WO2024047867A1 - レーザ装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2024047867A1
WO2024047867A1 PCT/JP2022/033128 JP2022033128W WO2024047867A1 WO 2024047867 A1 WO2024047867 A1 WO 2024047867A1 JP 2022033128 W JP2022033128 W JP 2022033128W WO 2024047867 A1 WO2024047867 A1 WO 2024047867A1
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WO
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laser
beam splitter
laser device
optical
slide mechanism
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/033128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
景太 香西
将徳 八代
Original Assignee
ギガフォトン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by ギガフォトン株式会社 filed Critical ギガフォトン株式会社
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers

Definitions

  • the present disclosure relates to a method for manufacturing a laser device and an electronic device.
  • a KrF excimer laser device that outputs a laser beam with a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs a laser beam 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 to 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 may be reduced. Therefore, it is necessary to narrow the spectral linewidth of the laser beam output from the gas laser device until the chromatic aberration becomes negligible. Therefore, in order to narrow the spectral line width, a line narrowing module (LNM) including a narrowing element (etalon, grating, etc.) is installed in the laser resonator of a gas laser device. There is.
  • a gas laser device whose spectral linewidth is narrowed will be referred to as a narrowband gas laser device.
  • a laser device includes a pair of electrodes that generate a discharge, and an optical pulse stretcher that stretches the pulse width of a pulsed laser beam generated by the discharge generated between the electrodes.
  • a pulse stretcher is a beam splitter in which an optical surface on which a pulsed laser beam is incident is arranged at an angle with respect to the optical path axis of the pulsed laser beam, and which separates the pulsed laser beam incident on the optical surface into a reflected laser beam and a transmitted laser beam.
  • a plurality of mirrors that guide reflected laser light to a beam splitter, and a slide mechanism that moves the beam splitter in a direction perpendicular to the direction of discharge and parallel to the optical surface.
  • a method for manufacturing an electronic device includes a pair of electrodes that generate a discharge, an optical pulse stretcher that stretches the pulse width of pulsed laser light generated by the discharge generated between the electrodes.
  • the optical pulse stretcher has an optical surface on which the pulsed laser beam is incident, which is arranged at an angle with respect to the optical path axis of the pulsed laser beam, and separates the pulsed laser beam incident on the optical surface into a reflected laser beam and a transmitted laser beam.
  • a beam splitter that separates, a plurality of mirrors that guide reflected laser light to the beam splitter, and a slide mechanism that moves the beam splitter in a direction perpendicular to the direction of discharge and parallel to the optical surface.
  • the method includes generating laser light whose pulse width has been expanded by a laser device, outputting the laser light to an exposure device, and exposing a photosensitive substrate to the laser light in the exposure device in order to manufacture an electronic device.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exemplary laser device.
  • FIG. 2 is a perspective view showing another example of an optical pulse stretcher (OPS).
  • FIG. 3 is a perspective view showing the state in which the maintenance panel of the housing of the laser device is opened.
  • FIG. 4 schematically shows a main part of a beam splitter slide mechanism applied to the OPS of the laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a side view, including a partial cross section, of the slide mechanism shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a diagram showing the beam splitter placed in the first position by the slide mechanism.
  • FIG. 7 is a diagram showing the beam splitter placed in the second position by the slide mechanism.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 in FIG.
  • FIG. 9 schematically shows a main part of a beam splitter slide mechanism applied to the OPS of the laser device according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a side view, partially in cross section, of the slide mechanism shown in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a diagram showing the beam splitter placed in the first position by the slide mechanism.
  • FIG. 12 is a diagram showing the beam splitter placed in the second position by the slide mechanism.
  • FIG. 13 is a sectional view taken along line 13-13 in FIG.
  • FIG. 14 schematically shows a main part of a slide mechanism applied to the OPS of the laser device according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a side view including a partial cross section of the slide mechanism.
  • FIG. 16 schematically shows a main part of a slide mechanism applied to the OPS of the laser device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a side view, partially in cross section, of the slide mechanism shown in FIG. 16.
  • FIG. 18 is a perspective view schematically showing the configuration of an OPS applied to the laser device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of a calculation formula for determining the amount of shift of a light beam by a transmission element.
  • FIG. 20 schematically shows a configuration example of an exposure apparatus.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an exemplary laser device 2.
  • the laser device 2 is an excimer laser device including a master oscillator (MO) 10, an MO beam steering unit 20, a power oscillator (PO) 30, a PO beam steering unit 40, and an optical pulse stretcher (OPS) 50. be.
  • MO master oscillator
  • PO power oscillator
  • OPS optical pulse stretcher
  • the MO 10 includes an LNM 11, a chamber 14, and an output coupling mirror (OC) 18.
  • the LNM 11 includes a prism beam expander 12 and a grating 13 for narrowing the spectral width.
  • the prism beam expander 12 and the grating 13 are arranged in a Littrow arrangement so that the incident angle and the diffraction angle match.
  • the OC18 is a partial reflection mirror, and is arranged to form an optical resonator together with the LNM11.
  • the reflectance of OC18 may be, for example, 40% to 60%.
  • the chamber 14 is placed 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 laser light passes.
  • Excimer laser gas is introduced into the chamber 14 .
  • the excimer laser gas includes, for example, Ar gas or Kr gas as a rare gas, F 2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas.
  • the MO beam steering unit 20 includes a high reflection mirror 21 and a high reflection mirror 22, and is arranged so that the pulsed laser beam output from the MO 10 is incident on the PO 30.
  • the PO 30 includes a rear mirror 37, a chamber 34, and an OC 38.
  • the rear mirror 37 and the OC 38 constitute an optical resonator, and the chamber 34 is arranged on the optical path of this optical resonator.
  • the configuration of the chamber 34 may be similar to that of the chamber 14. That is, the chamber 34 includes a pair of discharge electrodes 35a, 35b, and two windows 36a, 36b through which laser light passes. Excimer laser gas is introduced into the chamber 34 .
  • the rear mirror 37 is a partially reflective mirror with a reflectance of 50% to 90%.
  • OC38 is a partially reflecting mirror with a reflectance of 10% to 30%.
  • the PO beam steering unit 40 includes a high reflection mirror 43 and a high reflection mirror 44. These high reflection mirrors 43 and 44 are arranged so that the pulsed laser beam output from the PO 30 is incident on the OPS 50.
  • the OPS 50 includes a beam splitter 53 and four concave mirrors 54a, 54b, 54c, and 54d.
  • the beam splitter 53 is arranged on the optical path of the pulsed laser light output from the PO beam steering unit 40.
  • the beam splitter 53 is a partial reflection mirror that transmits a part of the input pulsed laser light and reflects the other pulsed laser light. That is, the beam splitter 53 separates the incident pulsed laser light into reflected laser light and transmitted laser light.
  • the reflectance of the beam splitter 53 may be, for example, 60%.
  • the beam splitter 53 causes the laser device 2 to output the pulsed laser light that has passed through the beam splitter 53 .
  • the four concave mirrors 54a to 54d constitute a delay optical path of the pulsed laser beam reflected by the first surface of the beam splitter 53.
  • the pulsed laser beam reflected by the first surface of the beam splitter 53 is reflected by four concave mirrors 54a to 54d, and is arranged so as to form an image on the beam splitter 53 again.
  • the four concave mirrors 54a to 54d may be concave mirrors having substantially the same focal length.
  • the focal length f of each of the concave mirrors 54a to 54d may correspond to the distance from the beam splitter 53 to the concave mirror 54a, for example.
  • the concave mirror 54a and the concave mirror 54b are arranged so that the pulsed laser beam reflected by the first surface of the beam splitter 53 is reflected by the concave mirror 54a and made to enter the concave mirror 54b.
  • the concave mirror 54a and the concave mirror 54b are configured so that the pulsed laser beam reflected by the first surface of the beam splitter 53 converts the image on the first surface of the beam splitter 53 into a first image at the same magnification (1:1). It is arranged so that the image is formed as follows.
  • the concave mirror 54c and the concave mirror 54d are arranged so that the pulsed laser beam reflected by the concave mirror 54b is reflected by the concave mirror 54c and made to enter the concave mirror 54d. Furthermore, the concave mirror 54d is arranged so that the pulsed laser beam reflected by the concave mirror 54d is incident on a second surface of the beam splitter 53 opposite to the first surface. The concave mirror 54c and the concave mirror 54d are arranged so that the first image is formed as a second image on the second surface of the beam splitter 53 at a ratio of 1:1.
  • the four concave mirrors 54a to 54d are an example of "a plurality of mirrors" in the present disclosure.
  • a discharge occurs in the chamber 34 in synchronization with the timing at which the seed light that has passed through the rear mirror 37 enters the chamber 34 .
  • the laser gas is excited, the seed light is amplified by a Fabry-Perot optical resonator composed of the OC 38 and the rear mirror 37, and the amplified pulsed laser light is output from the OC 38.
  • the pulsed laser light output from the OC 38 enters the OPS 50 via the PO beam steering unit 40.
  • the OPS 50 extends the pulse width of the pulsed laser beam.
  • the pulsed laser light that has passed through the OPS 50 may pass through a monitor module (not shown) and enter the beam characteristic measuring device.
  • the monitor module is a module that measures pulse energy, spectral line width, wavelength, etc.
  • the beam characteristic measuring device is a module that measures pointing, divergence, degree of polarization, etc.
  • FIG. 1 shows an example including one stage of OPS 50, the laser device 2 may include two or more stages of OPS.
  • one or more OPSs may be arranged in series on the optical path of the pulsed laser beam output from the OPS 50.
  • FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of OPS.
  • a two-stage OPS 51 as shown in FIG. 2 may be employed.
  • the OPS 51 includes a first OPS module 510 and a second OPS module 520.
  • the first OPS module 510 includes a beam splitter BS1, a loop optical path LP1, and a case CS1 including a base plate BP1.
  • the loop optical path LP1 is a delay optical path composed of concave mirrors CM11 to CM18 and a harving window HW1.
  • the second OPS module 520 includes a beam splitter BS2, a loop optical path LP2, and a case CS2 including a base plate BP2.
