WO2017006418A1 - 増幅器、及びレーザシステム - Google Patents

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amplifier
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seed light
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陽一 佐々木
紳二 伊藤
裕紀 五十嵐
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ギガフォトン株式会社
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    • 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
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    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2383Parallel arrangements
    • H01S3/2391Parallel arrangements emitting at different wavelengths

Definitions

  • the present disclosure relates to an amplifier that amplifies laser light and a laser system including such an amplifier.
  • semiconductor exposure apparatuses are simply referred to as “exposure apparatuses”). For this reason, the wavelength of light output from the light source for exposure is being shortened.
  • a gas laser device is used instead of a conventional mercury lamp.
  • a gas laser apparatus for exposure a KrF excimer laser apparatus that outputs ultraviolet light with a wavelength of 248 nm and an ArF excimer laser apparatus that outputs ultraviolet light with a wavelength of about 193.4 nm are used.
  • the spectral line width in natural oscillation of KrF and ArF excimer laser devices is as wide as about 350 to 400 pm, the chromatic aberration of laser light (ultraviolet light) projected on the wafer by the projection lens on the exposure device side is generated, resulting in high resolution. descend. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser light output from the gas laser device until the chromatic aberration becomes negligible.
  • the spectral line width is also called the spectral width.
  • a narrow band module (Line Narrow) Module) having a narrow band element is provided in the laser resonator of the gas laser device, and the narrow band of the spectral width is realized by this narrow band module.
  • the band narrowing element may be an etalon, a grating, or the like.
  • Such a laser device having a narrowed spectral width is called a narrow-band laser device.
  • An amplifier includes a pair of discharge electrodes opposed to each other in a first direction, a laser excitation medium, an incident window through which seed light is incident, and an amplified laser beam in a second direction intersecting the first direction.
  • a gap of zero or more is provided between the projection image of the reflection region of the first mirror in the second direction and the projection image of the reflection region of the second mirror in the second direction. May be.
  • a laser system includes an oscillator that outputs seed light and an amplifier that is disposed on an optical path of the seed light, the amplifier including a pair of discharge electrodes that face each other in a first direction, and a laser excitation medium. And a chamber including an incident window through which the seed light is incident and an emission window that emits the amplified laser light in a second direction that intersects the first direction, each of which includes a reflection region and intersects the first direction.
  • a first mirror and a second mirror that face each other with a pair of discharge electrodes sandwiched in the third direction, and a projection image in the second direction of the reflection region of the first mirror and the second mirror
  • a gap of zero or more may be provided between the reflection region of the mirror and the projected image in the second direction.
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional configuration example of a laser system including an amplifier according to a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows a configuration example when the amplifier shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 3 schematically shows the light reflection effect of the cylindrical convex mirror in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 4 schematically shows the light reflecting action by the cylindrical concave mirror in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 5 schematically shows an A1-A1 ′ arrow view of the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 6 schematically shows the configuration of the amplifier in FIG. 1 together with the optical path of self-oscillation light generated in the amplifier.
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional configuration example of a laser system including an amplifier according to a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows a configuration example when the amplifier shown in FIG. 1 is viewed from above.
  • FIG. 3 schematically shows the light reflection effect of the cylindrical convex mirror in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 7 schematically shows an example of the spectral distribution of the laser light output from the amplifier in FIG.
  • FIG. 8 schematically shows an example of the temporal pulse width of the seed light incident on the amplifier in FIG.
  • FIG. 9 schematically shows a configuration example of an amplifier as a main part of the laser system according to the first embodiment.
  • FIG. 10 schematically shows a B1-B1 ′ arrow view of the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 11 schematically shows the relationship between the gap and the self-oscillation output in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 12 schematically shows a configuration example of an amplifier according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 13 schematically shows a configuration example of a laser system including an amplifier according to the second embodiment.
  • FIG. 14 schematically shows an example of the attitude of the cylindrical convex mirror and the gap adjustment mechanism in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 15 schematically shows an example of an attitude and gap adjustment mechanism of the cylindrical concave mirror in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of a control flow by the control unit in the laser system shown in FIG.
  • FIG. 17 schematically shows a configuration example of a laser system including an amplifier according to the third embodiment.
  • FIG. 18 schematically shows an example of a mechanism for adjusting the attitude of the cylindrical convex mirror in the amplifier shown in FIG.
  • FIG. 19 schematically illustrates an example of the attitudes of the first and second cylindrical concave mirrors and the adjustment mechanism of the gaps D1 and D2 in the amplifier illustrated in FIG. FIG.
  • FIG. 20 schematically shows a C1-C1 ′ arrow view of the amplifier in FIG.
  • FIG. 21 schematically shows a specific configuration example of the solid-state laser device together with a configuration example of the exposure apparatus laser device.
  • FIG. 22 shows an example of the hardware environment of the control unit.
  • the present disclosure relates to, for example, an amplifier that amplifies laser light and a laser system including such an amplifier.
  • a laser apparatus for an exposure apparatus there may be a configuration including an MO (master oscillator) and a PO (power oscillator).
  • MO master oscillator
  • PO power oscillator
  • a laser using an excimer laser gas as a laser medium can be used for MO and PO.
  • MO master oscillator
  • PO power oscillator
  • the MO is a solid-state laser apparatus that outputs an ultraviolet pulse laser beam that combines a nonlinear crystal and a solid-state laser.
  • the structural example of the laser system applicable as a laser apparatus for exposure apparatuses containing such a solid-state laser apparatus is demonstrated.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration example of a laser system including an amplifier 2 of a comparative example with respect to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 schematically shows a configuration example when the amplifier 2 shown in FIG. 1 is viewed from the upper surface direction.
  • the laser system may include a solid-state laser device 10 as an oscillator, high reflection mirrors 98 and 99, and an amplifier 2.
  • the solid-state laser device 10 may be a laser device that emits pulsed laser light having a wavelength of about 193.4 nm as seed light L10.
  • the high reflection mirrors 98 and 99 are optical elements arranged on the optical path of the seed light L10 between the solid-state laser device 10 and the amplifier 2 so that the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 enters the amplifier 2. It may be an element.
  • the amplifier 2 may include a chamber 35, a cylindrical convex mirror 36 as a first mirror, and a cylindrical concave mirror 37 as a second mirror.
  • a chamber 35 for example, an ArF laser gas containing Ar gas as a rare gas, F 2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas may be contained as a laser excitation medium.
  • a pair of discharge electrodes 38 a and 38 b may be disposed in the chamber 35 so as to face each other in the first direction with the discharge space 50 interposed therebetween.
  • the first direction may be a direction substantially parallel to the V-axis direction shown in FIG.
  • the V-axis direction may be a direction substantially parallel to the vertical direction of the paper surface in FIG.
  • the chamber 35 may include a window 39a and a window 39b.
  • the window 39b may be an incident window through which the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 through the high reflection mirrors 98 and 99 first enters.
  • the window 39a may be an emission window that finally emits the amplified laser light L20 of the seed light L10 from the chamber 35.
  • the amplified laser beam L20 may be emitted from the window 39a in a second direction that intersects the first direction.
  • the second direction that is the emission direction of the amplified laser beam L20 may be a direction that is substantially orthogonal to the V-axis direction illustrated in FIG. 1 and substantially parallel to the Z-axis direction.
  • the Z-axis direction may be a direction substantially parallel to the horizontal direction of the paper surface in FIG.
  • the window 39a and the window 39b may be disposed so as to be inclined with respect to the discharge surface formed by the pair of discharge electrodes 38a and 38b.
  • the discharge surface may be a plane including the V axis and the Z axis shown in FIG.
  • the plane including the V axis and the Z axis may be a plane substantially parallel to the paper surface in FIG.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 are disposed so as to face each other with a pair of discharge electrodes 38a and 38b interposed therebetween in a third direction intersecting the V-axis direction that is the first direction. Also good.
  • the cylindrical convex mirror 36 may include a convex reflection surface 51 as a reflection region.
  • the cylindrical concave mirror 37 may include a concave reflection surface 52 as a reflection region.
  • the convex reflection surface 51 of the cylindrical convex mirror 36 may be coated with a highly reflective film that highly reflects light having a wavelength of about 193.4 nm.
  • the concave reflection surface 52 of the cylindrical concave mirror 37 may be coated with a highly reflective film that highly reflects light having a wavelength of about 193.4 nm.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 may be arranged so that the seed light L10 is passed through the discharge space 50 in three passes.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 may be arranged to be unstable resonators.
  • a beam expander may be configured by the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37.
  • the beam expander may be configured so that the beam expanding direction and the discharge direction between the pair of discharge electrodes 38a and 38b substantially coincide.
  • the amplifier 2 may be configured to amplify and oscillate in the discharge space 50 while expanding the beam of the seed light L10 in the discharge direction.
  • the seed light L10 having a wavelength of about 193.4 nm emitted from the solid-state laser device 10 passes below the lower end portion of the cylindrical concave mirror 37 of the amplifier 2 via the high reflection mirrors 98 and 99, and is a pair. Can enter the discharge space 50 so as to proceed in parallel with the longitudinal axis of the discharge electrodes 38a, 38b.
  • the seed light L10 can be amplified by traveling in the discharge space 50 in parallel with the longitudinal axis of the pair of discharge electrodes 38a and 38b, and can then be incident on the cylindrical convex mirror 36.
  • FIG. 3 schematically shows the light reflecting action of the cylindrical convex mirror 36.
  • the seed light L10 highly reflected by the cylindrical convex mirror 36 is further amplified by passing through the discharge space 50 while expanding the beam as reflected light L11 as shown in FIG. 1 and FIG.
  • the light can enter the concave mirror 37.
  • FIG. 4 schematically shows the light reflecting action by the cylindrical concave mirror 37.
  • the reflected light L11 incident on the cylindrical concave mirror 37 can be further highly reflected by the cylindrical concave mirror 37.
  • the reflected light L12 from the cylindrical concave mirror 37 is collimated by the cylindrical concave mirror 37 with respect to the longitudinal axis of the pair of discharge electrodes 38a and 38b as shown in FIGS. And can be further amplified.
  • Most of the reflected light L12 of the collimated seed light L10 can pass above the upper end portion of the cylindrical convex mirror 36 and enter the exposure apparatus 4 as amplified laser light L20.
  • a part of the reflected light L12 of the seed light L10 is incident and reflected below the upper end portion of the cylindrical convex mirror 36, and is again amplified by three passes, so that amplified oscillation can occur.
  • FIG. 5 schematically shows an A1-A1 ′ arrow view of the amplifier 2 shown in FIG.
  • FIG. 6 schematically shows the configuration of the amplifier 2 together with the optical path of the self-oscillation light generated in the amplifier 2.
  • FIG. 5 may illustrate a configuration example in a state where the amplifier 2 is viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20, which is the second direction.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 have a negative gap between the upper end portion 51A of the convex reflection surface 51 and the lower end portion 52A of the concave reflection surface 52 when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20. It may be arranged so as to have a state having D ( ⁇ ).
  • the state having the negative gap D ( ⁇ ) in the configuration example of FIG. 5 means that the convex reflection surface 51 and the concave reflection surface 52 are seen from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20. It may be a state having overlapping portions.
  • D ( ⁇ ) in the configuration example of FIG. 5
  • the upper end portion 51 ⁇ / b> A of the convex reflection surface 51 is located above the lower end portion 52 ⁇ / b> A of the concave reflection surface 52 when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L ⁇ b> 20.
  • the convex reflecting surface 51 and the concave reflecting surface 52 may partially overlap each other.
  • the projection image of the convex reflection surface 51 and the projection image of the concave reflection surface 52 in the emission direction of the amplified laser beam L20 may partially overlap.
  • the projected image is obtained by reflecting images of the reflection region of the first mirror and the reflection region of the second mirror on a predetermined surface orthogonal to the emission direction of the amplified laser beam L20, respectively.
  • : 1 can be defined as a normal image formed by transfer image formation.
  • the projected image is formed by transferring the images of the convex reflection surface 51 and the concave reflection surface 52 onto a predetermined surface indicated by the arrow A1-A1 ′ at 1: 1, respectively. It can be defined as a normal image.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 are arranged at a mirror interval L in a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20, and arranged so as to have the above-described negative gap D ( ⁇ ). If so, there may be the following problems.
  • the overlapping portion can form an optical resonator.
  • the amplifier 2 can emit laser light including the amplified laser light L20 obtained by amplifying the seed light L10 and the self-excited oscillation light L21 amplified by self-excited oscillation. .
  • the self-excited oscillation light L ⁇ b> 21 can be generated even when the seed light L ⁇ b> 10 is not incident on the amplifier 2.
  • FIG. 7 schematically shows an example of the spectral distribution of the laser beam output from the amplifier 2.
  • the horizontal axis may be the wavelength
  • the vertical axis may be the light intensity.
  • the spectral waveform of the laser light emitted from the amplifier 2 is a spectral waveform including the amplified laser light L20 obtained by amplifying the seed light L10 and the self-excited oscillation light L21 amplified by self-excited oscillation. Can be.
  • the spectrum waveform of the self-excited oscillation light L21 has a very wide spectrum width compared to the amplified laser light L20 of the seed light L10, and can take a width of 350 pm, for example, at the full width at half maximum.
  • the spectral region of the self-excited oscillation light L21 amplified by self-excited oscillation includes the spectral region of the amplified laser light L20 of the seed light L10. For this reason, chromatic aberration may occur in the projection optical system in the exposure apparatus 4, and the exposure performance and the light collection performance may deteriorate.
  • FIG. 8 schematically shows an example of the temporal pulse width Td of the seed light L10 incident on the amplifier 2.
  • the horizontal axis may be time, and the vertical axis may be light intensity.
  • 2L / c shown in FIG. 8 may be the time required for the seed light L10 to reciprocate between the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37.
  • the pulse length Td ⁇ c corresponding to the temporal pulse width Td of the seed light L10 is unstable due to the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37. It can be shorter than the optical path length 2L of the resonator.
  • FIG. 9 schematically shows a configuration example of the amplifier 2A as a main part of the laser system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 schematically shows a B1-B1 ′ arrow view of the amplifier 2A shown in FIG. Note that FIG. 10 may show a configuration example in a state where the amplifier 2A is viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20, which is the second direction.
  • the laser system according to the present embodiment may include an amplifier 2A shown in FIG. 9 instead of the amplifier 2 of the comparative example shown in FIG.
  • the amplifier 2A may be configured to receive the seed light L10 from the solid-state laser device 10.
  • the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 may be pulsed laser light that satisfies the condition of c ⁇ Td ⁇ 2L.
  • the amplifier 2A may be configured such that the arrangement of the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 is different from the configuration of the amplifier 2 of the comparative example.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 may be arranged such that self-excited oscillation is suppressed.
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 have an upper end 51A of the convex reflective surface 51 and a lower end 52A of the concave reflective surface 52 when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20. And may have a gap D of 0 or more.
