(57)【要約】【課題】本発明のＥＵＶ光源装置は、熱によって変化する、レーザ光の波面を適切に補正する。【解決手段】レーザ発振器２０から出力されるレーザ光を増幅させるための増幅システム３０内に、少なくとも一つ以上の波面補正器３４と、センサ３６とを設ける。センサ３６は、レーザ光の角度（方向）や波面の曲率の変化を検出して出力する。波面補正コントローラ（WFC-C）５０は、センサ３６の計測結果に基づいて、波面補正器３４に信号を出力する。波面補正器３４は、波面補正コントローラ（WFC-C）５０からの指示に従って、レーザ光の波面を所定の波面に修正する。チャンバ１０内にレーザ光を供給する集光システム４０内にも、別の波面補正器及びセンサを設けることができる。【選択図】図１
2010186735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置であって、
チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記チャンバ内の前記ターゲット物質に照射させるための集光システムと、
を備え、
少なくとも前記増幅システムには、
前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を検出するか、または、前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出するための、少なくとも一つ以上の第１検出部と、
前記第１検出部により検出される前記レーザ光の前記方向及び前記波面の形状を、所定の方向及び所定の波面の形状に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、
前記第１検出部による検出結果に応じて、前記第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている、極端紫外光源装置。
【請求項２】
前記集光システムには、前記第１補正部とは別の第２補正部と、前記第１検出部とは別の第２検出部とが、少なくとも一つずつ設けられている、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項３】
前記第１補正部が前記増幅システム内に複数設けられている場合、
前記補正制御部は、予め設定されている所定の順序に従って、前記各第１補正部による補正動作をそれぞれ制御することにより、前記レーザ光の前記方向及び前記波面の形状を前記所定の方向及び前記所定の波面の形状に補正させる、
請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項４】
前記補正制御部は、前記各第１補正部を、前記レーザ光の進行方向の上流側に位置するものから順番に補正動作をそれぞれ制御する、請求項３に記載の極端紫外光源装置。
【請求項５】
前記補正制御部は、予め設定されている所定の順序に従って、前記第１補正部による補正動作と前記第２補正部による補正動作とをそれぞれ制御することにより、前記レーザ光の前記方向及び前記波面の形状を前記所定の方向及び前記所定の波面の形状に補正させる、
請求項２に記載の極端紫外光源装置。
【請求項６】
前記補正制御部は、前記第１補正部の補正動作を制御した後で、前記第２補正部の補正動作を制御する、請求項５に記載の極端紫外光源装置。
【請求項７】
前記増幅器は、前記レーザ光の進行方向の上流側に設けられる前増幅器と、前記レーザ光の進行方向の下流側に設けられる主増幅器とに大別され、前記第１補正部は、少なくとも前記前増幅器の上流側または下流側のいずれかに設けられる、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項８】
前記第１補正部によって前記レーザ光の方向及び波面の形状が所定の方向及び所定の波面の形状に補正された後で、前記ターゲット物質供給部は、前記チャンバ内に前記ターゲット物質を供給する、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項９】
前記第１補正部及び前記第２補正部によって、前記レーザ光の方向及び波面の形状が所定の方向及び所定の波面の形状にそれぞれ補正された後で、前記ターゲット物質供給部は、前記チャンバ内に前記ターゲット物質を供給する、請求項２に記載の極端紫外光源装置。
【請求項１０】
前記増幅システムには、所定値以下のレーザ光を吸収するための可飽和吸収体が設けられている、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項１１】
前記第１補正部は、前記レーザ光の出射角度を前記所定方向に調節するための角度補正機能と、前記レーザ光の波面の曲率を前記所定の波面の形状に調節するための曲率補正機能とを備えている、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項１２】
前記第１補正部は、曲率を可変に制御できるミラーを含む反射光学系として構成されている請求項１１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項１３】
前記第１検出部は、前記レーザ光を反射させる反射ミラーと、この反射ミラーを透過する漏れ光の状態を電気信号として検出する光学センサとを含んで構成される、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項１４】
極端紫外光源装置に使用されるレーザ光源装置であって、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記極端紫外光源装置のチャンバ内に入射させるための集光システムと、
を備え、
少なくとも前記増幅システムには、
前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を所定の方向及び所定の波面の形状に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、
前記第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている、極端紫外光源装置用レーザ光源装置。
【請求項１５】
極端紫外光源装置に使用されるレーザ光源装置を調整する方法であって、
前記レーザ光源装置は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光をチャンバ内に入射させるための集光システムとを備えており、
前記レーザ発振器から前記レーザ光を出力させ、
前記増幅器により増幅される前記レーザ光の方向及び波面の形状を検出し、
前記検出された前記方向及び前記波面の形状が所定の方向及び所定の波面の形状となるように補正する、
極端紫外光源装置用レーザ光源装置の調整方法。
【請求項１６】
前記レーザ光の方向及び波面の形状を検出するための検出器として、シャックハルトマン波面計を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の極端紫外光源装置。
【請求項１７】
前記レーザ光の方向及び波面の形状に相当する前記ビームパラメータを検出するための検出器として、ビームポインティング計測器とビームプロファイル計測器を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の極端紫外光源装置。
【請求項１８】
前記レーザ光の方向及び波面の形状に相当する前記ビームパラメータを検出するための検出器として、ビームプロファイル計測器を少なくとも２台備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の極端紫外光源装置。
【請求項１９】
前記レーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出するための検出器として、熱負荷を受ける光学素子の温度分布を計測するための計測器またはレーザのエネルギを検出するためのエネルギ検出器のいずれかを備えており、前記計測器からの信号または前記エネルギ検出器からの信号に基づいて、前記レーザの方向と波面形状を予測することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の極端紫外光源装置。
【請求項２０】
前記ターゲット物質に照射されるプリパルスレーザ光を出力するためのプリパルス用レーザ発振器と、
前記プリパルスレーザ光を前記ターゲット物質に照射させるためのプリパルス光学系と、
前記プリパルスレーザ光の方向及び波面の形状を検出するか、または、前記プリパルスレーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出するための、少なくとも一つ以上の第３検出部と、
前記第３検出部により検出される前記プリパルスレーザ光の前記方向及び前記波面の形状を、所定の方向及び所定の波面の形状に補正するための、少なくとも一つ以上の第３補正部と、
前記第３検出部による検出結果に応じて、前記第３補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上のプリパルスレーザ光用補正制御部とが、設けられている、請求項１または請求項２のいずれかに記載の極端紫外光源装置。
【請求項２１】
前記チャンバに入射するウインドウまたは増幅器のウインドウとしてダイヤモンドウインドウが用いられる、請求項１に記載の極端紫外光源装置。
【請求項２２】
レーザ光源装置であって、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記極端紫外光源装置のチャンバ内に入射させるための集光システムと、
を備え、
少なくとも前記増幅システムには、
前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を所定の方向及び所定の波面の形状に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、
前記第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている、レーザ光源装置。
【請求項２３】
前記チャンバに入射するウインドウまたは増幅器のウインドウとしてダイヤモンドウインドウが用いられる、請求項２２に記載のレーザ光源装置。
【請求項２４】
ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光源装置を発生させる極端紫外光源装置であって、
チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記チャンバ内の前記ターゲット物質に照射させるための集光システムと、
を備え、
前記チャンバのウインドウまたは増幅器のウインドウの少なくともいずれか一方に少なくとも１個のダイヤモンドウインドウが用いられている、極端紫外光源装置。
【請求項２５】
ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光源装置を発生させる極端紫外光源装置であって、
チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記チャンバ内の前記ターゲット物質に照射させるための集光システムと、
戻り光を防止するための可飽和吸収体セルと、
を備え、
前記チャンバのウインドウまたは増幅器のウインドウまたは前記可飽和吸収体セルのウインドウの少なくともいずれかにおいて、少なくとも１個のダイヤモンドウインドが用いられている、極端紫外光源装置。
【請求項２６】
ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置であって、
チャンバ内に前記ターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記チャンバ内の前記ターゲット物質に照射させるための集光システムと、
を備え、
少なくとも前記増幅システムには、
前記増幅システム内のレーザ光の方向を検出するか、または、前記増幅システム内のレーザ光の方向に相当するビームパラメータを検出するための、少なくとも一つ以上の第１検出部と、
前記第１検出部により検出される前記レーザ光の方向を、所定の方向に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、
前記第１検出部による検出結果に応じて、前記第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている、極端紫外光源装置。
【請求項２７】
ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置を制御するための方法であって、
前記極端紫外光源装置は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムを備え、
前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を検出するか、または、前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出される前記レーザ光の前記方向及び前記波面の形状を、所定の方向及び所定の波面の形状に補正する補正ステップと、
前記検出ステップの検出結果に応じて、前記補正ステップによる補正動作を制御する補正制御ステップとをそれぞれ実行する、極端紫外光源装置の制御方法。
【請求項２８】
ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置を制御するための方法であって、
前記極端紫外光源装置は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムを備え、
前記増幅システム内のレーザ光の方向を検出するか、または、前記増幅システム内のレーザ光の方向に相当するビームパラメータを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出される前記レーザ光の方向を、所定の方向に補正する補正ステップと、
前記検出ステップの検出結果に応じて、前記補正ステップによる補正動作を制御する補正制御ステップとをそれぞれ実行する、極端紫外光源装置の制御方法。
【請求項２９】
前記第１補正部は前記増幅システム内に複数設けられており、
前記補正制御部は、前記各第１補正部を、前記レーザ光の進行方向の上流側に位置するものから順番に補正動作をそれぞれ制御することにより、前記レーザ光の前記方向及び前記波面の形状を前記所定の方向及び前記所定の波面の形状に補正させる、
請求項２２に記載のレーザ光源装置。
【請求項３０】
レーザ光源装置であって、
レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、
前記増幅システムにより増幅される前記レーザ光を、前記極端紫外光源装置のチャンバ内に入射させるための集光システムと、
を備え、
少なくとも前記増幅システムには、
前記増幅システム内のレーザ光の方向を所定の方向に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、
前記第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている、レーザ光源装置。
【請求項３１】
前記第１補正部は前記増幅システム内に複数設けられており、
前記補正制御部は、前記各第１補正部を、前記レーザ光の進行方向の上流側に位置するものから順番に補正動作をそれぞれ制御することにより、前記レーザ光の方向を前記所定の方向に補正させる、
請求項３０に記載のレーザ光源装置。
【請求項３２】
レーザ光源装置を制御するための方法であって、
前記レーザ光源装置は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムを備え、
前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を検出するか、または、前記増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出される前記レーザ光の前記方向及び前記波面の形状を、所定の方向及び所定の波面の形状に補正する補正ステップと、
前記検出ステップの検出結果に応じて、前記補正ステップによる補正動作を制御する補正制御ステップとをそれぞれ実行する、レーザ光源装置の制御方法。
【請求項３３】
レーザ光源装置を制御するための方法であって、
前記レーザ光源装置は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムを備え、
前記増幅システム内のレーザ光の方向を検出するか、または、前記増幅システム内のレーザ光の方向に相当するビームパラメータを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出される前記レーザ光の方向を、所定の方向に補正する補正ステップと、
前記検出ステップの検出結果に応じて、前記補正ステップによる補正動作を制御する補正制御ステップとをそれぞれ実行する、レーザ光源装置の制御方法。
【請求項３４】
前記第１補正部に前記レーザ光を入射させるためのミラーに、ミラー表面を軸対称に冷却する
ための冷却機構を設ける、請求項１または請求項２６のいずれかに記載の極端紫外光源装置。
【請求項３５】
