レーザ装置
【課題】多数のアンプユニットからなるレーザ装置を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントを低減し、光路長を短くし、光学素子群を1箇所に集中配置させ、光学素子群のメンテナンス時の作業効率を高め作業者の負担を減らすようにするとともに、振動等の影響を受け難くしレーザ出力を長期的に安定させる。
【解決手段】オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面11A、21A、22A同士は隣接しかつ対向するようにオシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されている。2つのアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面23A、24A同士は隣接しかつ対向するように、アンプユニット23、24が配置されている。光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されている。
【解決手段】オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面11A、21A、22A同士は隣接しかつ対向するようにオシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されている。2つのアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面23A、24A同士は隣接しかつ対向するように、アンプユニット23、24が配置されている。光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハに関し、特にエピタキシャルシリコンウェーハの製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
回路パターンを半導体ウェーハ上に光転写する光リソグラフィ技術は、LSIの集積化を図る上で重要である。光リソグラフィに用いられる露光装置は、主に、ステッパと呼ばれる縮小投影露光方式によるものが使用されている。すなわち照明光源により照らされた原画(レチクル)パターンの透過光を縮小投影光学系により半導体基板上の光感光性物質に投影して回路パターンを形成するというものである。この投影像の分解能は、用いられる光源の波長で制限される。このためパターン線幅をより微細化したいとの要求に伴って、光源の波長は紫外領域へと次第に短波長化してきている。
【0003】
近年は深紫外領域の光(DUV光)を発振するKrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)が光源として使用され、あるいは真空紫外領域の光(VUV光)を発振するF2レーザ(波長157nm)が光源として開発されている。
【0004】
現在では更なる微細加工を行うべく極端紫外領域(Extreme Ultra Violet)の光(以下EUV光)を出力するEUV光源(波長13.5nm)を、光リソグラフィの光源とする試みがなされている。
【0005】
EUV光を発生させる方式を大別すると、LPP(レーザ励起プラズマ)方式とDPP(放電励起プラズマ)方式がある。LPP方式のEUV光源では、ドライバレーザ装置で発振されて出射された短パルスレーザ光が錫Snなどで構成されたターゲットに照射されて、ターゲットがプラズマ状態に励起されEUV光が発生し、EUV光が集光レンズで集光されて外部にEUV光が出力される。
【0006】
ドライバレーザ装置には、CO2レーザなどが用いられる。
【0007】
現在、露光装置の光源として要求されるEUV光の出力は、140Wである。しかし、CO2レーザをドライバレーザ装置とし錫SnをターゲットとするLPP方式のEUV光源のシステムでは、ドライバレーザ装置から出射されるレーザ光の出力の1〜2%程度しかEUV光出力として取り出せるに過ぎない。したがって、要求される140Wの出力のEUV光を得るには、10kWのレーザ出力を取り出せるドライバレーザ装置が必要となる。
【0008】
ここで、工業用のCO2レーザでは、出力20kWのものが市販されている。しかし、この工業用のCO2レーザは、EUV光源のドライバレーザ装置に必要なパルス発振レーザ装置ではなくCW発振レーザ装置である。EUV光源のドライバレーザ装置として使用するためには、10〜100nS程度の短パルス発振が可能なCO2レーザが必要となる。このような短パルス発振で10kWものレーザ出力を取り出せるCO2レーザは市販されていない。このため、現状では、出力50〜100W程度の小出力の短パルス発振CO2レーザをオシレータとし、このオシレータの後段に複数の増幅段レーザ(アンプ)を備えてドライバレーザ装置を構成するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ドライバレーザ装置で10kWのレーザ出力を得るためには、出力50〜100Wのオシレータを使用した場合、増幅段レーザ(アンプ)として4段程度必要となる。ここで、オシレータは、直方体形状の筐体(以下、オシレータユニットという)で構成されている。また、増幅段レーザ(アンプ)についても、直方体形状の筐体(以下、アンプユニットという)で構成されている。よって、1つのオシレータユニットと、たとえば4つのアンプユニットだけで、半導体製造ラインの床面が大きく占有されてしまうことになる。さらにドライバレーザ装置には、オシレータユニット、アンプユニットのみならずこれらユニット間の光路でレーザ光を整形し伝送するための各光学素子からなる光学素子群が必要であるとともに、オシレータユニット、アンプユニット毎に個別に電源が必要となる。
【0010】
図1は、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24と、光学素子群31(31A、31B、31C、31D)と、オレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24それぞれの電源41、42、43、44、45を半導体製造ラインの床面に配置した構成例を示している。
【0011】
同図1に示すように、オシレータユニット11の筐体の広い面積の面11Aと、4つのアンプユニット21、22、23、24の各筐体の広い面積の面21A、22A、23A、24Aが床面と平行になるように、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24が配置されており、それに応じて光学素子群31(31A、31B、31C、31D)と、電源41、42、43、44、45が配置されているため、フットプリント(専有面積)FPは、100m2を優に超える広大なものとなる。実験、研究用途のためであればよいかもしれないが、実際の半導体製造ラインの床面に、EUV光源のためだけに、それもドライバレーザ装置のためだけに広大なスペースを確保することは現実的には難しい。
【0012】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、たとえ多数のアンプユニットからなるレーザ装置であったとしても、レーザ装置を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントを低減できるようにすることを第1の解決課題とするものである。
【0013】
また、上記するように、オシレータユニット11の筐体の広い面積の面11Aと、4つのアンプユニット21、22、23、24の各筐体の広い面積の面21A、22A、23A、24Aが床面と平行になるように、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24が配置されているため、ユニット11、21、22、23、24間の光路LRが40〜50mと長大化する。このため光学素子群31は、同一の定盤上に載らず、各所に分離して配置された防振材51、52、53、54上に、光学素子群31A、31B、31C、31Dをそれぞれ分散して配置せざるを得ない。このため作業者は、分離した各所を渡り歩いて光学素子のアライメントを調整するなどのメンテナンスを行わざるを得ず、作業効率が悪く作業者に多大な負担がかかるという問題があった。さらには、光路長が長大化し、光学素子群が各所に分散配置されているため、光学系のアライメントが床面の安定性に依存し、床の振動や調整時の僅かな衝撃に依存する度合いが大きい。たとえば光路長が40〜50mに及ぶとすると、振動等により例えば100μmだけ伝送光学系が変位しただけでもレーザ光の出射部付近で数mmレベルのずれとなって顕れてしまい、効率的な増幅ができなくなり、レーザ出力が低下してしまう。このため半導体製造ラインのような長期的なレーザ出力の安定性が求められる環境にあっては、それを保証し難いという点でも問題があった。
【0014】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、光路長を短くし、光学素子群を1箇所に集中配置させることにより、光学素子群のメンテナンス時の作業効率を高め作業者の負担を減らすようにするとともに、振動等の影響を受け難くしレーザ出力を長期的に安定させるようにすることを第2の解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
第1発明は、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、オシレータユニット、アンプユニットが配置されていること
を特徴とする。
【0016】
第2発明は、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
光学素子群は、プレート上に配置されており、
オシレータユニットから出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニットで入出射される入出射光がプレートを横切るように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットでそれぞれ入出射される各入出射光がプレートを横切るように、オシレータユニット、アンプユニット、プレートが配置されていること
を特徴とする。
【0017】
第3発明は、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とする。
【0018】
第4発明は、第1発明または第2発明において、
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とする。
【0019】
第5発明は、第4発明において、
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする。
【0020】
第6発明は、第3発明において、
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする。
【0021】
第7発明は、第4発明において、
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする。
【0022】
第8発明は、第3発明において、
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする。
【0023】
第9発明は、第4発明において、
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする。
【0024】
第10発明は、第3発明において、
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする。
【0025】
第11発明は、第1発明において、
隣接し広い面同士が対向するオシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは隣接し広い面同士が対向する少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、上下方向に積層配置されていること
を特徴とする。
【0026】
第12発明は、第2発明において、
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、プレートの下方に配置されていること
を特徴とする。
【0027】
第1発明のレーザ装置1は、図6に示すように、直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニット11と、直方体形状の筐体で構成されたアンプユニット21、22、23、24と、オシレータユニット11から出射されるレーザ光L、およびアンプユニット21、22、23、24に入射されるレーザ光L並びにアンプユニット21、22、23、24から出射されるレーザ光Lの光路LR上に設けられた複数の光学素子31a、31b、31c…からなる光学素子群31とを含んで構成されている。オシレータユニット11は、図4(a)に示すように、レーザ光Lを発振して出力するレーザ発振器60を内蔵している。アンプユニット21、22、23、24は、図4(b)に示すように、レーザ光Lを入射してレーザ光Lを増幅して出射する増幅器70を内蔵している。
【0028】
ここで、アンプユニットは、1つであってもよく、または2以上設けられていてもよい。
【0029】
図6に示すように、オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つの(図6では2つの)アンプユニット21、22の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面11A、21A、22A同士は隣接しかつ対向するように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されている。また、少なくとも2つの(図6では2つの)アンプユニット23、24の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面23A、24A同士は隣接しかつ対向するように、アンプユニット23、24が配置されている。
【0030】
このように、オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つの(図6では2つの)アンプユニット21、22の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面11A、21A、22A同士は隣接しかつ対向するように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されており、少なくとも2つの(図6では2つの)アンプユニット23、24の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面23A、24A同士は隣接しかつ対向するように、アンプユニット23、24が配置されているため、図3に示すように、フットプリント(専有面積)FPは、従来(図1)に比べて大幅に低減される。このように本発明によれば、たとえ多数のアンプユニット21、22、23、24からなるレーザ装置1であったとしても、レーザ装置1を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントFPを低減することができる。
【0031】
第2発明では、図2または図6に示すように、光学素子群31は、プレート32上に配置されており、オシレータユニット11から出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニット(図2ではアンプユニット21、図6ではアンプユニット21、22、23、24)で入出射される入出射光がプレート32を横切るように、オシレータユニット11、アンプユニット(図2ではアンプユニット21、図6ではアンプユニット21、22、23、24)、プレート32が配置されている。あるいは図6に示すように、少なくとも2つのアンプユニット21、22、23、24でそれぞれ入出射される各入出射光がプレート32を横切るように、アンプユニット21、22、23、24、プレート32が配置されている。
