CN116830018A - 紫外线激光装置和电子器件的制造方法 - Google Patents

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Inter University Research Institute Corp National Institute of Natural Sciences
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Abstract

本公开的一个观点的紫外线激光装置在振荡级激光器与放大器之间的光路上配置有光隔离器，该振荡级激光器输出紫外线波长的线偏振的脉冲激光，该放大器对脉冲激光进行放大并输出。光隔离器具有：第1法拉第转子，其通过第1方向的磁场使从振荡级激光器输出的脉冲激光的偏振方向向第1旋转方向旋转第1角度；第1偏振片，其被配置成使从第1法拉第转子输出的脉冲激光以0.9以上的归一化透射率透过；第2法拉第转子，其通过与第1方向相反的方向的磁场使透过第1偏振片后的脉冲激光的偏振方向向与第1旋转方向相反的方向旋转第2角度；以及第2偏振片，其被配置成使从第2法拉第转子输出的脉冲激光以0.9以上的归一化透射率透过。

Description

紫外线激光装置和电子器件的制造方法
技术领域
本公开涉及紫外线激光装置和电子器件的制造方法。
背景技术
近年来，在半导体曝光装置中，随着半导体集成电路的微细化和高集成化，要求分辨率的提高。因此，从曝光用光源发射的光的短波长化得以发展。例如，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长大约为248nm的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长大约为193nm的激光的ArF准分子激光装置。
KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡光的谱线宽度较宽，大约为350pm～400pm。因此，在利用使KrF和ArF激光这种紫外线透过的材料构成投影透镜时，有时产生色差。其结果，分辨率可能降低。因此，需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化到能够无视色差的程度。因此，在气体激光装置的激光谐振器内，为了使谱线宽度窄带化，有时具有包含窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line Narrowing Module：LNM)。下面，将谱线宽度被窄带化的气体激光装置称为窄带化气体激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-62006号公报
专利文献2：日本特开昭61-141189号公报
专利文献3：日本特表2011-517066号公报
发明内容
本公开的一个观点的紫外线激光装置具有：振荡级激光器，其输出紫外线波长的线偏振的脉冲激光；放大器，其对脉冲激光进行放大并输出；以及光隔离器，其被配置于振荡级激光器与放大器之间的光路上，光隔离器具有：第1法拉第转子，其通过第1方向的磁场使从振荡级激光器输出的脉冲激光的偏振方向向第1旋转方向旋转第1角度；第1偏振片，其被配置成针对从第1法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上；第2法拉第转子，其通过与第1方向相反的方向即第2方向的磁场，使透过第1偏振片后的脉冲激光的偏振方向向与第1旋转方向相反的方向即第2旋转方向旋转第2角度；以及第2偏振片，其被配置成针对从第2法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上。
本公开的另一个观点的电子器件的制造方法包含以下步骤：使用紫外线激光装置生成由放大器放大后的激光，将放大后的激光输出到曝光装置，在曝光装置内在感光基板上曝光激光，以制造电子器件，紫外线激光装置具有：振荡级激光器，其输出紫外线波长的线偏振的脉冲激光；放大器，其对脉冲激光进行放大并输出；以及光隔离器，其被配置于振荡级激光器与放大器之间的光路上，光隔离器具有：第1法拉第转子，其通过第1方向的磁场使从振荡级激光器输出的脉冲激光的偏振方向向第1旋转方向旋转第1角度；第1偏振片，其被配置成针对从第1法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上；第2法拉第转子，其通过与第1方向相反的方向即第2方向的磁场，使透过第1偏振片后的脉冲激光的偏振方向向与第1旋转方向相反的方向即第2旋转方向旋转第2角度；以及第2偏振片，其被配置成针对从第2法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上。