前記第１補正部に前記レーザ光を入射させるためのミラーに、ミラー表面を軸対称に冷却するための冷却機構を設ける、請求項２２または請求項３０のいずれかに記載のレーザ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置用レーザ光源装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レジストを塗布したウェハ上に、回路パターンの描かれたマスクを縮小投影し、エッチングや薄膜形成等の処理を繰り返すことにより、半導体チップが生成される。半導体プロセスの微細化に伴い、より短い波長の光が求められている。
【０００３】
そこで、１３．５ｎｍという極端に波長の短い光と縮小光学系とを使用する、半導体露光技術が研究されている。この技術は、ＥＵＶＬ（Extreme Ultra Violet Lithography：極端紫外線露光）と呼ばれる。以下、極端紫外光をＥＵＶ光と呼ぶ。
【０００４】
ＥＵＶ光源としては、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ生成プラズマ）式の光源と、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の光源と、ＳＲ（Synchrotron Radiation）式の光源との三種類が知られている。
【０００５】
ＬＰＰ式光源とは、ターゲット物質にレーザ光（レーザビーム）を照射してプラズマを生成し、このプラズマから放射されるＥＵＶ光を利用する光源である。ＤＰＰ式光源とは、放電によって生成されるプラズマを利用する光源である。ＳＲ式光源とは、軌道放射光を使用する光源である。以上三種類の光源のうち、ＬＰＰ式光源は、他の方式に比べてプラズマ密度を高くすることができ、かつ、捕集立体角を大きくできるため、高出力のＥＵＶ光を得られる可能性が高い。
【０００６】
そこで、高出力のドライバレーザ光を高い繰り返し周波数で得るために、ＭＯＰＡ（master oscillator power amplifier）方式に従って構成されるレーザ光源装置が提案されている（特許文献１）。
【０００７】
なお、表面形状をある程度自由に可変制御可能なディフォーマブルミラーを用いて、レーザ光の波面を整える技術は、知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１２８１５７号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、１００Ｗ〜２００Ｗ程度のＥＵＶ光を得るためには、ドライバレーザ光としての炭酸ガスレーザの出力を１０〜２０ｋＷ程度にする必要がある。そのような高出力のレーザ光を用いると、光路中の各種光学素子が光を吸収して高温となり、レーザ光の波面の形状や方向が変化する。なお、本明細書では、レーザ光の波面には、レーザ光の波面の形状と方向とが含まれるものとして述べる。
【００１０】
レンズやウインドウを高出力のレーザ光が通過すると、レンズやウインドウの形状や屈折率が発熱による温度上昇よって変化するため、レーザ光の波面が変化する。例えば、レーザ光の波面が変化すると、レーザ増幅器内の増幅領域にレーザ光を効率的に入射させることができないため、期待通りのレーザ出力を得ることができない。さらに、レーザ光の波面変化に応じて、チャンバ内に入射するレーザ光の焦点位置が変化するため、レーザ光をターゲット物質に効率的に照射することができず、これにより、ＥＵＶ光の出力が低下する。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザ光の方向及び波面の形状を所定の方向及び所定の波面の形状に補正することができるようにした、極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置用レーザ光源の調整方法を提供することにある。本発明の他の目的は、光路上に設定される複数箇所でレーザ光の方向及び波面の形状をそれぞれ補正することができ、かつ、各箇所での補正が互いに競合しないように制御することのできる、極端紫外光源装置、極端紫外光源装置用レーザ光源装置及び極端紫外光源装置用レーザ光源の調整方法を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の第１観点に係る極端紫外光源装置は、ターゲット物質にレーザ光を照射してプラズマ化させることにより、極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置であって、チャンバ内にターゲット物質を供給するターゲット物質供給部と、レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、レーザ発振器から出力されるレーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、増幅システムにより増幅されるレーザ光を、チャンバ内のターゲット物質に照射させるための集光システムと、を備えている。さらに、少なくとも増幅システムには、増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を検出するか、または、増幅システム内の前記レーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出するための、少なくとも一つ以上の第１検出部と、第１検出部により検出されるレーザ光の方向及び波面の形状を、所定の方向及び所定の波面の形状に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、第１検出部による検出結果に応じて、第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている。
【００１３】
集光システムには、第１補正部とは別の第２補正部と、第１検出部とは別の第２検出部とが、少なくとも一つずつ設けることができる。
【００１４】
第１補正部が前記増幅システム内に複数設けられている場合、補正制御部は、予め設定されている所定の順序に従って、各第１補正部による補正動作をそれぞれ制御することにより、レーザ光の方向及び波面の形状を所定の方向及び所定の波面の形状に補正させる。例えば、補正制御部は、各第１補正部を、レーザ光の進行方向の上流側に位置するものから順番に補正動作をそれぞれ制御する。
【００１５】
補正制御部は、予め設定されている所定の順序に従って、第１補正部による補正動作と第２補正部による補正動作とをそれぞれ制御することにより、レーザ光の方向及び波面の形状を所定の方向及び所定の波面の形状に補正させることもできる。例えば、補正制御部は、第１補正部の補正動作を制御した後で、第２補正部の補正動作を制御できる。
【００１６】
増幅器は、レーザ光の進行方向の上流側に設けられる前増幅器と、レーザ光の進行方向の下流側に設けられる主増幅器とに大別され、第１補正部は、少なくとも前増幅器の上流側または下流側のいずれかに設けられる。
【００１７】
第１補正部によってレーザ光の方向及び波面の形状が所定の方向及び所定の波面の形状に補正された後で、ターゲット物質供給部は、チャンバ内にターゲット物質を供給することができる。あるいは、第１補正部及び第２補正部によって、レーザ光の方向及び波面の形状が所定の方向及び所定の波面の形状にそれぞれ補正された後で、ターゲット物質供給部は、チャンバ内にターゲット物質を供給することができる。
【００１８】
増幅システムは、所定値以下のレーザ光を吸収するための可飽和吸収体を備えることができる。
第１補正部は、レーザ光の出射角度を所定方向に調節する角度補正機能と、レーザ光の波面の曲率を所定の波面の形状に調節する曲率補正機能とを備えてもよい。
【００１９】
第１補正部は、曲率を可変に制御できるミラーを含む反射光学系として構成することができる。
【００２０】
第１検出部は、レーザ光を反射させる反射ミラーと、この反射ミラーを透過する漏れ光の状態を電気信号として検出する光学センサとを含んで構成することができる。
【００２１】
本発明の第２観点に従う、極端紫外光源装置に使用されるレーザ光源装置は、レーザ光を出力するためのレーザ発振器と、レーザ発振器から出力されるレーザ光を、少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、増幅システムにより増幅されるレーザ光を、極端紫外光源装置のチャンバ内に入射させるための集光システムと、を備える。さらに、少なくとも増幅システムには、増幅システム内のレーザ光の方向及び波面の形状を所定の方向及び所定の波面の形状に補正するための、少なくとも一つ以上の第１補正部と、第１補正部による補正動作を制御するための、少なくとも一つ以上の補正制御部とが、設けられている。
【００２２】
本発明の第３観点に従う、極端紫外光源装置に使用されるレーザ光源装置を調整する方法では、レーザ光源装置は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を少なくとも一つ以上の増幅器によって増幅させるための増幅システムと、増幅システムにより増幅されるレーザ光をチャンバ内に入射させるための集光システムとを備えており、レーザ発振器からレーザ光を出力させ、増幅器により増幅されるレーザ光の方向及び波面の形状を検出し、検出された方向及び波面の形状が所定の方向及び所定の波面の形状となるように補正する。
【００２３】
レーザ光の方向及び波面の形状を検出するための検出器として、シャックハルトマン波面計を備えることができる。
【００２４】
レーザ光の方向及び波面の形状に相当する前記ビームパラメータを検出するための検出器として、ビームポインティング計測器とビームプロファイル計測器を備えてもよい。
【００２５】
レーザ光の方向及び波面の形状に相当する前記ビームパラメータを検出するための検出器として、ビームプロファイル計測器を少なくとも２台備えてもよい。
【００２６】
レーザ光の方向及び波面の形状に相当するビームパラメータを検出するための検出器として、熱負荷を受ける光学素子の温度分布を計測するための計測器またはレーザのエネルギを検出するためのエネルギ検出器のいずれかを備えており、前記計測器からの信号または前記エネルギ検出器からの信号に基づいて、レーザの方向と波面形状を予測する構成でもよい。
さらに、チャンバのウインドウまたは増幅器のウインドウまたは可飽和吸収体セルのウインドウを、ダイヤモンドウインドウとして構成してもよい。
【００２７】
レーザ光の方向のみを検出し、その検出結果に応じてレーザ光の方向を所定の方向に制御するように構成することもできる。さらに、レーザ光を反射するミラーに、ミラー表面を軸対称に冷却するための冷却機構を設けることもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、少なくとも増幅システムにおいて、レーザ光の方向及び波面の形状を補正することができる。従って、熱によって増幅システム内の光学素子の屈折率分布が発生したり、形状が変形等した場合でも、レーザ光の方向及び波面の形状を整えることができ、増幅システムの増幅性能が低下するのを抑制できる。
【００２９】
集光システム内に第２補正部及び第２検出部を設けることにより、集光システムでもレーザ光の方向及び波面の形状を補正することができる。従って、所定の方向及び所定の波面の形状を有するレーザ光をチャンバ内のターゲット物質に照射させることができる。
【００３０】
第１補正部が前記増幅システム内に複数設けられている場合、補正制御部は、レーザ光の進行方向の上流側に位置するものから順番に、各第１補正部の補正動作をそれぞれ制御する。従って、レーザ光の上流側から順番に、その方向及び波面の形状を補正していくことができ、各補正動作同士が競合したりするのを防止できる。
【００３１】
また、増幅システム内の第１補正部による補正動作を先に制御し、次に、集光システム内の第２補正部の補正動作を制御することにより、レーザ光の増幅特性を安定化させた後で、そのレーザ光の集光特性を安定化することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、以下に述べるように、レーザ光の通過する光路上に、レーザ光の波面を補正するための補正手段（３４，４４）を少なくとも一つ以上設ける。補正手段により、レーザ光の進行方向及び波面の形状を整えることができる。なお、極端紫外光源装置に用いられるレーザ光源装置について説明するが、本発明は、極端紫外光源装置用レーザ光源装置以外のレーザ光源装置にも適用可能である。
【実施例１】
【００３３】
図１〜図８に基づいて本発明の第１実施例を説明する。図１は、ＥＵＶ光源装置１の全体構成を示す説明図である。なお、以下の各実施例に示す本発明の特徴的構成は、明示された組合せに限らず、種々の組合せが可能であり、そのような組合せも本発明の範囲に属する。
【００３４】
ＥＵＶ光源装置１は、例えば、ＥＵＶ光を発生させるチャンバ１０と、チャンバ１０にレーザ光を供給するためのレーザ光源装置２と、ＥＵＶ光源コントローラ７０とを備えて構成される。レーザ光源装置２は、例えば、レーザパルスの時間波形や繰り返し周波数を決定するレーザ発振器（Master Oscillator）２０と、増幅システム３０と、集光システム４０と、波面補正コントローラ５０と、レーザコントローラ６０とを含んで構成される。ＥＵＶ光源装置１は、ＥＵＶ露光装置５にＥＵＶ光を供給する。
【００３５】
先にチャンバ１０の概要を説明する。チャンバ１０は、例えば、チャンバ本体１１と、接続部１２と、ウインドウ１３と、ＥＵＶ集光ミラー１４と、ターゲット物質供給部１５と、を備えている。
【００３６】
チャンバ本体１１は、図外の真空ポンプにより真空状態に保たれる。チャンバ本体１１には、例えば、デブリを回収するための機構等を設けることができる。
【００３７】
接続部１２は、チャンバ１０とＥＵＶ露光装置５との間を接続して設けられている。チャンバ本体１１内で生成されたＥＵＶ光は、接続部１２を介して、ＥＵＶ露光装置５に供給される。
【００３８】
ウインドウ１３は、チャンバ本体１１に設けられている。レーザ光源装置２からのドライバレーザ光は、ウインドウ１３を介して、チャンバ本体１１に入射する。
【００３９】
ＥＵＶ集光ミラー１４は、ＥＵＶ光を反射させて中間焦点（Intermediate Focus：IF）に集めるためのミラーである。中間焦点ＩＦは、接続部１２内に設定される。ＥＵＶ集光ミラー１４は、例えば、プラズマ発光点の像をＩＦに転写結像させるために、理想的に収差を発生させない回転楕円体のような凹面として構成される。ＥＵＶ集光ミラー１４の表面には、例えば、モリブデン膜とシリコン膜とから構成される多層膜が設けられており、これにより、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を反射するようになっている。
【００４０】
ターゲット物質供給部１５は、例えば、錫のようなターゲット物質を液体や固体あるいは気体として供給する。錫は、スタナン（SnH4）などの錫化合物として供給することも可能である。錫を液体として供給する場合は、純粋な錫を融点まで加熱して液化する方法の他に、錫を含む溶液または錫や錫化合物を含むコロイド溶液として供給する方法も可能である。本実施例では、ターゲット物質として、錫のドロップレットＤＰを例に挙げて説明するが、本発明は錫ドロップレットに限定されない。例えば、リチウム（Ｌｉ）やキセノン（Ｘｅ）等の他の物質を用いてもよい。
【００４１】
チャンバ１０内の動きを先に簡単に説明する。ドライバレーザ光は、入射用のウインドウ１３を介して、チャンバ本体１１内の所定位置で焦点を結ぶようになっている。その所定位置に向けて、ターゲット物質供給部１５は、錫ドロップレットＤＰを投下する。錫ドロップレットＤＰが所定位置に到達する時期にタイミングを合わせて、レーザ光源装置２から、所定出力のドライバレーザ光Ｌ１が出力される。錫ドロップレットＤＰは、ドライバレーザ光Ｌ１によって照射されて、プラズマＰＬＺとなる。プラズマＰＬＺは、ＥＵＶ光Ｌ２を放射させる。ＥＵＶ光Ｌ２は、ＥＵＶ集光ミラー１４によって、接続部１２内の中間焦点ＩＦに集められ、ＥＵＶ露光装置５に供給される。
【００４２】
次に、レーザ光源装置２の構成を説明する。レーザ光源装置２は、炭酸ガスパルスレーザ光源装置として構成されており、例えば、波長１０．６μｍ、シングル横モード、繰り返し周波数１００ｋＨｚ、１００〜２００ｍＪ、１０ｋＷ〜２０ｋＷの、ドライバレーザ光Ｌ１をパルス出力する。
【００４３】
レーザ発振器２０から出力されるレーザ光は、増幅システム３０によって増幅され、集光システム４０に送られる。集光システム４０は、ドライバレーザ光Ｌ１をチャンバ１０内に供給する。集光システム４０は、例えば、反射ミラー４１と、軸外放物凹面ミラー４２と、リレー光学系４３と、を備える。なお、以下の説明では、レーザ光の進行方向を基準として、発振器２０側を上流側と呼び、チャンバ１０側を下流側と呼ぶ。
【００４４】
増幅システム３０は、例えば、リレー光学系３１と、プリアンプ（前増幅器）３２と、可飽和吸収体３３と、波面補正器３４と、メインアンプ（主増幅器）３５と、センサ３６と、を備える。以下、可飽和吸収体３３をＳＡ（Saturable Absorber）３３と呼ぶ。以下の説明及び図面において、前増幅器をプリアンプ、主増幅器をメインアンプと記述する。なお、MOPA (Master Oscillator and Power Amprifier)を用いてレーザ光の出力を高めてもよい。
【００４５】
リレー光学系３１は、レーザ発振器２０から出力されるレーザ光でプリアンプ３２内の増幅領域を効率よく満たすべく、レーザ発振器２０から出力されるレーザ光のビームの広がり角度とビームの大きさを調整するための光学系である。リレー光学系３１は、レーザ発振器２０から出力されるレーザ光のビーム径を拡大させて、所定のビーム光束に変換させる。
