WO2023089673A1 - レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2023089673A1
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plane
parallel
optical system
substrate
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裕紀 五十嵐
理 若林
洋介 藤巻
徹 鈴木
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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 laser device and an electronic device manufacturing method.
  • a KrF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 193 nm are used.
  • the spectral line width of the spontaneous oscillation light of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as 350-400 pm. Therefore, if the projection lens is made of a material that transmits ultraviolet light, such as KrF and ArF laser light, chromatic aberration may occur. As a result, resolution can be reduced. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser light output from the gas laser device to such an extent that the chromatic aberration can be ignored. Therefore, in the laser resonator of the gas laser device, a line narrowing module (LNM) including a band narrowing element (etalon, grating, etc.) is provided in order to narrow the spectral line width.
  • LNM line narrowing module
  • a gas laser device whose spectral line width is narrowed will be referred to as a band-narrowed gas laser device.
  • a laser device includes an oscillator that emits laser light and an amplifier that amplifies the laser light in a chamber that includes a pair of discharge electrodes.
  • a front-side optical system and a rear-side optical system that constitute a ring resonator including a first optical path and a second optical path that intersect between the discharge electrodes; and a first parallel arranged on the first optical path or the second optical path a flat substrate, wherein the first optical path is an optical path through which the front-side optical system emits laser light incident from the oscillator toward the rear-side optical system, and the second optical path is an optical path through which the rear-side optical system emits the laser light to the rear-side optical system; This is an optical path through which a laser beam incident via one optical path is emitted toward the front side optical system.
  • a method of manufacturing an electronic device is a method of manufacturing an electronic device, comprising: an oscillator that emits laser light; an amplifier that amplifies the laser light in a chamber that includes a pair of discharge electrodes; a front-side optical system and a rear-side optical system that constitute a ring resonator including a first optical path and a second optical path intersecting between a pair of discharge electrodes, and on the first optical path or a first plane-parallel substrate disposed on the second optical path, the first optical path being an optical path through which the front-side optical system emits laser light incident from the oscillator toward the rear-side optical system,
  • the second optical path is an optical path through which the rear-side optical system emits the laser light incident through the first optical path toward the front-side optical system.
  • a photosensitive substrate is exposed to the laser light in the exposure device by generating a laser beam by a laser device that is moved in parallel in a direction approaching the chamber side, outputting the laser light to the exposure device, and manufacturing an electronic device.
  • FIG. 1 is a front view schematically showing the configuration of a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing a configuration example of a power oscillator according to a comparative example.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing a configuration example of the power oscillator according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing the configuration of the first parallel plane substrate and the second parallel plane substrate.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining actions of the first parallel plane substrate and the second parallel plane substrate.
  • FIG. 6 is a top view schematically showing a configuration example of a power oscillator according to a modification of the first embodiment;
  • FIG. 1 is a front view schematically showing the configuration of a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 2 is a top view schematically showing a configuration example of a power oscillator according to a comparative example.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing a configuration example of the power
  • FIG. 7 is a top view schematically showing a configuration example of a power oscillator according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a top view schematically showing a configuration example of a power oscillator according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a top view schematically showing a configuration example of a power oscillator according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing the structure of the CaF 2 crystals forming the first plane-parallel substrate.
  • FIG. 11 is a diagram showing a preferred first crystal orientation in relation to laser light incident on the first plane-parallel substrate.
  • FIG. 12 is a diagram showing a preferred second crystal orientation in relation to laser light incident on the first plane-parallel substrate.
  • FIG. 13 is a diagram showing a preferred third crystal orientation in relation to laser light incident on the first plane-parallel substrate.
  • FIG. 14 is a front view schematically showing a configuration example of a laser device according to a modification.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration example of an exposure apparatus.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration example of a laser device 2 according to a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows a configuration example of a power oscillator 30 according to a comparative example.
  • the comparative examples of the present disclosure are forms known by the applicant to be known only by the applicant, and not known examples to which the applicant admits.
  • the height direction of the laser device 2 is the V-axis direction
  • the length direction is the Z-axis direction
  • the depth direction is the H-axis direction.
  • the V-axis direction may be parallel to the direction of gravity, and the direction opposite to the direction of gravity is defined as "+V-axis direction.”
  • the emission direction of the laser light Lp emitted from the laser device 2 is defined as "+Z-axis direction”.
  • the direction toward the front of the paper surface of FIG. 1 is defined as the “+H axis direction”.
  • the laser device 2 includes a master oscillator (MO) 10, an MO beam steering unit 20, and a power oscillator (PO) 30.
  • MO master oscillator
  • MO beam steering unit 20 MO beam steering unit
  • PO power oscillator
  • the master oscillator 10 is an example of an “oscillator” according to the technology of the present disclosure.
  • the power oscillator 30 is an example of an "amplifier” according to the technology of the present disclosure.
  • the master oscillator 10 includes a band narrowing module (LNM) 11, a chamber 14, and an Output Coupler (OC) 17.
  • LNM band narrowing module
  • OC Output Coupler
  • the LNM 11 includes a prism beam expander 12 for narrowing the spectral linewidth and a grating 13.
  • the prism beam expander 12 and the grating 13 are Littrow arranged so that the incident angle and the diffraction angle are the same.
  • the output coupling mirror 17 is a reflecting mirror with a reflectance within the range of 40% to 60%.
  • the output coupling mirror 17 and LNM 11 constitute an optical resonator.
  • the chamber 14 is arranged on the optical path of the optical resonator.
  • the chamber 14 includes a pair of discharge electrodes 15a, 15b and two windows 16a, 16b through which the laser light Lp is transmitted.
  • the chamber 14 is filled with laser gas.
  • the laser gas may contain, for example, Ar gas or Kr gas as a rare gas, F2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas.
  • the windows 16a and 16b are arranged so that the incident angle of the laser light Lp is close to Brewster's angle.
  • the windows 16a and 16b are arranged so that the polarization state of the laser light Lp is P-polarized.
  • the MO beam steering unit 20 includes a high reflection mirror 21a and a high reflection mirror 21b.
  • the high reflection mirror 21 a and the high reflection mirror 21 b are arranged so that the laser light Lp emitted from the master oscillator 10 is incident on the power oscillator 30 .
  • the laser light Lp emitted from the master oscillator 10 is pulsed laser light.
  • a high-reflection mirror in the present disclosure is, for example, a plane mirror having a high-reflection film formed on the surface of a substrate made of synthetic quartz or calcium fluoride (CaF 2 ).
  • a highly reflective film is a dielectric multilayer film, for example, a film containing fluoride.
  • the power oscillator 30 includes a chamber 32, a front optical system 35, and a rear optical system 36.
  • the front-side optical system 35 and the rear-side optical system 36 constitute a ring resonator.
  • the front-side optical system 35 is arranged on the light incident side where the laser light Lp from the MO beam steering unit 20 enters the power oscillator 30 .
  • the rear-side optical system 36 is arranged at a position facing the front-side optical system 35 with the chamber 32 interposed therebetween.
  • the chamber 32 is arranged on the optical path of the ring resonator.
  • Chamber 32 is of similar construction to chamber 14 of master oscillator 10 . That is, the chamber 32 includes a pair of discharge electrodes 33a, 33b and two windows 34a, 34b through which the laser light Lp is transmitted.
  • the chamber 32 is filled with laser gas.
  • the windows 34a and 34b are arranged so that the incident angle of the laser light Lp is close to Brewster's angle.
  • the windows 34a and 34b are arranged so that the polarization state of the laser light Lp is P-polarized.
  • the front-side optical system 35 includes an output coupling mirror 40 and a high reflection mirror 41.
  • the output coupling mirror 40 is arranged on the optical path of the laser light Lp incident from the MO beam steering unit 20 so that the laser light Lp is incident at a predetermined angle of incidence.
  • the output coupling mirror 40 is, for example, a partially reflective mirror with a reflectance in the range of 10% to 30%.
  • the out-coupling mirror 40 has opposing first and second surfaces 40a and 40b.
  • the first surface 40a and the second surface 40b are parallel to the V-axis direction, which is the discharge direction of the pair of discharge electrodes 33a and 33b.
  • An antireflection film is formed on the first surface 40a.
  • a partially reflective film is formed on the second surface 40b.
  • the output coupling mirror 40 transmits the laser light Lp incident on the first surface 40a from the MO beam steering unit 20. Also, the output coupling mirror 40 partially transmits and partially reflects the laser light Lp incident on the second surface 40b from the high reflection mirror 41 . A part of the laser light Lp transmitted through the output coupling mirror 40 is emitted from the front side optical system 35 and enters a high reflection mirror 42 which will be described later. A portion of the laser light Lp reflected by the second surface 40 b of the output coupling mirror 40 enters the chamber 32 .
  • the high reflection mirror 41 has a high reflection surface 41a on which a high reflection film is formed.
  • the output coupling mirror 40 and the high reflection mirror 41 are arranged such that the second surface 40b and the high reflection surface 41a face each other at a predetermined angle.
  • the high-reflection mirror 41 reflects the laser light Lp incident from the rear-side optical system 36 through the chamber 32 toward the second surface 40b of the output coupling mirror 40 with the high-reflection surface 41a.
  • a high reflection mirror 42 is arranged on the light exit side of the front optical system 35 as shown in FIG.
  • the high-reflection mirror 42 reflects the laser beam Lp emitted from the front-side optical system 35 to travel in the Z-axis direction.
  • the rear-side optical system 36 includes a first highly reflective mirror 50 and a second highly reflective mirror 51 .
  • the first high reflection mirror 50 has a high reflection surface 50a on which a high reflection film is formed.
  • the second high reflection mirror 51 has a high reflection surface 51a on which a high reflection film is formed.
  • the high reflection surface 50a and the high reflection surface 51a are parallel to the V-axis direction.
  • the first high reflection mirror 50 and the second high reflection mirror 51 are arranged such that the high reflection surface 50a and the high reflection surface 51a face each other at a predetermined angle.
  • the first high-reflection mirror 50 reflects the laser light Lp incident from the front-side optical system 35 through the chamber 32 toward the second high-reflection mirror 51 with the high-reflection surface 50a.
  • the second high-reflection mirror 51 reflects the laser light Lp incident from the first high-reflection mirror 50 toward the chamber 32 with a high-reflection surface 51a.
  • the front-side optical system 35 and the rear-side optical system 36 constitute a ring resonator including a first optical path P1 and a second optical path P2 intersecting between the pair of discharge electrodes 33a and 33b.
  • the first optical path P1 and the second optical path P2 are close to each other in the discharge space between the pair of discharge electrodes 33a and 33b.
  • the first optical path P1 is composed of the output coupling mirror 40 and the first highly reflective mirror 50 .
  • the second optical path P2 is configured by the second high reflection mirror 51 and the high reflection mirror 41 .
  • the first optical path P ⁇ b>1 is an optical path along which the front optical system 35 emits the laser light Lp incident from the master oscillator 10 toward the rear optical system 36 .
  • the second optical path P ⁇ b>2 is an optical path through which the rear-side optical system 36 emits the laser light Lp incident via the first optical path P ⁇ b>1 toward the front-side optical system 35 .
  • the first optical path P1 is a forward path from the front side optical system 35 to the rear side optical system 36 via the chamber 32 .
  • the second optical path P2 is a return path from the rear side optical system 36 to the front side optical system 35 via the chamber 32 .
  • the first optical path P1 and the second optical path P2 are included in a plane perpendicular to the V-axis direction, which is the discharge direction of the pair of discharge electrodes 33a and 33b.
