WO2021186743A1 - 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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貴仁 熊▲崎▼
若林　理
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    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • 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 is the first and second prisms, the first and second prisms arranged at different positions in any of the wavelength dispersion directions of the first and second prisms.
  • Two prisms and two prisms are arranged in the optical path of the light beam, the beam width of the light beam is expanded so that the first part of the light beam is incident on the first prism, and the second part of the light beam is the second prism.
  • the narrowing band device is the first and second prisms, wherein the first and second prisms are arranged at different positions in any of the wavelength dispersion directions of the first and second prisms.
  • the second prism and the second part of the light beam are arranged in the optical path of the light beam, the beam width of the light beam is expanded so that the first part of the light beam is incident on the first prism, and the second part of the light beam is second. It is arranged in the optical path of the third prism incident on the prism, the first grating arranged in the optical path of the first portion passing through the first prism, and the optical path of the second portion passing through the second prism.
  • a third actuator for adjusting the energy ratio between the first portion and the second portion is provided.
  • 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 band device is the first and second prisms, the first and second prisms arranged at different positions in the wavelength dispersion direction of either the first and second prisms, and the light beam.
  • With a third prism arranged in the optical path to expand the beam width of the light beam so that the first portion of the light beam is incident on the first prism and the second portion of the light beam is incident on the second prism.
  • a first portion that adjusts the angle of incidence on the grating of the first portion and the grating arranged across the optical path of the first portion that has passed through the first prism and the optical path of the second portion that has passed through the second prism. It includes one actuator, a second actuator that adjusts the incident angle of the second portion with respect to the grating, and 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 light is output to the exposure device, and the light is exposed in the exposure device in order to manufacture the electronic device. It involves exposing a pulsed laser beam onto a substrate.
  • the laser apparatus includes a laser chamber and an optical resonator including a narrowing apparatus.
  • the narrowing band device is the first and second prisms, the first and second prisms arranged at different positions in the wavelength dispersion direction of either the first and second prisms, and the light beam.
  • 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 and 4B 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 and 9B schematically show the configuration of the band narrowing device in the fifth modification.
  • 10A and 10B schematically show the configuration of the band narrowing device in the second embodiment.
  • 11A and 11B schematically show the configuration of the band narrowing device in the sixth modification.
  • 12A and 12B schematically show the configuration of the band narrowing device in the seventh modification.
  • Band narrowing device capable of adjusting the energy ratio of a plurality of wavelength components 2.1 First embodiment 2.1.1 Configuration 2.1.2 Operation 2.1.3 Other configuration examples 2.1.4 Operation 2.2 First modification example 2.2.1 Configuration and operation 2.2.2 Action 2.3 Second modification example 2.3.1 Configuration 2.3.2 Operation 2.3.3 Other configurations Example 2.3.4 Action 2.4 Third variant 2.4.1 Configuration 2.4.2 Operation 2.4.3 Other configuration example 2.4.4 Action 2.5 Fourth variant 2.5.1 Configuration 2.5.2 Operation 2.5.3 Other Configuration Examples 2.5.4 Action 2.6 Fifth Modification 2.6.1 Configuration 2.6.2 Operation 2.6 .3 Other configuration examples 2.6.4 Action 3.
  • Band narrowing device including a plurality of gratings 3.1 Second embodiment 3.1.1 Configuration 3.1.2 Operation 3.13 Other configuration examples 3.1.4 Action 3.2 Sixth Modification example 3.2.1 Configuration 3.2.2 Operation 32.3 Other configuration example 3.2.4 Action 3.3 7th variant 33.1 Configuration 3.3.2 Operation 3 .3.3 Other configuration examples 3.3.4 Action 4. 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 band narrowing device 14 includes prisms 41 to 44 and a grating 50.
  • the prism 44 is arranged in the optical path of the light beam emitted from the window 10a.
  • the prism 44 is supported by the holder 441.
  • the prism 43 is arranged in the optical path of the light beam that has passed through the prism 44.
  • the prism 43 corresponds to the third prism in the present disclosure.
  • the prism 43 is supported by the holder 431.
  • the prisms 41 and 42 are arranged at different positions in the optical path of the light beam passing through the prism 43 in the wavelength dispersion direction DD of any of the prisms 41 and 42.
  • the prism 41 corresponds to the first prism in the present disclosure
  • the prism 42 corresponds to the second prism in the present disclosure.
  • the prism 41 is supported by the holder 411
  • the prism 42 is supported by the holder 421.
  • the positions of the prisms 41 and 42 are set so that the light beam that has passed through the prism 43 is incident across the prisms 41 and 42.
  • the wavelength dispersion direction DD of the prism is the direction in which the refraction angle of light on the surface of the prism is dispersed according to the wavelength. In the examples shown in FIGS. 3A and 3B, the wavelength dispersion direction DDs of the prisms 41 and 42 are the same.
  • Prism 41 to 44 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 to 44 are arranged so that the surfaces of the prisms 41 to 44 from which the light beam enters and exits are parallel to the V axis.
  • the prism 41 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 412, and the prism 42 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 422.
  • the grating 50 is arranged across the optical paths of both the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 41 and the second portion B2 of the light beam that has passed through the prism 42.
  • the direction of the groove of the grating 50 coincides with the direction of the V axis.
  • the grating 50 is supported by the holder 501.
  • 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 44 and 43, 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 44 and 43 and toward the prisms 41 and 42 substantially coincides with the ⁇ Z direction as an example.
  • the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 43 is incident on the prism 41, and the second portion B2 is incident on the prism 42.
  • the angle of incidence of the light beam incident on the prisms 41 and 42 depends on the respective postures of the prisms 41 and 42.
  • the light beam incident on the prisms 41 and 42 is changed in the traveling direction according to the respective postures of the prisms 41 and 42, and is emitted toward the grating 50.
  • the light incident on the grating 50 from the prisms 41 and 42 is reflected by the plurality of grooves of the grating 50 and diffracted in a direction corresponding to the wavelength of the light.
  • the light reflected by the plurality of grooves of the grating 50 is dispersed in the plane parallel to the HZ plane.
  • the prism 41 includes the incident angle of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 50 from the prism 41, the diffraction angle of the light of the desired first wavelength among the diffracted light diffracted by the grating 50, and the diffraction angle of the light. Are placed in a matching posture.
  • the prism 42 includes the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 50 from the prism 42, the diffraction angle of the light of the desired second wavelength among the diffracted light diffracted by the grating 50, and the diffraction angle of the light. Are placed in a matching posture.
  • the incident angles of the light beams incident on the grating 50 from the prisms 41 and 42 are different from each other, the first wavelength of the diffracted light returned from the grating 50 to the prism 41 and the second wavelength of the diffracted light returned from the grating 50 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 44 to the grating 50, but the light beam having the selected wavelength by the narrowing device 14 has a path opposite to these dashed arrows. From the grating 50 to the prism 44.
  • the prisms 41 to 44 reduce the beam width of the light returned from the grating 50 in a plane parallel to the HZ plane, and return the light into the laser chamber 10 through the window 10a.
  • the rotary stages 412 and 422 are controlled by the laser control processor 30 (see FIG. 2).
  • the rotating stage 412 slightly rotates the prism 41
  • the traveling direction of the first portion B1 of the light beam emitted from the prism 41 toward the grating 50 changes slightly in a plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 50 from the prism 41 changes slightly. Therefore, the first wavelength changes.
  • the rotating stage 422 slightly rotates the prism 42
  • the traveling direction of the second portion B2 of the light beam emitted from the prism 42 toward the grating 50 changes slightly in a plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 50 from the prism 42 changes slightly. Therefore, 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 and 4B show the configuration of the band narrowing device 14a in the first embodiment. Schematically shown.
  • FIG. 4A shows the band narrowing device 14a seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 4B shows the band narrowing device 14a viewed in the ⁇ H direction.
  • the narrowing band device 14a includes a parallel plane substrate 61 as a beam shift optical system.
  • the parallel plane substrate 61 is arranged in the optical path of the light beam emitted from the window 10a.
  • the parallel plane substrate 61 is arranged in the optical path of the light beam between the window 10a and the prism 44.
  • 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 arranged so that the surfaces of the parallel plane substrate 61 into which the light beam enters and exits are parallel to the V axis.
