JP7495506B2 - 狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7495506B2
JP7495506B2 JP2022548301A JP2022548301A JP7495506B2 JP 7495506 B2 JP7495506 B2 JP 7495506B2 JP 2022548301 A JP2022548301 A JP 2022548301A JP 2022548301 A JP2022548301 A JP 2022548301A JP 7495506 B2 JP7495506 B2 JP 7495506B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holder
coupling mirror
output coupling
output
gas laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022548301A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022054180A1 (ja
Inventor
雄介 齋藤
将徳 八代
博志 古里
陽介 渡邊
季倫 寺尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Gigaphoton Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gigaphoton Inc filed Critical Gigaphoton Inc
Publication of JPWO2022054180A1 publication Critical patent/JPWO2022054180A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7495506B2 publication Critical patent/JP7495506B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
    • H01S3/08009Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection using a diffraction grating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/034Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

本開示は、狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。たとえば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約248nmのレーザ光を出力するKrFエキシマレーザ装置、ならびに波長約193nmのレーザ光を出力するArFエキシマレーザ装置が用いられる。
KrFエキシマレーザ装置及びArFエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、350~400pmと広い。そのため、KrF及びArFレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子(エタロンやグレーティング等)を含む狭帯域化モジュール(Line Narrow Module:LNM)が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
米国特許第5761236号明細書 特開平05-315674号公報 特開平04-107975号公報 米国特許第6181724号明細書 特開2003-249702号公報
概要
本開示の1つの観点に係る狭帯域化ガスレーザ装置は、波長分散素子を含む狭帯域化装置と、出力結合ミラーと、狭帯域化装置と出力結合ミラーとで構成される光共振器の光路に配置されたレーザチャンバと、出力結合ミラーを支持する第1のホルダと、第1のホルダを第1のホルダの回転軸周りに回転可能に支持する第2のホルダと、第2のホルダに支持され、第1のホルダに接触して第1のホルダを回転軸の周りに回転させる調整装置と、を備える。狭帯域化装置は、狭帯域化装置の内部の温度が上昇したときに出力結合ミラーに向けて出射する光のビームポインティングを第1の方向に変化させる特性を有する。第2のホルダ及び調整装置は、第2のホルダ及び調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラーから出力されるレーザ光のビームポインティングの第1の方向への変化を抑制する方向に第1のホルダを回転させるように構成される。
本開示の他の1つの観点に係る狭帯域化ガスレーザ装置は、波長分散素子を含む狭帯域化装置と、出力結合ミラーと、狭帯域化装置と出力結合ミラーとで構成される光共振器の光路に配置されたレーザチャンバと、出力結合ミラーを支持する第1のホルダと、第1のホルダを第1のホルダの回転軸周りに回転可能に支持する第2のホルダと、第2のホルダに支持され、第1のホルダに接触して第1のホルダを回転軸の周りに回転させる調整装置と、を備える。第2のホルダ及び調整装置は、第2のホルダ及び調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、第1のホルダの回転軸より上の部分が出力結合ミラーから出力されるレーザ光の出力方向へ動くように第1のホルダを回転させるように構成される。
本開示の1つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、狭帯域化ガスレーザ装置によってレーザ光を生成し、前記レーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記レーザ光を露光することを含む。狭帯域化ガスレーザ装置は、波長分散素子を含む狭帯域化装置と、出力結合ミラーと、狭帯域化装置と出力結合ミラーとで構成される光共振器の光路に配置されたレーザチャンバと、出力結合ミラーを支持する第1のホルダと、第1のホルダを第1のホルダの回転軸周りに回転可能に支持する第2のホルダと、第2のホルダに支持され、第1のホルダに接触して第1のホルダを回転軸の周りに回転させる調整装置と、を備える。狭帯域化装置は、狭帯域化装置の内部の温度が上昇したときに出力結合ミラーに向けて出射する光のビームポインティングを第1の方向に変化させる特性を有する。第2のホルダ及び調整装置は、第2のホルダ及び調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラーから出力されるレーザ光のビームポインティングの第1の方向への変化を抑制する方向に第1のホルダを回転させるように構成される。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図1は、比較例に係る狭帯域化ガスレーザ装置の構成を模式的に示す。 図2は、比較例に係る狭帯域化ガスレーザ装置の構成を模式的に示す。 図3は、比較例における調整装置及び第2のホルダの温度上昇時の動作を示す。 図4は、比較例における狭帯域化モジュールの温度上昇時の動作を示す。 図5は、第1の実施形態に係る狭帯域化ガスレーザ装置の構成を模式的に示す。 図6は、第1の実施形態における調整装置、出力結合ミラー、第1のホルダ、及び第2のホルダの構成を詳細に示す。 図7は、図6のVII-VII線における断面図である。 図8は、第1の実施形態における調整装置及び第2のホルダの温度上昇時の動作を示す。 図9は、第1の実施形態及び比較例の各々におけるレーザ光の縦方向のビームポインティングの計測結果を示すグラフである。 図10は、第1の実施形態の変形例における調整装置、出力結合ミラー、第1のホルダ、及び第2のホルダの構成を詳細に示す。 図11は、図10のXI-XI線における断面図である。 図12は、第2の実施形態における調整装置、出力結合ミラー、第1のホルダ、及び第2のホルダの構成を詳細に示す。 図13は、図12のXIII-XIII線における断面図である。 図14は、第2の実施形態の変形例における調整装置、出力結合ミラー、第1のホルダ、及び第2のホルダの構成を詳細に示す。 図15は、図14のXV-XV線における断面図である。 図16は、第3の実施形態における調整装置、出力結合ミラー、第1のホルダ、及び第2のホルダの構成を詳細に示す。 図17は、図16のXVII-XVII線における断面図である。 図18は、第3の実施形態の変形例における調整装置、出力結合ミラー、第1のホルダ、及び第2のホルダの構成を詳細に示す。 図19は、図18のXIX-XIX線における断面図である。 図20は、第2のホルダ及び伸縮部の材質の例を示す。 図21は、レーザ装置に接続された露光装置の構成を概略的に示す。
