WO2017183210A1 - レーザ装置 - Google Patents

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WO2017183210A1
WO2017183210A1 PCT/JP2016/062858 JP2016062858W WO2017183210A1 WO 2017183210 A1 WO2017183210 A1 WO 2017183210A1 JP 2016062858 W JP2016062858 W JP 2016062858W WO 2017183210 A1 WO2017183210 A1 WO 2017183210A1
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浩孝 宮本
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ギガフォトン株式会社
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    • H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • H01S3/2251—ArF, i.e. argon fluoride is comprised for lasing around 193 nm

Definitions

  • This disclosure relates to a laser device.
  • the semiconductor exposure apparatus As semiconductor integrated circuits are miniaturized and highly integrated, improvement in resolving power is demanded in semiconductor exposure apparatuses.
  • the semiconductor exposure apparatus is simply referred to as “exposure apparatus”. For this reason, the wavelength of light output from the light source for exposure is being shortened.
  • a gas laser device As a light source for exposure, 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 193 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 optical system Line Narrow ⁇ ⁇ ⁇ 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.
  • a laser apparatus includes a chamber in which a pair of discharge electrodes are disposed, and a beam width of a beam output from the chamber at least in a first direction between the pair of discharge electrodes.
  • a first beam expander disposed so as to expand in a first direction substantially parallel to the discharge direction and a narrow-band optical system, wherein the beam width of the beam output from the chamber is at least
  • a grating disposed so as to chromatically disperse a beam whose beam width has been expanded by a panda within a plane substantially parallel to the second direction, and at least one optical element and a grating. At least one of the, but and a narrowing optical system which is arranged to compensate the chromatic dispersion of the first beam expander.
  • a laser apparatus includes a chamber in which a pair of discharge electrodes is disposed, a grating disposed to chromatically disperse a beam output from the chamber, and a chamber and a grating.
  • a first beam expander disposed in the beam path between, wherein the beam width at the incident position on the grating is expanded at least in a first direction and in a first direction substantially perpendicular to the dispersion plane of the grating
  • a second beam expander disposed in a beam path between the chamber and the grating, wherein the beam width at an incident position on the grating is at least a first beam expander.
  • a second beam expander Arranged to expand in a second direction that is substantially parallel to the dispersion surface of the grating, and at least Comprising a second beam expander comprising one optical element, and at least one of the grating and at least one optical element is arranged to compensate the chromatic dispersion of the first beam expander.
  • FIG. 1 schematically illustrates a configuration of a laser apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 schematically illustrates the configuration of the laser apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • 3A to 3C show the relationship between the grating and the optical axis of the incident beam when the dispersion surface of the grating 14e is not inclined.
  • 3D to 3F show the relationship between the grating and the optical axis of the incident beam when the dispersion surface of the grating 14e is inclined.
  • FIG. 4 schematically illustrates a configuration of a laser apparatus according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 schematically illustrates a configuration of a laser apparatus according to the third embodiment of the present disclosure.
  • 6A to 6C schematically show an angle changing mechanism that can be used in the laser apparatus according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • 7A to 7C schematically illustrate an angle changing mechanism that can be used in the laser apparatus according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • a laser apparatus includes a chamber, a first beam expander, and a narrow-band optical system.
  • a pair of discharge electrodes is disposed inside the chamber.
  • the first beam expander and the narrowband optical system are disposed outside the chamber.
  • the narrow-band optical system includes a second beam expander and a grating.
  • the first beam expander includes a plurality of prisms.
  • the first beam expander expands the beam output from the chamber in a first direction substantially parallel to the discharge direction between the pair of discharge electrodes.
  • the second beam expander includes at least one prism. The second beam expander expands the beam output from the chamber in a second direction substantially perpendicular to the discharge direction between the pair of discharge electrodes.
  • the beams expanded by the first beam expander and the second beam expander enter the grating.
  • the beam incident on the grating may be wavelength-dispersed in a plane substantially parallel to the second direction.
  • At least one of the optical element and the grating constituting the second beam expander is arranged so as to compensate for the chromatic dispersion caused by the first beam expander.
  • the terms “vertical”, “parallel” and the like in the present application do not strictly define numerical values such as an angle and include an error within a practical range.
  • FIGS. 1 and 2 schematically illustrate a configuration of a laser apparatus according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the laser apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes a laser chamber 10, a pair of discharge electrodes 11a and 11b, a band narrowing optical system 14, and an output coupling mirror 15.
  • the narrow-band optical system 14 and the output coupling mirror 15 constitute an optical resonator.
  • the laser chamber 10 is disposed in the optical path of the optical resonator.
  • the laser device is a master oscillator that oscillates and outputs seed light incident on an amplifier (not shown).
  • FIG. 1 shows the internal configuration of the laser device viewed from a direction substantially parallel to the discharge direction between the pair of discharge electrodes 11a and 11b.
  • the internal configuration of the laser device is viewed from a direction substantially perpendicular to the discharge direction between the pair of discharge electrodes 11 a and 11 b and substantially perpendicular to the traveling direction of the laser light output from the output coupling mirror 15. It is shown.
  • the traveling direction of the laser light output from the output coupling mirror 15 is the Z direction.
  • the discharge direction between the pair of discharge electrodes 11a and 11b is the V direction or the ⁇ V direction.
  • the direction perpendicular to both of these is the H direction.
  • the ⁇ V direction substantially coincides with the direction of gravity.
  • the laser chamber 10 is a chamber in which a laser gas as a laser medium containing, for example, argon gas or krypton gas as a rare gas, fluorine gas as a halogen gas, neon gas as a buffer gas, or the like is enclosed. Windows 10 a and 10 b are provided at both ends of the laser chamber 10.
  • the laser chamber 10 is supported by a holder 20.
  • the pair of discharge electrodes 11a and 11b are arranged in the laser chamber 10 as electrodes for exciting the laser medium by discharge.
  • a pulsed high voltage is applied to the pair of discharge electrodes 11a and 11b from a pulse power module (not shown).
  • the windows 10a and 10b are arranged such that the light incident surfaces and the HZ planes of these windows are substantially parallel, and the light incident angle is substantially a Brewster angle. .
  • the narrowing optical system 14 includes at least one prism, a grating 14e, holders 16a to 16e, and a housing 12.
  • the at least one prism includes four prisms 14a to 14d that expand the beam in the H direction substantially perpendicular to the discharge direction.
  • the prisms 14a to 14d may constitute the second beam expander in the present disclosure.
  • the H direction may correspond to the second direction in the present disclosure.
  • Each of the four prisms 14a to 14d is made of calcium fluoride crystals.
  • Each of the four prisms 14a-14d has two surfaces 18 and 19 through which the beam passes.
  • the prisms are arranged so that the beam passing through the surface 18 is non-perpendicular to the surface 18 and the beam passing through the surface 19 is substantially perpendicular to the surface 19.
  • the beam is refracted and chromatic dispersion is performed in a plane perpendicular to the V-axis.
  • the refraction of the beam is suppressed.
  • the surface 18 is coated with a film that suppresses reflection of at least P-polarized light included in the laser light.
  • the surface 19 is coated with a film that suppresses reflection of laser light.
  • the grating 14e is an shale grating in which a surface includes a highly reflective material and a large number of grooves are formed at predetermined intervals.
  • the housing 12 accommodates the prisms 14a to 14d, the grating 14e, and the holders 16a to 16e.
  • the prism 14a is supported by the holder 16a
  • the prism 14b is supported by the holder 16b
  • the prism 14c is supported by the holder 16c
  • the prism 14d is supported by the holder 16d
  • the grating 14e is supported by the holder 16e. Is done.
  • the holder 16c that supports the prism 14c can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotary stage 16f.
  • the housing 12 is connected to the laser chamber 10 by an optical path tube 21a.
  • the inside of the optical path tube 21a and the inside of the housing 12 are communicated with each other.
  • An inert gas introduction tube 12c is connected to the housing 12 at a position away from the optical path tube 21a.
  • An inert gas discharge pipe 21 c is connected to the optical path pipe 21 a at a position away from the housing 12. The inert gas is purged so as to be introduced into the housing 12 from the inert gas introduction pipe 12c and discharged from the inert gas discharge pipe 21c of the optical path pipe 21a.
  • the output coupling mirror 15 is accommodated in the housing 13.
  • the output coupling mirror 15 is supported by a holder 17 inside the housing 13.
  • the surface of the output coupling mirror 15 on the chamber 10 side is coated with a partial reflection film, and the other surface is coated with a reflection suppression film.
  • the housing 13 is connected to the laser chamber 10 by an optical path tube 21b.
  • the inside of the optical path tube 21b and the inside of the housing 13 are communicated with each other.
  • An inert gas introduction tube and an inert gas discharge tube (not shown) are connected to the inside of the optical path tube 21b and the housing 13, and the inert gas is purged inside these.
  • the laser apparatus includes a first beam expander that expands the beam in the V direction substantially parallel to the discharge direction.
  • the first beam expander includes a plurality of prisms 43 and 44.
  • the prisms 43 and 44 are disposed in the optical path between the window 10a and the grating 14e.
  • the V direction may correspond to the first direction in the present disclosure.