  • the parallel plane substrate 61 is configured to be rotatable about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 612. In the first embodiment, the rotary stage 612 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 61 refracts the light beam in opposite directions at the same angle between the surface on which the light beam emitted from the window 10a is incident and the surface on which the light beam is emitted toward the prism 44. Let the light beam pass through. Therefore, the light beam emitted from the parallel plane substrate 61 has the same traveling direction as the light beam incident on the parallel plane substrate 61, and the optical path axis is in the direction of the H axis according to the posture of the parallel plane substrate 61. Shifts.
  • the optical path axis refers to the central axis of the optical path.
  • the light beam transmitted through the parallel plane substrate 61 is incident on the prism 44 and then on the prism 43.
  • the prisms 44 and 43 transmit the light beam while expanding the beam width of the light beam in a plane parallel to the HZ plane.
  • the prism 43 causes the first portion B1 of the light beam to be incident on the prism 41 and the second portion B2 of the light beam to be incident on the prism 42.
  • the first portion B1 passes through the inside of the prism 41 and is incident on the grating 50.
  • the second portion B2 passes through the inside of the prism 42 and is incident on the grating 50.
  • the amount of shift in the direction of the H axis when the light beam passes through the parallel plane substrate 61 changes, and the light beam incident on the prisms 41 to 44 changes.
  • Each position changes in the direction of the H axis.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes.
  • the parallel plane substrate 61 is rotated clockwise in FIG. 4A
  • the energy ratio of the first portion B1 decreases, and when it is rotated counterclockwise, the energy of the first portion B1 is reduced.
  • 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 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 stage 412 based on the target value of the first wavelength.
  • the rotating stage 412 changes the posture of the prism 41 and adjusts the incident angle (first incident angle) of the first portion B1 of the light beam with respect to the grating 50.
  • the laser control processor 30 controls the rotation stage 422 based on the target value of the second wavelength.
  • the rotating stage 422 changes the posture of the prism 42 and adjusts the incident angle (second incident angle) of the second portion B2 of the light beam with respect to the grating 50.
  • the laser control processor 30 controls the rotation stage 612 based on the target value of the energy ratio. As a result, the rotating stage 612 adjusts the posture 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 parallel plane substrate 61 is arranged in the optical path of the light beam between the window 10a and the prism 44, but the present disclosure is not limited to this.
  • the parallel plane substrate 61 may be arranged between the prism 44 and the prism 43, or between the prism 43 and the prisms 41 and 42.
  • a parallel plane substrate 61 that can rotate around an axis parallel to the V axis is shown. Disclosure is not limited to this.
  • the optical path axis of the light beam may be shifted in the direction of the H axis by combining a plurality of prisms (not shown) each having an entrance / exit surface parallel to the direction of the V axis. By changing the position of at least one of these prisms, the shift amount in the direction of the H axis may be changed.
  • the band narrowing device 14a has prisms 41 and 42 arranged at different positions in the wavelength dispersion direction DD (see FIGS. 3A and 3B), and the beam width of the light beam.
  • the optical path of the prism 43 which causes the first portion B1 of the light beam to be incident on the prism 41 and the second portion B2 of the light beam, which is incident on the prism 42, and the optical path of the first portion B1 which has passed through the prism 41.
  • a grating 50 arranged across the optical path of the second portion B2 that has passed through the prism 42.
  • the rotation stage 412 which is the first actuator, rotates the prism 41 to adjust the first incident angle of the first portion B1 of the light beam with respect to the grating 50
  • the rotation stage 422, which is the second actuator rotates the prism 42. Rotate to adjust the second angle of incidence of the second portion B2 of the light beam with respect to the grating 50
  • the rotation stage 612 which is the third actuator, adjusts the energy ratio between the first portion B1 and the second portion 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.
  • the cross-sectional shape of the resist film can be made into a desired shape.
  • the band narrowing device 14a includes a parallel plane substrate 61 which is a beam shift optical system.
  • the beam shift optical system is arranged in the optical path of the light beam, transmits the light beam, causes the light beam to enter the prism 44, and then causes the light beam to enter the prism 43.
  • the rotation stage 612 changes the posture of the parallel plane substrate 61, which is at least one optical element included in the beam shift optical system, so that the position of the light beam incident on the prism 43 from the beam shift optical system is changed. Is changed in the direction intersecting the VZ plane parallel to both the optical path axis of the light beam and the groove of the grating 50.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted with a simple configuration, and the first wavelength component and the second wavelength component included in the pulsed laser light output from the narrow band gas laser apparatus 1 are used.
  • the energy ratio with the wavelength component of can be adjusted.
  • 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 43 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation stage 432.
  • the rotary stage 432 corresponds to the first actuator in the present disclosure.
  • the prism 41 is supported to maintain a constant posture.
  • the configuration and operation of the first modification are the same as the configuration and operation of the first embodiment described with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • the rotation stage 432 which is the first actuator, rotates the prism 43.
  • the incident angle of the light beam incident on the grating 50 from the prism 43 via the prisms 41 and 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. Therefore, by controlling both the rotation stages 422 and 432, the first wavelength and the second wavelength can be brought closer to the respective target values.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 also changes.
  • the posture of the parallel plane substrate 61 is controlled to form the first portion B1.
  • the energy ratio with the second portion B2 may be adjusted.
  • 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 linear stage 413.
  • the linear stage 413 is configured to integrally move the prisms 41 and 42 together with the holders 411 and 421 and the rotary stages 412 and 422, respectively.
  • the moving directions of the prisms 41 and 42 by the linear stage 413 are the directions intersecting the VZ plane.
  • the direction intersecting the VZ plane is the direction intersecting the plane parallel to both the optical path axis of the light beam incident on the prisms 41 and 42 from the prism 43 and the groove of the grating 50, and for example, any of the prisms 41 and 42.
  • the wavelength dispersion direction DD see FIGS. 3A and 3B).
  • the linear stage 413 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 61 (see FIGS. 4A and 4B) may not be present.
  • the prisms 43 and 42 are made rotatable so that the prisms 43 are maintained in a constant posture, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prisms 42 and 43 similarly to the first modification, may be rotatable so that the prism 41 is maintained in a constant posture.
  • the linear stage 413 which is the third actuator, is parallel to both the optical path axis of the light beam incident on the prisms 41 and 42 from the prism 43 and the groove of the grating 50.
  • the prisms 41 and 42 are moved in the direction intersecting the VZ plane. Thereby, the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component of the pulsed laser light can be adjusted without the parallel plane substrate 61.
  • 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 band narrowing device 14d includes a shading plate 71.
  • the light-shielding plate 71 is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the second portion B2 of the light beam that has passed through the prism 42.
  • the shading plate 71 is supported by the holder 711.
  • the light-shielding plate 71 is configured to be movable in a direction intersecting the optical path axis of the second portion B2 by the linear stage 712.
  • the linear stage 712 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 61 may not be provided.
  • the shading plate 71 absorbs a part of the second portion B2 of the light beam or reflects it out of the optical path of the light beam. As a result, the energy of the second portion B2 incident on the grating 50 is reduced as compared with the case where the light-shielding plate 71 is not provided.
  • the linear stage 712 moves the position of the shading plate 71, the energy of the second portion B2 incident on the grating 50 changes before and after the movement. Thereby, the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 can be adjusted.
  • the energy ratio of the second portion B2 is set to 0, and laser oscillation in the one-wavelength mode is possible. If the entire light-shielding plate 71 is retracted from the second portion B2, the energy ratio of the second portion B2 can be maximized.
  • the configuration and operation of the third modification is the same as the configuration and operation of the first embodiment.
  • the shading plate 71 is arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam between the prism 42 and the grating 50. Not limited to this.
  • the shading plate 71 may be arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam between the prism 43 and the prism 42.
  • the prisms 43 are kept in a constant posture so that the prisms 41 and 42 can rotate, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prisms 42 and 43 similarly to the first modification, may be rotatable so that the prism 41 is maintained in a constant posture.
  • the prisms 41 and 43 may be rotatable so that the prisms 42 are maintained in a constant position.
  • the narrowing device 14d includes a shading plate 71 arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the second portion B2 of the light beam.
