WO2021186488A1 - 光伝送ユニット、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

光伝送ユニット、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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laser light
optical
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夏彦 河野
正人 守屋
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ギガフォトン株式会社
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    • H01S3/22—Gases
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing an optical transmission unit, a laser device, and an electronic device.
  • a KrF excimer laser device that outputs a laser beam having a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs a laser beam having a wavelength of about 193 nm are used.
  • the spectral line width of the naturally oscillated light of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as 350 to 400 pm. Therefore, if the projection lens is made of a material that transmits ultraviolet rays such as KrF and ArF laser light, chromatic aberration may occur. As a result, the resolving power may decrease. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser beam output from the gas laser apparatus to a level where chromatic aberration can be ignored.
  • the laser resonator of the gas laser apparatus is provided with a narrow band module (Line Narrow Module: LNM) including a narrow band element (Etalon, grating, etc.) in order to narrow the spectral line width.
  • LNM Line Narrow Module
  • the gas laser device in which the spectral line width is narrowed is referred to as a narrow band gas laser device.
  • the optical transmission unit includes a deformable mirror including a deformable device that deforms the reflecting surface while reflecting the pulsed laser light on the reflecting surface, and the pulsed laser light reflected by the deformable mirror. It is provided with a homogenizer for homogenizing.
  • the laser apparatus includes a laser oscillator that outputs pulsed laser light, a deformable mirror that includes a deforming device that deforms the reflecting surface, and deformation while reflecting the pulsed laser light on the reflecting surface. It includes a first processor that drives the apparatus, a homogenizer that homogenizes the pulsed laser light reflected by the deformable mirror, and a spectrum measuring instrument that measures the spectrum of the pulsed laser light homogenized by the homogenizer.
  • a method for manufacturing an electronic device is a method for manufacturing an electronic device, which includes a laser oscillator that outputs a pulsed laser beam, a deformable mirror that includes a deforming device that deforms the reflecting surface, and a reflecting surface.
  • a first processor that drives the transforming device while reflecting the pulsed laser beam in, a homogenizer that homogenizes the pulsed laser beam reflected by the deformable mirror, and a spectrum of the pulsed laser beam homogenized by the homogenizer.
  • a pulsed laser beam is generated by a laser device equipped with a spectrum measuring device for measuring Includes exposure.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a speckle image obtained by capturing a pattern consisting of bright and dark spots.
  • FIG. 2 is a diagram showing a light-dark histogram of the speckle image shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the spectral line width.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the definition of E95.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an excimer laser apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical fiber.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line 7-7 of FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a spectrum measuring instrument.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the interference fringes and the fringe pattern.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining speckle noise and fringe pattern.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the swing of the optical fiber by the fiber swing mechanism.
  • FIG. 12 is a diagram showing a change over time in the emission intensity of one pulse of pulsed laser light and a state of vibration of the emission end of the optical fiber within that time.
  • FIG. 13 is a diagram showing the time course of the emission intensity of one pulse of the pulsed laser light and the amplitude when vibrating within the emission time of one pulse.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an excimer laser apparatus.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a deformable mirror.
  • FIG. 16 is a diagram showing some details of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the optical fiber.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the vibration deformation timing of the reflecting surface.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the reflection of the pulsed laser beam under the control of the deformable mirror.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the pulse width of the pulsed laser beam and the SC reduction rate.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 23 is a diagram showing another example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 24 is a diagram showing another example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of a part of the configuration of the optical transmission unit.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of the optical fiber.
  • FIG. 28 is a diagram showing a part of the configuration of the excimer laser apparatus.
  • FIG. 29 is a diagram schematically showing a configuration example of the exposure apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a speckle image obtained by capturing a pattern consisting of bright and dark spots.
  • FIG. 2 is a diagram showing a light-dark histogram of the speckle image shown in FIG.
  • Speckle contrast SC is generally used as a speckle evaluation index. Assuming that the standard deviation of the intensity of the speckle image is ⁇ and the average intensity of the speckle image is I macron (macron is written on I), the speckle contrast SC is expressed by the following equation (1). be able to.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the spectral line width.
  • the spectral line width is the total width of the spectral waveform of the laser beam as shown in FIG. 3 at the light intensity threshold.
  • the relative value of each light amount threshold value with respect to the light amount peak value is referred to as a line width threshold value Thresh (0 ⁇ Thresh ⁇ 1).
  • the half value of the peak value is called a line width threshold value of 0.5.
  • the full width at half maximum W / 2 of the spectral waveform at the line width threshold value of 0.5 is specially referred to as full width at half maximum or FWHM (Full Width at Half Maximum).
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the definition of E95.
  • the spectral purity for example, 95% purity E95
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the excimer laser apparatus 1.
  • the excimer laser device 1 is a narrow band gas laser device that generates pulsed laser light having an ultraviolet wavelength.
  • the excimer laser apparatus 1 includes a master oscillator (MO) 10, a spectrum variable unit 20, an MO beam steering unit 30, a power oscillator (PO) 40, and a PO beam. It includes a steering unit 50, an optical pulse stretcher 60, an optical transmission unit 70, a spectrum measuring instrument 80, a processor 90, a control unit 92, a synchronous oscillation control unit 94, and a driver 96.
  • MO master oscillator
  • PO power oscillator
  • MO10 (an example of a narrow band gas laser device) includes an LNM 11, a chamber 14, a power supply 17, and a charger 18.
  • the LNM 11 includes a prism 12 for narrowing the spectral line width and a grating 13.
  • the prism 12 functions as a beam expander.
  • the prism 12 is placed on a rotating stage (not shown), and is arranged so that the angle of incidence on the grating 13 is changed by rotating the rotating stage.
  • the grating 13 may be arranged in a retrow where the incident angle and the diffraction angle match.
  • the chamber 14 is arranged on the optical path of the optical resonator described later.
  • the chamber 14 includes a pair of discharge electrodes 15 and two windows 16a and 16b through which pulsed laser light is transmitted.
  • the chamber 14 houses the excimer laser gas inside.
  • the excimer laser gas may contain, for example, Ar gas or Kr gas as a rare gas, F 2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas.
  • the power supply 17 includes a charging capacitor (not shown) and a switch (not shown).
  • the charger 18 holds electrical energy for applying a high voltage between the pair of discharge electrodes 15.
  • the charger 18 is connected to a charging capacitor provided in the power supply 17.
  • the spectrum variable section 20 includes an output coupler (OC) 22.
  • OC22 is a reflection mirror having a reflectance of 40% to 60%.
  • the OC 22 and the LNM 11 are arranged so as to form an optical resonator.
  • the MO beam steering unit 30 includes a high reflection mirror 31a and a high reflection mirror 31b.
  • the high-reflection mirror 31a and the high-reflection mirror 31b are arranged so that the pulsed laser light output from the MO 10 is incident on the PO 40.
  • the PO 40 includes a rear mirror 41, a chamber 42, an OC 45, a power supply 47, and a charger 48.
  • the rear mirror 41 is a reflective mirror having a reflectance of 80% to 90%.
  • OC45 is a reflection mirror having a reflectance of 20% to 30%.
  • the rear mirror 41 and the OC 45 are arranged so as to form an optical resonator.
  • the chamber 42 is arranged on the optical path of the optical resonator.
  • the chamber 42 includes a pair of discharge electrodes 43 and two windows 44a and 44b through which pulsed laser light is transmitted.
  • the chamber 42 houses the excimer laser gas inside.
  • the chamber 42 has the same configuration as the chamber 14.
  • the power supply 47 includes a charging capacitor (not shown) and a switch (not shown).
  • the charger 48 is a DC power supply device that charges the charging capacitor of the power supply 47 with a predetermined voltage.
  • the PO beam steering unit 50 includes a high reflection mirror 51a and a high reflection mirror 51b.
  • the high-reflection mirror 51a and the high-reflection mirror 51b are arranged so that the pulsed laser light output from the PO 40 is incident on the OPS 60.
  • the OPS 60 is a device that extends the pulse width of the pulsed laser beam output from the PO beam steering unit 50.
  • the OPS60 includes a beam splitter (BS) 61 and four concave mirrors 62.
  • the BS61 is arranged on the optical path of the pulsed laser beam output from the PO beam steering unit 50.
  • the BS61 is a reflection mirror that transmits a part of the incident pulse laser light and reflects the other pulse laser light.
  • the reflectance of BS61 is about 60%.
  • the BS61 is arranged so that the pulsed laser light transmitted through the BS61 is incident on the optical transmission unit 70.
  • the four concave mirrors 62 form a delayed optical path for the pulsed laser light reflecting the BS61.
  • the four concave mirrors 62 are arranged so that the laser beam reflected by the BS61 is reflected by the four concave mirrors 62 and the beam is formed again by the BS61.
  • the four concave mirrors 62 are composed of a concave mirror 62a having a focal length of F 1 , a concave mirror 62b, a concave mirror 62c, and a concave mirror 62d, respectively.
  • the concave mirror 62a and the concave mirror 62b are arranged so that the pulsed laser light reflected by the BS61 is reflected by the concave mirror 62a and incident on the concave mirror 62b.
  • the concave mirror 62c and the concave mirror 62d are arranged so that the pulsed laser light reflected by the concave mirror 62b is reflected by the concave mirror 62c and is incident on the concave mirror 62d.
  • the concave mirror 62d is arranged so that the pulsed laser light reflected by the concave mirror 62d is incident on the BS61.
  • the OPS 60 may include two or more stages of OPS.
  • the optical transmission unit 70 includes a BS 71, a high reflection mirror 72, a condenser lens 73, and an optical fiber 74.
  • the BS71 is arranged on the optical path of the pulsed laser beam output from OPS60.
  • the BS71 is a reflection mirror that transmits a part of the incident pulse laser light and reflects the other pulse laser light.
  • the BS71 is arranged so that the pulsed laser beam transmitted through the BS71 is incident on the exposure apparatus 302.
  • the high reflection mirror 72 reflects the pulsed laser light reflected by the BS 71 and is arranged so as to be incident on the condenser lens 73.
  • the condenser lens 73 collects the incident pulsed laser light and is arranged so as to be incident on the optical fiber 74.
  • the pulsed laser light incident on the optical fiber 74 is input to the spectrum measuring instrument 80.
