WO2021186744A1 - 狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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

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洋介 藤巻
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ギガフォトン株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a narrow band gas laser apparatus and a method for manufacturing 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 narrowing band gas laser apparatus is a narrowing band apparatus that constitutes an optical resonator together with a laser chamber including a pair of electrodes arranged to face each other, an output coupling mirror, and an output coupling mirror. Therefore, in the narrowing band device, the first region and the second region where the first portion and the second portion that pass through different positions in the directions in which the pair of electrodes of the light beam emitted from the laser chamber are opposed to each other are incident are incident.
  • the optical system includes an optical system having two regions, and the optical system includes a band narrowing device configured to suppress the distance between the optical path axis of the first portion and the optical path axis of the second portion. , Equipped with.
  • a narrow band gas laser apparatus is an optical resonance with a laser chamber including a pair of opposed electrodes, an output coupling mirror, and an output coupling mirror including a first grating.
  • the narrowing device constituting the device, the narrowing device is a first part and a second part passing through different positions in the direction of the groove of the first grating of the light beam emitted from the laser chamber.
  • the optical system includes an optical system having a first region and a second region in which the and is incident, respectively, and the optical system suppresses the distance between the optical path axis of the first portion and the optical path axis of the second portion. It is provided with a band narrowing device configured as described above.
  • a method of manufacturing an electronic device is a narrowing device that constitutes an optical resonator together with a laser chamber including a pair of electrodes arranged to face each other, an output coupling mirror, and an output coupling mirror. Therefore, in the narrowing band device, the first region and the second region where the first portion and the second portion that pass through different positions in the directions in which the pair of electrodes of the light beam emitted from the laser chamber are opposed to each other are incident are incident.
  • the optical system includes an optical system having two regions, and the optical system includes a band narrowing device configured to suppress the distance between the optical path axis of the first portion and the optical path axis of the second portion.
  • a pulsed laser beam is generated by a narrow band gas laser apparatus including, and the pulsed laser beam is output to the exposure apparatus, and the pulsed laser beam is exposed on a photosensitive substrate in the exposure apparatus in order to manufacture an electronic device. include.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exposure system in a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of the exposure system in the comparative example.
  • 3A and 3B schematically show the configuration of the band narrowing device in the comparative example.
  • 4A to 4D schematically show the relationship between the grating and the optical path axis of the light beam in the comparative example.
  • 5A and 5B schematically show the configuration of the band narrowing device according to the first embodiment.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line VC-VC of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a graph showing the result of simulating the relationship between the angle difference ⁇ of the grating and the number of surviving rays in the optical resonator.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the grating and its periphery in the modified example of the first embodiment.
  • 8A and 8B schematically show the configuration of the band narrowing device in the second embodiment.
  • FIG. 8C shows the prism shown in FIG. 8A and the optical path axis of the second portion of the light beam passing through the prism.
  • FIG. 8D is a cross-sectional view taken along the line VIIID-VIIID of FIG. 8C.
  • 9A and 9B schematically show the configuration of the band narrowing device according to the third embodiment.
  • FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line IXC-IXC of FIG. 9A.
  • FIG. 10A schematically shows the configuration of the band narrowing device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line XB-XB of FIG. 10A.
  • FIG. 10C is a perspective view showing the arrangement of the mirrors.
  • FIGS. 1 and 2 schematically show the configuration of the exposure system in the comparative example.
  • the comparative example of the present disclosure is a form recognized by the applicant as known only by the applicant, and is not a known example that the applicant self-identifies.
  • the exposure system includes a narrow band gas laser apparatus 1 and an exposure apparatus 100.
  • the narrow band gas laser apparatus 1 is shown in a simplified manner.
  • the exposure apparatus 100 is shown in a simplified manner.
  • the narrow band gas laser device 1 includes a laser control processor 30.
  • the narrow band gas laser device 1 is configured to output pulsed laser light toward the exposure device 100.
  • the exposure device 100 includes an illumination optical system 101, a projection optical system 102, and an exposure control processor 110.
  • the illumination optical system 101 illuminates the reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on the reticle stage RT by the pulsed laser light incident from the narrow band gas laser device 1.
  • the projection optical system 102 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 resist film.
  • the exposure control processor 110 is a processing device including a memory 112 in which a control program is stored and a CPU (central processing unit) 111 that executes the control program.
  • the exposure control processor 110 is specially configured or programmed to perform the various processes included in the present disclosure.
  • the exposure control processor 110 controls the control of the exposure apparatus 100, and transmits and receives various data and various signals to and from the laser control processor 30.
  • the exposure control processor 110 transmits the wavelength target value data, the pulse energy target value data, and the trigger signal to the laser control processor 30.
  • the laser control processor 30 controls the narrow band gas laser device 1 according to these data and signals.
  • the exposure control processor 110 synchronizes the reticle stage RT and the workpiece table WT and translates them in opposite directions. As a result, the workpiece is exposed with a pulsed laser beam that reflects the reticle pattern. The reticle pattern is transferred to the semiconductor wafer by such an exposure process. After that, the electronic device can be manufactured by going through a plurality of steps.
  • the narrow band gas laser device 1 includes a master oscillator MO and a gas regulator GA in addition to the laser control processor 30. include.
  • the master oscillator MO includes a laser chamber 10, a charger 12, a pulsed power module (PPM) 13, a narrowing device 14, an output coupling mirror 15, a photodetector 17, and a shutter 18.
  • the band narrowing device 14 and the output coupling mirror 15 form an optical resonator.
  • the laser chamber 10 is arranged in the optical path of the optical resonator.
  • the laser chamber 10 is provided with windows 10a and 10b.
  • the laser chamber 10 includes a pair of electrodes 11a and 11b arranged so as to face each other, and further accommodates a laser gas as a laser medium.
  • the laser medium is, for example, F 2 , ArF, KrF, XeCl, or XeF.
  • a pressure sensor 16 is attached to the laser chamber 10.
  • the charger 12 holds electrical energy to supply to the pulse power module 13.
  • the pulse power module 13 includes a switch 13a.
  • the band narrowing device 14 includes wavelength selection elements such as prisms 40 and 43, gratings 51 and 52, which will be described later.
  • the output coupling mirror 15 is composed of a partially reflective mirror.
  • the photodetector 17 includes a beam splitter 17a and a sensor unit 17b.
  • the beam splitter 17a is arranged in the optical path of the pulsed laser beam output from the output coupling mirror 15.
  • the beam splitter 17a is configured to transmit a part of the pulsed laser light with a high transmittance and reflect the other part of the pulsed laser light to be incident on the sensor unit 17b.
  • the sensor unit 17b includes a spectroscopic sensor and is configured to be able to output measurement data of wavelength. Further, the sensor unit 17b includes an energy sensor and is configured to be able to output measurement data of pulse energy.
  • the shutter 18 is arranged in the optical path of the pulsed laser beam transmitted through the beam splitter 17a.
  • the shutter 18 is closed, the pulsed laser light transmitted through the beam splitter 17a is blocked so as not to enter the exposure apparatus 100.
  • the shutter 18 is opened, the pulsed laser light transmitted through the beam splitter 17a is incident on the exposure apparatus 100 without being blocked.
  • the laser control processor 30 is a processing device including a memory 32 in which a control program is stored and a CPU 31 that executes the control program.
  • the laser control processor 30 is specially configured or programmed to perform the various processes included in the present disclosure.
  • the gas regulator GA includes a gas supply device 33, a gas exhaust device 34, and a gas control processor 35.
  • the gas supply device 33 includes a valve (not shown) provided in the first pipe between the laser chamber 10 and the gas cylinder (not shown).
  • the gas exhaust device 34 includes a valve (not shown), a pump, and an abatement device provided in a second pipe connected to the laser chamber 10.
  • the gas control processor 35 is a processing device including a memory 37 in which a control program is stored and a CPU 36 that executes the control program.
  • the gas control processor 35 is specially configured or programmed to perform the various processes included in the present disclosure.
  • the laser control processor 30 acquires data of a target value of wavelength from the exposure control processor 110.
  • the laser control processor 30 transmits an initial setting signal to the narrowing device 14 based on the target value of the wavelength.
  • the laser control processor 30 receives the wavelength measurement data from the light detector 17, and sets the band narrowing device 14 based on the wavelength target value and the wavelength measurement data. Send a feedback control signal.
  • the laser control processor 30 acquires data of a target value of pulse energy from the exposure control processor 110.
  • the laser control processor 30 transmits an initial setting signal of the charging voltage HV to the charger 12 based on the target value of the pulse energy.
  • the laser control processor 30 receives the measurement data of the pulse energy from the light detector 17, and the charger 12 is based on the target value of the pulse energy and the measurement data of the pulse energy.
  • a feedback control signal of the charging voltage HV is transmitted to.
  • the laser control processor 30 receives a trigger signal from the exposure control processor 110.
  • the laser control processor 30 transmits an oscillation trigger signal based on the trigger signal to the switch 13a of the pulse power module 13.
  • the laser control processor 30 transmits a gas control signal to the gas control processor 35. Further, the laser control processor 30 receives the measurement data of the gas pressure P from the pressure sensor 16 and transmits the measurement data of the gas pressure P to the gas control processor 35.
  • the switch 13a is turned on when it receives an oscillation trigger signal from the laser control processor 30.
  • the pulse power module 13 When the switch 13a is turned on, the pulse power module 13 generates a pulsed high voltage from the electric energy held in the charger 12. The pulse power module 13 applies this high voltage to the electrodes 11a and 11b.
  • 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 10a is incident on the narrowing device 14 as a light beam.
  • light near a desired wavelength is folded back by the narrowing device 14 and returned to the laser chamber 10.
  • the output coupling mirror 15 transmits a part of the light emitted from the window 10b and outputs the light, reflects the other part, and returns the light to the laser chamber 10.
  • the light emitted from the laser chamber 10 reciprocates between the narrowing device 14 and the output coupling mirror 15. This light is amplified each time it passes through the discharge space between the pair of electrodes 11a and 11b.
  • the light oscillated by the laser in this way and the band is narrowed is output as pulse laser light from the output coupling mirror 15.
  • the pulsed laser beam output from the narrow band gas laser apparatus 1 is incident on the exposure apparatus 100.
  • the gas control processor 35 sets the gas supply device 33 and the gas so that the gas pressure P inside the laser chamber 10 becomes a desired value based on the gas control signal received from the laser control processor 30 and the measurement data of the gas pressure P. Controls the exhaust device 34. For example, when increasing the gas pressure P inside the laser chamber 10, the gas control processor 35 controls to open the valve included in the gas supply device 33 so that the laser gas is supplied to the inside of the laser chamber 10. Further, for example, when lowering the gas pressure P inside the laser chamber 10, the gas control processor 35 opens a valve included in the gas exhaust device 34 so that a part of the laser gas inside the laser chamber 10 is exhausted. Take control.
  • FIGS. 3A and 3B schematically show the configuration of the band narrowing device 14 in the comparative example.
  • 3A and 3B also show the configuration of another part of the narrow band gas laser apparatus 1.
  • Each figure shows a V-axis, an H-axis, and a Z-axis that are perpendicular to each other.
  • FIG. 3A shows the band narrowing device 14 viewed in the ⁇ V direction
  • FIG. 3B shows the band narrowing device 14 viewed in the ⁇ H direction.
  • the ⁇ V direction and the + V direction coincide with the directions in which the electrodes 11a and 11b face each other.
  • the ⁇ Z direction coincides with the traveling direction of the light beam emitted from the window 10a.
  • the + Z direction coincides with the traveling direction of the pulsed laser beam emitted from the window 10b and output through the output coupling mirror 15.
  • the narrowing device 14 includes prisms 40 and 43 and gratings 51 and 52.
  • the prism 40 is arranged in the optical path of the light beam emitted from the window 10a.
  • the prism 40 is supported by the holder 401.
  • the prism 43 is arranged in the optical path of the light beam that has passed through the prism 40.
  • the prism 43 is supported by the holder 431.
  • the prisms 40 and 43 are made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz having a high transmittance with respect to the wavelength selected by the band narrowing device 14.
  • the prisms 40 and 43 are arranged so that the surfaces of the prisms 40 and 43 into which the light beam enters and exits are parallel to the V axis.
  • the prism 43 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 432.
  • the gratings 51 and 52 are arranged at different positions in the direction of the V axis in the optical path of the light beam passing through the prism 43.
  • the directions of the grooves of the gratings 51 and 52 coincide with the direction of the V-axis.
  • the positions of the gratings 51 and 52 are set so that the light beam that has passed through the prism 43 is incident across the gratings 51 and 52.
  • the portion incident on the grating 51 is referred to as the first portion B1
  • the portion incident on the grating 52 is referred to as the second portion B2.
  • the gratings 51 and 52 are supported by the holder 511. However, while the grating 51 is supported so as to maintain a constant posture, the grating 52 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 522.
  • the light beam emitted from the window 10a is changed in the traveling direction in a plane parallel to the HZ plane, which is a plane perpendicular to the V axis, by each of the prisms 40 and 43, and is parallel to the HZ plane.
  • the beam width can be expanded in the plane.
  • the traveling direction of the light beam passing through both the prisms 40 and 43 and toward the gratings 51 and 52 substantially coincides with the ⁇ Z direction as an example.
  • the light incident on the gratings 51 and 52 from the prism 43 is reflected by the plurality of grooves of the gratings 51 and 52 and diffracted in a direction corresponding to the wavelength of the light.
  • the light reflected by the plurality of grooves of the gratings 51 and 52 is dispersed in the plane parallel to the HZ plane.
  • the grating 51 is arranged in a retrow so that the incident angle of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 51 from the prism 43 and the diffraction angle of the diffracted light having the desired first wavelength ⁇ 1 coincide with each other.
  • the grating 52 is arranged in a retrow so that the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52 from the prism 43 and the diffraction angle of the diffracted light having the desired second wavelength ⁇ 2 coincide with each other.
  • the incident angles of the first portion B1 incident on the grating 51 and the second portion B2 incident on the grating 52 are different from each other, the first wavelength ⁇ 1 of the diffracted light returned from the grating 51 to the prism 43 and the prism from the grating 52 A wavelength difference occurs between the diffracted light returned to 43 and the second wavelength ⁇ 2.
  • the dashed arrow indicating the light beam emitted from the window 10a indicates only the direction from the window 10a toward the gratings 51 and 52, but the light beam having the selected wavelength by the narrowing device 14 is these. From the gratings 51 and 52 to the window 10a by the reverse route of the dashed arrow.