附图说明
下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。
图1是概略地示出比较例的紫外线激光装置的结构的侧视图。
图2是示出比较例的紫外线激光装置的课题的图。
图3概略地示出抑制返回光的比较例的光隔离器的结构。
图4概略地示出实施方式1的紫外线激光装置的结构。
图5是概略地示出法拉第转子的结构的剖视图。
图6是示出脉冲激光的波长为ArF准分子激光器的振荡波长的情况下的磁场和法拉第材料的厚度的优选范围的图表。
图7是示出脉冲激光的波长为KrF准分子激光器的振荡波长的情况下的磁场和法拉第材料的厚度的优选范围的图表。
图8是示出偏振片的透射轴与脉冲激光的偏振方向之间的角度差和消光比之间的关系的曲线图以及将消光比换算成归一化透射率的曲线图。
图9概略地示出实施方式2的紫外线激光装置的结构。
图10概略地示出实施方式3的紫外线激光装置的结构。
图11概略地示出实施方式4的紫外线激光装置的结构。
图12是概略地示出被应用于实施方式4的放大级激光器的结构的俯视图。
图13概略地示出曝光装置的结构例。
具体实施方式
-目录-
1.用语的说明
2.比较例的紫外线激光装置的概要
2.1 结构
2.2 动作
3.课题
4.实施方式1
4.1 结构
4.2 动作
4.3 法拉第转子的具体例
4.4偏振片的透射轴与激光的偏振方向之间的容许角度差
4.5作用/效果
4.6变形例
5.实施方式2
5.1 结构
5.2 动作
5.3作用/效果
6.实施方式3
6.1 结构
6.2 动作
6.3作用/效果
7.实施方式4
7.1 结构
7.2 动作
7.3作用/效果
8.关于电子器件的制造方法
9.其他
下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。
1.用语的说明
“偏振片”是指对特定的偏振方向(透射轴方向)的光和偏振方向与其正交的光进行分离的光学元件。
在本说明书中，关于“平行”这样的用语，除了根据上下文可知的情况以外，只要没有明确记载，则不限于严格平行的情况，包括包含不失去技术意义的实用上被容许的角度差的范围在内的大致平行的概念。此外，关于本说明书中的“正交”或“垂直”这样的用语，也除了根据上下文可知的情况以外，只要没有明确记载，则不限于严格正交或垂直的情况，包括包含不失去技术意义的实用上被容许的角度差的范围在内的大致正交或大致垂直的概念。
2.比较例的紫外线激光装置的概要
2.1结构
图1是概略地示出比较例的紫外线激光装置20的结构的侧视图。本公开的比较例是申请人认识到仅申请人知道的方式，不是申请人自己承认的公知例。
紫外线激光装置20是包含主振荡器(MO)22、MO射束转向单元24和功率振荡器(PO)26的准分子激光装置。MO22包含窄带化模块(LNM)30、腔32和输出耦合镜34。
LNM30包含用于对谱宽度进行窄带化的棱镜扩展器36和光栅38。棱镜扩展器36和光栅38被进行入射角度和衍射角度一致的利特罗配置。输出耦合镜34是反射率为40％～60％的部分反射镜。输出耦合镜34被配置成与LNM30一起构成光谐振器。
腔32被配置于光谐振器的光路上。腔32包含一对放电电极40a、40b和供激光透过的2个窗口42、44。在腔32内填充有激光气体。激光气体包含稀有气体、卤素气体和缓冲气体。稀有气体例如可以是氩(Ar)或氪(Kr)气。卤素气体例如可以是氟(F 2)气。缓冲气体例如可以是氖(Ne)气。在放电电极40a、40b之间，通过未图示的电源被施加电压。电源可以是包含开关和充电电容器的脉冲功率模块(PPM)。
MO射束转向单元24包含高反射镜50和高反射镜52，被配置成从MO22输出的激光入射到PO26。
在高反射镜50与高反射镜52之间配置有MO脉冲能量监视器54。MO脉冲能量监视器54包含分束器(BS)55和光传感器56。BS55被配置于从MO22输出的脉冲激光的光路上，BS55的反射光被配置成入射到光传感器56。
PO26是包含后镜60、腔62和输出耦合镜64的放大级激光器。后镜60和输出耦合镜64构成光谐振器，在该光谐振器的光路上配置有腔62。
腔62的结构可以与腔32相同。腔62包含一对放电电极70a、70b和2个窗口72、74。在腔62内填充有激光气体。后镜60例如可以是反射率为50％～90％的部分反射镜。输出耦合镜64可以是反射率为10％～30％的部分反射镜。
2.2动作
从未图示的电源向腔32内的放电电极40a、40b之间施加高电压脉冲。当在腔32内的放电电极40a、40b之间产生放电时，激光气体被激励，从输出耦合镜34输出被由输出耦合镜34和LNM30构成的光谐振器窄带化后的、波长为150nm～380nm的紫外线波长的脉冲激光。
从输出耦合镜34输出的脉冲激光的能量由MO脉冲能量监视器54来计测。此外，通过MO射束转向单元24，该脉冲激光作为种子光入射到PO26的后镜60。