  • the laser light Lp that has entered the front-side optical system 35 passes through the output coupling mirror 40 and enters the ring resonator.
  • the laser light Lp transmitted through the output coupling mirror 40 travels along the first optical path P1 and enters the chamber 32 .
  • a discharge is generated in the discharge space in synchronization with the timing at which the laser beam Lp enters the chamber 32 .
  • the laser gas is excited and the laser light Lp is amplified.
  • the amplified laser beam Lp is emitted from the chamber 32 and enters the rear-side optical system 36 after traveling along the first optical path P1.
  • the laser beam Lp that has entered the rear optical system 36 is reflected by the first high reflection mirror 50 and the second high reflection mirror 51 to be reflected in the traveling direction, and is emitted from the rear optical system 36 .
  • the laser beam Lp emitted from the rear-side optical system 36 travels along the second optical path P2 and enters the chamber 32 .
  • the laser light Lp that has entered the chamber 32 is amplified again in the discharge space and emitted from the chamber 32 .
  • the laser light Lp emitted from the chamber 32 enters the front optical system 35 after traveling along the second optical path P2.
  • the laser light Lp that has entered the front-side optical system 35 is reflected by the high reflection mirror 41 toward the output coupling mirror 40 .
  • a part of the laser light Lp that has entered the output coupling mirror 40 is transmitted through the output coupling mirror 40, emitted from the front-side optical system 35 toward the high-reflection mirror 42, and reflected by the high-reflection mirror 42. It is emitted from the device 2 .
  • the remaining part of the laser light Lp that has entered the output coupling mirror 40 is reflected by the output coupling mirror 40 and emitted from the front-side optical system 35 toward the chamber 32 . That is, the traveling direction of the remaining part of the laser beam Lp is turned back by the front-side optical system 35 .
  • the laser beam Lp whose traveling direction has been folded travels again along the first optical path P1 and enters the chamber 32 .
  • part of the laser light Lp repeatedly circulates in the ring resonator including the first optical path P1 and the second optical path P2.
  • the laser beam Lp is amplified and oscillated by passing through the discharge space multiple times within one discharge time.
  • the first optical path P1 and the second optical path P2 in order to turn back the traveling direction of the laser light Lp in the front-side optical system 35 and the rear-side optical system 36, the first optical path P1 and the second optical path P2 must have a certain or more interval D at both ends of . This is because it becomes difficult to design the front side optical system 35 and the rear side optical system 36 when the distance D is small.
  • the interval D at both ends of the first optical path P1 and the second optical path P2 is hereinafter referred to as an optical path edge interval D.
  • the first optical path P1 and the second optical path P2 are crossed at a small angle so that the first optical path P1 and the second optical path P2 are close to each other in the discharge space.
  • the cavity length L of the power oscillator 30 needs to be a certain length or longer.
  • the resonator length L is the distance in the Z-axis direction of the ring resonator.
  • the circulation time of the laser light Lp around the ring resonator is lengthened, so the number of times the laser light Lp passes through the discharge space within one discharge time is reduced. As a result, amplification efficiency decreases.
  • FIG. 3 schematically shows a configuration example of a power oscillator 30a included in a laser device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 shows the configuration of the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 .
  • FIG. 5 explains the action of the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 .
  • the laser device according to the first embodiment differs from the laser device 2 according to the comparative example only in the configuration of the power oscillator 30a.
  • the power oscillator 30 a includes a chamber 32 , a front optical system 35 , a rear optical system 36 , a first parallel plane substrate 61 and a second parallel plane substrate 62 .
  • the power oscillator 30 a differs from the power oscillator 30 according to the comparative example in that it includes a first parallel plane substrate 61 and a second parallel plane substrate 62 .
  • the configurations of the chamber 32, the front optical system 35, and the rear optical system 36 included in the power oscillator 30a are the same as those of the comparative example.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are parallel plane substrates each having transparency to the laser light Lp.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are made of, for example, calcium fluoride (CaF 2 ).
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are arranged between the chamber 32 and the front side optical system 35 .
  • the first plane-parallel substrate 61 is arranged on the first optical path P1 on the front side of the chamber 32 .
  • the second plane-parallel substrate 62 is arranged on the second optical path P2 on the front side of the chamber 32 .
  • the first optical path P ⁇ b>1 on the front side of the chamber 32 refers to the first optical path P ⁇ b>1 between the chamber 32 and the front side optical system 35 .
  • the second optical path P ⁇ b>2 on the front side of the chamber 32 refers to the second optical path P ⁇ b>2 between the chamber 32 and the front side optical system 35 .
  • the first plane-parallel substrate 61 includes a first surface 61a and a second surface 61b facing each other, and a third surface 61c.
  • the first surface 61a and the second surface 61b are planes parallel to each other and parallel to the V-axis direction.
  • the third surface 61c is an inclined surface that is inclined with respect to the first surface 61a and the second surface 61b, and is a plane parallel to the V-axis direction and the Z-axis direction.
  • the first parallel plane substrate 61 has a trapezoidal side shape when viewed in the V-axis direction.
  • the second plane-parallel substrate 62 includes a first surface 62a and a second surface 62b facing each other, and a third surface 62c.
  • the first surface 62a and the second surface 62b are planes parallel to each other and parallel to the V-axis direction.
  • the third surface 62c is an inclined plane that is inclined with respect to the first surface 62a and the second surface 62b and is a plane parallel to the V-axis direction and the Z-axis direction.
  • the second plane-parallel substrate 62 has a trapezoidal side shape when viewed in the V-axis direction.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are, for example, parallel plane substrates having the same shape and the same size.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 have a third surface 61c and a third surface 62c separated from each other, and a second surface 61b and a second surface 62b facing each other with a predetermined angle. are arranged as By configuring the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 in this way, it becomes possible to arrange the parallel plane substrates in the first optical path P1 and the second optical path P2 in a narrow space in the ring resonator. , space can be saved.
  • the first plane-parallel substrate 61 is arranged such that the normal to the first surface 61a and the first optical path P1 intersect at an angle ⁇ 1 .
  • angle ⁇ 1 is Brewster's angle. That is, the incident angle of the laser light Lp incident on the first parallel plane substrate 61 is Brewster's angle.
  • the first parallel plane substrate 61 translates the first optical path P1 by a distance ⁇ 1 .
  • the first plane-parallel substrate 61 translates the first optical path P1 by a distance ⁇ 1 in a direction approaching the second optical path P2 on the chamber 32 side.
  • the distance ⁇ 1 is a value determined according to the angle ⁇ 1 and the refractive index and thickness of the first plane-parallel substrate 61 .
  • the second plane-parallel substrate 62 is arranged such that the normal to the first surface 62a and the second optical path P2 intersect at an angle ⁇ 2 .
  • angle ⁇ 2 is Brewster's angle. That is, the incident angle of the laser light Lp incident on the second plane-parallel substrate 62 is the Brewster's angle.
  • the second plane-parallel substrate 62 translates the second optical path P2 by a distance ⁇ 2 .
  • the second plane-parallel substrate 62 translates the second optical path P2 by a distance ⁇ 2 in a direction toward the first optical path P1 on the chamber 32 side.
  • the distance ⁇ 2 is a value determined according to the angle ⁇ 2 and the refractive index and thickness of the second plane-parallel substrate 62 .
  • ⁇ 1 ⁇ 2 .
  • first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 translate the first optical path P1 and the second optical path P2 on the front side of the chamber 32 in a direction approaching the chamber 32 side.
  • the laser device according to the first embodiment operates in the power oscillator 30a except that the laser light Lp circulating in the ring resonator is shifted by the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62. is the same as the operation of the laser device 2 according to the comparative example.
  • the laser light Lp emitted from the front-side optical system 35 and traveling along the first optical path P1 is transmitted through the first parallel plane substrate 61 and is shifted to enter the chamber 32 .
  • the laser light Lp emitted from the chamber 32 and traveling along the second optical path P2 is shifted by being transmitted through the second parallel plane substrate 62 and enters the front side optical system 35 .
  • the position of the front-side optical system 35 in the comparative example is indicated by a dashed line
  • the position of the front-side optical system 35 in this embodiment is indicated by a solid line.
  • the first parallel substrate 61 and the second parallel substrate 62 translate the first optical path P1 and the second optical path P2 toward the chamber 32 side, so that the traveling direction of the laser light Lp is turned back. Therefore, the position at which the optical path end distance D required for this can be obtained can be brought closer to the chamber 32 side.
  • the resonator length L can be shortened while bringing the first optical path P1 and the second optical path P2 close to each other in the discharge space.
  • the distance ⁇ L that allows the cavity length L to be shortened depends on the above-described distances ⁇ 1 and ⁇ 2 and the angle at which the first optical path P1 and the second optical path P2 intersect.
  • the circulation time of the laser light Lp around the ring resonator is shortened, so the number of times the laser light Lp passes through the discharge space within one discharge time increases. As a result, amplification efficiency is improved.
  • FIG. 6 schematically shows a configuration example of a power oscillator 30b according to a modification.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are arranged on the front side of the chamber 32 in the first embodiment, but are arranged on the rear side of the chamber 32 in this modified example.
  • the power oscillator 30b has the same configuration as the power oscillator 30a according to the first embodiment, except that the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are arranged differently.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second plane parallel substrate 62 shown in FIG. 6 are different from the first parallel plane substrate 61 and the second plane parallel substrate 62 shown in FIG. have a 180° rotational symmetry relationship.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are arranged between the chamber 32 and the rear-side optical system 36 .
  • the first plane-parallel substrate 61 is arranged on the first optical path P1 on the rear side of the chamber 32 .
  • the second plane-parallel substrate 62 is arranged on the second optical path P2 on the rear side of the chamber 32 .
  • the incident angle of the laser light Lp incident on the first parallel plane substrate 61 is the Brewster's angle.
  • the incident angle of the laser light Lp incident on the second plane-parallel substrate 62 is the Brewster's angle.
  • the first parallel plane substrate 61 translates the first optical path P1 in a direction approaching the second optical path P2 on the chamber 32 side.
  • the second plane-parallel substrate 62 translates the second optical path P2 toward the first optical path P1 on the chamber 32 side. That is, the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 translate the first optical path P1 and the second optical path P2 on the rear side of the chamber 32 toward the chamber 32 side.
  • the laser device according to the second embodiment differs from the laser device according to the first embodiment only in the configuration of the power oscillator.
  • FIG. 7 schematically shows a configuration example of a power oscillator 30c according to the second embodiment.
  • the power oscillator 30c includes a third plane-parallel substrate 63 and a fourth plane-parallel substrate 64 in addition to the front-side optical system 35, the rear-side optical system 36, the first plane-parallel substrate 61, and the second plane-parallel substrate 62. This is different from the power oscillator 30a according to the first embodiment.
  • the first parallel plane substrate 61 and the second parallel plane substrate 62 are arranged on the front side of the chamber 32 as in the first embodiment.
  • a third plane-parallel substrate 63 and a fourth plane-parallel substrate 64 are arranged on the rear side of the chamber 32 .
  • the third plane-parallel substrate 63 and the fourth plane-parallel substrate 64 have the same configuration as the first and second plane-parallel substrates 61 and 62 (see FIG. 6) according to the modified example of the first embodiment.
  • the third plane-parallel substrate 63 is arranged on the first optical path P1 on the rear side of the chamber 32 .
  • the fourth plane-parallel substrate 64 is arranged on the second optical path P2 on the rear side of the chamber 32 .
  • the incident angle of the laser light Lp incident on the third plane-parallel substrate 63 is the Brewster's angle.