  • the loop optical path LP2 is a delay optical path composed of concave mirrors CM21 to CM24 and a harving window HW2.
  • Each optical element is held by a holder (not shown), and each holder is positioned on each base plate BP1, BP2.
  • Each base plate BP1, BP2 may constitute any surface of each case CS1, CS2, but in the example shown in FIG. 2, each base plate BP1, BP2 constitutes a surface parallel to the HV plane on the near side of each case CS1, CS2.
  • the discharge electrodes 35a and 35b are an example of "a pair of electrodes" in the present disclosure.
  • the terms “orthogonal” or “perpendicular” in this specification are not limited to strictly orthogonal or perpendicular cases, but mean angular differences that are practically acceptable without losing technical meaning.
  • the concept of substantially orthogonal or substantially perpendicular is included.
  • the term “parallel” in this specification is an abbreviation that includes not only strictly parallel cases but also a range of practically permissible angular differences that do not lose technical significance. Contains the concept of parallelism.
  • Openings OP1 and OP2 through which the laser light passes are formed in the case CS1.
  • the opening OP1 is an entrance for laser light to the first OPS module 510
  • the opening OP2 is an output port for the laser light from the first OPS module 510.
  • the case CS2 is formed with an opening OP3 that is an entrance port for laser light, and an opening OP4 that is an output port.
  • the concave mirrors CM11 to CM18 and CM21 to CM24 are arranged at both ends of the cases CS1 and CS2 in the V direction so as to face each other. That is, the concave mirrors CM11, CM15, CM13, and CM17 of the first OPS module 510 are arranged in this order in a direction parallel to the H direction on the bottom side of the case CS1, and the concave mirrors CM18, CM14, CM16, and CM12 are arranged in this order in a direction parallel to the H direction on the top surface side of case CS1. Thereby, the concave mirror CM11 is arranged to face the concave mirror CM18 with the beam splitter BS1 in between.
  • concave mirrors CM15, CM13, and CM17 are arranged to face concave mirrors CM14, CM16, and CM12.
  • the loop optical path LP1 is configured such that the light reflected by the beam splitter BS1 is reflected by the concave mirrors CM11, CM12, CM13, CM14, CM15, CM16, CM17, and CM18 in this order, and returns to the beam splitter BS1.
  • the concave mirrors CM21 and CM23 of the second OPS module 520 are arranged in this order in a direction parallel to the H direction on the bottom side of the case CS2, and the concave mirrors CM24 and CM22 are arranged on the top side of the case CS2. are arranged in this order in a direction parallel to the H direction.
  • the concave mirror CM21 is arranged to face the concave mirror CM24 with the beam splitter BS2 in between
  • the concave mirror CM23 is arranged to face the concave mirror CM22.
  • the loop optical path LP2 is configured such that the light reflected by the beam splitter BS2 is reflected by the concave mirrors CM21, CM22, CM23, and CM24 in this order, and returns to the beam splitter BS2.
  • Each beam splitter BS1, BS2 is located on the optical path of the pulsed laser light output from the PO beam steering unit 40.
  • Each harving window HW1, HW2 is arranged between the final concave mirror CM18, CM24 in each loop optical path LP1, LP2 and the beam splitter BS1, BS2.
  • the pulsed laser beam output from PO30 passes through the aperture OP1 and enters the beam splitter BS1, where part of it is transmitted and the remaining part is reflected.
  • the pulsed laser beam reflected by the beam splitter BS1 propagates through the loop optical path LP1, passes through the harving window HW1, and is accurately combined with the pulsed laser beam transmitted through the beam splitter BS1 and output.
  • the pulsed laser light that enters the beam splitter BS1 again is transmitted and the remaining part is reflected.
  • the pulsed laser light reflected here is combined into a pulsed laser light that passes through the beam splitter BS1 without passing through the loop optical path LP1.
  • the pulse width is extended by sequentially superimposing the pulsed laser light that has passed through the loop optical path LP1 on the pulsed laser light that has passed through the beam splitter BS1.
  • the pulsed laser light passing through the loop optical path LP1 passes through the harving window HW1, so that the optical path does not shift each time it propagates through the loop optical path LP1.
  • the pulsed laser light output from the first OPS module 510 enters the beam splitter BS2, and the pulse width is further expanded in the process of propagating through the loop optical path LP2.
  • the pulse width can be greatly extended by the first loop optical path LP1 and the second loop optical path LP2, and the generation of speckles can be suppressed. Furthermore, since the pulse width is extended, the energy value per unit time irradiated to the subsequent optical system is reduced, and deterioration of the optical system is suppressed.
  • the deterioration of optical properties is typically a decrease in the transmittance of the laser beam transmitting portion or a decrease in the reflectance of the laser beam reflecting portion. In such a case, the transmittance of the OPS 50, 51 as a whole decreases, or the pulse waveform after passing through the OPS 50, 51 changes.
  • the comparative example of the present disclosure is a form that the applicant recognizes as being known only by the applicant, and is not a publicly known example that the applicant himself recognizes.
  • the housing 4 of the laser device 2 includes a maintenance panel 5 that can be opened and closed.
  • the laser device 2 in order to replace only the optical elements such as the beam splitter 53, BS1, BS2, etc., remove the maintenance panel 5 of the housing 4 of the laser device 2, and then replace the first OPS module 510 and/or the second OPS module 510.
  • the opening 7 (maintenance opening) in the maintenance surface 6 is limited, making it difficult to perform this operation due to poor workability.
  • the current maintenance work involves removing the first OPS module 510 and the second OPS module 520 as a set from the laser device 2 at the site where the laser device 2 is installed (customer's site), and replacing them with a new set.
  • Optical axis adjustment is being carried out. Note that the OPS set product removed from the laser device 2 is returned to the manufacturing factory of the laser device 2, and the deteriorated internal optical elements are replaced and the optical axis of the OPS itself is adjusted. Therefore, there are the following issues.
  • Optical elements such as the beam splitter 53, BS1, and BS2 are disposable and are therefore expensive.
  • FIGS. 4 and 5 schematically show a slide mechanism 200 of the beam splitter 150 applied to the OPS of the laser device 2 according to the first embodiment.
  • 4 is a diagram viewed from a direction (Z direction) parallel to the optical path axis of the laser beam transmitted through the beam splitter 150
  • FIG. 5 is a diagram viewed from a direction (H direction) perpendicular to the Z and V directions.
  • FIG. 3 is a side view including a partial cross section. Note that the H direction is a direction parallel to the optical surface 151 of the beam splitter 150.
  • the slide mechanism 200 includes a BS holder 210 that holds a beam splitter (BS) 150, plates 211, 212, and 213, and plate holders 220a and 220b.
  • the beam splitter 150 may be either the beam splitter 53 shown in FIG. 1 or the beam splitters BS1 and BS2 shown in FIG. 2.
  • the beam splitter 150 is fixed to the BS holder 210.
  • the beam splitter 150 is arranged such that the optical surface 151 on which the laser beam is incident is inclined at 45 degrees with respect to the optical path axis of the pulsed laser beam output from the PO beam steering unit 40.
  • the BS holder 210 is fixed to plate 211.
  • Plate 211 is fixed to plate 212.
  • Plate 212 is fixed to plate 213.
  • the plate 213 has a V-direction reference surface 232V and a Z-direction reference surface 232Z.
  • the V-direction reference plane 232V is perpendicular to the V-direction and defines the reference position of the beam splitter 150 in the V-direction.
  • the Z-direction reference plane 232Z is a plane that is perpendicular to the Z-direction and defines the reference position of the beam splitter 150 in the Z-direction.
  • FIG. 6 is a diagram showing the beam splitter 150 placed in the first position by the slide mechanism 200.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state in which the beam splitter 150 is placed in the second position by the slide mechanism 200.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 in FIG.
  • the plate holders 220a, 220b are fixed to the case 300 using bolts 222a, 222b, and the plate 213 is brought into contact with the reference surfaces 310V, 310Z on the side of the case 300 (see FIG. 8). Hold it so that it can slide along.
  • the reference plane 310V is a case reference plane perpendicular to the V direction.
  • the reference plane 310Z is a case reference plane perpendicular to the Z direction.
  • Case 300 may be case CS1 or case CS2 shown in FIG. 2.
  • the reference plane 310V and the reference plane 310Z may be formed on the base plate BP1 or the base plate BP2 shown in FIG. 2.
  • the plate 213 is provided with non-contact parts arranged on the plungers 224, 225, 226, etc. It is pressed by the reaction force of the illustrated spring.
  • a plunger 224 that acts in the Z direction is attached to the plate holder 220a.
  • a plunger 225 that acts in the Z direction and a plunger 226 that acts in the V direction are attached to the plate holder 220b.
  • the plungers 224 and 225 push the plate 213 in the direction from right to left in FIG.
  • the plunger 226 pushes the plate 213 in the direction from above to below in FIG. 5 (-V direction), and presses the V-direction reference surface 232V of the plate 213 against the reference surface 310V on the case 300 side.
  • the V-direction reference surface 232V and the Z-direction reference surface 232Z contact the reference surface 310V and the reference surface 310Z on the case 300 side, respectively, due to the reaction forces of the plungers 224, 225, and 226, and the reference surface 310V and the reference surface 310Z can be slid along. That is, the plate 213 can slide in the H direction while maintaining its position in the V and Z directions. The H direction is sometimes called the sliding direction.
  • Plate 213 is an example of a "movable plate” in the present disclosure.
  • the reference surface 310Z is an example of a "first reference surface” in the present disclosure
  • the reference surface 232V is an example of a "second reference surface” in the present disclosure.
  • Each of the plungers 224 and 225 is an example of a "first plunger” in the present disclosure.
  • Plunger 226 is an example of a "second plunger” in the present disclosure.
  • a rod 250 extending in the H direction is connected to the plate 213 so that the plate 213 can be moved in the H direction by applying a force to the plate 213 from outside the case 300.
  • This rod 250 passes through a through hole 320 formed in the case 300 and extends outside the case 300.
  • An O-ring 322 for sealing to maintain airtightness inside the case 300 is disposed in the through hole 320, and the rod 250 is movable in the H direction in contact with the O-ring 322.
  • a handle 252 is provided at the end of the rod 250 extending outside the case 300.
