WO2021186739A1 - 狭帯域化装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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光一 藤井
若林　理
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    • H01S3/22—Gases
    • H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex

Definitions

  • the present disclosure relates to a narrowing band device and a method for manufacturing an electronic device.
  • a KrF excimer laser device that outputs a laser beam having a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs a laser beam having a wavelength of about 193 nm are used.
  • the spectral line width of the naturally oscillated light of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as 350 to 400 pm. Therefore, if the projection lens is made of a material that transmits ultraviolet rays such as KrF and ArF laser light, chromatic aberration may occur. As a result, the resolving power may decrease. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser beam output from the gas laser apparatus to a level where chromatic aberration can be ignored.
  • the laser resonator of the gas laser apparatus is provided with a narrow band module (Line Narrow Module: LNM) including a narrow band element (Etalon, grating, etc.) in order to narrow the spectral line width.
  • LNM Line Narrow Module
  • the gas laser device in which the spectral line width is narrowed is referred to as a narrow band gas laser device.
  • the narrowing band device includes a first prism arranged in the optical path of the light beam, and first and second gratings, the optical path of the light beam passing through the first prism.
  • the first and second gratings arranged at different positions in the direction of the groove of either the first and second gratings, and at least one of the first and second gratings and the first prism.
  • a beam-adjusting optical system that is arranged in the optical path of the light beam between the two, and causes the first part of the light beam to be incident on the first grating and the second part of the light beam to be incident on the second grating.
  • the narrowing apparatus includes a prism arranged in the optical path of the light beam and a mirror arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam passing through the prism.
  • a beam-adjusting optical system that splits the light beam into a first part and a second part reflected by a mirror, a first grating placed in the optical path of the first part, and a second part.
  • a second actuator arranged in the optical path of the light path, a first actuator for adjusting the incident angle of the first portion with respect to the first grating, and a second actuator for adjusting the incident angle of the second portion with respect to the second grating.
  • a third actuator that adjusts the energy ratio between the first portion and the second portion.
  • a pulsed laser beam is generated by a laser device, the pulsed laser beam is output to the exposure device, and the electronic device is manufactured on a photosensitive substrate in the exposure device. Includes exposure to pulsed laser light.
  • the laser apparatus includes a laser chamber and an optical resonator including a narrowing apparatus.
  • the narrowing device is a first prism arranged in the optical path of the light beam, and first and second gratings, in the optical path of the light beam passing through the first prism, the first and second prisms.
  • the optical path of the light beam between the first and second gratings located at different positions in the direction of any groove in the grating and at least one of the first and second gratings and the first prism.
  • a beam-adjusting optical system in which the first portion of the light beam is incident on the first grating and the second portion of the light beam is incident on the second grating, and the first grating of the first portion.
  • a third actuator that adjusts the energy ratio between the first portion and the second portion by adjusting any of them is provided.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exposure system in a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of the exposure system in the comparative example.
  • 3A and 3B schematically show the configuration of the band narrowing device in the comparative example.
  • 4A to 4C schematically show the configuration of the band narrowing device according to the first embodiment.
  • 5A and 5B schematically show the configuration of the band narrowing device in the first modification.
  • 6A and 6B schematically show the configuration of the band narrowing device in the second modification.
  • 7A and 7B schematically show the configuration of the band narrowing device in the third modification.
  • 8A and 8B schematically show the configuration of the band narrowing device in the fourth modification.
  • 9A-9D schematically show the configuration of the band narrowing device in the second embodiment.
  • 10A and 10B schematically show the configuration of the band narrowing device according to the third embodiment.
  • 11A and 11B schematically show the configuration of the band narrowing device according to the fourth embodiment.
  • 12A and 12B schematically show the configuration of the band narrowing device according to the fifth embodiment.
  • Band narrowing device capable of adjusting the energy ratio of a plurality of wavelength components 2.1 First embodiment 21.1 Configuration 21.2 Operation 2.1.3 Action 2.2 First modification 2 .2.1 Configuration and operation 2.2.2 Action 2.3 Second modification 2.3.1 Configuration 2.3.2 Operation 2.3.3 Other configuration examples 2.3.4 Action 2. 4 Third modified example 2.4.1 Configuration 2.4.2 Operation 2.4.3 Other configuration example 2.4.4 Action 2.5 Fourth modified example 2.5.1 Configuration 2.5 .2 Operation 2.5.3 Other configuration examples 2.5.4 Action 3.
  • Narrowing device including beam separation optical system and beam shift optical system 3.1 Configuration 3.2 Operation 3.3 Other configuration examples 3.4 Action 4.3 Narrowing device that selects wavelengths of 3 or more wavelengths 4 .1 Configuration 4.1.1 Parallel plane substrates 61 and 65 4.1.2 Grating 51-53 4.2 Operation 4.3 Other configuration examples 4.4 Action 5. Band narrowing device that splits the light beam with a mirror 5.1 Configuration and operation 5.1.1 Beam adjustment optical system 5.1.2 Gratings 51h and 52h 5.2 Other configuration examples 5.3 Action 6. Band narrowing device that adjusts the energy ratio according to the position of the mirror 6.1 Configuration 6.2 Operation 6.3 Other configuration examples 6.4 Action 7. others
  • FIGS. 1 and 2 schematically show the configuration of the exposure system in the comparative example.
  • the comparative example of the present disclosure is a form recognized by the applicant as known only by the applicant, and is not a known example that the applicant self-identifies.
  • the exposure system includes a narrow band gas laser apparatus 1 and an exposure apparatus 100.
  • the narrow band gas laser apparatus 1 is shown in a simplified manner.
  • the exposure apparatus 100 is shown in a simplified manner.
  • the narrow band gas laser device 1 includes a laser control processor 30.
  • the narrow band gas laser device 1 is configured to output pulsed laser light toward the exposure device 100.
  • the exposure device 100 includes an illumination optical system 101, a projection optical system 102, and an exposure control processor 110.
  • the illumination optical system 101 illuminates the reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on the reticle stage RT by the pulsed laser light incident from the narrow band gas laser device 1.
  • the projection optical system 102 reduces-projects the pulsed laser beam transmitted through the reticle and forms an image on a workpiece (not shown) arranged on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with a resist film.
  • the exposure control processor 110 is a processing device including a memory 112 in which a control program is stored and a CPU (central processing unit) 111 that executes the control program.
  • the exposure control processor 110 is specially configured or programmed to perform the various processes included in the present disclosure.
  • the exposure control processor 110 controls the control of the exposure apparatus 100, and transmits and receives various data and various signals to and from the laser control processor 30.
  • the exposure control processor 110 transmits the wavelength target value data, the pulse energy target value data, and the trigger signal to the laser control processor 30.
  • the laser control processor 30 controls the narrow band gas laser device 1 according to these data and signals.
  • the exposure control processor 110 synchronizes the reticle stage RT and the workpiece table WT and translates them in opposite directions. As a result, the workpiece is exposed with a pulsed laser beam that reflects the reticle pattern. The reticle pattern is transferred to the semiconductor wafer by such an exposure process. After that, the electronic device can be manufactured by going through a plurality of steps.
  • the narrow band gas laser device 1 includes a master oscillator MO and a gas regulator GA in addition to the laser control processor 30. include.
  • the master oscillator MO includes a laser chamber 10, a charger 12, a pulsed power module (PPM) 13, a narrowing device 14, an output coupling mirror 15, a photodetector 17, and a shutter 18.
  • the band narrowing device 14 and the output coupling mirror 15 form an optical resonator.
  • the laser chamber 10 is arranged in the optical path of the optical resonator.
  • the laser chamber 10 is provided with windows 10a and 10b.
  • the laser chamber 10 includes a pair of electrodes 11a and 11b inside, and further houses a laser gas as a laser medium.
  • the laser medium is, for example, F 2 , ArF, KrF, XeCl, or XeF.
  • a pressure sensor 16 is attached to the laser chamber 10.
  • the charger 12 holds electrical energy to supply to the pulse power module 13.
  • the pulse power module 13 includes a switch 13a.
  • the band narrowing device 14 includes wavelength selection elements such as prisms 41 and 42, gratings 51 and 52, which will be described later.
  • the output coupling mirror 15 is composed of a partially reflective mirror.
  • the photodetector 17 includes a beam splitter 17a and a sensor unit 17b.
  • the beam splitter 17a is arranged in the optical path of the pulsed laser beam output from the output coupling mirror 15.
  • the beam splitter 17a is configured to transmit a part of the pulsed laser light with a high transmittance and reflect the other part of the pulsed laser light to be incident on the sensor unit 17b.
  • the sensor unit 17b includes a spectroscopic sensor and is configured to be able to output measurement data of wavelength. Further, the sensor unit 17b includes an energy sensor and is configured to be able to output measurement data of pulse energy.
  • the shutter 18 is arranged in the optical path of the pulsed laser beam transmitted through the beam splitter 17a.
  • the shutter 18 is closed, the pulsed laser light transmitted through the beam splitter 17a is blocked so as not to enter the exposure apparatus 100.
  • the shutter 18 is opened, the pulsed laser light transmitted through the beam splitter 17a is incident on the exposure apparatus 100 without being blocked.
  • the laser control processor 30 is a processing device including a memory 32 in which a control program is stored and a CPU 31 that executes the control program.
  • the laser control processor 30 is specially configured or programmed to perform the various processes included in the present disclosure.
  • the gas regulator GA includes a gas supply device 33, a gas exhaust device 34, and a gas control processor 35.
  • the gas supply device 33 includes a valve (not shown) provided in the first pipe between the laser chamber 10 and the gas cylinder (not shown).
  • the gas exhaust device 34 includes a valve (not shown), a pump, and an abatement device provided in a second pipe connected to the laser chamber 10.
  • the gas control processor 35 is a processing device including a memory 37 in which a control program is stored and a CPU 36 that executes the control program.
  • the gas control processor 35 is specially configured or programmed to perform the various processes included in the present disclosure.
  • the laser control processor 30 acquires data of a target value of wavelength from the exposure control processor 110.
  • the laser control processor 30 transmits an initial setting signal to the narrowing device 14 based on the target value of the wavelength.
  • the laser control processor 30 receives the wavelength measurement data from the light detector 17, and sets the band narrowing device 14 based on the wavelength target value and the wavelength measurement data. Send a feedback control signal.
  • the laser control processor 30 acquires data of a target value of pulse energy from the exposure control processor 110.
  • the laser control processor 30 transmits an initial setting signal of the charging voltage to the charger 12 based on the target value of the pulse energy.
  • the laser control processor 30 receives the measurement data of the pulse energy from the light detector 17, and the charger 12 is based on the target value of the pulse energy and the measurement data of the pulse energy. Sends a feedback control signal of the charging voltage to.
  • the laser control processor 30 receives a trigger signal from the exposure control processor 110.
  • the laser control processor 30 transmits an oscillation trigger signal based on the trigger signal to the switch 13a of the pulse power module 13.
  • the laser control processor 30 transmits a gas control signal to the gas control processor 35. Further, the laser control processor 30 receives the measurement data of the gas pressure P from the pressure sensor 16 and transmits the measurement data of the gas pressure P to the gas control processor 35.
  • the switch 13a is turned on when it receives an oscillation trigger signal from the laser control processor 30.
  • the pulse power module 13 When the switch 13a is turned on, the pulse power module 13 generates a pulsed high voltage from the electric energy held in the charger 12. The pulse power module 13 applies this high voltage to the electrodes 11a and 11b.
  • the light generated in the laser chamber 10 is emitted to the outside of the laser chamber 10 through the windows 10a and 10b.
  • the light emitted from the window 10a is incident on the narrowing device 14 as a light beam.
  • light near a desired wavelength is folded back by the narrowing device 14 and returned to the laser chamber 10.
  • the output coupling mirror 15 transmits a part of the light emitted from the window 10b and outputs the light, reflects the other part, and returns the light to the laser chamber 10.
  • the light emitted from the laser chamber 10 reciprocates between the narrowing device 14 and the output coupling mirror 15. This light is amplified each time it passes through the discharge space between the pair of electrodes 11a and 11b.
  • the light oscillated by the laser in this way and the band is narrowed is output as pulse laser light from the output coupling mirror 15.
  • the pulsed laser beam output from the narrow band gas laser apparatus 1 is incident on the exposure apparatus 100.
  • the gas control processor 35 sets the gas supply device 33 and the gas so that the gas pressure P inside the laser chamber 10 becomes a desired value based on the gas control signal received from the laser control processor 30 and the measurement data of the gas pressure P. Controls the exhaust device 34. For example, when increasing the gas pressure P inside the laser chamber 10, the gas control processor 35 controls to open the valve included in the gas supply device 33 so that the laser gas is supplied to the inside of the laser chamber 10. Further, for example, when lowering the gas pressure P inside the laser chamber 10, the gas control processor 35 opens a valve included in the gas exhaust device 34 so that a part of the laser gas inside the laser chamber 10 is exhausted. Take control.
  • FIGS. 3A and 3B schematically show the configuration of the band narrowing device 14 in the comparative example. Each figure shows a V-axis, an H-axis, and a Z-axis that are perpendicular to each other.
  • FIG. 3A shows the band narrowing device 14 viewed in the ⁇ V direction
  • FIG. 3B shows the band narrowing device 14 viewed in the ⁇ H direction.
  • the ⁇ V direction and the + V direction coincide with the directions in which the electrodes 11a and 11b (see FIG. 2) face each other.
  • the ⁇ Z direction coincides with the traveling direction of the light beam emitted from the window 10a.
  • the + Z direction coincides with the traveling direction of the pulsed laser beam emitted from the window 10b and output through the output coupling mirror 15.
  • the narrowing device 14 includes prisms 41 and 42 and gratings 51 and 52.
  • the prism 41 is arranged in the optical path of the light beam emitted from the window 10a.
  • the prism 41 is supported by the holder 411.
  • the prism 42 is arranged in the optical path of the light beam that has passed through the prism 41.
  • the prism 42 corresponds to the first prism in the present disclosure.
  • the prism 42 is supported by the holder 421.
  • the prisms 41 and 42 are made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz having a high transmittance with respect to the wavelength selected by the band narrowing device 14.
  • the prisms 41 and 42 are arranged so that the surfaces of the prisms 41 and 42 from which the light beam enters and exits are parallel to the V axis.
  • the prism 42 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 422.
  • the gratings 51 and 52 are arranged at different positions in the direction of the V axis in the optical path of the light beam passing through the prism 42.
  • the grating 51 corresponds to the first grating in the present disclosure
  • the grating 52 corresponds to the second grating in the present disclosure.
  • the directions of the grooves of the gratings 51 and 52 coincide with the direction of the V-axis.
  • the positions of the gratings 51 and 52 are set so that the light beam that has passed through the prism 42 is incident across the gratings 51 and 52.
  • the gratings 51 and 52 are supported by the holder 511. However, while the grating 51 is supported so as to maintain a constant posture, the grating 52 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 522.
  • the light beam emitted from the window 10a is changed in the traveling direction in a plane parallel to the HZ plane, which is a plane perpendicular to the V axis, by each of the prisms 41 and 42, and is parallel to the HZ plane.
  • the beam width can be expanded in the plane.
  • the traveling direction of the light beam passing through both the prisms 41 and 42 and toward the gratings 51 and 52 substantially coincides with the ⁇ Z direction as an example.
  • the light incident on the gratings 51 and 52 from the prism 42 is reflected by the plurality of grooves of the gratings 51 and 52 and diffracted in a direction corresponding to the wavelength of the light.
  • the light reflected by the plurality of grooves of the gratings 51 and 52 is dispersed in the plane parallel to the HZ plane.
  • the grating 51 is arranged in a retrow so that the incident angle of the light beam incident on the grating 51 from the prism 42 and the diffraction angle of the diffracted light of the desired first wavelength coincide with each other.
  • the grating 52 is arranged in a retrow so that the incident angle of the light beam incident on the grating 52 from the prism 42 and the diffraction angle of the diffracted light having a desired second wavelength coincide with each other.
  • the incident angles of the light beams incident on the gratings 51 and 52 from the prism 42 are different from each other, the first wavelength of the diffracted light returned from the grating 51 to the prism 42 and the second wavelength of the diffracted light returned from the grating 52 to the prism 42 There is a wavelength difference from the wavelength of.
