(57)【要約】  所望特性のレーザ光を所望のタイミングで出力する。  レーザ装置は、予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する制御部と、を備えてもよい。
2016067343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項２】
予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記繰り返し周波数に同期して前記半導体レーザに出力する前記トリガ信号の出力タイミングを前記繰り返し周波数に基づいて変更し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項３】
予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記繰り返し周波数に同期して前記半導体レーザに出力する前記トリガ信号のパルス幅を前記繰り返し周波数に基づいて変更し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項４】
前記半導体レーザから出力された前記レーザ光を増幅し、前記光スイッチを含む再生増幅器
を備える請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記半導体レーザから出力された前記レーザ光を増幅し、前記光スイッチを含む再生増幅器
を備える請求項２に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記半導体レーザから出力された前記レーザ光を増幅し、前記光スイッチを含む再生増幅器
を備える請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項７】
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
前記レーザ光が照射されると極端紫外光を放射するターゲットを、前記光スイッチを通過した前記レーザ光が導入されるチャンバに対して、前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で供給するターゲット供給部と、
を備える極端紫外光生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置及び極端紫外光生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、例えば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する極端紫外（ＥＵＶ）光生成装置と縮小投影反射光学系（Reduced Projection Reflective Optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。【０００３】
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質にレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ励起プラズマ）方式の装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）方式の装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Synchrotron Radiation）方式の装置との３種類の装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０１４８６７４号
【特許文献２】米国特許第８３１１０６６号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１０／０１９３７１０号
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１３／００３２７３５号
【概要】
【０００５】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する制御部と、を備えてもよい。
【０００６】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、前記繰り返し周波数に同期して前記半導体レーザに出力する前記トリガ信号の出力タイミングを前記繰り返し周波数に基づいて変更し、前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する制御部と、を備えてもよい。
【０００７】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、前記繰り返し周波数に同期して前記半導体レーザに出力する前記トリガ信号のパルス幅を前記繰り返し周波数に基づいて変更し、前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する制御部と、を備えてもよい。
【０００８】
本開示の１つの観点に係る極端紫外光生成装置は、トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する制御部と、前記レーザ光が照射されると極端紫外光を放射するターゲットを、前記光スイッチを通過した前記レーザ光が導入されるチャンバに対して、前記繰り返し周波数の整数倍の周波数で供給するターゲット供給部と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
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、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。
【図２】図２は、レーザ装置の具体的構成が示されたＥＵＶ光生成システムの構成を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、第１光スイッチの詳細な構成を説明するための図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、パルスレーザ光のポッケルスセルへの入射タイミングと、ポッケルスセルへの印加電圧との関係を説明するための図を示す。
【図４】図４は、再生増幅器の詳細な構成を説明するための図を示す。
【図５】図５は、第１ＱＣＬの詳細な構成を説明するための図を示す。
【図６】図６は、第１ＱＣＬで発生する波長チャーピングを説明するための図を示す。
【図７】図７は、第１実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システムの構成を示す。
【図８】図８は、第１実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システムのレーザ発振に係る動作を説明するための図を示す。
【図９】図９は、第２実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システムの構成を示す。
【図１０】図１０は、第２実施形態のレーザ装置に含まれる制御部から出力されるトリガ信号に対して付加される遅延時間を説明するための図を示す。
【図１１】図１１は、ＱＣＬの発光遅延時間と繰り返し周波数との関係を計測した結果を示す。
【図１２】図１２は、第３実施形態のレーザ装置に含まれる制御部から出力されるトリガ信号のパルス幅を説明するための図を示す。
【図１３】図１３は、ＱＣＬに出力されるトリガ信号の繰り返し周波数とパルス幅との関係を示す。
【図１４】図１４は、各制御部のハードウェア環境を示すブロック図を示す。
【図１５】図１５は、トリガ信号の生成に関するレーザ装置の変形例を説明するための図を示す。
【実施形態】
【００１０】
〜内容〜
１．概要
２．用語の説明
３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明
３．１  構成
３．２  動作
４．ＥＵＶ光生成装置と共に用いられるレーザ装置
４．１  構成
４．２  動作
４．３  光スイッチ
４．４  再生増幅器
４．５  量子カスケードレーザ
５．課題
６．第１実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システム
６．１  構成
６．２  動作
６．３  作用