  • the prisms 43 and 40 reduce the beam width of the light returned from the gratings 51 and 52 in a plane parallel to the HZ plane, and return the light into the laser chamber 10 through the window 10a.
  • the rotation mechanism 432 and the rotation mechanism 522 are controlled by the laser control processor 30.
  • the rotation mechanism 432 slightly rotates the prism 43, the traveling direction of the light beam emitted from the prism 43 toward the gratings 51 and 52 changes slightly in the plane parallel to the HZ plane.
  • the incident angle of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 51 and the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52 are slightly changed. Therefore, both the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2 change.
  • the rotation mechanism 522 slightly rotates the grating 52, the incident angle of the first portion B1 of the light beam incident on the grating 51 does not change, but the incident angle of the second portion B2 of the light beam incident on the grating 52. Changes slightly. Therefore, the wavelength difference between the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2 changes.
  • the exposure control processor 110 transmits the target value ⁇ 1t of the first wavelength ⁇ 1 and the target value ⁇ 2t of the second wavelength ⁇ 2 to the laser control processor 30.
  • the photodetector 17 outputs the measurement data of the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2 to the laser control processor 30.
  • the laser control processor 30 controls the rotation mechanism 432 so that the first wavelength ⁇ 1 approaches the target value ⁇ 1t based on the measurement data of the target value ⁇ 1t of the first wavelength ⁇ 1 and the first wavelength ⁇ 1.
  • the rotation mechanism 432 changes the posture of the prism 43 and adjusts the angle of incidence of the first portion B1 on the grating 51 and the angle of incidence of the second portion B2 on the grating 52.
  • the laser control processor 30 controls the rotation mechanism 522 so that the second wavelength ⁇ 2 approaches the target value ⁇ 2t based on the measurement data of the target value ⁇ 2t of the second wavelength ⁇ 2 and the second wavelength ⁇ 2.
  • the rotation mechanism 522 changes the posture of the grating 52 and adjusts the angle of incidence of the second portion B2 with respect to the grating 52.
  • the first wavelength ⁇ 1 included in the first portion B1 and the second wavelength ⁇ 2 included in the second portion B2 of the light beam emitted from the window 10a of the laser chamber 10 are selected.
  • the band is narrowed and returned to the laser chamber 10.
  • the narrow band gas laser apparatus 1 can oscillate at two wavelengths.
  • the first wavelength ⁇ 1 and the second wavelength ⁇ 2 can be set separately.
  • the focal length in the exposure apparatus 100 depends on the wavelength of the pulsed laser beam.
  • the pulsed laser light that oscillates at two wavelengths and is output from the narrowing band gas laser device 1 can be imaged at two different positions in the direction of the optical path axis of the pulsed laser light on the workpiece table WT of the exposure device 100.
  • the focal depth can be substantially increased. For example, even when a resist film having a large film thickness is exposed, it is possible to suppress variations in imaging performance in the thickness direction of the resist film.
  • FIGS. 4A to 4D schematically show the relationship between the gratings 51 and 52 and the optical path axis of the light beam in the comparative example.
  • 4A shows the gratings 51 and 52 viewed in the ⁇ V direction
  • FIGS. 4B to 4D show the gratings 51 and 52 viewed in the ⁇ H direction.
  • the grooves of the gratings 51 and 52 are not shown.
  • the optical path axis refers to the central axis of the optical path.
  • the first portion B1 is incident on the grating 51
  • the second portion B2 is incident on the grating 52.
  • the postures of the gratings 51 and 52 are set so that the angle of incidence of the first portion B1 with respect to the grating 51 is ⁇ 1 and the angle of incidence of the second portion B2 with respect to the grating 52 is ⁇ 2.
  • the light having the first wavelength ⁇ 1 is diffracted at the same diffraction angle ⁇ 1 as the incident angle ⁇ 1 and returned to the prism 43.
  • the light having the second wavelength ⁇ 2 is diffracted at the same diffraction angle ⁇ 2 as the incident angle ⁇ 2 and returned to the prism 43.
  • the light of the first wavelength ⁇ 1 returned from the grating 51 to the prism 43 is folded back by the output coupling mirror 15 and is repeatedly incident on the grating 51, the light of the first wavelength ⁇ 1 is amplified. If the light of the second wavelength ⁇ 2 returned from the grating 52 to the prism 43 is folded back by the output coupling mirror 15 and incident on the grating 52 again is repeated, the light of the second wavelength ⁇ 2 is amplified.
  • the light beam including the first portion B1 and the second portion B2 may be incident on the gratings 51 and 52 while spreading in the direction of the V axis. If the gratings 51 and 52 diffract the light beam while maintaining the spread angle in the V-axis direction, the light beam may spread too much in the V-axis direction and a part of the light beam may not be able to return to the prism 43. .. Therefore, a part of the energy of the amplified light beam can be wasted.
  • the narrowing device is configured to prevent the optical path axis of the first portion B1 from being separated from the optical path axis of the second portion B2.
  • at least one of the gratings 51 and 52 is tilted so that planes perpendicular to the direction of the respective grooves of the gratings 51 and 52 intersect on the front side of the gratings 51 and 52.
  • the prisms or mirrors are arranged at an angle. In some embodiments, the tilt angle of these optics is adjusted based on the pulse energy measurement data from the photodetector 17.
  • FIGS. 5A and 5B schematically show the configuration of the narrow band device 14a according to the first embodiment. 5A and 5B also show the configuration of another part of the narrow band gas laser apparatus 1.
  • FIG. 5A shows the band narrowing device 14a viewed in the ⁇ V direction
  • FIG. 5B shows the band narrowing device 14a viewed in the ⁇ H direction.
  • the band narrowing device 14a includes a rotation mechanism 512 and tilt adjusting mechanisms 513 and 523.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line VC-VC of FIG. 5A.
  • the surface that passes through a part of the grating 51 and is perpendicular to the direction of the groove of the grating 51 is defined as the surface 51p.
  • the surface that passes through a part of the grating 52 and is perpendicular to the direction of the groove of the grating 52 is defined as the surface 52p.
  • the grating 51 is arranged so that the surface 51p is slightly inclined with respect to the HZ surface.
  • the grating 52 is arranged so that the surface 52p is slightly inclined with respect to the HZ surface.
  • the surface 51p and the surface 52p intersect at positions on the front side of the gratings 51 and 52.
  • the front side of the gratings 51 and 52 corresponds to the left side in FIG. 5C, that is, the incident side of the light beam.
  • the angle formed by the surface 51p and the surface 52p is defined as the angle difference ⁇ of the grating. In FIG. 5C, the angle difference ⁇ is greatly exaggerated.
  • FIG. 6 is a graph showing the result of simulating the relationship between the angle difference ⁇ of the grating and the number of surviving rays in the optical resonator.
  • the number of surviving rays in the optical cavity means that when a large number of rays are generated at random positions and directions in the optical cavity, the number of surviving rays remains inside the optical cavity even if the optical resonator reciprocates a predetermined number of times.
  • the number of rays. In FIG. 6, the predetermined number of round trips was set to 4.
  • the value on the vertical axis of FIG. 6 is a relative value when the number of surviving rays when the angle difference ⁇ of the grating is 0 is 1.
  • the case where the angle difference ⁇ of the grating is a negative number corresponds to the case where the surface 51p and the surface 52p intersect at the back side of the gratings 51 and 52, that is, at the position on the right side in FIG. 5C.
  • the number of surviving rays is smaller when the angle difference ⁇ of the grating is a negative number than when the angle difference ⁇ of the grating is 0, and the angle difference ⁇ of the grating is a positive number.
  • the number of surviving rays increased. It was also found that the number of surviving rays peaked when the angle difference ⁇ of the grating was 0.08 degrees, and the number of surviving rays tended to decrease as the angle difference ⁇ of the grating became larger. It was also found that the angle difference ⁇ of the grating is preferably 0.06 degrees or more and 0.1 degrees or less.
  • the grating 51 in the comparative example is supported to maintain a constant posture
  • the grating 51 in the first embodiment can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 512. ..
  • the rotation mechanism 432 (see FIGS. 3A and 3B) for rotating the prism 43 may not be provided in the first embodiment. That is, the prism 43 may be maintained in a constant posture.
  • the inclination adjusting mechanism 513 is configured to rotate the grating 51 around an axis substantially parallel to the dispersion direction DD of the grating 51.
  • the inclination adjusting mechanism 523 is configured to rotate the grating 52 around an axis substantially parallel to the dispersion direction of the grating 52 (not shown).
  • Each of the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 includes, for example, a micrometer.
  • the dispersion direction of the grating means the direction in which the diffraction direction of the light by the grating is dispersed according to the wavelength.
  • the rotation mechanisms 512 and 522 adjust the dispersion direction DD of the grating 51 and the dispersion direction of the grating 52 so as to be slightly different, but the rotation axis of the grating 51 by the inclination adjustment mechanism 513 and the grating 52 by the inclination adjustment mechanism 523. It may be parallel to or the same as the axis of rotation.
  • Each drawing illustrates these mechanisms to show that the number of rotating mechanisms 512 and 522 and the number of tilt adjusting mechanisms 513 and 523 correspond to the number of gratings, respectively, but the shape and shape of these mechanisms and It is not intended to accurately depict the placement.
  • the grating 51 corresponds to the first grating in the present disclosure
  • the grating 52 corresponds to the second grating in the present disclosure.
  • the surface of the grating 51 to which the first portion B1 is incident corresponds to the first region in the present disclosure
  • the surface of the grating 52 to which the second portion B2 is incident corresponds to the second region in the present disclosure.
  • the light beam emitted from the window 10a may travel inside the narrowing device 14a while gradually spreading in the direction of the V axis, and may be incident on the gratings 51 and 52.
  • the gratings 51 and 52 are arranged so that the surface 51p and the surface 52p intersect at positions on the front surface side of the gratings 51 and 52. Therefore, the light beam diffracted by the gratings 51 and 52, for example, is suppressed from spreading in the direction of the V-axis, travels inside the band narrowing device 14a, and is incident on the laser chamber 10.
  • the band advances inside the band narrowing device 14a while gradually shrinking in the direction of the V axis, and is incident on the laser chamber 10.
  • the distance between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2 of the light beam diffracted by the gratings 51 and 52 is suppressed from being separated in the direction of the V axis.
  • the direction of the groove of the grating 51 is directed with respect to the optical path axis of the first portion B1. It is desirable to make it vertical. Further, it is desirable that the direction of the groove of the grating 52 is perpendicular to the optical path axis of the second portion B2.
  • the tilt adjusting mechanism 513 rotates the grating 51 around an axis substantially parallel to its dispersion direction DD, and the tilt adjusting mechanism 523 returns the grating 52 to the laser chamber 10 by rotating it around an axis substantially parallel to its dispersion direction.
  • the angle between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2 of the light beam is adjusted.
  • Each of the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 corresponds to the actuator in the present disclosure.
  • the laser control processor 30 controls the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 so that the pulse energy is maximized based on the measurement data of the pulse energy output from the photodetector 17.
  • the laser control processor 30 rotates so that the first wavelength ⁇ 1 approaches the target value ⁇ 1t based on the target value ⁇ 1t of the first wavelength ⁇ 1 and the measurement data of the first wavelength ⁇ 1 output from the photodetector 17. It controls the mechanism 512.
  • the configuration and operation of the first embodiment is similar to the configuration and operation of the comparative example.
  • the band narrowing device 14a passes through different positions in the direction in which the electrodes 11a and 11b of the light beams emitted from the laser chamber 10 face each other or in the direction of the groove of the grating 51.
  • the gratings 51 and 52 are configured to prevent the optical path axis of the first portion B1 from being separated from the optical path axis of the second portion B2.
  • the gratings 51 and 52 are arranged at different positions in the direction in which the electrodes 11a and 11b face each other or in the direction of the groove of the grating 51, and the light beam emitted from the laser chamber 10 is directed to the gratings 51 and 52. It is incident across.
  • the gratings 51 and 52 can have both a function of individually setting the incident angles ⁇ 1 and ⁇ 2 for two-wavelength oscillation and a function of suppressing the light beam from spreading in the V-axis direction.
  • the surfaces 51p and 52p perpendicular to the direction of the grooves of the gratings 51 and 52 intersect in a range of 0.06 degrees or more and 0.1 degrees or less. This makes it possible to maximize the number of surviving light rays when the light rays reciprocate a predetermined number of times in the optical resonator.
  • the band narrowing device 14a uses the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 as actuators for adjusting the angle between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2. include.
  • the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 as actuators for adjusting the angle between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2.
  • the band narrowing device 14a is based on the optical detector 17 that detects the pulse energy of the pulsed laser light output from the optical resonator and the pulse energy detected by the optical detector 17.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the gratings 51 and 52 and their periphery in the modified example of the first embodiment.
  • FIG. 7 shows a portion corresponding to FIG. 5C in the first embodiment.
  • the shim 514 is arranged between the grating 51 and the holder 511, and the shim 524 is arranged between the grating 52 and the holder 511.
  • the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 may not be provided.
  • the gratings 51 and 52 can be maintained in a constant posture with a simple configuration that does not include the tilt adjusting mechanisms 513 and 523.
  • the angle difference ⁇ of the grating can also be changed by stopping the operation of the narrow band gas laser device 1 and replacing the shims 514 and 524.
  • a third grating may be arranged between the gratings 51 and 52 so that the third grating can rotate around an axis parallel to the V axis so that the laser oscillates at three wavelengths.
  • the grating 43 is maintained in a constant position so that the gratings 51 and 52 can rotate about an axis parallel to the V axis.
  • the prism 43 and the grating 52 may be configured to be rotatable around an axis parallel to the V axis, in which case a rotation mechanism 512 that rotates the grating 51 around an axis parallel to the V axis It does not have to be provided.
  • FIGS. 8A and 8B schematically show the configuration of the narrow band device 14b according to the second embodiment. 8A and 8B also show the configuration of another part of the narrow band gas laser apparatus 1.
  • FIG. 8A shows the narrowing device 14b viewed in the ⁇ V direction
  • FIG. 8B shows the narrowing device 14b viewed in the ⁇ H direction.
  • the band narrowing device 14b in the second embodiment includes prisms 41 and 42 in place of the prism 43 in the first embodiment, and includes a grating 50 in place of the gratings 51 and 52 in the first embodiment.
  • the prism 41 corresponds to the first prism in the present disclosure
  • the prism 42 corresponds to the second prism in the present disclosure.
  • the grating 50 corresponds to the first grating in the present disclosure.
