JP2012164666A - Laser amplifier of driver laser for extreme ultraviolet light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ等を露光するために用いられる極端紫外光を発生するＬＰＰ(laser produced plasma)型ＥＵＶ（extreme ultra violet：極端紫外）光源装置においてターゲットにレーザ光を照射するドライバレーザに関する。 The present invention relates to a driver laser that irradiates a target with laser light in an LPP (laser produced plasma) EUV (extreme ultra violet) light source device that generates extreme ultraviolet light used for exposing a semiconductor wafer or the like.
近年、半導体プロセスの微細化に伴い、光リソグラフィの微細化も急速に進展しており、次世代においては、１００ｎｍ〜７０ｎｍの微細加工、さらには５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになっている。そのため、例えば、５０ｎｍ以下の微細加工に応じるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外光を発生するＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。 In recent years, along with miniaturization of semiconductor processes, miniaturization of photolithography has been rapidly progressing, and in the next generation, fine processing of 100 nm to 70 nm, and further fine processing of 50 nm or less have been required. Yes. For this reason, for example, an exposure apparatus that combines an EUV light source that generates extreme ultraviolet light with a wavelength of about 13 nm and a reduced projection reflective optics is expected to meet fine processing of 50 nm or less. .
そのようなＥＵＶ光源装置においては、一般に、駆動用光源（ドライバ）として短パルスレーザが用いられる。短パルスレーザは、ＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置において高いＣＥ（conversion efficiency：照射レーザ光からＥＵＶ光への変換効率）を得るのに適しているからである。 In such an EUV light source device, a short pulse laser is generally used as a driving light source (driver). This is because the short pulse laser is suitable for obtaining high CE (conversion efficiency: conversion efficiency from irradiation laser light to EUV light) in the LPP type EUV light source device.
図１８は、ドライバとして用いられる発振増幅型レーザの構成を示す概略図である。
図１８に示す発振増幅型レーザ９０は、短パルスＣＯ２レーザによって構成されるレーザ発振器９１と、短パルスＣＯ２レーザが発生したレーザ光を増幅するレーザ増幅器９２とを含んでいる。ここで、レーザ増幅器９２が光共振器を持たない場合に、そのような構成を有するレーザシステムは、ＭＯＰＡ(Master Oscillator Power Amplifier)システムと呼ばれる。レーザ増幅器９２は、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）、ヘリウム（Ｈｅ）、さらに、必要に応じて、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、キセノン（Ｘｅ）等を含むＣＯ２レーザガスを放電によって励起する放電装置を有している。
なお、図１８に示すレーザ増幅器９２と異なり、増幅段に共振器を設ける場合には、増幅段単体によるレーザ発振が可能である。そのような構成を有するレーザシステムは、ＭＯＰＯ（Master Oscillator Power Oscillator）システムと呼ばれる。
FIG. 18 is a schematic diagram showing the configuration of an oscillation amplification type laser used as a driver.
Oscillation amplification type laser 90 shown in FIG. 18 includes a laser oscillator 91 constituted by the short pulse CO 2 laser, a laser amplifier 92 for amplifying the laser light short pulse CO 2 laser is generated. Here, when the laser amplifier 92 does not have an optical resonator, the laser system having such a configuration is called a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) system. The laser amplifier 92 includes carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N 2 ), helium (He), and optionally hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), xenon (Xe), and the like. A discharge device for exciting the CO 2 laser gas by discharge is provided.
Unlike the laser amplifier 92 shown in FIG. 18, when a resonator is provided in the amplification stage, laser oscillation can be performed by the amplification stage alone. A laser system having such a configuration is called a MOPO (Master Oscillator Power Oscillator) system.
レーザ発振器９１から出射したエネルギーＡを有するレーザ光（シードレーザ光）１２６は、レーザ増幅器９２において所望のエネルギーＢを有するレーザ光１２８に増幅される。このエネルギーＢを有するレーザ光１２８は、レーザ光伝播系を通して、又は、レンズによって集光されて、錫（Ｓｎ）やキセノン（Ｘｅ）等から選択されるＥＵＶ発光ターゲット物質に照射される。 A laser beam (seed laser beam) 126 having energy A emitted from the laser oscillator 91 is amplified to a laser beam 128 having desired energy B by a laser amplifier 92. The laser beam 128 having this energy B is focused on the EUV light emitting target material selected from tin (Sn), xenon (Xe) or the like through a laser beam propagation system or by a lens.
図１８においては、レーザエネルギーＡをレーザエネルギーＢまで増幅するために、増幅器を１段しか設けていないが、所望のレーザエネルギーＢを得るために、複数段の増幅器を用いてもよい。このようなレーザ増幅器として、高速軸流型レーザ増幅器が使用されている。 In FIG. 18, only one stage of amplifier is provided to amplify laser energy A to laser energy B. However, in order to obtain desired laser energy B, a plurality of stages of amplifiers may be used. As such a laser amplifier, a high-speed axial laser amplifier is used.
図１９は、高速軸流型レーザ増幅器の構成を示す概略図である。高速軸流型レーザ増幅器は、高周波電圧を印加することにより内部に放電領域を生成し、レーザ光を増幅する複数本の放電管を有する。図１９に示すように、上下２段で合計８本の放電管１３２ａ〜１３２ｈを有する場合を例として、高速軸流型レーザ増幅器の構成と動作について説明する。 FIG. 19 is a schematic diagram showing a configuration of a high-speed axial flow laser amplifier. The high-speed axial laser amplifier has a plurality of discharge tubes that generate a discharge region inside by applying a high-frequency voltage and amplify laser light. As shown in FIG. 19, the configuration and operation of a high-speed axial laser amplifier will be described by taking as an example a case where a total of eight discharge tubes 132a to 132h are provided in two upper and lower stages.
シードレーザ光１２６がウィンドウ１３７ａから放電管１３２ａに入射し、増幅されて、放電管１３２ａから出射する。出射したレーザ光は、反射ミラー１３５ａで向きを変えて、放電管１３２ｂに入射し、増幅されて、放電管１３２ｂから出射する。出射したレーザ光は、反射ミラー１３５ｂで向きを変える。レーザ光は、放電管１３２ｃ〜１３２ｈで増幅されて、反射ミラー１３５ｃ〜１３５ｈで向き変えることを繰り返しながら、ウィンドウ１３７ｂから増幅レーザ光１２８として出射する。 The seed laser beam 126 enters the discharge tube 132a from the window 137a, is amplified, and is emitted from the discharge tube 132a. The emitted laser light is redirected by the reflection mirror 135a, enters the discharge tube 132b, is amplified, and is emitted from the discharge tube 132b. The direction of the emitted laser light is changed by the reflection mirror 135b. The laser light is amplified by the discharge tubes 132c to 132h, and is emitted as the amplified laser light 128 from the window 137b while being repeatedly turned by the reflection mirrors 135c to 135h.
関連する技術として、非特許文献１は、高速軸流ＣＯ２レーザ増幅器について開示する。非特許文献２は、核融合用ＣＯ２レーザシステムにおいて使用される気体過飽和吸収体について開示する。 As a related technique, Non-Patent Document 1 discloses a high-speed axial flow CO 2 laser amplifier. Non-Patent Document 2 discloses a gas saturable absorber used in the CO 2 laser system for nuclear fusion.
従来使用されている高速軸流型レーザ増幅器では、レーザ発振出力の２０％程度しか出力を取り出すことができなかった。図２０は、５ｋＷ高速軸流型レーザ増幅器を使用した場合にシード光パワーとレーザ増幅器から取り出せるパワーとの関係を示している。増幅器に入力するシード光パワーが１００Ｗ以上になると、増幅器から取り出すことができるパワーが飽和して、増幅器から取り出すことができるパワーの上限は、１２００Ｗ程度となる。すなわち、５ｋＷ増幅器からの出力取り出し効率は、約２４％（＝１２００Ｗ／５０００Ｗ）となる。このように、高速軸流型レーザ増幅器においては、出力取り出し効率が低く、増幅効率に劣るという解決すべき課題がある。 Conventionally used high-speed axial laser amplifiers can extract only about 20% of the laser oscillation output. FIG. 20 shows the relationship between the seed light power and the power that can be extracted from the laser amplifier when a 5 kW high-speed axial laser amplifier is used. When the seed light power input to the amplifier is 100 W or more, the power that can be extracted from the amplifier is saturated, and the upper limit of the power that can be extracted from the amplifier is about 1200 W. That is, the output extraction efficiency from the 5 kW amplifier is about 24% (= 1200 W / 5000 W). As described above, the high-speed axial laser amplifier has a problem to be solved that the output extraction efficiency is low and the amplification efficiency is inferior.
高速軸流型レーザ増幅器において、取り出し効率を増加するためには、軸流放電管の直径を大きくすることが必要であるが、軸流放電管の直径を大きくすると、増幅されたレーザ光がマルチモード化し、極端紫外光源装置にとって必須の要件である集光性が低下するという問題が生じる。また、高速軸流型レーザ増幅器においては、軸流放電管を多段で構成すること、及び、軸流放電管に循環装置を設ける必要があることから、レーザ増幅器が大型化するという問題が生じる。 In order to increase the extraction efficiency in a high-speed axial flow laser amplifier, it is necessary to increase the diameter of the axial flow discharge tube. There is a problem that the light is collected in a mode and the light collecting property, which is an essential requirement for the extreme ultraviolet light source device, is lowered. Further, in the high-speed axial flow type laser amplifier, there is a problem that the laser amplifier is increased in size because the axial flow discharge tube is configured in multiple stages and a circulation device needs to be provided in the axial flow discharge tube.
