7801374 レーザ装置、光路調整方法、及び電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2026-01-07

(45)【発行日】2026-01-16

(54)【発明の名称】レーザ装置、光路調整方法、及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/086 20060101AFI20260108BHJP

   H01S 3/083 20060101ALI20260108BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20260108BHJP

【ＦＩ】

H01S3/086

H01S3/083

H01S3/00 B

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2023579899

(86)(22)【出願日】2022-02-08

(86)【国際出願番号】 JP2022004940

(87)【国際公開番号】W WO2023152805

(87)【国際公開日】2023-08-17

【審査請求日】2025-01-06

(73)【特許権者】

【識別番号】300073919

【氏名又は名称】ギガフォトン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】淵向 篤

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 徹

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１３５０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７４６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３４９７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／１８６６９６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ３／０８６

Ｈ０１Ｓ ３／０８３

Ｈ０１Ｓ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
前記フロント側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路を観察するためのフロント側観察装置と、
前記リア側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路を観察するためのリア側観察装置と、
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る、
レーザ装置であって、
前記フロント側観察装置は、
前記第１光路に配置されるフロント側第１ミラーと、
前記第２光路に配置されるフロント側第２ミラーと、
前記フロント側第１ミラー及び前記フロント側第２ミラーから前記レーザ光の反射光が入射するフロント側スクリーンと、
前記フロント側スクリーンを撮像するフロント側カメラと、
を含み、
前記リア側観察装置は、
前記第１光路に配置されるリア側第１ミラーと、
前記第２光路に配置されるリア側第２ミラーと、
前記リア側第１ミラー及び前記リア側第２ミラーから前記レーザ光の反射光が入射するリア側スクリーンと、
前記リア側スクリーンを撮像するリア側カメラと、
を含む
レーザ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記フロント側第１ミラー及び前記フロント側第２ミラーは、前記フロント側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路から退避可能であり、
前記リア側第１ミラー及び前記リア側第２ミラーは、前記リア側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路から退避可能である。

【請求項3】

請求項２に記載のレーザ装置であって、
前記フロント側第１ミラー及び前記リア側第１ミラーは、前記第１光路に沿って入射する前記レーザ光を部分反射する部分反射ミラーであり、
前記フロント側第２ミラー及び前記リア側第２ミラーは、前記第２光路に沿って入射する前記レーザ光を高反射する高反射ミラーである。

【請求項4】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記フロント側スクリーン及び前記リア側スクリーンは、蛍光板である。

【請求項5】

請求項２に記載のレーザ装置であって、
前記フロント側カメラは、前記フロント側スクリーンに生じる一対の輝点を撮像し、
前記リア側カメラは、前記リア側スクリーンに生じる一対の輝点を撮像する。

【請求項6】

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、前記第１光路を介して入射する前記レーザ光を反射する第１高反射ミラーと、前記第１高反射ミラーにより反射された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第２高反射ミラーとを含む。

【請求項7】

請求項６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、
前記リア側光学系は、前記第１高反射ミラーと前記第２高反射ミラーとを、前記一対の放電電極の長手方向と前記放電方向とに直交する方向に移動させる位置調整ステージを含む。

【請求項8】

請求項７に記載のレーザ装置であって、
前記リア側光学系は、前記第２高反射ミラーの姿勢を変更する第１アクチュエータを含む。

【請求項9】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記発振器と前記増幅器との間における前記レーザ光の光路上に配置され、前記増幅器に入射する前記レーザ光の光路を調整するビームステアリング装置を更に備える。

【請求項10】

請求項９に記載のレーザ装置であって、
前記ビームステアリング装置は、少なくとも２枚のミラーを含み、前記増幅器に入射する前記レーザ光の光路の位置及び角度を調整することを可能とする。

【請求項11】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記増幅器から出射される前記レーザ光の光路を観察するためのビームプロファイラを更に備える。

【請求項12】

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３高反射ミラーと、第４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。

【請求項13】

請求項１２に記載のレーザ装置であって、
前記第３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４高反射ミラーに向けて反射し、
前記第４高反射ミラーは、前記第３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４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。

【請求項14】

請求項１３に記載のレーザ装置であって、
前記フロント側光学系は、前記第３高反射ミラーの姿勢を変更する第２アクチュエータと、前記第４高反射ミラーの姿勢を変更する第３アクチュエータとを含む。

【請求項15】

請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記チャンバには、
前記一対の放電電極と前記フロント側光学系との間に配置され、前記第１光路及び前記第２光路が通過する第１ウィンドウと、
前記一対の放電電極と前記リア側光学系との間に配置され、前記第１光路及び前記第２光路が通過する第２ウィンドウと、
が設けられ、
前記チャンバの内部において、前記一対の放電電極と前記第１ウィンドウの間と、前記一対の放電電極と前記第２ウィンドウとの間とに、それぞれ前記第１光路及び前記第２光路が通過するスリットを有するスリット部材が設けられている。