在透过后镜60后的种子光入射到腔62的时机，从未图示的电源向腔62内的放电电极70a、70b之间施加高电压脉冲。当在腔62内的放电电极70a、70b之间产生放电时，激光气体被激励，通过由输出耦合镜64和后镜60构成的法布里-珀罗型的光谐振器，种子光被放大，被放大后的脉冲激光作为输出激光而从输出耦合镜64输出。
3.课题
图2是示出比较例的紫外线激光装置20的课题的图。当来自PO26的返回光返回到MO22时，激光性能恶化。这里所说的“返回光”是指MO返回光和PO漏出光这2种光之和。从MO22出射的光入射到PO26，但是，PO26内的后镜60是部分反射镜(反射率为50％～90％)，因此，入射到后镜60的光的一部分不朝向PO26内部而直接返回到MO22侧。将不行进到PO26的腔62内、被后镜60反射而返回到MO22侧的光称为“MO返回光”。
另一方面，从MO22入射到PO26而透过后镜60后的光在PO26内被谐振/放大而被输出。如上所述，PO26内的后镜60是部分反射镜，因此，入射到PO26的腔62而被放大的光的一部分返回到MO22。将被PO26放大的光中的透过后镜60而返回到MO22的光称为“PO漏出光”。
返回光成为LNM30等的热负荷，可能成为线宽度的稳定性、脉冲能量的稳定性等恶化的原因。一种抑制返回光进入MO22的方法是存MO22与PO26之间配置光隔离器。
图3示出抑制返回光的比较例的光隔离器80的结构例。图3的上段示出光隔离器80针对从MO22朝向PO26行进的脉冲激光(MO注入光：前进的光)的动作。图3的下段示出光隔离器80针对从PO26朝向MO22行进的激光(返回的光)的动作。
光隔离器80从MO22侧起依次配置有1/2波长板81、第1偏振片83、法拉第转子84和第2偏振片88。法拉第转子84包含法拉第材料85和磁铁86。另外，在图3中，法拉第转子84中所示的向右箭头表示基于磁铁86的磁场的方向。图中的虚线圆内所示的双向箭头表示使视线与脉冲激光行进的方向一致时的脉冲激光的偏振面的方向即偏振方向。在图4中也同样。
如图3的上段所示，从MO22输出向水平方向偏振的线偏振的脉冲激光。通过1/2波长板81，从MO22输出的水平偏振的脉冲激光的偏振方向向逆时针方向旋转45度。第1偏振片83被配置成其透射轴与从1/2波长板81输出的脉冲激光的偏振方向平行，从1/2波长板81输出的脉冲激光透过第1偏振片83。
通过被施加了磁场的法拉第转子84，透过第1偏振片83后的脉冲激光的偏振方向向顺时针方向旋转45度。由此，从法拉第转子84输出的脉冲激光成为水平偏振光。第2偏振片88被配置成其透射轴与从法拉第转子84输出的脉冲激光的偏振方向平行，从法拉第转子84输出的脉冲激光透过第2偏振片88后入射到PO26。
1/2波长板81对来自MO22的脉冲激光的偏振方向进行调整，以使得从MO22输出的脉冲激光的偏振方向和入射到PO26的脉冲激光的偏振方向相同。由此，不用对依赖于偏振方向的其他模块进行变更。
另一方面，如图3的下段所示，来自PO26的返回光以与针对PO26的入射光相同的偏振方向透过第2偏振片88，通过被施加了磁场的法拉第转子84，偏振方向向顺时针方向旋转45度。经过法拉第转子84后的返回光的偏振方向与第1偏振片83的透射轴正交，返回光在第1偏振片83处被反射而不入射到MO22。
比较例的光隔离器80中的1/2波长板81在准分子激光器这样的短波长下的耐久性低，很难长期间稳定地使用。
4.实施方式1
4.1结构
图4概略地示出实施方式1的紫外线激光装置100的结构例。关于图4所示的结构，对与图1不同之处进行说明。紫外线激光装置100与图1的结构的不同之处在于，在MO22与PO26之间配置有包含第1法拉第转子110和第2法拉第转子112的光隔离器120。光隔离器120在激光从MO22向PO26行进的方向的光路上依次配置有第1法拉第转子110、第1偏振片83、第2法拉第转子112和第2偏振片88。
第1法拉第转子110和第2法拉第转子112分别具有磁铁，通过使要施加的磁场的方向反转，偏振方向旋转的方向相反。被施加给图4所示的第1法拉第转子110的磁场的方向(图4中向下箭头所示的方向)是本公开中的“第1方向”的一例。被施加给图4所示的第2法拉第转子112的磁场的方向(图4中向上箭头所示的方向)是本公开中的“第2方向”的一例。
此外，第1法拉第转子110和第2法拉第转子112被选定各自的偏振方向的旋转角度成为45度的法拉第材料、尺寸和磁场。优选的选定条件在后面详细叙述(图5～图7)。
光隔离器120还包含返回光末端用的衰减器116。衰减器116被配置成，被第1偏振片83反射后的返回光入射到衰减器116。其他结构可以与图1相同。
在图4中，还示出MO22与PO26之间的光路上的a点、b点、c点和d点所示的各部位处的脉冲激光的偏振方向。在图4中，示出从MO22向PO26的方向传播的脉冲激光在a点～d点各部位处的偏振方向和从PO26向MO22的方向行进的返回光在d点和c点各部位处的偏振方向。