７．第２実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システム
８．第３実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システム
９．その他
９．１  各制御部のハードウェア環境
９．２  トリガ信号の生成に関するレーザ装置の変形例
９．３  その他の変形例
【００１１】
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。
【００１２】
［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。
【００１３】
レーザ装置３は、予め設定された繰り返し周波数でＥＵＶ光２５２を生成するＥＵＶ光生成装置１と共に用いられるレーザ装置３であって、パルスレーザ光３０を出力する第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４と、パルスレーザ光３０の光路上に配置され、パルスレーザ光３０を通過させるか否かを切り替える第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４と、パルスレーザ光３０が前記繰り返し周波数の整数倍で出力されるよう第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４を制御し、パルスレーザ光３０が前記繰り返し周波数で通過するように第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４を制御する制御部３３０と、を備えてもよい。
このような構成により、レーザ装置３は、その動作条件が変更された際であっても所望特性のパルスレーザ光３１を所望のタイミングで出力し得る。
【００１４】
［２．用語の説明］
「ターゲット」は、チャンバに導入されたレーザ光の被照射物である。レーザ光が照射されたターゲットは、プラズマ化してＥＵＶ光を放射する。
「ドロップレット」は、チャンバ内へ供給されるターゲットの一形態である。
「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、レーザ光の光路に沿ってレーザ光の発振器に近い側のことである。
「下流側」は、レーザ光の光路に沿ってレーザ光の発振器から遠い側のことである。
「光スイッチ」は、入射するレーザ光の光路を変化させるか否かを切り替える素子である。それによって、光スイッチは、入射するレーザ光を通過させるか否かを切り替えてもよい。光スイッチは、入射するレーザ光の光路を電気信号によって変化させてもよい。
【００１５】
［３．ＥＵＶ光生成システムの全体説明］
［３．１  構成］
図１に、例示的なＬＰＰ方式のＥＵＶ光生成システムの構成を概略的に示す。
ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いられてもよい。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１１と称する。図１に示し、かつ、以下に詳細に説明するように、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２、ターゲット供給部２６を含んでもよい。チャンバ２は、密閉可能であってもよい。ターゲット供給部２６は、例えば、チャンバ２の壁を貫通するように取り付けられてもよい。ターゲット供給部２６から供給されるターゲット物質の材料は、スズ、テルビウム、ガドリニウム、リチウム、キセノン、又は、それらの内のいずれか２つ以上の組合せを含んでもよいが、これらに限定されない。
【００１６】
チャンバ２の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられていてもよい。その貫通孔には、ウインドウ２１が設けられてもよく、ウインドウ２１をレーザ装置３から出力されるパルスレーザ光３２が透過してもよい。チャンバ２の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ集光ミラー２３が配置されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、第１及び第２の焦点を有し得る。ＥＵＶ集光ミラー２３の表面には、例えば、モリブデンと、シリコンとが交互に積層された多層反射膜が形成されていてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２５に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ）２９２に位置するように配置されるのが好ましい。ＥＵＶ集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられていてもよく、貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過してもよい。
【００１７】
ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御部５、ターゲットセンサ４等を含んでもよい。ターゲットセンサ４は、撮像機能を有してもよく、ターゲット２７の存在、軌跡、位置、速度等を検出するよう構成されてもよい。
【００１８】
また、ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２の内部と露光装置６の内部とを連通させる接続部２９を含んでもよい。接続部２９内部には、アパーチャ２９３が形成された壁２９１が設けられてもよい。壁２９１は、そのアパーチャ２９３がＥＵＶ集光ミラー２３の第２の焦点位置に位置するように配置されてもよい。
【００１９】
更に、ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御部３４、レーザ光集光ミラー２２、ターゲット２７を回収するためのターゲット回収部２８等を含んでもよい。レーザ光進行方向制御部３４は、レーザ光の進行方向を規定するための光学素子と、この光学素子の位置、姿勢等を調整するためのアクチュエータとを備えてもよい。
【００２０】
［３．２  動作］
図１を参照すると、レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御部３４を経て、パルスレーザ光３２としてウインドウ２１を透過してチャンバ２内に入射してもよい。パルスレーザ光３２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ２内を進み、レーザ光集光ミラー２２で反射されて、パルスレーザ光３３として少なくとも１つのターゲット２７に照射されてもよい。
【００２１】
ターゲット供給部２６は、ターゲット２７をチャンバ２内部のプラズマ生成領域２５に向けて出力するよう構成されてもよい。ターゲット２７には、パルスレーザ光３３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射されてもよい。パルスレーザ光が照射されたターゲット２７はプラズマ化し、そのプラズマからＥＵＶ光２５１が、他の波長の光の放射に伴って放射され得る。ＥＵＶ光２５１は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって選択的に反射されてもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光２５２は、中間集光点２９２で集光され、露光装置６に出力されてもよい。なお、１つのターゲット２７に、パルスレーザ光３３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
【００２２】
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光生成システム１１全体の制御を統括するよう構成されてもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲットセンサ４によって撮像されたターゲット２７のイメージデータ等を処理するよう構成されてもよい。また、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、ターゲット２７が出力されるタイミング制御及びターゲット２７の出力方向等の制御の内の少なくとも１つを行ってもよい。更に、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、レーザ装置３の出力タイミングの制御、パルスレーザ光３２の進行方向の制御、パルスレーザ光３３の集光位置の制御の内の少なくとも１つを行ってもよい。上述の様々な制御は単なる例示に過ぎず、必要に応じて他の制御が追加されてもよい。