  • the zero or more gap D may be zero or a positive gap D.
  • the state having the gap D of 0 means that the upper end portion 51A of the convex reflection surface 51 and the lower end portion 52A of the concave reflection surface 52 are in contact with each other when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20. It may be a state of being.
  • the state having the positive gap D is a state in which the convex reflection surface 51 and the concave reflection surface 52 are separated without overlapping when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20.
  • the upper end portion 51 ⁇ / b> A of the convex reflection surface 51 is positioned below the lower end portion 52 ⁇ / b> A of the concave reflection surface 52 when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L ⁇ b> 20.
  • the convex reflection surface 51 and the concave reflection surface 52 can be separated without overlapping.
  • the amplifier 2A has a configuration in which a gap D of 0 or more is provided between the projection image of the convex reflection surface 51 and the projection image of the concave reflection surface 52 in the emission direction of the amplified laser beam L20. It may be.
  • the amplifier 2A since the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 are arranged so as to suppress self-excited oscillation, generation of the self-excited oscillation light L21 can be suppressed as compared with the comparative example. Thereby, the amplifier 2A can function mainly as an amplifier for the seed light L10.
  • FIG. 11 is a graph schematically showing the relationship between the gap D and the self-excited oscillation output in the amplifier 2A shown in FIG.
  • the horizontal axis may be the value of the gap D (mm)
  • the vertical axis may be the value of the self-excited oscillation output (W).
  • the graph of FIG. 11 may be obtained under the following conditions.
  • Mirror interval L between the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 1000 mm
  • Temporal pulse width Td of seed light L10 4 ns (full width at half maximum)
  • Pulse energy of seed light L10 16 ⁇ J
  • Beam expansion ratio is 3 to 8 times.
  • ⁇ Distance between a pair of discharge electrodes 38a and 38b 16 mm.
  • ⁇ Repeated frequency of discharge of seed light L10 and amplifier 2A 6 kHz
  • the presumed cause of the occurrence of self-excited oscillation is that the edge on the discharge space 50 side of the cylindrical convex mirror 36 corresponding to the upper end 51A of the convex reflective surface 51 and the concave reflective surface It is considered that self-excited oscillation is caused by light scattering from the edge portion on the discharge space 50 side of the cylindrical concave mirror 37 corresponding to the lower end portion 52A of 52. Therefore, the self-excited oscillation can be further suppressed by setting the gap D to +1 mm or more.
  • the gap D preferably satisfies the following conditions with respect to the mirror interval L between the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 and the electrode interval between the pair of discharge electrodes 38a and 38b. That is, the gap D may be smaller than the electrode interval between the pair of discharge electrodes 38a and 38b.
  • the gap D may be L / 1000 (mm) or more. Electrode spacing> D ⁇ L / 1000 (mm)
  • the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 are arranged so that the gap D is 0 or more, so that self-excited oscillation in the amplifier 2A can be suppressed.
  • the amplifier 2A a laser beam having a spectrum with high spectral purity can be amplified.
  • the deterioration of the exposure performance and light collection performance of the exposure apparatus 4 can be suppressed.
  • FIG. 12 schematically shows a configuration example of an amplifier 2B according to a modification of the first embodiment.
  • the amplifier 2B according to the present modification is configured by replacing the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 in the amplifier 2A with a first plane mirror 61 as a first mirror and a second mirror as a second mirror.
  • a plane mirror 62 may be included.
  • the first plane mirror 61 and the second plane mirror 62 are opposed to each other so as to sandwich the pair of discharge electrodes 38a and 38b in the third direction intersecting the V-axis direction that is the first direction. It may be arranged.
  • the first plane mirror 61 may include a first plane reflection surface 63 as a reflection region.
  • the second plane mirror 62 may include a second plane reflection surface 64 as a reflection region.
  • the first planar reflection surface 63 and the second planar reflection surface 64 may be coated with a highly reflective film that highly reflects light having a wavelength of about 193.4 nm.
  • the first plane mirror 61 and the second plane mirror 62 may be arranged so that the seed light L10 passes through the discharge space 50 in three passes.
  • the first plane mirror 61 and the second plane mirror 62 may be arranged so as not to constitute an optical resonator.
  • the first plane mirror 61 and the second plane mirror 62 may be arranged so as to suppress self-excited oscillation.
  • the first flat mirror 61 and the second flat mirror 62 are arranged so that the upper end portion 63A of the first flat reflecting surface 63 and the second flat mirror 62 and the second flat mirror 62, when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20. It may be arranged so that the lower end portion 64 ⁇ / b> A of the two plane reflecting surfaces 64 has a gap D of 0 or more.
  • the zero or more gap D may be zero or a positive gap D.
  • the state having the gap D of 0 means that the upper end portion 63A of the first planar reflecting surface 63 and the second planar reflecting surface 64 are viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20. It may be in a state where the lower end portion 64A is in contact. Further, the state having the positive gap D is separated from the first planar reflection surface 63 and the second planar reflection surface 64 when they are viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20. It may be a state of being.
  • the upper end portion 63A of the first planar reflection surface 63 is located below the lower end portion 64A of the second planar reflection surface 64,
  • the first planar reflecting surface 63 and the second planar reflecting surface 64 can be separated without overlapping.
  • the amplifier 2B has a gap D of 0 or more between the projection image of the first plane reflection surface 63 and the projection image of the second plane reflection surface 64 in the emission direction of the amplified laser beam L20. It may be provided.
  • FIG. 13 schematically illustrates a configuration example of a laser system including an amplifier 2C according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the laser system according to the present embodiment may include an amplifier 2C instead of the amplifier 2A in the first embodiment shown in FIG.
  • the laser system according to the present embodiment may include the control unit 7, the solid-state laser device 10, the high reflection mirrors 98 and 99, and the pulse energy monitor 90.
  • the solid-state laser device 10 may be electrically connected to the control unit 7, and the control unit 7 may control the oscillation timing of the seed light L10.
  • the high reflection mirror 98 may be housed in the mirror holder 111.
  • the mirror holder 111 may be connected to an actuator 112 that controls the attitude angle of the high reflection mirror 98 in two orthogonal directions.
  • the high reflection mirror 99 may be housed in the mirror holder 113.
  • the mirror holder 113 may be connected to an actuator 114 that controls the attitude angle of the high reflection mirror 99 in two orthogonal directions.
  • the actuators 112 and 114 may be electrically connected to the control unit 7, and the attitude angles of the high reflection mirrors 98 and 99 may be controlled by the control unit 7.
  • the amplifier 2C may further include adjustment mechanisms 70 and 80 and a pulse power supply 34 in addition to the same components as the amplifier 2A according to the first embodiment.
  • the pulse power supply 34 and the adjustment mechanisms 70 and 80 may be electrically connected to the control unit 7.
  • the pulse power supply 34 may be a power supply that supplies power for discharging the pair of discharge electrodes 38a and 38b.
  • the timing of power supply by the pulse power supply 34 and the discharge timing by the pair of discharge electrodes 38 a and 38 b may be controlled by the control unit 7.
  • FIG. 14 schematically shows an example of the adjusting mechanism 70.
  • the adjustment mechanism 70 may be a mechanism that adjusts the posture and the gap D of the cylindrical convex mirror 36.
  • the adjustment mechanism 70 may include an actuator 72 and a convex mirror driving device 71 connected to the actuator 72.
  • the cylindrical convex mirror 36 may be housed in the convex mirror driving device 71.
  • the adjusting mechanism 70 may be one that can rotate with the attitude of the cylindrical convex mirror 36 about the V axis, the H axis, and the Z axis as rotation axes.
  • the adjustment mechanism 70 may be capable of adjusting the gap D by moving the position of the convex mirror 36 in the V-axis direction.
  • FIG. 15 schematically shows an example of the adjustment mechanism 80.
  • the adjustment mechanism 80 may be a mechanism that adjusts the posture and the gap D of the cylindrical concave mirror 37.
  • the adjusting mechanism 80 may include an actuator 82 and a concave mirror driving device 81 connected to the actuator 82.
  • the cylindrical concave mirror 37 may be housed in the concave mirror driving device 81.
  • the adjustment mechanism 80 may be one that can rotate with the cylindrical concave mirror 37 positioned about the V axis, the H axis, and the Z axis as rotation axes. Further, the adjusting mechanism 80 may be capable of adjusting the gap D by moving the position of the cylindrical concave mirror 37 in the V-axis direction.
  • the pulse energy monitor 90 may include a beam splitter 91, a condensing optical system 92, and a pulse energy sensor 93.
  • the pulse energy monitor 90 may be a monitor that detects the pulse energy of the amplified laser light L20 emitted from the amplifier 2C.
  • the beam splitter 91 may be disposed on the optical path of the amplified laser light L20 and may be disposed so as to emit a part of the amplified laser light L20 toward the condensing optical system 92.
  • the condensing optical system 92 may condense a part of the amplified laser beam L ⁇ b> 20 branched by the beam splitter 91 and make it incident on the sensor surface of the pulse energy sensor 93.
  • the pulse energy sensor 93 may detect the pulse energy of the amplified laser beam L20.
  • the pulse energy sensor 93 may be electrically connected to the control unit 7 and output a signal indicating the detection result to the control unit 7.
  • the control unit 7 may be configured to control the size of the gap D by the adjusting mechanisms 70 and 80 based on the pulse energy detected by the pulse energy sensor 93. Further, the control unit 7 may control the actuators 112 and 114 based on the pulse energy to control the attitude angle of the high reflection mirrors 98 and 99. Moreover, the control part 7 may control the adjustment mechanisms 70 and 80 based on pulse energy, and may control the attitude
  • the control unit 7 may input a trigger signal instructing laser oscillation to the solid-state laser device 10 and emit a pulsed laser beam having a wavelength of about 193.4 nm as the seed light L10.
  • the control unit 7 may control the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37 to the initial positions by the adjusting mechanisms 70 and 80 (step S101).
  • the control unit 7 may perform adjustment by the adjustment mechanisms 70 and 80 so that the gap D becomes an adjustment value (step S103).
  • control unit 7 adjusts the attitude angles of the high reflection mirrors 98 and 99 by the actuators 112 and 114 so that the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 coincides with a predetermined incident optical path axis of the amplifier 2C. You may do (step S104).
  • the control unit 7 may adjust the attitude angle of the cylindrical convex mirror 36 by the adjustment mechanism 70 so that the seed light L10 is reflected toward a predetermined position of the cylindrical concave mirror 37 (step S105).
  • control unit 7 may adjust the attitude angle of the cylindrical concave mirror 37 by the adjustment mechanism 80 so that the seed light L10 coincides with a predetermined outgoing optical path axis (step S106).
  • the control unit 7 may perform control such that the amplifier 2C is discharged without injection of the seed light L10 (step S107). That is, the control unit 7 may stop the output of the seed light L10 from the solid-state laser device 10, and may charge the pulse power supply 34 of the amplifier 2C and discharge the amplifier 2C.
  • the pulse energy sensor 93 may output an electrical signal corresponding to the amount of incident light to the control unit 7 as a detection signal for calculating pulse energy.
  • the control unit 7 may convert the detection signal into pulse energy by a predetermined conversion formula and measure the pulse energy Ps of self-excited oscillation (step S108).
  • the control unit 7 may store the measurement result of the self-excited oscillation pulse energy Ps.
  • control unit 7 may perform control such that the amplifier 2C is discharged in synchronization with the injection of the seed light L10 (step S109). That is, the control unit 7 outputs a trigger signal instructing laser oscillation to the solid-state laser device 10, emits the seed light L10, and discharges in synchronization with the seed light L10 entering the discharge space 50 of the amplifier 2C. In addition, a discharge signal may be transmitted to the pulse power supply 34. As a result, the seed light L ⁇ b> 10 can be amplified while expanding the beam in the discharge space 50 by the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37.
  • the seed light L10 amplified by the amplifier 2C is emitted from the amplifier 2C as the amplified laser light L20, and a part of the light can enter the pulse energy monitor 90.
  • a part of the amplified laser beam L ⁇ b> 20 can be condensed by the condensing optical system 92 and can enter the pulse energy sensor 93.
  • the pulse energy sensor 93 may output an electrical signal corresponding to the amount of incident light to the control unit 7 as a detection signal for calculating pulse energy.
  • the control unit 7 may convert the detection signal into pulse energy by a predetermined conversion formula and measure the pulse energy Pa of the amplified laser light L20 (step S110).
  • the control unit 7 may store the measurement result of the pulse energy Pa of the amplified laser beam L20.
  • control unit 7 may calculate the value of Ps / Pa based on the value of the pulse energy Ps of self-oscillation and the value of the pulse energy Pa of the amplified laser light L20.
  • control unit 7 may determine whether or not the condition of Ps / Pa ⁇ R is satisfied, that is, whether or not the value of Ps / Pa is smaller than a predetermined value R (step S111).
  • the predetermined value R may be 0.001, for example.
  • ⁇ D may be a positive value.
  • the control unit 7 may return to the process of step S103 and perform adjustment by the adjustment mechanisms 70 and 80 so that the gap D changes by ⁇ D.
  • the control unit 7 may repeat the processes of steps S103 to S112 until the value of Ps / Pa becomes smaller than the predetermined value R.
  • step S111; Y the control unit 7 may end the process.
  • the gap D can be automatically adjusted. Further, by monitoring the pulse energy of the light emitted from the amplifier 2C, the pulse energy Ps of self-excited oscillation and the pulse energy Pa of the amplified laser light L20 of the seed light L10 can be measured. Then, by measuring the value of Ps / Pa indicating the rate of self-excited oscillation while automatically adjusting the gap D, the value of the gap D in which the value of Ps / Pa is smaller than the predetermined value R is determined. obtain.
  • FIG. 17 schematically illustrates a configuration example of a laser system including an amplifier 2D according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 schematically shows a C1-C1 ′ arrow view of the amplifier 2D shown in FIG.
  • FIG. 20 may show a configuration example in a state where the amplifier 2D is viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20, which is the second direction.
  • the laser system according to this embodiment may include an amplifier 2D instead of the amplifier 2C in the second embodiment shown in FIG.
  • the amplifier 2D may include a cylindrical convex mirror 136 as a first mirror instead of the cylindrical convex mirror 36 in the amplifier 2C.
  • the amplifier 2D may include a plurality of mirror elements each including a reflection region as a second mirror instead of the cylindrical concave mirror 37 in the amplifier 2C.
  • the plurality of mirror elements may include a first cylindrical concave mirror 137 and a second cylindrical concave mirror 138.
  • the cylindrical convex mirror 136 and the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 sandwich a pair of discharge electrodes 38a and 38b in a third direction that intersects the V-axis direction that is the first direction. You may arrange
  • the cylindrical convex mirror 136 may include a convex reflective surface 151 as a reflective region.