本発明は、これらの問題を解決することを課題としてなされたもので、本発明の目的は、小型で、レーザ光の増幅を効率良く行うことができ、増幅されたレーザ光の集光性に優るドライバレーザを提供することである。 The present invention has been made in order to solve these problems, and an object of the present invention is to reduce the size of the laser beam and to efficiently amplify the laser beam. It is to provide a superior driver laser.
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係るドライバレーザは、レーザ光をターゲット物質に照射することによりターゲット物質をプラズマ化して極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置において用いられるドライバレーザであって、発振によりレーザ光を生成するレーザ発振器と、レーザ発振器によって生成されるレーザ光を入力し、該レーザ光を増幅して出力する少なくとも１つのスラブ型レーザ増幅器とを具備し、少なくとも１つのスラブ型レーザ増幅器が、第１のウィンドウ及び第２のウィンドウを有し、炭酸ガス（ＣＯ２）を含む気体で充たされたチャンバと、チャンバ内に配置され、高周波電圧が印加されることにより形成される放電領域において気体を励起してレーザ光を増幅する一対の電極と、チャンバ内に配置され、第１のウィンドウから入射するレーザ光を多重反射することにより放電領域内を伝播させて第２のウィンドウから出射させる複数のミラーを有する光学系とを含む。 In order to solve the above-described problem, a driver laser according to one aspect of the present invention is a driver laser used in an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating a laser beam onto a target material to convert the target material into plasma. A laser oscillator that generates laser light by oscillation, and at least one slab type laser amplifier that receives the laser light generated by the laser oscillator and amplifies and outputs the laser light. One slab type laser amplifier has a first window and a second window, is filled with a gas containing carbon dioxide (CO 2 ), is disposed in the chamber, and a high-frequency voltage is applied to the chamber. A pair of electrodes for amplifying the laser light by exciting the gas in the discharge region formed by the It is, and an optical system having a plurality of mirrors for emitting the discharge region from the second window is propagated by multiple reflection of the laser beam incident from the first window.
本発明によれば、上記のようなスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器を用いてドライバレーザを構成するので、ドライバレーザを小型化し、レーザ光の増幅を効率良く行うことができ、ビームの広がりを抑制して集光性に優れたレーザ光を得ることができる。 According to the present invention, since the driver laser is configured using the slab type CO 2 laser amplifier as described above, the driver laser can be downsized, the laser light can be efficiently amplified, and the beam spread is suppressed. Thus, it is possible to obtain a laser beam having excellent light collecting properties.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の各実施形態に係る極端紫外光源用スラブ型ＣＯ２ドライバレーザ（以下において、単に「ドライバレーザ」とも言う）が適用されるＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置の概要を示す模式図である。図１に示すように、このＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置は、ドライバレーザ１と、ＥＵＶ光発生チャンバ２と、ターゲット物質供給部３と、レーザ集光光学系４とを含んでいる。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of an LPP type EUV light source apparatus to which a slab type CO 2 driver laser for an extreme ultraviolet light source (hereinafter also simply referred to as “driver laser”) according to each embodiment of the present invention is applied. is there. As shown in FIG. 1, the LPP type EUV light source device includes a driver laser 1, an EUV light generation chamber 2, a target material supply unit 3, and a laser focusing optical system 4.
ドライバレーザ１は、ターゲット物質を励起させるために用いられる駆動用のレーザ光を発生する発振増幅型レーザ装置である。ドライバレーザ１の構成については、後で詳しく説明する。 The driver laser 1 is an oscillation amplification type laser device that generates a driving laser beam used for exciting a target material. The configuration of the driver laser 1 will be described in detail later.
ＥＵＶ光発生チャンバ２は、ＥＵＶ光の生成が行われる真空チャンバである。ＥＵＶ光発生チャンバ２には、ドライバレーザ１から発生したレーザ光６をＥＵＶ光発生チャンバ２内に通過させるための窓１１が設けられている。また、ＥＵＶ光発生チャンバ２の内部には、ターゲット噴射ノズル１５と、ターゲット回収筒１６と、ＥＵＶ集光ミラー８とが配置されている。 The EUV light generation chamber 2 is a vacuum chamber in which EUV light is generated. The EUV light generation chamber 2 is provided with a window 11 for allowing the laser light 6 generated from the driver laser 1 to pass through the EUV light generation chamber 2. A target injection nozzle 15, a target collection cylinder 16, and an EUV collector mirror 8 are disposed inside the EUV light generation chamber 2.
ターゲット物質供給部３は、ＥＵＶ光を発生するために用いられるターゲット物質を、ターゲット物質供給部３の一部であるターゲット噴射ノズル１５を介して、ＥＵＶ光発生チャンバ２内に供給する。供給されたターゲット物質の内、レーザ光が照射されずに不要となったものは、ターゲット回収筒１６によって回収される。ターゲット物質としては、公知の様々な材料（例えば、錫（Ｓｎ）、キセノン（Ｘｅ）等）を用いることができる。 The target material supply unit 3 supplies a target material used for generating EUV light into the EUV light generation chamber 2 via a target injection nozzle 15 that is a part of the target material supply unit 3. Among the supplied target materials, those which are no longer necessary without being irradiated with laser light are recovered by the target recovery cylinder 16. As the target substance, various known materials (eg, tin (Sn), xenon (Xe), etc.) can be used.
ターゲット物質の状態は、固体、液体、気体のいずれでも良く、連続流れ（ターゲット噴流）や液滴（ドロップレット）等の公知のいずれの態様でターゲット物質をＥＵＶ光発生チャンバ２内の空間に供給しても良い。例えば、ターゲット物質として液体のキセノン（Ｘｅ）ターゲットを用いる場合には、ターゲット物質供給部３は、高純度キセノンガスを供給するガスボンベ、マスフローコントローラ、キセノンガスを液化するための冷却装置、ターゲット噴射ノズル等によって構成される。また、ドロップレットを生成する場合には、それらを含む構成に、ピエゾ素子等の加振装置が追加される。 The state of the target material may be solid, liquid, or gas, and the target material is supplied to the space in the EUV light generation chamber 2 in any known manner such as a continuous flow (target jet) or a droplet (droplet). You may do it. For example, when a liquid xenon (Xe) target is used as the target material, the target material supply unit 3 includes a gas cylinder for supplying high-purity xenon gas, a mass flow controller, a cooling device for liquefying xenon gas, and a target injection nozzle. Composed of etc. When generating droplets, a vibration device such as a piezo element is added to the configuration including them.
レーザ集光光学系４は、例えば、集光レンズを含んでおり、ドライバレーザ１から出射したレーザ光６を、ターゲット物質の軌道上に焦点を形成するように集光する。それにより、ターゲット物質５が励起してプラズマ化し、ＥＵＶ光７が発生する。 The laser condensing optical system 4 includes, for example, a condensing lens, and condenses the laser light 6 emitted from the driver laser 1 so as to form a focal point on the trajectory of the target material. As a result, the target material 5 is excited and turned into plasma, and EUV light 7 is generated.
ＥＵＶ集光ミラー８は、例えば、１３．５ｎｍの光を高反射率で反射するＭｏ／Ｓｉ膜がその表面に形成された凹面鏡であり、発生したＥＵＶ光７を反射することにより集光して伝送光学系に導く。さらに、このＥＵＶ光は、伝送光学系を介して露光装置等へ導かれる。図１において、ＥＵＶ集光ミラー８は、紙面の手前方向にＥＵＶ光を集光する。 The EUV collector mirror 8 is a concave mirror in which, for example, a Mo / Si film that reflects light of 13.5 nm with high reflectance is formed on the surface thereof, and collects EUV light 7 by reflecting the generated EUV light 7. Guide to transmission optics. Further, the EUV light is guided to an exposure apparatus or the like via a transmission optical system. In FIG. 1, an EUV collector mirror 8 collects EUV light in the front direction of the paper.
本実施形態に係るドライバレーザは、レーザ増幅器としてスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器を用いることを特徴とする。スラブ型レーザは、広い板状の電極を用いて、電極間で一様にレーザ光を励起することが可能である。スラブ型レーザを用いることにより、小型で増幅効率の高いレーザ増幅器を実現することができる。また、スラブ型レーザは、シングルモードレーザ光をシングルモードレーザ光として増幅することが可能であり、ビームの広がりを抑制して集光性に優れたレーザ光を得ることができる。 The driver laser according to the present embodiment is characterized by using a slab type CO 2 laser amplifier as a laser amplifier. A slab type laser can excite laser light uniformly between electrodes using a wide plate-like electrode. By using a slab type laser, a small and high amplification efficiency laser amplifier can be realized. Further, the slab type laser can amplify the single mode laser light as the single mode laser light, and can suppress the spread of the beam and obtain the laser light with excellent light collecting property.