  • the spectrum measuring instrument 80 is communicably connected to the processor 90.
  • the control unit 92 is communicably connected to the processor 90, the synchronous oscillation control unit 94, the driver 96, and the exposure device control unit 310 of the exposure device 302.
  • the synchronous oscillation control unit 94 is communicably connected to the power supply 17, the charger 18, the power supply 47, and the charger 48.
  • the driver 96 is communicably connected to the LNM 11 and the spectrum variable unit 20.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the optical fiber 74.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line 7-7 of FIG.
  • the optical fiber 74 includes a core 74A constituting a waveguide for pulsed laser light and a clad 74B surrounding the core 74A.
  • the optical fiber 74 has a circular core 74A.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the spectrum measuring instrument 80.
  • the spectrum measuring instrument 80 includes a fiber swing mechanism 81, a collimating lens 82, an etalon 83, a condenser lens 84, and a sensor 85.
  • the fiber swing mechanism 81 holds the exit end of the optical fiber 74 toward the Z direction and swings in the V direction.
  • the fiber swing mechanism 81 may constantly swing the optical fiber 74.
  • the direction in which the optical fiber 74 is swung is not limited to the V direction, and may be a direction perpendicular to the Z direction, which is the emission direction.
  • the collimating lens 82 converts the pulsed laser light emitted from the optical fiber 74 into parallel light.
  • the etalon 83 disperses the incident pulsed laser light to generate interference fringes of the pulsed laser light.
  • the condenser lens 84 forms an image of the light emitted from the etalon 83 on the light receiving surface of the sensor 85.
  • the sensor 85 acquires a fringe pattern from the interference fringes of the pulsed laser beam imaged on the light receiving surface.
  • the operation control unit 92 receives the laser oscillation trigger from the exposure device control unit 310 of the exposure device 302.
  • the synchronous oscillation control unit 94 receives the charging voltage and the oscillation trigger signal from the control unit 92.
  • the synchronous oscillation control unit 94 controls the voltage between the charger 18 and the charger 48 based on the received charging voltage. Further, the synchronous oscillation control unit 94 controls the switch of the power supply 17 and the switch of the power supply 47 in synchronization with the oscillation trigger signal.
  • the power supply 17 When the switch of the power supply 17 is turned on from off, the power supply 17 generates a pulsed high voltage from the electric energy held in the charger 18, and applies this high voltage to the pair of discharge electrodes 15. Similarly, when the power supply 47 is switched from off to on, the power supply 47 generates a pulsed high voltage from the electrical energy held in the charger 48 and applies this high voltage to the pair of discharge electrodes 43.
  • the insulation between the pair of discharge electrodes 15 is destroyed and discharge occurs.
  • the excimer laser gas in the chamber 14 is excited by the energy of this discharge, and the pulsed laser light whose band is narrowed is output from the OC 22 by the optical resonator composed of the OC 22 and the LNM 11.
  • the pulsed laser light is incident on the rear mirror 41 of the PO 40 as seed light by the MO beam steering unit 30.
  • a high voltage is applied to the pair of discharge electrodes 43 in synchronization with the timing at which the seed light transmitted through the rear mirror 41 is incident, and a discharge is generated in the chamber 42.
  • the laser gas is excited, the seed light is amplified by the fabric perro-type optical resonator composed of the OC 45 and the rear mirror 41, and the amplified pulse laser light is output from the OC 45.
  • the pulsed laser beam output from the OC 45 enters the OPS 60 via the PO beam steering unit 50.
  • the pulse laser light that has passed through the OPS 60 has a pulse width extended and is incident on the optical transmission unit 70.
  • the BS71 of the optical transmission unit 70 outputs a part of the incident pulse laser light from the excimer laser device 1, and causes the other pulse laser light to be incident on the high reflection mirror 72.
  • the pulsed laser light output from the excimer laser device 1 is input to the exposure device 302.
  • the pulsed laser light incident on the high-reflection mirror 72 is reflected by the high-reflection mirror 72, then condensed by the condenser lens 73, and then incident on one end of the optical fiber 74.
  • the pulsed laser light incident on one end of the optical fiber 74 is input to the spectrum measuring instrument 80 and emitted from the other end of the optical fiber 74 which is shaken by the fiber swing mechanism 81.
  • the pulsed laser light emitted from the optical fiber 74 is converted into parallel light by the collimating lens 82, then separated by the etalon 83 and condensed by the condenser lens 84 to form interference fringes on the light receiving surface of the sensor 85. ..
  • the sensor 85 receives the interference fringes and detects the fringe pattern.
  • the fringe pattern detected by the sensor 85 is transmitted to the processor 90.
  • the processor 90 calculates the center wavelength, the spectral line width, the E95 width, and the like of the pulsed laser light from the received fringe pattern. These calculations are performed on the fringe pattern averaged by multiple pulses.
  • Measured values such as the center wavelength, spectral line width, and E95 width of the pulsed laser beam calculated by the processor 90 are transmitted to the control unit 92.
  • the control unit 92 receives the spectral target value from the exposure device control unit 310 of the exposure device 302.
  • the control unit 92 controls the spectrum variable unit 20 and the LNM 11 via the driver 96 so that the measured value approaches the spectrum target value.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the interference fringes and the fringe pattern.
  • F9A of FIG. 9 shows an example of the positional relationship between the interference fringes formed by the pulsed laser beam and the light receiving surface of the sensor 85
  • F9B is an example of the fringe pattern detected by the sensor 85 that receives the interference fringes of F9A. Is shown.
  • the fringe pattern represents the position of the interference fringes by the signal strength.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining speckle noise and fringe pattern.
  • F10A of FIG. 10 shows a case where a fringe pattern is detected from interference fringes of non-uniform illumination including speckle noise
  • F10B shows a case where a fringe pattern is detected from interference fringes of uniform illumination.
  • the fringe pattern shown in F10A includes speckle noise.
  • the fringe pattern shown in F10B reduces speckle noise.
  • the pulsed laser light contains speckle noise, so that the fringe pattern is the same as the fringe pattern shown in F10A. Further, when the optical fiber 74 is oscillated by the fiber oscillating mechanism 81 and the plurality of pulses are averaged and made uniform, the speckle noise is reduced and the fringe pattern is similar to the fringe pattern shown in F10B.
  • the speckle noise of the fringe pattern can be reduced by swinging the optical fiber 74 by the fiber swing mechanism 81 and averaging a plurality of pulses.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the vibration of the optical fiber 74 by the fiber swing mechanism 81.
  • the exit end of the optical fiber 74 vibrates in the V direction by about ⁇ 50 ⁇ m in a cycle of 30 milliseconds.
  • This vibration has the effect of changing the optical path of the pulsed laser light emitted from the exit end of the optical fiber 74 and changing the speckle formed on the light receiving surface of the sensor 85. Due to this effect, speckle noise is reduced in the fringe pattern averaged by a plurality of pulses, so that the spectrum measurement accuracy is stabilized.
  • FIG. 12 and 13 are diagrams showing the time course of the emission intensity of the 1-pulse pulsed laser beam extended by the OPS 60 after being output from the PO40.
  • FIG. 12 also shows the amplitude of vibration at the exit end of the optical fiber 74 by the fiber swing mechanism 81 within that time (about 400 nanoseconds).
  • the amplitude change of the emission end of the optical fiber 74 within the light emission time of one pulse is approximately 0 ⁇ m, the speckle noise reduction effect due to the vibration of the optical fiber 74 is obtained within the light emission time of one pulse. I can't.
  • FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the excimer laser apparatus 2 according to the first embodiment.
  • the excimer laser device 2 includes an optical transmission unit 100 and a processor 110.
  • the optical transmission unit 100 includes a deformable mirror 102, a diffuser plate 104, a condenser lens 106, and an optical fiber 108.
  • the deformable mirror 102 includes a deformable reflecting surface 102A.
  • the deformable mirror 102 is arranged so that the pulsed laser light reflected by the BS 71 and the high reflection mirror 72 is incident on the reflection surface 102A.
  • the condenser lens 73 (an example of the first condenser optical element) is arranged in the optical path between the high reflection mirror 72 and the deformable mirror 102.
  • the diffuser plate 104 (an example of a homogenizer) is an optical element that diffuses and emits incident pulsed laser light. It is desirable that the diffuser plate 104 is a corrosive type diffuser plate having high transmittance.
  • the corrosive type diffuser is, for example, a diffuser in which one side of glass is ground glass and then the surface is corroded by hydrogen fluoride.
  • the diffuser plate 104, the condenser lens 106, and the optical fiber 108 are such that the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 is transmitted to the optical fiber 108 via the diffuser plate 104 and the condenser lens 106. It is arranged so as to be incident on one end. The other end of the optical fiber 108 is connected to the spectrum measuring instrument 80.
  • the spectrum measuring instrument 80 does not have to include the fiber swing mechanism 81 (see FIG. 8).
  • the processor 110 (an example of the first processor) is communicably connected to the control unit 92 and the deformable mirror 102.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the deformable mirror 102.
  • the deformable mirror 102 includes a reflecting surface 102A, a mirror holder 102B for holding the reflecting surface 102A, and a vibrating device 102C for vibrating and deforming the reflecting surface 102A.
  • the vibrating device 102C (an example of a deforming device) periodically deforms the shape of the reflecting surface 102A into a concave shape or a convex shape by applying a force to the back surface of the reflecting surface 102A while the reflecting surface 102A is reflecting the pulse laser light. It is provided with one not shown actuator.
  • the vibrating device 102C may deform the shape of the plurality of positions of the reflecting surface 102A into a concave shape or a convex shape, respectively.
  • the vibrating device 102C may include a plurality of actuators arranged in a matrix.
  • the actuator that changes the shape of the reflective surface 102A may be any of electrostatic, electromagnetic, hydraulic, piezoelectric, acoustic and mechanically driven actuators.
  • FIG. 16 is a diagram showing a part of the details of the configuration of the optical transmission unit 100.
  • the incident angle ⁇ 0 of the pulsed laser light incident from the condenser lens 73 is larger than 0 ° and 45 ° or less, and the distance between the condenser lens 73 and the reflection surface 102A is the focal distance of the condenser lens 73. Arranged to be shorter than.