  • the linear stage 712 which is the third actuator, moves the light-shielding plate 71 in the direction intersecting the optical path axis of the second portion B2.
  • 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 band narrowing device 14e includes a parallel plane substrate 62 in addition to the parallel plane substrate 61.
  • the parallel plane substrate 62 corresponds to the beam separation optical system in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 62 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 43.
  • the parallel plane substrate 62 is arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam between the prism 43 and 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 incident surface 623 on which a part of the light beam passing through the prism 43 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 prism 42.
  • the incident surface 623 and the exit surface 624 are both parallel to the V-axis, and the incident surface 623 and the exit surface 624 are parallel to each other.
  • the incident surface 623 and the exit surface 624 are inclined with respect to the incident direction of the light beam so as to refract the light beam.
  • the normal vector 623v of the incident surface 623 is parallel to the HZ plane, and the normal vector 623v has directional components in the ⁇ H direction and the + Z direction.
  • the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 43 passes through the outside of the parallel plane substrate 62 and is incident on the prism 41.
  • the second portion B2 of the light beam passes through the inside of the parallel plane substrate 62 and is incident on the prism 42. That is, the narrowing device 14e including the parallel plane substrate 62 causes the first portion B1 of the light beam to be incident on the prism 41 and the second portion B2 of the light beam to be incident on the prism 42.
  • the parallel plane substrate 62 shifts the optical path axis of the second portion B2 of the light beam in the + H direction with respect to the optical path axis of the first portion B1. In this way, the parallel plane substrate 62 separates the first portion B1 and the second portion B2 of the light beam by transmitting a part of the light beam.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes. For example, when the parallel plane substrate 61 is rotated clockwise in FIG. 8A, the energy ratio of the first portion B1 decreases, and when it is rotated counterclockwise, the energy of the first portion B1 is reduced. 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 configuration and operation of the fourth modification is the same as the configuration and operation of the first embodiment.
  • the prisms 43 and 42 are made rotatable so that the prisms 43 are maintained in a constant posture, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prisms 42 and 43 similarly to the first modification, may be rotatable so that the prism 41 is maintained in a constant posture.
  • the prisms 41 and 43 may be rotatable so that the prism 42 is maintained in a constant posture.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted by adjusting the posture of the parallel plane substrate 61, but the present disclosure is not limited to this.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 may be adjusted by integrally moving the prisms 41 and 42 and the parallel plane substrate 62.
  • the energy of the first portion B1 and the second portion B2 is generated by moving the light-shielding plate 71 arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam. The ratio may be adjusted.
  • the narrowing device 14e is a parallel plane which is a beam separation optical system arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam passing through the prism 43. Includes substrate 62.
  • the beam separation optical system separates the first portion B1 from the second portion B2 by transmitting a part of the light beam. According to this, it is possible to suppress the waste of the light beam incident between the prism 41 and the prism 42. Further, the prisms 41 and 42 can be arranged at intervals from each other, and even when the prisms 41 and 42 are rotated, they can be arranged outside the radius of gyration of each other.
  • FIGS. 9A and 9B schematically show the configuration of the band narrowing device 14f in the fifth modification.
  • FIG. 9A shows the narrowing device 14f seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 9B shows the narrowing device 14f seen in the ⁇ H direction.
  • the band narrowing device 14f includes a linear stage 622 that moves the parallel plane substrate 62.
  • the linear stage 622 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 61 may not be provided.
  • the linear stage 622 sets the parallel plane substrate 62 in the direction intersecting the VZ plane parallel to both the optical path axis of the light beam incident on the parallel plane substrate 62 from the prism 43 and the groove of the grating 50. Move it.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes.
  • the configuration and operation of the fifth modification is the same as the configuration and operation of the fourth modification.
  • the prisms 43 and 42 are made rotatable so that the prisms 43 are maintained in a constant posture, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prisms 42 and 43 similarly to the first modification, may be rotatable so that the prism 41 is maintained in a constant posture.
  • the prisms 41 and 43 may be rotatable so that the prism 42 is maintained in a constant posture.
  • the beam separation optics include a parallel plane substrate 62.
  • the linear stage 622 which is the third actuator, moves the parallel plane substrate 62 in a direction intersecting a plane parallel to both the optical path axis of the light beam incident on the parallel plane substrate 62 from the prism 43 and the groove of the grating 50. .. Thereby, the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component of the pulsed laser light can be adjusted without the parallel plane substrate 61.
  • FIGS. 10A and 10B schematically show the configuration of the narrow band device 14g in the second 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 device 14g includes the gratings 51 and 52 instead of the grating 50.
  • the grating 51 is arranged in the optical path of the first portion B1 of the light beam transmitted through the prism 41.
  • the grating 52 is arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam transmitted through the prism 42.
  • the gratings 51 and 52 are supported by holders 511 and 521, respectively.
  • the gratings 51 and 52 can be rotated about an axis parallel to the V axis by rotation stages 512 and 522, respectively.
  • the rotary stages 512 and 522 correspond to the first and second actuators in the present disclosure, respectively.
  • the prisms 41 and 42 do not have to be rotatable.
  • the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52 from the prism 42 changes slightly. Since the light having a wavelength diffracted by the diffraction angle corresponding to the incident angle is returned from the grating 52 to the prism 42, the second wavelength, which is the wavelength of the light returned to the prism 42, changes with the rotation of the grating 52. ..
  • the first wavelength and the second wavelength can be set separately.
  • the configuration and operation of the second embodiment is the same as the configuration and operation of the fifth modification.
  • the gratings 51 and 52 are made rotatable so that the prisms 41 to 43 are maintained in a constant posture, but the present disclosure is limited to this. Not done.
  • any one of the prisms 41 and the grating 51 and any one of the prisms 42, 43 and the grating 52 can be rotated, and the like. May be maintained in a constant position.
  • any one of the prisms 41, 43 and the grating 51 and any one of the prisms 42 and the grating 52 can be rotated, and the others are placed in a constant posture. You may try to maintain it.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted by adjusting the position of the parallel plane substrate 62, but the present disclosure is not limited to this.
  • the first portion B1 and the second portion B2 can be separated from each other.
  • the energy ratio may be adjusted.
  • the light-shielding plate 71 arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam as in the third modification without providing the parallel plane substrate 62 the light-shielding plate 71 and the first portion B1
  • the energy ratio with the second portion B2 may be adjusted.
  • the band narrowing device 14g has passed through the grating 51 and the prism 42 arranged in the optical path of the first portion B1 of the light beam that has passed through the prism 41. It includes a grating 52 arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam.
  • the linear stage 622 which is the third actuator, adjusts the energy ratio between the first portion B1 and the second portion 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.
  • the rotation stage 512 which is the first actuator, rotates the grating 51 around an axis parallel to the groove of the grating 51, that is, around an axis parallel to the V axis.
  • the first incident angle of the first portion B1 of the light beam with respect to the grating 51 is adjusted, and the first wavelength can be controlled.
  • the rotation stage 522 which is the second actuator, rotates the grating 52 around the axis parallel to the groove of the grating 52, that is, about the axis parallel to the V axis.
  • the second incident angle of the second portion B2 of the light beam with respect to the grating 52 is adjusted, and the second wavelength can be controlled.
  • the band narrowing device 14g includes a parallel plane substrate 62 which is a beam separation optical system arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the light beam passing through the prism 43.
  • the beam separation optical system separates the first portion B1 from the second portion B2 by transmitting a part of the light beam. According to this, it is possible to prevent a part of the light beam from being incident between the prism 41 and the prism 42 and being wasted.
  • the prisms 41 and 42 can be arranged at intervals from each other, and even when the prisms 41 and 42 can be rotated, they can be arranged outside the radius of gyration of each other.
  • the beam separation optical system includes the parallel plane substrate 62.
  • the linear stage 622 which is the third actuator, moves the parallel plane substrate 62 in a direction intersecting a plane parallel to both the optical path axis of the light beam incident on the parallel plane substrate 62 from the prism 43 and the groove of the grating 52. ..
  • the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component of the pulsed laser light can be adjusted without the parallel plane substrate 61.
  • FIGS. 11A and 11B schematically show the configuration of the band narrowing device 14h in the sixth modification.