【００２３】
［４．ＥＵＶ光生成装置と共に用いられるレーザ装置］
［４．１  構成］
図２を用いて、ＥＵＶ光生成装置１と共に用いられるレーザ装置３の具体的な構成について説明する。
図２は、レーザ装置３の具体的構成が示されたＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す。
図２のＥＵＶ光生成システム１１は、図１に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様に、ＥＵＶ光生成装置１と、レーザ装置３と、を含んでもよい。
図２のＥＵＶ光生成システム１１の構成において、図１に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様の構成については説明を省略する。
【００２４】
レーザ装置３は、発振器３１０と、第１光スイッチ３２１と、第２光スイッチ３２２と、制御部３３０と、第１〜第４増幅器３５１〜３５４と、第１〜第４ＲＦ（Radio Frequency）電源３６１〜３６４と、再生増幅器３７０と、ＲＦ（Radio Frequency）電源３８０と、を備えてもよい。
本実施形態では、レーザ装置３が備える増幅器の台数は、便宜的に第１〜第４増幅器３５１〜３５４の４台であるとして説明されているが、特に限定されず、１又は複数の台数であってもよい。第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４の台数は、第１〜第４増幅器３５１〜３５４の台数と同数であってもよい。
発振器３１０と、第１〜第４増幅器３５１〜３５４とは、ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）システムを構成してもよい。
【００２５】
発振器３１０は、ＭＯＰＡシステムを構成するマスターオシレータであってもよい。
発振器３１０は、パルスレーザ光３０を出力してもよい。
発振器３１０は、半導体レーザと、光路調節器３１５と、を含んでもよい。
【００２６】
発振器３１０に含まれる半導体レーザは、量子カスケードレーザ（Quantum-Cascade Laser：ＱＣＬ）であってもよい。
発振器３１０に含まれる半導体レーザは、分布帰還型の半導体レーザであってもよい。
発振器３１０に含まれる半導体レーザは、ＣＯ２ガスを増幅媒質とするレーザ増幅器で増幅可能な波長領域に含まれる波長のパルスレーザ光を出力する半導体レーザであってもよい。
【００２７】
発振器３１０には、複数の半導体レーザが含まれていてもよい。
発振器３１０に含まれる複数の半導体レーザは、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４であってもよい。
本実施形態では、発振器３１０に含まれるＱＣＬの台数は、便宜的に第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の４台であるとして説明されているが、特に限定されず、１又は複数の台数であってもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、制御部３３０に接続されてもよい。第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、制御部３３０からの制御により、レーザ発振を行ってパルスレーザ光を出力してもよい。
【００２８】
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、互いに異なる波長のパルスレーザ光を出力してもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるパルスレーザ光の互いに異なる各波長は、レーザ増幅器における増幅可能な波長領域が互いに異なってもよい。
本開示では、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるパルスレーザ光が有する波長領域のうち、当該第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に後続して設けられたレーザ増幅器で増幅可能な波長領域を、「増幅波長領域」ともいう。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、直線偏光のパルスレーザ光を出力してもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されたパルスレーザ光は、光路調節器３１５に入射してもよい。
なお、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の詳細な構成については、図５を用いて後述する。
【００２９】
光路調節器３１５は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されたパルスレーザ光の各光路を、実質的に１つの光路に重ね合せてパルスレーザ光３０として出力してもよい。
光路調節器３１５は、図示しない光学系を含んでもよい。
光路調節器３１５に含まれる光学系は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されたパルスレーザ光の光路上であって、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の下流側に設けられてもよい。
光路調節器３１５によって１つの光路を通って出力されたパルスレーザ光３０は、第１光スイッチ３２１に入射してもよい。
【００３０】
第１光スイッチ３２１は、入射するパルスレーザ光３０を通過させるか否かを切り替えてもよい。
第１光スイッチ３２１は、光路調節器３１５から出力されたパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
第１光スイッチ３２１は、制御部３３０に接続されてもよい。第１光スイッチ３２１は、制御部３３０からの制御により、パルスレーザ光３０を通過させるか否かを切り替えてもよい。
第１光スイッチ３２１を通過したパルスレーザ光３０は、再生増幅器３７０に入射してもよい。
なお、第１光スイッチ３２１の詳細な構成については、図３Ａ及び図３Ｂを用いて後述する。
【００３１】
再生増幅器３７０は、入射したパルスレーザ光３０を増幅して特定のタイミングで出力してもよい。
再生増幅器３７０は、第１光スイッチ３２１を通過したパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
再生増幅器３７０は、共振器ミラー３７１と、共振器ミラー３７２と、第３光スイッチ３７３と、第４光スイッチ３７４と、増幅器３７５と、を含んでもよい。
【００３２】
共振器ミラー３７１及び３７２は、再生増幅器３７０の光共振器を構成してもよい。
共振器ミラー３７１及び３７２は、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０が当該共振器ミラー３７１及び３７２の間を往復するように当該パルスレーザ光３０を反射してもよい。
【００３３】
増幅器３７５は、パルスレーザ光３０が共振器ミラー３７１及び３７２の間を往復する度に当該パルスレーザ光３０を増幅してもよい。
増幅器３７５は、ＣＯ２ガスを増幅媒質とするレーザ増幅器であってもよい。
増幅器３７５は、図示しない一対の放電電極を含んでもよい。
増幅器３７５に含まれる一対の放電電極のそれぞれは、ＲＦ電源３８０に接続されてもよい。増幅器３７５は、ＲＦ電源３８０から供給された放電電圧に応じて、当該パルスレーザ光３０を増幅してもよい。
【００３４】
第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させるか否かを切り替えてもよい。
第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、制御部３３０に接続されてもよい。第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、制御部３３０からの制御により、パルスレーザ光３０の光路を変化させるか否かを切り替えてもよい。それにより、第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、入射するパルスレーザ光３０を再生増幅器３７０内に導くと共に特定のタイミングで再生増幅器３７０から出力させてもよい。
