发明名称 准分子雷射振荡装置与方法, 分子雷射曝光装置及雷射管
摘要 本发明系有关一种准分子雷射振荡装置,此具有一雷射室,此储存一雷射气体,包含选自Kr,Ar,及Ne所组之群中之至少一惰性气体及FV2气体之气体混合物,且其中,其内表面具有对248nm,93nm,或157nm之所需波长之光无反射之表面,及内表面之最上表面由氟化物构成,一光谐振器由一对反射镜安排包夹雷射室于其间所构成,且其中,在输出力上之反射镜之反射率为90%或以上,及微波引进装置安排于雷射室上,用以连续激发雷射室中之雷射气体。
申请公布号 TW352483 申请公布日期 1999.02.11
申请号 TW086110213 申请日期 1997.07.18
申请人 佳能股份有限公司 发明人 平山昌树
分类号 H01S3/225 主分类号 H01S3/225
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种准分子雷射振荡装置,包含:一雷射室,此储存一雷射气体,包含选自Kr,Ar,及Ne所组之群中之至少一惰性气体及F2气体之一气体混合物,且其中,其内表面具有对248nm,193nm或157nm之所需波长之光无反射之表面,及内表面之最上表面为氟化物所制;一光谐振器,此由一对反射镜所构成,安排包夹该雷射室于其间,且其中,在输出方上之反射镜之反射率在90%以上;及微波引进装置,安排于雷射室上,用以连续激发雷射室中之雷射气体。2.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,雷射室之内表面具有由构制一FeF2层于不锈钢表面上所制备之一结构,由涂镍于一金属上并构制一NiF2层于镍涂层之表面上所制备之一结构,及由构制AlF3及MgF2层于铝合金上所制备之一结构之一。3.如申请专利范围第1项所述之装置,另包含装置,用以连续供应雷射气体于雷射室中。4.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,雷射气体包含Kr,Ne,及F2,Kr含量在自1至6原子%范围内,及F2含量在自1至6原子%范围内。5.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,雷射气体包含Ar,Ne,及F2,Ar含量在自1至6原子%范围内,及F2含量在自1至6原子%范围内。6.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,雷射气体包含Ne及F2,F2含量在自1至6原子%范围内。7.如申请专利范围第1项所述之装置,另包含装置构制于雷射室之二端上,用以供应雷射气体;及装置构制于雷射室之中心部份处,用以排出雷射气体。8.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,微波之频率在自1GHz至50GHz之范围内。9.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,用以引进微波之一导波管之内部为真空。10.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,另包含一雷射管,此构成该雷射室;一雷射束振荡于雷射管中;及雷射管之垂直于光径路之断面具有椭圆形状。11.如申请专利范围第10项所述之装置,其中,椭圆形之短轴向与微波引进方向一致。12.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,另包含装置,用以施加一磁场于雷射室中。13.如申请专利范围第12项所述之装置,其中,该磁场施加装置包含一铁-钒基础之磁铁或一NdFeB磁铁。14.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,雷射气体之压力设定于自数+Torr至1大气压力之范围内。15.如申请专利范围第1项所述之装置,另包含冷却装置,用以冷却雷射室。16.如申请专利范围第1项所述之装置,另包含一绝缘板,用以隔绝微波引进装置之内部及雷射室之内部,一氟化物薄膜构制于雷射室方之绝缘板之最上表面上。17.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,多个槽构制于微波引进装置上,及微波经由该等槽引进于雷射室中。18.如申请专利范围第17项所述之装置,其中,相邻槽之间隔沿雷射室之轴向上自中心至二端逐渐增加。19.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,微波引进装置之微波发射部份为锥形,朝雷射室扩大。20.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,微波引进装置之微波发射部份具有一空隙,具有宽度与微波之频率相对应。21.