  • the dashed arrow indicating the light beam indicates only the direction from the prism 41 toward the gratings 51 and 52, but the light beam of the selected wavelength by the narrowing device 14 is opposite to these dashed arrows. From the gratings 51 and 52 to the prism 41.
  • the prisms 42 and 41 reduce the beam width of the light returned from the gratings 51 and 52 in a plane parallel to the HZ plane, and return the light into the laser chamber 10 through the window 10a.
  • the rotation stage 422 and the rotation mechanism 522 are controlled by the laser control processor 30 (see FIG. 2).
  • the rotating stage 422 slightly rotates the prism 42, the traveling direction of the light beam emitted from the prism 42 toward the gratings 51 and 52 changes slightly in the plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the light beam incident on the gratings 51 and 52 from the prism 42 changes slightly. Therefore, both the first wavelength and the second wavelength change.
  • the rotation mechanism 522 slightly rotates the grating 52, the incident angle of the light beam incident on the grating 51 from the prism 42 does not change, but the incident angle of the light beam incident on the grating 52 from the prism 42 changes slightly. Therefore, the wavelength difference between the first wavelength and the second wavelength changes.
  • the narrow band gas laser apparatus 1 can oscillate at two wavelengths.
  • the first wavelength and the second wavelength can be set separately.
  • the focal length in the exposure apparatus 100 depends on the wavelength of the pulsed laser beam.
  • the pulsed laser light that oscillates at two wavelengths and is output from the narrowing band gas laser device 1 can be imaged at two different positions in the direction of the optical path axis of the pulsed laser light on the workpiece table WT of the exposure device 100.
  • the focal depth can be substantially increased. For example, even when a resist film having a large film thickness is exposed, it is possible to suppress variations in imaging performance in the thickness direction of the resist film.
  • the first wavelength and the second wavelength can be set separately, but the cross-sectional shape of the resist film obtained by exposing and developing the resist film. was sometimes not easy to shape.
  • the resist wall surface which is the interface between the portion from which the resist film has been removed by exposure and development and the portion where the resist film is left on the semiconductor wafer, is close to perpendicular to the surface of the semiconductor wafer. Even so, the resist wall surface sometimes became slanted.
  • the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component contained in the pulsed laser light can be adjusted.
  • the balance of the exposed state in the thickness direction of the resist film can be adjusted.
  • FIGS. 4A to 4C show the configuration of the band narrowing device 14a in the first embodiment. Schematically shown.
  • FIG. 4A shows the band narrowing device 14a viewed in the ⁇ V direction
  • FIGS. 4B and 4C show the band narrowing device 14a viewed in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14a includes a beam separation optical system 60a as a beam adjusting optical system.
  • the beam separation optical system 60a includes a parallel plane substrate 61.
  • the parallel plane substrate 61 is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam that has passed through the prism 42.
  • the parallel plane substrate 61 is arranged in the optical path of the light beam between the prism 42 and the grating 52.
  • the parallel plane substrate 61 is supported by the holder 611.
  • the parallel plane substrate 61 is made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz.
  • the parallel plane substrate 61 is configured to be movable in the ⁇ V direction and the + V direction by the linear stage 612. In the first embodiment, the linear stage 612 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the incident surface 613 on which a part of the light beam passing through the prism 42 is incident and the light incident on the parallel plane substrate 61 through the incident surface 613 are directed from the inside of the parallel plane substrate 61 toward the grating 52.
  • the incident surface 613 and the exit surface 614 are both parallel to the H axis, and the incident surface 613 and the exit surface 614 are parallel to each other.
  • the incident surface 613 and the emitted surface 614 are inclined with respect to the incident direction of the light beam so as to refract the light beam.
  • the normal vector 613v of the incident surface 613 is parallel to the VZ plane, and the normal vector 613v has directional components in the ⁇ V direction and the + Z direction.
  • the parallel plane substrate 61 further includes an end face 615 facing the first portion B1 of the light beam.
  • the end face 615 forms an acute angle with the exit surface 614.
  • the angle formed by the exit surface 614 and the end surface 615 is preferably 70 ° or less.
  • the end face 615 may be parallel to the HZ plane.
  • the gratings 51 and 52 can be rotated by the rotation mechanisms 512 and 522, respectively. That is, the rotation mechanism 512 rotates the grating 51 around an axis parallel to the V axis, and the rotation mechanism 522 rotates the grating 52 around an axis parallel to the V axis.
  • the rotation mechanism 512 corresponds to the first actuator in the present disclosure
  • the rotation mechanism 522 corresponds to the second actuator in the present disclosure.
  • the prism 42 may be supported by the holder 421 so as to maintain a constant posture. That is, the prism 42 does not have to be rotatable by the actuator.
  • the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 42 passes through the outside of the parallel plane substrate 61 and is incident on the grating 51.
  • the second portion B2 of the light beam passes through the inside of the parallel plane substrate 61 and is incident on the grating 52. That is, the beam separation optical system 60a causes the first portion B1 of the light beam to be incident on the grating 51 and the second portion B2 of the light beam to be incident on the grating 52.
  • the parallel plane substrate 61 shifts the optical path axis of the second portion B2 of the light beam in the + V direction with respect to the optical path axis of the first portion B1.
  • the optical path axis refers to the central axis of the optical path. In this way, the parallel plane substrate 61 separates the first portion B1 and the second portion B2 of the light beam by transmitting a part of the light beam.
  • the linear stage 612 changes the position of the parallel plane substrate 61 in the direction of the V axis, so that the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes.
  • increasing the second portion B2 of the light beam incident on the parallel plane substrate 61 increases the amount of light incident on the grating 52. Therefore, the energy of the second wavelength component contained in the pulsed laser light becomes large.
  • moving the parallel plane substrate 61 in the + V direction to reduce the second portion B2 of the light beam incident on the parallel plane substrate 61 the light incident on the grating 52 is reduced. Therefore, the energy of the second wavelength component contained in the pulsed laser light becomes small.
  • the moving direction of the parallel plane substrate 61 by the linear stage 612 does not have to be the direction of the V axis.
  • the linear stage 612 may move the parallel plane substrate 61 in a direction intersecting the HZ plane, which is a plane perpendicular to the V axis.
  • the exposure control processor 110 transmits the target value of the first wavelength, the target value of the second wavelength, and the target value of the energy ratio to the laser control processor 30.
  • the laser control processor 30 controls the rotation mechanism 512 based on the target value of the first wavelength.
  • the rotation mechanism 512 changes the posture of the grating 51 and adjusts the incident angle (first incident angle) of the first portion B1 of the light beam with respect to the grating 51.
  • the laser control processor 30 controls the rotation mechanism 522 based on the target value of the second wavelength.
  • the rotation mechanism 522 changes the posture of the grating 52 and adjusts the incident angle (second incident angle) of the second portion B2 of the light beam with respect to the grating 52.
  • the laser control processor 30 controls the linear stage 612 based on the target value of the energy ratio. As a result, the linear stage 612 adjusts the position of the parallel plane substrate 61 and adjusts the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 of the light beam.
  • the linear stage 612 may set the energy ratio of the second portion B2 to the first portion B1 to 0 by retracting the parallel plane substrate 61 from the optical path of the light beam. That is, the entire light beam may be incident on the grating 51 as the first portion B1.
  • the grating 51 and the grating 52 are arranged with almost no gap, but the present disclosure is not limited to this. There may be a gap less than the distance between the first portion B1 and the second portion B2 of the light beam between the grating 51 and the grating 52.
  • the positions of the parallel plane substrate 61 which is at least one optical element included in the beam adjusting optical system, are adjusted to adjust the positions of the first portion B1 and the first portion B1 of the light beam. Adjust the energy ratio of part 2 to part B2. Thereby, the energy ratio of the first wavelength component and the second wavelength component contained in the pulsed laser light output from the narrow band gas laser device 1 can be adjusted. By exposing the resist film with this pulsed laser beam, the cross-sectional shape of the resist film can be made into a desired shape.
  • the rotation mechanism 512 which is the first actuator, rotates the grating 51 around an axis parallel to the groove of the grating 51.
  • the axis parallel to the groove of the grating 51 is the V axis.
  • the rotation mechanism 522 which is the second actuator, rotates the grating 52 around an axis parallel to the groove of the grating 52.
  • the axis parallel to the groove of the grating 52 is the V axis.
  • the beam adjusting optical system includes a beam separating optical system 60a.
  • the beam separation optical system 60a is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam, and separates the first part B1 and the second part B2 of the light beam by transmitting a part of the light beam. Let me. As a result, it is possible to prevent the light beam from being incident on the boundary portion between the grating 51 and the grating 52. Since the boundary portion between the grating 51 and the grating 52 may have low diffraction efficiency, the decrease in diffraction efficiency can be alleviated according to the first embodiment.
  • the linear stage 612 which is a third actuator, changes the position of the parallel plane substrate 61, which is at least one optical element included in the beam separation optical system 60a.
  • the energy ratio between the portion B1 and the second portion B2 is changed. Thereby, the energy ratio of the first wavelength component and the second wavelength component contained in the pulsed laser light output from the narrow band gas laser device 1 can be adjusted.
  • the beam separation optical system 60a includes a parallel plane substrate 61, and the linear stage 612, which is a third actuator, is a parallel plane in a direction intersecting the HZ plane perpendicular to the groove of the grating 51 or 52.
  • the substrate 61 is moved.
  • the parallel plane substrate 61 changes in the wavefront of the light beam can be suppressed.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 can be changed.
  • the linear stage 612 which is the third actuator, retracts the parallel plane substrate 61 from the optical path of the light beam, so that the energy of the second part B2 with respect to the first part B1 of the light beam is generated.
  • the ratio can be zero. As a result, it is possible to switch from the laser oscillation in the two-wavelength mode to the laser oscillation in the one-wavelength mode.
  • the parallel plane substrate 61 has an exit surface 614 from which the second portion B2 of the light beam is emitted from the inside of the parallel plane substrate 61 toward the grating 52, and a first portion B1 of the light beam. Includes an end face 615 that faces and forms an acute angle with the exit surface 614. By forming an acute angle between the exit surface 614 and the end surface 615, it is possible to prevent the second portion B2 incident on the parallel plane substrate 61 through the incident surface 613 from being incident on the end surface 615 and being wasted.
  • FIGS. 5A and 5B schematically show the configuration of the band narrowing device 14b in the first modified example.
  • FIG. 5A shows the narrowing device 14b viewed in the ⁇ V direction
  • FIG. 5B shows the narrowing device 14b viewed in the ⁇ H direction.
  • the prism 42 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 422.
  • the rotary stage 422 corresponds to the first actuator in the present disclosure.
  • the grating 51 is supported so as to maintain a constant posture, and the grating 52 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 522.
  • the configuration and operation of the prism 42 and the grating 51 are the same as the corresponding configurations and operations in the comparative example described with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the configuration and operation of the first modification are the same as the corresponding configuration and operation in the first embodiment described with reference to FIGS. 4A to 4C.
  • the rotation stage 422 which is the first actuator, rotates the prism 42.
  • the incident angle of the light beam incident on the gratings 51 and 52 from the prism 42 changes. Therefore, both the first wavelength and the second wavelength change.
  • the second wavelength can be changed, and the wavelength difference between the first wavelength and the second wavelength can be changed.
  • FIGS. 6A and 6B schematically show the configuration of the band narrowing device 14c in the second modified example.
  • FIG. 6A shows the narrowing device 14c seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 6B shows the narrowing device 14c seen in the ⁇ H direction.
  • the narrowing device 14c includes a prism 43.
  • the prism 43 is arranged in the optical path of the first portion B1 separated from the second portion B2 by the beam separation optical system 60a.
  • the prism 43 is supported by the holder 431.
  • the prism 43 is made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz.
  • the prism 43 has the shape of an isosceles triangle when viewed in the ⁇ V direction.
  • the prism 43 is arranged so that the surfaces of the prism 43 into which the first portion B1 of the light beam enters and exits are parallel to the V axis.
  • the prism 43 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 432.
  • the prism 43 in the second modification corresponds to the second prism in the present disclosure, and the rotation stage 432 in the second modification corresponds to the first actuator in the present disclosure.
  • Both the gratings 51 and 52 are supported by the holder 511 so as to maintain a constant posture. That is, either or both of the rotation mechanism for rotating the grating 51 and the rotation mechanism for rotating the grating 52 may not be provided. In other respects, the configuration of the second modification is the same as the configuration of the first modification.
  • the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 42 passes through the outside of the parallel plane substrate 61 and is incident on the prism 43.
  • the first portion B1 is changed in the traveling direction in a plane parallel to the HZ plane and passes through the prism 43.
  • the first portion B1 is incident on the grating 51.
  • the second portion B2 of the light beam that has passed through the prism 42 passes through the inside of the parallel plane substrate 61. After the second portion B2 is separated from the first portion B1 by the parallel plane substrate 61, the second portion B2 is incident on the grating 52 without being able to change the traveling direction in the plane parallel to the HZ plane.
  • the rotary stage 432 is controlled by the laser control processor 30 (see FIG. 2).
  • the traveling direction of the first portion B1 of the light beam emitted from the prism 43 toward the grating 51 changes slightly in the plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 51 from the prism 43 changes.
  • the second wavelength does not change, but the first wavelength does.
  • the rotation stage 422 is driven to slightly rotate the prism 42, the traveling direction of the light beam emitted from the prism 42 toward the gratings 51 and 52 changes slightly in the plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the light beam incident on the gratings 51 and 52 from the prism 42 changes. Therefore, both the first wavelength and the second wavelength change.
  • the narrow band gas laser apparatus 1 can oscillate at two wavelengths, and the first wavelength and the second wavelength can be set separately.
  • the operation of the second modification is the same as the operation of the first modification.
  • the grating 42 is made rotatable so that the gratings 51 and 52 are maintained in a constant posture, but the present disclosure is not limited to this.
  • the grating 52 may be rotatable so that the grating 51 and the prism 42 are maintained in a constant posture.
  • the second wavelength can be controlled by rotating the grating 52
  • the first wavelength can be controlled by rotating the prism 43.
  • the narrowing device 14c includes a prism 43 arranged in the optical path of the first portion B1 of the light beam, and the rotation stage 432 which is the first actuator Rotate the prism 43.
  • the first wavelength can be controlled independently of the second wavelength.
  • FIGS. 7A and 7B schematically show the configuration of the band narrowing device 14d in the third modified example.
  • FIG. 7A shows the narrowing device 14d seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 7B shows the narrowing device 14d seen in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14d includes a beam shift optical system 60d instead of the beam separation optical system 60a as the beam adjustment optical system.
  • the beam shift optical system 60d includes a parallel plane substrate 62.
  • the parallel plane substrate 62 is arranged in the optical path of the light beam that has passed through the prism 42.
  • the parallel plane substrate 62 is supported by the holder 621.
  • the parallel plane substrate 62 is made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz.
  • the parallel plane substrate 62 is configured to be rotated about an axis parallel to the H axis by the rotation stage 622.
  • the rotary stage 622 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 62 does not have to be movable by the linear stage.
  • the incident surface 623 on which the light beam passing through the prism 42 is incident and the light incident on the parallel plane substrate 62 through the incident surface 623 are directed from the inside of the parallel plane substrate 62 toward the gratings 51 and 52.
  • the incident surface 623 and the exit surface 624 are both parallel to the H axis, and the incident surface 623 and the exit surface 624 are parallel to each other.
  • the configuration of the third modification is the same as the configuration of the first embodiment. However, it is desirable that the grating 51 and the grating 52 are arranged with almost no gap.
  • the parallel plane substrate 62 transmits a light beam and is incident across the gratings 51 and 52. That is, the parallel plane substrate 62 does not separate the light beam into the first portion B1 and the second portion B2, but the first portion B1 incident on the grating 51 from the parallel plane substrate 62 and the parallel plane substrate 62. It is integrated with the second portion B2 incident on the grating 52.
  • the first angle of incidence of the first portion B1 with respect to the grating 51 is adjusted by the rotation mechanism 512.
  • the second angle of incidence of the second portion B2 with respect to the grating 52 is adjusted by the rotation mechanism 522.
  • the parallel plane substrate 62 shifts the optical path axis of the light beam.
  • the normal vector 623v of the incident surface 623 is parallel to the VZ plane, and the normal vector 623v has directional components in the ⁇ V direction and the + Z direction. In this case, the optical path axis of the light beam incident from the incident surface 623 and emitted from the exit surface 624 shifts in the + V direction.