  • the diffuser plate 104 is arranged at a position where the pulsed laser light is focused by the condenser lens 73 when the reflection surface 102A of the deformable mirror 102 is not deformed.
  • the condenser lens 106 (an example of the second condenser optical element) is arranged at a position where the pulsed laser light spread through the diffuser plate 104 can be focused on the optical fiber 108.
  • the numerical aperture (NA) of the condenser lens 106 is preferably equal to or less than the numerical aperture of the optical fiber 108.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the optical fiber 108.
  • the optical fiber 108 includes a core 108A constituting a waveguide for pulsed laser light and a clad 108B surrounding the core 108A.
  • F17A, F17B, F17C, F17D, and F17E in FIG. 17 indicate optical fibers 108 having a circular, square, rectangular, hexagonal, and octagonal cross-sectional shape of the core 108A, respectively.
  • F17F shown in FIG. 17 indicates an optical fiber 108 in which a plurality of cores 108A are bundled.
  • the optical fiber 108 is not limited to the one in which the cross-sectional shape of the core 108A is circular, but also includes a polygonal cross-section (square, rectangle, hexagon, octagon) having a high illuminance uniforming effect, or a bundle type. You may be.
  • the processor 110 controls the vibration deformation start timing of the vibration device 102C of the deformable mirror 102 by using the oscillation trigger signal sent from the control unit 92.
  • the emission of the pulsed laser light by the MO10 is performed within a predetermined time from the start of the rise of the oscillation trigger signal.
  • the predetermined time is, for example, 40 microseconds.
  • the predetermined time is almost constant regardless of the laser oscillation frequency.
  • the vibration of the reflection surface 102A of the deformable mirror 102 is performed in synchronization with the oscillation trigger signal.
  • the processor 110 Upon receiving the oscillation trigger signal, the processor 110 outputs a vibration deformation command to the vibration device 102C.
  • the vibrating device 102C receives the vibration deformation command
  • the vibrating device 102C vibrates the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102.
  • the processor 110 outputs a vibration deformation command so as to vibrate the reflection surface 102A of the deformable mirror 102 for a predetermined time from the start of the rise of the oscillation trigger signal.
  • the pulsed laser light emitted by the MO 10 in synchronization with the oscillation trigger signal enters the optical transmission unit 100 via the PO beam steering unit 50 and the OPS 60.
  • the pulsed laser light transmitted through the BS 71 is input to the exposure device 302.
  • the pulsed laser light reflected by the BS 71 is reflected by the high reflection mirror 72, then condensed by the condenser lens 73, and incident on the reflection surface 102A of the deformable mirror 102. Since the vibrating device 102C of the deformable mirror 102 vibrates and deforms the reflecting surface 102A while the reflecting surface 102A reflects the pulsed laser light, the speckle of the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A changes. do.
  • the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A is diffused by the diffuser plate 104, then condensed by the condenser lens 106, and then incident on the optical fiber 108.
  • the pulsed laser light that has passed through the optical fiber 108 is input to the spectrum measuring instrument 80.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the vibration deformation timing of the reflective surface 102A.
  • the reflecting surface 102A is oscillated and deformed for 40 microseconds from the timing at which the oscillation trigger signal rises.
  • the pulsed laser beam emits light within 40 microseconds from the timing at which the oscillation trigger signal rises.
  • the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 starts oscillating deformation before the pulse laser light is incident, and ends the oscillating deformation after the pulse laser light is emitted.
  • the processor 110 synchronizes the output timing of the pulsed laser beam by the MO10 (an example of generating the pulsed laser beam) with the vibration deformation start timing of the reflective surface 102A of the deformable mirror 102.
  • the processor 110 may synchronize the amplification timing of the pulsed laser beam by the PO40 with the vibration deformation start timing of the reflection surface 102A of the deformable mirror 102.
  • the stop timing of the vibration deformation of the reflection surface 102A is not limited to 40 microseconds (an example after a certain period of time), and the processor 110 vibrates the reflection surface 102A after the pulse laser light is incident on the spectrum measuring instrument 80. The deformation may be stopped.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the reflection of the pulsed laser beam under the control of the deformable mirror 102.
  • F19A of FIG. 19 shows the reflection of the pulsed laser light when the reflecting surface 102A is not deformed
  • F19B shows the reflection of the pulsed laser light when the reflecting surface 102A is deformed.
  • the speckle of the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A changes due to the vibrational deformation of the reflecting surface 102A within one pulse of the pulsed laser light.
  • speckle noise is reduced from the fringe pattern acquired at each pulse.
  • the reflecting surface 102A can vibrate at a frequency of up to 12 MHz with an amplitude in which the beam spreading angle of the reflected pulsed laser light is up to 5 ° while the vibrating device 102C is receiving the vibration deformation command.
  • the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 can be vibrated as shown in FIG. 13 within one pulse of the pulsed laser light.
  • the emission time of one pulse of pulsed laser light after passing through OPS60 is about 400 nanoseconds
  • the deformation of a predetermined position of the reflecting surface 102A is about 100 nanoseconds in one cycle.
  • the shape of the reflecting surface 102A is periodically deformed into a concave shape or a convex shape within one pulse of the pulsed laser light, so that the speckle noise of the pulsed laser light can be reduced. can.
  • FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the pulse width of the pulsed laser beam and the SC reduction rate.
  • the SC reduction rate is a rate at which the speckle contrast SC is reduced by vibration deformation of the deformable mirror 102, and the unit is%.
  • the SC reduction rate is the speckle contrast SC OFF when the reflective surface 102A of the deformable mirror 102 is not vibrating and deformed, and the speckle contrast SC ON when the reflective surface 102A of the deformable mirror 102 is vibrating and deformed. Is defined by the following equation (3).
  • the pulse width of the pulsed laser beam can be changed by adjusting the delayed optical path length of the OPS60.
  • the data in the vicinity of the pulse width of 40 ns shows that the SC reduction rate becomes higher as the optical path length of the OPS 60 is changed and the pulse width of the pulsed laser light is lengthened in the case where the OPS 60 is not used. ..
  • the excimer laser apparatus 2 by arranging the deformable mirror 102 after the OPS 60, a synergistic speckle reduction effect of the OPS 60 and the deformable mirror 102 can be obtained.
  • the SC reduction rate increases as the vibration deformation of the reflecting surface 102A has a period shorter than the pulse width and the amplitude is larger.
  • the pulse laser light can be reflected with stable vibration deformation. Further, according to the excimer laser apparatus 2, since the reflecting surface 102A is vibrated and deformed at the same timing each time with respect to the emission of each pulse of the pulsed laser light, the same speckle reduction effect for each pulse can be obtained. That is, since the spectral waveform is more stable than vibrating the reflecting surface 102A at different timings for each pulse, it is possible to contribute to the improvement of the spectral measurement accuracy.
  • the diffuser plate 104 is arranged after the deformable mirror 102 of the optical path of the pulsed laser beam, the illuminance or intensity distribution of the pulsed laser beam can be appropriately made uniform. Further, according to the excimer laser apparatus 2, since the corrosive diffuser plate 104 is used, it is possible to suppress the attenuation of the pulsed laser beam. Further, according to the excimer laser apparatus 2, the diffuser plate 104 is arranged at a position where the pulsed laser light is focused by the condenser lens 73 when the reflecting surface 102A is not deformed, so that the pulsed laser light is suppressed from being attenuated. can do.
  • the durability of the optical fiber 108 is improved as compared with the case where the speckle is changed after the light is emitted from the optical fiber 108. Can be made to. Further, according to the excimer laser apparatus 2, since the numerical aperture of the condenser lens 106 is set to be equal to or less than the numerical aperture of the optical fiber 108, the pulsed laser light can be efficiently incident on the optical fiber 108.
  • the excimer laser apparatus 2 when an optical fiber 108 (an example of a homogenizer) having at least one of a core 108A having a polygonal cross section and a bundle type core 108A is used, the illuminance or intensity distribution of the pulsed laser light is used.
  • the homogenizing effect can be enhanced.
  • FIGS. 21 and 22 are diagrams showing a part of the configuration of the optical transmission unit 120 according to the second embodiment, respectively.
  • the optical transmission unit 120 includes a BS 71 (not shown), a high-reflection mirror 72 (not shown), and a condenser lens 73 (not shown) (see FIG. 16 respectively). Further, the optical transmission unit 120 includes a high reflection mirror 122 in the optical path of the reflected light of the deformable mirror 102 in the optical path of the pulse laser light.
  • the high reflection mirror 122 is, for example, an optical element having a reflectance of 99% or more.
  • the high-reflection mirror 122 is arranged so as to highly reflect the pulsed laser light diffused by the diffuser plate 104 and enter the condenser lens 106.
  • the high reflection mirror 122 may be arranged at an angle according to the incident angle of the pulsed laser light incident on the reflecting surface 102A.
  • FIG. 21 shows an example of an incident angle ⁇ 1.
  • FIG. 22 shows an example of an incident angle ⁇ 2 smaller than an incident angle ⁇ 1.
  • the incident angle ⁇ 1 and the incident angle ⁇ 2 are both larger than 0 ° and 45 ° or less.
  • the high reflection mirror 122 may be a concave condensing mirror, and the condensing lens 106 may be excluded.
  • 23 and 24 are diagrams showing other examples of a part of the configuration of the optical transmission unit 120, respectively.
  • the optical transmission unit 120 includes a highly reflective concave mirror 124.
  • the shape of the concave surface may be a spherical surface or an aspherical surface such as a paraboloid, an off-axis paraboloid, or a spheroid.
  • the high-reflection concave mirror 124 (an example of the second focusing optical element) is a concave-shaped condensing mirror having a reflectance of 99% or more.
  • the high-reflection concave mirror 124 is arranged so as to highly reflect and condense the pulsed laser light diffused by the diffuser plate 104 and to enter the optical fiber 108.
  • the numerical aperture of the high-reflection concave mirror 124 is preferably equal to or less than the numerical aperture of the optical fiber 108.
  • the angle of the high-reflection concave mirror 124 may be changed according to the angle of incidence of the pulsed laser light incident on the reflection surface 102A.
  • FIG. 23 shows an example of the incident angle ⁇ 1.
  • FIG. 24 shows an example of an incident angle ⁇ 2 smaller than an incident angle ⁇ 1.