  • the prisms 41 and 42 are arranged at different positions in the direction of the V axis in the optical path between the prism 40 and the grating 50.
  • the prism 41 and the prism 42 are arranged in this order in the ⁇ V direction.
  • the ⁇ V direction corresponds to the first direction in the present disclosure.
  • the prism 41 is supported by the holder 411, and the prism 42 is supported by the holder 421.
  • the prisms 41 and 42 are made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz having a high transmittance with respect to the wavelength selected by the band narrowing device 14b.
  • the prisms 41 and 42 are arranged so that a light beam emitted from the window 10a and passing through the prism 40 is incident across the prisms 41 and 42.
  • the portion incident on the prism 42 is referred to as a first portion B1
  • the portion incident on the prism 41 is referred to as a second portion B2.
  • the prism 41 is arranged so that the surface of any of the prisms 41 from which the light beam enters and exits intersects the V axis with a slight inclination with respect to a surface parallel to the V axis.
  • the prism 42 is arranged so that the surface of any of the prisms 42 from which the light beam enters and exits intersects the V axis with a slight inclination with respect to a plane parallel to the V axis.
  • FIG. 8C shows the prism 41 shown in FIG. 8A and the optical path axis of the second portion B2 of the light beam passing through the prism 41.
  • FIG. 8D is a cross-sectional view taken along the line VIIID-VIIID of FIG. 8C, which also shows the optical path axis of the second portion B2 of the light beam passing through the prism 41.
  • FIG. 8C looks at the prism 41 in the ⁇ V direction, and the cross section in the VIIID-VIIID line is a cross section parallel to the V axis.
  • the cross section of the VIIID-VIIID line is a cross section along the optical path axis of the second portion B2 of the light beam passing through the prism 41.
  • the incident surface 41i on which the second portion B2 of the light beam from the prism 40 is incident and the exit surface 41o on which the second portion B2 emits to the grating 50 is parallel to the V axis. It is arranged so as to intersect the V-axis with a slight inclination.
  • the incident surface is the surface of the prism that the light beam passes through when entering the inside of the prism from the outside of the prism
  • the exit surface is the surface of the prism that passes when the light beam exits from the inside of the prism to the outside of the prism. ..
  • a straight line extending each of one side composed of the incident surface 41i and one side composed of the exit surface 41o is the straight line 41ie and Let it be 41 oe.
  • the prism 41 is arranged so that two extended straight lines 41ie and 41oe intersect at a position on the + V direction side with respect to the position of the prism 41.
  • the inclination of the prism 41 is greatly exaggerated.
  • the prism 42 is arranged in a posture that is mirror image symmetric with the prism 41 with respect to a plane parallel to the HZ plane.
  • the incident surface 41i of the prism 41 on which the second portion B2 is incident corresponds to the first region in the present disclosure.
  • the incident surface (not shown) of the prism 42 on which the first portion B1 is incident corresponds to the second region in the present disclosure.
  • the prism 41 can be rotated around an axis in a direction different from the V axis by the inclination adjusting mechanism 413.
  • the prism 42 can be rotated around an axis in a direction different from the V axis by the inclination adjusting mechanism 423.
  • FIG. 8C An example of the rotation axis A1 of the prism 41 by the inclination adjusting mechanism 413 is shown in FIG. 8C.
  • the rotation axis A1 may be perpendicular to the V axis.
  • the rotation axis A1 may be perpendicular to the incident surface 41i on which the second portion B2 of the light beam from the prism 40 is obliquely incident.
  • the rotation axis A1 is perpendicular to the incident surface 41i
  • the tilt adjusting mechanism 413 tilts the prism 41
  • the surface 41i is kept perpendicular to the rotation axis A1.
  • the rotation axis of the prism 42 by the inclination adjustment mechanism 423 is not shown, but may be parallel to the rotation axis A1, for example. As a result, fluctuations in the selected wavelength due to rotation of the prism 42 by the tilt adjusting mechanism 423 can be suppressed.
  • the prism 41 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 412, and the prism 42 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 422.
  • the grating 50 is supported by the holder 501 so as to maintain a constant posture.
  • the direction of the groove of the grating 50 coincides with the direction of the V axis.
  • the rotating mechanisms 512 and 522 and the tilt adjusting mechanisms 513 and 523 may not be provided in the second embodiment.
  • the first portion B1 and the second portion B2 of the operating light beam pass through the prisms 42 and 41, respectively, and emit toward the grating 50.
  • the second portion B2 of the light beam incident on the prism 41 from the incident surface 41i and emitted from the exit surface 41o is refracted clockwise in FIG. 8D. That is, in the traveling direction of the second portion B2, the directional component in the + V direction is suppressed, or the directional component in the ⁇ V direction becomes large.
  • the first portion B1 of the light beam incident on the prism 40 from the prism 40 and emitted toward the grating 50 is refracted counterclockwise in FIG. 8B. That is, in the traveling direction of the first portion B1, the directional component in the ⁇ V direction is suppressed, or the directional component in the + V direction becomes large.
  • the light beam including the first portion B1 and the second portion B2 may be incident on the prisms 41 and 42 from the prism 40 while spreading in the direction of the V axis.
  • the prisms 41 and 42 refract the second portion B2 clockwise in FIG. 8D and the first portion B1 counterclockwise in FIG. 8B.
  • the light beam returned from the grating 50 toward the prisms 41 and 42 spreads too much in the direction of the V axis and a part of the light beam cannot return to the laser chamber 10. Therefore, the decrease in the pulse energy of the pulsed laser beam can be alleviated.
  • the inclination adjusting mechanism 413 adjusts the angle between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2.
  • the prism 42 is rotated around an axis different from the V axis by the inclination adjusting mechanism 423, the inclination of one or both of the incident surface and the exit surface of the prism 42 changes.
  • the inclination adjusting mechanism 423 adjusts the angle between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2.
  • Each of the tilt adjusting mechanisms 413 and 423 corresponds to the actuator in the present disclosure.
  • the laser control processor 30 controls the tilt adjusting mechanisms 413 and 423 so that the pulse energy is maximized based on the measurement data of the pulse energy output from the photodetector 17.
  • the incident angles of the first portion B1 and the second portion B2 with respect to the grating 50 change.
  • the first wavelength ⁇ 1 of the light returned from the grating 50 to the prism 42 and the second wavelength ⁇ 2 of the light returned from the grating 50 to the prism 41 change.
  • the laser control processor 30 rotates so that the first wavelength ⁇ 1 approaches the target value ⁇ 1t based on the target value ⁇ 1t of the first wavelength ⁇ 1 and the measurement data of the first wavelength ⁇ 1 output from the photodetector 17. Controls the mechanism 422.
  • the laser control processor 30 rotates so that the second wavelength ⁇ 2 approaches the target value ⁇ 2t based on the target value ⁇ 2t of the second wavelength ⁇ 2 and the measurement data of the second wavelength ⁇ 2 output from the photodetector 17. It controls the mechanism 412.
  • the configuration and operation of the second embodiment is similar to the configuration and operation of the first embodiment.
  • the optical system of the band narrowing device 14b is in order from one electrode 11a toward the other electrode 11b in the -V direction or along the groove of the grating 51 in the -V direction.
  • the prisms 41 and 42 are arranged so that the light beam emitted from the laser chamber 10 is incident across the prisms 41 and 42.
  • Two sides of the cross section of the prism 41 parallel to the ⁇ V direction and along the optical path axis of the second portion B2 of the light beam inside the prism 41 where the second portion B2 of the light beam enters and exits.
  • the two extended straight lines 41ie and 41oe intersect at a position opposite to the position of the prism 41 in the ⁇ V direction. According to this, even if the two gratings 51 and 52 (see FIGS. 5A and 5B) are not rotated around an axis substantially parallel to the dispersion direction of the gratings 51 and 52, the number of surviving rays in the optical resonator is reduced. It can alleviate and alleviate the decrease in pulse energy of the pulsed laser beam.
  • a third prism may be arranged between the prisms 41 and 42 so that the third prism can rotate around an axis parallel to the V axis so that the laser oscillates at three wavelengths.
  • the grating 50 is maintained in a constant posture so that the prisms 41 and 42 can be rotated around an axis parallel to the V axis, but the present disclosure is not limited to this.
  • rotatable gratings 51 and 52 are provided around the axis parallel to the V axis, and the prisms 41 and 42 have an axis circumference different from the V axis by the tilt adjusting mechanisms 413 and 423. Only the rotation of is possible. In this case, the rotation mechanisms 412 and 422 that rotate the prisms 41 and 42 around an axis parallel to the V axis may not be provided.
  • the prisms 41 and 42 are made rotatable by the tilt adjusting mechanisms 413 and 423, but the present disclosure is not limited to this. Shims (not shown) may be arranged between the prism 41 and the holder 411 and between the prism 42 and the holder 421, respectively.
  • FIGS. 9A and 9B schematically show the configuration of the narrow band device 14c according to the third embodiment. 9A and 9B also show the configuration of another part of the narrow band gas laser apparatus 1.
  • FIG. 9A shows the narrowing device 14c seen in the ⁇ V direction
  • FIG. 9B shows the narrowing device 14c seen in the ⁇ H direction.
  • the band narrowing device 14c in the third embodiment includes a prism 44 instead of the prism 43 in the first embodiment.
  • the prism 44 is supported by the holder 441.
  • the prism 44 is made of a material such as calcium fluoride or synthetic quartz having a high transmittance with respect to the wavelength selected by the band narrowing device 14c.
  • At least one of the incident surface 44i on which the light beam from the prism 40 is incident and the exit surface 44o on which the light beam is emitted to the gratings 51 and 52 is slightly tilted with respect to the surface parallel to the V axis. Arranged to intersect.
  • the gratings 51 and 52 are arranged at different positions in the direction of the V axis in the optical path of the light beam passing through the prism 44.
  • the positions of the gratings 51 and 52 are set so that the light beam that has passed through the prism 44 is incident across the gratings 51 and 52.
  • FIG. 9C is a cross-sectional view taken along the line IXC-IXC of FIG. 9A.
  • the grating 51 is arranged so that the surface 51p, which passes through a part of the grating 51 and is perpendicular to the groove direction of the grating 51, is slightly inclined with respect to the HZ surface.
  • the grating 52 is arranged so that the surface 52p that passes through a part of the grating 52 and is perpendicular to the groove direction of the grating 52 is substantially parallel to the HZ surface. That is, the direction of the groove of the grating 52 is substantially parallel to the V axis.
  • the surface 51p and the surface 52p intersect at positions on the front side of the gratings 51 and 52.
  • the front side of the gratings 51 and 52 corresponds to the left side in FIG. 9C, that is, the incident side of the light beam.
  • the angle formed by the surface 51p and the surface 52p is defined as the angle difference ⁇ of the grating. In FIG. 9C, the angle difference ⁇ is greatly exaggerated.
  • the prism 44 can be rotated around an axis in a direction different from the V axis by the inclination adjusting mechanism 443.
  • An example of the rotation axis A4 of the prism 44 by the inclination adjusting mechanism 443 is shown in FIG. 9A.
  • the rotation axis A4 may be perpendicular to the V axis.
  • the rotation axis A4 may be perpendicular to the incident surface 44i on which the light beam from the prism 40 is obliquely incident.
  • the grating 51 can be rotated around an axis substantially parallel to the dispersion direction DD of the grating 51 by the inclination adjusting mechanism 513.
  • the inclination adjusting mechanism 523 (see FIGS. 5A to 5C) for rotating the grating 52 around an axis substantially parallel to the dispersion direction may not be provided.
  • the gratings 51 and 52 can be rotated about an axis parallel to the V axis by the rotation mechanisms 512 and 522, respectively.
  • the light beam that has passed through the prism 44 may enter the gratings 51 and 52 while spreading in the direction of the V axis.
  • the portion of the light beam that is incident on the grating 51 is the first portion B1
  • the portion that is incident on the grating 52 is the second portion B2.
  • the gratings 51 and 52 are arranged so that the surface 51p and the surface 52p intersect at positions on the front surface side of the gratings 51 and 52. Therefore, the distance between the optical path axis of the first portion B1 and the optical path axis of the second portion B2 of the light beam diffracted by the gratings 51 and 52 is suppressed from being separated in the direction of the V axis.
  • the prism 44 When the prism 44 is rotated around an axis different from the V axis by the inclination adjusting mechanism 443, the inclination of one or both of the incident surface 44i and the exit surface 44o of the prism 44 changes. As a result, the refraction angle of the light beam by the prism 44 changes.
  • the prism 44 rotates the optical path axis of the light beam clockwise or counterclockwise in FIG. 9B. That is, the prism 44 rotates the optical path axis of the light beam in a direction including a directional component in the ⁇ V direction or the + V direction.
  • the angle difference of the optical path axis of the light beam emitted from the prism 44 with respect to the surface 52p is ⁇ c
  • the angle difference with respect to the surface 51p is ⁇ c.
  • the tilt adjusting mechanism 443 rotates the prism 44 in a direction different from the V axis
  • the tilt adjusting mechanism 513 rotates the grating 51 around an axis substantially parallel to the dispersion direction DD, whereby the first portion B1 The angle between the optical path axis of the second portion B2 and the optical path axis of the second portion B2 is adjusted.
  • Each of the tilt adjusting mechanisms 443 and 513 corresponds to the actuator in the present disclosure.
  • the laser control processor 30 controls the tilt adjusting mechanisms 443 and 513 so that the pulse energy is maximized based on the measurement data of the pulse energy output from the photodetector 17.
  • the laser control processor 30 rotates so that the first wavelength ⁇ 1 approaches the target value ⁇ 1t based on the target value ⁇ 1t of the first wavelength ⁇ 1 and the measurement data of the first wavelength ⁇ 1 output from the photodetector 17. It controls the mechanism 512.
  • the laser control processor 30 rotates so that the second wavelength ⁇ 2 approaches the target value ⁇ 2t based on the target value ⁇ 2t of the second wavelength ⁇ 2 and the measurement data of the second wavelength ⁇ 2 output from the photodetector 17. Controls the mechanism 522.
  • the configuration and operation of the third embodiment is similar to the configuration and operation of the first embodiment.
  • the narrowing band device 14c directs the light beam emitted from the laser chamber 10 in a direction including a directional component in which the electrodes 11a and 11b face each other or a directional component in the groove of the grating 51.
  • the band narrowing device 14c includes gratings 51 and 52 arranged at different positions in the direction in which the electrodes 11a and 11b face each other or in the direction of the groove of the grating 51.
