JPWO2016135965A1 - ビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置および極端紫外光生成装置 - Google Patents

ビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置および極端紫外光生成装置 Download PDF

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Abstract

本開示の一態様によるビームダンプ装置は、アッテネータモジュールと、ビームダンプモジュールと、アッテネータモジュールおよびビームダンプモジュールを制御する制御部とを備え、アッテネータモジュールは、光軸に対して第１角度傾いて配置された第１ビームスプリッタと、光軸に対して第１角度と絶対値が等しく且つ反対符号の第２角度傾いて配置された第２ビームスプリッタと、第１ビームスプリッタによって反射されたレーザ光が入射する第１ビームダンパと、第２ビームスプリッタによって反射されたレーザ光が入射する第２ビームダンパと、第１および第２ビームスプリッタをレーザ光の光路に対して挿入または退避する第１ステージとを含み、ビームダンプモジュールは、レーザ光の光軸に対して傾いて配置されたミラーと、ミラーによって反射されたレーザ光が入射する第３ビームダンパと、ミラーを光路に対して挿入または退避する第２ステージとを含んでもよい。

Description

本開示は、ビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置および極端紫外（ＥＵＶ）光生成装置に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光を生成するための装置と縮小投影反射光学系（ｒｅｄｕｃｅｄ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式の装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）方式の装置との３種類の装置が提案されている。
実開平２−１４０５０１号公報 特開平４−１７９９２号公報 特開平１０−３２６９３１号公報 特開２００４−２５２９３号公報 特開２０１３−１２４６５号公報 特開２０１３−１７９３３０号公報
概要
本開示の一態様によるビームダンプ装置は、アッテネータモジュールと、ビームダンプモジュールと前記アッテネータモジュールおよび前記ビームダンプモジュールを制御するレーザ制御部と、を備え、前記アッテネータモジュールは、レーザ光の光軸に対して第１角度傾いて配置された第１ビームスプリッタと、前記光軸に対して前記第１角度と絶対値が等しく且つ反対符号の第２角度傾いて配置された第２ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタによって反射された前記レーザ光が入射するよう配置された第１ビームダンパと、前記第２ビームスプリッタによって反射された前記レーザ光が入射するよう配置された第２ビームダンパと、前記第１および第２ビームスプリッタを前記レーザ光の光路に対して挿入または退避する第１ステージと、を含み、前記ビームダンプモジュールは、レーザ光の光軸に対して傾いて配置されたミラーと、前記ミラーによって反射された前記レーザ光が入射するよう配置された第３ビームダンパと、前記ミラーを前記光路に対して挿入または退避する第２ステージと、を含み、前記レーザ制御部は、前記第１ステージを制御することで前記第１および第２ビームスプリッタを前記光路に対して選択的に挿入または退避し、前記第２ステージを制御することで前記ミラーを前記光路に対して選択的に挿入または退避してもよい。
本開示の他の態様によるレーザ装置は、レーザ光を出力するマスタオシレータと、前記レーザ光を増幅する増幅器と、前記レーザ光の光路上に配置された上記ビームダンプ装置と、を備えてもよい。
本開示のさらに他の態様による極端紫外光生成装置は、プラズマ生成領域に供給されたターゲット物質にレーザ光を照射して極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置であって、前記レーザ光を出力する上記レーザ装置と、内部に前記プラズマ生成領域が設定されたチャンバと、前記プラズマ生成領域付近に前記レーザ光を集光する集光光学系と、前記プラズマ生成領域付近に前記ターゲット物質を供給するターゲット供給装置と、前記レーザ光によって照射されることで前記ターゲット物質から発生したプラズマから放射した極端紫外光を集光する集光ミラーと、を備えてもよい。
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、例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す図である。 図２は、比較例に係るＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、実施形態１にかかるビームダンプ装置を含むレーザ装置の概略構成例を示す模式図である。 図４は、実施形態１にかかるアッテネータモジュールの概略構成例を示す模式図である。 図５は、実施形態１にかかるアッテネータモジュールの概略構成例を示す他の模式図である。 図６は、実施形態１にかかるビームダンプモジュールの概略構成例を示す模式図である。 図７は、実施形態１にかかるビームダンプモジュールの概略構成例を示す他の模式図である。 図８は、実施形態１にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図９は、実施形態１にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す他の模式図である。 図１０は、実施形態１にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す他の模式図である。 図１１は、実施形態１にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す他の模式図である。 図１２は、実施形態１にかかるアッテネータモジュールの段数を４とした場合の概略構成例を示す模式図である。 図１３は、実施形態２にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図１４は、実施形態２にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す他の模式図である。 図１５は、実施形態２にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す他の模式図である。 図１６は、実施形態３にかかるアッテネータモジュールの概略構成例を示す模式図である。 図１７は、実施形態３にかかるアッテネータモジュールの概略構成例を示す他の模式図である。 図１８は、実施形態３にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図１９は、実施形態３にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す他の模式図である。 図２０は、実施形態４にかかるレーザ装置の概略構成例を示す模式図である。 図２１は、実施形態５にかかるビームダンパ装置の概略構成例を示す模式図である。 図２２は、実施形態５にかかるフレームの概略構成例を示す模式図である。 図２３は、実施形態５の変形例１にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図２４は、実施形態５の変形例２にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図２５は、実施形態６にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図２６は、実施形態６の変形例にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。 図２７は、実施形態６にかかる断面プロファイル画像の一例を示す図である。
実施形態
内容
１．概要
２．用語の説明
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
３．１ 構成
３．２ 動作
４．ビームダンプ装置を備えた極端紫外光生成装置：比較例
４．１ 構成
４．２ 動作
４．４ 課題
５．実施形態１
５．１ ビームダンプ装置の概略構成
５．２ アッテネータモジュールの構成
５．３ アッテネータモジュールの動作
５．４ ビームダンプモジュールの構成
５．５ ビームダンプモジュールの動作
５．６ ビームダンプ装置の詳細構成例
５．７ ビームダンプ装置の動作：レーザ光遮断時
５．８ ビームダンプ装置の動作：レーザ光出力時
５．９ ビームダンプ装置の動作：レーザ光路調整時
５．１０ ビームダンプ装置の動作：レーザ光出力調整時
５．１１ 効果
５．１２ 実施形態１の変形例
５．１２．１ ビームダンプ装置の他の構成
５．１２．２ ビームダンプ装置の他の構成：動作
６．実施形態２
６．１ 構成
６．２ 動作
７．実施形態３
７．１ 構成
７．２ 動作
７．３ 効果
８．実施形態４
８．１ 構成
８．２ 動作
８．３ 効果
９．実施形態５
９．１ 構成
９．２ 動作
９．３ 効果
９．４ 実施形態５の変形例１
９．４．１ 構成
９．４．２ 効果
９．５ 実施形態５の変形例２
９．５．１ 構成
９．５．２ 効果
１０．実施形態６
１０．１ 構成
１０．２ 動作
１０．３ 効果
１０．４ 実施形態６の変形例
１０．４．１ 構成
１０．４．２ 動作
１０．４．３ 効果
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．概要
本開示の実施形態は、ＥＵＶ光生成装置に用いられるビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置に関するものであってよい。
２．用語の説明
本開示において使用される用語について、以下のように定義する。
「ドロップレット」とは、融解したターゲット材料の液滴であってもよい。その形状は、略球形であってもよい。
「プラズマ生成領域」とは、プラズマが生成される空間として予め設定された３次元空間であってもよい。
レーザ光の「上流」とは、そのレーザ光の進行経路において対象の位置おりも光源に近い側であってもよい。また、レーザ光の「下流」とは、そのレーザ光の進行経路において対象の位置よりも光源から遠い側であってもよい。
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
３．１ 構成
図１に、例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いられてもよい。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２、ターゲット供給部２６を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給部２６は、例えば、チャンバ２の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット供給部２６から供給されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又は、それらの内のいずれか２つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。
チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられてもよく、ウインドウ２１をレーザ装置３から出力されるパルスレーザ光３２が透過してもよい。チャンバ２の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には、例えば、モリブデンとシリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ）２９２に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられていてもよく、貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過してもよい。
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御装置５、ターゲットセンサ４等を含んでもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよく、ターゲット２７の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されてもよい。
また、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２の内部と露光装置６の内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャ２９３が形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャ２９３がＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
さらに、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御部３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
３．２ 動作
図１を参照に、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御部３４を経て、パルスレーザ光３２としてウインドウ２１を透過してチャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内に進み、レーザ光集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。
ターゲット供給部２６は、ターゲット２７をチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマから放射光２５１が放射され得る。放射光２５１に含まれるＥＵＶ光２５２は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって選択的に反射されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光２５２は、中間集光点２９２で集光され、露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
ＥＵＶ光生成制御装置５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括するよう構成されてもよい。ＥＵＶ光生成制御装置５は、ターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、ＥＵＶ光生成制御装置５は、例えば、ターゲット２７が出力されるタイミング、ターゲット２７の出力方向等を制御するよう構成されてもよい。さらに、ＥＵＶ光生成制御装置５は、例えば、レーザ装置３の発振タイミング、パルスレーザ光３２の進行方向、パルスレーザ光３３の集光位置等を制御するよう構成されてもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
４．ビームダンプ装置を備えた極端紫外光生成装置：比較例
つぎに、比較例に係るＥＵＶ光生成装置について、図面を用いて詳細に説明する。
４．１ 構成
図２は、比較例に係るＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式図である。図２に例示するＥＵＶ光生成装置は、図１に示すＥＵＶ光生成装置１と同様に、チャンバ２と、レーザ装置３と、レーザ光進行方向制御部３４と、ＥＵＶ光生成制御装置５とを含んでもよい。
レーザ装置３は、マスタオシレータＭＯと、１つ以上の増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３と、レーザ制御部４１と、ビームダンプ装置１０００とを含んでよい。増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３は、マスタオシレータＭＯが出力するレーザ光３１の光路上に配置されてよい。マスタオシレータＭＯと増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３とは、レーザ制御部４１に接続されてもよい。レーザ制御部４１は、ＥＵＶ光生成制御装置５に接続されてもよい。
ビームダンプ装置１０００は、レーザ光３１を遮断する遮断位置と、レーザ光３１を遮断しない退避位置との間で移動可能に配置されてもよい。ビームダンプ装置１０００は、冷却装置１９０に接続されてもよい。
冷却装置１９０は、冷却媒体の温度を下げてもよい。冷却された冷却媒体は、ビームダンプ装置１０００と冷却装置１９０との間を循環してもよい。
チャンバ２は、ターゲット供給部２６と、ターゲットセンサ４と、ウインドウ２１と、レーザ集光光学系５０と、プレート５４と、ＥＵＶ集光ミラー２３と、ターゲット回収部２８とを含んでもよい。
レーザ光進行方向制御部３４から出力されるレーザ光３２は、ウインドウ２１を介してレーザ集光光学系５０に入力されてもよい。レーザ集光光学系５０は、プラズマ生成領域２５にレーザ光３３を集光するよう構成、配置されてもよい。レーザ集光光学系５０は、レーザ光集光ミラー２２を含んでもよい。レーザ光集光ミラー２２は、軸外放物面ミラーであってもよい。レーザ集光光学系５０はさらに、レーザ光集光ミラー２２に対向した凸面ミラー５１を含んでもよい。凸面ミラー５１は、楕円ミラーであってもよい。レーザ集光光学系５０は、移動プレート５２に固定されてもよい。移動プレート５２には、レーザ光マニュピレータ５３が接続されてもよい。
レーザ光マニュピレータ５３は、ＥＵＶ光生成制御装置５から指定された位置にレーザ光３３の集光位置を移動できるよう、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動プレート５２を移動可能であってもよい。
ダンパミラー５７は、プラズマ生成領域２５の下流におけるレーザ光路上に配置されてもよい。このダンパミラー５７は、プラズマ生成領域２５を通過したレーザ光３３をビームダンプ装置５０００に向けて反射するよう構成されていてもよい。ダンパミラー５７は、入射するレーザ光３３を平行光化してもよい。このダンパミラー５７は、軸外放物面ミラーであってもよい。ダンパミラー５７は、その反射面をターゲット物質の融点以上に加熱するヒータを備えてもよい。
ビームダンプ装置５０００は、ダンパミラー５７で反射されたレーザ光６０が入射する位置に配置されてもよい。レーザ光６０は、チャンバ壁に配置されたダンパウインドウ５８を介してビームダンプ装置５０００に入射してもよい。ビームダンプ装置５０００は、冷却装置５９０に接続されてもよい。
冷却装置５９０は、冷却装置１９０と同様の構成であってもよい。また、冷却装置５９０を配置する代わりに、冷却装置１９０をビームダンプ装置５０００とビームダンプ装置１０００とで共用するようにしてもよい。
４．２ 動作
つづいて、図２に示すＥＵＶ光生成装置の動作例について説明する。ＥＵＶ光を出力する場合、ＥＵＶ光生成制御装置５は、露光装置６からのＥＵＶ光出力指令に従って、ターゲット供給部２６にターゲット２７を出力させてもよい。この時、ビームダンプ装置１０００は退避位置に退避していてもよい。
ターゲットセンサ４は、ターゲット２７を検出し、その検出信号をＥＵＶ光生成制御装置５に出力してもよい。ターゲット検出信号は、ターゲット２７が所定の位置を通過したタイミングを示してもよい。
ＥＵＶ光生成制御装置５は、ターゲット検出信号に対して所定の遅延時間遅れた発光トリガをレーザ装置３のレーザ制御部４１に出力してもよい。
レーザ制御部４１は、発光トリガが入力されると、マスタオシレータＭＯにレーザ出力信号を出力してもよい。この時、レーザ制御部４１は、増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３を増幅可能な状態にスタンバイしてもよい。マスタオシレータＭＯは、レーザ出力信号に同期してレーザ光３１を出力してもよい。出力されたレーザ光３１は、増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３によって増幅された後、レーザ光進行方向制御部３４およびウインドウ２１を通過して、チャンバ２に入射してもよい。レーザ装置３から出力されたレーザ光３１のパワーは、数ｋＷ（キロワット）〜数十ｋＷであってもよい。
チャンバ２に入射したレーザ光３２は、レーザ集光光学系５０によって集光されてもよい。集光されたレーザ光３３は、プラズマ生成領域２５に到達したターゲット２７に照射されてもよい。ターゲット２７にレーザ光３３が照射されることで発生したプラズマからは、ＥＵＶ光２５１が放射してもよい。
ＥＵＶ光生成制御装置５は、レーザ光マニュピレータ５３を制御することで、レーザ光３３の照射位置を調整してもよい。また、ＥＵＶ光生成制御装置５は、ターゲット検出信号から発光トリガまでの遅延時間を変更してもよい。
ターゲット２７に対するレーザ光３３の照射径は、ターゲット２７の直径より大きくてもよい。その場合、レーザ光３３の一部は、ターゲット２７に照射されずにダンパミラー５７に入射してもよい。
ダンパミラー５７によって反射されたレーザ光６０は、ダンパウインドウ５８を介してビームダンプ装置５０００で吸収されてもよい。吸収されたレーザ光６０は、熱に変換されてもよい。これによって発生した熱は、冷却装置５９０によって外部に排出されてもよい。
ターゲット２７にレーザ光３３を照射しない場合が存在し得る。例えば、レーザ装置３の出力安定化や光路調整を行うにあたって、レーザ光３１の出力を継続しつつ、ターゲット２７の供給を停止する、もしくは、遅延時間を変更して意図的にターゲット２７へのレーザ光３３の照射を回避する場合が存在する。このような場合、レーザ光３３は、ターゲット２７に照射されずにパワーを維持したままダンパミラー５７に入射し得る。
ＥＵＶ光生成装置を長時間停止する場合やメンテナンスの際には、ビームダンプ装置１０００は、遮断位置に位置されてもよい。