  • the first cylindrical concave mirror 137 may include the first concave reflective surface 152 as a reflective region.
  • the second cylindrical concave mirror 138 may include a second concave reflective surface 153 as a reflective region.
  • Each of the convex reflection surface 151 and the first and second concave reflection surfaces 152 and 153 may be coated with a high reflection film that highly reflects light having a wavelength of about 193.4 nm.
  • the cylindrical convex mirror 136 may be arranged so that the focal axis is located at the approximate center of the amplified laser beam L20.
  • the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 may have a configuration in which one cylindrical concave mirror is divided and disposed at the central portion of the bus.
  • the cylindrical convex mirror 136 and the first cylindrical concave mirror 137 may be arranged so that the seed light L ⁇ b> 10 passes through the upper half space in the discharge space 50 in three passes.
  • cylindrical convex mirror 136 and the second cylindrical concave mirror 138 may be arranged so that the seed light L ⁇ b> 10 is passed three times in a substantially lower half space in the discharge space 50. Further, the cylindrical convex mirror 136 and the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 may be arranged so as not to constitute an optical resonator.
  • the cylindrical convex mirror 136 and the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 may be arranged to suppress self-oscillation.
  • the cylindrical convex mirror 136 and the first cylindrical concave mirror 137 have an upper end of the convex reflection surface 151 when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20.
  • the portion 151 ⁇ / b> A and the lower end portion 152 ⁇ / b> A of the first concave reflecting surface 152 may be arranged so as to have a zero or more first gap D ⁇ b> 1.
  • the cylindrical convex mirror 136 and the second cylindrical concave mirror 138 have a lower end portion 151B of the convex reflective surface 151 and a second concave reflective surface 153 when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser beam L20. You may arrange
  • Zero or more first and second gaps D1, D2 may be zero or positive gaps.
  • the state where the first gap D1 is 0 means that the upper end portion 151A of the convex reflecting surface 151 and the first concave reflecting surface 152 are viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20. It may be in a state where the lower end 152A is in contact.
  • the state in which the second gap D2 is 0 means that the lower end portion 151B of the convex reflection surface 151 and the upper end of the second concave reflection surface 153 are viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20.
  • the state may be in contact with the portion 153A.
  • the state in which the first and second gaps D1 and D2 are positive means that the convex reflection surface 151 and the first and second concave reflections are seen when viewed from a direction parallel to the emission direction of the amplified laser light L20.
  • the surface 152,153 may be in a state of being separated without overlapping.
  • the upper end portion 151A of the convex reflection surface 151 is positioned below the lower end portion 152A of the first concave reflection surface 152, thereby causing the convex reflection surface.
  • 151 and the first concave reflecting surface 152 can be separated without overlapping.
  • the lower end 151B of the convex reflection surface 151 is located above the upper end 153A of the second concave reflection surface 153, thereby causing convex reflection.
  • the surface 151 and the second concave reflecting surface 153 can be separated without overlapping.
  • the amplifier 2D has zero or more first projection images between the projection image of the convex reflection surface 151 and the projection images of the first and second concave reflection surfaces 152 and 153 in the emission direction of the amplified laser beam L20.
  • the first and second gaps D1 and D2 may be provided.
  • the amplifier 2D may include adjustment mechanisms 170 and 180 instead of the adjustment mechanisms 70 and 80 in the amplifier 2C.
  • the adjustment mechanisms 170 and 180 may be electrically connected to the control unit 7.
  • FIG. 18 schematically shows an example of the adjustment mechanism 170.
  • the adjustment mechanism 170 may be a mechanism that adjusts the attitude of the cylindrical convex mirror 136.
  • the adjustment mechanism 170 may include an actuator 172 and a convex mirror driving device 171 connected to the actuator 172.
  • the cylindrical convex mirror 136 may be housed in the convex mirror driving device 171.
  • the adjustment mechanism 170 may be one that can rotate with the attitude of the cylindrical convex mirror 136 as the rotation axes of the V axis, the H axis, and the Z axis.
  • the adjustment mechanism 170 may be able to move the position of the cylindrical convex mirror 136 in the V-axis direction.
  • FIG. 19 schematically shows an example of the adjustment mechanism 180.
  • the adjustment mechanism 180 may be a mechanism that adjusts the postures of the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 and the first and second gaps D1 and D2.
  • the adjusting mechanism 180 may include an actuator 182 and a concave mirror driving device 181 connected to the actuator 182.
  • the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 may be housed in the concave mirror driving device 181.
  • the adjustment mechanism 180 can rotate the postures of the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 around the V axis, the H axis, and the Z axis, respectively.
  • the adjusting mechanism 180 can independently adjust the first and second gaps D1 and D2 by moving the positions of the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 independently in the V-axis direction. It may be.
  • the pulse energy sensor 93 may be electrically connected to the control unit 7 and output a signal indicating the detection result to the control unit 7.
  • the controller 7 may be configured to independently control the sizes of the first and second gaps D1 and D2 by the adjusting mechanism 180 based on the pulse energy detected by the pulse energy sensor 93. . Further, the control unit 7 may control the actuators 112 and 114 based on the pulse energy to control the attitude angle of the high reflection mirrors 98 and 99. Further, the control unit 7 controls the adjustment mechanisms 170 and 180 based on the pulse energy so as to independently control the postures of the cylindrical convex mirror 136 and the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138, respectively. It may be.
  • the seed light L10 having a wavelength of about 193.4 nm emitted from the solid-state laser device 10 passes between the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 via the high reflection mirrors 98 and 99, and a pair of Can enter the discharge space 50 so as to proceed in parallel with the longitudinal axis of the discharge electrodes 38a, 38b.
  • the seed light L10 can be amplified by traveling in the discharge space 50 in parallel with the longitudinal axis of the pair of discharge electrodes 38a and 38b, and can then be incident on the cylindrical convex mirror 136.
  • the seed light L10 that is highly reflected by the cylindrical convex mirror 136 is reflected as a reflected light L11 as shown in FIGS. 17 and 18 while expanding the beam in each of the substantially upper half and the substantially lower half.
  • it can be further amplified and then incident on the first and second cylindrical concave mirrors 137, 138.
  • the reflected light L11 incident on the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 can be further highly reflected by the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138.
  • Reflected light L12 from the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 is caused by the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 to form a pair of discharge electrodes 38a and 38b as shown in FIGS.
  • the collimated reflected light L12 of the seed light L10 passes through the cylindrical convex mirror 136 above the upper end portion 151A and below the lower end portion 152A, and enters the exposure apparatus 4 as amplified laser light L20. obtain.
  • the first and second gaps D1 and D2 can be adjusted independently by adjusting the positions of the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138 in the V-axis direction by the adjusting mechanism 180, respectively.
  • the position of the cylindrical convex mirror 136 may also be controlled to move in the V-axis direction by the adjusting mechanism 170.
  • the seed light L10 is spread on both sides in the V-axis direction by the cylindrical convex mirror 136, and then reflected and amplified by the first and second cylindrical concave mirrors 137 and 138. Self-excited oscillation can be suppressed.
  • FIG. 21 schematically shows a specific configuration example of the solid-state laser device 10 together with a configuration example of the laser device 1 for exposure apparatus.
  • the exposure apparatus laser apparatus 1 any one of the laser systems in the first to third embodiments can be applied.
  • the exposure apparatus laser apparatus 1 may include a solid-state laser apparatus 10, a control unit 7, and high reflection mirrors 98 and 99.
  • the control unit 7 may include a laser control unit 3 and a synchronization control unit 6.
  • the exposure apparatus laser apparatus 1 may include any one of amplifiers 2A, 2B, 2C, and 2D. Hereinafter, a case where the amplifier 2C of FIG. 13 is provided will be described as an example.
  • the solid-state laser device 10 may include a first solid-state laser device 11, a second solid-state laser device 12, a synchronous circuit unit 13, a high reflection mirror 16, a dichroic mirror 17, and a wavelength conversion system 15. .
  • the first solid-state laser device 11 may be configured to emit the first pulsed laser light L1 having the first wavelength toward the wavelength conversion system 15 via the dichroic mirror 17.
  • the first wavelength may be about 257.5 nm.
  • the first solid-state laser device 11 may include a first semiconductor laser 20, a semiconductor optical amplifier (SOA) 23, a Yb fiber amplifier system 24, and a Yb: YAG crystal amplifier 25.
  • the first solid-state laser device 11 may include an LBO (LiB 3 O 5 ) crystal 21 and a CLBO (CsLiB 6 O 10 ) crystal 22 which are nonlinear crystals.
  • the first semiconductor laser 20, the semiconductor optical amplifier 23, the Yb fiber amplifier system 24, the Yb: YAG crystal amplifier 25, the LBO crystal 21, and the CLBO crystal 22 may be arranged in this order from upstream to downstream on the optical path. .
  • the first semiconductor laser 20 may be a distributed feedback semiconductor laser that emits seed light having a wavelength of about 1030 nm by CW (continuous wave) oscillation or pulse oscillation.
  • the first semiconductor laser 20 may be a semiconductor laser that is in a single longitudinal mode and that can change the wavelength in the vicinity of a wavelength of about 1030 nm.
  • the semiconductor optical amplifier 23 may be a semiconductor element that converts seed light into pulse laser light having a predetermined pulse width and amplifies it by flowing a pulse current through the semiconductor.
  • the semiconductor optical amplifier 23 may include a current controller that supplies a pulse current to the semiconductor based on an instruction from the synchronization circuit unit 13.
  • the semiconductor optical amplifier 23 may be configured to operate in synchronization with the first semiconductor laser 20 when the first semiconductor laser 20 pulsates.
  • the Yb fiber amplifier system 24 may include a multistage optical fiber amplifier doped with Yb, and a CW pumped semiconductor laser that emits pumping light by CW oscillation and supplies the pumping light to each optical fiber amplifier.
  • the LBO crystal 21 may receive a pulse laser beam having a wavelength of about 1030 nm and emit a pulse laser beam having a wavelength of about 515 nm.
  • the CLBO crystal 22 may receive a pulse laser beam having a wavelength of about 515 nm and emit a pulse laser beam having a wavelength of about 257.5 nm.
  • the second solid-state laser device 12 may be configured to emit the second pulsed laser light L2 having the second wavelength toward the wavelength conversion system 15 via the high reflection mirror 16 and the dichroic mirror 17. .
  • the second wavelength may be about 1554 nm.
  • the second solid-state laser device 12 may include a second semiconductor laser 40, a semiconductor optical amplifier (SOA) 41, and an Er fiber amplifier system 42.
  • the second semiconductor laser 40, the semiconductor optical amplifier 41, and the Er fiber amplifier system 42 may be arranged in this order from upstream to downstream on the optical path.
  • the second semiconductor laser 40 may be a distributed feedback semiconductor laser that emits seed light having a wavelength of about 1554 nm by CW oscillation or pulse oscillation.
  • the second semiconductor laser 40 may be a semiconductor laser that is in a single longitudinal mode and that can change the wavelength in the vicinity of a wavelength of about 1554 nm.
  • the semiconductor optical amplifier 41 may be a semiconductor element that converts seed light into pulse laser light having a predetermined pulse width and amplifies it by flowing a pulse current through the semiconductor.
  • the semiconductor optical amplifier 41 may include a current controller (not shown) that sends a pulse current to the semiconductor based on an instruction from the synchronization circuit unit 13.
  • the semiconductor optical amplifier 41 may be configured to operate in synchronization with the semiconductor laser 40 when the second semiconductor laser 40 oscillates in pulses.
  • the Er fiber amplifier system 42 includes a multi-stage optical fiber amplifier doped with both Er and Yb, and a CW pumped semiconductor laser that emits pumping light by CW oscillation and supplies the pumping light to each optical fiber amplifier. Good.
  • the synchronization circuit unit 13 Based on the trigger signal Tr 1 from the synchronization control unit 6, the synchronization circuit unit 13 sends a predetermined trigger signal to the semiconductor optical amplifier 23 of the first solid-state laser device 11 and the semiconductor optical amplifier 41 of the second solid-state laser device 12. Each may be configured to output.
  • the high reflection mirror 16 may be arranged to highly reflect the second pulse laser beam L2 emitted from the second solid-state laser device 12 and to enter the dichroic mirror 17.
  • the dichroic mirror 17 highly transmits the first pulse laser light L1 having the first wavelength on the substrate that highly transmits the first pulse laser light L1 having the first wavelength, and the second pulse having the second wavelength. It may be coated with a film that highly reflects the pulsed laser light L2.
  • the dichroic mirror 17 may be arranged so that the first pulse laser beam L1 and the second pulse laser beam L2 are incident on the wavelength conversion system 15 in a state where the optical path axes thereof are substantially coincident with each other.
  • the wavelength conversion system 15 receives a first pulse laser beam L1 having a first wavelength and a second pulse laser beam L2 having a second wavelength, and a pulse laser having a wavelength different from the first wavelength and the second wavelength.
  • the light may be configured to be emitted as seed light L10 to the amplifier 2C.
  • the wavelength conversion system 15 may include CLBO crystals 18 and 19, dichroic mirrors 95 and 96, and a high reflection mirror 97.
  • the CLBO crystal 18, the dichroic mirror 95, the CLBO crystal 19, and the dichroic mirror 96 may be arranged in this order from upstream to downstream on the optical path.
  • the first pulsed laser beam L1 having a wavelength of about 257.5 nm and the second pulsed laser beam L2 having a wavelength of about 1554 nm may be incident on the CLBO crystal 18.
  • the CLBO crystal 18 may emit pulsed laser light having a wavelength of about 220.9 nm corresponding to the sum frequency of the wavelength of about 257.5 nm and the wavelength of about 1554 nm.
  • the dichroic mirror 95 may be coated with a film that highly transmits pulse laser light with a wavelength of about 1554 nm and a wavelength of about 220.9 nm and highly reflects the pulse laser light with a wavelength of about 257.5 nm.
  • the CLBO crystal 19 may be incident with pulsed laser light having a wavelength of about 1554 nm and a wavelength of about 220.9 nm that has passed through the dichroic mirror 95.
  • the CLBO crystal 19 may emit a pulse laser beam having a wavelength of about 193.4 nm corresponding to a sum frequency of a wavelength of about 1554 nm and a wavelength of about 220.9 nm as the seed light L10.
  • the dichroic mirror 96 may be coated with a film that highly transmits pulsed laser light with a wavelength of about 1554 nm and a wavelength of about 220.9 nm and highly reflects the pulsed laser light with a wavelength of about 193.4 nm.
  • the high reflection mirror 97 may be arranged so that pulse laser light having a wavelength of about 193.4 nm reflected by the dichroic mirror 96 is emitted from the solid-state laser device 10 as seed light L10.
  • the high reflection mirrors 98 and 99 may be arranged so that the seed light L10 having a wavelength of about 193.4 nm emitted from the solid-state laser device 10 enters the amplifier 2C.