4.2动作
首先，对从MO22向PO26的方向传播的脉冲激光进行说明。通过第1法拉第转子110，从MO22输出而向特定的方向偏振的脉冲激光(a点)的偏振方向向逆时针方向旋转45度(b点)。逆时针方向是本公开中的“第1旋转方向”的一例，45度是本公开中的“第1角度”的一例。
第1偏振片83被配置成其透射轴与从第1法拉第转子110输出的脉冲激光的偏振方向平行，因此，通过第1法拉第转子110使偏振方向旋转后的脉冲激光透过第1偏振片83(c点)。
透过第1偏振片83后的脉冲激光入射到第2法拉第转子112，通过第2法拉第转子112，偏振方向向顺时针方向旋转45度(d点)。顺时针方向是本公开中的“第2旋转方向”的一例，45度是本公开中的“第2角度”的一例。通过第2法拉第转子112使偏振方向旋转后的脉冲激光透过第2偏振片88。从MO22向PO26行进的脉冲激光的a点的偏振方向和e点的偏振方向相同。
接着，对从PO26向MO22的方向返回的脉冲激光进行说明。在图4中的e点，从MO22向PO26的方向传播的脉冲激光的偏振方向和从PO26向MO22的方向返回的脉冲激光(返回光)的偏振方向相同。因此，从PO26向MO22的方向行进的返回光透过第2偏振片88。
接着，通过第2法拉第转子112，透过第2偏振片88后的返回光的偏振方向顺时针旋转45度(c点)。在c点，从MO22向PO26的方向传播的脉冲激光的偏振方向和从PO26向MO22的方向返回的脉冲激光的偏振方向正交。因此，从PO26向MO22的方向返回的脉冲激光被第1偏振片83反射而入射到衰减器116。衰减器116吸收并遮断在第1偏振片83处被反射后的光。
4.3法拉第转子的具体例
图5是概略地示出法拉第转子130的结构例的剖视图。法拉第转子130能够被分别用作第1法拉第转子110和第2法拉第转子112。法拉第转子130具有法拉第材料135和磁铁136。法拉第材料135是在紫外线波长时透明、且费尔德常数大的材料。“透明”这样的记载是具有透光性这样的意思。
费尔德常数依赖于材料的种类和波长。作为法拉第材料135，例如优选为氟化钙(CaF 2)、合成石英(SiO 2)、氟化镁(MgF 2)等。法拉第材料135被保持于保持架137。
磁铁136成为中空构造，在内部经由保持架137配置有法拉第材料135。贯穿法拉第材料135的磁场的方向与光的传播方向平行。基于法拉第转子130实现的偏振面(偏振方向)的旋转方向依赖于费尔德常数的符号和被施加的磁场的方向。
图6示出脉冲激光的波长为ArF准分子激光器的振荡波长的情况下的磁场和法拉第材料135的厚度的优选范围。ArF准分子激光器的振荡波长包含大约193nm的波长。在图6中，分别示出法拉第材料135为CaF 2的情况和法拉第材料135为SiO 2的情况。另外，法拉第材料135的厚度通过光轴方向的厚度来评价。
图7示出脉冲激光的波长为KrF准分子激光器的振荡波长的情况下的磁场和法拉第材料135的厚度的优选范围。KrF准分子激光器的振荡波长包含大约248nm的波长。在图7中，分别示出法拉第材料135为CaF 2的情况和法拉第材料135为SiO 2的情况。
图6和图7所示的优选范围根据磁场的实现容易度来选定。最优选范围的磁场是使用了磁力强的钕磁铁等的情况下的磁通密度。法拉第材料135的厚度是根据选择出的材料和磁场的磁通密度以及费尔德常数计算偏振面旋转45度的厚度而得到的值。
如图6所示，在法拉第材料135为氟化钙、且脉冲激光的波长为ArF准分子激光器的振荡波长的情况下，施加给法拉第转子130的磁场和法拉第材料135的光轴方向的厚度各自的优选范围为0.5T～3.0T和6mm～40mm。更加优选为0.75T～2.9T和10mm～30mm，最优选为0.8T～1.5T和15mm～25mm。另外，“0.5T～3.0T”等表示数值范围的表述表示包含“～”的前后所示的数值的范围，例如“0.5T～3.0T”的表述意味着“0.5T以上且3.0T以下”。
在法拉第材料135为合成石英、且脉冲激光的波长为ArF准分子激光器的振荡波长的情况下，施加给法拉第转子130的磁场和法拉第材料135的光轴方向的厚度的优选范围为0.5T～3T和3mm～25mm。更加优选为0.75T～2.9T和6mm～20mm，最优选为0.8T～1.5T和8mm～15mm。
此外，如图7所示，在法拉第材料为氟化钙、且脉冲激光的波长为KrF准分子激光器的振荡波长的情况下，施加给法拉第转子130的磁场和法拉第材料135的光轴方向的厚度的优选范围为0.5T～3.0T和13mm～83mm。更加优选为0.75T～2.9T和20mm～55mm，最优选为0.8T～1.5T和30mm～50mm。