レーザ光進行方向制御部３４やレーザ集光光学系５０を調整する際、安全のためレーザ装置３から出力されるレーザ光３１のパワーを数Ｗ程度に減じる場合がある。その場合、レーザ制御部４１は、レーザ装置３から出力されるレーザ光３１のパワーが数Ｗ程度となるよう、マスタオシレータＭＯおよび増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３を制御してもよい。本開示では、レーザ光進行方向制御部３４やレーザ集光光学系５０の調整をレーザ光路調整と称する。
４．４ 課題
比較例のレーザ装置３のように、レーザ光路調整時とＥＵＶ光出力時とで異なるパワーのレーザ光３１を出力する場合、レーザ装置３内の光学部品に対する熱負荷がパルスエネルギーに応じて異なり得る。すなわち、熱による光学部品の特性変化が、レーザ光路調整時とＥＵＶ光出力時とで異なり得る。そのため、レーザ光路調整時とＥＵＶ光出力時とでは、レーザ光３１のビームダイバージェンスや断面強度分布が異なり得る。これは、光学部品の熱レンズ効果が熱負荷に依存するためと推定できる。
レーザ光路調整時に調整されたビームダイバージェンスや断面強度分布がＥＵＶ光出力時に変動してしまうと、ＥＵＶ光出力時にレーザ光３３がターゲットに適切に照射されない可能性がある。そのため、ＥＵＶ光出力時と同等のビームダイバージェンスや断面強度分布を備えたレーザ光３１を用いてレーザ光路調整を行うことが可能な構成が求められる。
また、露光装置６のスループットを向上させるためには、ＥＵＶ光２５２の高出力化が要求され得る。ＥＵＶ光２５２の高出力化にあたっては、レーザ光３１の高出力化が要求され得る。レーザ光３１が高出力化された場合、レーザ光３１を受けるビームダンプ装置１０００およびレーザ光３３を受けるビームダンプ装置５０００の容量拡大が求められる場合がある。
しかしながら、レーザ光３１／３３の出力エネルギーによっては市販のビームダンパが使用できない場合がある。そのような場合、大容量のビームダンプ装置１０００／５０００が専用に開発および制作されてもよいが、これは装置コストの上昇を招き得る。
また、図２に示すように、ビームダンプ装置５０００は、チャンバ２の外壁に取り付けられ得る。チャンバ２の外壁には、ビームダンプ装置５０００の他、各種計測装置などの多数の機器が取り付けられ得る。ただし、チャンバ２外壁の面積は有限である。そのため、ビームダンプ装置５０００が大容量化に伴い大型化すると、ビームダンプ装置５０００を含む機器のチャンバ２外壁への取り付けが困難になる場合がある。
そこで以下の実施形態では、ＥＵＶ光出力時と同等のビームダイバージェンスや断面強度分布を備えたレーザ光を用いてレーザ光路調整を行うことを可能にするビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を例示する。また、以下の実施形態では、大容量化してもチャンバ２外壁への取り付けが容易なビームダンプ装置についても例示する。
５．実施形態１
まず、実施形態１にかかるビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を用いて詳細に説明する。
５．１ ビームダンプ装置の概略構成
図３は、実施形態１にかかるビームダンプ装置を含むレーザ装置の概略構成例を示す模式図である。図３に示すように、レーザ装置３は、レーザ制御部４１と、マスタオシレータＭＯおよび増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３の他に、ビームダンプ装置１００と、冷却装置１９０とを備えてもよい。
ビームダンプ装置１００は、１つ以上のアッテネータモジュール１１０および１２０と、ビームダンプモジュール１３０とを含んでもよい。
アッテネータモジュール１１０および１２０とビームダンプモジュール１３０とは、冷却装置１９０から供給された水等の冷却媒体が循環可能に、冷却装置１９０に接続されてもよい。
レーザ制御部４１は、アッテネータモジュール１１０および１２０とビームダンプモジュール１３０とにそれぞれ接続されてよい。具体的には、レーザ制御部４１は、各モジュールの１軸ステージに接続されてよい。１軸ステージについては、後述する。
５．２ アッテネータモジュールの構成
図４および図５は、各アッテネータモジュールの概略構成例を示す模式図である。図４は、各アッテネータモジュールの移動プレートが低出力配置（第１位置）にある場合を示し、図５は、移動プレートが高出力配置（第２位置）にある場合を示している。
図４および図５に示すように、アッテネータモジュール１１０／１２０は、偶数のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂと、複数のビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂと、移動プレート１０５Ａと、ベースプレート１０７Ａと、１軸ステージ１０６Ａとを備えてもよい。
偶数のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂは、レーザ光３０の入射角が互いに相反するように配置されてもよい。たとえばビームスプリッタ１０２Ａの入射角θ１が４５°である場合、ビームスプリッタ１０２Ｂの入射角θ２が−４５°となるように、それぞれ配置されてもよい。
各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂは、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）やダイヤモンド等の基板で構成されていてもよい。この基板におけるレーザ光３０が入射する面には、適当な反射率を有するコーティングが施されていてもよい。一方、レーザ光３０が出射する面には、反射防止膜がコーティングされていてもよい。コーティングは、多層膜であってもよい。また、基板は、平行平面基板であってもよいし、ウエッジ基板であってもよい。
各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂは、各々スプリッタホルダ１０３Ａおよび１０３Ｂによって保持されてもよい。各スプリッタホルダ１０３Ａおよび１０３Ｂは、レーザ光３０の進行方向に対する傾きが維持されるよう、移動プレート１０５Ａに対して各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂが固定されてもよい。各スプリッタホルダ１０３Ａおよび１０３Ｂの内部には、冷却装置１９０から供給された冷却媒体が通過する流路１０３ａおよび１０３ｂが各々設けられていてもよい。
各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂは、ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂで各々反射された反射光３０ａおよび３０ｂが各々入射する位置に配置されてもよい。各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂには、市販のビームダンパが用いられてもよい。
各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂの内部には、コーン部１０４ｃと、ひだ状部１０４ｂとが設けられていてもよい。コーン部１０４ｃは、円錐状の部位であってよい。コーン部１０４ｃは、入射したレーザ光３０ａ／３０ｂの一部を吸収し、一部を周囲に拡散するような形状であってもよい。ひだ状部１０４ｂは、コーン部１０４ｃで拡散されたレーザ光３０ａ／３０ｂがビームダンパ１０４Ａ／１０４ｂ外に拡散するのを抑制する形状であってもよい。ひだ状部１０４ｂは、コーン部１０４ｃで拡散されたレーザ光３０ａ／３０ｂを吸収してもよい。
各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂの内部には、冷却装置１９０から供給された冷却媒体が通過する流路１０４ａが各々設けられていてもよい。流路１０４ａは、コーン部１０４ｃおよびひだ状部１０４ｂの表面下に近接して設けられていてもよい。流路１０４ａは、スプリッタホルダ１０３Ａ／１０３Ｂ内部の流路１０３ａ／１０３ｂと連通していてもよい。
１軸ステージ１０６Ａは、ベースプレート１０７Ａに固定されてもよい。１軸ステージ１０６Ａは、ベースプレート１０７Ａに対して移動プレート１０５Ａを移動可能であってもよい。１軸ステージ１０６Ａは、ボールスクリューとモータを組み合わせて構成されてもよいし、伸縮可能なエアシリンダ等によって構成されてもよい。
５．３ アッテネータモジュールの動作
各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂと各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂとは、冷却装置１９０から供給された冷却媒体が循環することで冷却されてもよい。
１軸ステージ１０６Ａは、レーザ制御部４１からの信号に従って移動プレート１０５Ａを移動してもよい。移動プレート１０５Ａの位置は、図４に示す低出力配置（第１位置）と、図５に示す高出力配置（第２位置）とを含んでもよい。
図４に示すように、移動プレート１０５Ａが低出力配置にある場合、レーザ光３０の光路上にビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂが配置されてもよい。各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂは、レーザ光３０の一部を透過し、一部を反射光３０ａおよび３０ｂとして反射してもよい。その結果、エネルギーが低減されたレーザ光３０が、各アッテネータモジュール１１０または１２０から出力されてもよい。
反射光３０ａおよび３０ｂは、各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂに入射してもよい。各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂは、入射した反射光３０ａおよび３０ｂを熱に変換してもよい。各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂで発生した熱は、冷却媒体を用いて冷却装置１９０で排出されてもよい。
また、図５に示すように、移動プレート１０５Ａが高出力配置にある場合、ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂがレーザ光３０の光路から退避されてもよい。その結果、レーザ光３０は、エネルギーが低減されることなく各アッテネータモジュール１１０または１２０から出力されてもよい。
５．４ ビームダンプモジュールの構成
図６および図７は、ビームダンプモジュールの概略構成例を示す模式図である。図６は、ビームダンプモジュールの移動プレートがレーザ光遮断配置（第３位置）にある場合を示し、図７は、移動プレートがレーザ光出力配置（第４位置）にある場合を示している。
図６および図７に示すように、ビームダンプモジュール１３０は、高反射ミラー１０２Ｃと、ビームダンパ１０４Ｃと、移動プレート１０５Ｃと、ベースプレート１０７Ｃと、１軸ステージ１０６Ｃとを備えてもよい。