【請求項16】

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。

【請求項17】

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、
前記フロント側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路を観察するためのフロント側観察装置と、
前記リア側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路を観察するためのリア側観察装置と、
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る、
レーザ装置の光路調整方法であって、
前記リア側観察装置を用いて前記第１光路及び前記第２光路を観察することにより、前記リア側光学系を調整すること、
前記フロント側観察装置を用いて前記第１光路及び前記第２光路を観察することにより、前記リア側光学系を調整すること、
前記増幅器から出射された前記レーザ光の光路を観察することにより、前記フロント側光学系を調整すること、
を含む光路調整方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の光路調整方法であって、
前記フロント側観察装置と前記リア側観察装置を用いて前記第１光路及び前記第２光路を観察することにより、前記発振器と前記増幅器との間における前記レーザ光の光路上に配置されたビームステアリング装置を調整することを含む。

【請求項19】

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、
前記フロント側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路を観察するためのフロント側観察装置と、
前記リア側光学系と前記チャンバとの間の前記第１光路及び前記第２光路を観察するためのリア側観察装置と、
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る
レーザ装置であって、
前記フロント側観察装置は、
前記第１光路に配置されるフロント側第１ミラーと、
前記第２光路に配置されるフロント側第２ミラーと、
前記フロント側第１ミラー及び前記フロント側第２ミラーから前記レーザ光の反射光が入射するフロント側スクリーンと、
前記フロント側スクリーンを撮像するフロント側カメラと、
を含み、
前記リア側観察装置は、
前記第１光路に配置されるリア側第１ミラーと、
前記第２光路に配置されるリア側第２ミラーと、
前記リア側第１ミラー及び前記リア側第２ミラーから前記レーザ光の反射光が入射するリア側スクリーンと、
前記リア側スクリーンを撮像するリア側カメラと、
を含む
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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーザ装置、光路調整方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭６３－０５４７９１号公報

【概要】

【0005】

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、フロント側光学系とチャンバとの間の第１光路及び第２光路を観察するためのフロント側観察装置と、リア側光学系とチャンバとの間の第１光路及び第２光路を観察するためのリア側観察装置と、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る。

【0006】

本開示の１つの観点に係る光路調整方法は、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、フロント側光学系とチャンバとの間の第１光路及び第２光路を観察するためのフロント側観察装置と、リア側光学系とチャンバとの間の第１光路及び第２光路を観察するためのリア側観察装置と、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る、レーザ装置の光路調整方法であって、リア側観察装置を用いて第１光路及び第２光路を観察することにより、リア側光学系を調整すること、フロント側観察装置を用いて第１光路及び第２光路を観察することにより、リア側光学系を調整すること、増幅器から出射されたレーザ光の光路を観察することにより、フロント側光学系を調整することを含む。

【0007】

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、フロント側光学系とチャンバとの間の第１光路及び第２光路を観察するためのフロント側観察装置と、リア側光学系とチャンバとの間の第１光路及び第２光路を観察するためのリア側観察装置と、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。

【図面の簡単な説明】

【0008】

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】図１は、比較例に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す上面図である。

【図2】図２は、比較例に係るマスターオシレータの構成例を概略的に示す側面図である。

【図3】図３は、比較例に係る光路調整の初期状態を概略的に示す上面図である。

【図4】図４は、ビームプロファイラにより観察されるビームプロファイルを概略的に示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す上面図である。

【図6】図６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側面図である。

【図7】図７は、フロント側観察装置の構成例を概略的に示す斜視図である。

【図8】図８は、リア側観察装置の構成例を概略的に示す斜視図である。

【図9】図９は、リア側光学系に設けられた位置調整ステージの作用を説明する図である。

【図10】図１０は、リア側光学系に設けられたアクチュエータの作用を説明する図である。

【図11】図１１は、第１実施形態における光路調整の手順の一例を示すフローチャートである。

【図12】図１２は、第２実施形態に係るレーザ装置の構成例を概略的に示す上面図である。

【図13】図１３は、変形例に係るＭＯビームステアリングユニットの構成を概略的に示す斜視図である。

【図14】図１４は、変形例に係るマスターオシレータの構成を概略的に示す図である。

【図15】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】

【0009】

＜内容＞
１．比較例
１．１ 構成
１．２ 動作
１．３ 光路調整
１．４ 課題
２．第１実施形態
２．１ 構成
２．２ 動作
２．３ 光路調整
２．４ 効果
３．第２実施形態
３．１ 構成
３．２ 動作
３．３ 光路調整
３．４ 効果
４．ＭＯビームステアリングユニットの変形例
５．マスターオシレータの変形例
５．１ 構成
５．２ 動作
５．３ その他
６．フロント側観察装置及びリア側観察装置の変形例
７．電子デバイスの製造方法

【0010】

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。

【0011】

１．比較例
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。

【0012】

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「＋Ｖ軸方向」とする。

【0013】

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。ＭＯビームステアリングユニット２０は、本開示の技術に係る「ビームステアリング装置」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。

【0014】

ＭＯビームステアリングユニット２０は、マスターオシレータ１０とパワーオシレータ３０との間におけるレーザ光Ｌｐの光路上に配置されており、パワーオシレータ３０に入射するレーザ光Ｌｐの光路の位置及び角度を調整することを可能とする。

【0015】

ＭＯビームステアリングユニット２０は、２枚の高反射ミラー２１ａ，２１ｂを含む。高反射ミラー２１ａ，２１ｂ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。高反射ミラー２１ａ，２１ｂには、それぞれ姿勢を変更するための図示しないアクチュエータが取り付けられている。例えば、アクチュエータは、左右及び上下方向へのあおり調整を可能とする。