  • the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 is diffused by the diffusing plate 104.
  • the diffused pulsed laser light is highly reflected by the high reflection mirror 122, then condensed by the condenser lens 106, and then incident on the optical fiber 108.
  • the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 is diffused by the diffusing plate 104.
  • the diffused pulsed laser light is highly reflected and condensed by the highly reflective concave mirror 124, and is incident on the optical fiber 108.
  • the optical path of the pulsed laser light is changed when it is determined that the configuration of the optical transmission unit 100 is difficult to implement from the design point of view of the excimer laser device 1.
  • it can function as an alternative configuration means having a speckle noise reduction effect equivalent to that of the optical transmission unit 100.
  • FIGS. 25 and 26 are diagrams showing a part of the configuration of the optical transmission unit 130 according to the third embodiment, respectively.
  • the optical transmission unit 130 includes a BS 71 (not shown), a high-reflection mirror 72 (not shown), and a condenser lens 73 (not shown) (see FIG. 16 respectively). Further, the optical transmission unit 130 includes an optical fiber 132 (an example of a homogenizer). The optical transmission unit 130 is different from the optical transmission unit 100 in that it does not include the diffuser plate 104.
  • the deformable mirror 102 is arranged so that the pulsed laser light incident on the reflecting surface 102A is incident on the condenser lens 106.
  • the condensing lens 106 is arranged so as to condense the incident pulse laser light and enter the optical fiber 132.
  • the numerical aperture of the condenser lens 106 is preferably equal to or less than the numerical aperture of the optical fiber 132.
  • the angles of the condenser lens 106 and the optical fiber 108 may be changed according to the incident angle of the pulsed laser light incident on the reflecting surface 102A.
  • FIG. 25 shows an example of the incident angle ⁇ 3.
  • FIG. 26 shows an example of an incident angle ⁇ 4 smaller than an incident angle ⁇ 3.
  • the incident angle ⁇ 3 and the incident angle ⁇ 4 are both larger than 0 ° and 45 ° or less.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of the optical fiber 132.
  • the optical fiber 132 includes a core 132A constituting a waveguide for pulsed laser light and a clad 132B surrounding the core 132A.
  • F27A, F27B, F27C, and F27D shown in FIG. 27 indicate an optical fiber 132 having a square, rectangular, hexagonal, and octagonal cross-sectional shape of the core 132A, respectively. Further, F27E shown in FIG. 27 shows an optical fiber 132 in which a plurality of cores 132A are bundled.
  • the operating optical transmission unit 130 directly condenses the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 by the condensing lens 106 and causes it to enter the optical fiber 132.
  • the loss of the amount of light can be made smaller than that of the optical transmission unit 100 because the diffuser plate 104 is not included.
  • optical transmission unit 130 it is possible to achieve a speckle noise reduction effect equivalent to that of the optical transmission unit 100 while saving space as compared with the optical transmission unit 100.
  • FIG. 28 is a diagram showing a part of the configuration of the excimer laser apparatus 3 according to the fourth embodiment.
  • the excimer laser apparatus 3 includes an optical transmission unit 140 and a spectrum measuring instrument 150.
  • the optical transmission unit 140 includes a BS71 (not shown) and a high-reflection mirror 72 (not shown) (see FIG. 16 respectively).
  • the optical transmission unit 140 is different from the optical transmission unit 100 in that it does not include the condenser lens 106 and the optical fiber 108.
  • the deformable mirror 102 is arranged so that the incident angle ⁇ 5 of the pulsed laser light incident from the condenser lens 73 is larger than 0 ° and 45 ° or less.
  • the spectrum measuring instrument 150 is different from the spectrum measuring instrument 80 in that the fiber swing mechanism 81 is not included.
  • the excimer laser device 3 diffuses the pulsed laser light reflected by the reflecting surface 102A of the deformable mirror 102 through the diffusing plate 104 and directly incidents it on the spectrum measuring instrument 150.
  • the uniformed pulsed laser light is incident on the spectrum measuring instrument 150 without passing through the optical fiber 108, so that the loss of light amount is smaller than that of the optical transmission unit 100. can do.
  • optical transmission unit 140 it is possible to achieve a speckle noise reduction effect equivalent to that of the optical transmission unit 100 while saving space as compared with the optical transmission unit 100.
  • FIG. 29 is a diagram schematically showing a configuration example of an exposure apparatus 302. The method of manufacturing the electronic device is realized by the excimer laser apparatus 300 and the exposure apparatus 302.
  • the excimer laser device 300 may include the excimer laser device 1, the excimer laser device 2, or the excimer laser device 3 described in each embodiment.
  • the pulsed laser light output from the excimer laser device 300 is input to the exposure device 302 and used as the exposure light.
  • the exposure apparatus 302 includes an illumination optical system 304 and a projection optical system 306.
  • the illumination optical system 304 illuminates the reticle pattern of the reticle stage RT with the pulsed laser light incident from the OPS 60.