【００３５】
再生増幅器３７０で増幅されたパルスレーザ光３０は、高反射ミラーを介して、第２光スイッチ３２２に入射してもよい。
なお、再生増幅器３７０の詳細な構成については、図４を用いて後述する。
【００３６】
ＲＦ電源３８０は、再生増幅器３７０に含まれる増幅器３７５に高周波の放電電圧を供給する電源であってもよい。
ＲＦ電源３８０は、制御部３３０に接続されてもよい。ＲＦ電源３８０は、制御部３３０からの制御により、増幅器３７５に放電電圧を供給してもよい。
【００３７】
第２光スイッチ３２２は、入射するパルスレーザ光３０を通過させるか否かを切り替える光スイッチであってもよい。
第２光スイッチ３２２は、再生増幅器３７０から出力されたパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
第２光スイッチ３２２は、制御部３３０に接続されてもよい。第２光スイッチ３２２は、制御部３３０からの制御により、パルスレーザ光３０を通過させるか否かを切り替えてもよい。
第２光スイッチ３２２を通過したパルスレーザ光３０は、第１〜第４増幅器３５１〜３５４に入射してもよい。
なお、第２光スイッチ３２２の詳細な構成については、図３Ａ及び図３Ｂを用いて後述する。
また、第２光スイッチ３２２は、レーザ装置３に複数設けられてもよい。複数の第２光スイッチ３２２のそれぞれは、再生増幅器３７０及び第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれの下流側に配置されてもよい。
【００３８】
第１〜第４増幅器３５１〜３５４は、ＭＯＰＡシステムを構成するパワーアンプリファイアであってもよい。
第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、一対の放電電極を含み、ＣＯ２ガスを増幅媒質とするレーザ増幅器であってもよい。第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、スラブ型増幅器、３軸直交型増幅器、又は高速軸流型増幅器の何れかであってもよい。
【００３９】
第１〜第４増幅器３５１〜３５４は、第２光スイッチ３２２を通過したパルスレーザ光３０を順次増幅してもよい。
具体的には、第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれには、それぞれの上流側に配置された前段の再生増幅器３７０又は第１〜第３増幅器３５１〜３５３から出力された各パルスレーザ光３０が入射してもよい。第１〜第３増幅器３５１〜３５３のそれぞれは、入射した各パルスレーザ光３０を増幅し、それぞれの下流側に配置された後段の第２〜第４増幅器３５２〜３５４に出力してもよい。最終段の第４増幅器３５４は、入射したパルスレーザ光３０を増幅し、増幅されたパルスレーザ光３０をパルスレーザ光３１としてレーザ装置３の外部に出力してもよい。
【００４０】
第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれと接続されてもよい。
第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれから供給された放電電流に応じて、入射する各パルスレーザ光３０を増幅してもよい。
【００４１】
第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４は、第１〜第４増幅器３５１〜３５４に放電電流を供給する電源であってもよい。
第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれは、制御部３３０に接続されてもよい。第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれは、制御部３３０からの制御により、第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれに放電電流を供給してもよい。
【００４２】
ここで、レーザ装置３と共に用いられるＥＵＶ光生成装置１に含まれるＥＵＶ光生成制御部５には、ＥＵＶ光出力指令信号が露光装置制御部６１から送信されてもよい。
ＥＵＶ光出力指令信号は、ＥＵＶ光２５２の出力に係る制御指令を示す信号であってもよい。
ＥＵＶ光出力指令信号には、ＥＵＶ光２５２の目標出力開始タイミング、目標繰り返し周波数、目標パルスエネルギ等の各種目標値が含まれていてもよい。ＥＵＶ光生成制御部５には、当該ＥＵＶ光出力指令信号が送信されることによって、ＥＵＶ光２５２の各種目標値が設定され得る。
【００４３】
ＥＵＶ光生成制御部５は、露光装置制御部６１から送信されたＥＵＶ光出力指令信号に基づいて、ターゲット供給信号を生成しターゲット供給部２６に出力してもよい。
ターゲット供給信号は、ドロップレット２７１のチャンバ２内への出力に係る制御指令を示す信号であってもよい。ターゲット供給信号は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれる各種目標値に応じてドロップレット２７１が出力されるよう、ターゲット供給部２６の動作を制御する信号であってもよい。
ターゲット供給信号には、ドロップレット２７１の目標直径等の各種目標値が含まれていてもよい。ドロップレット２７１の各種目標値は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれる各種目標値に応じて決定された値であってもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標出力開始タイミング及び目標繰り返し周波数に応じて、ドロップレット２７１の目標出力開始タイミング及び目標繰り返し周波数を決定してもよい。
ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ値であってもよい。ドロップレット２７１の目標出力開始タイミングは、ＥＵＶ光２５２の目標出力開始タイミングに応じて決定された値であってもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、決定されたドロップレット２７１の目標出力開始タイミング及び目標繰り返し周波数に応じて、ターゲット供給信号をターゲット供給部２６に出力してもよい。
【００４４】
また、ＥＵＶ光生成制御部５には、ドロップレット検出信号がターゲットセンサ４から入力されてもよい。
ドロップレット検出信号は、ターゲット供給部２６からプラズマ生成領域２５に供給されるターゲット２７であるドロップレット２７１がチャンバ２内に出力されたことを示す検出信号であってもよい。
ドロップレット２７１は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標出力開始タイミング及び目標繰り返し周波数を反映したターゲット供給信号に基づいて、ターゲット供給部２６から出力され得る。当該ターゲット供給信号に基づいてターゲット供給部２６から出力されたドロップレット２７１は、出力毎にターゲットセンサ４に検出され得る。ドロップレット検出信号は、当該ドロップレット２７１が検出される毎にターゲットセンサ４からＥＵＶ光生成制御部５に出力され得る。
この時、ドロップレット２７１の出力間隔は、厳密には一定でなくある程度の不安定性を伴うことがあり得る。このため、ドロップレット検出信号の繰り返し周波数は、ほぼＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数となるものの厳密には僅かに揺らぐことがあり得る。
以下の説明においては、「ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値」という表現や、「ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数」という表現が用いられている。これらの表現は、厳密にはＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と僅かに異なるものの、実質的にはＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数とみなせる場合において用いられている。後述する「マスタ繰り返し周波数と略同じ値」という表現や、後述する「マスタ繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数」という表現も同様であり得る。