【0016】

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（ＣａＦ_２）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。

【0017】

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。

【0018】

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Ｆ_２ガス、バッファガスとしてＮｅガスを含んでいてもよい。

【0019】

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。一対の放電電極３３ａ，３３ｂは、Ｖ軸方向に対向するように配置されている。

【0020】

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。

【0021】

チャンバ３２の内部には、スリット３７ａを有するスリット部材３７と、スリット３８ａを有するスリット部材３８とが設けられている。スリット部材３７は、一対の放電電極３３ａ，３３ｂとウィンドウ３４ａとの間において、レーザ光Ｌｐがスリット３７ａを通過するように配置されている。スリット部材３８は、一対の放電電極３３ａ，３３ｂとウィンドウ３４ｂとの間において、レーザ光Ｌｐがスリット３８ａを通過するように配置されている。スリット部材３７，３８は、迷光を抑制し、かつ放電空間で生じるダストがウィンドウ３４ａ，３４ｂに付着することを抑制する。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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、かつ一部を反射する。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からパワーオシレータ３０の外部に出射される。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。

【0025】

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。

【0026】

高反射ミラー４１及び出力結合ミラー４０には、それぞれ姿勢を変更するためのアクチュエータ４２，４３が取り付けられている。例えば、アクチュエータ４２，４３は、左右及び上下方向のあおり調整を可能とする。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

パワーオシレータ３０から出射されるレーザ光Ｌｐの光路には、レーザ光Ｌｐのビームプロファイルを観察するためのビームプロファイラ６０が設けられている。例えば、ビームプロファイラ６０は、レーザ光Ｌｐのビームプロファイルを撮像する紫外線カメラにより構成されている。ビームプロファイラ６０は、レーザ光Ｌｐの光路から退避可能に構成されている。なお、ビームプロファイラ６０は、パワーオシレータ３０に着脱可能であってもよい。また、ビームプロファイラ６０は、紫外線カメラに代えて、レーザ光Ｌｐを可視光に変換する蛍光板と、蛍光板を撮像する可視光カメラとを含むものであってもよい。

【0033】

図２は、比較例に係るマスターオシレータ１０の構成例を概略的に示す。マスターオシレータ１０は、狭帯域化モジュール１１と、チャンバ１４と、出力結合ミラー（Output Coupler：ＯＣ）１７とを含む。

【0034】

狭帯域化モジュール１１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。

【0035】

出力結合ミラー１７は、例えば、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と狭帯域化モジュール１１とは、光共振器を構成する。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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と狭帯域化モジュール１１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を介して、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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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からパワーオシレータ３０の外部へ出射される。

【0042】

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。

【0043】

パワーオシレータ３０から出射されたレーザ光Ｌｐは、ビームプロファイラ６０が配置される光路を進行してレーザ装置２から出力される。なお、レーザ装置２の動作時には、ビームプロファイラ６０は、パワーオシレータ３０ａから出射されるレーザ光Ｌｐの光路から退避している。

【0044】

１．３ 光路調整
次に、比較例に係るレーザ装置２を動作させる前の準備段階で行われる光路調整について説明する。

【0045】

図３は、比較例に係る光路調整の初期状態を概略的に示す。まず、作業者は、準備段階において、レーザ装置２からパワーオシレータ３０を取り外す。次に、作業者は、ＭＯビームステアリングユニット２０から出射されると想定されるレーザ光Ｌｐの光路上に、調整用の一対のスリット部材７１，７２を一定間隔離して配置する。スリット部材７１，７２には、スリット７１ａ，７２ａがそれぞれ形成されている。

【0046】

次に、作業者は、マスターオシレータ１０を動作させてレーザ光Ｌｐを出射させる。作業者は、ＭＯビームステアリングユニット２０から出射されたレーザ光Ｌｐがスリット７１ａ，７２ａをそれぞれ通過するように、ＭＯビームステアリングユニット２０の高反射ミラー２１ａ，２１ｂの姿勢を調整する。これにより、ＭＯビームステアリングユニット２０から出射されるレーザ光Ｌｐの光路調整が完了する。

【0047】

作業者は、マスターオシレータ１０の動作を停止させた状態で、レーザ装置２からスリット７１ａ，７２ａを撤去し、レーザ装置２にパワーオシレータ３０を取り付ける。そして、作業者は、マスターオシレータ１０及びパワーオシレータ３０を動作させた状態で、ビームプロファイラ６０によりビームプロファイルを観察しながらアクチュエータ４２，４３，５２，５３を操作して出力結合ミラー４０及び高反射ミラー４１，５０，５１の姿勢を調整する。なお、本開示におけるアクチュエータは、例えば、２軸のアクチュエータ付きミラーホルダである。

【0048】

図４は、ビームプロファイラ６０により観察されるビームプロファイルを概略的に示す。図４において、Ｌｐ０は、ＭＯビームステアリングユニット２０から出力結合ミラー４０に入射し、第１面４０ａで部分的に反射されることによりパワーオシレータ３０から出射されるレーザ光Ｌｐを表している。Ｌｐ１は、リング共振器を１回周回してパワーオシレータ３０から出射されるレーザ光Ｌｐを表している。Ｌｐ２は、リング共振器を２回周回してパワーオシレータ３０から出射されるレーザ光Ｌｐを表している。Ｌｐ３は、リング共振器を３回周回してパワーオシレータ３０から出射されるレーザ光Ｌｐを表している。