  • the gratings 51 and 52 are arranged so that a light beam emitted from the laser chamber 10 and passing through the prism 44 is incident across the gratings 51 and 52.
  • the gratings 51 and 52 are arranged so that the surfaces 51p and 52p perpendicular to the direction of the respective grooves of the gratings 51 and 52 intersect on the front side of the gratings 51 and 52 through each part of the gratings 51 and 52. ing. As a result, it is alleviated that the light beam spreads too much in the direction of the V-axis and a part of the light beam cannot return to the laser chamber 10. Therefore, the decrease in the pulse energy of the pulsed laser beam can be alleviated.
  • a third grating may be arranged between the gratings 51 and 52 so that the third grating can rotate around an axis parallel to the V axis so that the laser oscillates at three wavelengths.
  • the prism 44 can only rotate around an axis different from the V axis by the tilt adjusting mechanism 443, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prism 44 may also be rotatable about an axis parallel to the V axis. In this case, the rotation mechanism 512 that rotates the grating 51 around an axis parallel to the V axis may not be provided.
  • the prism 44 and the grating 51 are made rotatable by the tilt adjusting mechanisms 443 and 513, but the present disclosure is not limited to this. Shims (not shown) may be arranged between the prism 44 and the holder 441 and between the grating 51 and the holder 511, respectively.
  • FIG. 10A schematically shows the configuration of the narrow band device 14d according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10A also shows the configuration of another part of the narrow band gas laser apparatus 1.
  • FIG. 10A shows the narrowing device 14d as seen in the ⁇ V direction.
  • the traveling direction of the light beam emitted from the window 10a is the + H direction.
  • the traveling direction of the pulsed laser beam emitted from the window 10b and output through the output coupling mirror 15 is the ⁇ H direction.
  • the mirror system 60 is provided in the optical path of the light beam between the laser chamber 10 and the prism 40.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line XB-XB of FIG. 10A.
  • the mirror system 60 includes two mirrors 61 and 62.
  • the mirrors 61 and 62 are arranged at different positions in the direction of the V axis in the optical path of the light beam emitted from the window 10a.
  • FIG. 10C is a perspective view showing the arrangement of the mirrors 61 and 62.
  • the mirrors 61 and 62 are arranged so that the plane P1 perpendicular to both the mirrors 61 and 62 is parallel to the V axis.
  • the cross section shown in FIG. 10B is parallel to the plane P1.
  • the mirror 61 corresponds to the first mirror in the present disclosure
  • the mirror 62 corresponds to the second mirror in the present disclosure.
  • the mirrors 61 and 62 are supported by the holder 611.
  • the first surface 61p perpendicular to both the mirror 61 and the surface P1 and the second surface 62p perpendicular to both the mirror 62 and the surface P1 are both slightly tilted with respect to the HZ surface.
  • the first surface 61p and the second surface 62p intersect at positions on the front side of the mirrors 61 and 62.
  • the front side of the mirrors 61 and 62 corresponds to the right side in FIG. 10B, that is, the incident side of the light beam.
  • the tilt adjusting mechanism 613 allows the mirror 61 to rotate in a plane P1 perpendicular to both the mirrors 61 and 62.
  • the mirror 62 can be rotated in the plane P1 perpendicular to both the mirrors 61 and 62 by the tilt adjusting mechanism 623.
  • the mirrors 61 and 62 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 612.
  • the grating 52 can be rotated around an axis parallel to the V axis by the rotation mechanism 522.
  • the rotation mechanism 512 that rotates the grating 51 around an axis parallel to the V axis
  • the inclination adjusting mechanisms 513 and 523 that rotate the gratings 51 and 52 around an axis substantially parallel to their dispersion directions. (See FIGS. 5A to 5C) may not be provided.
  • the directions of the grooves of the gratings 51 and 52 may coincide with the direction of the V axis.
  • the light beam Bin (see FIG. 10C) emitted from the window 10a in the + H direction is incident across the mirrors 61 and 62.
  • the portion of the light beam Bin that is incident on the mirror 61 is referred to as the first portion B1
  • the portion that is incident on the mirror 62 is referred to as the second portion B2.
  • the light beam Bin including the first portion B1 and the second portion B2 is reflected by the mirrors 61 and 62 as the light beam Bout in the ⁇ Z direction and is incident on the prism 40.
  • the surface of the mirror 61 to which the first portion B1 is incident corresponds to the first region in the present disclosure
  • the surface of the mirror 62 to which the second portion B2 is incident corresponds to the second region in the present disclosure.
  • the light beam Bin including the first portion B1 and the second portion B2 may be incident on the mirrors 61 and 62 from the window 10a while spreading in the direction of the V axis. That is, the first portion B1 incident on the mirror 61 may have a directional component in the ⁇ V direction, and the second portion B2 incident on the mirror 62 may have a directional component in the + V direction.
  • the mirror 61 reflects the first portion B1 in a direction having a directional component in the + V direction, or suppresses and reflects a directional component in the ⁇ V direction.
  • the mirror 62 reflects the second portion B2 in the direction having the directional component in the ⁇ V direction, or suppresses the directional component in the + V direction and reflects the second portion B2.
  • the light beams returned from the gratings 51 and 52 spread too much in the direction of the V-axis and a part of the light beams cannot return to the laser chamber 10. Therefore, the decrease in the pulse energy of the pulsed laser beam can be alleviated.
  • the number of surviving light rays in the optical resonator can be set to a large value, and waste of energy can be suppressed.
  • the tilt adjusting mechanism 613 rotates the mirror 61 in the surface P1 perpendicular to both the mirrors 61 and 62, and the tilt adjusting mechanism 623 rotates the mirror 62 in the surface P1 to rotate the mirror 62 with the optical path axis of the first portion B1.
  • the angle of the second portion B2 with the optical path axis is adjusted.
  • Each of the tilt adjusting mechanisms 613 and 623 corresponds to the actuator in the present disclosure.
  • the laser control processor 30 controls the tilt adjusting mechanisms 613 and 623 so that the pulse energy is maximized based on the measurement data of the pulse energy output from the photodetector 17.
  • the laser control processor 30 rotates so that the first wavelength ⁇ 1 approaches the target value ⁇ 1t based on the target value ⁇ 1t of the first wavelength ⁇ 1 and the measurement data of the first wavelength ⁇ 1 output from the photodetector 17. It controls the mechanism 612.
  • the laser control processor 30 rotates so that the second wavelength ⁇ 2 approaches the target value ⁇ 2t based on the target value ⁇ 2t of the second wavelength ⁇ 2 and the measurement data of the second wavelength ⁇ 2 output from the photodetector 17. Controls the mechanism 522.
  • the configuration and operation of the fourth embodiment is similar to the configuration and operation of the first embodiment.
  • the band narrowing device 14d includes mirrors 61 and 62 arranged at different positions in the direction in which the electrodes 11a and 11b face each other or in the direction of the groove of the grating 51.
  • the mirrors 61 and 62 are arranged so that the light beam Bin emitted from the laser chamber 10 is incident across the mirrors 61 and 62.
  • the first surface 61p, which is perpendicular to both the mirror 61 and 62 and the mirror 61, and the second surface 62p, which is perpendicular to both the surface P1 and the mirror 62, are the mirrors 61 and 62. Cross on the front side of. As a result, it is alleviated that the light beam spreads too much in the direction of the V-axis and a part of the light beam cannot return to the laser chamber 10. Therefore, the decrease in the pulse energy of the pulsed laser beam can be alleviated.
  • a third grating may be arranged between the gratings 51 and 52 so that the third grating can rotate around an axis parallel to the V axis so that the laser oscillates at three wavelengths.
  • the prism 43 and the grating 51 are maintained in a constant posture, but the present disclosure is not limited to this.
  • the prism 43 or grating 51 may be rotatable about an axis parallel to the V axis.
  • the rotation mechanism 612 that rotates the mirrors 61 and 62 around an axis parallel to the V axis may not be provided.