  • the amplifier 2 ⁇ / b> C may be configured to amplify the seed light L ⁇ b> 10 having a wavelength of about 193.4 nm emitted from the solid-state laser device 10 and emit the amplified light L ⁇ b> 20 toward the exposure device 4.
  • the laser controller 3 supplies signal lines (not shown) to the first semiconductor laser 20, the second semiconductor laser 40, the CW pumped semiconductor laser in the Yb fiber amplifier system 24, and the CW pumped semiconductor laser in the Er fiber amplifier system 42. It may be connected via.
  • the synchronization control unit 6 may be supplied with an oscillation trigger signal Tr0 for instructing the generation timing of the pulsed laser light in the solid-state laser device 10 from the exposure device 4 as an external device via the laser control unit 3.
  • the exposure apparatus 4 may include an exposure apparatus control unit 5.
  • the oscillation trigger signal Tr0 may be supplied by the exposure apparatus control unit 5 of the exposure apparatus 4.
  • the synchronization control unit 6 may be configured to generate the trigger signal Tr1 based on the oscillation trigger signal Tr0 and supply the trigger signal Tr1 to the synchronization circuit unit 13.
  • the synchronization control unit 6 may be configured to generate the trigger signal Tr2 based on the oscillation trigger signal Tr0 and supply the trigger signal Tr2 to the amplifier 2C.
  • the laser controller 3 may cause the first and second semiconductor lasers 20 and 40 to perform CW oscillation or pulse oscillation based on the oscillation trigger signal Tr0. Further, the laser control unit 3 may cause the CW pumped semiconductor laser in the Yb fiber amplifier system 24 and the CW pumped semiconductor laser in the Er fiber amplifier system 42 to perform CW oscillation based on the oscillation trigger signal Tr0.
  • the synchronization controller 6 When the synchronization controller 6 receives the oscillation trigger signal Tr0 from the exposure apparatus controller 5 via the laser controller 3, the synchronization controller 6 delays the oscillation trigger signal Tr0 and the trigger signal Tr1, and the oscillation trigger signal Tr0 and the trigger. You may control the delay time between signal Tr2. The delay time may be controlled so that the pair of discharge electrodes 38a and 38b of the amplifier 2C discharges in synchronization with the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 entering the amplifier 2C.
  • CW oscillation light or pulse oscillation light having a wavelength of about 1030 nm can be emitted from the first semiconductor laser 20 as seed light.
  • This seed light can be converted into a pulse laser beam having a predetermined pulse width and amplified by the semiconductor optical amplifier 23 based on a predetermined trigger signal from the synchronization circuit unit 13.
  • the pulsed laser light emitted from the semiconductor optical amplifier 23 enters the Yb fiber amplifier system 24 and can be amplified by the Yb fiber amplifier system 24.
  • the pulsed laser light emitted from the Yb fiber amplifier system 24 enters the Yb: YAG crystal amplifier 25 and can be amplified by the Yb: YAG crystal amplifier 25.
  • the pulsed laser light emitted from the Yb: YAG crystal amplifier 25 can enter the LBO crystal 21. Then, the fourth harmonic light having a wavelength of about 257.5 nm can be generated from the pulse laser light by the LBO crystal 21 and the CLBO crystal 22. As a result, the first pulsed laser light L1 having a wavelength of about 257.5 nm can be emitted from the first solid-state laser device 11.
  • the second solid-state laser device 12 CW oscillation light or pulse oscillation light having a wavelength of about 1554 nm can be emitted from the second semiconductor laser 40 as seed light.
  • This seed light can be converted into a pulse laser beam having a predetermined pulse width and amplified by the semiconductor optical amplifier 41 based on a predetermined trigger signal from the synchronization circuit unit 13.
  • the pulsed laser light emitted from the semiconductor optical amplifier 41 enters the Er fiber amplifier system 42 and can be amplified by the Er fiber amplifier system 42.
  • the second pulsed laser light L2 having a wavelength of about 1554 nm can be emitted from the second solid-state laser device 12.
  • the first pulsed laser light L1 having a wavelength of about 257.5 nm emitted from the first solid-state laser device 11 can be incident on the wavelength conversion system 15 via the dichroic mirror 17.
  • the second pulse laser beam L2 having a wavelength of about 1554 nm emitted from the second solid-state laser device 12 can enter the wavelength conversion system 15 via the high reflection mirror 16 and the dichroic mirror 17.
  • the synchronization circuit unit 13 may supply a trigger signal having a predetermined pulse width to the semiconductor optical amplifiers 23 and 41 at a predetermined timing based on the trigger signal Tr1.
  • This predetermined timing can be adjusted so that the first pulse laser beam L1 and the second pulse laser beam L2 are incident on the CLBO crystal 18 of the wavelength conversion system 15 substantially simultaneously.
  • the pulse width of the trigger signal supplied to the semiconductor optical amplifier 23 can be adjusted so that the pulse width of the first pulse laser beam L1 is not less than 1 nsec and not more than 30 nsec, for example.
  • the pulse width of the trigger signal supplied to the semiconductor optical amplifier 41 can be adjusted so that the pulse width of the second pulse laser beam L2 is, for example, not less than 1 nsec and not more than 30 nsec.
  • the pulse width of the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 can be adjusted to be, for example, 1 nsec or more and 30 nsec or less.
  • the first pulsed laser light L 1 and the second pulsed laser light L 2 are incident on the CLBO crystal 18 substantially simultaneously by the dichroic mirror 17, and the beam of the first pulsed laser light L 1 on the CLBO crystal 18 and The beams of the second pulse laser beam L2 can overlap.
  • the CLBO crystal 18 can generate pulsed laser light having a wavelength of about 220.9 nm corresponding to the sum frequency of about 257.5 nm and about 1554 nm. From the CLBO crystal 18, three pulsed laser beams having a wavelength of about 257.5 nm, a wavelength of about 1554 nm, and a wavelength of about 220.9 nm can be emitted.
  • the dichroic mirror 95 highly transmits two pulse laser beams having a wavelength of about 1554 nm and a wavelength of about 220.9 nm among the three pulse laser beams emitted from the CLBO crystal 18, and receives a pulse laser beam having a wavelength of about 257.5 nm. Can be highly reflective. The two pulsed laser beams that have passed through the dichroic mirror 95 can enter the CLBO crystal 19.
  • the CLBO crystal 19 can generate pulsed laser light having a wavelength of about 193.4 nm corresponding to a sum frequency of about 220.9 nm and about 1554 nm. From the CLBO crystal 19, three pulsed laser beams having a wavelength of about 1554 nm, a wavelength of about 220.9 nm, and a wavelength of about 193.4 nm can be emitted.
  • the dichroic mirror 96 highly transmits a pulse laser beam having a wavelength of about 1554 nm and a wavelength of about 220.9 nm among the three pulse laser beams emitted from the CLBO crystal 19 and highly reflects a pulse laser beam having a wavelength of about 193.4 nm.
  • Pulse laser light having a wavelength of about 193.4 nm can be emitted as seed light L10 from the wavelength conversion system 15 via the high reflection mirror 97.
  • the seed light L10 emitted from the wavelength conversion system 15 can enter the amplifier 2C via the high reflection mirrors 98 and 99.
  • the pair of discharge electrodes 38a and 38b can be discharged in the discharge space 50 in synchronization with the incidence of the seed light L10 as shown in FIG.
  • the power supply timing by the pulse power source 34 for discharging the pair of discharge electrodes 38a and 38b may be adjusted so that the seed light L10 from the solid-state laser device 10 is efficiently amplified.
  • the seed light L10 is reflected by the cylindrical convex mirror 36 and the cylindrical concave mirror 37, so that it can pass through the discharge space 50 between the pair of discharge electrodes 38a, 38b three times. Thereby, the seed light L10 can be amplified while expanding the beam.
  • the seed light L10 emitted from the solid-state laser device 10 can be amplified by the amplifier 2C and emitted as the amplified laser light L20 toward the exposure device 4.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating an example hardware environment in which various aspects of the disclosed subject matter may be implemented.
  • the example hardware environment 100 of FIG. 22 includes a processing unit 1000, a storage unit 1005, a user interface 1010, a parallel I / O controller 1020, a serial I / O controller 1030, A / D, D / A.
  • the converter 1040 may be included, the configuration of the hardware environment 100 is not limited to this.
  • the processing unit 1000 may include a central processing unit (CPU) 1001, a memory 1002, a timer 1003, and an image processing unit (GPU) 1004.
  • the memory 1002 may include random access memory (RAM) and read only memory (ROM).
  • the CPU 1001 may be any commercially available processor. A dual microprocessor or other multiprocessor architecture may be used as the CPU 1001.
  • FIG. 22 may be interconnected to perform the processes described in this disclosure.
  • the processing unit 1000 may read and execute a program stored in the storage unit 1005. Further, the processing unit 1000 may read data from the storage unit 1005 together with the program. Further, the processing unit 1000 may write data to the storage unit 1005.
  • the CPU 1001 may execute a program read from the storage unit 1005.
  • the memory 1002 may be a work area for temporarily storing programs executed by the CPU 1001 and data used for the operation of the CPU 1001.
  • the timer 1003 may measure the time interval and output the measurement result to the CPU 1001 according to the execution of the program.
  • the GPU 1004 may process the image data according to a program read from the storage unit 1005 and output the processing result to the CPU 1001.
  • the parallel I / O controller 1020 may be connected to parallel I / O devices that can communicate with the processing unit 1000, such as the laser control unit 3, the synchronization control unit 6, and the control unit 7. Communication with the I / O device may be controlled.
  • the serial I / O controller 1030 may be connected to a plurality of serial I / O devices that can communicate with the processing unit 1000, such as the laser control unit 3, the synchronization control unit 6, and the control unit 7. Communication between the plurality of serial I / O devices may be controlled.
  • the A / D and D / A converter 1040 may be connected to various sensors and analog devices such as the semiconductor optical amplifiers 23 and 41 and the pulse energy sensor 93 via an analog port. Communication with the device may be controlled, or A / D and D / A conversion of communication content may be performed.
  • the user interface 1010 may display the progress of the program executed by the processing unit 1000 to the operator so that the operator can instruct the processing unit 1000 to stop the program or execute the interrupt routine.
  • the exemplary hardware environment 100 may be applied to the configuration of the control unit 7 and the exposure apparatus control unit 5 in the present disclosure.
  • controllers may be implemented in a distributed computing environment, i.e., an environment where tasks are performed by processing units connected via a communications network.
  • the control unit 7 and the exposure apparatus control unit 5 may be connected to each other via a communication network such as Ethernet (registered trademark) or the Internet.
  • program modules may be stored in both local and remote memory storage devices.