【0032】
図6を例にとると、光学素子群31は、プレート32上に配置されており、オシレータユニット11から出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニット21、22、23、24で入出射される入出射光がプレート32を横切るように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32が配置されているため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24と光学素子群31からなる場積が従来(図1)に比べて小さく収まり、フットプリント(専有面積)FPを、従来(図1)に比べて大幅に低減させることができる。
【0033】
このように本発明によれば、たとえ多数のアンプユニット21、22、23、24からなるレーザ装置1であったとしても、レーザ装置1を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントFPを低減することができる。
【0034】
第3発明では、図2または図6に示すように、光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されている。このため光路LRの長さが従来(図1)に比べて短くなり、光学素子群31がプレート32上の1箇所に集中配置させることができ、光学素子群31のメンテナンス時の作業効率が高まり、作業者の負担が低減する。また光路LRの長さが短くなることにより、振動等の影響を受け難くなりレーザ出力を長期的に安定させることができる。
【0035】
第4発明では、第1発明または第2発明の構成に加えて、第3発明と同様の構成を備えているため、第1発明または第2発明の作用効果に加えて、第3発明の作用効果が得られる。
【0036】
第5発明、第6発明では、図2または図6に示すように、光学素子群31は、プレート32の同一の面32A上に配置されている。このため作業者は、プレート32の同一の面32A上で光学素子群31のメンテナンスを集中して行うことができる。これによりメンテナンス時の作業性が更に向上し作業者の負担が更に低減される。
【0037】
第7発明、第8発明では、図7に示すように、光学素子モジュール30は、プレート32と光学素子群31を覆うカバー33を含んで構成されている。
【0038】
第9発明、第10発明では、図7に示すように、光学素子モジュール30のカバー33には、パージガスが導入されるパージガス導入口34と、メンテナンス用のハッチ35、36、37のいずれかあるいは両方が備えられている。
【0039】
高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されると、レーザ光が大気によって吸収されて、それによってレーザ光の擾乱作用が生じ、レーザ出力が安定しなくなるおそれがある。本発明によれば、光学素子モジュール30のカバー33のパージガス導入口34からパージガス(たとえばN2ガス)がカバー33の内部に導入されて、カバー33内部の大気がパージガスによりパージされて高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されないようにすることができる。これによりレーザ光の擾乱作用を抑制できレーザ出力を安定させることができる。また、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されると、光学素子31a、31b…にダストが付着しやすくなる。光学素子31a、31b…にダストが付着すると、ダストがレーザ光を吸収して光学素子31a、31b…が加熱され損傷するおそれがある。本発明によれば、カバー32に局所的に設けられたメンテナンス用のハッチ35、36、37を介して光学素子群31のメンテナンスを行うことができるため、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されてダストが付着する可能性を最小限に抑えることができる。
【0040】
第11発明では、図6に示すように、隣接し広い面同士が対向するオシレータユニット11の筐体と少なくとも1つのアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されており、隣接し広い面同士が対向する少なくとも2つのアンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。このため図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の場積は上下方向に広がるものの、平面の広がりが従来(図1)に比べて抑制されて、フットプリント(専有面積)FPが、従来(図1)に比べて大幅に低減される。
【0041】
第12発明では、図2に示すように、オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つのアンプユニット21の筐体は、プレート32の下方に配置されている。このためプレート32分の床面積内に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21分を収めることができ、フットプリント(専有面積)FPが、従来(図1)に比べて大幅に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0042】
以下、図面を参照して本発明に係るレーザ装置の実施の形態について説明する。なお、実施例では、EUV光源のドライバレーザ装置(CO2レーザ)を想定している。
【0043】
(第1実施例)
図3は、第1実施例のレーザ装置1の構成図であり、従来技術として説明した図1と同様に上面図にて示している。図4(a)、(b)はそれぞれ、第1実施例のオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の内部構成例を示した図である。図5はそれぞれ、第1実施例のオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の他の内部構成例を示した図である。図6は、第1実施例のレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。図7は、第1実施例のレーザ装置1の光学素子モジュール30の外観を示した斜視図である。
【0044】
図3および図6に示すように第1実施例のレーザ装置1は、従来のレーザ装置1(図1)と同様に、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24と、光学素子群31と、オレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24それぞれの電源41、42、43、44、45とからなり、半導体製造ラインの床面に配置されている。電源41、42、43、44、45はインターロック回路等、共有できる部分について可能な限り共有することで、小型化を図るようにしている。
【0045】
オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24はそれぞれ、直方体形状の筐体で構成されている。
【0046】
図4(a)に示すように、オシレータユニット11は、レーザ光Lを発振して出力するレーザ発振器60を内蔵している。レーザ発振器60は、一方向のみに発振光を出射する構成であり、オシレータユニット11の筐体の面11Cの出射口10Bから外部にレーザ光Lが出射される。
【0047】
すなわち、レーザ発振器60は、内部に媒質ガスが封入されたチューブ(チャンバ)61と、チューブ61内に設けられ電極間で放電が行われる一対の電極62、63と、チューブ61内に設けられ放電により発生した光を出射口10B側に反射するミラー64と、チューブ61の出射口側に設けられチューブ61の内部で発生した光の一部を透過して出射口10Bより出射させるパーシャルミラー65とから構成されている。図4(a)では、オシレータユニット11は、単体のレーザ発振器で構成しているが、オシレータ自体が発振器と複数のモジュレーションユニット又は増幅器を組み合わせた構成であってもよい。
【0048】
図4(b)に示すように、アンプユニット21、22、23、24はそれぞれ、レーザ光Lを入射してレーザ光Lを増幅して出射する増幅器70を内蔵している。アンプユニット21、22、23、24はそれぞれ、筐体の同一面21C、22C、23C、24Cに設けられた入射口20A、出射口20Bから光が入出射されるように構成されている。この場合、入射口20Aから入射される入射光と出射口20Bから出射される出射光が略平行でかつ入射光と出射光が同一平面を通過するように増幅器70が構成されている。
【0049】
すなわち、増幅器70は、内部に媒質ガスが封入されたチューブ(チャンバ)71と、チューブ71に設けられ入射口20Aから入射された被増幅光を透過させてチューブ71内の一対の電極73、74間に導くウインドウ72と、チューブ71内に設けられ電極間で放電が行われる一対の電極73、74と、チューブ71内に設けられ一対の電極73、74間の放電により発生した光を反射してミラー76に導くミラー75と、チューブ71内に設けられ光を反射して一対の電極77、78間に導くミラー76と、チューブ71内に設けられ電極間で放電が行われる一対の電極77、78と、チューブ71に設けられ一対の電極77、78間で発生した光を増幅光として透過させて出射口20Bから出射させるウインドウ79とから構成されている。
【0050】
図4(b)では、1本のチューブ71で増幅器70を構成しているが、図5(a)に示すように、チューブ71を2本のチューブ71A、71Bに分離して増幅器70を構成してもよい。また、図4(b)では、一対の電極を2組設けて増幅器70を構成しているが、図5(b)に示すように、一対の電極73、74を1組設けて増幅器70を構成してもよい。図5(b)では、ミラー75、76を用いて、入射口20Aから入射された被増幅光を折り返して、チューブ71の一方のウインドウ72側からチューブ71内に導き、チューブ71の他方のウインドウ79を介して増幅光を出射口20Bから出射させるようにしている。これにより図4(b)、図5(a)に示す増幅器70と同様に、筐体の同一面21Cに設けられた入射口20A、出射口20Bから光が入出射させることができる。
【0051】
図6に示すように、光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30を構成している。光学素子群31は、プレート32の同一の面32A上に配置されている。光学素子群31は、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の各ユニット間の光路LRでレーザ光Lを整形し伝送するための各光学素子31a、31b、31c…からなる。光学素子群31は、たとえばダイバージェンス補正光学系31a、空間フィルタ31b、コリメート光学系31c、31d、31e、ビームエキスパンダ31g、アイソレータ31h、ミラー311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326である。アイソレータ31hは、ターゲットからの戻り光防止や自励発振の防止のために設けられる。
【0052】
図7に示すように、光学素子モジュール30は、プレート32と光学素子群31を覆うカバー33を含んで構成されている。
【0053】
光学素子モジュール30のカバー33には、たとえばN2ガスなどのパージガスがカバー33の内部に導入されるパージガス導入口34と、メンテナンス用に設けられた開閉自在のハッチ35、36、37が備えられている。その他、カバー33には、カバー33内部の圧力を検出する圧力検出ユニット38と、カバー33内部のガスの流量を調整する流量調整ユニット39と、CO2レーザ光Lが出射されるレーザ出射口30aが備えられている。なお、レーザ出射口30aは、光導入路80を介して、図示しないEUV光発生チャンバに連通している。
【0054】
図6に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。また、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。
【0055】
また、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32に形成された各孔32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h、32iを介してプレート32を横切るように配置されている。すなわち、オシレータユニット11の筐体の各面のうち出射口10Bが設けられた面11C、アンプユニット21、22、23、24の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面21C、22C、23C、24Cと、プレート32の後面32B、つまり光学素子群31が配置されていない面32Bは、平行にかつ互いに対面するように配置されている。
【0056】
隣接し広い面11A、21A、22A同士が対向するオシレータユニット11の筐体とアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されているとともに、隣接し広い面23A、24A同士が対向するアンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。第1実施例では、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。よって、プレート32は、立設配置されている。
【0057】
つぎに上述した構成のレーザ装置1で行われる動作について説明する。
【0058】
オシレータユニット11のレーザ発振器60では、レーザ光Lが発振され、オシレータユニット11の筐体の面11Cの出射口10Bから外部にレーザ光Lが出射される。出射口10Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32aを通過して、プレート32の前面32Aのミラー311に照射される。レーザ光Lは、ミラー311で反射され、ダイバージェンス補正光学系31aを通過して、ミラー312に照射される。レーザ光Lは、ミラー312で反射され、ミラー313に照射される。レーザ光Lはミラー313で反射され、空間フィルタ31b、コリメート光学系31cを通過して、ミラー314に照射される。レーザ光Lは、ミラー314で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32bを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット21の筐体の面21Cの入射口20Aに入射される。
【0059】
アンプユニット21の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット21の筐体の面21Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32cを通過して、プレート32の前面32Aのミラー315に照射される。レーザ光Lは、ミラー315で反射され、ミラー316に照射される。レーザ光Lはミラー316で反射され、コリメート光学系31dを通過して、ミラー317に照射される。レーザ光Lは、ミラー317で反射され、ミラー318に照射される。レーザ光Lは、ミラー318で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32dを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット22の筐体の面22Cの入射口20Aに入射される。
【0060】