次に、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザについて説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザの概要を示す模式図である。このドライバレーザは、レーザ発振器２１と、スラブ型ＣＯ２レーザ増幅器３１とを有している。スラブ型ＣＯ２レーザ増幅器３１は、炭酸ガス（ＣＯ２）を含む気体で充たされたチャンバ３２と、チャンバ３２内に配置された２個の電極３３ａ及び３３ｂと、チャンバ３２内において２個の電極３３ａ及び３３ｂを挟む位置に配置されたリアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂとを含む。チャンバ３２には、第１のウィンドウであるリアウィンドウ３７ａと第２のウィンドウであるフロントウィンドウ３７ｂとが設けられている。
Next, the driver laser according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an outline of the driver laser according to the first embodiment of the present invention. This driver laser has a laser oscillator 21 and a slab type CO 2 laser amplifier 31. The slab type CO 2 laser amplifier 31 includes a chamber 32 filled with a gas containing carbon dioxide (CO 2 ), two electrodes 33 a and 33 b disposed in the chamber 32, and two chambers 32 in the chamber 32. It includes a rear mirror 35a and a front mirror 35b arranged at positions sandwiching the electrodes 33a and 33b. The chamber 32 is provided with a rear window 37a that is a first window and a front window 37b that is a second window.
スラブ型ＣＯ２レーザ増幅器３１の２個の電極３３ａ及び３３ｂは、高周波電源（図示せず）に接続され、チャンバ３２内の炭酸ガス（ＣＯ２）を含む気体を励起し、電極３３ａ及び３３ｂの間に放電領域２７が形成される。レーザ発振器３１から出力されたシードレーザ光２６は、スラブ型ＣＯ２レーザ増幅器３１の第１のウィンドウであるリアウィンドウ３７ａを通して電極３３ａ及び３３ｂの間に入る。２個の電極３３ａ及び３３ｂの間のキャップ長は、例えば、３ｍｍ〜４ｍｍである。シードレーザ光２６は、リアミラー３５ａの横より電極間へ注入され、リアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂとの間で多重反射されながら、電極３３ａ及び３３ｂの間を伝播し、放電領域２７にあるレーザ媒質によって増幅される。増幅された増幅レーザ光２８は、フロントミラー３５ｂの横から第２のウィンドウであるフロントウィンドウ３７ｂを通して外部に出力される。本発明では上記の説明の通り、シードレーザが入射するスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器のウィンドウを第１のウィンドウと定義し、スラブ型ＣＯ２レーザ増幅器で増幅されたシードレーザ光を外部へ出力するウィンドウを第２のウィンドウと定義する。 The two electrodes 33a and 33b of the slab type CO 2 laser amplifier 31 are connected to a high-frequency power source (not shown), and excites a gas containing carbon dioxide (CO 2 ) in the chamber 32, so that the electrodes 33a and 33b A discharge region 27 is formed between them. The seed laser beam 26 output from the laser oscillator 31 enters between the electrodes 33a and 33b through the rear window 37a that is the first window of the slab type CO 2 laser amplifier 31. The cap length between the two electrodes 33a and 33b is, for example, 3 mm to 4 mm. The seed laser beam 26 is injected between the electrodes from the side of the rear mirror 35a, propagates between the electrodes 33a and 33b while being multi-reflected between the rear mirror 35a and the front mirror 35b, and is transmitted by the laser medium in the discharge region 27. Amplified. The amplified laser beam 28 is output from the side of the front mirror 35b to the outside through the front window 37b as the second window. In the present invention, as described above, the window of the slab type CO 2 laser amplifier on which the seed laser is incident is defined as the first window, and the seed laser light amplified by the slab type CO 2 laser amplifier is output to the outside. Is defined as the second window.
スラブ型ＣＯ２レーザ増幅器３１においては、電極３３ａ及び３３ｂの間のキャップ長が小さいので、シードレーザ光２６のビームが拡がると、シードレーザ光２６が電極３３ａ及び３３ｂで反射され、エネルギーの損失となる。増幅効率を高めるためには、これを防止することが必要となる。そこで、シードレーザ光２６が電極３３ａ及び３３ｂで反射されることを防止するために、リアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂ等により構成される光学系が、シードレーザ光２６のビームの拡がりを抑制するように配置される。 In the slab type CO 2 laser amplifier 31, since the cap length between the electrodes 33a and 33b is small, when the beam of the seed laser beam 26 is expanded, the seed laser beam 26 is reflected by the electrodes 33a and 33b, and energy loss is reduced. Become. In order to increase the amplification efficiency, it is necessary to prevent this. Therefore, in order to prevent the seed laser beam 26 from being reflected by the electrodes 33a and 33b, an optical system including the rear mirror 35a, the front mirror 35b, and the like is configured to suppress the beam spread of the seed laser beam 26. Be placed.
また、増幅効率を高めるために、放電領域内におけるシードレーザ光２６の光路を長くすることが必要となる。そこで、シードレーザ光２６をリアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂにより多数回反射して、放電領域内においてシードレーザ光２６の光路を長くするように、光学系が構成される。さらに、増幅効率を高めるために、レーザ増幅器３１の自励発振を抑制することが必要となる。そこで、自励発振を抑制するために、シードレーザ光２６の光路中に、過飽和吸収体が設けられている。 In order to increase the amplification efficiency, it is necessary to lengthen the optical path of the seed laser beam 26 in the discharge region. Therefore, the optical system is configured such that the seed laser beam 26 is reflected many times by the rear mirror 35a and the front mirror 35b, and the optical path of the seed laser beam 26 is lengthened in the discharge region. Furthermore, it is necessary to suppress the self-excited oscillation of the laser amplifier 31 in order to increase the amplification efficiency. Therefore, in order to suppress self-excited oscillation, a saturable absorber is provided in the optical path of the seed laser beam 26.
図３は、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザのスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器のミラーの配置を上から見た模式図である。図３の（ａ）においては、リアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂの各々として凹面ミラーが配置され、シードレーザ光２６が凹面ミラーの間で多重反射されながら、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅されて、増幅レーザ光２８として出力される。 FIG. 3 is a schematic view of the arrangement of the mirrors of the slab CO 2 laser amplifier of the driver laser according to the first embodiment of the present invention as viewed from above. In FIG. 3A, a concave mirror is disposed as each of the rear mirror 35a and the front mirror 35b, and the seed laser light 26 is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiple-reflected between the concave mirrors. The amplified laser beam 28 is output.
図３の（ｂ）においては、リアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂの各々として平面ミラーが配置され、シードレーザ光２６が平面ミラーの間で多重反射されながら、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅されて、増幅レーザ光２８として出力される。 In FIG. 3B, a plane mirror is disposed as each of the rear mirror 35a and the front mirror 35b, and the seed laser light 26 is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiple-reflected between the plane mirrors. The amplified laser beam 28 is output.
図３の（ｃ）においては、リアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂの各々として複数のミラーが配置され、シードレーザ光２６が複数のミラーの間で多重反射されながら、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅されて、増幅レーザ光２８として出力される。 In FIG. 3C, a plurality of mirrors are arranged as each of the rear mirror 35a and the front mirror 35b, and the seed laser light 26 is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiple-reflected between the plurality of mirrors. Then, the amplified laser beam 28 is output.
図４は、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザのスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器の一例を示す図である。このスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器は、シードレーザ光２６を左側から入射する。シードレーザ光２６のビーム径は、例えば、５ｍｍである。シードレーザ光２６は、平凸レンズ３４ａ、平凹レンズ３４ｂ、平凹シリンドリカルレンズ３４ｃ、平凸シリンドリカルレンズ３４ｄによってビーム成型されて、幅Ｗ０の扁平なレーザ光となる。幅Ｗ０の値は、例えば、１０ｍｍである。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a slab type CO 2 laser amplifier of the driver laser according to the first embodiment of the present invention. In this slab type CO 2 laser amplifier, seed laser light 26 is incident from the left side. The beam diameter of the seed laser beam 26 is, for example, 5 mm. The seed laser beam 26 is beam-formed by a plano-convex lens 34a, a plano-concave lens 34b, a plano-concave cylindrical lens 34c, and a plano-convex cylindrical lens 34d to become a flat laser beam having a width W0. The value of the width W0 is, for example, 10 mm.
このレーザ光は、電極３３ａ及び３３ｂの間に形成された放電領域２７に入射し、２個のリアミラー３５ａと２個のフロントミラー３５ｂとによって多重反射されながら、電極３３ａ及び３３ｂの間に形成された放電領域２７の中を伝播して増幅され、放電領域２７から出射する。放電領域２７から出射したレーザ光は、平凸シリンドリカルレンズ３４ｅ、平凹シリンドリカルレンズ３４ｆ、平凹レンズ３４ｇ、平凸レンズ３４ｈを経て、ＥＵＶチャンバ内のターゲットに照射される。 This laser light is incident on the discharge region 27 formed between the electrodes 33a and 33b, and is formed between the electrodes 33a and 33b while being multiple-reflected by the two rear mirrors 35a and the two front mirrors 35b. Then, it propagates through the discharge region 27 and is amplified, and is emitted from the discharge region 27. The laser light emitted from the discharge region 27 is irradiated to the target in the EUV chamber through the plano-convex cylindrical lens 34e, the plano-concave cylindrical lens 34f, the plano-concave lens 34g, and the plano-convex lens 34h.