  • O-ring 322 is an example of a "sealing member" in the present disclosure.
  • positioning grooves 254a and 254b are formed in the handle 252 to define the position in the sliding direction.
  • an example is shown in which there are two positioning grooves 254a and 254b corresponding to two positions, a first position (FIG. 6) and a second position (FIG. 7).
  • a positioning groove corresponding to each position may be provided.
  • the positioning grooves 254a and 254b are examples of a "first recess” and a "second recess" in the present disclosure.
  • a plunger 326 used for positioning in the sliding direction is arranged in the case 300.
  • the plunger 326 is fixed to a support member 328 extending from the case 300.
  • the plunger 326 positions the plate 213 in the H direction, that is, the beam splitter 150 in the H direction, by engaging with one of the plurality of positioning grooves 254a and 254b.
  • Plunger 326 is an example of a "positioning plunger” in this disclosure.
  • the positioning mechanism including the positioning grooves 254a, 254b and the plunger 326 is an example of the "positioning mechanism" in the present disclosure.
  • the handle 252 having the positioning grooves 254a and 254b is an example of an "engaged member" in the present disclosure.
  • the plate 213 maintains the orientation of the optical surface 151 by sliding in a direction perpendicular to the optical path axis (Z-axis) and parallel to the optical surface 151 of the beam splitter 150. , the laser irradiation location on the beam splitter 150 can be shifted.
  • the direction parallel to the optical surface 151 of the beam splitter 150 may be a direction intersecting the maintenance surface 6 or a direction passing through the maintenance aperture 7.
  • the plate 213 and the beam splitter 150 are positioned at the first position.
  • a field engineer or the like operates the handle 252 to pull out the rod 250, and as shown in FIG. Splitter 150 is positioned in the second position.
  • the amount of movement in the sliding direction by the slide mechanism 200 is preferably set.
  • the laser device 2 is initially used in the first position, and when the optical characteristics of a part of the beam splitter 150 deteriorate due to laser irradiation on the beam splitter 150, the beam splitter 150 is moved to the second position. so that other areas that have not deteriorated are irradiated with laser light.
  • the beam splitter 150 deteriorates (deteriorates energy transmittance) due to laser irradiation.
  • the laser irradiation position on the beam splitter 150 can be shifted, and the laser beam can be irradiated to a position that has not deteriorated.
  • the number of times of sliding to shift the laser irradiation position depends on the size of the beam splitter 150 and the size of the laser irradiation area, but is typically about 2 to 5 times.
  • a change in the element arrangement angle of the beam splitter 150 has a small effect on the emitted light, and there is no need for realignment by sliding only the beam splitter 150.
  • the beam splitter 150 can be slid while maintaining the seal inside the case 300, and downtime associated with maintenance work can be reduced.
  • FIGS. 9 to 13 show the configuration of the slide mechanism 202 of the beam splitter 150 applied to the OPS of the laser device 2 according to the second embodiment.
  • a slide mechanism 202 shown in FIGS. 9 to 13 may be employed instead of the slide mechanism 200 of the first embodiment described in FIGS. 4 to 7.
  • Each figure in FIGS. 9 to 13 corresponds to each figure in FIGS. 4 to 8.
  • differences from the slide mechanism 200 of the first embodiment will be described.
  • the slide mechanism 202 includes linear guides 270a and 270b instead of the plate holders 220a and 220b of Embodiment 1 (see FIG. 13).
  • the linear guides 270a and 270b are positioned and arranged on the reference plane 310Z of the case 300. Linear guides 270a and 270b are arranged parallel to the H direction.
  • the plate 213 has a linear guide mounting surface 282Z and a linear guide mounting surface 282V (see FIG. 10).
  • the linear guide mounting surface 282Z is a mounting surface that is perpendicular to the Z direction and is engaged with the Z direction mounting surfaces of the linear guides 270a and 270b.
  • the linear guide mounting surface 282V is a mounting surface that is perpendicular to the V direction and is engaged with the V direction mounting surfaces of the linear guides 270a and 270b.
  • the plate 213 is supported slidably in the H direction by linear guides 270a and 270b.
  • Other configurations may be the same as in the first embodiment.
  • the linear guides 270a, 270b are examples of "positioned members" in the present disclosure, and the Z-direction mounting surfaces and V-direction mounting surfaces of the linear guides 270a, 270b are examples of "member reference surfaces" in the present disclosure. be.
  • the operation of the slide mechanism 202 may be similar to the operation of the slide mechanism 200 of Embodiment 1 (see FIGS. 11 and 12).
  • positioning can be performed with high precision in the V direction and the Z direction by the linear guides 270a and 270b. Furthermore, it is possible to suppress angular deviation between the optical surface 151 of the beam splitter 150 and the optical path axis during sliding.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing main parts of the slide mechanism 203 applied to the OPS of the laser device 2 according to the third embodiment.
  • the slide mechanism 203 is configured to simultaneously move the two beam splitters BS1 and BS2 of the two-stage OPS module.
  • FIG. 15 is a side view including a partial cross section of the slide mechanism 203 viewed from the H direction. Regarding the configuration shown in FIGS. 14 and 15, differences from the slide mechanism 200 described in FIGS. 4 to 8 will be explained.
  • the slide mechanism 203 includes a BS holder 282 that holds the beam splitter BS2, a plate 284 that fixes the BS holder 282, and a plate 285 that fixes the plate 284 to the plate 213. , is provided.
  • the beam splitter BS2 is arranged such that the optical surface 152 on which the laser beam is incident is inclined at 45 degrees with respect to the optical path axis.
  • the BS holder 282 is fixed to the plate 284.
  • Plate 284 is fixed to plate 285.
  • Plate 285 is fixed to plate 213.
  • Other configurations may be similar to those shown in FIGS. 4 to 8.
  • FIG. 16 schematically shows the main parts of the slide mechanism 204 applied to the OPS of the laser device 2 according to the fourth embodiment.
  • a slide mechanism 204 may be used instead of the slide mechanism 200 according to the first embodiment.
  • the slide mechanism 204 according to the fourth embodiment is configured to be able to move the harving window 190 and the beam splitter 150 at the same time.
  • the combination of the harving window 190 and the beam splitter 150 may be the harving window HW1 and beam splitter BS1 described in FIG. 2, or the harving window HW2 and beam splitter BS2. .
  • FIG. 17 is a side view including a partial cross section of the slide mechanism 204 viewed from the H direction. Regarding the configurations shown in FIGS. 16 and 17, differences from the slide mechanism 200 described in FIGS. 4 to 8 will be explained.
  • the slide mechanism 204 includes a harvesting window holder 292 that holds the harvesting window 190, a plate 294 that fixes the harvesting window holder 292, and a plate 297 that fixes the plate 294 to the plate 213.
  • the harving window 190 is arranged such that the optical surface 191 on which the laser beam enters is inclined at 45 degrees with respect to the optical path axis.
  • Harving window holder 292 is fixed to the plate 294.
  • Plate 294 is fixed to plate 297.
  • Plate 297 is fixed to plate 213.
  • Other configurations may be similar to those shown in FIGS. 4 to 8.
  • Harving window holder 292 is an example of a "second holder" in the present disclosure.
  • the structure can be simplified.
  • FIG. 18 is a perspective view schematically showing the configuration of an OPS 550 applied to the laser device 2 according to the fifth embodiment.
  • an example of an OPS 550 is shown in which a loop optical path LP is formed by a beam splitter BS and eight concave mirrors CM1 to CM8.
  • An OPS 550 shown in FIG. 18 may be applied instead of the first OPS module 510 described in FIG. 2.
  • the eight concave mirrors CM1 to CM8 may have the same configuration as the concave mirrors CM11 to CM18 described in FIG. 2.
  • the loop optical path LP of the OPS 550 does not include the harving window HW1 compared to the loop optical path LP1 of the OPS module 510. Instead, a goniometer stage 554 or a tilt stage is provided that changes the angle of the concave mirror CM7 one position before the final concave mirror CM8 in the loop optical path LP around the H axis.
  • the goniometer stage 554 or tilt stage is an example of a "mirror angle adjustment mechanism" in the present disclosure.
  • the OPS 550 includes a uniaxial stage 556 that moves the final concave mirror CM8 of the loop optical path LP in parallel in the Z direction.
  • the final concave mirror CM8 in the loop optical path LP will be referred to as the "final concave mirror CM8.”
  • the concave mirror CM7 that is one position before the final concave mirror CM8 is referred to as "the concave mirror CM7 that is one position before the final concave mirror CM7.”
  • the OPS 550 adjusts the angle of the last concave mirror CM7 in order to combine the loop optical path LP and the transmitted optical path of the beam splitter BS without using a harving window. Adjustments are made around the H-axis using the stage 554 or the tilt stage to shift the incident position of the loop light onto the final concave mirror CM8 by a predetermined distance.
  • the placement position of the final concave mirror CM8 is translated by a predetermined distance in the +Z direction by the uniaxial stage 556.
  • the uniaxial stage 556 may shift the position of the light beam incident on the final concave mirror CM8 by a magnitude s according to the following equation (1).
  • Equation (1) t is the thickness of the transmitting element, ⁇ is the incident angle of the transmitting element, and ⁇ ' is the refraction angle of the transmitting element.
  • the transmission element here is a harving window.
  • FIG. 19 shows an explanatory diagram of the parameters of equation (1). To illustrate the value of each parameter, for example, a typical value of t is 7.0 mm. A typical value of ⁇ is 45.0 degrees. A typical value of ⁇ ' is 30.0 degrees.
  • the movement amount s for moving the final concave mirror CM8 in the +Z direction may be the same as the shift amount s of the laser optical path by the harving window (transmission element), as shown in FIG.
  • the optical path of the pulsed laser light that passes through the beam splitter BS and the loop optical path LP can be combined without arranging a harving window, so compared to the first embodiment, the optical path of the pulsed laser beam and the loop optical path LP can be combined. Therefore, the deterioration in transmittance of the harving window is eliminated. This can reduce the number of elements that deteriorate and need to be replaced.