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,微波引进装置沿光振荡器之光轴上安排,及微波引进装置及光振荡器之光轴间之距离依在光轴方向上之光束点半径在垂直于光轴之方向上之改变而在光轴之方向上改变。22.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,与该微波引进装置等效之一对微波引进装置安排包夹光轴于其间。23.如申请专利范围第21项所述之装置,其中,另包含装置,安排于雷射气体供应装置之上游方,用以使雷射气体形成层状流。24.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,该微波引进装置包含一槽导波管,具有一槽,及一介质板置于本身及雷射室之间。25.如申请专利范围第24项所述之装置,其中,该槽包含连续或断续之方形槽,其长边在光轴之方向上延伸。26.如申请专利范围第1项所述之装置,其中,微波引进装置包含一槽导波管,具有一槽,及一介质构件埋置于槽中。27.如申请专利范围第26项所述之装置,其中,该槽包含连续或断续之方形槽,其长边在光轴之方向上延伸。28.一种准分子雷射振荡方法,包括步骤:连续供应雷射气体于雷射室中,雷射气体包含选自由Kr,Ar,及Ne所组之群中之至少一惰性气体及F2气体之混合物,其中,雷射室之一内表面具有对248nm,193nm,或157nm之光无反射之表面,及内表面之最上表面由氟化物制成;由引进一微波于雷射室中来连续激发雷射室中之雷射气体;及由一对反射镜谐振由激发之雷射气体所发射之光,输出方上之反射镜之反射率低于90%。29.如申请专利范围第28项所述之方法,其中,雷射气体包含Kr,Ne,及F2,Kr含量在自1至6原子%范围内,及F2含量在自1至6原子%范围内。30.如申请专利范围第28项所述之方法,其中,雷射气体包含Ar,Ne,及F2,Ar含量在自1至6原子%范围内,及F2含量在自1至6原子%范围内。31.如申请专利范围第28项所述之方法,其中,雷射气体包含Ne及F2,F2含量在自1至6原子%范围内。32.如申请专利范围第28项所述之方法,另包括步骤:自雷射室之二端供应雷射气体,及自雷射室之中心部份排出雷射气体。33.如申请专利范围第28项所述之方法,其中,微波之频率在自1GHz至50GHz之范围内。34.如申请专利范围第28项所述之方法,另包括步骤:撤空导波管之内部,以引进微波。35.如申请专利范围第28项所述之方法,另包括步骤:施加磁场于雷射室中。36.如申请专利范围第28项所述之方法,另包括步骤:设定构成光谐振器之该对反射镜间之间隔大致不超过约15cm。37.如申请专利范围第28项所述之方法,另包括步骤:设定雷射气体之压力于数+Torr至1大气压力。38.如申请专利范围第37项所述之方法,另包括步骤:设定在雷射气体入口处之压力为出口处之压力之1.2至1.8倍。39.如申请专利范围第28项所述之方法,另包括冷却该雷射室之冷却步骤。40.一种准分子雷射振荡装置,包含:一雷射室,用以储存一准分子雷射气体;一光谐振器,由一对反射镜安排包夹该雷射室于其间所构成;光选择装置,安排于光谐振器之光径路中,用以选择欲振荡之光;微波引进装置,用以连续激发准分子雷射气体;及控制装置,用以控制微波引进装置,以连续引进微波,及控制光选择装置,俾当准分子雷射之振荡停止时,改变所选之光。41.如申请专利范围第40项所述之装置,其中,光选择装置包含一波长选择元件,用以选择波长,及该控制装置控制波长选择元件,以选择在与准分子雷射气体所决定之振荡区域不同之区域中之一波长,以停止准分子雷射之抚荡。42.如申请专利范围第40项所述之装置,其中,该光选择装置包含一快门,及该控制装置控制该快门,以切断供应至雷射室之光,俾停止准分子雷射之振荡。43.如申请专利范围第41项所述之装置,另含有装置,用以聚焦自准分子雷射出去之光;及一空间过滤器,置于一焦点处,用以限制出去光之发散角度。44.一种雷射振荡装置,包含:一雷射室,用以储存一准分子雷射气体;一光谐振器,由一对反射镜构成,安排包夹雷射室于其间;及微波引进装置,用以激发雷射室中之雷射气体,微波引进装置沿光谐振器之光轴上安排,及微波引进装置及光谐振器之光轴间之距离依在光轴之力向上之光束半径在垂直顾八光轴方向中之改变而在光轴方向中改变。45.如申请专利范围第44项所述之装置,其中,与微波引进装置等效之一对微波引进装置安排包夹光轴于其间。46.如申请专利范围第44项所述之装置,另含有装置,安排于雷射气体供应装置之上游方,用以使雷射气体形成层状流。47.如申请专利范围第44项所述之装置,其中,微波引进装置包含一槽导波管,具有一槽;及一介质板置于本身及雷射室之间。48.如申请专利范围第47项所述之装置,其中,该槽包含连续或断续之方形槽,每一槽之长边沿光轴方向上延伸。49.如申请专利范围第44项所述之装置,其中,微波引进装置包含一槽导波管,具有一槽,及一介质构件埋置于槽中。50.