実施形態
<内容>
1.比較例
1.1 狭帯域化ガスレーザ装置1の構成
1.1.1 レーザチャンバ10
1.1.2 狭帯域化モジュール14
1.1.3 出力結合ミラー15
1.2 動作
1.3 比較例の課題
1.3.1 第1の要因
1.3.2 第2の要因
1.3.3 課題の解決方法
2.テーパ部172の斜面173の配置を変更した狭帯域化ガスレーザ装置
2.1 構成
2.2 動作
2.3 他の構成例
2.4 作用
3.調整装置13の配置を変更した狭帯域化ガスレーザ装置
3.1 構成
3.2 動作
3.3 他の構成例
3.4 作用
4.第1のホルダ17の姿勢を3点で規定する狭帯域化ガスレーザ装置
4.1 構成
4.2 動作
4.3 他の構成例
4.4 作用
5.第2のホルダ27及び伸縮部132の材質の組み合わせ
6.その他
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
1.比較例
1.1 狭帯域化ガスレーザ装置1の構成
図1及び図2は、比較例に係る狭帯域化ガスレーザ装置1の構成を模式的に示す。図1及び図2に示される狭帯域化ガスレーザ装置1は、レーザチャンバ10と、一対の放電電極11a及び11bと、狭帯域化モジュール14と、出力結合ミラー15と、を含む。狭帯域化モジュール14と出力結合ミラー15とが、光共振器を構成する。レーザチャンバ10は、光共振器の光路に配置されている。
図1においては、放電電極11a及び11bの間の放電方向に略平行な方向から見た狭帯域化ガスレーザ装置1の内部構成が示されている。図2においては、放電電極11a及び11bの間の放電方向に略垂直で、且つ、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光の進行方向に略垂直な方向から見た狭帯域化ガスレーザ装置1の内部構成が示されている。出力結合ミラー15から出力されるレーザ光の進行方向は、+Z方向にほぼ一致する。放電電極11a及び11bの間の放電方向は、+V方向又は-V方向にほぼ一致する。これらの両方に垂直な方向は、+H方向又は-H方向にほぼ一致する。-V方向は、重力方向とほぼ一致する。
1.1.1 レーザチャンバ10
レーザチャンバ10には、例えばレアガスとしてアルゴンガス又はクリプトンガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッファガスとしてネオンガス等を含むレーザ媒質としてのレーザガスが封入される。レーザチャンバ10の両端にはウインドウ10a及び10bが設けられている。
レーザチャンバ10は、ホルダ20によって支持されている。レーザチャンバ10及びホルダ20は、プレート20aとプレート20bとの間に配置されている。プレート20aには、3本のインバーロッド20cの各一端が固定され、プレート20bには、これらのインバーロッド20cの各他端が固定されている。これらのインバーロッド20cにより、プレート20aとプレート20bとの間隔が定められる。ホルダ20及びプレート20bは、台座30に固定されている。プレート20aは、図示しないリニアブッシュを介して台座30に配置され、このリニアブッシュにより+Z方向及び-Z方向に移動可能となっている。
プレート20aには貫通孔22aが形成され、プレート20bには貫通孔22bが形成されている。
プレート20aとレーザチャンバ10との間には、光路管21aが接続されている。光路管21aの一端は貫通孔22aの周囲のプレート20aの表面にシールされた状態で固定され、光路管21aの他端はウインドウ10aの周囲のレーザチャンバ10の外側の表面にシールされた状態で固定されている。
プレート20bとレーザチャンバ10との間には、光路管21bが接続されている。光路管21bの一端は貫通孔22bの周囲のプレート20bの表面にシールされた状態で固定され、光路管21bの他端はウインドウ10bの周囲のレーザチャンバ10の外側の表面にシールされた状態で固定されている。
放電電極11a及び11bは、レーザチャンバ10の内部に配置されている。放電電極11a及び11bには、図示しないパルスパワーモジュールからパルス状の高電圧が印加される。
1.1.2 狭帯域化モジュール14
狭帯域化モジュール14は、複数のプリズム14a~14cと、グレーティング14dと、ホルダ16b及び16dと、筐体12とを含む。プリズム14a~14c及びグレーティング14dの各々は、本開示における波長分散素子に相当する。グレーティング14dは、表面に高反射率の材料を含み、多数の溝が所定間隔で形成されたエシェールグレーティングである。グレーティング14dは、プリズム14a~14cからグレーティング14dに入射する光の入射角と、所望波長の回折光の回折角とが一致するようにリトロー配置とされている。
筐体12は、プリズム14a~14c、グレーティング14d、及びホルダ16b及び16dを収容している。筐体12の内部において、プリズム14a~14cはホルダ16bに支持され、グレーティング14dはホルダ16dに支持されている。プリズム14a~14cのいずれかは、図示しない回転ステージによってHZ面内で回転可能であってもよい。
筐体12は、プレート20aに支持されている。筐体12には貫通孔12aが形成されている。筐体12の貫通孔12aの位置と、プレート20aの貫通孔22aの位置とが+Z方向に見たときにほぼ重なるようにすることにより、光路管21aの内部と筐体12の内部とが連通するようになっている。筐体12には、貫通孔12aから離れた位置にパージガス導入管12cが接続されている。光路管21aには、パージガス排出管21cが接続されている。パージガスは、パージガス導入管12cから筐体12の内部に導入され、光路管21aのパージガス排出管21cから排出される。パージガスは例えば窒素ガスを含む。
1.1.3 出力結合ミラー15
出力結合ミラー15は、狭帯域化モジュール14の選択波長の光を透過する材料で構成され、その1つの面には部分反射膜がコーティングされている。出力結合ミラー15は、第1のホルダ17によって支持されている。第1のホルダ17は、H軸に略平行な図示しない回転軸周りに回転可能に回転できるように第2のホルダ27によって支持されている。出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27は、図示しない筐体に収容され、プレート20bに支持されている。
第1のホルダ17は、斜面を有するテーパ部179を含む。第2のホルダ27には調整装置13が支持されている。調整装置13は例えばマイクロメータで構成される。調整装置13は、第2のホルダ27に支持された駆動部131と、駆動部131に対して伸縮して第1のホルダ17に接触する伸縮部132と、を含む。伸縮部132はテーパ部179の斜面に接触している。駆動部131は、テーパ部179の斜面と交差するV軸の方向に伸縮部132を伸縮させるように構成されている。
1.2 動作
放電電極11a及び11bの間に高電圧が印加されると、放電電極11a及び11bの間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ10内のレーザ媒質が励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザ媒質が、その後低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出する。
レーザチャンバ10内で発生した光は、ウインドウ10a及び10bを介してレーザチャンバ10の外部に出射する。レーザチャンバ10のウインドウ10aから出射した光は、H軸に平行な方向のビーム幅をプリズム14a~14cによって拡大させられて、グレーティング14dに入射する。
プリズム14a~14cからグレーティング14dに入射した光は、グレーティング14dの複数の溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられる。
プリズム14a~14cは、グレーティング14dからの回折光のH軸に平行な方向のビーム幅を縮小させるとともに、その光を、ウインドウ10aを介して、レーザチャンバ10の放電領域に戻す。
出力結合ミラー15は、レーザチャンバ10のウインドウ10bから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射させてレーザチャンバ10内に戻す。