  • the mirror system 60 including the mirrors 61 and 62 is arranged in the optical path between the window 10a and the prism 40, but the present disclosure is not limited to this.
  • the mirror system 60 may be placed in the optical path between the prism 40 and the gratings 51 and 52.
  • the mirrors 61 and 62 are made rotatable by the tilt adjusting mechanisms 613 and 623, but the present disclosure is not limited to this. Shims (not shown) may be arranged between the mirror 61 and the holder 611 and between the mirror 62 and the holder 611, respectively.

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Abstract

狭帯域化ガスレーザ装置は、対向して配置された一対の電極を含むレーザチャンバと、出力結合ミラーと、出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、狭帯域化装置は、レーザチャンバから出射した光ビームのうちの一対の電極が向かい合う方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、光学系は、第1の部分の光路軸と第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、狭帯域化装置と、を備える。

Description

狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
 本開示は、狭帯域化ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
 近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化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。
特開昭51-031195号公報 米国特許第7154928号明細書 米国特許出願公開第2006/239324号明細書
概要
 本開示の1つの観点に係る狭帯域化ガスレーザ装置は、対向して配置された一対の電極を含むレーザチャンバと、出力結合ミラーと、出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、狭帯域化装置は、レーザチャンバから出射した光ビームのうちの一対の電極が向かい合う方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、光学系は、第1の部分の光路軸と第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、狭帯域化装置と、を備える。
 本開示の他の1つの観点に係る狭帯域化ガスレーザ装置は、対向して配置された一対の電極を含むレーザチャンバと、出力結合ミラーと、第1のグレーティングを含んで出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、狭帯域化装置は、レーザチャンバから出射した光ビームのうちの第1のグレーティングの溝の方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、光学系は、第1の部分の光路軸と第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、狭帯域化装置と、を備える。
 本開示の1つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、対向して配置された一対の電極を含むレーザチャンバと、出力結合ミラーと、出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、狭帯域化装置は、レーザチャンバから出射した光ビームのうちの一対の電極が向かい合う方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、光学系は、第1の部分の光路軸と第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、狭帯域化装置と、を備える狭帯域化ガス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、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。 図2は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。 図3A及び図3Bは、比較例における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。 図4A~図4Dは、比較例におけるグレーティングと光ビームの光路軸との関係を模式的に示す。 図5A及び図5Bは、第1の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。図5Cは、図5AのVC-VC線における断面図である。 図6は、グレーティングの角度差θと、光共振器における生き残り光線本数との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。 図7は、第1の実施形態の変形例におけるグレーティング及びその周辺の断面図である。 図8A及び図8Bは、第2の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。図8Cは、図8Aに示されるプリズムと、プリズムを通過する光ビームの第2の部分の光路軸とを示す。図8Dは、図8CのVIIID-VIIID線における断面図である。 図9A及び図9Bは、第3の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。図9Cは、図9AのIXC-IXC線における断面図である。 図10Aは、第4の実施形態における狭帯域化装置の構成を概略的に示す。図10Bは、図10AのXB-XB線における断面図である。図10Cは、ミラーの配置を示す斜視図である。
実施形態
 内容
1.比較例
 1.1 露光システム
  1.1.1 露光装置100の構成
  1.1.2 動作
 1.2 狭帯域化ガスレーザ装置
  1.2.1 構成
   1.2.1.1 マスターオシレータMO
   1.2.1.2 レーザ制御プロセッサ30
   1.2.1.3 ガス調整装置GA
  1.2.2 動作
   1.2.2.1 レーザ制御プロセッサ30
   1.2.2.2 マスターオシレータMO
   1.2.2.3 ガス調整装置GA
 1.3 狭帯域化装置
  1.3.1 構成
   1.3.1.1 プリズム40及び43
   1.3.1.2 グレーティング51及び52
  1.3.2 動作
  1.3.3 比較例の課題
2.2つのグレーティングを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 2.1 構成
 2.2 動作
 2.3 作用
 2.4 変形例
 2.5 他の構成例
3.2つのプリズムを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 3.1 構成
 3.2 動作
 3.3 作用
 3.4 他の構成例
4.1つのプリズムと1つのグレーティングを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 4.1 構成
 4.2 動作
 4.3 作用
 4.4 他の構成例
5.2つのミラーを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 5.1 構成
 5.2 動作
 5.3 作用
 5.4 他の構成例
6.その他
 以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
1.比較例
 1.1 露光システム
 図1及び図2は、比較例における露光システムの構成を概略的に示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。
 露光システムは、狭帯域化ガスレーザ装置1と、露光装置100と、を含む。図1においては狭帯域化ガスレーザ装置1が簡略化して示されている。図2においては露光装置100が簡略化して示されている。
 狭帯域化ガスレーザ装置1は、レーザ制御プロセッサ30を含む。狭帯域化ガスレーザ装置1は、パルスレーザ光を露光装置100に向けて出力するように構成されている。
  1.1.1 露光装置100の構成
 図1に示されるように、露光装置100は、照明光学系101と、投影光学系102と、露光制御プロセッサ110と、を含む。
 照明光学系101は、狭帯域化ガスレーザ装置1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上に配置された図示しないレチクルのレチクルパターンを照明する。
 投影光学系102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上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはレジスト膜が塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
 露光制御プロセッサ110は、制御プログラムが記憶されたメモリ112と、制御プログラムを実行するCPU(central processing unit)111と、を含む処理装置である。露光制御プロセッサ110は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。露光制御プロセッサ110は、露光装置100の制御を統括するとともに、レーザ制御プロセッサ30との間で各種データ及び各種信号を送受信する。
  1.1.2 動作
 露光制御プロセッサ110は、波長の目標値のデータ、パルスエネルギーの目標値のデータ、及びトリガ信号をレーザ制御プロセッサ30に送信する。レーザ制御プロセッサ30は、これらのデータ及び信号に従って狭帯域化ガスレーザ装置1を制御する。
 露光制御プロセッサ110は、レチクルステージRTとワークピーステーブルWTとを同期して互いに逆方向に平行移動させる。これにより、レチクルパターンを反映したパルスレーザ光でワークピースが露光される。
 このような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンが転写される。その後、複数の工程を経ることで電子デバイスを製造することができる。
 1.2 狭帯域化ガスレーザ装置
  1.2.1 構成
 図2に示されるように、狭帯域化ガスレーザ装置1は、レーザ制御プロセッサ30の他に、マスターオシレータMOと、ガス調整装置GAと、を含む。
   1.2.1.1 マスターオシレータMO
 マスターオシレータMOは、レーザチャンバ10と、充電器12と、パルスパワーモジュール(PPM)13と、狭帯域化装置14と、出力結合ミラー15と、光検出器17と、シャッター18と、を含む。狭帯域化装置14及び出力結合ミラー15は光共振器を構成する。
 レーザチャンバ10は、光共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ10にはウインドウ10a及び10bが設けられている。
 レーザチャンバ10は、対向して配置された一対の電極11a及び11bを内部に備え、さらにレーザ媒質としてのレーザガスを収容している。レーザ媒質は、例えば、F、ArF、KrF、XeCl、又はXeFである。
 レーザチャンバ10には圧力センサ16が取り付けられている。
 充電器12は、パルスパワーモジュール13に供給するための電気エネルギーを保持する。パルスパワーモジュール13はスイッチ13aを含んでいる。
 狭帯域化装置14は、後述のプリズム40及び43、グレーティング51及び52などの波長選択素子を含む。
 出力結合ミラー15は、部分反射ミラーで構成されている。
 光検出器17は、ビームスプリッタ17aと、センサユニット17bとを含む。ビームスプリッタ17aは、出力結合ミラー15から出力されたパルスレーザ光の光路に配置されている。ビームスプリッタ17aは、パルスレーザ光の一部を高い透過率で透過させるとともに、パルスレーザ光の他の一部を反射してセンサユニット17bに入射させるように構成されている。センサユニット17bは、分光センサを含み、波長の計測データを出力できるように構成されている。さらに、センサユニット17bは、エネルギーセンサを含み、パルスエネルギーの計測データを出力できるように構成されている。
 シャッター18は、ビームスプリッタ17aを透過したパルスレーザ光の光路に配置されている。シャッター18が閉められているとき、ビームスプリッタ17aを透過したパルスレーザ光は露光装置100に入射しないように遮断される。シャッター18が開けられているとき、ビームスプリッタ17aを透過したパルスレーザ光は遮断されずに露光装置100に入射する。
   1.2.1.2 レーザ制御プロセッサ30
 レーザ制御プロセッサ30は、制御プログラムが記憶されたメモリ32と、制御プログラムを実行するCPU31と、を含む処理装置である。レーザ制御プロセッサ30は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
   1.2.1.3 ガス調整装置GA
 ガス調整装置GAは、ガス供給装置33と、ガス排気装置34と、ガス制御プロセッサ35と、を含む。
 ガス供給装置33は、レーザチャンバ10と図示しないガスボンベとの間の第1の配管に設けられた図示しないバルブを含む。
 ガス排気装置34は、レーザチャンバ10に接続された第2の配管に設けられた図示しないバルブ、ポンプ、及び除害装置を含む。
 ガス制御プロセッサ35は、制御プログラムが記憶されたメモリ37と、制御プログラムを実行するCPU36と、を含む処理装置である。ガス制御プロセッサ35は本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。
  1.2.2 動作
   1.2.2.1 レーザ制御プロセッサ30
 レーザ制御プロセッサ30は、露光制御プロセッサ110から波長の目標値のデータを取得する。レーザ制御プロセッサ30は、波長の目標値に基づいて狭帯域化装置14に初期設定信号を送信する。パルスレーザ光の出力が開始された後は、レーザ制御プロセッサ30は、光検出器17から波長の計測データを受信し、波長の目標値と波長の計測データとに基づいて狭帯域化装置14にフィードバック制御信号を送信する。
 レーザ制御プロセッサ30は、露光制御プロセッサ110からパルスエネルギーの目標値のデータを取得する。レーザ制御プロセッサ30は、パルスエネルギーの目標値に基づいて充電器12に充電電圧HVの初期設定信号を送信する。パルスレーザ光の出力が開始された後は、レーザ制御プロセッサ30は、光検出器17からパルスエネルギーの計測データを受信し、パルスエネルギーの目標値とパルスエネルギーの計測データとに基づいて充電器12に充電電圧HVのフィードバック制御信号を送信する。
 レーザ制御プロセッサ30は、露光制御プロセッサ110からトリガ信号を受信する。レーザ制御プロセッサ30は、トリガ信号に基づく発振トリガ信号をパルスパワーモジュール13のスイッチ13aに送信する。
 レーザ制御プロセッサ30は、ガス制御プロセッサ35にガス制御信号を送信する。また、レーザ制御プロセッサ30は、圧力センサ16からガス圧Pの計測データを受信し、ガス制御プロセッサ35にガス圧Pの計測データを送信する。
   1.2.2.2 マスターオシレータMO
 スイッチ13aは、レーザ制御プロセッサ30から発振トリガ信号を受信するとオン状態となる。パルスパワーモジュール13は、スイッチ13aがオン状態となると、充電器12に保持された電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成する。パルスパワーモジュール13は、この高電圧を電極11a及び11bに印加する。
 電極11a及び11bに高電圧が印加されると、電極11a及び11bの間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ10内のレーザガスが励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザガスが、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。ウインドウ10aから出射した光は、光ビームとして狭帯域化装置14に入射する。狭帯域化装置14に入射した光のうちの所望波長付近の光が、狭帯域化装置14によって折り返されてレーザチャンバ10に戻される。
 出力結合ミラー15は、ウインドウ10bから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射してレーザチャンバ10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、狭帯域化装置14と出力結合ミラー15との間で往復する。この光は、一対の電極11a及び11b間の放電空間を通過する度に増幅される。こうしてレーザ発振し狭帯域化された光が、出力結合ミラー15からパルスレーザ光として出力される。
 狭帯域化ガスレーザ装置1から出力されたパルスレーザ光は、露光装置100へ入射する。
   1.2.2.3 ガス調整装置GA
 ガス制御プロセッサ35は、レーザ制御プロセッサ30から受信したガス制御信号及びガス圧Pの計測データに基づいて、レーザチャンバ10の内部のガス圧Pが所望の値となるようにガス供給装置33及びガス排気装置34を制御する。
 例えば、レーザチャンバ10の内部のガス圧Pを上げる場合に、ガス制御プロセッサ35は、レーザチャンバ10の内部にレーザガスが供給されるように、ガス供給装置33に含まれるバルブを開ける制御を行う。また例えば、レーザチャンバ10の内部のガス圧Pを下げる場合に、ガス制御プロセッサ35は、レーザチャンバ10の内部のレーザガスの一部が排気されるように、ガス排気装置34に含まれるバルブを開ける制御を行う。
 1.3 狭帯域化装置
  1.3.1 構成
 図3A及び図3Bは、比較例における狭帯域化装置14の構成を概略的に示す。図3A及び図3Bには、狭帯域化ガスレーザ装置1の他の一部の構成も示されている。各図に、互いに垂直なV軸、H軸、及びZ軸が示されている。図3Aは、-V方向に見た狭帯域化装置14を示し、図3Bは、-H方向に見た狭帯域化装置14を示す。-V方向及び+V方向は、電極11a及び11bが向かい合う方向に一致している。-Z方向は、ウインドウ10aから出射した光ビームの進行方向に一致している。+Z方向は、ウインドウ10bから出射して出力結合ミラー15を介して出力されるパルスレーザ光の進行方向に一致している。
 狭帯域化装置14は、プリズム40及び43と、グレーティング51及び52と、を含む。
   1.3.1.1 プリズム40及び43
 プリズム40は、ウインドウ10aから出射した光ビームの光路に配置されている。プリズム40はホルダ401によって支持されている。
 プリズム43は、プリズム40を通過した光ビームの光路に配置されている。プリズム43はホルダ431によって支持されている。
 プリズム40及び43は、狭帯域化装置14による選択波長に対して高い透過率を有するフッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。
 プリズム40及び43は、光ビームが入出射するプリズム40及び43の表面が、いずれもV軸に平行となるように配置されている。プリズム43は、回転機構432によって、V軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
