外レーザ発振器において、 前記固体レーザ発振器はＴｉサファイアレーザ発振器で
    あることを特徴とする紫外レーザ発振器。
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