このようにして、レーザチャンバ10から出射した光は、狭帯域化モジュール14と出力結合ミラー15との間で往復し、放電電極11a及び11bの間の放電空間を通過する度に増幅される。この光は、狭帯域化モジュール14で折り返される度に狭帯域化される。こうして増幅された光が、出力結合ミラー15からレーザ光として出力される。
調整装置13において、駆動部131が伸縮部132を伸縮させることにより、伸縮部132がテーパ部179の斜面を押圧する。これにより、第1のホルダ17に支持された出力結合ミラー15の姿勢を変化させ、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光の縦方向のビームポインティングを変化させることができる。ビームポインティングとは、光の進行方向の傾斜角度を示す指標である。以下の説明では、光の進行方向がZ軸と平行である場合に縦方向のビームポインティングを0とする。光の進行方向がZ軸よりも上方及び下方に傾いている場合に、それぞれ、縦方向のビームポインティングを正の値及び負の値とする。
1.3 比較例の課題
比較例に係る狭帯域化ガスレーザ装置1において、レーザ光の生成を行っているうちにレーザ光の縦方向のビームポインティングが下方に傾いてくることがある。ビームポインティングが下方に傾斜する要因として、以下のことが考えられる。
1.3.1 第1の要因
図3は、比較例における調整装置13及び第2のホルダ27の温度上昇時の動作を示す。
狭帯域化ガスレーザ装置1においてレーザ光の生成を行うと、調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27等の温度は、レーザチャンバ10からの熱伝導又は熱放射によって上昇する。また、これらの構成要素の温度は、出力結合ミラー15に入射する光のエネルギーによっても上昇する。
伸縮部132の熱膨張率よりも第2のホルダ27の熱膨張率が大きい場合、伸縮部132及び第2のホルダ27の温度が上昇したときに、テーパ部179の斜面に接触する伸縮部132の先端位置が図3の+V方向に移動することがある。すると、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに図3の反時計回りに回転する。
ここで、レーザチャンバ10から出力結合ミラー15に向かって+Z方向に光B11が入射した場合について考える。出力結合ミラー15が図3の反時計回りに傾けられた場合、出力結合ミラー15は、光B11を-Z方向よりも下方に傾斜した光B12として反射する。光B12が狭帯域化モジュール14によって折り返され、光B13として出力結合ミラー15に入射するときに、光B12の傾斜が維持されているとすると、光B13のうちの出力結合ミラー15を透過するレーザ光は+Z方向よりも下方に傾斜し、縦方向のビームポインティング-θ1を有する光となる。
このように、第2のホルダ27及び調整装置13の温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラー15の姿勢が変化して、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光のビームポインティングが変化することがある。
1.3.2 第2の要因
図4は、比較例における狭帯域化モジュール14の温度上昇時の動作を示す。図4においてプリズム14a~14c及びホルダ16bの図示は省略されている。
狭帯域化ガスレーザ装置1においてレーザ光の生成を行うと、狭帯域化モジュール14の筐体12の内部の温度も上昇する。筐体12の内部の温度上昇は一様ではなく、筐体12の内部の空間のうちの上方部分が下方部分よりも高温になりやすい。窒素ガスは温度が上昇すると屈折率が低くなる傾向にある。一方、プリズム14a~14cの内部にも温度分布が生じ、プリズム14a~14cの各々のうちの、上方部分が下方部分よりも高温になりやすい。プリズム14a~14cは例えばフッ化カルシウムで構成されるが、フッ化カルシウムも、温度が上昇すると屈折率が低くなる傾向にある。
屈折率は媒質中の光速の逆数に比例し、屈折率が低いほど、媒質中の光速が速くなる。すなわち、高温になるほど媒質中の光速が速くなる。従って、筐体12の内部の光路において、上方部分の光速C1が下方部分の光速C2より速くなる。その結果、光の波面が下方に傾斜するので、狭帯域化モジュール14から出力結合ミラー15に向けて出射する光は+Z方向よりも下方に傾斜し、縦方向のビームポインティング-θ2を有する光となる。すなわち、狭帯域化モジュール14は、筐体12の内部の温度が上昇したときに出力結合ミラー15に向けて出射する光のビームポインティングを下方に変化させる特性を有する。
1.3.3 課題の解決方法
本発明者らは、上記のような複数の要因が組み合わさって、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光のビームポインティングが下方に傾斜することを見出した。以下に説明する幾つかの実施形態は、第2のホルダ27及び調整装置13の温度が上昇したときに熱膨張することにより、レーザ光のビームポインティングの変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させるように構成するものとした。
2.テーパ部172の斜面173の配置を変更した狭帯域化ガスレーザ装置
2.1 構成
図5は、第1の実施形態に係る狭帯域化ガスレーザ装置1aの構成を模式的に示す。図5は、比較例における図2と同じ方向から狭帯域化ガスレーザ装置1aを見たものに相当する。
第1の実施形態における第1のホルダ17は、テーパ部172を含む。テーパ部172は、斜面の配置が比較例におけるテーパ部179と異なる。
図6は、第1の実施形態における調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27の構成を詳細に示す。図7は、図6のVII-VII線における断面図である。
出力結合ミラー15は円盤状の部材で構成されている。
第1のホルダ17は、環状部171と、テーパ部172と、突起部174と、を含む。環状部171は出力結合ミラー15の外周を囲んで出力結合ミラー15を支持する。
テーパ部172は、環状部171の上端に固定されている。テーパ部172は斜面173を有する。斜面173は出力結合ミラー15よりも上に位置する。テーパ部172から離れる方向の斜面173の法線175は、+Z方向の方向成分と+V方向の方向成分とを含む。
突起部174は、環状部171の下端に固定されている。
第2のホルダ27は、貫通孔270を含み、貫通孔270の内側に第1のホルダ17が配置される。第2のホルダ27は、第1のホルダ17を第1のホルダ17の回転軸170周りに回転可能に支持する。回転軸170は、第1のホルダ17と第2のホルダ27との間に配置された軸支持部170a及び170bで構成される。軸支持部170a及び170bは第1のホルダ17の-H側及び+H側に位置し、回転軸170はH軸に略平行である。
第2のホルダ27の上端に、調整装置13の駆動部131が固定されて支持されている。伸縮部132は第2のホルダ27を貫通し、伸縮部132の先端が第1のホルダ17の斜面173に接触している。駆動部131は、斜面173と交差するV軸の方向に伸縮部132を伸縮させるように構成されている。
ばね271の一端が第2のホルダ27に固定されている。ばね271の他端は突起部174の-Z側の面に固定されている。ばね271は引張状態となっている。
2.2 動作
調整装置13の駆動部131が伸縮部132を-V方向に伸長させると、伸縮部132の先端は斜面173を法線175と反対の方向に押圧する。これにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに回転軸170の周りに図7の反時計回りに回転する。これに伴い、ばね271はさらに引っ張られる。
調整装置13の駆動部131が伸縮部132を収縮させると、伸縮部132の先端は斜面173から離れる方向である+V方向に移動する。突起部174がばね271に引っ張られることにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに回転軸170の周りに図7の時計回りに回転する。これに伴い、斜面173は法線175の方向に移動して、伸縮部132と斜面173とが接触した状態が維持される。