Landscapes

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Abstract

本開示による増幅器は、第1の方向において互いに対向する1対の放電電極と、レーザ励起媒質と、シード光が入射する入射窓と、第1の方向と交差する第2の方向に増幅レーザ光を出射させる出射窓とを含むチャンバと、それぞれ反射領域を含み、第1の方向と交差する第3の方向において1対の放電電極を間に挟むようにして互いに対向する第1のミラー及び第2のミラーとを備え、第1のミラーの反射領域の第2の方向への投影像と第2のミラーの反射領域の第2の方向への投影像との間に0以上のギャップが設けられていてもよい。

Description

増幅器、及びレーザシステム
 本開示は、レーザ光を増幅する増幅器、及びそのような増幅器を含むレーザシステムに関する。
 半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては解像力の向上が要請されている(半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という)。このため、露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長248nmの紫外線を出力するKrFエキシマレーザ装置並びに、波長約193.4nmの紫外線を出力するArFエキシマレーザ装置が用いられている。
 現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ArFエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには水中における波長134nmの紫外光が照射される。この技術をArF液浸露光という。ArF液浸露光はArF液浸リソグラフィーとも呼ばれる。
 KrF、ArFエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約350~400pmと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光(紫外線光)の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるま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狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅はスペクトル幅とも呼ばれる。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子を有する狭帯域化モジュール(Line Narrow Module)が設けられ、この狭帯域化モジュールによりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子はエタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
特開2001-332792号公報 特開2000-156535号公報 特開2011-14913号公報 特開2004-39767号公報 米国特許第6765945号明細書
概要
 本開示による増幅器は、第1の方向において互いに対向する1対の放電電極と、レーザ励起媒質と、シード光が入射する入射窓と、第1の方向と交差する第2の方向に増幅レーザ光を出射させる出射窓とを含むチャンバと、それぞれ反射領域を含み、第1の方向と交差する第3の方向において1対の放電電極を間に挟むようにして互いに対向する第1のミラー及び第2のミラーとを備え、第1のミラーの反射領域の第2の方向への投影像と第2のミラーの反射領域の第2の方向への投影像との間に0以上のギャップが設けられていてもよい。
 本開示によるレーザシステムは、シード光を出力する発振器と、シード光の光路上に配置された増幅器とを含み、増幅器は、第1の方向において互いに対向する1対の放電電極と、レーザ励起媒質と、シード光が入射する入射窓と、第1の方向と交差する第2の方向に増幅レーザ光を出射させる出射窓とを含むチャンバと、それぞれ反射領域を含み、第1の方向と交差する第3の方向において1対の放電電極を間に挟むようにして互いに対向する第1のミラー及び第2のミラーとを備え、第1のミラーの反射領域の第2の方向への投影像と第2のミラーの反射領域の第2の方向への投影像との間に0以上のギャップが設けられていてもよい。
 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、比較例に係る増幅器を含むレーザシステムの断面構成例を概略的に示す。 図2は、図1に示した増幅器を上面方向から見た構成例を概略的に示す。 図3は、図1に示した増幅器におけるシリンドリカル凸面ミラーによる光の反射作用を概略的に示す。 図4は、図1に示した増幅器におけるシリンドリカル凹面ミラーによる光の反射作用を概略的に示す。 図5は、図1に示した増幅器のA1-A1’矢視図を概略的に示している。 図6は、図1における増幅器の構成を増幅器において発生する自励発振光の光路と共に概略的に示す。 図7は、図1における増幅器から出力されるレーザ光のスペクトル分布の一例を概略的に示す。 図8は、図1における増幅器に入射するシード光の時間的なパルス幅の一例を概略的に示す。 図9は、第1の実施形態に係るレーザシステムの要部として、増幅器の一構成例を概略的に示す。 図10は、図9に示した増幅器のB1-B1’矢視図を概略的に示している。 図11は、図9に示した増幅器におけるギャップと自励発振出力との関係を概略的に示す。 図12は、第1の実施形態の変形例に係る増幅器の一構成例を概略的に示す。 図13は、第2の実施形態に係る増幅器を含むレーザシステムの構成例を概略的に示す。 図14は、図13に示した増幅器におけるシリンドリカル凸面ミラーの姿勢及びギャップの調整機構の一例を概略的に示す。 図15は、図13に示した増幅器におけるシリンドリカル凹面ミラーの姿勢及びギャップの調整機構の一例を概略的に示す。 図16は、図12に示したレーザシステムにおける制御部による制御の流れの一例を示すフローチャートである。 図17は、第3の実施形態に係る増幅器を含むレーザシステムの構成例を概略的に示す。 図18は、図17に示した増幅器におけるシリンドリカル凸面ミラーの姿勢の調整機構の一例を概略的に示す。 図19は、図17に示した増幅器における第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラーの姿勢及びギャップD1,D2の調整機構の一例を概略的に示す。 図20は、図17における増幅器のC1-C1’矢視図を概略的に示している。 図21は、固体レーザ装置の具体的な構成例を露光装置用レーザ装置の構成例と共に概略的に示す。 図22は、制御部のハードウエア環境の一例を示す。
実施形態
<内容>
[1.概要]
[2.比較例](不安定共振器の構成の増幅器を含むレーザシステム)
 2.1 構成(図1~図2)
 2.2 動作(図3、図4)
 2.3 課題(図5~図7)
[3.第1の実施形態](増幅器のミラーにギャップが設けられたレーザシステム)
 3.1 構成(図9、図10)
 3.2 動作(図11)
 3.3 作用
 3.4 変形例(図12)
[4.第2の実施形態](ギャップの調整機構を備えるレーザシステム)
 4.1 構成(図13~図15)
 4.2 動作(図16)
 4.3 作用
[5.第3の実施形態](増幅器のミラーに2つのギャップが設けられたレーザシステム)
 5.1 構成(図17~図20)
 5.2 動作
 5.3 作用
[6.固体レーザ装置の具体例]
 6.1 構成(図21)
 6.2 動作
[7.制御部のハードウエア環境](図22)
[8.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.概要]
 本開示は、例えば、レーザ光を増幅する増幅器、及びそのような増幅器を含むレーザシステムに関する。
[2.比較例]
 まず、本開示の実施形態に対する比較例の増幅器、及び比較例の増幅器を含むレーザシステムについて説明する。
 露光装置用レーザ装置として、MO(マスタオシレータ)とPO(パワーオシレータ)とを含む構成があり得る。そのような露光装置用レーザ装置では、MOとPOとに、エキシマレーザガスをレーザ媒質とするレーザが使用され得る。しかしながら、省エネルギの観点から、MOを非線形結晶と固体レーザとを組み合わせた紫外光のパルスレーザ光を出力する固体レーザ装置とする露光装置用レーザ装置の開発が進みつつある。以下では、そのような固体レーザ装置を含む露光装置用レーザ装置として適用可能なレーザシステムの構成例を説明する。
(2.1 構成)
 図1は、本開示の実施形態に対する比較例の増幅器2を含むレーザシステムの一構成例を概略的に示している。図2は、図1に示した増幅器2を上面方向から見た構成例を概略的に示している。
 このレーザシステムは、発振器としての固体レーザ装置10と、高反射ミラー98,99と、増幅器2とを備えてもよい。
 固体レーザ装置10は、波長約193.4nmのパルスレーザ光をシード光L10として出射するレーザ装置であってもよい。高反射ミラー98,99は、固体レーザ装置10から出射されたシード光L10が増幅器2に入射するように、固体レーザ装置10と増幅器2との間におけるシード光L10の光路上に配置された光学素子であってもよい。
 増幅器2は、チャンバ35と、第1のミラーとしてのシリンドリカル凸面ミラー36と、第2のミラーとしてのシリンドリカル凹面ミラー37とを含んでもよい。チャンバ35の中には、例えばレアガスとしてのArガスと、ハロゲンガスとしてのF2ガスと、バッファガスとしてのNeガスとを含むArFレーザガスがレーザ励起媒質として入っていてもよい。また、チャンバ35の中には、1対の放電電極38a,38bが放電空間50を挟んで第1の方向において互いに対向するように配置されていてもよい。ここで、第1の方向は、図1に示したV軸方向に略平行な方向であってもよい。V軸方向は、図1における紙面の上下方向に略平行な方向であってもよい。
 チャンバ35は、ウインド39aとウインド39bとを含んでいてもよい。ウインド39bは、高反射ミラー98,99を介して固体レーザ装置10から出射されたシード光L10が最初に入射する入射窓であってもよい。ウインド39aは、シード光L10の増幅レーザ光L20をチャンバ35から最終的に出射させる出射窓であってもよい。ウインド39aからは、第1の方向と交差する第2の方向に増幅レーザ光L20が出射されてもよい。ここで、増幅レーザ光L20の出射方向である第2の方向は、図1に示したV軸方向に略直交し、Z軸方向に略平行な方向であってもよい。Z軸方向は、図1における紙面の左右方向に略平行な方向であってもよい。
 ウインド39aとウインド39bは、図2に示したように、一対の放電電極38a,38bによる放電面に対して傾くように配置してもよい。ここで、放電面は、図1に示したV軸及びZ軸を含む平面であってもよい。V軸及びZ軸を含む平面は、図1における紙面に略平行な面であってもよい。
 シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37は、第1の方向であるV軸方向と交差する第3の方向において1対の放電電極38a,38bを間に挟むようにして互いに対向するように配置されていてもよい。シリンドリカル凸面ミラー36は、反射領域として凸反射面51を含んでいてもよい。シリンドリカル凹面ミラー37は、反射領域として凹反射面52を含んでいてもよい。
 シリンドリカル凸面ミラー36の凸反射面51には、波長約193.4nmの光を高反射する高反射膜がコートされていてもよい。同様に、シリンドリカル凹面ミラー37の凹反射面52には、波長約193.4nmの光を高反射する高反射膜がコートされていてもよい。シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37は、シード光L10を放電空間50内で3パスさせるように配置してもよい。また、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37は、不安定共振器となるように配置してもよい。また、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とによって、ビームエキスパンダが構成されていてもよい。この場合、ビームエキスパンド方向と、1対の放電電極38a,38b間の放電方向とが略一致するようにビームエキスパンダを構成してもよい。これにより、増幅器2は、シード光L10を放電方向にビーム拡大しつつ、放電空間50内で増幅発振するような構成とされていてもよい。
(2.2 動作)
 固体レーザ装置10から出射された波長約193.4nmのシード光L10は、高反射ミラー98,99を介して、増幅器2のシリンドリカル凹面ミラー37の下端部よりも下側を通過し、かつ1対の放電電極38a,38bの長手方向の軸に平行に進行するように放電空間50に入射し得る。シード光L10は、放電空間50中を1対の放電電極38a,38bの長手方向の軸に平行に進行することによって増幅され、次に、シリンドリカル凸面ミラー36に入射し得る。
 図3は、シリンドリカル凸面ミラー36による光の反射作用を概略的に示している。シリンドリカル凸面ミラー36を高反射したシード光L10は、図1及び図3に示したように反射光L11として、ビーム拡大しながら放電空間50中を通過することによって、さらに増幅され、次に、シリンドリカル凹面ミラー37に入射し得る。
 図4は、シリンドリカル凹面ミラー37による光の反射作用を概略的に示している。シリンドリカル凹面ミラー37に入射した反射光L11は、シリンドリカル凹面ミラー37でさらに高反射され得る。シリンドリカル凹面ミラー37による反射光L12は、シリンドリカル凹面ミラー37によって、図1及び図4に示したように1対の放電電極38a,38bの長手方向の軸に対してコリメートされつつ、放電空間50中を再び通過して、さらに、増幅され得る。コリメートされたシード光L10の反射光L12の多くは、シリンドリカル凸面ミラー36の上端部よりも上側を通過して、増幅レーザ光L20として、露光装置4へ入射し得る。しかしながら、シード光L10の反射光L12の一部は、シリンドリカル凸面ミラー36の上端部よりも下側に入射して反射し、再び、3パス増幅され、増幅発振が起こり得る。
(2.3 課題)
 図5は、図1に示した増幅器2のA1-A1’矢視図を概略的に示している。また、図6は、増幅器2の構成を、増幅器2において発生する自励発振光の光路と共に概略的に示している。なお、図5は、第2の方向である増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から増幅器2を見た状態の構成例を示していてもよい。
 シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37は、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51の上端部51Aと凹反射面52の下端部52AとがマイナスのギャップD(-)を有する状態となるように配置され得る。ここで、図5の構成例においてマイナスのギャップD(-)を有する状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51と凹反射面52とが重なり合っている部分を有する状態のことであってもよい。図5の構成例では、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51の上端部51Aが凹反射面52の下端部52Aよりも上側に位置することによって、凸反射面51と凹反射面52とが部分的に重なり合う状態となり得る。これにより、増幅レーザ光L20の出射方向への凸反射面51の投影像と凹反射面52の投影像とが部分的に重なり合う状態となり得る。
 ここで、本明細書では、投影像は、第1のミラーの反射領域と第2のミラーの反射領域との像を、増幅レーザ光L20の出射方向に直交する所定の面に、それぞれ、1:1で転写結像させた正転像として定義され得る。例えば、図1の例では、投影像は、凸反射面51と凹反射面52との像を、矢印A1-A1’で示した所定の面に、それぞれ、1:1で転写結像させた正転像として定義され得る。
 シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とが、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向においてミラー間隔Lで配置され、かつ上記したマイナスのギャップD(-)を有する状態となるように配置されている場合、以下の課題があり得る。
 増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向において凸反射面51と凹反射面52とが部分的に重なり合う状態となっているので、その重なり合う部分が光共振器を形成し得る。その結果、図6に示したように、増幅器2からは、シード光L10が増幅された増幅レーザ光L20と、自励発振によって増幅された自励発振光L21とを含むレーザ光が出射され得る。なお、自励発振光L21は、増幅器2にシード光L10が入射されていない期間においても発生し得る。
 図7は、増幅器2から出力されるレーザ光のスペクトル分布の一例を概略的に示している。なお、図7において、横軸は波長、縦軸は光強度であってもよい。図7に示すように、増幅器2から出射されるレーザ光のスペクトル波形は、シード光L10が増幅された増幅レーザ光L20と、自励発振によって増幅された自励発振光L21とを含むスペクトル波形となり得る。また、自励発振光L21のスペクトル波形は、シード光L10の増幅レーザ光L20に比べてスペクトル幅が非常に広く、例えば半値全幅で350pmの幅を取り得る。また、自励発振によって増幅された自励発振光L21のスペクトル領域は、シード光L10の増幅レーザ光L20のスペクトル領域を含んでいる。このため、露光装置4における投影光学系で色収差が発生して、露光性能や集光性能が低下することがあり得る。
 図8は、増幅器2に入射するシード光L10の時間的なパルス幅Tdの一例を概略的に示している。なお、図8において、横軸は時間、縦軸は光強度であってもよい。また、図8に示した2L/cは、シード光L10がシリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37との間を往復するのに要する時間であってもよい。図8及び以下の式に示したように、シード光L10の時間的なパルス幅Tdに対応するパルスの長さTd・cは、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とによって形成される不安定共振器の光路長2Lよりも短くなり得る。この場合、増幅器2の放電空間50内をシード光L10で全て満たした状態で放電させることが困難となり得る。このため、自励発振を抑制することが困難になり得る。