   1.3.1.2 グレーティング51及び52
 グレーティング51及び52は、プリズム43を通過した光ビームの光路において、V軸の方向において互いに異なる位置に配置されている。グレーティング51及び52の各々の溝の方向は、V軸の方向に一致している。グレーティング51及び52の位置は、プリズム43を通過した光ビームがグレーティング51及び52にまたがって入射するように設定されている。プリズム43を通過した光ビームのうち、グレーティング51に入射する部分を第1の部分B1とし、グレーティング52に入射する部分を第2の部分B2とする。
 グレーティング51及び52は、ホルダ511によって支持されている。但し、グレーティング51は一定の姿勢を維持するように支持されているのに対し、グレーティング52は、回転機構522により、V軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
  1.3.2 動作
 ウインドウ10aから出射した光ビームは、プリズム40及び43の各々によって、V軸に垂直な面であるHZ面に平行な面内で進行方向を変えられ、HZ面に平行な面内でビーム幅を拡大させられる。プリズム40及び43の両方を通過してグレーティング51及び52へ向かう光ビームの進行方向は、一例として、-Z方向にほぼ一致する。
 プリズム43からグレーティング51及び52に入射した光は、グレーティング51及び52の各々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。これにより、グレーティング51及び52の各々の複数の溝によって反射された光はHZ面に平行な面内で分散させられる。グレーティング51は、プリズム43からグレーティング51に入射する光ビームの第1の部分B1の入射角と、所望の第1波長λ1の回折光の回折角と、が一致するようにリトロー配置とされる。グレーティング52は、プリズム43からグレーティング52に入射する光ビームの第2の部分B2の入射角と、所望の第2波長λ2の回折光の回折角と、が一致するようにリトロー配置とされる。グレーティング51に入射する第1の部分B1及びグレーティング52に入射する第2の部分B2の入射角が互いに異なる場合、グレーティング51からプリズム43に戻される回折光の第1波長λ1と、グレーティング52からプリズム43に戻される回折光の第2波長λ2との間に波長差が生じる。
 図3A及び図3Bにおいて、ウインドウ10aから出射した光ビームを示す破線矢印はウインドウ10aからグレーティング51及び52に向かう方向のみを示しているが、狭帯域化装置14による選択波長の光ビームは、これらの破線矢印と逆の経路でグレーティング51及び52からウインドウ10aへ向かう。
 プリズム43及び40は、グレーティング51及び52から戻された光のビーム幅をHZ面に平行な面内で縮小させるとともに、その光を、ウインドウ10aを介してレーザチャンバ10内に戻す。
 回転機構432及び回転機構522は、レーザ制御プロセッサ30によって制御される。
 回転機構432がプリズム43を僅かに回転させると、プリズム43からグレーティング51及び52に向けて出射する光ビームの進行方向がHZ面に平行な面内で僅かに変化する。これにより、グレーティング51に入射する光ビームの第1の部分B1の入射角及びグレーティング52に入射する光ビームの第2の部分B2の入射角が僅かに変化する。よって、第1波長λ1と第2波長λ2との両方が変化する。
 回転機構522がグレーティング52を僅かに回転させると、グレーティング51に入射する光ビームの第1の部分B1の入射角は変化しないが、グレーティング52に入射する光ビームの第2の部分B2の入射角が僅かに変化する。よって、第1波長λ1と第2波長λ2との波長差が変化する。
 露光制御プロセッサ110(図2参照)は、レーザ制御プロセッサ30に、第1波長λ1の目標値λ1tと、第2波長λ2の目標値λ2tと、を送信する。光検出器17は、レーザ制御プロセッサ30に、第1波長λ1及び第2波長λ2の計測データを出力する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第1波長λ1の目標値λ1t及び第1波長λ1の計測データに基づいて、第1波長λ1が目標値λ1tに近づくように回転機構432を制御する。これにより、回転機構432が、プリズム43の姿勢を変化させ、第1の部分B1のグレーティング51に対する入射角及び第2の部分B2のグレーティング52に対する入射角を調整する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第2波長λ2の目標値λ2t及び第2波長λ2の計測データに基づいて、第2波長λ2が目標値λ2tに近づくように回転機構522を制御する。これにより、回転機構522が、グレーティング52の姿勢を変化させ、第2の部分B2のグレーティング52に対する入射角を調整する。
 以上の構成及び動作により、レーザチャンバ10のウインドウ10aから出射した光ビームのうちの第1の部分B1に含まれる第1波長λ1と第2の部分B2に含まれる第2波長λ2とが選択されて狭帯域化され、レーザチャンバ10内に戻される。これにより、狭帯域化ガスレーザ装置1は、2波長発振を行うことができる。回転機構432及び回転機構522を制御することにより、第1波長λ1と第2波長λ2とを別々に設定することもできる。
 露光装置100(図1参照)における焦点距離は、パルスレーザ光の波長に依存する。2波長発振して狭帯域化ガスレーザ装置1から出力されたパルスレーザ光は、露光装置100のワークピーステーブルWTにおいて、パルスレーザ光の光路軸の方向において異なる2つの位置で結像させることができ、実質的に焦点深度を大きくすることができる。例えば、膜厚の大きいレジスト膜を露光する場合でも、レジスト膜の厚み方向での結像性能のばらつきを抑制し得る。
  1.3.3 比較例の課題
 2波長発振するために2つのグレーティング51及び52を用いる場合には、1つのグレーティングを用いた場合と比べて、パルスレーザ光のパルスエネルギーが低くなってしまう場合がある。
 図4A~図4Dは、比較例におけるグレーティング51及び52と光ビームの光路軸との関係を模式的に示す。図4Aは、-V方向に見たグレーティング51及び52を示し、図4B~図4Dは、-H方向に見たグレーティング51及び52を示す。図4A~図4Dにおいて、グレーティング51及び52の溝の図示は省略されている。
 図4A及び図4Bは、グレーティング51及び52に入射する光ビームの第1及び第2の部分B1及びB2の光路軸の理想的な位置及び方向を例示している。光路軸とは、光路の中心軸をいう。プリズム43を通過した光ビームのうち、第1の部分B1がグレーティング51に入射し、第2の部分B2がグレーティング52に入射する。第1の部分B1のグレーティング51に対する入射角がθλ1、第2の部分B2のグレーティング52に対する入射角がθλ2となるように、グレーティング51及び52の各々の姿勢が設定される。
 グレーティング51に入射した第1の部分B1のうち、第1波長λ1の光が、入射角θλ1と同じ回折角θλ1で回折されてプリズム43に戻される。グレーティング52に入射した第2の部分B2のうち、第2波長λ2の光が、入射角θλ2と同じ回折角θλ2で回折されてプリズム43に戻される。
 グレーティング51からプリズム43に戻された第1波長λ1の光が出力結合ミラー15で折り返されて再びグレーティング51に入射する動作が繰り返されれば、第1波長λ1の光が増幅される。グレーティング52からプリズム43に戻された第2波長λ2の光が出力結合ミラー15で折り返されて再びグレーティング52に入射する動作が繰り返されれば、第2波長λ2の光が増幅される。
 しかし、図4Cに示されるように、第1の部分B1及び第2の部分B2を含む光ビームがV軸の方向に拡がりながらグレーティング51及び52に入射することがある。グレーティング51及び52がV軸の方向の拡がり角を維持して光ビームを回折させると、光ビームがV軸の方向に拡がり過ぎてしまい、光ビームの一部がプリズム43に戻れなくなる場合がある。このため、せっかく増幅された光ビームのエネルギーの一部が無駄になり得る。
 また、図4Dに示されるように、グレーティング51からプリズム43に戻された第1波長λ1の光が出力結合ミラー15で折り返されたときに、第1波長λ1の光の一部が第2の部分B2としてグレーティング52に入射することもあり得る。グレーティング52において、第1波長λ1の光は回折角θλ2で回折されず、プリズム43に戻れない場合がある。図4Dには図示されていない第2波長λ2の光も、出力結合ミラー15で折り返されてグレーティング51に入射すればプリズム43に戻れない場合がある。このため、せっかく増幅された光ビームのエネルギーの一部が無駄になり得る。
 以下に説明する幾つかの実施形態においては、狭帯域化装置が、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成される。例えば、グレーティング51及び52のそれぞれの溝の方向に垂直な面がグレーティング51及び52の前面側で交差するように、グレーティング51及び52の少なくとも1つが傾けて配置される。あるいは、プリズム又はミラーが傾けて配置される。幾つかの実施形態においては、これらの光学素子の傾斜角度が、光検出器17によるパルスエネルギーの計測データに基づいて調節される。
2.2つのグレーティングを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 2.1 構成
 図5A及び図5Bは、第1の実施形態における狭帯域化装置14aの構成を概略的に示す。図5A及び図5Bには、狭帯域化ガスレーザ装置1の他の一部の構成も示されている。図5Aは、-V方向に見た狭帯域化装置14aを示し、図5Bは、-H方向に見た狭帯域化装置14aを示す。
 狭帯域化装置14aは、回転機構512と、傾斜調整機構513及び523と、を含む。
 図5Cは、図5AのVC-VC線における断面図である。グレーティング51の一部を通ってグレーティング51の溝の方向に垂直な面を面51pとする。グレーティング52の一部を通ってグレーティング52の溝の方向に垂直な面を面52pとする。グレーティング51は、面51pがHZ面に対して僅かに傾くように配置されている。グレーティング52は、面52pがHZ面に対して僅かに傾くように配置されている。面51pと面52pとは、グレーティング51及び52の前面側の位置で交差する。グレーティング51及び52の前面側は、図5Cにおける左側、すなわち、光ビームの入射側に相当する。面51pと面52pとがなす角度をグレーティングの角度差θとする。図5Cにおいては、角度差θが大きく誇張して描かれている。
 図6は、グレーティングの角度差θと、光共振器における生き残り光線本数との関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。光共振器における生き残り光線本数とは、光共振器においてランダムな位置及び方向に多数の光線を発生させた場合に、光共振器において所定回数にわたって往復しても光共振器の内部に残っている光線の数をいう。図6においては所定回数を4往復とした。図6の縦軸の値は、グレーティングの角度差θが0であるときの生き残り光線本数を1としたときの相対値である。図6の横軸において、グレーティングの角度差θが負数である場合とは、面51pと面52pとがグレーティング51及び52の背面側、すなわち図5Cにおける右側の位置で交差する場合に相当する。
 図6に示されるように、グレーティングの角度差θが0である場合よりも、グレーティングの角度差θを負数とした方が生き残り光線本数は少なくなり、グレーティングの角度差θを正数とした方が生き残り光線本数は多くなることがわかった。グレーティングの角度差θが0.08度であるときに生き残り光線本数がピークとなり、グレーティングの角度差θがさらに大きくなると生き残り光線本数が減少する傾向にあることもわかった。グレーティングの角度差θは、0.06度以上、0.1度以下が望ましいこともわかった。
 図5A~図5Cを再び参照して説明を続ける。
 比較例におけるグレーティング51は一定の姿勢を維持するように支持されているのに対し、第1の実施形態におけるグレーティング51は、回転機構512によってV軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
 プリズム43を回転させる回転機構432(図3A、図3B参照)は、第1の実施形態においては設けられなくてもよい。すなわち、プリズム43は一定の姿勢に維持されてもよい。
 傾斜調整機構513は、グレーティング51の分散方向DDに略平行な軸周りにグレーティング51を回転させるように構成されている。傾斜調整機構523は、グレーティング52の図示しない分散方向に略平行な軸周りにグレーティング52を回転させるように構成されている。傾斜調整機構513及び523の各々は、例えばマイクロメータを含む。グレーティングの分散方向とは、グレーティングによる光の回折方向が波長に応じて分散する方向をいう。回転機構512及び522によって、グレーティング51の分散方向DDとグレーティング52の分散方向とは僅かに異なるように調整されるが、傾斜調整機構513によるグレーティング51の回転軸と傾斜調整機構523によるグレーティング52の回転軸とは平行又は同一でもよい。各図面は、回転機構512及び522の数及び傾斜調整機構513及び523の数がそれぞれグレーティングの数に対応することを示すために、これらの機構を図示しているが、これらの機構の形状及び配置を正確に描写することを意図しているのではない。
 グレーティング51は本開示における第1のグレーティングに相当し、グレーティング52は本開示における第2のグレーティングに相当する。第1の部分B1が入射するグレーティング51の表面は本開示における第1の領域に相当し、第2の部分B2が入射するグレーティング52の表面は本開示における第2の領域に相当する。
 2.2 動作
 図5Bに示されるように、ウインドウ10aから出射した光ビームは、V軸の方向に次第に拡がりながら狭帯域化装置14aの内部を進み、グレーティング51及び52に入射することがある。グレーティング51及び52は、面51pと面52pとがグレーティング51及び52の前面側の位置で交差するように配置されている。そのため、グレーティング51及び52によって回折された光ビームは、例えば、V軸の方向への拡がりが抑制されて狭帯域化装置14aの内部を進み、レーザチャンバ10に入射する。あるいは、V軸の方向に次第に縮小しながら狭帯域化装置14aの内部を進み、レーザチャンバ10に入射する。このように、グレーティング51及び52によって回折された光ビームの第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との距離がV軸の方向に離れることが抑制される。第1の部分B1及び第2の部分B2を含む光ビームがV軸の方向に拡がりながらグレーティング51及び52に入射する場合、第1の部分B1の光路軸に対してグレーティング51の溝の方向を垂直とすることが望ましい。また、第2の部分B2の光路軸に対してグレーティング52の溝の方向を垂直とすることが望ましい。
 傾斜調整機構513はグレーティング51をその分散方向DDに略平行な軸周りに回転させ、傾斜調整機構523はグレーティング52をその分散方向に略平行な軸周りに回転させることにより、レーザチャンバ10に戻される光ビームの第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整する。傾斜調整機構513及び523の各々は、本開示におけるアクチュエータに相当する。
 レーザ制御プロセッサ30は、光検出器17から出力されたパルスエネルギーの計測データに基づいて、パルスエネルギーが最大となるように傾斜調整機構513及び523を制御する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第1波長λ1の目標値λ1tと、光検出器17から出力された第1波長λ1の計測データと、に基づいて、第1波長λ1が目標値λ1tに近づくように回転機構512を制御する。
 他の点については、第1の実施形態の構成及び動作は、比較例の構成及び動作と同様である。
 2.3 作用
 第1の実施形態によれば、狭帯域化装置14aは、レーザチャンバ10から出射した光ビームのうちの電極11a及び11bが向かい合う方向あるいはグレーティング51の溝の方向において異なる位置を通る第1の部分B1及び第2の部分B2がそれぞれ入射するグレーティング51及び52を含む。グレーティング51及び52は、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成されている。これにより、光ビームがV軸の方向に拡がり過ぎて光ビームの一部がレーザチャンバ10に戻れなくなることが緩和される。このため、パルスレーザ光のパルスエネルギーの低下が緩和され得る。
 第1の実施形態によれば、グレーティング51及び52は、電極11a及び11bが向かい合う方向あるいはグレーティング51の溝の方向において異なる位置に配置され、レーザチャンバ10から出射した光ビームがグレーティング51及び52にまたがって入射する。グレーティング51及び52のそれぞれの一部を通ってグレーティング51及び52のそれぞれの溝の方向に垂直な面51p及び52pは、グレーティング51及び52の前面側で交差する。これにより、V軸の方向に拡がりながらグレーティング51及び52に入射した光ビームが回折されてレーザチャンバ10に戻るときに、光ビームがV軸の方向にさらに拡がることが抑制される。グレーティング51及び52は、2波長発振のために入射角θλ1及びθλ2を個別に設定する機能と、光ビームがV軸の方向に拡がることを抑制する機能との両方を備えることができる。
 第1の実施形態によれば、グレーティング51及び52のそれぞれの溝の方向に垂直な面51p及び52pが0.06度以上、0.1度以下の範囲で交差する。これにより、光共振器において光線が所定回数にわって往復したときの生き残り光線本数を最大化し得る。
 第1の実施形態によれば、狭帯域化装置14aは、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整するためのアクチュエータとして傾斜調整機構513及び523を含む。これにより、第1の部分B1及び第2の部分B2を含む光ビームがV軸の方向に拡がりながらグレーティング51及び52に入射する場合でも、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整して、光ビームがV軸の方向にさらに拡がることを抑制し得る。
 第1の実施形態によれば、狭帯域化装置14aは、光共振器から出力されたパルスレーザ光のパルスエネルギーを検出する光検出器17と、光検出器17によって検出されたパルスエネルギーに基づいて傾斜調整機構513及び523を制御するレーザ制御プロセッサ30と、を含む。これにより、パルスレーザ光のパルスエネルギーが最大化されるように、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整することができる。
 2.4 変形例
 図7は、第1の実施形態の変形例におけるグレーティング51及び52、及びその周辺の断面図である。図7は、第1の実施形態における図5Cに相当する部分を示す。
 変形例においては、グレーティング51とホルダ511との間にシム514が配置され、グレーティング52とホルダ511との間にシム524が配置されている。傾斜調整機構513及び523は設けられなくてもよい。
 変形例によれば、傾斜調整機構513及び523を含まない簡単な構成でグレーティング51及び52を一定の姿勢に維持することができる。狭帯域化ガスレーザ装置1の運転を止めてシム514及び524を交換することにより、グレーティングの角度差θを変更することもできる。
 2.5 他の構成例
 第1の実施形態及びその変形例においては、第1波長λ1及び第2波長λ2の2波長でレーザ発振する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、グレーティング51及び52の間に第3のグレーティングを配置し、第3のグレーティングをV軸に平行な軸周りに回転可能とすることにより、3波長でレーザ発振するようにしてもよい。
