JP5376908B2 - Two-stage laser apparatus and adjustment method applied to two-stage laser apparatus - Google Patents

Two-stage laser apparatus and adjustment method applied to two-stage laser apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a higher laser output stability and a higher laser output efficiency by reducing a variation in laser output of a two-stage laser device. <P>SOLUTION: In a two-stage laser device equipped with an oscillation stage laser and an amplification stage laser, a cross-sectional profile of a laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser 100 and a cross-sectional profile of a laser beam discharged and excited by the amplification stage laser 200 are measured by a beam profiler 401. Based on the measurement results, an adjustment of rotating the cross section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser 100 around the optical axis is made by an adjustment means 300 (a plane-convex cylindrical lens and a rotating mechanism of the plane-convex cylindrical lens) in such a manner as to eliminate a deviation between the cross section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser 100 and the cross section of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser 200. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、2ステージレーザ装置および2ステージレーザ装置に適用される調整方法に関する。   The present invention relates to a two-stage laser apparatus and an adjustment method applied to the two-stage laser apparatus.

現在、半導体露光装置用の光源としては、エキシマレーザが使用されている。特に、60nm以下のテクノロジーノードにおいては、40W以上の高出力でかつ0.2pm以下の超狭帯域化がされたArFレーザ光源が採用されている。   Currently, an excimer laser is used as a light source for a semiconductor exposure apparatus. In particular, in a technology node of 60 nm or less, an ArF laser light source having a high output of 40 W or more and an ultra-narrow band of 0.2 pm or less is employed.

露光装置用光源としてのArFレーザ光源には以下のことが要求されている。   The following are required for an ArF laser light source as a light source for an exposure apparatus.

1.高ドーズ安定性の確保と高スループット化に伴い40W以上の出力が要求されている。 1. With the securing of high dose stability and high throughput, an output of 40 W or more is required.

2.投影レンズの高解像度化のために投影レンズの高NA化が進められている。高NA化に伴って、色収差が発生し、0.2pm以下の超狭帯域化が要求されている。 2. In order to increase the resolution of the projection lens, the NA of the projection lens is being increased. As the NA increases, chromatic aberration occurs, and an ultra-narrow band of 0.2 pm or less is required.

3.レーザ光源の長寿命化が要求されている。 3. There is a demand for extending the life of laser light sources.

しかしながら、一台のレーザチャンバのみを有するエキシマレーザ装置では、超狭帯域化スペクトルを維持しつつ高出力化を実現するには限界がある。   However, an excimer laser device having only one laser chamber has a limit in realizing high output while maintaining an ultra-narrow band spectrum.

そこで、発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置が採用されるに至っている
発振段レーザ装置および増幅段レーザ装置は、共にレーザガスが封入されかつ一対の対向する放電電極が設けられたレーザチャンバを有する。発振段レーザ装置のレーザチャンバ(以下、発振段チャンバという)の放電電極間で放電が生ずると、レーザガスが励起され励起状態に遷移し、更に、この励起状態から基底状態に遷移する際に光が発生する。この光のエネルギーがある程度増幅されると、発振段レーザ装置から注入光としてのレーザ光が出力される。出力された注入光は、増幅段レーザ装置のレーザチャンバ(以下、増幅段チャンバという)に注入される。増幅段チャンバの放電電極間で放電が生ずると、注入された注入光のエネルギーが放電部で増幅された後、2ステージレーザ装置のレーザ光として、増幅段レーザ装置から出力される。
Therefore, both the oscillation stage laser apparatus and the amplification stage laser apparatus that have adopted the two stage laser apparatus including the oscillation stage laser apparatus and the amplification stage laser apparatus have a laser gas sealed therein and a pair of opposed discharge electrodes. A laser chamber is provided. When a discharge occurs between the discharge electrodes of the laser chamber of the oscillation stage laser device (hereinafter referred to as the oscillation stage chamber), the laser gas is excited to make a transition to the excited state, and light is further emitted when making a transition from this excited state to the ground state. Occur. When the energy of this light is amplified to some extent, laser light as injection light is output from the oscillation stage laser device. The output injection light is injected into a laser chamber (hereinafter referred to as an amplification stage chamber) of the amplification stage laser apparatus. When a discharge occurs between the discharge electrodes of the amplification stage chamber, the energy of the injected injection light is amplified by the discharge unit and then output from the amplification stage laser apparatus as laser light of the two-stage laser apparatus.

2ステージレーザ装置の方式は、大きくは2つの方式に分けられる。一つの方式は、発振段レーザ装置(これをMOという)と、光共振器を備えないアンプとしてのみ機能する増幅段レーザ装置(これをPAという)からなるものであり、MOPA(Master oscillator Power amplifier)と呼ばれている。他の一つの方式は、発振段レーザ装置(これをMOという)と、光共振器を備えアンプおよびオシレータとして機能する増幅段レーザ装置(これをPOという)からなるものであり、MOPO(Master oscillator Power oscillator)と呼ばれている。   The two-stage laser apparatus can be roughly divided into two methods. One system is composed of an oscillation stage laser device (referred to as MO) and an amplification stage laser device (referred to as PA) that functions only as an amplifier without an optical resonator. MOPA (Master oscillator Power amplifier) )is called. Another method is composed of an oscillation stage laser device (referred to as MO) and an amplification stage laser device (referred to as PO) having an optical resonator and functioning as an amplifier and an oscillator. Power oscillator).

発振段レーザ装置には、狭帯域モジュール(Line Narrow Module)が設けられており、スペクトルの超狭帯域化が実現される。一方、増幅段レーザ装置においては、発振段レーザ装置から出力され、増幅段チャンバに注入される注入光の超狭帯域化スペクトルを維持しつつエネルギーのみが増幅される。2ステージレーザ装置によれば、増幅段レーザ装置に狭帯域化モジュールなどの光学的ロスとなる構成要素が含まれていないため、レーザ発振効率が非常に高い。したがって、所望の超狭帯域化スペクトル及びレーザ出力を得ることが可能となる。所望のレーザ出力は、1パルス当たりのパルスエネルギーと繰り返し周波数の積である。例えば、次世代ArFエキシマレーザに要求される性能は、スペクトルが半値幅FWHM(Full Width at Harf Maximum)で0.2pm以下であり、レーザ出力が繰り返し周波数4kHz動作時で40W以上である。   The oscillation stage laser device is provided with a narrow band module, and an ultra narrow band spectrum is realized. On the other hand, in the amplification stage laser device, only the energy is amplified while maintaining the ultra narrow band spectrum of the injection light output from the oscillation stage laser apparatus and injected into the amplification stage chamber. According to the two-stage laser apparatus, since the amplification stage laser apparatus does not include a component that causes optical loss such as a narrow-band module, the laser oscillation efficiency is very high. Therefore, a desired ultra-narrow band spectrum and laser output can be obtained. The desired laser power is the product of the pulse energy per pulse and the repetition frequency. For example, the performance required for the next-generation ArF excimer laser is that the spectrum has a full width at half maximum (FWHM) of 0.2 pm or less, and the laser output is 40 W or more when the repetition frequency is 4 kHz.

図1は、MOPO方式の2ステージレーザ装置の配置例を示している。図1(a)は、2ステージレーザ装置1の側面図で、図1(b)は、2ステージレーザ装置1の上面図である。   FIG. 1 shows an arrangement example of a MOPO type two-stage laser apparatus. FIG. 1A is a side view of the two-stage laser device 1, and FIG. 1B is a top view of the two-stage laser device 1.

同図1に示すように、2ステージレーザ装置1のフットプリントを小さくし、コンパクト化を図るために、発振段レーザ装置100の発振段チャンバ101と、増幅段レーザ装置200の増幅段チャンバ201は並列に並べて、上下に配置する構成をとることが多い。この場合、発振段チャンバ101と増幅段チャンバ201の間に、2枚以上の高反射ミラー(高反射ミラー11、12)が配置され、発振段チャンバ101から出射される注入光が2枚以上の高反射ミラー(高反射ミラー11、12)を介して増幅段チャンバ201に入射される。   As shown in FIG. 1, the oscillation stage chamber 101 of the oscillation stage laser apparatus 100 and the amplification stage chamber 201 of the amplification stage laser apparatus 200 are provided in order to reduce the footprint of the two stage laser apparatus 1 and to make it compact. Often arranged in parallel and arranged vertically. In this case, two or more high reflection mirrors (high reflection mirrors 11 and 12) are disposed between the oscillation stage chamber 101 and the amplification stage chamber 201, and two or more injection lights emitted from the oscillation stage chamber 101 are emitted. The light enters the amplification stage chamber 201 via the high reflection mirrors (high reflection mirrors 11 and 12).

MOPA方式、MOPO方式の2ステージレーザ装置に関する発明は、下記特許文献1、2などに記載されている。   Inventions related to the MOPA type and MOPO type two-stage laser devices are described in Patent Documents 1 and 2 below.

特許文献1には、MOPA方式の2ステージレーザ装置の発明が記載されている。すなわち、発振段レーザ装置(MO)に、狭帯域化モジュールを搭載し、狭帯域化モジュールとミラー間で光を共振させることで、スペクトル幅が非常に狭い光を形成し、出力する。そして、このレーザ光を注入光として増幅段レーザ装置(PA)の増幅段チャンバの放電電極間の放電部に注入してレーザ光のパワーを増幅して、超狭帯域かつ高出力を得んとしている。   Patent Document 1 describes an invention of a MOPA type two-stage laser apparatus. That is, a narrow-band module is mounted on the oscillation stage laser device (MO), and light is resonated between the narrow-band module and the mirror, thereby forming and outputting light having a very narrow spectrum width. This laser light is injected as injection light into the discharge part between the discharge electrodes of the amplification stage chamber of the amplification stage laser device (PA) to amplify the power of the laser light to obtain an ultra-narrow band and high output. Yes.

特許文献2には、MOPO方式の2ステージレーザ装置の発明が記載されている。すなわち、発振段レーザ装置(MO)に、狭帯域化モジュールを搭載し、狭帯域化モジュールとミラー間で光を共振させることで、スペクトル幅が非常に狭い光を形成し、出力する。そして、このレーザ光を注入光として増幅段レーザ装置(PO)の増幅段チャンバの放電電極間の放電部に注入する。増幅段レーザ装置では、注入光の導入のタイミングを合わせて放電を開始する。増幅段チャンバ内では放電が継続する限り、低コヒーレンスの光共振器により複数回光が増幅され、出力鏡から最終的にレーザ光が外部に放出される。増幅段レーザ装置側に光共振器を配置することで、増幅の効果が非常に高くなる。よって、ビーム品位をMOPA方式と同様に維持した状態で、発振段チャンバの出力が小さくても、高い増幅効率により充分に大きなレーザ出力が得られるとともに、増幅段チャンバ内での光の存在時間が長いことから、増幅段チャンバにおける放電開始のタイミングが比較的とり易い、長いパルス幅が得られるなどの利点がある。
US2002/0154668 A1 WO 2004/095661 A1
Patent Document 2 describes an invention of a MOPO-type two-stage laser apparatus. That is, a narrow-band module is mounted on the oscillation stage laser device (MO), and light is resonated between the narrow-band module and the mirror, thereby forming and outputting light having a very narrow spectrum width. Then, this laser light is injected as injection light into the discharge part between the discharge electrodes of the amplification stage chamber of the amplification stage laser apparatus (PO). In the amplification stage laser device, the discharge is started at the timing of introducing the injection light. As long as the discharge continues in the amplification stage chamber, the light is amplified a plurality of times by the low-coherence optical resonator, and the laser light is finally emitted from the output mirror to the outside. By arranging the optical resonator on the amplification stage laser device side, the amplification effect becomes very high. Therefore, while maintaining the beam quality as in the MOPA method, even if the output of the oscillation stage chamber is small, a sufficiently large laser output can be obtained due to high amplification efficiency, and the time of existence of light in the amplification stage chamber can be obtained. Since it is long, there are advantages such that the discharge start timing in the amplification stage chamber is relatively easy and a long pulse width can be obtained.
US2002 / 0154668 A1 WO 2004/095661 A1

本発明は、2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきを少なくし、より高いレーザ出力安定性、より高いレーザ出力を得ることを解決課題とするものである。   An object of the present invention is to reduce the variation in laser output of a two-stage laser device, to obtain higher laser output stability and higher laser output.

以下は、本発明者がはじめて発見するに至った知見である。 The following are findings that the present inventors have discovered for the first time.

たとえば図1に示すMOPO方式の2ステージレーザ装置1において、レーザ出力のばらつきが大きくなり、レーザ出力が低下することがあった。その原因について鋭意研究したところ、つぎの原因であることが明らかになった。   For example, in the MOPO type two-stage laser apparatus 1 shown in FIG. 1, the dispersion of the laser output becomes large and the laser output may be lowered. After earnest research on the cause, it became clear that it was the next cause.

a.発振段チャンバ101と増幅段チャンバ201の設置面が異なるために、図2(a)に示すように、発振段チャンバ101で放電励起される注入光のレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起される増幅段光のレーザビームの断面202の間に相対回転角差θが生じる。 a. Since the installation surfaces of the oscillation stage chamber 101 and the amplification stage chamber 201 are different, as shown in FIG. 2A, the cross section 102 of the laser beam of the injection light that is discharged and excited in the oscillation stage chamber 101 and the amplification stage chamber 201 A relative rotation angle difference θ is generated between the cross-sections 202 of the laser beam of the amplification stage light that is discharged and excited.

b.発振段チャンバ101と増幅段チャンバ201の間に2枚以上の高反射ミラーが設置されているために、発振段チャンバ101と増幅段チャンバ201の設置位置によっては、図2(a)に示すように、発振段チャンバ101で放電励起される注入光のレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起される増幅段光のレーザビームの断面202の間に相対回転角差θが生じる。 b. Since two or more high reflection mirrors are installed between the oscillation stage chamber 101 and the amplification stage chamber 201, depending on the installation positions of the oscillation stage chamber 101 and the amplification stage chamber 201, as shown in FIG. In addition, a relative rotation angle difference θ is generated between the cross section 102 of the laser beam of the injection light that is discharged and excited in the oscillation stage chamber 101 and the cross section 202 of the laser beam of the amplification stage light that is discharged and excited in the amplification stage chamber 201.

上記のことは、MOPA方式の2ステージレーザ装置でも同様である。   The same applies to the MOPA-type two-stage laser apparatus.

図2(b)、(c)は、相対回転角差θがレーザ出力のばらつき、レーザ出力に及ぼす影響を説明するための図である。   FIGS. 2B and 2C are diagrams for explaining the influence of the relative rotation angle difference θ on the laser output variation and the laser output.

図2(b)に示すように、発振段チャンバ101で放電励起される注入光のレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起される増幅段光のレーザビームの断面202の間に相対回転角差θがあると、増幅段チャンバ201の放電部203のうち増幅発振が行われないビーム領域203aが生じる。増幅段チャンバ201の放電部203のうちビーム領域203aを除く、注入光と増幅段光の両レーザビーム断面102、202が重なる領域は、増幅発振が行われるビーム領域203b(斜線にて示す)である。   As shown in FIG. 2 (b), there is a relative gap between the cross section 102 of the laser beam of the injection light excited in the oscillation stage chamber 101 and the cross section 202 of the laser beam of the amplification stage light excited in the amplification stage chamber 201. When there is a rotation angle difference θ, a beam region 203 a in which amplification oscillation is not performed occurs in the discharge unit 203 of the amplification stage chamber 201. The region where the laser beam sections 102 and 202 of the injected light and the amplified stage light overlap in the discharge unit 203 of the amplification stage chamber 201 excluding the beam area 203a is a beam area 203b (shown by oblique lines) where amplification oscillation is performed. is there.

ここで、増幅段チャンバ201の放電部203とは、放電電極231、232間の空間であって増幅段光のレーザビームが放電励起されるビーム利得領域のことである。 Here, the discharge unit 203 of the amplification stage chamber 201 is a beam gain region that is a space between the discharge electrodes 231 and 232 and in which the laser beam of the amplification stage light is discharge-excited.