ＥＵＶ光生成制御部５には、ＥＵＶ光出力指令信号を反映したドロップレット検出信号が入力され得る。当該ドロップレット検出信号の繰り返し周波数は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値であり得る。
【００４５】
また、ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光出力指令信号を反映したドロップレット検出信号に基づいて、レーザ出力信号を生成し制御部３３０に出力してもよい。
レーザ出力信号は、パルスレーザ光３１の出力に係る制御指令を示す信号であってもよい。レーザ出力信号は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の各種目標値に応じてパルスレーザ光３１が出力されるよう、レーザ装置３の動作を制御する信号であってもよい。
レーザ出力信号には、パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値が含まれていてもよい。パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギは、ＥＵＶ光２５２の目標パルスエネルギに応じて決定された値であってもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光出力指令信号を反映したドロップレット検出信号が入力されてから所定の遅延時間だけ遅延したタイミングで、レーザ出力信号を１パルス毎に制御部３３０に出力してもよい。
なお、ＥＵＶ光生成制御部５のハードウェア構成については、図１４を用いて後述する。
【００４６】
一方、制御部３３０は、ＥＵＶ光生成制御部５と接続され、ＥＵＶ光生成制御部５から出力されたレーザ出力信号が入力されてもよい。
制御部３３０は、当該レーザ出力信号に基づいて、レーザ装置３に含まれる各構成要素の動作を制御してもよい。
【００４７】
制御部３３０は、レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力してもよい。
制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を１パルス毎に出力してもよい。
トリガ信号は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれがレーザ発振を行ってパルスレーザ光を出力する契機を与える信号であってもよい。
トリガ信号の繰り返し周波数は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの繰り返し周波数を規定してもよい。トリガ信号の繰り返し周波数は、ドロップレット検出信号の繰り返し周波数と同じ値であり得る。
トリガ信号が出力されるタイミングは、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれのレーザ発振に係る動作を開始するタイミングを規定してもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、トリガ信号の繰り返し周波数にて、レーザ発振を行ってパルスレーザ光を出力し得る。
【００４８】
トリガ信号には、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに供給される励起電流の設定値が含まれてもよい。
トリガ信号に含まれる励起電流の設定値は、レーザ出力信号に含まれるパルスレーザ光３１の目標パルスエネルギと、図示しないエネルギモニタによって計測されたパルスレーザ光３０のパルスエネルギとに基づいて定められてもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、入力されたトリガ信号に含まれる当該設定値に応じた励起電流で、レーザ発振を行ってパルスレーザ光を出力し得る。
【００４９】
制御部３３０は、レーザ出力信号がＥＵＶ光生成制御部５から入力されたタイミングから所定の遅延時間だけ遅延したタイミングで、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力してもよい。
トリガ信号に対して付加される遅延時間は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに出力されるトリガ信号毎で異なる遅延時間Ｄｑ１〜４であってもよい。
上述のように、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるパルスレーザ光に対応する増幅波長領域は、互いに異なってもよい。それぞれ異なる波長を有するパルスレーザ光が第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるタイミングは、互いに異なり得る。
遅延時間Ｄｑ１〜４のそれぞれの長さは、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから互いに略同一のタイミングで出力されるように定められてもよい。
【００５０】
また、制御部３３０は、レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれに駆動信号を出力してもよい。
制御部３３０は、レーザ出力信号がＥＵＶ光生成制御部５から入力されたタイミングに同期して、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれに駆動信号を出力してもよい。
光スイッチへの駆動信号は、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれに入射するパルスレーザ光３０を通過させるよう、当該第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４の動作を制御する信号であってもよい。
【００５１】
制御部３３０は、レーザ出力信号がＥＵＶ光生成制御部５から入力されたタイミングから所定の遅延時間だけ遅延したタイミングで、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれに駆動信号を出力してもよい。
これらの駆動信号に対して付加される遅延時間は、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれに出力される当該駆動信号毎で異なる遅延時間Ｄｐ１〜４であってもよい。
遅延時間Ｄｐ１〜４のそれぞれの長さは、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力された増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれを通過し得るように定められてもよい。
【００５２】
また、制御部３３０は、レーザ出力信号に基づいて、ＲＦ電源３８０に電圧設定信号を出力してもよい。
制御部３３０は、レーザ出力信号がＥＵＶ光生成制御部５から入力されたタイミングに同期して、ＲＦ電源３８０に電圧設定信号を出力してもよい。
ＲＦ電源３８０に出力される電圧設定信号は、再生増幅器３７０の増幅器３７５に供給される放電電圧の設定値を、ＲＦ電源３８０に設定する信号であってもよい。
当該電圧設定信号に含まれる放電電圧の設定値は、レーザ出力信号に含まれるパルスレーザ光３１の目標パルスエネルギと、図示しないエネルギモニタによって計測された増幅後のパルスレーザ光３０のパルスエネルギとに基づいて定められてもよい。
ＲＦ電源３８０は、入力された電圧設定信号に含まれる当該設定値に応じた放電電圧を再生増幅器３７０の増幅器３７５に供給し得る。再生増幅器３７０の増幅器３７５は、供給された放電電圧に応じて、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０を増幅し得る。
【００５３】
また、制御部３３０は、レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれに電流設定信号を出力してもよい。
制御部３３０は、レーザ出力信号がＥＵＶ光生成制御部５から入力されたタイミングに同期して、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれに電流設定信号を出力してもよい。