 c・Td<2L
 Td:シード光L10の時間的なパルス幅(半値全幅)、
 c:光速、
 L:増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向における、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とのミラー間隔
[3.第1の実施形態]
 次に、本開示の第1の実施形態に係る増幅器を含むレーザシステムについて説明する。なお、以下では上記図1に示した増幅器2を含むレーザシステムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
(3.1 構成)
 図9は、本開示の第1の実施形態に係るレーザシステムの要部として、増幅器2Aの一構成例を概略的に示している。図10は、図9に示した増幅器2AのB1-B1’矢視図を概略的に示している。なお、図10は、第2の方向である増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から増幅器2Aを見た状態の構成例を示していてもよい。
 本実施形態に係るレーザシステムは、図1に示した比較例の増幅器2に代えて、図9に示した増幅器2Aを備えてもよい。増幅器2Aには、上記比較例に係る増幅器2と同様に、固体レーザ装置10からのシード光L10が入射するように構成されていてもよい。固体レーザ装置10から出射されるシード光L10は、上記したように、c・Td<2Lの条件を満たすパルスレーザ光であってもよい。
 増幅器2Aは、比較例の増幅器2の構成に対して、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37との配置が異なった構成となっていてもよい。増幅器2Aにおいて、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37は、自励発振が抑制されるような配置になっていてもよい。
 具体的には、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37は、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51の上端部51Aと凹反射面52の下端部52Aとが0以上のギャップDを有する状態となるように配置されていてもよい。0以上のギャップDとは、0又はプラスのギャップDであってもよい。ここで、0のギャップDを有する状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51の上端部51Aと凹反射面52の下端部52Aとが接している状態のことであってもよい。また、プラスのギャップDを有する状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51と凹反射面52とが重なることなく離れている状態のことであってもよい。図10に示したように、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面51の上端部51Aが凹反射面52の下端部52Aよりも下側に位置することによって、凸反射面51と凹反射面52とが重なることなく離れている状態となり得る。
 以上のようにして、増幅器2Aは、増幅レーザ光L20の出射方向への凸反射面51の投影像と凹反射面52の投影像との間に0以上のギャップDが設けられた構成となっていてもよい。
 その他の構成は、図1に示した比較例の増幅器2を含むレーザシステムと略同様であってもよい。
(3.2 動作)
 増幅器2Aでは、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とが自励発振を抑制するような配置とされているので、上記比較例と比べて自励発振光L21の発生が抑制され得る。これにより、増幅器2Aは、主としてシード光L10に対する増幅器として機能し得る。
 図11は、図9に示した増幅器2AにおけるギャップDと自励発振出力との関係を概略的に示したグラフである。図11において、横軸はギャップDの値(mm)、縦軸は自励発振出力の値(W)であってもよい。また、図11のグラフは、以下の条件で得られたものであってもよい。
・シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とのミラー間隔L=1000mm
・シード光L10の時間的なパルス幅Td=4ns(半値全幅)
・シード光L10のパルスエネルギ=16μJ
・ビーム拡大率3~8倍
・1対の放電電極38a,38bの電極間隔=16mm
・シード光L10及び増幅器2Aの放電の繰り返し周波数=6kHz
 図11に示すように、例えば、増幅器2Aからの出力が200Wの場合、好ましくは、ギャップDが0以上になると、自励発振出力が30W以下となり得る。さらに好ましくは、ギャップD=+1.0mm以上の場合、自励発振出力が1W以下となり得る。
 ここで、ギャップDが0であっても、自励発振が発生する推定原因は、凸反射面51の上端部51Aに相当するシリンドリカル凸面ミラー36の放電空間50側のエッジ部と、凹反射面52の下端部52Aに相当するシリンドリカル凹面ミラー37の放電空間50側のエッジ部とで光が散乱することによって、自励発振したものと考えられる。従って、ギャップDを+1mm以上とすることによって、自励発振をさらに抑制し得る。
 また、ギャップDは、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とのミラー間隔Lと、1対の放電電極38a,38bの電極間隔とに関して、以下の条件を満たすことが好ましい。すなわち、ギャップDは、1対の放電電極38a,38bの電極間隔よりも小さくてもよい。また、ギャップDは、L/1000(mm)以上であってもよい、
 電極間隔>D≧L/1000(mm)
(3.3 作用)
 本実施形態のレーザシステムによれば、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とをギャップDが0以上となるように配置するようにしたので、増幅器2Aにおける自励発振が抑制され得る。これにより、増幅器2Aにおいて、スペクトル純度が高いスペクトルのレーザ光が増幅され得る。その結果、露光装置4の露光性能や集光性能の悪化が抑制され得る。
(3.4 変形例)
 図12は、第1の実施形態の変形例に係る増幅器2Bの一構成例を概略的に示している。
 本変形例に係る増幅器2Bは、上記増幅器2Aにおけるシリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とに代えて、第1のミラーとしての第1の平面ミラー61と、第2のミラーとしての第2の平面ミラー62とを含んでいてもよい。
 第1の平面ミラー61と第2の平面ミラー62は、第1の方向であるV軸方向と交差する第3の方向において1対の放電電極38a,38bを間に挟むようにして互いに対向するように配置されていてもよい。第1の平面ミラー61は、反射領域として第1の平面反射面63を含んでいてもよい。第2の平面ミラー62は、反射領域として第2の平面反射面64を含んでいてもよい。
 第1の平面反射面63と第2の平面反射面64とにはそれぞれ、波長約193.4nmの光を高反射する高反射膜がコートされていてもよい。第1の平面ミラー61と第2の平面ミラー62は、シード光L10を放電空間50内で3パスさせるように配置してもよい。また、第1の平面ミラー61と第2の平面ミラー62は、光共振器を構成しないように配置してもよい。
 増幅器2Bでは、第1の平面ミラー61と第2の平面ミラー62とが自励発振を抑制するような配置とされていてもよい。具体的には、第1の平面ミラー61と第2の平面ミラー62は、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、第1の平面反射面63の上端部63Aと第2の平面反射面64の下端部64Aとが0以上のギャップDを有する状態となるように配置されていてもよい。0以上のギャップDとは、0又はプラスのギャップDであってもよい。ここで、0のギャップDを有する状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、第1の平面反射面63の上端部63Aと第2の平面反射面64の下端部64Aとが接している状態のことであってもよい。また、プラスのギャップDを有する状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、第1の平面反射面63と第2の平面反射面64とが重なることなく離れている状態のことであってもよい。増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、第1の平面反射面63の上端部63Aが第2の平面反射面64の下端部64Aよりも下側に位置することによって、第1の平面反射面63と第2の平面反射面64とが重なることなく離れている状態となり得る。
 以上のようにして、増幅器2Bは、増幅レーザ光L20の出射方向への第1の平面反射面63の投影像と第2の平面反射面64の投影像との間に0以上のギャップDが設けられた構成となっていてもよい。
 その他の構成及び作用は、図9に示した増幅器2Aと略同様であってもよい。
[4.第2の実施形態]
 次に、本開示の第2の実施形態に係る増幅器を含むレーザシステムについて説明する。なお、以下では上記比較例、又は上記第1の実施形態に係るレーザシステムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
(4.1 構成)
 図13は、本開示の第2の実施形態に係る増幅器2Cを含むレーザシステムの一構成例を概略的に示している。
 本実施形態に係るレーザシステムは、図9に示した第1の実施形態における増幅器2Aに代えて、増幅器2Cを備えてもよい。また、本実施形態に係るレーザシステムは、制御部7と、固体レーザ装置10と、高反射ミラー98,99と、パルスエネルギモニタ90とを備えてもよい。固体レーザ装置10は、制御部7に電気的に接続され、制御部7によってシード光L10の発振タイミングが制御されてもよい。
 高反射ミラー98は、ミラーホルダ111に収められていてもよい。ミラーホルダ111は、直交する2軸の方向に高反射ミラー98の姿勢角を制御するアクチュエータ112に接続されていてもよい。高反射ミラー99は、ミラーホルダ113に収められていてもよい。ミラーホルダ113は、直交する2軸の方向に高反射ミラー99の姿勢角を制御するアクチュエータ114に接続されていてもよい。アクチュエータ112,114は、制御部7に電気的に接続され、制御部7によって高反射ミラー98,99の姿勢角が制御されてもよい。
 増幅器2Cは、上記第1の実施形態に係る増幅器2Aと同様の構成要素に加えて、さらに、調整機構70,80と、パルス電源34とを含んでいてもよい。パルス電源34と調整機構70,80は、制御部7に電気的に接続されていてもよい。パルス電源34は、1対の放電電極38a,38bを放電させるための電源供給を行う電源であってもよい。パルス電源34による電源供給のタイミング、及び1対の放電電極38a,38bによる放電タイミングは、制御部7によって制御されてもよい。
 図14は調整機構70の一例を概略的に示している。調整機構70は、シリンドリカル凸面ミラー36の姿勢及びギャップDを調整する機構であってもよい。調整機構70は、アクチュエータ72と、アクチュエータ72に接続された凸面ミラー駆動装置71とを含んでもよい。シリンドリカル凸面ミラー36は、凸面ミラー駆動装置71に収められていてもよい。調整機構70は、図14に示したように、シリンドリカル凸面ミラー36の姿勢をV軸、H軸、及びZ軸をそれぞれ回転軸として回転可能なものであってもよい。また、調整機構70は、凸面ミラー36の位置をV軸方向に移動させることにより、ギャップDを調整可能となっていてもよい。
 図15は、調整機構80の一例を概略的に示している。調整機構80は、シリンドリカル凹面ミラー37の姿勢及びギャップDを調整する機構であってもよい。調整機構80は、アクチュエータ82と、アクチュエータ82に接続された凹面ミラー駆動装置81とを含んでもよい。シリンドリカル凹面ミラー37は、凹面ミラー駆動装置81に収められていてもよい。調整機構80は、図15に示したように、シリンドリカル凹面ミラー37の姿勢をV軸、H軸、及びZ軸をそれぞれ回転軸として回転可能なものであってもよい。また、調整機構80は、シリンドリカル凹面ミラー37の位置をV軸方向に移動させることにより、ギャップDを調整可能となっていてもよい。
 パルスエネルギモニタ90は、ビームスプリッタ91と、集光光学系92と、パルスエネルギセンサ93とを含んでもよい。パルスエネルギモニタ90は、増幅器2Cから出射された増幅レーザ光L20のパルスエネルギを検出するモニタであってもよい。ビームスプリッタ91は、増幅レーザ光L20の光路上に配置され、増幅レーザ光L20の一部を集光光学系92に向けて出射させるように配置されていてもよい。集光光学系92は、ビームスプリッタ91によって分岐された増幅レーザ光L20の一部を集光してパルスエネルギセンサ93のセンサ面に入射させるものであってもよい。パルスエネルギセンサ93は、増幅レーザ光L20のパルスエネルギを検出するものであってもよい。
 パルスエネルギセンサ93は、制御部7に電気的に接続され、検出結果を示す信号を制御部7に出力するようになっていてもよい。制御部7は、パルスエネルギセンサ93で検出されたパルスエネルギに基づいて、調整機構70,80によってギャップDの大きさを制御するようになっていてもよい。また、制御部7は、パルスエネルギに基づいて、アクチュエータ112,114を制御し、高反射ミラー98,99の姿勢角を制御するようになっていてもよい。また、制御部7は、パルスエネルギに基づいて、調整機構70,80を制御し、シリンドリカル凸面ミラー36及びシリンドリカル凹面ミラー37の姿勢を制御するようになっていてもよい。
 その他の構成は、図9に示したレーザシステムと略同様であってもよい。
(4.2 動作)
 次に、図16を参照して、制御部7による制御動作の具体的な例を説明する。
 制御部7は、固体レーザ装置10にレーザ発振を指示するトリガ信号を入力し、波長約193.4nmのパルスレーザ光をシード光L10として出射させてもよい。制御部7は、まず、調整機構70,80によって、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とが初期位置となるように制御してもよい(ステップS101)。ここで、ギャップDの初期の調整値をD=0となるようにしてもよい(ステップS102)。制御部7は、ギャップDが調整値となるように調整機構70,80による調整を行ってもよい(ステップS103)。
 次に、制御部7は、固体レーザ装置10から出射されたシード光L10が増幅器2Cの所定の入射光路軸に一致するように、アクチュエータ112,114によって高反射ミラー98,99の姿勢角を調節してもよい(ステップS104)。次に、制御部7は、シード光L10がシリンドリカル凹面ミラー37の所定位置に向けて反射するように、調整機構70によってシリンドリカル凸面ミラー36の姿勢角を調整してもよい(ステップS105)。次に、制御部7は、シード光L10が所定の出射光路軸に一致するように、調整機構80によってシリンドリカル凹面ミラー37の姿勢角を調整してもよい(ステップS106)。
 この状態で、制御部7は、シード光L10の注入なしで増幅器2Cを放電させるような制御を行ってもよい(ステップS107)。すなわち、制御部7は、固体レーザ装置10からのシード光L10の出力を停止させると共に、増幅器2Cのパルス電源34を充電し、増幅器2Cを放電させてもよい。放電で生じた自励発振成分は増幅器2Cを出射し、ビームスプリッタ91により分岐され、集光光学系92により集光されてパルスエネルギセンサ93に入射し得る。パルスエネルギセンサ93は、入射した光量に応じた電気信号を、パルスエネルギを算出するための検出信号として制御部7に出力してもよい。制御部7は、検出信号を所定の変換式によりパルスエネルギに変換し、自励発振のパルスエネルギPsを計測してもよい(ステップS108)。制御部7は、自励発振のパルスエネルギPsの計測結果を記憶してもよい。
 次に、制御部7は、シード光L10の注入に同期して増幅器2Cを放電させるような制御を行ってもよい(ステップS109)。すなわち、制御部7は固体レーザ装置10へレーザ発振を指示するトリガ信号を出力し、シード光L10を出射させ、シード光L10が増幅器2Cの放電空間50に入射するのに同期して放電するように、パルス電源34に放電信号を送信してもよい。その結果、シード光L10は、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とによって、放電空間50中をビーム拡大しながら増幅され得る。増幅器2Cで増幅されたシード光L10は、増幅レーザ光L20として増幅器2Cから出射され、一部の光はパルスエネルギモニタ90に入射し得る。増幅レーザ光L20の一部の光は、集光光学系92により集光されてパルスエネルギセンサ93に入射し得る。パルスエネルギセンサ93は、入射した光量に応じた電気信号を、パルスエネルギを算出するための検出信号として制御部7に出力してもよい。制御部7は、検出信号を所定の変換式によりパルスエネルギに変換し、増幅レーザ光L20のパルスエネルギPaを計測してもよい(ステップS110)。制御部7は、増幅レーザ光L20のパルスエネルギPaの計測結果を記憶してもよい。
 次に、制御部7は、自励発振のパルスエネルギPsの値と、増幅レーザ光L20のパルスエネルギPaの値とに基づいて、Ps/Paの値を算出してもよい。次に、制御部7は、Ps/Pa<Rの条件を満たすか否か、すなわち、Ps/Paの値が所定の値Rよりも小さいか否かを判断してもよい(ステップS111)。ここで、所定の値Rは、例えば0.001であってもよい。
 Ps/Pa<Rの条件を満たさないと判断した場合(ステップS111;N)には、制御部7は、次に、ギャップDの調整値をD=D+ΔDとなるようにしてもよい(ステップS112)。ここで、ΔDは、正の値であってもよい。その後、制御部7は、ステップS103の処理に戻り、ギャップDがΔDだけ変化するように調整機構70,80による調整を行ってもよい。制御部7は、Ps/Paの値が所定の値Rよりも小さくなるまで、ステップS103~S112の処理を繰り返してもよい。Ps/Pa<Rの条件を満たすと判断した場合(ステップS111;Y)には、制御部7は、処理を終了してもよい。