一方、図2(c)は、発振段チャンバ101で放電励起される注入光のレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起される増幅段光のレーザビームの断面202の間に相対回転角差θがなく、注入光と増幅段光の両レーザビーム断面102、202が一致している場合を示している。この場合には、増幅段チャンバ201の放電部203のうち増幅発振が行われないビーム領域203aはなく、放電部203の全領域が増幅発振の行われるビーム領域203bとなる。   On the other hand, FIG. 2C shows the relative rotation between the cross section 102 of the laser beam of the injection light excited in the oscillation stage chamber 101 and the cross section 202 of the laser beam of the amplification stage light excited in the amplification stage chamber 201. In this example, there is no angular difference θ, and the laser beam cross sections 102 and 202 of the injection light and the amplification stage light coincide with each other. In this case, there is no beam region 203a where amplification oscillation is not performed in the discharge unit 203 of the amplification stage chamber 201, and the entire region of the discharge unit 203 is a beam region 203b where amplification oscillation is performed.

図2(b)に示す相対回転角差θがある状態のときには、図2(c)に示す相対回転角差θがない状態のときに比べて、レーザ出力のばらつきは増加し、レーザ出力は低下する。   When the relative rotation angle difference θ shown in FIG. 2B is present, the variation in the laser output increases compared to the state where there is no relative rotation angle difference θ shown in FIG. descend.

これは図2(a)に示すように、増幅段光の両レーザビーム断面102、202が一致していないと、増幅段チャンバ201の放電部203で、発振段レーザ装置100からの注入光の増幅に寄与しない領域203aが生じてしまい、その結果、注入光が十分に増幅されずレーザの出力が低下するからである。また、放電電極231、232間の放電部203のうち端の部分は、放電中心部よりも放電が不安定である。その放電不安定部が注入光の増幅発振に大きく影響を及ぼすことからレーザ出力のばらつきが大きくなり、その結果、レーザ出力のパルスエネルギーがばらつき、不安定発振が生じてしまう。 As shown in FIG. 2A, if the laser beam cross sections 102 and 202 of the amplification stage light do not coincide with each other, the discharge unit 203 of the amplification stage chamber 201 causes the injection light from the oscillation stage laser apparatus 100 to be This is because a region 203a that does not contribute to amplification occurs, and as a result, the injected light is not sufficiently amplified and the output of the laser decreases. Further, the discharge at the end portion of the discharge portion 203 between the discharge electrodes 231 and 232 is more unstable than the discharge center portion. Since the unstable discharge portion greatly affects the amplified oscillation of the injected light, the variation in laser output becomes large. As a result, the pulse energy of the laser output varies and unstable oscillation occurs.

なお、図2(b)に示すように、増幅発振が行われず注入光の増幅に寄与しないビーム領域203aが存在すると、増幅段チャンバ201の放電部203からは狭帯域化されない広帯域なレーザ光が発振されてしまい、ASE(Amplified Spontaneous Emission/寄生発振)が多い装置になってしまい、露光用のレーザとしては不適切なものとなる。 As shown in FIG. 2B, when there is a beam region 203a that does not oscillate and does not contribute to the amplification of the injected light, a broadband laser beam that is not narrowed is emitted from the discharge unit 203 of the amplification stage chamber 201. As a result, it becomes an apparatus with a lot of ASE (Amplified Spontaneous Emission / parasitic oscillation), making it unsuitable as a laser for exposure.

本発明者は、注入光のレーザビーム断面を光軸周りに回転させて、レーザ出力のばらつき、レーザ出力を計測する実験を行った。 The inventor conducted an experiment in which the laser beam cross section of the injection light is rotated around the optical axis to measure the variation in the laser output and the laser output.

図3、図4は実験結果を示す。横軸は、高安定発振時、つまり最適な回転角となったときの角度を基準の0°として、その基準角度0°に対する注入光レーザビーム断面の回転角度φを示す。図3の縦軸は、パルスエネルギーのばらつきである。基準となるパルスエネルギーレベル(たとえば10mJ)を100%とし、その基準パルスエネルギーに対する変動分を%で示す。図4の縦軸は、パルスエネルギー(単位:mJ)である。   3 and 4 show the experimental results. The horizontal axis represents the rotation angle φ of the cross section of the injected laser beam with respect to the reference angle of 0 °, where the angle at the time of high-stable oscillation, that is, the optimum rotation angle is 0 °. The vertical axis in FIG. 3 represents the variation in pulse energy. A reference pulse energy level (for example, 10 mJ) is defined as 100%, and a variation with respect to the reference pulse energy is indicated in%. The vertical axis in FIG. 4 is pulse energy (unit: mJ).

図3からわかるように、注入光レーザビーム断面の回転角度φが大きくなり、最適角度0°からずれるほど、発振が不安定となることがわかる。特に、回転角度φが2.5°を超えると、発振不安定性の悪化が顕著となる。   As can be seen from FIG. 3, the oscillation angle becomes unstable as the rotation angle φ of the cross section of the injected laser beam increases and deviates from the optimum angle of 0 °. In particular, when the rotation angle φ exceeds 2.5 °, the deterioration of oscillation instability becomes significant.

図4からわかるように、注入光レーザビーム断面の回転角度φが大きくなり、最適角度0°からずれるほど、発振出力が低下することがわかる。特に、回転角度φが2.5°を超えると、パルスエネルギーの低下が顕著となる。   As can be seen from FIG. 4, the oscillation output decreases as the rotation angle φ of the injection light laser beam cross section increases and deviates from the optimum angle of 0 °. In particular, when the rotation angle φ exceeds 2.5 °, the pulse energy is significantly reduced.

以上の知見に基づき本発明者は、以下のような発明を想起した。 Based on the above findings, the present inventors have recalled the following invention.

第1発明は、
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置において、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を一致させる調整手段が備えられたこと
を特徴とする。
The first invention is
In a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
By rotating the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser device and / or the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus around the optical axis, An adjusting means for matching the cross section with the cross section of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser apparatus is provided.

第2発明は、第1発明において、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
The second invention is the first invention,
The adjustment means is manually adjusted or automatically controlled so that there is no deviation between the cross section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus and the cross section of the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus. To do.

第3発明は、第1発明において、
調整手段は、2ステージレーザ装置のレーザ出力が最も安定化するように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
The third invention is the first invention,
The adjusting means is characterized in that the adjusting means is manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus is most stabilized.

第4発明は、第1発明において、
2ステージレーザ装置のレーザ出力が最大になるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
A fourth invention is the first invention,
The adjusting means is manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus is maximized.

第5発明は、第1発明において、
2ステージレーザ装置のレーザ出力が最も安定化し、かつレーザ出力が最大になるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
A fifth invention is the first invention,
The adjusting means is manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus is most stabilized and the laser output is maximized.

第6発明は、第1発明または第2発明において、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測する計測手段が設けられ、
計測手段の計測結果に基づいて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
A sixth invention is the first invention or the second invention,
Measuring means is provided for measuring the cross-sectional profile of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus and the cross-sectional profile of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser apparatus,
Based on the measurement results of the measurement means, the adjustment means is manually adjusted so that there is no deviation between the cross section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus and the cross section of the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus. Or, it is automatically controlled.

第7発明は、第1発明または第3発明または第5発明において、
2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきを計測する計測手段が設けられ、
計測手段の計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきが最小となるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
The seventh invention is the first invention, the third invention or the fifth invention,
Measuring means for measuring the variation in laser output of the two-stage laser device is provided,
Based on the measurement result of the measuring means, the adjusting means is manually adjusted or automatically controlled so that the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus is minimized.

第8発明は、第1発明または第4発明または第5発明において、
2ステージレーザ装置のレーザ出力を計測する計測手段が設けられ、
計測手段の計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置のレーザ出力が最大となるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
The eighth invention is the first invention, the fourth invention or the fifth invention,
Measuring means for measuring the laser output of the two-stage laser device is provided,
Based on the measurement result of the measuring means, the adjusting means is manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus is maximized.

第9発明は、第1発明または第3発明または第4発明または第5発明において、
2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきおよび2ステージレーザ装置のレーザ出力を計測する計測手段が設けられ、
計測手段の計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきが最小となり、2ステージレーザ装置のレーザ出力が最大となるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする。
The ninth invention is the first invention, the third invention, the fourth invention or the fifth invention,
Measuring means for measuring the variation in laser output of the two-stage laser device and the laser output of the two-stage laser device are provided,
Based on the measurement result of the measurement means, the adjustment means is manually adjusted or automatically controlled so that the dispersion of the laser output of the two-stage laser apparatus is minimized and the laser output of the two-stage laser apparatus is maximized. Features.

第10発明は、第1発明において、
調整手段は、発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置の間の光軸上に設けられた回転自在の光学機器であること
を特徴とする。
The tenth invention is the first invention,
The adjusting means is a rotatable optical device provided on the optical axis between the oscillation stage laser apparatus and the amplification stage laser apparatus.

第11発明は、第1発明において、
調整手段は、発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置の少なくとも一方のレーザチャンバを光軸周りに回転させる手段であること
を特徴とする。
The eleventh invention is the first invention,
The adjusting means is a means for rotating at least one of the oscillation stage laser apparatus and the amplification stage laser apparatus around the optical axis.

第12発明は、第10発明において、
光学機器は、平凸レンズを含むこと
を特徴とする。
In a twelfth aspect based on the tenth aspect,
The optical apparatus includes a plano-convex lens.

第13発明は、
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測するステップと、
計測結果に基づいて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法であることを特徴とする。
The thirteenth invention
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
Measuring a cross-sectional profile of a laser beam discharge-excited by an oscillation stage laser device and a cross-sectional profile of a laser beam discharge-excited by an amplification stage laser device;
Based on the measurement result, the laser pumped by the oscillation stage laser apparatus so that there is no deviation between the cross section of the laser beam pumped by the oscillation stage laser apparatus and the section of the laser beam pumped by the amplification stage laser apparatus. Adjusting the rotation of the beam cross-section and / or the laser beam cross-section excited by the amplification stage laser device around the optical axis. .

第14発明は、
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
増幅段レーザ装置の稼動を停止させた状態で発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測するとともに、発振段レーザ装置の稼動を停止させた状態で増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測するステップと、
計測結果に基づいて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと、
調整後に2ステージレーザ装置を稼動させるステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法であることを特徴とする。
The fourteenth invention is
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
The cross-sectional profile of the laser beam that is discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus is measured while the operation of the amplification stage laser apparatus is stopped, and the discharge excitation is performed by the amplification stage laser apparatus while the operation of the oscillation stage laser apparatus is stopped. Measuring a cross-sectional profile of the laser beam to be produced;
Based on the measurement result, the laser pumped by the oscillation stage laser apparatus so that there is no deviation between the cross section of the laser beam pumped by the oscillation stage laser apparatus and the section of the laser beam pumped by the amplification stage laser apparatus. Adjusting the cross section of the beam or / and rotating the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser device around the optical axis;
And a step of operating the two-stage laser device after the adjustment. The adjustment method is applied to a two-stage laser device.

第15発明は、
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきを計測するステップと、
計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきが最小となるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法であることを特徴とする。
The fifteenth invention
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
Measuring the variation in laser output of the two-stage laser device;
Based on the measurement results, the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus and / or the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus so that the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus is minimized. And an adjustment method applied to a two-stage laser apparatus including an adjustment step of rotating the cross section around the optical axis.

第16発明は、
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
2ステージレーザ装置のレーザ出力を計測するステップと、
計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置のレーザ出力が最大となるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法であることを特徴とする。
The sixteenth invention
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
Measuring the laser output of the two-stage laser device;
Based on the measurement results, the cross section of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus and / or the cross section of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus so that the laser output of the two-stage laser apparatus is maximized. And an adjustment method applied to a two-stage laser apparatus including an adjustment step of rotating around an optical axis.

第17発明は、
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきおよびレーザ出力を計測するステップと、
計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきが最小となり、2ステージレーザ装置のレーザ出力が最大となるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法であることを特徴とする。
The seventeenth invention
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
Measuring the laser output variation and laser output of the two-stage laser device;
Based on the measurement results, the cross-section or / and amplification of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser device so that the dispersion of the laser output of the two-stage laser device is minimized and the laser output of the two-stage laser device is maximized. An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus, comprising: adjusting the section of a laser beam discharge-excited by the stage laser apparatus to rotate around an optical axis.

(発明の効果)
本発明によれば、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を一致させる調整を行うようにしたので、2ステージレーザ装置のレーザ出力のばらつきが少なくなり、より高いレーザ出力安定性が得られるとともに、より高いレーザ出力が得られる。
(Effect of the invention)
According to the present invention, the section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus and / or the section of the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus is rotated around the optical axis, and the discharge is performed by the oscillation stage laser apparatus. Adjustment was made so that the cross section of the laser beam to be excited and the cross section of the laser beam to be discharged and excited by the amplification stage laser device were matched, so that the variation in the laser output of the two-stage laser device was reduced and the laser output was more stable. And higher laser output can be obtained.

以下、図面を参照して本発明に係る2ステージレーザ装置および2ステージレーザ装置に適用される調整方法の実施の形態について説明する。   Embodiments of a two-stage laser apparatus and an adjustment method applied to the two-stage laser apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施例:レーザビームの断面プロファイルを計測した結果から調整を行う実施例)
図5は、第1実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を斜視図にて示している。
(First embodiment: an embodiment in which adjustment is performed from the result of measuring the cross-sectional profile of a laser beam)
FIG. 5 is a diagram showing an apparatus configuration example of the first embodiment, and shows a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus in a perspective view.

同図5に示すように、2ステージレーザ装置1は、発振段レーザ装置100と増幅段レーザ装置200と、発振段レーザ装置100で放電励起された注入光のレーザビームを増幅段レーザ装置200に導くための高反射ミラー11、12と、調整手段300と、計測手段400としてのビームプロファイラ401とから構成されている。 As shown in FIG. 5, the two-stage laser apparatus 1 includes an oscillation stage laser apparatus 100, an amplification stage laser apparatus 200, and a laser beam of injection light that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 to the amplification stage laser apparatus 200. It comprises high reflection mirrors 11 and 12 for guiding, adjusting means 300, and beam profiler 401 as measuring means 400.

本発明の実施例装置は、図1に示す既存の2ステージレーザ装置1に、調整手段300、ビームプロファイラ401を付加して構成される。よって、以下、図1と図5を併せ参照して説明する。 The embodiment apparatus of the present invention is configured by adding an adjusting means 300 and a beam profiler 401 to the existing two-stage laser apparatus 1 shown in FIG. Therefore, the following description will be made with reference to FIGS. 1 and 5 together.

調整手段300は、発振段レーザ装置100で放電励起される注入光のレーザビームの断面を注入光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置100で放電励起される注入光のレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起される増幅段光のレーザビームの断面を一致させる調整を行う。 The adjusting means 300 rotates the section of the laser beam of the injection light excited by the oscillation stage laser apparatus 100 around the injection optical axis, and the section of the laser beam of the injection light excited by the oscillation stage laser apparatus 100 Adjustment is performed to match the cross section of the laser beam of the amplification stage light that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

調整手段300は、発振段レーザ装置100と増幅段レーザ装置200の間の注入光軸上に設けられた回転自在の光学機器およびその回転機構で構成されており、光学機器は、2つの平凸シリンドリカルレンズ301、302である。回転機構の詳細については、図8、図9にて後述する。 The adjusting means 300 includes a rotatable optical device provided on the injection optical axis between the oscillation stage laser device 100 and the amplification stage laser device 200 and its rotation mechanism. The optical device includes two plano-convex elements. Cylindrical lenses 301 and 302. Details of the rotating mechanism will be described later with reference to FIGS.