  • 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 two prisms 41h and 42h included in the band narrowing device 14h are arranged so as to refract the first portion B1 and the second portion B2 of the light beam emitted from the prism 43 in opposite directions to each other. That is, the prism 41h bends the traveling direction of the first portion B1 counterclockwise in FIG. 11A so that the first portion B1 of the light beam emitted toward the grating 51 moves away from the second portion B2. It is located in.
  • the prism 42h is arranged so that the traveling direction of the second portion B2 is bent clockwise in FIG. 11A so that the second portion B2 emitted toward the grating 52 is away from the first portion B1.
  • the prism 42h is located on the upstream side of the light beam emitted from the prism 43 with respect to the prism 41h.
  • the prism 42h is configured to be movable by a linear stage 423.
  • the linear stage 423 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the parallel plane substrate 62 may not be provided.
  • the linear stage 423 moves the prism 42h in a direction intersecting the VZ plane parallel to both the optical path axis of the light beam emitted from the prism 43 toward the prism 42h and the groove of the grating 52. ..
  • the beam width of the second portion B2 changes.
  • the beam width of the first portion B1 incident on the prism 41h located on the downstream side of the light beam from the prism 42h changes.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 changes.
  • the configuration and operation of the sixth modification is the same as the configuration and operation of the second embodiment.
  • the gratings 51 and 52 were made rotatable so that the prisms 41h, 42h, and 43 were maintained in a constant posture. Not limited to this.
  • any one of the prisms 41h and the grating 51 and any one of the prisms 42h, 43 and the grating 52 can be rotated. As a result, the others may be maintained in a constant posture.
  • any one of the prisms 41h, 42h, and 43 and the gratings 51 and 52 can be rotated, and the others are constant. You may try to maintain the posture of.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 is adjusted by adjusting the position of the prism 42h, but the present disclosure is not limited to this.
  • the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 May be adjusted.
  • the narrowing device 14h bends the traveling direction of the first portion B1 so that the first portion B1 of the light beam is away from the second portion B2. It includes a prism 41h and a prism 42h that bends the traveling direction of the second portion B2 so that the second portion B2 moves away from the first portion B1.
  • the optical path of the first portion B1 and the optical path of the second portion B2 are bent in opposite directions, so that the gratings 51 and 52 can be arranged at intervals from each other, and the gratings 51 and 52 can be arranged, respectively. Even when they are rotated, they can be arranged outside the respective turning radii.
  • both the parallel plane substrates 61 and 62 can be eliminated as a configuration for adjusting the energy ratio between the first wavelength component and the second wavelength component of the pulsed laser light.
  • FIGS. 12A and 12B schematically show the configuration of the band narrowing device 14i in the seventh modified example.
  • 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 band narrowing device 14i includes a shading plate 71.
  • the light-shielding plate 71 is arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the second portion B2 of the light beam that has passed through the prism 42h.
  • the shading plate 71 is supported by the holder 711.
  • the light-shielding plate 71 is configured to be movable in a direction intersecting the optical path axis of the second portion B2 by the linear stage 712.
  • the linear stage 712 corresponds to the third actuator in the present disclosure.
  • the linear stage 423 that moves the prism 42h may not be provided.
  • the shading plate 71 absorbs a part of the second portion B2 of the light beam or reflects it out of the optical path of the light beam. As a result, the energy of the second portion B2 incident on the grating 52 is reduced as compared with the case where the light-shielding plate 71 is not provided.
  • the linear stage 712 moves the position of the shading plate 71, the energy of the second portion B2 incident on the grating 52 changes before and after the movement. Thereby, the energy ratio between the first portion B1 and the second portion B2 can be adjusted.
  • the energy ratio of the second portion B2 is set to 0, and laser oscillation in the one-wavelength mode is possible. If the entire light-shielding plate 71 is retracted from the second portion B2, the energy ratio of the second portion B2 can be maximized.
  • the configuration and operation of the seventh modification is the same as the configuration and operation of the sixth modification.
  • the shading plate 71 is arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam between the prism 42h and the grating 52. Not limited to this.
  • the shading plate 71 may be arranged in the optical path of the second portion B2 of the light beam between the prism 43 and the prism 42h. Further, the light-shielding plate 71 may be arranged in the optical path of the first portion B1 of the light beam between the prism 43 and the grating 51.
  • the gratings 41h, 42h, and 43 are 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 seventh modification of the prisms 41h, 42h, and 43 and the gratings 51 and 52, any one of the prisms 41h and the grating 51 and any one of the prisms 42h, 43 and the grating 52 can be rotated. As a result, the others may be maintained in a constant posture.
  • any one of the prisms 41h, 42h, and 43 and the gratings 51 and 52 can be rotated, and the others are constant. You may try to maintain the posture of.
  • the narrowing device 14i includes a shading plate 71 arranged so as to overlap a part of the cross section of the optical path of the second portion B2 of the light beam.
  • the linear stage 712 which is the third actuator, moves the light-shielding plate 71 in the direction intersecting the optical path axis of the second portion B2.

Abstract