  • the rotating stage 622 rotates the parallel plane substrate 62 around an axis parallel to the H axis
  • the shift amount of the optical path axis of the light beam in the direction of the V axis changes.
  • the positions of the light beams incident on the gratings 51 and 52 from the parallel plane substrate 62 change in the direction of the V axis.
  • the energy ratio of the first portion B1 incident on the grating 51 and the second portion B2 incident on the grating 52 of the light beam can be changed.
  • the parallel plane substrate 62 is rotated clockwise in FIG.
  • the energy ratio of the first portion B1 increases, and when it is rotated counterclockwise, the energy of the second portion B2 is increased.
  • the ratio increases. Thereby, the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component of the pulsed laser light can be adjusted.
  • the beam shift optical system 60d shifts the optical path axis in the + V direction, but the present disclosure is not limited to this.
  • the optical path axis may be shifted in the ⁇ V direction by adjusting the posture of the parallel plane substrate 62, or the optical path axis may not be shifted by making the incident surface 623 perpendicular to the incident direction of the light beam. You may.
  • the light beam is incident across the gratings 51 and 52, but the present disclosure is not limited to this.
  • the energy ratio of the second portion B2 to the first portion B1 may be set to 0. That is, the entire light beam may be incident on the grating 51 as the first portion B1.
  • the energy ratio of the first portion B1 to the second portion B2 may be set to 0. That is, the entire light beam may be incident on the grating 52 as the second portion B2.
  • the grating 42 is maintained in a constant posture so that the gratings 51 and 52 can be rotated, but the present disclosure is not limited to this. Similar to the first modification, the grating 52 and the prism 42 may be rotatable so that the grating 51 is maintained in a constant posture.
  • the beam adjusting optical system includes the beam shifting optical system 60d.
  • the beam shift optical system 60d is arranged in the optical path of the light beam, transmits the light beam, and causes the light beam to enter the gratings 51 and 52.
  • the rotation stage 622 which is a third actuator, changes the posture of the parallel plane substrate 62, which is at least one optical element included in the beam shift optical system 60d.
  • the position of the light beam incident on the gratings 51 and 52 from the beam shift optical system 60d changes in the direction intersecting the HZ plane perpendicular to the groove of the grating 51 or 52.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted without separating the light beam into the first portion B1 and the second portion B2 and leaving a gap between them. be able to.
  • the beam shift optical system 60d includes a parallel plane substrate 62, and the rotation stage 622, which is a third actuator, makes the light beam travel in both the traveling direction and the groove direction of the grating 51 or 52.
  • the parallel plane substrate 62 is rotated around a vertical axis, that is, around an axis parallel to the H axis.
  • FIGS. 8A and 8B schematically show the configuration of the band narrowing device 14e in the fourth modified example.
  • FIG. 8A shows the narrowing device 14e seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 8B shows the narrowing device 14e seen in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14e includes a beam shift optical system 60e instead of the beam shift optical system 60d as the beam adjustment optical system.
  • the beam shift optical system 60e includes prisms 63 and 64.
  • the prisms 63 and 64 have the same shape as each other.
  • the prism 63 is arranged in the optical path of the light beam passing through the prism 42, and the prism 64 is arranged in the optical path of the light beam passing through the prism 63.
  • the surfaces of the prisms 63 and 64 into which the light beam enters and exits are both parallel to the H axis.
  • Prism 63 and 64 are made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz.
  • the prism 63 is supported by the holder 631.
  • the prism 64 is supported by the holder 641.
  • the prism 64 is configured to be movable in the direction of the V axis by a linear stage 642.
  • the prism 63 corresponds to the third prism in the present disclosure
  • the prism 64 corresponds to the fourth prism in the present disclosure
  • the linear stage 642 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the configuration of the fourth modification is the same as the configuration of the third modification.
  • the light beam transmitted through the prism 42 passes through the inside of the prisms 63 and 64, respectively, and is incident across the gratings 51 and 52.
  • the prisms 63 and 64 bend the optical path axis of the light beam in a plane parallel to the VZ plane in opposite directions.
  • the optical path axis of the light beam emitted from the prism 64 toward the gratings 51 and 52 is parallel to the optical path axis of the light beam incident on the prism 42 from the prism 42, and is shifted in the + V direction. ..
  • the linear stage 642 moves the prism 64 in the direction of the V axis
  • the distance between the prism 63 and the prism 64 changes, and the shift amount of the optical path axis in the direction of the V axis changes.
  • the energy ratio between the first portion B1 incident on the grating 51 and the second portion B2 incident on the grating 52 of the light beam changes.
  • the energy ratio of the first portion B1 increases, and when the prism 64 is moved in the ⁇ V direction, the energy ratio of the second portion B2 increases.
  • the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component of the pulsed laser light can be adjusted.
  • laser oscillation can be performed in the one wavelength mode.
  • the operation of the fourth modification is the same as the operation of the third modification.
  • the prism 64 is moved in the direction of the V-axis, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prism 64 may be moved in another direction in the plane parallel to the VZ plane so that the distance between the prism 63 and the prism 64 changes.
  • the prism 63 does not move, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prism 63 may be moved, or both the prism 63 and the prism 64 may be moved.
  • the beam shift optics 60e includes prisms 63 and 64, and a third actuator, the linear stage 642, provides at least one of the prisms 63 and 64.
  • the distance between the prisms 63 and 64 is changed so as to change. Thereby, the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 can be adjusted.
  • the shift amount of the optical path axis in the direction of the V axis can be increased.
  • the fourth modification even if one or both of the prisms 63 and 64 are moved, the change in the incident angle of the light beam with respect to the surfaces of the prisms 63 and 64 is small.
  • FIGS. 9A to 9D schematically show the configuration of the band narrowing device 14f according to the second embodiment.
  • 9A and 9C show the narrowing device 14f seen in the ⁇ V direction
  • FIGS. 9B and 9D show the narrowing device 14f seen in the ⁇ H direction.
  • 9A and 9B show a two-wavelength mode narrowing device 14f
  • FIGS. 9C and 9D show a one-wavelength mode narrowing device 14f.
  • the narrowing band device 14f includes a combination of a beam separation optical system 60a and a beam shift optical system 60d as a beam adjustment optical system.
  • the beam separation optical system 60a includes a parallel plane substrate 61.
  • the beam shift optical system 60d includes a parallel plane substrate 62.
  • the parallel plane substrate 62 is arranged in the optical path of the light beam that has passed through the prism 42.
  • the configuration and operation of the parallel plane substrate 62 are the same as the configuration and operation of the parallel plane substrate 62 in the third modification.
  • the parallel plane substrate 61 is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam transmitted through the parallel plane substrate 62.
  • the configuration and operation of the parallel plane substrate 61 are the same as the configuration and operation of the parallel plane substrate 61 in the first embodiment.
  • the linear stage 612 in the second embodiment corresponds to the fourth actuator in the present disclosure.
  • the lower end position of the optical path of the first portion B1 of the operating light beam is adjusted by the posture of the parallel plane substrate 62.
  • the upper end position of the optical path of the first portion B1 of the light beam is adjusted by the position of the parallel plane substrate 61.
  • the lower end means the end on the ⁇ V side, and the upper end means the end on the + V side.
  • the lower end position of the optical path of the second portion B2 of the light beam is adjusted by the position of the parallel plane substrate 61.
  • the upper end position of the optical path of the second portion B2 of the light beam is adjusted by the posture of the parallel plane substrate 62.
  • the position and the position are adjusted independently of each other, and the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted accordingly.
  • the entire light beam can be incident on the grating 51 as the first portion B1.
  • the energy ratio of the second portion B2 can be set to 0, and laser oscillation can be performed in the one wavelength mode.
  • the configuration and operation of the second embodiment are the same as the configuration and operation of the first embodiment.
  • the position of the parallel plane substrate 61 can be adjusted, but the present disclosure is not limited to this.
  • the parallel plane substrate 61 may be fixed at a fixed position. In this case, both the upper end position of the optical path of the first portion B1 of the light beam and the lower end position of the optical path of the second portion B2 of the light beam are fixed.
  • the posture of the parallel plane substrate 62 By adjusting the posture of the parallel plane substrate 62, the lower end position of the optical path of the first portion B1 of the light beam and the upper end position of the optical path of the second portion B2 of the light beam are adjusted accordingly.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted. By setting the energy ratio of the second portion B2 to 0, laser oscillation in one wavelength mode is also possible.
  • the grating 42 is maintained in a constant posture so that the gratings 51 and 52 can be rotated, but the present disclosure is not limited to this.
  • the grating 52 and the prism 42 may be rotatable so that the grating 51 is maintained in a constant posture.
  • the prism 43 as in the second modification may be provided so that the grating 51 is maintained in a constant posture.
  • the beam shift optical system 60e as in the fourth modification may be used instead of the beam shift optical system 60d.
  • the beam adjustment optical system is composed of a combination of the beam shift optical system 60d and the beam separation optical system 60a.
  • the position of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 51 in the direction of the V axis and the position of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52 in the direction of the V axis are appropriate. It can be adjusted to the position.
  • the optical path of the first portion B1 and the optical path of the second portion B2 of the first portion B1 and the second portion B2 are prevented from covering the boundary portion between the grating 51 and the grating 52.
  • the energy ratio can be adjusted.
  • the linear stage 612 which is a fourth actuator, is provided, and the position of the parallel plane substrate 61, which is at least one optical element included in the beam separation optical system 60a, is changed by the linear stage 612.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is changed.
  • the position of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 51 and the position of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52 can be adjusted to more appropriate positions. ..
  • the first portion B1 is adjusted to be incident on the center position of the grating 51 in the direction of the V axis
  • the second portion B2 is adjusted to be incident on the center position of the grating 52 in the direction of the V axis. be able to.
  • FIGS. 10A and 10B schematically show the configuration of the narrowing device 14g according to the third embodiment.
  • FIG. 10A shows 14 g of the narrowing device as seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 10B shows 14 g of the narrowing device as seen in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14 g includes a beam separation optical system 60 g as a beam adjusting optical system.
  • the beam separation optical system 60 g includes parallel plane substrates 61 and 65.
  • the narrowing device 14g includes a grating 53 in addition to the gratings 51 and 52.
  • the parallel plane substrate 65 is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam transmitted through the parallel plane substrate 61.
  • the parallel plane substrate 65 is supported by the holder 651.
  • the parallel plane substrate 65 is configured to be movable in the ⁇ V direction and the + V direction by the linear stage 652.
  • the linear stage 652 corresponds to the fifth actuator in the present disclosure.
  • the configuration of the parallel plane substrate 65 is the same as the configuration of the parallel plane substrate 61.
  • the configurations of the gratings 51 and 52 and the rotating mechanisms 512 and 522 are the same as the corresponding configurations in the first embodiment.
  • the grating 53 is arranged side by side with the gratings 51 and 52 in the direction of the V axis in the optical path of the light beam transmitted through the parallel plane substrate 65.
  • the grating 53 corresponds to the third grating in the present disclosure.
  • the direction of the groove of the grating 53 coincides with the direction of the V axis.
  • the grating 53 is supported by the holder 511.
  • the grating 53 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 532.
  • the rotation mechanism 532 corresponds to the sixth actuator in the present disclosure.
  • the configuration of the third embodiment is similar to the configuration of the first embodiment.
  • the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 42 passes through the outside of the parallel plane substrate 61 and is incident on the grating 51.
  • the second portion B2 and the third portion B3 of the light beam pass through the inside of the parallel plane substrate 61.
  • the second portion B2 of the light beam passes outside the parallel plane substrate 65 and is incident on the grating 52.
  • the third portion B3 of the light beam passes through the inside of the parallel plane substrate 65 and is incident on the grating 53. That is, in the beam separation optical system 60g, the first portion B1 of the light beam is incident on the grating 51, the second portion B2 of the light beam is incident on the grating 52, and the third portion B3 of the light beam is incident on the grating 53. To be incident on.
  • the optical path axis of the second portion B2 of the light beam is shifted in the + V direction with respect to the optical path axis of the first portion B1, and the optical path axis of the third portion B3 of the light beam is that of the second portion B2. It further shifts in the + V direction with respect to the optical path axis.
  • the beam separation optical system 60g separates the first portion B1, the second portion B2, and the third portion B3 of the light beam from each other.
  • the linear stage 652 changes the position of the parallel plane substrate 65 in the direction of the V axis
  • the energy ratio between the second portion B2 and the third portion B3 changes.
  • the energy ratio between the energy of the first portion B1 and the total energy of the second portion B2 and the third portion B3 becomes Change.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes.
  • the exposure control processor 110 transmits to the laser control processor 30 the target values of the first to third wavelengths and the target values of the energy ratios of the first to third portions B1 to B3.
  • the laser control processor 30 controls the rotation mechanism 512 based on the target value of the first wavelength, controls the rotation mechanism 522 based on the target value of the second wavelength, and also controls the rotation mechanism based on the target value of the third wavelength. Controls 532.
  • the rotation mechanism 532 changes the attitude of the grating 53 to adjust the third angle of incidence of the third portion B3 of the light beam with respect to the grating 53.
  • the laser control processor 30 controls the linear stages 612 and 652 based on the target value of the energy ratio of the first to third portions B1 to B3.
  • the energy ratio of the third portion B3 may be set to 0 by retracting the parallel plane substrate 65 from the optical path of the light beam. That is, the light beam may be switched to the two-wavelength mode in which the light beam is incident on the gratings 51 and 52 and is not incident on the grating 53.
  • the energy ratio of the second portion B2 and the third portion B3 may be set to 0 by retracting the parallel plane substrate 61 from the optical path of the light beam. That is, the entire light beam may be switched to the one-wavelength mode in which the entire light beam is incident on the grating 51 as the first portion B1.
  • the operation of the third embodiment is the same as the operation of the first embodiment.
  • each of the gratings 51 to 53 is made rotatable so that the prism 42 is maintained in a constant posture, but the present disclosure is not limited to this. Similar to the first modification, the prism 42 may be rotatable so that the grating 51 is maintained in a constant posture. Alternatively, the prism 43 as in the second modification may be provided so that the grating 51 is maintained in a constant posture.
  • the narrow band device 14g selects three wavelengths, but the present disclosure is not limited to this. Four or more gratings may be provided and four or more wavelengths may be selected.
  • the linear stage 652 which is the fifth actuator
  • the rotation mechanism 532 which is the sixth actuator
  • the gratings 51 and 52 are arranged side by side in the optical path of the light beam passing through the prism 42. Further equipped with an arranged grating 53.
  • the beam adjusting optical system causes the third portion B3 of the light beam to enter the grating 53.
  • the linear stage 652 adjusts the energy ratio between the second portion B2 and the third portion B3 by adjusting the position of the parallel plane substrate 65, which is at least one optical element included in the beam adjusting optical system.
  • the rotation mechanism 532 adjusts the angle of incidence of the third portion B3 with respect to the grating 53. Thereby, the energy ratio of the first to third wavelength components contained in the pulsed laser light output from the narrow band gas laser apparatus 1 can be adjusted.
  • FIGS. 11A and 11B schematically show the configuration of the band narrowing device 14h in the fourth embodiment.
  • FIG. 11A shows the band narrowing device 14h viewed in the ⁇ V direction
  • FIG. 11B shows the band narrowing device 14h viewed in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14h includes a combination of a beam separation optical system 60a, a beam shift optical system 60d, and a mirror 71 as a beam adjustment optical system.
  • the narrowing device 14h includes gratings 51h and 52h.
  • the beam separation optical system 60a and the beam shift optical system 60d in the fourth embodiment are the same as those corresponding in the second embodiment.
  • the mirror 71 is an optical path of a second portion B2 of the optical path of the optical beam that has passed through the prism 42 and the beam shift optical system 60d, which is separated from the first portion B1 of the optical beam in the + V direction by the beam separation optical system 60a. It is arranged so as to overlap with.
  • the mirror 71 is arranged so that the surface of the mirror 71 on which the second portion B2 of the light beam is incident is parallel to the direction of the V axis.
  • the second portion B2 can change its traveling direction in a plane parallel to the HZ plane by being reflected by the mirror 71.
  • the beam adjusting optical system branches the light beam into a first portion B1 and a second portion B2 reflected by the mirror 71.
  • the mirror 71 is supported by the holder 711.
  • the holder 711 is arranged so as to be located outside the optical path of the first portion B1 of the light beam.
  • the holder 711 is arranged on the side opposite to the direction of gravity.