図8は、第1の実施形態における調整装置13及び第2のホルダ27の温度上昇時の動作を示す。伸縮部132の熱膨張率よりも第2のホルダ27の熱膨張率が大きい場合、伸縮部132及び第2のホルダ27の温度が上昇したときに、テーパ部172の斜面173に接触する伸縮部132の先端位置が図8の+V方向に移動する。これにより、駆動部131が伸縮部132を収縮させた場合と同様に、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに図8の時計回りに回転する。すなわち、調整装置13及び第2のホルダ27が熱膨張することにより、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。
ここで、レーザチャンバ10から出力結合ミラー15に向かって+Z方向よりも下方に傾斜した光B21が入射した場合について考える。光B21が+Z方向よりも下方に傾斜している場合でも、出力結合ミラー15が図8の時計回りに傾けられていれば、出力結合ミラー15は、光B21を-Z方向よりも上方に傾斜した光B22として反射することができる。光B22を上方に傾斜させることにより、狭帯域化モジュール14によって折り返される光B23が下方に傾斜することが抑制される。従って、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜することが抑制される。このように、第1の実施形態における第2のホルダ27及び調整装置13は、これらの温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光のビームポインティングの下方への変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させる。
図9は、第1の実施形態及び比較例の各々におけるレーザ光の縦方向のビームポインティングの計測結果を示すグラフである。図9の横軸は時間を示し、縦軸は縦方向のビームポインティングを示す。縦方向のビームポインティングの値が正であるときはレーザ光が+Z方向よりも上方に傾斜したことを示し、縦方向のビームポインティングの値が負であるときはレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜したことを示す。
ビームポインティングの変化の要因は、図3を参照しながら説明した第2のホルダ27及び調整装置13の温度上昇、すなわち、第1の要因と、図4を参照しながら説明した筐体12の内部の温度分布、すなわち、第2の要因と、を含む。これらの要因は、必ずしも時間に比例してビームポインティングを変化させるものではなく、狭帯域化ガスレーザ装置1aの運転条件によって様々に変動し得る。比較例においては、縦方向のビームポインティングの値が負となり、レーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜する傾向が強かったのに対し、第1の実施形態においては、縦方向のビームポインティングの値が負となる傾向が緩和され、縦方向のビームポインティングの値が0付近で安定して得られるようになった。
2.3 他の構成例
図6及び図7を参照しながら説明した第1の実施形態においては、出力結合ミラー15がH軸と略平行な回転軸170の周りに回転する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。
例えば、第2のホルダ27がV軸と略平行な回転軸の周りに回転するように、図示しない第3のホルダに支持されてもよい。第3のホルダには、第2のホルダ27のV軸と略平行な回転軸における回転角度を調整する図示しない調整装置が固定されてもよい。これにより、出力結合ミラー15のV軸と略平行な軸周りの回転角度を調整することができる。
図6及び図7を参照しながら説明した第1の実施形態においては、テーパ部172が環状部171の上端に固定されているが、本開示はこれに限定されない。
図10は、第1の実施形態の変形例における調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27の構成を詳細に示す。図11は、図10のXI-XI線における断面図である。
この変形例においては、テーパ部172が環状部171の下端に固定されている。テーパ部172の斜面173は出力結合ミラー15よりも下に位置する。テーパ部172から離れる方向の斜面173の法線175は、-Z方向の方向成分と-V方向の方向成分とを含む。すなわち、変形例におけるテーパ部172の配置は、第1の実施形態におけるテーパ部172を回転軸170の周りに180°回転させて得られた配置に相当する。同様に、変形例における調整装置13、突起部174、及びばね271の配置は、第1の実施形態において対応する構成要素を回転軸170の周りに180°回転させて得られた配置に相当する。
伸縮部132の熱膨張率よりも第2のホルダ27の熱膨張率が大きい場合、伸縮部132及び第2のホルダ27の温度が上昇したときに、テーパ部172の斜面173に接触する伸縮部132の先端位置が-V方向に移動する。これにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに図11の時計回りに回転する。従って、変形例においても、第1の実施形態と同様に、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜することが抑制される。
2.4 作用
第1の実施形態及びその変形例によれば、狭帯域化ガスレーザ装置1aは、狭帯域化モジュール14と、出力結合ミラー15と、レーザチャンバ10と、第1のホルダ17と、第2のホルダ27と、調整装置13と、を備える。
狭帯域化モジュール14は、プリズム14a~14c及びグレーティング14dを含む。レーザチャンバ10は、狭帯域化モジュール14と出力結合ミラー15とで構成される光共振器の光路に配置されている。第1のホルダ17は、出力結合ミラー15を支持する。第2のホルダ27は、第1のホルダ17を第1のホルダ17の回転軸170周りに回転可能に支持する。調整装置13は、第2のホルダ27に支持され、第1のホルダ17に接触して第1のホルダ17を回転軸170の周りに回転させる。
狭帯域化モジュール14は、狭帯域化モジュール14の筐体12の内部の温度が上昇したときに出力結合ミラー15に向けて出射する光のビームポインティングを第1の方向に変化させる特性を有する。第1の方向は例えば+Z方向よりも下方に傾いた方向である。第2のホルダ27及び調整装置13は、第2のホルダ27及び調整装置13の温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光のビームポインティングの第1の方向への変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させるように構成されている。
これによれば、第2のホルダ27及び調整装置13が熱膨張することにより、レーザ光のビームポインティングの第1の方向への変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させるので、熱特性に起因するビームポインティングの変化を自動的に緩和することができる。これによりレーザ光のビームポインティングが安定化し、狭帯域化ガスレーザ装置1aを例えば露光装置の光源として用いた場合に、露光品質が向上する。
第1の実施形態及びその変形例によれば、第1のホルダ17は斜面173を含み、伸縮部132は斜面173に接触し、斜面173と交差する方向に伸縮する。
これによれば、斜面173の傾斜角度を設定することにより、伸縮部132の先端の位置の移動量に対する第1のホルダ17の回転角度を調整できる。従って、レーザ光のビームポインティングの変化を適切に緩和することができる。
第1の実施形態によれば、第1のホルダ17は出力結合ミラー15よりも上の位置に斜面173を有するテーパ部172を含む。テーパ部172から離れる方向の斜面173の法線175は、レーザ光の出力方向である+Z方向の方向成分と、重力方向と反対の方向である+V方向の方向成分とを含む。そして、伸縮部132は斜面173に接触し、斜面173と交差する方向に伸縮する。
これによれば、第2のホルダ27及び伸縮部132の熱膨張によって伸縮部132の先端位置が+V方向に移動する場合に、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。これにより、ビームポインティングの変化を緩和することができる。
第1の実施形態の変形例(図10及び図11参照)によれば、第1のホルダ17は出力結合ミラー15よりも下の位置に斜面173を有するテーパ部172を含み、テーパ部172から離れる方向の斜面173の法線175は、レーザ光の出力方向と反対の方向である-Z方向の方向成分と、重力方向である-V方向の方向成分とを含む。そして、伸縮部132は斜面173に接触し、斜面173と交差する方向に伸縮する。