  • the arrangement position of the final concave mirror CM8 is moved in parallel by the amount that the optical path is shifted, it is possible to reduce the risk of vignetting caused by the light beam being irradiated outside the clear aperture of the mirror due to the optical path change.
  • a solid-state laser system including a semiconductor laser and a wavelength conversion system may be employed.
  • Wavelength conversion systems may be constructed using nonlinear optical crystals. That is, the oscillation stage laser that generates the seed light is not limited to a gas laser, but may be an ultraviolet solid-state laser that outputs pulsed laser light with an ultraviolet wavelength.
  • the oscillation stage laser may be a solid state laser that oscillates at a wavelength of approximately 193.4 nm, or an ultraviolet solid state laser that outputs fourth harmonic light of a titanium sapphire laser (wavelength approximately 774 nm).
  • the amplifier is not limited to a configuration having a Fabry-Perot type resonator like the MO 30 shown in FIG. 1, but may have a configuration having a ring resonator. Further, the amplifier is not limited to a configuration including an optical resonator, and may be a simple amplifier, for example, an excimer amplifier.
  • the amplifier may be a multi-pass amplifier such as a three-pass amplifier that performs amplification by reflecting the seed light on a cylindrical mirror and passing it through the discharge space three times.
  • FIG. 20 schematically shows a configuration example of an exposure apparatus 800.
  • Exposure apparatus 800 includes an illumination optical system 806 and a projection optical system 808.
  • Laser device 2 generates laser light and outputs the laser light to exposure device 800.
  • Illumination optical system 806 illuminates a reticle pattern of a reticle (not shown) placed on reticle stage RT with laser light incident from laser device 2 .
  • Projection optical system 808 reduces and projects the laser light that has passed through the reticle, and forms an image on a workpiece (not shown) placed on workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate, such as a semiconductor wafer, coated with photoresist.
  • Exposure apparatus 800 exposes a workpiece to a laser beam that reflects a reticle pattern by synchronously moving reticle stage RT and workpiece table WT in parallel. After a reticle pattern is transferred to a semiconductor wafer through the exposure process described above, a semiconductor device can be manufactured through a plurality of steps.
  • a semiconductor device is an example of an "electronic device" in the present disclosure.

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Abstract

レーザ装置は、放電を発生させる１対の電極と、電極間に発生した放電によって生成されたパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルス伸長装置と、を備え、光学パルス伸長装置は、パルスレーザ光が入射する光学面がパルスレーザ光の光路軸に対して傾いて配置され、光学面に入射したパルスレーザ光を反射レーザ光と透過レーザ光とに分離するビームスプリッタと、反射レーザ光をビームスプリッタに導く複数のミラーと、放電の方向に対して垂直な方向であって光学面に平行な方向にビームスプリッタを移動させるスライド機構と、を備える。

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、並びに波長約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。
米国特許第１０５８５２１５号 米国特許出願公開第２０１８／００１９１４１号 特開平１０－１４４９８７号公報 米国特許第７４１５０５６号
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、放電を発生させる１対の電極と、電極間に発生した放電によって生成されたパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、を備え、光学パルスストレッチャは、パルスレーザ光が入射する光学面がパルスレーザ光の光路軸に対して傾いて配置され、光学面に入射したパルスレーザ光を反射レーザ光と透過レーザ光とに分離するビームスプリッタと、反射レーザ光をビームスプリッタに導く複数のミラーと、放電の方向に対して垂直な方向であって光学面に平行な方向にビームスプリッタを移動させるスライド機構と、を備える。
　本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、放電を発生させる１対の電極と、電極間に発生した放電によって生成されたパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、を備え、光学パルスストレッチャは、パルスレーザ光が入射する光学面がパルスレーザ光の光路軸に対して傾いて配置され、光学面に入射したパルスレーザ光を反射レーザ光と透過レーザ光とに分離するビームスプリッタと、反射レーザ光をビームスプリッタに導く複数のミラーと、放電の方向に対して垂直な方向であって光学面に平行な方向に前記ビームスプリッタを移動させるスライド機構と、を備えるレーザ装置によってパルス幅が伸長されたレーザ光を生成し、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、例示的なレーザ装置の構成を概略的に示す。 図２は、光学パルスストレッチャ（ＯＰＳ）の他の形態例を示す斜視図である。 図３は、レーザ装置の筐体のメンテナンスパネルを開けた様子を示す斜視図である。 図４は、実施形態１に係るレーザ装置のＯＰＳに適用されるビームスプリッタのスライド機構の要部を概略的に示す。 図５は、図４に示すスライド機構の一部断面を含む側面図である。 図６は、スライド機構によってビームスプリッタを第１のポジションに配置した状態を示す図である。 図７は、スライド機構によってビームスプリッタを第２のポジションに配置した状態を示す図である。 図８は、図７中の８－８線における断面図である。 図９は、実施形態２に係るレーザ装置のＯＰＳに適用されるビームスプリッタのスライド機構の要部を概略的に示す。 図１０は、図９に示すスライド機構の一部断面を含む側面図である。 図１１は、スライド機構によってビームスプリッタを第１のポジションに配置した状態を示す図である。 図１２は、スライド機構によってビームスプリッタを第２のポジションに配置した状態を示す図である。 図１３は、図１２中の１３－１３線における断面図である。 図１４は、実施形態３に係るレーザ装置のＯＰＳに適用されるスライド機構の要部を概略的に示す。 図１５は、スライド機構の一部断面を含む側面図である。 図１６は、実施形態４に係るレーザ装置のＯＰＳに適用されるスライド機構の要部を概略的に示す。 図１７は、図１６に示すスライド機構の一部断面を含む側面図である。 図１８は、実施形態５に係るレーザ装置に適用されるＯＰＳの構成を概略的に示す斜視図である。 図１９は、透過素子による光線のシフト量を求める計算式の説明図である。 図２０は、露光装置の構成例を概略的に示す。
実施形態
　－目次－
１．レーザ装置の概要
　１．１　構成
　１．２　動作
２．ＯＰＳの他の形態例
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　作用・効果
３．課題
４．実施形態１
　４．１　構成
　４．２　動作
　４．３　作用・効果
５．実施形態２
　５．１　構成
　５．２　動作
　５．３　作用・効果
６．実施形態３
　６．１　構成
　６．２　動作
　６．３　作用・効果