図４に示される本発明のスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器の一例において、リアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂの各々の直径Ｄ０は、例えば、２５．４ｍｍである。平凸レンズ３４ａと平凹レンズ３４ｂとの間の距離Ｄ１は、例えば、４５ｍｍである。平凸レンズ３４ａと平凹シリンドリカルレンズ３４ｃとの間の距離Ｄ２は、例えば、７０ｍｍである。平凸レンズ３４ａと平凸シリンドリカルレンズ３４ｄとの間の距離Ｄ３は、例えば、１１６ｍｍである。電極３３ａ及び３３ｂの幅Ｗ１は、例えば、６０ｍｍである。 In the example of the slab type CO 2 laser amplifier of the present invention shown in FIG. 4, the diameter D0 of each of the rear mirror 35a and the front mirror 35b is 25.4 mm, for example. The distance D1 between the plano-convex lens 34a and the plano-concave lens 34b is, for example, 45 mm. A distance D2 between the plano-convex lens 34a and the plano-concave cylindrical lens 34c is, for example, 70 mm. The distance D3 between the plano-convex lens 34a and the plano-convex cylindrical lens 34d is, for example, 116 mm. The width W1 of the electrodes 33a and 33b is, for example, 60 mm.
図５は、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザのスラブ型ＣＯ２レーザ発振器の基本構成を示す斜視図である。電極２３ａ及び２３ｂは、高周波電圧が印加されることにより、炭酸ガス中で放電を起こして放電領域２７を形成する。放電領域２７内で、レーザ光が励起され、リアミラー２５ａとフロントミラー２５ｂの間で共振して、シードレーザ光２６として放電領域２７から出射する。冷却水入口２９ａから冷却水を注入して冷却水出口２９ｂから排出することにより、電極２３ａ及び２３ｂが冷却される。 FIG. 5 is a perspective view showing a basic configuration of the slab type CO 2 laser oscillator of the driver laser according to the first embodiment of the present invention. The electrodes 23a and 23b are subjected to discharge in carbon dioxide gas when a high frequency voltage is applied to form a discharge region 27. In the discharge region 27, the laser beam is excited, resonates between the rear mirror 25a and the front mirror 25b, and is emitted from the discharge region 27 as a seed laser beam 26. By injecting cooling water from the cooling water inlet 29a and discharging it from the cooling water outlet 29b, the electrodes 23a and 23b are cooled.
図６は、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザのスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器の基本構成を示す斜視図である。図２におけるのと同一の参照符号を付した同一の構成要素については、説明を省略する。冷却水入口３９ａから冷却水を注入して冷却水出口３９ｂから排出することにより、電極３３ａ及び３３ｂが冷却される。 FIG. 6 is a perspective view showing the basic configuration of the slab type CO 2 laser amplifier of the driver laser according to the first embodiment of the present invention. The description of the same components having the same reference numerals as those in FIG. 2 is omitted. By injecting cooling water from the cooling water inlet 39a and discharging it from the cooling water outlet 39b, the electrodes 33a and 33b are cooled.
図７は、５ｋＷスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器における入力エネルギーと出力エネルギーとの関係を示す。図７において、出力エネルギーは、１００ｋＨｚでレーザパルスを増幅した時の１パルス当たり取り出すことができるエネルギーに相当する。図７に示すように、１パルス当たり最大１７ｍＪを取り出すことができ、５ｋＷの増幅段から１７００Ｗが取り出されている。すなわち、取り出し効率は、３４％（＝１７００Ｗ／５０００Ｗ）である。 FIG. 7 shows the relationship between input energy and output energy in a 5 kW slab CO 2 laser amplifier. In FIG. 7, the output energy corresponds to the energy that can be extracted per pulse when the laser pulse is amplified at 100 kHz. As shown in FIG. 7, a maximum of 17 mJ can be extracted per pulse, and 1700 W is extracted from a 5 kW amplification stage. That is, the extraction efficiency is 34% (= 1700 W / 5000 W).
一般に、レーザ集光光学系４（図１）のレンズから出力されるレーザ光のスポット径Ｓは、次式（１）で表される。
Ｓ＝４Ｍ２λｆ／πＤ＝４λＭ２（ｆ／♯）／π ・・・（１）
ここで、λは波長、ｆはレンズの焦点距離、Ｄはレンズにおける入力ビーム直径（強度が１／ｅ２となる位置）、Ｍ２はビームモードパラメータ、（ｆ／♯）は（レンズの焦点距離／ビーム径）で定義される。
In general, the spot diameter S of laser light output from the lens of the laser focusing optical system 4 (FIG. 1) is expressed by the following equation (1).
S = 4M 2 λf / πD = 4λM 2 (f / #) / π (1)
Where λ is the wavelength, f is the focal length of the lens, D is the input beam diameter at the lens (position where the intensity is 1 / e 2 ), M 2 is the beam mode parameter, and (f / #) is (the focal point of the lens). Distance / beam diameter).
極端紫外光源装置に用いられるレーザ光は、集光性が良いことが必要とされる。ビームモードパラメータＭ２は、集光性を表している。集光性を良くするための条件として、Ｍ２が１に近いことが要求される。スラブ型レーザ増幅器は、電極面積を広くすることにより、高利得増幅を実現している。すなわち、高利得増幅を行っても、電極間距離には変化がなく、均一な放電を行うことが可能である。その結果、シングルモードレーザをシングルモードレーザとして増幅することができる。 The laser light used in the extreme ultraviolet light source device is required to have good light collecting properties. Beam mode parameter M 2 represents the light collecting. As a condition for improving the light collecting property, M 2 is required to be close to 1. The slab type laser amplifier realizes high gain amplification by increasing the electrode area. That is, even when high gain amplification is performed, there is no change in the distance between the electrodes, and uniform discharge can be performed. As a result, the single mode laser can be amplified as a single mode laser.
図８は、共焦点ミラーを増幅系ミラーとして用いる本発明の第２の実施形態を示す図である。ここで、共焦点ミラーとは、互いに焦点距離が等しく、かつ、焦点の位置が一致するように光軸に沿って対向して配置される複数のミラーのことをいい、光共振モードを有するので、細い光ビームを形成することができる。 FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the present invention using a confocal mirror as an amplification mirror. Here, the confocal mirror refers to a plurality of mirrors arranged opposite to each other along the optical axis so that the focal lengths are equal to each other and the focal positions coincide with each other, and has an optical resonance mode. A thin light beam can be formed.
図８の（ａ）は、共焦点ミラーを用いるスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。図８の（ａ）に示されるように、シードレーザ光２６は、共焦点シリンドリカルミラー３５ｃ及び３５ｄにより多重反射されながら、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅され、増幅レーザ光２８として出力される。 FIG. 8A is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier using a confocal mirror. As shown in FIG. 8A, the seed laser beam 26 is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiple-reflected by the confocal cylindrical mirrors 35 c and 35 d, and is output as the amplified laser beam 28. .
図８の（ｂ）は、共焦点ミラーを用いるスラブ型レーザ増幅器の構造を示す側面図である。図８の（ｂ）に示されるように、共焦点シリンドリカルミラー３５ｃ及び３５ｄを増幅系ミラーとして用いることにより、シードレーザ光２６のビームの拡がりが抑制され、シードレーザ光２６の電極３３ａ及び３３ｂによる反射が防止される。これにより、レーザ光が効率的に増幅される。図８においては、共焦点ミラーとして、シリンドリカルミラーを例にとって説明しているが、共焦点ミラーとして、凹面ミラーや球面ミラーを用いても良い。 FIG. 8B is a side view showing the structure of a slab type laser amplifier using a confocal mirror. As shown in FIG. 8B, by using the confocal cylindrical mirrors 35c and 35d as the amplification system mirrors, the spread of the beam of the seed laser beam 26 is suppressed, and the electrodes 33a and 33b of the seed laser beam 26 are used. Reflection is prevented. Thereby, the laser beam is efficiently amplified. In FIG. 8, a cylindrical mirror is described as an example of the confocal mirror, but a concave mirror or a spherical mirror may be used as the confocal mirror.
図９は、転写光学系を増幅光学系として用いる本発明の第３の実施形態を示す図である。ここで、転写光学系とは、放電領域においてレーザ光が少なくとも１つの焦点を結ぶように対向して配置される複数のミラーのことをいい、光共振モードを有するので、細い光ビームを形成することができる。 FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the present invention in which a transfer optical system is used as an amplification optical system. Here, the transfer optical system refers to a plurality of mirrors arranged opposite to each other so that the laser beam has at least one focal point in the discharge region, and has an optical resonance mode, and thus forms a thin light beam. be able to.
図９の（ａ）は、複数の平面ミラーを組み合わせて構成された転写光学系を用いるスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図であり、図９の（ｂ）は、平面ミラーと凹面ミラーを組み合わせて構成された転写光学系を用いるスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図であり、図９の（ｃ）は、平面ミラーとレンズを組み合わせて構成された転写光学系を用いるスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。 9A is a plan view showing a structure of a slab type laser amplifier using a transfer optical system configured by combining a plurality of plane mirrors, and FIG. 9B is a plan view showing a plane mirror and a concave mirror. FIG. 9C is a plan view showing a structure of a slab type laser amplifier using a transfer optical system configured in combination, and FIG. 9C is a slab type laser amplifier using a transfer optical system configured by combining a plane mirror and a lens. It is a top view which shows the structure.