在法拉第材料为合成石英、且脉冲激光的波长为KrF准分子激光器的振荡波长即248nm的情况下，施加给法拉第转子130的磁场和法拉第材料135的光轴方向的厚度的优选范围为0.5T～3.0T和8mm～53mm。更加优选为0.75T～2.9T和10mm～40mm，最优选为0.8T～1.5T和15mm～30mm。
另外，法拉第材料135也可以分割成多个，它们的合计满足上述的厚度。被分割的个数例如可以是2个、3个、4个等。在第1法拉第转子110和第2法拉第转子112中，也能够使用不同的法拉第材料、不同的光轴方向的厚度、不同的磁场的大小等不同种类的法拉第转子。另一方面，在第1法拉第转子110和第2法拉第转子112中，通过使用相同的法拉第材料、相同的光轴方向的厚度和相同的磁场的大小的法拉第转子，成为偏振面分别向相反方向旋转相同的旋转量(角度)的结构，因此，是容易处理的优选方式。
4.4偏振片的透射轴与激光的偏振方向之间的容许角度差
最优选第1偏振片83和第2偏振片88各自的透射轴与入射到各偏振片的脉冲激光的偏振方向平行，但是，不限于严格平行的情况，在能够发挥实用上的目标功能的范围内，容许两者的角度差。
图8是示出偏振片的透射轴与脉冲激光的偏振方向之间的角度差和消光比(dB)之间的关系的曲线图以及将消光比换算成归一化透射率的曲线图。图8的左侧的纵轴表示消光比，右侧的纵轴表示归一化透射率。归一化透射率是以角度差为0度时的透射率成为1.0的方式进行归一化而得到的值。在使从第1法拉第转子110输出的脉冲激光透过的第1偏振片83和使从第2法拉第转子112输出的脉冲激光透过的第2偏振片88中的每一个偏振片中，如果相对于入射的脉冲激光的归一化透射率为0.9以上，则在实用上能够充分有效地发挥功能。因此，根据图8，第1偏振片83或第2偏振片88的透射轴与脉冲激光的偏振方向之间的角度差的优选容许范围是归一化透射率成为0.9以上的±17.5度的范围。
4.5作用/效果
根据实施方式1的紫外线激光装置100，即使不使用短波长下的耐久性低的1/2波长板81，也能够使脉冲激光的偏振方向在经过光隔离器120的前后相同。因此，不对其他的依赖于偏振方向的模块进行变更就能够抑制返回光。
此外，根据实施方式1的紫外线激光装置100，从PO26向MO22的方向返回的脉冲激光被第1偏振片83反射而被衰减器116吸收，向MO22的入射被抑制。由此，针对MO22的热负荷被减轻，与比较例的结构相比，能量稳定性、线宽度稳定性等提高。
4.6变形例
关于MO脉冲能量监视器54的配置，能够配置于串联配置有第1法拉第转子110和第2法拉第转子112的光隔离器120的上游侧或下游侧中的任意一方，但是，如图4那样，优选构成为配置于光隔离器120的上游侧。MO脉冲能量监视器54是本公开中的“能量监视器”的一例。此外，分别施加给第1法拉第转子110和第2法拉第转子112的磁场的方向是相互相反的方向即可，不限于图4所示的例子。例如，还能够构成为使施加给第1法拉第转子110的磁场的方向在图4中向上，使施加给第2法拉第转子112的磁场的方向在图4中向下。
此外，在图4中，说明了第1法拉第转子110和第2法拉第转子112使偏振面向相反的方向旋转相同的旋转角度(45度)的例子，但是，基于第1法拉第转子110实现的偏振方向的旋转角度和基于第2法拉第转子112实现的偏振方向的旋转角度不限于在相反方向上为相同角度的情况，在能够发挥实用上的目标功能的范围内，容许两者的角度差。根据图8，基于第1法拉第转子110实现的第1旋转方向的旋转角度与基于第2法拉第转子112实现的第2旋转方向(与第1旋转方向相反的方向)的旋转角度之间的角度差在17.5度以内是被容许的。
基于第1法拉第转子110实现的第1旋转方向的旋转角度可以为45度±17.5度以内，同样，基于第2法拉第转子112实现的第2旋转方向的旋转角度可以为45度±17.5度以内。根据透过第1法拉第转子110入射到第1偏振片83的脉冲激光的偏振方向和从PO26返回的脉冲激光透过第2法拉第转子112入射到第1偏振片83时的偏振方向以90度±17.5度以内的角度交叉的结构，返回光在第1偏振片83处被反射，向MO22的入射被抑制。
5.实施方式2
5.1结构
图9概略地示出实施方式2的紫外线激光装置102的结构。关于图9所示的结构，对与图4不同之处进行说明。图9所示的紫外线激光装置102与图4所示的结构的不同之处在于，在第2偏振片88与PO26之间的光路上配置有能够进行2轴调整的平行平面基板202和能够进行2轴调整的高反射镜52。平行平面基板202被保持于能够将正交的2轴分别作为旋转轴进行角度调整的2轴角度调整保持架204。
平行平面基板202被配置于第2偏振片88与高反射镜52之间的光路上。平行平面基板202可以是氟化钙的基板。2轴角度调整保持架204例如可以是能够将与图9的纸面垂直的轴以及与平行平面基板202的基板面和图9的纸面平行的轴分别作为旋转轴进行角度调整的保持架。