  • the projection optical system 306 reduces-projects the pulsed laser beam transmitted through the reticle and forms an image on a workpiece (not shown) arranged on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with a photoresist.
  • the exposure apparatus 302 exposes the pulsed laser beam reflecting the reticle pattern on the workpiece by synchronously translating the reticle stage RT and the workpiece table WT.
  • a semiconductor device can be manufactured by transferring a device pattern to a semiconductor wafer by the exposure process as described above.
  • the semiconductor device is an example of the "electronic device" in the present disclosure.
  • the excimer laser device is used as the MO10 of the excimer laser device 2, a solid-state laser device may be used. Even when a solid-state laser device is used as the MO10, the excimer laser device 2 can be interpreted as a narrow band gas laser device.

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Abstract

本開示の一観点に係るレーザ装置は、パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、反射面でパルスレーザ光を反射している間に変形装置を駆動させる第１のプロセッサと、変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、ホモジナイザによって均一化されたパルスレーザ光のスペクトルを計測するスペクトル計測器と、を備える。

Description

光伝送ユニット、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、光伝送ユニット、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化および高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。たとえば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
　ＫｒＦエキシマレーザ装置およびＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrow Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
特開２００８－２７７６１７号公報 特開２００６－１８４０７７号公報 米国特許公開第２００８／０１０６７２０号公報 特表２０１１－５０７０４２号公報
概要
　本開示の１つの観点に係る光伝送ユニットは、反射面でパルスレーザ光を反射している間に反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、を備える。
　本開示の他の観点に係るレーザ装置は、パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、反射面でパルスレーザ光を反射している間に変形装置を駆動させる第１のプロセッサと、変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、ホモジナイザによって均一化されたパルスレーザ光のスペクトルを計測するスペクトル計測器と、を備える。
　本開示の他の観点に係る電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、反射面でパルスレーザ光を反射している間に変形装置を駆動させる第１のプロセッサと、変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、ホモジナイザによって均一化されたパルスレーザ光のスペクトルを計測するスペクトル計測器と、を備えるレーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、パルスレーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にパルスレーザ光を露光することを含む。
　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、明暗の斑点からなるパターンを撮像したスペックル画像の一例を示す図である。 図２は、図１に示したスペックル画像の明暗のヒストグラムを示す図である。 図３は、スペクトル線幅を説明するための図である。 図４は、Ｅ９５の定義を説明するための図である。 図５は、エキシマレーザ装置の構成を示す図である。 図６は、光ファイバの構成を示す図である。 図７は、図６の７－７断面図である。 図８は、スペクトル計測器の構成を示す図である。 図９は、干渉縞とフリンジパターンとを説明するための図である。 図１０は、スペックルノイズとフリンジパターンとを説明するための図である。 図１１は、ファイバ揺動機構による光ファイバの揺動を説明するための図である。 図１２は、パルスレーザ光の１パルスの発光強度の経時変化と、その時間内における光ファイバの出射端の振動の様子を示す図である。 図１３は、パルスレーザ光の１パルスの発光強度の経時変化と、１パルスの発光時間内で振動する場合の振幅を示す図である。 図１４は、エキシマレーザ装置の構成を示す図である。 図１５は、変形可能ミラーの構成を示す図である。 図１６は、光伝送ユニットの構成の一部の詳細を示す図である。 図１７は、光ファイバの断面図である。 図１８は、反射面の振動変形タイミングを説明するための図である。 図１９は、変形可能ミラーの制御によるパルスレーザ光の反射を説明するための図である。 図２０は、パルスレーザ光のパルス幅とＳＣ低減率との関係を示す図である。 図２１は、光伝送ユニットの構成の一部の一例を示す図である。 図２２は、光伝送ユニットの構成の一部の一例を示す図である。 図２３は、光伝送ユニットの構成の一部の他の例を示す図である。 図２４は、光伝送ユニットの構成の一部の他の例を示す図である。 図２５は、光伝送ユニットの構成の一部の一例を示す図である。 図２６は、光伝送ユニットの構成の一部の一例を示す図である。 図２７は、光ファイバの断面図である。 図２８は、エキシマレーザ装置の構成の一部を示す図である。 図２９は、露光装置の構成例を概略的に示す図である。
実施形態
　－目次－
１．用語の説明
　１．１　スペックルコントラストの定義
　１．２　Ｅ９５の定義
２．レーザシステムの概要
　２．１　レーザシステムの構成
　　２．１．１　光ファイバの構成
　　２．１．２　スペクトル計測器の構成
　２．２　動作
　　２．２．１　フリンジパターン
３．課題
４．実施形態１
　４．１　構成
　　４．１．１　変形可能ミラーの構成
　　４．１．２　光伝送ユニットの構成の詳細
　　４．１．３　光ファイバの構成
　４．２　動作
　４．３　作用・効果
５．実施形態２
　５．１　構成
　５．２　動作
　５．３　作用・効果
６．実施形態３
　６．１　構成
　６．２　動作
　６．３　作用・効果
７．実施形態４
　７．１　構成
　７．２　動作
　７．３　作用・効果
８．電子デバイスの製造方法
９．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．用語の説明
　本明細書において使用される用語を以下のように定義する。
　１．１　スペックルコントラストの定義
　スペックルとは、レーザ光がランダムな媒質で散乱したときに生じる明暗の斑点である。図１は、明暗の斑点からなるパターンを撮像したスペックル画像の一例を示す図である。また、図２は、図１に示したスペックル画像の明暗のヒストグラムを示す図である。
　スペックル評価指標として、一般的にスペックルコントラストＳＣが使用される。スペックル画像の強度の標準偏差をσ、スペックル画像の強度の平均をＩマクロン（Ｉの上にマクロンが記されたもの）とすると、スペックルコントラストＳＣは、下記の式（１）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　１．２　Ｅ９５の定義
　図３は、スペクトル線幅を説明するための図である。スペクトル線幅とは、図３に示すようなレーザ光のスペクトル波形の光量閾値における全幅である。本明細書では、光量ピーク値に対する各光量閾値の相対値を線幅閾値Thresh（０＜Thresh＜１）ということにする。例えばピーク値の半値を線幅閾値０．５という。なお線幅閾値０．５におけるスペクトル波形の全幅Ｗ／２を特別に半値全幅又はＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum）という。
　図４は、Ｅ９５の定義を説明するための図である。スペクトル純度、例えば９５％純度Ｅ９５とは、図４に示すように、全スペクトルエネルギのうち波長λ０を中心として９５％を占める部分の全幅Ｗ９５％であって、下記の式（２）が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　特に何も述べない場合は、本明細書ではスペクトル純度をＥ９５として説明する。
　２．レーザシステムの概要
　２．１　レーザシステムの構成
　図５は、エキシマレーザ装置１の構成を示す図である。エキシマレーザ装置１は、紫外波長のパルスレーザ光を発生させる狭帯域化ガスレーザ装置である。図５に示すように、エキシマレーザ装置１は、マスターオシレータ（Master Oscillator：ＭＯ）１０と、スペクトル可変部２０と、ＭＯビームステアリングユニット３０と、パワーオシレータ（Power Oscillator：ＰＯ）４０と、ＰＯビームステアリングユニット５０と、光学パルスストレッチャ（Optical Pulse Stretcher）６０と、光伝送ユニット７０と、スペクトル計測器８０と、プロセッサ９０と、制御部９２と、同期発振制御部９４と、ドライバ９６とを含む。
　ＭＯ１０（狭帯域化ガスレーザ装置の一例）は、ＬＮＭ１１と、チャンバ１４と、電源１７と、充電器１８とを含む。
　ＬＮＭ１１は、スペクトル線幅を狭帯域化するためのプリズム１２と、グレーティング１３とを含む。プリズム１２は、ビームエキスパンダとして機能する。プリズム１２は、不図示の回転ステージ上に載置され、回転ステージが回転することによりグレーティング１３への入射角を変更するように配置される。グレーティング１３は、入射角と回折角とが一致するリトロー配置されていてもよい。
　チャンバ１４は、後述する光共振器の光路上に配置される。チャンバ１４は、１対の放電電極１５と、パルスレーザ光が透過する２枚のウィンドウ１６ａ及びウィンドウ１６ｂとを含む。チャンバ１４は、エキシマレーザガスを内部に収容する。エキシマレーザガスは、例えば、レアガスとしてＡｒガス又はＫｒガス、ハロゲンガスとしてＦ２ガス、バッファガスとしてＮｅガスを含んでいてもよい。
　電源１７は、不図示の充電コンデンサと、不図示のスイッチとを含む。充電器１８は、一対の放電電極１５間に高電圧を印加するための電気エネルギを保持する。充電器１８は、電源１７に設けられる充電コンデンサに接続される。
　スペクトル可変部２０は、出力結合ミラー（Output Coupler：ＯＣ）２２を含む。ＯＣ２２は、反射率が４０％～６０％の反射ミラーである。ＯＣ２２とＬＮＭ１１とは、光共振器を構成するように配置される。
　ＭＯビームステアリングユニット３０は、高反射ミラー３１ａと高反射ミラー３１ｂとを含む。高反射ミラー３１ａと高反射ミラー３１ｂとは、ＭＯ１０から出力されたパルスレーザ光がＰＯ４０に入射するように配置される。
　ＰＯ４０は、リアミラー４１と、チャンバ４２と、ＯＣ４５と、電源４７と、充電器４８とを含む。
　リアミラー４１は、反射率が８０％～９０％の反射ミラーである。ＯＣ４５は、反射率が２０％～３０％の反射ミラーである。リアミラー４１とＯＣ４５とは光共振器を構成するように配置される。