  • the incident angle of the laser light Lp incident on the fourth plane-parallel substrate 64 is the Brewster's angle.
  • the third plane-parallel substrate 63 translates the first optical path P1 toward the second optical path P2 on the chamber 32 side.
  • the fourth plane-parallel substrate 64 translates the second optical path P2 toward the first optical path P1 on the chamber 32 side. That is, the third plane-parallel substrate 63 and the fourth plane-parallel substrate 64 translate the first optical path P1 and the second optical path P2 on the rear side of the chamber 32 toward the chamber 32 side.
  • the operation of the laser device according to the second embodiment is such that the laser light Lp circulating in the ring resonator passes through the third plane-parallel substrate 63 in addition to the first plane-parallel substrate 61 and the second plane-parallel substrate 62 . And the operation is the same as that of the laser device according to the first embodiment, except that it is shifted by the fourth plane-parallel substrate 64 .
  • the laser light Lp emitted from the front-side optical system 35 and traveling along the first optical path P1 is transmitted through the first parallel plane substrate 61 and is shifted to enter the chamber 32 .
  • the laser light Lp that is emitted from the chamber 32 and travels along the first optical path P1 passes through the third plane-parallel substrate 63 and is shifted to enter the rear-side optical system 36 .
  • the laser light Lp emitted from the rear-side optical system 36 and traveling along the second optical path P2 is transmitted through the fourth parallel plane substrate 64 and is shifted to enter the chamber 32 .
  • the laser light Lp that is emitted from the chamber 32 and travels along the second optical path P2 passes through the second parallel plane substrate 62 and is shifted to enter the front side optical system 35 .
  • the laser device according to the third embodiment differs from the laser device according to the first embodiment only in the configuration of the power oscillator.
  • FIG. 8 schematically shows a configuration example of a power oscillator 30d according to the third embodiment.
  • the power oscillator 30 d includes a front optical system 35 , a rear optical system 36 and two first parallel plane substrates 61 .
  • the power oscillator 30d differs from the power oscillator 30a according to the first embodiment in that it includes two first plane-parallel substrates 61 instead of the first and second plane-parallel substrates 61 and 62 .
  • the two first parallel plane substrates 61 are arranged on the first optical path P1. Specifically, one of the two first plane-parallel substrates 61 is arranged on the first optical path P1 on the front side of the chamber 32, and the other is arranged on the first optical path P1 on the rear side of the chamber 32. are placed.
  • the incident angle of the laser light Lp incident on each of the first parallel plane substrates 61 is the Brewster's angle.
  • the first parallel plane substrate 61 arranged on the first optical path P1 on the front side of the chamber 32 has the same configuration as the first parallel plane substrate 61 according to the first embodiment.
  • the first parallel plane substrate 61 arranged on the first optical path P1 on the rear side of the chamber 32 has the same configuration as the first parallel plane substrate 61 (see FIG. 6) according to the modification of the first embodiment.
  • Each of the first parallel plane substrates 61 translates the first optical path P1 in a direction approaching the second optical path P2 on the chamber 32 side. That is, the two first plane-parallel substrates 61 translate the first optical path P1 and the second optical path P2 on the front side and the rear side of the chamber 32 in a direction approaching the chamber 32 side.
  • the operation of the laser device according to the third embodiment is that the laser light Lp circulating in the ring resonator is directed to two first parallel plane substrates 61 and 62 instead of the first parallel plane substrate 61 and the second plane parallel substrate 62.
  • the operation is the same as that of the laser device according to the first embodiment except that it is shifted by the substrate 61 .
  • the laser light Lp emitted from the front-side optical system 35 and traveling along the first optical path P1 is transmitted through the first parallel plane substrate 61 and is shifted to enter the chamber 32 .
  • the laser light Lp that is emitted from the chamber 32 and travels along the first optical path P1 passes through the first parallel plane substrate 61 to be shifted and enters the rear-side optical system 36 .
  • the laser light Lp traveling along the second optical path P2 is not shifted.
  • the laser light Lp emitted from the rear-side optical system 36 and traveling along the second optical path P2 enters the front-side optical system 35 via the chamber 32 .
  • the two first parallel plane substrates 61 allow the front side optical system 35 and the rear side optical system 36 to be brought closer to the chamber 32 side.
  • the refractive index and thickness of each of the first parallel plane substrate 61 are the same as the refractive index and thickness of each of the first parallel plane substrate 61 and the second plane parallel substrate 62 of the first embodiment, the resonator The length L can be the same length as in the first embodiment. Therefore, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.
  • the first parallel plane substrates 61 are arranged in each of the first optical paths P1 on the front side and the rear side of the chamber 32 .
  • the first plane-parallel substrate 61 may be arranged only on the first optical path P1 on either the front side or the rear side of the chamber 32 .
  • two first parallel plane substrates 61 are arranged on the first optical path P1, but instead of this, two second parallel plane substrates 62 are arranged on the second optical path P2.
  • one of the two second plane-parallel substrates 62 is arranged on the second optical path P2 on the front side of the chamber 32, and the other is arranged on the second optical path P2 on the rear side of the chamber 32. may be placed.
  • the second plane-parallel substrate 62 may be arranged only on the second optical path P2 on either the front side or the rear side of the chamber 32 .
  • the power oscillator of the laser device may be one in which at least one plane-parallel substrate is arranged on the first optical path P1 or the second optical path P2.
  • the laser device according to the fourth embodiment differs from the laser device according to the first embodiment only in the configuration of the power oscillator.
  • FIG. 9 schematically shows a configuration example of a power oscillator 30e according to the fourth embodiment.
  • the configuration of the front side optical system 35a is different from the configuration of the front side optical system 35 according to the first embodiment.
  • Other configurations of the power oscillator 30e are the same as those of the power oscillator 30a according to the first embodiment.
  • the front-side optical system 35a includes an output coupling mirror 40, a first high-reflection mirror 43, and a second high-reflection mirror 44.
  • the configuration of the output coupling mirror 40 is the same as in the first embodiment.
  • the first high-reflection mirror 43 is disposed so as to reflect toward the second high-reflection mirror 44 the laser beam Lp that travels along the second optical path P2 and enters the front-side optical system 35a.
  • the second high-reflection mirror 44 is arranged to reflect the laser light Lp incident from the first high-reflection mirror 43 toward the second surface 40 b of the output coupling mirror 40 .
  • the output coupling mirror 40 transmits part of the laser light Lp incident on the second surface 40b from the second high-reflection mirror 44 and reflects part of it to travel along the first optical path P1.
  • the ring resonator is composed of four mirrors, ie, the output coupling mirror 40 , the high reflection mirror 41 , the first high reflection mirror 50 and the second high reflection mirror 51 .
  • the ring resonator consists of five mirrors: the output coupling mirror 40 , the first high reflection mirror 43 , the second high reflection mirror 44 , the first high reflection mirror 50 , and the second high reflection mirror 51 . It consists of one mirror.
  • the operation of the laser device according to the fourth embodiment is such that the laser beam Lp incident on the front-side optical system 35a is reflected by the first high-reflection mirror 43 and the second high-reflection mirror 44, and then is reflected by the output coupling mirror.
  • the operation is the same as that of the laser device according to the first embodiment, except that the laser beam is incident on 40 .
  • the laser light Lp that has entered the front-side optical system 35a from the chamber 32 via the second plane-parallel substrate 62 is reflected by the first high-reflection mirror 43 and the second high-reflection mirror 44 to be output-coupled. Incident on mirror 40 . A part of the laser light Lp that has entered the output coupling mirror 40 is transmitted through the output coupling mirror 40, emitted from the front-side optical system 35a toward the high-reflection mirror 42, and reflected by the high-reflection mirror 42. emitted from the device. Further, the remaining part of the laser beam Lp incident on the output coupling mirror 40 is reflected by the output coupling mirror 40 and emitted from the front side optical system 35a.
  • the ring resonator is composed of five mirrors, so the beam profile of the laser light Lp is mirror-inverted each time it makes one turn around the ring resonator. That is, since the beam profile of the laser light Lp emitted from the power oscillator 30e is mirror-inverted for each round, the spatial coherence of the laser light Lp is reduced. This suppresses speckles on the reticle when the laser device is used as the light source for exposure.
  • the beam profile of the laser light Lp is mirror-inverted for each revolution, and the angular misalignment components of the respective mirrors accumulate. has the advantage of being suppressed.
  • the front-side optical system 35a according to the present embodiment is not limited to the front-side optical system 35 according to the first embodiment. It can also be used instead of the side optical system 35 .
  • FIG. 10 shows the structure of the CaF 2 crystal forming the first plane-parallel substrate 61 .
  • CaF 2 crystal calcium ions (Ca 2+ ) have a face-centered cubic lattice structure and fluorine ions (F ⁇ ) have a simple cubic lattice structure.
  • Calcium ions are also located at the body center of the cube formed by the fluoride ions.
  • a fluorine ion is located at the center of a regular tetrahedron formed by calcium ions.
  • the plane of the crystal in the cubic system is written as (hkl), and the direction of the axis is written as [uvw]. These represent specific planes and axes in the crystal.
  • all axes equivalent to the [uvw] axis, ie, axes having the same relative relationship to the coordinate axes, are referred to as ⁇ uvw>.
  • the CaF2 crystal has three-fold symmetry with the [111] axis as the axis of symmetry. That is, when the CaF2 crystal is viewed from directly above the [111] axis, the angle formed by the [100] axis and the [010] axis is 120°, and the angle formed by the [100] axis and the [001] axis is 240°. °.
  • the crystal growth direction of the CaF2 crystal is the [111] axis direction, and the (111) plane has cleavage.
  • the laser light Lp is incident on the first surface 61a of the first plane-parallel substrate 61 as P-polarized light.
  • the incident angle ⁇ 1 of the laser light Lp incident on the first surface 61a is the Brewster's angle.
  • the Brewster angle is about 56.34°.
  • FIG. 11 shows a preferred first crystal orientation in relation to the laser light Lp incident on the first plane-parallel substrate 61 .
  • the first parallel plane substrate 61 is formed such that the [111] axis coincides with the electric field axis of the laser light Lp passing through it. That is, the [111] axis is parallel to the plane of incidence and to the direction orthogonal to the optical path axis of the laser light Lp passing through the first parallel plane substrate 61 .
  • the axis parallel to the electric field vector of linearly polarized light is called the electric field axis.
  • the electric field axis When the laser light Lp contains an S-polarized component in addition to a P-polarized component whose polarization direction is parallel to the plane of incidence, the axis parallel to the electric field vector of the P-polarized component is called the electric field axis.
  • the [111] axis is equivalent to the axes other than the [111] axis included in ⁇ 111>. Therefore, the first plane-parallel substrate 61 may be formed so that the electric field axis of the P-polarized component of the laser light Lp passing through it coincides with one axis included in ⁇ 111>.
  • FIG. 12 shows a second crystal orientation that is preferable in relation to the laser light Lp incident on the first plane-parallel substrate 61 .
  • the first parallel plane substrate 61 is formed such that the [111] axis coincides with the optical path axis of the laser light Lp passing through it. That is, the [111] axis is parallel to the plane of incidence and parallel to the optical path axis of the laser light Lp passing through the first parallel plane substrate 61 .
  • the first parallel plane substrate 61 may be formed so that the optical path axis of the laser light Lp passing through the inside thereof coincides with one axis included in ⁇ 111>.
  • FIG. 13 shows a preferred third crystal orientation in relation to the laser light Lp incident on the first plane-parallel substrate 61 .
  • the first plane-parallel substrate 61 is formed so that the [111] axis is orthogonal to the first surface 61a and the second surface 61b. That is, each of the first surface 61a and the second surface 61b is a (111) surface.