高反射ミラー１０２Ｃは、金コートが施された銅基板であってもよいし、高反射多層膜でコーティングされたシリコン基板であってもよい。
高反射ミラー１０２Ｃは、ミラーホルダ１０３Ｃによって保持されてもよい。ミラーホルダ１０３Ｃは、スプリッタホルダ１０３Ａおよび１０３Ｂと同様の構成を備えてもよい。ミラーホルダ１０３Ｃは、その反射光３０ｃがビームダンパ１０４Ｃに入射するように、高反射ミラー１０２Ｃを保持してもよい。ミラーホルダ１０３Ｃは、移動プレート１０５Ｃに固定されてもよい。
ビームダンプモジュール１３０の他の構成は、アッテネータモジュール１１０および１２０と同様であってもよい。
５．５ ビームダンプモジュールの動作
１軸ステージ１０６Ｃは、レーザ制御部からの信号に従って移動プレート１０５Ｃを移動してもよい。移動プレート１０５Ｃの位置は、図６に示すレーザ光遮断配置（第３位置）と、図７に示すレーザ光出力配置（第４位置）とを含んでもよい。
図６に示すように、移動プレート１０５Ｃがレーザ光遮断配置にある場合、レーザ光３０の光路上に高反射ミラー１０２Ｃが配置されてもよい。高反射ミラー１０２Ｃでの反射光３０ｃは、ビームダンパ１０４Ｃに入射してもよい。その結果、レーザ光３０が遮断され、ビームダンプモジュール１３０からレーザ光３１が出力されなくてもよい。
また、図７に示すように、移動プレート１０５ｃがレーザ光出力配置にある場合、高反射ミラー１０２Ｃがレーザ光３０の光路から退避されてもよい。その結果、レーザ光３０が遮断されることなく、レーザ光３１としてビームダンプモジュール１３０から出力されてもよい。
５．６ ビームダンプ装置の詳細構成例
図８〜図１１は、図３に示すビームダンプ装置１００の概略構成例を示す模式図である。図８〜図１１に示すように、ビームダンプ装置１００は、アッテネータモジュール１１０および１２０（図４および図５参照）と、ビームダンプモジュール１３０（図６および図７参照）とを備えてもよい。
ここで、レーザ装置３の出力が２０ｋＷである場合の、各モジュールにおけるビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂとビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃとの一仕様を例示する。なお、アッテネータモジュール１１０および１２０は、同様の構成であってもよい。
この場合では、以下のような仕様としてもよい。
・アッテネータモジュール１１０
・・ビームスプリッタ１０２Ａの反射率＝３３％、透過率＝６７％
・・ビームスプリッタ１０２Ｂの反射率＝５０％、透過率＝５０％
・・ビームダンパ１０４Ａの容量＝１０ｋＷ
・・ビームダンパ１０４Ｂの容量＝１０ｋＷ
・アッテネータモジュール１２０
・・ビームスプリッタ１０２Ａの反射率＝９９％、透過率＝１％
・・ビームスプリッタ１０２Ｂの反射率＝９０％、透過率＝１０％
・・ビームダンパ１０４Ａの容量＝１０ｋＷ
・・ビームダンパ１０４Ｂの容量＝１ｋＷ
・ビームダンプモジュール１３０
・・高反射ミラー１０２Ｃの反射率＝９９％以上
・・ビームダンパ１０４Ｃの容量＝１ｋＷ
このような仕様とした場合、各ビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃには、１０ｋＷ容量または１ｋＷ容量の市販品が利用されてもよい。
５．７ ビームダンプ装置の動作：レーザ光遮断時
つづいて、ビームダンプ装置１００の動作について、図面を参照して詳細に説明する。図８は、レーザ光を遮断する際の各モジュール内の配置例を示す模式図である。
本動作では、レーザ制御部４１は、たとえばＥＵＶ光生成制御装置５からレーザ光遮断信号を受信してもよい。レーザ光遮断信号とは、レーザ装置３からのレーザ光３１の出力停止を指示する信号であってもよい。
レーザ光遮断信号に対して、レーザ制御部４１は、図８に示すように、アッテネータモジュール１１０および１２０を低出力配置とし、ビームダンプモジュール１３０をレーザ光遮断配置としてもよい。そのために、レーザ制御部４１は、各モジュールの１軸ステージ１０６Ａおよび１０６Ｃを制御してもよい。
このような配置とすることで、レーザ光３０は、各アッテネータモジュール１１０および１２０のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂと、高反射ミラー１０２Ｃとに入射し得る。その際、レーザ光３０は、各アッテネータモジュール１１０および１２０のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂで減光され得る。その後、アッテネータモジュール１２０から出力されたレーザ光３０は、高反射ミラー１２０Ｃによって、出力用の光路からそらされ得る。
ビームスプリッタ１０２Ａ、１０２Ｂおよび高反射ミラー１０２Ｃによる反射光３０ａ〜３０ｃは、それぞれビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃに入射し得る。
ビームダンプ装置１００に２０ｋＷのレーザ光３０が入射した場合、各ビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃに入射するエネルギーは、以下のようになり得る。
・アッテネータモジュール１１０
・・ビームダンパ１０４Ａ：６．６ｋＷ
・・ビームダンパ１０４Ｂ：６．７ｋＷ
・アッテネータモジュール１２０
・・ビームダンパ１０４Ａ：６．６ｋＷ
・・ビームダンパ１０４Ｂ：６０Ｗ
・ビームダンプモジュール１３０
・・ビームダンパ１０４Ｃ：６．７Ｗ
この場合、各ビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃに１０ｋＷ容量または１ｋＷ容量の市販品を使用したとしても、それぞれに入射する反射光３０ａ〜３０ｃのエネルギーは、それぞれの容量以下となり得る。その結果、ビームダンプ装置１００は、２０ｋＷのレーザ光を遮断し得る。
５．８ ビームダンプ装置の動作：レーザ光出力時
図９は、レーザ光を出力する際（たとえばＥＵＶ光出力時）の各モジュール内の配置例を示す模式図である。
本動作では、レーザ制御部４１は、たとえばＥＵＶ光生成制御装置５からレーザ光出力信号を受信してもよい。レーザ光出力信号とは、レーザ装置３からのレーザ光３１の出力を指示する信号であってもよい。
レーザ光出力信号に対して、レーザ制御部４１は、図９に示すように、アッテネータモジュール１１０および１２０を高出力配置とし、ビームダンプモジュール１３０をレーザ光出力配置としてもよい。そのために、レーザ制御部４１は、各モジュールの１軸ステージ１０６Ａおよび１０６Ｃを制御してもよい。
このような配置とすることで、レーザ光３０は、ビームスプリッタ１０２Ａ、１０２Ｂおよび高反射ミラー１０４Ｃに入射することなく、ビームダンプ装置１００から出力されてもよい。
このように、レーザ光出力時には、たとえば２０ｋＷのレーザ光３０がそのまま２０ｋＷのレーザ光３１として、ビームダンプ装置１００から出力され得る。
５．９ ビームダンプ装置の動作：レーザ光路調整時
図１０は、レーザ光路調整時の各モジュール内の配置例を示す模式図である。
本動作では、レーザ制御部４１は、たとえばＥＵＶ光生成制御装置５からレーザ光路調整信号を受信してもよい。レーザ光路調整信号とは、レーザ光路調整の実行を指示または通知する信号であってもよい。
本動作では、レーザ制御部４１は、図１０に示すように、アッテネータモジュール１１０および１２０を低出力配置とし、ビームダンプモジュール１３０をレーザ光出力配置としてもよい。そのために、レーザ制御部４１は、各モジュールの１軸ステージ１０６Ａおよび１０６Ｃを制御してもよい。
このような配置とすることで、レーザ光３０は、アッテネータモジュール１１０および１２０のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂによって減光され得る。この減光されたレーザ光３０は、レーザ光３１として、後段のビームデリバリシステム３４に入射し得る。
たとえばアッテネータモジュール１１０および１２０が上述において例示した仕様である場合、ビームダンプ装置１００から出力されるレーザ光３１のパワーは、６．７Ｗとなり得る。
このように、レーザ光路調整時には、たとえば２０ｋＷのレーザ光３０が６．７Ｗのレーザ光３１として、ビームダンプ装置１００から出力され得る。
５．１０ ビームダンプ装置の動作：レーザ光出力調整時
図１１は、レーザ光のパワーをビームダンプ装置を用いて調整する際の各モジュール内の配置例を示す模式図である。
本動作では、レーザ制御部４１は、たとえばＥＵＶ光生成制御装置５からレーザ光出力調整信号を受信してもよい。レーザ光出力調整信号とは、レーザ装置３が出力するレーザ光３１パワーの調整（低減）を指示する信号であってもよい。調整後のパワーは、たとえばＥＵＶ光生成制御装置５によって指示された所定のパワーであってもよい。ＥＵＶ光生成制御装置５によって指示された所定のパワーは、たとえば６．７ｋＷであってもよい。
本動作では、レーザ制御部４１は、図１１に示すように、たとえばアッテネータモジュール１１０を低出力配置とし、アッテネータモジュール１２０を高出力配置とし、ビームダンプモジュール１３０をレーザ光出力配置としてもよい。そのために、レーザ制御部４１は、各モジュールの１軸ステージ１０６Ａおよび１０６Ｃを制御してもよい。
このような配置とすることで、レーザ光３０は、アッテネータモジュール１１０のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂによって減光され得る。この減光されたレーザ光３０は、レーザ光３１として、後段のビームデリバリシステム３４に入射し得る。
このように、レーザ光出力調整時には、たとえば２０ｋＷのレーザ光３０が６．７ｋＷのレーザ光３１として、ビームダンプ装置１００から出力され得る。
５．１１ 効果
以上のように、実施形態１では、レーザ光３０は、各アッテネータモジュール１１０および１２０の複数のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂによって減光され、減光に伴って生じる不要な反射光を複数のビームダンパに分配し得る。そのため、各ビームスプリッタ１０２Ａ、１０２Ｂおよび高反射ミラー１０２Ｃによる反射光３０ａ〜３０ｃを受ける各ビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃの容量を小さくできる。それにより、各ビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃとして、たとえば市販のビームダンパの利用が可能となる。
また、各アッテネータモジュール１１０および１２０において、偶数のビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂは、レーザ光３０の入射角が互いに相反するように配置されてもよい。その場合、各アッテネータモジュール１１０および１２０に入射するレーザ光３０の光軸と、各アッテネータモジュール１１０および１２０から出射するレーザ光３０の光軸とのずれを抑制し得る。これにより、アッテネータモジュールを容易に多段配置できるので任意の減光率を簡単に実現し得る。