【0049】

なお、本開示では、説明の簡略化のために、パワーオシレータ３０に１パルス分のレーザ光Ｌｐが入射することに応じて、パワーオシレータ３０から周回数の異なる４つのレーザ光Ｌｐ０～Ｌｐ３が出射されるとする。また、４つのレーザ光Ｌｐ０～Ｌｐ３を区別する必要がない場合には、単にレーザ光Ｌｐという。

【0050】

ビームプロファイラ６０によりレーザ光Ｌｐ０～Ｌｐ３のビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３がそれぞれ観察される。作業者は、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３の重なり度合いを観察しながら、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３が完全に重なるように出力結合ミラー４０及び高反射ミラー４１，５０，５１の姿勢を調整する。これにより、リング共振器に含まれる第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の調整が完了する。

【0051】

１．４ 課題
パワーオシレータ３０は、交差する第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２と、放電空間との相対的な位置関係に応じてレーザ光Ｌｐの増幅効率が変化する。このため、第１光路Ｐ１と第２光路Ｐ２とは、できるだけ近接していることが望ましい。

【0052】

一方で、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離れている必要がある。このためには、フロント側光学系３５とリア側光学系３６との間隔に対応する共振器長を長くする必要がある。このようにパワーオシレータ３０は、共振器長が長いので、増幅効率を低下させずに光路調整を行うには、高い調整精度が求められる。

【0053】

また、リング共振器では、チャンバ３２内に配置されたスリット部材３７，３８でレーザ光Ｌｐのケラレが発生しないように、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２がスリット３７ａ，３８ａを精度よく通過する必要がある。この観点からも、光路調整には、高い調整精度が求められる。

【0054】

しかしながら、比較例に係る光路調整方法において、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３が重なるように光路調整を行うだけでは、作業者は、チャンバ３２内における第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２が最適であるか否かを正確に把握することはできない。このため、作業者は、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３が完全に重なるように光路調整を行う際に、出力結合ミラー４０及び高反射ミラー４１，５０，５１のうちのいずれのミラーの姿勢を調整すべきか判断することが困難である。調整するミラーによっては、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３を完全に重ねることができたとしても、スリット３７ａ，３８ａによるレーザ光Ｌｐのケラレが発生して、パワーオシレータ３０から出射されるレーザ光Ｌｐのエネルギが低下する場合がある。

【0055】

また、比較例に係る光路調整方法では、レーザ装置２からパワーオシレータ３０を取り外して光路調整を行う必要があるため、光路調整に長い時間が掛かる。

【0056】

以上のように、リング共振器を含むパワーオシレータ３０を備えるレーザ装置２では、増幅効率を低下させずに光路調整を正確に行うことを可能とし、かつ光路調整に掛かる時間を短縮することが求められる。

【0057】

２．第１実施形態
２．１ 構成
図５は、本開示の第１実施形態に係るレーザ装置２ａの構成例を概略的に示す。図６は、第１実施形態に係るパワーオシレータ３０ａの構成例を概略的に示す。図５は、レーザ装置２ａをＶ軸方向から見た図である。図６は、パワーオシレータ３０ａをＨ軸方向から見た図である。レーザ装置２ａ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。

【0058】

図５において、パワーオシレータ３０ａには、チャンバ３２、フロント側光学系３５ａ、及びリア側光学系３６ａに加えて、フロント側観察装置８０及びリア側観察装置９０が設けられている。フロント側観察装置８０は、フロント側光学系３５ａとチャンバ３２との間の第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の観察を可能とする。リア側観察装置９０は、リア側光学系３６ａとチャンバ３２との間の第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の観察を可能とする。

【0059】

フロント側観察装置８０は、フロント側ミラーユニット８１とフロント側ビームプロファイラ８２とを含む。フロント側ミラーユニット８１は、フロント側第１ミラー８３とフロント側第２ミラー８４とを含む。フロント側第１ミラー８３は、第１光路Ｐ１に配置され、第１光路Ｐ１に沿って入射するレーザ光Ｌｐを部分反射する部分反射ミラーである。フロント側第２ミラー８４は、第２光路Ｐ２に配置され、第２光路Ｐ２に沿って入射するレーザ光Ｌｐを高反射する高反射ミラーである。例えば、フロント側第１ミラー８３は、入射したレーザ光Ｌｐのうち約５０％を反射して残りを透過させるハーフミラーである。フロント側ミラーユニット８１は、図示しない移動ステージに配置されており、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避可能に構成されている。

【0060】

リア側観察装置９０は、リア側ミラーユニット９１とリア側ビームプロファイラ９２とを含む。リア側ミラーユニット９１は、リア側第１ミラー９３とリア側第２ミラー９４とを含む。リア側第１ミラー９３は、第１光路Ｐ１に配置され、第１光路Ｐ１に沿って入射するレーザ光Ｌｐを部分反射する部分反射ミラーである。リア側第２ミラー９４は、第２光路Ｐ２に配置され、第２光路Ｐ２に沿って入射するレーザ光Ｌｐを高反射する高反射ミラーである。例えば、リア側第１ミラー９３は、入射したレーザ光Ｌｐのうち約５０％を反射して残りを透過させるハーフミラーである。リア側ミラーユニット９１は、図示しない移動ステージに配置されており、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避可能に構成されている。