アンプユニット22の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット22の筐体の面22Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32eを通過して、プレート32の前面32Aのミラー319に照射される。レーザ光Lは、ミラー319で反射され、ビームエキスパンダ31gを通過してミラー320に照射される。レーザ光Lは、ミラー320で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32fを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット23の筐体の面23Cの入射口20Aに入射される。
【0061】
アンプユニット23の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット23の筐体の面23Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32gを通過して、プレート32の前面32Aのミラー321に照射される。レーザ光Lは、ミラー321で反射され、ミラー322に照射される。レーザ光Lはミラー322で反射され、コリメート光学系31eを通過して、ミラー323に照射される。レーザ光Lはミラー323で反射され、ミラー324に照射される。レーザ光Lは、ミラー324で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32hを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット24の筐体の面24Cの入射口20Aに入射される。
【0062】
アンプユニット24の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット23の筐体の面24Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32iを通過して、プレート32の前面32Aのミラー325に照射される。レーザ光Lは、ミラー325で反射され、ミラー326に照射される。レーザ光Lはミラー326で反射され、アイソレータ31hを通過する。アイソレータ31hを通過してレーザ光Lは、カバー33のレーザ出射口30aからカバー33の外部に出射される。レーザ光Lは、出射口30aから光導入路80を通過して図示しないEUV光発生チャンバ内の錫Snなどのターゲットに照射される。これによりEUV光が発生する。
【0063】
光学素子モジュール30では、パージが行われる。
【0064】
すなわち、プレート32上の高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されると、レーザ光が大気によって吸収されて、それによってレーザ光の擾乱作用が生じ、レーザ出力が安定しなくなるおそれがある。そこで、実施例では、光学素子モジュール30のカバー33のパージガス導入口34から、たとえばN2ガスなどのパージガスがカバー33の内部に導入されて、カバー33内部の大気がパージガスによりパージされる。またカバー33はレーザ出射口30aを介して光導入路80に連通しており、カバー33と同様に略密閉構造となっている。このため高出力光の通過経路であるレーザ出射口30a、光導入路80も同様にパージされる。
【0065】
カバー33内およびこれに連通するレーザ出射口30a、光導入路80内部のガスの圧力は、圧力検出ユニット38で検出され、流量調整ユニット39によって、カバー33内部およびこれに連通するレーザ出射口30a、光導入路80内部のガスの流量が調整される。本実施例によれば、カバー33のパージガス導入口34を介してレーザの光路LRの全面に渡り集中的にガスパージを行うことができる。このため高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されないようにすることができる。これによりレーザ光の擾乱作用を抑制できレーザ出力を安定させることができる。
【0066】
さて、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されると、光学素子31a、31b…にダストが付着しやすくなる。光学素子31a、31b…にダストが付着すると、ダストがレーザ光を吸収して光学素子31a、31b…が加熱され損傷するおそれがある。たとえば透過型の光学素子にZnSeを用いると、ZnSeは330℃を超えると急激に吸収係数が上昇しレーザ光を吸収するようになる。加熱源であるダストが僅かでもあると、高出力のレーザ光が吸収されて、容易に融点に達してしまう。そこで、実施例では、カバー32に局所的に設けられたメンテナンス用のハッチ35、36、37を開いて光学素子群31のメンテナンス、たとえばアライメント調整などが行われる。このため、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されてダストが付着する可能性を最小限に抑えることができる。なお、メンテナンス時に高出力光を扱うことは危険である。よって大気によるレーザ光擾乱を避けるためにN2ガスなどのパージガスがメンテナンス時に一時的に大気で希釈されても構わない。高出力光を通すときのみパージが行われていればよい。
【0067】
つぎに本第1実施例の効果について説明する。
【0068】
本実施例では、図6に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22を、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置するようにしており、またアンプユニット23、24を、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置するようにしている。このため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24からなる場積が従来(図1)に比べて小さく収まる。
【0069】
また、本実施例では、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32に形成された各孔32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h、32iを介してプレート32を横切るように配置されている。このため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24と光学素子モジュール30からなる場積が従来(図1)に比べて小さく収まる。
【0070】
また、本実施例では、隣接し広い面11A、21A、22A同士が対向するオシレータユニット11の筐体とアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されているとともに、隣接し広い面23A、24A同士が対向するアンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。つまり第1実施例では、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。このため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の場積は上下方向に広がるものの、平面の広がりが従来(図1)に比べて抑制される。
【0071】
また、電源41、42、43、44、45はインターロック回路等、共有できる部分について可能な限り共有することで、小型化を図るようにしている。
【0072】
このため、図3に示すように、フットプリント(専有面積)FPが、30〜40m2となり、従来(図1)のフットプリントFP(100m2)に比べて大幅に低減される。これにより本実施例によれば、たとえ多数のアンプユニット21、22、23、24からなるレーザ装置1であったとしても、レーザ装置1を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントFPを低減することができる。
【0073】
また、本実施例では、図6に示すように、光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されている。このため光路LRの長さが従来(図1)に比べて短くなり、光学素子群31がプレート32上の1箇所に集中配置させることができ、光学素子群31のメンテナンス時の作業効率が高まり、作業者の負担が低減する。また光路LRの長さが短くなることにより、振動等の影響を受け難くなりレーザ出力を長期的に安定させることができる。たとえば、光学素子のアライメントの調整を一度行うと、その後調整したアライメントのずれが生じにくくなり、長期間安定して光学素子を使用することができる。
【0074】
また、本実施例では、光学素子群31は、プレート32の同一の面32A上に配置されている。このため作業者は、プレート32の同一の面32A上で光学素子群31のメンテナンスを集中して行うことができる。これによりメンテナンス時の作業性が更に向上し作業者の負担が更に低減される。
【0075】
また、本実施例では、光学素子モジュール30にカバー33が設けられている。このため調整時は、カバー33を外すか、ハッチハッチ35、36、37を開くだけで、全ての光学素子の調整を容易に行うことができるようになり、メンテナンス工数を低減することができる。
【0076】
なお、実施例では、レーザ発振器60が図4(a)に示す構造とし、増幅器70を図4(b)、図5(a)、(b)に示す構造としているが、これはあくまでも一例であり、オシレータユニット11の筐体の各面のうち出射口10Bが設けられた面11C、アンプユニット21、22、23、24の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面21C、22C、23C、24Cと、プレート32の後面32B、つまり光学素子群31が配置されていない面32Bを、平行にかつ互いに対面するように配置することができさえすれば、レーザ発振器60、増幅器70の構造は問わない。
【0077】
また、実施例では、光学素子モジュール30に、図6に示す各光学素子31a、31b、31c…を設け、同図6に示す順序でレーザ光が各光学素子を通過するものとして説明したが、これはあくまでも一例であり、オシレータのビーム品位やアンプの口径などに応じて光学素子およびその通過順序を適宜選択することができる。
【0078】
上述した第1実施例に対しては種々の変形した実施が可能である。以下の各実施例では、説明上特に断りのない限り、第1実施例の構成と同じものとする。
【0079】
(第2実施例)
図2は、第2実施例の構成を示す斜視図である。
【0080】
すなわち、オシレータユニット11の筐体とアンプユニット21の筐体は、光学素子モジュール30のプレート32の下方に配置されている。オシレータユニット11、アンプユニット21、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32に形成された各孔32a、32b、32cを介してプレート32を横切るように配置されている。
【0081】
このためプレート32分の床面積内に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21分を収めることができ、フットプリント(専有面積)FPを、従来(図1)に比べて大幅に低減させることができる。
【0082】
図2では、オシレータユニット11の筐体とアンプユニット21の筐体のみを、光学素子モジュール30のプレート32の下方に配置するようにしているが、プレート32に下方に配置すべきユニットとしては、オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの各筐体であればよい。
【0083】
たとえば、第1実施例に示すプレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図6に示す相対位置関係そのままとし、プレート32を床面に配置して、プレート32の下方に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0084】
(第3実施例)
第1実施例では、オシレータユニット11の筐体とアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されているとともに、アンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。このためオシレータユニット11及びアンプユニット21、22、23、24のメンテナンスを行うときに、積層配置された他のユニットが邪魔になり、点検、整備箇所にアクセスできないことがある。
【0085】
そこで、図8に示すメンテナンス機構90を設けて、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を、光学素子モジュール30の後方へ引き出し自在とし、点検、整備箇所にアクセスできるようにしてもよい。
【0086】
図8(a)は、メンテナンス機構90を光学素子モジュール30の側方からみた図である。図8(b)は、メンテナンス機構90を光学素子モジュール30の後方側からみた図で、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24がフレーム91に固定設置された状態を示す図である。図8(c)は、メンテナンス機構90を光学素子モジュール30の後方側からみた図で、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24がフレーム91に対して引き出し可能となった状態を示す図である。
【0087】
図8に示すように、メンテナンス機構90は、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24をそれぞれ独立して支持するフレーム91と、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の下面に形成された位置決め穴92と、フレーム91の位置決め穴92に対向する位置に設けられ位置決め穴92に嵌合する位置決めピン93と、フレーム91に設けられオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の3次元位置を調整するXYZアジャスタ94と、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の下側に設けられたローラ95と、ローラ95を滑動させるためのレール96と、レール96に設けられローラ95をガイドするレールガイド97と、フレーム91に設けられレール96を上下方向に移動させるリフト機構98とから構成されている。
【0088】
レーザ光Lを発振させるときには、図8(a)、(b)に示すように、リフト機構98はリフト動作しておらず、レール95とローラ94は離間しているとともに、位置決めピン93は位置決め穴92に嵌合している。このためオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24がフレーム91に固定設置されている。またXYZアジャスタ94で調整が行われることによって、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24は、光学素子モジュール30に対して一定の精度で位置している。
【0089】
メンテナンス時には、図8(c)に示すようにメンテナンス機構90が動作して、図8(a)に矢印Aで示す方向に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の少なくともいずれか1つのユニットが引き出される。すなわち、リフト機構98がリフト動作して、レール95が持ち上げられレール95とローラ94が接触するとともに、位置決めピン93が位置決め穴92から離間する。このためオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24はローラ94を介してレール95上をレールガイド97にガイドされて、光学素子モジュール30の後方Aに移動される。この時、レール95に連結可能なレールを具備した図示しない台車等を接近させ、連結したレールにより各ユニットを台車の上に移動させてもよい。これにより点検、整備箇所に容易にアクセスすることができるようになる。台車等に移動させるとユニット交換も簡便に行うことができる。