【００４６】
プリアンプ３２は、入射されたレーザ光を増幅して出射させる。プリアンプ３２で増幅されたレーザ光は、ＳＡ３３に入射する。ＳＡ３３は、所定の閾値以上の光強度を有するレーザ光は通過させ、その所定の閾値未満のレーザ光は通過させないという機能を発揮する素子である。これにより、ＳＡ３３は、チャンバ１０から戻ってくるレーザ光（戻り光）やメインアンプからの寄生発振光や自励発振光を吸収して、プリアンプ３２やレーザ発振器２０の破損を防止する。さらに、ＳＡ３３は、ペデスタルを抑制し、レーザ光のパルス波形の品質を高める役割も果たす。ペデスタルとは、メインパルスに時間的に近接して発生する、小さなパルスである。
【００４７】
図２は、ＳＡ３３の構成例を示す。ＳＡ３３は、例えば、図示しない水冷ジャケット付きのホルダ３３０と、ホルダ３３０に取り付けられている２枚のウインドウ３３２，３３３と、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）が流入する流入口３３４と、ＳＦ６ガスを流出させるための流出口３３５とを備える。
【００４８】
プリアンプ３２で増幅されたレーザ光Ｌ１は、左側の入射用ウインドウ３３２を介して入射し、左側の出射用ウインドウ３３３を通過する。各３３２，３３３間の隙間に供給されるＳＦ６ガスは、炭酸ガスレーザ光を吸収する働きがある。
【００４９】
図３は、ＳＡ３３に生じる温度分布を示すグラフである。ＳＦ６ガスは、流入口３３４から各ウインドウ３３２，３３３間の隙間に流入し、閾値以下のレーザ光を吸収して、流出口３３５から流出する。これにより、ＳＡ３３には、ＳＦ６ガスの流れ方向にシフトする温度分布が発生する。ＳＡ３３のウインドウの温度分布が原因で、ウインドウの屈折率の分布が変化する。
【００５０】
その結果、ＳＡ３３を通過するレーザ光Ｌ１は、図２中の破線Ｌ１ｅに示すように、基準の光軸ＡＸ１からずれた方向ＡＸ１ｅにシフトする。ＳＡ３３を通過するレーザ光Ｌ１の波面（Wave Front）は、基準光軸ＡＸ１を保持したまま同心円状に変化するのではなく、軸ＡＸ１ｅに沿って曲がる。つまり、レーザ光Ｌ１は、ＳＡ３３を通過することにより、そのレーザビームの方向がずれてしまい、さらに波面の形状も変化する。
【００５１】
進行方向や波面の形状のずれたレーザ光Ｌ１ｅを、そのままメインアンプ３５に入射させても、期待通りの増幅作用は得られない。メインアンプ３５の増幅領域を、レーザ光で効率よく満たすことができないためである。
【００５２】
その問題を解決するために、本実施例では、ＳＡ３３とメインアンプ３５との間に、「第１補正部」としての波面補正器３４を設ける。以下の説明及び図面では、波面補正器をＷＦＣ（Wave Front Compensator）と表示する場合がある。
【００５３】
図４は、波面補正器３４の原理を模式的に示す説明図である。図４の上側は、増幅システム３０に加わる熱負荷が少ない場合を示す。図４の下側は、増幅システム３０に加わる熱負荷が多い場合を示す。
【００５４】
波面補正器３４は、角度補正器１００と、波面曲率補正器２００とを備える。角度補正器１００は、レーザ光の角度（進行方向）を調節するための光学系である。波面曲率補正器２００は、レーザ光の波面の曲率（ビームの広がり）を調節するための光学系である。具体的な構造例については、別の実施例として後述する。
【００５５】
角度補正器１００は、例えば、平行に向かい合って配置される２枚の反射ミラー１０１，１０２を含んで構成される。各反射ミラー１０１，１０２は、図４の下側に示すように、反射ミラーのＸ軸（図４に垂直な軸）及びＹ軸（Ｘ軸と同一平面で直交する軸）をそれぞれ回動中心として、回動可能に設けられている。つまり、各反射ミラー１０１，１０２は、チルト及びローリングができるように取り付けられている。
【００５６】
熱負荷の少ない場合、レーザ光Ｌ１は、基準光軸に合致して進むため、各反射ミラー１０１，１０２の姿勢を変化させる必要はない。熱負荷の多い場合、レーザ光Ｌ１ｅは、基準光軸から外れて入射する。そこで、各反射ミラー１０１，１０２の姿勢を適宜変化させて、レーザ光の出射方向を基準光軸に合致させる。
【００５７】
波面曲率補正器２００は、例えば、凸レンズ２０１と、凹レンズ２０２とによって形成される。各レンズ２０１，２０２の相対的位置関係を調整することにより、凹面波や凸面波を平面波に修正することができる。
【００５８】
「補正制御部」としての波面補正コントローラ５０は、センサ３６による計測結果に基づいて、目標値との偏差が解消するように、角度補正器１００及び波面曲率補正器２００を適宜駆動する。これにより、波面補正器３４は、入射するレーザ光の角度及び波面の曲率を所定の角度及び所定の曲率に修正して、出射させる。波面補正器３４は、メインアンプにより高効率で増幅するのに必要なビームの角度と波面の曲率となるようにレーザ光のビーム径を拡大させて出力し、所定のレーザビーム光束に変換させる。変換されたレーザ光は、メインアンプ３５によって増幅される。
【００５９】
「第１検出部」としてのセンサ３６は、メインアンプ３５の下流側に設けられており、入射するレーザ光の角度や波面の曲率を検出する。センサ３６は、レーザ光の角度や波面の曲率を直接的または間接的に計測できる構成であればよい。
【００６０】
センサ３６の概要を図５，図６に基づいて説明する。センサ３６の他の構成例は、別の実施例として後述する。図５の原理図に示すように、センサ３６は、例えば、レーザ光Ｌ１を反射する反射ミラー３００と、反射ミラー３００を僅かに透過するレーザ光Ｌ１Ｌを計測する光学的センサ部３６０とを含んで構成される。
【００６１】
図６は、センサ３６の一例を示す。レーザ光Ｌ１を高い反射率で反射する膜をコートした反射ミラー３００は、ビームスプリッタ基板３００Ａと、ビームスプリッタ基板３００Ａを保持するための、図示しない水冷ジャケット付きホルダ３００Ｂとを備える。
【００６２】
ビームスプリッタ基板３００Ａは、例えば、シリコン（Ｓｉ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ダイヤモンドのような物質から形成される。レーザ光Ｌ１の殆どは、ビームスプリッタ基板３００Ａの高反射膜により反射されるが、ごく僅かにビームスプリッタ基板３００Ａを透過するレーザ光Ｌ１Ｌがある。
【００６３】
ビームスプリッタ基板３００Ａを僅かに透過したレーザ光Ｌ１Ｌは、サンプル光として、光学的センサ部３６０に入射する。光学的センサ部３６０としては、例えば、レーザ光の強度分布を計測するためのビームプロファイラ、レーザデューティ及び光学素子の負荷を計測するためのパワーセンサ（カロリーメータやパイロセンサ等）、レーザ光の波面状態と方向とを同時に計測できる波面センサ等を使用できる。
【００６４】
さらに、後述するように、レーザ光の状態に関連するパラメータ（温度や運転指令値等）と、シミュレーションや実験結果等から得られるデータベースとを用いて、レーザ光の波面状態及び角度（方向）を予測してもよい。
【００６５】
次に、制御系について説明する。図１に示すように、ＥＵＶ光源装置１は、波面補正コントローラ５０と、レーザコントローラ６０と、ＥＵＶ光源コントローラ７０とを備えている。
【００６６】
図７は、波面補正コントローラ５０により実行される、波面補正処理を示すフローチャートである。本処理は、レーザ光源装置２が運転を開始する前の起動時に行われる。即ち、レーザ光源装置２の運転開始前の調整段階において、まず、ターゲットに照射する前に、例えば、図示しないシャッタ等を閉じて、ＥＵＶチャンバ１０にレーザ光が入射しない状態にしてから、レーザを調整発振させる。そして、レーザ発振器２０からシード光が出力されると、レーザ発振器２０から下流のレーザビームラインについて、メインアンプ３５の増幅効率が高く維持されるように波面や角度（方向）が調整される。なお、以下に述べる各フローチャートは、各処理の概要を示しており、実際のコンピュータプログラムと相違する場合がある。なお、いわゆる当業者であれば、図示されたステップの変更や削除、新たなステップの追加を行うことができるであろう。以下、レーザ光の方向を「角度」と呼ぶ場合がある。
【００６７】
波面補正コントローラ５０は、センサ３６から計測値を取得し（Ｓ１０）、目標値と計測値との差分である偏差ΔＤを算出する（Ｓ１１）。波面補正コントローラ５０は、ΔＤの絶対値が所定の許容値ＤＴｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ１２）。許容値ＤＴｈは、例えば、レーザ光の増幅特性に影響を与えない程度の値として設定される。
【００６８】
目標値と計測値との差ΔＤが許容値ＤＴｈ以下の場合（S12:YES）、波面補正コントローラ５０は、レーザコントローラ６０にＯＫ信号を出力する（Ｓ１３）。ＯＫ信号とは、レーザ光の波面が所定の波面（曲率及び方向）に調整されたことを意味する、調整完了信号である。
【００６９】
これに対し、ΔＤの絶対値が許容値ＤＴｈを超えている場合（S12:NO）、波面補正コントローラ５０は、レーザコントローラ６０にＮＧ信号を出力する（Ｓ１４）。ＮＧ信号とは、レーザ光の波面が所定の波面に調整されていないことを意味する、調整未完了信号である。
【００７０】
波面補正コントローラ５０は、波面補正器３４に駆動信号を出力し、波面補正器３４に補正動作を行わせる（Ｓ１５）。波面補正器３４は、駆動信号に応じて、角度補正器１００及び波面曲率補正器２００を動作させる。補正動作を一回ないし複数回実行することにより、レーザ光の波面は所定の波面に一致する。
【００７１】
図８は、レーザコントローラ６０の動作及びＥＵＶ光源コントローラ７０の動作を示すフローチャートである。レーザコントローラ６０は、波面補正コントローラ５０からＯＫ信号を受領すると（S20:YES）、ＥＵＶ光源コントローラ７０に、レーザ光源装置２の調整が完了した旨を通知する（Ｓ２１）。
【００７２】
ＥＵＶ光源コントローラ７０は、レーザコントローラ６０からの調整完了通知を受領すると、ターゲット物質供給部１５からチャンバ本体１１に、ドロップレットＤＰを供給させる（Ｓ２２）。
【００７３】
レーザコントローラ６０は、ドロップレットＤＰの供給タイミングに合わせて、レーザ発振器２０からレーザ光Ｌ１を出力させる。レーザ光Ｌ１は、増幅システム３０によって増幅された後、集光システム４０を介してチャンバ１０に入射する。ドロップレットＤＰは、レーザ光Ｌ１に照射されることにより、プラズマＰＬＺとなる。プラズマＰＬＺから放出されるＥＵＶ光Ｌ２は、ＥＵＶ集光ミラー１４により中間焦点ＩＦに集められて、ＥＵＶ露光装置５に送られる。
【００７４】
上述の通り、本実施例では、レーザ発振器２０から出力されるレーザ光を増幅するための増幅システム３０内に、レーザ光の波面の曲率及び方向を調整するための波面補正器３４と、レーザ光の波面の曲率及び方向を検出するためのセンサ３６とを設ける。従って、本実施例では、波面補正器３４によって、レーザ光源装置２の運転開始前に、レーザ光の波面の曲率及び方向（角度）を調整することができる。これにより、熱的負荷が高い運転状態においても、レーザ光の出力特性を安定化させることができる。
【００７５】
本実施例では、増幅システム３０内でレーザ光の角度（方向）と波面の曲率を補正するため、集光システム４０を介してチャンバ１０に送られるレーザ光の集光特性も、ある程度安定に維持することができる。
【００７６】
このように、本実施例では、出力の安定したレーザ光を、チャンバ１０内の所定位置（ＥＵＶ集光ミラーの焦点位置かつターゲット）に集光することができる。従って、本実施例のＥＵＶ光源装置１は、高出力のＥＵＶ光を安定的に発生させることができる。
【実施例２】
【００７７】
図９，図１０に基づいて第２実施例を説明する。以下に述べる各実施例は、第１実施例の変形例である。従って、第１実施例との相違点を中心に説明する。本実施例では、集光システム４０にも、波面補正を行うための機構（波面補正器４４，センサ４５，波面補正コントローラ５０（２））を設ける。
【００７８】
図９は、本実施例によるＥＵＶ光源装置１の全体構成を示す説明図である。本実施例では、集光システム４０内に、「第２補正部」としての第２波面補正器４４と、「第２検出部」としての第２センサ４５とが設けられている。
【００７９】
さらに、本実施例は、増幅システム３０内でレーザ光を補正するための第１波面補正コントローラ５０（１）に加えて、集光システム４０内でレーザ光を補正するための第２波面補正コントローラ５０（２）を備えている。
【００８０】
図１０は、本実施例の動作を示すフローチャートである。本実施例では、以下に述べるように、上流側から順番にレーザ光の波面の曲率及び方向（角度）を修正する。まず、増幅システム３０内の波面補正器３４を制御する波面補正コントローラ５０（１）は、センサ３６から計測値を取得し（Ｓ３０）、偏差ΔＤ１を算出する（Ｓ３１）。
【００８１】
波面補正コントローラ５０（１）は、偏差ΔＤ１の絶対値が許容値ＤＴｈ１以下であるか否かを判定する（Ｓ３２）。ΔＤ１の絶対値が許容値ＤＴｈ１以下である場合（S32:YES）、波面補正コントローラ５０（１）は、レーザコントローラ６０にＯＫ信号を出力する（Ｓ３３）。
【００８２】
ΔＤ１の絶対値が許容値ＤＴｈ１を上回っている場合（S32:NO）、波面補正コントローラ５０（１）は、レーザコントローラ６０にＮＧ信号を出力する（Ｓ３４）。波面補正コントローラ５０（１）は、目標値と計測値との差を少なくさせるための補正動作の実行を、波面補正器３４に指示する（Ｓ３５）。
【００８３】
レーザコントローラ６０は、波面補正コントローラ５０（１）からＯＫ信号を受領すると（S40:YES）、波面補正器４４を管理する波面補正コントローラ５０（２）に、前段の波面補正が完了した旨を通知する（Ｓ４１）。この通知を、図１０では「ＯＫ信号１」として示している。
【００８４】
波面補正コントローラ５０（２）は、センサ４５から計測値を取得し（Ｓ５０）、目標値と計測値との差分であるΔＤ２を算出する（Ｓ５１）。波面補正コントローラ５０（２）は、前段の補正処理が完了した旨の通知をレーザコントローラ６０から受領したか否かを判定する（Ｓ５２）。
【００８５】
前段の波面補正コントローラ５０（１）による波面補正が終了するまで（Ｓ５２）、波面補正コントローラ５０（２）は、Ｓ５０及びＳ５１を繰り返し実行する。前段の波面補正コントローラによる波面補正が終了すると（S52:YES）、波面補正コントローラ５０（２）は、Ｓ５１で算出されたΔＤ２の絶対値が許容値ＤＴｈ２以下であるか否かを判定する（Ｓ５３）。
【００８６】
ΔＤ２の絶対値が許容値ＤＴｈ２以下の場合（S53:YES）、波面補正コントローラ５０（２）は、レーザコントローラ６０にＯＫ信号を出力する（Ｓ５４）。ΔＤ２の絶対値が許容値ＤＴｈ２を上回っている場合（S53:NO）、波面補正コントローラ５０（２）は、波面補正器４４に駆動信号を出力して、レーザ光の波面の曲率及び方向（角度）を補正するための動作を行わせる（Ｓ５６）。
【００８７】
レーザコントローラ６０は、第２波面補正コントローラ５０（２）からＯＫ信号を受領すると（S42:YES）、レーザ光源装置２の調整が完了した旨を、ＥＵＶ光源コントローラ７０に通知する（Ｓ４３）。
【００８８】
このように、本実施例では、上流側（増幅システム内）での波面補正処理の終了を確認した後に、下流側（集光システム内）での波面補正処理を行う。従って、波面補正コントローラ５０（１）による波面補正と波面補正コントローラ５０（２）による波面補正とが互いに競合して、十分な波面補正を行うことができなかったり、波面補正に失敗したりするのを防止できる。
【００８９】
本実施例は、第１実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、集光システム４０においてもレーザ光の波面補正を行うため、集光性能をより一層安定化させることができる。
【実施例３】
【００９０】
図１１〜図１４に基づいて第３実施例を説明する。本実施例では、増幅システム３０内のアンプ３２（１），３２（２），３５（１），３５（２）に、波面補正器３４（１），３４（２），３４（３），３４（４）を対応付けて、レーザ光を増幅する度にレーザ光の波面補正を行う。
【００９１】
図１１は、本実施例によるＥＵＶ光源装置１の全体構成図である。本実施例では、プリアンプとして、２台のスラブ型プリアンプ３２（１），３２（２）を用いる。レーザ光は、スラブ型プリアンプ３２（１），３２（２）の有するジグザク光路を進むことにより、増幅される。プリアンプが複数設けられるのと対応して、複数のメインアンプ３５（１），３５（２）が設けられている。つまり、MO２０から出力されたパルス光は、複数のプリアンプによって増幅される。そして、増幅されたパルス光は、複数のメインアンプを透過することによって、さらに増幅される。パルス光が増幅されるように、各アンプは直列に配置されている。
【００９２】
レーザ発振器２０の出力側には、空間横モードを改善するための空間フィルタ３７が設けられている。さらに、プリアンプ３２（１）の出口にはＳＡ３３（１）が設けられ、別のプリアンプ３２（２）の出口にはＳＡ３３（２）が設けられている。
【００９３】
第１のＳＡ３３（１）の下流側（レーザ光出射側）には、波面補正器３４（１）及びセンサ３６（１）が設けられている。第２のＳＡ３３（２）の下流側には、波面補正器３４（２）及びセンサ３６（２）が設けられている。
【００９４】
センサ３６（２）を通過したレーザ光は、反射ミラー３８（１），３８（２）でそれぞれ反射されて、波面補正器３４（３）に入射される。波面補正器３４（３）は、メインアンプ３５（１）の上流側（レーザ光入射側）に設けられている。波面補正器３４（３）に対応するセンサ３６（３）は、メインアンプ３５（１）の下流側に設けられている。