【0061】

フロント側ミラーユニット８１及びリア側ミラーユニット９１が配置される各移動ステージは、リニアステージであってもよいし、回転ステージであってもよい。

【0062】

図６において、フロント側第１ミラー８３は、第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐが４５°の入射角で入射し、かつ入射したレーザ光Ｌｐの一部をＶ軸方向に反射するように配置されている。フロント側第２ミラー８４は、第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐが４５°の入射角で入射し、かつ入射したレーザ光ＬｐをＶ軸方向に高反射するように配置されている。

【0063】

リア側第１ミラー９３は、第１光路Ｐ１を進行するレーザ光Ｌｐが４５°の入射角で入射し、かつ入射したレーザ光Ｌｐの一部をＶ軸方向に反射するように配置されている。リア側第２ミラー９４は、第２光路Ｐ２を進行するレーザ光Ｌｐが４５°の入射角で入射し、かつ入射したレーザ光ＬｐをＶ軸方向に高反射するように配置されている。

【0064】

フロント側ビームプロファイラ８２は、フロント側スクリーン８２ａとフロント側カメラ８２ｂとを含む。フロント側スクリーン８２ａは、紫外線領域の光を可視光に変換する蛍光板である。蛍光板として、例えばルミラス等の機能性蛍光ガラスを用いることができる。フロント側スクリーン８２ａは、フロント側第１ミラー８３及びフロント側第２ミラー８４からの反射光がそれぞれ垂直入射するように配置されている。フロント側カメラ８２ｂは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）型、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）型等のイメージセンサを有する可視光カメラであり、反射光がフロント側スクリーン８２ａに入射することにより発生する一対の輝点を撮像する。

【0065】

リア側ビームプロファイラ９２は、リア側スクリーン９２ａとリア側カメラ９２ｂとを含む。リア側スクリーン９２ａは、紫外線領域の光を可視光に変換する蛍光板である。蛍光板として、例えばルミラス等の機能性蛍光ガラスを用いることができる。リア側スクリーン９２ａは、リア側第１ミラー９３及びリア側第２ミラー９４からの反射光がそれぞれ垂直入射するように配置されている。リア側カメラ９２ｂは、ＣＭＯＳ型、ＣＣＤ型等のイメージセンサを有する可視光カメラであり、反射光がリア側スクリーン９２ａに入射することにより発生する一対の輝点を撮像する。

【0066】

フロント側ビームプロファイラ８２及びリア側ビームプロファイラ９２は、フロント側ミラーユニット８１及びリア側ミラーユニット９１とは異なり、チャンバ３２に固設されている。

【0067】

フロント側ビームプロファイラ８２及びリア側ビームプロファイラ９２の各々で撮像された画像を画像処理する画像処理装置と、画像処理された画像を表示するディスプレイとが設けられていてもよい。また、フロント側スクリーン８２ａ及びリア側スクリーン９２ａの各々における一対の輝点の位置及び間隔を画像処理により測定し、測定結果をディスプレイに表示することが好ましい。

【0068】

第１実施形態では、フロント側光学系３５ａに含まれる出力結合ミラー４０と高反射ミラー４１のうち、高反射ミラー４１のみにアクチュエータ４２が設けられている。また、リア側光学系３６ａに含まれる第１高反射ミラー５０と第２高反射ミラー５１とのうち、第２高反射ミラー５１のみにアクチュエータ５３が設けられている。なお、アクチュエータ５３は、本開示の技術に係る「第１アクチュエータ」に対応する。

【0069】

第１実施形態では、リア側光学系３６ａに含まれる第１高反射ミラー５０及び第２高反射ミラー５１は、位置調整ステージ５４上に配置されている。位置調整ステージ５４は、第１高反射ミラー５０及び第２高反射ミラー５１を、一対の放電電極３３ａ，３３ｂの長手方向と放電方向とに直交する方向であるＨ軸方向に移動させる。

【0070】

図７は、フロント側観察装置８０の構成例を概略的に示す。フロント側スクリーン８２ａは、Ｚ軸方向及びＨ軸方向に平行に配置されている。フロント側カメラ８２ｂは、フロント側スクリーン８２ａにおいて、フロント側第１ミラー８３からの反射光により生じる輝点Ｂ１ａと、フロント側第２ミラー８４からの反射光により生じる輝点Ｂ１ｂとを撮像する。

【0071】

図８は、リア側観察装置９０の構成例を概略的に示す。リア側スクリーン９２ａは、Ｚ軸方向及びＨ軸方向に平行に配置されている。リア側カメラ９２ｂは、リア側スクリーン９２ａにおいて、リア側第１ミラー９３からの反射光により生じる輝点Ｂ２ａと、リア側第２ミラー９４からの反射光により生じる輝点Ｂ２ｂとを撮像する。