また、個々のアッテネータモジュール１１０および１２０は、高出力配置（減衰無し）と低出力配置（減衰あり）とを選択し得る。そのため、各アッテネータモジュール１１０および１２０の配置状態を制御することで、レーザ装置３から出力されるレーザ光３１のパワーを所望のパワーに調整し得る。たとえば、最終段の増幅器ＰＡ３から出力された数十ｋＷのレーザ光３０を数Ｗのレーザ光３１に減衰して出力し得る。
また、実施形態１では、レーザ光路調整時であっても、マスタオシレータＭＯおよび増幅器ＰＡ１〜ＰＡ３の出力をＥＵＶ光出力時の出力とし得る。そのため、レーザ装置３内のマスタオシレータＭＯから増幅器ＰＡ３までの光学素子の熱負荷が、ＥＵＶ光出力時と同等の熱負荷となり得る。その結果、レーザ光路調整時のレーザ光３１のビームダイバージェンスや断面強度分布がＥＵＶ光出力時のそれらと略同等となり得る。それにより、ＥＵＶ光出力時にレーザ光３２の光路等を適切に調整し得るため、レーザ光３３のターゲット２７への照射を安定化させ得る。
また、アッテネータモジュール１１０および１２０とビームダンプモジュール１３０とを組み合わせることで、ビームダンプモジュール１３０のビームダンパ１０４Ｃに入射する反射光３０ｃのエネルギーを低減し得る。それにより、最終段の増幅器ＰＡ３から数十ｋＷ程度の比較的高いエネルギーのレーザ光３０が出力される場合でも、ビームダンパ１０４Ｃに比較的容量の小さいビームダンパを使用し得る。その結果、市販のビームダンパが利用できる。さらに、アッテネータモジュールの配置数に制限がないため、レーザ装置３の高出力化に対しても容易に対応することが可能である。その際にも、各ビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃに市販のビームダンパを利用できるため、高出力化に対して安価に対応することができる。
５．１２ 実施形態１の変形例
なお、上述の例では、各アッテネータモジュール１１０および１２０が２０ｋＷのレーザ光３０に対して６．７ｋＷのレーザ光３０を出力し得るが、この例に限定されない。すなわち、各アッテネータモジュール１１０および１２０の各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂの反射率は適宜選択可能である。さらに、アッテネータモジュール１１０および１２０の段数についても、上述の例における２段に限定されない。すなわち、３段以上のアッテネータモジュールが搭載されてもよい。ビームダンプ装置は、アッテネータモジュールの段数および各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂの反射率を調整することで、数段階のエネルギーのレーザ光３１を出力可能に構成されてもよい。
５．１２．１ ビームダンプ装置の他の構成
図１２は、アッテネータモジュールの段数を４とした場合の概略構成例を示す模式図である。図１２に示す構成では、各アッテネータモジュール１１０、１２０、１４０および１５０における各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂの反射率が、レーザ光３１に対して要求する複数のパワーの値に応じて決定されてもよい。
また、各モジュールにおけるビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃのいずれかは、パワーメータや集光光学系を備えたビームプロファイラ等に置き換えられ得る。図１２に示す例では、アッテネータモジュール１１０のビームダンパ１０４Ｂがパワーメータ１０４Ｄに置き換えられてもよい。また、アッテネータモジュール１５０のビームダンパ１０４Ｂがビームプロファイラ１０４Ｅに置き換えられてもよい。パワーメータ１０４Ｄおよびビームプロファイラ１０４Ｅは、それぞれレーザ制御部４１等に接続されてもよい。
５．１２．２ ビームダンプ装置の他の構成の動作
図１２において、レーザ制御部４１は、各アッテネータモジュール１１０、１２０、１４０および１５０の１軸ステージ１０６Ａを制御してもよい。それにより、様々なパワーのレーザ光３１がビームダンプ装置１００から出力されてもよい。
また、パワーメータ１０４Ｄおよびビームプロファイラ１０４Ｅの出力信号は、レーザ制御部４１に入力されてもよい。レーザ制御部４１は、レーザ光路調整時やレーザ光遮断時に、レーザ光３１のパワー値をオペレータに提示してもよい。提示されるパワー値は、パワーメータ１０４Ｄからの出力信号に基づいて、レーザ制御部４１が計算してもよい。その際、レーザ制御部４１は、ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂの減光率を用いてパワー値を計算してもよい。
さらに、レーザ制御部４１は、レーザ光路調整時やレーザ光遮断時に、レーザ光３１のプロファイルをオペレータに提示してもよい。提示されるプロファイルは、ビームプロファイラ１０４Ｅの出力信号に基づいて、レーザ制御部４１が計算してもよい。
オペレータは、提示されたパワー値やプロファイルに基づいて、レーザ光３１のレーザ光路調整を行ってもよい。なお、レーザ制御部４１は、パワー値やプロファイルを提示するためのディスプレイを備えてもよい。
レーザ装置３は、マスタオシレータＭＯ〜増幅器ＰＡ３までのレーザ光３０の光路上に配置された光学素子の位置や姿勢等を調整する機構を備えてもよい。その場合、レーザ制御部４１は、レーザ光路調整時やレーザ光遮断時に、パワーメータ１０４Ｄやビームプロファイラ１０４Ｅからの出力信号に基づいて、上記光学素子の位置や姿勢等を制御してもよい。
６．実施形態２
つぎに、実施形態２にかかるビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
６．１ 構成
図１３〜図１５は、実施形態２にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。図１３は、ビームダンプ装置２００の上視図である。図１４および図１５は、ビームダンプ装置２００の側視図である。なお、図１３および図１４は、レーザ光３０を遮断する際の各モジュール内の配置例を示す模式図である。図１５は、レーザ光を出力する際（たとえばＥＵＶ光出力時）の各モジュール内の配置例を示す模式図である。
図１３〜図１５に示すように、ビームダンプ装置２００は、１つ以上のアッテネータモジュール２１０および２２０と、ビームダンプモジュール２３０とを含んでもよい。
各モジュールの１軸ステージ２０６Ａおよび２０６Ｃは、それぞれベースプレート１０７Ａまたは１０７Ｃに固定されてもよい。各１軸ステージ２０６Ａおよび２０６Ｃは、ベースプレート１０７Ａまたは１０７Ｃに対し、実施形態１とは異なる方向に移動プレート１０５Ａまたは１０５Ｃを移動してもよい。たとえば図１４および図１５に示すように、１軸ステージ２０６Ａおよび２０６Ｃは、ベースプレート１０７Ａおよび１０７Ｃの光学素子載置面に対して直交する移動方向に、移動プレート１０５Ａおよび１０５Ｃをそれぞれ移動してもよい。この移動方向は、重力方向であってもよい。
各移動プレート１０５Ａおよび１０５Ｃは、１軸ステージ２０６Ａおよび２０６Ｃの移動方向に平行なリニアガイド２０６ａおよび２０６ｃによってガイドされてもよい。
６．２ 動作
レーザ光遮断時、レーザ制御部４１は、図１３および図１４に示すように、各アッテネータモジュール２１０および２２０の移動プレート１０５Ａを低出力配置（第１位置）とし、ビームダンプモジュール２３０の移動プレート１０５Ｂをレーザ光遮断配置（第３位置）としてもよい。
また、レーザ光出力時、レーザ制御部４１は、図１５に示すように、各アッテネータモジュール２１０および２２０の移動プレート１０５Ａを高出力配置（第２位置）とし、ビームダンプモジュール２３０の移動プレート１０５Ｃをレーザ光出力配置（第４位置）としてもよい。
各モジュールのリニアガイド２０６ａおよび２０６ｃは、移動プレート１０５Ａおよび１０５Ｃが移動方向に平行移動するように、移動プレート１０５Ａおよび１０５Ｃの移動を規制してもよい。それにより、ベースプレート１０７Ａおよび１０７Ｃの光学素子搭載面に対する移動プレート１０５Ａおよび１０５Ｃの光学素子搭載面の角度が、移動プレート１０５Ａおよび１０５Ｃの移動の前後において維持されてもよい。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
７．実施形態３
つぎに、実施形態３にかかるビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
７．１ 構成
図１６および図１７は、実施形態３にかかるアッテネータモジュールの概略構成例を示す模式図である。ビームダンプ装置１００に搭載される複数のアッテネータモジュールのうち少なくとも１つは、図１６にアッテネータモジュール３１０に置き換えられてもよい。アッテネータモジュール３１０は、出力するレーザ光３０のパワーを連続的に変更できてもよい。
図１６および図１７に示すように、アッテネータモジュール３１０は、ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂとビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂの他に、２つの内側回転ステージ３１１Ａおよび３１１Ｂと、２つの外側回転ステージ３１２Ａおよび３１２Ｂとを備えてもよい。内側回転ステージ３１１Ａおよび３１１Ｂと外側回転ステージ３１２Ａおよび３１２Ｂとは、移動プレート１０５Ａに搭載されてもよい。移動プレート１０５Ａは、実施形態１と同様の１軸ステージ１０６Ａによって、低出力配置（第１位置）と高出力配置（第２位置）との間で移動可能であってもよい。ただし、移動プレート１０５Ａの移動は、１軸ステージ１０６Ａの移動方向に平行なリニアガイド３０６ａによってガイドされてもよい。
内側回転ステージ３１１Ａは、中心を通る軸を回転軸として回転可能であってもよい。ビームスプリッタ１０２Ａは、スプリッタホルダ１０３Ａを用いて、内側回転ステージ３１１Ａに固定されてもよい。その際、ビームスプリッタ１０２Ａは、レーザ光３０が入射する面に内側回転ステージ３１１Ａの回転軸が位置するように、内側回転ステージ３１１Ａに固定されてもよい。このような構成は、ビームスプリッタ１０２Ｂおよび内側回転ステージ３１１Ｂに対しても同様であってもよい。
外側回転ステージ３１２Ａは、内側回転ステージ３１１Ａと同じ軸を回転軸として回転可能であってもよい。外側回転ステージ３１２は、円盤形状であってもよいし、ドーナツ形状であってもよい。ドーナツ形状の場合、外側回転ステージ３１２の中央の丸穴に内側回転ステージ３１１Ａが回転可能に収まっていてもよい。ビームダンパ１０４Ａは、外側回転ステージ３１２Ａにおける内側回転ステージ３１１Ａよりも外側の位置に固定されてもよい。このような構成は、ビームダンパ１０４Ｂおよび外側回転ステージ３１２Ｂに対しても同様であってもよい。
各内側回転ステージ３１１Ａおよび３１１Ｂと各外側回転ステージ３１２Ａおよび３１２Ｂとは、それぞれレーザ制御部４１に接続されてもよい。
図１７に示すように、外側回転ステージ３１２Ａは、内側回転ステージ３１１Ａの回転角Φに対して２倍の回転角２Φ回転するように構成されてもよい。これは、レーザ制御部４１による制御で実現されてもよいし、内側回転ステージ３１１Ａを回転させるギアと外側回転ステージ３１２Ａを回転させるギアとのギア比によって実現されてもよい。このような構成は、内側回転ステージ３１１Ｂおよび外側回転ステージ３１２Ｂに対しても同様であってもよい。