　チャンバ４２は、光共振器の光路上に配置される。チャンバ４２は、１対の放電電極４３と、パルスレーザ光が透過する２枚のウィンドウ４４ａ及びウィンドウ４４ｂとを含む。チャンバ４２は、エキシマレーザガスを内部に収容する。チャンバ４２は、チャンバ１４と同様の構成である。
　電源４７は、不図示の充電コンデンサと、不図示のスイッチとを含む。充電器４８は、電源４７の充電コンデンサに所定の電圧で充電する直流電源装置である。
　ＰＯビームステアリングユニット５０は、高反射ミラー５１ａと高反射ミラー５１ｂとを含む。高反射ミラー５１ａと高反射ミラー５１ｂとは、ＰＯ４０から出力されたパルスレーザ光がＯＰＳ６０に入射するように配置される。
　ＯＰＳ６０は、ＰＯビームステアリングユニット５０から出力されたパルスレーザ光のパルス幅を伸長する装置である。ＯＰＳ６０は、ビームスプリッタ（Beam Splitter：ＢＳ）６１と４枚の凹面ミラー６２とを含む。
　ＢＳ６１は、ＰＯビームステアリングユニット５０から出力されたパルスレーザ光の光路上に配置される。ＢＳ６１は、入射したパルスレーザ光のうちの一部のパルスレーザ光を透過させ、その他のパルスレーザ光を反射させる反射ミラーである。ＢＳ６１の反射率は、約６０％である。ＢＳ６１は、ＢＳ６１を透過したパルスレーザ光を光伝送ユニット７０に入射させるように配置される。
　４枚の凹面ミラー６２は、ＢＳ６１を反射したパルスレーザ光の遅延光路を構成する。４枚の凹面ミラー６２は、ＢＳ６１で反射されたレーザ光が４枚の凹面ミラー６２で反射して、再びＢＳ６１でビームが結像するように配置される。
　４枚の凹面ミラー６２は、それぞれ焦点距離がＦ１である凹面ミラー６２ａと、凹面ミラー６２ｂと、凹面ミラー６２ｃと、凹面ミラー６２ｄとから構成される。
　凹面ミラー６２ａと凹面ミラー６２ｂとは、ＢＳ６１で反射されたパルスレーザ光が凹面ミラー６２ａで反射され、凹面ミラー６２ｂに入射するように配置される。凹面ミラー６２ｃと凹面ミラー６２ｄとは、凹面ミラー６２ｂで反射されたパルスレーザ光が凹面ミラー６２ｃで反射され、凹面ミラー６２ｄに入射するように配置される。さらに、凹面ミラー６２ｄは、凹面ミラー６２ｄで反射されたパルスレーザ光がＢＳ６１に入射するように配置される。
　ここでは、ＯＰＳ６０が１段のＯＰＳを含む例を説明したが、ＯＰＳ６０は２段以上のＯＰＳを含んでいてもよい。
　光伝送ユニット７０は、ＢＳ７１と、高反射ミラー７２と、集光レンズ７３と、光ファイバ７４とを含む。
　ＢＳ７１は、ＯＰＳ６０から出力されたパルスレーザ光の光路上に配置される。ＢＳ７１は、入射したパルスレーザ光のうちの一部のパルスレーザ光を透過させ、その他のパルスレーザ光を反射させる反射ミラーである。ＢＳ７１は、ＢＳ７１を透過したパルスレーザ光を露光装置３０２に入射させるように配置される。
　高反射ミラー７２は、ＢＳ７１で反射されたパルスレーザ光を反射し、集光レンズ７３に入射するように配置される。集光レンズ７３は、入射したパルスレーザ光を集光し、光ファイバ７４に入射するように配置される。
　光ファイバ７４に入射したパルスレーザ光は、スペクトル計測器８０に入力される。
　スペクトル計測器８０は、プロセッサ９０と通信可能に接続される。制御部９２は、プロセッサ９０と、同期発振制御部９４と、ドライバ９６と、露光装置３０２の露光装置制御部３１０と通信可能に接続される。
　同期発振制御部９４は、電源１７と、充電器１８と、電源４７と、充電器４８と通信可能に接続される。ドライバ９６は、ＬＮＭ１１とスペクトル可変部２０と通信可能に接続される。
　２．１．１　光ファイバの構成
　図６は、光ファイバ７４の構成を示す図である。図７は、図６の７－７断面図である。図６及び図７に示すように、光ファイバ７４は、パルスレーザ光の導波路を構成するコア７４Ａと、コア７４Ａを取り囲むクラッド７４Ｂとを含む。光ファイバ７４は、コア７４Ａの断面形状が円形である。
　２．１．２　スペクトル計測器の構成
　図８は、スペクトル計測器８０の構成を示す図である。図８に示すように、スペクトル計測器８０は、ファイバ揺動機構８１と、コリメートレンズ８２と、エタロン８３と、集光レンズ８４と、センサ８５とを含む。
　ファイバ揺動機構８１は、光ファイバ７４の出射端をＺ方向に向けて保持し、Ｖ方向に揺動する。ファイバ揺動機構８１は、光ファイバ７４を常時揺動してもよい。光ファイバ７４を揺動する方向はＶ方向に限定されず、出射方向であるＺ方向に垂直な方向であればよい。
　コリメートレンズ８２は、光ファイバ７４から出射したパルスレーザ光を平行光に変換する。エタロン８３は、入射されたパルスレーザ光を分光し、パルスレーザ光の干渉縞を発生させる。集光レンズ８４は、エタロン８３から出射された光をセンサ８５の受光面に結像させる。センサ８５は、受光面に結像されたパルスレーザ光の干渉縞からフリンジパターンを取得する。
　２．２　動作
　制御部９２は、露光装置３０２の露光装置制御部３１０からのレーザ発振トリガを受け付ける。
　同期発振制御部９４は、制御部９２から充電電圧と発振トリガ信号を受け付ける。同期発振制御部９４は、受け付けた充電電圧に基づいて充電器１８と充電器４８との電圧を制御する。また、同期発振制御部９４は、発振トリガ信号に同期して、電源１７のスイッチと電源４７のスイッチとを制御する。
　電源１７のスイッチがオフからオンになると、電源１７は充電器１８に保持されていた電気エネルギからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を一対の放電電極１５に印加する。同様に、電源４７のスイッチがオフからオンになると、電源４７は充電器４８に保持されていた電気エネルギからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を一対の放電電極４３に印加する。
　一対の放電電極１５に高電圧が印加されると、一対の放電電極１５間の絶縁が破壊され、放電が発生する。この放電のエネルギにより、チャンバ１４内のエキシマレーザガスが励起され、ＯＣ２２とＬＮＭ１１とで構成される光共振器によって、狭帯域化されたパルスレーザ光がＯＣ２２から出力される。このパルスレーザ光は、ＭＯビームステアリングユニット３０によって、ＰＯ４０のリアミラー４１にシード光として入射する。
　リアミラー４１を透過したシード光が入射するタイミングに同期して、一対の放電電極４３に高電圧が印加され、チャンバ４２において放電が発生する。その結果、レーザガスが励起され、ＯＣ４５とリアミラー４１とで構成されるファブリペロ型の光共振器によってシード光が増幅され、ＯＣ４５から増幅されたパルスレーザ光が出力される。ＯＣ４５から出力されたパルスレーザ光は、ＰＯビームステアリングユニット５０を経由して、ＯＰＳ６０に入射する。ＯＰＳ６０を通過したパルスレーザ光は、パルス幅が伸長され、光伝送ユニット７０に入射する。
　光伝送ユニット７０のＢＳ７１は、入射したパルスレーザ光のうちの一部のパルスレーザ光をエキシマレーザ装置１から出力し、その他のパルスレーザ光を高反射ミラー７２に入射させる。エキシマレーザ装置１から出力されたパルスレーザ光は、露光装置３０２に入力される。
　高反射ミラー７２に入射したパルスレーザ光は、高反射ミラー７２で反射された後に集光レンズ７３で集光され、光ファイバ７４の一端に入射する。光ファイバ７４の一端に入射したパルスレーザ光は、スペクトル計測器８０に入力され、ファイバ揺動機構８１により揺動されている光ファイバ７４の他端から出射する。
　光ファイバ７４から出射したパルスレーザ光は、コリメートレンズ８２により平行光に変換された後、エタロン８３により分光され、集光レンズ８４により集光されてセンサ８５の受光面上に干渉縞を形成する。センサ８５は、干渉縞を受光してフリンジパターンを検出する。
　センサ８５において検出されたフリンジパターンは、プロセッサ９０に送信される。プロセッサ９０（第２のプロセッサの一例）は、受信したフリンジパターンから、パルスレーザ光の中心波長、スペクトル線幅、及びＥ９５幅等を計算する。これらの計算は、複数パルスにより平均化されたフリンジパターンに対して行われる。
　プロセッサ９０において計算されたパルスレーザ光の中心波長、スペクトル線幅、及びＥ９５幅等の計測値は、制御部９２に送信される。
　制御部９２は、露光装置３０２の露光装置制御部３１０からスペクトル目標値を受け付ける。制御部９２は、計測値がスペクトル目標値に近づくように、ドライバ９６を介してスペクトル可変部２０とＬＮＭ１１とを制御する。
　２．２．１　フリンジパターン
　図９は、干渉縞とフリンジパターンとを説明するための図である。図９のＦ９Ａは、パルスレーザ光が形成する干渉縞とセンサ８５の受光面との位置関係の一例を示しており、Ｆ９Ｂは、Ｆ９Ａの干渉縞を受光したセンサ８５が検出するフリンジパターンの一例を示している。フリンジパターンは、干渉縞の位置を信号強度で表したものである。
　図１０は、スペックルノイズとフリンジパターンとを説明するための図である。図１０のＦ１０Ａは、スペックルノイズを含む不均一な照明の干渉縞からフリンジパターンを検出した場合を示し、Ｆ１０Ｂは、均一化された照明の干渉縞からフリンジパターンを検出した場合を示す。
　Ｆ１０Ａに示すフリンジパターンは、スペックルノイズを含む。一方、Ｆ１０Ｂに示すフリンジパターンは、スペックルノイズが低減される。
　ファイバ揺動機構８１による光ファイバ７４の揺動がない場合、パルスレーザ光はスペックルノイズを含むため、Ｆ１０Ａに示すフリンジパターンと同様のフリンジパターンとなる。また、ファイバ揺動機構８１によって光ファイバ７４を揺動し、かつ複数パルスを平均化して均一化した場合、スペックルノイズが低減され、Ｆ１０Ｂに示すフリンジパターンと同様のフリンジパターンとなる。
　このように、ファイバ揺動機構８１によって光ファイバ７４を揺動し、かつ複数パルスを平均化することで、フリンジパターンのスペックルノイズを低減することができる。
　３．課題
　図１１は、ファイバ揺動機構８１による光ファイバ７４の振動を説明するための図である。図１１に示すように、ファイバ揺動機構８１による揺動により、光ファイバ７４の出射端は、３０ミリ秒の周期でＶ方向に±５０μｍ程度振動する。この振動は、光ファイバ７４の出射端から出射されるパルスレーザ光の光路を変化させて、センサ８５の受光面上に形成されるスペックルを変化させる効果をもたらす。この効果により、複数パルスで平均化されたフリンジパターンはスペックルノイズが低減されるため、スペクトル計測精度が安定化する。
　図１２と図１３とは、ＰＯ４０から出力された後にＯＰＳ６０により伸長された１パルスのパルスレーザ光の、発光強度の経時変化を示す図である。図１２には、その時間内（約４００ナノ秒）におけるファイバ揺動機構８１による光ファイバ７４の出射端の振動の振幅を併せて示している。図１２に示すように、１パルスの発光時間内における光ファイバ７４の出射端の振幅変化はほぼ０μｍであるため、１パルスの発光時間内では光ファイバ７４の振動によるスペックルノイズ低減効果は得られない。
　近年、高速波長制御の要求が高まっている。高速に波長制御を行うため、複数パルスによる平均化を行わずに１パルス毎に高精度なスペクトル計測を行う技術が求められている。高精度なスペクトル計測を行うためには、毎パルスでスペックルノイズが低減されたフリンジパターンを取得する必要がある。そのため、例えば図１３に示すように１パルスの発光時間内で、レーザ光の光路を振動し得る方策が必要となる。
　４．実施形態１
　４．１　構成
　図１４は、実施形態１に係るエキシマレーザ装置２の構成を示す図である。エキシマレーザ装置２は、光伝送ユニット１００とプロセッサ１１０とを含む。光伝送ユニット１００は、変形可能ミラー１０２と、拡散板１０４と、集光レンズ１０６と、光ファイバ１０８とを含む。
　変形可能ミラー１０２は、変形可能な反射面１０２Ａを備える。変形可能ミラー１０２は、ＢＳ７１と高反射ミラー７２とで反射されたパルスレーザ光が反射面１０２Ａに入射するように配置される。
　集光レンズ７３（第１の集光光学素子の一例）は、高反射ミラー７２と変形可能ミラー１０２との間の光路に配置される。
　拡散板１０４（ホモジナイザの一例）は、入射したパルスレーザ光を拡散させて出射する光学素子である。拡散板１０４は、透過率の高い腐食型の拡散板であることが望ましい。腐食型の拡散板とは、例えばガラスの片面をすりガラス状にした後、フッ化水素により表面を腐食させた拡散板である。
　拡散板１０４と、集光レンズ１０６と、光ファイバ１０８とは、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａで反射されたパルスレーザ光が、拡散板１０４と集光レンズ１０６とを介して光ファイバ１０８の一端に入射するように配置される。光ファイバ１０８の他端は、スペクトル計測器８０と接続される。
　スペクトル計測器８０は、ファイバ揺動機構８１（図８参照）を備えなくてもよい。