  • the holder 711 is fixed to the top plate of a housing (not shown) that accommodates the band narrowing device 14h.
  • the grating 51h is arranged in the optical path of the first portion B1 of the light beam, and the grating 52h is arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam reflected by the mirror 71.
  • the gratings 51h and 52h do not have to be arranged side by side in the direction of the V axis.
  • the gratings 51h and 52h can be arranged at different positions in the plane parallel to the HZ plane, and as shown in FIG. 11B, the + V side end 51he of the grating 51h is on the ⁇ V side of the grating 52h. It may be located on the + V side of the end portion 52he. That is, the gratings 51h and 52h may be arranged so that the positions of the gratings 51h and 52h in the V-axis direction overlap.
  • the grating 51h is supported by the holder 511h.
  • the grating 51h can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 512h.
  • the grating 52h is supported by the holder 521h.
  • the grating 52h can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 522h.
  • the configuration and operation of the fourth embodiment are the same as the configuration and operation of the second embodiment.
  • the beam adjusting optical system includes the same beam separation optical system 60a and beam shift optical system 60d as in the second embodiment. Not limited to. Instead of providing both the beam separation optical system 60a and the beam shift optical system 60d, the first portion B1 of the light beam separated by the beam separation optical system 60a similar to that of the first embodiment is incident on the grating 51h. The second portion B2 may be incident on the mirror 71 so as to be incident on the grating 52h.
  • the prism 42 is maintained in a constant posture so that each of the gratings 51h and 52h can be rotated, but the present disclosure is not limited to this. Similar to the first modification, the prism 42 may be rotatable so that any one of the gratings 51h and 52h is maintained in a constant posture. Alternatively, the prism 43 as in the second modification may be provided so that the grating 51h is maintained in a constant posture.
  • the beam adjusting optical system includes the beam shift optical system 60d, but the present disclosure is not limited to this. Instead of the beam shift optical system 60d, the same beam shift optical system 60e as in the fourth modification may be used.
  • the beam adjusting optical system includes one mirror 71, but the present disclosure is not limited to this.
  • the light beam may be branched into the first to third portions B1 to B3 by using two or more mirrors, and three or more wavelengths may be selected as in the third embodiment.
  • the beam adjusting optical system includes a mirror 71 arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam passing through the prism 42, and the beam adjusting optical system is provided.
  • the light beam is branched into a first portion B1 and a second portion B2 reflected by the mirror 71.
  • the grating 51h is arranged in the optical path of the first portion B1
  • the grating 52h is arranged in the optical path of the second portion B2. According to this, it is not necessary to arrange the gratings 51h and 52h side by side in the direction of the V axis, and the space restriction for arranging the mechanism for supporting or rotating the gratings 51h and 52h is reduced.
  • the design of the narrowing band device 14h becomes easy.
  • the mirror 71 is arranged at a position on one end side in the direction of the V axis parallel to the groove of any of the gratings 51h and 52h in the cross section of the optical path of the light beam.
  • the traveling direction of the second portion B2 is changed in a plane parallel to the HZ plane perpendicular to the groove.
  • the gratings 51h and 52h can be arranged at different positions in the plane parallel to the HZ plane, and the gratings 51h and 52h can be arranged so that the positions of the gratings 51h and 52h in the direction of the V axis overlap. can.
  • FIGS. 12A and 12B schematically show the configuration of the band narrowing device 14i according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12A shows the narrowing device 14i seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 12B shows the narrowing device 14i seen in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14i includes a mirror 72 as a beam adjusting optical system.
  • the mirror 72 is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam that has passed through the prism 42.
  • the mirror 72 is arranged so that the surface of the mirror 72 on which a part of the light beam is incident is parallel to the direction of the V axis.
  • the mirror 72 is supported by the holder 721.
  • the mirror 72 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 722.
  • the mirror 72 is configured to be movable in the ⁇ V direction and the + V direction by the linear stage 723.
  • the holder 721, the rotation mechanism 722, and the linear stage 723 are arranged so as to be located outside the optical path of the first portion B1 of the light beam.
  • the rotation mechanism 722 corresponds to the second actuator in the present disclosure and the linear stage 723 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the gratings 51h and 52h are both supported by holders 511h and 521h so as to maintain a constant posture. Either or both of the rotating mechanism for rotating the grating 51h and the rotating mechanism for rotating the grating 52h may not be provided.
  • the prism 42 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 422.
  • the rotary stage 422 corresponds to the first actuator in the present disclosure.
  • the configuration of the fifth embodiment is similar to the configuration of the fourth embodiment.
  • the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 42 passes through the space on the ⁇ V side of the mirror 72 and is incident on the grating 51h without being incident on the mirror 72.
  • the second portion B2 of the light beam is incident on the mirror 72, and is reflected by the mirror 72 so that the traveling direction is changed in a plane parallel to the HZ plane and is incident on the grating 52h. That is, the beam adjusting optical system including the mirror 72 causes the first portion B1 of the light beam to be incident on the grating 51h and the second portion B2 of the light beam to be incident on the grating 52h.
  • the beam adjusting optical system including the mirror 72 reflects a part of the light beam to branch the light beam into a first portion B1 and a second portion B2.
  • the linear stage 723 changes the position of the mirror 72 in the direction of the V axis, so that the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes.
  • the traveling direction of the second portion B2 of the light beam emitted from the mirror 72 toward the grating 52h changes slightly in the plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52h from the mirror 72 changes. Therefore, the second wavelength changes.
  • the prism 42 is slightly rotated by the rotation stage 422
  • the traveling direction of the light beam emitted from the prism 42 toward the mirror 72 and the grating 51h changes slightly in the plane parallel to the HZ plane.
  • the operation of the fifth embodiment is similar to the operation of the fourth embodiment.
  • the prism 42 and the mirror 72 can be rotated without rotating the gratings 51h and 52h, respectively, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the combination of the optical element that does not rotate around the axis parallel to the V axis and the rotatable optical element may be any of the following [1] to [3].
  • Optical elements that do not rotate prism 42, mirror 72 Rotatable optics: gratings 51h and 52h [2] Optical element that does not rotate: Grating 51h, mirror 72 Rotatable optics: prism 42, grating 52h [3] Optical elements that do not rotate: prism 42, grating 52h Rotatable optics: grating 51h, mirror 72
  • Non-rotating optical elements prism 42, grating 51h and 52h
  • Rotatable optics mirror 72
  • Optical elements that do not rotate prism 42, grating 51h, mirror 72
  • Rotatable optical element Grating 52h
  • the beam adjusting optical system includes one mirror 72, but the present disclosure is not limited to this.
  • the light beam may be branched into the first to third portions B1 to B3 by using two or more mirrors, and three or more wavelengths may be selected as in the third embodiment.
  • the rotation mechanism 722 which is the second actuator, rotates the mirror 72 about an axis parallel to the groove of the grating 52h.
  • the axis parallel to the groove of the grating 52h is the V axis.
  • the linear stage 723, which is the third actuator, moves the mirror 72 in the direction of the V axis parallel to the groove of the grating 52h.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 can be adjusted.
  • the first portion B1 and the second portion B2 can be branched without using a parallel plane substrate.

Abstract

狭帯域化装置は、第１のプリズムと、第１のプリズムを通過した光ビームの光路において、第１及び第２のグレーティングのいずれかの溝の方向において異なる位置に配置された第１及び第２のグレーティングと、第１及び第２のグレーティングの少なくともいずれかのグレーティングと第１のプリズムとの間の光ビームの光路に配置され、光ビームの第１の部分を第１のグレーティングに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のグレーティングに入射させるビーム調整光学系と、第１の部分の第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、第２の部分の第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、ビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを調整することにより第１の部分と第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、を備える。

Description

狭帯域化装置、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、狭帯域化装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化および高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。たとえば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置およびＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrow Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
米国特許第７１５４９２８号明細書 特開昭５１－０３１１９５号公報
概要