(4.3 作用)
 本実施形態のレーザシステムによれば、高反射ミラー98,99、シリンドリカル凸面ミラー36、及びシリンドリカル凹面ミラー37にアクチュエータ72,82,112,114がそれぞれ配置されているので、自動でアライメント調整が可能となり得る。
 また、シリンドリカル凸面ミラー36とシリンドリカル凹面ミラー37とに、V軸方向への移動調整を行うことが可能な調整機構70,80が設けられているので、自動でギャップDの調整が可能となり得る。また、増幅器2Cから出射された光のパルスエネルギをモニタすることによって、自励発振のパルスエネルギPsとシード光L10の増幅レーザ光L20のパルスエネルギPaとを計測し得る。そして、ギャップDを自動で調整しつつ、自励発振の割合を示すPs/Paの値を計測することによって、Ps/Paの値が所定の値Rよりも小さくなるギャップDの値を決定し得る。
 その他の作用は、図9に示したレーザシステムと略同様であってもよい。
[5.第3の実施形態]
 次に、本開示の第3の実施形態に係る増幅器を含むレーザシステムについて説明する。なお、以下では上記比較例、又は上記第1若しくは第2の実施形態に係るレーザシステムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
(5.1 構成)
 図17は、本開示の第3の実施形態に係る増幅器2Dを含むレーザシステムの一構成例を概略的に示している。図20は、図17に示した増幅器2DのC1-C1’矢視図を概略的に示している。なお、図20は、第2の方向である増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から増幅器2Dを見た状態の構成例を示していてもよい。
 本実施形態に係るレーザシステムは、図13に示した第2の実施形態における増幅器2Cに代えて、増幅器2Dを備えてもよい。増幅器2Dは、上記増幅器2Cにおけるシリンドリカル凸面ミラー36に代えて、第1のミラーとしてのシリンドリカル凸面ミラー136を含んでいてもよい。また、増幅器2Dは、上記増幅器2Cにおけるシリンドリカル凹面ミラー37に代えて、第2のミラーとして、それぞれ反射領域を含む複数のミラー要素を備えてもよい。複数のミラー要素として、第1のシリンドリカル凹面ミラー137と第2のシリンドリカル凹面ミラー138とを含んでもよい。
 シリンドリカル凸面ミラー136と第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138とは、第1の方向であるV軸方向と交差する第3の方向において1対の放電電極38a,38bを間に挟むようにして互いに対向するように配置されていてもよい。シリンドリカル凸面ミラー136は、反射領域として凸反射面151を含んでいてもよい。第1のシリンドリカル凹面ミラー137は、反射領域として第1の凹反射面152を含んでいてもよい。第2のシリンドリカル凹面ミラー138は、反射領域として第2の凹反射面153を含んでいてもよい。
 凸反射面151と第1及び第2の凹反射面152,153とにはそれぞれ、波長約193.4nmの光を高反射する高反射膜がコートされていてもよい。シリンドリカル凸面ミラー136は、焦点軸が増幅レーザ光L20の略中央の位置となるように配置してもよい。第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138は、1つのシリンドリカル凹面ミラーを母線中央部で分割して配置したような構成となっていてもよい。シリンドリカル凸面ミラー136と第1のシリンドリカル凹面ミラー137は、シード光L10を放電空間50内における略上側半分の空間で3パスさせるように配置してもよい。また、シリンドリカル凸面ミラー136と第2のシリンドリカル凹面ミラー138は、シード光L10を放電空間50内における略下側半分の空間で3パスさせるように配置してもよい。また、シリンドリカル凸面ミラー136と第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138は、光共振器を構成しないように配置してもよい。
 増幅器2Dでは、シリンドリカル凸面ミラー136と第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138とが自励発振を抑制するような配置とされていてもよい。
 具体的には、図20に示したように、シリンドリカル凸面ミラー136と第1のシリンドリカル凹面ミラー137は、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151の上端部151Aと第1の凹反射面152の下端部152Aとが0以上の第1のギャップD1を有する状態となるように配置されていてもよい。また、シリンドリカル凸面ミラー136と第2のシリンドリカル凹面ミラー138は、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151の下端部151Bと第2の凹反射面153の上端部153Aとが0以上の第2のギャップD2を有する状態となるように配置されていてもよい。0以上の第1及び第2のギャップD1,D2とは、0又はプラスのギャップであってもよい。
 ここで、第1のギャップD1が0となる状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151の上端部151Aと第1の凹反射面152の下端部152Aとが接している状態のことであってもよい。また、第2のギャップD2が0となる状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151の下端部151Bと第2の凹反射面153の上端部153Aとが接している状態のことであってもよい。
 また、第1及び第2のギャップD1,D2がプラスとなる状態とは、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151と第1及び第2の凹反射面152,153とが重なることなく離れている状態のことであってもよい。増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151の上端部151Aが第1の凹反射面152の下端部152Aよりも下側に位置することによって、凸反射面151と第1の凹反射面152とが重なることなく離れている状態となり得る。また、増幅レーザ光L20の出射方向に平行な方向から見たときに、凸反射面151の下端部151Bが第2の凹反射面153の上端部153Aよりも上側に位置することによって、凸反射面151と第2の凹反射面153とが重なることなく離れている状態となり得る。
 以上のようにして、増幅器2Dは、増幅レーザ光L20の出射方向への凸反射面151の投影像と第1及び第2の凹反射面152,153の投影像との間に0以上の第1及び第2のギャップD1,D2が設けられた構成となっていてもよい。
 また、増幅器2Dは、上記増幅器2Cにおける調整機構70,80に代えて、調整機構170,180を含んでいてもよい。調整機構170,180は、制御部7に電気的に接続されていてもよい。
 図18は調整機構170の一例を概略的に示している。調整機構170は、シリンドリカル凸面ミラー136の姿勢を調整する機構であってもよい。調整機構170は、アクチュエータ172と、アクチュエータ172に接続された凸面ミラー駆動装置171とを含んでもよい。シリンドリカル凸面ミラー136は、凸面ミラー駆動装置171に収められていてもよい。調整機構170は、図18に示したように、シリンドリカル凸面ミラー136の姿勢をV軸、H軸、及びZ軸をそれぞれ回転軸として回転可能なものであってもよい。調整機構170が、シリンドリカル凸面ミラー136の位置をV軸方向に移動可能となっていてもよい。
 図19は、調整機構180の一例を概略的に示している。調整機構180は、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138の姿勢と第1及び第2のギャップD1,D2とを調整する機構であってもよい。調整機構180は、アクチュエータ182と、アクチュエータ182に接続された凹面ミラー駆動装置181とを含んでもよい。第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138は、凹面ミラー駆動装置181に収められていてもよい。調整機構180は、図19に示したように、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138の姿勢をV軸、H軸、及びZ軸をそれぞれ回転軸として回転可能なものであってもよい。また、調整機構180は、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138の位置をそれぞれ独立にV軸方向に移動させることにより、第1及び第2のギャップD1,D2をそれぞれ独立に調整可能となっていてもよい。
 パルスエネルギセンサ93は、制御部7に電気的に接続され、検出結果を示す信号を制御部7に出力するようになっていてもよい。制御部7は、パルスエネルギセンサ93で検出されたパルスエネルギに基づいて、調整機構180によって第1及び第2のギャップD1,D2の大きさを、それぞれ独立に制御するようになっていてもよい。また、制御部7は、パルスエネルギに基づいて、アクチュエータ112,114を制御し、高反射ミラー98,99の姿勢角を制御するようになっていてもよい。また、制御部7は、パルスエネルギに基づいて、調整機構170,180を制御し、シリンドリカル凸面ミラー136と第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138との姿勢をそれぞれ独立に制御するようになっていてもよい。
 その他の構成は、図13に示したレーザシステムと略同様であってもよい。
(5.2 動作)
 固体レーザ装置10から出射された波長約193.4nmのシード光L10は、高反射ミラー98,99を介して、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138の間を通過し、かつ1対の放電電極38a,38bの長手方向の軸に平行に進行するように放電空間50に入射し得る。シード光L10は、放電空間50中を1対の放電電極38a,38bの長手方向の軸に平行に進行することによって増幅され、次に、シリンドリカル凸面ミラー136に入射し得る。
 増幅器2Dにおいて、シリンドリカル凸面ミラー136を高反射したシード光L10は、図17及び図18に示したように反射光L11として、略上側半分と略下側半分とのそれぞれにおいてビーム拡大しながら放電空間50中を通過することによって、さらに増幅され、次に、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138に入射し得る。
 第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138に入射した反射光L11は、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138でさらに高反射され得る。第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138による反射光L12は、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138によって、図17及び図19に示したように1対の放電電極38a,38bの長手方向の軸に対してコリメートされつつ、放電空間50中を再び通過して、さらに、増幅され得る。コリメートされたシード光L10の反射光L12は、シリンドリカル凸面ミラー136における上端部151Aよりも上側と、下端部152Aよりも下側とを通過して、増幅レーザ光L20として、露光装置4へ入射し得る。
 第1及び第2のギャップD1,D2は、調整機構180によって、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138の位置をそれぞれ独立にV軸方向に移動制御することによって独立に調整され得る。なお、第1及び第2のギャップD1,D2を調整する際に、調整機構170によって、シリンドリカル凸面ミラー136の位置もV軸方向に移動制御するようにしてもよい。
 第1及び第2のギャップD1,D2は、D=D1=D2として、上記第2の実施形態と同様の制御を行ってもよい。すなわち、制御部7は、増幅器2Dから出射された光のパルスエネルギをパルスエネルギモニタ90によってモニタすることによって、自励発振のパルスエネルギPsとシード光L10の増幅レーザ光L20のパルスエネルギPaとを計測してもよい。そして、制御部7は、第1及び第2のギャップD1,D2を自動で調整しつつ、自励発振の割合を示すPs/Paの値を計測することによって、Ps/Paの値が所定の値Rよりも小さくなる第1及び第2のギャップD1,D2の値を決定してもよい。制御部7は、Ps/Paの値が所定の値Rよりも小さくなるまで、第1及び第2のギャップD1,D2を値ΔDだけ正の方向に少しずつ変化させてもよい。
(5.3 作用)
 本実施形態のレーザシステムによれば、シリンドリカル凸面ミラー136でシード光L10をV軸方向に両側に広げた後、第1及び第2のシリンドリカル凹面ミラー137,138によって反射させて増幅した場合においても、自励発振を抑制し得る。
[6.固体レーザ装置の具体例]
 次に、上記した固体レーザ装置10の具体的な構成例を説明する。なお、以下では上記比較例、又は上記第1ないし第3の実施形態に係るレーザシステムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
(6.1 構成)
 図21は、固体レーザ装置10の具体的な構成例を露光装置用レーザ装置1の構成例と共に概略的に示している。露光装置用レーザ装置1としては、上記第1ないし第3の実施形態におけるいずれかのレーザシステムが適用され得る。
 露光装置用レーザ装置1は、固体レーザ装置10と、制御部7と、高反射ミラー98,99とを備えてもよい。制御部7は、レーザ制御部3と、同期制御部6とを含んでもよい。また、露光装置用レーザ装置1は、増幅器2A,2B,2C,2Dのいずれかを備えてもよい。以下では、図13の増幅器2Cを備える場合を例に説明する。
 固体レーザ装置10は、第1の固体レーザ装置11と、第2の固体レーザ装置12と、同期回路部13と、高反射ミラー16と、ダイクロイックミラー17と、波長変換システム15とを含んでもよい。
 第1の固体レーザ装置11は、第1の波長の第1のパルスレーザ光L1を、ダイクロイックミラー17を介して波長変換システム15に向けて出射するように構成されてもよい。第1の波長は、約257.5nmであってもよい。第1の固体レーザ装置11は、第1の半導体レーザ20と、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor Optical Amplifier)23と、Ybファイバ増幅器システム24と、Yb:YAG結晶増幅器25とを含んでもよい。また、第1の固体レーザ装置11は、非線形結晶であるLBO(LiB35)結晶21とCLBO(CsLiB610)結晶22とを含んでもよい。第1の半導体レーザ20、半導体光増幅器23、Ybファイバ増幅器システム24、Yb:YAG結晶増幅器25、LBO結晶21、及びCLBO結晶22は、光路上において上流から下流へこの順序で配置されてもよい。
 第1の半導体レーザ20は、CW(連続波)発振、若しくはパルス発振により波長約1030nmのシード光を出射する分布帰還型の半導体レーザであってもよい。また、第1の半導体レーザ20は、シングル縦モードであって、波長約1030nm付近で波長を変化させることができる半導体レーザであってもよい。
 半導体光増幅器23は、半導体にパルス電流を流すことにより、シード光を所定のパルス幅のパルスレーザ光に変換し増幅する半導体素子であってもよい。半導体光増幅器23は、同期回路部13からの指示に基づいて半導体にパルス電流を流す電流制御器を含んでもよい。半導体光増幅器23は、第1の半導体レーザ20がパルス発振する場合には、第1の半導体レーザ20と同期して動作するように構成されてもよい。
 Ybファイバ増幅器システム24は、Ybがドープされた多段の光ファイバ増幅器と、CW発振により励起光を出射し、その励起光を各光ファイバ増幅器に供給するCW励起半導体レーザとを含んでもよい。
 LBO結晶21は、波長約1030nmのパルスレーザ光が入射され、波長約515nmのパルスレーザ光を出射してもよい。CLBO結晶22は、波長約515nmのパルスレーザ光が入射され、波長約257.5nmのパルスレーザ光を出射してもよい。
 第2の固体レーザ装置12は、第2の波長の第2のパルスレーザ光L2を、高反射ミラー16及びダイクロイックミラー17を介して波長変換システム15に向けて出射するように構成されてもよい。第2の波長は、約1554nmであってもよい。第2の固体レーザ装置12は、第2の半導体レーザ40と、半導体光増幅器(SOA)41と、Erファイバ増幅器システム42とを含んでもよい。第2の半導体レーザ40、半導体光増幅器41、及びErファイバ増幅器システム42は、光路上において上流から下流へこの順序で配置されてもよい。
 第2の半導体レーザ40は、CW発振、若しくはパルス発振により波長約1554nmのシード光を出射する分布帰還型の半導体レーザであってもよい。また、第2の半導体レーザ40は、シングル縦モードであって、波長約1554nm付近で波長を変化させることができる半導体レーザであってもよい。
 半導体光増幅器41は、半導体にパルス電流を流すことにより、シード光を所定のパルス幅のパルスレーザ光に変換し増幅する半導体素子であってもよい。半導体光増幅器41は、同期回路部13からの指示に基づいて半導体にパルス電流を流す、図示しない電流制御器を含んでもよい。半導体光増幅器41は、第2の半導体レーザ40がパルス発振する場合には、半導体レーザ40と同期して動作するように構成されてもよい。
 Erファイバ増幅器システム42は、Er及びYbが共にドープされた多段の光ファイバ増幅器と、CW発振により励起光を出射し、その励起光を各光ファイバ増幅器に供給するCW励起半導体レーザとを含んでもよい。