ビームプロファイラ401は、発振段レーザ装置100で放電励起される注入光のレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起される増幅段光のレーザビームの断面プロファイルを計測する。ビームプロファイラ401は、蛍光板とCCDカメラによって構成されている。蛍光板は、紫外光を可視化するために使用する。この蛍光板で発生するレーザ光の蛍光強度がレーザ光の断面の光強度を示す。蛍光強度に応じた像は、レーザ光の断面像としてCCDカメラで撮像される。レーザビームのサイズがCCDカメラの受光部よりも大きい場合には、凸レンズ等を用いてビームプロファイラ401に導くようにする。 The beam profiler 401 measures the cross-sectional profile of the laser beam of the injection light that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam of the amplification stage light that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200. The beam profiler 401 includes a fluorescent screen and a CCD camera. The fluorescent plate is used to visualize ultraviolet light. The fluorescence intensity of the laser light generated on this fluorescent plate indicates the light intensity of the cross section of the laser light. An image corresponding to the fluorescence intensity is picked up by a CCD camera as a cross-sectional image of laser light. When the size of the laser beam is larger than the light receiving portion of the CCD camera, the laser beam is guided to the beam profiler 401 using a convex lens or the like.

ビームプロファイラ401は、調整手段300による調整時に使用され、調整後2ステージレーザ装置1を稼動させる際には取り外される。 The beam profiler 401 is used at the time of adjustment by the adjusting means 300, and is removed when the adjusted two-stage laser apparatus 1 is operated.

発振段レーザ装置100は、発振段チャンバ101と、狭帯域化モジュール110と、出力結合ミラー(Output Coupler)120とを含んで構成されている。狭帯域化モジュール110と、出力結合ミラー120は、発振段レーザ装置100の光共振器を構成している。 The oscillation stage laser device 100 includes an oscillation stage chamber 101, a narrow-band module 110, and an output coupling mirror (Output Coupler) 120. The narrow band module 110 and the output coupling mirror 120 constitute an optical resonator of the oscillation stage laser device 100.

発振段チャンバ101は、一対の放電電極131、132を備えている。発振段チャンバ101内には、バッファガスとArガスとF2ガスが満たされている。発振段チャンバ101には、光を狭帯域化モジュール110、出力結合ミラー120それぞれに導くためのウインドウ141、142が設けられている。 The oscillation stage chamber 101 includes a pair of discharge electrodes 131 and 132. The oscillation stage chamber 101 is filled with buffer gas, Ar gas, and F2 gas. The oscillation stage chamber 101 is provided with windows 141 and 142 for guiding light to the narrow-band module 110 and the output coupling mirror 120, respectively.

図示しない電源によって放電電極131、132間に電圧が印加されると、放電電極131、132間の空間である放電部で放電が行われ、この放電によりArFエキシマが形成される。このArFエキシマからArガスとFに分離するときに193nmの波長の光が発光される。こうしてレーザビームが放電励起される。 When a voltage is applied between the discharge electrodes 131 and 132 by a power source (not shown), a discharge is performed in a discharge portion that is a space between the discharge electrodes 131 and 132, and an ArF excimer is formed by this discharge. When the ArF excimer is separated into Ar gas and F, light having a wavelength of 193 nm is emitted. Thus, the laser beam is discharged and excited.

狭帯域化モジュール110は、レーザビームのスペクトル線幅を狭くするために、プリズムビームエキスパンダとグレーティング(回折格子)を備えている。グレーティングの分散方向、つまりプリズムビームエキスパンダによるビーム拡大方向は、放電電極131、132の放電方向に対して垂直となる方向に配置されている(図1(a)参照)。 The narrow band module 110 includes a prism beam expander and a grating (diffraction grating) in order to narrow the spectral line width of the laser beam. The dispersion direction of the grating, that is, the beam expansion direction by the prism beam expander is arranged in a direction perpendicular to the discharge direction of the discharge electrodes 131 and 132 (see FIG. 1A).

放電電極131、132間の放電部で放電励起されたレーザビームは、ウインドウ141を介して狭帯域化モジュール110に導かれて、波長選択が行われる。狭帯域化モジュール110によりレーザのスペクトル幅が400pmから0.2pm以下まで狭帯域化される。 The laser beam discharge-excited by the discharge part between the discharge electrodes 131 and 132 is guided to the narrowband module 110 through the window 141, and wavelength selection is performed. The band narrowing module 110 narrows the spectral width of the laser from 400 pm to 0.2 pm or less.

放電電極131、132間の放電部で放電励起されたレーザビームは、光共振器によりエネルギーが増幅される。すなわち、放電部を通過した光は、ウインドウ142を介して出力結合ミラー120に入射される。出力結合ミラー120に入射される光の一部は、出力結合ミラー120の部分反射面で反射され、再び放電部を通過し、ウインドウ141を介して狭帯域化モジュール110に導かれる。狭帯域化モジュール110で波長選択が行われると光は放電部に向けて反射される。こうして光は出力結合ミラー120と狭帯域化モジュール110の間で複数回、共振を繰り返す。 The energy of the laser beam excited by discharge in the discharge part between the discharge electrodes 131 and 132 is amplified by the optical resonator. That is, the light that has passed through the discharge unit is incident on the output coupling mirror 120 through the window 142. Part of the light incident on the output coupling mirror 120 is reflected by the partial reflection surface of the output coupling mirror 120, passes through the discharge unit again, and is guided to the band narrowing module 110 through the window 141. When wavelength selection is performed by the narrowband module 110, the light is reflected toward the discharge unit. Thus, the light repeats resonance a plurality of times between the output coupling mirror 120 and the band narrowing module 110.

出力結合ミラー120に入射される光の一部は、出力結合ミラー120の部分反射面を透過して、注入光として発振段レーザ装置100から出射される。
出力結合ミラー120を透過したレーザビームは、高反射ミラー11で反射され、平凸シリンドリカルレンズ301に入射され、平凸シリンドリカルレンズ301を透過する。平凸シリンドリカルレンズ301を透過したレーザビームは、更に平凸シリンドリカルレンズ302に入射され、平凸シリンドリカルレンズ302を透過する。平凸シリンドリカルレンズ302を透過したレーザビームは、高反射ミラー12で反射され、増幅段レーザ装置200のリアミラー210に入射される。ここで、発振段レーザ装置100の出力結合ミラー120から、増幅段レーザ装置200のリアミラー210までの距離が1m以下の場合には、リアミラー210に入射されるビームの広がり角度は、出力結合ミラー120から出射された時の広がり角度と同じになる。
Part of the light incident on the output coupling mirror 120 passes through the partial reflection surface of the output coupling mirror 120 and is emitted from the oscillation stage laser device 100 as injection light.
The laser beam transmitted through the output coupling mirror 120 is reflected by the high reflection mirror 11, enters the plano-convex cylindrical lens 301, and passes through the plano-convex cylindrical lens 301. The laser beam transmitted through the plano-convex cylindrical lens 301 is further incident on the plano-convex cylindrical lens 302 and is transmitted through the plano-convex cylindrical lens 302. The laser beam transmitted through the plano-convex cylindrical lens 302 is reflected by the high reflection mirror 12 and is incident on the rear mirror 210 of the amplification stage laser device 200. Here, when the distance from the output coupling mirror 120 of the oscillation stage laser apparatus 100 to the rear mirror 210 of the amplification stage laser apparatus 200 is 1 m or less, the divergence angle of the beam incident on the rear mirror 210 is determined by the output coupling mirror 120. It becomes the same as the spread angle when it is emitted from.

この実施例では、平凸シリンドリカルレンズ301、302を高反射ミラー11、12間に配置しているが、平凸シリンドリカルレンズ301、302の配置位置としては、発振段レーザ装置100の出力結合ミラー120から、増幅段レーザ装置200のリアミラー210までの間の注入光軸上であれば、任意の位置に配置することができる。また、レンズは、シリンドリカルレンズであればよく、実施例のように2枚の組み合わせに限定されることなく1枚であっても、3枚以上であってもよい。 In this embodiment, the plano-convex cylindrical lenses 301 and 302 are arranged between the high reflection mirrors 11 and 12. However, the arrangement position of the plano-convex cylindrical lenses 301 and 302 is the output coupling mirror 120 of the oscillation stage laser device 100. To the rear mirror 210 of the amplification stage laser device 200 can be arranged at any position as long as it is on the injection optical axis. The lens may be a cylindrical lens, and is not limited to a combination of two as in the embodiment, and may be one or three or more.

増幅段レーザ装置200は、増幅段チャンバ201と、リアミラー210と、出力結合ミラー(Output Coupler)220とを含んで構成されている。リアミラー210と、出力結合ミラー220は、増幅段レーザ装置200の光共振器を構成している。出力結合ミラー220を挟んで、増幅段チャンバ201に対向する位置には、ビームプロファイラ401が配置されている。 The amplification stage laser apparatus 200 includes an amplification stage chamber 201, a rear mirror 210, and an output coupling mirror 220. The rear mirror 210 and the output coupling mirror 220 constitute an optical resonator of the amplification stage laser device 200. A beam profiler 401 is disposed at a position facing the amplification stage chamber 201 with the output coupling mirror 220 interposed therebetween.

増幅段チャンバ201は、一対の放電電極231、232を備えている。増幅段チャンバ201内には、バッファガスとArガスとF2ガスが満たされている。増幅段チャンバ201には、光をリアミラー210、出力結合ミラー220それぞれに導くためのウインドウ241、242が設けられている。 The amplification stage chamber 201 includes a pair of discharge electrodes 231 and 232. The amplification stage chamber 201 is filled with buffer gas, Ar gas, and F2 gas. The amplification stage chamber 201 is provided with windows 241 and 242 for guiding light to the rear mirror 210 and the output coupling mirror 220, respectively.

図示しない電源によって放電電極231、232間に電圧が印加されると、放電電極231、232間の空間である放電部203で放電が行われ、この放電によりArFエキシマが形成される。このArFエキシマからArガスとFに分離するときに193nmの波長の光が発光される。こうしてレーザビームが放電励起される。 When a voltage is applied between the discharge electrodes 231 and 232 by a power source (not shown), a discharge is performed in the discharge unit 203 that is a space between the discharge electrodes 231 and 232, and an ArF excimer is formed by this discharge. When the ArF excimer is separated into Ar gas and F, light having a wavelength of 193 nm is emitted. Thus, the laser beam is discharged and excited.

一方、発振段レーザ装置100より出射されリアミラー210に入射される注入光のビームの一部は、リアミラー210で反射されて、増幅段レーザ装置200の光共振器に注入されないが、リアミラー210に入射される注入光のビームの一部は、増幅段レーザ装置200の光共振器に注入される。 On the other hand, a part of the beam of injection light emitted from the oscillation stage laser apparatus 100 and incident on the rear mirror 210 is reflected by the rear mirror 210 and is not injected into the optical resonator of the amplification stage laser apparatus 200 but is incident on the rear mirror 210. A part of the injected light beam is injected into the optical resonator of the amplification stage laser device 200.

注入光のビームが増幅段チャンバ201の放電電極231、232間の放電部に注入されると、増幅段レーザ装置200では、注入光の導入のタイミングを合わせて放電を開始する。増幅段チャンバ201内では放電が継続する限り、低コヒーレンスの光共振器により複数回光が増幅され、出力結合ミラー220から最終的にレーザ光が外部に放出される。このようにMOPO方式の2ステージレーザ1では、増幅段レーザ装置200側に光共振器が配置されているため、増幅の効果が非常に高くなる。 When the beam of injection light is injected into the discharge part between the discharge electrodes 231 and 232 of the amplification stage chamber 201, the amplification stage laser device 200 starts discharge at the timing of introduction of the injection light. As long as the discharge continues in the amplification stage chamber 201, the light is amplified a plurality of times by the low-coherence optical resonator, and the laser beam is finally emitted from the output coupling mirror 220 to the outside. As described above, in the MOPO-type two-stage laser 1, since the optical resonator is arranged on the amplification stage laser device 200 side, the amplification effect becomes very high.

すなわち、注入光のビーム中央部がリアミラー210の中心部付近を通過し、放電電極231、232間の放電部203を通過するのに同期して放電電極231、232間で放電が行われ、注入光が増幅される。ただし、リアミラー210の中心部から離れた注入光の一部は、放電部から外れて、増幅されない。 That is, discharge is performed between the discharge electrodes 231 and 232 in synchronization with the center of the beam of the injection light passing near the center of the rear mirror 210 and passing through the discharge part 203 between the discharge electrodes 231 and 232. Light is amplified. However, a part of the injection light far from the center part of the rear mirror 210 is not amplified because it deviates from the discharge part.

増幅された注入光のビームは、ウインドウ242を介して出力結合ミラー220に到達する。出力結合ミラー220に到達したレーザビームの一部は、出力結合ミラー220の部分反射面で反射され、再び放電部を通過し増幅される。そして、レーザビームは、ウインドウ241を介してリアミラー210に到達し、リアミラー210で反射され、再び放電部を通過し増幅される。こうして光はリアミラー210と出力結合ミラー220との間で複数回、共振を繰り返し、出力結合ミラー220に入射される光の一部が、出力結合ミラー220の部分反射面を透過して、出力光として増幅段レーザ装置200から外部に出射される。
調整時には、出力結合ミラー220を透過したレーザビームは、ビームプロファイラ401に入射される。なお、ビームプロファイラ401は、調整後、2ステージレーザ装置1を稼動させる際には取り外される。ビームプロファイラ401が取り外され2ステージレーザ装置1を稼動させるときには、出力結合ミラー220を透過したレーザビームは、外部の露光装置に導かれる。
The amplified beam of injected light reaches the output coupling mirror 220 through the window 242. A part of the laser beam reaching the output coupling mirror 220 is reflected by the partial reflection surface of the output coupling mirror 220, passes through the discharge unit again, and is amplified. Then, the laser beam reaches the rear mirror 210 through the window 241, is reflected by the rear mirror 210, passes through the discharge unit again, and is amplified. Thus, the light repeats resonance a plurality of times between the rear mirror 210 and the output coupling mirror 220, and a part of the light incident on the output coupling mirror 220 is transmitted through the partial reflection surface of the output coupling mirror 220 to output light. Is output from the amplification stage laser device 200 to the outside.
At the time of adjustment, the laser beam transmitted through the output coupling mirror 220 is incident on the beam profiler 401. The beam profiler 401 is removed when the two-stage laser apparatus 1 is operated after adjustment. When the beam profiler 401 is removed and the two-stage laser apparatus 1 is operated, the laser beam transmitted through the output coupling mirror 220 is guided to an external exposure apparatus.

図6は、平凸シリンドリカルレンズ301、302の回転によって注入光が回転する原理を説明するための図である。一方の平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸上で回転させる場合を例にとり説明する。 FIG. 6 is a diagram for explaining the principle that the injection light is rotated by the rotation of the plano-convex cylindrical lenses 301 and 302. A case where one plano-convex cylindrical lens 302 is rotated on the injection optical axis will be described as an example.

図6(a)、(b)は、異なる角度からみた斜視図であり、図6(c)、(d)はそれぞれ、図6(a)、(b)に示す仮想的なスクリーン501、502に照射されるレーザビームの断面を例示している。 6A and 6B are perspective views seen from different angles, and FIGS. 6C and 6D are virtual screens 501 and 502 shown in FIGS. 6A and 6B, respectively. 2 illustrates an example of a cross section of a laser beam irradiated on the substrate.

図6(a)に示すように、注入光は、図中左から右に伝播し、平凸シリンドリカルレンズ301、302を順次透過する。レンズ系は転写型であり、入射ビームプロファイルを出射ビームプロファイルとして転写する。すなわち、ビームプロファイルのサイズ、形状、ビームダイバージェンスに影響を与えることはない。 As shown in FIG. 6A, the injected light propagates from the left to the right in the figure and sequentially passes through the plano-convex cylindrical lenses 301 and 302. The lens system is a transfer type and transfers an incident beam profile as an outgoing beam profile. That is, the beam profile size, shape, and beam divergence are not affected.