【００９５】
最後のメインアンプ３５（２）の上流側には、波面補正器３４（４）が設けられており、そのメインアンプ３５（２）の下流側には、センサ３６（４）が設けられている。
【００９６】
第２実施例で述べたと同様に、集光システム４０内にも、波面補正器４４及びセンサ４５が設けられている。さらに、本実施例では、反射ミラー４１（１）と反射ミラー４１（２）との間に、偏光分離型アイソレータ４６を設けている。
【００９７】
増幅システム３０及び集光システム４０における、レーザ光の様子を説明する。まず最初に、レーザ発振器２０から出力されたレーザ光は、空間フィルタ３７を透過することにより、空間横モードが改善される。空間横モードの改善されたレーザ光は、スラブ型プリアンプ３２（１）の入射ウインドウに入射し、２つの凹面ミラーの間をジグザグに通過しながら増幅され、出射ウインドウから出射される。
【００９８】
プリアンプ３２（１）により増幅されたレーザ光は、ＳＡ３３（１）を通過する。これにより、そのレーザ光から、所定の閾値以下のレーザ光が取り除かれる。ＳＡ３３（１）を通過すると、図２で説明したように、レーザ光の波面の曲率や方向（角度）が変化する。
【００９９】
そこで、ＳＡ３３（１）の影響を受けたレーザ光を、波面補正器３４（１）によって補正させる。波面補正コントローラ(ＷＦＣ１-Ｃ)５０（１）は、センサ３６（１）からの計測値に基づいて波面補正後のレーザ光の状態を検出し、レーザ光の波面の曲率及び角度が所定値となるように、波面補正器３４（１）を制御する。
【０１００】
波面補正器３４（１）により補正されたレーザ光は、２つめのプリアンプ３２（２）に入力されて増幅された後、ＳＡ３３（２）を通過する。ＳＡ３３（２）を通過したレーザ光は、上記同様に、波面補正器３４（２）により波面補正される。波面補正コントローラ(ＷＦＣ２-Ｃ)５０（２）は、センサ３６（２）の計測値に基づいて、レーザ光の波面の曲率及び角度が所定値となるように、波面補正器３４（２）に駆動信号を出力する。
【０１０１】
波面補正器３４（２）により補正されたレーザ光は、２つの反射ミラー３８（１），３８（２）を介して、波面補正器３４（３）に入射する。波面補正コントローラ５０（３）は、メインアンプ３５（１）の出口側に設けられているセンサ３６（３）からの計測値に基づいて、波面補正器３４（３）を制御する。波面補正コントローラ(ＷＦＣ３-Ｃ)５０（３）は、メインアンプ３５（１）のレーザ増幅領域をレーザ光で効率よく満たすことのできる波面を得るべく、波面補正器３４（３）を作動させる。
【０１０２】
波面補正器３４（３）により補正されたレーザ光は、メインアンプ３５（１）及びセンサ３６（３）を通過して、波面補正器３４（４）に入射する。波面補正器３４（３）について述べたと同様に、波面補正コントローラ(ＷＦＣ４-Ｃ)５０（４）は、メインアンプ３５（２）の出口側に設けられているセンサ３６（４）からの計測値に基づいて、メインアンプ３５（２）に入射されるレーザ光の波面の曲率及び角度が所定値となるように、波面補正器３４（４）を制御する。
【０１０３】
このように、本実施例では、増幅システム３０において、レーザ光を合計４回増幅させると共に、そのレーザ光の波面の曲率及び角度を補正する。これにより、最終段のメインアンプ３５（２）から出射される高出力のレーザ光を、安定化させる。
【０１０４】
増幅システム３０から出力されるレーザ光は、集光システム４０内の波面補正器４４に入力される。波面補正コントローラ（ＷＦＣ５-Ｃ）５０（５）は、チャンバ１０Ａのウインドウ１３の手前に設けられているセンサ４５からの信号に基づいて、波面補正器４４による波面補正を行わせる。これにより、所定の平面波を有するレーザ光が得られる。
【０１０５】
波面補正器４４により補正されたレーザ光は、偏光分離型のアイソレータ４６を通過し、反射ミラー４１（２）に入射する。なお、アイソレータ４６については、図１３で後述する。反射ミラー４１（２）で反射されたレーザ光は、センサ４５を介してチャンバ１０Ａのウインドウ１３に入射する。
【０１０６】
図１２は、本実施例によるチャンバ１０Ａの構成を示す説明図である。チャンバ１０Ａは、２つの領域１１（１），１１（２）に大別される。一方の領域１１（１）は、レーザ光源装置２から入射するレーザ光を整えるための集光領域である。他方の領域１１（２）は、レーザ光をドロップレットＤＰに照射してＥＵＶ光を発生させるためのＥＵＶ発光領域である。
【０１０７】
２つの領域１１（１），１１（２）の間は壁によって仕切られている。集光領域１１（１）とＥＵＶ発光領域１１（２）とは、各領域１１（１），１１（２）を仕切る隔壁に形成された小孔を介して連通する。集光領域１１（１）内の圧力を、ＥＵＶ発光領域１１（２）内の圧力よりも僅かに高く設定することもできる。これにより、ＥＵＶ発光領域１１（２）内で発生したデブリが集光領域１１（１）に侵入するのを防止できる。
【０１０８】
ウインドウ１３から集光領域１１（１）に入射したレーザ光は、軸外放物凸面ミラー１８で反射されて、軸外放物凹面ミラー１６（１）に入射する。レーザ光は、ミラー１８及びミラー１６（１）で反射されることにより、所定のビーム径を備える。
【０１０９】
所定のビーム径に設定されたレーザ光は、反射ミラー１７に入射して反射され、他の軸外放物凹面ミラー１６（２）に入射する。軸外放物凹面ミラー１６（２）で反射されたレーザ光は、ＥＵＶ発光領域１１（２）内に入り、ＥＵＶ集光ミラー１４の穴部１４Ａを介して、ドロップレットＤＰを照射する。
【０１１０】
なお、各アンプ３２（１），３２（２），３５（１），３５（２）の備えるウインドウや、各ＳＡ３３（１），３３（２）の備えるウインドウや、チャンバ１０Ａのウインドウ１３等のように、レーザ光が通過するウインドウは、ダイヤモンドのような特性を備える材料から形成されるのが好ましい。
【０１１１】
ダイヤモンドはＣＯ２レーザの波長１０．６μｍの波長に対して透過性があり、かつ、熱伝導率が高い。そのため、大きな熱負荷が加わった場合でも、温度分布が発生しにくいので、形状や屈折率が変化しにくい。従って、ダイヤモンド製のウインドウを通過するレーザ光は、その波面の曲率や角度が変化しにくい。
【０１１２】
しかし、ダイヤモンドは一般的に高価であるから、全てのウインドウをダイヤモンド製ウインドウとするのは、コストの点で難しいかも知れない。コスト面も考慮するのであれば、熱負荷の比較的大きい素子に使用されているウインドウにダイヤモンド製ウインドウを用いることができる。このレーザシステムではＳＡ３３を除いて、下流側になればなるほど熱負荷が大きくなるので、例えば、メインアンプ３５の両ウインドウや、ＥＵＶチャンバ１０Ａのウインドウには、比較的大きな熱負荷が加わるため、ダイヤモンド製ウインドウを用いるとよい。さらに、ＳＡ３３はＣＯ２レーザ光を吸収するため、熱負荷が大きくなる。そこで、ＳＡ３３には、ビームの上流側に設けられているか下流側に設けられているかに関係なく、ダイヤモンド製のウインドウを用いるのがよい。
【０１１３】
図１３は、アイソレータ４６の構成例を示す説明図である。アイソレータ４６は、例えば、ヒートシンク４６０を備える第１ミラー４６１と、第２ミラー４６２と、第３ミラー４６３とを備えている。第３ミラー４６３で反射されたレーザ光は、反射ミラー４１（２）及びウインドウ１３を介して（図１２参照）、チャンバ１０Ａ内のレーザ光を集光するための集光光学系が設置された集光領域１１（１）に入射する。
【０１１４】
第１ミラー４６１は、その表面に設けられた誘電体多層膜により、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光のみを反射させる。第１ミラー４６１は、Ｐ偏光は基板に吸収されてヒートシンク４６０により冷却される。レーザ光はＳ偏光として、第１ミラー４６１に入射する。
【０１１５】
第１ミラー４６１で反射されたＳ偏光のレーザ光は、第１ミラー４６１に斜め方向に対向して設けられている第２ミラー４６２に入射する。第２ミラー４６２の表面には、π／２の位相差を発生させるλ／４膜が形成されている。従って、レーザ光は、第２ミラー４６２で反射されることにより、円偏光に変換される。
【０１１６】
円偏光のレーザ光は、第３ミラー４６３に入射する。第３ミラー４６３には、Ｐ偏光及びＳ偏光を高い反射率で反射させる膜がコートされている。第３ミラー４６３で反射されたレーザ光は、レーザ光を集光するための集光光学系が設置された集光領域１１（１）を経由してドロップレットに集光照射してプラズマＰＬＺを発生させる。
【０１１７】
プラズマＰＬＺで反射されたレーザ光は、逆回りの円偏光として、照射時と同一の光路を戻る。その円偏光の戻り光は、第３ミラー４６３で反射されて、第２ミラー４６２に入射する。第２ミラー４６２のλ／４膜で反射されることにより、レーザ光は、Ｐ偏光に変換される。
【０１１８】
Ｐ偏光のレーザ光は、第１ミラー４６１に入射する。第１ミラー４６１に入射したＰ偏光のレーザ光は、第１ミラー４６１の膜を透過し、ミラーの基板に吸収されて熱に変わる。その熱は、ヒートシンク４６０により放熱される。従って、プラズマＰＬＺで反射されて戻ってくるレーザ光が、アイソレータ４６の入口側に戻るのを防止できる。これにより、ドライバレーザ光Ｌ１の戻り光による自励発振を防止することができる。
【０１１９】
図１３に示すような反射光学系のアイソレータ４６を用いることにより、アイソレータ４６を通過するレーザ光に生じる、波面の歪みを、透過光学系のアイソレータを用いる場合よりも少なくすることができる。
【０１２０】
図１４は、本実施例による動作の概要を示すフローチャートである。第２実施例で述べたように、複数の波面補正器が設けられている場合は、上流側の波面補正器から順番に、波面補正を行う。
【０１２１】
まず最初に、波面補正コントローラ５０（１）は、最も上流側に位置する波面補正器３４（１）を用いて最初の波面補正を行い（Ｓ３５）、補正が完了した旨をレーザコントローラ６０に通知する（Ｓ３２）。
【０１２２】
次に、波面補正コントローラ５０（２）は、前段の波面補正コントローラ５０（１）から完了通知が出されたことを確認した後（Ｓ５２）、波面補正器３４（２）を用いて２番目の波面補正を実行させる（Ｓ５６）。波面補正コントローラ５０（２）は、レーザコントローラ６０に波面補正が完了した旨を通知する（Ｓ５４）。
【０１２３】
同様に、さらに次の波面補正コントローラ５０（３）は、前段の波面補正コントローラ５０（２）から完了通知が出されたことを確認して（Ｓ６２）、波面補正器３４（３）を用いて３番目の波面補正を実行させる（Ｓ６６）。波面補正コントローラ５０（３）は、波面補正が完了した旨をレーザコントローラ６０に通知する（Ｓ６４）。
【０１２４】
同様に、波面補正コントローラ５０（４）は、前段の波面補正コントローラ５０（３）から完了通知が出されたことを確認して（Ｓ７２）、波面補正器３４（４）を用いて４番目の波面補正を行わせる（Ｓ７６）。波面補正コントローラ５０（４）は、レーザコントローラ６０に、波面補正が完了した旨を通知する（Ｓ７４）。
【０１２５】
最後の波面補正コントローラ５０（５）は、前段の波面補正コントローラ５０（４）から完了通知が出されていることを確認した後（Ｓ８２）、波面補正器４４を用いて最後の波面補正を行わせる（Ｓ８６）。波面補正コントローラ５０（５）は、波面補正が完了した旨をレーザコントローラ６０に通知する（Ｓ８４）。
【０１２６】
レーザコントローラ６０は、各波面補正コントローラ５０（１）〜５０（５）から、波面補正が完了した旨の完了通知を順番に受け取る。レーザコントローラ６０は、全ての完了通知を受領すると、ＥＵＶ光源コントローラ７０に、レーザ光源装置２の調整が完了した旨を通知する。
【０１２７】
このように構成される本実施例も、第１，第２実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、増幅システム３０内の各アンプ３２（１），３２（２），３５（１），３５（２）に波面補正器３４（１）〜３４（５）を対応付け、レーザ光が適切な波面の曲率及び角度で各アンプに入射させる。従って、第１，第２実施例よりもさらに、レーザ光を安定して増幅させることができる。
【実施例４】
【０１２８】
図１５に基づいて第４実施例を説明する。本実施例では、合計４台のプリアンプ３２（１）〜３２（４）と、合計２台のメインアンプ３５（１），３５（２）を備える。なお、本実施例では、第３実施例に比べて、ＳＡ３３は１台だけ設けられている。
【０１２９】
本実施例の増幅システムは、上流側から順番に、空間フィルタ３７、リレー光学系３１（１）、プリアンプ３２（１）、リレー光学系３１（２）、プリアンプ３２（２）、ＳＡ３３、波面補正器３４（１）、センサ３６（１）、波面補正器３４（２）、プリアンプ３２（３）、センサ３６（２）、波面補正器３４（３）、プリアンプ３２（４）、センサ３６（３）、反射ミラー３８（１）、反射ミラー３８（２）、波面補正器３４（４）、メインアンプ３５（１）、センサ３６（４）、波面補正器３４（５）、メインアンプ３５（２）、センサ３６（５）を備えている。
【０１３０】
波面補正器３４（１）は、２つのプリアンプ３２（１），３２（２）とＳＡ３３とを通過するレーザ光を補正する。波面補正器３４（１）に対応するセンサ３６（１）は、波面補正器３４（１）の下流側に設けられている。波面補正器３４とセンサ３６と波面変化の生じる要素（ＳＡ、プリアンプ、メインアンプ）の、位置関係の変形例については、図１６，図１７で後述する。
【０１３１】
波面補正器３４（２）は、プリアンプ３２（３）を通過するレーザ光を補正する。同様に、波面補正器３４（３）は、プリアンプ３２（４）を通過するレーザ光を補正する。波面補正器３４（４）は、メインアンプ３５（１）を通過するレーザ光を補正する。波面補正器３４（５）は、メインアンプ３５（２）を通過するレーザ光を補正する。
【０１３２】
このように構成される本実施例は、第３実施例と同様に、上流側の波面補正器を順番に用いて、レーザ光の波面の曲率及び角度を補正する。本実施例も第３実施例と同様の効果を奏する。
【０１３３】
さらに、本実施例では、上流側の２台のプリアンプ３２（１），３２（２）及びＳＡ３３によって波面の歪んだレーザ光を、１台の波面補正器３４（１）で補正させる。上流側は、下流側に比べて熱負荷が少ないため、波面変化を発生させうる複数の要素（３２（１），３２（２），３３）を、１つの波面補正器３４（１）で担当させることも可能である。これにより、レーザ光源装置２の製造コストを低減できる。なお、以下の説明では、波面変化を発生させ得る要素を、波面変化発生部と呼ぶ場合がある。
【実施例５】
【０１３４】
図１６，図１７に基づいて第５実施例を説明する。本実施例では、波面補正器３４とセンサ３６と波面変化発生部（３２，３５，３３等）の位置関係の変形例を説明する。波面補正器には、増幅システム内の波面補正器３４と、集光システム４０内の波面補正器４４とがあるが、以下の説明では、波面補正器３４に代表させて説明する。
【０１３５】
熱負荷により、波面に変化を発生させ得る波面変化発生部として、プリアンプ３２，メインアンプ３５，ＳＡ３３、リレー光学系３１、反射ミラー、偏光素子、リターダ、その他各種光学素子を挙げることができる。ここでは、説明の便宜上、波面変化発生部として、主に、プリアンプ３２，メインアンプ３５，ＳＡ３３を例に挙げて説明する。
【０１３６】
図１６（ａ）は、波面変化発生部３２，３５，３３の上流側に波面補正器３４を配置し、波面変化発生部３２，３５，３３の下流側にセンサ３６を配置する構成を示す。レーザ光は、波面補正器３４により補正された後で、センサ３６に入力される。波面補正コントローラ５０は、センサ３６により計測されるレーザ光の特性（波面の曲率や角度）が所定の特性となるように、波面補正器３４を制御する。
【０１３７】
図１６（ｂ）は、波面変化発生部３２，３５，３３の下流側に、波面補正器３４とセンサ３６とを配置した場合を示す。波面補正器３４は、波面変化発生部３２，３５，３３とセンサ３６との間に設けられる。
【０１３８】
レーザ光は、リレー光学系３１及び波面変化発生部３２，３５，３３を通過した後で、波面補正器３４に入射する。波面補正コントローラ５０は、センサ３６により検出されるレーザ光特性（ビーム特性とも呼ぶ）が所定の特性となるように、波面補正器３４を制御する。
【０１３９】
図１６（ｃ）は、波面補正器３４の上流側に、波面補正器３４及びセンサ３６を配置する構成を示す。波面補正器３４と波面変化発生部３３，３５，３２との間に、センサ３６が設けられる。波面補正コントローラ５０は、センサ３６により検出されるレーザ光特性が所定の特性となるように、波面補正器３４を制御する。
【０１４０】
図１６（ｃ）では、波面補正コントローラ５０は、波面変化発生部３２，３３，３５で生じうる波面の歪みを予測して、レーザ光が波面補正器３４及び波面変化発生部３２，３３，３５を透過したときに正常な波面に戻るように、波面補正器３４を制御する。
【０１４１】
図１７に示すように、複数の波面補正器３４、または、複数のセンサ３６を設ける構成でもよい。図１７（ａ）に示すように、波面変化発生部３２，３３，３５の上流側及び下流側にセンサ３６（１），センサ３６（２）をそれぞれ配置し、最上流に波面補正器３４を配置する。
【０１４２】
波面補正コントローラ５０は、センサ３６（１）により検出されるレーザ光特性とセンサ３６（２）により検出されるレーザ光特性とに基づいて、各センサ３６（１），３６（２）のそれぞれにおいて所定特性が計測されるように、波面補正器３４を制御する。
【０１４３】
図１７（ｂ）では、波面変化発生部３２，３３，３５の上流側及び下流側に、波面補正器３４及びセンサ３６をそれぞれ配置する。波面補正器３４（１）及びセンサ３６（１）は、波面変化発生部３２，３３，３５の上流側に設けられる。波面補正器３４（２）及びセンサ３６（２）は、波面変化発生部３２，３３，３５の下流側に設けられる。