  • the first plane-parallel substrate 61 is arranged at a position rotated by 60° around the [111] axis with reference to the arrangement in which the laser light Lp passes through a plane including the [111] axis and the [001] axis. It is
  • the effect of reducing the thermal stress due to the laser light Lp is obtained (for details, see US Patent Application Publication No. 2011/0158281). .
  • the first surface 61a and the second surface 61b are the (111) planes, which are cleavage planes, the manufacturing of the first plane-parallel substrate 61 is facilitated.
  • the surface of the first plane-parallel substrate 61 is orthogonal to one first axis included in ⁇ 111>, and the laser light Lp crosses the first axis and one second axis included in ⁇ 001>. It may be arranged at a position rotated by 60° around the first axis with respect to the arrangement that passes through the containing plane.
  • An example of the first axis is the [111] axis
  • an example of the second axis is the [001] axis.
  • the laser device includes the master oscillator 10 configured by an excimer laser device, but the master oscillator 10 can be modified in various ways.
  • FIG. 14 schematically shows a configuration example of a laser device 2a according to a modification.
  • the laser device 2a includes a master oscillator 10a, an MO beam steering unit 20 and a power oscillator 30a.
  • the MO beam steering unit 20 and power oscillator 30a have the same configurations as in the first embodiment.
  • the master oscillator 10 a is a solid-state laser device and includes a semiconductor laser 80 that outputs seed light, a titanium sapphire amplifier 81 that amplifies the seed light, and a wavelength conversion system 82 .
  • the semiconductor laser 80 is a distributed feedback semiconductor laser that outputs CW (Continuous Wave) laser light with a wavelength of 773.6 nm as seed light. By changing the temperature setting of the semiconductor laser 80, the oscillation wavelength can be changed.
  • CW Continuous Wave
  • the titanium sapphire amplifier 81 includes a titanium sapphire crystal 81a and a pumping pulse laser 81b.
  • a titanium sapphire crystal 81a is arranged on the optical path of the seed light.
  • the pumping pulse laser 81b is a laser device that outputs second harmonic light of a YLF laser.
  • the wavelength conversion system 82 is a wavelength conversion system that generates fourth harmonic light and includes an LBO (LiB 3 O 5 ) crystal and a KBBF (KBe 2 BO 3 F 2 ) crystal. Each crystal is placed on a rotating stage (not shown), and is configured to change the angle of incidence of seed light on each crystal.
  • LBO LiB 3 O 5
  • KBBF KBe 2 BO 3 F 2
  • the pumping pulse laser 81b emits CW laser light as seed light to be input to the titanium-sapphire crystal 81a based on a trigger signal input from a control unit (not shown). It is converted into a pulsed laser beam and output.
  • a pulsed laser beam output from the titanium-sapphire amplifier 81 is input to a wavelength conversion system 82 .
  • the wavelength conversion system 82 wavelength-converts the input pulsed laser light with a wavelength of 773.6 nm into pulsed laser light with a wavelength of 193.4 nm, and emits it toward the MO beam steering unit 20 as laser light Lp.
  • the power oscillator 30a is an ArF excimer amplifier and amplifies the laser light Lp with a wavelength of 193.4 nm input from the MO beam steering unit 20.
  • the master oscillator 10a may be a solid-state laser device that emits a pulsed laser beam with a wavelength of 248.4 nm
  • the power oscillator 30a may be a KrF excimer amplifier.
  • the semiconductor laser 80 outputs a CW laser beam with a wavelength of 745.2 nm
  • the titanium-sapphire amplifier 81 converts the CW laser beam input from the semiconductor laser 80 into a pulsed laser beam and outputs the pulsed laser beam.
  • the wavelength conversion system 82 is a wavelength conversion system that generates third harmonic light and includes an LBO crystal and a CLBO (CsLiB 6 O 10 ) crystal.
  • the wavelength conversion system 82 emits pulsed laser light with a wavelength of 248.4 nm as laser light Lp by generating second harmonic light with the LBO crystal and generating third harmonic light with the CLBO crystal.
  • the laser device 2a may include any of the power oscillators according to the above embodiments and modifications instead of the power oscillator 30a.
  • FIG. 15 schematically shows a configuration example of an exposure apparatus 200 .
  • Exposure apparatus 200 includes illumination optical system 204 and projection optical system 206 .
  • the illumination optical system 204 illuminates a reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on the reticle stage RT with laser light Lp incident from the laser device 2a, for example.
  • the projection optical system 206 reduces and projects the laser beam Lp transmitted through the reticle to form an image on a workpiece (not shown) placed on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate, such as a semiconductor wafer, coated with photoresist.
  • the exposure apparatus 200 synchronously translates the reticle stage RT and the workpiece table WT, thereby exposing the workpiece to the laser light Lp reflecting the reticle pattern.
  • a semiconductor device can be manufactured through a plurality of processes.
  • a semiconductor device is an example of an "electronic device" in this disclosure.
  • the laser device that outputs the laser light Lp to the exposure device 200 may be any of the laser devices according to the above embodiment and modifications.

Landscapes

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Abstract

本開示の一観点に係るレーザ装置は、レーザ光（Ｌｐ）を出射する発振器と、レーザ光（Ｌｐ）を一対の放電電極（３３ａ）を含むチャンバ（３２）内で増幅する増幅器（３０ａ）と、チャンバ（３２）を挟んで対向する位置に配置されて、一対の放電電極（３３ａ）の間で交差する第１光路（Ｐ１）及び第２光路（Ｐ２）を含むリング共振器を構成するフロント側光学系（３５）及びリア側光学系（３６）と、第１光路（Ｐ１）上又は第２光路（Ｐ２）上に配置された第１平行平面基板（６１、６２）と、を備える。第１光路（Ｐ１）は、フロント側光学系（３５）が、発振器から入射するレーザ光（Ｌｐ）をリア側光学系（３６）に向けて出射する光路である。第２光路（Ｐ２）は、リア側光学系（３６）が、第１光路（Ｐ１）を介して入射するレーザ光（Ｌｐ）をフロント側光学系（３５）に向けて出射する光路である。第１平行平面基板（６１、６２）は、第１光路（Ｐ１）及び第２光路（Ｐ２）を、チャンバ（３２）側で近づく方向に平行移動させる。

Description

レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、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及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。例えば、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及び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 Narrowing 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。
米国特許出願公開第２００８／０１１７９４８号明細書
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、レーザ光を出射する発振器と、レーザ光を一対の放電電極を含むチャンバ内で増幅する増幅器と、チャンバを挟んで対向する位置に配置されて、一対の放電電極の間で交差する第１光路及び第２光路を含むリング共振器を構成するフロント側光学系及びリア側光学系と、第１光路上又は第２光路上に配置された第１平行平面基板と、を備え、第１光路は、フロント側光学系が、発振器から入射するレーザ光をリア側光学系に向けて出射する光路であり、第２光路は、リア側光学系が、第１光路を介して入射するレーザ光をフロント側光学系に向けて出射する光路であり、第１平行平面基板は、第１光路及び第２光路を、チャンバ側で近づく方向に平行移動させる。