図6(b)に示すように、平凸シリンドリカルレンズ301に入射する前の注入光のビームプロファイル、つまりスクリーン501上のビーム断面像(図6(c))は、注入光軸周りに基準角度(最適角度)に対して図中右へA°回転した姿勢となっている。注入光は、平凸シリンドリカルレンズ301、302を順次して通過するが、この際に、平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸周りに右回りにA°回転すると、平凸シリンドリカルレンズ302を出射した後の注入光は注入光軸周りに回転して、出射後のビームプロファイル、つまりスクリーン502上のビーム断面像(図6(d))は、基準角度(最適角度)に補正された姿勢となる。このように平凸シリンドリカルレンズ301への入射光がA°回転している場合には、平凸シリンドリカルレンズ302を同じ方向に同じ角度A°だけ回転させると、基準角度(最適角度)からの角度A°のずれを補正することができる。 As shown in FIG. 6B, the beam profile of the injection light before entering the planoconvex cylindrical lens 301, that is, the beam cross-sectional image on the screen 501 (FIG. 6C) is a reference angle around the injection optical axis. The posture is rotated by A ° to the right in the figure with respect to (optimal angle). The injected light sequentially passes through the plano-convex cylindrical lenses 301 and 302. At this time, when the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated A ° clockwise around the injection optical axis, the plano-convex cylindrical lens 302 is emitted. The subsequent injection light rotates around the injection optical axis, and the beam profile after emission, that is, the beam cross-sectional image on the screen 502 (FIG. 6D) is corrected to the reference angle (optimal angle). . Thus, when the incident light to the plano-convex cylindrical lens 301 is rotated by A °, if the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated by the same angle A ° in the same direction, the angle from the reference angle (optimal angle) The deviation of A ° can be corrected.

なお、図6では、一方の平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸周りに回転させる場合を例にとり説明したが、他方の平凸シリンドリカルレンズ301を回転させて同様の補正を行ってもよく、平凸シリンドリカルレンズ301、302の両方を回転させて同様の補正を行ってもよい。 In FIG. 6, the case where one plano-convex cylindrical lens 302 is rotated around the injection optical axis has been described as an example. However, the same correction may be performed by rotating the other plano-convex cylindrical lens 301. The same correction may be performed by rotating both the convex cylindrical lenses 301 and 302.

また、本実施例の調整手段300は、平凸シリンドリカルレンズを2枚用いた転写型組レンズで構成されているが、回転用のレンズ系あればよく、転写型組レンズでなく集光レンズ系であってもよい。 Further, the adjusting means 300 of the present embodiment is constituted by a transfer type combined lens using two plano-convex cylindrical lenses, but it is sufficient if there is a rotating lens system, not a transfer type combined lens but a condensing lens system. It may be.

つぎに、第1実施例の調整方法について説明する。調整方法は、以下のとおりである。 Next, the adjustment method of the first embodiment will be described. The adjustment method is as follows.

(計測ステップ)
まず、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測する。
(Measurement step)
First, the beam profiler 401 measures the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

(調整ステップ)
つぎに計測結果に基づいて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(平凸シリンドリカルレンズおよび平凸シリンドリカルレンズの回転機構)によって行う(図6参照)。
(Adjustment step)
Next, on the basis of the measurement result, the oscillation stage laser apparatus 100 eliminates the deviation between the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200. Adjustment for rotating the cross section of the laser beam excited by discharge around the optical axis is performed by the adjusting means 300 (plano-convex cylindrical lens and plano-convex cylindrical lens rotation mechanism) (see FIG. 6).

さらに具体的な調整方法は、以下のとおりである。 More specific adjustment methods are as follows.

(計測ステップ)
増幅段レーザ装置200の稼動を停止させた状態で発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測するとともに、発振段レーザ装置100の稼動を停止させた状態で増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測する。
(Measurement step)
While the operation of the amplification stage laser apparatus 200 is stopped, the cross-sectional profile of the laser beam that is discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 is measured by the beam profiler 401, and the operation of the oscillation stage laser apparatus 100 is stopped. A beam profiler 401 measures a cross-sectional profile of a laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser device 200.

(調整ステップ)
計測結果に基づいて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調製手段300(平凸シリンドリカルレンズおよび平凸シリンドリカルレンズの回転機構)によって行う(図6参照)。
(Adjustment step)
Based on the measurement result, the oscillation excitation is performed in the oscillation stage laser apparatus 100 so that there is no deviation between the cross section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus 200. The adjustment of rotating the cross section of the laser beam around the optical axis is performed by the preparation means 300 (plano-convex cylindrical lens and plano-convex cylindrical lens rotation mechanism) (see FIG. 6).

(稼動ステップ)
調整後に2ステージレーザ装置1を稼動させる。たとえば、2ステージレーザ装置1から出射された出力レーザが露光装置に入射され、露光が行われる。
(Operation step)
After the adjustment, the two-stage laser apparatus 1 is operated. For example, an output laser emitted from the two-stage laser apparatus 1 enters the exposure apparatus, and exposure is performed.

これを図7のフローチャートに示す。以下、このフローチャートを参照して説明する。 This is shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, description will be given with reference to this flowchart.

すなわち、まず、発振段レーザの発振を止める(ステップ1001)。 That is, first, the oscillation of the oscillation stage laser is stopped (step 1001).

つぎに、増幅段レーザを発振させる(ステップ1002)。 Next, the amplification stage laser is oscillated (step 1002).

つぎに、ビームプロファイラ401で増幅段光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMPを計測する(ステップ1003)。 Next, the beam profiler 401 measures the beam profiler (cross-sectional profile) BP-AMP of the amplified stage light (step 1003).

つぎに、増幅段レーザの発振を止める(ステップ1004)。 Next, the oscillation of the amplification stage laser is stopped (step 1004).

つぎに、発振段レーザを発振させる(ステップ1005)。 Next, the oscillation stage laser is oscillated (step 1005).

つぎに、発振停止中の増幅段チャンバ201を通過した注入光をビームプロファイラ401で受光する(ステップ1006)。 Next, the injection light that has passed through the amplification stage chamber 201 whose oscillation is stopped is received by the beam profiler 401 (step 1006).

つぎに、ビームプロファイラ401で注入光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-OSCを計測する(ステップ1007)。 Next, a beam profiler (cross-sectional profile) BP-OSC of injected light is measured by the beam profiler 401 (step 1007).

つぎに、増幅段光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMPと、注入光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-OSCを比較する(ステップ1008)。 Next, the beam profiler (cross-sectional profile) BP-AMP of the amplification stage light and the beam profiler (cross-sectional profile) BP-OSC of the injected light are compared (step 1008).

つぎに、増幅段光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMPと、注入光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-OSCが一致するように、平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸上で回転させる。たとえば、増幅段光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMPが基準角度となっており、注入光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-OSCが基準角度(最適角度)から角度A°だけずれている場合には、図6(c)、(d)に示すように、平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸周りにA°だけ回転させてずれを補正し、両ビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMP、BP-OSCを一致させればよい。すなわち図2(a)、(b)、(c)で説明したように、発振段チャンバ101で放電励起されるレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起されるレーザビームの断面202の間に相対回転角差θがないように一致させる(ステップ1009)。 Next, the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated on the injection optical axis so that the beam profiler (cross-sectional profile) BP-AMP of the amplification stage light and the beam profiler (cross-sectional profile) BP-OSC of the injection light coincide. For example, the beam profiler (cross-sectional profile) BP-AMP of the amplification stage light is the reference angle, and the beam profiler (cross-sectional profile) BP-OSC of the injection light is shifted from the reference angle (optimum angle) by an angle A °. In this case, as shown in FIGS. 6C and 6D, the planoconvex cylindrical lens 302 is rotated by A ° around the injection optical axis to correct the deviation, and both beam profilers (cross-sectional profiles) BP-AMP are corrected. BP-OSC should be matched. That is, as described with reference to FIGS. 2A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C, the cross section 102 of the laser beam that is discharge-excited in the oscillation stage chamber 101 and the cross section 202 of the laser beam that is discharge-excited in the amplification stage chamber 201. They are matched so that there is no relative rotation angle difference θ between them (step 1009).

上記調整後、2ステージレーザ装置1を稼動させて、露光を行う。 After the adjustment, the two-stage laser apparatus 1 is operated to perform exposure.

図7では、増幅段光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMPを計測してから、注入光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-OSCを計測するようにしているが、注入光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-OSCを計測してから、増幅段光のビームプロファイラ(断面プロファイル)BP-AMPを計測してもよい。 In FIG. 7, the beam profiler (cross-sectional profile) BP-AMP of the amplification stage light is measured, and then the beam profiler (cross-sectional profile) BP-OSC of the injected light is measured. After measuring the cross-sectional profile) BP-OSC, the beam profiler (cross-sectional profile) BP-AMP of the amplified stage light may be measured.

調整手段300の調整は、手動であってもよく、自動制御であってもよい。たとえば平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸周りに手動操作にて回転させることができる回転機構を設け、この回転機構を手動にて操作して平凸シリンドリカルレンズ302を回転させてもよい。また平凸シリンドリカルレンズ302を注入光軸周りに回転させる回転アクチュエータを設けるとともに、この回転アクチュエータを制御するコントローラを設け、コントローラから回転アクチュエータに出力される指令信号に応じて平凸シリンドリカルレンズ302を回転させてもよい。 The adjustment of the adjusting unit 300 may be manual or automatic control. For example, a rotation mechanism that can manually rotate the plano-convex cylindrical lens 302 around the injection optical axis may be provided, and the plano-convex cylindrical lens 302 may be rotated by manually operating the rotation mechanism. In addition, a rotation actuator that rotates the plano-convex cylindrical lens 302 around the injection optical axis is provided, and a controller that controls the rotation actuator is provided, and the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated according to a command signal output from the controller to the rotation actuator. You may let them.

図8(a)〜(d)はそれぞれ、平凸シリンドリカルレンズの回転機構の各構成例を2方向からみた図である。いずれも平凸シリンドリカルレンズ302をマイクロメータで手動操作する構成例であり、筐体の構成が異なる。いずれも平凸シリンドリカルレンズ302を筐体350内に配置し、つまみ351の操作により平凸シリンドリカルレンズ302を回転可能としている。図8(c)、(d)は、粗動回転用つまみ351a、微動回転用つまみ351bを設け、単位操作量当たりの平凸シリンドリカルレンズ302の回転量を異ならせている。粗動回転用つまみ351aを単位操作量操作すると、平凸シリンドリカルレンズ302は大きく回転し、微動回転用つまみ351bを単位操作量操作すると、平凸シリンドリカルレンズ302は小さく回転する。 FIGS. 8A to 8D are diagrams showing examples of each configuration of the rotation mechanism of the planoconvex cylindrical lens from two directions. Each of these is a configuration example in which the planoconvex cylindrical lens 302 is manually operated with a micrometer, and the configuration of the housing is different. In either case, the plano-convex cylindrical lens 302 is disposed in the housing 350, and the plano-convex cylindrical lens 302 can be rotated by the operation of the knob 351. 8C and 8D, a coarse motion rotation knob 351a and a fine motion rotation knob 351b are provided to vary the rotation amount of the plano-convex cylindrical lens 302 per unit operation amount. When the coarse operation rotating knob 351a is operated by the unit operation amount, the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated greatly, and when the fine movement rotation knob 351b is operated by the unit operation amount, the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated small.

図9(a)、(b)、(c)は、平凸シリンドリカルレンズの回転アクチュエータの構成例を三方向からみた図である。 FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams illustrating a configuration example of the rotation actuator of the planoconvex cylindrical lens viewed from three directions.

図9(a)、(b)、(c)では、図8におけるつまみ351に相当する部分をモータ352で置き換えている。モータ352にはモータ制御用ケーブル353が接続され、このモータ制御用ケーブル353には、図示しないコントローラが接続されている。コントローラからモータ制御用ケーブル353を介してモータ352に指令信号が出力されると、指令信号に応じて平凸シリンドリカルレンズ302が回転される。 9A, 9 </ b> B, and 9 </ b> C, a portion corresponding to the knob 351 in FIG. 8 is replaced with a motor 352. A motor control cable 353 is connected to the motor 352, and a controller (not shown) is connected to the motor control cable 353. When a command signal is output from the controller to the motor 352 via the motor control cable 353, the plano-convex cylindrical lens 302 is rotated according to the command signal.

以上の説明では、調整手段300に、回転自在の平凸シリンドリカルレンズが用いられる場合を例にとり説明した。しかし、調整手段300としては、発振段レーザ装置100と増幅段レーザ装置200の間の注入光軸上に設けられた回転自在の光学機器であればよく、シリンドリカルレンズを含む構成、シリンドリカルレンズ以外の光学機器を用いる構成のいずれでもよい。 In the above description, the case where a rotatable plano-convex cylindrical lens is used as the adjusting unit 300 has been described as an example. However, the adjusting means 300 may be any rotatable optical device provided on the injection optical axis between the oscillation stage laser apparatus 100 and the amplification stage laser apparatus 200, and includes a configuration including a cylindrical lens, other than the cylindrical lens. Any configuration using an optical device may be used.

図10は、調整手段300に、回転自在のシリンドリカルミラー303とシリンドリカルレンズ304を用いた実施例を示す。図10(a)は全体構成の斜視図で、図10(b)は、シリンドリカルミラー303の拡大斜視図である。シリンドリカルミラー303は、水平方向に湾曲した曲率を有しており、垂直方向には曲率がないように形成されている。 FIG. 10 shows an embodiment in which a rotating cylindrical mirror 303 and a cylindrical lens 304 are used as the adjusting means 300. FIG. 10A is a perspective view of the overall configuration, and FIG. 10B is an enlarged perspective view of the cylindrical mirror 303. The cylindrical mirror 303 has a curvature that is curved in the horizontal direction, and is formed so that there is no curvature in the vertical direction.

シリンドリカルミラー303を注入光軸周りに回転させることで注入光を回転させることができる。 The injection light can be rotated by rotating the cylindrical mirror 303 around the injection optical axis.

なお、図10では、シリンドリカルミラー303を注入光軸周りに回転させる場合を例にとり説明したが、シリンドリカルレンズ304を図6で説明したのと同様に注入光軸周りに回転させることで注入光を回転させてもよく、シリンドリカルミラー303、シリンドリカルレンズ304の両方を回転させて同様の補正を行ってもよい。 In FIG. 10, the case where the cylindrical mirror 303 is rotated around the injection optical axis has been described as an example. However, the cylindrical lens 304 is rotated around the injection optical axis in the same manner as described in FIG. It may be rotated, and the same correction may be performed by rotating both the cylindrical mirror 303 and the cylindrical lens 304.

上述した実施例では、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を一致させる調整を行うようにしているが、増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を一致させるようにしてもよい。また、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面および増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を一致させてもよい。 In the embodiment described above, the section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 is rotated around the optical axis, and the section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the amplification stage laser apparatus 200 are rotated. An adjustment is made so that the cross section of the laser beam excited by discharge coincides, but the cross section of the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus 200 is rotated around the optical axis, and the discharge is performed by the oscillation stage laser apparatus 100. The cross section of the laser beam to be excited may coincide with the cross section of the laser beam to be discharged and excited by the amplification stage laser apparatus 200. Further, the laser beam cross section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge excited by the amplification stage laser apparatus 200 are rotated around the optical axis, and the discharge excitation is performed by the oscillation stage laser apparatus 100. The cross section of the laser beam and the cross section of the laser beam excited by the amplification stage laser device 200 may be matched.

(第1実施例に係る発明の効果)
第1実施例によれば、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測し、この計測結果に基づいて、光学機器を回転させて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、調整するようにしたので、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが少なくなり、より高いレーザ出力安定性、より高いレーザ出力が得られる。
(Effect of the invention according to the first embodiment)
According to the first embodiment, the cross-sectional profile of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200 are measured, and based on the measurement result, Since the optical device is rotated and adjusted so that there is no deviation between the cross section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser apparatus 200, Variations in the laser output of the two-stage laser apparatus 1 are reduced, and higher laser output stability and higher laser output can be obtained.