　本開示の１つの観点に係る狭帯域化装置は、光ビームの光路に配置された第１のプリズムと、第１及び第２のグレーティングであって、第１のプリズムを通過した光ビームの光路において、第１及び第２のグレーティングのいずれかの溝の方向において異なる位置に配置された第１及び第２のグレーティングと、第１及び第２のグレーティングの少なくともいずれかのグレーティングと第１のプリズムとの間の光ビームの光路に配置され、光ビームの第１の部分を第１のグレーティングに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のグレーティングに入射させるビーム調整光学系と、第１の部分の第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、第２の部分の第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、ビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを調整することにより第１の部分と第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、を備える。
　本開示の他の１つの観点に係る狭帯域化装置は、光ビームの光路に配置されたプリズムと、プリズムを通過した光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されたミラーを含み、光ビームを、第１の部分と、ミラーによって反射された第２の部分とに分岐させるビーム調整光学系と、第１の部分の光路に配置された第１のグレーティングと、第２の部分の光路に配置された第２のグレーティングと、第１の部分の第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、第２の部分の第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、第１の部分と第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、を備える。
　本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、レーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、パルスレーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にパルスレーザ光を露光することを含む。レーザ装置は、レーザチャンバと、狭帯域化装置を含む光共振器と、を含む。狭帯域化装置は、光ビームの光路に配置された第１のプリズムと、第１及び第２のグレーティングであって、第１のプリズムを通過した光ビームの光路において、第１及び第２のグレーティングのいずれかの溝の方向において異なる位置に配置された第１及び第２のグレーティングと、第１及び第２のグレーティングの少なくともいずれかのグレーティングと第１のプリズムとの間の光ビームの光路に配置され、光ビームの第１の部分を第１のグレーティングに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のグレーティングに入射させるビーム調整光学系と、第１の部分の第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、第２の部分の第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、ビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを調整することにより第１の部分と第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、を備える。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。 図２は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。 図３Ａ及び図３Ｂは、比較例における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図４Ａ～図４Ｃは、第１の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図５Ａ及び図５Ｂは、第１の変形例における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図６Ａ及び図６Ｂは、第２の変形例における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図７Ａ及び図７Ｂは、第３の変形例における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図８Ａ及び図８Ｂは、第４の変形例における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図９Ａ～図９Ｄは、第２の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、第４の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、第５の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。
実施形態
　内容
１．比較例
　１．１　露光システム
　　１．１．１　露光装置１００の構成
　　１．１．２　動作
　１．２　狭帯域化ガスレーザ装置
　　１．２．１　構成
　　　１．２．１．１　マスターオシレータＭＯ
　　　１．２．１．２　レーザ制御プロセッサ３０
　　　１．２．１．３　ガス調整装置ＧＡ
　　１．２．２　動作
　　　１．２．２．１　レーザ制御プロセッサ３０
　　　１．２．２．２　マスターオシレータＭＯ
　　　１．２．２．３　ガス調整装置ＧＡ
　１．３　狭帯域化装置
　　１．３．１　構成
　　　１．３．１．１　プリズム４１及び４２
　　　１．３．１．２　グレーティング５１及び５２
　　１．３．２　動作
　　１．３．３　比較例の課題
２．複数の波長成分のエネルギー比率を調整可能な狭帯域化装置
　２．１　第１の実施形態
　　２．１．１　構成
　　２．１．２　動作
　　２．１．３　作用
　２．２　第１の変形例
　　２．２．１　構成及び動作
　　２．２．２　作用
　２．３　第２の変形例
　　２．３．１　構成
　　２．３．２　動作
　　２．３．３　他の構成例
　　２．３．４　作用
　２．４　第３の変形例
　　２．４．１　構成
　　２．４．２　動作
　　２．４．３　他の構成例
　　２．４．４　作用
　２．５　第４の変形例
　　２．５．１　構成
　　２．５．２　動作
　　２．５．３　他の構成例
　　２．５．４　作用
３．ビーム分離光学系とビームシフト光学系とを含む狭帯域化装置
　３．１　構成
　３．２　動作
　３．３　他の構成例
　３．４　作用
４．３波長以上の波長選択を行う狭帯域化装置
　４．１　構成
　　４．１．１　平行平面基板６１及び６５
　　４．１．２　グレーティング５１～５３
　４．２　動作
　４．３　他の構成例
　４．４　作用
５．光ビームをミラーで分岐させる狭帯域化装置
　５．１　構成及び動作
　　５．１．１　ビーム調整光学系
　　５．１．２　グレーティング５１ｈ及び５２ｈ
　５．２　他の構成例
　５．３　作用
６．ミラーの位置によりエネルギー比率を調整する狭帯域化装置
　６．１　構成
　６．２　動作
　６．３　他の構成例
　６．４　作用
７．その他
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
１．比較例
　１．１　露光システム
　図１及び図２は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。
　露光システムは、狭帯域化ガスレーザ装置１と、露光装置１００と、を含む。図１においては狭帯域化ガスレーザ装置１が簡略化して示されている。図２においては露光装置１００が簡略化して示されている。
　狭帯域化ガスレーザ装置１は、レーザ制御プロセッサ３０を含む。狭帯域化ガスレーザ装置１は、パルスレーザ光を露光装置１００に向けて出力するように構成されている。
　　１．１．１　露光装置１００の構成
　図１に示されるように、露光装置１００は、照明光学系１０１と、投影光学系１０２と、露光制御プロセッサ１１０と、を含む。
　照明光学系１０１は、狭帯域化ガスレーザ装置１から入射したパルスレーザ光によって、レチクルステージＲＴ上に配置された図示しないレチクルのレチクルパターンを照明する。
　投影光学系１０２は、レチクルを透過したパルスレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはレジスト膜が塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光制御プロセッサ１１０は、制御プログラムが記憶されたメモリ１１２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（central processing unit）１１１と、を含む処理装置である。露光制御プロセッサ１１０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。露光制御プロセッサ１１０は、露光装置１００の制御を統括するとともに、レーザ制御プロセッサ３０との間で各種データ及び各種信号を送受信する。
　　１．１．２　動作
　露光制御プロセッサ１１０は、波長の目標値のデータ、パルスエネルギーの目標値のデータ、及びトリガ信号をレーザ制御プロセッサ３０に送信する。レーザ制御プロセッサ３０は、これらのデータ及び信号に従って狭帯域化ガスレーザ装置１を制御する。
　露光制御プロセッサ１１０は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して互いに逆方向に平行移動させる。これにより、レチクルパターンを反映したパルスレーザ光でワークピースが露光される。
　このような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンが転写される。その後、複数の工程を経ることで電子デバイスを製造することができる。
　１．２　狭帯域化ガスレーザ装置
　　１．２．１　構成
　図２に示されるように、狭帯域化ガスレーザ装置１は、レーザ制御プロセッサ３０の他に、マスターオシレータＭＯと、ガス調整装置ＧＡと、を含む。
　　　１．２．１．１　マスターオシレータＭＯ
　マスターオシレータＭＯは、レーザチャンバ１０と、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１３と、狭帯域化装置１４と、出力結合ミラー１５と、光検出器１７と、シャッター１８と、を含む。狭帯域化装置１４及び出力結合ミラー１５は光共振器を構成する。
　レーザチャンバ１０は、光共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ１０にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられている。
　レーザチャンバ１０は、一対の電極１１ａ及び１１ｂを内部に備え、さらにレーザ媒質としてのレーザガスを収容している。レーザ媒質は、例えば、Ｆ２、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、又はＸｅＦである。
　レーザチャンバ１０には圧力センサ１６が取り付けられている。
　充電器１２は、パルスパワーモジュール１３に供給するための電気エネルギーを保持する。パルスパワーモジュール１３はスイッチ１３ａを含んでいる。
　狭帯域化装置１４は、後述のプリズム４１及び４２、グレーティング５１及び５２などの波長選択素子を含む。
　出力結合ミラー１５は、部分反射ミラーで構成されている。
　光検出器１７は、ビームスプリッタ１７ａと、センサユニット１７ｂとを含む。ビームスプリッタ１７ａは、出力結合ミラー１５から出力されたパルスレーザ光の光路に配置されている。ビームスプリッタ１７ａは、パルスレーザ光の一部を高い透過率で透過させるとともに、パルスレーザ光の他の一部を反射してセンサユニット１７ｂに入射させるように構成されている。センサユニット１７ｂは、分光センサを含み、波長の計測データを出力できるように構成されている。さらに、センサユニット１７ｂは、エネルギーセンサを含み、パルスエネルギーの計測データを出力できるように構成されている。
　シャッター１８は、ビームスプリッタ１７ａを透過したパルスレーザ光の光路に配置されている。シャッター１８が閉められているとき、ビームスプリッタ１７ａを透過したパルスレーザ光は露光装置１００に入射しないように遮断される。シャッター１８が開けられているとき、ビームスプリッタ１７ａを透過したパルスレーザ光は遮断されずに露光装置１００に入射する。
　　　１．２．１．２　レーザ制御プロセッサ３０
　レーザ制御プロセッサ３０は、制御プログラムが記憶されたメモリ３２と、制御プログラムを実行するＣＰＵ３１と、を含む処理装置である。レーザ制御プロセッサ３０は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
　　　１．２．１．３　ガス調整装置ＧＡ
　ガス調整装置ＧＡは、ガス供給装置３３と、ガス排気装置３４と、ガス制御プロセッサ３５と、を含む。
　ガス供給装置３３は、レーザチャンバ１０と図示しないガスボンベとの間の第１の配管に設けられた図示しないバルブを含む。
　ガス排気装置３４は、レーザチャンバ１０に接続された第２の配管に設けられた図示しないバルブ、ポンプ、及び除害装置を含む。
　ガス制御プロセッサ３５は、制御プログラムが記憶されたメモリ３７と、制御プログラムを実行するＣＰＵ３６と、を含む処理装置である。ガス制御プロセッサ３５は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
　　１．２．２　動作
　　　１．２．２．１　レーザ制御プロセッサ３０
　レーザ制御プロセッサ３０は、露光制御プロセッサ１１０から波長の目標値のデータを取得する。レーザ制御プロセッサ３０は、波長の目標値に基づいて狭帯域化装置１４に初期設定信号を送信する。パルスレーザ光の出力が開始された後は、レーザ制御プロセッサ３０は、光検出器１７から波長の計測データを受信し、波長の目標値と波長の計測データとに基づいて狭帯域化装置１４にフィードバック制御信号を送信する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、露光制御プロセッサ１１０からパルスエネルギーの目標値のデータを取得する。レーザ制御プロセッサ３０は、パルスエネルギーの目標値に基づいて充電器１２に充電電圧の初期設定信号を送信する。パルスレーザ光の出力が開始された後は、レーザ制御プロセッサ３０は、光検出器１７からパルスエネルギーの計測データを受信し、パルスエネルギーの目標値とパルスエネルギーの計測データとに基づいて充電器１２に充電電圧のフィードバック制御信号を送信する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、露光制御プロセッサ１１０からトリガ信号を受信する。レーザ制御プロセッサ３０は、トリガ信号に基づく発振トリガ信号をパルスパワーモジュール１３のスイッチ１３ａに送信する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、ガス制御プロセッサ３５にガス制御信号を送信する。また、レーザ制御プロセッサ３０は、圧力センサ１６からガス圧Ｐの計測データを受信し、ガス制御プロセッサ３５にガス圧Ｐの計測データを送信する。
　　　１．２．２．２　マスターオシレータＭＯ
　スイッチ１３ａは、レーザ制御プロセッサ３０から発振トリガ信号を受信するとオン状態となる。パルスパワーモジュール１３は、スイッチ１３ａがオン状態となると、充電器１２に保持された電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成する。パルスパワーモジュール１３は、この高電圧を電極１１ａ及び１１ｂに印加する。
　電極１１ａ及び１１ｂに高電圧が印加されると、電極１１ａ及び１１ｂの間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザガスが励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザガスが、その後、低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出する。
　レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射する。ウインドウ１０ａから出射した光は、光ビームとして狭帯域化装置１４に入射する。狭帯域化装置１４に入射した光のうちの所望波長付近の光が、狭帯域化装置１４によって折り返されてレーザチャンバ１０に戻される。
　出力結合ミラー１５は、ウインドウ１０ｂから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射してレーザチャンバ１０に戻す。
　このようにして、レーザチャンバ１０から出射した光は、狭帯域化装置１４と出力結合ミラー１５との間で往復する。この光は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間の放電空間を通過する度に増幅される。こうしてレーザ発振し狭帯域化された光が、出力結合ミラー１５からパルスレーザ光として出力される。
　狭帯域化ガスレーザ装置１から出力されたパルスレーザ光は、露光装置１００へ入射する。
　　　１．２．２．３　ガス調整装置ＧＡ
　ガス制御プロセッサ３５は、レーザ制御プロセッサ３０から受信したガス制御信号及びガス圧Ｐの計測データに基づいて、レーザチャンバ１０の内部のガス圧Ｐが所望の値となるようにガス供給装置３３及びガス排気装置３４を制御する。
　例えば、レーザチャンバ１０の内部のガス圧Ｐを上げる場合に、ガス制御プロセッサ３５は、レーザチャンバ１０の内部にレーザガスが供給されるように、ガス供給装置３３に含まれるバルブを開ける制御を行う。また例えば、レーザチャンバ１０の内部のガス圧Ｐを下げる場合に、ガス制御プロセッサ３５は、レーザチャンバ１０の内部のレーザガスの一部が排気されるように、ガス排気装置３４に含まれるバルブを開ける制御を行う。
　１．３　狭帯域化装置
　　１．３．１　構成
　図３Ａ及び図３Ｂは、比較例における狭帯域化装置１４の構成を概略的に示す。各図に、互いに垂直なＶ軸、Ｈ軸、及びＺ軸が示されている。図３Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４を示し、図３Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４を示す。－Ｖ方向及び＋Ｖ方向は、電極１１ａ及び１１ｂ（図２参照）が向かい合う方向に一致している。－Ｚ方向は、ウインドウ１０ａから出射した光ビームの進行方向に一致している。＋Ｚ方向は、ウインドウ１０ｂから出射して出力結合ミラー１５を介して出力されるパルスレーザ光の進行方向に一致している。
　狭帯域化装置１４は、プリズム４１及び４２と、グレーティング５１及び５２と、を含む。
　　　１．３．１．１　プリズム４１及び４２
　プリズム４１は、ウインドウ１０ａから出射した光ビームの光路に配置されている。プリズム４１はホルダ４１１によって支持されている。
　プリズム４２は、プリズム４１を通過した光ビームの光路に配置されている。プリズム４２は本開示における第１のプリズムに相当する。プリズム４２はホルダ４２１によって支持されている。
　プリズム４１及び４２は、狭帯域化装置１４による選択波長に対して高い透過率を有するフッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。
　プリズム４１及び４２は、光ビームが入出射するプリズム４１及び４２の表面が、いずれもＶ軸に平行となるように配置されている。プリズム４２は、回転ステージ４２２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
　　　１．３．１．２　グレーティング５１及び５２
　グレーティング５１及び５２は、プリズム４２を通過した光ビームの光路において、Ｖ軸の方向において互いに異なる位置に配置されている。グレーティング５１は本開示における第１のグレーティングに相当し、グレーティング５２は本開示における第２のグレーティングに相当する。グレーティング５１及び５２の各々の溝の方向は、Ｖ軸の方向に一致している。グレーティング５１及び５２の位置は、プリズム４２を通過した光ビームがグレーティング５１及び５２にまたがって入射するように設定されている。
　グレーティング５１及び５２は、ホルダ５１１によって支持されている。但し、グレーティング５１は一定の姿勢を維持するように支持されているのに対し、グレーティング５２は、回転機構５２２により、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
　　１．３．２　動作
　ウインドウ１０ａから出射した光ビームは、プリズム４１及び４２の各々によって、Ｖ軸に垂直な面であるＨＺ面に平行な面内で進行方向を変えられ、ＨＺ面に平行な面内でビーム幅を拡大させられる。プリズム４１及び４２の両方を通過してグレーティング５１及び５２へ向かう光ビームの進行方向は、一例として、－Ｚ方向にほぼ一致する。
　プリズム４２からグレーティング５１及び５２に入射した光は、グレーティング５１及び５２の各々の複数の溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられる。これにより、グレーティング５１及び５２の各々の複数の溝によって反射された光はＨＺ面に平行な面内で分散させられる。グレーティング５１は、プリズム４２からグレーティング５１に入射する光ビームの入射角と、所望の第１の波長の回折光の回折角と、が一致するようにリトロー配置とされる。グレーティング５２は、プリズム４２からグレーティング５２に入射する光ビームの入射角と、所望の第２の波長の回折光の回折角と、が一致するようにリトロー配置とされる。プリズム４２からグレーティング５１及び５２に入射する光ビームの入射角が互いに異なる場合、グレーティング５１からプリズム４２に戻される回折光の第１の波長と、グレーティング５２からプリズム４２に戻される回折光の第２の波長との間に波長差が生じる。
　図３Ａ及び図３Ｂにおいて、光ビームを示す破線矢印はプリズム４１からグレーティング５１及び５２に向かう方向のみを示しているが、狭帯域化装置１４による選択波長の光ビームは、これらの破線矢印と逆の経路でグレーティング５１及び５２からプリズム４１へ向かう。
　プリズム４２及び４１は、グレーティング５１及び５２から戻された光のビーム幅をＨＺ面に平行な面内で縮小させるとともに、その光を、ウインドウ１０ａを介してレーザチャンバ１０内に戻す。
　回転ステージ４２２及び回転機構５２２は、レーザ制御プロセッサ３０（図２参照）によって制御される。