第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれに出力される電流設定信号は、第１〜第４増幅器３５１〜３５４に供給される放電電流の設定値を、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４に設定する信号であってもよい。
当該電流設定信号に含まれる放電電流の設定値は、レーザ出力信号に含まれるパルスレーザ光３１の目標パルスエネルギと、図示しないエネルギモニタによって計測された増幅後のパルスレーザ光３０のパルスエネルギとに基づいて定められてもよい。
第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４のそれぞれは、入力された電流設定信号に含まれる当該設定値に応じた放電電流を第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれに供給し得る。第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、供給された放電電流に応じて、第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれに入射したパルスレーザ光３０を増幅し得る。
なお、制御部３３０のハードウェア構成については、図１４を用いて後述する。
【００５４】
ＥＵＶ光生成システム１１の他の構成については、図１に示されたＥＵＶ光生成システム１１の構成と同様であってもよい。
【００５５】
［４．２  動作］
レーザ装置３のレーザ発振に係る動作について、当該レーザ装置３と共に用いられるＥＵＶ光生成装置１の動作に言及しつつ説明する。
図２のＥＵＶ光生成システム１１の動作において、図１に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様の動作については説明を省略する。
【００５６】
ＥＵＶ光生成制御部５は、露光装置制御部６１から送信されたＥＵＶ光出力指令信号に基づいて、ターゲット供給信号を生成しターゲット供給部２６に出力してもよい。
ターゲット供給部２６は、当該ターゲット供給信号に基づいて、チャンバ２内のプラズマ生成領域２５にドロップレット２７１を出力し得る。ターゲットセンサ４は、チャンバ２内に出力されたドロップレット２７１を検出し、ドロップレット検出信号をＥＵＶ光生成制御部５に出力し得る。
ＥＵＶ光生成制御部５は、当該ＥＵＶ光出力指令信号及び当該ドロップレット検出信号に基づいて、新たにターゲット供給信号を生成しターゲット供給部２６に出力してもよい。
【００５７】
また、ＥＵＶ光生成制御部５は、ターゲットセンサ４から出力されたドロップレット検出信号に基づいて、レーザ出力信号を生成し制御部３３０に出力してもよい。
【００５８】
制御部３３０は、当該レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に出力されるトリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１〜４を決定してもよい。
制御部３３０は、当該レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４に出力される駆動信号に対して付加される遅延時間Ｄｐ１〜４を決定してもよい。
制御部３３０は、当該レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に出力されるトリガ信号に含まれる励起電流の設定値を決定してもよい。
制御部３３０は、当該レーザ出力信号に基づいて、ＲＦ電源３８０に出力される電圧設定信号に含まれる放電電圧の設定値を決定してもよい。
制御部３３０は、当該レーザ出力信号に基づいて、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４に出力される電流設定信号に含まれる放電電流の設定値を決定してもよい。
【００５９】
制御部３３０は、決定された放電電圧の設定値を含む電圧設定信号を、ＲＦ電源３８０に出力してもよい。
ＲＦ電源３８０は、入力された電圧設定信号に基づいて、再生増幅器３７０の増幅器３７５の放電電極に放電電圧を供給し得る。
制御部３３０は、決定された放電電流の設定値を含む電流設定信号を、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４に出力してもよい。
第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４は、入力された電流設定信号に基づいて、第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれの放電電極に放電電流を供給し得る。
【００６０】
制御部３３０は、決定された励起電流の設定値を含むトリガ信号を、レーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｑ１〜４だけ遅延したタイミングで、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに出力してもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、入力されたトリガ信号に基づいて、パルスレーザ光を出力し得る。光路調節器３１５は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されたパルスレーザ光の光路を実質的に１つの光路に重ね合せて、パルスレーザ光３０として第１光スイッチ３２１に出力し得る。
【００６１】
制御部３３０は、第１光スイッチ３２１への駆動信号を、レーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ１だけ遅延したタイミングで、第１光スイッチ３２１に出力してもよい。
第１光スイッチ３２１は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０を通過させ、再生増幅器３７０に出力し得る。
【００６２】
制御部３３０は、第３光スイッチ３７３への駆動信号を、レーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ３だけ遅延したタイミングで、第３光スイッチ３７３に出力してもよい。
第３光スイッチ３７３は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させ、再生増幅器３７０内にパルスレーザ光３０を導入し得る。再生増幅器３７０内に導入されたパルスレーザ光３０は、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復しながら増幅器３７５を通過する度に増幅し得る。
【００６３】
制御部３３０は、第４光スイッチ３７４への駆動信号を、レーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ４だけ遅延したタイミングで、第４光スイッチ３７４に出力してもよい。
第４光スイッチ３７４は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させ、再生増幅器３７０から高反射ミラーに出力し得る。高反射ミラーは、入射したパルスレーザ光３０を反射して第２光スイッチ３２２に出力し得る。
【００６４】
制御部３３０は、第２光スイッチ３２２への駆動信号を、レーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ２だけ遅延したタイミングで、第２光スイッチ３２２に出力してもよい。
第２光スイッチ３２２は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０を通過させ、第１増幅器３５１に出力し得る。第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、当該パルスレーザ光３０を順次増幅し得る。最終段の第４増幅器３５４で増幅されたパルスレーザ光３０は、パルスレーザ光３１としてレーザ装置３の外部に出力され得る。
【００６５】