　６．４　変形例
７．実施形態４
　７．１　構成
　７．２　動作
　７．３　作用・効果
　７．４　変形例
８．実施形態５
　８．１　構成
　８．２　動作
　８．３　作用・効果
　８．４　変形例１
　８．５　変形例２
９．レーザ装置の変形例
１０．電子デバイスの製造方法について
１１．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．レーザ装置の概要
　１．１　構成
　図１は、例示的なレーザ装置２の構成を概略的に示す。レーザ装置２は、マスターオシレータ（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（ＰＯ）３０と、ＰＯビームステアリングユニット４０と、光学パルスストレッチャ（ＯＰＳ）５０と、を含むエキシマレーザ装置である。
　ＭＯ１０は、ＬＮＭ１１と、チャンバ１４と、出力結合ミラー（ＯＣ）１８と、を含む。ＬＮＭ１１は、スペクトル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る。
　ＯＣ１８は部分反射ミラーであって、ＬＮＭ１１と共に光共振器を構成するように配置される。ＯＣ１８の反射率は、例えば４０％～６０％であってよい。
　チャンバ１４は、光共振器の光路上に配置される。チャンバ１４は、１対の放電電極１５ａ、１５ｂと、レーザ光が透過する２枚のウィンドウ１６ａ、１６ｂと、を含む。チャンバ１４内にはエキシマレーザガスが導入される。エキシマレーザガスは、例えば、レアガスとしてＡｒガス又はＫｒガスと、ハロゲンガスとしてＦ2ガスと、バッファガスとしてＮｅガスと、を含む。
　ＭＯビームステアリングユニット２０は、高反射ミラー２１と、高反射ミラー２２と、を含み、ＭＯ１０から出力されたパルスレーザ光がＰＯ３０に入射するように配置される。
　ＰＯ３０は、リアミラー３７と、チャンバ３４と、ＯＣ３８と、を含む。リアミラー３７とＯＣ３８とは光共振器を構成し、この光共振器の光路上にチャンバ３４が配置される。
　チャンバ３４の構成は、チャンバ１４と同様の構成であってもよい。すなわち、チャンバ３４は、１対の放電電極３５ａ、３５ｂと、レーザ光が透過する２枚のウィンドウ３６ａ、３６ｂと、を含む。チャンバ３４内にはエキシマレーザガスが導入される。リアミラー３７は反射率５０％～９０％の部分反射ミラーである。ＯＣ３８は、反射率１０％～３０％の部分反射ミラーである。
　ＰＯビームステアリングユニット４０は、高反射ミラー４３と、高反射ミラー４４と、を含む。これらの高反射ミラー４３、４４は、ＰＯ３０から出力されたパルスレーザ光がＯＰＳ５０に入射するように配置される。
　ＯＰＳ５０は、ビームスプリッタ５３と、４枚の凹面ミラー５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄと、を含む。ビームスプリッタ５３は、ＰＯビームステアリングユニット４０から出力されたパルスレーザ光の光路上に配置される。ビームスプリッタ５３は、入射したパルスレーザ光のうちの一部のパルスレーザ光を透過させ、その他のパルスレーザ光を反射させる部分反射ミラーである。すなわち、ビームスプリッタ５３は、入射したパルスレーザ光を反射レーザ光と透過レーザ光とに分離する。ビームスプリッタ５３の反射率は、例えば、６０％であってもよい。ビームスプリッタ５３は、ビームスプリッタ５３を透過したパルスレーザ光をレーザ装置２から出力させる。
　４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄは、ビームスプリッタ５３の第１の面で反射したパルスレーザ光の遅延光路を構成する。ビームスプリッタ５３の第１の面で反射されたパルスレーザ光は、４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄで反射して、再びビームスプリッタ５３で結像するように配置される。
　４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄは、それぞれの焦点距離が略等しい凹面ミラーであってよい。凹面ミラー５４ａ～５４ｄのそれぞれの焦点距離ｆは、例えば、ビームスプリッタ５３から凹面ミラー５４ａまでの距離に相当してよい。
　凹面ミラー５４ａと凹面ミラー５４ｂとは、ビームスプリッタ５３の第１の面で反射されたパルスレーザ光を凹面ミラー５４ａで反射し、凹面ミラー５４ｂに入射させるように配置される。凹面ミラー５４ａと凹面ミラー５４ｂとは、ビームスプリッタ５３の第１の面で反射されたパルスレーザ光が、ビームスプリッタ５３の第１の面における像を等倍（１：１）で第１の像として結像させるように配置される。
　凹面ミラー５４ｃと凹面ミラー５４ｄとは、凹面ミラー５４ｂで反射されたパルスレーザ光を凹面ミラー５４ｃで反射し、凹面ミラー５４ｄに入射させるように配置される。さらに、凹面ミラー５４ｄは、凹面ミラー５４ｄで反射されたパルスレーザ光がビームスプリッタ５３の第１の面とは反対側の第２の面に入射するように配置される。凹面ミラー５４ｃと凹面ミラー５４ｄとは、第１の像をビームスプリッタ５３の第２の面に１：１で第２の像として結像させるように配置される。４枚の凹面ミラー５４ａ～５４ｄは本開示における「複数のミラー」の一例である。
　１．２　動作
　ＭＯ１０のチャンバ１４で放電が発生すると、レーザガスが励起され、ＯＣ１８とＬＮＭ１１とで構成される光共振器によって狭帯域化されたパルスレーザ光がＯＣ１８から出力される。このパルスレーザ光はＭＯビームステアリングユニット２０によって、ＰＯ３０のリアミラー３７にシード光として入射する。
　リアミラー３７を透過したシード光がチャンバ３４に入射するタイミングに同期して、チャンバ３４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、ＯＣ３８とリアミラー３７とで構成されるファブリペロー型の光共振器によってシード光が増幅され、増幅されたパルスレーザ光がＯＣ３８から出力される。ＯＣ３８から出力されたパルスレーザ光は、ＰＯビームステアリングユニット４０を経由してＯＰＳ５０に入射する。ＯＰＳ５０によって、パルスレーザ光のパルス幅が伸長される。
　ＯＰＳ５０を通過したパルスレーザ光は、不図示のモニタモジュールを通過して、ビーム特性計測装置に入射してもよい。モニタモジュールは、パルスエネルギ、スペクトル線幅、及び波長等を計測するモジュールである。ビーム特性計測装置は、ポインティング、ダイバージェンス、偏光度等を計測するモジュールである。なお、図１では、１段のＯＰＳ５０を備える例を示しているが、レーザ装置２は、２段以上のＯＰＳを含んでいてもよい。例えば、ＯＰＳ５０から出力されたパルスレーザ光の光路上に、図示しないＯＰＳを１つ以上直列に配置してもよい。
　２．ＯＰＳの他の形態例
　２．１　構成
　図２は、ＯＰＳの他の形態例を示す斜視図である。図１で説明したＯＰＳ５０の代わりに、図２に示すような２段構成のＯＰＳ５１を採用してもよい。
　ＯＰＳ５１は、第１のＯＰＳモジュール５１０と、第２のＯＰＳモジュール５２０とを含む。第１のＯＰＳモジュール５１０は、ビームスプリッタＢＳ１と、ループ光路ＬＰ１と、ベースプレートＢＰ１を含むケースＣＳ１と、を含む。ループ光路ＬＰ１は、凹面ミラーＣＭ１１～ＣＭ１８と、ハービングウインドウＨＷ１とで構成される遅延光路である。
　第２のＯＰＳモジュール５２０は、ビームスプリッタＢＳ２と、ループ光路ＬＰ２と、ベースプレートＢＰ２を含むケースＣＳ２と、で構成される。ループ光路ＬＰ２は、凹面ミラーＣＭ２１～ＣＭ２４と、ハービングウインドウＨＷ２とで構成される遅延光路である。
　各光学素子は、不図示のホルダに保持され、各ホルダは各ベースプレートＢＰ１、ＢＰ２上に位置決めされる。各ベースプレートＢＰ１、ＢＰ２は、各ケースＣＳ１、ＣＳ２のいずれの面を構成してもよいが、図２に示す例では、各ケースＣＳ１、ＣＳ２の手前側のＨＶ平面に平行な面を構成する。放電電極３５ａ、３５ｂの放電方向をＶ方向とし、ＯＰＳ５１に入射するレーザ光の光路軸と平行な方向をＺ方向とする。また、Ｖ方向とＺ方向とに垂直な方向をＨ方向とする。放電電極３５ａ、３５ｂは本開示における「１対の電極」の一例である。
　なお、本明細書における「直交」又は「垂直」という用語は、明記がない限り、厳密に直交又は垂直である場合に限らず、技術的意義が失われることのない実用上許容される角度差の範囲を含む略直交又は略垂直の概念が含まれる。また、本明細書において「平行」という用語についても、明記がない限り、厳密に平行である場合に限らず、技術的意義が失われることのない実用上許容される角度差の範囲を含む略平行の概念が含まれる。
　ケースＣＳ１には、レーザ光が通過する開口ＯＰ１、ＯＰ２が形成されている。開口ＯＰ１は第１のＯＰＳモジュール５１０へのレーザ光の入射口であり、開口ＯＰ２は第１のＯＰＳモジュール５１０からのレーザ光の出力口である。同様に、ケースＣＳ２には、レーザ光の入射口である開口ＯＰ３と、出力口である開口ＯＰ４とが形成されている。
　各凹面ミラーＣＭ１１～ＣＭ１８、ＣＭ２１～ＣＭ２４は、それぞれケースＣＳ１、ＣＳ２のＶ方向の両端に互いに対面になるように配置される。すなわち、第１のＯＰＳモジュール５１０の凹面ミラーＣＭ１１、ＣＭ１５、ＣＭ１３、ＣＭ１７は、ケースＣＳ１のボトム側においてＨ方向と平行な方向にこの順番に並んで配置され、凹面ミラーＣＭ１８、ＣＭ１４、ＣＭ１６、ＣＭ１２は、ケースＣＳ１の天面側においてＨ方向と平行な方向にこの順番に並んで配置される。これにより、凹面ミラーＣＭ１１は、ビームスプリッタＢＳ１を挟んで凹面ミラーＣＭ１８と対面になるように配置される。
　同様に、凹面ミラーＣＭ１５、ＣＭ１３、ＣＭ１７は、凹面ミラーＣＭ１４、ＣＭ１６、ＣＭ１２と対面になるように配置される。ループ光路ＬＰ１は、ビームスプリッタＢＳ１で反射された光が、凹面ミラーＣＭ１１、ＣＭ１２、ＣＭ１３、ＣＭ１４、ＣＭ１５、ＣＭ１６、ＣＭ１７、ＣＭ１８の順番で反射されて、ビームスプリッタＢＳ１に戻るように構成される。
　また、第２のＯＰＳモジュール５２０の凹面ミラーＣＭ２１、ＣＭ２３は、ケースＣＳ２のボトム側においてＨ方向と平行な方向にこの順番に並んで配置され、凹面ミラーＣＭ２４、ＣＭ２２は、ケースＣＳ２の天面側においてＨ方向と平行な方向にこの順番に並んで配置される。これにより、凹面ミラーＣＭ２１は、ビームスプリッタＢＳ２を挟んで凹面ミラーＣＭ２４と対面になるように配置され、凹面ミラーＣＭ２３は、凹面ミラーＣＭ２２と対面になるように配置される。ループ光路ＬＰ２は、ビームスプリッタＢＳ２で反射された光が、凹面ミラーＣＭ２１、ＣＭ２２、ＣＭ２３、ＣＭ２４の順番で反射されて、ビームスプリッタＢＳ２に戻るように構成される。
　各ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２は、ＰＯビームステアリングユニット４０から出力されたパルスレーザ光の光路上に位置する。
　各ハービングウインドウＨＷ１、ＨＷ２は、各ループ光路ＬＰ１、ＬＰ２における最終の凹面ミラーＣＭ１８、ＣＭ２４と、ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２との間に配置される。
　２．２　動作