  • the prisms 43 and 44 are arranged inside the optical path tube 21a.
  • the prisms 43 and 44 are disposed in the optical path between the window 10a and the prism 14a closest to the window 10a. That is, all of the prisms 14a to 14d are disposed between the prisms 43 and 44 and the grating 14e.
  • the small prisms 43 and 44 can be employed.
  • Each of the plurality of prisms 43 and 44 is composed of calcium fluoride crystals.
  • Each of the plurality of prisms 43 and 44 has two surfaces 18 and 19 through which the beam passes. These prisms are arranged so that the beam passing through the surface 18 is non-perpendicular to the surface 18 and the beam passing through the surface 19 is substantially perpendicular to the surface 19.
  • the beam is refracted and wavelength dispersion is performed in a plane parallel to the VZ plane. In the surface 19, the refraction of the beam is suppressed.
  • the surfaces 18 of the plurality of prisms 43 and 44 are coated with a film that reduces reflection of at least S polarized light in the light included in the laser light.
  • the surfaces 19 of the plurality of prisms 43 and 44 are coated with a film that suppresses reflection of laser light. Thereby, the plurality of prisms 43 and 44 can suppress the reflection of the polarization component in the H direction and transmit the polarization component in the H direction with high transmittance.
  • the magnification ratio Mv of the beam width in the V direction by the prisms 43 and 44 is preferably 1.1 times or more and 4 times or less.
  • the beam width expansion ratio Mv in the V direction by the prisms 43 and 44 is preferably smaller than the beam width expansion ratio Mh in the H direction by the four prisms 14a to 14d.
  • the prisms 43 and 44 do not have to expand the beam width in the H direction. In that case, the functional sharing with the prisms 14a to 14d for expanding the beam width in the H direction can be clarified, and the design of the optical system can be facilitated.
  • the prisms 43 and 44 shift the second beam B2 at the grating side position in the V direction with respect to the first beam B1 at the chamber side position.
  • the first beam B1 and the second beam B2 are parallel.
  • the allowable range of parallelism of both beams is preferably within ⁇ 1 °, and more preferably within ⁇ 0.5 °.
  • the light generated in the laser chamber 10 is emitted to the outside of the laser chamber 10 through the windows 10a and 10b.
  • the light emitted from the window 10 a of the laser chamber 10 has its beam width in the V direction expanded by the prisms 43 and 44.
  • the light emitted from the prisms 43 and 44 has its beam width in the H direction expanded by the prisms 14a to 14d and is incident on the grating 14e.
  • the light incident on the grating 14e from the prisms 14a to 14d is reflected by the plurality of grooves of the grating 14e and diffracted in the direction corresponding to the wavelength of the light.
  • the grating 14e is arranged in a Littrow arrangement so that the incident angle of light incident on the grating 14e from the prisms 14a to 14d matches the diffraction angle of diffracted light having a desired wavelength. As a result, light in the vicinity of the desired wavelength is returned to the laser chamber 10 via the prisms 14a to 14d and the prisms 43 and 44.
  • the prisms 14a to 14d reduce the beam width in the H direction of the diffracted light from the grating 14e.
  • the prisms 43 and 44 compress the beam width in the V direction of the beam emitted from the prism 14a. Light emitted from the prisms 43 and 44 is returned to the discharge region of the laser chamber 10 through the window 10a.
  • the output coupling mirror 15 transmits and outputs part of the light output from the window 10 b of the laser chamber 10, reflects the other part and returns it to the laser chamber 10.
  • the light emitted from the laser chamber 10 reciprocates between the narrow-band optical system 14 and the output coupling mirror 15, and is amplified and passes through the discharge space between the discharge electrodes 11a and 11b. Oscillates. This light is narrowed every time it is folded by the narrow band optical system 14. Further, the polarization component in the H direction is selected by the arrangement of the windows 10a and 10b, the coating of the prisms 43 and 44, and the coating of the prisms 14a to 14d.
  • the amplified light is output from the output coupling mirror 15 as laser light. This laser light has a wavelength in the vacuum ultraviolet region, and the wavelength is about 193.4 nm.
  • the first embodiment by enlarging the beam width in the V direction by the prisms 43 and 44, the energy density of the light incident on the grating 14e is reduced, so that an increase in the surface temperature of the grating 14e is suppressed.
  • the refractive index distribution of the inert gas in the vicinity of the surface of the grating 14e is reduced as compared with the case where the beam width is not expanded in the V direction. Therefore, the distortion of the wavefront of the light diffracted by the grating 14e is suppressed, and the spectral line width of the laser light output from the laser device is suppressed from widening.
  • the prisms 43 and 44 not only expand the beam in the V direction but also have a function of chromatic dispersion in a plane parallel to the VZ plane. For this reason, the optical axes of the beams incident on the grating 14e from the prisms 43 and 44 are slightly different depending on whether the oscillation wavelength is ⁇ 1 or ⁇ 2. 2 represents the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 1, and the two-dot chain line in FIG. 2 represents the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 2.
  • the pointing in the V direction when the laser beam reciprocates once in the optical resonator is shifted by 0.1 mrad.
  • the pointing in the V direction when the laser beam reciprocates six times in the optical resonator is shifted by a maximum of 0.6 mrad.
  • these optical axis shifts are exaggerated for the sake of explanation.
  • the pointing of the laser beam output from the optical resonator may shift in the V direction.
  • the beam profile or beam divergence or beam pointing of the laser beam may be deteriorated.
  • the dispersion surface of the grating 14e is slightly inclined with respect to the surface orthogonal to the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44.
  • the beam incident on the grating 14e is slightly wavelength-dispersed also in the V direction.
  • the chromatic dispersion in the V direction by the prisms 43 and 44 is compensated.
  • the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44 are surfaces that are substantially perpendicular to both the surface 18 and the surface 19.
  • the dispersion surface of the grating 14e is a surface perpendicular to the direction of each groove formed in the grating 14e.
  • the first axis substantially perpendicular to the diffraction surface of the grating 14e is taken as the S axis.
  • a second axis that is substantially perpendicular to the S-axis and substantially parallel to the dispersion surface of the grating 14e is defined as a P-axis.
  • An axis substantially perpendicular to both the S axis and the P axis is defined as a Q axis.
  • the diffraction surface of the grating 14e is a surface on which a large number of grooves on which the beam output from the chamber 10 is incident are formed.
  • the S axis, the P axis, and the Q axis are axes that change according to changes in the position and posture of the grating 14e.
  • an axis substantially parallel to the beam axis at the incident position on the grating 14e is defined as the Z1 axis.
  • An axis substantially perpendicular to both the Z1 axis and the V axis is defined as an H1 axis.
  • the dispersion surface of the grating 14e is inclined by inclining the grating 14e around both the P-axis and the S-axis.
  • the chromatic dispersion compensation action by tilting the grating 14e will be described with reference to FIGS. 3A to 3F.
  • 3A to 3C show the relationship between the grating and the optical axis of the incident beam when the dispersion surface of the grating 14e is not inclined.
  • 3A is a view of the grating 14e along the Z1 axis
  • FIG. 3B is a view of the grating 14e along the H1 axis
  • FIG. 3C is a view of the grating 14e along the Q axis.
  • the deviation between the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 1 and the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 2 is exaggerated.
  • These optical axes are shifted in the V direction or the ⁇ V direction due to the wavelength dispersion by the prisms 43 and 44.
  • the dispersion surface sp of the grating 14e is not inclined with respect to the surface hz orthogonal to the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44, the Q axis and the V axis are substantially parallel.
  • the surface hz perpendicular to the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44 is a surface parallel to the HZ surface shown in FIGS.
  • the dispersion surface sp of the grating 14e is a surface parallel to the SP surface in FIGS. 3A to 3C.
  • the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 1 and the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 2 are:
  • the light enters the diffraction surface of the grating 14e at substantially the same incident angle. Therefore, the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 1 and the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 2 are diffracted by the grating 14e without compensating for the deviation.
  • 3D to 3F show the relationship between the grating and the optical axis of the incident beam when the dispersion surface of the grating 14e is inclined.
  • 3D is a view of the grating 14e along the Z1 axis
  • FIG. 3E is a view of the grating 14e along the H1 axis
  • FIG. 3F is a view of the grating 14e along the Q axis.
  • the deviation between the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 1 and the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 2 is exaggerated.
  • These optical axes are shifted in the V direction or the ⁇ V direction due to the wavelength dispersion by the prisms 43 and 44.
  • the Q axis and the V axis are not parallel.
  • the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 1 and the optical axis when the oscillation wavelength is ⁇ 2 are mutually
  • the light enters the diffraction surface of the grating 14e at different incident angles. Therefore, the incident angle to the grating 14e when the oscillation wavelength is ⁇ 1 and the diffraction angle of the light with the wavelength ⁇ 1 by the grating 14e are matched, and the incident angle to the grating 14e when the oscillation wavelength is ⁇ 2.
  • each of the prisms 14a to 14d is disposed so that the respective dispersion surfaces of the prisms 14a to 14d substantially coincide with each other.
  • the dispersion surface of the grating 14e is inclined with respect to the dispersion surfaces of the prisms 14a to 14d.