　本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、レーザ光を出射する発振器と、レーザ光を一対の放電電極を含むチャンバ内で増幅する増幅器と、チャンバを挟んで対向する位置に配置されて、一対の放電電極の間で交差する第１光路及び第２光路を含むリング共振器を構成するフロント側光学系及びリア側光学系と、第１光路上又は第２光路上に配置された第１平行平面基板と、を備え、第１光路は、フロント側光学系が、発振器から入射するレーザ光をリア側光学系に向けて出射する光路であり、第２光路は、リア側光学系が、第１光路を介して入射するレーザ光をフロント側光学系に向けて出射する光路であり、第１平行平面基板は、第１光路及び第２光路を、チャンバ側で近づく方向に平行移動させるレーザ装置によってレーザ光を生成し、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に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、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す正面図である。 図２は、比較例に係るパワーオシレータの構成例を概略的に示す上面図である。 図３は、第１実施形態に係るパワーオシレータの構成例を概略的に示す上面図である。 図４は、第１平行平面基板及び第２平行平面基板の構成を概略的に示す斜視図である。 図５は、第１平行平面基板及び第２平行平面基板の作用を説明する図である。 図６は、第１実施形態の変形例に係るパワーオシレータの構成例を概略的に示す上面図である。 図７は、第２実施形態に係るパワーオシレータの構成例を概略的に示す上面図である。 図８は、第３実施形態に係るパワーオシレータの構成例を概略的に示す上面図である。 図９は、第４実施形態に係るパワーオシレータの構成例を概略的に示す上面図である。 図１０は、第１平行平面基板を形成するＣａＦ２結晶の構造を示す図である。 図１１は、第１平行平面基板に入射するレーザ光との関係において好ましい第１の結晶方位を示す図である。 図１２は、第１平行平面基板に入射するレーザ光との関係において好ましい第２の結晶方位を示す図である。 図１３は、第１平行平面基板に入射するレーザ光との関係において好ましい第３の結晶方位を示す図である。 図１４は、変形例に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す正面図である。 図１５は、露光装置の構成例を概略的に示す図である。
実施形態
　＜内容＞
　１．比較例
　　１．１　構成
　　１．２　動作
　　１．３　課題
　２．第１実施形態
　　２．１　構成
　　２．２　動作
　　２．３　効果
　　２．４　変形例
　３．第２実施形態
　　３．１　構成
　　３．２　動作
　　３．３　効果
　４．第３実施形態
　　４．１　構成
　　４．２　動作
　　４．３　効果
　　４．４　変形例
　５．第４実施形態
　　５．１　構成
　　５．２　動作
　　５．３　効果
　　５．４　変形例
　６．平行平面基板の結晶方位
　　６．１　結晶構造
　　６．２　第１の結晶方位
　　６．３　第２の結晶方位
　　６．４　第３の結晶方位
　７．マスターオシレータの変形例
　　７．１　構成
　　７．２　動作
　　７．３　その他
　８．電子デバイスの製造方法
　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　構成
　図１は、比較例に係るレーザ装置２の構成例を概略的に示す。図２は、比較例に係るパワーオシレータ３０の構成例を概略的に示す。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。
　図１において、レーザ装置２の高さ方向をＶ軸方向、長さ方向をＺ軸方向、奥行き方向をＨ軸方向とする。Ｖ軸方向は、重力方向と平行であってよく、重力方向と逆方向を「＋Ｖ軸方向」とする。また、レーザ装置２から出射されるレーザ光Ｌｐの出射方向を「＋Ｚ軸方向」とする。また、図１の紙面の手前に向かう方向を「＋Ｈ軸方向」とする。
　レーザ装置２は、マスターオシレータ（Master Oscillator：ＭＯ）１０と、ＭＯビームステアリングユニット２０と、パワーオシレータ（Power Oscillator：ＰＯ）３０とを含む。なお、マスターオシレータ１０は、本開示の技術に係る「発振器」の一例である。パワーオシレータ３０は、本開示の技術に係る「増幅器」の一例である。
　マスターオシレータ１０は、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）１１と、チャンバ１４と、出力結合ミラー（Output Coupler：ＯＣ）１７とを含む。
　ＬＮＭ１１は、スペクトル線幅を狭帯域化するためのプリズムビームエキスパンダ１２と、グレーティング１３とを含む。プリズムビームエキスパンダ１２とグレーティング１３とは、入射角度と回折角度とが一致するようにリトロー配置されている。
　出力結合ミラー１７は、反射率が４０％～６０％の範囲内の反射ミラーである。出力結合ミラー１７とＬＮＭ１１とは、光共振器を構成する。
　チャンバ１４は、光共振器の光路上に配置されている。チャンバ１４は、一対の放電電極１５ａ，１５ｂと、レーザ光Ｌｐが透過する２枚のウィンドウ１６ａ，１６ｂとを含む。チャンバ１４には、レーザガスが充填されている。レーザガスは、例えば、レアガスとしてＡｒガス又はＫｒガス、ハロゲンガスとしてＦ２ガス、バッファガスとしてＮｅガスを含んでいてもよい。
　ウィンドウ１６ａ，１６ｂは、レーザ光Ｌｐの入射角がブリュースター角に近い角度となるように配置されている。また、ウィンドウ１６ａ，１６ｂは、レーザ光Ｌｐの偏光状態がＰ偏光となるように配置されている。
　ＭＯビームステアリングユニット２０は、高反射ミラー２１ａと高反射ミラー２１ｂとを含む。高反射ミラー２１ａと高反射ミラー２１ｂとは、マスターオシレータ１０から出射されたレーザ光Ｌｐがパワーオシレータ３０に入射するように配置されている。マスターオシレータ１０から出射されるレーザ光Ｌｐは、パルスレーザ光である。
　本開示における高反射ミラーは、例えば、合成石英又はフッ化カルシウム（ＣａＦ２）により形成された基板の表面に高反射膜が形成された平面ミラーである。高反射膜は、誘電体多層膜、例えば、フッ化物を含む膜である。
　パワーオシレータ３０は、チャンバ３２と、フロント側光学系３５と、リア側光学系３６とを含む。フロント側光学系３５とリア側光学系３６とは、リング共振器を構成する。フロント側光学系３５は、ＭＯビームステアリングユニット２０からパワーオシレータ３０にレーザ光Ｌｐが入射する光入射側に配置されている。リア側光学系３６は、チャンバ３２を挟んでフロント側光学系３５と対向する位置に配置されている。
　チャンバ３２は、リング共振器の光路上に配置されている。チャンバ３２は、マスターオシレータ１０のチャンバ１４と同様の構成である。すなわち、チャンバ３２は、一対の放電電極３３ａ，３３ｂと、レーザ光Ｌｐが透過する２枚のウィンドウ３４ａ，３４ｂとを含む。チャンバ３２には、レーザガスが充填されている。
　ウィンドウ３４ａ，３４ｂは、レーザ光Ｌｐの入射角がブリュースター角に近い角度となるように配置されている。また、ウィンドウ３４ａ，３４ｂは、レーザ光Ｌｐの偏光状態がＰ偏光となるように配置されている。
　図２において、フロント側光学系３５は、出力結合ミラー４０と高反射ミラー４１とを含む。出力結合ミラー４０は、ＭＯビームステアリングユニット２０から入射するレーザ光Ｌｐの光路上に、レーザ光Ｌｐが所定の入射角で入射するように配置されている。
　出力結合ミラー４０は、例えば、反射率が１０％～３０％の範囲内の部分反射ミラーである。出力結合ミラー４０は、対向する第１面４０ａ及び第２面４０ｂを有する。第１面４０ａ及び第２面４０ｂは、一対の放電電極３３ａ，３３ｂの放電方向であるＶ軸方向に平行である。第１面４０ａには、反射防止膜が形成されている。第２面４０ｂには、部分反射膜が形成されている。
　出力結合ミラー４０は、ＭＯビームステアリングユニット２０から第１面４０ａに入射するレーザ光Ｌｐを透過させる。また、出力結合ミラー４０は、高反射ミラー４１から第２面４０ｂに入射するレーザ光Ｌｐの一部を透過させ、かつ一部を反射する。出力結合ミラー４０を透過した上記レーザ光Ｌｐの一部は、フロント側光学系３５から出射されて，後述する高反射ミラー４２に入射する。出力結合ミラー４０の第２面４０ｂで反射したレーザ光Ｌｐの一部は、チャンバ３２に入射する。
　高反射ミラー４１は、高反射膜が形成された高反射面４１ａを有する。出力結合ミラー４０と高反射ミラー４１とは、第２面４０ｂと高反射面４１ａとが所定の角度をなして対向するように配置されている。高反射ミラー４１は、リア側光学系３６からチャンバ３２を介して入射するレーザ光Ｌｐを、高反射面４１ａで出力結合ミラー４０の第２面４０ｂに向けて反射する。
　図１では図示を省略しているが、図２に示すように、フロント側光学系３５の光出射側には、高反射ミラー４２が配置されている。高反射ミラー４２は、フロント側光学系３５から出射されるレーザ光Ｌｐを反射してＺ軸方向へ進行させる。
　リア側光学系３６は、第１高反射ミラー５０と第２高反射ミラー５１とを含む。第１高反射ミラー５０は、高反射膜が形成された高反射面５０ａを有する。第２高反射ミラー５１は、高反射膜が形成された高反射面５１ａを有する。高反射面５０ａ及び高反射面５１ａは、Ｖ軸方向に平行である。第１高反射ミラー５０と第２高反射ミラー５１とは、高反射面５０ａと高反射面５１ａとが所定の角度をなして対向するように配置されている。
　第１高反射ミラー５０は、フロント側光学系３５からチャンバ３２を介して入射するレーザ光Ｌｐを、高反射面５０ａで第２高反射ミラー５１に向けて反射する。第２高反射ミラー５１は、第１高反射ミラー５０から入射するレーザ光Ｌｐを、高反射面５１ａでチャンバ３２に向けて反射する。
　フロント側光学系３５とリア側光学系３６とにより、一対の放電電極３３ａ，３３ｂの間で交差する第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を含むリング共振器が構成される。第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とは、一対の放電電極３３ａ，３３ｂの間の放電空間内で近接している。
　第１光路Ｐ１は、出力結合ミラー４０と第１高反射ミラー５０とによって構成される。第２光路Ｐ２は、第２高反射ミラー５１と高反射ミラー４１とによって構成される。第１光路Ｐ１は、フロント側光学系３５が、マスターオシレータ１０から入射するレーザ光Ｌｐをリア側光学系３６に向けて出射する光路である。第２光路Ｐ２は、リア側光学系３６が、第１光路Ｐ１を介して入射するレーザ光Ｌｐをフロント側光学系３５に向けて出射する光路である。
　すなわち、第１光路Ｐ１は、フロント側光学系３５からチャンバ３２を介してリア側光学系３６に至る往路である。第２光路Ｐ２は、リア側光学系３６からチャンバ３２を介してフロント側光学系３５に至る復路である。また、第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とは、一対の放電電極３３ａ，３３ｂによる放電方向であるＶ軸方向に直交する面に含まれる。
　　１．２　動作
　マスターオシレータ１０のチャンバ１４において放電が発生すると、レーザガスが励起され、出力結合ミラー１７とＬＮＭ１１とで構成される光共振器によって狭帯域化されたレーザ光Ｌｐが出力結合ミラー１７から出射される。このレーザ光ＬｐはＭＯビームステアリングユニット２０によって、パワーオシレータ３０のフロント側光学系３５にシード光として入射する。
　フロント側光学系３５に入射したレーザ光Ｌｐは、出力結合ミラー４０を透過してリング共振器の内部に入射する。出力結合ミラー４０を透過したレーザ光Ｌｐは、第１光路Ｐ１に沿って進行してチャンバ３２に入射する。チャンバ３２にレーザ光Ｌｐが入射するタイミングに同期して、放電空間において放電が発生する。その結果、レーザガスが励起されてレーザ光Ｌｐが増幅される。増幅されたレーザ光Ｌｐは、チャンバ３２から出射されて第１光路Ｐ１に沿って進行した後、リア側光学系３６に入射する。
　リア側光学系３６に入射したレーザ光Ｌｐは、第１高反射ミラー５０と第２高反射ミラー５１とで反射されることにより進行方向が折り返されて、リア側光学系３６から出射される。リア側光学系３６から出射されたレーザ光Ｌｐは、第２光路Ｐ２に沿って進行してチャンバ３２に入射する。チャンバ３２に入射したレーザ光Ｌｐは、放電空間で再び増幅されてチャンバ３２から出射される。チャンバ３２から出射されたレーザ光Ｌｐは、第２光路Ｐ２に沿って進行した後、フロント側光学系３５に入射する。
　フロント側光学系３５に入射したレーザ光Ｌｐは、高反射ミラー４１で出力結合ミラー４０に向けて反射される。出力結合ミラー４０に入射したレーザ光Ｌｐの一部は、出力結合ミラー４０を透過してフロント側光学系３５から高反射ミラー４２に向けて出射され、高反射ミラー４２で反射されることによりレーザ装置２から出射される。
　また、出力結合ミラー４０に入射したレーザ光Ｌｐの残りの一部は、出力結合ミラー４０で反射されることによりフロント側光学系３５からチャンバ３２に向けて出射される。すなわち、レーザ光Ｌｐの残りの一部は、フロント側光学系３５で進行方向が折り返される。進行方向が折り返されたレーザ光Ｌｐは、再び第１光路Ｐ１に沿って進行してチャンバ３２に入射する。このように、レーザ光Ｌｐの一部は、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を含むリング共振器を繰り返し周回する。レーザ光Ｌｐが一回の放電時間内に放電空間を複数回通過することにより増幅発振する。
　　１．３　課題
　比較例に係るレーザ装置２のパワーオシレータ３０において、フロント側光学系３５及びリア側光学系３６でレーザ光Ｌｐの進行方向を折り返すためには、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の両端で両者が一定以上の間隔Ｄを有する必要がある。これは、間隔Ｄが小さい場合には、フロント側光学系３５及びリア側光学系３６の設計が困難となるためである。以下、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の両端における間隔Ｄを、光路端間隔Ｄという。
　レーザ光Ｌｐを放電空間で効率よく増幅するためには、第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とを放電空間内で近接させるべく、第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とを小さな角度で交差させる必要がある。このため、レーザ光Ｌｐの進行方向を折り返すために必要な光路端間隔Ｄを得るためには、パワーオシレータ３０の共振器長Ｌを一定以上の長さとする必要がある。ここで、共振器長Ｌとは、リング共振器のＺ軸方向の距離をいう。