【0090】
(第4実施例)
第1実施例では、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の後方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させるようにしている。しかし、電源41、42、43、44、45等のメンテナンスを行うにあたり、第1実施例のかかるレイアウトでは、点検、整備箇所に容易にアクセスすることができないことがある。
【0091】
そこで、図9、図10に示すように、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0092】
図9は、第1実施例の図2に対応する図であり、第4実施例のレーザ装置1の上面図である。図10は、第1実施例の図6に対応する図であり、第4実施例のレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。
【0093】
これら図9、図10に示すように、第1実施例と同様に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されているとともに、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。また、第1実施例と同様に、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。
【0094】
ただし、第1実施例と異なり、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の一方の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されているとともに、他方の側方に、アンプユニット23、24が配置されている。そして、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光の光路LRがプレート32の前面32Aと平行になるように配置されている。また、これに応じて、プレート32上の光路LRが第1実施例におけるプレート32上の光路LR(図6)と異なるものとなり、それに応じてプレート32上の光学素子31a、31b、31c…の配置は、第1実施例の配置とは異なるものとなる。
【0095】
この結果、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の後面32B側のスペースが空くため、そのスペースに例えば電源44、45を配置させることが望ましい(図9参照)。
【0096】
第4実施例のようなレイアウトをとった場合でも、第1実施例とほぼ同様のフットプリントFPが得られ、従来(図1)に比べて床面積の占有スペースを大幅に低減させることができる。
【0097】
なお、この第4実施例において、プレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図10に示す相対位置関係そのままとし、プレート32の面を床面と平行に配置して、プレート32の側方に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0098】
(第5実施例)
上述した各実施例では、光学素子群31を、プレート32の同一の面32A上に配置させる構成を前提として説明したが、光学素子群31が一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されていれば、光学素子群31を、プレート32の異なる面に分離して配置させる実施も可能である。
【0099】
図11は、第5実施例のレーザ装置1の構成図で、図11(a)はレーザ装置1の上面図、図11(b)はレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。
【0100】
図11に示すように、第1実施例、第4実施例と同様に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されているとともに、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。
【0101】
また、第1実施例、第4実施例と同様に、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。
【0102】
さらに、第4実施例と同様に、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の一方の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されているとともに、他方の側方に、アンプユニット23、24が配置されている。
【0103】
ただし、プレート32は、一体形成されているものの段差を有する形状に形成されている。プレート32は、第1の光学素子配置プレート部132Aと、第1の光学素子配置プレート部132Aに対して段差を有する第2の光学素子配置プレート部132Bと、これら第1の光学素子配置プレート部132Aと第2の光学素子配置プレート部132Bとを連結する段差部132Cとからなる。第1の光学素子配置プレート部132Aは、光学素子群31の一部が配置される第1の前面32Aと、その背面である第1の後面32Bを有している。第2の光学素子配置プレート部132Bは、第1の前面32Aと同じく前方に向いている第2の前面32Cと、その背面にあり光学素子群31の残りが配置される第2の後面32Dを有している。
【0104】
オシレータユニット11、アンプユニット21、22、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光の光路LR1がプレート32の第1の前面32Aと平行になるように配置されているとともに、アンプユニット23、24、プレート32は、アンプユニット23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光の光路LR2がプレート32の第2の後面32Dと平行になるように配置されている。段差部132Cには、第1の前面32A上の光路LR1と第2の後面32D上の光路LR2とを連通させるための孔32jが形成されている。
【0105】
なお、この第5実施例において、プレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図11に示す相対位置関係そのままとし、プレート32の面を床面と平行に配置して、プレート32の側方に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0106】
(第6実施例)
上述した第5実施例では、光学素子モジュール30のプレート32の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24が配置されているが、光学素子モジュール30のプレート32の面に対向するようにオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0107】
図12は、第6実施例のレーザ装置1の構成図で、図12(a)はレーザ装置1の上面図、図12(b)はレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。
【0108】
図12に示すように、第1実施例、第4実施例、第5実施例と同様に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されているとともに、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。なお、第6実施例では、オシレータユニット11の出射口10B、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bは、最小面積の面11C、21C、22C、23C、24Cよりも広い面11B、21B、22B、23B、24Bに設けられている。
【0109】
また、第1実施例、第4実施例、第5実施例と同様に、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。
【0110】
プレート32は、第5実施例のプレート32と同様に一体形成されているものの段差を有する形状に形成されている。
【0111】
オシレータユニット11、アンプユニット21、22、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32の第1の光学素子配置プレート部132Aに形成された各孔32a、32b、32c、32d、32eを介してプレート32を横切るように配置されている。すなわち、オシレータユニット11の筐体の各面のうち出射口10Bが設けられた面11B、アンプユニット21、22の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面21B、22Bと、プレート32の第1の後面32B、つまり光学素子群31が配置されていない側の面32Bは、平行にかつ互いに対面するように配置されている。また、アンプユニット23、24、プレート32は、アンプユニット23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32の第2の光学素子配置プレート部132Bに形成された各孔32f、32g、32h、32iを介してプレート32を横切るように配置されている。すなわち、アンプユニット23、24の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面23B、24Bと、プレート32の第2の前面32C、つまり光学素子群31が配置されていない面32Cは、平行にかつ互いに対面するように配置されている。
【0112】
段差部132Cには、第1の前面32A上の光路LR1と第2の後面32D上の光路LR2とを連通させるための孔32jが形成されている。
【0113】
なお、この第6実施例において、プレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図12に示す相対位置関係そのままとし、プレート32の面を床面と平行に配置して、プレート32の面に対向させて、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【図面の簡単な説明】
【0114】
【図1】図1は、従来技術を説明するために用いたレーザ装置の上面図である。
【図2】図2は、第1実施例の構成を示す斜視図である。
【図3】図3は、第2実施例のレーザ装置の上面図である。
【図4】図4(a)、(b)はそれぞれ、第1実施例のオシレータユニット、アンプユニットの内部構成例を示した図である。
【図5】図5(a)、(b)はそれぞれ、第1実施例のアンプユニットの他の内部構成例を示した図である。
【図6】図6は、第1実施例のレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【図7】図7は、第1実施例のレーザ装置の光学素子モジュールの外観を示した斜視図である。
【図8】図8は、第3実施例を説明する図で、図8(a)は、メンテナンス機構を光学素子モジュールの側方からみた図、図8(b)は、メンテナンス機構を光学素子モジュールの後方側からみた図で、オシレータユニット、アンプユニットがフレームに固定設置された状態を示す図、図8(c)は、メンテナンス機構を光学素子モジュールの後方側からみた図で、オシレータユニット、アンプユニットがフレームに対して引き出し可能となった状態を示す図である。
【図9】図9は、第4実施例のレーザ装置の上面図である。
【図10】図10は、第4実施例のレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【図11】図11は、第5実施例のレーザ装置の構成図で、図11(a)はレーザ装置の上面図、図11(b)はレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【図12】図12は、第6実施例のレーザ装置の構成図で、図12(a)はレーザ装置の上面図、図12(b)はレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【符号の説明】
【0115】
11 オシレータユニット、21、22、23、24 アンプユニット、30 光学素子モジュール、31 光学素子群、32 プレート、33 カバー、34 パージガス導入口、35、36、37 メンテナンス用のハッチ、60 レーザ発振器、70 増幅器
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウェーハに関し、特にエピタキシャルシリコンウェーハの製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
回路パターンを半導体ウェーハ上に光転写する光リソグラフィ技術は、LSIの集積化を図る上で重要である。光リソグラフィに用いられる露光装置は、主に、ステッパと呼ばれる縮小投影露光方式によるものが使用されている。すなわち照明光源により照らされた原画(レチクル)パターンの透過光を縮小投影光学系により半導体基板上の光感光性物質に投影して回路パターンを形成するというものである。この投影像の分解能は、用いられる光源の波長で制限される。このためパターン線幅をより微細化したいとの要求に伴って、光源の波長は紫外領域へと次第に短波長化してきている。
【0003】
近年は深紫外領域の光(DUV光)を発振するKrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)が光源として使用され、あるいは真空紫外領域の光(VUV光)を発振するF2レーザ(波長157nm)が光源として開発されている。
【0004】
現在では更なる微細加工を行うべく極端紫外領域(Extreme Ultra Violet)の光(以下EUV光)を出力するEUV光源(波長13.5nm)を、光リソグラフィの光源とする試みがなされている。
【0005】
EUV光を発生させる方式を大別すると、LPP(レーザ励起プラズマ)方式とDPP(放電励起プラズマ)方式がある。LPP方式のEUV光源では、ドライバレーザ装置で発振されて出射された短パルスレーザ光が錫Snなどで構成されたターゲットに照射されて、ターゲットがプラズマ状態に励起されEUV光が発生し、EUV光が集光レンズで集光されて外部にEUV光が出力される。
【0006】
ドライバレーザ装置には、CO2レーザなどが用いられる。
【0007】
現在、露光装置の光源として要求されるEUV光の出力は、140Wである。しかし、CO2レーザをドライバレーザ装置とし錫SnをターゲットとするLPP方式のEUV光源のシステムでは、ドライバレーザ装置から出射されるレーザ光の出力の1〜2%程度しかEUV光出力として取り出せるに過ぎない。したがって、要求される140Wの出力のEUV光を得るには、10kWのレーザ出力を取り出せるドライバレーザ装置が必要となる。
【0008】
