(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射物に照射されるレーザ光を出力するレーザ露光システムであって、
第１のレーザビームを第１の光路に出力する第１のレーザ装置と、
第２のレーザビームを第２の光路に出力する第２のレーザ装置と、
第３のレーザビームを第３の光路に出力する第３のレーザ装置と、
前記第１のレーザビームの像を反転させる第１の光学素子及び第２の光学素子と、
前記第３のレーザビームの像を反転させる第３の光学素子及び第４の光学素子と、
前記第１の光路と前記第２の光路との間隔及び前記第２の光路と前記第３の光路との間隔を狭くする第５の光学素子と、
前記反転させた前記第１のレーザビームを前記第５の光学素子の第１の領域に導き、非反転の前記第２のレーザビームを前記第５の光学素子の第２の領域に導き、前記反転させた前記第３のレーザビームを前記第５の光学素子の第３の領域に導く第６の光学素子と、
前記第５の光学素子を介して入射する前記第１の光路の軸と前記第２の光路の軸と前記第３の光路の軸のそれぞれを一致させる第７の光学素子と、
を備え、
前記第１の領域と前記第３の領域の間に前記第２の領域があり、
前記被照射物に照射される前記レーザ光は、前記第７の光学素子により前記第１のレーザビーム、前記第２のレーザビーム及び前記第３のレーザビームが合波されたレーザ光であり、前記合波によって前記レーザ光のビーム断面の光強度分布が均一化される
レーザ露光システム。
【請求項２】
前記被照射物をレーザアニールする
請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項３】
前記第７の光学素子は、ビームコンバイナ素子である
請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項４】
前記ビームコンバイナ素子は、回折光学素子を含む
請求項３に記載のレーザ露光システム。
【請求項５】
前記ビームコンバイナ素子は、インテグレータ光学系を含み、
前記インテグレータ光学系は、フライアイレンズとコンデンサ光学素子とを含む
請求項３に記載のレーザ露光システム。
【請求項６】
前記第１のレーザ装置、前記第２のレーザ装置、及び前記第３のレーザ装置を含む複数のレーザ装置を備え、
前記複数のレーザ装置の数をｎとし、
前記複数のレーザ装置の出射口における複数のレーザ光のそれぞれのビーム断面積をＳ０とすると、
前記複数のレーザ装置から出力され前記第６の光学素子及び第５の光学素子を介して前記ビームコンバイナ素子に入射するレーザ光のビーム断面積Ｓｃは、
Ｓｃ≧ｎ・Ｓ０
の関係を満たす
請求項３に記載のレーザ露光システム。
【請求項７】
前記第６の光学素子は、前記第１のレーザビーム、前記第２のレーザビーム、及び前記第３のレーザビームを含む複数のレーザ光におけるビームを拡大するビーム拡大光学系であり、
前記第５の光学素子は、ミラー光学系である
請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項８】
前記ミラー光学系は、
第１のミラーと、第２のミラーと、を含み、
前記第１のミラーは、前記第１の領域に配置され、
前記第２のミラーは、前記第３の領域に配置される
請求項７に記載のレーザ露光システム。
【請求項９】
前記第６の光学素子は、前記第１のレーザビーム、前記第２のレーザビーム及び前記第３のレーザビームを含む複数のレーザ光におけるビームを拡大するビーム拡大光学系であり、
前記第５の光学素子は、プリズム光学系である
請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項１０】
前記第６の光学素子は、拡大光学系であり、
前記第５の光学素子は、透過光学素子である
請求項１に記載のレーザ露光システム。
【請求項１１】
前記拡大光学系は、複数の凹レンズを含み、
前記透過光学素子は、コンデンサ光学系を含む
請求項１０に記載のレーザ露光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザシステム又はレーザ露光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザアニールを施すレーザ露光システムは、ガラス基板上に成膜されたアモルファス（非結晶）シリコン膜にエキシマレーザ等の紫外線領域の波長を有するレーザ光を照射し、ポリシリコン膜に改質するシステムである。このアモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に改質することにより、薄膜トランジスタ（Thin-Film Transistor：ＴＦＴ）を作製することができる。この薄膜トランジスタは、比較的大きな液晶ディスプレイに使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７０６１９５９号
【特許文献２】米国特許第８４１６５００号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０２８５０７６号
【概要】
【０００４】
本開示の第１の観点に係るレーザ露光システムは、被照射物に照射されるレーザ光を出力する複数のレーザ装置と、前記複数のレーザ装置から出力された複数のレーザ光の光路上に配置され、前記複数のレーザ光のビーム特性を互いに略一致させる少なくとも１つのビーム特性調節器と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、複数のレーザ装置を備えるレーザ露光システムを説明するための図を示す。
【図２】図２は、回折光学素子を含むビームコンバイナ素子を説明するための図を示す。
【図３】図３は、インテグレータ光学系を含むビームコンバイナ素子を説明するための図を示す。
【図４】図４は、ミラー光学系を含む入射光学系を説明するための図を示す。
【図５】図５は、プリズム光学系を含む入射光学系を説明するための図を示す。
【図６】図６は、平行光線に変換する入射光学系を説明するための図を示す。
【図７】図７は、光路長調節器を含むビーム特性調節器を説明するための図を示す。
【図８】図８は、ビーム転写器を含むビーム特性調節器を説明するための図を示す。
【図９】図９は、ビーム特性調節器の構成の組み合わせを説明するための図を示す。
【図１０】図１０は、回折光学素子を含むビームコンバイナ素子で合波されたレーザ光を露光装置に入射させる場合における照明光学系のフライアイレンズに関する他の構成例を説明するための図を示す。
【図１１】図１１は、平行光線に変換された複数のレーザ光を露光装置に入射させる場合における照明光学系のフライアイレンズに関する他の構成例を説明するための図を示す。
【図１２】図１２は、ラインフォーカス光学系を含む露光装置の構成を説明するための図を示す。
【図１３】図１３は、平行光線に変換された複数のレーザ光を露光装置に入射させる場合におけるラインフォーカス光学系を含む露光装置の構成を説明するための図を示す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図１に示されたフライアイレンズに含まれる複数のレンズの構成について説明するための図を示す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１に示されたフライアイレンズに含まれる複数のレンズの他の構成例について説明するための図を示す。
【図１５】図１５は、回折光学素子を保持するホルダを説明するための図を示す。
【実施形態】
【０００６】
〜内容〜
１．概要
２．用語の説明
３．複数のレーザ装置を備えるレーザ露光システム
３．１  構成
３．２  動作
３．３  作用
４．ビームコンバイナ素子
４．１  回折光学素子を含むビームコンバイナ素子
４．２  インテグレータ光学系を含むビームコンバイナ素子
５．入射光学系
５．１  ミラー光学系を含む入射光学系
５．２  プリズム光学系を含む入射光学系
５．３  平行光線に変換する入射光学系
６．ビーム特性調節器
６．１  光路長調節器を含むビーム特性調節器
６．２  ビーム転写器を含むビーム特性調節器
６．３  ビーム特性調節器の構成の組み合わせ
７．露光装置側の光学系
７．１  照明光学系
７．２  ラインフォーカス光学系
８．その他
８．１  フライアイレンズ
８．２  冷媒流路を含むホルダ
８．３  その他の変形例
【０００７】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【０００８】
［１．概要］
本開示は、以下の実施形態を少なくとも開示し得る。
【０００９】
レーザ露光システム１は、被照射物Ｐに照射されるレーザ光を出力する複数のレーザ装置２と、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の光路上に配置され、複数のレーザ光のビーム特性を互いに略一致させる少なくとも１つのビーム特性調節器３２と、を備えてもよい。
このような構成により、レーザ露光システム１は、安定したビーム特性を有するレーザ光を高いパルスエネルギーで出力し得ると共に高スループットを実現し得る。
【００１０】
［２．用語の説明］
「光路軸」は、レーザ光の進行方向に沿ってレーザ光のビーム断面の中心を通る軸である。
「光路」は、レーザ光が通る経路である。光路には、光路軸が含まれてもよい。
「上流側」は、レーザ光の光路上に沿ってレーザ装置に近い側のことである。
「下流側」は、レーザ光の光路上に沿ってレーザ装置から遠い側のことである。
「合波」は、異なる光路を有する複数のレーザ光を、略同一の光路を有するレーザ光となるよう重ね合わせることである。
【００１１】
［３．複数のレーザ装置を備えるレーザ露光システム］
図１を用いて、複数のレーザ装置２を備えるレーザ露光システム１について説明する。
図１は、複数のレーザ装置２を備えるレーザ露光システム１を説明するための図を示す。
【００１２】
［３．１  構成］
レーザ露光システム１は、被照射物Ｐに対してレーザ光を照射し、被照射物Ｐをレーザアニールするためのレーザ露光システムであってもよい。
被照射物Ｐは、例えばアモルファスシリコンが成膜されたガラス基板であってもよい。アモルファスシリコン膜が紫外線領域の波長を有するレーザ光によってレーザアニールされると、ポリシリコン膜に改質され得る。
レーザ露光システム１は、レーザシステム５と、露光装置４とを備えてもよい。
レーザシステム５は、複数のレーザ装置２と、ビームコンバイナシステム３とを含んでもよい。
【００１３】
複数のレーザ装置２のそれぞれは、紫外線の波長領域を有するパルスレーザ光を出力するレーザ装置であってもよい。複数のレーザ装置２のそれぞれは、例えば、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＫｒＦ、又はＡｒＦをレーザ媒質とするエキシマレーザ装置であってもよい。複数のレーザ装置２のそれぞれは、実質的に同一のレーザ装置であってもよい。
複数のレーザ装置２の台数は、特に限定されず、２以上の任意の台数であってもよい。以下の説明では、便宜的に、複数のレーザ装置２の台数は５台であるとする。複数のレーザ装置２は、第１〜第５レーザ装置２ａ〜２ｅから構成されているとする。
【００１４】
ビームコンバイナシステム３は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を合波して露光装置４に出射するシステムであってもよい。
ビームコンバイナシステム３は、高反射ミラー群３１と、ビーム特性調節器３２と、入射光学系３３と、ビームコンバイナ素子３４と、を備えてもよい。
【００１５】
高反射ミラー群３１は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を反射して入射光学系３３に入射させてもよい。
高反射ミラー群３１は、複数のレーザ装置２の台数に対応する数だけ設けられてもよい。高反射ミラー群３１は、第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂと、第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂと、第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂと、第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂと、第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂとを含んでもよい。
【００１６】
第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂは、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１が入射光学系３３の後述する第１凹レンズ３３１１に入射するように配置されてもよい。
第１高反射ミラー３１１ａは、第１レーザ装置２ａ及び第１高反射ミラー３１１ｂと対向して配置されてもよい。第１高反射ミラー３１１ｂは、第１高反射ミラー３１１ａ及び第１凹レンズ３３１１と対向して配置されてもよい。
【００１７】
第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂは、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２が入射光学系３３の後述する第２凹レンズ３３１２に入射するように配置されてもよい。
第２高反射ミラー３１２ａは、第２レーザ装置２ｂ及び第２高反射ミラー３１２ｂと対向して配置されてもよい。第２高反射ミラー３１２ｂは、第２高反射ミラー３１２ａ及び第２凹レンズ３３１２と対向して配置されてもよい。
【００１８】
第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂは、第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３が入射光学系３３の後述する第３凹レンズ３３１３に入射するように配置されてもよい。