上述の第1実施例では、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測し、この計測結果に基づいて、光学機器を回転させて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなる調整を行うようにしている。 In the first embodiment described above, the cross-sectional profile of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200 are measured, and based on the measurement results, The optical device is rotated so that adjustment is made so that there is no deviation between the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

しかし、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきを計測し、この計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが最小となるように、調整を行う実施も可能である。これについて、以下、第2実施例にて説明する。 However, it is also possible to measure the variation in the laser output of the two-stage laser device 1 and perform adjustment so that the variation in the laser output of the two-stage laser device 1 is minimized based on the measurement result. This will be described below in the second embodiment.

(第2実施例:レーザ出力のばらつきを計測した結果から調整を行う実施例)
図11は、第2実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を斜視図にて示している。以下では、第1実施例と共通する部分については説明を省略する。
(Second embodiment: an embodiment in which adjustment is performed from the result of measuring the variation in laser output)
FIG. 11 is a diagram showing an apparatus configuration example of the second embodiment, and is a perspective view showing a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus. In the following, description of the parts common to the first embodiment will be omitted.

図11において、図5に示す装置構成と異なる点は、計測手段400としてビームプロファイラ401の代わりに、2ステージレーザ装置1の出力レーザ光のレーザ出力(レーザエネルギー)を検出するレーザエネルギー検出器402と、レーザエネルギー検出器402で検出されたレーザ出力に基づきレーザ出力のばらつきを計測するレーザ制御装置403と、レーザエネルギー検出器402に出力レーザ光を導くためのビームスプリッタ404が設けられている点である。なお、レーザエネルギー検出器402、レーザ制御装置403、ビームスプリッタ404は、本来、図5に示す装置構成のものにも、通常の計測、制御を行なうために設けられているが、図5では図示を省略している。 11 differs from the apparatus configuration shown in FIG. 5 in that a laser energy detector 402 that detects the laser output (laser energy) of the output laser light of the two-stage laser apparatus 1 instead of the beam profiler 401 as the measuring means 400. A laser control device 403 that measures variations in laser output based on the laser output detected by the laser energy detector 402, and a beam splitter 404 for guiding the output laser light to the laser energy detector 402. It is. The laser energy detector 402, the laser control device 403, and the beam splitter 404 are originally provided for performing normal measurement and control in the apparatus configuration shown in FIG. 5, but are shown in FIG. Is omitted.

ビームスプリッタ404は、出力結合ミラー220を挟んで、増幅段チャンバ201に対向する位置に配置されている。レーザエネルギー検出器402は、ビームスプリッタ404によって光が反射する方向に配置されている。レーザエネルギー検出器402は、レーザ制御装置403に接続されている。レーザ制御装置403は、コンピュータを含んで構成されている。 The beam splitter 404 is disposed at a position facing the amplification stage chamber 201 with the output coupling mirror 220 interposed therebetween. The laser energy detector 402 is arranged in a direction in which light is reflected by the beam splitter 404. The laser energy detector 402 is connected to the laser control device 403. The laser control device 403 includes a computer.

出力結合ミラー220から出射されたレーザ光の一部はビームスプリッタ404を透過して、外部の露光装置に導かれるが、同レーザ光の一部はビームスプリッタ404で反射され、レーザエネルギー検出器402に入射される。レーザ制御装置403には、レーザエネルギー検出器402で検出されたレーザ出力が入力され、レーザ出力のばらつきが計測される。 A part of the laser light emitted from the output coupling mirror 220 passes through the beam splitter 404 and is guided to an external exposure apparatus. However, a part of the laser light is reflected by the beam splitter 404, and the laser energy detector 402. Is incident on. The laser output detected by the laser energy detector 402 is input to the laser control device 403, and the dispersion of the laser output is measured.

計測値は、パルスエネルギーのばらつきであってもよく、レーザ出力(レーザ出力は、1パルス当たりのパルスエネルギーと繰り返し周波数の積)のばらつきであってもよい。 The measured value may be a variation in pulse energy, or may be a variation in laser output (a laser output is a product of pulse energy per pulse and repetition frequency).

図3で説明したように、注入光レーザビーム断面の回転角度φが大きくなり、最適角度0°からずれるほど、パルスエネルギーがばらつき、発振が不安定となる。よって、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最も安定化するように、調整手段300を手動にて調整または自動制御すればよい。具体的には、レーザ出力のばらつき(パルスエネルギーのばらつき)を計測しつつ、レーザ出力のばらつき(パルスエネルギーのばらつき)が最小(図3において最適角度0°のときの値)になるように、調整手段300による調整、つまり光学機器を回転させる調整を手動または自動制御で行えばよい。なお、自動制御で行う場合には、レーザ制御装置403に、調整手段300を自動制御するコントローラの機能を持たせればよい。もちろん、レーザエネルギー検出器402、レーザ制御装置403、ビームスプリッタ404は、通常の計測、制御を行なうものとして機能させ、これらとは別に、本発明に係るレーザ出力のばらつきの計測、レーザ出力のばらつきを最小にする制御を行う同等の機器を設ける実施も可能である。 As described with reference to FIG. 3, as the rotation angle φ of the cross section of the injected laser beam increases and deviates from the optimum angle of 0 °, the pulse energy varies and the oscillation becomes unstable. Therefore, the adjustment means 300 may be manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is most stabilized. Specifically, while measuring the laser output variation (pulse energy variation), the laser output variation (pulse energy variation) is minimized (the value at the optimum angle of 0 ° in FIG. 3). The adjustment by the adjusting means 300, that is, the adjustment for rotating the optical device may be performed manually or automatically. In the case of performing automatic control, the laser control device 403 may have a controller function for automatically controlling the adjusting unit 300. Of course, the laser energy detector 402, the laser control device 403, and the beam splitter 404 function to perform normal measurement and control, and separately from these, measurement of variation in laser output and variation in laser output according to the present invention. It is also possible to provide an equivalent device that performs control to minimize the above.

つぎに、第2実施例の調整方法について説明する。調整方法は、以下のとおりである。 Next, the adjustment method of the second embodiment will be described. The adjustment method is as follows.

(計測ステップ)
2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきを計測する。
(Measurement step)
Variation in laser output of the two-stage laser apparatus 1 is measured.

(調整ステップ)
計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが最小となるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(平凸シリンドリカルレンズおよび平凸シリンドリカルレンズの回転機構)により行う。
(Adjustment step)
Based on the measurement result, adjustment means 300 (adjustment for rotating the section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 around the optical axis so that the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is minimized. The rotation mechanism is a plano-convex cylindrical lens and a plano-convex cylindrical lens rotation mechanism).

調整は、2ステージレーザ装置1が稼動する前に行ってもよく、2ステージレーザ装置1が稼動中に行ってもよい。   The adjustment may be performed before the two-stage laser apparatus 1 is in operation, or may be performed while the two-stage laser apparatus 1 is in operation.

また、上記調整ステップにおいては、増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させてもよく、また、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面および増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させてもよい。 In the adjustment step, the cross section of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser apparatus 200 may be rotated around the optical axis, and the cross section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and The cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200 may be rotated around the optical axis.

(第2実施例に係る発明の効果)
第2実施例では、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきを計測し、計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが最小となるように、光学機器を回転させるようにしたので、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが少なくなり、より高いレーザ出力安定性が得られる。
(Effect of the invention according to the second embodiment)
In the second embodiment, the variation in the laser output of the two-stage laser device 1 is measured, and the optical device is rotated so that the variation in the laser output of the two-stage laser device 1 is minimized based on the measurement result. Therefore, the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is reduced, and higher laser output stability can be obtained.

(第3実施例:レーザ出力を計測した結果から調整を行う実施例)
以下では、第1実施例、第2実施例と共通する部分については説明を省略する。
(3rd Example: Example which adjusts from the result of having measured the laser output)
In the following, the description of the parts common to the first embodiment and the second embodiment will be omitted.

第3実施例の構成は、図11に示す第2実施例の構成と同じであり、レーザエネルギー検出器402と、レーザ制御装置403と、ビームスプリッタ404が設けられている。ただし、計測内容および制御内容が異なる。 The configuration of the third embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 11, and a laser energy detector 402, a laser control device 403, and a beam splitter 404 are provided. However, measurement contents and control contents are different.

出力結合ミラー220から出射されたレーザ光の一部はビームスプリッタ404を透過して、外部の露光装置に導かれるが、同レーザ光の一部はビームスプリッタ404で反射され、レーザエネルギー検出器402に入射される。レーザ制御装置403には、レーザエネルギー検出器402で検出されたレーザ出力が入力され、レーザ出力が計測される。 A part of the laser light emitted from the output coupling mirror 220 passes through the beam splitter 404 and is guided to an external exposure apparatus. However, a part of the laser light is reflected by the beam splitter 404, and the laser energy detector 402. Is incident on. The laser output detected by the laser energy detector 402 is input to the laser controller 403, and the laser output is measured.

計測値は、パルスエネルギーであってもよく、レーザ出力(レーザ出力は、1パルス当たりのパルスエネルギーと繰り返し周波数の積)であってもよい。 The measured value may be pulse energy or laser output (laser output is the product of pulse energy per pulse and repetition frequency).

図4で説明したように、注入光レーザビーム断面の回転角度φが大きくなり、最適角度0°からずれるほど、パルスエネルギーが低下し、発振出力が低下する。よって、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最大になるように、調整手段300を手動にて調整または自動制御すればよい。具体的には、レーザ出力(パルスエネルギー)を計測しつつ、レーザ出力(パルスエネルギー)が最大(図4において最適角度0°のときの値)になるように、調整手段300による調整、つまり光学機器を回転させる調整を手動または自動制御で行えばよい。なお、自動制御で行う場合には、レーザ制御装置403に、調整手段300を自動制御するコントローラの機能を持たせればよい。もちろん、レーザエネルギー検出器402、レーザ制御装置403、ビームスプリッタ404は、通常の計測、制御を行なうものと機能させ、これらとは別に、本発明に係るレーザ出力の計測、レーザ出力を最大にする制御を行う同等の機器を設ける実施も可能である。 As described with reference to FIG. 4, as the rotation angle φ of the cross section of the injected laser beam increases and deviates from the optimum angle of 0 °, the pulse energy decreases and the oscillation output decreases. Therefore, the adjustment unit 300 may be manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is maximized. Specifically, the laser output (pulse energy) is measured, and the adjustment by the adjusting means 300 is performed so that the laser output (pulse energy) becomes maximum (value at the optimum angle of 0 ° in FIG. 4), that is, optical. Adjustment for rotating the device may be performed manually or automatically. In the case of performing automatic control, the laser control device 403 may have a controller function for automatically controlling the adjusting unit 300. Of course, the laser energy detector 402, the laser control device 403, and the beam splitter 404 function to perform normal measurement and control, and separately from these, the laser output measurement and laser output according to the present invention are maximized. It is possible to provide an equivalent device for controlling.

つぎに、第3実施例の調整方法について説明する。調整方法は、以下のとおりである。 Next, an adjustment method of the third embodiment will be described. The adjustment method is as follows.

(計測ステップ)
2ステージレーザ装置1のレーザ出力を計測する。
(Measurement step)
The laser output of the two-stage laser apparatus 1 is measured.

(調整ステップ)
計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最大となるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(平凸シリンドリカルレンズおよび平凸シリンドリカルレンズの回転機構)により行う。
(Adjustment step)
Based on the measurement result, adjustment means 300 (plano-convex) is used to rotate the section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus 100 around the optical axis so that the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is maximized. Rotation mechanism of cylindrical lens and plano-convex cylindrical lens).

調整は、2ステージレーザ装置1が稼動する前に行ってもよく、2ステージレーザ装置1が稼動中に行ってもよい。   The adjustment may be performed before the two-stage laser apparatus 1 is in operation, or may be performed while the two-stage laser apparatus 1 is in operation.

また、上記調整ステップにおいては、増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させてもよく、また、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面および増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させてもよい。 In the adjustment step, the cross section of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser apparatus 200 may be rotated around the optical axis, and the cross section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and The cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200 may be rotated around the optical axis.

(第3実施例に係る発明の効果)
第3実施例では、2ステージレーザ装置1のレーザ出力を計測し、計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最大となるように、光学機器を回転させるようにしたので、2ステージレーザ装置1で、より高いレーザ出力が得られる。
(Effect of the invention according to the third embodiment)
In the third embodiment, the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is measured, and based on the measurement result, the optical device is rotated so that the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is maximized. The stage laser device 1 can obtain a higher laser output.

(第4実施例:レーザ出力のばらつきおよびレーザ出力を計測した結果から調整を行う実施例)
以下では、第1実施例、第2実施例、第3実施例と共通する部分については説明を省略する。
(4th Example: Example which adjusts from the result of having measured the dispersion | variation in a laser output, and a laser output)
In the following, description of the parts common to the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment will be omitted.

第4実施例の構成は、図11に示す第2実施例の構成と同じであり、レーザエネルギー検出器402と、レーザ制御装置403と、ビームスプリッタ404が設けられている。ただし、計測内容および制御内容が異なる。 The configuration of the fourth embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 11, and a laser energy detector 402, a laser control device 403, and a beam splitter 404 are provided. However, measurement contents and control contents are different.

出力結合ミラー220から出射されたレーザ光の一部はビームスプリッタ404を透過して、外部の露光装置に導かれるが、同レーザ光の一部はビームスプリッタ404で反射され、レーザエネルギー検出器402に入射される。レーザ制御装置403には、レーザエネルギー検出器402で検出されたレーザ出力が入力され、レーザ出力およびレーザ出力のばらつきが計測される。 A part of the laser light emitted from the output coupling mirror 220 passes through the beam splitter 404 and is guided to an external exposure apparatus. However, a part of the laser light is reflected by the beam splitter 404, and the laser energy detector 402. Is incident on. The laser control device 403 receives the laser output detected by the laser energy detector 402, and measures the laser output and the variations in the laser output.

計測値は、パルスエネルギーおよびパルスエネルギーのばらつきであってもよく、レーザ出力(レーザ出力は、1パルス当たりのパルスエネルギーと繰り返し周波数の積)およびレーザ出力のばらつきであってもよい。 The measured value may be pulse energy and pulse energy variation, or may be laser output (laser output is the product of pulse energy per pulse and repetition frequency) and laser output variation.

図3で説明したように、注入光レーザビーム断面の回転角度φが大きくなり、最適角度0°からずれるほど、パルスエネルギーがばらつき、発振が不安定となる。また、図4で説明したように、注入光レーザビーム断面の回転角度φが大きくなり、最適角度0°からずれるほど、パルスエネルギーが低下し、発振出力が低下する。よって、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最も安定化し、かつレーザ出力が最大になるように、調整手段300を手動にて調整または自動制御すればよい。具体的には、レーザ出力(パルスエネルギー)を計測しつつ、レーザ出力(パルスエネルギー)が最大(図4において最適角度0°のときの値)になるように、かつ、レーザ出力(パルスエネルギー)のばらつきを計測しつつ、レーザ出力(パルスエネルギー)のばらつきが最小(図3において最適角度0°のときの値)になるように、調整手段300による調整、つまり光学機器を回転させる調整を手動または自動制御で行えばよい。なお、自動制御で行う場合には、レーザ制御装置20に、調整手段300を自動制御するコントローラの機能を持たせればよい。もちろん、レーザエネルギー検出器402、レーザ制御装置403、ビームスプリッタ404は、通常の計測、制御を行なうものと機能させ、これらとは別に、本発明に係るレーザ出力および出力のばらつきの計測、レーザ出力を最大にし、レーザ出力のばらつきを最小にする制御を行う同等の機器を設ける実施も可能である。 As described with reference to FIG. 3, as the rotation angle φ of the cross section of the injected laser beam increases and deviates from the optimum angle of 0 °, the pulse energy varies and the oscillation becomes unstable. In addition, as described with reference to FIG. 4, the rotation angle φ of the cross section of the injected laser beam increases, and the pulse energy decreases and the oscillation output decreases as the optimum angle deviates from 0 °. Therefore, the adjustment means 300 may be manually adjusted or automatically controlled so that the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is most stabilized and the laser output is maximized. Specifically, while measuring the laser output (pulse energy), the laser output (pulse energy) is maximized (value at the optimum angle of 0 ° in FIG. 4), and the laser output (pulse energy) is measured. The adjustment by the adjusting means 300, that is, the adjustment for rotating the optical device is manually performed so that the variation in the laser output (pulse energy) is minimized (the value at the optimum angle of 0 ° in FIG. 3) Alternatively, automatic control may be performed. In the case of performing automatic control, the laser control device 20 may have a controller function for automatically controlling the adjusting unit 300. Of course, the laser energy detector 402, the laser control device 403, and the beam splitter 404 function to perform normal measurement and control, and separately from these, measurement of laser output and output variation, laser output according to the present invention. It is also possible to provide an equivalent device that performs control to maximize the power and minimize the variation in laser output.