　回転ステージ４２２がプリズム４２を僅かに回転させると、プリズム４２からグレーティング５１及び５２に向けて出射する光ビームの進行方向がＨＺ面に平行な面内で僅かに変化する。これにより、プリズム４２からグレーティング５１及び５２に入射する光ビームの入射角が僅かに変化する。よって、第１の波長と第２の波長との両方が変化する。
　回転機構５２２がグレーティング５２を僅かに回転させると、プリズム４２からグレーティング５１に入射する光ビームの入射角は変化しないが、プリズム４２からグレーティング５２に入射する光ビームの入射角が僅かに変化する。よって、第１の波長と第２の波長との波長差が変化する。
　以上の構成及び動作により、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ａから出射した光ビームのうちの第１の波長と第２の波長とが選択されて、レーザチャンバ１０内に戻される。これにより、狭帯域化ガスレーザ装置１は、２波長発振を行うことができる。回転ステージ４２２及び回転機構５２２を制御することにより、第１の波長と第２の波長とを別々に設定することもできる。
　露光装置１００（図１参照）における焦点距離は、パルスレーザ光の波長に依存する。２波長発振して狭帯域化ガスレーザ装置１から出力されたパルスレーザ光は、露光装置１００のワークピーステーブルＷＴにおいて、パルスレーザ光の光路軸の方向において異なる２つの位置で結像させることができ、実質的に焦点深度を大きくすることができる。例えば、膜厚の大きいレジスト膜を露光する場合でも、レジスト膜の厚み方向での結像性能のばらつきを抑制し得る。
　　１．３．３　比較例の課題
　比較例においては、第１の波長と第２の波長とを別々に設定することはできるが、レジスト膜を露光し、現像して得られるレジスト膜の断面形状を所望の形状にするのが容易でない場合があった。例えば、露光及び現像によってレジスト膜が除去された部分とレジスト膜が半導体ウエハ上に残された部分との境界面であるレジスト壁面が、半導体ウエハの表面に対して垂直に近い方が望ましい場合であっても、レジスト壁面が斜めになってしまうことがあった。
　以下に説明する幾つかの実施形態においては、パルスレーザ光に含まれる第１の波長成分と第２の波長成分とのエネルギー比率を調整可能としている。エネルギー比率を調整可能とすることにより、レジスト膜の厚み方向での露光状態のバランスを調整し得る。
２．複数の波長成分のエネルギー比率を調整可能な狭帯域化装置
　２．１　第１の実施形態
　　２．１．１　構成
　図４Ａ～図４Ｃは、第１の実施形態における狭帯域化装置１４ａの構成を概略的に示す。図４Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ａを示し、図４Ｂ及び図４Ｃは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ａを示す。
　狭帯域化装置１４ａは、ビーム調整光学系として、ビーム分離光学系６０ａを含む。ビーム分離光学系６０ａは、平行平面基板６１を含む。
　平行平面基板６１は、プリズム４２を通過した光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されている。平行平面基板６１は、プリズム４２とグレーティング５２との間の光ビームの光路に配置される。平行平面基板６１は、ホルダ６１１によって支持されている。平行平面基板６１は、フッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。平行平面基板６１は、リニアステージ６１２によって、－Ｖ方向及び＋Ｖ方向に移動できるように構成されている。第１の実施形態において、リニアステージ６１２は本開示における第３のアクチュエータに相当する。
　平行平面基板６１は、プリズム４２を通過した光ビームの一部が入射する入射表面６１３と、入射表面６１３を通って平行平面基板６１に入射した光が平行平面基板６１の内部からグレーティング５２に向けて出射する出射表面６１４と、を含む（図４Ｂ参照）。入射表面６１３と出射表面６１４とは、いずれもＨ軸に平行であり、入射表面６１３と出射表面６１４とは、互いに平行である。入射表面６１３及び出射表面６１４は、光ビームを屈折させるように光ビームの入射方向に対して傾いている。具体的には、入射表面６１３の法線ベクトル６１３ｖが、ＶＺ面に平行であり、さらにこの法線ベクトル６１３ｖが－Ｖ方向及び＋Ｚ方向の方向成分を有している。
　平行平面基板６１は、光ビームの第１の部分Ｂ１に面した端面６１５をさらに含む。端面６１５は、出射表面６１４と鋭角をなす。出射表面６１４と端面６１５とがなす角度は、好ましくは７０°以下である。端面６１５は、ＨＺ面と平行でもよい。
　グレーティング５１及び５２は、それぞれ回転機構５１２及び５２２により回転可能となっている。すなわち、回転機構５１２はグレーティング５１をＶ軸に平行な軸周りに回転させ、回転機構５２２はグレーティング５２をＶ軸に平行な軸周りに回転させる。第１の実施形態において、回転機構５１２は本開示における第１のアクチュエータに相当し、回転機構５２２は本開示における第２のアクチュエータに相当する。
　プリズム４２は、ホルダ４２１によって一定の姿勢を維持するように支持されていてもよい。すなわち、プリズム４２は、アクチュエータによって回転可能でなくてもよい。
　　２．１．２　動作
　プリズム４２を通過した光ビームのうちの第１の部分Ｂ１は、平行平面基板６１の外側を通過してグレーティング５１に入射する。光ビームの第２の部分Ｂ２は、平行平面基板６１の内部を透過してグレーティング５２に入射する。すなわち、ビーム分離光学系６０ａは、光ビームの第１の部分Ｂ１をグレーティング５１に入射させ、光ビームの第２の部分Ｂ２をグレーティング５２に入射させる。このとき、平行平面基板６１は、光ビームの第２の部分Ｂ２の光路軸を第１の部分Ｂ１の光路軸に対して＋Ｖ方向にシフトさせる。光路軸とは光路の中心軸をいう。このように、平行平面基板６１は、光ビームの一部を透過させることにより、光ビームの第１の部分Ｂ１から第２の部分Ｂ２を分離させる。
　また、リニアステージ６１２がＶ軸の方向における平行平面基板６１の位置を変化させることにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が変化する。
　平行平面基板６１を－Ｖ方向に移動させることにより、光ビームのうちの平行平面基板６１に入射する第２の部分Ｂ２を多くすると、グレーティング５２に入射する光が多くなる。従って、パルスレーザ光に含まれる第２の波長成分のエネルギーが大きくなる。
　平行平面基板６１を＋Ｖ方向に移動させることにより、光ビームのうちの平行平面基板６１に入射する第２の部分Ｂ２を少なくすると、グレーティング５２に入射する光が少なくなる。従って、パルスレーザ光に含まれる第２の波長成分のエネルギーが小さくなる。
　リニアステージ６１２による平行平面基板６１の移動方向は、Ｖ軸の方向でなくてもよい。リニアステージ６１２は、Ｖ軸に垂直な面であるＨＺ面と交差する方向に平行平面基板６１を移動させればよい。
　露光制御プロセッサ１１０（図２参照）は、レーザ制御プロセッサ３０に、第１波長の目標値と、第２波長の目標値と、エネルギー比率の目標値と、を送信する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、第１波長の目標値に基づいて回転機構５１２を制御する。これにより、回転機構５１２が、グレーティング５１の姿勢を変化させ、光ビームの第１の部分Ｂ１のグレーティング５１に対する入射角（第１の入射角）を調整する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、第２波長の目標値に基づいて回転機構５２２を制御する。これにより、回転機構５２２が、グレーティング５２の姿勢を変化させ、光ビームの第２の部分Ｂ２のグレーティング５２に対する入射角（第２の入射角）を調整する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、エネルギー比率の目標値に基づいてリニアステージ６１２を制御する。これにより、リニアステージ６１２が、平行平面基板６１の位置を調整し、光ビームの第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整する。
　図４Ｃに示されるように、リニアステージ６１２は、平行平面基板６１を光ビームの光路から退避させることにより、第１の部分Ｂ１に対する第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にしてもよい。すなわち、光ビームの全体が第１の部分Ｂ１としてグレーティング５１に入射するようにしてもよい。
　図４Ａ～図４Ｃに示される例では、グレーティング５１とグレーティング５２とがほぼ隙間なく配置されているが、本開示はこれに限定されない。グレーティング５１とグレーティング５２との間に、光ビームの第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２との間隔未満の隙間があってもよい。
　　２．１．３　作用
　第１の実施形態においては、ビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子である平行平面基板６１の位置を調整することにより、光ビームの第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整する。これにより、狭帯域化ガスレーザ装置１から出力されるパルスレーザ光に含まれる第１の波長成分と第２の波長成分とのエネルギー比率を調整することができる。このパルスレーザ光を用いてレジスト膜を露光することにより、レジスト膜の断面形状を所望の形状にすることが可能となる。
　第１の実施形態においては、第１のアクチュエータである回転機構５１２が、グレーティング５１をグレーティング５１の溝に平行な軸周りに回転させる。グレーティング５１の溝に平行な軸はＶ軸である。これにより、光ビームの第１の部分Ｂ１のグレーティング５１に対する第１の入射角が調整され、第１の波長を制御することができる。
　第１の実施形態においては、第２のアクチュエータである回転機構５２２が、グレーティング５２をグレーティング５２の溝に平行な軸周りに回転させる。グレーティング５２の溝に平行な軸はＶ軸である。これにより、光ビームの第２の部分Ｂ２のグレーティング５２に対する第２の入射角が調整され、第２の波長を制御することができる。
　第１の実施形態においては、ビーム調整光学系はビーム分離光学系６０ａを含む。ビーム分離光学系６０ａは、光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置され、光ビームの一部を透過させることにより、光ビームの第１の部分Ｂ１から第２の部分Ｂ２を分離させる。これにより、グレーティング５１とグレーティング５２との境界部分に光ビームが入射することを回避することができる。グレーティング５１とグレーティング５２との境界部分は回折効率が低いことがあるので、第１の実施形態によれば回折効率の低下を緩和し得る。
　また、ビーム分離光学系６０ａは、第３のアクチュエータであるリニアステージ６１２が、ビーム分離光学系６０ａに含まれる少なくとも１つの光学素子である平行平面基板６１の位置を変化させることにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を変化させる。これにより、狭帯域化ガスレーザ装置１から出力されるパルスレーザ光に含まれる第１の波長成分と第２の波長成分とのエネルギー比率を調整することができる。
　第１の実施形態においては、ビーム分離光学系６０ａは平行平面基板６１を含み、第３のアクチュエータであるリニアステージ６１２は、グレーティング５１又は５２の溝に垂直なＨＺ面と交差する方向に平行平面基板６１を移動させる。平行平面基板６１を用いることにより、光ビームの波面の変化を抑制し得る。また、リニアステージ６１２がＨＺ面と交差する方向に平行平面基板６１を移動させることにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を変化させることができる。
　第１の実施形態においては、第３のアクチュエータであるリニアステージ６１２は、平行平面基板６１を光ビームの光路から退避させることにより、光ビームの第１の部分Ｂ１に対する第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にすることができる。これにより、２波長モードのレーザ発振から１波長モードのレーザ発振に切り替えることができる。
　第１の実施形態においては、平行平面基板６１は、平行平面基板６１の内部からグレーティング５２に向けて光ビームの第２の部分Ｂ２が出射する出射表面６１４と、光ビームの第１の部分Ｂ１に面し、出射表面６１４と鋭角をなす端面６１５と、を含む。出射表面６１４と端面６１５とが鋭角をなすことにより、入射表面６１３を通って平行平面基板６１に入射した第２の部分Ｂ２が端面６１５に入射して無駄になることを抑制し得る。
　２．２　第１の変形例
　　２．２．１　構成及び動作
　図５Ａ及び図５Ｂは、第１の変形例における狭帯域化装置１４ｂの構成を概略的に示す。図５Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｂを示し、図５Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｂを示す。
　狭帯域化装置１４ｂにおいて、プリズム４２は、回転ステージ４２２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。第１の変形例において、回転ステージ４２２は本開示における第１のアクチュエータに相当する。
　狭帯域化装置１４ｂにおいて、グレーティング５１は一定の姿勢を維持するように支持されており、グレーティング５２は、回転機構５２２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
　プリズム４２及びグレーティング５１の構成及び動作は、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら説明した比較例において対応する構成及び動作と同様である。
　他の点については、第１の変形例の構成及び動作は、図４Ａ～図４Ｃを参照しながら説明した第１の実施形態において対応する構成及び動作と同様である。
　　２．２．２　作用
　第１の変形例においては、第１のアクチュエータである回転ステージ４２２がプリズム４２を回転させる。これにより、プリズム４２からグレーティング５１及び５２に入射する光ビームの入射角が変化する。よって、第１の波長と第２の波長との両方が変化する。また、回転機構５２２によってグレーティング５２を回転させることにより、第２の波長を変化させ、第１の波長と第２の波長との波長差を変化させることができる。
　２．３　第２の変形例
　　２．３．１　構成
　図６Ａ及び図６Ｂは、第２の変形例における狭帯域化装置１４ｃの構成を概略的に示す。図６Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｃを示し、図６Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｃを示す。
　狭帯域化装置１４ｃは、プリズム４３を含む。
　プリズム４３は、ビーム分離光学系６０ａによって第２の部分Ｂ２から分離された第１の部分Ｂ１の光路に配置されている。プリズム４３はホルダ４３１によって支持されている。
　プリズム４３はフッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。
　プリズム４３は、－Ｖ方向に見たときに二等辺三角形の形状を有している。プリズム４３は、光ビームの第１の部分Ｂ１が入出射するプリズム４３の表面が、いずれもＶ軸に平行となるように配置されている。プリズム４３は、回転ステージ４３２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
　第２の変形例におけるプリズム４３は、本開示における第２のプリズムに相当し、第２の変形例における回転ステージ４３２は、本開示における第１のアクチュエータに相当する。
　グレーティング５１及び５２は、いずれも一定の姿勢を維持するようにホルダ５１１によって支持されている。すなわち、グレーティング５１を回転させる回転機構及びグレーティング５２を回転させる回転機構のいずれか又は両方は設けられていなくてもよい。
　他の点については、第２の変形例の構成は第１の変形例の構成と同様である。
　　２．３．２　動作
　プリズム４２を通過した光ビームのうちの第１の部分Ｂ１は、平行平面基板６１の外側を通過してプリズム４３に入射する。第１の部分Ｂ１がプリズム４３に入射すると、第１の部分Ｂ１はＨＺ面に平行な面内で進行方向を変えられてプリズム４３を透過する。その後、第１の部分Ｂ１はグレーティング５１に入射する。
　プリズム４２を通過した光ビームのうちの第２の部分Ｂ２は、平行平面基板６１の内部を透過する。平行平面基板６１によって第２の部分Ｂ２が第１の部分Ｂ１から分離された後、第２の部分Ｂ２はＨＺ面に平行な面内で進行方向を変えられないまま、グレーティング５２に入射する。
　従って、第１の部分Ｂ１のグレーティング５１に対する入射角と、第２の部分Ｂ２のグレーティング５２に対する入射角との間に差が生じる。そこで、グレーティング５１からプリズム４２に戻される回折光の第１の波長と、グレーティング５２からプリズム４２に戻される回折光の第２の波長との間に波長差が生じる。
　回転ステージ４３２は、レーザ制御プロセッサ３０（図２参照）によって制御される。
　回転ステージ４３２によってプリズム４３を僅かに回転させると、プリズム４３からグレーティング５１に向けて出射する光ビームの第１の部分Ｂ１の進行方向がＨＺ面に平行な面内で僅かに変化する。これにより、プリズム４３からグレーティング５１に入射する光ビームの第１の部分Ｂ１の入射角が変化する。この場合、第２の波長は変化しないが、第１の波長が変化する。
　回転ステージ４２２を駆動してプリズム４２を僅かに回転させると、プリズム４２からグレーティング５１及び５２に向けて出射する光ビームの進行方向がＨＺ面に平行な面内で僅かに変化する。これにより、プリズム４２からグレーティング５１及び５２に入射する光ビームの入射角が変化する。よって、第１の波長と第２の波長との両方が変化する。
　以上の構成及び動作により、狭帯域化ガスレーザ装置１は２波長発振を行うことができ、第１の波長と第２の波長とを別々に設定することもできる。
　他の点については、第２の変形例の動作は、第１の変形例の動作と同様である。
　　２．３．３　他の構成例
　第２の変形例においては、グレーティング５１及び５２が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２を回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第２の変形例において、グレーティング５１及びプリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５２を回転可能にしてもよい。この場合、グレーティング５２を回転させることによって第２の波長を制御でき、プリズム４３を回転させることによって第１の波長を制御できる。
　　２．３．４　作用
　第２の変形例においては、狭帯域化装置１４ｃが、光ビームの第１の部分Ｂ１の光路に配置されたプリズム４３を含み、第１のアクチュエータである回転ステージ４３２がプリズム４３を回転させる。これにより、第１の波長を第２の波長から独立して制御することができる。
　２．４　第３の変形例
　　２．４．１　構成
　図７Ａ及び図７Ｂは、第３の変形例における狭帯域化装置１４ｄの構成を概略的に示す。図７Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｄを示し、図７Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｄを示す。
　狭帯域化装置１４ｄは、ビーム調整光学系として、ビーム分離光学系６０ａの代わりに、ビームシフト光学系６０ｄを含む。ビームシフト光学系６０ｄは、平行平面基板６２を含む。
　平行平面基板６２は、プリズム４２を通過した光ビームの光路に配置されている。平行平面基板６２は、ホルダ６２１によって支持されている。平行平面基板６２は、フッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。平行平面基板６２は、回転ステージ６２２によって、Ｈ軸に平行な軸周りに回転させられるように構成されている。第３の変形例において、回転ステージ６２２は本開示における第３のアクチュエータに相当する。
　平行平面基板６２は、リニアステージによって移動可能でなくてもよい。
　平行平面基板６２は、プリズム４２を通過した光ビームが入射する入射表面６２３と、入射表面６２３を通って平行平面基板６２に入射した光が平行平面基板６２の内部からグレーティング５１及び５２に向けて出射する出射表面６２４と、を含む。入射表面６２３と出射表面６２４とは、いずれもＨ軸に平行であり、入射表面６２３と出射表面６２４とは、互いに平行である。
　他の点については、第３の変形例の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。但し、グレーティング５１とグレーティング５２とはほぼ隙間なく配置されることが望ましい。
　　２．４．２　動作
　平行平面基板６２は、光ビームを透過させて、グレーティング５１及び５２にまたがって入射させる。すなわち、平行平面基板６２は光ビームを第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とに分離させるわけではなく、平行平面基板６２からグレーティング５１に入射した第１の部分Ｂ１と、平行平面基板６２からグレーティング５２に入射した第２の部分Ｂ２とは一体となっている。第１の部分Ｂ１のグレーティング５１に対する第１の入射角は回転機構５１２によって調整される。第２の部分Ｂ２のグレーティング５２に対する第２の入射角は回転機構５２２によって調整される。
　平行平面基板６２の入射表面６２３が光ビームの入射方向に対して傾いている場合、平行平面基板６２は光ビームの光路軸をシフトさせる。第３の変形例では、入射表面６２３の法線ベクトル６２３ｖが、ＶＺ面に平行であり、さらにこの法線ベクトル６２３ｖが－Ｖ方向及び＋Ｚ方向の方向成分を有している。この場合、入射表面６２３から入射して出射表面６２４から出射する光ビームは、光路軸が＋Ｖ方向にシフトする。