【０１４４】
センサ３６（１）を通過したレーザ光は、波面変化発生部３２，３３，３５を透過した後に、波面補正器３４（２）に入力され、さらに、波面補正器３４（２）を透過して、センサ３６（２）に入力される。波面補正コントローラ５０は、センサ３６（１）及び３６（２）のそれぞれの位置で計測されるレーザ光特性が、それぞれの位置における所定特性となるように、波面補正器３４（１），３４（２）を制御する。
【実施例６】
【０１４５】
図１８に基づいて第６実施例を説明する。本実施例では、波面曲率補正器２００を透過光学系で構成する場合を説明する。図１８に示すように、凸レンズ２０１と、凹レンズ２０２とを用いて、波面曲率補正器２００を構成することができる。
【０１４６】
図１８（ａ）は、入力された平面波を平面波として出力する様子を示す。凸レンズ２０１の焦点位置と凹レンズ２０２の焦点位置とが共焦点ｃｆで一致するのであれば、レーザ光が、平面波の状態で凸レンズ２０１を透過すると、凹波面に変換される。その凹波面のレーザ光が凹レンズ２０２を透過すると、平面波に変換される。
【０１４７】
図１８（ｂ）は、凸面波を平面波に変換する様子を示す。凸レンズ２０１は、図１８（ａ）に示す位置よりも上流側（図１８中左側）に移動している。凸レンズ２０１の焦点位置Ｆ１と凹レンズの焦点位置Ｆ２とは、レーザ光の光軸上にそれぞれ位置し、凸レンズ２０１の焦点Ｆ１の方が上流側に位置する。
【０１４８】
波面変化発生部３２，３３，３５における熱の影響によって、レーザ光が凸面波に変化した場合、そのレーザ光は、発散光の状態で凸レンズ２０１に入射し、凸レンズ２０１により凹面波に変化される。凹面波に変換されたレーザ光は、凹レンズ２０２を透過することにより、平面波に変換される。
【０１４９】
図１８（ｃ）は、凸面波を平面波に変換する様子を示す。凸レンズ２０１の焦点位置Ｆ１と凹レンズ２０２の焦点位置Ｆ２とは同一の光軸上にあり、焦点位置Ｆ２は焦点位置Ｆ１よりも上流側に配置される。凸面波のレーザ光が凸レンズ２０１に入射すると凹面波に変換される。その凹面波のレーザ光は、凹レンズ２０２を通過することにより、平面波に変換される。
【０１５０】
図１８（ｄ）は、２つの凸レンズ２０１，２０３を用いて波面曲率補正器２００Ａを構成する例を示す。凸レンズ２０１は、１軸ステージ２０４によって、図１８中の左右方向（光軸方向）に移動可能となっている。
【０１５１】
平面波（平行光）で入力されるレーザ光を、平面波（平行光）で出力させる場合、凸レンズ２０１の焦点位置と凸レンズ２０３の焦点位置とが一致するように、凸レンズ２０１の位置が設定される。
【０１５２】
熱負荷により、レーザ光が収束光（凹波面）となった場合、１軸ステージ２０４によって、凸レンズ２０１を光軸上の下流側位置２０ＩＲに移動させる。逆に、レーザ光が発散光（凸波面）となった場合、１軸ステージ２０４によって、凸レンズ２０１を光軸上の上流側位置２０１Ｌに移動させる。
【実施例７】
【０１５３】
図１９に基づいて第７実施例を説明する。本実施例では、波面曲率補正器２００Ｂを反射型光学系として構成する場合の一例を説明する。波面曲率補正器２００Ｂは、２枚の反射ミラー２０５（１），２０５（２）と、２枚の軸外放物凹面ミラー２０６（１），２０６（２）とを備えている。図１９中の上側に位置する反射ミラー２０５（１）及び軸外放物凹面ミラー２０６（１）は、プレート２０７に取り付けられている。プレート２０７は、図１９中の上下方向に移動可能である。各ミラー２０５（１），２０６（１）は、プレート２０７と共に上下動する。
【０１５４】
図１９（ａ）は、平行光（平面波）として入力されたレーザ光を、平行光（平面波）のままで出力する場合の配置である。この場合、軸外放物面凹面ミラー２０６（１）の焦点位置と軸外放物面凹面ミラー２０６（２）の焦点位置とを一致させて、共焦点ｃｆの状態とする。
【０１５５】
レーザ光は、図１９中左側（上流側）から反射ミラー２０５（２）に入射して反射され、もう一つの反射ミラー２０５（１）に入射する。その反射ミラー２０５（１）により反射されたレーザ光は、軸外放物凹面ミラー２０６（１）に入射する。そのレーザ光は、軸外放物凹面ミラー２０６（１）によって４５度の反射角度で反射され、焦点位置ｃｆに集まる。レーザ光は、焦点位置ｃｆから広がって、軸外放物凹面ミラー２０６（２）に入射し、４５度の反射角度で反射される。
【０１５６】
図１９（ｂ）は、収束光（凹波面）として入力されるレーザ光を、平行光（平面波）に変換して出力する場合の配置である。この場合、プレート２０７を下側に移動させて、軸外放物面凹面ミラー２０６（１）の焦点位置ｆを光軸上の下流側に移動させる。これにより、軸外放物凹面ミラー２０６（１）の焦点位置と軸外放物面凹面ミラー２０６（２）の焦点位置とを光軸上で一致させる。
【０１５７】
なお、レーザ光が発散光（凸波面）として入力される場合は、プレート２０７を図１９中の上側に移動させる。
【０１５８】
このように構成される波面曲率補正器２００Ｂでは、プレート２０７に反射ミラー２０５（１）及び軸外放物凹面ミラー２０６（１）を固定して、両ミラー２０５（１），２０６（１）を光軸上に（図１９中の上下方向に）同時に移動させる。これにより、本実施例では、入力光の光軸と出力光の光軸とを一致させて、波面の曲率を補正できる。
【０１５９】
さらに、本実施例の波面曲率補正器２００Ｂは、反射型光学系として構成されるため、レーザ光が波面曲率補正器２００Ｂを通過した場合でも、熱による波面変化を少なくすることができる。これにより、高出力のレーザ光が使用された場合でも、高精度に波面の曲率を補正することができる。
【実施例８】
【０１６０】
図２０に基づいて第８実施例を説明する。本実施例の波面曲率補正器２００Ｃは、軸外放物凹面ミラー２０６と、軸外放物凸面ミラー２０８と、２枚の反射ミラー２０５（１），２０５（２）とを含む反射光学系から構成される。
【０１６１】
軸外放物凹面ミラー２０６及び反射ミラー２０５（１）は、上下動可能なプレート２０７に取り付けられている。さらに、軸外放物凸面ミラー２０８の焦点位置と軸外放物凹面ミラー２０６の焦点位置は、ｃｆで一致するように配置されている。
【０１６２】
平行波面のレーザ光は、軸外放物凸面ミラー２０８により反射され、発散光として軸外放物凹面ミラー２０６に入射し、平面波に変換される。平面波のレーザ光は、各反射ミラー２０５（１），２０５（２）で反射されて出力される。第７実施例と同様に、プレート２０７を上下に移動させることにより、入力されたレーザ光の波面を平面波に補正して出力させることができる。
【０１６３】
このように構成される本実施例も第７実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、軸外放物面の凹面２０６と軸外放物面の凸面２０８とを組み合わせることにより、両軸外放物面ミラー間の距離を短くできる。従って、第７実施例に比べて、全体寸法を小型化できる。
【実施例９】
【０１６４】
図２１，図２２に基づいて第９実施例を説明する。本実施例では、波面曲率補正器２００Ｄ，２００Ｅを、一つの凸面ミラー２０９と一つの凹面ミラー２１０とをＺ型に配置することにより構成する。
【０１６５】
図２１は、上流側の球面凸面ミラー２０９と下流側の球面凹面ミラー２１０とをＺ型に配置して構成される波面曲率補正器２００Ｄを示す。例えば、発散光（凸波面）のレーザ光が凸面ミラー２０９に入射すると、凸面ミラー２０９は、３度以下程度の小さな入射角度αでレーザ光を反射する。反射されたレーザ光は、凹面ミラー２１０に入射角度αで入射し、平行光（平面波）に変換されて出力される。
【０１６６】
例えば、図２１中に矢印で示すように、凹面ミラー２１０の位置を、凸面ミラー２０９の反射光軸に沿って移動させることにより、レーザ光の波面を平面波に変換することができる。
【０１６７】
図２２は、上流側の凹面ミラー２１０と下流側の凸面ミラー２０９とをＺ型に配置して構成される波面曲率補正器２００Ｅを示す。例えば、発散光（凸波面）のレーザ光が凹面ミラー２１０に入射すると、凹面ミラー２１０は、小さな入射角度α（例えば３度以下）でレーザ光を反射する。反射されたレーザ光は、凸面ミラー２０９に入射角度αで入射し、平行光（平面波）に変換される。例えば、凸面ミラー２０９の位置を、凹面ミラー２１０の反射光軸に沿って移動させることにより、レーザ光の波面の曲率を平面波に変換することができる。
【０１６８】
このように本実施例では、凸面ミラー２０９と凹面ミラー２１０とから波面曲率補正器を構成できるため、製造コストを低減できる。また、反射光学系のため、レーザ光が波面曲率補正器を通過する際に生じる波面変化を少なくできる。
【０１６９】
本実施例では、出力されるレーザ光の光軸が、入力されるレーザ光の光軸から平行に移動する。従って、本実施例に、出力光の光軸を入力光の光軸に一致させるための光学系を追加してもよい。
【実施例１０】
【０１７０】
図２３，図２４に基づいて第１０実施例を説明する。本実施例では、レンズとミラーとから波面曲率補正器２００Ｆ，２００Ｇを構成する場合を説明する。
【０１７１】
図２３は、凹レンズ２１１Ｌと凹面ミラー２１１Ｍとから、波面曲率補正器２００Ｆを構成する場合を示す。例えば、収束光（凹波面）のレーザ光が凹レンズ２１１Ｌに入射すると、発散光（凸波面）に変換される。その発散光のレーザ光は、凹面ミラー２１１Ｍに入射し、平行光として反射される。
【０１７２】
ここで、凹面ミラー２１１Ｍが軸外放物凹面ミラーの場合、その軸外放物凹面ミラーの入射角度となるように設置される。凹面ミラー２１１Ｍが球面ミラーの場合は、波面収差を小さくするために、入射角度が小さい角度（５度以下）に設定される。凹レンズ２１１Ｌを光軸に沿って移動させることにより、入射されるレーザ光の波面を補正できる。
【０１７３】
図２４は、凸レンズ２１２Ｌと凸面ミラー２１２Ｍとから波面曲率補正器２００Ｇを構成する場合を示す。発散光（凸波面）のレーザ光が凸レンズ２１２Ｌに入射すると、そのレーザ光は収束光（凹波面）となり、凸面ミラー２１２Ｍに入射する。レーザ光は、凸面ミラー２１２Ｍにより平行光として反射される。
【０１７４】
凸面ミラー２１２Ｍが軸外放物凸面ミラーの場合、その軸外放物凸面ミラーの入射角度となるように設定される。凸面ミラー２１２Ｍが球面ミラーの場合、波面収差を小さくするために、入射角度は小さい角度（５度以下）に設定される。凸レンズ２１２Ｌを光軸に沿って移動させることにより、レーザ光の波面の曲率を補正できる。
【０１７５】
このように構成される本実施例では、入力されるレーザ光の光軸と出力されるレーザ光の光軸とが一致しており、前記第９実施例に比べて有利である。さらに、本実施例では、透過光学素子であるレンズを１枚だけ使用するので、レンズを２枚使用する第６実施例（図１８）に比べて、熱による波面変化を小さくできる。
【実施例１１】
【０１７６】
図２５〜図２７に基づいて第１１実施例を説明する。本実施例では、波面補正コントローラ５０からの制御信号によって、その反射面の曲率を可変に制御できる、可変ミラーを用いる。そのような可変ミラーを、本実施例では、ＶＲＷＭ（Variable Radius Wave front Mirror）と呼ぶ。
【０１７７】
本実施例の波面曲率補正器２００Ｈは、ＶＲＷＭから構成される。図２５（ａ），図２６（ａ）は、平面波（平行光）として入射するレーザ光を、平面波（平行光）として出射させる場合を示している。平面波を平面波に変換する場合、ＶＲＷＭの表面はフラットになるように制御される。
【０１７８】
図２５（ｂ）は、凸面（発散光）のレーザ光を、平面波（平行光）のレーザ光に変換する場合を示す。この場合、ＶＲＷＭが凹面となるように、その形状を制御する。
【０１７９】
図２５（ｃ）は、凹面（収束光）のレーザ光を、平面波（平行光）のレーザ光に変換する場合を示す。この場合、ＶＲＷＭが凸面となるように、その形状を制御する。
【０１８０】
図２６（ｂ）は、平面波を凹面の球面波に変換する場合を示す。平面波を凹面の球面波に変換すべく、ＶＲＷＭの表面は、凹面のトロイダル形状となるように制御される（入射角度が４５度程度の場合）。これにより、ＶＲＷＭで反射されたレーザ光は、焦点距離Ｆに集まる。トロイダル形状のＶＲＷＭ表面で反射された直後の球面波は、曲率半径Ｒを有する凹面の球面波となる。焦点距離Ｆは、球面波の曲率半径Ｒと等しい。
【０１８１】
図２６（ｃ）は、平面波を凸面の球面波に変換する場合を示す。平面波を凸面の球面波に変換すべく、ＶＲＷＭの表面は、凸面のトロイダル形状となるように制御される（入射角度が４５度程度の場合）。ＶＲＷＭで反射された凸面波は、焦点距離−Ｆの位置の点光源から発光した波面となる。トロイダル形状のＶＲＷＭ表面で反射された直後の球面波は、曲率半径−Ｒの球面波となる。焦点距離−Ｆは、波面の曲率半径−Ｒと等しい。
【０１８２】
このように構成される本実施例では、ＶＲＷＭだけで波面曲率補正器２００Ｈを構成できるため、部品点数を少なくしてコンパクトに形成することができ、かつ、一回の反射で補正できるため効率も高い。
【０１８３】
さらに、本実施例の波面曲率補正器２００Ｈは、入射するレーザ光の光軸を４５度に変化させて出射させることができる。従って、図２７に示すように、レーザ光の光路を４５度変化させる位置に、波面曲率補正器２００Ｈを用いることもできる。その場合、反射ミラー４１を省略できるため、構成を簡素化でき、かつ、製造コストを低減できる。
【実施例１２】
【０１８４】
図２８に基づいて第１２実施例を説明する。本実施例では、ＶＲＷＭ２１３と反射ミラー２１４とをＺ型に配置することにより、波面曲率補正器２００Ｊを構成する。
【０１８５】
図２８（ａ）に示すように、平面波としてＶＲＷＭに入射するレーザ光を平面波として出射させる場合、ＶＲＷＭ２１３がフラットな形状になるように制御する。図２８（ｂ）に示すように、凸面波として入射するレーザ光を平面波に変換する場合は、ＶＲＷＭ２１３の形状を凹面の球面形状に設定する。図２８（ｃ）に示すように、凹面波として入射するレーザ光を平面波に変換する場合、ＶＲＷＭ２１３の形状を凸面の球面形状に設定する。
【０１８６】
このように構成される本実施例も第１１実施例と同様の効果を奏する。但し、本実施例では、レーザ光の入射光軸と出射光軸とが平行にずれており、一致しない。従って、光軸を元に戻すための、光学系を本実施例に追加してもよい。
【実施例１３】
【０１８７】
図２９に基づいて第１３実施例を説明する。本実施例では、１つの反射ミラー１０２と１つの平行平面ウインドウ１０３とから角度補正器１００Ａを構成する。反射ミラー１０２及び平行平面ウインドウ１０３は、図２９において、時計回り及び反時計回りの両方に回動可能となっている。
【０１８８】
図中に実線矢印で示すように、反射ミラー１０２に入射するレーザ光は、反射ミラー１０２で反射されてウインドウ１０３に入射し、そのウインドウ１０３を透過して、出射される。この実線矢印で示す光軸を基準光軸とする。
【０１８９】
これに対し、点線矢印で示すように、レーザ光が傾いて反射ミラー１０２に入射する場合、反射ミラー１０２の傾斜角度を調整する。これにより、反射ミラー１０２で反射されるレーザ光の光軸を、基準光軸と平行にさせる。
【０１９０】
基準光軸と平行なレーザ光は、平行平面ウインドウ１０３に入射する。平行平面ウインドウ１０３の傾斜角度を調整することにより、平行平面ウインドウ１０３を透過するレーザ光の光軸を基準光軸に一致させることができる。
【実施例１４】
【０１９１】
図３０に基づいて第１４実施例を説明する。本実施例では、角度補正器と波面曲率補正器とを兼用できるようにした波面補正器３４Ａを説明する。この波面補正器３４Ａは、ＶＲＷＭ１１０と反射ミラー１１１とから構成される。
【０１９２】
図３０（ａ）は、熱負荷の少ない場合を示す。平面波のレーザ光は、反射ミラー１１１に４５度で入射して反射され、４５度の入射角度でＶＲＷＭ１１０に入射する。ＶＲＷＭ１１０は、フラットな形状となるように制御されている。レーザ光は、ＶＲＷＭ１１０のフラットなミラー面で反射して、平面波の状態で出力される。
【０１９３】
なお、平面波の入射光を平面波の出射光に変換する場合に限らない。発散光（凸波面）として入力されるレーザ光が、所望曲率の波面を有するレーザ光として出力されるように、ＶＲＷＭの焦点距離を一定値に制御することもできる。
【０１９４】
図３０（ｂ）は、レーザ光の角度（方向）及び波面の曲率が変化した場合を示す。
【０１９５】
熱負荷の影響によって、入射するレーザ光の方向が図３０中の下側に傾き、その波面が発散光（凸波面）に変化したとする。その場合、反射ミラー１１１で反射されるレーザ光の光軸が基準光軸と一致するように、反射ミラー１１１の角度を制御する。
【０１９６】
反射ミラー１１１で反射されたレーザ光は、４５度の入射角度でＶＲＷＭ１１０に入射する。ＶＲＷＭ１１０で反射されるレーザ光が平面波となるように、ＶＲＷＭ１１０の形状は凹面状に設定される。
【０１９７】
なお、凸面波のレーザ光を平面波に変換する場合を述べたが、これに限らない。凹面波のレーザ光を平面波に変換することもできるし、あるいは、凸波面や凹面波の入射光を、所望の曲率の波面を有する出射光に変換することもできる。
【０１９８】
また、許容収差以内の入射角度の場合、例えば、ＶＲＷＭ１１０の水平方向と垂直方向の２軸の角度を制御することにより（チルトとロールを制御することにより）、出射光の光軸を基準光軸に一致させてもよい。
【実施例１５】
【０１９９】
図３１に基づいて第１５実施例を説明する。本実施例では、反射ミラー１１３とＶＲＷＭ１１２とをＺ型に配置することにより、角度補正器と波面曲率補正器を兼用する波面補正器３４Ｂを構成する。入射角度は、３度以下程度の小さな角度である。すなわち、入射角度は、収差が発生しない角度に設定される。