  • the dispersion surface is a surface substantially perpendicular to both the surface 18 and the surface 19.
  • any of the dispersion surfaces of the prisms 14a to 14d and the dispersion surface of the grating 14e may be inclined with respect to a surface orthogonal to the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44.
  • the grating 14e when the magnification ratio of the beam width in the V direction by the prisms 43 and 44 is double, the grating 14e is 0.14 ° counterclockwise around the S axis and 0 counterclockwise around the P axis. It is desirable to place it at an angle of 35 °.
  • the installation surface for placing the grating 14e may be processed so that the grating 14e is arranged with such an inclination.
  • the bottom surface of the grating substrate constituting the grating 14e may be processed so that the grating 14e is arranged with such an inclination.
  • the dispersion surface of the grating 14e may be tilted by inserting a shim into the bottom surface of the grating 14e or the holder 16e.
  • FIG. 4 schematically shows a configuration of a laser device according to the second embodiment of the present disclosure. Show. FIG. 4 shows the internal configuration of the laser device viewed from a direction substantially parallel to the discharge direction between the pair of discharge electrodes 11a and 11b.
  • the dispersion surface of the grating 14e instead of tilting the dispersion surface of the grating 14e with respect to the surface orthogonal to the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44, the dispersion surface of at least one prism included in the second beam expander is tilted. .
  • chromatic dispersion due to the first beam expander can be compensated.
  • the third axis that is substantially perpendicular to the surface 18 on which the beam is refracted is taken as the S axis.
  • a fourth axis that is substantially perpendicular to the S-axis and substantially parallel to the dispersion surface of the prism 14c is defined as a P-axis.
  • An axis substantially perpendicular to both the S axis and the P axis is defined as a Q axis.
  • the surface 18 of the prism 14 c is a surface on which the beam output from the chamber 10 is incident.
  • the S axis, the P axis, and the Q axis are axes that change according to changes in the position and orientation of the prism 14c.
  • the S axis, the P axis, and the Q axis are defined similarly to the prism 14c.
  • the prism 14c is rotated ⁇ 0.23 ° counterclockwise around the S axis and counterclockwise around the P axis. It is desirable to place it at an angle of 0.057 °.
  • the prism 14d instead of inclining the prism 14c, it is desirable that the prism 14d be inclined by ⁇ 0.074 ° counterclockwise around the S axis and 0.20 ° counterclockwise around the P axis.
  • the installation surface for mounting the prism 14c or 14d may be processed so that the prism 14c or 14d is arranged with such an inclination.
  • the bottom surface of the prism substrate constituting the prism 14c or 14d may be processed so that the prism 14c or 14d is arranged with such an inclination. Further, the dispersion surface of the prism 14c or 14d may be tilted by inserting a shim into the bottom surface of the prism 14c or 14d or the holder 16c or 16d.
  • the beam incident on the prism having the tilted dispersion surface is slightly wavelength-dispersed in the V direction. Thereby, wavelength dispersion in the V direction by the prisms 43 and 44 can be compensated.
  • the dispersion surfaces of the prisms 14a to 14d are not inclined.
  • the dispersion surfaces of the prisms other than the one prism to be inclined and the dispersion surface of the grating 14e coincide with each other.
  • the dispersion surface of one prism to be inclined is inclined with respect to the dispersion surface of the remaining prisms and the dispersion surface of the grating 14e.
  • the dispersion surfaces of a plurality of prisms among the prisms 14a to 14d may be inclined with respect to a surface orthogonal to the dispersion surfaces of the prisms 43 and 44.
  • the prism whose dispersion surface is tilted to compensate for chromatic dispersion is the prism 14c that can be rotated around an axis parallel to the V axis to adjust the oscillation wavelength, or the prism 14d that is closer to the grating 14e than the prism 14c. It is desirable to be. As a result, even if the prism 14c rotates about an axis parallel to the V axis in order to vary the oscillation wavelength of the laser, the wavelength dispersion of the prisms 43 and 44 can be compensated.
  • the dispersion surface of any of the prisms 14b, 14c, and 14d may be inclined to compensate for chromatic dispersion. .
  • it is the same as that of 1st Embodiment.
  • FIG. 5 schematically illustrates a configuration of a laser apparatus according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 shows the internal configuration of the laser device viewed from a direction substantially parallel to the discharge direction between the pair of discharge electrodes 11a and 11b.
  • the prisms 43 and 44 shift the second beam B2 at the grating side position in the ⁇ V direction with respect to the first beam B1 at the chamber side position. That is, the prisms 43 and 44 are vertically inverted with respect to the arrangement in the first embodiment.
  • the direction in which the grating or prism is tilted is opposite to that in the first or second embodiment. About another point, it is the same as that of 1st or 2nd embodiment.
  • the grating 14e is rotated ⁇ 0.14 ° counterclockwise around the S axis and counterclockwise around the P axis. It is desirable to place it at an angle of -0.35 °.
  • the prism 14c is rotated 0.23 ° counterclockwise around the S axis and counterclockwise around the P axis. It is desirable to place it at an angle of -0.057 °.
  • the prism 14d be inclined by 0.074 ° counterclockwise around the S axis and ⁇ 0.20 ° counterclockwise around the P axis.
  • the absolute value of the inclination angle around the S-axis of the grating 14e is preferably 0.084 ° or more and 0.29 ° or less.
  • the absolute value of the inclination angle around the P-axis of the grating 14e is preferably 0.12 ° or more and 0.64 ° or less.
  • the absolute value of the inclination angle around the S axis of the prism 14c is preferably 0.14 ° or more and 0.40 ° or less.
  • the absolute value of the inclination angle around the P-axis of the prism 14c is preferably 0.034 ° or more and 0.34 ° or less.
  • the absolute value of the inclination angle around the S axis of the prism 14d is preferably 0.046 ° or more and 0.16 ° or less.
  • the absolute value of the inclination angle around the P-axis of the prism 14d is preferably 0.12 ° or more and 0.36 ° or less.
  • FIGS. 6A to 6C schematically show an angle changing mechanism that can be used in the laser apparatus according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6A shows the grating 14e and the angle changing mechanism as seen from the Q-axis direction.
  • FIG. 6B shows the grating 14e and the angle changing mechanism as seen from the P-axis direction.
  • FIG. 6C shows the grating 14e and the angle changing mechanism as seen from the S-axis direction.
  • the inclination angle of the grating 14e can be adjusted.
  • the angle changing mechanism 30 shown in FIGS. 6A to 6C includes a first plate 31, a second plate 32, a protrusion 33, a first micrometer 34, and a second micrometer 35.
  • the first plate 31 is fixed to the holder 16e described with reference to FIG.
  • the protrusion 33, the first micrometer 34, and the second micrometer 35 are fixed to the first plate 31.
  • the first micrometer 34 is located at a position shifted in the P direction as viewed from the protrusion 33
  • the second micrometer 35 is positioned at a position shifted in the ⁇ S direction as viewed from the protrusion 33.
  • the second plate 32 is supported by the protrusion 33, the first micrometer 34, and the second micrometer 35.
  • the grating 14 e is fixed to the upper surface of the second plate 32.
  • a mount portion 36 having a conical depression is fixed to the lower surface of the second plate 32.
  • the mount portion 36 is located directly below the diffraction surface of the grating 14e.
  • the mount part 36 is positioned at one point by receiving the protrusion 33 in the conical depression of the mount part 36.
  • a mount portion 37 having a groove having a V-shaped cross section is fixed to the lower surface of the second plate 32.
  • the mount portion 37 is located immediately below the diffraction surface of the grating 14e and away from the mount portion 36.
  • the groove having a V-shaped cross section of the mount portion 37 is formed in a direction parallel to the diffraction surface of the grating 14e.
  • the grating 14e is supported and positioned at three points.
  • a spring 38 having a stress in the direction of narrowing the distance between the first plate 31 and the second plate 32 is disposed.
  • a spring 39 having an elastic force in the direction of narrowing the distance between the first plate 31 and the second plate 32 is disposed.
  • the first micrometer 34 can adjust the height of the head portion 34a by a control device (not shown). Thereby, the inclination of the grating 14e can be adjusted around an axis substantially parallel to the S axis.
  • the second micrometer 35 can adjust the height of the head portion 35a by a control device (not shown). Thereby, the inclination of the grating 14e can be adjusted around an axis substantially parallel to the P axis.
  • compensation for chromatic dispersion is improved by adjusting the tilt angle of the grating 14e even when the chromatic dispersion characteristics change due to thermal deformation of the optical element in the laser device. be able to.
  • the angle of the prism 14c or 14d may be adjusted by a similar mechanism.
  • FIGS. 7A to 7C schematically show an angle change mechanism that can be used in the laser apparatus according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7A shows the prism 14d and the angle changing mechanism as seen from the Q-axis direction.
  • FIG. 7B shows the prism 14d and the angle changing mechanism as seen from the negative direction of the P-axis.
  • FIG. 7C shows the prism 14d and the angle changing mechanism as seen from the S-axis direction.
  • a part of the angle changing mechanism is shown in cross section.
  • the inclination angle of the prism 14d can be adjusted.