また、内側回転ステージ３１１Ｂは、内側回転ステージ３１１Ａの回転に対して逆回転するように構成されていてもよい。たとえば内側回転ステージ３１１Ａが角度Φ回転した場合、内側回転ステージ３１１Ｂは、角度−Φ回転してもよい。これは、レーザ制御部４１による制御で実現されてもよいし、内側回転ステージ３１１Ａを回転させるギアと内側回転ステージ３１１Ｂを回転させるギアとによって実現されてもよい。
７．２ 動作
レーザ光路調整時およびレーザ光出力調整時、レーザ制御部４１は、図１６に示すように、アッテネータモジュール３１０の移動プレート１０５Ａを低出力配置（第１位置）としてよい。
また、レーザ制御部４１は、図１７に示すように、内側回転ステージ３１１Ａおよび３１１Ｂを制御して、各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂへのレーザ光３０の入射角を変更してもよい。その際、ビームスプリッタ１０２Ａは回転角Φ回転し、ビームスプリッタ１０２Ｂは回転角−Φ回転してもよい。各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂへのレーザ光３０の入射角を変更することで、各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂでの反射率および透過率が変更され得る。
また、内側回転ステージ３１１Ａおよび３１１Ｂの回転に伴い、外側回転ステージ３１２Ａおよび３１２Ｂが２倍の回転角２Φおよび−２Φ回転してもよい。それにより、各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂで反射した反射光３０ａおよび３０ｂがそれぞれビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂに入射するよう、各ビームダンパ１０４Ａおよび１０４Ｂの配置が変更されてもよい。
７．３ 効果
以上のような構成を備えることで、アッテネータモジュール３１０から出力されるレーザ光３０のパワーを連続的かつ任意に変更し得る。それにより、レーザ装置３の出力を連続的かつ任意に変更し得る。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
また、上述したように、ビームダンプ装置１００に搭載される複数のアッテネータモジュールのうち少なくとも１つ（たとえばアッテネータモジュール１２０）は、図１８および図１９に示すように、アッテネータモジュール３１０に置き換えられてもよい。
その場合、レーザ光遮断時、レーザ制御部４１は、図１８に示すように、各アッテネータモジュール１１０および３１０の移動プレート１０５Ａを低出力配置（第１位置）とし、ビームダンプモジュール１３０の移動プレート１０５Ｂをレーザ光遮断配置（第３位置）としてもよい。
また、レーザ光出力時、レーザ制御部４１は、図１９に示すように、各アッテネータモジュール１１０および３１０の移動プレート１０５Ａを高出力配置（第２位置）とし、ビームダンプモジュール１３０の移動プレート１０５Ｃをレーザ光出力配置（第４位置）としてもよい。
なお、レーザ光路調整時およびレーザ光出力調整時には、アッテネータモジュール３１０を低出力配置として、図１７に示したように、各ビームスプリッタ１０２Ａおよび１０２Ｂのレーザ光３０に対する入射角Φおよび−Φを調整してもよい。それにより、ビームダンプ装置３００から出力されるレーザ光３０のパワーが連続的かつ任意に変更され得る。
８．実施形態４
つぎに、実施形態４にかかるビームダンプ装置、それを備えたレーザ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を用いて詳細に説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
８．１ 構成
図２０は、実施形態４にかかるレーザ装置の概略構成例を示す模式図である。上述の実施形態において例示したアッテネータモジュールおよびビームダンプモジュールの配置場所は、レーザ装置３の出力段に限られない。すなわち、マスタオシレータＭＯからＰＡ３までの間の光路上に、１つ以上のアッテネータモジュール１４０および／またはビームダンプモジュール１５０が配置されてもよい。たとえば図２０に示すように、マスタオシレータＭＯと増幅器ＰＡ１との間に、アッテネータモジュール１６０とビームダンプモジュール１７０とが配置されてもよい。また、配置される１つ以上のアッテネータモジュールは、上述したアッテネータモジュール１１０／１２０，２１０／２２０および３１０のいずれであってもよい。
８．２ 動作
図２０に例示した構成では、レーザ光出力時、レーザ制御部４１は、アッテネータモジュール１６０の移動プレート１０５Ａを高出力配置（第２位置）とし、ビームダンプモジュール１７０の移動プレート１０５Ｃをレーザ光出力配置（第４位置）としてもよい。ただし、アッテネータモジュール１６０としてアッテネータモジュール３１０を用いた場合、レーザ制御部４１は、移動プレート１０５Ａを低出力配置（第１位置）としつつ各回転プレートの回転角を調整することで、レーザ装置３からの出力を調整してもよい。
また、レーザ光遮断時、レーザ制御部４１は、アッテネータモジュール１６０の移動プレート１０５Ａを低出力配置（第１位置）とし、ビームダンプモジュール１７０の移動プレート１０５Ｃをレーザ光遮断配置（第３位置）としてもよい。
８．３ 効果
たとえばマスタオシレータＭＯに量子カスケードレーザ（ＱＣＬ）等の半導体レーザを用いる場合、マスタオシレータＭＯの出力エネルギーを変更すると、半導体レーザの熱負荷が変動し得る。それにより、マスタオシレータＭＯの発振波長が変化し得る。それに対し、実施形態４の構成によれば、マスタオシレータＭＯを常に一定のエネルギーで発振させることができるため、マスタオシレータＭＯの発振波長の変動を抑制し得る。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
９．実施形態５
つぎに、実施形態５にかかるビームダンプ装置、およびそれを備えたチャンバ装置およびＥＵＶ光生成装置を、図面を用いて詳細に説明する。実施形態５では、図２のチャンバ２に取り付けられるビームダンプ装置を例示する。以下の説明において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。
９．１ 構成
図２１は、実施形態５にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。図２１に示すように、ビームダンプ装置５００は、１つ以上のビームダンプモジュール５１０〜５３０を備えてもよい。ビームダンプ装置５００は、終端モジュール５４０をさらに備えてもよい。
各ビームダンプモジュール５１０〜５３０は、フレーム５０１と、ビームスプリッタ５０２と、ビームダンパ１０４とを備えてもよい。
図２２に示すように、フレーム５０１は、金属等で構成されたチーズ管状の部材であってもよい。フレーム５０１は、３つの開口端それぞれに接続フランジ５０１ａを備えてもよい。３つの開口端それぞれの接続フランジ５０１ａのサイズは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。ただし、サイズが異なる場合でも、各接続フランジ５０１ａは、他のフレーム５０１におけるいずれかの接続フランジ５０１ａと同サイズであるとよい。
各接続フランジ５０１ａは、複数のボルト穴を備えてもよい。同サイズの接続フランジ５０１ａでは、ボルト孔径および孔ピッチが共通であってもよい。
各接続フランジ５０１ａは、コンフラットフランジであってもよい。コンフラットフランジ同士は、メタルパッキンを用いた接続が可能である。そのため、接続フランジ５０１ａにコンフラットフランジを用いることで、ビームダンプ装置５００内の気密性を確保し得る。その場合、チャンバ２は、ダンパウインドウ５８を備えなくてもよい。
３つの接続フランジ５０１ａは、それぞれレーザ光６０が入出射可能な開口を画定してもよい。３つの開口のうち１つは、レーザ光６０がビームダンプモジュール５１０／５２０／５３０内に入射する入射口として用いられてもよい。他の１つは、レーザ光６０がビームダンプモジュール５１０／５２０／５３０から出射する出射口として用いられてもよい。残りの１つは、ビームダンパ１０４が取り付けられる取付け口として用いられてもよい。
フレーム５０１の内部には、ビームスプリッタ５０２を保持するスプリッタホルダ５０３が設けられてもよい。スプリッタホルダ５０３の内部には、冷却媒体が流れる流路が設けられてもよい。
スプリッタホルダ５０３は、入射口から入射したレーザ光６０の反射光６０ａが取付け口または出射口へ進行し、ビームスプリッタ５０２を透過したレーザ光６０が出射口または取付け口へ進行するような位置および角度でビームスプリッタ５０２を保持してもよい。図２１では、反射光６０ａが取付け口へ進行し、ビームスプリッタ５０２を透過したレーザ光６０が出射口へ進行する構成を例示している。
ビームスプリッタ５０２には、ＣＯ２レーザから出力されたレーザ光の波長に高い透過率を示す光学基板が用いられてもよい。この光学基板の表面には、反射率を調整するためのコーティングが施されていてもよい。あるいはビームスプリッタ５０２は、コーティングされていないＺｎＳｅ製の平行平面基板であってもよい。その場合、ＣＯ２レーザから出力されたレーザ光が４５°の入射角で入射した場合の反射率が約２０％となり得る。
ビームダンパ１０４は、上述したビームダンパ１０４Ａ〜１０４Ｃと同様であってもよい。したがって、ビームダンパ１０４には、市販のビームダンパが用いられてもよい。その場合、ビームダンパ１０４の接続フランジ５０１ａへの取り付けに、専用または適切なアダプタが用いられてもよい。また、ビームダンパ１０４内の流路は、冷却装置５９０に接続されてもよい。
終端モジュール５４０は、ビームダンパ１０４であってもよい。終端モジュール５４０の接続フランジ５０１ａへの取り付けには、専用または適切なアダプタが用いられてもよい。ただし、ビームダンパ１０４とは異なるビームダンパが終端モジュール５４０として用いられてもよい。
また、終端モジュール５４０は、ビームダンパ１０４の代わりに、フレーム５０１の出射口を閉塞する蓋状部材であってもよい。その場合、図２１に示す例では、終端モジュール５４０が接続されるビームダンプモジュール５３０におけるビームスプリッタ５０２の反射率が約１００％であってもよい。ただし、図２１のビームダンプモジュール５３０におけるビームダンパ１０４と終端モジュール５４０（蓋状部材）との取り付け位置が入れ替わる場合、フレーム５０１内のビームスプリッタ５０２が省略されてもよい。
１つ以上のビームダンパモジュール５１０〜５３０は、直線的に一列に接続されてもよい。それらのうちの一方の端に位置するビームダンプモジュール５１０は、チャンバ２に接続されてもよい。他方の端に位置するビームダンプモジュール５３０には、上述した終端モジュール５４０が接続されてもよい。また、一列に接続されたビームダンプモジュール５１０〜５３０は、取付け口として使用される接続フランジ５０１ａが交互に反対側を向くように配置されてもよい。ビームダンプモジュール５１０および５２０／５２０および５３０同士の接続と、ビームダンプモジュール５３０および終端モジュール５４０の接続とは、ボルトおよびナットによる締結であってもよい。