これによれば、第2のホルダ27及び伸縮部132の熱膨張によって伸縮部132の先端位置が-V方向に移動する場合に、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。これにより、ビームポインティングの変化を緩和することができる。
第1の実施形態及びその変形例によれば、第2のホルダ27及び調整装置13は、第2のホルダ27及び調整装置13の温度が上昇したときに熱膨張することにより、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が出力結合ミラー15から出力されるレーザ光の出力方向である+Z方向へ動くように第1のホルダ17を回転させるように構成されている。
これによれば、狭帯域化モジュール14の筐体12の内部の温度が上昇したときに出力結合ミラー15に向けて出射する光のビームポインティングが+Z方向よりも下方に傾斜する場合に、第1のホルダ17を回転させることにより、ビームポインティングが+Z方向よりも下方に傾斜することを抑制し得る。
その他の点については、第1の実施形態及びその変形例は比較例と同様である。
3.調整装置13の配置を変更した狭帯域化ガスレーザ装置
3.1 構成
図12は、第2の実施形態における調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27の構成を詳細に示す。図13は、図12のXIII-XIII線における断面図である。
第2の実施形態において、第1のホルダ17は、第1の実施形態におけるテーパ部172の代わりに、第1のホルダ17の回転軸170より上に突起部176を含む。また、調整装置13は、第1のホルダ17よりも+Z側の位置に設けられている。具体的には、駆動部131が第2のホルダ27の上端ではなく第2のホルダ27の+Z側の面に固定されている。伸縮部132は、Z軸と平行な方向に伸縮するように構成されている。すなわち、伸縮部132の伸縮方向は、出力結合ミラー15からのレーザ光の出力方向と平行な方向成分を有する。伸縮部132の先端は、突起部176の+Z側の面に接触する。
3.2 動作
駆動部131が伸縮部132を-Z方向に伸長させると、伸縮部132の先端は突起部176を-Z方向に押圧する。これにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに回転軸170の周りに図13の反時計回りに回転する。これに伴い、ばね271はさらに引っ張られる。
駆動部131が伸縮部132を収縮させると、伸縮部132の先端は突起部176から離れる方向である+Z方向に移動する。突起部174がばね271に引っ張られることにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに回転軸170の周りに図13の時計回りに回転する。これに伴い、突起部176は+Z方向に移動して、伸縮部132と突起部176とが接触した状態が維持される。
伸縮部132の熱膨張率よりも第2のホルダ27の熱膨張率が大きい場合、伸縮部132及び第2のホルダ27の温度が上昇したときに、突起部176に接触する伸縮部132の先端位置が+Z方向に移動する。これにより、駆動部131が伸縮部132を収縮させた場合と同様に、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに図13の時計回りに回転する。すなわち、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。
従って、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜することが抑制される。このように、第2のホルダ27及び調整装置13は、これらの温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光のビームポインティングの下方への変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させる。
3.3 他の構成例
図12及び図13を参照しながら説明した第2の実施形態においては、出力結合ミラー15がH軸と略平行な回転軸170の周りに回転する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。
例えば、第2のホルダ27がV軸と略平行な回転軸の周りに回転するように、図示しない第3のホルダに支持されてもよい。第3のホルダには、第2のホルダ27のV軸と略平行な回転軸における回転角度を調整する図示しない調整装置が固定されてもよい。これにより、出力結合ミラー15のV軸と略平行な軸周りの回転角度を調整することができる。
図12及び図13を参照しながら説明した第2の実施形態においては、調整装置13が第1のホルダ17よりもレーザ光の出力側である+Z側に位置しているが、本開示はこれに限定されない。
図14は、第2の実施形態の変形例における調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27の構成を詳細に示す。図15は、図14のXV-XV線における断面図である。
この変形例において、調整装置13は、第1のホルダ17よりも-Z側の位置に設けられている。具体的には、駆動部131が第2のホルダ27の-Z側の面に固定されている。すなわち、変形例における調整装置13の配置は、第2の実施形態における調整装置13を回転軸170の周りに180°回転させて得られた配置に相当する。同様に、変形例における突起部174、突起部176、及びばね271の配置は、第2の実施形態において対応する構成要素を回転軸170の周りに180°回転させて得られた配置に相当する。
伸縮部132の熱膨張率よりも第2のホルダ27の熱膨張率が大きい場合、伸縮部132及び第2のホルダ27の温度が上昇したときに、突起部176に接触する伸縮部132の先端位置が図15の-Z方向に移動する。これにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに図15の時計回りに回転する。従って、変形例においても、第2の実施形態と同様に、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜することが抑制される。
3.4 作用
第2の実施形態及びその変形例によれば、伸縮部132の伸縮方向は、レーザ光の出力方向である+Z方向と平行な方向成分を有する。
これによれば、例えば、図示しない第3のホルダを配置して第2のホルダ27がV軸と略平行な回転軸の周りに回転できるようにする場合に、第3のホルダをコンパクトに配置することができる。
第2の実施形態によれば、調整装置13は第1のホルダ17よりもレーザ光の出力側である+Z側に位置し、伸縮部132は第1のホルダ17のうちの回転軸170より上の部分の表面に接触する。
これによれば、第2のホルダ27及び伸縮部132の熱膨張によって伸縮部132の先端位置が+Z方向に移動する場合に、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。これにより、ビームポインティングの変化を緩和することができる。
第2の実施形態の変形例(図14及び図15参照)によれば、調整装置13は第1のホルダ17よりもレーザ光の出力側と反対の-Z側に位置し、伸縮部132は第1のホルダ17のうちの回転軸170より下の部分の表面に接触する。
これによれば、第2のホルダ27及び伸縮部132の熱膨張によって伸縮部132の先端位置が-Z方向に移動する場合に、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。これにより、ビームポインティングの変化を緩和することができる。
その他の点については、第2の実施形態及びその変形例は第1の実施形態及びその変形例と同様である。
4.第1のホルダ17の姿勢を3点で規定する狭帯域化ガスレーザ装置
4.1 構成
図16は、第3の実施形態における調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27の構成を詳細に示す。図17は、図16のXVII-XVII線における断面図である。
第3の実施形態において、第1のホルダ17は、テーパ部172、突起部174、176等を含まなくてもよい。