つぎに、第4実施例の調整方法について説明する。調整方法は、以下のとおりである。 Next, an adjustment method of the fourth embodiment will be described. The adjustment method is as follows.

(計測ステップ)
2ステージレーザ装置1のレーザ出力およびレーザ出力のばらつきを計測する。
(Measurement step)
The laser output of the two-stage laser apparatus 1 and the variation in the laser output are measured.

(調整ステップ)
計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最大となるように、かつ2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが最小となるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(平凸シリンドリカルレンズおよび平凸シリンドリカルレンズの回転機構)により行う。
(Adjustment step)
Based on the measurement result, the laser that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 so that the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is maximized and the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is minimized. Adjustment for rotating the cross section of the beam around the optical axis is performed by the adjusting means 300 (plano-convex cylindrical lens and plano-convex cylindrical lens rotation mechanism).

調整は、2ステージレーザ装置1が稼動する前に行ってもよく、2ステージレーザ装置1が稼動中に行ってもよい。   The adjustment may be performed before the two-stage laser apparatus 1 is in operation, or may be performed while the two-stage laser apparatus 1 is in operation.

また、上記調整ステップにおいては、増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させてもよく、また、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面および増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させてもよい。 In the adjustment step, the cross section of the laser beam discharged and excited by the amplification stage laser apparatus 200 may be rotated around the optical axis, and the cross section of the laser beam discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and The cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200 may be rotated around the optical axis.

(第4実施例に係る発明の効果)
第4実施例では、2ステージレーザ装置1のレーザ出力およびレーザ出力のばらつきを計測し、計測結果に基づいて、2ステージレーザ装置1のレーザ出力が最大となるように、かつ2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが最小となるように、光学機器を回転させるようにしたので、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが少なくなり、より高いレーザ出力安定性、より高いレーザ出力が得られる。
(Effect of the invention according to the fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the laser output of the two-stage laser apparatus 1 and the variations in the laser output are measured, and based on the measurement result, the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is maximized, and the two-stage laser apparatus 1 Since the optical device is rotated so that the variation in the laser output is minimized, the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is reduced, and higher laser output stability and higher laser output can be obtained. .

上述の第1ないし第4実施例では、平凸シリンドリカルレンズ、ミラーなどの光学機器を回転する調整を行う場合について説明した。しかし、レーザチャンバ(発振段チャンバ101または/および増幅段チャンバ201)を回転する調整を行うことで、レーザビームの断面を回転させてもよい。   In the above-described first to fourth embodiments, the description has been given of the case where adjustment for rotating an optical device such as a planoconvex cylindrical lens or a mirror is performed. However, the cross section of the laser beam may be rotated by adjusting the rotation of the laser chamber (the oscillation stage chamber 101 or / and the amplification stage chamber 201).

以下の第5、第6実施例では、調整手段300は、発振段レーザ装置100と増幅段レーザ装置200の少なくとも一方のレーザチャンバ101、201を光軸周りに回転させる手段で構成される。 In the following fifth and sixth embodiments, the adjusting means 300 is constituted by means for rotating at least one of the laser chambers 101 and 201 of the oscillation stage laser apparatus 100 and the amplification stage laser apparatus 200 around the optical axis.

(第5実施例:発振段チャンバを回転させる調整を行う実施例)
発振段チャンバ101を回転させる場合について説明する。
(Fifth embodiment: an embodiment in which adjustment is made to rotate the oscillation stage chamber)
A case where the oscillation stage chamber 101 is rotated will be described.

図12は、第5実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を斜視図にて示している。以下では、第1実施例と共通する部分については説明を省略する。 FIG. 12 is a diagram showing an apparatus configuration example of the fifth embodiment, and shows a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus in a perspective view. In the following, description of the parts common to the first embodiment will be omitted.

図12において、計測手段400としてビームプロファイラ401が設けられている点は図5に示す装置構成と同じであるが、回転自在の光学機器(平凸シリンドリカルレンズ301、302)で構成される調整手段300の代わりに、発振段チャンバ101を回転させることで、注入光のレーザビームを注入光軸周りに回転させる回転機構310で構成される調整手段300が設けられる点が、図5に示す装置構成と異なる。 12 is the same as the apparatus configuration shown in FIG. 5 in that a beam profiler 401 is provided as the measuring unit 400, but the adjusting unit is composed of a rotatable optical device (plano-convex cylindrical lenses 301 and 302). The apparatus configuration shown in FIG. 5 is that an adjusting means 300 configured by a rotation mechanism 310 that rotates the oscillation stage chamber 101 around the injection optical axis by rotating the oscillation stage chamber 101 instead of the rotation stage chamber 101 is provided. And different.

図13(b)に、回転機構310の構成例を示す。図13(a)は、発振段チャンバ101が垂直軸に対して傾斜している様子を示している。図13(a)、(b)は、発振段チャンバ101を、注入光が出射する側、つまりウインドウ142側からみた図である。 FIG. 13B shows a configuration example of the rotation mechanism 310. FIG. 13A shows a state where the oscillation stage chamber 101 is inclined with respect to the vertical axis. FIGS. 13A and 13B are views of the oscillation stage chamber 101 as viewed from the side from which the injection light is emitted, that is, from the window 142 side.

図13(b)に示すように、回転機構310は、発振段チャンバ101を支持するチャンバ支持台311と、チャンバ支持台311の図中左右に、上方に突き出し自在に設けられ、ねじ込み量に応じて発振段チャンバ101の左右それぞれを突き上げるねじ312、313とから構成されている。 As shown in FIG. 13B, the rotation mechanism 310 is provided so as to protrude upward on the left and right of the chamber support table 311 for supporting the oscillation stage chamber 101 and the chamber support table 311 in the drawing, depending on the screwing amount. The screws 312 and 313 push up the left and right sides of the oscillation stage chamber 101, respectively.

図13(a)に示すように、発振段チャンバ101が注入光軸周りに回転し、垂直軸に対して傾斜しているとする。このとき出力結合ミラー120、ウインドウ142、放電電極131、132は、垂直軸に対して傾斜し、放電電極131、132間に形成される注入光のレーザビームの断面(ビームプロファイル)102は、垂直軸に対して傾斜することになる。このため図2で説明したように、高反射ミラー11、12を介して、増幅段チャンバ201に注入される注入光のレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起されるレーザビームの断面202の間に相対回転角差θが生じる(増幅段チャンバ201は、垂直軸に対して傾斜していないとする)。これにより増幅段チャンバ201の放電部203(ビーム利得領域)のうち増幅発振が行われないビーム領域203aが生じ、高出力かつ高安定な発振が実現できなくなる。 As shown in FIG. 13A, it is assumed that the oscillation stage chamber 101 rotates around the injection optical axis and is inclined with respect to the vertical axis. At this time, the output coupling mirror 120, the window 142, and the discharge electrodes 131 and 132 are inclined with respect to the vertical axis, and the cross section (beam profile) 102 of the laser beam of the injection light formed between the discharge electrodes 131 and 132 is vertical. It will be inclined with respect to the axis. Therefore, as described with reference to FIG. 2, the cross section 102 of the laser beam of the injection light injected into the amplification stage chamber 201 via the high reflection mirrors 11 and 12 and the cross section of the laser beam discharge-excited in the amplification stage chamber 201. A relative rotational angle difference θ occurs between 202 (assuming that the amplification stage chamber 201 is not inclined with respect to the vertical axis). As a result, a beam region 203a in which amplification oscillation is not performed occurs in the discharge unit 203 (beam gain region) of the amplification stage chamber 201, and high output and high stability oscillation cannot be realized.

そこで、ねじ312、313のねじ込み量を手動あるいは自動制御で調整する。これによりチャンバ支持台311の上方への左右突き出し量を調整することができる。この結果発振段チャンバ101の左右それぞれが所望する量だけ突き上げられ、発振段チャンバ101が注入光軸周りに回転し、発振段チャンバ101が所望する傾き、つまり垂直軸に対して傾斜しない姿勢となる。これにより図2で説明したように、注入光と増幅段光の両レーザビーム断面の相対回転角差θがなくなり高出力かつ高安定な発振が実現される。 Therefore, the screwing amounts of the screws 312 and 313 are adjusted manually or automatically. As a result, the amount of left and right protrusion of the chamber support 311 can be adjusted. As a result, the left and right sides of the oscillation stage chamber 101 are pushed up by a desired amount, the oscillation stage chamber 101 rotates around the injection optical axis, and the oscillation stage chamber 101 has a desired inclination, that is, a posture not inclined with respect to the vertical axis. . As a result, as described with reference to FIG. 2, the relative rotation angle difference θ between the cross sections of both the injected light and the amplified stage light is eliminated, and high output and highly stable oscillation is realized.

調整方法の手順は、前述の第1実施例の調整方法の手順と同様であり、つぎのとおり行われる。 The procedure of the adjustment method is the same as the procedure of the adjustment method of the first embodiment described above, and is performed as follows.

(計測ステップ)
まず、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測する。
(Measurement step)
First, the beam profiler 401 measures the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

(調整ステップ)
つぎに計測結果に基づいて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(発振段チャンバ101の回転機構310)によって行う。
(Adjustment step)
Next, on the basis of the measurement result, the oscillation stage laser apparatus 100 eliminates the deviation between the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200. Adjustment for rotating the cross section of the laser beam to be discharged around the optical axis is performed by the adjustment means 300 (the rotation mechanism 310 of the oscillation stage chamber 101).

図13(b)に示す回転機構310は、一例であり、ねじの突き上げによって発振段チャンバ101を傾斜させる以外の構成の回転機構を採用することも可能である。 The rotation mechanism 310 illustrated in FIG. 13B is an example, and a rotation mechanism having a configuration other than the tilting of the oscillation stage chamber 101 by pushing up a screw may be employed.

図14(a)、(b)、(c)は、回転機構310の他の構成例を斜視図にて例示する。 FIGS. 14A, 14 </ b> B, and 14 </ b> C illustrate other configuration examples of the rotation mechanism 310 in perspective views.

図14(a)、(b)、(c)に示すように、発振段チャンバ101の下端は板部150で構成されている。発振段チャンバ101は、レーザフレーム30により下方より支持されている。発振段チャンバ101の板部150の左右には、左右それぞれにおけるレーザフレーム30、板部150間の距離を調整する左右調整部材314が設けられている。 As shown in FIGS. 14A, 14 </ b> B, and 14 </ b> C, the lower end of the oscillation stage chamber 101 is composed of a plate portion 150. The oscillation stage chamber 101 is supported from below by the laser frame 30. Left and right adjustment members 314 that adjust the distance between the laser frame 30 and the plate part 150 on the left and right respectively are provided on the left and right sides of the plate part 150 of the oscillation stage chamber 101.

図14(a)は、左右調整部材314を、ねじで構成した場合を例示している。左右のねじのねじ込み量を調整することで、左右それぞれのレーザフレーム30、板部150間距離が調整される。これにより発振段チャンバ101の左右の高さが調整され、発振段チャンバ101が注入光軸周りに回転し、発振段チャンバ101を所望する傾きにすることができる。 FIG. 14A illustrates a case where the left / right adjustment member 314 is configured by a screw. By adjusting the screwing amounts of the left and right screws, the distance between the left and right laser frames 30 and the plate portion 150 is adjusted. Thereby, the left and right heights of the oscillation stage chamber 101 are adjusted, the oscillation stage chamber 101 rotates around the injection optical axis, and the oscillation stage chamber 101 can be set to a desired inclination.

図14(b)は、左右調整部材314を、シムで構成した場合を例示している。左右それぞれにシムを挿入することで、左右それぞれのレーザフレーム30、板部150間距離が調整される。これにより発振段チャンバ101の左右の高さが調整され、発振段チャンバ101が注入光軸周りに回転し、発振段チャンバ101を所望する傾きにすることができる。なお、シムの代わりにスペーサを用いてもよい。 FIG. 14B illustrates a case where the left and right adjustment member 314 is configured by a shim. By inserting shims on the left and right sides, the distance between the left and right laser frames 30 and the plate portion 150 is adjusted. Thereby, the left and right heights of the oscillation stage chamber 101 are adjusted, the oscillation stage chamber 101 rotates around the injection optical axis, and the oscillation stage chamber 101 can be set to a desired inclination. A spacer may be used instead of the shim.

図14(c)は、左右調整部材314を、ジャッキで構成した場合を例示している。左右それぞれのジャッキを作動させることで、左右それぞれのレーザフレーム30、板部150間距離が調整される。これにより発振段チャンバ101の左右の高さが調整され、発振段チャンバ101が注入光軸周りに回転し、発振段チャンバ101を所望する傾きにすることができる。なお、ジャッキは、油圧、空圧等任意の駆動源により作動させることができる。 FIG. 14C illustrates a case where the left / right adjustment member 314 is configured by a jack. By operating the left and right jacks, the distance between the left and right laser frames 30 and the plate portion 150 is adjusted. Thereby, the left and right heights of the oscillation stage chamber 101 are adjusted, the oscillation stage chamber 101 rotates around the injection optical axis, and the oscillation stage chamber 101 can be set to a desired inclination. The jack can be operated by any driving source such as hydraulic pressure or pneumatic pressure.

上述したねじ、ジャッキを用いた回転機構300の場合には、回転機構300を手動のみならず自動制御で調整することができる。しかし、シム、スペーサを用いた回転機構300の場合には、手動調整の実施が望ましい。たとえば、2ステージレーザ装置1を市場に出荷する段階でシムあるいはスペーサが挿入されて調整が行われる。 In the case of the rotation mechanism 300 using the screw and jack described above, the rotation mechanism 300 can be adjusted not only manually but also by automatic control. However, in the case of the rotation mechanism 300 using shims and spacers, it is desirable to perform manual adjustment. For example, at the stage of shipping the two-stage laser apparatus 1 to the market, shims or spacers are inserted and adjustment is performed.

(第6実施例:増幅段チャンバを回転させる調整を行う実施例)
つぎに、増幅段チャンバ201を回転させる場合について説明する。
(Sixth embodiment: an embodiment in which an amplification stage chamber is rotated)
Next, a case where the amplification stage chamber 201 is rotated will be described.

図15は、第6実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を斜視図にて示している。以下では、第1実施例と共通する部分については説明を省略する。 FIG. 15 is a diagram showing an apparatus configuration example of the sixth embodiment, and shows a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus in a perspective view. In the following, description of the parts common to the first embodiment will be omitted.

図15において、計測手段400としてビームプロファイラ401が設けられている点は図5に示す装置構成と同じであるが、回転自在の光学機器(平凸シリンドリカルレンズ301、302)で構成される調整手段300の代わりに、増幅段チャンバ201を回転させることで、増幅段チャンバ201で放電励起されたレーザビームを注入光軸周りに回転させる回転機構310で構成される調整手段300が設けられる点が、図5に示す装置構成と異なる。 15 is the same as the apparatus configuration shown in FIG. 5 in that a beam profiler 401 is provided as the measurement unit 400, but an adjustment unit configured with rotatable optical devices (plano-convex cylindrical lenses 301 and 302). Instead of 300, an adjustment means 300 configured by a rotation mechanism 310 that rotates the amplification stage chamber 201 to rotate the laser beam excited by discharge in the amplification stage chamber 201 around the injection optical axis is provided. Different from the apparatus configuration shown in FIG.