　しかしながら、共振器長Ｌを長くすると、レーザ光Ｌｐがリング共振器を周回する周回時間が長くなるので、一回の放電時間内にレーザ光Ｌｐが放電空間を通過する回数が減少する。この結果、増幅効率が低下する。
　増幅効率を向上させるためには、第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とを放電空間内で近接させつつ、共振器長Ｌを短くすることが求められる。
　２．第１実施形態
　　２．１　構成
　図３は、本開示の第１実施形態に係るレーザ装置に含まれるパワーオシレータ３０ａの構成例を概略的に示す。図４は、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２の構成を示す。図５は、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２の作用を説明する。第１実施形態に係るレーザ装置は、パワーオシレータ３０ａの構成のみが比較例に係るレーザ装置２の構成と異なる。
　図３において、パワーオシレータ３０ａは、チャンバ３２と、フロント側光学系３５と、リア側光学系３６と、第１平行平面基板６１と、第２平行平面基板６２とを含む。パワーオシレータ３０ａは、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２を含む点が、比較例に係るパワーオシレータ３０と異なる。パワーオシレータ３０ａに含まれるチャンバ３２、フロント側光学系３５、及びリア側光学系３６の構成は、比較例と同様である。
　第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、それぞれレーザ光Ｌｐに対して透過性を有する平行平面基板である。第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）により形成されている。
　本実施形態では、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、チャンバ３２とフロント側光学系３５との間に配置されている。具体的には、第１平行平面基板６１は、チャンバ３２のフロント側の第１光路Ｐ１上に配置されている。第２平行平面基板６２は、チャンバ３２のフロント側の第２光路Ｐ２上に配置されている。チャンバ３２のフロント側の第１光路Ｐ１とは、チャンバ３２とフロント側光学系３５との間における第１光路Ｐ１をいう。チャンバ３２のフロント側の第２光路Ｐ２とは、チャンバ３２とフロント側光学系３５との間における第２光路Ｐ２をいう。
　図４において、第１平行平面基板６１は、互いに対向する第１面６１ａ及び第２面６１ｂと、第３面６１ｃとを含む。第１面６１ａ及び第２面６１ｂは、互いに平行な平面であって、Ｖ軸方向に平行である。第３面６１ｃは、第１面６１ａ及び第２面６１ｂに対して傾斜した斜面であって、かつＶ軸方向及びＺ軸方向に平行な平面である。第１平行平面基板６１は、Ｖ軸方向から見た側面形状が台形である。
　第２平行平面基板６２は、互いに対向する第１面６２ａ及び第２面６２ｂと、第３面６２ｃとを含む。第１面６２ａ及び第２面６２ｂは、互いに平行な平面であって、Ｖ軸方向に平行である。第３面６２ｃは、第１面６２ａ及び第２面６２ｂに対して傾斜した斜面であって、かつＶ軸方向及びＺ軸方向に平行な平面である。第２平行平面基板６２は、Ｖ軸方向から見た側面形状が台形である。
　第１平行平面基板６１と第２平行平面基板６２とは、例えば同一の形状で、かつ同一の大きさの平行平面基板である。第１平行平面基板６１と第２平行平面基板６２とは、第３面６１ｃと第３面６２ｃとが離隔し、かつ第２面６１ｂと第２面６２ｂとが所定の角度をなして対向するように配置されている。このように第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２を構成することにより、リング共振器内の狭い空間において第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に平行平面基板を配置することが可能となり、省スペース化を図ることができる。
　図５に示すように、第１平行平面基板６１は、第１面６１ａの法線と第１光路Ｐ１とが角度θ１で交わるように配置される。例えば、角度θ１はブリュースター角である。すなわち、第１平行平面基板６１に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。第１平行平面基板６１は、距離δ１だけ第１光路Ｐ１を平行移動させる。具体的には、第１平行平面基板６１は、第１光路Ｐ１を、チャンバ３２側で第２光路Ｐ２に近づく方向に距離δ１だけ平行移動させる。距離δ１は、角度θ１と、第１平行平面基板６１の屈折率及び厚みとに応じて決まる値である。
　第２平行平面基板６２は、第１面６２ａの法線と第２光路Ｐ２とが角度θ２で交わるように配置される。例えば、角度θ２はブリュースター角である。すなわち、第２平行平面基板６２に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。第２平行平面基板６２は、距離δ２だけ第２光路Ｐ２を平行移動させる。具体的には、第２平行平面基板６２は、第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で第１光路Ｐ１に近づく方向に距離δ２だけ平行移動させる。距離δ２は、角度θ２と、第２平行平面基板６２の屈折率及び厚みとに応じて決まる値である。本実施形態では、δ１＝δ２である。
　すなわち、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、チャンバ３２のフロント側において、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で近づく方向に平行移動させる。
　　２．２　動作
　第１実施形態に係るレーザ装置の動作は、パワーオシレータ３０ａにおいて、リング共振器を周回するレーザ光Ｌｐが第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２によりシフトされること以外は、比較例に係るレーザ装置２の動作と同様である。
　本実施形態では、フロント側光学系３５から出射されて第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐは、第１平行平面基板６１を透過することによりシフトしてチャンバ３２に入射する。また、チャンバ３２から出射されて第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐは、第２平行平面基板６２を透過することによりシフトしてフロント側光学系３５に入射する。
　　２．３　効果
　図５において、比較例におけるフロント側光学系３５の位置を破線で示しており、本実施形態におけるフロント側光学系３５の位置を実線で示している。本実施形態では、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２により、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２がチャンバ３２側で近づく方向に平行移動するので、レーザ光Ｌｐの進行方向を折り返すために必要な光路端間隔Ｄが得られる位置をチャンバ３２側に近づけることができる。
　したがって、本実施形態では、比較例の場合よりもフロント側光学系３５をチャンバ３２側に近づけることが可能となる。この結果、第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とを放電空間内で近接させつつ、共振器長Ｌを短くすることができる。共振器長Ｌを短くすることができる距離ΔＬは、上述の距離δ１，δ２と、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２とが交差する角度とに依存する。
　共振器長Ｌを短くすることにより、レーザ光Ｌｐがリング共振器を周回する周回時間が短くなるので、一回の放電時間内にレーザ光Ｌｐが放電空間を通過する回数が増加する。この結果、増幅効率が向上する。
　　２．４　変形例
　次に、第１実施形態に係るパワーオシレータ３０ａの変形例を説明する。図６は、変形例に係るパワーオシレータ３０ｂの構成例を概略的に示す。第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、第１実施形態ではチャンバ３２のフロント側に配置されているが、本変形例ではチャンバ３２のリア側に配置されている。パワーオシレータ３０ｂは、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２の配置が異なること以外は、第１実施形態に係るパワーオシレータ３０ａと同様の構成である。
　図６に示される第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、図５に示される第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２と、Ｖ軸方向に平行な中心軸に対して１８０°の回転対称の関係にある。
　本変形例では、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、チャンバ３２とリア側光学系３６との間に配置されている。具体的には、第１平行平面基板６１は、チャンバ３２のリア側の第１光路Ｐ１上に配置されている。第２平行平面基板６２は、チャンバ３２のリア側の第２光路Ｐ２上に配置されている。第１平行平面基板６１に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。第２平行平面基板６２に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。
　第１平行平面基板６１は、第１光路Ｐ１を、チャンバ３２側で第２光路Ｐ２に近づく方向に平行移動させる。第２平行平面基板６２は、第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で第１光路Ｐ１に近づく方向に平行移動させる。すなわち、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、チャンバ３２のリア側において、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で近づく方向に平行移動させる。
　本変形例によれば、比較例の場合よりもリア側光学系３６をチャンバ３２側に近づけることが可能となる。したがって、フロント側光学系３５をチャンバ３２側に近づけることを可能とする第１実施形態と同様の効果が得られる。
　３．第２実施形態
　　３．１　構成
　次に、本開示の第２実施形態に係るレーザ装置について説明する。なお、以下では、第１実施形態に係るレーザ装置の構成と異なる点を説明する。
　第２実施形態に係るレーザ装置は、パワーオシレータの構成のみが、第１実施形態に係るレーザ装置の構成と異なる。図７は、第２実施形態に係るパワーオシレータ３０ｃの構成例を概略的に示す。パワーオシレータ３０ｃは、フロント側光学系３５、リア側光学系３６、第１平行平面基板６１、及び第２平行平面基板６２に加えて、第３平行平面基板６３及び第４平行平面基板６４を含む点が、第１実施形態に係るパワーオシレータ３０ａと異なる。
　第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２は、第１実施形態と同様に、チャンバ３２のフロント側に配置されている。第３平行平面基板６３及び第４平行平面基板６４は、チャンバ３２のリア側に配置されている。第３平行平面基板６３及び第４平行平面基板６４は、第１実施形態の変形例に係る第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２（図６参照）と同様の構成である。
　第３平行平面基板６３は、チャンバ３２のリア側の第１光路Ｐ１上に配置されている。第４平行平面基板６４は、チャンバ３２のリア側の第２光路Ｐ２上に配置されている。第３平行平面基板６３に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。第４平行平面基板６４に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。
　第３平行平面基板６３は、第１光路Ｐ１を、チャンバ３２側で第２光路Ｐ２に近づく方向に平行移動させる。第４平行平面基板６４は、第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で第１光路Ｐ１に近づく方向に平行移動させる。すなわち、第３平行平面基板６３及び第４平行平面基板６４は、チャンバ３２のリア側において、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で近づく方向に平行移動させる。
　　３．２　動作
　第２実施形態に係るレーザ装置の動作は、リング共振器を周回するレーザ光Ｌｐが、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２に加えて、第３平行平面基板６３及び第４平行平面基板６４によりシフトされること以外は、第１実施形態に係るレーザ装置の動作と同様である。
　本実施形態では、フロント側光学系３５から出射されて第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐは、第１平行平面基板６１を透過することによりシフトしてチャンバ３２に入射する。チャンバ３２から出射されて第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐは、第３平行平面基板６３を透過することによりシフトしてリア側光学系３６に入射する。
　リア側光学系３６から出射されて第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐは、第４平行平面基板６４を透過することによりシフトしてチャンバ３２に入射する。チャンバ３２から出射されて第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐは、第２平行平面基板６２を透過することによりシフトしてフロント側光学系３５に入射する。
　　３．３　効果
　本実施形態では、フロント側光学系３５及びリア側光学系３６をチャンバ３２側に近づけることが可能となる。この結果、第１実施形態よりも、共振器長Ｌをさらに短くすることができ、増幅効率がさらに向上する。
　４．第３実施形態
　　４．１　構成
　次に、本開示の第３実施形態に係るレーザ装置について説明する。なお、以下では、第１実施形態に係るレーザ装置の構成と異なる点を説明する。