図９の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、シードレーザ光２６は、複数のミラー３５ｅ及び３５ｆにより多重反射されながら転写を受けて、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅され、増幅レーザ光２８として出力される。ここで、光ビームは、転写により光路中でクロスして伝播する。図９の（ａ）〜（ｃ）においては、光ビームが水平方向にクロスして伝播する場合を示しているが、光ビームは、水平方向及び垂直方向の両方においてクロスしても良いし、水平方向及び垂直方向の一方においてクロスしても良い。 As shown in FIGS. 9A to 9C, the seed laser light 26 is transferred while being multiple-reflected by a plurality of mirrors 35e and 35f, amplified in the laser medium in the discharge region 27, and amplified. Output as laser light 28. Here, the light beam crosses and propagates in the optical path by transfer. 9A to 9C show the case where the light beam crosses and propagates in the horizontal direction, the light beam may cross in both the horizontal direction and the vertical direction, You may cross in either the horizontal direction or the vertical direction.
転写光学系を増幅系ミラーとして用いることにより、シードレーザ光２６のビームの拡がりが抑制され、シードレーザ光２６の電極３３ａ及び３３ｂによる反射が防止される。これにより、レーザ光が効率的に増幅される。ミラー３５ｅ及び３５ｆとしては、平面ミラー、凹面ミラー、シリンドリカルミラー、球面ミラーのいずれを用いても良いし、図９の（ｃ）に示されるように、ミラーとレンズ３６ａ及び３６ｂとを組み合わせても良い。 By using the transfer optical system as an amplification system mirror, the spread of the beam of the seed laser beam 26 is suppressed, and reflection of the seed laser beam 26 by the electrodes 33a and 33b is prevented. Thereby, the laser beam is efficiently amplified. As the mirrors 35e and 35f, any of a plane mirror, a concave mirror, a cylindrical mirror, and a spherical mirror may be used, or as shown in FIG. 9C, the mirror and the lenses 36a and 36b may be combined. good.
ところで、スラブ型レーザは、共振器を有していなくても自励発振を起こし易いという問題点を有している。自励発振は、次式（２）で表されるＡの値が大きいほど発生し易いことが知られている。
Ａ＝ｇ０×Ｌ ・・・（２）
ここで、ｇ０は増幅利得であり、Ｌはシードレーザ光の光路長（利得長）である。
By the way, the slab type laser has a problem that self-excited oscillation is likely to occur even if it does not have a resonator. It is known that self-excited oscillation is more likely to occur as the value of A expressed by the following equation (2) is larger.
A = g 0 × L (2)
Here, g 0 is the amplification gain, and L is the optical path length (gain length) of the seed laser beam.
スラブ型レーザにおいては、多重反射により光路を折り返して増幅を行うので、式（２）で表される光路長（利得長）が長くなる。そのため、Ａの値も大きくなるので、スラブ型レーザは、自励発振を起こし易くなる。スラブ型レーザ増幅器において、Ａの値が４以上になると自励発振が発生する。２パス増幅の場合には、増幅利得長（放電長）が１パス増幅の２倍になるので、自励発振の発生し易さが１パス増幅の２倍となる。 In the slab type laser, amplification is performed by turning back the optical path by multiple reflection, so that the optical path length (gain length) represented by the equation (2) becomes long. For this reason, since the value of A also increases, the slab type laser easily causes self-excited oscillation. In the slab type laser amplifier, when the value of A is 4 or more, self-oscillation occurs. In the case of two-pass amplification, the amplification gain length (discharge length) is twice that of one-pass amplification, so the ease of occurrence of self-oscillation is twice that of one-pass amplification.
そこで、スラブ型レーザ増幅器の光路中に過飽和吸収体を設けることにより、自励発振光を抑制して、レーザ光の増幅を効率的に行うことができる。以下に、スラブ型レーザ増幅器の光路中に過飽和吸収体が設けられた本発明の第４の実施形態について説明する。図１０及び図１１は、本発明の第４の実施形態を示す図である。 Therefore, by providing a saturable absorber in the optical path of the slab type laser amplifier, the self-oscillation light can be suppressed and the laser light can be efficiently amplified. Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention in which a saturable absorber is provided in the optical path of a slab type laser amplifier will be described. 10 and 11 are views showing a fourth embodiment of the present invention.
図１０の（ａ）は、光路中に過飽和吸収体が設けられたスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。図１０の（ａ）に示されるように、シードレーザ光２６が、転写を受けてミラーにより多重反射されながら、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅され、増幅レーザ光２８として出力される。その際に、レーザ光の光路中に設けられた過飽和吸収体セル４１が、レーザ増幅器の自励発振を抑制する。 FIG. 10A is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier in which a saturable absorber is provided in the optical path. As shown in FIG. 10A, the seed laser beam 26 is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being subjected to transfer and multiple reflection by a mirror, and is output as an amplified laser beam 28. At that time, the saturable absorber cell 41 provided in the optical path of the laser light suppresses self-oscillation of the laser amplifier.
図１０の（ｂ）は、光路中に設けられた過飽和吸収体セルを説明するための図である。過飽和吸収体セル４１は、一方のウィンドウ４２ａから光を入射し、入射した光を過飽和吸収体セル４３に通して他方のウィンドウ４２ｂから出射する。 (B) of FIG. 10 is a figure for demonstrating the supersaturated absorber cell provided in the optical path. The supersaturated absorber cell 41 receives light from one window 42a, passes the incident light through the supersaturated absorber cell 43, and exits from the other window 42b.
可飽和吸収体は、強度が低いレーザ光に対する透過率が低く、強度が高いレーザ光に対する透過率が高いので、強度が低いレーザ光を吸収し、強度が高いレーザ光を透過する。一般に、自励発振光の強度はメインパルスの強度より低い。そのため、増幅系において自励発振が発生した場合に、可飽和吸収体は、自励発振光を吸収してメインパルスを通過させることができる。 The saturable absorber has a low transmittance for laser light having a low intensity and a high transmittance for laser light having a high intensity. Therefore, the saturable absorber absorbs a laser light having a low intensity and transmits a laser light having a high intensity. In general, the intensity of self-oscillation light is lower than the intensity of the main pulse. Therefore, when self-excited oscillation occurs in the amplification system, the saturable absorber can absorb the self-excited oscillation light and pass the main pulse.
なお、ＣＯ２レーザにおける可飽和吸収体としては、一般に、ＳＦ６を含む混合ガスが用いられる。可飽和吸収体としてＳＦ６を含む混合ガスを用いる場合には、バッファガスとして、Ｈｅ、Ｎ２、Ａｒ等を使用することができる。混合ガス中のＳＦ６の含有量、バッファガスの種類及び含有量、バッファガス以外の他のガスを混合すること、可飽和吸収体を通過するレーザ光路長を調整すること等により、可飽和吸収体のレーザ光吸収特性を調整することが可能である。可飽和吸収体としては、ＳＦ６を含む混合ガス以外にも、エタノール（ethanol：Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、フロン１２（freon12：ＣＣｌ２Ｆ２）、フォーミック酸（formic acid：ＨＣＯＯＨ）等を用いることができる。 In addition, as a saturable absorber in the CO 2 laser, a mixed gas containing SF 6 is generally used. When a mixed gas containing SF 6 is used as the saturable absorber, He, N 2 , Ar, or the like can be used as the buffer gas. Saturable absorption by adjusting SF 6 content in the mixed gas, type and content of buffer gas, mixing other gases other than buffer gas, adjusting the laser beam path length through the saturable absorber, etc. It is possible to adjust the laser light absorption characteristics of the body. As a saturable absorber, ethanol (ethanol: C 2 H 5 OH), chlorofluorocarbon 12 (freon12: CCl 2 F 2 ), formic acid (formic acid: HCOOH), etc. are used in addition to the gas mixture containing SF 6. Can be used.
図１１の（ａ）は、光路中にミラー付き過飽和吸収体が設けられたスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。図１１の（ａ）に示されるように、シードレーザ光２６が、ミラー３５ｅ及び３５ｆにより多重反射されながら、放電領域２７のレーザ媒質中で増幅され、増幅レーザ光２８として出力される。レーザ光の光路中に、ミラーと一体的に構成されたミラー付き過飽和吸収体セル４５が設けられ、レーザ増幅器の自励発振を抑制する。 FIG. 11A is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier in which a saturable absorber with a mirror is provided in the optical path. As shown in FIG. 11A, the seed laser light 26 is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiply reflected by the mirrors 35 e and 35 f, and is output as the amplified laser light 28. In the optical path of the laser beam, a saturable absorber cell 45 with a mirror configured integrally with the mirror is provided to suppress self-excited oscillation of the laser amplifier.
図１１の（ｂ）は、光路中に設けられたミラー付き過飽和吸収体セルを説明するための図である。ミラー付き過飽和吸収体セル４５は、ウィンドウ４６から光を入射し、入射した光を過飽和吸収体４７に通してミラー４８で反射させ、反射した光を再び過飽和吸収体セル４５に通してウィンドウ４６から出射する。ＣＯ２レーザ光の可飽和吸収体としては、図１０の（ｂ）に示す過飽和吸収体セル４１の可飽和吸収体と同様の材料を使用することができる。 (B) of FIG. 11 is a figure for demonstrating the supersaturated absorber cell with a mirror provided in the optical path. The mirror saturable absorber cell 45 receives light from the window 46, passes the incident light through the saturable absorber 47 and is reflected by the mirror 48, and passes the reflected light again through the saturable absorber cell 45 and from the window 46. Exit. As the saturable absorber for the CO 2 laser light, the same material as that of the saturable absorber of the saturable absorber cell 41 shown in FIG. 10B can be used.