　プロセッサ１１０（第１のプロセッサの一例）は、制御部９２と変形可能ミラー１０２とに通信可能に接続される。
　４．１．１　変形可能ミラーの構成
　図１５は、変形可能ミラー１０２の構成を示す図である。変形可能ミラー１０２は、反射面１０２Ａと、反射面１０２Ａを保持するミラーホルダ１０２Ｂと、反射面１０２Ａを振動変形させる振動装置１０２Ｃとを備える。
　振動装置１０２Ｃ（変形装置の一例）は、反射面１０２Ａがパルスレーザ光を反射している間に反射面１０２Ａの裏面に力を加えて反射面１０２Ａの形状を周期的に凹状又は凸状に変形させる１つの不図示のアクチュエータを備える。振動装置１０２Ｃは、反射面１０２Ａの複数の位置の形状をそれぞれ凹状又は凸状に変形させるようにしてもよい。その場合、振動装置１０２Ｃはマトリクス状に配置された複数のアクチュエータを備えてもよい。反射面１０２Ａの形状を変化させるアクチュエータは、静電的、電磁的、液圧的、圧電的、音響的及び機械的に駆動されるアクチュエータのいずれであってもよい。
　４．１．２　光伝送ユニットの構成の詳細
　図１６は、光伝送ユニット１００の構成の一部の詳細を示す図である。
　変形可能ミラー１０２は、集光レンズ７３から入射するパルスレーザ光の入射角θ０が０°より大きく４５°以下で、集光レンズ７３と反射面１０２Ａとの間隔が集光レンズ７３の焦点距離よりも短くなるように配置される。
　拡散板１０４は、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａの変形がない場合に集光レンズ７３によりパルスレーザ光が集光する位置に配置される。
　集光レンズ１０６（第２の集光光学素子の一例）は、拡散板１０４を通して拡げられたパルスレーザ光を光ファイバ１０８に集光可能な位置に配置される。集光レンズ１０６の開口数（Numerical Aperture：ＮＡ）は、光ファイバ１０８の開口数以下であることが望ましい。
　４．１．３　光ファイバの構成
　図１７は、光ファイバ１０８の断面図である。光ファイバ１０８は、パルスレーザ光の導波路を構成するコア１０８Ａと、コア１０８Ａを取り囲むクラッド１０８Ｂとを含む。
　図１７のＦ１７Ａ、Ｆ１７Ｂ、Ｆ１７Ｃ、Ｆ１７Ｄ、及びＦ１７Ｅは、それぞれコア１０８Ａの断面形状が円形、正方形、長方形、六角形、及び八角形の光ファイバ１０８を示す。また、図１７に示すＦ１７Ｆは、複数のコア１０８Ａがバンドル化された光ファイバ１０８を示す。このように、光ファイバ１０８は、コア１０８Ａの断面形状が円形のものに限らず、照度均一化効果の高い多角形状断面（正方形、長方形、六角形、八角形）、又はバンドルタイプのものを含んでいてもよい。
　４．２　動作
　プロセッサ１１０は、制御部９２から送られる発振トリガ信号を用いて、変形可能ミラー１０２の振動装置１０２Ｃの振動変形開始タイミングを制御する。
　ＭＯ１０によるパルスレーザ光の発光は、発振トリガ信号の立ち上がり開始から所定の時間内に行われる。所定の時間は、例えば４０マイクロ秒である。所定の時間は、レーザ発振周波数に依らずほぼ一定である。また、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａの振動は、発振トリガ信号に同期して行われる。プロセッサ１１０は、発振トリガ信号を受信すると振動装置１０２Ｃに対して振動変形指令を出力する。振動装置１０２Ｃは、振動変形指令を受信すると変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａを振動させる。プロセッサ１１０は発振トリガ信号の立ち上り開始から所定時間の間、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａを振動させるように振動変形指令を出力する。
　発振トリガ信号に同期してＭＯ１０が発光したパルスレーザ光は、ＰＯビームステアリングユニット５０とＯＰＳ６０とを経由して、光伝送ユニット１００に入射する。
　光伝送ユニット１００に入射したパルスレーザ光のうち、ＢＳ７１を透過したパルスレーザ光は露光装置３０２に入力される。一方、ＢＳ７１で反射されたパルスレーザ光は、高反射ミラー７２で反射された後に集光レンズ７３で集光され、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａに入射する。変形可能ミラー１０２の振動装置１０２Ｃは、反射面１０２Ａでパルスレーザ光を反射している間中、反射面１０２Ａを振動変形させているので反射面１０２Ａで反射されるパルスレーザ光のスペックルが変化する。
　反射面１０２Ａで反射されたパルスレーザ光は、拡散板１０４で拡散された後、集光レンズ１０６で集光されて光ファイバ１０８に入射する。光ファイバ１０８を通過したパルスレーザ光は、スペクトル計測器８０に入力される。
　図１８は、反射面１０２Ａの振動変形タイミングを説明するための図である。図１８に示すように、反射面１０２Ａは、発振トリガ信号が立ち上がるタイミングから４０マイクロ秒の間、振動変形する。パルスレーザ光は、発振トリガ信号が立ち上がるタイミングから４０マイクロ秒以内に発光する。これにより、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａは、パルスレーザ光の入射前に振動変形を開始し、パルスレーザ光の出射後に振動変形を終了する。
　このように、プロセッサ１１０は、ＭＯ１０によるパルスレーザ光の出力タイミング（パルスレーザ光の生成の一例）と、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａの振動変形開始タイミングとを同期させる。あるいは、プロセッサ１１０は、ＰＯ４０によるパルスレーザ光の増幅タイミングと、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａの振動変形開始タイミングとを同期させるようにしてもよい。
　なお、反射面１０２Ａの振動変形の停止タイミングは４０マイクロ秒後（一定時間後の一例）に限定されず、プロセッサ１１０は、パルスレーザ光がスペクトル計測器８０に入射された後に反射面１０２Ａの振動変形を停止させればよい。
　図１９は、変形可能ミラー１０２の制御によるパルスレーザ光の反射を説明するための図である。図１９のＦ１９Ａは、反射面１０２Ａの変形がない場合のパルスレーザ光の反射を示しており、Ｆ１９Ｂは、反射面１０２Ａが変形している場合のパルスレーザ光の反射を示している。Ｆ１９Ｂに示すように、パルスレーザ光の１パルス内に反射面１０２Ａが振動変形することで、反射面１０２Ａで反射されるパルスレーザ光のスペックルが変化する。この結果、毎パルスで取得するフリンジパターンからスペックルノイズが低減される。
　反射面１０２Ａは、振動装置１０２Ｃが振動変形指令を受信している間、反射されるパルスレーザ光のビーム拡がり角が最大５°となる振幅で、最大１２ＭＨｚの周波数で振動し得る。
　４．３　作用・効果
　エキシマレーザ装置２によれば、パルスレーザ光の１パルス内に変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａを図１３に示すように振動させることができる。例えば、ＯＰＳ６０通過後のパルスレーザ光の１パルスの発光時間は約４００ナノ秒であり、反射面１０２Ａの所定の位置の変形は１周期で１００ナノ秒程度である。このように、エキシマレーザ装置２によれば、パルスレーザ光の１パルス内に反射面１０２Ａの形状を周期的に凹状又は凸状に変形させるので、パルスレーザ光のスペックルノイズを低減することができる。
　図２０は、パルスレーザ光のパルス幅とＳＣ低減率との関係を示す図である。ＳＣ低減率は、変形可能ミラー１０２の振動変形によってスペックルコントラストＳＣが低減する率であり、単位は％である。ＳＣ低減率は、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａが振動変形していない場合のスペックルコントラストＳＣＯＦＦと、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａが振動変形している場合のスペックルコントラストＳＣＯＮとを用いて、下記の式（３）により定義される。
　ＳＣ低減率＝（ＳＣＯＦＦ－ＳＣＯＮ）／ＳＣＯＦＦ×１００　　　…（３）
　パルスレーザ光のパルス幅は、ＯＰＳ６０の遅延光路長を調整することで変更可能である。図２０において、パルス幅４０ｎｓ付近のデータは、ＯＰＳ６０を用いない場合であり、ＯＰＳ６０の光路長を変化させてパルスレーザ光のパルス幅を長くするほど、ＳＣ低減率は高くなることを示している。このように、エキシマレーザ装置２によれば、変形可能ミラー１０２をＯＰＳ６０の後に配置することにより、ＯＰＳ６０と変形可能ミラー１０２とによる相乗的なスペックル低減効果を得ることができる。
　なお、ＳＣ低減率は、反射面１０２Ａの振動変形がパルス幅より短い周期で、かつ振幅が大きいほど高くなると考えられる。
　エキシマレーザ装置２によれば、パルスレーザ光が入射する前から反射面１０２Ａの振動変形を開始させているので、安定した振動変形でパルスレーザ光を反射することができる。また、エキシマレーザ装置２によれば、パルスレーザ光の毎パルスの発光に対して、毎回同じタイミングで反射面１０２Ａを振動変形させるので、毎パルス同じスペックル低減効果が得られる。即ち、毎パルス異なるタイミングで反射面１０２Ａを振動させるよりもスペクトル波形が安定化するため、スペクトル計測精度の改善に寄与することができる。
　エキシマレーザ装置２によれば、パルスレーザ光の光路の変形可能ミラー１０２の後段に拡散板１０４を配置したので、パルスレーザ光の照度あるいは強度分布を適切に均一化することができる。また、エキシマレーザ装置２によれば、腐食型の拡散板１０４を使用したので、パルスレーザ光が減衰することを抑制することができる。さらに、エキシマレーザ装置２によれば、反射面１０２Ａの変形がない場合に集光レンズ７３によりパルスレーザ光が集光する位置に拡散板１０４を配置したので、パルスレーザ光が減衰することを抑制することができる。
　エキシマレーザ装置２によれば、光ファイバ１０８への入射前にパルスレーザ光のスペックルを変化させるので、光ファイバ１０８からの出射後にスペックルを変化させる場合よりも光ファイバ１０８の耐久性を向上させることができる。また、エキシマレーザ装置２によれば、集光レンズ１０６の開口数を光ファイバ１０８の開口数以下としたので、パルスレーザ光を効率よく光ファイバ１０８に入射させることができる。
　エキシマレーザ装置２によれば、断面が多角形状のコア１０８Ａ、及びバンドルタイプのコア１０８Ａの少なくとも一方を備える光ファイバ１０８（ホモジナイザの一例）を用いた場合には、パルスレーザ光の照度あるいは強度分布の均一化効果を高めることができる。
　５．実施形態２
　５．１　構成
　図２１と図２２とは、それぞれ実施形態２に係る光伝送ユニット１２０の構成の一部の一例を示す図である。光伝送ユニット１２０は、不図示のＢＳ７１と、不図示の高反射ミラー７２と、不図示の集光レンズ７３と（それぞれ図１６参照）を含む。また、光伝送ユニット１２０は、パルスレーザ光の光路の変形可能ミラー１０２の反射光の光路に高反射ミラー１２２を含む。
　高反射ミラー１２２は、例えば反射率が９９％以上の光学素子である。高反射ミラー１２２は、拡散板１０４によって拡散されたパルスレーザ光を高反射し、集光レンズ１０６に入射するように配置される。
　高反射ミラー１２２は、反射面１０２Ａに入射するパルスレーザ光の入射角に応じて配置される角度を変更してもよい。図２１は、入射角θ１の例を示している。図２２は、入射角θ１より小さい入射角θ２の例を示している。入射角θ１と入射角θ２とは、ともに０°より大きく４５°以下である。
　高反射ミラー１２２を凹面形状の集光ミラーとし、集光レンズ１０６を除いた構成にしてもよい。図２３と図２４とは、それぞれ光伝送ユニット１２０の構成の一部の他の例を示す図である。この例では、光伝送ユニット１２０は、高反射凹面ミラー１２４を含む。凹面の形状は球面のほか、放物面や軸外放物面あるいは回転楕円面等の非球面でもよい。
　高反射凹面ミラー１２４（第２の集光光学素子の一例）は、反射率が９９％以上の凹面形状の集光ミラーである。高反射凹面ミラー１２４は、拡散板１０４によって拡散されたパルスレーザ光を高反射かつ集光し、光ファイバ１０８に入射するように配置される。高反射凹面ミラー１２４の開口数は、光ファイバ１０８の開口数以下であることが望ましい。
　高反射凹面ミラー１２４は、反射面１０２Ａに入射するパルスレーザ光の入射角に応じて配置される角度を変更してもよい。図２３は、入射角θ１の例を示している。図２４は、入射角θ１より小さい入射角θ２の例を示している。
　５．２　動作
　図２１と図２２とに示す光伝送ユニット１２０では、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａにより反射されたパルスレーザ光は、拡散板１０４によって拡散される。拡散されたパルスレーザ光は、高反射ミラー１２２によって高反射された後に集光レンズ１０６によって集光されて、光ファイバ１０８に入射する。