　第３実施形態に係るレーザ装置は、パワーオシレータの構成のみが、第１実施形態に係るレーザ装置の構成と異なる。図８は、第３実施形態に係るパワーオシレータ３０ｄの構成例を概略的に示す。パワーオシレータ３０ｄは、フロント側光学系３５と、リア側光学系３６と、２つの第１平行平面基板６１とを含む。パワーオシレータ３０ｄは、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２に代えて、２つの第１平行平面基板６１を含む点が、第１実施形態に係るパワーオシレータ３０ａと異なる。
　２つの第１平行平面基板６１は、第１光路Ｐ１上に配置されている。具体的には、２つの第１平行平面基板６１のうち一方は、チャンバ３２のフロント側の第１光路Ｐ１上に配置されており、他方は、チャンバ３２のリア側の第１光路Ｐ１上に配置されている。第１平行平面基板６１の各々に入射するレーザ光Ｌｐの入射角はブリュースター角である。
　チャンバ３２のフロント側の第１光路Ｐ１上に配置された第１平行平面基板６１は、第１実施形態に係る第１平行平面基板６１と同様の構成である。チャンバ３２のリア側の第１光路Ｐ１上に配置された第１平行平面基板６１は、第１実施形態の変形例に係る第１平行平面基板６１（図６参照）と同様の構成である。
　第１平行平面基板６１の各々は、第１光路Ｐ１を、チャンバ３２側で第２光路Ｐ２に近づく方向に平行移動させる。すなわち、２つの第１平行平面基板６１は、チャンバ３２のフロント側及びリア側において、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を、チャンバ３２側で近づく方向に平行移動させる。
　　４．２　動作
　第３実施形態に係るレーザ装置の動作は、リング共振器を周回するレーザ光Ｌｐが、第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２に代えて、２つの第１平行平面基板６１によりシフトされること以外は、第１実施形態に係るレーザ装置の動作と同様である。
　本実施形態では、フロント側光学系３５から出射されて第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐは、第１平行平面基板６１を透過することによりシフトしてチャンバ３２に入射する。チャンバ３２から出射されて第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐは、第１平行平面基板６１を透過することによりシフトしてリア側光学系３６に入射する。
　本実施形態では、第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐは、シフトされない。リア側光学系３６から出射されて第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐは、チャンバ３２を介してフロント側光学系３５に入射する。
　　４．３　効果
　本実施形態では、２つの第１平行平面基板６１により、フロント側光学系３５及びリア側光学系３６をチャンバ３２側に近づけることが可能となる。第１平行平面基板６１の各々の屈折率及び厚みが、第１実施形態の第１平行平面基板６１及び第２平行平面基板６２の各々の屈折率及び厚みと同一である場合には、共振器長Ｌを第１実施形態と同等の長さとすることができる。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
　　４．４　変形例
　次に、第３実施形態に係るパワーオシレータ３０ｄの変形例を説明する。第３実施形態では、チャンバ３２のフロント側及びリア側の第１光路Ｐ１のそれぞれに第１平行平面基板６１が配置されている。これに代えて、チャンバ３２のフロント側及びリア側のいずれか一方の第１光路Ｐ１上にのみ第１平行平面基板６１が配置されていてもよい。
　また、第３実施形態では、第１光路Ｐ１上に２つの第１平行平面基板６１が配置されているが、これに代えて、第２光路Ｐ２上に２つの第２平行平面基板６２が配置されていてもよい。具体的には、２つの第２平行平面基板６２のうち一方が、チャンバ３２のフロント側の第２光路Ｐ２上に配置されており、他方が、チャンバ３２のリア側の第２光路Ｐ２上に配置されていてもよい。さらに、チャンバ３２のフロント側及びリア側のいずれか一方の第２光路Ｐ２上にのみ第２平行平面基板６２が配置されていてもよい。
　すなわち、本開示の技術に係るレーザ装置のパワーオシレータは、第１光路Ｐ１上又は第２光路Ｐ２上に少なくとも１つの平行平面基板が配置されたものであればよい。
　５．第４実施形態
　　５．１　構成
　次に、本開示の第４実施形態に係るレーザ装置について説明する。なお、以下では、第１実施形態に係るレーザ装置の構成と異なる点を説明する。
　第４実施形態に係るレーザ装置は、パワーオシレータの構成のみが、第１実施形態に係るレーザ装置の構成と異なる。図９は、第４実施形態に係るパワーオシレータ３０ｅの構成例を概略的に示す。パワーオシレータ３０ｅは、フロント側光学系３５ａの構成が、第１実施形態に係るフロント側光学系３５の構成と異なる。パワーオシレータ３０ｅの他の構成は、第１実施形態に係るパワーオシレータ３０ａの構成と同様である。
　フロント側光学系３５ａは、出力結合ミラー４０と、第１高反射ミラー４３と、第２高反射ミラー４４とを含む。出力結合ミラー４０の構成は、第１実施形態と同様である。第１高反射ミラー４３は、第２光路Ｐ２を進行してフロント側光学系３５ａに入射するレーザ光Ｌｐを、第２高反射ミラー４４に向けて反射するように配置されている。第２高反射ミラー４４は、第１高反射ミラー４３から入射するレーザ光Ｌｐを、出力結合ミラー４０の第２面４０ｂに向けて反射するように配置されている。
　出力結合ミラー４０は、第２高反射ミラー４４から第２面４０ｂに入射するレーザ光Ｌｐの一部を透過させ、かつ一部を反射して第１光路Ｐ１に沿って進行させる。
　第１実施形態では、リング共振器は、出力結合ミラー４０、高反射ミラー４１、第１高反射ミラー５０、及び第２高反射ミラー５１の４枚のミラーで構成されている。これに対して、本実施形態では、リング共振器は、出力結合ミラー４０、第１高反射ミラー４３、第２高反射ミラー４４、第１高反射ミラー５０、及び第２高反射ミラー５１の５枚のミラーで構成されている。
　　５．２　動作
　第４実施形態に係るレーザ装置の動作は、フロント側光学系３５ａに入射したレーザ光Ｌｐが第１高反射ミラー４３と第２高反射ミラー４４とで反射された後に出力結合ミラー４０に入射すること以外は、第１実施形態に係るレーザ装置の動作と同様である。
　本実施形態では、チャンバ３２から第２平行平面基板６２を介してフロント側光学系３５ａに入射したレーザ光Ｌｐは、第１高反射ミラー４３と第２高反射ミラー４４とで反射されて出力結合ミラー４０に入射する。出力結合ミラー４０に入射したレーザ光Ｌｐの一部は、出力結合ミラー４０を透過してフロント側光学系３５ａから高反射ミラー４２に向けて出射され、高反射ミラー４２により反射されることによりレーザ装置から出射される。また、出力結合ミラー４０に入射したレーザ光Ｌｐの残りの一部は、出力結合ミラー４０で反射されることによりフロント側光学系３５ａから出射される。
　　５．３　効果
　本実施形態では、リング共振器が５枚のミラーで構成されているので、レーザ光Ｌｐは、リング共振器を１周回するたびにビームプロファイルがミラー反転する。すなわち、パワーオシレータ３０ｅから出射されるレーザ光Ｌｐのビームプロファイルが１周回ごとにミラー反転するので、レーザ光Ｌｐの空間コヒーレンスが低下する。これにより、レーザ装置を露光用光源として使用した場合に、レチクル上でのスペックルが抑制される。
　また、リング共振器を構成する５枚のミラーに角度ずれが生じている場合であっても、レーザ光Ｌｐのビームプロファイルが１周回ごとにミラー反転することにより、各ミラーの角度ずれ成分の累積が抑制されるという利点がある。
　　５．４　変形例
　本実施形態に係るフロント側光学系３５ａは、第１実施形態に係るフロント側光学系３５に限られず、第２実施形態、第３実施形態、又はそれらの変形例に係るフロント側光学系３５に代えて用いることも可能である。
　６．平行平面基板の結晶方位
　次に、平行平面基板の結晶方位のバリエーションについて説明する。以下では、第１平行平面基板６１に入射するレーザ光Ｌｐとの関係において好ましい複数の結晶方位について説明する。なお、第１平行平面基板６１以外の平行平面基板についても同様である。
　　６．１　結晶構造
　図１０は、第１平行平面基板６１を形成するＣａＦ２結晶の構造を示す。ＣａＦ２結晶は、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）が面心立方格子構造であり、フッ素イオン（Ｆ－）が単純立方格子構造である。また、カルシウムイオンは、フッ素イオンが構成する立方体の体心に位置する。フッ素イオンは、カルシウムイオンが構成する正四面体の中心に位置する。
　以下の説明では、立方晶における結晶の面を（ｈｋｌ）と表記し、軸の方向を［ｕｖｗ］と表記する。これらは、結晶における特定の面及び軸を表す。また、［ｕｖｗ］軸と等価な軸、すなわち座標軸に対する相対的な関係が同じ軸をすべて含めて＜ｕｖｗ＞という。
　ＣａＦ２結晶は、［１１１］軸を対称軸とした３回対称である。すなわち、ＣａＦ２結晶を、［１１１］軸の真上から見ると、［１００］軸と［０１０］軸とのなす角度は１２０°、［１００］軸と［００１］軸とのなす角度は２４０°となる。ＣａＦ２結晶の結晶成長方向は［１１１］軸方向であって、（１１１）面は劈開性を有する。
　以下の各例において、レーザ光Ｌｐは、第１平行平面基板６１の第１面６１ａにＰ偏光として入射する。上述のように第１面６１ａに入射するレーザ光Ｌｐの入射角θ１はブリュースター角である。ＣａＦ２結晶の屈折率ｎを１．５０１９５８とすると、ブリュースター角は、約５６．３４°である。
　　６．２　第１の結晶方位
　図１１は、第１平行平面基板６１に入射するレーザ光Ｌｐとの関係において好ましい第１の結晶方位を示す。図１１において、第１平行平面基板６１は、［１１１］軸と、内部を通過するレーザ光Ｌｐの電界軸とが一致するように形成されている。すなわち、［１１１］軸は、入射面に平行で、かつ第１平行平面基板６１の内部を通過するレーザ光Ｌｐの光路軸に直交する方向に平行である。
　本開示では、直線偏光の電界ベクトルに平行な軸を電界軸という。また、レーザ光Ｌｐが、入射面に偏光方向が平行であるＰ偏光成分に加えてＳ偏光成分を含む場合には、Ｐ偏光成分の電界ベクトルに平行な軸を電界軸という。
　［１１１］軸とレーザ光Ｌｐの電界軸とが一致することにより、第１平行平面基板６１内でのレーザ光Ｌｐの吸収量が低減し、熱応力及び複屈折量が低減するという効果が得られる（詳しくは、米国特許出願公開第２０２０／００６７２５７号明細書を参照）。
　なお、［１１１］軸は、＜１１１＞に含まれる［１１１］軸以外の軸と等価である。このため、第１平行平面基板６１は、内部を通過するレーザ光ＬｐのＰ偏光成分の電界軸と、＜１１１＞に含まれる１つの軸とが一致するように形成されていればよい。
　　６．３　第２の結晶方位
　図１２は、第１平行平面基板６１に入射するレーザ光Ｌｐとの関係において好ましい第２の結晶方位を示す。図１２において、第１平行平面基板６１は、［１１１］軸と、内部を通過するレーザ光Ｌｐの光路軸とが一致するように形成されている。すなわち、［１１１］軸は、入射面に平行で、かつ第１平行平面基板６１の内部を通過するレーザ光Ｌｐの光路軸に平行である。
　［１１１］軸とレーザ光Ｌｐの光路軸とが一致することにより、レーザ光Ｌｐが劈開面である（１１１）面に対して垂直に入射するので、レーザ光Ｌｐの偏光状態の変化、波面の不均一性等を低減することができる（詳しくは、米国特許第６１８１７２４号明細書を参照）。
　なお、第１平行平面基板６１は、内部を通過するレーザ光Ｌｐの光路軸と、＜１１１＞に含まれる１つの軸とが一致するように形成されていればよい。
　　６．４　第３の結晶方位
　図１３は、第１平行平面基板６１に入射するレーザ光Ｌｐとの関係において好ましい第３の結晶方位を示す。図１３において、第１平行平面基板６１は、［１１１］軸が、第１面６１ａ及び第２面６１ｂに直交するように形成されている。すなわち、第１面６１ａ及び第２面６１ｂは、それぞれ（１１１）面である。また、第１平行平面基板６１は、レーザ光Ｌｐが［１１１］軸と［００１］軸とを含む面を通過する配置を基準として、［１１１］軸を中心軸として６０°回転した位置に配置されている。
　第１平行平面基板６１を、上記のように配置することにより、レーザ光Ｌｐによる熱応力が低減されるという効果が得られる（詳しくは、米国特許出願公開第２０１１／０１５８２８１号明細書を参照）。また、第１面６１ａ及び第２面６１ｂを劈開面である（１１１）面とすることにより、第１平行平面基板６１の製造が容易となる。
　なお、第１平行平面基板６１は、表面が＜１１１＞に含まれる１つの第１軸に直交しており、レーザ光Ｌｐが第１軸と＜００１＞に含まれる１つの第２軸とを含む面を通過する配置を基準として、第１軸を中心軸として６０°回転した位置に配置されていればよい。第１軸の一例が［１１１］軸であり、第２軸の一例が［００１］軸である。
　７．マスターオシレータの変形例
　次に、マスターオシレータ１０の変形例について説明する。上記各実施形態では、レーザ装置は、エキシマレーザ装置により構成されたマスターオシレータ１０を含むが、マスターオシレータ１０は種々の変形が可能である。
　　７．１　構成
　図１４は、変形例に係るレーザ装置２ａの構成例を概略的に示す。レーザ装置２ａは、マスターオシレータ１０ａと、ＭＯビームステアリングユニット２０と、パワーオシレータ３０ａとを含む。ＭＯビームステアリングユニット２０及びパワーオシレータ３０ａは、第１実施形態と同様の構成である。
　マスターオシレータ１０ａは、固体レーザ装置であり、シード光を出力する半導体レーザ８０と、シード光を増幅するチタンサファイヤ増幅器８１と、波長変換システム８２とを含む。
　半導体レーザ８０は、シード光として、波長が７７３．６ｎｍであるＣＷ（Continuous Wave）レーザ光を出力する分布帰還型の半導体レーザである。半導体レーザ８０の温度設定を変更することによって、発振波長を変化させることができる。
チタンサファイヤ増幅器８１は、チタンサファイヤ結晶８１ａと、ポンピング用パルスレーザ８１ｂとを含む。チタンサファイヤ結晶８１ａは、シード光の光路上に配置されている。ポンピング用パルスレーザ８１ｂは、ＹＬＦレーザの第２高調波光を出力するレーザ装置である。
　波長変換システム８２は、第４高調波光を発生する波長変換システムであって、ＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ５）結晶と、ＫＢＢＦ（ＫＢｅ２ＢＯ３Ｆ２）結晶とを含んでいる。各結晶は、図示しない回転ステージ上に配置されており、各結晶に対するシード光の入射角度を変更できるように構成されている。
　　７．２　動作
　チタンサファイヤ増幅器８１において、ポンピング用パルスレーザ８１ｂは、制御部（図示せず）から入力されたトリガ信号に基づいて、チタンサファイヤ結晶８１ａに入力されるシード光としてのＣＷレーザ光をパルスレーザ光に変換して出力させる。チタンサファイヤ増幅器８１から出力されたパルスレーザ光は、波長変換システム８２に入力される。波長変換システム８２は、入力された波長７７３．６ｎｍのパルスレーザ光を、波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光に波長変換し、レーザ光ＬｐとしてＭＯビームステアリングユニット２０に向けて出射する。