高反射镜52被保持于能够将正交的2轴分别作为旋转轴进行角度调整的2轴角度调整保持架208。2轴角度调整保持架208例如可以是能够将与图9的纸面垂直的轴以及与高反射镜52的反射面和图9的纸面平行的轴分别作为旋转轴进行角度调整的保持架。
5.2动作
通过调整能够进行2轴调整的平行平面基板202和能够进行2轴调整的高反射镜52来进行光轴的调整，以使得来自MO22的脉冲激光最高效地入射到PO26。
能够进行2轴调整的平行平面基板202使来自MO22的脉冲激光与行进方向平行地移位，由此被调整成使脉冲激光最高效地入射到PO26。
能够进行2轴调整的高反射镜52对来自MO22的脉冲激光入射到PO26的角度进行变更，由此被调整成使脉冲激光最高效地入射到PO26。
2轴角度调整保持架204和2轴角度调整保持架208分别是本公开中的“光轴调整机构”的一例。具有能够进行2轴调整的平行平面基板202和能够进行2轴调整的高反射镜52双方的结构是优选方式，但是，也可以是仅具有其中一方的结构。
5.3作用/效果
根据实施方式2，得到与实施方式1相同的效果。此外，根据实施方式2，与实施方式1相比，入射到PO26的注入光的光轴调整容易。
6.实施方式3
6.1结构
图10概略地示出实施方式3的紫外线激光装置103的结构。关于图10所示的结构，对与图4不同之处进行说明。图10所示的紫外线激光装置103代替图4中的MO22而具有紫外线固体激光装置232作为振荡级激光器，代替PO26而具有准分子放大器236。其他结构可以与图4所示的结构相同。
紫外线固体激光装置232例如输出将近红外段(波长780nm～波长2500nm)作为基波的固体激光器的4次谐波、5次谐波或6次谐波(波长150nm～波长380nm的范围)。例如，紫外线固体激光装置232被配置成输出波长大约为193nm的种子光，种子光入射到准分子放大器236。
作为一例，紫外线固体激光装置232也可以构成为包含半导体激光系统、钛蓝宝石放大器和波长转换系统。半导体激光系统也可以构成为包含输出波长大约为773.6nm的CW激光的分布反馈型(Distributed Feedback：DFB)的半导体激光器和对CW激光进行脉冲化的半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier：SOA)。波长转换系统包含多个非线性光学晶体，对入射的脉冲激光进行波长转换，输出4倍高次谐波的脉冲激光。波长转换系统例如包含LBO晶体和KBBF晶体。LBO晶体是由化学式LiB 3O 5表示的非线性光学晶体。KBBF晶体是由化学式KBe 2BO 3F 2表示的非线性光学晶体。
准分子放大器236包含腔242、凸面柱面镜244和凹面柱面镜246。
腔242包含1对放电电极250a、250b和供激光透过的2个窗口252、254。放电电极250a、250b隔着放电空间256对置地被配置。放电电极250a、250b之间的空间成为放电空间256。放电电极250a、250b隔着放电空间256对置的方向相当于放电方向。在腔242中填充有与图4中说明的激光气体相同的激光气体。
在凸面柱面镜244的凸曲面和凹面柱面镜246的凹曲面分别涂敷有针对波长大约193nm的光的高反射膜。
凸面柱面镜244和凹面柱面镜246被配置成，来自紫外线固体激光装置232的种子光在准分子放大器236的放电空间256经过3次，由此，在放电方向上射束被扩大、放大。
6.2动作
从紫外线固体激光装置232输出的种子光经过光隔离器120入射到准分子放大器236。入射到准分子放大器236的波长大约为193.4nm的种子光在凸面柱面镜244和凹面柱面镜246处被反射，由此在放电电极250a、250b之间的放电空间256经过3次。由此，种子光的射束被扩大、放大。准分子放大器236是本公开中的“多通放大器”的一例。不限于3通的准分子放大器236，能够应用各种多通放大器。
光隔离器120的动作与图4中说明的实施方式1相同。光隔离器120抑制由准分子放大器236产生的自然放射放大光(Amplified Spontaneous Emission：ASE)等入射到紫外线固体激光装置232。
6.3作用/效果
根据实施方式3的紫外线激光装置103，即使不使用短波长下的耐久性低的1/2波长板81，也能够使偏振方向在经过光隔离器120的前后相同。因此，不对其他的依赖于偏振方向的模块进行变更就能够抑制返回光。
根据实施方式3的紫外线激光装置103，从准分子放大器236向紫外线固体激光装置232的方向返回的光不入射到紫外线固体激光装置232，因此，针对紫外线固体激光装置232的热负荷被减轻，与比较例的结构相比，能量稳定性、线宽度稳定性等提高。
7.实施方式4
7.1结构
图11概略地示出实施方式4的紫外线激光装置104的结构。关于图11所示的结构，对与图4不同之处进行说明。实施方式4的紫外线激光装置104相对于实施方式1的结构而言，放大级激光器的结构和将来自MO22的激光导入到放大级激光器的高反射镜的结构不同。