第2のホルダ27は、第1のホルダ17よりも+Z側の位置に、第1のホルダ17と対向して配置されている。第2のホルダ27は、-Z方向に見たとき出力結合ミラー15と第2のホルダ27の貫通孔270とが重なるように配置されている。第2のホルダ27は、第1のホルダ17を第1のホルダ17の回転軸170周りに回転可能に支持する。回転軸170は、第1のホルダ17と第2のホルダ27との間に配置された点支持部170c及び170dで構成され、H軸と略平行である。
第2のホルダ27に、調整装置13の駆動部131が固定されている。伸縮部132は第2のホルダ27を貫通し、伸縮部132の先端が第1のホルダ17の+Z側の面に接触している。伸縮部132は、点支持部170cの位置と+V方向に異なる位置に配置されている。伸縮部132、点支持部170c、及び点支持部170dが、ほぼ直角三角形の3つの頂点となるように位置している。ばね271は伸縮部132の付近に配置されている。ばね271の一端が第2のホルダ27に固定され、ばね271の他端は第1のホルダ17に固定されている。ばね271は引張状態となっている。
4.2 動作
調整装置13の駆動部131が伸縮部132を-Z方向に伸長させると、伸縮部132の先端は第1のホルダ17を-Z方向に押圧する。これにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに回転軸170の周りに図17の反時計回りに回転する。
調整装置13の駆動部131が伸縮部132を収縮させると、伸縮部132の先端は第1のホルダ17から離れる方向である+Z方向に移動する。第1のホルダ17がばね271に引っ張られることにより、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに回転軸170の周りに図17の時計回りに回転する。
伸縮部132の熱膨張率よりも第2のホルダ27の熱膨張率が大きい場合、伸縮部132及び第2のホルダ27の温度が上昇したときに、第1のホルダ17に接触する伸縮部132の先端位置が+Z方向に移動する。これにより、駆動部131が伸縮部132を収縮させた場合と同様に、第1のホルダ17が出力結合ミラー15とともに図17の時計回りに回転する。すなわち、第1のホルダ17の回転軸170より上の部分が+Z方向へ動くように第1のホルダ17が回転する。
従って、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜することが抑制される。このように、第2のホルダ27及び調整装置13は、これらの温度が上昇したときに熱膨張することにより、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光のビームポインティングの下方への変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させる。
4.3 他の構成例
図16及び図17を参照しながら説明した第3の実施形態においては、出力結合ミラー15がH軸と略平行な回転軸170の周りに回転する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。
例えば、-Z方向に見て点支持部170dと同じ位置に、点支持部170dの代わりに、調整装置13と同様の構成を有する図示しない調整装置が配置されてもよい。この調整装置に含まれる伸縮部を伸縮させることにより、点支持部170cと伸縮部132の先端とで構成されるV軸と略平行な回転軸の周りに第1のホルダ17を回転させることができる。すなわち、H軸と略平行な回転軸170だけでなく、V軸と略平行な回転軸の周りにも第1のホルダ17を回転させることができる。
図16及び図17を参照しながら説明した第3の実施形態においては、第2のホルダ27及び調整装置13が第1のホルダ17よりもレーザ光の出力側である+Z側に位置しているが、本開示はこれに限定されない。
図18は、第3の実施形態の変形例における調整装置13、出力結合ミラー15、第1のホルダ17、及び第2のホルダ27の構成を詳細に示す。図19は、図18のXIX-XIX線における断面図である。
第2のホルダ27が、第1のホルダ17よりも-Z側に位置していてもよい。第2のホルダ27に、調整装置13の駆動部131が固定され、伸縮部132の先端が第1のホルダ17の-Z側の面に接触していてもよい。この場合、伸縮部132は、点支持部170cの位置と-V方向に異なる位置に配置される。
このような構成においても、第3の実施形態と同様に、出力結合ミラー15から出力されるレーザ光が+Z方向よりも下方に傾斜することが抑制される。
4.4 作用
第3の実施形態及びその変形例によれば、回転軸170を出力結合ミラー15の中心よりもV軸の方向にずらしているので、点支持部170c及び点支持部170dの配置の自由度が高い。また、H軸と略平行な回転軸170だけでなく、V軸と略平行な回転軸の周りにも第1のホルダ17を回転させる場合に、第3のホルダを設けなくてもよい。
その他の点については、第3の実施形態及びその変形例は第2の実施形態及びその変形例と同様である。
5.第2のホルダ27及び伸縮部132の材質の組み合わせ
図20は、第2のホルダ27及び伸縮部132の材質の例を示す。第2のホルダ27の材質として、アルミニウム、ジュラルミン、セラミックス、銅、及びステンレス鋼(SUS)のいずれかを採用することができる。伸縮部132の材質として、ステンレス鋼及びアルミニウムのいずれかを採用することができる。第2のホルダ27と伸縮部132との材質の組み合わせとしては、これらの温度が上昇したときに熱膨張することにより、レーザ光のビームポインティングの下方への変化を抑制する方向に第1のホルダ17を回転させるように、熱膨張の異なる材質の組み合わせが選択される。
例えば、図20のNo.1及びNo.2は、第2のホルダ27の熱膨張率が伸縮部132の熱膨張率より大きい組み合わせである。第1~第3の実施形態及びこれらの変形例においては、これらの組み合わせのいずれかを選択することにより、レーザ光のビームポインティングの下方への変化が抑制される。
図20のNo.3~No.7は、第2のホルダ27の熱膨張率が伸縮部132の熱膨張率より小さい組み合わせである。これらの組み合わせのいずれかを採用した場合は、第2のホルダ27及び調整装置13の熱膨張による第1のホルダ17の回転方向が、No.1及びNo.2のいずれかを採用した場合と逆方向となる。例えば、図2を参照しながら説明した比較例のテーパ部179のような配置を採用するとともに、図20のNo.3~No.7のいずれかを選択した場合には、レーザ光のビームポインティングの下方への変化が抑制される。
6.その他
図21は、狭帯域化ガスレーザ装置1aに接続された露光装置100の構成を概略的に示す。狭帯域化ガスレーザ装置1aはレーザ光を生成して露光装置100に出力する。
図21において、露光装置100は、照明光学系40と投影光学系41とを含む。照明光学系40は、狭帯域化ガスレーザ装置1aから入射したレーザ光によって、レチクルステージRT上に配置された図示しないレチクルのレチクルパターンを照明する。投影光学系41は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルWT上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置100は、レチクルステージRTとワークピーステーブルWTとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンを転写後、複数の工程を経ることで電子デバイスを製造することができる。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「1つの」は、「少なくとも1つ」又は「1又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「A、B及びCの少なくとも1つ」という用語は、「A」「B」「C」「A+B」「A+C」「B+C」又は「A+B+C」と解釈されるべきである。さらに、それらと「A」「B」「C」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 波長分散素子を含む狭帯域化装置と、
    出力結合ミラーと、
    前記狭帯域化装置と前記出力結合ミラーとで構成される光共振器の光路に配置されたレーザチャンバと、
    前記出力結合ミラーを支持する第1のホルダと、
    前記第1のホルダを前記第1のホルダの回転軸周りに回転可能に支持する第2のホルダと、
    前記第2のホルダに支持され、前記第1のホルダに接触して前記第1のホルダを前記回転軸の周りに回転させる調整装置と、
    を備え、