第３高反射ミラー３１３ａは、第３レーザ装置２ｃ及び第３高反射ミラー３１３ｂと対向して配置されてもよい。第３高反射ミラー３１３ｂは、第３高反射ミラー３１３ａ及び第３凹レンズ３３１３と対向して配置されてもよい。
【００１９】
第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂは、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４が入射光学系３３の後述する第４凹レンズ３３１４に入射するように配置されてもよい。
第４高反射ミラー３１４ａは、第４レーザ装置２ｄ及び第４高反射ミラー３１４ｂと対向して配置されてもよい。第４高反射ミラー３１４ｂは、第４高反射ミラー３１４ａ及び第４凹レンズ３３１４と対向して配置されてもよい。
【００２０】
第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂは、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５が入射光学系３３の後述する第５凹レンズ３３１５に入射するように配置されてもよい。
第５高反射ミラー３１５ａは、第５レーザ装置２ｅ及び第５高反射ミラー３１５ｂと対向して配置されてもよい。第５高反射ミラー３１５ｂは、第５高反射ミラー３１５ａ及び第５凹レンズ３３１５と対向して配置されてもよい。
【００２１】
ビーム特性調節器３２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光のビーム特性を互いに略一致させてもよい。
複数のレーザ装置２は、工場等において、当該複数のレーザ装置２から出力される複数のレーザ光が互いに略同一のビーム特性となるように設置されないことが多い。このような場合に、レーザ露光システム１は、ビーム特性調節器３２を用いて当該複数のレーザ光のビーム特性を互いに略一致させてもよい。
ビーム特性には、レーザ光の光路長、ビームダイバージェンス、ビームプロファイル、ビームサイズ、ビーム断面積等が含まれてもよい。
ビーム特性調節器３２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の光路上に配置されてもよい。
【００２２】
図１のビーム特性調節器３２は、第１〜第４レーザ装置２ａ〜２ｄから出力された第１〜第４レーザ光２１〜２４のビーム特性を、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５のビーム特性に略一致させてもよい。この場合、ビーム特性調節器３２は、第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄを含んでもよい。第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄは、実質的に同一の構成であってもよい。
以下の説明において、図１のビーム特性調節器３２は、各種ビーム特性のうちでレーザ光の光路長を調節するビーム特性調節器であることとして説明する。
【００２３】
第１ビーム特性調節器３２ａは、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１のビーム特性を、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５のビーム特性に略一致させてもよい。
第１ビーム特性調節器３２ａは、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１の光路上であって、第１高反射ミラー３１１ａと第１高反射ミラー３１１ｂとの間に配置されてもよい。
【００２４】
第２ビーム特性調節器３２ｂは、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２のビーム特性を、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５のビーム特性に略一致させてもよい。
第２ビーム特性調節器３２ｂは、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２の光路上であって、第２高反射ミラー３１２ａと第２高反射ミラー３１２ｂとの間に配置されてもよい。
【００２５】
第３ビーム特性調節器３２ｃは、第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３のビーム特性を、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５のビーム特性に略一致させてもよい。
第３ビーム特性調節器３２ｃは、第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３の光路上であって、第３高反射ミラー３１３ａと第３高反射ミラー３１３ｂとの間に配置されてもよい。
【００２６】
第４ビーム特性調節器３２ｄは、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４のビーム特性を、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５のビーム特性に略一致させてもよい。
第４ビーム特性調節器３２ｄは、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４の光路上であって、第４高反射ミラー３１４ａと第４高反射ミラー３１４ｂとの間に配置されてもよい。
【００２７】
なお、ビーム特性調節器３２が第１〜第５レーザ装置２ａ〜２ｅから出力された第１〜第５レーザ光２１〜２５のビーム特性を所定のビーム特性に略一致させる場合には、第５レーザ光２５の光路上にもビーム特性調節器が配置されてもよい。
ビーム特性調節器３２の具体的な構成については、図７〜図９を用いて後述する。
【００２８】
入射光学系３３は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光をビームコンバイナ素子３４に入射させるための光学系であってもよい。
入射光学系３３は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の光路上であって、複数のレーザ装置２とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
入射光学系３３は、二次光源光学系３３１と、コンデンサ光学系３３２とを含んでもよい。
二次光源光学系３３１及びコンデンサ光学系３３２は、ケーラー照明を構成するように設計されてもよい。
【００２９】
二次光源光学系３３１は、一次光源である複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光が入射し、複数のレーザ装置２に対する二次光源を構成してもよい。
二次光源光学系３３１は、第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５を含んでもよい。
【００３０】
第１凹レンズ３３１１は、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１の光路上であって、第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂと、コンデンサ光学系３３２との間に配置されてもよい。
第１凹レンズ３３１１は、当該第１凹レンズ３３１１の焦点３３１１ａの位置がコンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
第１凹レンズ３３１１は、第１レーザ装置２ａから出力され第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂを介して入射した第１レーザ光２１を発散させ、コンデンサ光学系３３２に出射してもよい。第１凹レンズ３３１１から出射された第１レーザ光２１は、コンデンサ光学系３３２によってビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。
第１凹レンズ３３１１は、当該第１凹レンズ３３１１から出射された第１レーザ光２１のビームコンバイナ素子３４への入射角度が所定角度となるように配置されてもよい。当該所定角度は、当該第１レーザ光２１がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００３１】
第２凹レンズ３３１２は、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２の光路上であって、第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂと、コンデンサ光学系３３２との間に配置されてもよい。
第２凹レンズ３３１２は、当該第２凹レンズ３３１２の焦点３３１２ａの位置がコンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
第２凹レンズ３３１２は、第２レーザ装置２ｂから出力され第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂを介して入射した第２レーザ光２２を発散させ、コンデンサ光学系３３２に出射してもよい。第２凹レンズ３３１２から出射された第２レーザ光２２は、コンデンサ光学系３３２によってビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。
第２凹レンズ３３１２は、当該第２凹レンズ３３１２から出射された第２レーザ光２２のビームコンバイナ素子３４への入射角度が所定角度となるように配置されてもよい。当該所定角度は、当該第２レーザ光２２がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００３２】
第３凹レンズ３３１３は、第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３の光路上であって、第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂと、コンデンサ光学系３３２との間に配置されてもよい。
第３凹レンズ３３１３は、当該第３凹レンズ３３１３の焦点３３１３ａの位置がコンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
第３凹レンズ３３１３は、第３レーザ装置２ｃから出力され第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂを介して入射した第３レーザ光２３を発散させ、コンデンサ光学系３３２に出射してもよい。第３凹レンズ３３１３から出射された第３レーザ光２３は、コンデンサ光学系３３２によってビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。
第３凹レンズ３３１３は、当該第３凹レンズ３３１３から出射された第３レーザ光２３のビームコンバイナ素子３４への入射角度が所定角度となるように配置されてもよい。当該所定角度は、当該第３レーザ光２３がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００３３】
第４凹レンズ３３１４は、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４の光路上であって、第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂと、コンデンサ光学系３３２との間に配置されてもよい。
第４凹レンズ３３１４は、当該第４凹レンズ３３１４の焦点３３１４ａの位置がコンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
第４凹レンズ３３１４は、第４レーザ装置２ｄから出力され第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂを介して入射した第４レーザ光２４を発散させ、コンデンサ光学系３３２に出射してもよい。第４凹レンズ３３１４から出射された第４レーザ光２４は、コンデンサ光学系３３２によってビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。
第４凹レンズ３３１４は、当該第４凹レンズ３３１４から出射された第４レーザ光２４のビームコンバイナ素子３４への入射角度が所定角度となるように配置されてもよい。当該所定角度は、当該第４レーザ光２４がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００３４】
第５凹レンズ３３１５は、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５の光路上であって、第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂと、コンデンサ光学系３３２との間に配置されてもよい。
第５凹レンズ３３１５は、当該第５凹レンズ３３１５の焦点３３１５ａの位置がコンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
第５凹レンズ３３１５は、第５レーザ装置２ｅから出力され第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂを介して入射した第５レーザ光２５を発散させ、コンデンサ光学系３３２に出射してもよい。第５凹レンズ３３１５から出射された第５レーザ光２５は、コンデンサ光学系３３２によってビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。
第５凹レンズ３３１５は、当該第５凹レンズ３３１５から出射された第５レーザ光２５のビームコンバイナ素子３４への入射角度が所定角度となるように配置されてもよい。当該所定角度は、当該第５レーザ光２５がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００３５】
コンデンサ光学系３３２は、二次光源光学系３３１から出射された複数のレーザ光をビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射する光学系であってもよい。