 第1の実施形態及びその変形例においては、プリズム43が一定の姿勢に維持されるようにして、グレーティング51及び52をV軸に平行な軸周りに回転可能にしたが、本開示はこれに限定されない。比較例と同様に、プリズム43及びグレーティング52をV軸に平行な軸周りに回転可能に構成してもよく、その場合は、グレーティング51をV軸に平行な軸周りに回転する回転機構512が設けられなくてもよい。
3.2つのプリズムを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 3.1 構成
 図8A及び図8Bは、第2の実施形態における狭帯域化装置14bの構成を概略的に示す。図8A及び図8Bには、狭帯域化ガスレーザ装置1の他の一部の構成も示されている。図8Aは、-V方向に見た狭帯域化装置14bを示し、図8Bは、-H方向に見た狭帯域化装置14bを示す。
 第2の実施形態における狭帯域化装置14bは、第1の実施形態におけるプリズム43の代わりにプリズム41及び42を含み、第1の実施形態におけるグレーティング51及び52の代わりにグレーティング50を含む。プリズム41は本開示における第1のプリズムに相当し、プリズム42は本開示における第2のプリズムに相当する。グレーティング50は本開示における第1のグレーティングに相当する。
 プリズム41及び42は、プリズム40とグレーティング50との間の光路において、V軸の方向において互いに異なる位置に配置されている。例えば、-V方向に向かって、プリズム41、プリズム42の順番で配置されている。-V方向は本開示における第1の方向に相当する。プリズム41はホルダ411によって支持され、プリズム42はホルダ421によって支持されている。
 プリズム41及び42は、狭帯域化装置14bによる選択波長に対して高い透過率を有するフッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。
 プリズム41及び42は、ウインドウ10aから出射してプリズム40を通過した光ビームがプリズム41及び42にまたがって入射するように配置されている。光ビームのうち、プリズム42に入射する部分を第1の部分B1とし、プリズム41に入射する部分を第2の部分B2とする。
 プリズム41は、光ビームが入出射するプリズム41のいずれかの表面が、V軸に平行な面に対して僅かに傾いてV軸と交差するように配置されている。プリズム42は、光ビームが入出射するプリズム42のいずれかの表面が、V軸に平行な面に対して僅かに傾いてV軸と交差するように配置されている。
 図8Cは、図8Aに示されるプリズム41と、プリズム41を通過する光ビームの第2の部分B2の光路軸とを示す。図8Dは、図8CのVIIID-VIIID線における断面図であり、プリズム41を通過する光ビームの第2の部分B2の光路軸を併せて示している。図8Cはプリズム41を-V方向に見ており、VIIID-VIIID線における断面はV軸に平行な断面である。また、VIIID-VIIID線における断面は、プリズム41を通過する光ビームの第2の部分B2の光路軸に沿った断面である。プリズム41は、プリズム40からの光ビームの第2の部分B2が入射する入射面41i及び第2の部分B2がグレーティング50へ出射する出射面41oの少なくとも一方がV軸に平行な面に対して僅かに傾いてV軸と交差するように配置されている。本明細書中では、入射面とは光ビームがプリズム外部からプリズム内部に入る際に通過するプリズム表面とし、出射面とは光ビームがプリズム内部からプリズム外部に出る際に通過するプリズム表面とする。
 図8Dに示されるプリズム41の断面形状をなす四角形の4辺のうち、入射面41iで構成される1辺と、出射面41oで構成される1辺と、をそれぞれ延長した直線を直線41ie及び41oeとする。プリズム41は、延長された2つの直線41ie及び41oeが、プリズム41の位置に対して+V方向側の位置で交差するように配置される。図8A~図8Dにおいては、プリズム41の傾斜が大きく誇張して描かれている。プリズム42は、例えば、HZ面と平行な面に対してプリズム41と鏡像対称となる姿勢に配置される。
 第2の部分B2が入射するプリズム41の入射面41iは本開示における第1の領域に相当する。第1の部分B1が入射するプリズム42の図示しない入射面は本開示における第2の領域に相当する。
 プリズム41は、傾斜調整機構413によって、V軸と異なる方向の軸周りに回転可能である。プリズム42は、傾斜調整機構423によって、V軸と異なる方向の軸周りに回転可能である。
 傾斜調整機構413によるプリズム41の回転軸A1の一例が図8Cに示されている。回転軸A1は、V軸に垂直でもよい。回転軸A1は、プリズム40からの光ビームの第2の部分B2が斜めに入射する入射面41iに垂直でもよい。回転軸A1が入射面41iに垂直な場合、傾斜調整機構413がプリズム41を傾けると、プリズム41からグレーティング50に向けて第2の部分B2が出射する出射面41oの傾きは変化するが、入射面41iは回転軸A1に垂直な状態に保たれる。このため、傾斜調整機構413によるプリズム41の回転に起因する選択波長の変動が抑制され得る。
 傾斜調整機構423によるプリズム42の回転軸は図示されていないが、例えば、回転軸A1と平行でよい。これによって、傾斜調整機構423によるプリズム42の回転に起因する選択波長の変動が抑制され得る。
 プリズム41は、回転機構412によって、V軸に平行な軸周りに回転可能であり、プリズム42は、回転機構422によって、V軸に平行な軸周りに回転可能である。
 グレーティング50は、ホルダ501によって一定の姿勢を維持するように支持されている。グレーティング50の溝の方向はV軸の方向に一致している。回転機構512及び522と、傾斜調整機構513及び523(図5A、図5B参照)とは、第2の実施形態においては設けられなくてもよい。
 3.2 動作
 光ビームの第1の部分B1及び第2の部分B2は、それぞれプリズム42及び41を通過して、グレーティング50に向けて出射する。
 入射面41iからプリズム41に入射して出射面41oから出射する光ビームの第2の部分B2は、図8Dの時計回りに屈折する。すなわち、第2の部分B2の進行方向のうち+V方向の方向成分が抑制され、あるいは-V方向の方向成分が大きくなる。
 プリズム40からプリズム42に入射してグレーティング50に向けて出射する光ビームの第1の部分B1は、図8Bの反時計回りに屈折する。すなわち、第1の部分B1の進行方向のうち-V方向の方向成分が抑制され、あるいは+V方向の方向成分が大きくなる。
 例えば、第1の部分B1と第2の部分B2とを含む光ビームがV軸の方向に拡がりながらプリズム40からプリズム41及び42に入射することがある。プリズム41及び42は、第2の部分B2を図8Dの時計回りに屈折させ、第1の部分B1を図8Bの反時計回りに屈折させる。これにより、グレーティング50からプリズム41及び42へ向けて戻される光ビームがV軸の方向に拡がり過ぎて光ビームの一部がレーザチャンバ10に戻れなくなることが緩和される。このため、パルスレーザ光のパルスエネルギーの低下が緩和され得る。
 傾斜調整機構413によってプリズム41をV軸と異なる方向の軸周りに回転させると、プリズム41の入射面41i及び出射面41oの一方又は両方の傾斜が変化する。これにより、傾斜調整機構413は第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整する。
 傾斜調整機構423によってプリズム42をV軸と異なる方向の軸周りに回転させると、プリズム42の入射面及び出射面の一方又は両方の傾斜が変化する。これにより、傾斜調整機構423は第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整する。
 傾斜調整機構413及び423の各々は、本開示におけるアクチュエータに相当する。
 レーザ制御プロセッサ30は、光検出器17から出力されたパルスエネルギーの計測データに基づいて、パルスエネルギーが最大となるように傾斜調整機構413及び423を制御する。
 回転機構422及び412によってそれぞれプリズム42及び41をV軸周りに回転させると、第1の部分B1及び第2の部分B2のグレーティング50に対する入射角が変化する。これにより、グレーティング50からプリズム42に戻される光の第1波長λ1と、グレーティング50からプリズム41に戻される光の第2波長λ2とが変化する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第1波長λ1の目標値λ1tと、光検出器17から出力された第1波長λ1の計測データと、に基づいて、第1波長λ1が目標値λ1tに近づくように回転機構422を制御する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第2波長λ2の目標値λ2tと、光検出器17から出力された第2波長λ2の計測データと、に基づいて、第2波長λ2が目標値λ2tに近づくように回転機構412を制御する。
 他の点については、第2の実施形態の構成及び動作は、第1の実施形態の構成及び動作と同様である。
 3.3 作用
 第2の実施形態によれば、狭帯域化装置14bの光学系は、一方の電極11aから他方の電極11bに向かう-V方向あるいはグレーティング51の溝に沿った-V方向に順番に配置されたプリズム41及び42を含む。プリズム41及び42は、レーザチャンバ10から出射した光ビームがプリズム41及び42にまたがって入射するように配置される。プリズム41の断面であって-V方向に平行でプリズム41の内部の光ビームの第2の部分B2の光路軸に沿った断面のうちの光ビームの第2の部分B2が入出射する2辺を延長したときに、延長された2つの直線41ie及び41oeがプリズム41の位置よりも-V方向と反対側の位置で交差する。これによれば、2つのグレーティング51及び52(図5A、図5B参照)をグレーティング51及び52の分散方向に略平行な軸周りに回転させなくても、光共振器における生き残り光線本数の減少を緩和し、パルスレーザ光のパルスエネルギーの低下を緩和し得る。
 3.4 他の構成例
 第2の実施形態においては、第1波長λ1及び第2波長λ2の2波長でレーザ発振する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、プリズム41及び42の間に第3のプリズムを配置し、第3のプリズムをV軸に平行な軸周りに回転可能とすることにより、3波長でレーザ発振するようにしてもよい。
 第2の実施形態においては、グレーティング50が一定の姿勢に維持されるようにして、プリズム41及び42をV軸に平行な軸周りに回転可能としたが、本開示はこれに限定されない。グレーティング50の代わりに、V軸に平行な軸周りに回転可能なグレーティング51及び52(図5A及び図5B参照)を設け、プリズム41及び42は傾斜調整機構413及び423によるV軸と異なる軸周りの回転のみ可能としてもよい。この場合、プリズム41及び42をV軸に平行な軸周りに回転する回転機構412及び422は設けられなくてもよい。
 第2の実施形態においては、プリズム41及び42を傾斜調整機構413及び423によって回転可能としたが、本開示はこれに限定されない。プリズム41とホルダ411との間及びプリズム42とホルダ421との間に図示しないシムをそれぞれ配置してもよい。
4.1つのプリズムと1つのグレーティングを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 4.1 構成
 図9A及び図9Bは、第3の実施形態における狭帯域化装置14cの構成を概略的に示す。図9A及び図9Bには、狭帯域化ガスレーザ装置1の他の一部の構成も示されている。図9Aは、-V方向に見た狭帯域化装置14cを示し、図9Bは、-H方向に見た狭帯域化装置14cを示す。
 第3の実施形態における狭帯域化装置14cは、第1の実施形態におけるプリズム43の代わりにプリズム44を含む。
 プリズム44はホルダ441によって支持されている。プリズム44は、狭帯域化装置14cによる選択波長に対して高い透過率を有するフッ化カルシウム又は合成石英などの材料で構成されている。
 プリズム44は、プリズム40からの光ビームが入射する入射面44i及び光ビームがグレーティング51及び52へ出射する出射面44oの少なくとも一方がV軸に平行な面に対して僅かに傾いてV軸と交差するように配置されている。
 グレーティング51及び52は、プリズム44を通過した光ビームの光路において、V軸の方向において互いに異なる位置に配置されている。グレーティング51及び52の位置は、プリズム44を通過した光ビームがグレーティング51及び52にまたがって入射するように設定されている。
 図9Cは、図9AのIXC-IXC線における断面図である。グレーティング51は、グレーティング51の一部を通ってグレーティング51の溝の方向に垂直な面51pがHZ面に対して僅かに傾くように配置されている。グレーティング52は、グレーティング52の一部を通ってグレーティング52の溝の方向に垂直な面52pがHZ面と略平行となるように配置されている。すなわち、グレーティング52は、その溝の方向がV軸と略平行である。面51pと面52pとは、グレーティング51及び52の前面側の位置で交差する。グレーティング51及び52の前面側は、図9Cにおける左側、すなわち、光ビームの入射側に相当する。面51pと面52pとがなす角度をグレーティングの角度差θとする。図9Cにおいては、角度差θが大きく誇張して描かれている。
 プリズム44は、傾斜調整機構443によって、V軸と異なる方向の軸周りに回転可能である。
 傾斜調整機構443によるプリズム44の回転軸A4の一例が図9Aに示されている。回転軸A4は、V軸に垂直でもよい。回転軸A4は、プリズム40からの光ビームが斜めに入射する入射面44iに垂直でもよい。回転軸A4が入射面44iに垂直な場合、傾斜調整機構443がプリズム44を傾けると、プリズム44からグレーティング51及び52に向けて光ビームが出射する出射面44oの傾きは変化するが、入射面44iは回転軸A4に垂直な状態に保たれる。このため、傾斜調整機構443によるプリズム44の回転に起因する選択波長の変動が抑制され得る。
 グレーティング51は、傾斜調整機構513により、グレーティング51の分散方向DDに略平行な軸周りに回転可能となっている。第3の実施形態においては、グレーティング52をその分散方向に略平行な軸周りに回転させる傾斜調整機構523(図5A~図5C参照)は設けられなくてもよい。
 グレーティング51及び52は、それぞれ回転機構512及び522により、V軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
 4.2 動作
 プリズム44を通過した光ビームは、V軸の方向に拡がりながらグレーティング51及び52に入射することがある。光ビームのうちのグレーティング51に入射する部分が第1の部分B1であり、グレーティング52に入射する部分が第2の部分B2である。上述のように、グレーティング51及び52は、面51pと面52pとがグレーティング51及び52の前面側の位置で交差するように配置されている。そのため、グレーティング51及び52によって回折された光ビームの第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との距離がV軸の方向に離れることが抑制される。
 傾斜調整機構443によってプリズム44をV軸と異なる方向の軸周りに回転させると、プリズム44の入射面44i及び出射面44oの一方又は両方の傾斜が変化する。
 これにより、プリズム44による光ビームの屈折角が変化する。プリズム44は、光ビームの光路軸を図9Bの時計回り又は反時計回りに回転させる。すなわち、プリズム44は光ビームの光路軸を-V方向又は+V方向の方向成分を含む方向に回転させる。
 傾斜調整機構513によってグレーティング51の分散方向DDに略平行な軸周りにグレーティング51を回転させると、面51pのHZ面に対する傾きが変化する。これにより、グレーティングの角度差θが変化する。
 プリズム44から出射する光ビームの光路軸のHZ面に対する傾きをθcとすると、プリズム44から出射する光ビームの光路軸の面52pに対する角度差はθcとなり、面51pに対する角度差はθ-θcとなる。傾斜調整機構443によってプリズム44を回転させることにより、θcの値が変化する。傾斜調整機構513によってグレーティング51の分散方向DDに略平行な軸周りにグレーティング51を回転させると、θの値が変化する。θcの値は、例えばθの半分の値に設定される。θ及びθcの値をそれぞれ適切に設定することにより、光共振器における生き残り光線本数を大きな値とし、エネルギーの無駄を抑制し得る。このように、傾斜調整機構443がプリズム44をV軸と異なる方向に回転させ、傾斜調整機構513がグレーティング51をその分散方向DDに略平行な軸周りに回転させることにより、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整する。傾斜調整機構443及び513の各々は、本開示におけるアクチュエータに相当する。
 レーザ制御プロセッサ30は、光検出器17から出力されたパルスエネルギーの計測データに基づいて、パルスエネルギーが最大となるように傾斜調整機構443及び513を制御する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第1波長λ1の目標値λ1tと、光検出器17から出力された第1波長λ1の計測データと、に基づいて、第1波長λ1が目標値λ1tに近づくように回転機構512を制御する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第2波長λ2の目標値λ2tと、光検出器17から出力された第2波長λ2の計測データと、に基づいて、第2波長λ2が目標値λ2tに近づくように回転機構522を制御する。
 他の点については、第3の実施形態の構成及び動作は、第1の実施形態の構成及び動作と同様である。
 4.3 作用
 第3の実施形態によれば、狭帯域化装置14cは、レーザチャンバ10から出射した光ビームを、電極11a及び11bが向かい合う方向成分あるいはグレーティング51の溝の方向成分を含む方向に屈折させるプリズム44を含む。
 狭帯域化装置14cは、電極11a及び11bが向かい合う方向あるいはグレーティング51の溝の方向において異なる位置に配置されたグレーティング51及び52を含む。グレーティング51及び52は、レーザチャンバ10から出射してプリズム44を通過した光ビームがグレーティング51及び52にまたがって入射するように配置されている。グレーティング51及び52は、グレーティング51及び52のそれぞれの一部を通ってグレーティング51及び52のそれぞれの溝の方向に垂直な面51p及び52pがグレーティング51及び52の前面側で交差するように配置されている。
 これにより、光ビームがV軸の方向に拡がり過ぎて光ビームの一部がレーザチャンバ10に戻れなくなることが緩和される。このため、パルスレーザ光のパルスエネルギーの低下が緩和され得る。
 4.4 他の構成例
 第3の実施形態においては、第1波長λ1及び第2波長λ2の2波長でレーザ発振する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、グレーティング51及び52の間に第3のグレーティングを配置し、第3のグレーティングをV軸に平行な軸周りに回転可能とすることにより、3波長でレーザ発振するようにしてもよい。
 第3の実施形態においては、プリズム44は傾斜調整機構443によるV軸と異なる軸周りの回転のみ可能としたが、本開示はこれに限定されない。プリズム44をV軸に平行な軸周りにも回転できるようにしてもよい。この場合、グレーティング51をV軸に平行な軸周りに回転する回転機構512は設けられなくてもよい。
 第3の実施形態においては、プリズム44及びグレーティング51を傾斜調整機構443及び513によって回転可能としたが、本開示はこれに限定されない。プリズム44とホルダ441との間及びグレーティング51とホルダ511との間に図示しないシムをそれぞれ配置してもよい。
5.2つのミラーを傾けて配置した狭帯域化ガスレーザ装置
 5.1 構成