ここで、工業用のCO2レーザでは、出力20kWのものが市販されている。しかし、この工業用のCO2レーザは、EUV光源のドライバレーザ装置に必要なパルス発振レーザ装置ではなくCW発振レーザ装置である。EUV光源のドライバレーザ装置として使用するためには、10〜100nS程度の短パルス発振が可能なCO2レーザが必要となる。このような短パルス発振で10kWものレーザ出力を取り出せるCO2レーザは市販されていない。このため、現状では、出力50〜100W程度の小出力の短パルス発振CO2レーザをオシレータとし、このオシレータの後段に複数の増幅段レーザ(アンプ)を備えてドライバレーザ装置を構成するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ドライバレーザ装置で10kWのレーザ出力を得るためには、出力50〜100Wのオシレータを使用した場合、増幅段レーザ(アンプ)として4段程度必要となる。ここで、オシレータは、直方体形状の筐体(以下、オシレータユニットという)で構成されている。また、増幅段レーザ(アンプ)についても、直方体形状の筐体(以下、アンプユニットという)で構成されている。よって、1つのオシレータユニットと、たとえば4つのアンプユニットだけで、半導体製造ラインの床面が大きく占有されてしまうことになる。さらにドライバレーザ装置には、オシレータユニット、アンプユニットのみならずこれらユニット間の光路でレーザ光を整形し伝送するための各光学素子からなる光学素子群が必要であるとともに、オシレータユニット、アンプユニット毎に個別に電源が必要となる。
【0010】
図1は、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24と、光学素子群31(31A、31B、31C、31D)と、オレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24それぞれの電源41、42、43、44、45を半導体製造ラインの床面に配置した構成例を示している。
【0011】
同図1に示すように、オシレータユニット11の筐体の広い面積の面11Aと、4つのアンプユニット21、22、23、24の各筐体の広い面積の面21A、22A、23A、24Aが床面と平行になるように、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24が配置されており、それに応じて光学素子群31(31A、31B、31C、31D)と、電源41、42、43、44、45が配置されているため、フットプリント(専有面積)FPは、100m2を優に超える広大なものとなる。実験、研究用途のためであればよいかもしれないが、実際の半導体製造ラインの床面に、EUV光源のためだけに、それもドライバレーザ装置のためだけに広大なスペースを確保することは現実的には難しい。
【0012】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、たとえ多数のアンプユニットからなるレーザ装置であったとしても、レーザ装置を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントを低減できるようにすることを第1の解決課題とするものである。
【0013】
また、上記するように、オシレータユニット11の筐体の広い面積の面11Aと、4つのアンプユニット21、22、23、24の各筐体の広い面積の面21A、22A、23A、24Aが床面と平行になるように、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24が配置されているため、ユニット11、21、22、23、24間の光路LRが40〜50mと長大化する。このため光学素子群31は、同一の定盤上に載らず、各所に分離して配置された防振材51、52、53、54上に、光学素子群31A、31B、31C、31Dをそれぞれ分散して配置せざるを得ない。このため作業者は、分離した各所を渡り歩いて光学素子のアライメントを調整するなどのメンテナンスを行わざるを得ず、作業効率が悪く作業者に多大な負担がかかるという問題があった。さらには、光路長が長大化し、光学素子群が各所に分散配置されているため、光学系のアライメントが床面の安定性に依存し、床の振動や調整時の僅かな衝撃に依存する度合いが大きい。たとえば光路長が40〜50mに及ぶとすると、振動等により例えば100μmだけ伝送光学系が変位しただけでもレーザ光の出射部付近で数mmレベルのずれとなって顕れてしまい、効率的な増幅ができなくなり、レーザ出力が低下してしまう。このため半導体製造ラインのような長期的なレーザ出力の安定性が求められる環境にあっては、それを保証し難いという点でも問題があった。
【0014】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、光路長を短くし、光学素子群を1箇所に集中配置させることにより、光学素子群のメンテナンス時の作業効率を高め作業者の負担を減らすようにするとともに、振動等の影響を受け難くしレーザ出力を長期的に安定させるようにすることを第2の解決課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
第1発明は、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、オシレータユニット、アンプユニットが配置されていること
を特徴とする。
【0016】
第2発明は、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
光学素子群は、プレート上に配置されており、
オシレータユニットから出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニットで入出射される入出射光がプレートを横切るように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットでそれぞれ入出射される各入出射光がプレートを横切るように、オシレータユニット、アンプユニット、プレートが配置されていること
を特徴とする。
【0017】
第3発明は、
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とする。
【0018】
第4発明は、第1発明または第2発明において、
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とする。
【0019】
第5発明は、第4発明において、
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする。
【0020】
第6発明は、第3発明において、
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする。
【0021】
第7発明は、第4発明において、
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする。
【0022】
第8発明は、第3発明において、
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする。
【0023】
第9発明は、第4発明において、
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする。
【0024】
第10発明は、第3発明において、
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする。
【0025】
第11発明は、第1発明において、
隣接し広い面同士が対向するオシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは隣接し広い面同士が対向する少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、上下方向に積層配置されていること
を特徴とする。
【0026】
第12発明は、第2発明において、
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、プレートの下方に配置されていること
を特徴とする。
【0027】
第1発明のレーザ装置1は、図6に示すように、直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニット11と、直方体形状の筐体で構成されたアンプユニット21、22、23、24と、オシレータユニット11から出射されるレーザ光L、およびアンプユニット21、22、23、24に入射されるレーザ光L並びにアンプユニット21、22、23、24から出射されるレーザ光Lの光路LR上に設けられた複数の光学素子31a、31b、31c…からなる光学素子群31とを含んで構成されている。オシレータユニット11は、図4(a)に示すように、レーザ光Lを発振して出力するレーザ発振器60を内蔵している。アンプユニット21、22、23、24は、図4(b)に示すように、レーザ光Lを入射してレーザ光Lを増幅して出射する増幅器70を内蔵している。
【0028】
ここで、アンプユニットは、1つであってもよく、または2以上設けられていてもよい。
【0029】
図6に示すように、オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つの(図6では2つの)アンプユニット21、22の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面11A、21A、22A同士は隣接しかつ対向するように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されている。また、少なくとも2つの(図6では2つの)アンプユニット23、24の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面23A、24A同士は隣接しかつ対向するように、アンプユニット23、24が配置されている。
【0030】
このように、オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つの(図6では2つの)アンプユニット21、22の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面11A、21A、22A同士は隣接しかつ対向するように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されており、少なくとも2つの(図6では2つの)アンプユニット23、24の筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面23A、24A同士は隣接しかつ対向するように、アンプユニット23、24が配置されているため、図3に示すように、フットプリント(専有面積)FPは、従来(図1)に比べて大幅に低減される。このように本発明によれば、たとえ多数のアンプユニット21、22、23、24からなるレーザ装置1であったとしても、レーザ装置1を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントFPを低減することができる。
【0031】
第2発明では、図2または図6に示すように、光学素子群31は、プレート32上に配置されており、オシレータユニット11から出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニット(図2ではアンプユニット21、図6ではアンプユニット21、22、23、24)で入出射される入出射光がプレート32を横切るように、オシレータユニット11、アンプユニット(図2ではアンプユニット21、図6ではアンプユニット21、22、23、24)、プレート32が配置されている。あるいは図6に示すように、少なくとも2つのアンプユニット21、22、23、24でそれぞれ入出射される各入出射光がプレート32を横切るように、アンプユニット21、22、23、24、プレート32が配置されている。
【0032】
図6を例にとると、光学素子群31は、プレート32上に配置されており、オシレータユニット11から出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニット21、22、23、24で入出射される入出射光がプレート32を横切るように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32が配置されているため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24と光学素子群31からなる場積が従来(図1)に比べて小さく収まり、フットプリント(専有面積)FPを、従来(図1)に比べて大幅に低減させることができる。
【0033】
このように本発明によれば、たとえ多数のアンプユニット21、22、23、24からなるレーザ装置1であったとしても、レーザ装置1を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントFPを低減することができる。
【0034】
第3発明では、図2または図6に示すように、光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されている。このため光路LRの長さが従来(図1)に比べて短くなり、光学素子群31がプレート32上の1箇所に集中配置させることができ、光学素子群31のメンテナンス時の作業効率が高まり、作業者の負担が低減する。また光路LRの長さが短くなることにより、振動等の影響を受け難くなりレーザ出力を長期的に安定させることができる。
【0035】
第4発明では、第1発明または第2発明の構成に加えて、第3発明と同様の構成を備えているため、第1発明または第2発明の作用効果に加えて、第3発明の作用効果が得られる。
【0036】
第5発明、第6発明では、図2または図6に示すように、光学素子群31は、プレート32の同一の面32A上に配置されている。このため作業者は、プレート32の同一の面32A上で光学素子群31のメンテナンスを集中して行うことができる。これによりメンテナンス時の作業性が更に向上し作業者の負担が更に低減される。
【0037】
第7発明、第8発明では、図7に示すように、光学素子モジュール30は、プレート32と光学素子群31を覆うカバー33を含んで構成されている。
【0038】
第9発明、第10発明では、図7に示すように、光学素子モジュール30のカバー33には、パージガスが導入されるパージガス導入口34と、メンテナンス用のハッチ35、36、37のいずれかあるいは両方が備えられている。
【0039】
高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されると、レーザ光が大気によって吸収されて、それによってレーザ光の擾乱作用が生じ、レーザ出力が安定しなくなるおそれがある。本発明によれば、光学素子モジュール30のカバー33のパージガス導入口34からパージガス(たとえばN2ガス)がカバー33の内部に導入されて、カバー33内部の大気がパージガスによりパージされて高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されないようにすることができる。これによりレーザ光の擾乱作用を抑制できレーザ出力を安定させることができる。また、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されると、光学素子31a、31b…にダストが付着しやすくなる。光学素子31a、31b…にダストが付着すると、ダストがレーザ光を吸収して光学素子31a、31b…が加熱され損傷するおそれがある。本発明によれば、カバー32に局所的に設けられたメンテナンス用のハッチ35、36、37を介して光学素子群31のメンテナンスを行うことができるため、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されてダストが付着する可能性を最小限に抑えることができる。
【0040】
第11発明では、図6に示すように、隣接し広い面同士が対向するオシレータユニット11の筐体と少なくとも1つのアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されており、隣接し広い面同士が対向する少なくとも2つのアンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。このため図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の場積は上下方向に広がるものの、平面の広がりが従来(図1)に比べて抑制されて、フットプリント(専有面積)FPが、従来(図1)に比べて大幅に低減される。