レーザ装置３から出力されたパルスレーザ光３１は、ＥＵＶ光生成装置１のレーザ光進行方向制御部３４及びウインドウ２１を経由して、パルスレーザ光３２としてチャンバ２の内部に導入され得る。チャンバ２の内部に導入されたパルスレーザ光３２は、レーザ光集光ミラー２２によって、パルスレーザ光３３としてプラズマ生成領域２５に集光され得る。プラズマ生成領域２５に集光されたパルスレーザ光３３は、ターゲット供給部２６からプラズマ生成領域２５に出力されたドロップレット２７１を照射し得る。ドロップレット２７１は、パルスレーザ光３３が照射されると、プラズマ化してＥＵＶ光２５１を含む光を放射し得る。ＥＵＶ光２５１は、ＥＵＶ集光ミラー２３によって選択的に反射され、ＥＵＶ光２５２として露光装置６に出力され得る。
【００６６】
ＥＵＶ光生成システム１１の他の動作については、図１に示されたＥＵＶ光生成システム１１の動作と同様であってもよい。
【００６７】
［４．３  光スイッチ］
図３Ａ及び図３Ｂを用いて、第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２の詳細な構成について説明する。
第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２のそれぞれの内部構成は、互いに略同一の構成であってもよい。
図３Ａ及び図３Ｂの説明では、第１光スイッチ３２１を例に挙げて説明する。
図３Ａは、第１光スイッチ３２１の詳細な構成を説明するための図を示す。図３Ｂは、パルスレーザ光３０のポッケルスセル３２１ａへの入射タイミングと、ポッケルスセル３２１ａへの印加電圧との関係を説明するための図を示す。
【００６８】
第１光スイッチ３２１は、電気光学素子を用いて構成されてもよい。
第１光スイッチ３２１は、ポッケルスセル３２１ａと、偏光子３２１ｂと、偏光子３２１ｃと、電源３２１ｄと、を含んでもよい。
【００６９】
偏光子３２１ｂ及び３２１ｃは、入射したパルスレーザ光３０のうち、特定の直線偏光成分を透過させ、それ以外の直線偏光成分を反射してもよい。
偏光子３２１ｂ及び３２１ｃは、入射したパルスレーザ光３０の光路軸に対して略直交するように配置されてもよい。
偏光子３２１ｂ及び３２１ｃは、入射したパルスレーザ光３０の光路上にクロスニコルの状態で配置されてもよい。
偏光子３２１ｂは、例えばＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を透過させ、Ｘ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を反射してもよい。偏光子３２１ｃは、例えばＸ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を透過させ、Ｙ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を反射してもよい。
【００７０】
電源３２１ｄは、ポッケルスセル３２１ａに電圧を印加する電源であってもよい。
電源３２１ｄは、ポッケルスセル３２１ａに入射するパルスレーザ光３０の進行方向と略直交する方向の電場がポッケルスセル３２１ａ内に生じるよう、ポッケルスセル３２１ａに電圧を印加してもよい。
電源３２１ｄは、制御部３３０に接続されてもよい。電源３２１ｄには、制御部３３０から出力された第１光スイッチ３２１への駆動信号が入力されてもよい。電源３２１ｄは、入力された当該駆動信号によって指定される印加電圧の電圧値、パルス幅、及び印加タイミングで、ポッケルスセル３２１ａに対して印加電圧を印加してもよい。
【００７１】
ポッケルスセル３２１ａは、複屈折材料を用いて形成されてもよい。
ポッケルスセル３２１ａは、偏光子３２１ｂ及び３２１ｃの間に配置されてもよい。ポッケルスセル３２１ａは、パルスレーザ光３０が入射する面が、当該パルスレーザ光３０の光路軸に対して略直交するように配置されてもよい。
ポッケルスセル３２１ａの屈折率は、電源３２１ｄから電圧が印加されると、ポッケルス効果により、印加電圧に応じて変化してもよい。
ポッケルスセル３２１ａは、入射したパルスレーザ光３０の位相を変調し、印加電圧に応じた位相差（retardation）を当該パルスレーザ光３０に発生させてもよい。
ポッケルスセル３２１ａは、電源３２１ｄから半波長電圧が印加されている場合、偏光子３２１ｂを透過して入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０に対して位相差πを発生させて、Ｘ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０に変換してもよい。
一方、ポッケルスセル３２１ａは、電源３２１ｄから電圧が印加されていない場合、偏光子３２１ｂを透過して入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を、偏光状態を変換せずに透過させてもよい。
【００７２】
制御部３３０は、パルスレーザ光３０がポッケルスセル３２１ａに入射するタイミングに同期してポッケルスセル３２１ａに電圧が印加されるよう、電源３２１ｄに駆動信号を出力してもよい。
制御部３３０は、パルスレーザ光３０の時間ジッタを吸収し得る程度のパルス幅を有する電圧がポッケルスセル３２１ａに印加されるよう、電源３２１ｄに駆動信号を出力してもよい。例えば、図３Ｂに示されるように、パルスレーザ光３０のパルス幅が２０ｎｓ程度である場合、制御部３３０は、印加電圧のパルス幅が１００ｎｓ程度となるような駆動信号を出力してもよい。
【００７３】
第１光スイッチ３２１に入射したパルスレーザ光３０は、上流側に配置された偏光子３２１ｂに入射し得る。偏光子３２１ｂに入射したパルスレーザ光３０は、Ｙ方向の直線偏光成分が透過されて、Ｙ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０としてポッケルスセル３２１ａに入射し得る。
【００７４】
ポッケルスセル３２１ａに電圧が印加されていない場合、ポッケルスセル３２１ａに入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０は、Ｙ方向の直線偏光でポッケルスセル３２１ａを透過して、下流側に配置された偏光子３２１ｃに入射し得る。
この場合、偏光子３２１ｃに入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０は、偏光子３２１ｃにて反射され得る。
それにより、第１光スイッチ３２１に入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０は、当該第１光スイッチ３２１を通過し得ない。
【００７５】
同様に、ポッケルスセル３２１ａに電圧が印加されていない場合、ポッケルスセル３２１ａに下流側から入射したＸ方向の直線偏光にある戻り光等の光は、Ｘ方向の直線偏光でポッケルスセル３２１ａを透過して、上流側に配置された偏光子３２１ｂに入射し得る。
この場合、偏光子３２１ｂに入射したＸ方向の直線偏光にある光は、偏光子３２１ｂにて反射され得る。
また、第１光スイッチ３２１に下流側から入射したＹ方向の直線偏光にある戻り光等の光は、偏光子３２１ｃにて反射され得る。
【００７６】
一方、ポッケルスセル３２１ａに半波長電圧が印加されている場合、ポッケルスセル３２１ａに入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０は、Ｘ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０に変換され、下流側に配置された偏光子３２１ｃに入射し得る。
この場合、偏光子３２１ｃに入射したＸ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０は、偏光子３２１ｃを透過し得る。
それにより、第１光スイッチ３２１に入射したＹ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０は、Ｘ方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０に変換されて、当該第１光スイッチ３２１を通過し得る。
【００７７】
このように、第１光スイッチ３２１は、パルスレーザ光３０の入射タイミングに合せてポッケルスセル３２１ａに電圧が印加されることでパルスレーザ光３０を通過させ得る。そして、第１光スイッチ３２１は、第１光スイッチ３２１の下流側に配置された再生増幅器３７０等からの戻り光の通過は抑制し得る。すなわち、第１光スイッチ３２１は、光アイソレータの機能を有し得る。
第２光スイッチ３２２も、第１光スイッチ３２１と同様の原理で動作し、光アイソレータの機能を有し得る。