　回転ステージ６２２がＨ軸に平行な軸周りに平行平面基板６２を回転させると、Ｖ軸の方向における光ビームの光路軸のシフト量が変化する。このようにして平行平面基板６２の姿勢を調整することにより、平行平面基板６２からグレーティング５１及び５２に入射する光ビームの位置がＶ軸の方向に変化する。これにより、光ビームのうちのグレーティング５１に入射する第１の部分Ｂ１とグレーティング５２に入射する第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を変化させることができる。例えば、平行平面基板６２を図７Ｂにおける時計回りに回転させた場合には、第１の部分Ｂ１のエネルギー比率が増加し、反時計回りに回転させた場合には、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率が増加する。これにより、パルスレーザ光の第１の波長成分と第２の波長成分とのエネルギー比率を調整することができる。
　　２．４．３　他の構成例
　第３の変形例ではビームシフト光学系６０ｄが光路軸を＋Ｖ方向にシフトさせているが、本開示はこれに限定されない。平行平面基板６２の姿勢を調整することにより、光路軸を－Ｖ方向にシフトさせてもよいし、入射表面６２３と光ビームの入射方向とを垂直にすることにより、光路軸がシフトしないようにしてもよい。
　第３の変形例では光ビームがグレーティング５１及び５２にまたがって入射しているが、本開示はこれに限定されない。平行平面基板６２の姿勢を調整することにより、第１の部分Ｂ１に対する第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にしてもよい。すなわち、光ビームの全体が第１の部分Ｂ１としてグレーティング５１に入射するようにしてもよい。あるいはその逆に、第２の部分Ｂ２に対する第１の部分Ｂ１のエネルギー比率を０にしてもよい。すなわち、光ビームの全体が第２の部分Ｂ２としてグレーティング５２に入射するようにしてもよい。
　第３の変形例では、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５１及び５２を回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第１の変形例と同様に、グレーティング５１が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５２及びプリズム４２を回転可能にしてもよい。
　　２．４．４　作用
　第３の変形例においては、ビーム調整光学系がビームシフト光学系６０ｄを含む。ビームシフト光学系６０ｄは、光ビームの光路に配置され、光ビームを透過させて光ビームをグレーティング５１及び５２に入射させる。ビームシフト光学系６０ｄにおいては、第３のアクチュエータである回転ステージ６２２が、ビームシフト光学系６０ｄに含まれる少なくとも１つの光学素子である平行平面基板６２の姿勢を変化させる。これにより、ビームシフト光学系６０ｄからグレーティング５１及び５２に入射する光ビームの位置が、グレーティング５１又は５２の溝に垂直なＨＺ面と交差する方向に変化する。この構成によれば、光ビームを第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とに分離して間隔をあけなくても、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整することができる。
　第３の変形例においては、ビームシフト光学系６０ｄが平行平面基板６２を含み、第３のアクチュエータである回転ステージ６２２によって、光ビームの進行方向とグレーティング５１又は５２の溝の方向との両方に垂直な軸周りに、すなわちＨ軸に平行な軸周りに平行平面基板６２を回転させる。これにより、簡易な構成で第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整することができる。
　２．５　第４の変形例
　　２．５．１　構成
　図８Ａ及び図８Ｂは、第４の変形例における狭帯域化装置１４ｅの構成を概略的に示す。図８Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｅを示し、図８Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｅを示す。
　狭帯域化装置１４ｅは、ビーム調整光学系として、ビームシフト光学系６０ｄの代わりに、ビームシフト光学系６０ｅを含む。ビームシフト光学系６０ｅは、プリズム６３及び６４を含む。プリズム６３及び６４は、互いに同一の形状を有している。プリズム６３はプリズム４２を通過した光ビームの光路に配置され、プリズム６４はプリズム６３を通過した光ビームの光路に配置されている。光ビームが入出射するプリズム６３及び６４の表面は、いずれもＨ軸に平行である。プリズム６３及び６４は、フッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。
　プリズム６３は、ホルダ６３１によって支持されている。プリズム６４は、ホルダ６４１によって支持されている。プリズム６４は、リニアステージ６４２によって、Ｖ軸の方向に移動できるように構成されている。第４の変形例において、プリズム６３は本開示における第３のプリズムに相当し、プリズム６４は本開示における第４のプリズムに相当する。第４の変形例において、リニアステージ６４２は本開示における第３のアクチュエータに相当する。
　他の点については、第４の変形例の構成は、第３の変形例の構成と同様である。
　　２．５．２　動作
　プリズム４２を透過した光ビームは、プリズム６３及び６４のそれぞれの内部を透過して、グレーティング５１及び５２にまたがって入射する。
　プリズム６３及び６４は、光ビームの光路軸をＶＺ面に平行な面内で互いに逆方向に曲げる。その結果、プリズム４２からプリズム６３に入射する光ビームの光路軸に対して、プリズム６４からグレーティング５１及び５２に向けて出射する光ビームの光路軸は平行であって、＋Ｖ方向にシフトしている。
　リニアステージ６４２がＶ軸の方向にプリズム６４を移動させると、プリズム６３とプリズム６４との距離が変化し、Ｖ軸の方向における光路軸のシフト量が変化する。Ｖ軸の方向におけるプリズム６４の位置を調整することにより、光ビームのうちのグレーティング５１に入射する第１の部分Ｂ１とグレーティング５２に入射する第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が変化する。例えば、プリズム６４を＋Ｖ方向に移動させた場合には、第１の部分Ｂ１のエネルギー比率が増加し、プリズム６４を－Ｖ方向に移動させた場合には、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率が増加する。これにより、パルスレーザ光の第１の波長成分と第２の波長成分とのエネルギー比率を調整することができる。
　さらに、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にすることにより、１波長モードでのレーザ発振をすることができる。
　他の点については、第４の変形例の動作は、第３の変形例の動作と同様である。
　　２．５．３　他の構成例
　第４の変形例においては、Ｖ軸の方向にプリズム６４を移動させているが、本開示はこれに限定されない。プリズム６３とプリズム６４との距離が変化するようにＶＺ面に平行な面内の他の方向にプリズム６４を移動させてもよい。
　第４の変形例においては、プリズム６３は移動しないようになっているが、本開示はこれに限定されない。プリズム６３を移動させてもよいし、プリズム６３とプリズム６４との両方を移動させてもよい。
　　２．５．４　作用
　第４の変形例においては、ビームシフト光学系６０ｅがプリズム６３及び６４を含み、第３のアクチュエータであるリニアステージ６４２によって、プリズム６３及び６４のうちの少なくとも１つを、プリズム６３及び６４の間の距離が変化するように移動させる。これにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整することができる。プリズム６３及び６４の配置及び可動範囲を適切に設定することにより、Ｖ軸の方向における光路軸のシフト量を大きくすることもできる。
　また、第４の変形例によれば、プリズム６３及び６４の１つ又は両方を移動させても、プリズム６３及び６４の表面に対する光ビームの入射角の変化が小さい。これによれば、プリズム６３及び６４の表面の反射防止膜の透過率が光ビームの入射角に依存する場合でも、プリズム６３及び６４の移動によって透過率が変動することが抑制され得る。
３．ビーム分離光学系とビームシフト光学系とを含む狭帯域化装置
　３．１　構成
　図９Ａ～図９Ｄは、第２の実施形態における狭帯域化装置１４ｆの構成を概略的に示す。図９Ａ及び図９Ｃは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｆを示し、図９Ｂ及び図９Ｄは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｆを示す。図９Ａ及び図９Ｂは、２波長モードの狭帯域化装置１４ｆを示し、図９Ｃ及び図９Ｄは、１波長モードの狭帯域化装置１４ｆを示す。
　狭帯域化装置１４ｆは、ビーム調整光学系として、ビーム分離光学系６０ａとビームシフト光学系６０ｄとの組合せを含む。ビーム分離光学系６０ａは、平行平面基板６１を含む。ビームシフト光学系６０ｄは、平行平面基板６２を含む。
　平行平面基板６２は、プリズム４２を通過した光ビームの光路に配置されている。平行平面基板６２の構成及び動作は、第３の変形例における平行平面基板６２の構成及び動作と同様である。
　平行平面基板６１は、平行平面基板６２を透過した光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されている。平行平面基板６１の構成及び動作は、第１の実施形態における平行平面基板６１の構成及び動作と同様である。但し、第２の実施形態におけるリニアステージ６１２は、本開示における第４のアクチュエータに相当する。
　３．２　動作
　光ビームの第１の部分Ｂ１の光路の下端位置は、平行平面基板６２の姿勢によって調整される。光ビームの第１の部分Ｂ１の光路の上端位置は、平行平面基板６１の位置によって調整される。なお、下端とは－Ｖ側の端部を意味し、上端とは＋Ｖ側の端部を意味する。
　光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の下端位置は、平行平面基板６１の位置によって調整される。光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の上端位置は、平行平面基板６２の姿勢によって調整される。
　このように、第２の実施形態においては、光ビームの第１の部分Ｂ１の下端位置及び第２の部分Ｂ２の上端位置と、第１の部分Ｂ１の上端位置及び第２の部分Ｂ２の下端位置と、が互いに独立して調整され、これに伴って第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が調整される。
　図９Ｃ及び図９Ｄに示されるように、平行平面基板６２の姿勢を調整することにより、光ビームの全体を第１の部分Ｂ１としてグレーティング５１に入射させることもできる。これにより、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０とし、１波長モードでレーザ発振することもできる。
　他の点については、第２の実施形態の構成及び動作は第１の実施形態の構成及び動作と同様である。
　３．３　他の構成例
　第２の実施形態においては平行平面基板６１の位置を調整可能としたが、本開示はこれに限定されない。平行平面基板６１は一定の位置に固定されるようにしてもよい。この場合、光ビームの第１の部分Ｂ１の光路の上端位置と、光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の下端位置とはいずれも固定される。平行平面基板６２の姿勢を調整することにより、光ビームの第１の部分Ｂ１の光路の下端位置と、光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の上端位置とが調整され、これに伴って、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が調整される。第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にすることにより、１波長モードのレーザ発振も可能である。
　第２の実施形態において、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５１及び５２を回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第１の変形例と同様に、グレーティング５１が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５２及びプリズム４２を回転可能にしてもよい。あるいは、グレーティング５１が一定の姿勢に維持されるようにして、第２の変形例のようなプリズム４３を設けてもよい。
　第２の実施形態において、ビームシフト光学系６０ｄの代わりに、第４の変形例のようなビームシフト光学系６０ｅが用いられてもよい。
　３．４　作用
　第２の実施形態によれば、ビーム調整光学系が、ビームシフト光学系６０ｄと、ビーム分離光学系６０ａと、の組合せで構成される。これにより、グレーティング５１に入射する光ビームの第１の部分Ｂ１のＶ軸の方向における位置と、グレーティング５２に入射する光ビームの第２の部分Ｂ２のＶ軸の方向における位置と、を適切な位置に調整することができる。例えば、第１の部分Ｂ１の光路と、第２の部分Ｂ２の光路とが、いずれもグレーティング５１とグレーティング５２との境界部分にかからないようにしつつ、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を調整することができる。
　第２の実施形態によれば、第４のアクチュエータであるリニアステージ６１２を備え、リニアステージ６１２によって、ビーム分離光学系６０ａに含まれる少なくとも１つの光学素子である平行平面基板６１の位置を変化させることにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を変化させる。これによれば、グレーティング５１に入射する光ビームの第１の部分Ｂ１の位置と、グレーティング５２に入射する光ビームの第２の部分Ｂ２の位置と、をさらに適切な位置に調整することができる。例えば、第１の部分Ｂ１がグレーティング５１のＶ軸の方向における中心位置に入射するように調整するとともに、第２の部分Ｂ２がグレーティング５２のＶ軸の方向における中心位置に入射するように調整することができる。
４．３波長以上の波長選択を行う狭帯域化装置
　４．１　構成
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３の実施形態における狭帯域化装置１４ｇの構成を概略的に示す。図１０Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｇを示し、図１０Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｇを示す。
　狭帯域化装置１４ｇは、ビーム調整光学系として、ビーム分離光学系６０ｇを含む。ビーム分離光学系６０ｇは、平行平面基板６１及び６５を含む。
　狭帯域化装置１４ｇは、グレーティング５１及び５２の他に、グレーティング５３を含む。
　　４．１．１　平行平面基板６１及び６５
　平行平面基板６１、ホルダ６１１、及びリニアステージ６１２の構成は、第１の実施形態において対応する構成と同様である。
　平行平面基板６５は、平行平面基板６１を透過した光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されている。平行平面基板６５は、ホルダ６５１によって支持されている。平行平面基板６５は、リニアステージ６５２によって、－Ｖ方向及び＋Ｖ方向に移動できるように構成されている。第３の実施形態において、リニアステージ６５２は本開示における第５のアクチュエータに相当する。
　他の点については、平行平面基板６５の構成は平行平面基板６１の構成と同様である。
　　４．１．２　グレーティング５１～５３
　グレーティング５１及び５２、回転機構５１２及び５２２の構成は、第１の実施形態において対応する構成と同様である。
　グレーティング５３は、平行平面基板６５を透過した光ビームの光路に、グレーティング５１及び５２とＶ軸の方向に並んで配置されている。グレーティング５３は本開示における第３のグレーティングに相当する。グレーティング５３の溝の方向は、Ｖ軸の方向に一致している。
　グレーティング５３は、ホルダ５１１によって支持されている。グレーティング５３は、回転機構５３２により、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。回転機構５３２は、本開示における第６のアクチュエータに相当する。
　他の点については、第３の実施形態の構成は第１の実施形態の構成と同様である。
　４．２　動作
　プリズム４２を通過した光ビームのうちの第１の部分Ｂ１は、平行平面基板６１の外側を通過してグレーティング５１に入射する。光ビームの第２の部分Ｂ２及び第３の部分Ｂ３は、平行平面基板６１の内部を透過する。光ビームの第２の部分Ｂ２は、平行平面基板６５の外側を通過してグレーティング５２に入射する。光ビームの第３の部分Ｂ３は、平行平面基板６５の内部を透過してグレーティング５３に入射する。すなわち、ビーム分離光学系６０ｇは、光ビームの第１の部分Ｂ１をグレーティング５１に入射させ、光ビームの第２の部分Ｂ２をグレーティング５２に入射させ、光ビームの第３の部分Ｂ３をグレーティング５３に入射させる。
　このとき、光ビームの第２の部分Ｂ２の光路軸は第１の部分Ｂ１の光路軸に対して＋Ｖ方向にシフトし、光ビームの第３の部分Ｂ３の光路軸は第２の部分Ｂ２の光路軸に対してさらに＋Ｖ方向にシフトする。このように、ビーム分離光学系６０ｇは、光ビームの第１の部分Ｂ１と、第２の部分Ｂ２と、第３の部分Ｂ３とを互いに分離させる。
　リニアステージ６５２がＶ軸の方向における平行平面基板６５の位置を変化させることにより、第２の部分Ｂ２と第３の部分Ｂ３とのエネルギー比率が変化する。
　リニアステージ６１２がＶ軸の方向における平行平面基板６１の位置を変化させることにより、第１の部分Ｂ１のエネルギーと、第２の部分Ｂ２及び第３の部分Ｂ３の合計のエネルギーとのエネルギー比率が変化する。その結果、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が変化する。
　露光制御プロセッサ１１０（図２参照）は、レーザ制御プロセッサ３０に、第１～第３波長の目標値と、第１～第３の部分Ｂ１～Ｂ３のエネルギー比率の目標値を送信する。
　レーザ制御プロセッサ３０は、第１波長の目標値に基づいて回転機構５１２を制御し、第２波長の目標値に基づいて回転機構５２２を制御する他、第３波長の目標値に基づいて回転機構５３２を制御する。回転機構５３２が、グレーティング５３の姿勢を変化させることにより、光ビームの第３の部分Ｂ３のグレーティング５３に対する第３の入射角が調整される。
　レーザ制御プロセッサ３０は、第１～第３の部分Ｂ１～Ｂ３のエネルギー比率の目標値に基づいてリニアステージ６１２及び６５２を制御する。
　平行平面基板６５を光ビームの光路から退避させることにより、第３の部分Ｂ３のエネルギー比率を０にしてもよい。すなわち、光ビームがグレーティング５１及び５２に入射し、グレーティング５３には入射しない２波長モードに切り換えられてもよい。
　平行平面基板６１を光ビームの光路から退避させることにより、第２の部分Ｂ２及び第３の部分Ｂ３のエネルギー比率を０にしてもよい。すなわち、光ビームの全体が第１の部分Ｂ１としてグレーティング５１に入射する１波長モードに切り換えられてもよい。
　他の点については、第３の実施形態の動作は第１の実施形態の動作と同様である。
　４．３　他の構成例
　第３の実施形態においては、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５１～５３のそれぞれを回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第１の変形例と同様に、グレーティング５１が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２を回転可能にしてもよい。あるいは、グレーティング５１が一定の姿勢に維持されるようにして、第２の変形例のようなプリズム４３が設けられてもよい。
　第３の実施形態においては、狭帯域化装置１４ｇが３波長を選択するようにしたが、本開示はこれに限定されない。グレーティングを４つ以上設けて、４波長以上を選択するようにしてもよい。
　４．４　作用
　第３の実施形態は、第５のアクチュエータであるリニアステージ６５２と、第６のアクチュエータである回転機構５３２と、プリズム４２を通過した光ビームの光路においてグレーティング５１及び５２と並んで配置されたグレーティング５３と、をさらに備えている。ビーム調整光学系は、光ビームの第３の部分Ｂ３をグレーティング５３に入射させる。リニアステージ６５２はビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子である平行平面基板６５の位置を調整することにより第２の部分Ｂ２と第３の部分Ｂ３とのエネルギー比率を調整する。回転機構５３２は第３の部分Ｂ３のグレーティング５３に対する入射角を調整する。これにより、狭帯域化ガスレーザ装置１から出力されるパルスレーザ光に含まれる第１～第３の波長成分のエネルギー比率を調整することができる。
５．光ビームをミラーで分岐させる狭帯域化装置
　５．１　構成及び動作
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、第４の実施形態における狭帯域化装置１４ｈの構成を概略的に示す。図１１Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｈを示し、図１１Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｈを示す。
　狭帯域化装置１４ｈは、ビーム調整光学系として、ビーム分離光学系６０ａと、ビームシフト光学系６０ｄと、ミラー７１と、の組合せを含む。
　狭帯域化装置１４ｈは、グレーティング５１ｈ及び５２ｈを含む。
　　５．１．１　ビーム調整光学系
　第４の実施形態におけるビーム分離光学系６０ａ及びビームシフト光学系６０ｄは、第２の実施形態において対応するものと同様である。
　ミラー７１は、プリズム４２及びビームシフト光学系６０ｄを通過した光ビームの光路のうち、ビーム分離光学系６０ａによって光ビームの第１の部分Ｂ１から＋Ｖ方向に分離された第２の部分Ｂ２の光路と重なるように配置されている。ミラー７１は、光ビームの第２の部分Ｂ２が入射するミラー７１の表面がＶ軸の方向に平行となるように配置されている。第２の部分Ｂ２は、ミラー７１によって反射されることによってＨＺ面に平行な面内で進行方向を変えられる。これにより、ビーム調整光学系は、光ビームを第１の部分Ｂ１とミラー７１によって反射された第２の部分Ｂ２とに分岐させる。