次に、ダブルパス増幅に関する本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態を説明するための概念図である。レーザ発振器２１から出射されたシードレーザ光２６は、レーザ増幅器３１に入射し、レーザ媒質によって増幅された後にレーザ増幅器３１から出射する。レーザ増幅器３１から出射したレーザ光は、進行方向を変えて再びレーザ増幅器３１に入射し、レーザ媒質によって増幅された後に、レーザ増幅器３１から出射する。ダブルパス増幅によれば、このように２回増幅を繰り返すので、効率の良い増幅が可能となる。 Next, a fifth embodiment of the present invention relating to double-pass amplification will be described. FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention. The seed laser beam 26 emitted from the laser oscillator 21 is incident on the laser amplifier 31, amplified by the laser medium, and then emitted from the laser amplifier 31. The laser light emitted from the laser amplifier 31 is incident on the laser amplifier 31 again after changing its traveling direction, and after being amplified by the laser medium, is emitted from the laser amplifier 31. According to the double-pass amplification, the amplification is repeated twice in this way, so that efficient amplification is possible.
図１３の（ａ）は、ダブルパス増幅を行うスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。図１３の（ｂ）は、ダブルパス増幅を行うスラブ型レーザ増幅器の構造を示す側面図である。Ｓ偏光のシードレーザ光２６（点線）が、スラブ型レーザ増幅器に入射し、偏光子５１ａを透過して、ミラー３５ａ及び３５ｂによって多重反射されながら放電領域２７のレーザ媒質中で増幅され、増幅レーザ光２８ａとして出射する。 FIG. 13A is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier that performs double-pass amplification. FIG. 13B is a side view showing the structure of a slab type laser amplifier that performs double-pass amplification. The S-polarized seed laser beam 26 (dotted line) enters the slab type laser amplifier, passes through the polarizer 51a, and is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiple-reflected by the mirrors 35a and 35b. It emits as light 28a.
出射したＳ偏光のレーザ光２８ａは、偏光子５１ｂによって反射されて伝播方向を変えると共に、Ｐ偏光のレーザ光（実線）に変換される。Ｐ偏光のレーザ光は、ミラー５２ａ及び５２ｂ、及び、偏光子５１ａによって伝播方向を変えながら、再びスラブ型レーザ増幅器に入射する。入射したＰ偏光のレーザ光は、ミラーで多重反射されながら放電領域２７のレーザ媒質中で増幅されて、スラブ型レーザ増幅器からＰ偏光の増幅レーザ光２８ｂとして出射する。偏光子５１ｂは、Ｐ偏光の増幅レーザ光２８ｂを透過させる。このように、レーザ光が、ダブルパスを通過することによって２度増幅されるので、効率の良い増幅が可能となる。 The emitted S-polarized laser light 28a is reflected by the polarizer 51b to change the propagation direction and is converted to P-polarized laser light (solid line). The P-polarized laser light is incident on the slab laser amplifier again while changing the propagation direction by the mirrors 52a and 52b and the polarizer 51a. The incident P-polarized laser light is amplified in the laser medium in the discharge region 27 while being multiple-reflected by the mirror, and is emitted from the slab type laser amplifier as P-polarized amplified laser light 28b. The polarizer 51b transmits the P-polarized amplified laser light 28b. Thus, since the laser light is amplified twice by passing through the double path, efficient amplification is possible.
次に、２方向増幅に関する本発明の第６の実施形態について説明する。図１４は、本発明の第６の実施形態を説明するための概念図である。レーザ発振器２１から出射したシードレーザ光２６は、ビームスプリッタ５４等によって構成される第１の光学系によって、２つのレーザ光２６ａ（実線）及び２６ｂ（点線）に分離される。２つのレーザ光２６ａ及び２６ｂは、それぞれ高反射ミラー５５ａ〜５５ｃ及び高反射ミラー５６ａ及び５６ｂを経由して、互いに異なる方向からウィンドウ５７ａ及び５７ｂを通ってレーザ増幅器３１の放電領域に入射し、第２の光学系である増幅器ミラー５８ａ及び５８ｂ間で多重反射し、放電領域２７のレーザ媒質によって増幅された後に、それぞれウィンドウ５７ｂ及び５７ａよりレーザ増幅器３１から２つの増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂとして出射する。増幅器から出射した２つの光ビームは、合波されてターゲットに照射される。２方向増幅によれば、同一の増幅器において異なる方向に２回増幅を行うので、均一な増幅を行うことができ、増幅利得を増加して効率の良い増幅が可能となる。 Next, a sixth embodiment of the present invention relating to two-way amplification will be described. FIG. 14 is a conceptual diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention. The seed laser beam 26 emitted from the laser oscillator 21 is separated into two laser beams 26a (solid line) and 26b (dotted line) by a first optical system including a beam splitter 54 and the like. The two laser beams 26a and 26b enter the discharge region of the laser amplifier 31 through the windows 57a and 57b from different directions through the high reflection mirrors 55a to 55c and the high reflection mirrors 56a and 56b, respectively. Are amplified by the laser medium in the discharge region 27 and then emitted as two amplified laser beams 28a and 28b from the laser amplifier 31 through the windows 57b and 57a, respectively. . The two light beams emitted from the amplifier are combined and irradiated onto the target. According to two-way amplification, amplification is performed twice in different directions in the same amplifier, so that uniform amplification can be performed, and amplification gain can be increased to achieve efficient amplification.
ビームスプリッタ５４としては、例えば、ＺｎＳｅ基板、ダイヤモンド基板等に多層膜がコーティングされ反射率が５０％であるものが使用される。ただし、反射率５０％は一例であり、他の値でもよい。ビームスプリッタは、熱に弱く、必須ではないが冷却されていることが望ましい。図１４においては、シード光２６aに対して第１のウィンドウとしてウィンドウ５７ａが機能し、第２のウィンドウとしてウィンドウ５７ｂが機能する。また、シード光２６ｂに対しては第１のウィンドウとしてウィンドウ５７ｂが機能し、第２のウィンドウとしてウィンドウ５７ａが機能する。 As the beam splitter 54, for example, a ZnSe substrate, a diamond substrate or the like coated with a multilayer film and having a reflectance of 50% is used. However, the reflectance of 50% is an example, and other values may be used. The beam splitter is sensitive to heat and desirably cooled, although not essential. In FIG. 14, the window 57a functions as a first window and the window 57b functions as a second window for the seed light 26a. For the seed light 26b, the window 57b functions as a first window and the window 57a functions as a second window.
図１５の（ａ）は、２方向のシードレーザ光に対して共通のミラーを用いて２方向増幅を行うスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。このスラブ型レーザ増幅器は、２方向から入射されるシードレーザ光２６ａ（点線）及び２６ｂ（実線）を、共通のミラー３５ｇ及び３５ｈにより多重反射して増幅を行い、増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂを出射する。出射された増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂは、ターゲットに照射される際に合波される。これにより、効率の良い増幅が可能となる。 FIG. 15A is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier that performs bi-directional amplification using a common mirror for bi-directional seed laser light. In this slab type laser amplifier, seed laser beams 26a (dotted lines) and 26b (solid lines) incident from two directions are subjected to multiple reflection by common mirrors 35g and 35h to be amplified, and amplified laser beams 28a and 28b are emitted. To do. The emitted amplified laser beams 28a and 28b are combined when irradiated to the target. Thereby, efficient amplification becomes possible.
図１５の（ｂ）は、２方向のシードレーザ光に対して別個のミラーを用いて２方向増幅を行うスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。このスラブ型レーザ増幅器は、２方向のシードレーザ光２６ａ（実線）及び２６ｂ（点線）を、互いに異なるパスにおいて、別個のミラー３５ｉ及び３５ｊによって多重反射して増幅を行い、増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂを出射する。出射された増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂは、ターゲットに照射される際に合波される。これにより、効率の良い増幅が可能となる。 FIG. 15B is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier that bi-directionally amplifies bi-directional seed laser light using separate mirrors. This slab type laser amplifier amplifies two-direction seed laser beams 26a (solid line) and 26b (dotted line) by means of multiple reflections by separate mirrors 35i and 35j in different paths, and amplifies laser beams 28a and 28b. Is emitted. The emitted amplified laser beams 28a and 28b are combined when irradiated to the target. Thereby, efficient amplification becomes possible.
図１５の（ｃ）は、２方向の光ビームに対して縦横に別個のミラーを用いて２方向増幅を行うスラブ型レーザ増幅器の構造を示す平面図である。このスラブ型レーザ増幅器は、２方向のシードレーザ光２６ａ（実線）及び２６ｂ（点線）を、異なるパスにおいて、縦横に別個のミラー３５ｋ、３５ｌ、３５ｍ、３５ｎによって多重反射して増幅を行い、増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂを出射する。出射された増幅レーザ光２８ａ及び２８ｂは、ターゲットに照射される際に合波される。これにより、安定で効率の良い増幅が可能となる。 FIG. 15C is a plan view showing the structure of a slab type laser amplifier that performs two-way amplification using separate mirrors in the vertical and horizontal directions with respect to the light beam in two directions. This slab type laser amplifier amplifies the two-direction seed laser beams 26a (solid line) and 26b (dotted line) by multiple reflections by separate mirrors 35k, 35l, 35m, and 35n vertically and horizontally in different paths. Laser beams 28a and 28b are emitted. The emitted amplified laser beams 28a and 28b are combined when irradiated to the target. Thereby, stable and efficient amplification is possible.