图4所示的实施方式1的放大级激光器是具有法布里-珀罗型的光谐振器的PO26，该法布里-珀罗型的光谐振器由后镜60和输出耦合镜64构成，与此相对，图11所示的实施方式4的放大级激光器是具有环形谐振器270的PO266，这点不同。
图12是概略地示出被应用于实施方式4的PO266的结构的俯视图。环形谐振器270构成为包含高反射镜284、高反射镜285、高反射镜286和部分反射镜290。
紫外线激光装置104配置有高反射镜283，以将从MO22输出且被高反射镜50和高反射镜52反射后的激光导入到环形谐振器270。高反射镜283被配置于高反射镜52与部分反射镜290之间的光路上，以使在高反射镜52处被反射后的激光入射到部分反射镜290。
7.2动作
从MO22输出的激光在高反射镜50、高反射镜52和高反射镜283处依次被反射后，从部分反射镜290入射到环形谐振器270。
透过部分反射镜290后的激光在高反射镜284处被反射后，入射到腔62而被放大，然后，在高反射镜285和高反射镜286处被反射，再次入射到腔62而被放大。然后，从腔62输出的激光的一部分透过部分反射镜290，另外一部分被反射而在环形谐振器270再次被放大。
透过部分反射镜290后的放大脉冲激光从紫外线激光装置104输出。
光隔离器120抑制来自PO266的返回光入射到MO22。光隔离器120的动作与图4中说明的实施方式1相同。
7.3作用/效果
根据实施方式4的紫外线激光装置104，得到与实施方式1相同的效果。
8.关于电子器件的制造方法
图13概略地示出曝光装置300的结构例。曝光装置300包含照明光学系统304和投影光学系统306。照明光学系统304通过从紫外线激光装置100入射的激光对被配置于掩模版台RT上的未图示的掩模版的掩模版图案进行照明。投影光学系统306对透过掩模版后的激光进行缩小投影，使其在被配置于工件台WT上的未图示的工件上成像。工件是被涂布了光致抗蚀剂的半导体晶片等感光基板。
曝光装置300使掩模版台RT和工件台WT同步地平行移动，由此在工件上曝光反映了掩模版图案的激光。在通过以上这种曝光工序在半导体晶片上转印掩模版图案后，经过多个工序，由此能够制造半导体器件。半导体器件是本公开中的“电子器件”的一例。也可以代替紫外线激光装置100而使用实施方式2～4中说明的紫外线激光装置102、103或104生成激光。
9.其他
上述说明不是限制，而是简单的例示。因此，本领域技术人员明白能够在不脱离权利要求书的情况下对本公开的实施方式施加变更。此外，本领域技术人员还明白组合本公开的实施方式进行使用。
只要没有明确记载，则本说明书和权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如，“包含”、“有”、“具有”、“具备”等用语应该解释为“不将被记载的结构要素以外的结构要素的存在除外”。此外，修饰词“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外，“A、B和C中的至少一方”这样的用语应该解释为“A”、“B”、“C”、“A+B”、“A+C”、“B+C”或“A+B+C”。进而，应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (20)

1.一种紫外线激光装置，其具有：
振荡级激光器，其输出紫外线波长的线偏振的脉冲激光；
放大器，其对所述脉冲激光进行放大并输出；以及
光隔离器，其被配置于所述振荡级激光器与所述放大器之间的光路上，
所述光隔离器具有：
第1法拉第转子，其通过第1方向的磁场使从所述振荡级激光器输出的脉冲激光的偏振方向向第1旋转方向旋转第1角度；
第1偏振片，其被配置成针对从所述第1法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上；
第2法拉第转子，其通过与所述第1方向相反的方向即第2方向的磁场，使透过所述第1偏振片后的脉冲激光的偏振方向向与所述第1旋转方向相反的方向即第2旋转方向旋转第2角度；以及
第2偏振片，其被配置成针对从所述第2法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上。
2.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
从所述第1法拉第转子输出的脉冲激光的偏振方向与所述第1偏振片的透射轴之间的角度差为17.5度以内，
从所述第2法拉第转子输出的脉冲激光的偏振方向与所述第2偏振片的透射轴之间的角度差为17.5度以内。
3.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述第1角度与所述第2角度之间的角度差为17.5度以内。