狭帯域化装置は、第１及び第２のプリズムであって、第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散方向において異なる位置に配置された第１及び第２のプリズムと、光ビームの光路に配置され、光ビームのビーム幅を拡大して光ビームの第１の部分を第１のプリズムに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、第１のプリズムを通過した第１の部分の光路及び第２のプリズムを通過した第２の部分の光路にまたがって配置されたグレーティングと、第１の部分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。

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。
特開平０２－２７６２８３号公報 特開２００６－２６９６２８号公報
概要
　本開示の１つの観点に係る狭帯域化装置は、第１及び第２のプリズムであって、第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散方向において異なる位置に配置された第１及び第２のプリズムと、光ビームの光路に配置され、光ビームのビーム幅を拡大して光ビームの第１の部分を第１のプリズムに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、第１のプリズムを通過した第１の部分の光路及び第２のプリズムを通過した第２の部分の光路にまたがって配置されたグレーティングと、第１の部分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。
　本開示の他の１つの観点に係る狭帯域化装置は、第１及び第２のプリズムであって、第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散方向において異なる位置に配置された第１及び第２のプリズムと、光ビームの光路に配置され、光ビームのビーム幅を拡大して光ビームの第１の部分を第１のプリズムに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、第１のプリズムを通過した第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のプリズムを通過した第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、第１及び第２のプリズムであって、第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散方向において異なる位置に配置された第１及び第２のプリズムと、光ビームの光路に配置され、光ビームのビーム幅を拡大して光ビームの第１の部分を第１のプリズムに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、第１のプリズムを通過した第１の部分の光路及び第２のプリズムを通過した第２の部分の光路にまたがって配置されたグレーティングと、第１の部分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。
　本開示の他の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、第１及び第２のプリズムであって、第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散方向において異なる位置に配置された第１及び第２のプリズムと、光ビームの光路に配置され、光ビームのビーム幅を拡大して光ビームの第１の部分を第１のプリズムに入射させ、光ビームの第２の部分を第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、第１のプリズムを通過した第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のプリズムを通過した第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及び図４Ｂ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及び図９Ｂは、第５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１０Ａ及び図１０Ｂ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１１Ａ及び図１１Ｂは、第６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１２Ａ及び図１２Ｂは、第７の変形例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４１～４４
　　　１．３．１．２　グレーティング５０
　　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　他の構成例
　　２．１．４　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
　２．６　第５の変形例
　　２．６．１　構成
　　２．６．２　動作
　　２．６．３　他の構成例
　　２．６．４　作用
３．複数のグレーティングを含む狭帯域化装置
　３．１　第２の実施形態
　　３．１．１　構成
　　３．１．２　動作
　　３．１．３　他の構成例
　　３．１．４　作用
　３．２　第６の変形例
　　３．２．１　構成
　　３．２．２　動作
　　３．２．３　他の構成例
　　３．２．４　作用
　３．３　第７の変形例
　　３．３．１　構成
　　３．３．２　動作
　　３．３．３　他の構成例
　　３．３．４　作用
４．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４１～４４と、グレーティング５０と、を含む。
　　　１．３．１．１　プリズム４１～４４
　プリズム４４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４４はホルダ４４１によって支持されている。
　プリズム４３は、プリズム４４を通過した光ビームの光路に配置されている。プリズム４３は本開示における第３のプリズムに相当する。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４１及び４２は、プリズム４３を通過した光ビームの光路において、プリズム４１及び４２のいずれかの波長分散方向ＤＤにおいて互いに異なる位置に配置されている。プリズム４１は本開示における第１のプリズムに相当し、プリズム４２は本開示における第２のプリズムに相当する。プリズム４１はホルダ４１１によって支持され、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の位置は、プリズム４３を通過した光ビームがプリズム４１及び４２にまたがって入射するように設定されている。プリズムの波長分散方向ＤＤとは、プリズムの表面における光の屈折角が波長に応じて分散する方向をいう。図３Ａ及び図３Ｂに示される例では、プリズム４１及び４２の波長分散方向ＤＤは同一である。
　プリズム４１～４４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４１～４４は、光ビームが入出射するプリズム４１～４４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４１は、回転ステージ４１２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能であり、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５０
　グレーティング５０は、プリズム４１を通過した光ビームの第１の部分Ｂ１及びプリズム４２を通過した光ビームの第２の部分Ｂ２の両方の光路にまたがって配置されている。グレーティング５０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５０は、ホルダ５０１によって支持されている。
　　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４４及び４３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４４及び４３の両方を通過してプリズム４１及び４２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４３を通過した光ビームの第１の部分Ｂ１がプリズム４１に入射し、第２の部分Ｂ２がプリズム４２に入射する。プリズム４１及び４２に入射する光ビームの入射角は、プリズム４１及び４２のそれぞれの姿勢に依存する。プリズム４１及び４２に入射した光ビームは、プリズム４１及び４２のそれぞれの姿勢に応じて進行方向を変えられて、グレーティング５０に向けて出射する。
　プリズム４１及び４２からグレーティング５０に入射した光は、グレーティング５０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５０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。プリズム４１は、プリズム４１からグレーティング５０に入射する光ビームの第１の部分Ｂ１の入射角と、グレーティング５０によって回折させられた回折光のうちの所望の第１の波長の光の回折角と、が一致するような姿勢に配置される。プリズム４２は、プリズム４２からグレーティング５０に入射する光ビームの第２の部分Ｂ２の入射角と、グレーティング５０によって回折させられた回折光のうちの所望の第２の波長の光の回折角と、が一致するような姿勢に配置される。プリズム４１及び４２からグレーティング５０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５０からプリズム４１に戻される回折光の第１の波長と、グレーティング５０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４４からグレーティング５０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５０からプリズム４４へ向かう。
　プリズム４１～４４は、グレーティング５０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４１２及び４２２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４１２がプリズム４１を僅かに回転させると、プリズム４１からグレーティング５０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４１からグレーティング５０に入射する光ビームの第１の部分Ｂ１の入射角が僅かに変化する。よって、第１の波長が変化する。
　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５０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、プリズム４２からグレーティング５０に入射する光ビームの第２の部分Ｂ２の入射角が僅かに変化する。よって、第２の波長が変化する。
　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４１２及び４２２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及び図４Ｂ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、ビームシフト光学系として、平行平面基板６１を含む。
　平行平面基板６１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。例えば、平行平面基板６１は、ウインドウ１０ａとプリズム４４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、光ビームが入出射する平行平面基板６１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。平行平面基板６１は、回転ステージ６１２によって、Ｖ軸に平行な軸周りに回転できるように構成されている。第１の実施形態において、回転ステージ６１２は本開示における第３のアクチュエータに相当する。
　　２．１．２　動作
　平行平面基板６１は、ウインドウ１０ａから出射した光ビームが入射する表面と、光ビームがプリズム４４に向けて出射する表面と、で同じ角度ずつ互いに逆向きに光ビームを屈折させて光ビームを透過させる。従って、平行平面基板６１に入射する光ビームに対して、平行平面基板６１から出射する光ビームは、進行方向が同じであり、平行平面基板６１の姿勢に応じて、Ｈ軸の方向に光路軸がシフトする。光路軸とは光路の中心軸をいう。
　平行平面基板６１を透過した光ビームは、プリズム４４に入射し、その後プリズム４３に入射する。プリズム４４及び４３は、光ビームのビーム幅をＨＺ面に平行な面内で拡大させながら、光ビームを透過させる。そして、プリズム４３は、光ビームの第１の部分Ｂ１をプリズム４１に入射させ、光ビームの第２の部分Ｂ２をプリズム４２に入射させる。
　第１の部分Ｂ１は、プリズム４１の内部を透過してグレーティング５０に入射する。第２の部分Ｂ２は、プリズム４２の内部を透過してグレーティング５０に入射する。
　回転ステージ６１２が平行平面基板６１の姿勢を変化させることにより、光ビームが平行平面基板６１を通過するときのＨ軸の方向へのシフト量が変化し、プリズム４１～４４に入射する光ビームの位置がそれぞれＨ軸の方向に変化する。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が変化する。例えば、平行平面基板６１を図４Ａ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減少し、反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。