 同期回路部13は、同期制御部6からのトリガ信号Tr1に基づいて、第1の固体レーザ装置11の半導体光増幅器23及び第2の固体レーザ装置12の半導体光増幅器41に所定のトリガ信号をそれぞれ出力するように構成されてもよい。
 高反射ミラー16は、第2の固体レーザ装置12から出射された第2のパルスレーザ光L2を高反射し、ダイクロイックミラー17に入射させるように配置されてもよい。
 ダイクロイックミラー17は、第1の波長の第1のパルスレーザ光L1を高透過する基板上に、第1の波長の第1のパルスレーザ光L1を高透過し、第2の波長の第2のパルスレーザ光L2を高反射する膜がコートされたものであってもよい。ダイクロイックミラー17は、第1のパルスレーザ光L1及び第2のパルスレーザ光L2を、互いの光路軸を略一致させた状態で波長変換システム15に入射させるように配置されてもよい。
 波長変換システム15は、第1の波長の第1のパルスレーザ光L1及び第2の波長の第2のパルスレーザ光L2が入射され、第1の波長及び第2の波長と異なる波長のパルスレーザ光を、増幅器2Cへのシード光L10として出射するように構成されてもよい。波長変換システム15は、CLBO結晶18,19と、ダイクロイックミラー95,96と、高反射ミラー97とを含んでもよい。CLBO結晶18、ダイクロイックミラー95、CLBO結晶19、及びダイクロイックミラー96は、光路上において上流から下流へこの順序で配置されてもよい。
 CLBO結晶18には、波長約257.5nmの第1のパルスレーザ光L1及び波長約1554nmの第2のパルスレーザ光L2が入射されてもよい。CLBO結晶18は、波長約257.5nmと波長約1554nmの和周波に対応する波長約220.9nmのパルスレーザ光を出射してもよい。
 ダイクロイックミラー95は、波長約1554nm及び波長約220.9nmのパルスレーザ光を高透過し、波長約257.5nmのパルスレーザ光を高反射する膜がコートされたものであってもよい。
 CLBO結晶19には、ダイクロイックミラー95を透過した、波長約1554nm及び波長約220.9nmのパルスレーザ光が入射されてもよい。CLBO結晶19は、波長約1554nmと波長約220.9nmの和周波に対応する波長約193.4nmのパルスレーザ光をシード光L10として出射してもよい。
 ダイクロイックミラー96は、波長約1554nm及び波長約220.9nmのパルスレーザ光を高透過し、波長約193.4nmのパルスレーザ光が高反射する膜がコートされたものであってもよい。
 高反射ミラー97は、ダイクロイックミラー96により反射された波長約193.4nmのパルスレーザ光をシード光L10として固体レーザ装置10から出射するように配置されてもよい。
 高反射ミラー98,99は、固体レーザ装置10から出射された波長約193.4nmのシード光L10が、増幅器2Cに入射するように配置されてもよい。
 増幅器2Cは、固体レーザ装置10から出射された波長約193.4nmのシード光L10を増幅し、増幅レーザ光L20として露光装置4に向けて出射するように構成されてもよい。
 レーザ制御部3は、第1の半導体レーザ20、第2の半導体レーザ40、Ybファイバ増幅器システム24内のCW励起半導体レーザ、及びErファイバ増幅器システム42内のCW励起半導体レーザに、図示しない信号ラインを介して接続されてもよい。
 同期制御部6には、レーザ制御部3を介して、固体レーザ装置10におけるパルスレーザ光の生成タイミングを指示する発振トリガ信号Tr0が外部装置としての露光装置4から供給されてもよい。露光装置4は、露光装置制御部5を含んでもよい。発振トリガ信号Tr0は、露光装置4の露光装置制御部5が供給するようにしてもよい。同期制御部6は、発振トリガ信号Tr0に基づいてトリガ信号Tr1を生成し、トリガ信号Tr1を同期回路部13に供給するように構成されていてもよい。また、同期制御部6は、発振トリガ信号Tr0に基づいてトリガ信号Tr2を生成し、トリガ信号Tr2を増幅器2Cに供給するように構成されてもよい。
(6.2 動作)
 レーザ制御部3は、発振トリガ信号Tr0に基づいて、第1及び第2の半導体レーザ20,40をCW発振、若しくはパルス発振させてもよい。また、レーザ制御部3は、発振トリガ信号Tr0に基づいて、Ybファイバ増幅器システム24内のCW励起半導体レーザ、及びErファイバ増幅器システム42内のCW励起半導体レーザをCW発振させてもよい。
 同期制御部6は、レーザ制御部3を介して露光装置制御部5から発振トリガ信号Tr0を受信したとき、発振トリガ信号Tr0とトリガ信号Tr1との間の遅延時間、及び発振トリガ信号Tr0とトリガ信号Tr2との間の遅延時間を制御してもよい。この遅延時間は、固体レーザ装置10から出射されたシード光L10が増幅器2Cに入射するのと同期して増幅器2Cの1対の放電電極38a,38bが放電するように制御されてもよい。
 第1の固体レーザ装置11では、第1の半導体レーザ20から波長約1030nmのCW発振光、若しくはパルス発振光がシード光として出射され得る。このシード光は、同期回路部13からの所定のトリガ信号に基づいて、半導体光増幅器23によって所定のパルス幅のパルスレーザ光に変換され増幅され得る。半導体光増幅器23から出射されたパルスレーザ光は、Ybファイバ増幅器システム24に入射し、このYbファイバ増幅器システム24により増幅され得る。Ybファイバ増幅器システム24から出射されたパルスレーザ光は、Yb:YAG結晶増幅器25に入射し、このYb:YAG結晶増幅器25により増幅され得る。Yb:YAG結晶増幅器25から出射されたパルスレーザ光は、LBO結晶21に入射し得る。そして、このパルスレーザ光から、LBO結晶21及びCLBO結晶22によって、波長約257.5nmの第4高調波光が生成され得る。これにより、第1の固体レーザ装置11から波長約257.5nmの第1のパルスレーザ光L1が出射され得る。
 一方、第2の固体レーザ装置12では、第2の半導体レーザ40から波長約1554nmのCW発振光、若しくはパルス発振光がシード光として出射され得る。このシード光は、同期回路部13からの所定のトリガ信号に基づいて、半導体光増幅器41によって所定のパルス幅のパルスレーザ光に変換され増幅され得る。半導体光増幅器41から出射されたパルスレーザ光は、Erファイバ増幅器システム42に入射し、このErファイバ増幅器システム42により増幅され得る。これにより、第2の固体レーザ装置12から波長約1554nmの第2のパルスレーザ光L2が出射され得る。
 第1の固体レーザ装置11から出射された波長約257.5nmの第1のパルスレーザ光L1は、ダイクロイックミラー17を介して、波長変換システム15に入射し得る。また、第2の固体レーザ装置12から出射された波長約1554nmの第2のパルスレーザ光L2は、高反射ミラー16及びダイクロイックミラー17を介して、波長変換システム15に入射し得る。
 ここで、同期回路部13は、トリガ信号Tr1に基づいて、所定のタイミングで、所定のパルス幅のトリガ信号を半導体光増幅器23,41にそれぞれ供給してもよい。この所定のタイミングは、第1のパルスレーザ光L1及び第2のパルスレーザ光L2が、波長変換システム15のCLBO結晶18に略同時に入射するように調節され得る。半導体光増幅器23に供給されるトリガ信号のパルス幅は、第1のパルスレーザ光L1のパルス幅が例えば1nsec以上30nsec以下になるように調節され得る。半導体光増幅器41に供給されるトリガ信号のパルス幅は、第2のパルスレーザ光L2のパルス幅が例えば1nsec以上30nsec以下になるように調節され得る。これにより、固体レーザ装置10が出射するシード光L10のパルス幅は、例えば1nsec以上30nsec以下になるように調節され得る。
 波長変換システム15では、ダイクロイックミラー17によってCLBO結晶18に第1のパルスレーザ光L1及び第2のパルスレーザ光L2が略同時に入射され、CLBO結晶18上で第1のパルスレーザ光L1のビーム及び第2のパルスレーザ光L2のビームが重なり得る。CLBO結晶18は、波長約257.5nmと波長約1554nmの和周波に対応する波長約220.9nmのパルスレーザ光を生成し得る。CLBO結晶18からは、波長約257.5nm、波長約1554nm、及び波長約220.9nmの3つのパルスレーザ光が出射され得る。
 ダイクロイックミラー95は、CLBO結晶18から出射された3つのパルスレーザ光のうち、波長約1554nm及び波長約220.9nmの2つのパルスレーザ光を高透過し、波長約257.5nmのパルスレーザ光を高反射し得る。ダイクロイックミラー95を透過した2つのパルスレーザ光は、CLBO結晶19に入射し得る。
 CLBO結晶19は、波長約220.9nmと波長約1554nmの和周波に対応する波長約193.4nmのパルスレーザ光を生成し得る。CLBO結晶19からは、波長約1554nm、波長約220.9nm、及び波長約193.4nmの3つのパルスレーザ光が出射され得る。
 ダイクロイックミラー96は、CLBO結晶19から出射された3つのパルスレーザ光のうち、波長約1554nm及び波長約220.9nmのパルスレーザ光を高透過し、波長約193.4nmのパルスレーザ光を高反射し得る。波長約193.4nmのパルスレーザ光は、高反射ミラー97を介して波長変換システム15からシード光L10として出射され得る。波長変換システム15から出射されたシード光L10は、高反射ミラー98,99を介して、増幅器2Cに入射し得る。
 増幅器2Cでは、シード光L10の入射に同期して、図13に示したように、放電空間50において1対の放電電極38a,38bが放電し得る。増幅器2Cでは、固体レーザ装置10からのシード光L10が効率よく増幅されるように、1対の放電電極38a,38bを放電させるためのパルス電源34による電源供給のタイミングを調整してもよい。増幅器2Cでは、シード光L10が、シリンドリカル凸面ミラー36及びシリンドリカル凹面ミラー37で反射することにより、1対の放電電極38a,38b間の放電空間50を3回通過し得る。これにより、シード光L10がビーム拡大しつつ増幅され得る。以上のようにして、固体レーザ装置10から出射されたシード光L10が増幅器2Cにより増幅され、増幅レーザ光L20として露光装置4に向けて出射され得る。
[7.制御部のハードウエア環境]
 当業者は、汎用コンピュータ又はプログラマブルコントローラにプログラムモジュール又はソフトウエアアプリケーションを組み合わせて、ここに述べられる主題が実行されることを理解するだろう。一般的に、プログラムモジュールは、本開示に記載されるプロセスを実行できるルーチン、プログラム、コンポーネント、データストラクチャーなどを含む。
 図22は、開示される主題の様々な側面が実行され得る例示的なハードウエア環境を示すブロック図である。図22の例示的なハードウエア環境100は、処理ユニット1000と、ストレージユニット1005と、ユーザインターフェイス1010と、パラレルI/Oコントローラ1020と、シリアルI/Oコントローラ1030と、A/D、D/Aコンバータ1040とを含んでもよいが、ハードウエア環境100の構成は、これに限定されない。
 処理ユニット1000は、中央処理ユニット(CPU)1001と、メモリ1002と、タイマ1003と、画像処理ユニット(GPU)1004とを含んでもよい。メモリ1002は、ランダムアクセスメモリ(RAM)とリードオンリーメモリ(ROM)とを含んでもよい。CPU1001は、市販のプロセッサのいずれでもよい。デュアルマイクロプロセッサや他のマルチプロセッサアーキテクチャが、CPU1001として使用されてもよい。
 図22におけるこれらの構成物は、本開示において記載されるプロセスを実行するために、相互に接続されていてもよい。
 動作において、処理ユニット1000は、ストレージユニット1005に保存されたプログラムを読み込んで、実行してもよい。また、処理ユニット1000は、ストレージユニット1005からプログラムと一緒にデータを読み込んでもよい。また、処理ユニット1000は、ストレージユニット1005にデータを書き込んでもよい。CPU1001は、ストレージユニット1005から読み込んだプログラムを実行してもよい。メモリ1002は、CPU1001によって実行されるプログラム及びCPU1001の動作に使用されるデータを、一時的に保管する作業領域であってもよい。タイマ1003は、時間間隔を計測して、プログラムの実行に従ってCPU1001に計測結果を出力してもよい。GPU1004は、ストレージユニット1005から読み込まれるプログラムに従って、画像データを処理し、処理結果をCPU1001に出力してもよい。
 パラレルI/Oコントローラ1020は、レーザ制御部3、同期制御部6、および制御部7等の、処理ユニット1000と通信可能なパラレルI/Oデバイスに接続されてもよく、処理ユニット1000とそれらパラレルI/Oデバイスとの間の通信を制御してもよい。シリアルI/Oコントローラ1030は、レーザ制御部3、同期制御部6、および制御部7等の、処理ユニット1000と通信可能な複数のシリアルI/Oデバイスに接続されてもよく、処理ユニット1000とそれら複数のシリアルI/Oデバイスとの間の通信を制御してもよい。A/D、D/Aコンバータ1040は、アナログポートを介して、各種センサや、半導体光増幅器23,41、及びパルスエネルギセンサ93等のアナログデバイスに接続されてもよく、処理ユニット1000とそれらアナログデバイスとの間の通信を制御したり、通信内容のA/D、D/A変換を行ってもよい。
 ユーザインターフェイス1010は、操作者が処理ユニット1000にプログラムの停止や、割込みルーチンの実行を指示できるように、処理ユニット1000によって実行されるプログラムの進捗を操作者に表示してもよい。
 例示的なハードウエア環境100は、本開示における制御部7、及び露光装置制御部5等の構成に適用されてもよい。当業者は、それらのコントローラが分散コンピューティング環境、すなわち、通信ネットワークを介して繋がっている処理ユニットによってタスクが実行される環境において実現されてもよいことを理解するだろう。本開示において、制御部7、及び露光装置制御部5等は、イーサネット(登録商標)やインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカル及びリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
[8.その他]
 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ろう。
 本明細書及び添付の特許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、及び添付の特許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。

Claims (13)

  1.  第1の方向において互いに対向する1対の放電電極と、レーザ励起媒質と、シード光が入射する入射窓と、前記第1の方向と交差する第2の方向に増幅レーザ光を出射させる出射窓とを含むチャンバと、
     それぞれ反射領域を含み、前記第1の方向と交差する第3の方向において前記1対の放電電極を間に挟むようにして互いに対向する第1のミラー及び第2のミラーと
     を備え、
     前記第1のミラーの反射領域の前記第2の方向への投影像と前記第2のミラーの反射領域の前記第2の方向への投影像との間に0以上のギャップが設けられている
     増幅器。
  2.  前記第1のミラーは凸面ミラーであり、
     前記第2のミラーは凹面ミラーである
     請求項1に記載の増幅器。
  3.  前記凸面ミラーは、シリンドリカル凸面ミラーであり、
     前記凹面ミラーは、シリンドリカル凹面ミラーである
     請求項2に記載の増幅器。
  4.  前記第2のミラーは、それぞれ反射領域を含む複数のミラー要素を備え、
     前記第1のミラーの反射領域の前記第2の方向への投影像と前記複数のミラー要素のそれぞれの反射領域の前記第2の方向への投影像との間に0以上のギャップが設けられている
     請求項1に記載の増幅器。
  5.  前記第1のミラーと前記第2のミラーとによって、ビームエキスパンダが構成されている
     請求項1に記載の増幅器。
  6.  前記ビームエキスパンダのビームエキスパンド方向と、前記1対の放電電極間の放電方向とが略一致する
     請求項5に記載の増幅器。
  7.  前記ギャップの大きさを調整する調整機構
     をさらに備える。
     請求項1に記載の増幅器。
  8.  前記ギャップは、前記1対の放電電極の電極間隔よりも小さい
     請求項1に記載の増幅器。
  9.  前記シード光はパルスレーザ光であり、
     前記シード光のパルス幅をTd、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの前記第2の方向におけるミラー間隔をL、光速をcとしたとき、
     c・Td<2L
     の関係を満たす
     請求項1に記載の増幅器。
  10.  前記シード光はパルスレーザ光であり、
     前記増幅レーザ光のパルスエネルギを検出するパルスエネルギモニタと、
     前記パルスエネルギに基づいて、前記調整機構によって前記ギャップの大きさを制御する制御部と
     をさらに備える。
     請求項7に記載の増幅器。
  11.  シード光を出力する発振器と、
     前記シード光の光路上に配置された増幅器と
     を含み、
     前記増幅器は、
     第1の方向において互いに対向する1対の放電電極と、レーザ励起媒質と、前記シード光が入射する入射窓と、前記第1の方向と交差する第2の方向に増幅レーザ光を出射させる出射窓とを含むチャンバと、
     それぞれ反射領域を含み、前記第1の方向と交差する第3の方向において前記1対の放電電極を間に挟むようにして互いに対向する第1のミラー及び第2のミラーと
     を備え、
     前記第1のミラーの反射領域の前記第2の方向への投影像と前記第2のミラーの反射領域の前記第2の方向への投影像との間に0以上のギャップが設けられている
     レーザシステム。
  12.  前記発振器は、固体レーザ装置である
     請求項11に記載のレーザシステム。
  13.  前記発振器から出力された前記シード光が前記第1のミラーに入射するように、前記発振器と前記増幅器との間における前記シード光の光路上に配置された光学素子
     をさらに備える
     請求項11に記載のレーザシステム。
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