コンデンサ光学系３３２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の光路上であって、二次光源光学系３３１とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
コンデンサ光学系３３２は、当該コンデンサ光学系３３２の後側焦点面の位置がビームコンバイナ素子３４の入射側の面の位置と略一致するように配置されてもよい。
コンデンサ光学系３３２は、当該コンデンサ光学系３３２の前側焦点面の位置が第１〜第５凹レンズ３３１１〜３３１５のそれぞれの焦点３３１１ａ〜３３１５ａの位置と略一致するように配置されてもよい。
コンデンサ光学系３３２は、図示しない凸レンズや凹レンズを組み合わせて形成されてもよい。
【００３６】
ここで、複数のレーザ装置２の台数をｎとし、複数のレーザ装置２の出射口における複数のレーザ光のそれぞれのビーム断面積をＳ０とする。入射光学系３３から出射されてビームコンバイナ素子３４に入射するレーザ光におけるビーム断面積をＳｃとする。ビームコンバイナ素子３４の入射側の面における有効面積をＳｍａｘとする。
このとき、二次光源光学系３３１及びコンデンサ光学系３３２を含む入射光学系３３は、少なくとも次の関係を満たすように設計されてもよい。
Ｓｃ≧ｎ・Ｓ０
入射光学系３３は、複数のレーザ装置２の出射口における複数のレーザ光のそれぞれのビーム断面積よりも大きなビーム断面積を有するレーザ光をビームコンバイナ素子３４に入射させ得る。
より好適には、入射光学系３３は、次の関係を満たすように設計されてもよい。
ｎ・Ｓ０≦Ｓｃ≦Ｓｍａｘ
入射光学系３３は、レーザ光がビームコンバイナ素子３４で効率的に合波されよう、レーザ光をビームコンバイナ素子３４に入射させ得る。
なお、入射光学系３３の他の構成例については、図４〜図６を用いて後述する。
【００３７】
ビームコンバイナ素子３４は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を合波する光学系であってもよい。具体的には、ビームコンバイナ素子３４は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光が互いに略同一の光路となるよう、当該複数のレーザ光を重ね合わせる光学系であってもよい。
ビームコンバイナ素子３４は、露光装置４の後述するフライアイレンズ４２１の入射側の面において当該複数のレーザ光が互いに略同一の光路となるよう、当該複数のレーザ光を重ね合せてもよい。言い換えると、ビームコンバイナ素子３４は、少なくとも露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面において当該複数のレーザ光を合波していればよい。
ビームコンバイナ素子３４は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面の位置がコンデンサ光学系３３２の後側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
ビームコンバイナ素子３４の具体的な構成については、図２及び図３を用いて後述する。
【００３８】
露光装置４は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光を所定のマスクパターンに成形し、被照射物Ｐに照射してもよい。
露光装置４は、高反射ミラー４１と、照明光学系４２と、マスク４３と、転写光学系４４とを備えてもよい。
【００３９】
高反射ミラー４１は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光を反射して照明光学系４２に入射させてもよい。
高反射ミラー４１は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光の光路上に配置されてもよい。
高反射ミラー４１は、ビームコンバイナシステム３に含まれるビームコンバイナ素子３４と、照明光学系４２の後述するフライアイレンズ４２１とに対向して配置されてもよい。
【００４０】
照明光学系４２は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光をマスク４３に照らしてもよい。
照明光学系４２は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光の光路上であって、高反射ミラー４１とマスク４３との間に配置されてもよい。
照明光学系４２は、フライアイレンズ４２１と、コンデンサ光学系４２２とを含んでもよい。フライアイレンズ４２１及びコンデンサ光学系４２２は、ケーラー照明を構成するように設計されてもよい。
【００４１】
フライアイレンズ４２１は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光を分割すると共に発散させてコンデンサ光学系４２２に出射してもよい。
フライアイレンズ４２１は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光の光路上であって、高反射ミラー４１とコンデンサ光学系４２２との間に配置されてもよい。
なお、フライアイレンズ４２１に含まれる複数のレンズの詳細な構成については、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて後述する。
【００４２】
コンデンサ光学系４２２は、フライアイレンズ４２１から出射されたレーザ光をマスク４３に照明する光学系であってもよい。
コンデンサ光学系４２２は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光の光路上であって、フライアイレンズ４２１とマスク４３との間に配置されてもよい。
コンデンサ光学系４２２は、当該コンデンサ光学系４２２の後側焦点面の位置がマスク４３の位置と略一致するように配置されてもよい。
コンデンサ光学系４２２は、図示しない凸レンズや凹レンズを組み合わせて形成されてもよい。
【００４３】
マスク４３は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光を所定のマスクパターンに成形してもよい。
マスク４３は、長方形形状の開口が形成されたスリットであってもよい。或いは、マスク４３は、ライン形状の開口が形成されたスリットであってもよい。当該スリットの開口形状は、マスク４３のマスクパターンを構成し得る。マスク４３のマスクパターンは、当該長方形形状やライン形状に限定されず、所望形状のパターンであってもよい。
マスク４３は、当該マスク４３の開口の位置がコンデンサ光学系４２２の後側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
【００４４】
転写光学系４４は、マスク４３のマスクパターンに成形されたレーザ光の像を被照射物Ｐの被照射位置に転写して結像してもよい。
転写光学系４４は、ビームコンバイナシステム３から出射されたレーザ光の光路上であって、マスク４３と被照射物Ｐとの間に配置されてもよい。
転写光学系４４は、当該転写光学系４４における物体の位置がマスク４３の開口の位置と略一致するように配置されてもよい。
転写光学系４４は、当該転写光学系４４におけるマスク４３の像の位置が被照射物Ｐの被照射位置と略一致するように配置されてもよい。
転写光学系４４は、２つの凸レンズを組み合わせて形成されてもよい。転写光学系４４は、当該２つの凸レンズに限定されず、例えば凸レンズ及び凹レンズを組み合わせて形成されてもよい。転写光学系４４は、長方形形状のマスクパターンの短手方向だけを被照射物Ｐに転写するシリンドリカルレンズによって形成されてもよい。
なお、露光装置４側の光学系における他の構成例については、図１０〜図１３を用いて後述する。
【００４５】
［３．２  動作］
第１〜第５レーザ装置２ａ〜２ｅには、第１〜第５レーザ光２１〜２５の発振トリガ信号が略同一のタイミングで図示しないレーザ制御部によってそれぞれ入力され得る。略同一のタイミングとは、例えば数ｎＳ〜１０ｎｓ程度の範囲内に含まれるタイミングであってもよい。
第１〜第５レーザ装置２ａ〜２ｅは、発振トリガ信号が入力されると、第１〜第５レーザ光２１〜２５をそれぞれ出力し得る。
【００４６】
第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５は、第５高反射ミラー３１５ａ及び第５高反射ミラー３１５ｂで反射し、第５凹レンズ３３１５に入射し得る。
第５凹レンズ３３１５に入射した第５レーザ光２５は、当該第５凹レンズ３３１５によってレーザ光のビームが拡大されコンデンサ光学系３３２に入射し得る。
コンデンサ光学系３３２に入射した第５レーザ光２５は、当該コンデンサ光学系３３２によってコリメートされ、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。このとき、第５レーザ光２５は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
ここで、第５レーザ装置２ｅとビームコンバイナ素子３４との間における第５レーザ光２５の光路長をＬ０とする。
【００４７】
第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１は、第１高反射ミラー３１１ａで反射し、第１ビーム特性調節器３２ａに入射し得る。
第１ビーム特性調節器３２ａに入射した第１レーザ光２１の第１レーザ装置２ａとビームコンバイナ素子３４との間における光路長は、Ｌ０と略一致するよう調節され得る。
第１ビーム特性調節器３２ａによって光路長が調節された第１レーザ光２１は、第１高反射ミラー３１１ｂで反射し、第１凹レンズ３３１１に入射し得る。
第１凹レンズ３３１１に入射した第１レーザ光２１は、当該第１凹レンズ３３１１によってレーザ光のビームが拡大されコンデンサ光学系３３２に入射し得る。
コンデンサ光学系３３２に入射した第１レーザ光２１は、当該コンデンサ光学系３３２によってコリメートされ、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。このとき、第１レーザ光２１は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
ビームコンバイナ素子３４に入射した第１レーザ光２１は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で第５レーザ光２５と重ね合され得る。
【００４８】
第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２は、第２高反射ミラー３１２ａで反射し、第２ビーム特性調節器３２ｂに入射し得る。
第２ビーム特性調節器３２ｂに入射した第２レーザ光２２の第２レーザ装置２ｂとビームコンバイナ素子３４との間における光路長は、Ｌ０と略一致するよう調節され得る。
第２ビーム特性調節器３２ｂによって光路長が調節された第２レーザ光２２は、第２高反射ミラー３１２ｂで反射し、第２凹レンズ３３１２に入射し得る。
第２凹レンズ３３１２に入射した第２レーザ光２２は、当該第２凹レンズ３３１２によってレーザ光のビームが拡大されコンデンサ光学系３３２に入射し得る。
コンデンサ光学系３３２に入射した第２レーザ光２２は、当該コンデンサ光学系３３２によってコリメートされ、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。このとき、第２レーザ光２２は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
ビームコンバイナ素子３４に入射した第２レーザ光２２は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で第１、第５レーザ光２１、２５と重ね合され得る。
【００４９】
第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３は、第３高反射ミラー３１３ａで反射し、第３ビーム特性調節器３２ｃに入射し得る。
第３ビーム特性調節器３２ｃに入射した第３レーザ光２３の第３レーザ装置２ｃとビームコンバイナ素子３４との間における光路長は、Ｌ０と略一致するよう調節され得る。
第３ビーム特性調節器３２ｃによって光路長が調節された第３レーザ光２３は、第３高反射ミラー３１３ｂで反射し、第３凹レンズ３３１３に入射し得る。
第３凹レンズ３３１３に入射した第３レーザ光２３は、当該第３凹レンズ３３１３によってレーザ光のビームが拡大されコンデンサ光学系３３２に入射し得る。
コンデンサ光学系３３２に入射した第３レーザ光２３は、当該コンデンサ光学系３３２によってコリメートされ、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。このとき、第３レーザ光２３は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
ビームコンバイナ素子３４に入射した第３レーザ光２３は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で第１、第２、第５レーザ光２１、２２、２５と重ね合され得る。
【００５０】
第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４は、第４高反射ミラー３１４ａで反射し、第４ビーム特性調節器３２ｄに入射し得る。
第４ビーム特性調節器３２ｄに入射した第４レーザ光２４の第４レーザ装置２ｄとビームコンバイナ素子３４との間における光路長は、Ｌ０と略一致するよう調節され得る。
第４ビーム特性調節器３２ｄによって光路長が調節された第４レーザ光２４は、第４高反射ミラー３１４ｂで反射し、第４凹レンズ３３１４に入射し得る。
第４凹レンズ３３１４に入射した第４レーザ光２４は、当該第４凹レンズ３３１４によってレーザ光のビームが拡大されコンデンサ光学系３３２に入射し得る。