　ＰＯ３０から出力されたパルスレーザ光は、開口ＯＰ１を通過してビームスプリッタＢＳ1に入射し、一部が透過して残りの一部が反射される。ビームスプリッタＢＳ１で反射されたパルスレーザ光はループ光路ＬＰ１を伝搬し、ハービングウインドウＨＷ１を経ることで、ビームスプリッタＢＳ１を透過するパルスレーザ光に精度よく合波されて出力される。
　ビームスプリッタＢＳ１に再度入射したパルスレーザ光は一部が透過して残りの一部が反射される。ここで反射されたパルスレーザ光は、ループ光路ＬＰ１を経ずにビームスプリッタＢＳ１を透過するパルスレーザ光に合波される。このようにビームスプリッタＢＳ１を透過するパルスレーザ光にループ光路ＬＰ１を経由したパルスレーザ光が次々に重畳されることでパルス幅が伸長する。ループ光路ＬＰ１を経由するパルスレーザ光は、ハービングウインドウＨＷ１を経ることでループ光路ＬＰ１を伝搬する度に光路がずれることがない。
　同様に、第１のＯＰＳモジュール５１０から出力されたパルスレーザ光は、ビームスプリッタＢＳ２に入射し、ループ光路ＬＰ２を伝搬する過程でパルス幅がさらに伸長される。
　２．３　作用・効果
　図２に示すＯＰＳ５１によれば、１段目のループ光路ＬＰ１と２段目のループ光路ＬＰ２とによってパルス幅を大きく伸ばすことができ、スペックルの発生を抑制できる。また、パルス幅を伸長するので後段の光学系に照射される単位時間当たりのエネルギ値を低減し、光学系の劣化を抑制している。
　３．課題
　レーザ装置２の高出力化に伴って長期間使用したビームスプリッタ５３、ＢＳ１、ＢＳ２に光学特性の劣化が確認される場合があった。光学特性の劣化は、代表的にはレーザ光透過部分の透過率の低下もしくはレーザ光反射部分の反射率の低下である。この様な場合、ＯＰＳ５０、５１全体の透過率が低下したり、ＯＰＳ５０、５１透過後のパルス波形が変化してしまう。
　比較例に係るレーザ装置２の場合、透過率の回復には光学特性が劣化したビームスプリッタ５３、ＢＳ１、ＢＳ２等を交換する必要がある。なお、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３に示すように、レーザ装置２の筐体４は、開閉可能なメンテナンスパネル５を備える。レーザ装置２において、ビームスプリッタ５３、ＢＳ１、ＢＳ２等の光学素子のみを交換するには、レーザ装置２の筐体４のメンテナンスパネル５を外し、さらに第１のＯＰＳモジュール５１０及び／又は第２のＯＰＳモジュール５２０の内部の各光学素子ホルダにアクセスする必要があるが、メンテナンス面６の開口７（メンテナンス開口）が制限され、作業性が悪く実施困難である。
　現状のメンテナンス作業としては、レーザ装置２が配置されている現場（客先）で第１のＯＰＳモジュール５１０及び第２のＯＰＳモジュール５２０をセット品としてレーザ装置２から取り外し、新しいセット品に交換して光軸調整を実施している。なお、レーザ装置２から取り外されたＯＰＳのセット品は、レーザ装置２の製造工場に戻して、内部の劣化した光学素子の交換とＯＰＳ単体での光軸調整とを実施している。そのため、以下の課題がある。
　［課題１］ＯＰＳのセット品を交換するために、客先でのレーザダウンタイムが非常に長い。
　［課題２］ＯＰＳのセット品を客先と工場との間で運搬することによる工数及び／又は費用が増大する。
　［課題３］ビームスプリッタ５３、ＢＳ１、ＢＳ２等の光学素子は使い捨てのため、高コストである。
　４．実施形態１
　４．１　構成
　図４及び図５は、実施形態１に係るレーザ装置２のＯＰＳに適用されるビームスプリッタ１５０のスライド機構２００を概略的に示す。図４は、ビームスプリッタ１５０を透過するレーザ光の光路軸と平行な方向（Ｚ方向）から見た図であり、図５は、Ｚ方向及びＶ方向に垂直な方向（Ｈ方向）から見た一部断面を含む側面図である。なお、Ｈ方向は、ビームスプリッタ１５０の光学面１５１と平行な方向である。
　スライド機構２００は、ビームスプリッタ（ＢＳ）１５０を保持するＢＳホルダ２１０と、プレート２１１、２１２、２１３と、プレートホルダ２２０ａ、２２０ｂと、を含む。ビームスプリッタ１５０は、図１に示したビームスプリッタ５３、又は図２に示したビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２のいずれであってもよい。
　ビームスプリッタ１５０は、ＢＳホルダ２１０に固定される。ビームスプリッタ１５０は、レーザ光が入射する光学面１５１がＰＯビームステアリングユニット４０から出力されたパルスレーザ光の光路軸に対し４５度傾いている状態で配置される。
　ＢＳホルダ２１０はプレート２１１に固定される。プレート２１１はプレート２１２に固定される。プレート２１２はプレート２１３に固定される。プレート２１３は、Ｖ方向基準面２３２Ｖと、Ｚ方向基準面２３２Ｚと、を有する。Ｖ方向基準面２３２Ｖは、Ｖ方向に対して垂直であり、ビームスプリッタ１５０のＶ方向の基準位置を規定する面である。Ｚ方向基準面２３２Ｚは、Ｚ方向に対して垂直であり、ビームスプリッタ１５０のＺ方向の基準位置を規定する面である。
　図６は、スライド機構２００によってビームスプリッタ１５０を第１のポジションに配置した状態を示す図である。図７は、スライド機構２００によってビームスプリッタ１５０を第２のポジションに配置した状態を示す図である。図８は、図７中の８－８線における断面図である。
　プレートホルダ２２０ａ、２２０ｂは、ボルト２２２ａ、２２２ｂを用いてケース３００に固定され、プレート２１３をケース３００側の基準面３１０Ｖ、３１０Ｚに接触させて（図８参照）、プレート２１３を基準面３１０Ｖ、３１０Ｚに沿ってスライド可能に保持する。基準面３１０Ｖは、Ｖ方向に対して垂直なケース基準面である。基準面３１０Ｚは、Ｚ方向に対して垂直なケース基準面である。
　ケース３００は、図２に示したケースＣＳ１又はケースＣＳ２であってよい。また、基準面３１０Ｖ及び基準面３１０Ｚは、図２に示したベースプレートＢＰ１又はベースプレートＢＰ２に形成されてもよい。プレート２１３のＶ方向基準面２３２Ｖ及びＺ方向基準面２３２Ｚをケース３００側の基準面３１０Ｖ及び基準面３１０Ｚに確実に接触させるように、プレート２１３は、プランジャ２２４、２２５、２２６等に配置された不図示のバネの反力で押し付けられている。
　プレートホルダ２２０ａには、Ｚ方向に作用するプランジャ２２４が取り付けられている。プレートホルダ２２０ｂには、Ｚ方向に作用するプランジャ２２５と、Ｖ方向に作用するプランジャ２２６とが取り付けられている。
　プランジャ２２４、２２５は、プレート２１３を図５の右から左に向かう方向（－Ｚ方向）に押し、プレート２１３のＺ方向基準面２３２Ｚをケース３００側の基準面３１０Ｚに押し付ける。プランジャ２２６は、プレート２１３を図５の上方から下方に向かう方向（－Ｖ方向）に押し、プレート２１３のＶ方向基準面２３２Ｖをケース３００側の基準面３１０Ｖに押し付ける。
　プレート２１３は、プランジャ２２４、２２５、２２６の反力により、Ｖ方向基準面２３２Ｖ及びＺ方向基準面２３２Ｚがケース３００側の基準面３１０Ｖ及び基準面３１０Ｚにそれぞれ接触し、基準面３１０Ｖ及び基準面３１０Ｚに沿ってスライド可能である。すなわち、プレート２１３は、Ｖ方向及びＺ方向の位置を保ったまま、Ｈ方向にスライド可能である。Ｈ方向をスライド方向と呼ぶ場合がある。プレート２１３は本開示における「可動プレート」の一例である。基準面３１０Ｚは本開示における「第１の基準面」の一例であり、基準面２３２Ｖは本開示における「第２の基準面」の一例である。プランジャ２２４、２２５のそれぞれは本開示における「第１のプランジャ」の一例である。プランジャ２２６は本開示における「第２のプランジャ」の一例である。
　プレート２１３に対してケース３００の外部から力を加えて、プレート２１３をＨ方向に移動させることができるように、プレート２１３にはＨ方向に延設されたロッド２５０が接続されている。このロッド２５０は、ケース３００に形成された貫通穴３２０を貫通してケース３００外に延出している。貫通穴３２０にはケース３００内の気密性を保つシール用のＯリング３２２が配置されており、ロッド２５０はＯリング３２２に接してＨ方向に移動可能である。ケース３００の外側に延出したロッド２５０の端部には把手２５２が設けられている。Ｏリング３２２は本開示における「シール部材」の一例である。
　また、把手２５２には、スライド方向の位置を規定する位置決め溝２５４ａ、２５４ｂが形成されている。本実施形態では、第１のポジション（図６）及び第２のポジション（図７）の２箇所の位置に対応する２つの位置決め溝２５４ａ、２５４ｂを有する例を示すが、３箇所以上の複数のポジションのそれぞれに対応する位置決め溝を備えていてもよい。位置決め溝２５４ａ、２５４ｂは本開示における「第１の凹部」及び「第２の凹部」の一例である。
　ケース３００には、スライド方向の位置決めに用いるプランジャ３２６が配置されている。プランジャ３２６は、ケース３００に延設された支持部材３２８に固定されている。プランジャ３２６は、複数の位置決め溝２５４ａ、２５４ｂのいずれか１つと係合することにより、プレート２１３のＨ方向位置、すなわち、ビームスプリッタ１５０のＨ方向位置の位置決めを行う。プランジャ３２６は本開示における「位置決めプランジャ」の一例である。位置決め溝２５４ａ、２５４ｂとプランジャ３２６とを含む位置決め機構は本開示における「位置決め機構」の一例である。位置決め溝２５４ａ、２５４ｂを有する把手２５２は本開示における「被係合部材」の一例である。
　４．２　動作
　プレート２１３は、光路軸（Ｚ軸）に対して垂直な方向であって、ビームスプリッタ１５０の光学面１５１に平行な方向にスライドすることで、光学面１５１の向きを維持したまま、ビームスプリッタ１５０へのレーザ照射箇所をずらすことができる。ビームスプリッタ１５０の光学面１５１に平行な方向は、メンテナンス面６と交差する方向でもよく、メンテナンス開口７を通過する方向でもよい。
　図６に示すように、把手２５２の位置決め溝２５４ａにプランジャ３２６を係合させることにより、プレート２１３及びプレート２１３と一体でスライド可能なビームスプリッタ１５０は第１のポジションに位置決めされる。
　また、図６の状態から、フィールドエンジニア等が把手２５２を操作してロッド２５０を引き出し、図７に示すように、把手２５２の位置決め溝２５４ｂにプランジャ３２６を係合させることにより、プレート２１３及びビームスプリッタ１５０は第２のポジションに位置決めされる。
　第１のポジションにおけるビームスプリッタ１５０に対するレーザ光の照射領域ＬＡ１と、第２のポジションにおけるビームスプリッタ１５０に対するレーザ光の照射領域ＬＡ２とが重複しないように、スライド機構２００によるスライド方向の移動量（スライド量）を設定しておくことが好ましい。
　例えば、最初は第１のポジションにおいてレーザ装置２を使用し、ビームスプリッタ１５０に対するレーザ照射により、ビームスプリッタ１５０の一部の領域の光学特性が劣化したら、ビームスプリッタ１５０を第２のポジションへと移動させ、劣化していない他の領域にレーザ光が照射されるようにする。
　４．３　作用・効果