図１５の（ａ）〜（ｃ）を参照しながら２方向増幅の実施形態について説明したが、各図にかかわらず、ミラーとしては、平面ミラー、シリンドリカルミラー、球面ミラーのいずれを用いても良い。 Although the two-way amplification embodiment has been described with reference to FIGS. 15A to 15C, any of a plane mirror, a cylindrical mirror, and a spherical mirror may be used as the mirror regardless of the drawings. .
次に、コアキシャルスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器を用いる本発明の第７の実施形態について説明する。図１６は、本発明の第７の実施形態を説明するための概念図である。図１６の（ａ）は、コアキシャルスラブ型ＣＯ２レーザを用いるコアキシャルスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器を示す斜視図である。図１６の（ｂ）は、図１６の（ａ）に示すコアキシャルスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器の右側面図である。 Next, a seventh embodiment of the present invention using a coaxial slab type CO 2 laser amplifier will be described. FIG. 16 is a conceptual diagram for explaining a seventh embodiment of the present invention. (A) of FIG. 16 is a perspective view showing a coaxial slab type CO 2 laser amplifier using a coaxial slab type CO 2 laser. FIG. 16B is a right side view of the coaxial slab type CO 2 laser amplifier shown in FIG.
コアキシャルスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器は、チャンバ（図示を省略）内に、内側管型電極６２ａと、外側管型電極６２ｂとを有する。内側管型電極６２ａ及び外側管型電極６２ｂは、高周波電源６３に接続され、チャンバ内に放電領域６７が形成される。内側管型電極及び外側管型電極の右側と左側において、内側管型電極６２ａ及び外側管型電極６２ｂによって形成されるドーナツ状の領域に、複数の反射ミラー６４ａ及び６４ｂが設けられる。図１６の（ａ）及び（ｂ）においては、左右に４個ずつ、合計８個の反射ミラー６４ａ及び６４ｂが示されている。 The coaxial slab type CO 2 laser amplifier has an inner tube type electrode 62a and an outer tube type electrode 62b in a chamber (not shown). The inner tube electrode 62a and the outer tube electrode 62b are connected to a high frequency power source 63, and a discharge region 67 is formed in the chamber. A plurality of reflecting mirrors 64a and 64b are provided in a donut-shaped region formed by the inner tube electrode 62a and the outer tube electrode 62b on the right and left sides of the inner tube electrode and the outer tube electrode. 16A and 16B, a total of eight reflecting mirrors 64a and 64b are shown, four on the left and right.
図１６の（ａ）に示されるように、シードレーザ光６６は、左側から入射し、内側管型電極６２ａ及び外側管型電極６２ｂの左右に設けられた複数の反射ミラー６４ａ及び６４ｂの間で多重反射されながら、放電領域６７のレーザ媒質中で増幅され、増幅レーザ光６８として右側から出力される。ここで、反射ミラー６４ａ及び６４ｂの数を増やして、レーザ光が放電部を通過する距離を長くしても良い。また、左右の反射ミラーが、それぞれ一体型の反射ミラー、例えば、ドーナッツ型の反射ミラーとして構成されても良い。反射ミラーとしては、平面ミラー、凹面ミラー、シリンドリカルミラー、球面ミラーのいずれを用いても良い。 As shown in FIG. 16A, the seed laser beam 66 is incident from the left side, and is between a plurality of reflection mirrors 64a and 64b provided on the left and right sides of the inner tube electrode 62a and the outer tube electrode 62b. While being multi-reflected, it is amplified in the laser medium in the discharge region 67 and output as amplified laser light 68 from the right side. Here, the number of the reflection mirrors 64a and 64b may be increased to increase the distance that the laser light passes through the discharge portion. Further, the left and right reflecting mirrors may be configured as integral reflecting mirrors, for example, donut-shaped reflecting mirrors. As the reflection mirror, any of a plane mirror, a concave mirror, a cylindrical mirror, and a spherical mirror may be used.
図１７は、スラブ型増幅器を用いたドライバレーザの構成の外観を示す斜視図である。図１７に示すように、このドライバレーザは、高周波電源１８と、高周波電源１８によって高周波電圧を印加されて短パルスレーザ光を発振する短パルスレーザ発振器２１と、レーザ発振器２１から入射したシードレーザ光２６を伝播するレーザ光伝播系３０と、入射したシードレーザ光２６を増幅して増幅レーザ光２８として出射するスラブ型レーザ増幅器３１と、ドライバレーザ制御装置７０とを具備する。 FIG. 17 is a perspective view showing an external appearance of a configuration of a driver laser using a slab type amplifier. As shown in FIG. 17, the driver laser includes a high-frequency power source 18, a short-pulse laser oscillator 21 that oscillates a short-pulse laser beam when a high-frequency voltage is applied by the high-frequency power source 18, and a seed laser beam incident from the laser oscillator 21. 26, a slab type laser amplifier 31 that amplifies the incident seed laser beam 26 and emits it as an amplified laser beam 28, and a driver laser controller 70.
本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外光源装置において利用することが可能である。 The present invention can be used in an extreme ultraviolet light source device used as a light source of an exposure apparatus.
１…ドライバレーザ、２…ＥＵＶ光発生チャンバ、３…ターゲット物質供給部、４…レーザ集光光学系、５…ターゲット物質、６…レーザ光、７…ＥＵＶ光、８…ＥＵＶ集光ミラー、１１…窓、１５…ターゲット噴射ノズル、１６…ターゲット回収筒、１８…高周波電源、２１…短パルスレーザ発振器、２３ａ、２３ｂ…電極、２５ａ、２５ｂ…ミラー、２６、２６ａ及び２６ｂ…シードレーザ光、２７…放電領域、２８、２８ａ及び２８ｂ…増幅レーザ光、２９ａ…冷却水入口、２９ｂ…冷却水出口、３０…レーザ光伝播系、３１…スラブ型レーザ増幅器、３２…チャンバ、３３ａ、３３ｂ…電極、３４ａ〜３４ｈ…レンズ、３５ａ〜３５ｎ…ミラー、３６ａ、３６ｂ…レンズ、３７ａ、３７ｂ…ウィンドウ、３９ａ…冷却水入口、３９ｂ…冷却水出口、４１…過飽和吸収体セル、４２ａ、４２ｂ…ウィンドウ、４３…過飽和吸収体、４５…ミラー付過飽和吸収体セル、４６…ウィンドウ、４７…過飽和吸収体、４８…ミラー、５１ａ、５１ｂ…偏光子、５２ａ、５２ｂ…ミラー、５４…ビームスプリッタ、５５ａ〜５５ｆ…ミラー、５６ａ〜５６ｅ…ミラー、５７ａ、５７ｂ…ウィンドウ、５８ａ、５８ｂ…ミラー、６２ａ、６２ｂ…管型電極、６３…高周波電源、６４ａ及び６４ｂ…ミラー、６６…シードレーザ光、６７…放電領域、６８…増幅レーザ光、７０…ドライバレーザ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driver laser, 2 ... EUV light generation chamber, 3 ... Target material supply part, 4 ... Laser condensing optical system, 5 ... Target material, 6 ... Laser light, 7 ... EUV light, 8 ... EUV condensing mirror, 11 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Window, 15 ... Target injection nozzle, 16 ... Target collection | recovery cylinder, 18 ... High frequency power supply, 21 ... Short pulse laser oscillator, 23a, 23b ... Electrode, 25a, 25b ... Mirror, 26, 26a and 26b ... Seed laser beam, 27 ... Discharge region, 28, 28a and 28b ... amplified laser light, 29a ... cooling water inlet, 29b ... cooling water outlet, 30 ... laser light propagation system, 31 ... slab type laser amplifier, 32 ... chamber, 33a, 33b ... electrode, 34a-34h ... lens, 35a-35n ... mirror, 36a, 36b ... lens, 37a, 37b ... window, 39a ... cooling water inlet, 39b Cooling water outlet, 41 ... supersaturated absorber cell, 42a, 42b ... window, 43 ... supersaturated absorber, 45 ... supersaturated absorber cell with mirror, 46 ... window, 47 ... supersaturated absorber, 48 ... mirror, 51a, 51b ... Polarizer, 52a, 52b ... mirror, 54 ... beam splitter, 55a-55f ... mirror, 56a-56e ... mirror, 57a, 57b ... window, 58a, 58b ... mirror, 62a, 62b ... tube electrode, 63 ... high frequency power supply 64a and 64b ... mirror, 66 ... seed laser beam, 67 ... discharge region, 68 ... amplified laser beam, 70 ... driver laser controller
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係るレーザ増幅器は、レーザ光をターゲット物質に照射することによりターゲット物質をプラズマ化して極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置のドライバレーザに用いられるスラブ型レーザ増幅器であって、高周 波電圧を印加することにより放電領域を形成する少なくとも一対の平板電極と、シードレ ーザ光を入力し幅を拡大して扁平なレーザ光として出力する入射光学系と、を具備し、入 力された扁平なレーザ光を拡大された幅の方向が放電領域の幅方向に合うようにして放電 領域に入力させることにより、シードレーザ光を増幅して出力するものである。 In order to solve the above-described problems, a laser amplifier according to one aspect of the present invention is used for a driver laser of an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating a target material with plasma by irradiating the target material with plasma. is a slab laser amplifier, incidence of outputting at least a pair of plate electrodes that form discharge region by applying a high frequency voltage, enter the Shidore laser light by enlarging the width as flat laser beam comprising an optical system, and by the direction of the enlarged width flat laser beam entered causes the input to the discharge region so as to fit the width direction of the discharge region, to amplify the seed laser light output To do.