コンデンサ光学系３３２に入射した第４レーザ光２４は、当該コンデンサ光学系３３２によってコリメートされ、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に照射され得る。このとき、第４レーザ光２４は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
ビームコンバイナ素子３４に入射した第４レーザ光２４は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で第１〜第３、第５レーザ光２１〜２３、２５と重ね合され得る。
【００５１】
ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で重ね合された第１〜第５レーザ光２１〜２５は、ビームコンバイナ素子３４を透過して合波され得る。
ビームコンバイナ素子３４から出射されたレーザ光は、露光装置４に入射し得る。
【００５２】
露光装置４に入射したレーザ光は、高反射ミラー４１で反射し、照明光学系４２のフライアイレンズ４２１に入射し得る。
フライアイレンズ４２１に入射したレーザ光は、フライアイレンズ４２１を透過して分割されると共に発散してコンデンサ光学系４２２に入射し得る。
コンデンサ光学系４２２に入射したレーザ光は、コンデンサ光学系４２２を透過して、コンデンサ光学系４２２の後側焦点面に位置するマスク４３の開口に照明され得る。
コンデンサ光学系４２２によって照明されたレーザ光は、マスク４３の開口において、ビーム断面の光強度分布が均一化されたレーザ光となり得る。
【００５３】
マスク４３に均一に照明されたレーザ光は、マスク４３のマスクパターンに成形されて、転写光学系４４に入射し得る。
マスクパターンの像は、転写光学系４４によって、被照射物Ｐの被照射位置に転写され結像され得る。
被照射物Ｐには、第１〜第５レーザ光２１〜２５が合波されたレーザ光が照射され得る。第１〜第５レーザ光２１〜２５が合波されたレーザ光は、１台のレーザ装置から出力されたレーザ光に対して約５倍のパルスエネルギーを有し得る。
【００５４】
［３．３  作用］
レーザシステム５は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を合波し得る。そして、レーザシステム５は、この合波されたレーザ光を露光装置４に入射させ得る。露光装置４では、この合波されたレーザ光が被照射物Ｐに照射され得る。
このため、レーザシステム５は、露光装置４に入射するレーザ光のパルスエネルギーを高くし得る。更に、レーザシステム５は、１パルスの照射で被照射物Ｐに照射されるレーザ光の照射面積を大きくし得る。
その結果、レーザ露光システム１は、大面積の被照射物Ｐに効率的にパルスエネルギーを与えることができ、大面積の液晶ディスプレイの製造が可能となり得る。更に、レーザ露光システム１は、レーザアニール等のレーザ照射に係る製造工程のスループットを向上させ得る。
また、レーザシステム５は、複数のレーザ光を合波して被照射物Ｐを照射し得るため、被照射物Ｐに照射されるレーザ光のビーム断面における光強度分布を均一化し得る。
その結果、レーザ露光システム１は、レーザ光を被照射物Ｐに対してムラなく均一に照射し得る。
【００５５】
レーザシステム５は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光のビーム特性を互いに略一致させて合波し得る。
このため、レーザシステム５は、合波前後におけるレーザ光のビーム特性変化を抑制し得る。
その結果、レーザ露光システム１は、露光装置４の構成として、１台のレーザ装置を備えるレーザ露光システムの露光装置と同様の構成を採用し得るため、低コスト且つ簡易に実現され得る。
【００５６】
レーザシステム５は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光のビーム断面積を拡大させてビームコンバイナ素子３４に入射させ得る。
このため、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面におけるレーザ光のエネルギー密度は、低減され得る。
その結果、レーザ露光システム１のビームコンバイナ素子３４は、レーザ光の入射に伴う損傷が抑制され、長寿命化し得る。
【００５７】
レーザアニールを行うレーザ露光システムを構成するレーザシステムには、安定したビーム特性を有するレーザ光を高いパルスエネルギーで露光装置に出射することが求められ得る。
露光装置に出射されるレーザ光のパルスエネルギーを向上させるために、１台のレーザ装置を高出力化することには限界があり得る。
また、当該パルスエネルギーを向上させるために、複数のレーザ装置から出力された複数のレーザ光を重ね合せることも、従来のレーザシステムでは、ビーム特性の安定性やスループットという点で問題があり得た。
本実施形態のレーザシステム５は、上述した構成により、安定したビーム特性を有するレーザ光を高いパルスエネルギーで露光装置４に出力し得る。
その結果、レーザ露光システム１は、大面積での露光及び高スループットを実現し得る。
【００５８】
［４．ビームコンバイナ素子］
図２及び図３を用いて、ビームコンバイナ素子３４の具体的な構成について説明する。
ビームコンバイナ素子３４は、回折光学素子（Diffractive Optical Element：ＤＯＥ）３４１やインテグレータ光学系３４２を用いて構成されてもよい。
ビームコンバイナ素子３４の構成において、図１に示されたレーザ露光システム１に含まれるビームコンバイナ素子３４と同様の構成については説明を省略する。
【００５９】
［４．１  回折光学素子を含むビームコンバイナ素子］
図２は、回折光学素子３４１を含むビームコンバイナ素子３４を説明するための図を示す。
なお、図２では、露光装置４側にある高反射ミラー４１の図示を省略している。
【００６０】
回折光学素子３４１は、例えば合成石英やフッ化カルシウム基板等の紫外線を透過する基板上に所定形状の溝を所定間隔で加工して形成されてもよい。回折光学素子３４１に形成された溝は、所定角度で入射した複数のレーザ光を略同一の光路軸で回折光学素子３４１から出射するように形成されてもよい。
回折光学素子３４１に入射した複数のレーザ光は、互いに略同一の光路軸を有して合波され回折光学素子３４１から出射されて、フライアイレンズ４２１の入射側の面に到達し得る。
回折光学素子３４１は、例えば、米国特許出願公開第２００９／０２８５０７６号に記載された回折光学素子であってもよい。
【００６１】
ビームコンバイナ素子３４は、回折光学素子３４１を用いて構成されることで、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を高効率で合波し得る。
それにより、レーザ露光システム１は、露光装置４の構成として１台のレーザ装置を備えるレーザ露光システムの露光装置と同様の構成を採用することができ、低コスト且つ容易に実現され得る。
なお、回折光学素子３４１を含むビームコンバイナ素子３４の他の構成については、図１に示されたビームコンバイナ素子３４の構成と同様であってもよい。
【００６２】
［４．２  インテグレータ光学系を含むビームコンバイナ素子］
図３は、インテグレータ光学系３４２を含むビームコンバイナ素子３４を説明するための図を示す。
なお、図３では、露光装置４側にある高反射ミラー４１の図示を省略している。
インテグレータ光学系３４２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を重ね合せる光学系であってもよい。
インテグレータ光学系３４２は、フライアイレンズ３４２ａと、コンデンサ光学系３４２ｂとを含んでもよい。
【００６３】
フライアイレンズ３４２ａは、例えば合成石英やフッ化カルシウム基板等の紫外線を透過する基板上に複数のレンズを配列して形成されてもよい。
フライアイレンズ３４２ａに含まれる複数のレンズは、所定角度で入射したレーザ光を分割すると共に発散させてフライアイレンズ３４２ａから出射するように形成されてもよい。
フライアイレンズ３４２ａは、当該フライアイレンズ３４２ａの複数の焦点の位置がコンデンサ光学系３４２ｂの前側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
フライアイレンズ３４２ａは、当該フライアイレンズ３４２ａの入射側の面の位置がコンデンサ光学系３３２の後側焦点面の位置と略一致するように配置されてもよい。
フライアイレンズ３４２ａは、コンデンサ光学系３３２から出射された複数のレーザ光が所定角度で入射するように配置されてもよい。フライアイレンズ３４２ａに入射する複数のレーザ光は、フライアイレンズ３４２ａの入射側の面で重ね合されて入射し得る。
フライアイレンズ３４２ａに入射したレーザ光は、当該フライアイレンズ３４２ａに含まれる複数のレンズの数に応じて多数のレーザ光に分割され得る。
フライアイレンズ３４２ａで分割されたレーザ光は、当該複数のレンズの大きさに応じた広がり角度で発散し、コンデンサ光学系３４２ｂに入射し得る。
このように、レーザ光が入射したフライアイレンズ３４２ａは、入射したレーザ光に対する二次光源として多数の点光源の集合を構成し得る。
なお、フライアイレンズ３４２ａに含まれる複数のレンズの構成例については、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて後述する。
【００６４】
コンデンサ光学系３４２ｂは、当該コンデンサ光学系３４２ｂの前側焦点面の位置がフライアイレンズ３４２ａの焦点の位置と略一致するように配置されてもよい。
コンデンサ光学系３４２ｂは、当該コンデンサ光学系３４２ｂの後側焦点面の位置が露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面の位置と略一致するように配置されてもよい。
コンデンサ光学系３４２ｂは、フライアイレンズ３４２ａから出射されたレーザ光が所定角度で入射するように配置されてもよい。
フライアイレンズ３４２ａで分割されコンデンサ光学系３４２ｂに入射したレーザ光は、当該コンデンサ光学系３４２ｂによってコリメートされ、露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面で再び重ね合され得る。
その結果、露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面に重ね合されたレーザ光は、ビーム断面の光強度分布が更に均一化されたレーザ光となり得る。
すなわち、インテグレータ光学系３４２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を、フライアイレンズ４２１の入射側の面において略同一の光路を有するレーザ光となるよう重ね合せ、且つ、ビーム断面の光強度分布を更に均一化し得る。
【００６５】
ビームコンバイナ素子３４は、インテグレータ光学系３４２を用いて構成されることで、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を高効率で合波し得る。更に、ビームコンバイナ素子３４は、合波されたレーザ光におけるビーム断面の光強度分布を、回折光学素子３４１を用いる場合に比べて、更に均一化し得る。
それにより、レーザ露光システム１は、回折光学素子３４１を用いる場合に比べて、更に低コスト且つ容易に実現され得る。
なお、インテグレータ光学系３４２は、フライアイレンズ３４２ａの代りに複数のロッドレンズを組み合わせて構成されてもよい。
また、インテグレータ光学系３４２を含むビームコンバイナ素子３４の他の構成については、図１に示されたビームコンバイナ素子３４の構成と同様であってもよい。
【００６６】
［５．入射光学系］
図４〜図６を用いて、入射光学系３３の他の構成例について説明する。
図４〜図６に示された入射光学系３３の他の構成例において、図１に示されたレーザ露光システム１に含まれる入射光学系３３と同様の構成については説明を省略する。
【００６７】
［５．１  ミラー光学系を含む入射光学系］
図４は、ミラー光学系３３４を含む入射光学系３３を説明するための図を示す。
図４に示された入射光学系３３は、ビーム拡大光学系３３３と、ミラー光学系３３４とを含んでもよい。
【００６８】
ビーム拡大光学系３３３は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光におけるビームを拡大してもよい。
ビーム拡大光学系３３３は、第１〜第５ビームエキスパンダ３３３１〜３３３５を含んでもよい。
【００６９】
第１ビームエキスパンダ３３３１は、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１の光路上であって、第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂと、ミラー光学系３３４との間に配置されてもよい。
第１ビームエキスパンダ３３３１は、図示しない凸レンズや凹レンズを組み合わせて形成されてもよい。或いは、第１ビームエキスパンダ３３３１は、図示しない複数の凸レンズ、凹レンズ、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第１ビームエキスパンダ３３３１は、第１レーザ装置２ａから出力され第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂを介して入射した第１レーザ光２１のビームを拡大してもよい。
第１ビームエキスパンダ３３３１は、ビームサイズが拡大された第１レーザ光２１をミラー光学系３３４の後述する高反射ミラー３３４１に出射してもよい。
【００７０】
第２ビームエキスパンダ３３３２は、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２の光路上であって、第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂと、ミラー光学系３３４との間に配置されてもよい。
第２ビームエキスパンダ３３３２は、第１ビームエキスパンダ３３３１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズや、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第２ビームエキスパンダ３３３２は、第２レーザ装置２ｂから出力され第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂを介して入射した第２レーザ光２２のビームを拡大してもよい。