  • the angle changing mechanism 40 shown in FIGS. 7A to 7C includes a first hinge 41a, a second hinge 41b, and a plate 46.
  • the first hinge 41a is composed of a single plate folded in half.
  • the first hinge 41a includes a movable portion 42a on one side and a fixed portion 43a on the other side when viewed from a thin bent portion.
  • the thin bent portion of the first hinge 41a is disposed substantially parallel to the S axis.
  • the second hinge 41b is composed of another plate folded in half.
  • the second hinge 41b includes a movable part 42b on one side and a fixed part 43b on the other side when viewed from the thin bent part.
  • the thin bent portion of the second hinge 41b is disposed substantially parallel to the P axis.
  • the fixing portion 43b of the second hinge 41b is fixed to the holder 16d described with reference to FIG.
  • the fixed part 43a of the first hinge 41a is fixed to the movable part 42b of the second hinge 41b.
  • the plate 46 is fixed to the movable part 42a of the first hinge 41a.
  • a prism 14 d is fixed to the plate 46.
  • 1st bolt 44a penetrates the through-hole formed in the movable part 42a of the 1st hinge 41a, and is screwed in the fixing
  • the head of the first bolt 44a does not pass through the through hole formed in the movable portion 42a, and restricts the movable portion 42a from being separated from the fixed portion 43a. That is, the opening of the first hinge 41a is restricted by the first bolt 44a.
  • the second bolt 45a is screwed into the movable part 42a of the first hinge 41a, and the tip of the second bolt 45a reaches the fixed part 43a.
  • the second bolt 45a restricts the movable portion 42a from approaching the fixed portion 43a. That is, the closing of the first hinge 41a is restricted by the second bolt 45a.
  • the opening angle of the first hinge 41a is adjusted, and the inclination of the prism 14d can be adjusted around an axis substantially parallel to the S axis.
  • the second hinge 41b has the same configuration as the first hinge 41a.
  • the constituent elements corresponding to the constituent elements of the first hinge 41a are illustrated by changing the end of the reference numerals to “b”, and detailed description thereof is omitted.
  • the second hinge 41b can adjust the inclination of the prism 14d around an axis substantially parallel to the P axis.
  • compensation for chromatic dispersion is improved by adjusting the tilt angle of the prism 14d even when the chromatic dispersion characteristic is changed due to thermal deformation of an optical element in the laser device. be able to.
  • the angle of another prism may be adjusted or the angle of the grating may be adjusted by a similar mechanism.

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Abstract

レーザ装置は、一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、チャンバから出力されたビームのビーム幅を、少なくとも第１の方向であって一対の放電電極の間における放電方向と略平行な第１の方向に拡大するように配置された、第１のビームエキスパンダと、狭帯域化光学系であって、チャンバから出力されたビームのビーム幅を、少なくとも第２の方向であって第１の方向と略垂直な第２の方向に拡大するように配置された、少なくとも１つの光学素子を含む第２のビームエキスパンダと、第１及び第２のビームエキスパンダによってビーム幅が拡大されたビームを、第２の方向と略平行な面内に波長分散させるように配置された、グレーティングと、を有し、少なくとも１つの光学素子とグレーティングとの内の少なくとも１つが、第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するように配置されている狭帯域化光学系と、を備える。

Description

レーザ装置
　本開示は、レーザ装置に関する。
　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ならびに、波長１９３ｎｍ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光学系（Line Narrow Module）が設けられ、この狭帯域化光学系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。
米国特許出願公開第２００１／００１４１１０号明細書 特許第４３５８０５２号公報 米国特許出願公開第２０１５／０３２５９８０号明細書 特許第３５９０５２４号公報
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、チャンバから出力されたビームのビーム幅を、少なくとも第１の方向であって一対の放電電極の間における放電方向と略平行な第１の方向に拡大するように配置された、第１のビームエキスパンダと、狭帯域化光学系であって、チャンバから出力されたビームのビーム幅を、少なくとも第２の方向であって第１の方向と略垂直な第２の方向に拡大するように配置された、少なくとも１つの光学素子を含む第２のビームエキスパンダと、第１及び第２のビームエキスパンダによってビーム幅が拡大されたビームを、第２の方向と略平行な面内に波長分散させるように配置された、グレーティングと、を有し、少なくとも１つの光学素子とグレーティングとの内の少なくとも１つが、第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するように配置されている狭帯域化光学系と、を備える。
　本開示の他の１つの観点に係るレーザ装置は、一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、チャンバから出力されたビームを波長分散させるように配置されたグレーティングと、チャンバとグレーティングとの間のビーム経路に配置された第１のビームエキスパンダであって、グレーティングへの入射位置におけるビーム幅を、少なくとも第１の方向であってグレーティングの分散面と略垂直な第１の方向に拡大するように配置された、第１のビームエキスパンダと、チャンバとグレーティングとの間のビーム経路に配置された第２のビームエキスパンダであって、グレーティングへの入射位置におけるビーム幅を、少なくとも第２の方向であってグレーティングの分散面と略平行な第２の方向に拡大するように配置された、少なくとも１つの光学素子を含む第２のビームエキスパンダと、を備え、グレーティングと少なくとも１つの光学素子との内の少なくとも１つが、第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するように配置される。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。 図２は、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。 図３Ａ～図３Ｃは、グレーティング１４ｅの分散面を傾斜させていない場合のグレーティングと入射ビームの光軸との関係を示す。図３Ｄ～図３Ｆは、グレーティング１４ｅの分散面を傾斜させた場合のグレーティングと入射ビームの光軸との関係を示す。 図４は、本開示の第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。 図５は、本開示の第３の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。 図６Ａ～図６Ｃは、本開示の第４の実施形態に係るレーザ装置において使用可能な角度変更機構を模式的に示す。 図７Ａ～図７Ｃは、本開示の第５の実施形態に係るレーザ装置において使用可能な角度変更機構を模式的に示す。