【0072】

図９は、図５に示すリア側光学系３６ａに設けられた位置調整ステージ５４の作用を説明する。位置調整ステージ５４が第１高反射ミラー５０及び第２高反射ミラー５１をＨ軸方向に移動させることにより、第２光路Ｐ２がＨ軸方向に平行移動する。位置調整ステージ５４が第１高反射ミラー５０及び第２高反射ミラー５１を距離ｄ移動させると、第２光路Ｐ２は距離２ｄ移動する。このように、位置調整ステージ５４により第２光路Ｐ２の位置を調整することができる。

【0073】

図１０は、図５に示すリア側光学系３６ａに設けられたアクチュエータ５３の作用を説明する。アクチュエータ５３が第２高反射ミラー５１の姿勢を変更すると、第２光路Ｐ２の角度が変化する。アクチュエータ５３が第２高反射ミラー５１をＶ軸周りに角度θ回転させると、第２光路Ｐ２はＶ軸周りに角度２θ回転する。このように、アクチュエータ５３により第２光路Ｐ２の角度を調整することができる。

【0074】

２．２ 動作
第１実施形態に係るレーザ装置２ａの動作は、比較例に係るレーザ装置２と同様である。レーザ装置２ａの動作時には、フロント側ミラーユニット８１及びリア側ミラーユニット９１は、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避しており、ビームプロファイラ６０は、パワーオシレータ３０ａから出射されるレーザ光Ｌｐの光路から退避している。

【0075】

２．３ 光路調整
次に、第１実施形態に係るレーザ装置２ａを動作させる前の準備段階で行われる光路調整について説明する。

【0076】

図１１は、第１実施形態に係る光路調整の手順の一例を示す。第１実施形態における光路調整では、比較例のようにレーザ装置２ａからパワーオシレータ３０ａを取り外した状態で一対のスリット部材７１，７２を用いた調整を行う必要はない。

【0077】

まず、作業者は、パワーオシレータ３０ａがレーザ装置２ａに取り付けられた状態で、マスターオシレータ１０を動作させてレーザ光Ｌｐを出射させる（ステップＳ１０）。このとき、フロント側ミラーユニット８１及びリア側ミラーユニット９１は、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避している。ビームプロファイラ６０は、パワーオシレータ３０ａから出射されるレーザ光Ｌｐの光路に挿入されている。

【0078】

作業者は、フロント側ミラーユニット８１を第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に挿入する（ステップＳ１１）。

【0079】

作業者は、フロント側観察装置８０を用いて輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂを観察しながらＭＯビームステアリングユニット２０を調整する（ステップＳ１２）。例えば、作業者は、輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂが規定の位置となるように、高反射ミラー２１ａ，２１ｂの姿勢を変更することにより、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の位置及び角度を調整する。ここで、規定の位置とは、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２が放電空間を通過し、かつスリット３７ａ，３８ａを通過する適正状態である場合に観察される輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの位置である。作業者は、ディスプレイ又はフロント側スクリーン８２ａ上で規定の位置を示す一対のマーカ等に輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂが一致するようにＭＯビームステアリングユニット２０を調整する。

【0080】

次に、作業者は、リア側ミラーユニット９１を第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に挿入する（ステップＳ１３）。これにより、フロント側ミラーユニット８１及びリア側ミラーユニット９１が第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に挿入された状態となる。フロント側ミラーユニット８１のフロント側第１ミラー８３を透過したレーザ光Ｌｐは、第１光路Ｐ１を進行してリア側ミラーユニット９１のリア側第１ミラー９３に入射する。

【0081】

作業者は、リア側観察装置９０を用いて輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂを観察しながらＭＯビームステアリングユニット２０を調整する（ステップＳ１４）。例えば、作業者は、輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが規定の位置であるか否かを確認し、規定の位置でない場合には、ステップＳ１２と同様に、高反射ミラー２１ａ，２１ｂの姿勢を変更することにより、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の位置及び角度を調整する。ここで、規定の位置とは、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２が上記適正状態である場合に観察される輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの位置である。作業者は、ディスプレイ又はリア側スクリーン９２ａ上で規定の位置を示す一対のマーカ等に輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが一致するようにＭＯビームステアリングユニット２０を調整する。

【0082】

また、ステップＳ１４において、作業者は、輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが円形であるか否かを確認する。スリット部材３７，３８によるレーザ光Ｌｐのケラレが発生した場合に、輝点Ｂ２ａの円形度が低下する。輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂが円形でない場合には、高反射ミラー２１ａ，２１ｂの姿勢を変更することにより、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２の位置及び角度を調整する。

【0083】

さらに、作業者は、リア側観察装置９０を用いて輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂを観察しながらリア側光学系３６ａを調整する（ステップＳ１５）。例えば、作業者は、輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの間隔Ｄ２（図８参照）が規定の距離であるか否かを確認し、規定の距離でない場合には、位置調整ステージ５４により第２光路Ｐ２を平行移動させることにより、間隔Ｄ２を規定の距離とする。ここで、規定の距離とは、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２が上記適正状態である場合に観察される輝点Ｂ２ａ，Ｂ２ｂの間隔である。

【0084】

次に、作業者は、リア側ミラーユニット９１を第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避させる（ステップＳ１６）。