図16(b)に、回転機構310の構成例を示す。図16(a)は、増幅段チャンバ201が垂直軸に対して傾斜している様子を示している。図16(a)、(b)は、増幅段チャンバ201を出力レーザ光が出射する側、つまりウインドウ242側からみた図である。 FIG. 16B shows a configuration example of the rotation mechanism 310. FIG. 16A shows a state where the amplification stage chamber 201 is inclined with respect to the vertical axis. FIGS. 16A and 16B are views of the amplification stage chamber 201 as viewed from the side from which the output laser light is emitted, that is, from the window 242 side.

回転機構310は、図13(b)に示す回転機構310と同様に構成されている。 The rotation mechanism 310 is configured in the same manner as the rotation mechanism 310 shown in FIG.

図16(a)に示すように、増幅段チャンバ201が注入光軸周りに回転し、垂直軸に対して傾斜しているとする。このとき出力結合ミラー220、ウインドウ242、放電電極231、232は、垂直軸に対して傾斜し、放電電極231、232間に形成されるレーザビームの断面(ビームプロファイル)202は、垂直軸に対して傾斜することになる。このため図2で説明したように、高反射ミラー11、12を介して、増幅段チャンバ201に注入される注入光のレーザビームの断面102と増幅段チャンバ201で放電励起されるレーザビームの断面202の間に相対回転角差θが生じる(発振段チャンバ101は、垂直軸に対して傾斜していないとする)。これにより増幅段チャンバ201の放電部203(ビーム利得領域)のうち増幅発振が行われないビーム領域203aが生じ、高出力かつ高安定な発振が実現できなくなる。 As shown in FIG. 16A, it is assumed that the amplification stage chamber 201 rotates around the injection optical axis and is inclined with respect to the vertical axis. At this time, the output coupling mirror 220, the window 242, and the discharge electrodes 231 and 232 are inclined with respect to the vertical axis, and the cross section (beam profile) 202 of the laser beam formed between the discharge electrodes 231 and 232 is with respect to the vertical axis. Will be inclined. Therefore, as described with reference to FIG. 2, the cross section 102 of the laser beam of the injection light injected into the amplification stage chamber 201 via the high reflection mirrors 11 and 12 and the cross section of the laser beam discharge-excited in the amplification stage chamber 201. A relative rotation angle difference θ occurs between 202 (assuming that the oscillation stage chamber 101 is not inclined with respect to the vertical axis). As a result, a beam region 203a in which amplification oscillation is not performed occurs in the discharge unit 203 (beam gain region) of the amplification stage chamber 201, and high output and high stability oscillation cannot be realized.

そこで、ねじ312、313のねじ込み量を手動あるいは自動制御で調整する。これによりチャンバ支持台311の上方への左右突き出し量を調整することができる。この結果増幅段チャンバ201の左右それぞれが所望する量だけ突き上げられ、増幅段チャンバ201が注入光軸周りに回転し、増幅段チャンバ201が所望する傾き、つまり垂直軸に対して傾斜しない姿勢となる。これにより図2で説明したように、注入光と増幅段光の両レーザビーム断面の相対回転角差θがなくなり高出力かつ高安定な発振が実現される。 Therefore, the screwing amounts of the screws 312 and 313 are adjusted manually or automatically. As a result, the amount of left and right protrusion of the chamber support 311 can be adjusted. As a result, the left and right sides of the amplification stage chamber 201 are pushed up by a desired amount, the amplification stage chamber 201 rotates around the injection optical axis, and the amplification stage chamber 201 has a desired inclination, that is, a posture not inclined with respect to the vertical axis. . As a result, as described with reference to FIG. 2, the relative rotation angle difference θ between the cross sections of both the injected light and the amplified stage light is eliminated, and high output and highly stable oscillation is realized.

調整方法の手順は、前述の第1実施例の調整方法の手順と同様であり、つぎのとおり行われる。 The procedure of the adjustment method is the same as the procedure of the adjustment method of the first embodiment described above, and is performed as follows.

(計測ステップ)
まず、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測する。
(Measurement step)
First, the beam profiler 401 measures the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

(調整ステップ)
つぎに計測結果に基づいて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(増幅段チャンバ201の回転機構310)によって行う。
(Adjustment step)
Next, on the basis of the measurement result, the amplification stage laser apparatus 200 eliminates the deviation between the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200. Adjustment for rotating the cross section of the laser beam to be discharged around the optical axis is performed by the adjustment means 300 (the rotation mechanism 310 of the amplification stage chamber 201).

図16(b)に示す回転機構310は、一例であり、前述の図14(a)、(b)、(c)と同様に、ねじの突き上げによって増幅段チャンバ201を傾斜させる以外の構成の回転機構を採用することも可能である。 The rotation mechanism 310 shown in FIG. 16B is an example, and has a configuration other than that in which the amplification stage chamber 201 is tilted by pushing up the screw, as in FIGS. 14A, 14B, and 14C described above. It is also possible to employ a rotation mechanism.

(第7実施例:発振段チャンバおよび増幅段チャンバを回転させる調整を行う実施例)
第5実施例と同様に発振段チャンバ101を回転するとともに、第6実施例と同様に増幅段チャンバ201を回転する調整を複合して行う実施も可能である。
(Seventh embodiment: an embodiment in which the oscillation stage chamber and the amplification stage chamber are adjusted to rotate)
The oscillation stage chamber 101 can be rotated as in the fifth embodiment, and the adjustment for rotating the amplification stage chamber 201 can be performed in combination as in the sixth embodiment.

調整方法の手順は、前述の第1実施例の調整方法の手順と同様であり、つぎのとおり行われる。 The procedure of the adjustment method is the same as the procedure of the adjustment method of the first embodiment described above, and is performed as follows.

(計測ステップ)
まず、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測する。
(Measurement step)
First, the beam profiler 401 measures the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

(調整ステップ)
つぎに計測結果に基づいて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面および増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(発振段チャンバ101および増幅段チャンバ201の回転機構310)によって行う。
(Adjustment step)
Next, on the basis of the measurement result, the oscillation stage laser apparatus 100 eliminates the deviation between the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200. Adjustment means 300 (oscillation stage chamber 101 and rotation stage 310 of amplification stage chamber 201) for adjusting the cross section of the laser beam excited by discharge and the section of the laser beam excited by discharge in amplification stage laser apparatus 200 around the optical axis. To do.

第5実施例、第6実施例、第7実施例では、レーザビームの断面プロファイルの計測結果に基づいて回転機構310による調整を行うようにしているが、第2実施例、第3実施例、第4実施例で説明したのと同様に、レーザ出力のばらつきの計測結果に基づいて、あるいは、レーザ出力の計測結果に基づいて、あるいは、レーザ出力のばらつきおよびレーザ出力の計測結果に基づいて、回転機構310による調整を行なうようにしてもよい。   In the fifth embodiment, the sixth embodiment, and the seventh embodiment, the adjustment by the rotation mechanism 310 is performed based on the measurement result of the cross-sectional profile of the laser beam, but the second embodiment, the third embodiment, As described in the fourth embodiment, based on the measurement result of the laser output variation, or based on the measurement result of the laser output, or based on the variation of the laser output and the measurement result of the laser output, Adjustment by the rotation mechanism 310 may be performed.

(第5実施例、第6実施例、第7実施例に係る発明の効果)
第5実施例、第6実施例、第7実施例によれば、レーザチャンバ(発振段チャンバ101または/および増幅段チャンバ201)を回転する調整を行うことで、レーザビームの断面を回転させるようにしたので、2ステージレーザ装置1のレーザ出力のばらつきが少なくなり、より高いレーザ出力安定性、より高いレーザ出力が得られる。
(Effects of the inventions according to the fifth, sixth and seventh embodiments)
According to the fifth, sixth, and seventh embodiments, the cross section of the laser beam is rotated by adjusting the rotation of the laser chamber (the oscillation stage chamber 101 and / or the amplification stage chamber 201). Therefore, the variation in the laser output of the two-stage laser apparatus 1 is reduced, and higher laser output stability and higher laser output can be obtained.

(第8実施例:スリット(あるいはアパーチャ)を回転させる調整を行う実施例)
図17は、第8実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を斜視図にて示している。以下では、第1実施例と共通する部分については説明を省略する。
(Eighth embodiment: an embodiment in which adjustment is made to rotate the slit (or aperture))
FIG. 17 is a diagram showing an apparatus configuration example of the eighth embodiment, and shows a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus in a perspective view. In the following, description of the parts common to the first embodiment will be omitted.

図17において、計測手段400としてビームプロファイラ401が設けられている点は図5に示す装置構成と同じであるが、回転自在の平凸シリンドリカルレンズ301、302で構成される調整手段300の代わりに、回転自在のスリット320で構成される調整手段300が設けられる点が、図5に示す装置構成と異なる。なお、スリット320の代わりにアパーチャを設ける実施も可能である。 In FIG. 17, the beam profiler 401 is provided as the measuring unit 400 in the same way as the apparatus configuration shown in FIG. 5, but instead of the adjusting unit 300 including the rotatable plano-convex cylindrical lenses 301 and 302. 5 is different from the apparatus configuration shown in FIG. 5 in that an adjusting means 300 including a rotatable slit 320 is provided. It is also possible to provide an aperture instead of the slit 320.

スリット320は、高反射ミラー11と高反射ミラー12の間の注入光軸上に配置されている。スリット320は、注入光軸周りに回転可能に構成され、手動操作にて、あるいは自動制御にて回転される。スリット320の回転機構については、図8、図9に示す平凸シリンドリカルレンズの回転機構と同様にして構成することができる。   The slit 320 is disposed on the injection optical axis between the high reflection mirror 11 and the high reflection mirror 12. The slit 320 is configured to be rotatable around the injection optical axis, and is rotated manually or automatically. The rotation mechanism of the slit 320 can be configured similarly to the rotation mechanism of the plano-convex cylindrical lens shown in FIGS.

ただし発振段レーザ装置100から出射される注入光のレーザビームのサイズは、スリット320のサイズよりも大きく、スリット320を通過した後の注入光のレーザビームのサイズは、増幅段チャンバ201の放電部203(ビーム利得領域)からレーザ出力を効率良く取り出すのに十分に大きいサイズである必要がある。また、注入光のレーザビームのサイズは、増幅段光のレーザビームのサイズよりも大きい必要がある。   However, the size of the laser beam of the injection light emitted from the oscillation stage laser device 100 is larger than the size of the slit 320, and the size of the laser beam of the injection light after passing through the slit 320 is the discharge part of the amplification stage chamber 201. The size needs to be large enough to efficiently extract the laser output from 203 (beam gain region). Further, the size of the laser beam of the injection light needs to be larger than the size of the laser beam of the amplification stage light.

図18(a)、(b)は、スリット320と、注入光のレーザビームの断面102と、増幅段光のレーザビームの断面202の関係を示している。 図18(a)は、スリット320が回転する前の状態を示し、図18(b)がスリット320が回転した後の状態を示す。図中、破線で示す部分は、増幅段光のレーザビーム断面202と重なる注入光のレーザビーム断面102の切り出し部である。   18A and 18B show the relationship among the slit 320, the cross section 102 of the laser beam of the injection light, and the cross section 202 of the laser beam of the amplification stage light. FIG. 18A shows a state before the slit 320 rotates, and FIG. 18B shows a state after the slit 320 rotates. In the drawing, a portion indicated by a broken line is a cut-out portion of the laser beam section 102 of the injection light that overlaps the laser beam section 202 of the amplification stage light.

同図18に示すように、スリット320を回転させることで、注入光のレーザビーム断面102を注入光軸回りに擬似的に回転させることができる。
これにより図2で説明したように、注入光と増幅段光の両レーザビーム断面の相対回転角差θがなくなり高出力かつ高安定な発振が実現される。
As shown in FIG. 18, by rotating the slit 320, the laser beam cross section 102 of the injection light can be artificially rotated around the injection optical axis.
As a result, as described with reference to FIG. 2, the relative rotation angle difference θ between the cross sections of both the injected light and the amplified stage light is eliminated, and high output and highly stable oscillation is realized.

調整方法の手順は、前述の第1実施例の調整方法の手順と同様であり、つぎのとおり行われる。 The procedure of the adjustment method is the same as the procedure of the adjustment method of the first embodiment described above, and is performed as follows.

(計測ステップ)
まず、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルをビームプロファイラ401で計測する。
(Measurement step)
First, the beam profiler 401 measures the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross-sectional profile of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200.

(調整ステップ)
つぎに計測結果に基づいて、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置200で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置100で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を調整手段300(スリット320およびスリット320の回転機構)によって行う。
(Adjustment step)
Next, on the basis of the measurement result, the oscillation stage laser apparatus 100 eliminates the deviation between the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser apparatus 100 and the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus 200. Adjustment for rotating the cross section of the laser beam excited by discharge around the optical axis is performed by the adjusting means 300 (the slit 320 and the rotation mechanism of the slit 320).

以上は、MOPO方式の2ステージレーザ装置1を想定して説明したが、2ステージレーザ装置1の光共振器の構成は任意である。たとえば、図19に示すように、増幅段レーザ装置200にリング光共振器を用いた構成に本発明を適用することができる。   The above has been described assuming the MOPO type two-stage laser device 1, but the configuration of the optical resonator of the two-stage laser device 1 is arbitrary. For example, as shown in FIG. 19, the present invention can be applied to a configuration in which a ring optical resonator is used in the amplification stage laser device 200.

以下、図5に示す構成と共通する部分については適宜省略して説明する。図19(a)は、2ステージレーザ装置1の側面図で、図19(b)は、2ステージレーザ装置1の上面図である。   Hereinafter, portions common to the configuration shown in FIG. FIG. 19A is a side view of the two-stage laser device 1, and FIG. 19B is a top view of the two-stage laser device 1.

図19に示すように、狭帯域化モジュール110と、出力結合ミラー120は、発振段レーザ装置100の光共振器を構成している。狭帯域化モジュール110は、プリズムビームエキスパンダとグレーティング(回折格子)を備えている。グレーティングの分散方向、つまりプリズムビームエキスパンダによるビーム拡大方向は、放電電極131、132の放電方向に対して垂直となる方向に配置されている。   As shown in FIG. 19, the band narrowing module 110 and the output coupling mirror 120 constitute an optical resonator of the oscillation stage laser device 100. The band narrowing module 110 includes a prism beam expander and a grating (diffraction grating). The grating dispersion direction, that is, the beam expanding direction by the prism beam expander is arranged in a direction perpendicular to the discharge direction of the discharge electrodes 131 and 132.

出力結合ミラー120を透過したレーザビームは、高反射ミラー11で反射され、平凸シリンドリカルレンズ301に入射され、平凸シリンドリカルレンズ301を透過する。平凸シリンドリカルレンズ301を透過したレーザビームは、更に平凸シリンドリカルレンズ302に入射され、平凸シリンドリカルレンズ302を透過する。平凸シリンドリカルレンズ302を透過したレーザビームは、高反射ミラー12で反射され、更に高反射ミラー13で反射され、増幅段レーザ装置200の出力結合ミラー220に入射される。 The laser beam transmitted through the output coupling mirror 120 is reflected by the high reflection mirror 11, enters the plano-convex cylindrical lens 301, and passes through the plano-convex cylindrical lens 301. The laser beam transmitted through the plano-convex cylindrical lens 301 is further incident on the plano-convex cylindrical lens 302 and is transmitted through the plano-convex cylindrical lens 302. The laser beam transmitted through the plano-convex cylindrical lens 302 is reflected by the high reflection mirror 12, further reflected by the high reflection mirror 13, and incident on the output coupling mirror 220 of the amplification stage laser device 200.

出力結合ミラー220と、高反射ミラー14、15、16は、増幅段レーザ装置200のリング光共振器を構成している。すなわち、出力結合ミラー220、高反射ミラー14、15、16はそれぞれ、増幅段チャンバ201の上面からみて、増幅段チャンバ201の長手方向に対して45°だけ反射面が傾斜して配置される(図19(b)参照)。なお、出力結合ミラー220を挟んで、増幅段チャンバ201に対向する位置には、ビームプロファイラ401が配置されている。 The output coupling mirror 220 and the high reflection mirrors 14, 15, and 16 constitute a ring optical resonator of the amplification stage laser device 200. In other words, the output coupling mirror 220 and the high reflection mirrors 14, 15, and 16 are arranged with their reflection surfaces inclined by 45 ° with respect to the longitudinal direction of the amplification stage chamber 201 when viewed from the upper surface of the amplification stage chamber 201 ( (Refer FIG.19 (b)). A beam profiler 401 is disposed at a position facing the amplification stage chamber 201 with the output coupling mirror 220 interposed therebetween.