　ミラー７１は、ホルダ７１１によって支持されている。ホルダ７１１は、光ビームの第１の部分Ｂ１の光路外に位置するように配置される。光ビームの第１の部分Ｂ１が第２の部分Ｂ２よりも重力方向の下方側に位置する場合には、ホルダ７１１は、重力方向と反対側に配置される。例えば、ホルダ７１１は、狭帯域化装置１４ｈを収容する図示しない筐体の天板に固定される。
　　５．１．２　グレーティング５１ｈ及び５２ｈ
　グレーティング５１ｈは、光ビームの第１の部分Ｂ１の光路に配置され、グレーティング５２ｈは、ミラー７１によって反射された光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されている。グレーティング５１ｈ及び５２ｈは、Ｖ軸の方向に並んで配置されていなくてもよい。グレーティング５１ｈ及び５２ｈは、ＨＺ面に平行な面内の異なる位置に配置されることができ、図１１Ｂに示されるように、グレーティング５１ｈの＋Ｖ側の端部５１ｈｅは、グレーティング５２ｈの－Ｖ側の端部５２ｈｅよりも＋Ｖ側に位置してもよい。すなわち、グレーティング５１ｈ及び５２ｈのＶ軸方向の位置がオーバーラップするようにグレーティング５１ｈ及び５２ｈが配置されてもよい。
　グレーティング５１ｈは、ホルダ５１１ｈによって支持されている。グレーティング５１ｈは、回転機構５１２ｈにより、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
　グレーティング５２ｈは、ホルダ５２１ｈによって支持されている。グレーティング５２ｈは、回転機構５２２ｈにより、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
　他の点については、第４の実施形態の構成及び動作は第２の実施形態の構成及び動作と同様である。
　５．２　他の構成例
　第４の実施形態においては、ビーム調整光学系が第２の実施形態と同様のビーム分離光学系６０ａ及びビームシフト光学系６０ｄを備えるようにしたが、本開示はこれに限定されない。ビーム分離光学系６０ａ及びビームシフト光学系６０ｄの両方を備える代わりに、第１の実施形態と同様のビーム分離光学系６０ａで分離された光ビームの第１の部分Ｂ１をグレーティング５１ｈに入射させ、第２の部分Ｂ２をミラー７１に入射させてグレーティング５２ｈに入射させるようにしてもよい。
　第４の実施形態においては、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング５１ｈ及び５２ｈのそれぞれを回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第１の変形例と同様に、グレーティング５１ｈ及び５２ｈのいずれか１つが一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２を回転可能にしてもよい。あるいは、グレーティング５１ｈが一定の姿勢に維持されるようにして、第２の変形例のようなプリズム４３を設けてもよい。
　第４の実施形態においては、ビーム調整光学系がビームシフト光学系６０ｄを備えるようにしたが、本開示はこれに限定されない。ビームシフト光学系６０ｄの代わりに、第４の変形例と同様のビームシフト光学系６０ｅが用いられてもよい。
　第４の実施形態においては、ビーム調整光学系が１つのミラー７１を含んでいるが、本開示はこれに限定されない。２つ以上のミラーを用いて光ビームを第１～第３の部分Ｂ１～Ｂ３に分岐させ、第３の実施形態と同様に３波長以上の波長選択をしてもよい。
　５．３　作用
　第４の実施形態によれば、ビーム調整光学系が、プリズム４２を通過した光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されたミラー７１を含み、ビーム調整光学系が、光ビームを第１の部分Ｂ１とミラー７１によって反射された第２の部分Ｂ２とに分岐させる。そして、グレーティング５１ｈは第１の部分Ｂ１の光路に配置され、グレーティング５２ｈは第２の部分Ｂ２の光路に配置される。これによれば、グレーティング５１ｈ及び５２ｈをＶ軸の方向に並べて配置しなくてもよくなり、グレーティング５１ｈ及び５２ｈを支持したり回転させたりする機構を配置するための空間の制約が少なくなるので、狭帯域化装置１４ｈの設計が容易になる。
　第４の実施形態によれば、ミラー７１は、光ビームの光路の断面のうちのグレーティング５１ｈ及び５２ｈのいずれかの溝に平行なＶ軸の方向における一端側の位置に配置され、光ビームの第２の部分Ｂ２の進行方向を、溝に垂直なＨＺ面に平行な面内で変更する。これによれば、グレーティング５１ｈ及び５２ｈをＨＺ面に平行な面内の異なる位置に配置し、Ｖ軸の方向におけるグレーティング５１ｈ及び５２ｈの位置がオーバーラップするようにグレーティング５１ｈ及び５２ｈを配置することができる。
６．ミラーの位置によりエネルギー比率を調整する狭帯域化装置
　６．１　構成
　図１２Ａ及び図１２Ｂは、第５の実施形態における狭帯域化装置１４ｉの構成を概略的に示す。図１２Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｉを示し、図１２Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｉを示す。
　狭帯域化装置１４ｉは、ビーム調整光学系として、ミラー７２を含む。
　ミラー７２は、プリズム４２を通過した光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されている。ミラー７２は、光ビームの一部が入射するミラー７２の表面がＶ軸の方向に平行となるように配置されている。
　ミラー７２は、ホルダ７２１によって支持されている。ミラー７２は、回転機構７２２により、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。さらに、ミラー７２は、リニアステージ７２３によって、－Ｖ方向及び＋Ｖ方向に移動できるように構成されている。ホルダ７２１、回転機構７２２、及びリニアステージ７２３は、光ビームの第１の部分Ｂ１の光路外に位置するように配置される。第５の実施形態において、回転機構７２２は本開示における第２のアクチュエータに相当し、リニアステージ７２３は本開示における第３のアクチュエータに相当する。
　グレーティング５１ｈ及び５２ｈは、いずれも一定の姿勢を維持するように、それぞれホルダ５１１ｈ及び５２１ｈによって支持されている。グレーティング５１ｈを回転させる回転機構及びグレーティング５２ｈを回転させる回転機構のいずれか又は両方は設けられていなくてもよい。
　プリズム４２は、回転ステージ４２２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能となっている。第５の実施形態において、回転ステージ４２２は本開示における第１のアクチュエータに相当する。
　他の点については、第５の実施形態の構成は第４の実施形態の構成と同様である。
　６．２　動作
　プリズム４２を通過した光ビームのうちの第１の部分Ｂ１は、ミラー７２に入射することなくミラー７２よりも－Ｖ側の空間を通過してグレーティング５１ｈに入射する。光ビームの第２の部分Ｂ２は、ミラー７２に入射し、ミラー７２によって反射されることによってＨＺ面に平行な面内で進行方向を変えられてグレーティング５２ｈに入射する。すなわち、ミラー７２を含むビーム調整光学系は、光ビームの第１の部分Ｂ１をグレーティング５１ｈに入射させ、光ビームの第２の部分Ｂ２をグレーティング５２ｈに入射させる。このように、ミラー７２を含むビーム調整光学系は、光ビームの一部を反射することにより、光ビームを第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とに分岐させる。
　また、リニアステージ７２３がＶ軸の方向におけるミラー７２の位置を変化させることにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が変化する。
　回転機構７２２によってミラー７２を僅かに回転させると、ミラー７２からグレーティング５２ｈに向けて出射する光ビームの第２の部分Ｂ２の進行方向がＨＺ面に平行な面内で僅かに変化する。これにより、ミラー７２からグレーティング５２ｈに入射する光ビームの第２の部分Ｂ２の入射角が変化する。よって、第２の波長が変化する。
　回転ステージ４２２によってプリズム４２を僅かに回転させると、プリズム４２からミラー７２及びグレーティング５１ｈに向けて出射する光ビームの進行方向がＨＺ面に平行な面内で僅かに変化する。これにより、プリズム４２からグレーティング５１ｈ及び５２ｈに入射する光ビームの入射角が変化する。よって、第１の波長と第２の波長との両方が変化する。
　他の点については、第５の実施形態の動作は第４の実施形態の動作と同様である。
　６．３　他の構成例
　第５の実施形態においては、グレーティング５１ｈ及び５２ｈのそれぞれは回転させずに、プリズム４２及びミラー７２をそれぞれ回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。Ｖ軸に平行な軸周りに回転させない光学素子と回転可能な光学素子との組合せは以下の［１］～［３］のいずれでもよい。
［１］回転させない光学素子：プリズム４２、ミラー７２
回転可能な光学素子：グレーティング５１ｈ及び５２ｈ
［２］回転させない光学素子：グレーティング５１ｈ、ミラー７２
回転可能な光学素子：プリズム４２、グレーティング５２ｈ
［３］回転させない光学素子：プリズム４２、グレーティング５２ｈ
回転可能な光学素子：グレーティング５１ｈ、ミラー７２
　あるいは、第２の変形例のような回転可能なプリズム４３を設けて、その他のＶ軸に平行な軸周りに回転させない光学素子と回転可能な光学素子との組合せを以下の［４］及び［５］のいずれかとしてもよい。
［４］回転させない光学素子：プリズム４２、グレーティング５１ｈ及び５２ｈ
回転可能な光学素子：ミラー７２
［５］回転させない光学素子：プリズム４２、グレーティング５１ｈ、ミラー７２
回転可能な光学素子：グレーティング５２ｈ
　第５の実施形態においては、ビーム調整光学系が１つのミラー７２を含んでいるが、本開示はこれに限定されない。２つ以上のミラーを用いて光ビームを第１～第３の部分Ｂ１～Ｂ３に分岐させ、第３の実施形態と同様に３波長以上の波長選択をしてもよい。
　６．４　作用
　第５の実施形態によれば、第２のアクチュエータである回転機構７２２によって、ミラー７２をグレーティング５２ｈの溝に平行な軸周りに回転させる。グレーティング５２ｈの溝に平行な軸はＶ軸である。これにより、光ビームの第２の部分Ｂ２のグレーティング５２ｈに対する第２の入射角が調整され、第２の波長を制御することができる。
　第５の実施形態によれば、第３のアクチュエータであるリニアステージ７２３によって、ミラー７２をグレーティング５２ｈの溝に平行なＶ軸の方向に移動させる。これにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整することができる。また、平行平面基板を用いなくても第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２と分岐させることができる。
７．その他
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　光ビームの光路に配置された第１のプリズムと、
    　第１及び第２のグレーティングであって、前記第１のプリズムを通過した前記光ビームの光路において、前記第１及び第２のグレーティングのいずれかの溝の方向において異なる位置に配置された前記第１及び第２のグレーティングと、
    　前記第１及び第２のグレーティングの少なくともいずれかのグレーティングと前記第１のプリズムとの間の前記光ビームの光路に配置され、前記光ビームの第１の部分を前記第１のグレーティングに入射させ、前記光ビームの第２の部分を前記第２のグレーティングに入射させるビーム調整光学系と、
    　前記第１の部分の前記第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、
    　前記第２の部分の前記第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、
    　前記ビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを調整することにより前記第１の部分と前記第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、
    を備える狭帯域化装置。
  2. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第１のアクチュエータは、前記第１のグレーティングを前記溝の方向に平行な軸周りに回転させる
    狭帯域化装置。
  3. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第２のアクチュエータは、前記第２のグレーティングを前記溝の方向に平行な軸周りに回転させる
    狭帯域化装置。
  4. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ビーム調整光学系は、前記光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されたビーム分離光学系であって、前記光ビームの一部を透過させることにより、前記第１の部分から前記第２の部分を分離させ、前記第３のアクチュエータによって前記ビーム分離光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置を変化させることにより、前記第１の部分と前記第２の部分とのエネルギー比率を変化させる、前記ビーム分離光学系を含む
    狭帯域化装置。
  5. 　請求項４に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ビーム分離光学系は平行平面基板を含み、
    　前記第３のアクチュエータは、前記溝に垂直な面と交差する方向に前記平行平面基板を移動させる
    狭帯域化装置。
  6. 　請求項５に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第３のアクチュエータは、前記平行平面基板を前記光ビームの光路から退避させることにより、前記第１の部分に対する前記第２の部分のエネルギー比率を０にする
    狭帯域化装置。
  7. 　請求項５に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記平行平面基板は、前記平行平面基板の内部から前記第２のグレーティングに向けて前記第２の部分が出射する出射表面と、前記第１の部分に面し、前記出射表面と鋭角をなす端面と、を含む
    狭帯域化装置。
  8. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第１のアクチュエータは、前記第１のプリズムを回転させる
    狭帯域化装置。
  9. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第１の部分の光路に配置された第２のプリズムをさらに含み、
    　前記第１のアクチュエータは、前記第２のプリズムを回転させる
    狭帯域化装置。
  10. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ビーム調整光学系は、前記光ビームの光路に配置され、前記光ビームを透過させて前記光ビームを前記第１及び第２のグレーティングに入射させるビームシフト光学系であって、前記第３のアクチュエータによって前記ビームシフト光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを変化させることにより、前記ビームシフト光学系から前記第１及び第２のグレーティングに入射する前記光ビームの位置を前記溝に垂直な面と交差する方向に変化させる、前記ビームシフト光学系を含む
    狭帯域化装置。
  11. 　請求項１０に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ビームシフト光学系は平行平面基板を含み、
    　前記第３のアクチュエータは、前記光ビームの進行方向と前記溝の方向との両方に垂直な軸周りに前記平行平面基板を回転させる
    狭帯域化装置。
  12. 　請求項１０に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ビーム調整光学系は第３及び第４のプリズムを含み、
    　前記第３のアクチュエータは、前記第３及び第４のプリズムのうちの少なくとも１つを、前記第３及び第４のプリズムの間の距離が変化するように移動させる
    狭帯域化装置。
  13. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ビーム調整光学系は、
    　　前記光ビームの光路に配置され、前記光ビームを透過させるビームシフト光学系であって、前記第３のアクチュエータによって前記ビームシフト光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを変化させることにより、前記ビームシフト光学系から前記第１のグレーティングに入射する前記光ビームの位置を前記第１のグレーティングの前記溝に垂直な面と交差する方向に変化させる、前記ビームシフト光学系と、
    　　前記ビームシフト光学系を透過した前記光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されたビーム分離光学系であって、前記光ビームの一部を透過させることにより、前記第１の部分から前記第２の部分を分離させる前記ビーム分離光学系と、
    を備える
    狭帯域化装置。
  14. 　請求項１３に記載の狭帯域化装置であって、
    　第４のアクチュエータをさらに備え、
    　前記ビーム分離光学系は、前記第４のアクチュエータによって前記ビーム分離光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置を変化させることにより、前記第１の部分と前記第２の部分とのエネルギー比率を変化させる
    狭帯域化装置。
  15. 　請求項１に記載の狭帯域化装置であって、
    　第５及び第６のアクチュエータと、
    　前記第１のプリズムを通過した前記光ビームの光路において、前記第１及び第２のグレーティングと並んで配置された第３のグレーティングと、
    をさらに備え、
    　前記ビーム調整光学系は、前記光ビームの第３の部分を前記第３のグレーティングに入射させ、
    　前記第５のアクチュエータは、前記第２の部分と前記第３の部分とのエネルギー比率を調整し、
    　前記第６のアクチュエータは、前記第３の部分の前記第３のグレーティングに対する入射角を調整する
    狭帯域化装置。
  16. 　光ビームの光路に配置されたプリズムと、
    　前記プリズムを通過した前記光ビームの光路の断面の一部と重なるように配置されたミラーを含み、前記光ビームを、第１の部分と、前記ミラーによって反射された第２の部分とに分岐させるビーム調整光学系と、
    　前記第１の部分の光路に配置された第１のグレーティングと、
    　前記第２の部分の光路に配置された第２のグレーティングと、
    　前記第１の部分の前記第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、
    　前記第２の部分の前記第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、
    　前記第１の部分と前記第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、
    を備える狭帯域化装置。
  17. 　請求項１６に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記ミラーは、前記第２の部分の進行方向を前記第２のグレーティングの溝に垂直な面内で変更する
    狭帯域化装置。
  18. 　請求項１６に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第２のアクチュエータは、前記ミラーを前記第２のグレーティングの溝の方向に平行な軸周りに回転させる
    狭帯域化装置。
  19. 　請求項１６に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第３のアクチュエータは、前記ミラーを前記第２のグレーティングの溝の方向に移動させる
    狭帯域化装置。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　レーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、
    　前記パルスレーザ光を露光装置に出力し、
    　電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記パルスレーザ光を露光する
    ことを含み、
    　前記レーザ装置は、レーザチャンバと、狭帯域化装置を含む光共振器と、を含み、
    　前記狭帯域化装置は、
    　光ビームの光路に配置された第１のプリズムと、
    　第１及び第２のグレーティングであって、前記第１のプリズムを通過した前記光ビームの光路において、前記第１及び第２のグレーティングのいずれかの溝の方向において異なる位置に配置された前記第１及び第２のグレーティングと、
    　前記第１及び第２のグレーティングの少なくともいずれかのグレーティングと前記第１のプリズムとの間の前記光ビームの光路に配置され、前記光ビームの第１の部分を前記第１のグレーティングに入射させ、前記光ビームの第２の部分を前記第２のグレーティングに入射させるビーム調整光学系と、
    　前記第１の部分の前記第１のグレーティングに対する入射角を調整する第１のアクチュエータと、
    　前記第２の部分の前記第２のグレーティングに対する入射角を調整する第２のアクチュエータと、
    　前記ビーム調整光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子の位置及び姿勢のいずれかを調整することにより前記第１の部分と前記第２の部分とのエネルギー比率を調整する第３のアクチュエータと、
    を備える
    電子デバイスの製造方法。
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