【0085】

作業者は、フロント側観察装置８０を用いて輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂを観察しながらリア側光学系３６ａを調整する（ステップＳ１７）。例えば、作業者は、輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの間隔Ｄ１（図７参照）が規定の距離であるか否かを確認し、規定の距離でない場合には、アクチュエータ５３で第２光路Ｐ２の角度を変更することにより、間隔Ｄ１を規定の距離とする。ここで、規定の距離とは、第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２が上記適正状態である場合に観察される輝点Ｂ１ａ，Ｂ１ｂの間隔である。

【0086】

次に、作業者は、フロント側ミラーユニット８１を第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避させる（ステップＳ１８）。作業者は、パワーオシレータ３０ａを動作させる（ステップＳ１９）。これにより、増幅されたレーザ光Ｌｐがパワーオシレータ３０ａから出射される。

【0087】

そして、作業者は、ビームプロファイラ６０を用いてビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３（図４参照）の重なりを調整する（ステップＳ２０）。具体的には、作業者は、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３の重なり度合いが最も大きくなるように、アクチュエータ４２を用いて高反射ミラー４１の姿勢を変更する。以上で光路調整が終了する。

【0088】

本開示の光路調整方法は、リア側観察装置９０を用いて第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を観察することにより、リア側光学系３６ａを調整すること（ステップＳ１５）、フロント側観察装置８０を用いて第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を観察することにより、リア側光学系３６ａを調整すること（ステップＳ１７）、パワーオシレータ３０ａから出射されたレーザ光Ｌｐの光路を観察することにより、フロント側光学系３５ａを調整すること（ステップＳ２０）を含む。

【0089】

また、本開示の光路調整方法は、フロント側観察装置８０とリア側観察装置９０を用いて第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２を観察することにより、ＭＯビームステアリングユニット２０を調整すること（ステップＳ１２及びＳ１４）を含む。

【0090】

２．４ 効果
本実施形態では、作業者は、フロント側観察装置８０及びリア側観察装置９０を用いて第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２が最適であるか否かを正確に把握することができる。このため、増幅効率を低下させずに光路調整を正確に行うことができる。また、本実施形態では、比較例のようにパワーオシレータ３０ａをレーザ装置２ａから取り外して光路調整を行う必要がないため、光路調整に掛かる時間を短縮することができる。

【0091】

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２ｂ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２ａの構成と異なる点を説明する。

【0092】

図１２は、第２実施形態に係るレーザ装置２ｂの構成例を概略的に示す。レーザ装置２ｂは、パワーオシレータ３０ｂの構成のみが、第１実施形態に係るレーザ装置２ａの構成と異なる。パワーオシレータ３０ｂは、フロント側光学系３５ｂの構成が、第１実施形態に係るフロント側光学系３５ａの構成と異なる。パワーオシレータ３０ｂ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。

【0093】

フロント側光学系３５ｂは、出力結合ミラー４０と、第３高反射ミラー４４と、第４高反射ミラー４５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３高反射ミラー４４は、第２光路Ｐ２を進行してフロント側光学系３５ｂに入射するレーザ光Ｌｐを、第４高反射ミラー４５に向けて反射するように配置されている。第４高反射ミラー４５は、第３高反射ミラー４４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。

【0094】

出力結合ミラー４０は、第４高反射ミラー４５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。

【0095】

第３高反射ミラー４４及び第４高反射ミラー４５には、それぞれ姿勢を変更するためのアクチュエータ４６，４７が取り付けられている。例えば、アクチュエータ４６，４７は、左右及び上下方向のあおり調整を可能とする。アクチュエータ４６，４７を用いて第３高反射ミラー４４及び第４高反射ミラー４５の姿勢を変更することにより、パワーオシレータ３０ｂから出射されるレーザ光Ｌｐの光路の位置及び角度を調整することができる。なお、アクチュエータ４６は、本開示の技術に係る「第２アクチュエータ」に対応する。アクチュエータ４７は、本開示の技術に係る「第３アクチュエータ」に対応する。

【0096】

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、第２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５０、第２高反射ミラー５１、第３高反射ミラー４４、及び第４高反射ミラー４５の５枚のミラーで構成されている。

【0097】

３．２ 動作
第２実施形態に係るレーザ装置２ｂの動作は、フロント側光学系３５ｂに入射したレーザ光Ｌｐが第３高反射ミラー４４と第４高反射ミラー４５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２ａの動作と同様である。

【0098】

本実施形態では、チャンバ３２からフロント側光学系３５ｂに入射したレーザ光Ｌｐは、第３高反射ミラー４４と第４高反射ミラー４５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３５ｂからパワーオシレータ３０ｂの外部へ出射される。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３５ｂからチャンバ３２に向けて出射される。

【0099】

３．３ 光路調整
第２実施形態に係る光路調整の手順は、基本的に第１実施形態と同様である。但し、本実施形態では、図１１に示すステップＳ２０において、作業者は、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３の重なり度合いが最も大きくなるように、アクチュエータ４６，４７を用いて第３高反射ミラー４４及び第４高反射ミラー４５の姿勢を変更する。

【0100】

３．４ 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３０ｂ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２ｂ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。