　本変形例では、パワーオシレータ３０ａは、ＡｒＦエキシマ増幅器であって、ＭＯビームステアリングユニット２０から入力される波長１９３．４ｎｍのレーザ光Ｌｐを増幅する。
　　７．３　その他
　マスターオシレータ１０ａを、波長が２４８．４ｎｍのパルスレーザ光を出射する固体レーザ装置とし、パワーオシレータ３０ａをＫｒＦエキシマ増幅器としてもよい。この場合、半導体レーザ８０は、波長が７４５．２ｎｍであるＣＷレーザ光を出力し、チタンサファイヤ増幅器８１は、半導体レーザ８０から入力されたＣＷレーザ光をパルスレーザ光に変換して出力する。この場合、波長変換システム８２は、第３高調波光を発生する波長変換システムであって、ＬＢＯ結晶とＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０）結晶とを含む。波長変換システム８２は、ＬＢＯ結晶で第２高調波光を生成し、ＣＬＢＯ結晶で第３高調波光を生成することにより、波長が２４８．４ｎｍのパルスレーザ光をレーザ光Ｌｐとして出射する。
　なお、レーザ装置２ａは、パワーオシレータ３０ａに代えて、上記実施形態及び変形例に係るいずれのパワーオシレータを含んでいてもよい。
　８．電子デバイスの製造方法
　図１５は、露光装置２００の構成例を概略的に示す。露光装置２００は、照明光学系２０４と投影光学系２０６とを含む。照明光学系２０４は、例えば、レーザ装置２ａから入射したレーザ光Ｌｐ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２０６は、レチクルを透過したレーザ光Ｌｐ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。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光装置２００は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光Ｌｐをワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンを転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造できる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。
　なお、露光装置２００にレーザ光Ｌｐを出力するレーザ装置は、上記実施形態及び変形例に係るいずれのレーザ装置であってもよい。
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。したがって、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の各実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
　本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　レーザ光を出射する発振器と、
    　前記レーザ光を一対の放電電極を含むチャンバ内で増幅する増幅器と、
    　前記チャンバを挟んで対向する位置に配置されて、前記一対の放電電極の間で交差する第１光路及び第２光路を含むリング共振器を構成するフロント側光学系及びリア側光学系と、
    　前記第１光路上又は前記第２光路上に配置された第１平行平面基板と、
    　を備え、
    　前記第１光路は、前記フロント側光学系が、前記発振器から入射する前記レーザ光を前記リア側光学系に向けて出射する光路であり、
    　前記第２光路は、前記リア側光学系が、前記第１光路を介して入射する前記レーザ光を前記フロント側光学系に向けて出射する光路であり、
    　前記第１平行平面基板は、前記第１光路及び前記第２光路を、前記チャンバ側で近づく方向に平行移動させる
    　レーザ装置。
  2. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１光路及び前記第２光路は、前記一対の放電電極による放電方向に直交する面に含まれ、
    　前記第１平行平面基板は、前記放電方向に直交する方向に前記第１光路及び前記第２光路を平行移動させる。
  3. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第２光路上に配置された第２平行平面基板をさらに備え、
    　前記第１平行平面基板は、前記第１光路上に配置されている。
  4. 　請求項３に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板及び前記第２平行平面基板は、前記チャンバと前記フロント側光学系との間に配置されており、前記第１光路及び前記第２光路を、前記チャンバ側で近づく方向に平行移動させる。
  5. 　請求項４に記載のレーザ装置であって、
    　前記チャンバと前記リア側光学系との間の前記第１光路上に配置された第３平行平面基板と、
    　前記チャンバと前記リア側光学系との間の前記第２光路上に配置された第４平行平面基板と、をさらに備え、
    　前記第３平行平面基板及び前記第４平行平面基板は、前記第１光路及び前記第２光路を、前記チャンバ側で近づく方向に平行移動させる。
  6. 　請求項３に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板及び前記第２平行平面基板は、前記チャンバと前記リア側光学系との間に配置されており、前記第１光路及び前記第２光路を、前記チャンバ側で近づく方向に平行移動させる。
  7. 　請求項３に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板及び前記第２平行平面基板は、それぞれ前記レーザ光が入射する平面に対して傾斜した斜面を有し、前記第１平行平面基板の前記斜面と前記第２平行平面基板の前記斜面とが対向している。
  8. 　請求項７に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板の前記斜面と前記第２平行平面基板の前記斜面とは、離隔している。
  9. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記フロント側光学系は、出力結合ミラーと高反射ミラーとを含み、
    　前記出力結合ミラーは、前記発振器から入射する前記レーザ光を透過させて前記第１光路に沿って進行させる。
  10. 　請求項９に記載のレーザ装置であって、
    　前記高反射ミラーは、前記第２光路を進行して前記フロント側光学系に入射する前記レーザ光を前記出力結合ミラーに向けて反射し、
    　前記出力結合ミラーは、前記高反射ミラーから入射する前記レーザ光の一部を透過させて前記フロント側光学系から出射し、かつ一部を反射して前記第１光路に沿って進行させる。
  11. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記フロント側光学系は、出力結合ミラーと、第１高反射ミラーと、第２高反射ミラーとを含み、
    　前記出力結合ミラーは、前記発振器から入射する前記レーザ光を透過させて前記第１光路に沿って進行させる。
  12. 　請求項１１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１高反射ミラーは、前記第２光路を進行して前記フロント側光学系に入射する前記レーザ光を前記第２高反射ミラーに向けて反射し、
    　前記第２高反射ミラーは、前記第１高反射ミラーから入射する前記レーザ光を前記出力結合ミラーに向けて反射し、
    　前記出力結合ミラーは、前記第２高反射ミラーから入射する前記レーザ光の一部を透過させて前記フロント側光学系から出射し、かつ一部を反射して前記第１光路に沿って進行させる。
  13. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記リア側光学系は、第１高反射ミラーと、第２高反射ミラーとを含み、
    　前記第１高反射ミラーは、前記第１光路を進行して前記リア側光学系に入射する前記レーザ光を前記第２高反射ミラーに向けて反射し、
    　前記第２高反射ミラーは、前記第１高反射ミラーから入射する前記レーザ光を反射して前記第２光路に沿って進行させる。
  14. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板に入射する前記レーザ光の入射角はブリュースター角である。
  15. 　請求項１４に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板は、フッ化カルシウムにより形成されている。
  16. 　請求項１５に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板は、内部を通過する前記レーザ光のＰ偏光成分の電界軸と、＜１１１＞に含まれる１つの軸とが一致している。
  17. 　請求項１５に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板は、内部を通過する前記レーザ光の光路軸と、＜１１１＞に含まれる１つの軸とが一致している。
  18. 　請求項１５に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１平行平面基板は、表面が＜１１１＞に含まれる１つの第１軸に直交しており、前記レーザ光が前記第１軸と＜００１＞に含まれる１つの第２軸とを含む面を通過する配置を基準として、前記第１軸を中心軸として６０°回転した位置に配置されている。
  19. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記発振器は、固体レーザ装置である。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　レーザ光を出射する発振器と、
    　前記レーザ光を一対の放電電極を含むチャンバ内で増幅する増幅器と、
    　前記チャンバを挟んで対向する位置に配置されて、前記一対の放電電極の間で交差する第１光路及び第２光路を含むリング共振器を構成するフロント側光学系及びリア側光学系と、
    　前記第１光路上又は前記第２光路上に配置された第１平行平面基板と、
    　を備え、
    　前記第１光路は、前記フロント側光学系が、前記発振器から入射する前記レーザ光を前記リア側光学系に向けて出射する光路であり、
    　前記第２光路は、前記リア側光学系が、前記第１光路を介して入射する前記レーザ光を前記フロント側光学系に向けて出射する光路であり、
    　前記第１平行平面基板は、前記第１光路及び前記第２光路を、前記チャンバ側で近づく方向に平行移動させる
    　レーザ装置によって前記レーザ光を生成し、
    　前記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に前記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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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006049839A (ja) * 2004-07-06 2006-02-16 Komatsu Ltd 高出力ガスレーザ装置
JP2008140980A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Komatsu Ltd 露光装置用狭帯域レーザ装置
JP2009026932A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Gigaphoton Inc 露光用狭帯域レーザ装置
JP2009081363A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Gigaphoton Inc ガスレーザ用光学素子及びそれを用いたガスレーザ装置
US20110140009A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Massachusetts Institute Of Technology Efficient High-Harmonic-Generation-Based EUV Source Driven by Short Wavelength Light
JP2012506633A (ja) * 2008-10-21 2012-03-15 サイマー インコーポレイテッド 超高パワーレーザチャンバの光学的改善
JP2013135075A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Gigaphoton Inc 固体レーザ増幅器、レーザ光増幅器、固体レーザ装置、およびレーザ装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006049839A (ja) * 2004-07-06 2006-02-16 Komatsu Ltd 高出力ガスレーザ装置
JP2008140980A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Komatsu Ltd 露光装置用狭帯域レーザ装置
JP2009026932A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Gigaphoton Inc 露光用狭帯域レーザ装置
JP2009081363A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Gigaphoton Inc ガスレーザ用光学素子及びそれを用いたガスレーザ装置
JP2012506633A (ja) * 2008-10-21 2012-03-15 サイマー インコーポレイテッド 超高パワーレーザチャンバの光学的改善
US20110140009A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Massachusetts Institute Of Technology Efficient High-Harmonic-Generation-Based EUV Source Driven by Short Wavelength Light
JP2013135075A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Gigaphoton Inc 固体レーザ増幅器、レーザ光増幅器、固体レーザ装置、およびレーザ装置

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