　ビームスプリッタ１５０は、レーザ照射により劣化（エネルギ透過率悪化）する。実施形態１の構成によれば、スライド機構２００によってビームスプリッタ１５０を移動させることで、ビームスプリッタ１５０に対するレーザ照射位置をずらすことができ、劣化していない位置にレーザ光を照射可能である。このように、劣化した位置を避けてビームスプリッタ１５０を使用することにより、交換の頻度を減少させることができ、ビームスプリッタ１５０の長寿命が見込める。レーザ照射位置をずらすためのスライドの回数は、ビームスプリッタ１５０の大きさとレーザ照射面積の大きさとに依存するが典型的には２～５回程度である。
　ビームスプリッタ１５０の素子配置角度の変化が出射光に与える影響は小さく、ビームスプリッタ１５０のみスライドすることによる再アライメントは不要である。
　この結果、ビームスプリッタ１５０が一部劣化してもＯＰＳモジュールを交換する必要は無く、モジュール使用時間を数倍に延長できランニングコストが抑制できる。
　また、実施形態１の構成によれば、ケース３００内の密封を保持したまま、ビームスプリッタ１５０をスライド可能であり、メンテナンス作業に伴うダウンタイムの低減が可能である。
　５．実施形態２
　５．１　構成
　図９～図１３は、実施形態２に係るレーザ装置２のＯＰＳに適用されるビームスプリッタ１５０のスライド機構２０２の構成を示す。図４～図７で説明した実施形態１のスライド機構２００の代わりに、図９～図１３に示すスライド機構２０２を採用してもよい。図９～図１３の各図は、図４～図８の各図に対応している。実施形態２のスライド機構２０２の構成について、実施形態１のスライド機構２００と異なる点を説明する。
　スライド機構２０２は、実施形態１のプレートホルダ２２０ａ、２２０ｂの代わりに、リニアガイド２７０ａ、２７０ｂを備える（図１３参照）。
　リニアガイド２７０ａ、２７０ｂは、ケース３００の基準面３１０Ｚに位置決めして配置されている。リニアガイド２７０ａ、２７０ｂは、Ｈ方向と平行に配置される。プレート２１３は、リニアガイド取付面２８２Ｚと、リニアガイド取付面２８２Ｖと、を有する（図１０参照）。リニアガイド取付面２８２Ｚは、Ｚ方向に対して垂直であり、リニアガイド２７０ａ、２７０ｂのＺ方向取付面と係合される取付面である。リニアガイド取付面２８２Ｖは、Ｖ方向に対して垂直であり、リニアガイド２７０ａ、２７０ｂのＶ方向取付面と係合される取付面である。
　プレート２１３は、リニアガイド２７０ａ、２７０ｂによってＨ方向にスライド自在に支持される。その他の構成は、実施形態１と同様であってよい。リニアガイド２７０ａ、２７０ｂは、本開示における「位置決め配置された部材」の一例であり、リニアガイド２７０ａ、２７０ｂのＺ方向取付面及びＶ方向取付面は本開示における「部材の基準面」の一例である。
　５．２　動作
　スライド機構２０２の動作は、実施形態１のスライド機構２００の動作と同様であってよい（図１１、図１２参照）。
　５．３　作用・効果
　実施形態２によれば、リニアガイド２７０ａ、２７０ｂによってＶ方向及びＺ方向について高精度に位置決めできる。また、スライド時にビームスプリッタ１５０の光学面１５１と光路軸との角度ずれを抑制できる。
　６．実施形態３
　６．１　構成
　図１４は、実施形態３に係るレーザ装置２のＯＰＳに適用されるスライド機構２０３の要部を概略的に示す図である。スライド機構２０３は、２段のＯＰＳモジュールの２つのビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２を同時に移動できる構成である。
　図１５は、スライド機構２０３をＨ方向から見た一部断面を含む側面図である。図１４及び図１５に示す構成について、図４～図８で説明したスライド機構２００と異なる点を説明する。
　スライド機構２０３は、ビームスプリッタＢＳ１を保持するＢＳホルダ２１０に加えて、ビームスプリッタＢＳ２を保持するＢＳホルダ２８２と、ＢＳホルダ２８２を固定するプレート２８４と、プレート２８４をプレート２１３に固定するプレート２８５と、を備える。
　ビームスプリッタＢＳ２は、光路軸に対し、レーザ光が入射する光学面１５２が４５度傾いている状態で配置される。
　ＢＳホルダ２８２はプレート２８４に固定される。プレート２８４はプレート２８５に固定される。プレート２８５はプレート２１３に固定される。その他の構成は、図４～図８に示す構成と同様であってよい。
　６．２　動作
　プレート２１３が光路軸に対して垂直な方向であってビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２の光学面に平行な方向にスライドする際に、ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２が同時にスライドする。その他の動作は、実施形態１と同様であってよい。
　６．３　作用・効果
　実施形態３の構成によれば、ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２を同時にスライドすることにより、ほぼ同時期にビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２が劣化した場合に１つの動作で復旧が可能である。
　実施形態３の構成によれば、ビームスプリッタＢＳ１，ＢＳ２についてそれぞれ個別にスライド機構を設けなくて済むので構造の簡略化が可能である。
　６．４　変形例
　実施形態３の構成について、実施形態２で説明したリニアガイド２７０ａ、２７０ｂを用いた構成を採用してもよい。
　７．実施形態４
　７．１　構成
　図１６は、実施形態４に係るレーザ装置２のＯＰＳに適用されるスライド機構２０４の要部を概略的に示す。実施形態１に係るスライド機構２００の代わりに、スライド機構２０４を採用してもよい。実施形態４に係るスライド機構２０４は、ハービングウインドウ１９０とビームスプリッタ１５０とを同時に移動できる構成である。なお、ハービングウインドウ１９０とビームスプリッタ１５０との組み合わせは、図２で説明したハービングウインドウＨＷ１とビームスプリッタＢＳ１とであってもよいし、ハービングウインドウＨＷ２とビームスプリッタＢＳ２とであってもよい。
　図１７は、スライド機構２０４をＨ方向から見た一部断面を含む側面図である。図１６及び図１７に示す構成について、図４～図８で説明したスライド機構２００と異なる点を説明する。
　スライド機構２０４は、ハービングウインドウ１９０を保持するハービングウインドウホルダ２９２と、ハービングウインドウホルダ２９２を固定するプレート２９４と、プレート２９４をプレート２１３に固定するプレート２９７と、を備える。
　ハービングウインドウ１９０は、レーザ光が入射する光学面１９１が光路軸に対して４５度傾いている状態で配置される。
　ハービングウインドウホルダ２９２はプレート２９４に固定される。プレート２９４はプレート２９７に固定される。プレート２９７はプレート２１３に固定される。その他の構成は、図４～図８に示す構成と同様であってよい。ハービングウインドウホルダ２９２は本開示における「第２のホルダ」の一例である。
　７．２　動作
　プレート２１３が光路軸に対して垂直な方向であってビームスプリッタ１５０の光学面１５１に平行な方向にスライドする際にビームスプリッタ１５０及びハービングウインドウ１９０が同時にスライドする。
　７．３　作用・効果
　実施形態４の構成によれば、ビームスプリッタ１５０及びハービングウインドウ１９０を同時にスライドすることにより、ほぼ同時期にビームスプリッタ１５０およびハービングウインドウ１９０が劣化した場合に１つの動作で復旧が可能である。
　実施形態４の構成によれば、ビームスプリッタ１５０及びハービングウインドウ１９０についてそれぞれ個別にスライド機構を設けなくて済むので構造の簡略化が可能である。
　７．４　変形例
　実施形態４の構成について、実施形態２で説明したリニアガイド２７０ａ、２７０ｂを用いた構成を採用してもよい。
　８．実施形態５
　８．１　構成
　図１８は、実施形態５に係るレーザ装置２に適用されるＯＰＳ５５０の構成を概略的に示す斜視図である。図１８に示す構成について、図２と異なる点を説明する。ここでは、ビームスプリッタＢＳと、８枚の凹面ミラーＣＭ１～ＣＭ８とによりループ光路ＬＰを形成するＯＰＳ５５０の例を示す。図２で説明した第１のＯＰＳモジュール５１０の代わりに、図１８に示すＯＰＳ５５０を適用してもよい。８枚の凹面ミラーＣＭ１～ＣＭ８は、図２で説明した凹面ミラーＣＭ１１～ＣＭ１８と同様の構成であってよい。
　ＯＰＳ５５０のループ光路ＬＰは、ＯＰＳモジュール５１０のループ光路ＬＰ１と比較してハービングウインドウＨＷ１を含んでいない。その代わりに、ループ光路ＬＰにおける最終の凹面ミラーＣＭ８の１つ手前の凹面ミラーＣＭ７を、Ｈ軸回りに角度変更するゴニオステージ５５４又はアオリステージを備える。ゴニオステージ５５４又はアオリステージは本開示における「ミラー角度調整機構」の一例である。
　また、ＯＰＳ５５０は、ループ光路ＬＰの最終の凹面ミラーＣＭ８を、Ｚ方向に平行移動する１軸ステージ５５６を備える。以後、ループ光路ＬＰにおける最終の凹面ミラーＣＭ８を「最終凹面ミラーＣＭ８」と呼ぶ。また、最終凹面ミラーＣＭ８の１つ手前の凹面ミラーＣＭ７を「最終の１つ手前の凹面ミラーＣＭ７」と呼ぶ。
　その他の構成は、実施形態１と同様であってよい。
　８．２　動作
　実施形態５に係るＯＰＳ５５０は、ハービングウインドウを用いることなく、ループ光路ＬＰとビームスプリッタＢＳの透過光路とを結合させるために、最終の１つ手前の凹面ミラーＣＭ７の角度をゴニオステージ５５４又はアオリステージによってＨ軸周りに調整し、最終凹面ミラーＣＭ８へのループ光の入射位置を所定距離ずらす。
　また、最終凹面ミラーＣＭ８の配置位置を１軸ステージ５５６によって、所定距離だけ＋Ｚ方向に平行移動させる。
　ハービングウインドウを用いないループ光路ＬＰの場合、１軸ステージ５５６は、以下の式（１）に従う大きさｓだけ、最終凹面ミラーＣＭ８に入射する光線の位置をずらすとよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　式（１）中のｔは透過素子厚み、θは透過素子入射角、θ' は透過素子屈折角である。ここでの透過素子はハービングウインドウである。図１９に、式（１）のパラメータの説明図を示す。各パラメータの値を例示すると、例えば、ｔの典型的な値は７．０ｍｍである。θの典型的な値は４５．０ｄｅｇである。θ' の典型的な値は３０．０ｄｅｇである。
　最終凹面ミラーＣＭ８を＋Ｚ方向に移動させる移動量ｓは、図１９に示すように、ハービングウインドウ（透過素子）によるレーザ光路のシフト量ｓと同等の移動量とすればよい。
　８．３　作用・効果
　実施形態５のＯＰＳ５５０によれば、ハービングウインドウを配置することなく、ビームスプリッタＢＳを透過するパルスレーザ光の光路とループ光路ＬＰを結合できるので、実施形態１と比較して、ハービングウインドウの透過率の劣化分はなくなる。これにより劣化して交換が必要となる素子を減らすことができる。
　また、最終凹面ミラーＣＭ８の配置位置を、光路がずれた分だけ平行移動させるので、光路変更に伴って光線がミラーのクリアアパーチャ外に照射することによりケラレが発生するリスクを低減できる。
　８．４　変形例１