　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ステージ４１２を制御する。これにより、回転ステージ４１２が、プリズム４１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５０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ステージ４２２を制御する。これにより、回転ステージ４２２が、プリズム４２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５０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回転ステージ６１２を制御する。これにより、回転ステージ６１２が、平行平面基板６１の姿勢を調整し、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。
　　２．１．３　他の構成例
　第１の実施形態においては、平行平面基板６１がウインドウ１０ａとプリズム４４との間の光ビームの光路に配置されているが、本開示はこれに限定されない。平行平面基板６１は、プリズム４４とプリズム４３との間、又はプリズム４３とプリズム４１及び４２との間に配置されてもよい。
　第１の実施形態においては、光ビームの光路軸をＨ軸の方向にシフトするビームシフト光学系として、Ｖ軸に平行な軸周りに回転可能な平行平面基板６１が示されているが、本開示はこれに限定されない。Ｖ軸の方向に平行な入出射面をそれぞれ有する複数のプリズム（図示せず）を組み合わせることにより、光ビームの光路軸をＨ軸の方向にシフトさせてもよい。これらのプリズムの少なくとも１つの位置を変化させることにより、Ｈ軸の方向におけるシフト量を変化させてもよい。
　　２．１．４　作用
　第１の実施形態において、狭帯域化装置１４ａは、波長分散方向ＤＤ（図３Ａ及び図３Ｂ参照）において異なる位置に配置されたプリズム４１及び４２と、光ビームのビーム幅を拡大して、光ビームの第１の部分Ｂ１をプリズム４１に入射させ、光ビームの第２の部分Ｂ２をプリズム４２に入射させるプリズム４３と、プリズム４１を通過した第１の部分Ｂ１の光路及びプリズム４２を通過した第２の部分Ｂ２の光路にまたがって配置されたグレーティング５０と、を含む。第１のアクチュエータである回転ステージ４１２がプリズム４１を回転させてグレーティング５０に対する光ビームの第１の部分Ｂ１の第１の入射角を調整し、第２のアクチュエータである回転ステージ４２２がプリズム４２を回転させてグレーティング５０に対する光ビームの第２の部分Ｂ２の第２の入射角を調整する。第３のアクチュエータである回転ステージ６１２は、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、狭帯域化装置１４ａは、ビームシフト光学系である平行平面基板６１を含む。ビームシフト光学系は、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プリズム４４に入射させ、その後プリズム４３に入射させる。ビームシフト光学系は、回転ステージ６１２がビームシフト光学系に含まれる少なくとも１つの光学素子である平行平面基板６１の姿勢を変化させることにより、ビームシフト光学系からプリズム４３に入射する光ビームの位置を光ビームの光路軸とグレーティング５０の溝との両方に平行なＶＺ面と交差する方向に変化させる。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し、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。
　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１の変形例において、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。
　狭帯域化装置１４ｂにおいて、プリズム４１は一定の姿勢を維持するように支持されている。
　他の点については、第１の変形例の構成及び動作は、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら説明した第１の実施形態の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４３２がプリズム４３を回転させる。これにより、プリズム４３からプリズム４１及び４２を介してグレーティング５０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、回転ステージ４２２によってプリズム４２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。従って、回転ステージ４２２及び４３２の両方を制御することにより、第１の波長と第２の波長とをそれぞれの目標値に近づけることができる。
　プリズム４３を回転させると、プリズム４３からプリズム４１及び４２への光ビームの入射位置も変化する。このため、プリズム４３を回転させると、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率も変動する。プリズム４３を回転させることによって第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率が許容範囲外となる場合には、平行平面基板６１の姿勢を制御することにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整してもよい。
　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、リニアステージ４１３を含む。
　リニアステージ４１３は、プリズム４１及び４２を、それぞれのホルダ４１１、４２１及び回転ステージ４１２、４２２とともに、一体的に移動させるように構成されている。リニアステージ４１３によるプリズム４１及び４２の移動方向は、ＶＺ面と交差する方向である。ＶＺ面と交差する方向は、プリズム４３からプリズム４１及び４２に入射する光ビームの光路軸とグレーティング５０の溝との両方に平行な面と交差する方向であり、例えば、プリズム４１及び４２のいずれかの波長分散方向ＤＤ（図３Ａ及び図３Ｂ参照）である。
　第２の変形例において、リニアステージ４１３は、本開示における第３のアクチュエータに相当する。第２の変形例において、平行平面基板６１（図４Ａ及び図４Ｂ参照）はなくてもよい。
　　２．３．２　動作
　リニアステージ４１３がプリズム４１及び４２を移動させると、プリズム４３から出射した光ビームのうちのプリズム４１に入射する第１の部分Ｂ１とプリズム４２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４１及び４２を－Ｈ２方向に移動させると、第１の部分Ｂ１のエネルギー比率が減少し、プリズム４１及び４２を＋Ｈ２方向に移動させると、第１の部分Ｂ１のエネルギー比率が増加する。
　他の点については、第２の変形例の構成及び動作は、第１の実施形態の構成及び動作と同様である。
　　２．３．３　他の構成例
　第２の変形例においては、プリズム４３が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び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、第１の変形例と同様に、プリズム４１が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２及び４３を回転可能にしてもよい。
　　２．３．４　作用
　第２の変形例においては、第３のアクチュエータであるリニアステージ４１３が、プリズム４３からプリズム４１及び４２に入射する光ビームの光路軸とグレーティング５０の溝との両方に平行なＶＺ面と交差する方向に、プリズム４１及び４２を移動させる。これにより、平行平面基板６１がなくても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　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、遮光板７１を含む。
　遮光板７１は、プリズム４２を通過した光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の断面の一部と重なるように配置されている。遮光板７１は、ホルダ７１１によって支持されている。遮光板７１は、リニアステージ７１２によって、第２の部分Ｂ２の光路軸と交差する方向に移動できるように構成されている。
　第３の変形例において、リニアステージ７１２は本開示における第３のアクチュエータに相当する。第３の変形例において、平行平面基板６１はなくてもよい。
　　２．４．２　動作
　遮光板７１は、光ビームの第２の部分Ｂ２の一部を吸収し、又は光ビームの光路外に反射する。これにより、遮光板７１がない場合と比べて、グレーティング５０に入射する第２の部分Ｂ２のエネルギーが減少する。
　リニアステージ７１２が遮光板７１の位置を移動させると、移動の前後でグレーティング５０に入射する第２の部分Ｂ２のエネルギーが変化する。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。遮光板７１で第２の部分Ｂ２の光路断面の全体を遮蔽すれば、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にして１波長モードでのレーザ発振が可能である。遮光板７１の全体を第２の部分Ｂ２から退避させれば、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を最大化できる。
　他の点については、第３の変形例の構成及び動作は、第１の実施形態の構成及び動作と同様である。
　　２．４．３　他の構成例
　第３の変形例において、遮光板７１は、プリズム４２とグレーティング５０との間の光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されているが、本開示はこれに限定されない。遮光板７１は、プリズム４３とプリズム４２との間の光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されてもよい。
　第３の変形例においては、プリズム４３が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び４２を回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第３の変形例において、第１の変形例と同様に、プリズム４１が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２及び４３を回転可能にしてもよい。あるいは、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び４３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、狭帯域化装置１４ｄが、光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の断面の一部と重なるように配置された遮光板７１を含む。第３のアクチュエータであるリニアステージ７１２は、第２の部分Ｂ２の光路軸と交差する方向に遮光板７１を移動させる。これにより、平行平面基板６１がなくても第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。
　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、平行平面基板６１の他に、平行平面基板６２を含んでいる。平行平面基板６２は、本開示におけるビーム分離光学系に相当する。
　平行平面基板６２は、プリズム４３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６２は、プリズム４３とプリズム４２との間の光ビームの第２の部分Ｂ２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、プリズム４３を通過した光ビームの一部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の内部からプリズム４２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Ｖ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。入射表面６２３及び出射表面６２４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６２３の法線ベクトル６２３ｖが、ＨＺ面に平行であり、さらにこの法線ベクトル６２３ｖが－Ｈ方向及び＋Ｚ方向の方向成分を有している。
　　２．５．２　動作
　プリズム４３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６２の外側を通過してプリズム４１に入射する。光ビームの第２の部分Ｂ２は、平行平面基板６２の内部を透過してプリズム４２に入射する。すなわち、平行平面基板６２を含む狭帯域化装置１４ｅは、光ビームの第１の部分Ｂ１をプリズム４１に入射させ、光ビームの第２の部分Ｂ２をプリズム４２に入射させる。このとき、平行平面基板６２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＋Ｈ方向にシフトさせる。このように、平行平面基板６２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。
　回転ステージ６１２が平行平面基板６１の姿勢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。例えば、平行平面基板６１を図８Ａ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減少し、反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。
　他の点については、第４の変形例の構成及び動作は、第１の実施形態の構成及び動作と同様である。