ここで、たとえばビームダンプ装置５００に入射するレーザ光６０のエネルギーが１０ｋＷであった場合、各ビームダンプモジュール５１０〜５３０のビームスプリッタ１０２およびビームダンパ１０４の仕様ならびに終端モジュール５４０を構成するビームダンパ１０４の仕様は、各々以下の仕様であってもよい。
・ビームダンプモジュール５１０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝２５％
・・ビームダンパ１０４の容量＝３ｋＷ
・ビームダンプモジュール５２０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝３３％
・・ビームダンパ１０４の容量＝３ｋＷ
・ビームダンプモジュール５３０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝５０％
・・ビームダンパ１０４の容量＝３ｋＷ
・終端モジュール５４０
・・ビームダンパ１０４の容量＝３ｋＷ
以上のような仕様とした場合、各ビームダンパ１０４において吸収されるレーザ光６０／６０ａのエネルギーは、以下のように見積もられ得る。
・ビームダンプモジュール５１０のビームダンパ１０４：２．５０ｋＷ
・ビームダンプモジュール５２０のビームダンパ１０４：２．４７ｋＷ
・ビームダンプモジュール５３０のビームダンパ１０４：２．５１ｋＷ
・終端モジュール５４０のビームダンパ１０４：２．５１ｋＷ
このように、４つのビームダンパ１０４にほぼ等しいエネルギーを吸収させ得る。なお、上記した仕様は一例であるが、ビームスプリッタ１０２の反射率を適宜選択することで、各ビームダンパ１０４に共通の仕様のビームダンパを使用できる。また、ビームスプリッタ１０２の反射率は、レーザ光６０の進行経路において下流に位置するビームスプリッタ１０２ほど高い反射率を備えてもよい。
９．２ 動作
チャンバ２内のダンパミラー５７で反射したレーザ光６０は、ダンパウインドウ５８を介して、ビームダンプ装置５００の初段のビームダンプモジュール５１０に入射してもよい。
ビームダンプモジュール５１０に入射したレーザ光６０の一部は、ビームスプリッタ５０２によって反射光６０ａとして反射されてもよい。この反射光６０ａは、取付け口の接続フランジ５０１ａに取り付けられたビームダンパ１０４に入射してもよい。ビームダンパ１０４に入射した反射光６０ａの一部は、コーン部１０４ｃ（図４等参照）で吸収され、残りの一部は拡散されてひだ状部１０４ｂで吸収されてもよい。
一方、ビームスプリッタ１０２を透過した際に減光されたレーザ光６０は、ビームダンプモジュール５１０の出射口を介して、次段のビームダンプモジュール５２０に入射してもよい。
以上のようにして順々にビームダンプモジュール５１０〜５３０を通過することで、レーザ光６０が減光されてもよい。また、最終段のビームダンプモジュール５３０の出射口から出射したレーザ光６０は、終端モジュール５４０に入射し、そのコーン部１０４ｃおよびひだ状部１０４ｂで吸収され得る。
９．３ 効果
実施形態５によれば、ビームダンプモジュール１つ分の面積をチャンバ２の外壁に確保することで、ビームダンプ装置５００をチャンバ２へ取り付けることができる。また、大容量のビームダンプ装置５００を容易に実現できる。すなわち、レーザ光６０のエネルギーに応じてビームダンプモジュールを増設することも容易である。
さらに、各ビームダンプモジュールにおけるビームスプリッタの反射率を適宜選択することで、複数のビームダンプモジュールで共通仕様のビームダンパを利用できる。これは、市販のビームダンパを利用できることを示唆している。それにより、大容量のビームダンプ装置１０００／５０００を専用に開発および制作するコストを省けるため、装置コストの上昇を抑制し得る。
さらにまた、複数のビームダンプモジュールを直列に配列する場合、それらの取付け口が交互に反対側を向くように配置することで、ビームダンプ装置５００の全体寸法を低減し得る。さらにまた、このような配置によって、ビームダンプ装置５００の内部でのレーザ光６０の光路シフトを抑制できるため、ビームダンプモジュールの増設も容易となる。
なお、ビームダンプ装置５００内の各部で散乱されたレーザ光６０は、フレーム５０１の内壁に吸収され得るため、外部の漏れ出しが抑制され得る。
また、各ビームダンパ１０４および各ビームスプリッタ１０２は直接的あるいは間接的に冷却されるため、長期に渡って破損が抑制され得る。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
９．４ 実施形態５の変形例１
上述の実施形態５では、ビームダンプ装置５００に入射するレーザ光６０のエネルギーが１０ｋＷである場合を例示した。これに対し、変形例１では、ビームダンプ装置に入射するレーザ光６０のエネルギーが２０ｋＷである場合を例示する。
９．４．１ 構成
図２３は、変形例１にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。図２３に示すように、ビームダンプ装置５００Ａは、ビームダンプ装置５００と同様の構成に加え、ビームダンプモジュール５５０および５６０をさらに備えてもよい。すなわち、ビームダンプ装置５００Ａは、ビームダンプ装置５００に２つのビームダンプモジュール５５０および５６０が増設された構成を備えてもよい。
各ビームダンプモジュール５１０〜５３０、５５０および５６０のビームダンパ１０４は、共通仕様でなくてもよい。たとえば、後段のビームダンプモジュールのビームダンパ１０４の容量を大きくしてもよい。そこで、ビームダンプ装置５００Ａに入射するレーザ光６０のエネルギーを２０ｋＷとすると、各ビームダンプモジュール５１０〜５３０、５５０および５６０のビームスプリッタ５０２およびビームダンパ１０４の仕様ならびに終端モジュール５４０を構成するビームダンパ１０４の仕様は、各々以下の仕様であってもよい。
・ビームダンプモジュール５１０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝１２％
・・ビームダンパ１０４の容量＝３ｋＷ
・ビームダンプモジュール５２０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝１５％
・・ビームダンパ１０４の容量＝３ｋＷ
・ビームダンプモジュール５３０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝２５％
・・ビームダンパ１０４の容量＝５ｋＷ
・ビームダンプモジュール５５０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝３３％
・・ビームダンパ１０４の容量＝５ｋＷ
・ビームダンプモジュール５６０
・・ビームスプリッタ１０２の反射率＝５０％
・・ビームダンパ１０４の容量＝５ｋＷ
・終端モジュール５４０
・・ビームダンパ１０４の容量＝５ｋＷ
以上のような仕様とした場合、各ビームダンパ１０４において吸収されるレーザ光６０／６０ａのエネルギーは、以下のように見積もられ得る。
・ビームダンプモジュール５１０のビームダンパ１０４：２．４０ｋＷ
・ビームダンプモジュール５２０のビームダンパ１０４：２．６４ｋＷ
・ビームダンプモジュール５３０のビームダンパ１０４：３．７４ｋＷ
・ビームダンプモジュール５５０のビームダンパ１０４：３．７０ｋＷ
・ビームダンプモジュール５６０のビームダンパ１０４：２．５１ｋＷ
・終端モジュール５４０のビームダンパ１０４：２．５１ｋＷ
このように、前段の２つのビームダンパモジュール５１０および５２０で、ビームダンパ１０４の仕様が共通化されてもよい。また、後段の４つのビームダンパモジュール５３０、５５０および５６０で、ビームダンパ１０４の仕様が共通化されてもよい。なお、３ｋＷ容量および５ｋＷ容量のビームダンパ１０４には、市販のビームダンパを利用可能である。このように、レーザ光６０の進行経路において下流に位置するビームダンパ１０４ほど大きな容量のビームダンパとしてもよい。また、レーザ光６０の進行経路において上流に位置するビームダンパ１０４ほど小さな容量としてもよい。
９．４．２ 効果
以上のように、レーザ光６０の進行経路において下流に位置するビームダンパ１０４ほど大きな容量のビームダンパとすることで、チャンバ２へのビームダンプ装置５００Ａの設置面積を増加させることなく、ビームダンプ装置５００Ａを大容量化できる。また、レーザ光６０の進行経路において上流に位置するビームダンパ１０４ほど小さな容量のビームダンパとすることで、チャンバ２近傍でビームダンプ装置５００Ａが占有する空間を縮小させ得る。
９．５ 実施形態５の変形例２
上述の実施形態５では、ビームダンプモジュール５１０〜５３０が直列に配置された場合を例示した。これに対し、変形例２では、ビームダンプモジュール５１〜５３０の他の配置を例示する。
９．５．１ 構成
図２４は、変形例２にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。図２４に示すように、ビームダンプ装置５００Ｂは、ビームダンプ装置５００と同様、ビームダンプモジュール５１０〜５３０と、終端モジュール５４０とを備えてもよい。ただし、ビームダンプ装置５００Ｂは、ビームダンプモジュール５１０〜５３０がＬ字型に折り曲がって配列してもよい。
また、各ビームダンプモジュール５１０〜５３０の複数の接続フランジ５０１ａは、すべて同じサイズおよび同じ仕様（ボルト孔の配置、径等）であってもよい。
９．５．２ 効果
以上のように、複数のビームダンプモジュールは、直線的な配列に限らず、様々な配列で接続され得る。その際、各フレーム５０１の接続フランジ５０１ａをすべて共通化することで、ビームダンプモジュールの配列自由度がより高められ得る。
たとえば、チャンバ２周辺には、真空ポンプ、各種制御装置、各種電源装置等の補機類が配置され得る。そのため、ビームダンプ装置５００には、補機類を避けて配置すること求められ得る。このように、ビームダンプ装置５００のチャンバからの突出形状に制限がある場合、変形例２で例示したようにビームダンプモジュールの配置を適宜変更することで、ビームダンプ装置５００Ｂを容易にチャンバ２に設置し得る。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
１０．実施形態６
実施形態５において例示したビームダンプ装置５００において、各モジュールのビームダンパ１０４は、パワーメータやビームプロファイラ等のレーザ光計測器に置き換えられ得る。そこで実施形態６では、終端モジュール５４０のビームダンパ１０４の代わりに、パワーメータが用いられた場合を例示する。
１０．１ 構成
図２５は、実施形態６にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。図２５に示すように、ビームダンプ装置６００は、ビームダンプモジュール５１０および５２０と、終端モジュールとしてのパワーメータ６１０とを備えてもよい。ビームダンプモジュール５１０および５２０は、上述したビームダンプモジュール５１０および５２０と同様であってもよい。