第２ビームエキスパンダ３３３２は、ビームサイズが拡大された第２レーザ光２２をミラー光学系３３４の後述する高反射ミラー３３４２に出射してもよい。
【００７１】
第３ビームエキスパンダ３３３３は、第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３の光路上であって、第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂと、ミラー光学系３３４との間に配置されてもよい。
第３ビームエキスパンダ３３３３は、当該第３ビームエキスパンダ３３３３から出射された第３レーザ光２３の光路軸と、ビームコンバイナ素子３４に入射する第３レーザ光２３の光路軸とが略一致するように配置されてもよい。
第３ビームエキスパンダ３３３３は、第１ビームエキスパンダ３３３１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズや、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第３ビームエキスパンダ３３３３は、第３レーザ装置２ｃから出力され第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂを介して入射した第３レーザ光２３のビームを拡大してもよい。
第３ビームエキスパンダ３３３３は、ビームサイズが拡大された第３レーザ光２３を、ミラー光学系３３４を介さずにビームコンバイナ素子３４に出射してもよい。
【００７２】
第４ビームエキスパンダ３３３４は、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４の光路上であって、第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂと、ミラー光学系３３４との間に配置されてもよい。
第４ビームエキスパンダ３３３４は、第１ビームエキスパンダ３３３１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズ、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第４ビームエキスパンダ３３３４は、第４レーザ装置２ｄから出力され第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂを介して入射した第４レーザ光２４のビームを拡大してもよい。
第４ビームエキスパンダ３３３４は、ビームサイズが拡大された第４レーザ光２４をミラー光学系３３４の後述する高反射ミラー３３４４に出射してもよい。
【００７３】
第５ビームエキスパンダ３３３５は、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５の光路上であって、第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂと、ミラー光学系３３４との間に配置されてもよい。
第５ビームエキスパンダ３３３５は、第１ビームエキスパンダ３３３１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズ、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第５ビームエキスパンダ３３３５は、第５レーザ装置２ｅから出力され第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂを介して入射した第５レーザ光２５のビームを拡大してもよい。
第５ビームエキスパンダ３３３５は、ビームサイズが拡大された第５レーザ光２５をミラー光学系３３４の後述する高反射ミラー３３４５に出射してもよい。
【００７４】
第１〜第５ビームエキスパンダ３３３１〜３３３５のレーザ光のビームを拡大する倍率は、第１〜第５レーザ光２１〜２５がビームコンバイナ素子３４に重ね合されて入射したときに、それぞれのビームサイズが互いに略同一となるような倍率であってもよい。
第１〜第５ビームエキスパンダ３３３１〜３３３５のレーザ光のビームを拡大する倍率は、上述のＳｃ≧ｎ・Ｓ０の関係式、好適には上述のｎ・Ｓ０≦Ｓｃ≦Ｓｍａｘの関係式を満たすような倍率であってもよい。
第１〜第５ビームエキスパンダ３３３１〜３３３５のレーザ光のビームを拡大する倍率は、それぞれ略同じ値であってもよい。
【００７５】
ミラー光学系３３４は、ビーム拡大光学系３３３によってビームサイズが拡大された複数のレーザ光をビームコンバイナ素子３４に重ね合せて入射させてもよい。
ミラー光学系３３４は、高反射ミラー３３４１と、高反射ミラー３３４２と、高反射ミラー３３４４と、高反射ミラー３３４５とを含んでもよい。
【００７６】
高反射ミラー３３４１は、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１の光路上であって、第１ビームエキスパンダ３３３１とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
高反射ミラー３３４１は、第１ビームエキスパンダ３３３１及びビームコンバイナ素子３４の入射側の面と対向して配置されてもよい。
高反射ミラー３３４１は、第１ビームエキスパンダ３３３１から出射された第１レーザ光２１を反射して、ビームコンバイナ素子３４に所定角度で入射させてもよい。当該所定角度は、当該第１レーザ光２１がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００７７】
高反射ミラー３３４２は、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２の光路上であって、第２ビームエキスパンダ３３３２とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
高反射ミラー３３４２は、第２ビームエキスパンダ３３３２及びビームコンバイナ素子３４の入射側の面と対向して配置されてもよい。
高反射ミラー３３４２は、第２ビームエキスパンダ３３３２から出射された第２レーザ光２２を反射して、ビームコンバイナ素子３４に所定角度で入射させてもよい。当該所定角度は、当該第２レーザ光２２がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００７８】
高反射ミラー３３４４は、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４の光路上であって、第４ビームエキスパンダ３３３４とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
高反射ミラー３３４４は、第４ビームエキスパンダ３３３４及びビームコンバイナ素子３４の入射側の面と対向して配置されてもよい。
高反射ミラー３３４４は、第４ビームエキスパンダ３３３４から出射された第４レーザ光２４を反射して、ビームコンバイナ素子３４に所定角度で入射させてもよい。当該所定角度は、当該第４レーザ光２４がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００７９】
高反射ミラー３３４５は、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５の光路上であって、第５ビームエキスパンダ３３３５とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
高反射ミラー３３４５は、第５ビームエキスパンダ３３３５及びビームコンバイナ素子３４の入射側の面と対向して配置されてもよい。
高反射ミラー３３４５は、第５ビームエキスパンダ３３３５から出射された第５レーザ光２５を反射して、ビームコンバイナ素子３４に所定角度で入射させてもよい。当該所定角度は、当該第５レーザ光２５がビームコンバイナ素子３４で他のレーザ光と合波されるような角度であってもよい。
【００８０】
ビーム拡大光学系３３３に入射した複数のレーザ光は、ビームコンバイナ素子３４に入射するそれぞれのレーザ光のビーム形状が略同一となるように拡大され、ミラー光学系３３４に入射し得る。
ミラー光学系３３４に入射した複数のレーザ光は、当該ミラー光学系３３４で反射し、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で重なり合うように照射され得る。このとき、複数のレーザ光は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
なお、ミラー光学系３３４を含む入射光学系３３の他の構成については、図１に示された入射光学系３３の構成と同様であってもよい。
【００８１】
［５．２  プリズム光学系を含む入射光学系］
図５は、プリズム光学系３３６を含む入射光学系３３を説明するための図を示す。
図５に示された入射光学系３３は、ビーム拡大光学系３３５と、プリズム光学系３３６とを含んでもよい。
【００８２】
ビーム拡大光学系３３５は、図４に示されたビーム拡大光学系３３３と同様に、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光におけるビームを拡大してもよい。
ビーム拡大光学系３３５は、第１〜第５ビームエキスパンダ３３５１〜３３５５を含んでもよい。
【００８３】
第１ビームエキスパンダ３３５１は、第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１の光路上であって、第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂと、プリズム光学系３３６との間に配置されてもよい。
第１ビームエキスパンダ３３５１は、図示しない凸レンズや凹レンズを組み合わせて形成されてもよい。或いは、第１ビームエキスパンダ３３５１は、図示しない複数の凸レンズ、凹レンズ、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第１ビームエキスパンダ３３５１は、第１レーザ装置２ａから出力され第１高反射ミラー３１１ａ及び３１１ｂを介して入射した第１レーザ光２１のビームを拡大してもよい。
第１ビームエキスパンダ３３５１は、ビームサイズが拡大された第１レーザ光２１をプリズム光学系３３６に出射してもよい。
【００８４】
第２ビームエキスパンダ３３５２は、第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２の光路上であって、第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂと、プリズム光学系３３６との間に配置されてもよい。
第２ビームエキスパンダ３３５２は、第１ビームエキスパンダ３３５１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズや、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第２ビームエキスパンダ３３５２は、第２レーザ装置２ｂから出力され第２高反射ミラー３１２ａ及び３１２ｂを介して入射した第２レーザ光２２のビームを拡大してもよい。
第２ビームエキスパンダ３３５２は、ビームサイズが拡大された第２レーザ光２２をプリズム光学系３３６に出射してもよい。
【００８５】
第３ビームエキスパンダ３３５３は、第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３の光路上であって、第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂと、プリズム光学系３３６との間に配置されてもよい。
第３ビームエキスパンダ３３５３は、当該第３ビームエキスパンダ３３５３から出射された第３レーザ光２３の光路軸と、ビームコンバイナ素子３４に入射する第３レーザ光２３の光路軸とが略一致するように配置されてもよい。
第３ビームエキスパンダ３３５３は、第１ビームエキスパンダ３３５１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズや、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第３ビームエキスパンダ３３５３は、第３レーザ装置２ｃから出力され第３高反射ミラー３１３ａ及び３１３ｂを介して入射した第３レーザ光２３のビームを拡大してもよい。
第３ビームエキスパンダ３３５３は、ビームサイズが拡大された第３レーザ光２３をプリズム光学系３３６に出射してもよい。
【００８６】
第４ビームエキスパンダ３３５４は、第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４の光路上であって、第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂとプリズム光学系３３６との間に配置されてもよい。
第４ビームエキスパンダ３３５４は、第１ビームエキスパンダ３３５１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズや、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第４ビームエキスパンダ３３５４は、第４レーザ装置２ｄから出力され第４高反射ミラー３１４ａ及び３１４ｂを介して入射した第４レーザ光２４のビームを拡大してもよい。
第４ビームエキスパンダ３３５４は、ビームサイズが拡大された第４レーザ光２４をプリズム光学系３３６に出射してもよい。
【００８７】
第５ビームエキスパンダ３３５５は、第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５の光路上であって、第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂと、プリズム光学系３３６との間に配置されてもよい。
第５ビームエキスパンダ３３５５は、第１ビームエキスパンダ３３５１と同様に、図示しない凸レンズ、凹レンズや、プリズムを組み合わせて形成されてもよい。