【0041】
第12発明では、図2に示すように、オシレータユニット11の筐体と少なくとも1つのアンプユニット21の筐体は、プレート32の下方に配置されている。このためプレート32分の床面積内に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21分を収めることができ、フットプリント(専有面積)FPが、従来(図1)に比べて大幅に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0042】
以下、図面を参照して本発明に係るレーザ装置の実施の形態について説明する。なお、実施例では、EUV光源のドライバレーザ装置(CO2レーザ)を想定している。
【0043】
(第1実施例)
図3は、第1実施例のレーザ装置1の構成図であり、従来技術として説明した図1と同様に上面図にて示している。図4(a)、(b)はそれぞれ、第1実施例のオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の内部構成例を示した図である。図5はそれぞれ、第1実施例のオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の他の内部構成例を示した図である。図6は、第1実施例のレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。図7は、第1実施例のレーザ装置1の光学素子モジュール30の外観を示した斜視図である。
【0044】
図3および図6に示すように第1実施例のレーザ装置1は、従来のレーザ装置1(図1)と同様に、1つのオシレータユニット11と、4つのアンプユニット21、22、23、24と、光学素子群31と、オレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24それぞれの電源41、42、43、44、45とからなり、半導体製造ラインの床面に配置されている。電源41、42、43、44、45はインターロック回路等、共有できる部分について可能な限り共有することで、小型化を図るようにしている。
【0045】
オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24はそれぞれ、直方体形状の筐体で構成されている。
【0046】
図4(a)に示すように、オシレータユニット11は、レーザ光Lを発振して出力するレーザ発振器60を内蔵している。レーザ発振器60は、一方向のみに発振光を出射する構成であり、オシレータユニット11の筐体の面11Cの出射口10Bから外部にレーザ光Lが出射される。
【0047】
すなわち、レーザ発振器60は、内部に媒質ガスが封入されたチューブ(チャンバ)61と、チューブ61内に設けられ電極間で放電が行われる一対の電極62、63と、チューブ61内に設けられ放電により発生した光を出射口10B側に反射するミラー64と、チューブ61の出射口側に設けられチューブ61の内部で発生した光の一部を透過して出射口10Bより出射させるパーシャルミラー65とから構成されている。図4(a)では、オシレータユニット11は、単体のレーザ発振器で構成しているが、オシレータ自体が発振器と複数のモジュレーションユニット又は増幅器を組み合わせた構成であってもよい。
【0048】
図4(b)に示すように、アンプユニット21、22、23、24はそれぞれ、レーザ光Lを入射してレーザ光Lを増幅して出射する増幅器70を内蔵している。アンプユニット21、22、23、24はそれぞれ、筐体の同一面21C、22C、23C、24Cに設けられた入射口20A、出射口20Bから光が入出射されるように構成されている。この場合、入射口20Aから入射される入射光と出射口20Bから出射される出射光が略平行でかつ入射光と出射光が同一平面を通過するように増幅器70が構成されている。
【0049】
すなわち、増幅器70は、内部に媒質ガスが封入されたチューブ(チャンバ)71と、チューブ71に設けられ入射口20Aから入射された被増幅光を透過させてチューブ71内の一対の電極73、74間に導くウインドウ72と、チューブ71内に設けられ電極間で放電が行われる一対の電極73、74と、チューブ71内に設けられ一対の電極73、74間の放電により発生した光を反射してミラー76に導くミラー75と、チューブ71内に設けられ光を反射して一対の電極77、78間に導くミラー76と、チューブ71内に設けられ電極間で放電が行われる一対の電極77、78と、チューブ71に設けられ一対の電極77、78間で発生した光を増幅光として透過させて出射口20Bから出射させるウインドウ79とから構成されている。
【0050】
図4(b)では、1本のチューブ71で増幅器70を構成しているが、図5(a)に示すように、チューブ71を2本のチューブ71A、71Bに分離して増幅器70を構成してもよい。また、図4(b)では、一対の電極を2組設けて増幅器70を構成しているが、図5(b)に示すように、一対の電極73、74を1組設けて増幅器70を構成してもよい。図5(b)では、ミラー75、76を用いて、入射口20Aから入射された被増幅光を折り返して、チューブ71の一方のウインドウ72側からチューブ71内に導き、チューブ71の他方のウインドウ79を介して増幅光を出射口20Bから出射させるようにしている。これにより図4(b)、図5(a)に示す増幅器70と同様に、筐体の同一面21Cに設けられた入射口20A、出射口20Bから光が入出射させることができる。
【0051】
図6に示すように、光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30を構成している。光学素子群31は、プレート32の同一の面32A上に配置されている。光学素子群31は、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の各ユニット間の光路LRでレーザ光Lを整形し伝送するための各光学素子31a、31b、31c…からなる。光学素子群31は、たとえばダイバージェンス補正光学系31a、空間フィルタ31b、コリメート光学系31c、31d、31e、ビームエキスパンダ31g、アイソレータ31h、ミラー311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326である。アイソレータ31hは、ターゲットからの戻り光防止や自励発振の防止のために設けられる。
【0052】
図7に示すように、光学素子モジュール30は、プレート32と光学素子群31を覆うカバー33を含んで構成されている。
【0053】
光学素子モジュール30のカバー33には、たとえばN2ガスなどのパージガスがカバー33の内部に導入されるパージガス導入口34と、メンテナンス用に設けられた開閉自在のハッチ35、36、37が備えられている。その他、カバー33には、カバー33内部の圧力を検出する圧力検出ユニット38と、カバー33内部のガスの流量を調整する流量調整ユニット39と、CO2レーザ光Lが出射されるレーザ出射口30aが備えられている。なお、レーザ出射口30aは、光導入路80を介して、図示しないEUV光発生チャンバに連通している。
【0054】
図6に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。また、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。
【0055】
また、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32に形成された各孔32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h、32iを介してプレート32を横切るように配置されている。すなわち、オシレータユニット11の筐体の各面のうち出射口10Bが設けられた面11C、アンプユニット21、22、23、24の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面21C、22C、23C、24Cと、プレート32の後面32B、つまり光学素子群31が配置されていない面32Bは、平行にかつ互いに対面するように配置されている。
【0056】
隣接し広い面11A、21A、22A同士が対向するオシレータユニット11の筐体とアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されているとともに、隣接し広い面23A、24A同士が対向するアンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。第1実施例では、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。よって、プレート32は、立設配置されている。
【0057】
つぎに上述した構成のレーザ装置1で行われる動作について説明する。
【0058】
オシレータユニット11のレーザ発振器60では、レーザ光Lが発振され、オシレータユニット11の筐体の面11Cの出射口10Bから外部にレーザ光Lが出射される。出射口10Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32aを通過して、プレート32の前面32Aのミラー311に照射される。レーザ光Lは、ミラー311で反射され、ダイバージェンス補正光学系31aを通過して、ミラー312に照射される。レーザ光Lは、ミラー312で反射され、ミラー313に照射される。レーザ光Lはミラー313で反射され、空間フィルタ31b、コリメート光学系31cを通過して、ミラー314に照射される。レーザ光Lは、ミラー314で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32bを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット21の筐体の面21Cの入射口20Aに入射される。
【0059】
アンプユニット21の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット21の筐体の面21Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32cを通過して、プレート32の前面32Aのミラー315に照射される。レーザ光Lは、ミラー315で反射され、ミラー316に照射される。レーザ光Lはミラー316で反射され、コリメート光学系31dを通過して、ミラー317に照射される。レーザ光Lは、ミラー317で反射され、ミラー318に照射される。レーザ光Lは、ミラー318で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32dを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット22の筐体の面22Cの入射口20Aに入射される。
【0060】
アンプユニット22の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット22の筐体の面22Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32eを通過して、プレート32の前面32Aのミラー319に照射される。レーザ光Lは、ミラー319で反射され、ビームエキスパンダ31gを通過してミラー320に照射される。レーザ光Lは、ミラー320で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32fを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット23の筐体の面23Cの入射口20Aに入射される。
【0061】
アンプユニット23の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット23の筐体の面23Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32gを通過して、プレート32の前面32Aのミラー321に照射される。レーザ光Lは、ミラー321で反射され、ミラー322に照射される。レーザ光Lはミラー322で反射され、コリメート光学系31eを通過して、ミラー323に照射される。レーザ光Lはミラー323で反射され、ミラー324に照射される。レーザ光Lは、ミラー324で反射され、光学素子モジュール30のプレート32の前面32Aから孔32hを通過して、プレート32の後面32B側に導かれ、アンプユニット24の筐体の面24Cの入射口20Aに入射される。
【0062】
アンプユニット24の増幅器70では、レーザ光Lが増幅され、アンプユニット23の筐体の面24Cの出射口20Bから外部に、増幅されたレーザ光Lが出射される。出射口20Bから外部に出射されたレーザ光Lは、光学素子モジュール30のプレート32の後面32Bから孔32iを通過して、プレート32の前面32Aのミラー325に照射される。レーザ光Lは、ミラー325で反射され、ミラー326に照射される。レーザ光Lはミラー326で反射され、アイソレータ31hを通過する。アイソレータ31hを通過してレーザ光Lは、カバー33のレーザ出射口30aからカバー33の外部に出射される。レーザ光Lは、出射口30aから光導入路80を通過して図示しないEUV光発生チャンバ内の錫Snなどのターゲットに照射される。これによりEUV光が発生する。
【0063】
光学素子モジュール30では、パージが行われる。
【0064】
すなわち、プレート32上の高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されると、レーザ光が大気によって吸収されて、それによってレーザ光の擾乱作用が生じ、レーザ出力が安定しなくなるおそれがある。そこで、実施例では、光学素子モジュール30のカバー33のパージガス導入口34から、たとえばN2ガスなどのパージガスがカバー33の内部に導入されて、カバー33内部の大気がパージガスによりパージされる。またカバー33はレーザ出射口30aを介して光導入路80に連通しており、カバー33と同様に略密閉構造となっている。このため高出力光の通過経路であるレーザ出射口30a、光導入路80も同様にパージされる。
【0065】
カバー33内およびこれに連通するレーザ出射口30a、光導入路80内部のガスの圧力は、圧力検出ユニット38で検出され、流量調整ユニット39によって、カバー33内部およびこれに連通するレーザ出射口30a、光導入路80内部のガスの流量が調整される。本実施例によれば、カバー33のパージガス導入口34を介してレーザの光路LRの全面に渡り集中的にガスパージを行うことができる。このため高出力のCO2レーザの光路LRが大気に晒されないようにすることができる。これによりレーザ光の擾乱作用を抑制できレーザ出力を安定させることができる。
【0066】
さて、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されると、光学素子31a、31b…にダストが付着しやすくなる。光学素子31a、31b…にダストが付着すると、ダストがレーザ光を吸収して光学素子31a、31b…が加熱され損傷するおそれがある。たとえば透過型の光学素子にZnSeを用いると、ZnSeは330℃を超えると急激に吸収係数が上昇しレーザ光を吸収するようになる。加熱源であるダストが僅かでもあると、高出力のレーザ光が吸収されて、容易に融点に達してしまう。そこで、実施例では、カバー32に局所的に設けられたメンテナンス用のハッチ35、36、37を開いて光学素子群31のメンテナンス、たとえばアライメント調整などが行われる。このため、メンテナンス時に光学素子群31が大気に曝露されてダストが付着する可能性を最小限に抑えることができる。なお、メンテナンス時に高出力光を扱うことは危険である。よって大気によるレーザ光擾乱を避けるためにN2ガスなどのパージガスがメンテナンス時に一時的に大気で希釈されても構わない。高出力光を通すときのみパージが行われていればよい。