【0101】

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。

【0102】

また、本実施形態では、第３高反射ミラー４４及び第４高反射ミラー４５の２枚のミラーを用いてパワーオシレータ３０ｂから出射されるレーザ光Ｌｐの位置及び角度を調整することができる。したがって、本実施形態では、ビームプロファイルＢＰ０～ＢＰ３の重なりをより精度よく調整することができる。

【0103】

４．ＭＯビームステアリングユニットの変形例
次に、ＭＯビームステアリングユニット２０の変形例について説明する。第１及び第２実施形態に係るＭＯビームステアリングユニット２０は、種々の変形が可能である。

【0104】

図１３は、変形例に係るＭＯビームステアリングユニット２０ａの構成を概略的に示す。ＭＯビームステアリングユニット２０ａは、３枚の高反射ミラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、及び位置調整ステージ２３を含む。高反射ミラー２２ａ，２２ｂには、それぞれ姿勢を変更するための図示しないアクチュエータが取り付けられている。例えば、アクチュエータは、左右及び上下方向へのあおり調整を可能とする。

【0105】

高反射ミラー２２ｃは、位置調整ステージ２３上に配置されている。位置調整ステージ２３は、高反射ミラー２２ｃをＨ軸方向へ移動させる。

【0106】

高反射ミラー２２ａは、マスターオシレータ１０から出射されたレーザ光Ｌｐが入射する位置に配置されており、レーザ光ＬｐをＶ軸方向に高反射する。高反射ミラー２２ｂは、高反射ミラー２２ａにより高反射されたレーザ光Ｌｐが入射する位置に配置されており、レーザ光ＬｐをＨ軸方向に高反射する。高反射ミラー２２ｃは、高反射ミラー２２ｂにより高反射されたレーザ光Ｌｐが入射する位置に配置されており、レーザ光ＬｐをＺ軸方向で、かつパワーオシレータに向けて高反射する。

【0107】

高反射ミラー２２ａ，２２ｂの姿勢をアクチュエータで変化させることにより、第１光路Ｐ１の角度を調整することができる。また、位置調整ステージ２３で高反射ミラー２２ｃを移動させることにより、第１光路Ｐ１の位置を調整することができる。

【0108】

第１及び第２実施形態のＭＯビームステアリングユニット２０に代えて本変形例のＭＯビームステアリングユニット２０ａを用いることにより、図１１に示すステップＳ１２及びＳ１４において、第１光路Ｐ１の位置及び角度を精度よく調整することができる。

【0109】

本開示におけるＭＯビームステアリングユニットは、少なくとも２枚のミラーを含みパワーオシレータに入射するレーザ光Ｌｐの光路の位置及び角度を調整することを可能とする装置であればよい。

【0110】

５．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。第１及び第２実施形態では、レーザ装置２ａ，２ｂは、それぞれ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。

【0111】

５．１ 構成
図１４は、変形例に係るマスターオシレータ１０ａの構成を概略的に示す。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１００と、シード光を増幅するチタンサファイヤ増幅器１１０と、波長変換システム１２０とを含む。

【0112】

半導体レーザ１００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１００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。

【0113】

チタンサファイヤ増幅器１１０は、チタンサファイヤ結晶１１１と、ポンピング用パルスレーザ１１２とを含む。チタンサファイヤ結晶１１１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１１２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。

【0114】

波長変換システム１２０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（ＬｉＢ_３Ｏ_５）結晶と、ＫＢＢＦ（ＫＢｅ_２ＢＯ_３Ｆ_２）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。

【0115】

５．２ 動作
チタンサファイヤ増幅器１１０において、ポンピング用パルスレーザ１１２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１１１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１１０から出力されたパルスレーザ光は、波長変換システム１２０に入力される。波長変換システム１２０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に向けて出射する。

【0116】

本変形例では、パワーオシレータは、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から入力される波長１９３．４ｎｍのレーザ光Ｌｐを増幅する。

【0117】

５．３ その他
マスターオシレータ１０ａを、波長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１００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１１０は、半導体レーザ１００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１２０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（ＣｓＬｉＢ_６Ｏ_１０）結晶とを含む。波長変換システム１２０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２４８．４ｎｍのパルスレーザ光をレーザ光Ｌｐとして出射する。

【0118】

６．フロント側観察装置及びリア側観察装置の変形例
フロント側観察装置８０は、フロント側ミラーユニット８１が第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避可能な構成に限定されず、フロント側ミラーユニット８１を第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に対して固設してもよい。同様に、リア側観察装置９０は、リア側ミラーユニット９１が第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２から退避可能な構成に限定されず、リア側ミラーユニット９１を第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に対して固設してもよい。すなわち、レーザ装置２ａ，２ｂの動作中にフロント側ミラーユニット８１及びリア側ミラーユニット９１が第１光路Ｐ１及び第２光路Ｐ２に配置されていてもよい。この場合、リング共振器をレーザ光Ｌｐが周回するように、第２光路Ｐ２に配置されるフロント側第２ミラー８４及びリア側第２ミラー９４をそれぞれ部分反射ミラーとすればよい。また、この場合、フロント側第１ミラー８３、フロント側第２ミラー８４、リア側第１ミラー９３、及びリア側第２ミラー９４を、それぞれ反射率が１％以下の部分反射ミラーとすることが好ましい。

【0119】

７．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。

【0120】

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。

【0121】

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。

【0122】

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。

【0123】

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。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】