    前記狭帯域化装置は、前記狭帯域化装置の内部の温度が上昇したときに前記出力結合ミラーに向けて出射する光のビームポインティングを第1の方向に変化させる特性を有し、
    前記第2のホルダ及び前記調整装置は、前記第2のホルダ及び前記調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、前記出力結合ミラーから出力されるレーザ光のビームポインティングの前記第1の方向への変化を抑制する方向に前記第1のホルダを回転させるように構成された、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  2. 請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記調整装置は、前記第2のホルダに支持された駆動部と、前記駆動部に対して伸縮して前記第1のホルダに接触する伸縮部と、を含む
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  3. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第1のホルダは斜面を含み、
    前記伸縮部は前記斜面に接触し、前記斜面と交差する方向に伸縮する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  4. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第1のホルダは前記出力結合ミラーよりも上の位置に斜面を有するテーパ部を含み、前記テーパ部から離れる方向の前記斜面の法線は前記レーザ光の出力方向の方向成分と重力方向と反対の方向成分とを含み、
    前記伸縮部は前記斜面に接触し、前記斜面と交差する方向に伸縮する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  5. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第1のホルダは前記出力結合ミラーよりも下の位置に斜面を有するテーパ部を含み、前記テーパ部から離れる方向の前記斜面の法線は前記レーザ光の出力方向と反対の方向成分と重力方向の方向成分とを含み、
    前記伸縮部は前記斜面に接触し、前記斜面と交差する方向に伸縮する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  6. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記伸縮部の伸縮方向は、前記レーザ光の出力方向と平行な方向成分を有する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  7. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記調整装置は前記第1のホルダよりも前記レーザ光の出力側に位置し、
    前記伸縮部は前記第1のホルダのうちの前記回転軸より上の部分の表面に接触する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  8. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記調整装置は前記第1のホルダよりも前記レーザ光の出力側と反対側に位置し、
    前記伸縮部は前記第1のホルダのうちの前記回転軸より下の部分の表面に接触する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  9. 請求項2に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第2のホルダの熱膨張率は前記伸縮部の熱膨張率より大きい
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  10. 請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第2のホルダ及び前記調整装置は、前記第2のホルダ及び前記調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、前記第1のホルダの前記回転軸より上の部分が前記レーザ光の出力方向へ動くように前記第1のホルダを回転させて前記出力結合ミラーから出力されるレーザ光のビームポインティングの前記第1の方向への変化を抑制する、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  11. 波長分散素子を含む狭帯域化装置と、
    出力結合ミラーと、
    前記狭帯域化装置と前記出力結合ミラーとで構成される光共振器の光路に配置されたレーザチャンバと、
    前記出力結合ミラーを支持する第1のホルダと、
    前記第1のホルダを前記第1のホルダの回転軸周りに回転可能に支持する第2のホルダと、
    前記第2のホルダに支持され、前記第1のホルダに接触して前記第1のホルダを前記回転軸の周りに回転させる調整装置と、
    を備え、
    前記第2のホルダ及び前記調整装置は、前記第2のホルダ及び前記調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、前記第1のホルダの前記回転軸より上の部分が前記出力結合ミラーから出力されるレーザ光の出力方向へ動くように前記第1のホルダを回転させるように構成された、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  12. 請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記調整装置は、前記第2のホルダに支持された駆動部と、前記駆動部に対して伸縮して前記第1のホルダに接触する伸縮部と、を含む
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  13. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第1のホルダは斜面を含み、
    前記伸縮部は前記斜面に接触し、前記斜面と交差する方向に伸縮する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  14. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第1のホルダは前記出力結合ミラーよりも上の位置に斜面を有するテーパ部を含み、前記テーパ部から離れる方向の前記斜面の法線は前記レーザ光の出力方向の方向成分と重力方向と反対の方向成分とを含み、
    前記伸縮部は前記斜面に接触し、前記斜面と交差する方向に伸縮する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  15. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第1のホルダは前記出力結合ミラーよりも下の位置に斜面を有するテーパ部を含み、前記テーパ部から離れる方向の前記斜面の法線は前記レーザ光の出力方向と反対の方向成分と重力方向の方向成分とを含み、
    前記伸縮部は前記斜面に接触し、前記斜面と交差する方向に伸縮する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  16. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記伸縮部の伸縮方向は、前記レーザ光の出力方向と平行な方向成分を有する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  17. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記調整装置は前記第1のホルダよりも前記レーザ光の出力側に位置し、
    前記伸縮部は前記第1のホルダのうちの前記回転軸より上の部分の表面に接触する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  18. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記調整装置は前記第1のホルダよりも前記レーザ光の出力側と反対側に位置し、
    前記伸縮部は前記第1のホルダのうちの前記回転軸より下の部分の表面に接触する