　第２のＯＰＳモジュール５２０についても、同様に、ハービングウインドウを省略する形態が可能である。この場合、図２におけるループ光路ＬＰ２の最終の凹面ミラーＣＭ２４の１つ手前の凹面ミラーＣＭ２３について、Ｈ軸周りに角度変更するゴニオステージ又はアオリステージが配置される。また、最終の凹面ミラーＣＭ２４をＺ方向に平行移動する１軸ステージが配置される。
　８．５　変形例２
　図１８におけるビームスプリッタＢＳをスライドさせる機構として、実施形態１で説明したスライド機構２００や実施形態２に係るスライド機構２０２を適用してもよい。また、２段のＯＰＳモジュールを組み合わせる構成の場合、実施形態３に係るスライド機構２０３を適用してもよい。
　９．レーザ装置の変形例
　図１に示すＭＯ１０の代わりに、例えば、半導体レーザと、波長変換システムとを含む固体レーザシステムを採用してもよい。波長変換システムは非線形光学結晶を用いて構成し得る。すなわち、シード光を生成する発振段レーザは、ガスレーザに限らず、紫外線波長のパルスレーザ光を出力する紫外線固体レーザであってもよい。例えば、発振段レーザは、波長約１９３．４ｎｍを発振する固体レーザ、あるいは、チタンサファイヤレーザ（波長約７７４ｎｍ）の第４高調波光を出力する紫外線固体レーザでもよい。
　また、増幅器は、図１に示すＭＯ３０のようなファブリペロー型の共振器を有する構成に限らず、リング共振器を有する構成であってもよい。また、増幅器は、光共振器を有する構成に限らず、単なる増幅器、例えば、エキシマ増幅器であってもよい。増幅器は、シード光をシリンドリカルミラーで反射して放電空間を３回通過させることにより増幅を行う３パス増幅器などのマルチパス増幅器であってもよい。
　１０．電子デバイスの製造方法について
　図２０は、露光装置８００の構成例を概略的に示す。露光装置８００は、照明光学系８０６と投影光学系８０８とを含む。レーザ装置２はレーザ光を生成し、レーザ光を露光装置８００に出力する。照明光学系８０６は、レーザ装置２から入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴ上に配置された不図示のレチクルのレチクルパターンを照明する。投影光学系８０８は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された不図示のワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光装置８００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。
　１１．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。したがって、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」、「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. 　放電を発生させる１対の電極と、
    　前記電極間に発生した放電によって生成されたパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、
    　を備え、
    　前記光学パルスストレッチャは、
    　前記パルスレーザ光が入射する光学面が前記パルスレーザ光の光路軸に対して傾いて配置され、前記光学面に入射した前記パルスレーザ光を反射レーザ光と透過レーザ光とに分離するビームスプリッタと、
    　前記反射レーザ光を前記ビームスプリッタに導く複数のミラーと、
    　前記放電の方向に対して垂直な方向であって、前記光学面に平行な方向に前記ビームスプリッタを移動させるスライド機構と、
    　を備える、レーザ装置。
  2. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　開閉可能なメンテナンスパネルが形成されたメンテナンス面を備え、
    　前記スライド機構によって前記ビームスプリッタがスライドする方向は、前記メンテナンス面と交差する、
    　レーザ装置。
  3. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記スライド機構は、前記ビームスプリッタの前記光学面において前記パルスレーザ光が照射された領域とは異なる位置に前記パルスレーザ光が入射するように前記ビームスプリッタを移動可能である、
    　レーザ装置。
  4. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記放電の方向をＶ方向、前記ビームスプリッタの前記光学面に入射する前記パルスレーザ光の光路軸の方向をＺ方向、前記Ｖ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＨ方向とする場合に、
    　前記スライド機構による前記ビームスプリッタのスライド方向は、前記Ｈ方向と平行な方向である、
    　レーザ装置。
  5. 　請求項４に記載のレーザ装置であって、
    　前記スライド機構は、前記Ｚ方向に対して垂直な第１の基準面と前記Ｖ方向に対して垂直な第２の基準面とに接して前記Ｈ方向にスライドする可動プレートと、
    　前記可動プレートに対して前記Ｈ方向の力を与えるロッドと、を含み、
    　前記ビームスプリッタを保持する第１のホルダが前記可動プレートに固定されている、
    　レーザ装置。
  6. 　請求項５に記載のレーザ装置であって、
    　前記スライド機構は、
    　前記可動プレートを前記第１の基準面に押し付ける第１のプランジャと、
    　前記可動プレートを前記第２の基準面に押し付ける第２のプランジャと、
    　を備えるプレートホルダを含む、
    　レーザ装置。
  7. 　請求項５に記載のレーザ装置であって、
    　前記光学パルスストレッチャは、ケースを備え、
    　前記ケース内に前記ビームスプリッタ及び前記複数のミラーが配置され、
    　前記第１の基準面及び前記第２の基準面は、前記ケースの基準面又は前記ケースの基準面に対して位置決め配置された部材の基準面である、
    　レーザ装置。
  8. 　請求項７に記載のレーザ装置であって、
    　前記ロッドは、前記ケースの外に延出している、
    　レーザ装置。
  9. 　請求項８に記載のレーザ装置であって、
    　前記ケースは、前記ロッドを通す貫通穴を有し、
    　前記貫通穴には前記ケース内の密封を保つシール部材が配置されている、
    　レーザ装置。
  10. 　請求項５に記載のレーザ装置であって、
    　前記ロッドを操作するための把手を備え、
    　前記把手には、前記ビームスプリッタを前記スライド方向における規定のポジションに位置決めして配置させるための凹部が形成されている、
    　レーザ装置。
  11. 　請求項１０に記載のレーザ装置であって、さらに、
    　前記凹部に係合する位置決めプランジャを備える、
    　レーザ装置。
  12. 　請求項５に記載のレーザ装置であって、
    　前記スライド機構は、
    　前記第１のホルダに固定された第１のプレートと、
    　前記第１のプレートに固定された第２のプレートと、
    　を含み、前記第２のプレートが前記可動プレートに固定されている、
    　レーザ装置。
  13. 　請求項５に記載のレーザ装置であって、
    　前記スライド機構は、
    　前記可動プレートをスライド可能に支持するリニアガイドを含む、
    　レーザ装置。
  14. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、さらに、
    　前記スライド機構によって前記ビームスプリッタを移動させるスライド方向についての前記ビームスプリッタの配置位置を規制する位置決め機構を備える、
    　レーザ装置。
  15. 　請求項１４に記載のレーザ装置であって、
    　前記位置決め機構は、
    　前記ビームスプリッタを前記スライド方向の第１のポジションに配置させる第１の凹部と、前記ビームスプリッタを前記スライド方向の第２のポジションに配置させる第２の凹部と、を含む複数の凹部を有する被係合部材と、
    　前記複数の凹部のいずれか１つの凹部に係合する位置決めプランジャと、を含む、
    　レーザ装置。
  16. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記光学パルスストレッチャは、複数の前記ビームスプリッタを含み、
    　前記スライド機構は、
    　前記複数の前記ビームスプリッタを同時に移動させる、
    　レーザ装置。
  17. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記光学パルスストレッチャは、前記複数のミラーによって導かれた前記反射レーザ光を前記ビームスプリッタに戻す光路に配置されたハービングウインドウを備え、
    　前記スライド機構は、前記ビームスプリッタと前記ハービングウインドウとを同時に移動させる、
    　レーザ装置。
  18. 　請求項５に記載のレーザ装置であって、
    　前記光学パルスストレッチャは、前記複数のミラーによって導かれた前記反射レーザ光を前記ビームスプリッタに戻す光路に配置されたハービングウインドウを備え、
    　前記ハービングウインドウを保持する第２のホルダが前記可動プレートに固定されている、
    　レーザ装置。
  19. 　請求項４に記載のレーザ装置であって、
    　前記光学パルスストレッチャは、前記複数のミラーによって前記反射レーザ光を前記ビームスプリッタに戻す光路にハービングウインドウを含んでおらず、
    　前記複数のミラーのうち最終のミラーを前記Ｚ方向に移動する１軸ステージと、
    　前記複数のミラーのうち前記最終のミラーの１つ手前のミラーを前記Ｈ方向と平行なＨ軸の周りに角度変更するミラー角度調整機構と、を備える、
    　レーザ装置。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　放電を発生させる１対の電極と、
    　前記電極間に発生した放電によって生成されたパルスレーザ光のパルス幅を伸長する光学パルスストレッチャと、
    　を備え、
    　前記光学パルスストレッチャは、
    　前記パルスレーザ光が入射する光学面が前記パルスレーザ光の光路軸に対して傾いて配置され、前記光学面に入射した前記パルスレーザ光を反射レーザ光と透過レーザ光とに分離するビームスプリッタと、
    　前記反射レーザ光を前記ビームスプリッタに導く複数のミラーと、
    　前記放電の方向に対して垂直な方向であって前記光学面に平行な方向に前記ビームスプリッタを移動させるスライド機構と、
    　を備えるレーザ装置によって前記パルス幅が伸長されたレーザ光を生成し、
    　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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