　図２３と図２４とに示す光伝送ユニット１２０では、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａにより反射されたパルスレーザ光は、拡散板１０４によって拡散される。拡散されたパルスレーザ光は、高反射凹面ミラー１２４によって高反射かつ集光されて、光ファイバ１０８に入射する。
　５．３　作用・効果
　光伝送ユニット１２０によれば、光伝送ユニット１００の構成がエキシマレーザ装置１の設計上の観点から実施が困難であると判断される場合に、パルスレーザ光の光路を変更しつつ光伝送ユニット１００と同等のスペックルノイズ低減効果を有する代替的な構成手段として機能し得る。
　６．実施形態３
　６．１　構成
　図２５と図２６とは、それぞれ実施形態３に係る光伝送ユニット１３０の構成の一部の一例を示す図である。光伝送ユニット１３０は、不図示のＢＳ７１と、不図示の高反射ミラー７２と、不図示の集光レンズ７３と（それぞれ図１６参照）を含む。また、光伝送ユニット１３０は、光ファイバ１３２（ホモジナイザの一例）を含む。光伝送ユニット１３０は、拡散板１０４を含まない点が光伝送ユニット１００と異なる。
　変形可能ミラー１０２は、反射面１０２Ａに入射したパルスレーザ光が集光レンズ１０６に入射するように配置される。
　集光レンズ１０６は、入射したパルスレーザ光を集光して光ファイバ１３２に入射するように配置される。集光レンズ１０６の開口数は、光ファイバ１３２の開口数以下であることが望ましい。
　集光レンズ１０６と光ファイバ１０８とは、反射面１０２Ａに入射するパルスレーザ光の入射角に応じて配置される角度を変更してもよい。図２５は、入射角θ３の例を示している。図２６は、入射角θ３より小さい入射角θ４の例を示している。入射角θ３と入射角θ４とは、ともに０°より大きく４５°以下である。
　図２７は、光ファイバ１３２の断面図である。光ファイバ１３２は、パルスレーザ光の導波路を構成するコア１３２Ａと、コア１３２Ａを取り囲むクラッド１３２Ｂとを含む。
　図２７に示すＦ２７Ａ、Ｆ２７Ｂ、Ｆ２７Ｃ、及びＦ２７Ｄは、それぞれコア１３２Ａの断面形状が正方形、長方形、六角形、及び八角形の光ファイバ１３２を示す。また、図２７に示すＦ２７Ｅは、複数のコア１３２Ａがバンドル化された光ファイバ１３２を示す。
　６．２　動作
　光伝送ユニット１３０は、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａにより反射されたパルスレーザ光を集光レンズ１０６により直接集光して光ファイバ１３２に入射させる。
　６．３　作用・効果
　光伝送ユニット１３０によれば、断面が多角形状のコア１３２Ａ、及びバンドルタイプのコア１３２Ａの少なくとも一方を備える光ファイバ１３２を用いるので、拡散板１０４による照度均一化効果を光ファイバ１３２のみで達成することができる。
　また、光伝送ユニット１３０によれば、拡散板１０４を含まない分、光伝送ユニット１００よりも光量の損失を小さくすることができる。
　さらに、光伝送ユニット１３０によれば、光伝送ユニット１００よりも省スペースで、かつ光伝送ユニット１００と同等のスペックルノイズ低減効果を達成することができる。
　７．実施形態４
　７．１　構成
　図２８は、実施形態４に係るエキシマレーザ装置３の構成の一部を示す図である。エキシマレーザ装置３は、光伝送ユニット１４０とスペクトル計測器１５０とを含む。
　光伝送ユニット１４０は、不図示のＢＳ７１と、不図示の高反射ミラー７２と（それぞれ図１６参照）を含む。光伝送ユニット１４０は、集光レンズ１０６と光ファイバ１０８とを含まない点が光伝送ユニット１００と異なる。変形可能ミラー１０２は、集光レンズ７３から入射するパルスレーザ光の入射角θ５が０°より大きく４５°以下となるように配置される。
　また、スペクトル計測器１５０は、ファイバ揺動機構８１を含まない点がスペクトル計測器８０と異なる。
　７．２　動作
　エキシマレーザ装置３は、変形可能ミラー１０２の反射面１０２Ａで反射したパルスレーザ光を、拡散板１０４を通して拡散し、直接スペクトル計測器１５０へ入射させる。
　７．３　作用・効果
　光伝送ユニット１４０によれば、均一化したパルスレーザ光を、光ファイバ１０８を経由せずにスペクトル計測器１５０に入射させるため、光伝送ユニット１００よりも光量の損失を小さくすることができる。
　また、光伝送ユニット１４０によれば、光伝送ユニット１００よりも省スペースで、かつ光伝送ユニット１００と同等のスペックルノイズ低減効果を達成することができる。
　８．電子デバイスの製造方法
　図２９は、露光装置３０２の構成例を概略的に示す図である。電子デバイスの製造方法は、エキシマレーザ装置３００と、露光装置３０２とによって実現される。
　エキシマレーザ装置３００は、各実施形態で説明したエキシマレーザ装置１、エキシマレーザ装置２、又はエキシマレーザ装置３を含んでもよい。
　エキシマレーザ装置３００から出力されたパルスレーザ光は、露光装置３０２に入力され、露光光として用いられる。
　露光装置３０２は、照明光学系３０４と投影光学系３０６とを含む。照明光学系３０４は、ＯＰＳ６０から入射したパルスレーザ光によって、レチクルステージＲＴのレチクルパターンを照明する。投影光学系３０６は、レチクルを透過したパルスレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された不図示のワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置３０２は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したパルスレーザ光をワークピース上に露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで半導体デバイスを製造することができる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。
　９．その他
　エキシマレーザ装置２のＭＯ１０としてエキシマレーザ装置を用いたが、固体レーザ装置を用いてもよい。ＭＯ１０として固体レーザ装置を用いた場合であっても、エキシマレーザ装置２は、狭帯域化ガスレーザ装置として解釈することができる。
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。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、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。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　反射面でパルスレーザ光を反射している間に前記反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、
    　前記変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、
    　を備える光伝送ユニット。
  2. 　請求項１に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記変形装置は前記パルスレーザ光の１パルス内に前記反射面の形状を周期的に変形させる、光伝送ユニット。
  3. 　請求項１に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記変形可能ミラーに入射する前記パルスレーザ光の入射角は４５°以下である、光伝送ユニット。
  4. 　請求項１に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記ホモジナイザは拡散板を備える、光伝送ユニット。
  5. 　請求項４に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記拡散板は腐食型である、光伝送ユニット。
  6. 　請求項４に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記パルスレーザ光を前記拡散板に集光させる第１の集光光学素子を備える、光伝送ユニット。
  7. 　請求項６に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記第１の集光光学素子は、前記パルスレーザ光を前記変形可能ミラーを介して前記拡散板に集光させる位置に配置される、光伝送ユニット。
  8. 　請求項４に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記拡散板によって均一化された前記パルスレーザ光の光路に反射ミラーを備える、光伝送ユニット。
  9. 　請求項８に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記反射ミラーは、集光ミラーである、光伝送ユニット。
  10. 　請求項１に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記ホモジナイザは断面が多角形状のコア及びバンドルタイプのコアの少なくとも一方を含む光ファイバを備える、光伝送ユニット。
  11. 　請求項１０に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記パルスレーザ光を前記光ファイバに集光させる第２の集光光学素子を備える、光伝送ユニット。
  12. 　請求項１１に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記第２の集光光学素子の開口数は前記光ファイバの開口数以下である、光伝送ユニット。
  13. 　請求項１２に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記パルスレーザ光の生成と同期させて前記変形装置の駆動を開始させる第１のプロセッサを備える、光伝送ユニット。
  14. 　請求項１３に記載の光伝送ユニットであって、
    　前記第１のプロセッサは前記変形装置の駆動を開始してから一定時間後に前記変形装置の駆動を停止させる、光伝送ユニット。
  15. 　パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、
    　反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、
    　前記反射面でパルスレーザ光を反射している間に前記変形装置を駆動させる第１のプロセッサと、
    　前記変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、
    　前記ホモジナイザによって均一化されたパルスレーザ光のスペクトルを計測するスペクトル計測器と、
    　を備えるレーザ装置。
  16. 　請求項１５に記載のレーザ装置であって、
    　前記パルスレーザ光のパルス幅を伸長して前記変形可能ミラーに出射する光学パルスストレッチャを備える、レーザ装置。
  17. 　請求項１５に記載のレーザ装置であって、
    　前記スペクトル計測器は、
    　前記パルスレーザ光が入射するエタロンと、
    　前記エタロンによって生じるフリンジパターンを取得するセンサと、
    　を備える、レーザ装置。
  18. 　請求項１７に記載のレーザ装置であって、
    　１つの前記フリンジパターンから前記パルスレーザ光のスペクトルを計算する第２のプロセッサを備える、レーザ装置。
  19. 　請求項１８に記載のレーザ装置であって、
    　前記計算されたスペクトルに基づいて前記レーザ発振器を制御する制御部を含む、レーザ装置。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　パルスレーザ光を出力するレーザ発振器と、
    　反射面を変形させる変形装置を含む変形可能ミラーと、
    　前記反射面でパルスレーザ光を反射している間に前記変形装置を駆動させる第１のプロセッサと、
    　前記変形可能ミラーによって反射されたパルスレーザ光を均一化するホモジナイザと、
    　前記ホモジナイザによって均一化されたパルスレーザ光のスペクトルを計測するスペクトル計測器と、
    　を備えるレーザ装置によってパルスレーザ光を生成し、
    　前記パルスレーザ光を露光装置に出力し、
    　電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記パルスレーザ光を露光すること
    　を含む電子デバイスの製造方法。
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