発振段レーザ装置100より出射され出力結合ミラー220に入射される注入光のビームは、出力結合ミラー220を透過して増幅段レーザ装置200のリング光共振器に注入される。出力結合ミラー220を透過した注入光のビームは、高反射ミラー14で反射され、ウインドウ241を介して増幅段チャンバ201の放電電極231、232間の放電部203に注入される。出力結合ミラー220を透過した注入光は、ビームダイバージェンスを有するので、わずかに広がりながら高反射ミラー14により反射され、増幅段チャンバ201の放電電極231、232間の放電部203に傾いて入射される。注入光が増幅段チャンバ201の放電電極231、232間の放電部203に注入されると、増幅段レーザ装置200では、注入光の導入のタイミングを合わせて放電を開始する。増幅段チャンバ201内では放電が継続する限り、リング光共振器により複数回光が増幅され、出力結合ミラー220から最終的にレーザ光が外部に放出される。 The beam of injection light emitted from the oscillation stage laser device 100 and incident on the output coupling mirror 220 is transmitted through the output coupling mirror 220 and injected into the ring optical resonator of the amplification stage laser device 200. The beam of injected light that has passed through the output coupling mirror 220 is reflected by the high reflection mirror 14 and is injected into the discharge unit 203 between the discharge electrodes 231 and 232 of the amplification stage chamber 201 through the window 241. Since the injection light transmitted through the output coupling mirror 220 has beam divergence, it is reflected by the high reflection mirror 14 while spreading slightly, and is incident on the discharge part 203 between the discharge electrodes 231 and 232 of the amplification stage chamber 201 at an angle. . When the injection light is injected into the discharge unit 203 between the discharge electrodes 231 and 232 of the amplification stage chamber 201, the amplification stage laser device 200 starts discharge at the timing of introduction of the injection light. As long as the discharge continues in the amplification stage chamber 201, the light is amplified a plurality of times by the ring optical resonator, and the laser beam is finally emitted from the output coupling mirror 220 to the outside.

すなわち、注入光のビームが放電電極231、232間の放電部203を通過するのに同期して放電電極231、232間で放電が行われ、注入光が増幅される。増幅された注入光のビームは、ウインドウ242を介して高反射ミラー16に入射される。高反射ミラー16で反射された増幅注入光のビームは、高反射ミラー15に入射され、高反射ミラー15で反射され、増幅段チャンバ201のウインドウ242に向けて折り返される。増幅注入光のビームは、放電電極231、232間の放電部203に傾いて入射され、更に増幅される。 That is, the discharge light is discharged between the discharge electrodes 231 and 232 in synchronization with the injection light beam passing through the discharge part 203 between the discharge electrodes 231 and 232, and the injection light is amplified. The amplified beam of injected light is incident on the high reflection mirror 16 through the window 242. The amplified injection light beam reflected by the high reflection mirror 16 is incident on the high reflection mirror 15, reflected by the high reflection mirror 15, and folded toward the window 242 of the amplification stage chamber 201. The beam of amplified injection light is incident on the discharge part 203 between the discharge electrodes 231 and 232 at an angle and further amplified.

放電電極231、232間の放電部203を通過した増幅注入光は、ウインドウ241を介して出力結合ミラー220に到達する。出力結合ミラー220に到達したレーザビームの一部は、出力結合ミラー220の部分反射面で反射され、更に高反射ミラー14で反射されて、再び放電部を通過し増幅される。増幅されたレーザビームは、ウインドウ242を通過して高反射ミラー16、15で折り返され、再び放電部を通過し増幅される。こうして光は高反射ミラー14、15、16と出力結合ミラー220との間で複数回、共振を繰り返し、出力結合ミラー220の部分反射面に入射される光の一部が、出力結合ミラー220を透過して、出力光として増幅段レーザ装置200から外部に出射される。 The amplified injected light that has passed through the discharge part 203 between the discharge electrodes 231 and 232 reaches the output coupling mirror 220 via the window 241. A part of the laser beam reaching the output coupling mirror 220 is reflected by the partial reflection surface of the output coupling mirror 220, further reflected by the high reflection mirror 14, and again passes through the discharge unit and is amplified. The amplified laser beam passes through the window 242 and is folded back by the high reflection mirrors 16 and 15, and again passes through the discharge portion and is amplified. Thus, the light repeats resonance a plurality of times between the high reflection mirrors 14, 15, 16 and the output coupling mirror 220, and a part of the light incident on the partial reflection surface of the output coupling mirror 220 passes through the output coupling mirror 220. The light is transmitted and emitted as output light from the amplification stage laser device 200 to the outside.

出力結合ミラー220の反射率が20〜30%であるとすると、注入効率は80%から70%となり、高い注入効率を得ることができる。 When the reflectance of the output coupling mirror 220 is 20 to 30%, the injection efficiency is 80% to 70%, and a high injection efficiency can be obtained.

図19に示す2ステージレーザ装置1では、増幅段チャンバ201の長手方向に対して45°傾斜させた高反射ミラー14、15、16を用いてレーザ光を増幅段チャンバ201に折り返すようにしているが、全反射プリズムによるフレネル反射を利用してレーザ光を増幅段チャンバ201に折り返すようにしてもよい。 In the two-stage laser apparatus 1 shown in FIG. 19, the laser light is folded back to the amplification stage chamber 201 using the high reflection mirrors 14, 15, and 16 inclined by 45 ° with respect to the longitudinal direction of the amplification stage chamber 201. However, the laser beam may be folded back to the amplification stage chamber 201 using Fresnel reflection by the total reflection prism.

また、上述の各実施例では、MOPO方式の2ステージレーザ装置1を想定して説明したが、各実施例におけるMOPO方式の2ステージレーザ装置1の構成を、MOPA方式の2ステージレーザ装置の構成に置換して同様に本発明を実施してもよい。 In each of the above-described embodiments, the MOPO-type two-stage laser apparatus 1 has been described. However, the configuration of the MOPO-type two-stage laser apparatus 1 in each embodiment is the same as that of the MOPA-type two-stage laser apparatus. The present invention may be similarly carried out by substituting

図1は、MOPO方式の2ステージレーザ装置の配置例を示した図で、図1(a)は、2ステージレーザ装置の側面図で、図1(b)は、2ステージレーザ装置の上面図である。FIG. 1 is a view showing an arrangement example of a MOPO type two-stage laser device, FIG. 1A is a side view of the two-stage laser device, and FIG. 1B is a top view of the two-stage laser device. It is. 図2(a)は、発振段チャンバで放電励起されるレーザビームの断面と増幅段チャンバで放電励起されるレーザビームの断面の間に相対回転角差があることを説明する図であり、 図2(b)、(c)は、相対回転角差がレーザ出力のばらつき、レーザ出力に及ぼす影響を説明するための図である。2A is a diagram for explaining that there is a relative rotation angle difference between the cross section of the laser beam discharge-excited in the oscillation stage chamber and the cross section of the laser beam discharge-excited in the amplification stage chamber. FIGS. 2B and 2C are diagrams for explaining the influence of the relative rotation angle difference on the laser output variation and the laser output. 図3は、基準角度に対する注入光レーザビーム断面の回転角度と、パルスエネルギーのばらつきとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the injection light laser beam section relative to the reference angle and the variation in pulse energy. 図4は、基準角度に対する注入光レーザビーム断面の回転角度と、パルスエネルギーとの関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the injection laser beam cross section relative to the reference angle and the pulse energy. 図5は、第1実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を示した斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example of a MOPO-type two-stage laser apparatus, showing a configuration example of the first embodiment. 図6は、平凸シリンドリカルレンズの回転によって注入光が回転する原理を説明するための図であり、図6(a)、(b)は、異なる角度からみた斜視図であり、図6(c)、(d)はそれぞれ、図6(a)、(b)に示す仮想的なスクリーンに照射されるレーザビームの断面を例示した図である。FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining the principle that the injection light is rotated by the rotation of the plano-convex cylindrical lens. FIGS. 6A and 6B are perspective views seen from different angles. ) And (d) are views illustrating cross sections of the laser beam irradiated on the virtual screen shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), respectively. 図7は、調整方法の手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the adjustment method. 図8(a)〜(d)は、平凸シリンドリカルレンズの回転機構の各構成例を示す図である。FIGS. 8A to 8D are diagrams illustrating examples of the configuration of the rotation mechanism of the planoconvex cylindrical lens. 図9(a)、(b)、(c)は、平凸シリンドリカルレンズの回転アクチュエータの構成例を示す図である。FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams showing a configuration example of a rotation actuator of a plano-convex cylindrical lens. 図10は、調整手段に、シリンドリカルミラーとシリンドリカルレンズを用いた実施例を示す図で、図10(a)は全体構成の斜視図で、図10(b)は、シリンドリカルミラーの拡大斜視図である。10A and 10B are diagrams showing an embodiment in which a cylindrical mirror and a cylindrical lens are used as adjusting means. FIG. 10A is a perspective view of the overall configuration, and FIG. 10B is an enlarged perspective view of the cylindrical mirror. is there. 図11は、第2実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を示した斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus, showing a configuration example of the second embodiment. 図12は、第5実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を示した斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus, showing a configuration example of the fifth embodiment. 図13(b)は、発振段チャンバの回転機構の構成例を示す図で、図13(a)は、発振段チャンバが垂直軸に対して傾斜している様子を示した図である。FIG. 13B is a diagram illustrating a configuration example of the rotation mechanism of the oscillation stage chamber, and FIG. 13A is a diagram illustrating a state in which the oscillation stage chamber is inclined with respect to the vertical axis. 図14(a)、(b)、(c)は、回転機構の他の構成例を例示する斜視図である。14A, 14 </ b> B, and 14 </ b> C are perspective views illustrating other configuration examples of the rotation mechanism. 図15は、第6実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を示した斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a configuration example of a MOPO type two-stage laser apparatus, showing a configuration example of the sixth embodiment. 図16(b)は、増幅段チャンバの回転機構の構成例を示す図で、図16(a)は、増幅段チャンバが垂直軸に対して傾斜している様子を示した図である。FIG. 16B is a diagram illustrating a configuration example of the rotation mechanism of the amplification stage chamber, and FIG. 16A is a diagram illustrating a state in which the amplification stage chamber is inclined with respect to the vertical axis. 図17は、第8実施例の装置構成例を示す図で、MOPO方式の2ステージレーザ装置の構成例を示した斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing a configuration example of a MOPO-type two-stage laser apparatus, showing a configuration example of the eighth embodiment. 図18(a)、(b)は、スリットと、注入光のレーザビームの断面と、増幅段光のレーザビームの断面の関係を示した図で、図18(a)はスリット回転前の状態を示す図で、図18(b)はスリット回転後の状態を示す図である。18A and 18B are diagrams showing the relationship among the slit, the cross section of the laser beam of the injection light, and the cross section of the laser beam of the amplification stage light, and FIG. 18A shows the state before the slit rotation. FIG. 18B is a diagram illustrating a state after the slit is rotated. 図19は、増幅段レーザ装置にリング光共振器を用いた2ステージレーザ装置の構成例を示す図で、図19(a)は、2ステージレーザ装置の側面図で、図19(b)は、2ステージレーザ装置の上面図である。FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of a two-stage laser apparatus using a ring optical resonator in the amplification stage laser apparatus, FIG. 19A is a side view of the two-stage laser apparatus, and FIG. It is a top view of a two-stage laser apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 2ステージレーザ装置、100 発振段レーザ装置、200 増幅段レーザ装置、
101 発振段チャンバ、201 増幅段チャンバ、300 調整手段、400 計測手段
1 2-stage laser apparatus, 100 oscillation stage laser apparatus, 200 amplification stage laser apparatus,
101 Oscillation stage chamber 201 amplification stage chamber 300 adjustment means 400 measurement means

Claims (6)

発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置において、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を一致させる調整手段と、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測する計測手段と、
が設けられ、
計測手段の計測結果に基づいて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、調整手段が手動にて調整または自動制御されること
を特徴とする2ステージレーザ装置。
In a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
By rotating the cross section of the laser beam discharge-excited by the oscillation stage laser device and / or the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus around the optical axis, Adjusting means for matching the cross section and the cross section of the laser beam that is discharge-excited by the amplification stage laser device ;
A measuring means for measuring a cross-sectional profile of a laser beam discharge-excited by an oscillation stage laser apparatus and a cross-sectional profile of a laser beam discharged by an amplification stage laser apparatus;
Is provided,
Based on the measurement results of the measurement means, the adjustment means is manually adjusted so that there is no deviation between the cross section of the laser beam excited by the oscillation stage laser apparatus and the cross section of the laser beam excited by the amplification stage laser apparatus. Or be automatically controlled
A two-stage laser device.
調整手段は、発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置の間の光軸上に設けられた回転自在の光学機器であること
を特徴とする請求項1記載の2ステージレーザ装置。
The adjusting means is a rotatable optical device provided on the optical axis between the oscillation stage laser device and the amplification stage laser device.
The two-stage laser apparatus according to claim 1.
調整手段は、発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置の少なくとも一方のレーザチャンバを光軸周りに回転させる手段であること
を特徴とする請求項1記載の2ステージレーザ装置
The adjusting means is means for rotating at least one of the oscillation stage laser apparatus and the amplification stage laser apparatus around the optical axis.
The two-stage laser apparatus according to claim 1 .
光学機器は、平凸レンズを含むこと
を特徴とする請求項記載の2ステージレーザ装置。
Optical equipment should include plano-convex lenses
The two-stage laser apparatus according to claim 2 .
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルおよび増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測するステップと、
計測結果に基づいて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法。
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
Measuring a cross-sectional profile of a laser beam discharge-excited by an oscillation stage laser device and a cross-sectional profile of a laser beam discharge-excited by an amplification stage laser device;
Based on the measurement result, the laser pumped by the oscillation stage laser apparatus so that there is no deviation between the cross section of the laser beam pumped by the oscillation stage laser apparatus and the section of the laser beam pumped by the amplification stage laser apparatus. An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus, comprising: adjusting the cross section of the beam and / or adjusting the rotation of the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser apparatus around an optical axis.
発振段レーザ装置と増幅段レーザ装置が備えられた2ステージレーザ装置に適用される調整方法であって、
増幅段レーザ装置の稼動を停止させた状態で発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測するとともに、発振段レーザ装置の稼動を停止させた状態で増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面プロファイルを計測するステップと、
計測結果に基づいて、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面と増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面のずれがなくなるように、発振段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面または/および増幅段レーザ装置で放電励起されるレーザビームの断面を光軸周りに回転させる調整を行うステップと、
調整後に2ステージレーザ装置を稼動させるステップと
を含む2ステージレーザ装置に適用される調整方法。
An adjustment method applied to a two-stage laser apparatus provided with an oscillation stage laser apparatus and an amplification stage laser apparatus,
The cross-sectional profile of the laser beam that is discharged and excited by the oscillation stage laser apparatus is measured while the operation of the amplification stage laser apparatus is stopped, and the discharge excitation is performed by the amplification stage laser apparatus while the operation of the oscillation stage laser apparatus is stopped. Measuring a cross-sectional profile of the laser beam to be produced;
Based on the measurement result, the laser pumped by the oscillation stage laser apparatus so that there is no deviation between the cross section of the laser beam pumped by the oscillation stage laser apparatus and the section of the laser beam pumped by the amplification stage laser apparatus. Adjusting the cross section of the beam or / and rotating the cross section of the laser beam discharge-excited by the amplification stage laser device around the optical axis;
And a step of operating the two-stage laser device after adjustment.
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