実施形態
＜内容＞
１．概要
２．グレーティングを傾斜させて第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するレーザ装置
　２．１　構成
　　２．１．１　レーザチャンバ
　　２．１．２　狭帯域化光学系
　　２．１．３　出力結合ミラー
　　２．１．４　第１のビームエキスパンダ
　２．２　動作
　２．３　波長分散の補償作用
３．第２のビームエキスパンダに含まれるプリズムを傾斜させて第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するレーザ装置
４．第１のビームエキスパンダが上下反転している場合
５．グレーティングの角度変更機構
６．プリズムの角度変更機構
７．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
　本開示の１つの観点において、レーザ装置は、チャンバと、第１のビームエキスパンダと、狭帯域化光学系と、を備える。チャンバの内部には、一対の放電電極が配置される。第１のビームエキスパンダ及び狭帯域化光学系は、チャンバの外に配置される。狭帯域化光学系は、第２のビームエキスパンダと、グレーティングと、を備える。
　第１のビームエキスパンダは、複数のプリズムを含む。第１のビームエキスパンダは、チャンバから出力されたビームを、一対の放電電極の間における放電方向と略平行な第１の方向に拡大させる。
　第２のビームエキスパンダは、少なくとも１つのプリズムを含む。第２のビームエキスパンダは、チャンバから出力されたビームを、一対の放電電極の間における放電方向と略垂直な第２の方向に拡大させる。
　第１のビームエキスパンダ及び第２のビームエキスパンダによって拡大されたビームは、グレーティングに入射する。グレーティングに入射したビームは、第２の方向と略平行な面内に波長分散してもよい。
　さらに、第２のビームエキスパンダを構成する光学素子及びグレーティングの内の少なくとも１つが、第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するように配置される。
　なお、本願における「垂直」、「平行」等の語は、角度等の数値を厳密に規定するものではなく、実用的範囲内での誤差を含む趣旨である。
２．グレーティングを傾斜させて第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するレーザ装置
　２．１　構成
　図１及び図２は、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。図１及び図２に示されるレーザ装置は、レーザチャンバ１０と、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂと、狭帯域化光学系１４と、出力結合ミラー１５と、を含む。狭帯域化光学系１４と出力結合ミラー１５とが、光共振器を構成する。レーザチャンバ１０は、光共振器の光路に配置される。レーザ装置は、図示しない増幅器に入射させるシード光をレーザ発振して出力するマスターオシレータである。
　図１においては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に略平行な方向からみたレーザ装置の内部構成が示されている。図２においては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に略垂直で、且つ、出力結合ミラー１５から出力されるレーザ光の進行方向に略垂直な方向からみたレーザ装置の内部構成が示されている。出力結合ミラー１５から出力されるレーザ光の進行方向は、Ｚ方向である。一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向は、Ｖ方向又は－Ｖ方向である。これらの両方に垂直な方向は、Ｈ方向である。－Ｖ方向は、重力の方向とほぼ一致している。
　２．１．１　レーザチャンバ
　レーザチャンバ１０は、例えばレアガスとしてアルゴンガス又はクリプトンガス、ハロゲンガスとしてフッ素ガス、バッファガスとしてネオンガス等を含むレーザ媒質としてのレーザガスが封入されるチャンバである。レーザチャンバ１０の両端にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられる。レーザチャンバ１０は、ホルダ２０によって支持されている。
　一対の放電電極１１ａ及び１１ｂは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ１０内に配置される。一対の放電電極１１ａ及び１１ｂには、図示しないパルスパワーモジュールからパルス状の高電圧が印加される。
　図１に示されるように、ウインドウ１０ａ及び１０ｂは、これらのウインドウに対する光の入射面とＨＺ面とが略平行となり、かつ、この光の入射角度が略ブリュースター角となるように配置される。
　２．１．２　狭帯域化光学系
　狭帯域化光学系１４は、少なくとも１つのプリズムと、グレーティング１４ｅと、ホルダ１６ａ～１６ｅと、筐体１２とを含む。少なくとも１つのプリズムは、放電方向と略垂直なＨ方向にビームを拡大させる４つのプリズム１４ａ～１４ｄを含む。プリズム１４ａ～１４ｄは、本開示における第２のビームエキスパンダを構成し得る。Ｈ方向は、本開示における第２の方向に相当し得る。
　４つのプリズム１４ａ～１４ｄの各々は、フッ化カルシウムの結晶で構成される。４つのプリズム１４ａ～１４ｄの各々は、ビームが通過する２つの面１８及び１９を有する。面１８を通過するビームが面１８に対して非垂直となり、面１９を通過するビームが面１９に対して略垂直となるように、これらのプリズムが配置される。面１８においては、ビームが屈折し、Ｖ軸に垂直な面内に波長分散が行われる。面１９においては、ビームの屈折が抑制される。面１８には、レーザ光に含まれる光の内の少なくともＰ偏光の反射を抑制する膜がコーティングされている。面１９には、レーザ光の反射を抑制する膜がコーティングされている。グレーティング１４ｅは、表面に高反射率の材料を含み、多数の溝が所定間隔で形成されたエシェールグレーティングである。
　筐体１２は、プリズム１４ａ～１４ｄ、グレーティング１４ｅ及びホルダ１６ａ～１６ｅを収容する。筐体１２の内部において、プリズム１４ａはホルダ１６ａに支持され、プリズム１４ｂはホルダ１６ｂに支持され、プリズム１４ｃはホルダ１６ｃに支持され、プリズム１４ｄはホルダ１６ｄに支持され、グレーティング１４ｅはホルダ１６ｅに支持される。発振波長を調整するため、プリズム１４ｃを支持するホルダ１６ｃは、回転ステージ１６ｆによってＶ軸に平行な軸を中心として回転可能である。
　筐体１２は、光路管２１ａによってレーザチャンバ１０に接続される。光路管２１ａの内部と筐体１２の内部とは連通するようになっている。筐体１２には、光路管２１ａから離れた位置に不活性ガス導入管１２ｃが接続されている。光路管２１ａには、筐体１２から離れた位置に不活性ガス排出管２１ｃが接続されている。不活性ガスは、不活性ガス導入管１２ｃから筐体１２内に導入され、光路管２１ａの不活性ガス排出管２１ｃから排出されるようにパージされている。
　２．１．３　出力結合ミラー
　出力結合ミラー１５は、筐体１３に収容されている。出力結合ミラー１５は、筐体１３の内部で、ホルダ１７によって支持されている。出力結合ミラー１５のチャンバ１０側の表面には、部分反射膜がコーティングされ、もう一つの面には反射抑制膜がコーティングされている。
　筐体１３は、光路管２１ｂによってレーザチャンバ１０に接続されている。光路管２１ｂの内部と筐体１３の内部とは連通するようになっている。光路管２１ｂの内部及び筐体１３には図示しない不活性ガス導入管と不活性ガス排出管が接続され、これらの内部には、不活性ガスがパージされる。
　２．１．４　第１のビームエキスパンダ
　第１の実施形態に係るレーザ装置は、放電方向と略平行なＶ方向にビームを拡大させる第１のビームエキスパンダを備える。第１のビームエキスパンダは、複数のプリズム４３及び４４を含む。プリズム４３及び４４は、ウインドウ１０ａとグレーティング１４ｅとの間の光路に配置される。Ｖ方向は、本開示における第１の方向に相当し得る。
　プリズム４３及び４４は、光路管２１ａの内部に配置される。プリズム４３及び４４は、ウインドウ１０ａとウインドウ１０ａに最も近いプリズム１４ａとの間の光路に配置される。すなわち、プリズム４３及び４４とグレーティング１４ｅとの間に、プリズム１４ａ～１４ｄのすべてが配置される。ウインドウ１０ａから出力された光のビーム幅がプリズム１４ａによって拡大される前の、ビーム幅が狭い位置にプリズム４３及び４４を配置することにより、小型のプリズム４３及び４４を採用することができる。
　複数のプリズム４３及び４４の各々は、フッ化カルシウムの結晶で構成される。複数のプリズム４３及び４４の各々は、ビームが通過する２つの面１８及び１９を有する。面１８を通過するビームが面１８に対して非垂直となり、面１９を通過するビームが面１９に対して略垂直となるように、これらのプリズムが配置される。面１８においては、ビームが屈折し、ＶＺ面に平行な面内に波長分散が行われる。面１９においては、ビームの屈折が抑制される。複数のプリズム４３及び４４の面１８には、レーザ光に含まれる光の内の少なくともＳ偏光の反射を低減する膜がコーティングされている。複数のプリズム４３及び４４の面１９には、レーザ光の反射を抑制する膜がコーティングされている。これにより、複数のプリズム４３及び４４は、Ｈ方向の偏光成分の反射を抑制し、Ｈ方向の偏光成分を高い透過率で透過させることができる。
　プリズム４３及び４４によるＶ方向へのビーム幅の拡大率Ｍｖは、１．１倍以上、４倍以下が好ましい。プリズム４３及び４４によるＶ方向へのビーム幅の拡大率Ｍｖは、４つのプリズム１４ａ～１４ｄによるＨ方向へのビーム幅の拡大率Ｍｈより小さいことが好ましい。