第５ビームエキスパンダ３３５５は、第５レーザ装置２ｅから出力され第５高反射ミラー３１５ａ及び３１５ｂを介して入射した第５レーザ光２５のビームを拡大してもよい。
第５ビームエキスパンダ３３５５は、ビームサイズが拡大された第５レーザ光２５をプリズム光学系３３６に出射してもよい。
【００８８】
第１〜第５ビームエキスパンダ３３５１〜３３５５のビームサイズを拡大する倍率は、第１〜第５レーザ光２１〜２５がビームコンバイナ素子３４の入射側の面に重ね合されて入射したときに、それぞれのビームサイズが互いに略同一となるような倍率であってもよい。
第１〜第５ビームエキスパンダ３３５１〜３３５５のレーザ光のビームを拡大する倍率は、上述のＳｃ≧ｎ・Ｓ０の関係式、好適には上述のｎ・Ｓ０≦Ｓｃ≦Ｓｍａｘの関係式を満たすような倍率であってもよい。
第１〜第５ビームエキスパンダ３３５１〜３３５５のレーザ光のビームを拡大する倍率は、それぞれ異なる値であってもよい。
【００８９】
プリズム光学系３３６は、ビーム拡大光学系３３５によってビームが拡大された複数のレーザ光をビームコンバイナ素子３４に重ね合せて入射させてもよい。
プリズム光学系３３６は、例えば合成石英やフッ化カルシウム等の紫外線を透過する材料を用いて形成されてもよい。
プリズム光学系３３６は、六角柱形状に形成されてもよい。
プリズム光学系３３６は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の光路上であって、ビーム拡大光学系３３５とビームコンバイナ素子３４との間に配置されてもよい。
プリズム光学系３３６は、第１〜第５ビームエキスパンダ３３５１〜３３５５から出射された第１〜第５レーザ光２１〜２５を屈折させて、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射させてもよい。当該所定角度は、第１〜第５レーザ光２１〜２５がビームコンバイナ素子３４で合波されるような角度であってもよい。
【００９０】
ビーム拡大光学系３３５に入射した複数のレーザ光は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で互いに略同一のビームサイズとなるように拡大され、プリズム光学系３３６に入射し得る。
プリズム光学系３３６に入射した複数のレーザ光は、当該プリズム光学系３３６で屈折して、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に重ね合されて入射し得る。このとき、複数のレーザ光は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に所定角度で入射し得る。
なお、プリズム光学系３３６を含む入射光学系３３の他の構成については、図１に示された入射光学系３３の構成と同様であってもよい。
【００９１】
［５．３  平行光線に変換する入射光学系］
図６は、平行光線に変換する入射光学系３３を説明するための図を示す。
なお、図６では、露光装置４側にある高反射ミラー４１の図示を省略している。
【００９２】
図６に示された入射光学系３３は、図１〜図５の入射光学系３３とは異なり、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で重ね合わせずに、当該ビームコンバイナ素子３４に入射させてもよい。
図６に示された入射光学系３３は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を、互いに平行な光路軸となるように変換してビームコンバイナ素子３４に入射させてもよい。
図６に示された入射光学系３３は、図３に示されたインテグレータ光学系３４２を含むビームコンバイナ素子３４に対して複数のレーザ光を入射させる場合に好適であり得る。
図６に示された入射光学系３３は、光路軸変換光学系３３７を含んでもよい。
【００９３】
光路軸変換光学系３３７は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の光路軸を互いに平行となるように変換してビームコンバイナ素子３４に入射させてもよい。
光路軸変換光学系３３７は、第１直角プリズム３３７１と、第２直角プリズム３３７２と、台形プリズム３３７３とを含んでもよい。
【００９４】
第１直角プリズム３３７１は、底面が直角三角形の三角柱形状に形成されてもよい。
第１直角プリズム３３７１の直角を成す２つの側面には、高反射膜がコートされてもよい。第１直角プリズム３３７１の直角を成す２つの側面は、第１反射面３３７１ａ及び第２反射面３３７１ｂを構成し得る。
【００９５】
第１直角プリズム３３７１は、当該第１直角プリズム３３７１の第１反射面３３７１ａが、台形プリズム３３７３の後述する第１反射面３３７３ａと平行に対向するように配置されてもよい。
第１直角プリズム３３７１は、当該第１直角プリズム３３７１の第１反射面３３７１ａが、第１レーザ光２１の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
第１直角プリズム３３７１は、当該第１直角プリズム３３７１の第２反射面３３７１ｂが、第２レーザ光２２の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
【００９６】
第２直角プリズム３３７２は、底面が直角三角形の三角柱形状に形成されてもよい。
第２直角プリズム３３７２の直角を成す２つの側面には、高反射膜がコートされてもよい。第２直角プリズム３３７２の直角を成す２つの側面は、第１反射面３３７２ａ及び第２反射面３３７２ｂを構成し得る。
【００９７】
第２直角プリズム３３７２は、当該第２直角プリズム３３７２の第１反射面３３７２ａが、台形プリズム３３７３の後述する第２反射面３３７３ｂと平行に対向するように配置されてもよい。
第２直角プリズム３３７２は、当該第２直角プリズム３３７２の第１反射面３３７２ａが、第４レーザ光２４の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
第２直角プリズム３３７２は、当該第２直角プリズム３３７２の第２反射面３３７２ｂが、第５レーザ光２５の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
【００９８】
台形プリズム３３７３は、例えば合成石英やフッ化カルシウム等の紫外線を透過する材料を用いて形成されてもよい。
台形プリズム３３７３は、四角柱形状に形成されてもよい。
台形プリズム３３７３の底面は、２つの脚の成す角度が直角である等脚台形形状に形成されてもよい。
台形プリズム３３７３の側面であって、等脚台形の底面における２つの脚と交差する側面には、高反射膜がコートされてもよい。台形プリズム３３７３の側面であって、等脚台形の底面における２つの脚と交差する側面は、第１反射面３３７３ａ及び第２反射面３３７３ｂを構成し得る。
台形プリズム３３７３の側面であって、等脚台形の底面における上底及び下底と交差する側面には、反射防止膜がコートされてもよい。台形プリズム３３７３の側面であって、等脚台形の底面における上底及び下底と交差する側面は、第１照射面３３７３ｃ及び第２照射面３３７３ｄを構成し得る。
【００９９】
台形プリズム３３７３は、当該台形プリズム３３７３の第２照射面３３７３ｄが、第３レーザ光２３の光路軸と直交するように配置されてもよい。
台形プリズム３３７３は、当該台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａが、インテグレータ光学系３４２に含まれるフライアイレンズ３４２ａの入射側の面と４５°の角度を成すように配置されてもよい。
台形プリズム３３７３は、当該台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂが、インテグレータ光学系３４２に含まれるフライアイレンズ３４２ａの入射側の面と４５°の角度を成すように配置されてもよい。
【０１００】
第１レーザ装置２ａから出力された第１レーザ光２１は、第１直角プリズム３３７１の第１反射面３３７１ａで反射し、台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａに入射し得る。
台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａに入射した第１レーザ光２１は、当該第１反射面３３７３ａで反射し、フライアイレンズ３４２ａの入射側の面に垂直に入射し得る。このとき、フライアイレンズ３４２ａに入射した第１レーザ光２１の光路軸は、他のレーザ光の光路軸と平行になり得る。
【０１０１】
第２レーザ装置２ｂから出力された第２レーザ光２２は、第１直角プリズム３３７１の第２反射面３３７１ｂで反射し、台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａに入射し得る。
台形プリズム３３７３の第１反射面３３７３ａに入射した第２レーザ光２２は、当該第１反射面３３７３ａで反射し、フライアイレンズ３４２ａの入射側の面に垂直に入射し得る。このとき、フライアイレンズ３４２ａに入射した第２レーザ光２２の光路軸は、他のレーザ光の光路軸と平行になり得る。
【０１０２】
第３レーザ装置２ｃから出力された第３レーザ光２３は、台形プリズム３３７３の第２照射面３３７３ｄに入射し、内部を直進し得る。
台形プリズム３３７３の内部を直進した第３レーザ光２３は、第１照射面３３７３ｃから出射されて、フライアイレンズ３４２ａの入射側の面に垂直に入射し得る。このとき、フライアイレンズ３４２ａに入射した第３レーザ光２３の光路軸は、他のレーザ光の光路軸と平行になり得る。
【０１０３】
第４レーザ装置２ｄから出力された第４レーザ光２４は、第２直角プリズム３３７２の第１反射面３３７２ａで反射し、台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂに入射し得る。
台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂに入射した第４レーザ光２４は、当該第２反射面３３７３ｂで反射し、フライアイレンズ３４２ａの入射側の面に垂直に入射し得る。このとき、フライアイレンズ３４２ａに入射した第４レーザ光２４の光路軸は、他のレーザ光の光路軸と平行になり得る。
【０１０４】
第５レーザ装置２ｅから出力された第５レーザ光２５は、第２直角プリズム３３７２の第２反射面３３７２ｂで反射し、台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂに入射し得る。
台形プリズム３３７３の第２反射面３３７３ｂに入射した第５レーザ光２５は、当該第２反射面３３７３ｂで反射し、フライアイレンズ３４２ａの入射側の面に垂直に入射し得る。このとき、フライアイレンズ３４２ａに入射した第５レーザ光２５の光路軸は、他のレーザ光の光路軸と平行になり得る。
【０１０５】
このように、光路軸変換光学系３３７は、第１〜第５レーザ光２１〜２５の光路軸を互いに平行となるよう変換し得る。そして、光路軸変換光学系３３７は、互いに平行な光路軸を有する第１〜第５レーザ光２１〜２５を、インテグレータ光学系３４２のフライアイレンズ３４２ａに入射させ得る。
【０１０６】
光路軸変換光学系３３７から出射されフライアイレンズ３４２ａに入射した第１〜第５レーザ光２１〜２５は、図３を用いて説明したように、当該フライアイレンズ３４２ａによって多数のレーザ光に分割され、発散してコンデンサ光学系３４２ｂに入射し得る。
コンデンサ光学系３４２ｂに入射した第１〜第５レーザ光２１〜２５は、図３を用いて説明したように、当該コンデンサ光学系３４２ｂによってコリメートされ、露光装置４のフライアイレンズ４２１の入射側の面において合波され得る。
すなわち、図６に示された入射光学系３３及びビームコンバイナ素子３４を含むレーザシステム５は、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面で複数のレーザ光が重ね合っていなくても、当該複数のレーザ光を合波し得る。
なお、平行光線に変換する入射光学系３３の他の構成については、図１に示された入射光学系３３の構成と同様であってもよい。
【０１０７】
［６．ビーム特性調節器］
図７〜図９を用いて、ビーム特性調節器３２の具体的な構成について説明する。
ビーム特性調節器３２は、光路長調節器３２１やビーム転写器３２２を用いて構成されてもよい。
ビーム特性調節器３２の構成において、図１に示されたレーザ露光システム１に含まれるビーム特性調節器３２と同様の構成については説明を省略する。
【０１０８】
［６．１  光路長調節器を含むビーム特性調節器］
図７は、光路長調節器３２１を含むビーム特性調節器３２を説明するための図を示す。
図７では、レーザ光の進行方向をＺ軸方向とする。重力方向の反対方向をＶ軸方向とする。水平方向をＨ軸方向とする。以降の図面でも図７の座標軸と同様とする。
【０１０９】
光路長調節器３２１は、図１に示されたビーム特性調節器３２に含まれる第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄのそれぞれに含まれていてもよい。第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄのそれぞれに含まれる光路長調節器３２１は、実質的に同一の光路長調節器であってもよい。
以下では、第１レーザ光２１の光路上に配置された第１ビーム特性調節器３２ａに含まれる光路長調節器３２１を例に挙げて説明する。
【０１１０】
光路長調節器３２１は、直角プリズム３２１１と、高反射ミラー３２１２と、高反射ミラー３２１３と、ホルダ３２１４と、ホルダ３２１５と、ホルダ３２１６と、プレート３２１７と、プレート３２１８と、リニアレール３２１９とを含んでもよい。
【０１１１】
直角プリズム３２１１は、底面が直角三角形の三角柱形状に形成されてもよい。
直角プリズム３２１１の直角を成す２つの側面には、高反射膜がコートされてもよい。直角プリズム３２１１の直角を成す２つの側面は、第１反射面３２１１ａ及び第２反射面３２１１ｂを構成し得る。
【０１１２】