【０２００】
図３１（ａ）は、熱負荷の低い場合を示す。平面波のレーザ光は、反射ミラー１１３に入射角度３度以下で入射して反射される。反射されたレーザ光は、３度以下の角度でＶＲＷＭ１１２に入射する。ＶＲＷＭ１１２の形状はフラットに制御されており、レーザ光を平面波の状態で反射する。なお、平面波の場合を述べたがこれに限らず、例えば、凸面波や凹面波が入力された場合でも、ＶＲＷＭ１１２の形状を変化させることにより、所定曲率の波面を有するレーザ光として出力させることもできる。
【０２０１】
図３１（ｂ）は、熱負荷の高い場合を示す。入射するレーザ光の角度が図３１中の下側に傾き、かつ、そのレーザ光の波面が凸面波になった場合を述べる。この場合、反射ミラー１１３の角度を変化させて、反射ミラー１１３で反射されるレーザ光の光軸を、基準光軸（図３１（ａ）に示す光軸）に一致させる。
【０２０２】
反射ミラー１１３により反射された光は、３度以下の入射角度でＶＲＷＭ１１２に入射する。ＶＲＷＭ１１２は、ＶＲＷＭ１１２で反射されたレーザ光が平面波となるように、その形状が凸面状に変化され、かつ、その角度が調整される。なお、平面波に変換する場合に限らず、凹面波や凸面波を所望曲率の波面に変換して出力させることもできる。以下の各実施例でも同様である。
【実施例１６】
【０２０３】
図３２に基づいて第１６実施例を説明する。本実施例では、２枚の凸レンズ１１４，１１５を用いることにより、角度補正器と波面曲率補正器とを兼用する波面補正器３４Ｃを構成する。凸レンズ１１５は、光軸に直交する方向（図３２の上下方向）に位置を調整するための移動ステージ１１７上に設けられている。さらに、その移動ステージ１１７は、光軸方向に位置を調整するための別の移動ステージ１１８上に設けられている。従って、凸レンズ１１５は、光軸方向及び光軸に直交する方向のいずれにも移動させることができる。符号１１９は、凸レンズ１１４を通過した光が集まる点（集光点）である。
【０２０４】
図３２（ａ）は、熱負荷の小さい場合を示す。平面波のレーザ光は、凸レンズ１１４を透過して、凸レンズ１１４の焦点位置に集まる。凸レンズ１１５は、凸レンズ１１５の焦点位置が凸レンズ１１４の焦点位置と同一光軸上で一致するように、配置される。その位置に集光した光は、発散光となって凸レンズ１１５に入射し、凸レンズ１１５により平面波に変換されて出力される。
【０２０５】
図３２（ｂ）は、熱負荷の大きい場合を示す。熱負荷の影響により、レーザ光は、その入射方向が斜め上側に傾き、かつ、発散光（凸波面）となっている。そこで、発散光は凸レンズ１１４の焦点の位置よりも遠くに集光する。そして、この集光点と凸レンズ１１５の前側焦点とが一致するように、凸レンズ１１４の位置を光軸方向（図３２の左右方向）で移動させる。さらに、凸レンズ１１５は、光軸に対して直交する方向（図３２の上下方向）で移動させる。これにより、レーザ光の出射方向を基準光軸に一致させる。凸レンズ１１４を通過したレーザ光は、凸レンズ１１５に入射して平面波に変換され、基準光軸に沿って出力される。
【０２０６】
なお、凸レンズ１１４と凸レンズ１１５の結合に限定されず、１枚の凸レンズと１枚の凹レンズとの結合によって、角度補正及び波面の曲率補正を行う波面補正器３４を構成してもよい。
【実施例１７】
【０２０７】
図３３に基づいて第１７実施例を説明する。本実施例では、ディフォーマブルミラー１２０と反射ミラー１２１とを用いて、角度補正器と波面曲率補正器とを兼用する波面補正器３４Ｄを構成する。
【０２０８】
図３３に示すように、ディフォーマブルミラー１２０と反射ミラー１２１とは、Ｚ型に配置される。ディフォーマブルミラー１２０の反射面の形状は、制御信号に応じて可変に制御される。ディフォーマブルミラー１２０は、プリアンプよりも手前に、または、プリアンプとメインアンプとの間に、配置される。これにより、ディフォーマブルミラー１２０には、高出力レーザ光になる前のレーザ光が入射する。
【０２０９】
歪んだ波面のレーザ光がディフォーマブルミラー１２０に入射する場合、その入射する波面に合わせて、ディフォーマブルミラー１２０の反射面形状を調節する。ディフォーマブルミラー１２０は、入射するレーザ光の波面を平面波に補正して反射させる。平面波に補正されたレーザ光は、反射ミラー１２１により反射されて出力される。
【０２１０】
ディフォーマブルミラー１２０を用いることにより、球面波ではない波面、例えばＳ字のような波面でも、平面波や所望の球面波に変換することができる。また、小さな角度であれば、レーザ光の方向も補正可能である。なお、反射ミラー１２１及びディフォーマブルミラー１２０のそれぞれについて、チルト及びロールを制御することにより、レーザ光の方向を調整することもできる。実施例１８でも同様である。
【０２１１】
本実施例では、ディフォーマブルミラー１２０をメインアンプよりも手前（上流側）に配置するため、比較的低出力のレーザ光の波面を補正できる。これに対し、上述した特開２００３−２７０５５１号公報に記載の技術では、高出力レーザ光がディフォーマブルミラーに入射するため、ディフォーマブルミラーがレーザ光の熱によって破損する可能性が高く、信頼性が低い。ディフォーマブルミラーは、多数のマイクロアクチュエータの集合体として構成されており、ディフォーマブルミラーを効果的に冷却するのは難しい。従って、ディフォーマブルミラーに高出力レーザ光が入射すると、熱によって破損する可能性が高くなる。
【実施例１８】
【０２１２】
図３４に基づいて第１８実施例を説明する。本実施例ではディフォーマブルミラー１２０と偏光制御とを結合させることで、波面補正器３４Ｅを構成する。波面補正器３４Ｅは、ディフォーマブルミラー１２０と、ビームスプリッタ１２２と、λ／４板１２３とを備える。ビームスプリッタ１２２とλ／４板１２３との間に、波面変化発生部３２，３５，３３を配置させることができる。
【０２１３】
例えば、Ｐ偏光とＳ偏光とを分離させるための膜が設けられた、ビームスプリッタ１２２に、Ｐ偏光（紙面を含む偏波面）のレーザ光が入射する。そのレーザ光の波面は、平面波の状態でビームスプリッタ１２２に入力されるものとする。しかし、そのレーザ光は、ビームスプリッタ１２２から波面変化発生部３２，３５，３３を通過することにより、その波面がＳ字状に歪んだとする。
【０２１４】
波面変化発生部３２，３３，３５を通過したレーザ光は、λ／４板１２３を透過することにより、円偏光となる。Ｓ字状に歪んだ波面は、適切な形状に調節されたディフォーマブルミラー１２０により、所定の波面に補正される。
【０２１５】
波面の補正されたレーザ光は、再びλ／４板１２３を透過し、Ｓ偏光に変換される。Ｓ偏光のレーザ光は、波面変化発生部３２，３３，３５を透過することにより、所定の波面から平面波に変換される。平面波に変換されたレーザ光は、ビームスプリッタ１２２に入射する。Ｓ偏光のレーザ光は、ビームスプリッタ１２２で反射され、平面波として出力される。ディフォーマブルミラー１２２の表面形状を調節することにより、平面波以外の波面形状で出力させることもできる。
【実施例１９】
【０２１６】
図３５に基づいて第１９実施例を説明する。本実施例では、回折型ミラー３０１を用いて、センサ３６Ａを構成する。回折型ミラー３０１の表面には、グレーティング３０１Ａが形成されている。回折型ミラー３０１には、冷却水が流通するための冷却水流路３０１Ｂが設けられている。
【０２１７】
回折型ミラー３０１は、入射するレーザ光を４５度の角度で反射させる。この反射光は０次光であり、最も強度が高い。回折により得られる−１次光は、強度は低い。光学的センサ部３６０は、その−１次光を受光してレーザ光の特性を計測する。
【実施例２０】
【０２１８】
図３６に基づいて第２０実施例を説明する。本実施例では、ウインドウ３００Ｗを用いてセンサ３６Ｂを構成する。ウインドウ３００Ｗは、ウインドウ基板３００ＡＷと、ウインドウ基板３００ＡＷを保持するためのホルダ３００ＢＷとを備える。ホルダ３００ＢＷは、図示しない水冷ジャケットを備えている。
【０２１９】
ウインドウ３００Ｗは、ドライバレーザ光の光軸中に、傾いた状態で配置される。ウインドウ３００Ｗの表面で反射された僅かなレーザ光は、サンプル光として光学的センサ部３６０に入射する。
【０２２０】
ウインド３００Ｗとしては、例えば、アンプ３２，３５のウインドウや、ＥＵＶチャンバ１０のウインドウ１３を利用することもできる。この場合、計測用のサンプル光を得るだけのためにウインドウを設ける必要がなく、製造コストを低減できる。ウインドウ基板３００Ａは、例えば、ダイヤモンドのようなＣＯ２レーザ光を透過し、熱伝導性の高い材質から構成される。
【０２２１】
平行平面ウインドウ３００Ｗでは、表面と裏面の両方でレーザ光がそれぞれ僅かに反射されて、サンプル光として光学的センサ部３６０に入射する。従って、ビームプロファイルの計測には適さない。しかし、サンプル光を集光レンズで焦点の位置に集光して、焦点像の位置を計測し、レーザ光の方向を計測することはできる。また、レーザのビームラインのデューティ及びパワーも、不都合なく計測できる。
【実施例２１】
【０２２２】
図３７に基づいて第２１実施例を説明する。本実施例では、ビームプロファイラ３０４Ａ，３０４Ｂを用いて、センサ３６Ｃを構成する。本実施例では、反射ミラー３０２Ａの透過光をビームプロファイラ３０４Ａで検出し、反射ミラー３０２Ｂの透過光をビームプロファイラ３０４Ｂで検出する。ビームプロファイラの計測結果に応じて、反射ミラー３０２Ａの角度が調整される。
【０２２３】
反射ミラー３０２Ａの裏面側とビームプロファイラ３０４Ａとの間には、レンズ３０３Ａが設けられている。同様に、反射ミラー３０２Ｂの裏面側とビームプロファイラ３０４Ｂとの間には、レンズ３０３Ｂが設けられている。
【０２２４】
平面波のレーザ光は、リレー光学系３１を透過して、波面変化発生部３２，３５，３３を透過することにより、レーザ光の方向と波面の曲率が変化する。その方向及び波面の曲率の変化したレーザ光は、波面補正器３４に入射する。波面補正器３４は、波面の曲率とレーザ光の方向とを補正して、レーザ光を出力する。
【０２２５】
波面補正器３４で補正されたレーザ光は、反射ミラー３０２Ａにより反射されて、反射ミラー３０２Ｂに入射する。一方、反射ミラー３０２Ａを僅かに透過するサンプル光は、転写レンズ３０３Ａにより、ビームプロファイラ３０４Ａの有する２次元センサ上に転写される。その２次元センサにより、レーザ光のビーム形状と位置とが計測される。
【０２２６】
ビームプロファイラ３０４Ａからの計測データは、波面補正コントローラ５０に入力される。波面補正コントローラ５０は、波面補正器３４に、レーザ光の位置が基準位置となるように、制御信号を送信して制御する。
【０２２７】
一方、反射ミラー３０２Ｂを僅かに透過した光は、転写レンズ３０３Ｂにより、ビームプロファイラ３０４Ｂの備える２次元センサ上に転写される。２次元センサは、レーザ光のビーム形状と位置とを計測する。
【０２２８】
ビームプロファイラ３０４Ｂで計測されたデータは、波面補正コントローラ５０に入力される。波面補正コントローラ５０は、反射ミラー３０２Ａの角度を調整するためのアクチュエータ３０５に制御信号を出力し、ビームプロファイラ３０４Ｂで計測されるレーザ光の位置が基準位置となるように反射ミラー３０２Ａの角度を制御する。さらに、レーザ光の波面の曲率を制御するために、レーザのビーム形状が所定の値となるようにＷＦＣ３４に制御信号を送る。
【０２２９】
このように構成される本実施例では、反射ミラー３０２Ａ，３０２Ｂをレーザ光が透過する側（反射ミラーの裏側）にビームプロファイラ３０４Ａ，３０４Ｂを配置するため、コンパクトにセンサ３６Ｃを構成することができる。さらに、図３７に示す計測用光学系によって、ドライバレーザ光の波面が影響されるのを少なくすることができる。
【実施例２２】
【０２３０】
図３８に基づいて第２２実施例を説明する。本実施例では、レーザ光の透過する光学素子の温度変化に基づいて、レーザ光の方向及び波面の曲率に生じる変化を予測する。
【０２３１】
計測用光学素子３１０は、レーザ光の透過するウインドウやレンズ、あるいはミラーである。その光学素子３１０は、ホルダ３１１に取り付けられている。ホルダ３１１には、冷却水が流れるための流路３１１Ａが設けられている。
【０２３２】
冷却水の流入側には、例えば、白金測温抵抗体やサーミスタ等のような、温度センサ３１２（１）が設けられている。温度センサ３１２（１）は、冷却水の温度を検出して信号を出力する。冷却水の下流側にも、温度センサ３１２（２）が設けられている。
【０２３３】
水温差算出部３１３は、上流側の冷却水温度と下流側の冷却水温度との差を算出し、レーザビーム特性判定部３１４に出力する。その水温差は、冷却水の流量が一定ならば、光学素子３１０を冷却するために使用された熱量Ｑと比例する。
【０２３４】
レーザビーム特性判定部３１４は、水温差とレーザ光の方向との関係を示すテーブル３１５と、水温差と波面の曲率との関係を示すテーブル３１６とを用いて、光学素子３１０を透過するレーザ光の方向と波面の曲率とを予測する。その予測結果は、波面補正コントローラ５０に入力される。
【０２３５】
テーブル３１５は、例えば、実験やシミュレーションによって、水温差によるレーザ光の方向の変化を予め計測することにより、生成される。テーブル３１６も同様に、実験やシミュレーションによって、水温差による波面の曲率の変化を予め計測することにより、生成される。
【０２３６】
本実施例によれば、光学素子３１０の温度変化を冷却水温の差として検出することにより、簡単にレーザ光の波面変化（角度（方向）及び波面の曲率）を推測できる。なお、放射温度計を用いて、光学素子３１０の温度変化を直接測定する構成でもよい。
【実施例２３】
【０２３７】
図３９に基づいて第２３実施例を説明する。本実施例では、光学素子３１０の温度を温度センサ３１２Ａによって直接的に検出する。温度センサ３１２Ａは、レーザ光から保護するための遮光板３１７で覆われている。
【０２３８】
レーザビーム特性判定部３１４Ａは、温度センサ３１２Ａで検出された温度に基づいて、テーブル３１５Ａ，３１６Ａを参照することにより、光学素子３１０を透過するレーザ光の方向及び波面の曲率の変化を予測する。
【０２３９】
テーブル３１５Ａには、例えば、実験やシミュレーションにより、光学素子３１０の温度とレーザ光の方向との関係が予め設定されている。テーブル３１６Ａにも同様に、実験やシミュレーションにより、光学素子３１０の温度とレーザ光の波面の曲率との関係が予め設定されている。
【実施例２４】
【０２４０】
図４０に基づいて第２４実施例を説明する。本実施例では、ＥＵＶ光露光装置５からの運転指示に基づいて、ドライバレーザ光に生じる熱負荷による影響を予測し、その予測される熱負荷による影響を打ち消すように波面補正を行う。
【０２４１】
ＥＵＶ露光装置５は、ＥＵＶ光源コントローラ７０に、運転指示を与える。運転指示には、例えば、ＥＵＶ光のパルスエネルギＥeuvと、繰り返し周波数ｆ（または外部トリガ信号）とが含まれる。ＥＵＶ光源コントローラ７０は、ＥＵＶ露光装置５の要求するＥＵＶ光を供給すべく、レーザコントローラ６０に制御信号を出力する。
【０２４２】
例えば、ＥＵＶエネルギＥeuvと、ドライバレーザのエネルギＥco2との間に、Ｅco2＝Ｋ・Ｅeuvの比例関係が成立すると仮定する（但し、実際には非線形の関係であるから、ＥeuvとＥco2との関係を実験で求めて、テーブルに記憶させることが好ましい。）。前記仮定が成立するならば、ドライバレーザ光の熱負荷Wｌａｓeｒは、Ｗｌａｓｅｒ＝ｄｕｔｙ・K・Ｅeuv・f  として示すことができる。
【０２４３】
波面補正コントローラ５０Ａは、予測部３６Ｆと、波面制御部５０Ａ１とを備える。予測部３６Ｆは、センサ３６の代わりに、レーザ光に生じる波面変化を予測する。波面制御部５０Ａ１は、予測された波面変化に基づいて波面補正器３４を制御する。
【０２４４】
予測部３６Ｆは、例えば、運転指示を取得する運転指示取得部３２０と、レーザビーム特性判定部３２１と、運転状態とレーザ光の方向との関係を示すテーブル３２２と、運転状態とレーザ光の波面の曲率との関係を示すテーブル３２３とを備える。
【０２４５】
レーザビーム特性判定部３２１は、ＥＵＶ露光装置５からの運転指示に基づいて各テーブル３２２，３２３を参照することにより、レーザ光に波面変化を予測する。波面制御部５０Ａ１は、予測された波面変化を打ち消すように、波面補正器３４を制御する。
【実施例２５】
【０２４６】
図４１に基づいて第２５実施例を説明する。本実施例では、ＥＵＶチャンバ１０Ｂ内における、ドライバレーザ光の実際の集光像を計測して、波面補正器４４を制御する。
【０２４７】
チャンバ１０ＢのＥＵＶ発光領域１１（２）には、センサ４５Ａが設けられる。センサ４５Ａは、例えば、ビームスプリッタ３３０と、転写レンズ３３１，３３２と、撮像部３３３とから構成される。撮像部３３３は、例えば、赤外線用のＣＣＤ（Charge Coupled Device）のような素子から構成される。
【０２４８】
ビームスプリッタ３３０は、所定位置に集光するドライバレーザ光の一部を、転写レンズ３３１，３３２に向けて反射させる。残りのドライバレーザ光は、ダンパ１９に吸収されて熱に変わる。
【０２４９】
波面補正コントローラ５０Ｂは、チャンバ１０Ｂ内に集光されたレーザ光の形状や位置が、所定の形状及び位置になるように、波面補正器４４に制御信号を出力する。
【０２５０】
なお、波面補正器４４のみによってドライバレーザ光の波面を補正するのではなく、集光領域１１（１）内の各ミラー１６（１），１６（２），１７，１８の位置や姿勢を調節することにより、ドライバレーザ光の波面を補正する構成としてもよい。
【０２５１】