　プリズム４３及び４４は、Ｈ方向にはビーム幅を拡大させなくてもよい。その場合、Ｈ方向のビーム幅を拡大させるプリズム１４ａ～１４ｄとの機能分担を明確にし、光学系の設計を容易にすることができる。
　プリズム４３及び４４は、チャンバ側の位置における第１のビームＢ１に対してグレーティング側の位置における第２のビームＢ２をＶ方向にシフトさせる。但し、第１のビームＢ１と第２のビームＢ２とは平行である。ここで、両ビームの平行の許容範囲は、好ましくは±１°以内であり、さらに好ましくは±０．５°以内である。
　２．２　動作
　一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧が印加されると、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザ媒質が励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザ媒質が、その後低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出する。
　レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射する。レーザチャンバ１０のウインドウ１０ａから出射した光は、Ｖ方向のビーム幅をプリズム４３及び４４によって拡大させられる。そして、プリズム４３及び４４から出射した光は、そのＨ方向のビーム幅をプリズム１４ａ～１４ｄによって拡大させられて、グレーティング１４ｅに入射する。
　プリズム１４ａ～１４ｄからグレーティング１４ｅに入射した光は、グレーティング１４ｅの複数の溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられる。グレーティング１４ｅは、プリズム１４ａ～１４ｄからグレーティング１４ｅに入射する光の入射角と、所望波長の回折光の回折角とが一致するようにリトロー配置されている。これにより、所望波長付近の光がプリズム１４ａ～１４ｄとプリズム４３及び４４とを介してレーザチャンバ１０に戻される。
　プリズム１４ａ～１４ｄは、グレーティング１４ｅからの回折光のＨ方向のビーム幅を縮小させる。プリズム４３及び４４は、プリズム１４ａから出射されたビームのＶ方向のビーム幅を圧縮させる。プリズム４３及び４４から出射した光は、ウインドウ１０ａを介して、レーザチャンバ１０の放電領域に戻される。
　出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ１０のウインドウ１０ｂから出力される光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射させてレーザチャンバ１０内に戻す。
　このようにして、レーザチャンバ１０から出射した光は、狭帯域化光学系１４と出力結合ミラー１５との間で往復し、放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電空間を通過する度に増幅されレーザ発振する。この光は、狭帯域化光学系１４で折り返される度に狭帯域化される。さらに、上述したウインドウ１０ａ及び１０ｂの配置と、プリズム４３と４４のコーティングと、プリズム１４ａ～１４ｄのコーティングと、によって、Ｈ方向の偏光成分が選択される。こうして増幅された光が、出力結合ミラー１５からレーザ光として出力される。このレーザ光は、真空紫外域の波長を有し、その波長は、約１９３．４ｎｍである。
　第１の実施形態によれば、プリズム４３及び４４によってＶ方向にビーム幅を拡大することにより、グレーティング１４ｅに入射する光のエネルギー密度が低減されるので、グレーティング１４ｅの表面温度の上昇が抑制される。これにより、Ｖ方向にビーム幅を拡大しない場合にくらべてグレーティング１４ｅの表面付近における不活性ガスの屈折率分布が低減される。従って、グレーティング１４ｅによって回折される光の波面の歪みが抑制され、レーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅が広くなることが抑制される。さらに、グレーティング１４ｅの回折面に入射する光のエネルギー密度が低減されると、グレーティング１４ｅの回折表面の劣化が抑制される。その結果、グレーティング１４ｅの回折効率の低下が抑制され、グレーティングの寿命が延びる。
　２．３　波長分散の補償作用
　プリズム４３及び４４は、Ｖ方向にビームを拡大するだけでなく、ＶＺ面に平行な面内に波長分散させる機能も有する。このため、プリズム４３及び４４からグレーティング１４ｅに入射するビームの光軸は、発振波長がλ１である場合とλ２である場合とでわずかに異なる。図２における一点鎖線は、発振波長がλ１である場合の光軸を示し、図２における二点鎖線は、発振波長がλ２である場合の光軸を示す。例えば、発振波長が１９３．３００ｎｍから１９３．４５７ｎｍに変更されると、光共振器内をレーザ光が１往復したときのＶ方向のポインティングは０．１ｍｒａｄずれる。光共振器内をレーザ光が６往復したときのＶ方向のポインティングは最大０．６ｍｒａｄずれる。図２においては、説明のために、これらの光軸のずれが誇張されて描かれている。
　従って、発振波長が変化すると、光共振器から出力されるレーザ光のポインティングがＶ方向にずれることがある。これにより、レーザ光のビームプロファイルあるいはビームダイバージェンスあるいはビームポインティングを悪化させるおそれがある。
　そこで、第１の実施形態においては、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面に対して、グレーティング１４ｅの分散面をわずかに傾けて配置する。グレーティング１４ｅの分散面をわずかに傾けて配置することにより、グレーティング１４ｅに入射したビームはＶ方向にもわずかに波長分散する。これにより、プリズム４３及び４４によるＶ方向の波長分散を補償する。ここで、プリズム４３及び４４の分散面は、面１８と面１９との両方に略垂直な面である。グレーティング１４ｅの分散面は、グレーティング１４ｅに形成された各々の溝の方向に垂直な面である。
　図１に示されるように、グレーティング１４ｅの回折面に略垂直な第１の軸をＳ軸とする。Ｓ軸に略垂直であってグレーティング１４ｅの分散面に略平行な第２の軸をＰ軸とする。Ｓ軸とＰ軸との両方に略垂直な軸をＱ軸とする。ここで、グレーティング１４ｅの回折面は、チャンバ１０から出力されたビームが入射する多数の溝が形成された面である。Ｓ軸、Ｐ軸、Ｑ軸は、グレーティング１４ｅの位置及び姿勢の変化に応じて変化する軸である。
　また、図１に示されるように、グレーティング１４ｅへの入射位置におけるビーム軸に略平行な軸をＺ１軸とする。Ｚ１軸とＶ軸との両方に略垂直な軸をＨ１軸とする。
　第１の実施形態においては、Ｐ軸とＳ軸との両方の軸周りに、グレーティング１４ｅを傾けることにより、グレーティング１４ｅの分散面を傾斜させている。グレーティング１４ｅを傾けることによる波長分散の補償作用について、図３Ａ～図３Ｆを参照しながら説明する。
　図３Ａ～図３Ｃは、グレーティング１４ｅの分散面を傾斜させていない場合のグレーティングと入射ビームの光軸との関係を示す。図３ＡはＺ１軸に沿ってグレーティング１４ｅを見た図であり、図３ＢはＨ１軸に沿ってグレーティング１４ｅを見た図であり、図３ＣはＱ軸に沿ってグレーティング１４ｅを見た図である。これらの図においても、発振波長がλ１である場合の光軸と発振波長がλ２である場合の光軸とのずれが誇張されて描かれている。これらの光軸は、プリズム４３及び４４による波長分散により、Ｖ方向又は－Ｖ方向にずれている。図３Ａ～図３Ｃにおいては、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面ｈｚに対して、グレーティング１４ｅの分散面ｓｐを傾斜させていないので、Ｑ軸とＶ軸は略平行となる。ここで、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面ｈｚは、図１及び図２に示されるＨＺ面に平行な面である。グレーティング１４ｅの分散面ｓｐは、図３Ａ～図３ＣにおけるＳＰ面に平行な面である。
　図３Ａ～図３Ｃに示されるように、グレーティング１４ｅの分散面ｓｐを傾斜させていない場合には、発振波長がλ１である場合の光軸と発振波長がλ２である場合の光軸とは、ほぼ同じ入射角でグレーティング１４ｅの回折面に入射する。従って、発振波長がλ１である場合の光軸と発振波長がλ２である場合の光軸とは、そのずれが補償されないまま、グレーティング１４ｅにおいて回折される。
　図３Ｄ～図３Ｆは、グレーティング１４ｅの分散面を傾斜させた場合のグレーティングと入射ビームの光軸との関係を示す。図３ＤはＺ１軸に沿ってグレーティング１４ｅを見た図であり、図３ＥはＨ１軸に沿ってグレーティング１４ｅを見た図であり、図３ＦはＱ軸に沿ってグレーティング１４ｅを見た図である。これらの図においても、発振波長がλ１である場合の光軸と発振波長がλ２である場合の光軸とのずれが誇張されて描かれている。これらの光軸は、プリズム４３及び４４による波長分散により、Ｖ方向又は－Ｖ方向にずれている。図３Ｄ～図３Ｆにおいては、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面ｈｚに対して、グレーティング１４ｅの分散面ｓｐを傾斜させているので、Ｑ軸とＶ軸は非平行となる。
　図３Ｄ～図３Ｆに示されるように、グレーティング１４ｅの分散面ｓｐを傾斜させた場合には、発振波長がλ１である場合の光軸と発振波長がλ２である場合の光軸とは、互いに異なる入射角でグレーティング１４ｅの回折面に入射する。従って、発振波長がλ１である場合のグレーティング１４ｅへの入射角と、グレーティング１４ｅによる波長λ１の光の回折角とを一致させ、且つ、発振波長がλ２である場合のグレーティング１４ｅへの入射角と、グレーティング１４ｅによる波長λ２の光の回折角とを一致させることにより、これらの光軸のずれを補償することができる。
　グレーティング１４ｅを傾斜させる場合、プリズム１４ａ～１４ｄの各々の分散面が互いに略一致するようプリズム１４ａ～１４ｄの各々が配置されるのが好ましい。その場合には、グレーティング１４ｅの分散面が、プリズム１４ａ～１４ｄの分散面に対して傾斜している。なお、プリズム１４ａ～１４ｄの各々において、分散面は、面１８と面１９との両方に略垂直な面である。あるいは、プリズム１４ａ～１４ｄの内のいずれかの分散面と、グレーティング１４ｅの分散面との両方が、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面に対して傾斜していてもよい。