直角プリズム３２１１は、当該直角プリズム３２１１の第１反射面３２１１ａが、光路長調節器３２１に入射した第１レーザ光２１の光路軸と４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
直角プリズム３２１１は、当該直角プリズム３２１１の第２反射面３２１１ｂが、光路長調節器３２１に入射した第１レーザ光２１の光路軸と４５°の角度を成すように配置されてもよい。
【０１１３】
高反射ミラー３２１２は、当該高反射ミラー３２１２の反射面が直角プリズム３２１１の第１反射面３２１１ａと平行に対向するように配置されてもよい。
高反射ミラー３２１２は、当該高反射ミラー３２１２の反射面が高反射ミラー３２１３の反射面と直角を成して対向するように配置されてもよい。
【０１１４】
高反射ミラー３２１３は、当該高反射ミラー３２１３の反射面が直角プリズム３２１１の第２反射面３２１１ｂと平行に対向するように配置されてもよい。
高反射ミラー３２１３は、当該高反射ミラー３２１３の反射面が高反射ミラー３２１２の反射面と直角を成して対向するように配置されてもよい。
【０１１５】
ホルダ３２１４は、直角プリズム３２１１を保持してもよい。
ホルダ３２１４は、プレート３２１７に固定されてもよい。
ホルダ３２１５及びホルダ３２１６は、高反射ミラー３２１２及び高反射ミラー３２１３を保持してもよい。
ホルダ３２１５及びホルダ３２１６は、プレート３２１８に固定されてもよい。
プレート３２１８は、リニアレール３２１９に取り付けられもよい。
リニアレール３２１９は、プレート３２１８を、光路長調節器３２１に入射した第１レーザ光２１の光路軸と直交する方向に移動させてもよい。
リニアレール３２１９は、図示しないレーザ制御部からの制御によって、プレート３２１８を移動させてもよい。それにより、高反射ミラー３２１２及び高反射ミラー３２１３と直角プリズム３２１１との距離Ｌが変動して、第１レーザ光２１の光路長が調節され得る。
【０１１６】
光路長調節器３２１に入射した第１レーザ光２１は、直角プリズム３２１１の第１反射面３２１１ａで反射し、高反射ミラー３２１２の反射面に入射し得る。
高反射ミラー３２１２の反射面に入射した第１レーザ光２１は、当該高反射ミラー３２１２の反射面で反射し、高反射ミラー３２１３の反射面に入射し得る。
高反射ミラー３２１３の反射面に入射した第１レーザ光２１は、当該高反射ミラー３２１３の反射面で反射し、直角プリズム３２１１の第２反射面３２１１ｂに入射し得る。
直角プリズム３２１１の第２反射面３２１１ｂに入射した第１レーザ光２１は、当該第２反射面３２１１ｂで反射し、光路長調節器３２１に入射した第１レーザ光２１の光路軸の延長線上にある光路軸と略一致して出射され得る。
光路長調節器３２１を経由した第１レーザ光２１の光路長は、光路長調節器３２１を経由しない場合に比べて約２Ｌ伸長し得る。
なお、光路長調節器３２１は、当該光路長調節器３２１に入射した第１レーザ光２１を偶数個の反射面で反射させるため、当該第１レーザ光２１のビームを反転させずに当該光路長調節器３２１から出射し得る。
また、光路長調節器３２１を含むビーム特性調節器３２の他の構成については、図１に示されたビーム特性調節器３２の構成と同様であってもよい。
【０１１７】
［６．２  ビーム転写器を含むビーム特性調節器］
図８は、ビーム転写器３２２を含むビーム特性調節器３２を説明するための図を示す。
ビーム転写器３２２は、図１に示されたビーム特性調節器３２に含まれる第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄのそれぞれに含まれていてもよい。第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄのそれぞれに含まれるビーム転写器３２２は、実質的に同一のビーム転写器であってもよい。
以下では、第１レーザ光２１の光路上に配置された第１ビーム特性調節器３２ａに含まれるビーム転写器３２２を例に挙げて説明する。
【０１１８】
ビーム転写器３２２は、第１凸レンズ３２２１と、第２凸レンズ３２２２と、ホルダ３２２３と、ホルダ３２２４と、プレート３２２５とを含んでもよい。
【０１１９】
第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２は、例えば合成石英やフッ化カルシウム等の紫外線を透過する材料を用いて形成されてもよい。
第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２は、略同一の焦点距離Ｆを有するレンズであってもよい。
第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２は、焦点距離Ｆの２倍の長さだけ間隔を開けて対向して配置されてもよい。
第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２は、当該第１凸レンズ３２２１の後側焦点の位置と当該第２凸レンズ３２２２の前側焦点の位置とが略一致するように配置されてもよい。
第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２は、当該第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２の光軸が、第１レーザ光２１の光路軸と略一致するように配置されてもよい。
【０１２０】
ホルダ３２２３は、第１凸レンズ３２２１を保持してもよい。
ホルダ３２２３は、プレート３２２５に固定されてもよい。
ホルダ３２２４は、第２凸レンズ３２２２を保持してもよい。
ホルダ３２２４は、プレート３２２５に固定されてもよい。
【０１２１】
ビーム転写器３２２に入射した第１レーザ光２１は、第１凸レンズ３２２１を透過し得る。
第１凸レンズ３２２１を透過した第１レーザ光２１は、当該第１凸レンズ３２２１の後側焦点及び第２凸レンズ３２２２の前側焦点の位置Ｂで集光し得る。
第１凸レンズ３２２１の後側焦点及び第２凸レンズ３２２２の前側焦点の位置Ｂで集光した第１レーザ光２１は、発散して第２凸レンズ３２２２に入射し得る。
第２凸レンズ３２２２に入射した第１レーザ光２１は、第２凸レンズ３２２２を透過し得る。
第１レーザ光２１は、第２凸レンズ３２２２によってコリメートされて当該第２凸レンズ３２２２から出射し得る。
【０１２２】
第１凸レンズ３２２１の前側焦点の位置Ａにおける第１レーザ光２１の像は、第２凸レンズ３２２２の後側焦点の位置Ｃにおいて、１対１の倍率で転写及び結像され得る。１対１の倍率で転写及び結像される位置Ａから位置Ｃまでの距離は、第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２の焦点距離Ｆの４倍の長さであり得る。
このとき、１対１の倍率で転写及び結像された第１レーザ光２１の像は、ビーム転写器３２２に入射した第１レーザ光２１の像に対して反転され得る。
すなわち、ビーム転写器３２２は、当該ビーム転写器３２２に入射した第１レーザ光２１のビームを反転させて、当該ビーム転写器３２２から出射し得る。
しかし、１対１の倍率で転写及び結像された第１レーザ光２１のビームプロファイル、ビームサイズやビームダイバージェンスは、転写及び結像される前の第１レーザ光２１のビームプロファイル、ビームサイズやビームダイバージェンスと略同一となり得る。
このため、ビーム転写器３２２に入射した第１レーザ光２１は、ビームプロファイル、ビームサイズやビームダイバージェンス等の他のビーム特性は略同一で当該ビーム転写器３２２から出射され得る。つまり、第１レーザ光２１は、焦点距離Ｆの４倍の長さだけ光路長が伸長されたとしても、他のビーム特性の変化が抑制されてビーム転写器３２２から出射され得る。すなわち、ビーム転写器３２２を経由した第１レーザ光２１の光路長以外の他のビーム特性は、ビーム転写器３２２を経由しない場合と略同一となり得る。
【０１２３】
なお、ビーム転写器３２２は、一対の凸レンズである第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２を用いることに限定されず、同じ焦点距離を有する一対の凹面ミラーを用いて構成されてもよい。
また、ビーム転写器３２２は、第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２を一対用いることに限定されず、第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２を偶数対用い、それらを直列に配置して構成されてもよい。それにより、ビーム転写器３２２は、当該ビーム転写器３２２に入射した第１レーザ光２１のビームを偶数回反転させ得る。結果的に、ビーム転写器３２２は、当該ビーム転写器３２２に入射した第１レーザ光２１と同じ向きのビームの第１レーザ光２１を当該ビーム転写器３２２から出射し得る。
なお、ビーム転写器３２２を含むビーム特性調節器３２の他の構成については、図１に示されたビーム特性調節器３２の構成と同様であってもよい。
【０１２４】
［６．３  ビーム特性調節器の構成の組み合わせ］
図９は、ビーム特性調節器３２の構成の組み合わせを説明するための図を示す。
ビーム特性調節器３２に含まれる第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄは、全て同じ構成のビーム特性調節器で無くてもよい。
【０１２５】
第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄの一部は、入射したレーザ光のビームを反転させて出射する構成のビーム特性調節器であってもよい。
入射したレーザ光のビームを反転させて出射する構成のビーム特性調節器は、図８に示されたビーム転写器３２２によって構成されてもよい。
第１〜第４ビーム特性調節器３２ａ〜３２ｄの他の一部は、入射したレーザ光のビームを反転させずに出射する構成のビーム特性調節器であってもよい。
入射したレーザ光のビームを反転させずに出射する構成のビーム特性調節器は、図７に示された光路長調節器３２１によって構成されてもよい。或いは、入射したレーザ光のビームを反転させずに出射する構成のビーム特性調節器は、図８に示された第１凸レンズ３２２１及び第２凸レンズ３２２２を偶数対用い、それらを直列に配置して構成されたビーム転写器３２２によって構成されてもよい。
【０１２６】
図９では、第１ビーム特性調節器３２ａ及び第３ビーム特性調節器３２ｃは、入射したレーザ光のビームを反転させずに出射する構成のビーム特性調節器であってもよい。
図９では、第２ビーム特性調節器３２ｂ及び第４ビーム特性調節器３２ｄは、入射したレーザ光のビームを反転させて出射する構成のビーム特性調節器であってもよい。
【０１２７】
第１ビーム特性調節器３２ａに入射した第１レーザ光２１は、当該第１レーザ光２１のビームが反転されずに第１ビーム特性調節器３２ａから出射されて、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に入射し得る。
第２ビーム特性調節器３２ｂに入射した第２レーザ光２２は、当該第２レーザ光２２のビームが反転されて第２ビーム特性調節器３２ｂから出射されて、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に入射し得る。
第３ビーム特性調節器３２ｃに入射した第３レーザ光２３は、当該第３レーザ光２３のビームが反転されずに第３ビーム特性調節器３２ｃから出射されて、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に入射し得る。
第４ビーム特性調節器３２ｄに入射した第４レーザ光２４は、当該第４レーザ光２４のビームが反転されて第４ビーム特性調節器３２ｄから出射されて、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に入射し得る。
なお、第５レーザ光２５は、当該第５レーザ光２５のビームが反転されることなく、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に入射し得る。
【０１２８】
ビームコンバイナ素子３４の入射側の面に入射した第１〜第５レーザ光２１〜２５は、上述のように、重ね合され得る。
このとき、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面では、ビームが反転されてない第１レーザ光２１、第３レーザ光２３、及び第５レーザ光２５と、ビームが反転された第２レーザ光２２及び第４レーザ光２４とが重ね合され得る。すなわち、ビームコンバイナ素子３４の入射側の面では、ビームが反転されたレーザ光とビームが反転されていないレーザ光とが混在して重ね合わされ得る。
【０１２９】
複数のレーザ装置２が、エキシマレーザ装置のような放電励起型のレーザ装置である場合、放電電極方向によって、出力されるレーザ光のビーム断面での光強度分布が不均一となり得る。例えば、放電電極のアノード側がカソード側に比べて当該光強度分布が高くなることがあり得る。
ビームが反転されたレーザ光とビームが反転されていないレーザ光とを混在させて重ね合わせると、例えばビームが反転されたレーザ光のビーム断面における光強度が大きい部分と、ビームが反転されていないレーザ光のビーム断面における光強度が小さい部分とが重なり得る。それにより、ビームが反転されたレーザ光とビームが反転されていないレーザ光とを混在させてビームコンバイナ素子３４の入射側の面で重ね合わせると、当該ビームコンバイナ素子３４は、ビーム断面の光強度分布を均一化させて合波し易くなり得る。
よって、図９に示されたビームコンバイナ素子３４によって合波されたレーザ光は、ビーム断面の光強度分布が、図１に示されたビームコンバイナ素子３４によって合波されたレーザ光に比べて、より均一化させたレーザ光となり得る。
【０１３０】
なお、ビーム特性調節器３２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光のうちで、少なくとも１つのレーザ光のビームを反転させればよい。好適には、ビーム特性調節器３２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光の中で、半数近くのレーザ光のビームを反転させればよい。