本発明によれば、上記のようなスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器を用いるので、放電領域に おけるエネルギ転換効率を向上させて、ドライバレーザを小型化し、レーザ光の増幅を効率良く行うことができ、ビームの広がりを抑制して集光性に優れたレーザ光を得ることができる。According to the present invention, since the use of the slab type CO 2 laser amplifier as described above, to improve the energy conversion efficiency definitive the discharge region, miniaturized driver laser, can be efficiently amplified laser beam Thus, it is possible to obtain a laser beam with excellent light condensing performance by suppressing the spread of the beam.
また、増幅効率を高めるために、放電領域内におけるシードレーザ光２６の光路を長くすることが必要となる。そこで、シードレーザ光２６をリアミラー３５ａ及びフロントミラー３５ｂにより多数回反射して、放電領域内においてシードレーザ光２６の光路を長くするように、光学系が構成される。ここでは、この光学系を増幅光学系という。さらに、増幅効率を高めるために、レーザ増幅器３１の自励発振を抑制することが必要となる。そこで、自励発振を抑制するために、シードレーザ光２６の光路中に、過飽和吸収体が設けられている。In order to increase the amplification efficiency, it is necessary to lengthen the optical path of the seed laser beam 26 in the discharge region. Therefore, the optical system is configured such that the seed laser beam 26 is reflected many times by the rear mirror 35a and the front mirror 35b, and the optical path of the seed laser beam 26 is lengthened in the discharge region. Here, this optical system is referred to as an amplification optical system. Furthermore, it is necessary to suppress the self-excited oscillation of the laser amplifier 31 in order to increase the amplification efficiency. Therefore, in order to suppress self-excited oscillation, a saturable absorber is provided in the optical path of the seed laser beam 26.
図４は、本発明の第１の実施形態に係るドライバレーザのスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器の一例を示す図である。このスラブ型ＣＯ２レーザ増幅器は、シードレーザ光２６を左側から入射する。シードレーザ光２６のビーム径は、例えば、５ｍｍである。シードレーザ光２６は、平凸レンズ３４ａ、平凹レンズ３４ｂ、平凹シリンドリカルレンズ３４ｃ、平凸シリンドリカルレンズ３４ｄによってビーム成型されて、幅Ｗ０の扁平なレーザ光となる。幅Ｗ０の値は、例えば、１０ｍｍである。ここで、シードレーザ光を扁平なレーザ光 にビーム成型する光学系を入射光学系という。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a slab type CO 2 laser amplifier of the driver laser according to the first embodiment of the present invention. In this slab type CO 2 laser amplifier, seed laser light 26 is incident from the left side. The beam diameter of the seed laser beam 26 is, for example, 5 mm. The seed laser beam 26 is beam-formed by a plano-convex lens 34a, a plano-concave lens 34b, a plano-concave cylindrical lens 34c, and a plano-convex cylindrical lens 34d to become a flat laser beam having a width W0. The value of the width W0 is, for example, 10 mm. Here, the optical system that forms the seed laser beam into a flat laser beam is referred to as an incident optical system.
このレーザ光は、電極３３ａ及び３３ｂの間に形成された放電領域２７に入射し、増幅 光学系を構成する２個のリアミラー３５ａと２個のフロントミラー３５ｂとによって多重反射されながら、電極３３ａ及び３３ｂの間に形成された放電領域２７の中を伝播して増幅され、放電領域２７から出射する。シードレーザ光は幅を拡げて扁平に成型されること により断面積が大きくなっているので、放電領域においてレーザ媒体と交差する面積が増 大してエネルギ変換効率が向上し、出射されるレーザ光の強度が強化される。放電領域２７から出射したレーザ光は、平凸シリンドリカルレンズ３４ｅ、平凹シリンドリカルレンズ３４ｆ、平凹レンズ３４ｇ、平凸レンズ３４ｈを経て、ＥＵＶチャンバ内のターゲットに照射される。ここで、放電領域から出射したレーザ光を集光してターゲットに照射する 光学系を出射光学系という。 The laser light is incident on the discharge region 27 formed between the electrodes 33a and 33b, and is subjected to multiple reflections by the two rear mirrors 35a and the two front mirrors 35b constituting the amplification optical system. Amplified by propagating through the discharge region 27 formed between 33 b and emitted from the discharge region 27. Since the seed laser beam cross-sectional area is larger by being molded flat to expand the width, the area which intersects the laser medium in the discharge region is increased to much better energy conversion efficiency, the intensity of the laser beam emitted Will be strengthened. The laser light emitted from the discharge region 27 is irradiated to the target in the EUV chamber through the plano-convex cylindrical lens 34e, the plano-concave cylindrical lens 34f, the plano-concave lens 34g, and the plano-convex lens 34h. Here, an optical system that condenses the laser light emitted from the discharge region and irradiates the target is called an emission optical system.
Claims (8)
発振によりレーザ光を生成するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器によって生成されるレーザ光を入力し、該レーザ光を増幅して出力する少なくとも１つのスラブ型レーザ増幅器と、
を具備し、前記少なくとも１つのスラブ型レーザ増幅器が、
第１のウィンドウ及び第２のウィンドウを有し、炭酸ガス（ＣＯ２）を含む気体で充たされたチャンバと、
前記チャンバ内に配置され、高周波電圧が印加されることにより形成される放電領域において前記気体を励起してレーザ光を増幅する一対の電極と、
前記チャンバ内に配置され、前記第１のウィンドウから入射するレーザ光を多重反射することにより前記放電領域内を伝播させて前記第２のウィンドウから出射させる複数のミラーを有する光学系と、
を含む、極端紫外光源用ドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device for generating extreme ultraviolet light by irradiating a target material with laser light to plasma the target material,
A laser oscillator that generates laser light by oscillation;
At least one slab type laser amplifier that inputs laser light generated by the laser oscillator and amplifies and outputs the laser light;
Wherein the at least one slab type laser amplifier comprises:
A chamber having a first window and a second window and filled with a gas comprising carbon dioxide (CO 2 );
A pair of electrodes that are disposed in the chamber and amplify laser light by exciting the gas in a discharge region formed by applying a high-frequency voltage;
An optical system having a plurality of mirrors disposed in the chamber and propagating in the discharge region by multiple reflection of laser light incident from the first window and emitting from the second window;
Including extreme ultraviolet light source driver laser.
複数のミラーを有し、前記第１のウィンドウから入射する第１の偏光のレーザ光を多重反射することにより前記放電領域内を伝播させる第１の光学系と、
複数の偏光子と複数のミラーとを有し、前記第１の光学系から出射する第１の偏光のレーザ光の伝播方向を変更すると共に第２の偏光のレーザ光に変換して前記第１の光学系に再度入射させ、前記第１の光学系から出射する第２の偏光のレーザ光は通過させる第２の光学系と、
を含み、前記第１のウィンドウから入射するレーザ光に対してダブルパス増幅を行い、増幅されたレーザ光を前記第２のウィンドウから出射させる請求項１〜５のいずれか１項記載の極端紫外光源用ドライバレーザ。 The optical system is
A first optical system having a plurality of mirrors and propagating through the discharge region by multiple reflection of the first polarized laser beam incident from the first window;
A plurality of polarizers and a plurality of mirrors, changing a propagation direction of the first polarized laser beam emitted from the first optical system, and converting the first polarized laser beam into a second polarized laser beam; A second optical system that re-enters the optical system and allows the second polarized laser beam emitted from the first optical system to pass through;
The extreme ultraviolet light source according to any one of claims 1 to 5, wherein the laser beam incident from the first window is subjected to double-pass amplification, and the amplified laser beam is emitted from the second window. Driver laser.
ビームスプリッタを有し、前記第１のウィンドウから入射するレーザ光を第１のレーザ光と第２のレーザ光とに分割する第１の光学系と、
複数のミラーを有し、前記第１の光学系によって分割された第１のレーザ光と第２のレーザ光とを互いに異なる方向から前記放電領域内に入射させ、第１のレーザ光と第２のレーザ光とを多重反射することにより前記放電領域内を伝播させる第２の光学系と、
第２の光学系から出射する第１のレーザ光と第２のレーザ光とを合波する光学系と、
を含み、前記第１のウィンドウから入射するレーザ光に対して２方向増幅を行い、増幅されたレーザ光を前記第２のウィンドウから出射させる請求項１〜５のいずれか１項記載の極端紫外光源用ドライバレーザ。 The optical system is
A first optical system that includes a beam splitter and divides laser light incident from the first window into a first laser light and a second laser light;
A first laser beam and a second laser beam, which have a plurality of mirrors and are divided by the first optical system, are incident on the discharge region from different directions, and the first laser beam and the second laser beam A second optical system that propagates in the discharge region by multiple reflection of the laser beam;
An optical system for combining the first laser light and the second laser light emitted from the second optical system;
6. The extreme ultraviolet according to claim 1, wherein two-way amplification is performed on the laser light incident from the first window, and the amplified laser light is emitted from the second window. Driver laser for light source.
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