　一例として、プリズム４３及び４４によるＶ方向へのビーム幅の拡大率が２倍である場合、グレーティング１４ｅを、Ｓ軸周りに反時計回りに０．１４°、Ｐ軸周りに反時計回りに０．３５°傾けて配置することが望ましい。グレーティング１４ｅがそのような傾きで配置されるように、グレーティング１４ｅを載せるための設置面が加工されていてもよい。また、グレーティング１４ｅがそのような傾きで配置されるように、グレーティング１４ｅを構成するグレーティング基板の底面が加工されていてもよい。また、グレーティング１４ｅの底面またはホルダ１６ｅにシムを挿入することによって、グレーティング１４ｅの分散面を傾けてもよい。
３．第２のビームエキスパンダに含まれるプリズムを傾斜させて第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するレーザ装置
　図４は、本開示の第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。図４においては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に略平行な方向からみたレーザ装置の内部構成が示されている。第２の実施形態においては、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面に対してグレーティング１４ｅの分散面を傾ける代わりに、第２のビームエキスパンダに含まれる少なくとも１つのプリズムの分散面を傾ける。これより、第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償することができる。
　図４に示されるように、プリズム１４ｃにおいて、ビームが屈折する面１８に略垂直な第３の軸をＳ軸とする。Ｓ軸に略垂直であってプリズム１４ｃの分散面に略平行な第４の軸をＰ軸とする。Ｓ軸とＰ軸との両方に略垂直な軸をＱ軸とする。ここで、プリズム１４ｃの面１８は、チャンバ１０から出力されたビームが入射する面である。Ｓ軸、Ｐ軸、Ｑ軸は、プリズム１４ｃの位置及び姿勢の変化に応じて変化する軸である。
　プリズム１４ｄにおいても、プリズム１４ｃと同様にＳ軸、Ｐ軸、Ｑ軸が定義される。
　一例として、プリズム４３及び４４によるＶ方向へのビーム幅の拡大率が２倍である場合、プリズム１４ｃを、Ｓ軸周りに反時計回りに－０．２３°、Ｐ軸周りに反時計回りに０．０５７°傾けて配置することが望ましい。あるいは、プリズム１４ｃを傾ける代わりに、プリズム１４ｄを、Ｓ軸周りに反時計回りに－０．０７４°、Ｐ軸周りに反時計回りに０．２０°傾けて配置することが望ましい。プリズム１４ｃ又は１４ｄがそのような傾きで配置されるように、プリズム１４ｃ又は１４ｄを載せるための設置面が加工されていてもよい。プリズム１４ｃ又は１４ｄがそのような傾きで配置されるように、プリズム１４ｃ又は１４ｄを構成するプリズム基板の底面が加工されていてもよい。また、プリズム１４ｃ又は１４ｄの底面またはホルダ１６ｃ又は１６ｄにシムを挿入することによって、プリズム１４ｃ又は１４ｄの分散面を傾けてもよい。
　プリズム１４ｃ又はプリズム１４ｄの分散面を傾けることにより、分散面を傾けたプリズムに入射したビームはＶ方向にもわずかに波長分散する。これにより、プリズム４３及び４４によるＶ方向の波長分散を補償することができる。
　プリズム１４ａ～１４ｄの内のいずれか１つの分散面を傾斜させる場合、残りのプリズム及びグレーティング１４ｅの分散面は傾斜させないのが好ましい。その場合には、傾斜させる１つのプリズム以外のプリズムの分散面とグレーティング１４ｅの分散面は互いに一致している。そして、傾斜させる１つのプリズムの分散面が、残りのプリズムの分散面とグレーティング１４ｅの分散面に対して傾斜している。あるいは、プリズム１４ａ～１４ｄの内の複数のプリズムの分散面を、プリズム４３及び４４の分散面に直交する面に対して傾斜させてもよい。
　波長分散を補償するために分散面が傾けられるプリズムは、発振波長を調整するためにＶ軸に平行な軸を中心として回転可能なプリズム１４ｃか、あるいはプリズム１４ｃよりもグレーティング１４ｅ側のプリズム１４ｄであることが望ましい。これにより、レーザの発振波長を可変するためにプリズム１４ｃがＶ軸に平行な軸を中心として回転したとしても、プリズム４３及び４４の波長分散を補償することができる。あるいは、プリズム１４ｂがＶ軸に平行な軸を中心として回転可能とした場合に、波長分散を補償するために、プリズム１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのいずれかの分散面が傾くように配置してもよい。
　他の点については、第１の実施形態と同様である。
４．第１のビームエキスパンダが上下反転している場合
　図５は、本開示の第３の実施形態に係るレーザ装置の構成を模式的に示す。図５においては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間の放電方向に略平行な方向からみたレーザ装置の内部構成が示されている。第３の実施形態において、プリズム４３及び４４は、チャンバ側の位置における第１のビームＢ１に対してグレーティング側の位置における第２のビームＢ２を－Ｖ方向にシフトさせる。すなわち、プリズム４３及び４４は、第１の実施形態における配置に対して上下反転している。
　第３の実施形態においては、グレーティング又はプリズムを傾ける方向が、第１又は第２の実施形態におけるものと逆になる。
　他の点については、第１又は第２の実施形態と同様である。
　一例として、プリズム４３及び４４によるＶ方向へのビーム幅の拡大率が２倍である場合、グレーティング１４ｅを、Ｓ軸周りに反時計回りに－０．１４°、Ｐ軸周りに反時計回りに－０．３５°傾けて配置することが望ましい。
　また、一例として、プリズム４３及び４４によるＶ方向へのビーム幅の拡大率が２倍である場合、プリズム１４ｃを、Ｓ軸周りに反時計回りに０．２３°、Ｐ軸周りに反時計回りに－０．０５７°傾けて配置することが望ましい。あるいは、プリズム１４ｃを傾ける代わりに、プリズム１４ｄを、Ｓ軸周りに反時計回りに０．０７４°、Ｐ軸周りに反時計回りに－０．２０°傾けて配置することが望ましい。
　グレーティング１４ｅのＳ軸周りの傾斜角度の絶対値は、０．０８４°以上、０．２９°以下が望ましい。
　グレーティング１４ｅのＰ軸周りの傾斜角度の絶対値は、０．１２°以上、０．６４°以下が望ましい。
　プリズム１４ｃのＳ軸周りの傾斜角度の絶対値は、０．１４°以上、０．４０°以下が望ましい。
　プリズム１４ｃのＰ軸周りの傾斜角度の絶対値は、０．０３４°以上、０．３４°以下が望ましい。
　プリズム１４ｄのＳ軸周りの傾斜角度の絶対値は、０．０４６°以上、０．１６°以下が望ましい。
　プリズム１４ｄのＰ軸周りの傾斜角度の絶対値は、０．１２°以上、０．３６°以下が望ましい。
５．グレーティングの角度変更機構
　図６Ａ～図６Ｃは、本開示の第４の実施形態に係るレーザ装置において使用可能な角度変更機構を模式的に示す。図６Ａは、Ｑ軸方向からみたグレーティング１４ｅ及び角度変更機構を示す。図６Ｂは、Ｐ軸方向からみたグレーティング１４ｅ及び角度変更機構を示す。図６Ｃは、Ｓ軸方向からみたグレーティング１４ｅ及び角度変更機構を示す。第４の実施形態においては、グレーティング１４ｅの傾斜角度が調整可能である。
　図６Ａ～図６Ｃに示される角度変更機構３０は、第１プレート３１と、第２プレート３２と、突起部３３と、第１マイクロメータ３４と、第２マイクロメータ３５と、を含む。第１プレート３１は、図２を参照しながら説明したホルダ１６ｅに固定されている。突起部３３と、第１マイクロメータ３４と、第２マイクロメータ３５とは、第１プレート３１に固定されている。第１マイクロメータ３４は、突起部３３からみてＰ方向にずれた場所に位置し、第２マイクロメータ３５は、突起部３３からみて－Ｓ方向にずれた場所に位置する。
　第２プレート３２は、突起部３３と、第１マイクロメータ３４と、第２マイクロメータ３５とにより支持される。グレーティング１４ｅは、第２プレート３２の上面に固定されている。
　第２プレート３２の下面には、円錐形の窪みを有するマウント部３６が固定される。マウント部３６は、グレーティング１４ｅの回折面の真下に位置している。マウント部３６の円錐形の窪みで突起部３３を受けることにより、マウント部３６が一点に位置決めされる。
　第２プレート３２の下面には、断面Ｖ字形の溝を有するマウント部３７が固定される。マウント部３７は、グレーティング１４ｅの回折面の真下であって、マウント部３６から離れた場所に位置している。マウント部３７の断面Ｖ字形の溝は、グレーティング１４ｅの回折面に平行な方向に形成されている。マウント部３７の断面Ｖ字形の溝で第１マイクロメータ３４のヘッド部３４ａを受けることにより、グレーティング１４ｅの回折面が、突起部３３と第１マイクロメータ３４のヘッド部３４ａとを結ぶ線と略平行となるように位置決めされる。
　さらに、第２プレート３２の下面で第２マイクロメータ３５のヘッド部３５ａを受けることにより、グレーティング１４ｅが３点支持されて位置決めされる。
　第１マイクロメータ３４の近傍には、第１プレート３１と第２プレート３２との間隔を狭める方向に応力を有するバネ３８が配置される。第２マイクロメータ３５の近傍には、第１プレート３１と第２プレート３２との間隔を狭める方向に弾性力を有するバネ３９が配置される。
　第１マイクロメータ３４は、図示しない制御装置により、ヘッド部３４ａの高さを調整可能である。これにより、グレーティング１４ｅの傾きをＳ軸と略平行な軸周りに調節可能である。
　第２マイクロメータ３５は、図示しない制御装置により、ヘッド部３５ａの高さを調整可能である。これにより、グレーティング１４ｅの傾きをＰ軸と略平行な軸周りに調節可能である。
　第４の実施形態によれば、レーザ装置内の光学素子の熱による変形などにより波長分散特性が変化したような場合でも、グレーティング１４ｅの傾斜角度を調整することにより、波長分散の補償を改善することができる。
　ここではグレーティング１４ｅの傾きを調節する場合について説明したが、同様の機構により、プリズム１４ｃ又は１４ｄの角度を調節してもよい。
６．プリズムの角度変更機構