また、ビーム特性調節器３２は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光のうちの少なくとも１つのレーザ光のビームを、ビーム転写器３２２を用いて反転させる代わりに、ミラー等を用いてＶ軸方向又はＨ軸方向で軸対称に変換してもよい。
なお、図９に示されたビーム特性調節器３２の他の構成については、図１に示されたビーム特性調節器３２の構成と同様であってもよい。
【０１３１】
［７．露光装置側の光学系］
図１０〜図１３を用いて、露光装置４側の光学系に関する他の構成例について説明する。
図１０〜図１３に示された露光装置４側の光学系に関する他の構成例において、図１に示されたレーザ露光システム１に含まれる露光装置４側の光学系と同様の構成については説明を省略する。
【０１３２】
［７．１  照明光学系］
図１０及び図１１を用いて、照明光学系４２のフライアイレンズ４２１に関する他の構成例について説明する。
図１０は、回折光学素子３４１を含むビームコンバイナ素子３４で合波されたレーザ光を露光装置４に入射させる場合における照明光学系４２のフライアイレンズ４２１に関する他の構成例を説明するための図を示す。図１１は、平行光線に変換された複数のレーザ光を露光装置４に入射させる場合における照明光学系４２のフライアイレンズ４２１に関する他の構成例を説明するための図を示す。
なお、図１０及び図１１では、露光装置４側にある高反射ミラー４１の図示を省略している。
【０１３３】
露光装置４に入射するレーザ光が回折光学素子３４１を含むビームコンバイナ素子３４によって合波されたレーザ光や平行光線に変換されたレーザ光である場合、フライアイレンズ４２１は、図１０及び図１１にされるような構成であってもよい。
すなわち、フライアイレンズ４２１は、図１０及び図１１に示されるように、第１フライアイレンズ４２１ａと、第２フライアイレンズ４２１ｂとを直列に配置して構成されてもよい。第１フライアイレンズ４２１ａ及び第２フライアイレンズ４２１ｂは、平凸レンズを複数配列して形成されてもよい。
そして、フライアイレンズ４２１は、第１フライアイレンズ４２１ａ及び第２フライアイレンズ４２１ｂの間隔が適宜変動されてもよい。
フライアイレンズ４２１は、露光装置４に含まれる図示しない露光装置制御部からの制御に基づき第２フライアイレンズ４２１ｂをレーザ光の光路軸に沿って移動させることにより、当該間隔が変動されてもよい。
【０１３４】
露光装置４に入射したレーザ光は、第１フライアイレンズ４２１ａに入射し得る。
第１フライアイレンズ４２１ａに入射したレーザ光は、分割されると共に当該第１フライアイレンズ４２１ａに含まれる複数の平凸レンズの後側焦点面で集光し得る。
第１フライアイレンズ４２１ａによって分割され集光したレーザ光は、それぞれ発散して第２フライアイレンズ４２１ｂに入射し得る。
第２フライアイレンズ４２１ｂを透過するそれぞれの分割されたレーザ光は、それぞれのビーム広がり角度が小さくなるように調節されてコンデンサ光学系４２２に入射し得る。
【０１３５】
ここで、第１フライアイレンズ４２１ａ及び第２フライアイレンズ４２１ｂの間隔が長くなると、第２フライアイレンズ４２１ｂに入射するレーザ光のビームサイズは縮小され得る。第２フライアイレンズ４２１ｂに入射するレーザ光のビームサイズが縮小されると、コンデンサ光学系４２２に入射するレーザ光のビームサイズも縮小され得る。コンデンサ光学系４２２に入射するレーザ光のビームサイズが縮小されると、コンデンサ光学系４２２の後側焦点面に照射されるレーザ光のビームサイズも縮小され得る。
それにより、図１０及び図１１に示されたフライアイレンズ４２１を含むレーザ露光システム１は、コンデンサ光学系４２２の後側焦点面に照明するレーザ光のビームサイズを調節し得る。
【０１３６】
なお、図１１に示されたフライアイレンズ４２１を含むレーザ露光システム１は、例えば図６に示された光路軸変換光学系３３７を用いて、フライアイレンズ４２１に入射する複数のレーザ光を平行光線に変換してもよい。
また、図１０及び図１１に示されたフライアイレンズ４２１の他の構成については、図１に示されたフライアイレンズ４２１と同様であってもよい。
【０１３７】
［７．２  ラインフォーカス光学系］
図１２及び図１３を用いて、ラインフォーカス光学系４５を含む露光装置４について説明する。
図１２は、ラインフォーカス光学系４５を含む露光装置４の構成を説明するための図を示す。図１３は、平行光線に変換された複数のレーザ光を露光装置４に入射させる場合におけるラインフォーカス光学系４５を含む露光装置４の構成を説明するための図を示す。
【０１３８】
露光装置４に入射するレーザ光が回折光学素子３４１を含むビームコンバイナ素子３４によって合波されたレーザ光や平行光線に変換されたレーザ光である場合、露光装置４は、図１２及び図１３にされるような構成であってもよい。
図１２及び図１３に示された露光装置４は、ライン形状のビーム断面を有するレーザ光を被照射物Ｐに照射する場合に好適であり得る。
図１２及び図１３に示された露光装置４には、転写光学系４４の代りにラインフォーカス光学系４５が設けられてもよい。
図１２及び図１３に示された露光装置４は、照明光学系４２及びマスク４３が含まれていなくてもよい。
【０１３９】
ラインフォーカス光学系４５は、露光装置４に入射したレーザ光のビーム断面形状をライ形状に成形して被照射物Ｐの被照射位置に集光してもよい。
ラインフォーカス光学系４５は、シリンドリカル凸レンズを用いて構成されてもよい。或いは、ラインフォーカス光学系４５は、シリンドリカル凸レンズとシリンドリカル凹レンズとを組み合わせて構成されてもよい。
ラインフォーカス光学系４５は、露光装置４に入射したレーザ光の光路上であって、高反射ミラー４１と被照射物Ｐとの間に配置されてもよい。
ラインフォーカス光学系４５は、当該ラインフォーカス光学系４５の後側焦点面の位置が被照射物Ｐの被照射位置と略一致するように配置されてもよい。
【０１４０】
露光装置４に入射するレーザ光が回折光学素子３４１を含むビームコンバイナ素子３４によって合波されたレーザ光である場合、当該レーザ光は、次のようにして被照射物Ｐに照射され得る。
図１２に示されたように、露光装置４に入射したレーザ光は、高反射ミラー４１で反射し、ラインフォーカス光学系４５に入射し得る。
ラインフォーカス光学系４５に入射したレーザ光は、ラインフォーカス光学系４５の後側焦点面の位置でライン状に集光し、被照射物Ｐの被照射位置に照射され得る。
【０１４１】
また、露光装置４に入射するレーザ光が平行光線に変換されたレーザ光である場合、当該レーザ光は、次のようにして被照射物Ｐに照射され得る。
図１３に示されたように、露光装置４に入射するレーザ光は、互いの光路軸が平行である複数のレーザ光であり得る。
露光装置４に入射した複数のレーザ光は、高反射ミラー４１で反射し、ラインフォーカス光学系４５に入射し得る。
ラインフォーカス光学系４５に入射した複数のレーザ光は、ラインフォーカス光学系４５の後側焦点面の位置でライン状に集光し、被照射物Ｐの被照射位置に照射され得る。
このとき、ラインフォーカス光学系４５の後側焦点面の位置で集光したレーザ光は、ラインフォーカス光学系４５によって被照射物Ｐの被照射位置に重ね合され得る。
すなわち、ラインフォーカス光学系４５は、複数のレーザ装置２から出力され平行光線に変換されて入射した複数のレーザ光を、被照射物Ｐの被照射位置において、ビーム断面をライン状に成形して略同一の光路に重ね合せ得る。
よって、ラインフォーカス光学系４５は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光が被照射物Ｐの被照射位置に照射される際に当該複数のレーザ光を合波し得る。
【０１４２】
図１２及び図１３に示された露光装置４を含むレーザ露光システム１は、複数のレーザ装置２から出力された複数のレーザ光を合波して被照射物Ｐに照射しつつも、照明光学系４２やマスク４３を省略し得る。
よって、図１２及び図１３に示された露光装置４を含むレーザ露光システム１は、１パルスの照射で被照射物Ｐに照射されるレーザ光のエネルギー伝送効率を高くし、ビーム断面の光強度分布を均一化しつつも、露光装置４の光学系を大幅に簡素化し得る。
【０１４３】
［８．  その他］
［８．１  フライアイレンズ］
図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて、図１に示されたフライアイレンズ４２１に含まれる複数のレンズの詳細な構成について説明する。
図１４Ａは、図１に示されたフライアイレンズ４２１に含まれる複数のレンズの構成について説明するための図を示す。図１４Ｂは、図１に示されたフライアイレンズ４２１に含まれる複数のレンズの他の構成例について説明するための図を示す。
【０１４４】
図１に示されたフライアイレンズ４２１は、図１４Ａに示されるように、例えば合成石英やフッ化カルシウム基板等の紫外線を透過する透明体４２１ｃを用いて構成されてもよい。
透明体４２１ｃの一方の面４２１ｄ上には、凹面を有するシリンドリカルレンズ４２１ｅが、一方向に沿って多数形成されてもよい。
透明体４２１ｃの他方の面４２１ｆ上には、凹面を有するシリンドリカルレンズ４２１ｇが、シリンドリカルレンズ４２１ｅの延びる方向と垂直な方向に沿って多数形成されてもよい。
【０１４５】
また、図１に示されたフライアイレンズ４２１は、図１４Ｂに示されるように、例えば合成石英やフッ化カルシウム基板等の紫外線を透過する透明体４２１ｈを用いて構成されてもよい。
透明体４２１ｈの一方の面４２１ｉ上には、凸面を有するシリンドリカルレンズ４２１ｊが、一方向に沿って多数形成されてもよい。
透明体４２１ｈの他方の面４２１ｋ上は、平面であってもよい。
そして、フライアイレンズ４２１は、２つの透明体４２１ｈを直列に配置して構成されてもよい。このとき、２つの透明体４２１ｈは、互いのシリンドリカルレンズ４２１ｊの延びる方向が垂直になるよう配置されてもよい。
【０１４６】
なお、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されたフライアイレンズ４２１の構成は、上述のフライアイレンズ３４２ａの構成に適用されてもよい。
図１４Ｂに示されたフライアイレンズ４２１の構成は、上述の第１フライアイレンズ４２１ａ及び第２フライアイレンズ４２１ｂの構成に適用されてもよい。
また、フライアイレンズ４２１の構成は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示された構成に限定されない。フライアイレンズ４２１の構成は、例えば紫外線を透過する透明体に多数のフレネルレンズが形成された構成など、当該透明体に各種のレンズアレイが形成された構成であってもよい。
【０１４７】
［８．２  冷媒流路を含むホルダ］
図１５を用いて、回折光学素子３４１を保持するホルダ３４１ａについて説明する。
図１５は、回折光学素子３４１を保持するホルダ３４１ａを説明するための図を示す。
【０１４８】
ホルダ３４１ａは、金属材料又はセラミックス材料であって熱伝導率の高い材料を用いて形成されてもよい。
ホルダ３４１ａの内部には、冷媒が流れる流路３４１ｂが設けられてもよい。冷媒は、冷却水であってもよい。
流路３４１ｂは、ホルダ３４１ａによって保持された回折光学素子３４１の外周に沿って設けられてもよい。流路３４１ｂは、図示しないポンプに連結されてもよい。流路３４１ｂを流れる冷媒は、当該ポンプによって循環してもよい。
ホルダ３４１ａに保持された回折光学素子３４１は、入射したレーザ光の一部を吸収して発熱し得る。当該回折光学素子３４１に発生した熱は、ホルダ３４１ａに伝熱され得る。ホルダ３４１ａに伝熱された熱は、流路３４１ｂを循環する冷媒に伝熱され、ホルダ３４１ａの外部に排熱され得る。
それにより、ホルダ３４１ａに保持された回折光学素子３４１は、レーザ光を吸収して発熱しても効率的に冷却され得る。
よって、ホルダ３４１ａに保持された回折光学素子３４１は、レーザ光の入射に伴う損傷が抑制され、長寿命化し得る。
なお、冷媒が流れる流路が設けられたホルダの構成は、回折光学素子３４１を保持するためのホルダ３４１ａに限定されず、他の光学素子を保持するホルダの構成に適用されてもよい。
【０１４９】
［８．３  その他の変形例］
上記で説明した実施形態は、変形例を含めて、各実施例同士や各実施形態同士で互いの技術を適用し得ることは、当業者には明らかであろう。
【０１５０】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。従って、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０１５１】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１５２】
１                  …レーザ露光システム
２                  …レーザ装置
３                  …ビームコンバイナシステム
３２                …ビーム特性調節器
３２１              …光路長調節器
３２２              …ビーム転写器
３３                …入射光学系
３３１              …二次光源光学系
３３２              …コンデンサ光学系
３３３、３３５      …ビーム拡大光学系
３３４              …ミラー光学系
３３６              …プリズム光学系
３４                …ビームコンバイナ素子
３４１              …回折光学素子
３４２              …インテグレータ光学系
４                  …露光装置
５                  …レーザシステム
Ｐ                  …被照射物
【図１】
0006581077.tif 000002
【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】
0006581077.tif 000014
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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