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  19. 請求項12に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
    前記第2のホルダの熱膨張率は前記伸縮部の熱膨張率より大きい
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  20. 電子デバイスの製造方法であって、
    波長分散素子を含む狭帯域化装置と、
    出力結合ミラーと、
    前記狭帯域化装置と前記出力結合ミラーとで構成される光共振器の光路に配置されたレーザチャンバと、
    前記出力結合ミラーを支持する第1のホルダと、
    前記第1のホルダを前記第1のホルダの回転軸周りに回転可能に支持する第2のホルダと、
    前記第2のホルダに支持され、前記第1のホルダに接触して前記第1のホルダを前記回転軸の周りに回転させる調整装置と、
    を備え、
    前記狭帯域化装置は、前記狭帯域化装置の内部の温度が上昇したときに前記出力結合ミラーに向けて出射する光のビームポインティングを第1の方向に変化させる特性を有し、
    前記第2のホルダ及び前記調整装置は、前記第2のホルダ及び前記調整装置の温度が上昇したときに熱膨張することにより、前記出力結合ミラーから出力されるレーザ光のビームポインティングの前記第1の方向への変化を抑制する方向に前記第1のホルダを回転させるように構成された
    狭帯域化ガスレーザ装置によって前記レーザ光を生成し、
    前記レーザ光を露光装置に出力し、
    電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記レーザ光を露光する
    ことを含む電子デバイスの製造方法。
JP2022548301A 2020-09-09 2020-09-09 狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 Active JP7495506B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/034175 WO2022054180A1 (ja) 2020-09-09 2020-09-09 狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022054180A1 JPWO2022054180A1 (ja) 2022-03-17
JP7495506B2 true JP7495506B2 (ja) 2024-06-04

Family

ID=80631763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022548301A Active JP7495506B2 (ja) 2020-09-09 2020-09-09 狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230187892A1 (ja)
JP (1) JP7495506B2 (ja)
CN (1) CN116018731A (ja)
WO (1) WO2022054180A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070091488A1 (en) 2005-10-21 2007-04-26 Yuri Grapov Optical element mount
WO2018198215A1 (ja) 2017-04-26 2018-11-01 ギガフォトン株式会社 狭帯域化モジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS495265Y1 (ja) * 1970-10-20 1974-02-07
JPS60142581A (ja) * 1983-12-29 1985-07-27 Nec Corp レ−ザ装置
JPH01233785A (ja) * 1988-03-14 1989-09-19 Mitsubishi Electric Corp 狭帯域化レーザ
JP3778400B2 (ja) * 1998-04-09 2006-05-24 株式会社小松製作所 狭帯域化ガスレーザ装置
JP2001053370A (ja) * 1999-08-11 2001-02-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザ光のアライメント方法及び装置
JP4184015B2 (ja) * 2002-09-20 2008-11-19 ギガフォトン株式会社 狭帯域化レーザ装置
CN1274070C (zh) * 2004-04-12 2006-09-06 武汉华工飞腾光子科技有限公司 波长可调谐的喇曼光纤激光器
JP2016181643A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社アマダホールディングス 半導体レーザ発振器
WO2018061098A1 (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 ギガフォトン株式会社 レーザ装置
CN111566533B (zh) * 2017-12-07 2023-07-14 极光先进雷射株式会社 光学元件的移动装置、窄带化激光装置和电子器件的制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070091488A1 (en) 2005-10-21 2007-04-26 Yuri Grapov Optical element mount
WO2018198215A1 (ja) 2017-04-26 2018-11-01 ギガフォトン株式会社 狭帯域化モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022054180A1 (ja) 2022-03-17
CN116018731A (zh) 2023-04-25
JPWO2022054180A1 (ja) 2022-03-17
US20230187892A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5970082A (en) Very narrow band laser
CN110471261B (zh) 激光装置和窄带化光学系统
JP2004022916A (ja) レーザ光源制御方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JP3419686B2 (ja) 不安定な共鳴キャビティを用いた極めて狭い帯域のレーザ
US11411364B2 (en) Line narrowing module, gas laser apparatus, and electronic device manufacturing method
JP7495506B2 (ja) 狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
US20230187896A1 (en) Line narrowing module, gas laser apparatus, and method for manufacturing electronic devices
US20230066377A1 (en) Alignment adjuster and method for manufacturing electronic devices
Sengupta Krypton fluoride excimer laser for advanced microlithography
WO2019207630A1 (ja) レーザチャンバ、シール部材の製造方法、及び電子デバイスの製造方法
US20230108886A1 (en) Gas laser apparatus and electronic device manufacturing method
JPH10112570A (ja) 狭帯域発振エキシマレーザ
JP6737877B2 (ja) レーザ装置
JPH06338649A (ja) 狭帯域レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240523

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7495506

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150