　図７Ａ～図７Ｃは、本開示の第５の実施形態に係るレーザ装置において使用可能な角度変更機構を模式的に示す。図７Ａは、Ｑ軸方向からみたプリズム１４ｄ及び角度変更機構を示す。図７Ｂは、Ｐ軸の負の方向からみたプリズム１４ｄ及び角度変更機構を示す。図７Ｃは、Ｓ軸方向からみたプリズム１４ｄ及び角度変更機構を示す。図７Ｃにおいて、角度変更機構の一部は断面で示されている。第５の実施形態においては、プリズム１４ｄの傾斜角度が調整可能である。
　図７Ａ～図７Ｃに示される角度変更機構４０は、第１の蝶番４１ａと、第２の蝶番４１ｂと、プレート４６と、を含む。
　第１の蝶番４１ａは、２つ折りにされた１枚の板で構成されている。第１の蝶番４１ａは、肉薄の折り曲げ部からみて一方側の可動部４２ａと他方側の固定部４３ａとを含む。第１の蝶番４１ａの肉薄の折り曲げ部は、Ｓ軸と略平行に配置されている。
　第２の蝶番４１ｂは、２つ折りにされた別の１枚の板で構成されている。第２の蝶番４１ｂは、肉薄の折り曲げ部からみて一方側の可動部４２ｂと他方側の固定部４３ｂとを含む。第２の蝶番４１ｂの肉薄の折り曲げ部は、Ｐ軸と略平行に配置されている。
　第２の蝶番４１ｂの固定部４３ｂは、図２を参照しながら説明したホルダ１６ｄに固定されている。第２の蝶番４１ｂの可動部４２ｂに、第１の蝶番４１ａの固定部４３ａが固定されている。第１の蝶番４１ａの可動部４２ａに、プレート４６が固定される。プレート４６に、プリズム１４ｄが固定されている。
　第１のボルト４４ａが、第１の蝶番４１ａの可動部４２ａに形成された貫通孔を貫通して、固定部４３ａにねじ込まれる。第１のボルト４４ａの頭部は可動部４２ａに形成された上記貫通孔を通過せず、可動部４２ａが固定部４３ａから離れることを規制する。すなわち、第１のボルト４４ａにより、第１の蝶番４１ａが開くことが規制される。
　第２のボルト４５ａが、第１の蝶番４１ａの可動部４２ａにねじ込まれて、第２のボルト４５ａの先端が固定部４３ａに達する。第２のボルト４５ａは、可動部４２ａが固定部４３ａに近づくことを規制する。すなわち、第２のボルト４５ａにより、第１の蝶番４１ａが閉じることが規制される。
　これにより、第１の蝶番４１ａの開き角度が調節され、プリズム１４ｄの傾きをＳ軸と略平行な軸周りに調節可能である。
　第２の蝶番４１ｂは、第１の蝶番４１ａと同様の構成を有する。第１の蝶番４１ａの構成要素に対応する構成要素について、それぞれ符号の末尾を「ｂ」に変更して図示し、詳細な説明を省略する。第２の蝶番４１ｂは、プリズム１４ｄの傾きをＰ軸と略平行な軸周りに調節可能である。
　第５の実施形態によれば、レーザ装置内の光学素子の熱による変形などにより波長分散特性が変化したような場合でも、プリズム１４ｄの傾斜角度を調整することにより、波長分散の補償を改善することができる。
　ここではプリズム１４ｄの傾きを調節する場合について説明したが、同様の機構により、他のプリズムの角度を調節してもよいし、グレーティングの角度を調節してもよい。
７．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修飾句「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 (20)

  1. 　一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、
    　前記チャンバから出力されたビームのビーム幅を、少なくとも第１の方向であって前記一対の放電電極の間における放電方向と略平行な前記第１の方向に拡大するように配置された、第１のビームエキスパンダと、
    　狭帯域化光学系であって、
    　前記チャンバから出力されたビームのビーム幅を、少なくとも第２の方向であって前記第１の方向と略垂直な前記第２の方向に拡大するように配置された、少なくとも１つの光学素子を含む第２のビームエキスパンダと、
    　前記第１及び前記第２のビームエキスパンダによってビーム幅が拡大されたビームを、前記第２の方向と略平行な面内に波長分散させるように配置された、グレーティングと、を有し、
    　前記少なくとも１つの光学素子と前記グレーティングとの内の少なくとも１つが、前記第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するように配置されている、
    前記狭帯域化光学系と、
    を備えるレーザ装置。
  2. 　前記第１のビームエキスパンダは、前記第１のビームエキスパンダよりも前記チャンバ側の位置における第１のビームと、前記第１のビームエキスパンダよりも前記グレーティング側の位置における第２のビームと、が略平行となるように配置された第１及び第２のプリズムを含む、請求項１記載のレーザ装置。
  3. 　前記第１のビームエキスパンダの分散面と直交する面に対して、前記グレーティングの分散面が傾くように前記グレーティングが配置されている請求項２記載のレーザ装置。
  4. 　前記グレーティングが、当該グレーティングの回折面に略垂直な第１の軸と、前記第１の軸に略垂直であって当該グレーティングの分散面に略平行な第２の軸と、を中心にそれぞれ傾けて配置されている、請求項３記載のレーザ装置。
  5. 　前記第１の軸を中心とした前記グレーティングの傾斜角度の絶対値が、０．０８４度以上、０．２９度以下であり、前記第２の軸を中心とした前記グレーティングの傾斜角度の絶対値が、０．１２度以上、０．６４度以下である、請求項４記載のレーザ装置。
  6. 　前記少なくとも１つの光学素子が、第３のプリズムを含んでおり、
    　前記第１のビームエキスパンダの分散面と直交する面に対して前記第３のプリズムの分散面が傾くように前記第３のプリズムが配置されている請求項２記載のレーザ装置。
  7. 　前記第３のプリズムは、前記チャンバから出力されたビームが通過する第１の面及び第２の面を有し、
    　前記第３のプリズムが、前記第１の面に垂直な第３の軸と、前記第３の軸に略垂直であって前記第３のプリズムの分散面に略平行な第４の軸と、を中心にそれぞれ傾けて配置されている、請求項６記載のレーザ装置。
  8. 　前記第３の軸を中心とした前記第３のプリズムの傾斜角度の絶対値が、０．０４６度以上、０．４０度以下であり、前記第４の軸を中心とした前記第３のプリズムの傾斜角度の絶対値が、０．０３４度以上、０．３６度以下である、請求項７記載のレーザ装置。
  9. 　前記第３のプリズムと、前記少なくとも１つの光学素子のうちの前記第３のプリズムよりも前記チャンバ側に配置されたプリズムと、の内の１つを、前記第１の方向に平行な軸を中心として回転可能な回転機構
    をさらに備える、請求項６記載のレーザ装置。
  10. 　前記少なくとも１つの光学素子と前記グレーティングとの内の少なくとも１つの傾斜角度を変更する角度変更機構を有する、請求項１記載のレーザ装置。
  11. 　一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、
    　前記チャンバから出力されたビームを波長分散させるように配置されたグレーティングと、
    　前記チャンバと前記グレーティングとの間のビーム経路に配置された第１のビームエキスパンダであって、前記グレーティングへの入射位置におけるビーム幅を、少なくとも第１の方向であって前記グレーティングの分散面と略垂直な前記第１の方向に拡大するように配置された、前記第１のビームエキスパンダと、
    　前記チャンバと前記グレーティングとの間のビーム経路に配置された第２のビームエキスパンダであって、前記グレーティングへの入射位置におけるビーム幅を、少なくとも第２の方向であって前記グレーティングの分散面と略平行な前記第２の方向に拡大するように配置された、少なくとも１つの光学素子を含む前記第２のビームエキスパンダと、
    を備え、
    　前記グレーティングと前記少なくとも１つの光学素子との内の少なくとも１つが、前記第１のビームエキスパンダによる波長分散を補償するように配置されている、
    レーザ装置。
  12. 　前記第１のビームエキスパンダは、前記第１のビームエキスパンダよりも前記チャンバ側の位置における第１のビームと、前記第１のビームエキスパンダよりも前記グレーティング側の位置における第２のビームと、が略平行となるように配置された第１及び第２のプリズムを含む、請求項１１記載のレーザ装置。
  13. 　前記第１のビームエキスパンダの分散面と直交する面に対して、前記グレーティングの分散面が傾くように前記グレーティングが配置されている請求項１２記載のレーザ装置。
  14. 　前記グレーティングが、当該グレーティングの回折面に略垂直な第１の軸と、前記第１の軸に略垂直であって当該グレーティングの分散面に略平行な第２の軸と、を中心にそれぞれ傾けて配置されている、請求項１３記載のレーザ装置。
  15. 　前記第１の軸を中心とした前記グレーティングの傾斜角度の絶対値が、０．０８４度以上、０．２９度以下であり、前記第２の軸を中心とした前記グレーティングの傾斜角度の絶対値が、０．１２度以上、０．６４度以下である、請求項１４記載のレーザ装置。
  16. 　前記少なくとも１つの光学素子が、第３のプリズムを含んでおり、
    　前記第１のビームエキスパンダの分散面と直交する面に対して前記第３のプリズムの分散面が傾くように前記第３のプリズムが配置されている請求項１２記載のレーザ装置。
  17. 　前記第３のプリズムは、前記チャンバから出力されたビームが通過する第１の面及び第２の面を有し、
    　前記第３のプリズムが、前記第１の面に垂直な第３の軸と、前記第３の軸に略垂直であって前記第３のプリズムの分散面に略平行な第４の軸と、を中心にそれぞれ傾けて配置されている、請求項１６記載のレーザ装置。
  18. 　前記第３の軸を中心とした前記第３のプリズムの傾斜角度の絶対値が、０．０４６度以上、０．４０度以下であり、前記第４の軸を中心とした前記第３のプリズムの傾斜角度の絶対値が、０．０３４度以上、０．３６度以下である、請求項１７記載のレーザ装置。
  19. 　前記第３のプリズムと、前記少なくとも１つの光学素子のうちの前記第３のプリズムよりも前記チャンバ側に配置されたプリズムと、の内の１つを、前記第１の方向に平行な軸を中心として回転可能な回転機構
    をさらに備える、請求項１６記載のレーザ装置。
  20. 　前記少なくとも１つの光学素子と前記グレーティングとの内の少なくとも１つの傾斜角度を変更する角度変更機構を有する、請求項１１記載のレーザ装置。
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