　　２．５．３　他の構成例
　第４の変形例においては、プリズム４３が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び４２を回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第４の変形例において、第１の変形例と同様に、プリズム４１が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２及び４３を回転可能にしてもよい。又は、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び４３を回転可能にしてもよい。
　第４の変形例においては、平行平面基板６１の姿勢を調整することにより第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整しているが、本開示はこれに限定されない。プリズム４１及び４２と、平行平面基板６２とを一体的に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調整してもよい。また、第３の変形例と同様に、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遮光板７１を移動することにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整してもよい。
　　２．５．４　作用
　第４の変形例においては、狭帯域化装置１４ｅが、プリズム４３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ビーム分離光学系である平行平面基板６２を含む。ビーム分離光学系は、光ビームの一部を透過させることにより、第１の部分Ｂ１から第２の部分Ｂ２を分離させる。これによれば、プリズム４１とプリズム４２との間に入射する光ビームが無駄になることを抑制し得る。また、プリズム４１及び４２を、互いの間隔を空けて配置することができ、プリズム４１及び４２をそれぞれ回転させる場合でも、互いの回転半径の外側に配置することができる。
　２．６　第５の変形例
　　２．６．１　構成
　図９Ａ及び図９Ｂは、第５の変形例における狭帯域化装置１４ｆの構成を概略的に示す。図９Ａは、－Ｖ方向に見た狭帯域化装置１４ｆを示し、図９Ｂは、－Ｈ方向に見た狭帯域化装置１４ｆを示す。狭帯域化装置１４ｆは、平行平面基板６２を移動させるリニアステージ６２２を含んでいる。リニアステージ６２２は、本開示における第３のアクチュエータに相当する。第５の変形例において、平行平面基板６１はなくてもよい。
　　２．６．２　動作
　リニアステージ６２２は、プリズム４３から平行平面基板６２に入射する光ビームの光路軸とグレーティング５０の溝との両方に平行なＶＺ面と交差する方向に、平行平面基板６２を移動させる。平行平面基板６２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が変化する。例えば、平行平面基板６２を－Ｈ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減少し、平行平面基板６２を＋Ｈ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。
　他の点については、第５の変形例の構成及び動作は、第４の変形例の構成及び動作と同様である。
　　２．６．３　他の構成例
　第５の変形例においては、プリズム４３が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び４２を回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。第５の変形例において、第１の変形例と同様に、プリズム４１が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４２及び４３を回転可能にしてもよい。又は、プリズム４２が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム４１及び４３を回転可能にしてもよい。
　　２．６．４　作用
　第５の変形例においては、ビーム分離光学系が平行平面基板６２を含む。第３のアクチュエータであるリニアステージ６２２は、プリズム４３から平行平面基板６２に入射する光ビームの光路軸とグレーティング５０の溝との両方に平行な面と交差する方向に平行平面基板６２を移動させる。これにより、平行平面基板６１がなくても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。
３．複数のグレーティングを含む狭帯域化装置
　３．１　第２の実施形態
　　３．１．１　構成
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２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、グレーティング５０の代わりに、グレーティング５１及び５２を含む。
　グレーティング５１は、プリズム４１を透過した光ビームの第１の部分Ｂ１の光路に配置されている。グレーティング５２は、プリズム４２を透過した光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されている。グレーティング５１及び５２は、それぞれホルダ５１１及び５２１によって支持されている。グレーティング５１及び５２は、それぞれ回転ステージ５１２及び５２２によってＶ軸に平行な軸周りに回転できるようになっている。第２の実施形態において、回転ステージ５１２及び５２２は、それぞれ本開示における第１及び第２のアクチュエータに相当する。
　第２の実施形態において、プリズム４１及び４２は回転可能でなくてもよい。
　　３．１．２　動作
　回転ステージ５１２がグレーティング５１を僅かに回転させると、プリズム４１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の入射角が僅かに変化する。入射角に一致する回折角で回折させられた波長の光が、グレーティング５１からプリズム４１に戻されるので、プリズム４１に戻される光の波長である第１の波長は、グレーティング５１の回転によって変化する。
　回転ステージ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５２に入射する光ビームの第２の部分Ｂ２の入射角が僅かに変化する。入射角に一致する回折角で回折させられた波長の光が、グレーティング５２からプリズム４２に戻されるので、プリズム４２に戻される光の波長である第２の波長は、グレーティング５２の回転によって変化する。
　回転ステージ５１２及び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ができる。
　他の点については、第２の実施形態の構成及び動作は第５の変形例の構成及び動作と同様である。
　　３．１．３　他の構成例
　第２の実施形態においては、プリズム４１～４３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２の実施形態において、プリズム４１～４３及びグレーティング５１及び５２のうち、プリズム４１及びグレーティング５１のいずれか１つと、プリズム４２、４３、及びグレーティング５２のいずれか１つと、を回転可能として、その他を一定の姿勢に維持するようにしてもよい。あるいは、プリズム４１～４３及びグレーティング５１及び５２のうち、プリズム４１、４３、及びグレーティング５１のいずれか１つと、プリズム４２及びグレーティング５２のいずれか１つと、を回転可能として、その他を一定の姿勢に維持するようにしてもよい。
　第２の実施形態においては、平行平面基板６２の位置を調整することにより第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整しているが、本開示はこれに限定されない。平行平面基板６２を移動させずに、第４の変形例と同様に平行平面基板６１を設け、平行平面基板６１の姿勢を調整することにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整してもよい。また、平行平面基板６２を設けずに、第３の変形例と同様に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遮光板７１を移動することにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整してもよい。
　　３．１．４　作用
　第２の実施形態によれば、狭帯域化装置１４ｇが、プリズム４１を通過した光ビームの第１の部分Ｂ１の光路に配置されたグレーティング５１と、プリズム４２を通過した光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されたグレーティング５２と、を備える。これにより、第１の部分Ｂ１の光路と第２の部分Ｂ２の光路とが離れている場合でも、それぞれの光をグレーティング５１及び５２で受光することができる。
　そして、第３のアクチュエータであるリニアステージ６２２は、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。
　第２の実施形態によれば、第１のアクチュエータである回転ステージ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、すなわちＶ軸に平行な軸周りに回転させる。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２の実施形態によれば、第２のアクチュエータである回転ステージ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、すなわちＶ軸に平行な軸周りに回転させる。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２の実施形態によれば、狭帯域化装置１４ｇが、プリズム４３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ビーム分離光学系である平行平面基板６２を含む。ビーム分離光学系は、光ビームの一部を透過させることにより、第１の部分Ｂ１から第２の部分Ｂ２を分離させる。これによれば、プリズム４１とプリズム４２との間に光ビームの一部が入射して無駄になることを抑制し得る。また、プリズム４１及び４２を、互いの間隔を空けて配置することができ、プリズム４１及び４２をそれぞれ回転可能とする場合でも、互いの回転半径の外側に配置することができる。
　第２の実施形態によれば、ビーム分離光学系が平行平面基板６２を含む。第３のアクチュエータであるリニアステージ６２２は、プリズム４３から平行平面基板６２に入射する光ビームの光路軸とグレーティング５２の溝との両方に平行な面と交差する方向に平行平面基板６２を移動させる。これにより、平行平面基板６１がなくても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。
　３．２　第６の変形例
　　３．２．１　構成
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、第６の変形例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に含まれる２つのプリズム４１ｈ及び４２ｈは、プリズム４３から出射した光ビームの第１の部分Ｂ１及び第２の部分Ｂ２を互いに逆向きに屈折させるように配置されている。すなわち、プリズム４１ｈは、グレーティング５１へ向けて出射する光ビームの第１の部分Ｂ１が第２の部分Ｂ２から遠ざかるように、第１の部分Ｂ１の進行方向を図１１Ａの反時計回りに折り曲げるように配置されている。プリズム４２ｈは、グレーティング５２へ向けて出射する第２の部分Ｂ２が第１の部分Ｂ１から遠ざかるように、第２の部分Ｂ２の進行方向を図１１Ａの時計回りに折り曲げるように配置されている。
　プリズム４２ｈは、プリズム４１ｈよりも、プリズム４３から出射した光ビームの上流側に位置する。プリズム４２ｈは、リニアステージ４２３によって移動できるように構成されている。第６の変形例において、リニアステージ４２３は本開示における第３のアクチュエータに相当する。第６の変形例において、平行平面基板６２はなくてもよい。
　　３．２．２　動作
　リニアステージ４２３は、プリズム４３からプリズム４２ｈに向けて出射した光ビームの光路軸とグレーティング５２の溝との両方に平行なＶＺ面と交差する方向に、プリズム４２ｈを移動させる。プリズム４１ｈよりも光ビームの上流側に位置するプリズム４２ｈを移動させることにより、第２の部分Ｂ２のビーム幅が変化する。これに伴い、プリズム４２ｈよりも光ビームの下流側に位置するプリズム４１ｈに入射する第１の部分Ｂ１のビーム幅が変化する。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が変化する。例えば、プリズム４２ｈを－Ｈ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減少し、プリズム４２ｈを＋Ｈ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。
　他の点については、第６の変形例の構成及び動作は、第２の実施形態の構成及び動作と同様である。
　　３．２．３　他の構成例
　第６の変形例においては、プリズム４１ｈ、４２ｈ、及び４３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６の変形例において、プリズム４１ｈ、４２ｈ、及び４３及びグレーティング５１及び５２のうち、プリズム４１ｈ及びグレーティング５１のいずれか１つと、プリズム４２ｈ、４３、及びグレーティング５２のいずれか１つと、を回転可能として、その他を一定の姿勢に維持するようにしてもよい。あるいは、プリズム４１ｈ、４２ｈ、及び４３及びグレーティング５１及び５２のうち、プリズム４１ｈ、４３、及びグレーティング５１のいずれか１つと、プリズム４２ｈ及びグレーティング５２のいずれか１つと、を回転可能として、その他を一定の姿勢に維持するようにしてもよい。