本実施例では、ドライバレーザ光の最終的な集光結果を計測して、ドライバレーザ光の波面を制御するため、集光特性を高精度に安定化させることができる。
【実施例２６】
【０２５２】
図４２に基づいて第２６実施例を説明する。本実施例では、シャックハルトマン（Shack-Hartmann）センサを光学的センサ部３６０Ａとして用いる。シャックハルトマンセンサ３６０Ａは、例えば、多数のマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイ３６１と、赤外線用のＣＣＤ等の撮像素子３６２とを備える。
【０２５３】
レーザ光の大部分は、反射ミラー３００で反射される。反射ミラー３００を僅かに透過するレーザ光は、マイクロレンズアレイ３６１に入射する。各マイクロレンズの集光点の像は、撮像部３６２により計測される。各マイクロレンズの集光点の位置を解析することにより、レーザ光の波面を計測できる。
【０２５４】
本実施例では、レーザ光の波面の歪みと角度（方向）とを同時に計測することができる。なお、マイクロレンズアレイに代えて、ピンホールアレイやフレネルレンズアレイ等を用いてもよい。
【実施例２７】
【０２５５】
図４３，図４４に基づいて第２７実施例を説明する。本実施例では、ウエッジ基板３６３により得られる干渉縞に基づいて、レーザ光の特性を計測する。光学的センサ部３６０Ｂは、ウエッジ基板３６３と、赤外線センサ３６４とを備える。ウエッジ基板３６３は、炭酸ガスレーザを透過させる。
【０２５６】
レーザ光の大部分は、反射ミラー３００によって反射される。反射ミラー３００を僅かに透過するレーザ光は、ウエッジ基板３６３に入射し、ウエッジ基板３６３の表面及び裏面の両方でそれぞれ反射する。
【０２５７】
ウエッジ基板３６３の表裏両面で反射されたレーザ光を所定の角度で重ねあわせることによって、干渉縞が発生する。図４４（ａ）は、ウエッジ基板３６３に入射するレーザ光が平面波の場合の干渉縞を示す。図４４（ｂ）は、ウエッジ基板３６３に入射するレーザ光が凸面波の場合の干渉縞を示す。図４４（ｃ）は、ウエッジ基板３６３に入射するレーザ光が凹面面波の場合の干渉縞を示す。
【０２５８】
ウエッジ基板３６３により得られる干渉縞を赤外線センサ３６４により検出する。干渉縞の曲がり具合に基づいて、レーザ光の波面の曲率の変化を検出できる。さらに、干渉縞の流れる方向に基づいて、レーザ光の方向を検出できる。
【０２５９】
本実施例では、レーザ光の波面の歪みと方向とを同時に計測できる。但し、シャックハルトマンセンサほどの高い精度を期待するのは難しい。赤外線センサ３６４に代えて、ビームプロファイル、ビームポインティング、エネルギメータ等を用いてもよい。
【実施例２８】
【０２６０】
図４５に基づいて第２８実施例を説明する。本実施例の光学的センサ部３６０Ｃは、ビームプロファイルとビームポインティングとを計測する。
【０２６１】
反射ミラーの３００を透過したレーザ光を、ビームスプリッタ３６３Ａにより反射光と透過光とに分割する。透過光は、集光レンズ３６５（１）により、２次元の赤外線センサ３６６（１）上に集光させ、集光性能や方向（ポインティング状態）を計測する。一方、反射光は、転写レンズ３６５（２）により、２次元の赤外線センサ３６６（２）上に転写して結像させ、ビームプロファイルを計測する。
【実施例２９】
【０２６２】
図４６〜図４８に基づいて第２９実施例を説明する。本実施例では、円筒凸面のシリンドリカルレンズ３６７と、円筒凸面のシリンドリカルレンズ３６８と、４分割型受光素子３６９とを用いて、光学的センサ部３６０Ｄを構成する。ここで、両シリンドリカルレンズの母線は、互いに直行するように配置されている。母線の定義に関しては、後述する。
【０２６３】
図４７に示すように、受光素子３６９の受光面３６９Ａは、菱形形状のＤＡ１〜ＤＡ４の４つの領域に区切られている。上下の受光面ＤＡ１，ＤＡ３の出力と、ＤＡ１，ＤＡ３に直交して配置される左右の受光面ＤＡ２，ＤＡ４の出力とは、オペアンプ３６９Ｂにより比較されて出力される。
【０２６４】
図４８（ａ）に示すように、凸面波のレーザ光がレンズ３６７，３６８を透過すると、鉛直方向に長いレーザ光となって受光素子３６９に入射する。受光素子３６９は、プラスの電圧を出力する。
【０２６５】
図４８（ｃ）に示すように、凹波面のレーザ光がレンズ３６７，３６８を透過すると、水平方向に長いレーザ光となって受光素子３６９に入射する。受光素子３６９は、マイナスの電圧を出力する。
【０２６６】
これに対し、図４８（ｂ）に示すように、平面波のレーザ光がレンズ３６７，３６８を透過すると、略丸形状のレーザ光となって受光素子３６９に入射する。受光素子３６９の出力は０となる。なお、受光素子３６９に代えて、２次元センサを用いてもよい。
【実施例３０】
【０２６７】
図４９〜図５１に基づいて第３０実施例を説明する。本実施例の光学的センサ部３６０Ｅは、同一長さの焦点距離を有する２つのシリンドリカルレンズ３６８（１），３６８（２）を、シリンドリカルレンズの母線を直交させて、レーザ光の光軸上に配置する。シリンドリカルレンズの母線とは、凸面の頂上を結んだ線である。各シリンドリカルレンズ３６８（１），３６８（２）は、円筒凸面のシリンドリカルレンズとして構成される。
【０２６８】
受光素子は、シリンドリカルレンズ３６８（１）の焦点距離Ｆ１と、シリンドリカルレンズ３６８（２）の焦点距離Ｆ２との中間位置Ｄに配置される。受光素子としては、図４７に示す４分割型受光素子や、２次元撮像素子等を使用できる。以下、受光素子の配置される位置Ｄを、センサ位置Ｄと呼ぶ。
【０２６９】
図４９（ａ）には、平面波のレーザ光が２個のシリンドリカルレンズ３６８（１），３６８（２）を透過した場合の、水平方向（Ｘ）と垂直方向（Ｙ）とから見たときの、レーザ光の集光状態が示されている。
【０２７０】
図４９（ａ）の上側には、第１番目のシリンドリカルレンズ３６８（１）の母線が水平方向（Ｘ方向）と垂直であり、第２のシリンドリカルレンズ３６８（２）の母線が水平方向（Ｘ）と平行である場合の、レーザ光の状態を示す。この場合、Ｘ方向に関して、第１のシリンドリカルレンズ３６８（１）は凸レンズとして機能し、第２のシリンドリカルレンズ３６８（２）はウインドウとして機能する。
【０２７１】
従って、シリンドリカルレンズ３６８（１）の焦点位置Ｆ１において、レーザ光は、Ｘ方向に対して垂直に直交する方向と平行な、線状に集光した後、発散光となって広がる。点線で示すセンサ位置Ｄにおいて、レーザ光は、Ｘ軸に対して平行に、一定の長さＬ１まで広がる。
【０２７２】
図４９（ａ）の下側には、第１番目のシリンドリカルレンズ３６８（１）の母線が垂直方向（Ｙ）と平行であり、第２のシリンドリカルレンズ３６８（２）の母線が垂直方向（Ｙ）と垂直である場合において、レーザ光の状態が示されている。この場合、Ｙ方向に関しては、第１のシリンドリカルレンズ３６８（１）はウインドウとして機能し、第２のシリンドリカルレンズ３６８（２）は凸レンズとして機能する。
【０２７３】
従って、レーザ光は、シリンドリカルレンズ３６８（２）の焦点位置Ｆ２に、Ｙ方向に直交する方向と平行に、線状に集光する。センサ位置Ｄは、焦点位置Ｆ２の手前であるため、Ｙ軸に対して平行な一定長さＬ2を有するレーザ光が検出される。
【０２７４】
図４９（ｂ）は、センサ位置Ｄで計測されるレーザ光の、ＸＹ平面における形状ＩＭ１が示されている。レーザ光のＸＹ平面上の断面形状ＩＭ１は、Ｘ方向の幅Ｌ１、Ｙ方向の幅Ｌ２を有する略矩形状となる。Ｆ１＝Ｆ２に設定し、センサ位置Ｄを各シリンドリカル３６８（１），３６８（２）の中央に配置すれば、Ｌ１＝Ｌ２の正方形状となる。
【０２７５】
図５０は、凸面波のレーザ光が２個のシリンドリカルレンズ３６８（１），３６８（２）を透過した場合の、レーザ光の集光状態を示している。図５０（ａ）の上側には、図４９（ａ）の上側に対応する。図５０（ａ）の下側は、図４９（ａ）の下側に対応する。図５１についても同様に図４９に対応する。
【０２７６】
図５０（ａ）上側に示すように、凸面波のレーザ光は、シリンドリカルレンズ３６８（１）の焦点位置Ｆ１よりも少し遠くで（図５０中の右側で）、Ｘ方向に直交する方向と平行に、線状に集光する。レーザ光は、発散光となって広がる。センサ位置Ｄにおいて、レーザ光は、Ｘ軸に平行な一定の長さＬ１ａまで広がる。
【０２７７】
図５０（ａ）下側に示すように、凸面波のレーザ光は、シリンドリカルレンズ３６８（２）の焦点位置Ｆ２よりも遠い位置において、Ｙ方向に直交する方向と平行に、線状に集光する。センサ位置Ｄは、集光点の手前であるため、レーザ光は、Ｙ軸に平行な一定の長さＬ２ａを有する。
【０２７８】
図５０（ｂ）は、凸面波のレーザ光の、ＸＹ平面おける形状ＩＭ２を示す。レーザ光の形状ＩＭ２は、Ｘ方向の幅Ｌ１ａとＹ方向の幅Ｌ２ａとを有する、Ｙ方向に長い矩形状となる。
【０２７９】
図５１は、凹面波のレーザ光が各シリンドリカルレンズ３６８（１），３６８（２）を透過した場合の、レーザ光の状態を示す。図５１（ａ）上側に示すように、レーザ光は、シリンドリカルレンズ３６８（１）の焦点位置Ｆ１よりも手前において、Ｘ方向に直交する方向と平行に、線状に集光する。集光した後、レーザ光は発散光となって広がる。センサ位置Ｄにおいては、レーザ光は、Ｘ軸に平行な一定の長さＬ１ｂを有する。
【０２８０】
図５１（ａ）下側に示すように、レーザ光は、シリンドリカルレンズ３６８（２）の焦点位置Ｆ２よりも手前の位置に集光して、Ｙ方向に直交する方向と平行に、線状に集光する。センサ位置Ｄは集光点の手前であるため、レーザ光は、Ｙ軸に平行な一定の長さＬ２ｂを有する。
【０２８１】
図５１（ｂ）は、凹面波のレーザ光の、ＸＹ平面おける形状ＩＭ３を示す。レーザ光の形状ＩＭ３は、Ｘ方向の幅Ｌ１ｂと、Ｙ方向の幅Ｌ２ｂとを有する、Ｘ方向に長い矩形状となる。
【実施例３１】
【０２８２】
図５２に基づいて第３１実施例を説明する。本実施例では、偏光分離型アイソレータ４６Ａの別の例を示す。
【０２８３】
レーザ光は、Ｐ偏光とＳ偏光とを分離するためのビームスプリッタ４６４に、Ｐ偏光で入射する。ビームスプリッタ４６４は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射させる。ビームスプリッタ４６４を透過したレーザ光は、λ／４板４６５を透過することにより、円偏光に変換される。
【０２８４】
レーザ光は、レーザ光を集光するための光学システムを備えた集光領域１１（１）内の光学系を介してドロップレットに集光照射される。そのレーザ光の一部は、同一光路を円偏光で戻り、λ／４板４６５に再び入射する。レーザ光は、λ／４板４６５を通過すると、Ｓ偏光に変換される。従って、Ｓ偏光のレーザ光は、ビームスプリッタ４６４により反射されて、ダンパ４６６に吸収される。
【０２８５】
なお、本発明は上述した各実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。また、上述の各実施例を適宜組み合わせた構成も本発明の範囲に含まれる。
【０２８６】
図５３は、上記各実施例の好ましい組合せの例を示す。図５３に示す組合せ例に本発明を限定する趣旨ではない。図５３に明示されていない他の組合せも、本発明の範囲に含まれる。
【０２８７】
ＥＵＶ光源装置にレーザ光を供給するドライバーレーザシステムは、「ドライバレーザ光のライン」と、「ビームデリバリー＋集光光学系」とを含む。「ドライバレーザ光のライン」は、ドライバレーザの発振器２０から最終段のメインアンプ３５までのビームラインの波面を補正する機構である。「ビームデリバリー＋集光光学系」は、ドライバレーザ光をＥＵＶチャンバのウインドウまでデリバリーし、集光光学系によりドロップレット等のターゲット物質にレーザビームを照射させる機構である。
【０２８８】
「ドライバレーザ光のライン」において発生する波面変化は、アンプ３２，３５を透過することによる波面変化と、ＳＡ３３を透過する際の波面変化とに大別される。なお、集光光学系では、反射ミラーやアイソレータ、ＥＵＶウインドウ等の各種光学素子が熱によって変化することにより、集光性能が変化する。
【０２８９】
図５３では、アンプ透過による波面変化と、可飽和吸収セルの透過による波面変化と、集光光学系の透過による波面変化とを補正するための例を示す。
【０２９０】
第１のケースでは、アンプによる波面変化を補正すべく、反射平面ミラーと入射角４５度のＶＲＷＭとから波面補正器を構成する（図３０）。さらに、センサとして、配置位置の異なる２台のビームプロファイラを配置する（図３７）。第１のケースでは、可飽和吸収体の波面変化を補正すべく、反射平面ミラー＋入射角４５度ＶＲＷＭとから波面補正器を構成し（図３０）、図３７のセンサを使用する。
【０２９１】
第１ケースの「ビームデリバリー＋集光光学系」では、波面補正器として、図３１に示す構成を採用し、かつ、センサとして、図４５で述べたポインティングセンサとビームプロファイラの構成を採用する。アイソレータとしては、図１３に示す構成を採用する。チャンバ内の集光光学系には、図１５に示す構成を採用する。
【０２９２】
第１のケースでは、ドライバレーザ光のライン上に位置する複数の波面補正器を反射光学系で構成し、集光光学系も反射光学系の簡単な構成としている。従って、透過光学系を採用する場合に比べて、熱による波面変化を少なくできる。さらに、センサとして、単純なビームプロファイラやポインティングセンサを用いるため、CO2レーザのような10.6μmの波長でも十分検出することができる。
【０２９３】
第２のケースを説明する。アンプの波面変化を補正するための波面補正器及びセンサの構成は、第１のケースと同様である（図３０，図３７）。可飽和吸収体による波面変化を補正するための波面補正器には、ディフォーマブルミラーを使用する（図３３，図３４）。さらに、センサとして、図４２に示す波面センサを採用する。これにより、熱負荷によって複雑な波面形状に変化した波面を、ディフォーマブルミラーにより精密な波面に補正することができる。また、波面センサは、レーザ光の波面を精密に計測できる。
【０２９４】
第２のケースの「ビームデリバリー＋集光光学系」では、波面補正器として、軸外放物面ミラーを組み合わせる構造（図１９または図２０）を採用する。センサには、図４２の波面センサを採用する。アイソレータは、図１３の構成を採用する。
【０２９５】
第２のケースでは、可飽和吸収体による波面の歪みを高精度に補正できる。さらに、「ビームデリバリー＋集光光学系」のセンサに、図４２に示す波面センサを採用するため、ターゲット（ドロップレット）への集光性能を検出しながら、ターゲットにレーザ光を照射でき、ＥＵＶ光の出力エネルギをより一層安定させることができる。
【０２９６】
第３のケースを説明する。アンプの波面変化を補正するための波面補正器には、図３１に示す構成を採用し、センサには図４６に示す構成を採用する。可飽和吸収体の波面補正器及びセンサは、第２ケースと同様である。
【０２９７】
第３ケースの「ビームデリバリー＋集光光学系」では、波面補正器として図３３，図３４の構成を使用し、センサには、図４２の波面センサを採用する。アイソレータ及び集光光学系については、第１ケース及び第２ケースと同様である。
【０２９８】
第３ケースでは、可飽和吸収体による波面の歪みを高精度に補正できる。さらに、「ビームデリバリー＋集光光学系」の波面補正器としてディフォーマブルミラーを採用し、かつ、センサとして波面センサを採用するため、ターゲットへの集光性能を検出しながら、高精度にターゲットにレーザ光を照射できる。従って、ＥＵＶ光の出力エネルギの安定性を、第２ケースよりも高めることができる。
【実施例３２】
【０２９９】
図５４に基づいて第３２実施例を説明する。本実施例では、図１に示す構成に、プリパルスレーザの構成と、プリパルスレーザの光学特性を補正するための構成とを、加える。プリパルスレーザ光Ｌ４は、ドロップレットＤＰが所定位置に到達すると、ドロップレットＤＰに照射される。これにより、ターゲット物質は膨張する。従って、ドライバレーザ光Ｌ１の照射される所定位置において、ターゲット物質の密度を適切な値まで低下させることができ、ＥＵＶ光の発生効率を高めることができる。
【０３００】
そのため、本実施例では、プリパルスレーザ発振器９０と、プリパルスレーザ光をウインドウ１３（２）を介してチャンバ１０内に送り込むための軸外放物凹面ミラー９２とを設ける。プリパルスレーザ光としては、例えば、ＹＡＧレーザの基本波、２倍高調波、３倍高調波、４倍高調波を用いることができる。あるいは、パルス発振のチタン・サファイヤ・レーザの基本波または高調波光を、プリパルスレーザ光として用いてもよい。この実施例では、ドロプレットＤＰを供給するターゲット物質供給部は図示していないが、例えば、紙面に対して垂直な軸で、プリパルスレーザ集光点の位置にドロプレットＤＰを供給している。
【０３０１】
錫ドロプレットＤＰは、その直径が１００μｍ以下であるため、プリパルスレーザ光を命中させるためには、ビーム形状及び集光位置を高精度に管理する必要がある。そこで、本実施例では、前記各実施例で述べたように、プリパルスレーザ光Ｌ４の光学性能を自動的に補正するための機構を設けている。ここで、光学性能とは、例えば、光の集光形状または位置またはポインティングを意味する。
【０３０２】
プリパルスレーザ発振器９０と軸外放物凹面ミラー９２との間には、「第３補正部」としての波面補正部９５が設けられている。軸外放物凹面ミラー９２とウインドウ１３（２）との間には、「第３検出部」としてのセンサ９６が設けられている。
【０３０３】
プリパルスレーザ光Ｌ４は、波面補正部９５を介して軸外放物凹面ミラー９２に入射し、ウインドウ１３（２）に向けて反射される。センサ９６は、チャンバ１０に進むプリパルスレーザ光Ｌ４の光学性能を検出して、波面補正コントローラ９７に出力する。そして、波面補正コントローラ９７は、プリパルスレーザ光Ｌ４の光学性能が所定値となるように、波面補正部９５を制御する。