パワーメータ６１０は、レーザ制御部４１に接続されてもよい。また、パワーメータ６１０は、冷却装置５９０に接続されてもよい。
１０．２ 動作
パワーメータ６１０は、入射したレーザ光６０のパワーを計測し得る。パワーメータ６１０は、計測されたレーザ光６０のパワーをレーザ制御部４１に入力してもよい。
レーザ制御部４１は、各ビームダンプモジュール５１０および５２０のビームスプリッタ１０２の反射率を保持していてもよい。レーザ制御部４１は、各ビームスプリッタ１０２の反射率の値に基づいて、ビームダンプ装置６００に入射したレーザ光６０に対するパワーメータ６１０に入射したレーザ光６０の減光率を計算してもよい。
また、レーザ制御部４１は、算出した減光率に基づいて、パワーメータ６１０で検出されたレーザ光６０のエネルギーからビームダンプ装置６００に入射したレーザ光６０のパワー（入射パワーという）を計算してもよい。
算出されたレーザ光６０の入射パワーは、レーザ制御部４１による各種制御のパラメータとして利用されてもよい。たとえば、レーザ制御部４１は、算出されたレーザ光６０の入射パワーに基づいて、レーザ光マニュピレータ５３を動作させてもよい。これにより、ターゲット２７へのレーザ光の照射状態が制御されてもよい。
１０．３ 効果
レーザ光３３は、ターゲット２７よりも大きな径で照射され得る。そのため、ビームダンプ装置６００には、ターゲット２７の周辺を通過したレーザ光３３も入射し得る。このレーザ光３３のパワーを計測することで、レーザ光３３のターゲット２７への照射状態を推定し得る。また、推定した照射状態に基づいてレーザ光マニュピレータ５３を動作させることで、ターゲット２７へのレーザ光３３の照射状態を適正に維持し得る。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
１０．４ 実施形態６の変形例
また、変形例では、終端モジュール５４０のビームダンパ１０４の代わりに、ビームプロファイラが用いられた場合を例示する。
１０．４．１ 構成
図２６は、変形例にかかるビームダンプ装置の概略構成例を示す模式図である。図２６に示すように、ビームダンプ装置６００Ａは、ビームダンプモジュール５１０〜５３０と、終端モジュールとしてのビームプロファイラ６２０とを備えてもよい。ビームダンプモジュール５１０〜５３０は、上述したビームダンプモジュール５１０〜５３０と同様であってもよい。ただし、その配置は、Ｌ字状に折れ曲がっていてもよい。
ビームプロファイラ６２０に入射するレーザ光６０は、集光光学系６２１によって集光されてもよい。集光光学系６２１は、プラズマ生成領域２５付近のレーザ光３３の画像をビームプロファイラ６２０の受光面６２２に転写するように、ダンパミラー５７（図２参照）に合わせて設計されていてもよい。
１０．４．２ 動作
ビームプロファイラ６２０は、入射したレーザ光６０の断面プロファイル画像を計測し得る。断面プロファイル画像は、プラズマ生成領域２５においてターゲット２７に照射されたレーザ光３３の断面プロファイル画像であってもよい。
計測された断面プロファイル画像の画像データは、ＥＵＶ光生成制御装置５に入力されてもよい。ＥＵＶ光生成制御装置５は、画像データを各種制御のパラメータとして利用してもよい。たとえばＥＵＶ光生成制御装置５は、画像データに基づいてターゲット２７へのレーザ光３３の照射状態を判定してもよい。
断面プロファイル画像の一例を図２７に示す。ＥＵＶ光生成制御装置５は、図２７に示す断面プロファイル画像において、たとえばレーザ光３３の中心位置Ｏ３３とターゲット２７の影２７Ｓの中心位置Ｏ２７との距離Ｄが許容範囲内であるか否か判定してもよい。
ＥＵＶ光生成制御装置５は、距離Ｄが許容範囲内でない場合、距離Ｄが小さくなるよう、レーザ光マニュピレータ５３を動作させてもよい。また、ＥＵＶ光生成制御装置５は、距離Ｄが小さくなるよう、ターゲット検出信号の入力から発光トリガの出力までの遅延時間を制御してもよい。
１０．４．３ 効果
以上のような構成とすることで、減光されたレーザ光６０を用いて、レーザ光３３のターゲット２７への照射状態を適正に維持し得る。
その他の構成、動作および効果は、上述した実施形態と同様であってもよい。
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の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ろう。
本明細書及び添付の請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の請求の範囲に記載される不定冠詞「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。
２…チャンバ、３…レーザ装置、４…ターゲットセンサ、５…ＥＵＶ光生成制御装置、２１…ウインドウ、２５…プラズマ生成領域、２７…ターゲット、３０，３１，３２，３３，６０…レーザ光、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，６０ａ…反射光、４１…レーザ制御部、５０…レーザ集光光学系、５１…凸面ミラー、５２…移動プレート、５３…レーザ光マニュピレータ、５７…ダンパミラー、５８…ダンパウインドウ、１００，２００，３００，５００，５００Ａ，５００Ｂ，６００，６００Ａ…ビームダンパ装置、１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ…ビームスプリッタ、１０２Ｃ…高反射ミラー、１０３Ａ，１０３Ｂ…スプリッタホルダ、１０３Ｃ…ミラーホルダ、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０４ａ…流路、１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ…ビームダンパ、１０４Ｄ，６１０…パワーメータ、１０４Ｅ，６２０…ビームプロファイラ、１０４ｂ…ひだ状部、１０４ｃ…コーン部、１０５Ａ，１０５Ｃ…移動プレート、１０６Ａ，１０６Ｃ，２０６Ａ，２０６Ｃ…１軸ステージ、１０７Ａ，１０７Ｃ…ベースプレート、１１０，１２０，１４０，１５０，２１０，２２０，３１０…アッテネータモジュール、１３０，２３０…ビームダンプモジュール、１９０，５９０…冷却装置、２０６ａ，２０６ｃ，３０６ａ…リニアガイド、３１１Ａ，３１１Ｂ…内側回転ステージ、３１２Ａ，３１２Ｂ…外側回転ステージ、５０１…フレーム、５０１ａ…接続フランジ、５１０，５２０，５３０，５５０，５６０…ビームダンプモジュール、５４０…終端モジュール、ＭＯ…マスタオシレータ、ＰＡ１〜ＰＡ３…増幅器

Claims (8)

  1. アッテネータモジュールと、
    ビームダンプモジュールと
    前記アッテネータモジュールおよび前記ビームダンプモジュールを制御するレーザ制御部と、
    を備え、
    前記アッテネータモジュールは、
    レーザ光の光軸に対して第１角度傾いて配置された第１ビームスプリッタと、
    前記光軸に対して前記第１角度と絶対値が等しく且つ反対符号の第２角度傾いて配置された第２ビームスプリッタと、
    前記第１ビームスプリッタによって反射された前記レーザ光が入射するよう配置された第１ビームダンパと、
    前記第２ビームスプリッタによって反射された前記レーザ光が入射するよう配置された第２ビームダンパと、
    前記第１および第２ビームスプリッタを前記レーザ光の光路に対して挿入または退避する第１ステージと、
    を含み、
    前記ビームダンプモジュールは、
    レーザ光の光軸に対して傾いて配置されたミラーと、
    前記ミラーによって反射された前記レーザ光が入射するよう配置された第３ビームダンパと、
    前記ミラーを前記光路に対して挿入または退避する第２ステージと、
    を含み、
    前記レーザ制御部は、前記第１ステージを制御することで前記第１および第２ビームスプリッタを前記光路に対して選択的に挿入または退避し、前記第２ステージを制御することで前記ミラーを前記光路に対して選択的に挿入または退避する、
    ビームダンプ装置。
  2. 前記第１ステージは、前記第１および第２ビームスプリッタを前記光軸と垂直な方向へ平行移動し、
    前記第２ステージは、前記ミラーを前記光軸と垂直な方向へ平行移動する、
    請求項１に記載のビームダンプ装置。
  3. 前記レーザ制御部は、前記第１および第２ビームスプリッタを前記光路に挿入した状態で前記ミラーを前記光路から退避させる制御を行う、請求項１に記載のビームダンプ装置。
  4. 前記アッテネータモジュールは、
    前記第１ステージに配置され、前記第１ビームスプリッタを載置する第１回転ステージと、
    前記第１ステージに配置され、前記第１ビームダンパを載置する第２回転ステージと、
    前記第１ステージに配置され、前記第２ビームスプリッタを載置する第３回転ステージと、
    前記第１ステージに配置され、前記第２ビームダンパを載置する第４回転ステージと、
    をさらに含み、
    前記レーザ制御部は、前記第１から第４回転ステージの回転を制御し、前記第１回転ステージを第３角度回転させた場合、前記第２回転ステージを前記第３角度の２倍である第４角度回転させ、前記第３回転ステージを前記第３角度と絶対値が等しく且つ反対符号の第５角度回転させ、且つ、前記第４回転ステージを前記第５角度の２倍である第６角度回転させるよう制御する、
    請求項１に記載のビームダンプ装置。
  5. 前記第１および第２ビームスプリッタ、前記ミラーおよび前記第１〜第３ビームダンパのうち少なくとも１つを冷却する冷却機構をさらに備えた、請求項１に記載のビームダンプ装置。
  6. レーザ光を出力するマスタオシレータと、
    前記レーザ光を増幅する増幅器と、
    前記レーザ光の光路上に配置された請求項５に記載のビームダンプ装置と、
    を備えた、レーザ装置。
  7. プラズマ生成領域に供給されたターゲット物質にレーザ光を照射して極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザ光を出力する請求項６に記載のレーザ装置と、
    内部に前記プラズマ生成領域が設定されたチャンバと、
    前記プラズマ生成領域付近に前記レーザ光を集光する集光光学系と、
    前記プラズマ生成領域付近に前記ターゲット物質を供給するターゲット供給装置と、
    前記レーザ光によって照射されることで前記ターゲット物質から発生したプラズマから放射した極端紫外光を集光する集光ミラーと、
    を備えた極端紫外光生成装置。
  8. １つ以上のビームダンプモジュールであって、入射口と他のビームダンプモジュールの入射口と接続可能に構成された出射口と取付け口を備えたフレームと、前記フレームの内部に保持され、前記フレームの前記入射口を介して入射した第１レーザ光を前記出射口へ進行する第２レーザ光と前記取付け口へ進行する第３レーザ光とに分岐するビームスプリッタと、前記取付け口に取り付けられたビームダンパとを含むビームダンプモジュールと、
    前記ビームダンプモジュールの前記出射口と接続可能に構成された終端モジュールと、
    を備えたビームダンプ装置。
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