　第６の変形例においては、プリズム４２ｈの位置を調整することにより第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整しているが、本開示はこれに限定されない。プリズム４２ｈを移動させずに、第１の実施形態と同様に平行平面基板６１を設けて平行平面基板６１の姿勢を調整することにより、第１の部分Ｂ１と第２の部分Ｂ２とのエネルギー比率を調整してもよい。
　　３．２．４　作用
　第６の変形例によれば、狭帯域化装置１４ｈは、光ビームの第１の部分Ｂ１が第２の部分Ｂ２から遠ざかるように第１の部分Ｂ１の進行方向を折り曲げるプリズム４１ｈと、第２の部分Ｂ２が第１の部分Ｂ１から遠ざかるように第２の部分Ｂ２の進行方向を折り曲げるプリズム４２ｈと、を備える。これにより、第１の部分Ｂ１の光路と第２の部分Ｂ２の光路とを互いに反対方向に折り曲げるので、グレーティング５１及び５２を、互いに間隔を空けて配置することができ、グレーティング５１及び５２をそれぞれ回転させる場合でも、互いの回転半径の外側に配置することができる。
　第６の変形例によれば、第３のアクチュエータであるリニアステージ４２３が、プリズム４３から出射した光ビームの光路軸とグレーティング５２の溝との両方に平行なＶＺ面と交差する方向にプリズム４２ｈを移動させる。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ための構成として、平行平面基板６１及び６２をいずれも不要とすることができる。
　３．３　第７の変形例
　　３．３．１　構成
　図１２Ａ及び図１２Ｂは、第７の変形例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、遮光板７１を含む。
　遮光板７１は、プリズム４２ｈを通過した光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の断面の一部と重なるように配置されている。遮光板７１は、ホルダ７１１によって支持されている。遮光板７１は、リニアステージ７１２によって、第２の部分Ｂ２の光路軸と交差する方向に移動できるように構成されている。
　第７の変形例において、リニアステージ７１２は本開示における第３のアクチュエータに相当する。第７の変形例において、プリズム４２ｈを移動させるリニアステージ４２３はなくてもよい。
　　３．３．２　動作
　遮光板７１は、光ビームの第２の部分Ｂ２の一部を吸収し、又は光ビームの光路外に反射する。これにより、遮光板７１がない場合と比べて、グレーティング５２に入射する第２の部分Ｂ２のエネルギーが減少する。
　リニアステージ７１２が遮光板７１の位置を移動させると、移動の前後でグレーティング５２に入射する第２の部分Ｂ２のエネルギーが変化する。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。遮光板７１で第２の部分Ｂ２の光路断面の全体を遮蔽すれば、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を０にして１波長モードでのレーザ発振が可能である。遮光板７１の全体を第２の部分Ｂ２から退避させれば、第２の部分Ｂ２のエネルギー比率を最大化できる。
　他の点については、第７の変形例の構成及び動作は、第６の変形例の構成及び動作と同様である。
　　３．３．３　他の構成例
　第７の変形例において、遮光板７１は、プリズム４２ｈとグレーティング５２との間の光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されているが、本開示はこれに限定されない。遮光板７１は、プリズム４３とプリズム４２ｈとの間の光ビームの第２の部分Ｂ２の光路に配置されてもよい。また、遮光板７１は、プリズム４３とグレーティング５１との間の光ビームの第１の部分Ｂ１の光路に配置されてもよい。
　第７の変形例においては、プリズム４１ｈ、４２ｈ、及び４３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７の変形例において、プリズム４１ｈ、４２ｈ、及び４３及びグレーティング５１及び５２のうち、プリズム４１ｈ及びグレーティング５１のいずれか１つと、プリズム４２ｈ、４３、及びグレーティング５２のいずれか１つと、を回転可能として、その他を一定の姿勢に維持するようにしてもよい。あるいは、プリズム４１ｈ、４２ｈ、及び４３及びグレーティング５１及び５２のうち、プリズム４１ｈ、４３、及びグレーティング５１のいずれか１つと、プリズム４２ｈ及びグレーティング５２のいずれか１つと、を回転可能として、その他を一定の姿勢に維持するようにしてもよい。
　　３．３．４　作用
　第７の変形例によれば、狭帯域化装置１４ｉが、光ビームの第２の部分Ｂ２の光路の断面の一部と重なるように配置された遮光板７１を含む。第３のアクチュエータであるリニアステージ７１２は、第２の部分Ｂ２の光路軸と交差する方向に遮光板７１を移動させる。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ための構成として、平行平面基板６１及び６２をいずれも不要とすることができる。
４．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. 　第１及び第２のプリズムであって、前記第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散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のプリズムと、
    　光ビームの光路に配置され、前記光ビームのビーム幅を拡大して前記光ビームの第１の部分を前記第１のプリズムに入射させ、前記光ビームの第２の部分を前記第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、
    　前記第１のプリズムを通過した前記第１の部分の光路及び前記第２のプリズムを通過した前記第２の部分の光路にまたがって配置されたグレーティングと、
    　前記第１の部分の前記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。
  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のプリズムを回転させる、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のプリズムを回転させる、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３のプリズム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又は姿勢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３のプリズムに入射する前記光ビームの位置を前記光ビームの光路軸と前記グレーティングの溝との両方に平行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さらに備える
    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、前記平行平面基板を回転させる
    狭帯域化装置。
  6. 　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３のプリズムを回転させる、狭帯域化装置。
  7. 　請求項１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、前記第３のプリズムから前記第１及び第２のプリズムに入射する前記光ビームの光路軸と前記グレーティングの溝との両方に平行な面と交差する方向に前記第１及び第２のプリズムを移動させる
    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２の部分の光路の断面の一部と重なるように配置された遮光板をさらに含み、
    　前記第３のアクチュエータは、前記第２の部分の光路軸と交差する方向に前記遮光板を移動させる
    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３の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をさらに備える
    狭帯域化装置。
  10. 　請求項９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、前記第３のプリズムから前記平行平面基板に入射する前記光ビームの光路軸と前記グレーティングの溝との両方に平行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。
  11. 　第１及び第２のプリズムであって、前記第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散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のプリズムと、
    　光ビームの光路に配置され、前記光ビームのビーム幅を拡大して前記光ビームの第１の部分を前記第１のプリズムに入射させ、前記光ビームの第２の部分を前記第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、
    　前記第１のプリズムを通過した前記第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のプリズムを通過した前記第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。
  12. 　請求項１１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第１のグレーティングの溝に平行な軸周りに回転させる、狭帯域化装置。
  13. 　請求項１１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第２のグレーティングの溝に平行な軸周りに回転させる、狭帯域化装置。
  14. 　請求項１１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第３の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をさらに備える、狭帯域化装置。
  15. 　請求項１４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、前記第３のプリズムから前記平行平面基板に入射する前記光ビームの光路軸と前記第２のグレーティングの溝との両方に平行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。
  16. 　請求項１１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第１のプリズムは、前記第３のプリズムから前記第１のプリズムに向けて出射した前記光ビームの進行方向に対して前記第１の部分の進行方向を前記第２の部分から遠ざかる方向に曲げ、
    　前記第２のプリズムは、前記第３のプリズムから前記第２のプリズムに向けて出射した前記光ビームの進行方向に対して前記第２の部分の進行方向を前記第１の部分から遠ざかる方向に曲げる
    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、
    　前記第３のアクチュエータは、前記第３のプリズムから前記第２のプリズムに入射する前記光ビームの光路軸と前記第２のグレーティングの溝との両方に平行な面と交差する方向に前記第２のプリズムを移動させる、狭帯域化装置。
  18. 　請求項１１に記載の狭帯域化装置であって、
    　前記第２の部分の光路の断面の一部と重なるように配置された遮光板をさらに含み、
    　前記第３のアクチュエータは、前記第２の部分の光路軸と交差する方向に前記遮光板を移動させる
    狭帯域化装置。
  19. 　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、
    　第１及び第２のプリズムであって、前記第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散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のプリズムと、
    　光ビームの光路に配置され、前記光ビームのビーム幅を拡大して前記光ビームの第１の部分を前記第１のプリズムに入射させ、前記光ビームの第２の部分を前記第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、
    　前記第１のプリズムを通過した前記第１の部分の光路及び前記第２のプリズムを通過した前記第２の部分の光路にまたがって配置されたグレーティングと、
    　前記第１の部分の前記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
    電子デバイスの製造方法。
  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、
    　第１及び第２のプリズムであって、前記第１及び第２のプリズムのいずれかの波長分散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のプリズムと、
    　光ビームの光路に配置され、前記光ビームのビーム幅を拡大して前記光ビームの第１の部分を前記第１のプリズムに入射させ、前記光ビームの第２の部分を前記第２のプリズムに入射させる第３のプリズムと、
    　前記第１のプリズムを通過した前記第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のプリズムを通過した前記第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
    電子デバイスの製造方法。
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