【０３０４】
このように構成される本実施例では、ドライバレーザ光Ｌ１がターゲット物質に照射されるよりも前に、ターゲット物質にプリパルスレーザ光Ｌ４を照射するため、ＥＵＶ光Ｌ２の発光効率を第１実施例よりも高めることができる。さらに、本実施例では、プリパルスレーザ光の波面の曲率及び方向を調整できるため、プリパルスレーザ光をより正確にターゲット物質に照射することができ、効率を高めることができる。
【実施例３３】
【０３０５】
図５５に基づいて第３３実施例を説明する。本実施例では、プリパルスレーザ光を複数のアンプ９８（１），９８（２）で増幅させてから、チャンバ１０に送り込む。
【０３０６】
プリパルスレーザ発振器９０から出力されるプリパルスレーザ光は、第１の波面補正部９５（１）を介して第１のアンプ９８（１）に入射し、増幅される。増幅されたプリパルスレーザ光は、第１のセンサ９６（１）を通過して反射ミラー９１（１）に入射し、反射される。第１の波面補正コントローラ９７（１）は、アンプ９８（１）の出口側に設けられているセンサ９６（１）からの検出信号に基づいて波面補正部９５（１）を作動させる。これにより、アンプ９８（１）を通過するプリパルスレーザ光の波面形状及び方向が所望の値に調整される。
【０３０７】
反射ミラー９１（１）で反射されたプリパルスレーザ光は、第２の波面補正部９５（２）を介して別の反射ミラー９１（２）に入射し、その反射ミラー９１（２）により反射される。反射ミラー９１（２）で反射されたプリパルスレーザ光は、第２のアンプ９８（２）を通過することにより、さらに増幅される。第２の波面補正コントローラ９７（２）は、アンプ９８（２）の出口側に設けられているセンサ９６（２）からの検出信号に基づいて波面補正部９５（２）を作動させる。これにより、アンプ９８（２）を通過するプリパルスレーザ光の波面形状及び方向が所望の値に調整される。
【０３０８】
アンプ９８（２）で増幅されたプリパルスレーザ光は、第２のセンサ９６（２）を通過して、第３の波面補正部９５（３）に入射する。波面補正部９５（３）を通過したプリパルスレーザ光は、軸外放物凹面ミラー９２に入射して反射され、ウインドウ１３（２）を通過してチャンバ１０内のターゲット物質に照射される。第３の波面補正コントローラ９７（３）は、ウインドウ１３（２）の入射側に設けられるセンサ９６（３）からの検出信号に基づいて波面補正部９５（３）を作動させる。これにより、チャンバ１０内に入射するプリパルスレーザ光の波面形状及び方向が所望の値に調整される。
【０３０９】
プリパルスレーザコントローラ９９は、レーザコントローラ７０からの指示に基づいて、プリパルスレーザ発振器９０を作動させる。さらに、プリパルスレーザコントローラ９９は、各波面補正コントローラ９７（１）〜９７（３）を制御して、プリパルスレーザ光の波面及び角度を補正させる。プリパルスレーザ光の波面補正が完了した場合、プリパルスレーザコントローラ９９は、その旨をレーザコントローラ７０に通知する。
【０３１０】
このように構成される本実施例も第３２実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、複数のアンプ９８（１），９８（２）を用いてプリパルスレーザ光を多段増幅させるため、より高出力のプリパルスレーザ光を得ることができる。
【０３１１】
複数のアンプ９８（１），９８（２）を用いると、熱による光学系の歪み等により、プリパルスレーザ光の波面及び位置又は方向に誤差が生じる。しかし、本実施例では、複数の波面補正部９５（１）〜９５（３）と、複数のセンサ９６（１）〜９６（３）とを用いることにより、プリパルスレーザ光を複数箇所で補正することができる。従って、本実施例では、比較的高出力のプリパルスレーザ光を、ターゲット物質に正確にかつ安定して照射でき、信頼性及び出力効率が改善される。
【実施例３４】
【０３１２】
図５６に基づいて第３４実施例を説明する。本実施例では、本発明に特有のレーザ光源装置を、蒸着装置５００に適用した場合を説明する。
【０３１３】
図５６は、真空蒸着装置５００の全体構成図である。この蒸着装置５００は、上述したレーザ光源装置２を備える。蒸着チャンバ５１０は、ウインドウ５１１を備える。蒸着チャンバ５１０内には、ターゲット材料５２０と、基板設置用プレート５３０と、蒸着対象の基板５４０とが設けられる。
【０３１４】
レーザ光源装置２から出力されるドライブレーザ光は、ウインドウ５１１を通過してターゲット材料５２０に入射し、アブレーション５２１を引き起こす。アブレーションしたターゲット材料の一部は、プレート５３０上に置かれた基板５４０の表面に付着する。
【０３１５】
このように本発明のレーザ光源装置は、極端紫外光源装置のみならず、真空蒸着装置５００にも適用可能である。さらには、例えば、アブレーションを利用した穴明け加工またはガラス加工等にも適用することができる。
【実施例３５】
【０３１６】
図５７〜図５９を参照して第３５実施例を説明する。本実施例を含む以下の各実施例では、波面曲率を補正するための光学素子（例えば、ＶＲＷＭ２００Ｈ）にレーザ光を入射させるためのミラー６００に、そのミラー表面を軸対称に冷却するための機能を設ける。なお、ＶＲＷＭへレーザ光を入射させるミラーに限らず、他のミラーにも本実施例で述べる冷却機能を設けることができる。
【０３１７】
図５７は、ＶＲＷＭ２００Ｈと冷却機能付きミラー（以下、ミラーと略記）６００との関係を示す模式図である。ミラー６００は、入射するレーザ光Ｌ１（１）を反射する。反射されたレーザ光Ｌ１（２）は、ＶＲＷＭ２００Ｈに入射し、レーザ光Ｌ１（３）として反射される。
【０３１８】
ミラー６００には、レーザ光Ｌ１（１）からの熱が伝達される。従って、何の対策もとらなければ、熱膨張等によりミラー表面６０２が不規則に変形する。ミラー表面６０２が不規則に変形すると、ミラー表面６０２で反射されるレーザ光Ｌ１（２）の波面も不規則な形状となる。不規則な波面形状とは、平面波でもなく、凹面波または凸面波でもない形状、即ち、光軸に対して軸対称ではない形状である。
【０３１９】
ミラー６００で反射されるレーザ光Ｌ１（２）の波面が軸対称ではない形状になると、ＶＲＷＭ２００Ｈは、そのレーザ光Ｌ１（２）の波面を平面波に整えることはできない。ＶＲＷＭ２００Ｈは、種々の波面形状に対応可能なディフォーマブルミラーとは異なり、光軸に対して対称な凹面波または凸面波にのみ対応可能だからである。
【０３２０】
そこで、本実施例では、ミラー表面６０２を軸対称に冷却する機能をミラー６００に設け、ミラー表面が熱によって変形する場合でも、軸対称の形状に変形させるようにしている。これにより、平面波のレーザ光Ｌ１（１）がミラー６００に入射すると、ミラー６００により反射されるレーザ光Ｌ１（２）の波面は、例えば、凸面形状となる。ＶＲＷＭ２００Ｈは、凸面波のレーザ光Ｌ１（２）が平面波となるように反射する。
【０３２１】
図５８のミラー背面図を参照して、ミラー６００の冷却構造を説明する。ミラー本体６０１は、熱伝導率の高い金属材料から円板状に形成されている。ミラー本体６０１の一方の面には、レーザ光を反射するための反射面６０２が形成されている。
【０３２２】
ミラー本体６０１内には、中心から外側に向かって広がる渦巻き状の冷却通路６０４が形成されている。冷却通路６０４の一端側は、ミラー６００の背面６０３の中心部で開口する流入口６０５に連通する。冷却通路６０４の他端側は、背面６０３の外周側で開口する流出口６０６に連通する。
【０３２３】
図５９は、ミラー６００の断面図である。流入口６０５には、冷却ポンプ６１０が接続されている。流出口６０６には、冷却器６１１が接続されている。冷却器６１１で冷却された水等の冷媒は、ポンプ６１０から流入口６０５に向けて吐出される。ミラー６００の中心部に流れ込んだ冷媒は、中心から外側に向けて流れつつミラー表面６０２を冷却する。この結果、ミラー表面６０２の中心部が最も冷却される。冷媒は、螺旋状に流れることにより、ミラー表面６０２の温度が軸対称に分布するように冷却する。なお、冷媒として水を用いる場合を例に挙げるが、水以外の物質を用いても良い。冷媒タンク及びフィルタ等の補助的構成は、図示を省略する。
【０３２４】
このように構成される本実施例では、波面を補正するための素子２００Ｈにレーザ光を入射させるミラー６００に冷却機能を備えさせ、ミラー表面６０２の温度分布が軸対称になるように冷却する。従って、たとえ熱によってミラー表面６０２が変形する場合でも、ミラー表面６０２を軸対称に変形させることができ、ＶＲＷＭ２００Ｈで補正可能な波面にすることができる。
【実施例３６】
【０３２５】
図６０，図６１を参照して第３６実施例を説明する。図６０は、本実施例に係るミラー６００Ａの背面図である。ミラー本体６０１には、複数の環状冷却通路６０４（１）〜６０４（５）が同心円状に配設されている。
【０３２６】
図６１はミラー６００Ａの断面図である。各環状の冷却通路６０４（１）〜６０４（５）には、それぞれ流入口及び流出口が、直径方向に離れて設けられている。各流入口は、共通の流入通路６０７を介してポンプ６１０の吐出口に接続されている。各流出口は、共通の流出通路６０８を介して冷却器６１１の流入口に接続されている。
【０３２７】
ミラー６００Ａの表面６０２の温度は、例えば、放射温度計のように構成される温度センサ６１３によって検出される。温度コントローラ６１２は、温度センサ６１３により検出されるミラー表面温度に基づいて、ポンプ６１０の吐出流量や冷媒温度を制御する。
【０３２８】
なお、例えば、各環状の冷却通路６０４（１）〜６０４（５）に冷媒を供給する管路の途中に、絞り部を設け、温度コントローラ６１２によって、絞り部の流路面積を可変に制御する構成としてもよい。例えば、ミラー中心部の環状冷却通路６０４（１）に設けられる絞り部の流路面積を大きくすれば、ミラー中心部をより強く冷却することができる。このように構成される本実施例も第３５実施例と同様の効果を奏する。
【実施例３７】
【０３２９】
図６２を参照して第３７実施例を説明する。本実施例では、第３６実施例において、各環状の冷却通路６０４（１）〜６０４（５）のそれぞれに、ポンプ６１０及び冷却器６１１をそれぞれ設けている。図６２では、都合上、一部のポンプ及び冷却器にのみ符号を付してある。
【０３３０】
温度コントローラ６１２Ｂは、温度センサ６１３からの信号に基づいて、各環状冷却通路６０４（１）〜６０４（５）を流れる冷媒の流量及び温度をそれぞれ個別に制御する。このように構成される本実施例も第３５実施例と同様の効果を奏する。さらに、本実施例では、同心円状に配設された複数の環状冷却通路６０４（１）〜６０４（５）に供給する冷媒の流量及び温度を、それぞれ個別に制御することができるため、ミラー表面６０２の温度をより適切に冷却することができる。
【実施例３８】
【０３３１】
図６３を参照して第３８実施例を説明する。図６３は、本実施例に係る冷却機能付きミラー６００Ｃの断面図である。ミラー本体６０１内には、例えば、複数の冷却素子６２０が配設されている。さらに、ミラー表面６０２の温度を検出するための温度センサ６２１が、ミラー本体６０１内に設けられている。冷却素子６２０は、例えば、ペルチェ効果を利用する素子として構成される。冷却素子６２０の両端のうち、ミラー表面６０２側の端部では熱が吸収され、ミラー背面６０３側の端部では熱が放出される。
【０３３２】
温度コントローラ６１２Ｃは、各温度センサ６２１からの検出信号に基づいて、各冷却素子６２０の作動を個別に制御する。このように構成される本実施例も第３７実施例と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０３３３】
【図１】本発明の第１実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成図。
【図２】可飽和吸収体の説明図。
【図３】可飽和吸収体の温度変化を示すグラフ。
【図４】波面補正器の構成図。
【図５】センサの模式図。
【図６】センサの別の模式図。
【図７】波面補正処理のフローチャート。
【図８】レーザコントローラがＥＵＶ光源コントローラに調整完了を通知する処理のフローチャート。
【図９】第２実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成図。
【図１０】波面補正処理のフローチャート。
【図１１】第３実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成図。
【図１２】ＥＵＶチャンバの構成図。
【図１３】アイソレータの構成図。
【図１４】波面補正処理のフローチャート。
【図１５】第４実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成図。
【図１６】第５実施例に係り、波面補正器の配置方法を示す説明図。
【図１７】図１６に続く説明図。
【図１８】第６実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図１９】第７実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図２０】第８実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図２１】第９実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図２２】図２１に続く構成図。
【図２３】第１０実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図２４】図２３に続く構成図。
【図２５】第１１実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図２６】図２５に続く構成図。
【図２７】ＥＵＶ光源装置の全体構成図。
【図２８】第１２実施例に係り、波面曲率補正器の構成図。
【図２９】第１３実施例に係り、角度補正器の構成図。
【図３０】第１４実施例に係り、波面補正器の構成図。
【図３１】第１５実施例に係り、波面補正器の構成図。
【図３２】第１６実施例に係り、波面補正器の構成図。
【図３３】第１７実施例に係り、波面補正器の構成図。
【図３４】第１８実施例に係り、波面補正器の構成図。
【図３５】第１９実施例に係り、センサの構成図。
【図３６】第２０実施例に係り、センサの構成図。
【図３７】第２１実施例に係り、センサの構成図。
【図３８】第２２実施例に係り、センサの構成図。
【図３９】第２３実施例に係り、センサの構成図。
【図４０】第２４実施例に係り、波面補正コントローラのブロック図。
【図４１】第２５実施例に係り、チャンバの要部を示す説明図。
【図４２】第２６実施例に係り、光学的センサ部の構成図。
【図４３】第２７実施例に係り、光学的センサ部の構成図。
【図４４】干渉縞を示す説明図。
【図４５】第２８実施例に係り、光学的センサ部の構成図。
【図４６】第２９実施例に係り、光学的センサ部の構成図。
【図４７】受光素子の構成図。
【図４８】レーザ光のビーム形状と受光素子の出力との関係を示す説明図。
【図４９】第３０実施例に係り、光学的センサ部の説明図。
【図５０】図４９に続く説明図。
【図５１】図５０に続く説明図。
【図５２】第３１実施例に係り、アイソレータの構成図。
【図５３】実施例の好ましい組合せの例を示す説明図。
【図５４】第３２実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成図。
【図５５】第３３実施例に係るＥＵＶ光源装置の構成図。
【図５６】第３４実施例に係る蒸着装置の構成図。
【図５７】第３５実施例に係り、ミラーと波面曲率補正器の関係を示す説明図。
【図５８】ミラーの背面図。
【図５９】ミラーの断面図。
【図６０】第３６実施例に係るミラーの背面図。
【図６１】ミラーの断面図。
【図６２】第３７実施例に係るミラーの断面図。
【図６３】第３８実施例に係るミラーの断面図。
【符号の説明】
【０３３４】
１：ＥＵＶ光源装置、２：レーザ光源装置、５：ＥＵＶ露光装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ：チャンバ、１１：チャンバ本体、１１（１）：集光領域、１１（２）：発光領域、１２：接続部、１３：ウインドウ、１４：ＥＵＶ集光ミラー、１４Ａ：穴部、１５：ターゲット物質供給部、１６：軸外放物凹面ミラー、１７：反射ミラー、１８：軸外放物凸面ミラー、１９：ダンパ、２０：レーザ発振器、３０：増幅システム、３１：リレー光学系、３２：プリアンプ、３３：可飽和吸収体、３４，３４Ａ〜３４Ｅ：波面補正器、３５：メインアンプ、３６，３６Ａ〜３６Ｃ
センサ、３６Ｆ：予測部、３７：空間フィルタ、３８：反射ミラー、４０：集光システム、４１：反射ミラー、４４：波面補正器、４５，４５Ａ：センサ、４６，４６Ａ：アイソレータ、５０，５０Ａ，５０Ｂ：波面補正コントローラ、６０：レーザコントローラ、７０：ＥＵＶ光源コントローラ、９０：プリパルスレーザ発振器、９５，９５（１）〜９５（３）：プリパルスレーザ光用波面補正部、９６，９６（１）〜９６（３）：プリパルスレーザ光用センサ、９７，９７（１）〜９７（３）：プリパルスレーザ光用波面補正コントローラ、９８（１），９８（２）：プリパルスレーザ光用アンプ、９９：プリパルスレーザコントローラ、１００，１００Ａ：角度補正器、２００，２００Ａ〜２００Ｊ：波面曲率補正器、３６０，３６０Ａ〜３６０Ｅ：光学的センサ部、６００，６００Ａ，６００Ｂ，６００Ｃ：冷却機能付きミラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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