【0067】
つぎに本第1実施例の効果について説明する。
【0068】
本実施例では、図6に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22を、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置するようにしており、またアンプユニット23、24を、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置するようにしている。このため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24からなる場積が従来(図1)に比べて小さく収まる。
【0069】
また、本実施例では、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32に形成された各孔32a、32b、32c、32d、32e、32f、32g、32h、32iを介してプレート32を横切るように配置されている。このため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24と光学素子モジュール30からなる場積が従来(図1)に比べて小さく収まる。
【0070】
また、本実施例では、隣接し広い面11A、21A、22A同士が対向するオシレータユニット11の筐体とアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されているとともに、隣接し広い面23A、24A同士が対向するアンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。つまり第1実施例では、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。このため、図3に示すように、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の場積は上下方向に広がるものの、平面の広がりが従来(図1)に比べて抑制される。
【0071】
また、電源41、42、43、44、45はインターロック回路等、共有できる部分について可能な限り共有することで、小型化を図るようにしている。
【0072】
このため、図3に示すように、フットプリント(専有面積)FPが、30〜40m2となり、従来(図1)のフットプリントFP(100m2)に比べて大幅に低減される。これにより本実施例によれば、たとえ多数のアンプユニット21、22、23、24からなるレーザ装置1であったとしても、レーザ装置1を半導体製造ライン等の床面に配置するにあたり、フットプリントFPを低減することができる。
【0073】
また、本実施例では、図6に示すように、光学素子群31は、一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されている。このため光路LRの長さが従来(図1)に比べて短くなり、光学素子群31がプレート32上の1箇所に集中配置させることができ、光学素子群31のメンテナンス時の作業効率が高まり、作業者の負担が低減する。また光路LRの長さが短くなることにより、振動等の影響を受け難くなりレーザ出力を長期的に安定させることができる。たとえば、光学素子のアライメントの調整を一度行うと、その後調整したアライメントのずれが生じにくくなり、長期間安定して光学素子を使用することができる。
【0074】
また、本実施例では、光学素子群31は、プレート32の同一の面32A上に配置されている。このため作業者は、プレート32の同一の面32A上で光学素子群31のメンテナンスを集中して行うことができる。これによりメンテナンス時の作業性が更に向上し作業者の負担が更に低減される。
【0075】
また、本実施例では、光学素子モジュール30にカバー33が設けられている。このため調整時は、カバー33を外すか、ハッチハッチ35、36、37を開くだけで、全ての光学素子の調整を容易に行うことができるようになり、メンテナンス工数を低減することができる。
【0076】
なお、実施例では、レーザ発振器60が図4(a)に示す構造とし、増幅器70を図4(b)、図5(a)、(b)に示す構造としているが、これはあくまでも一例であり、オシレータユニット11の筐体の各面のうち出射口10Bが設けられた面11C、アンプユニット21、22、23、24の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面21C、22C、23C、24Cと、プレート32の後面32B、つまり光学素子群31が配置されていない面32Bを、平行にかつ互いに対面するように配置することができさえすれば、レーザ発振器60、増幅器70の構造は問わない。
【0077】
また、実施例では、光学素子モジュール30に、図6に示す各光学素子31a、31b、31c…を設け、同図6に示す順序でレーザ光が各光学素子を通過するものとして説明したが、これはあくまでも一例であり、オシレータのビーム品位やアンプの口径などに応じて光学素子およびその通過順序を適宜選択することができる。
【0078】
上述した第1実施例に対しては種々の変形した実施が可能である。以下の各実施例では、説明上特に断りのない限り、第1実施例の構成と同じものとする。
【0079】
(第2実施例)
図2は、第2実施例の構成を示す斜視図である。
【0080】
すなわち、オシレータユニット11の筐体とアンプユニット21の筐体は、光学素子モジュール30のプレート32の下方に配置されている。オシレータユニット11、アンプユニット21、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32に形成された各孔32a、32b、32cを介してプレート32を横切るように配置されている。
【0081】
このためプレート32分の床面積内に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21分を収めることができ、フットプリント(専有面積)FPを、従来(図1)に比べて大幅に低減させることができる。
【0082】
図2では、オシレータユニット11の筐体とアンプユニット21の筐体のみを、光学素子モジュール30のプレート32の下方に配置するようにしているが、プレート32に下方に配置すべきユニットとしては、オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの各筐体であればよい。
【0083】
たとえば、第1実施例に示すプレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図6に示す相対位置関係そのままとし、プレート32を床面に配置して、プレート32の下方に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0084】
(第3実施例)
第1実施例では、オシレータユニット11の筐体とアンプユニット21、22の筐体は、上下方向に積層配置されているとともに、アンプユニット23、24の各筐体は、上下方向に積層配置されている。このためオシレータユニット11及びアンプユニット21、22、23、24のメンテナンスを行うときに、積層配置された他のユニットが邪魔になり、点検、整備箇所にアクセスできないことがある。
【0085】
そこで、図8に示すメンテナンス機構90を設けて、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を、光学素子モジュール30の後方へ引き出し自在とし、点検、整備箇所にアクセスできるようにしてもよい。
【0086】
図8(a)は、メンテナンス機構90を光学素子モジュール30の側方からみた図である。図8(b)は、メンテナンス機構90を光学素子モジュール30の後方側からみた図で、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24がフレーム91に固定設置された状態を示す図である。図8(c)は、メンテナンス機構90を光学素子モジュール30の後方側からみた図で、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24がフレーム91に対して引き出し可能となった状態を示す図である。
【0087】
図8に示すように、メンテナンス機構90は、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24をそれぞれ独立して支持するフレーム91と、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の下面に形成された位置決め穴92と、フレーム91の位置決め穴92に対向する位置に設けられ位置決め穴92に嵌合する位置決めピン93と、フレーム91に設けられオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の3次元位置を調整するXYZアジャスタ94と、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の下側に設けられたローラ95と、ローラ95を滑動させるためのレール96と、レール96に設けられローラ95をガイドするレールガイド97と、フレーム91に設けられレール96を上下方向に移動させるリフト機構98とから構成されている。
【0088】
レーザ光Lを発振させるときには、図8(a)、(b)に示すように、リフト機構98はリフト動作しておらず、レール95とローラ94は離間しているとともに、位置決めピン93は位置決め穴92に嵌合している。このためオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24がフレーム91に固定設置されている。またXYZアジャスタ94で調整が行われることによって、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24は、光学素子モジュール30に対して一定の精度で位置している。
【0089】
メンテナンス時には、図8(c)に示すようにメンテナンス機構90が動作して、図8(a)に矢印Aで示す方向に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24の少なくともいずれか1つのユニットが引き出される。すなわち、リフト機構98がリフト動作して、レール95が持ち上げられレール95とローラ94が接触するとともに、位置決めピン93が位置決め穴92から離間する。このためオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24はローラ94を介してレール95上をレールガイド97にガイドされて、光学素子モジュール30の後方Aに移動される。この時、レール95に連結可能なレールを具備した図示しない台車等を接近させ、連結したレールにより各ユニットを台車の上に移動させてもよい。これにより点検、整備箇所に容易にアクセスすることができるようになる。台車等に移動させるとユニット交換も簡便に行うことができる。
【0090】
(第4実施例)
第1実施例では、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の後方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させるようにしている。しかし、電源41、42、43、44、45等のメンテナンスを行うにあたり、第1実施例のかかるレイアウトでは、点検、整備箇所に容易にアクセスすることができないことがある。
【0091】
そこで、図9、図10に示すように、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0092】
図9は、第1実施例の図2に対応する図であり、第4実施例のレーザ装置1の上面図である。図10は、第1実施例の図6に対応する図であり、第4実施例のレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。
【0093】
これら図9、図10に示すように、第1実施例と同様に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されているとともに、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。また、第1実施例と同様に、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。
【0094】
ただし、第1実施例と異なり、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の一方の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されているとともに、他方の側方に、アンプユニット23、24が配置されている。そして、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光の光路LRがプレート32の前面32Aと平行になるように配置されている。また、これに応じて、プレート32上の光路LRが第1実施例におけるプレート32上の光路LR(図6)と異なるものとなり、それに応じてプレート32上の光学素子31a、31b、31c…の配置は、第1実施例の配置とは異なるものとなる。
【0095】
この結果、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の後面32B側のスペースが空くため、そのスペースに例えば電源44、45を配置させることが望ましい(図9参照)。
【0096】
第4実施例のようなレイアウトをとった場合でも、第1実施例とほぼ同様のフットプリントFPが得られ、従来(図1)に比べて床面積の占有スペースを大幅に低減させることができる。
【0097】
なお、この第4実施例において、プレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図10に示す相対位置関係そのままとし、プレート32の面を床面と平行に配置して、プレート32の側方に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0098】
(第5実施例)
上述した各実施例では、光学素子群31を、プレート32の同一の面32A上に配置させる構成を前提として説明したが、光学素子群31が一体形成されたプレート32上に配置されて光学素子モジュール30が構成されていれば、光学素子群31を、プレート32の異なる面に分離して配置させる実施も可能である。
【0099】
図11は、第5実施例のレーザ装置1の構成図で、図11(a)はレーザ装置1の上面図、図11(b)はレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。
【0100】
図11に示すように、第1実施例、第4実施例と同様に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されているとともに、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。
【0101】
また、第1実施例、第4実施例と同様に、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。
【0102】
さらに、第4実施例と同様に、立設配置された光学素子モジュール30のプレート32の一方の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22が配置されているとともに、他方の側方に、アンプユニット23、24が配置されている。
【0103】