4.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述第1角度和所述第2角度分别为45度±17.5度以内，
从所述振荡级激光器向所述放大器的方向行进的脉冲激光入射到所述第1偏振片时的偏振方向、与从所述放大器向所述振荡级激光器的方向返回的脉冲激光经过所述第2法拉第转子入射到所述第1偏振片时的偏振方向以90度±17.5度以内的角度交叉，
经过所述第2法拉第转子入射到所述第1偏振片的脉冲激光被所述第1偏振片反射。
5.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
分别被施加给所述第1法拉第转子和所述第2法拉第转子的磁场的磁通密度为0.5T以上且3.0T以下。
6.根据权利要求5所述的紫外线激光装置，其中，
所述脉冲激光的波长为ArF准分子激光器的振荡波长，
所述第1法拉第转子和所述第2法拉第转子中分别包含的法拉第材料为氟化钙，
所述法拉第材料的光轴方向的厚度为6mm以上且40mm以下。
7.根据权利要求5所述的紫外线激光装置，其中，
所述脉冲激光的波长为ArF准分子激光器的振荡波长，
所述第1法拉第转子和所述第2法拉第转子中分别包含的法拉第材料为合成石英，
所述法拉第材料的光轴方向的厚度为3mm以上且25mm以下。
8.根据权利要求5所述的紫外线激光装置，其中，
所述脉冲激光的波长为KrF准分子激光器的振荡波长，
所述第1法拉第转子和所述第2法拉第转子中分别包含的法拉第材料为氟化钙，
所述法拉第材料的光轴方向的厚度为13mm以上且83mm以下。
9.根据权利要求5所述的紫外线激光装置，其中，
所述脉冲激光的波长为KrF准分子激光器的振荡波长，
所述第1法拉第转子和所述第2法拉第转子中分别包含的法拉第材料为合成石英，
所述法拉第材料的光轴方向的厚度为8mm以上且53mm以下。
10.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述第1法拉第转子和所述第2法拉第转子中分别包含的法拉第材料由被分割的多个材料构成。
11.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
在所述第2偏振片与所述放大器之间具有至少包含2轴的调整机构的光轴调整机构。
12.根据权利要求11所述的紫外线激光装置，其中，
所述光轴调整机构具有能够通过所述调整机构进行2轴调整的平行平面基板。
13.根据权利要求11所述的紫外线激光装置，其中，
所述光轴调整机构具有能够通过所述调整机构进行2轴调整的高反射镜。
14.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述振荡级激光器和所述放大器分别具有被填充激光气体的腔。
15.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述振荡级激光器是紫外线固体激光器。
16.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述放大器具有谐振器。
17.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述放大器是多通放大器。
18.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
所述紫外线激光装置还具有衰减器，所述衰减器吸收从所述放大器经由所述第2偏振片和所述第2法拉第转子在所述第1偏振片处被反射的光。
19.根据权利要求1所述的紫外线激光装置，其中，
在所述振荡级激光器与所述光隔离器之间具有计测所述振荡级激光器的脉冲能量的能量监视器。
20.一种电子器件的制造方法，其包含以下步骤：
使用紫外线激光装置生成由放大器放大后的激光，
将所述放大后的激光输出到曝光装置，
在所述曝光装置内在感光基板上曝光所述激光，以制造电子器件，
所述紫外线激光装置具有：
振荡级激光器，其输出紫外线波长的线偏振的脉冲激光；
所述放大器，其对所述脉冲激光进行放大并输出；以及
光隔离器，其被配置于所述振荡级激光器与所述放大器之间的光路上，
所述光隔离器具有：
第1法拉第转子，其通过第1方向的磁场使从所述振荡级激光器输出的脉冲激光的偏振方向向第1旋转方向旋转第1角度；
第1偏振片，其被配置成针对从所述第1法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上；
第2法拉第转子，其通过与所述第1方向相反的方向即第2方向的磁场，使透过所述第1偏振片后的脉冲激光的偏振方向向与所述第1旋转方向相反的方向即第2旋转方向旋转第2角度；以及
第2偏振片，其被配置成针对从所述第2法拉第转子输出的脉冲激光的归一化透射率成为0.9以上。
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