如申请专利范围第49项所述之装置,其中,该槽包含连续或断续之方形槽,每一槽之长边在光轴之方向上延伸。51.一种曝光装置,包含:(A)一准分子雷射振荡装置,具有:一雷射室,此储存一雷射气体,包含选自Kr,Ar,及Ne所组之群中之至少一惰性气体及F2气体之一气体混合物,且其中,其内表面具有对248nm,193nm,或157nm之所需波长之光不反射之表面,及内表面之最上表面由氟化物构成;一光谐振器,此由一对反射镜安排包夹雷射室于其间所构成,且其中,在输出方上之反射镜之反射率超过90%;及微波引进装置,安排于雷射室上,用以连续激发雷射室中之雷射气体;(B)一照射光学系统,用以由准分子雷射振荡装置所输出之光照射构制有一图案之网膜;(C)一造像光学系统,用以使来自网膜之光造像于一晶片上;及(D)一可移动平台,晶片置于其上,且此携带晶片。52.一种曝光装置,包含:(A)一准分子雷射振荡装置,包含:一雷射室,用以储存一准分子雷射气体,一光谐振器,由一对反射镜安排包夹雷射室于其间所构成,光选择装置,安排于光谐振器之光径路中,用以选择欲振荡之光,微波引进装置,用以连续激发准分子雷射气体,及控制装置,用以控制微波引进装置,以连续引进微波,及控制该光选择装置,俾当停止准分子雷射之振荡时,改变所选之光;(B)一照射光学系统,用以由准分子雷射振荡装置所输出之光照射构制有一图案之网膜;(C)一造像光学系统,用以使来自网膜之光造像于一晶片上;及(D)一可移动平台,此携带晶片。53.一种雷射管,此储存一雷射气体,包含选自Kr,Ar,及Ne所组之群中之至少一惰性气体及F2气体之一气体混合物,包含:至少一管,其内表面具有对248nm,193nm,或157nm之所需波长之光无反射之一表面,及其最上表面由氟化物构成;及一绝缘板,用以引进一微波于雷射管中。54.一种准分子雷射振荡装置,包含:一雷射室,用以储存一准分子雷射气体;一光谐振器,由一对全反射棱镜安排包夹雷射室于其间所构成,来自光谐振器之光以一Brewster角度进入全反射棱镜中;及一输出构件,用以取出光谐振器中之光。55.如申请专利范围第54项所述之装置,其中,与该输出构件等效之三光输出构件依光束单位安排于光谐振器中,二光输出构件之一设定于与对应之光束成Brewster角度。56.如申请专利范围第54项所述之装置,其中,该输出构件包含一镜,此涂有高反射性薄膜,且安排接触该光谐振器之一光束。57.如申请专利范围第54项所述之装置,其中,该输出构件包含一棱镜,此安排于全反射棱镜之一之全反射表面邻近,并取出一逸散波。图式简单说明:第一图为概要图,显示雷射室之一气体供应系统;第二图显示一准分子之反应方式;第三图A,第三图B,及第三图C为断面图,显示雷射管之形状之例;第四图A及第四图B为断面图,显示雷射管之形状之其他实例;第五图为透视图,显示导波管端部及一绝缘板间之空隙;第六图A及第六图B为断面图,显示导波管端部及一绝缘板间之空隙;第七图为透视图,显示磁场之应用;第八图A及第八图B分别为具有微波供应装置之连续发射准分子雷射振荡装置之一例之横断面及8B-8B断面图;第九图A,第九图B,及第九图C为第八图A及第八图B中之导波管1之底视图;第十图A及第十图B分别为具有微波供应装置之连续发射准分子雷射振荡装置之横断面及10B-10B断面图;第十一图A及第十一图B为具有微波供应装置之连续发射准分子雷射振荡装置之横断面图;第十二图A及第十二图B为具有微波供应装置之另一连续发射准分子雷射振荡装置之横断面;第十三图为具有微波供应装置之连续发射准分子雷射振荡装置之横断面图;第十四图为具有微波供应装置之连续发射准分子雷射振荡装置之横断面图;第十五图A及第十五图B为曲线图,显示光束点半径之变化;第十六图A及第十六图B为雷射振荡装置之断面图;第十七图A及第十七图B为雷射振荡装置之断面图;第十八图A,第十八图B,及第十八图C为概要图,显示槽部份邻近;第十九图为断面图,显示槽导波管之一例;第二十图A及第二十图B为平面图,显示槽形状之一例;第二十一图A及第二十一图B为本发明之一实施例之准分子雷射振荡装置之断面图;第二十二图A及第二十二图B为具有微波供应装置之另一连续发射准分子雷射振荡装置之横断面;第二十三图A及第二十三图B为本发明之另一实施例之准分子雷射振荡装置之断面图;第二十四图A及第二十四图B分别为一谐振器之前视及侧视图,此使用棱镜在其二端处设定反射率于100%;第二十五图A,第二十五图B,及第二十五图C为侧视图,显示第二十四图A及第二十四图B之修改;第二十六图为准分子雷射曝光装置之概要图;第二十七图为本发明之一实施例之准分子雷射之概要图;第二十八图为曲线图,显示本发明之实施例之准分子雷射之增益曲线;第二十九图显示为本发明之一准分子雷射振荡装置之侧视及前视图;及第三十图为断面图,显示在实施例之准分子雷射振荡装置中之光反射板及雷射管(金属圆筒)间之密封结构。第三十一图为概要图,显示一脉波状态。第三十二图为概要图,显示一真脉波状态。
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