ただし、プレート32は、一体形成されているものの段差を有する形状に形成されている。プレート32は、第1の光学素子配置プレート部132Aと、第1の光学素子配置プレート部132Aに対して段差を有する第2の光学素子配置プレート部132Bと、これら第1の光学素子配置プレート部132Aと第2の光学素子配置プレート部132Bとを連結する段差部132Cとからなる。第1の光学素子配置プレート部132Aは、光学素子群31の一部が配置される第1の前面32Aと、その背面である第1の後面32Bを有している。第2の光学素子配置プレート部132Bは、第1の前面32Aと同じく前方に向いている第2の前面32Cと、その背面にあり光学素子群31の残りが配置される第2の後面32Dを有している。
【0104】
オシレータユニット11、アンプユニット21、22、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光の光路LR1がプレート32の第1の前面32Aと平行になるように配置されているとともに、アンプユニット23、24、プレート32は、アンプユニット23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光の光路LR2がプレート32の第2の後面32Dと平行になるように配置されている。段差部132Cには、第1の前面32A上の光路LR1と第2の後面32D上の光路LR2とを連通させるための孔32jが形成されている。
【0105】
なお、この第5実施例において、プレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図11に示す相対位置関係そのままとし、プレート32の面を床面と平行に配置して、プレート32の側方に、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0106】
(第6実施例)
上述した第5実施例では、光学素子モジュール30のプレート32の側方に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24が配置されているが、光学素子モジュール30のプレート32の面に対向するようにオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【0107】
図12は、第6実施例のレーザ装置1の構成図で、図12(a)はレーザ装置1の上面図、図12(b)はレーザ装置1を前面側からみた斜視図である。
【0108】
図12に示すように、第1実施例、第4実施例、第5実施例と同様に、オシレータユニット11、アンプユニット21、22は、それらオシレータユニット11の筐体と2つのアンプユニット21、22の筐体の最小面積の面11C、21C、22Cを除く広い面積の各面11A、21A、22A同士が隣接しかつ対向するように配置されているとともに、アンプユニット23、24は、それらアンプユニット23、24の筐体の最小面積の面23C、24Cを除く広い面積の各面23A、24A同士が隣接しかつ対向するように配置されている。なお、第6実施例では、オシレータユニット11の出射口10B、アンプユニット21、22、23、24の入射口20A、出射口20Bは、最小面積の面11C、21C、22C、23C、24Cよりも広い面11B、21B、22B、23B、24Bに設けられている。
【0109】
また、第1実施例、第4実施例、第5実施例と同様に、アンプユニット22の上にアンプユニット21が積層され、アンプユニット21の上にオシレータユニット11が積層されているとともに、アンプユニット23の上にアンプユニット24が積層されている。
【0110】
プレート32は、第5実施例のプレート32と同様に一体形成されているものの段差を有する形状に形成されている。
【0111】
オシレータユニット11、アンプユニット21、22、プレート32は、オシレータユニット11の出射口10Bから出射される出射光と、アンプユニット21、22の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32の第1の光学素子配置プレート部132Aに形成された各孔32a、32b、32c、32d、32eを介してプレート32を横切るように配置されている。すなわち、オシレータユニット11の筐体の各面のうち出射口10Bが設けられた面11B、アンプユニット21、22の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面21B、22Bと、プレート32の第1の後面32B、つまり光学素子群31が配置されていない側の面32Bは、平行にかつ互いに対面するように配置されている。また、アンプユニット23、24、プレート32は、アンプユニット23、24の入射口20A、出射口20Bを介して入出射される入出射光がプレート32の第2の光学素子配置プレート部132Bに形成された各孔32f、32g、32h、32iを介してプレート32を横切るように配置されている。すなわち、アンプユニット23、24の筐体の各面のうち入射口20A、出射口20Bが設けられた面23B、24Bと、プレート32の第2の前面32C、つまり光学素子群31が配置されていない面32Cは、平行にかつ互いに対面するように配置されている。
【0112】
段差部132Cには、第1の前面32A上の光路LR1と第2の後面32D上の光路LR2とを連通させるための孔32jが形成されている。
【0113】
なお、この第6実施例において、プレート32と、オシレータユニット11と、アンプユニット21、22、23、24の相対位置関係は図12に示す相対位置関係そのままとし、プレート32の面を床面と平行に配置して、プレート32の面に対向させて、これらオシレータユニット11、アンプユニット21、22、23、24を配置させる実施も可能である。
【図面の簡単な説明】
【0114】
【図1】図1は、従来技術を説明するために用いたレーザ装置の上面図である。
【図2】図2は、第1実施例の構成を示す斜視図である。
【図3】図3は、第2実施例のレーザ装置の上面図である。
【図4】図4(a)、(b)はそれぞれ、第1実施例のオシレータユニット、アンプユニットの内部構成例を示した図である。
【図5】図5(a)、(b)はそれぞれ、第1実施例のアンプユニットの他の内部構成例を示した図である。
【図6】図6は、第1実施例のレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【図7】図7は、第1実施例のレーザ装置の光学素子モジュールの外観を示した斜視図である。
【図8】図8は、第3実施例を説明する図で、図8(a)は、メンテナンス機構を光学素子モジュールの側方からみた図、図8(b)は、メンテナンス機構を光学素子モジュールの後方側からみた図で、オシレータユニット、アンプユニットがフレームに固定設置された状態を示す図、図8(c)は、メンテナンス機構を光学素子モジュールの後方側からみた図で、オシレータユニット、アンプユニットがフレームに対して引き出し可能となった状態を示す図である。
【図9】図9は、第4実施例のレーザ装置の上面図である。
【図10】図10は、第4実施例のレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【図11】図11は、第5実施例のレーザ装置の構成図で、図11(a)はレーザ装置の上面図、図11(b)はレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【図12】図12は、第6実施例のレーザ装置の構成図で、図12(a)はレーザ装置の上面図、図12(b)はレーザ装置を前面側からみた斜視図である。
【符号の説明】
【0115】
11 オシレータユニット、21、22、23、24 アンプユニット、30 光学素子モジュール、31 光学素子群、32 プレート、33 カバー、34 パージガス導入口、35、36、37 メンテナンス用のハッチ、60 レーザ発振器、70 増幅器
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、オシレータユニット、アンプユニットが配置されていること
を特徴とするレーザ装置。
【請求項2】
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
光学素子群は、プレート上に配置されており、
オシレータユニットから出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニットで入出射される入出射光がプレートを横切るように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットでそれぞれ入出射される各入出射光がプレートを横切るように、オシレータユニット、アンプユニット、プレートが配置されていること
を特徴とするレーザ装置。
【請求項3】
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とするレーザ装置。
【請求項4】
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とする請求項1または2記載のレーザ装置。
【請求項5】
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
【請求項6】
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする請求項3記載のレーザ装置。
【請求項7】
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
【請求項8】
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする請求項3記載のレーザ装置。
【請求項9】
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
【請求項10】
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする請求項3記載のレーザ装置。
【請求項11】
隣接し広い面同士が対向するオシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは隣接し広い面同士が対向する少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、上下方向に積層配置されていること
を特徴とする請求項1記載のレーザ装置。
【請求項12】
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、プレートの下方に配置されていること
を特徴とする請求項2記載のレーザ装置。
【請求項1】
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの筐体の最小面積の面を除く広い面積の各面同士が隣接しかつ対向するように、オシレータユニット、アンプユニットが配置されていること
を特徴とするレーザ装置。
【請求項2】
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
アンプユニットは、1つまたは2以上設けられ、
光学素子群は、プレート上に配置されており、
オシレータユニットから出射される出射光と少なくとも1つのアンプユニットで入出射される入出射光がプレートを横切るように、あるいは少なくとも2つのアンプユニットでそれぞれ入出射される各入出射光がプレートを横切るように、オシレータユニット、アンプユニット、プレートが配置されていること
を特徴とするレーザ装置。
【請求項3】
レーザ光を発振して出力するレーザ発振器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたオシレータユニットと、レーザ光を入射してレーザ光を増幅して出射する増幅器を内蔵する直方体形状の筐体で構成されたアンプユニットと、オシレータユニットから出射されるレーザ光、およびアンプユニットに入射されるレーザ光並びにアンプユニットから出射されるレーザ光の光路上に設けられた複数の光学素子からなる光学素子群とを含んで構成されたレーザ装置であって、
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とするレーザ装置。
【請求項4】
光学素子群は、一体形成されたプレート上に配置されて光学素子モジュールを構成していること
を特徴とする請求項1または2記載のレーザ装置。
【請求項5】
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
【請求項6】
光学素子群は、プレートの同一の面上に配置されている
こと
を特徴とする請求項3記載のレーザ装置。
【請求項7】
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
【請求項8】
光学素子モジュールは、プレートと光学素子群を覆うカバーを含んで構成されていること
を特徴とする請求項3記載のレーザ装置。
【請求項9】
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
【請求項10】
光学素子モジュールのカバーには、パージガスが導入されるパージガス導入口と、メンテナンス用のハッチのいずれかあるいは両方が備えられていること
を特徴とする請求項3記載のレーザ装置。
【請求項11】
隣接し広い面同士が対向するオシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは隣接し広い面同士が対向する少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、上下方向に積層配置されていること
を特徴とする請求項1記載のレーザ装置。
【請求項12】
オシレータユニットの筐体と少なくとも1つのアンプユニットの筐体は、あるいは少なくとも2つのアンプユニットの各筐体は、プレートの下方に配置されていること
を特徴とする請求項2記載のレーザ装置。
【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2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2009−99786(P2009−99786A)
【公開日】平成21年5月7日(2009.5.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−270209(P2007−270209)
【出願日】平成19年10月17日(2007.10.17)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)「平成19年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線(EUV)露光システムの基板技術」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願」
【出願人】(000001236)株式会社小松製作所 (1,686)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年5月7日(2009.5.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年10月17日(2007.10.17)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)「平成19年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「極端紫外線(EUV)露光システムの基板技術」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願」
【出願人】(000001236)株式会社小松製作所 (1,686)
【Fターム(参考)】
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