 図10Aは、第4の実施形態における狭帯域化装置14dの構成を概略的に示す。図10Aには、狭帯域化ガスレーザ装置1の他の一部の構成も示されている。図10Aは、-V方向に見た狭帯域化装置14dを示す。図10Aにおいて、ウインドウ10aから出射した光ビームの進行方向は+H方向である。ウインドウ10bから出射して出力結合ミラー15を介して出力されるパルスレーザ光の進行方向は-H方向である。
 第4の実施形態においては、レーザチャンバ10とプリズム40との間の光ビームの光路に、ミラーシステム60が設けられている。
 図10Bは、図10AのXB-XB線における断面図である。ミラーシステム60は、2つのミラー61及び62を含む。ミラー61及び62は、ウインドウ10aから出射した光ビームの光路において、V軸の方向において互いに異なる位置に配置されている。
 図10Cは、ミラー61及び62の配置を示す斜視図である。ミラー61及び62は、ミラー61及び62の両方に垂直な面P1がV軸に平行となるように配置されている。図10Bに示される断面は、面P1と平行である。ミラー61は本開示における第1のミラーに相当し、ミラー62は本開示における第2のミラーに相当する。
 ミラー61及び62は、ホルダ611によって支持されている。ミラー61及び面P1の両方に垂直な第1の面61pと、ミラー62及び面P1の両方に垂直な第2の面62pとは、いずれもHZ面に対して僅かに傾いている。第1の面61pと第2の面62pとは、ミラー61及び62の前面側の位置で交差している。ミラー61及び62の前面側は、図10Bにおける右側、すなわち、光ビームの入射側に相当する。
 ミラー61は、傾斜調整機構613により、ミラー61及び62の両方に垂直な面P1内で回転可能となっている。ミラー62は、傾斜調整機構623により、ミラー61及び62の両方に垂直な面P1内で回転可能となっている。
 ミラー61及び62は、回転機構612により、V軸に平行な軸周りに回転可能となっている。
 グレーティング52は、回転機構522により、V軸に平行な軸周りに回転可能となっている。第3の実施形態においては、グレーティング51をV軸に平行な軸周りに回転させる回転機構512や、グレーティング51及び52をそれらの分散方向に略平行な軸周りに回転させる傾斜調整機構513及び523(図5A~図5C参照)は設けられなくてもよい。グレーティング51及び52の溝の方向はV軸の方向に一致していてもよい。
 5.2 動作
 ウインドウ10aから+H方向に出射した光ビームBin(図10C参照)は、ミラー61及び62にまたがって入射する。光ビームBinのうち、ミラー61に入射する部分を第1の部分B1とし、ミラー62に入射する部分を第2の部分B2とする。第1の部分B1及び第2の部分B2を含む光ビームBinは、ミラー61及び62によって光ビームBoutとして-Z方向に反射されてプリズム40に入射する。第1の部分B1が入射するミラー61の表面は本開示における第1の領域に相当し、第2の部分B2が入射するミラー62の表面は本開示における第2の領域に相当する。
 例えば、第1の部分B1と第2の部分B2とを含む光ビームBinがV軸の方向に拡がりながらウインドウ10aからミラー61及び62に入射することがある。すなわち、ミラー61に入射する第1の部分B1が-V方向の方向成分を有し、ミラー62に入射する第2の部分B2が+V方向の方向成分を有することがある。ミラー61は、第1の部分B1を+V方向の方向成分を有する方向に反射し、あるいは-V方向の方向成分を抑制して反射する。ミラー62は、第2の部分B2を-V方向の方向成分を有する方向に反射し、あるいは+V方向の方向成分を抑制して反射する。これにより、グレーティング51及び52から戻される光ビームがV軸の方向に拡がり過ぎて光ビームの一部がレーザチャンバ10に戻れなくなることが緩和される。このため、パルスレーザ光のパルスエネルギーの低下が緩和され得る。ミラー61及び62の傾きをそれぞれ適切に設定することにより、光共振器における生き残り光線本数を大きな値とし、エネルギーの無駄を抑制し得る。
 傾斜調整機構613はミラー61及び62の両方に垂直な面P1内でミラー61を回転させ、傾斜調整機構623は面P1内でミラー62を回転させることにより、第1の部分B1の光路軸と第2の部分B2の光路軸との角度を調整する。傾斜調整機構613及び623の各々は、本開示におけるアクチュエータに相当する。
 レーザ制御プロセッサ30は、光検出器17から出力されたパルスエネルギーの計測データに基づいて、パルスエネルギーが最大となるように傾斜調整機構613及び623を制御する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第1波長λ1の目標値λ1tと、光検出器17から出力された第1波長λ1の計測データと、に基づいて、第1波長λ1が目標値λ1tに近づくように回転機構612を制御する。
 レーザ制御プロセッサ30は、第2波長λ2の目標値λ2tと、光検出器17から出力された第2波長λ2の計測データと、に基づいて、第2波長λ2が目標値λ2tに近づくように回転機構522を制御する。
 他の点については、第4の実施形態の構成及び動作は、第1の実施形態の構成及び動作と同様である。
 5.3 作用
 第4の実施形態によれば、狭帯域化装置14dは、電極11a及び11bが向かい合う方向あるいはグレーティング51の溝の方向において異なる位置に配置されたミラー61及び62を含む。ミラー61及び62は、レーザチャンバ10から出射した光ビームBinがミラー61及び62にまたがって入射するように配置されている。ミラー61及び62の両方に垂直な面P1とミラー61との両方に垂直な第1の面61pと、面P1とミラー62との両方に垂直な第2の面62pと、がミラー61及び62の前面側で交差する。これにより、光ビームがV軸の方向に拡がり過ぎて光ビームの一部がレーザチャンバ10に戻れなくなることが緩和される。このため、パルスレーザ光のパルスエネルギーの低下が緩和され得る。
 5.4 他の構成例
 第4の実施形態においては、第1波長λ1及び第2波長λ2の2波長でレーザ発振する場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、グレーティング51及び52の間に第3のグレーティングを配置し、第3のグレーティングをV軸に平行な軸周りに回転可能とすることにより、3波長でレーザ発振するようにしてもよい。
 第4の実施形態においては、プリズム43及びグレーティング51は一定の姿勢に維持されるようにしたが、本開示はこれに限定されない。プリズム43又はグレーティング51をV軸に平行な軸周りに回転できるようにしてもよい。この場合、ミラー61及び62をV軸に平行な軸周りに回転する回転機構612は設けられなくてもよい。
 第4の実施形態においては、ミラー61及び62を含むミラーシステム60をウインドウ10aとプリズム40との間の光路に配置したが、本開示はこれに限定されない。ミラーシステム60をプリズム40とグレーティング51及び52との間の光路に配置してもよい。
 第4の実施形態においては、ミラー61及び62を傾斜調整機構613及び623によって回転可能としたが、本開示はこれに限定されない。ミラー61とホルダ611との間及びミラー62とホルダ611との間に図示しないシムをそれぞれ配置してもよい。
6.その他
 上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
 本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「1つの」は、「少なくとも1つ」又は「1又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「A、B及びCの少なくとも1つ」という用語は、「A」「B」「C」「A+B」「A+C」「B+C」又は「A+B+C」と解釈されるべきである。さらに、それらと「A」「B」「C」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1.  対向して配置された一対の電極を内部に備えるレーザチャンバと、
     出力結合ミラーと、
     前記出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、前記狭帯域化装置は、前記レーザチャンバから出射した光ビームのうちの前記一対の電極が向かい合う方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、前記光学系は、前記第1の部分の光路軸と前記第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、前記狭帯域化装置と、
    を備える狭帯域化ガスレーザ装置。
  2.  請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記第1の部分に含まれる第1波長と、前記第2の部分に含まれる第2波長とを選択して前記光ビームを狭帯域化する、狭帯域化ガスレーザ装置。
  3.  請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光学系は、前記一対の電極が向かい合う方向において異なる位置に配置された第1及び第2のグレーティングを含み、前記第1及び第2のグレーティングは、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームが前記第1及び第2のグレーティングにまたがって入射するように配置され、前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの一部を通って前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの溝の方向に垂直な面が前記第1及び第2のグレーティングの前面側で交差するように配置された、狭帯域化ガスレーザ装置。
  4.  請求項3に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの前記溝の方向に垂直な面が0.06度以上、0.1度以下の範囲で交差する、狭帯域化ガスレーザ装置。
  5.  請求項3に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記第1及び第2のグレーティングを支持するホルダと、前記第1及び第2のグレーティングの少なくとも1つと前記ホルダとの間に配置されたシムと、をさらに含む、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  6.  請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光学系は、前記一対の電極のうちの一方の電極から他方の電極に向かう第1の方向に順番に配置された第1及び第2のプリズムを含み、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームが前記第1及び第2のプリズムにまたがって入射するように配置され、前記第1のプリズムの断面であって前記第1の方向に平行で前記第1のプリズムの内部の前記光ビームの光路軸に沿った前記断面のうちの前記光ビームの一部が入出射する2辺を延長したときに、延長された2つの直線が前記第1のプリズムの位置よりも前記第1の方向と反対側の位置で交差する、狭帯域化ガスレーザ装置。
  7.  請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームを、前記一対の電極が向かい合う方向の方向成分を含む方向に屈折させるプリズムをさらに含み、
     前記光学系は、前記一対の電極が向かい合う方向において異なる位置に配置された第1及び第2のグレーティングを含み、前記第1及び第2のグレーティングは、前記レーザチャンバから出射して前記プリズムを通過した前記光ビームが前記第1及び第2のグレーティングにまたがって入射するように配置され、前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの一部を通って前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの溝の方向に垂直な面が前記第1及び第2のグレーティングの前面側で交差するように配置された、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  8.  請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光学系は、前記一対の電極が向かい合う方向において異なる位置に配置された第1及び第2のミラーを含み、前記第1及び第2のミラーは、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームが前記第1及び第2のミラーにまたがって入射するように配置され、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの両方に垂直な面と前記第1のミラーとの両方に垂直な第1の面と、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの両方に垂直な面と前記第2のミラーとの両方に垂直な第2の面と、が前記第1及び第2のミラーの前面側で交差するように配置された、狭帯域化ガスレーザ装置。
  9.  請求項1に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記第1の部分の光路軸と前記第2の部分の光路軸との角度を調整するためのアクチュエータをさらに含む、狭帯域化ガスレーザ装置。
  10.  請求項9に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光共振器から出力されたパルスレーザ光のパルスエネルギーを検出する光検出器と、
     前記光検出器によって検出された前記パルスエネルギーに基づいて前記アクチュエータを制御するプロセッサと、
    をさらに含む、狭帯域化ガスレーザ装置。
  11.  対向して配置された一対の電極を内部に備えるレーザチャンバと、
     出力結合ミラーと、
     第1のグレーティングを含んで前記出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、前記狭帯域化装置は、前記レーザチャンバから出射した光ビームのうちの前記第1のグレーティングの溝の方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、前記光学系は、前記第1の部分の光路軸と前記第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、前記狭帯域化装置と、
    を備える狭帯域化ガスレーザ装置。
  12.  請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記第1の部分に含まれる第1波長と、前記第2の部分に含まれる第2波長とを選択して前記光ビームを狭帯域化する、狭帯域化ガスレーザ装置。
  13.  請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光学系は、前記第1のグレーティングと、前記第1のグレーティングの溝の方向において前記第1のグレーティングと異なる位置に配置された第2のグレーティングとを含み、前記第1及び第2のグレーティングは、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームが前記第1及び第2のグレーティングにまたがって入射するように配置され、前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの一部を通って前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの溝の方向に垂直な面が前記第1及び第2のグレーティングの前面側で交差するように配置された、狭帯域化ガスレーザ装置。
  14.  請求項13に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの前記溝の方向に垂直な面が0.06度以上、0.1度以下の範囲で交差する、狭帯域化ガスレーザ装置。
  15.  請求項13に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記第1及び第2のグレーティングを支持するホルダと、前記第1及び第2のグレーティングの少なくとも1つと前記ホルダとの間に配置されたシムと、をさらに含む、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  16.  請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光学系は、前記第1のグレーティングの溝に沿った第1の方向に順番に配置された第1及び第2のプリズムを含み、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームが前記第1及び第2のプリズムにまたがって入射するように配置され、前記第1のプリズムの断面であって前記第1の方向に平行で前記第1のプリズムの内部の前記光ビームの光路軸に沿った前記断面のうちの前記光ビームの一部が入出射する2辺を延長したときに、延長された2つの直線が前記第1のプリズムの位置よりも前記第1の方向と反対側の位置で交差する、狭帯域化ガスレーザ装置。
  17.  請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームを、前記第1のグレーティングの溝に沿った方向の方向成分を含む方向に屈折させるプリズムをさらに含み、
     前記光学系は、前記第1のグレーティングと、前記第1のグレーティングの溝の方向において前記第1のグレーティングと異なる位置に配置された第2のグレーティングと、を含み、前記第1及び第2のグレーティングは、前記レーザチャンバから出射して前記プリズムを通過した前記光ビームが前記第1及び第2のグレーティングにまたがって入射するように配置され、前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの一部を通って前記第1及び第2のグレーティングのそれぞれの溝の方向に垂直な面が前記第1及び第2のグレーティングの前面側で交差するように配置された、
    狭帯域化ガスレーザ装置。
  18.  請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記光学系は、前記第1のグレーティングの溝に沿った方向において異なる位置に配置された第1及び第2のミラーを含み、前記第1及び第2のミラーは、前記レーザチャンバから出射した前記光ビームが前記第1及び第2のミラーにまたがって入射するように配置され、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの両方に垂直な面と前記第1のミラーとの両方に垂直な第1の面と、前記第1のミラーと前記第2のミラーとの両方に垂直な面と前記第2のミラーとの両方に垂直な第2の面と、が前記第1及び第2のミラーの前面側で交差するように配置された、狭帯域化ガスレーザ装置。
  19.  請求項11に記載の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
     前記狭帯域化装置は、前記第1の部分の光路軸と前記第2の部分の光路軸との角度を調整するためのアクチュエータをさらに含む、狭帯域化ガスレーザ装置。
  20.  電子デバイスの製造方法であって、
     対向して配置された一対の電極を含むレーザチャンバと、
     出力結合ミラーと、
     前記出力結合ミラーとともに光共振器を構成する狭帯域化装置であって、前記狭帯域化装置は、前記レーザチャンバから出射した光ビームのうちの前記一対の電極が向かい合う方向において異なる位置を通る第1の部分と第2の部分とがそれぞれ入射する第1の領域と第2の領域とを有する光学系を含み、前記光学系は、前記第1の部分の光路軸と前記第2の部分の光路軸との距離が離れることを抑制するように構成された、前記狭帯域化装置と、
    を備える狭帯域化ガス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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