なお、第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２は、ポッケルスセルではなくカーセルを含む電気光学素子を用いて構成されてもよい。
或いは、第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２は、電気光学素子ではなく、音響光学素子や磁気光学素子を用いて構成されてもよい。
【００７８】
［４．４  再生増幅器］
図４を用いて、再生増幅器３７０の詳細な構成について説明する。
図４は、再生増幅器３７０の詳細な構成を説明するための図を示す。
再生増幅器３７０は、上述のように、共振器ミラー３７１と、共振器ミラー３７２と、第３光スイッチ３７３と、第４光スイッチ３７４と、増幅器３７５と、を含んでもよい。
【００７９】
第３光スイッチ３７３は、第１光スイッチ３２１を通過して再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
第３光スイッチ３７３は、共振器ミラー３７１と増幅器３７５との間に配置されてもよい。
第３光スイッチ３７３は、電気光学素子を用いて構成されてもよい。
第３光スイッチ３７３は、ポッケルスセル３７３ａと、偏光子３７３ｂと、図示しない電源と、を含んでもよい。
【００８０】
偏光子３７３ｂは、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
偏光子３７３ｂは、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の光路軸と略４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
偏光子３７３ｂは、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復されるパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
偏光子３７３ｂは、当該偏光子３７３ｂに入射したパルスレーザ光３０のうち、特定の直線偏光成分を透過させ、それ以外の直線偏光成分を反射してもよい。
上述したように、第１光スイッチ３２１を通過するパルスレーザ光３０は、特定方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０であってもよい。再生増幅器３７０に入射するパルスレーザ光３０は、当該特定方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０であり得る。
偏光子３７３ｂは、再生増幅器３７０に入射した当該特定方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を反射し、当該特定方向と略垂直方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０を透過させてもよい。
【００８１】
第３光スイッチ３７３に含まれる図示しない電源は、ポッケルスセル３７３ａに電圧を印加する電源であってもよい。
当該電源には、制御部３３０から出力された第３光スイッチ３７３への駆動信号が入力されてもよい。当該電源は、入力された当該駆動信号によって指定される印加電圧の電圧値、パルス幅、及び印加タイミングで、ポッケルスセル３７３ａに対して印加電圧を印加してもよい。
当該電源の他の構成については、第１光スイッチ３２１に含まれる電源３２１ｄと同様であってもよい。
【００８２】
ポッケルスセル３７３ａは、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復されるパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
ポッケルスセル３７３ａは、共振器ミラー３７１と偏光子３７３ｂとの間に配置されてもよい。
ポッケルスセル３７３ａは、図示しない電源から電圧が印加されている場合、入射した直線偏光のパルスレーザ光３０に対して位相差π／２を発生させて、円偏光のパルスレーザ光３０に変換してもよい。
また、ポッケルスセル３７３ａは、図示しない電源から電圧が印加されている場合、入射した円偏光のパルスレーザ光３０に対して位相差π／２を発生させて、直線偏光のパルスレーザ光３０に変換してもよい。
一方、ポッケルスセル３２１ａは、図示しない電源から電圧が印加されていない場合、入射した直線偏光のパルスレーザ光３０を、偏光状態を変換せずに透過させてもよい。
ポッケルスセル３２１ａの他の構成については、第１光スイッチ３２１に含まれるポッケルスセル３２１ａと同様であってもよい。
【００８３】
第４光スイッチ３７４は、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復されるパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
第４光スイッチ３７４は、共振器ミラー３７２と増幅器３７５との間に配置されてもよい。
第４光スイッチ３７４は、電気光学素子を用いて構成されてもよい。
第４光スイッチ３７４は、ポッケルスセル３７４ａと、偏光子３７４ｂと、図示しない電源と、を含んでもよい。
【００８４】
偏光子３７４ｂは、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復されるパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
偏光子３７４ｂは、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復されるパルスレーザ光３０の光路軸と略４５°の角度を成して交差するように配置されてもよい。
偏光子３７４ｂは、当該偏光子３７４ｂに入射したパルスレーザ光３０のうち、特定の直線偏光成分を透過させ、それ以外の直線偏光成分を反射してもよい。
偏光子３７４ｂは、第３光スイッチ３７３に含まれる偏光子３７３ｂに対してパラレルニコルの状態で配置されてもよい。
【００８５】
第４光スイッチ３７４に含まれる図示しない電源は、ポッケルスセル３７４ａに電圧を印加する電源であってもよい。
当該電源には、制御部３３０から出力された第４光スイッチ３７４への駆動信号が入力されてもよい。当該電源は、入力された当該駆動信号によって指定される印加電圧の電圧値、パルス幅、及び印加タイミングで、ポッケルスセル３７４ａに対して印加電圧を印加してもよい。
当該電源の他の構成については、第３光スイッチ３７３に含まれる電源と同様であってもよい。
【００８６】
ポッケルスセル３７４ａは、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復されるパルスレーザ光３０の光路上に配置されてもよい。
ポッケルスセル３７４ａは、共振器ミラー３７２と偏光子３７４ｂとの間に配置されてもよい。
ポッケルスセル３７４ａの他の構成については、第３光スイッチ３７３に含まれるポッケルスセル３７３ａと同様であってもよい。
【００８７】
増幅器３７５は、スラブ型増幅器であってもよい。
増幅器３７５は、第３光スイッチ３７３と第４光スイッチ３７４との間に配置されてもよい。
増幅器３７５は、図示しない一対の放電電極の他に、筐体３７５ａと、ウインドウ３７５ｂと、ウインドウ３７５ｃと、凹面ミラー３７５ｄと、凹面ミラー３７５ｅと、を含んでもよい。
【００８８】
筐体３７５ａの内部には、増幅媒質であるＣＯ２ガスが気密に充填されていてもよい。
筐体３７５ａの側面部には、ウインドウ３７５ｂ及び３７５ｃが配置されてもよい。
ウインドウ３７５ｂ及び３７５ｃは、増幅器３７５に入射するパルスレーザ光３０を筐体３７５ａの内部に導いてもよい。ウインドウ３７５ｂ及び３７５ｃは、増幅器３７５から出力されるパルスレーザ光３０を筐体３７５ａの外部に導いてもよい。
【００８９】
一対の放電電極は、筐体３７５ａの内部に配置されてもよい。
一対の放電電極のそれぞれは、略板状に形成されてもよい。
一対の放電電極のそれぞれは、互いに所定間隔だけ離間して、対向して配置されてもよい。一対の放電電極のそれぞれは、増幅器３７５に入射したパルスレーザ光３０の光路軸と略平行となるように配置されてもよい。図４の例では、一対の放電電極のそれぞれは、図４の紙面と略平行となるように配置されてもよい。一対の放電電極の間には、放電空間が形成され得る。
一対の放電電極のそれぞれは、図示しない冷却装置によって冷却されてもよい。
一対の放電電極の一方の放電電極は接地され、他方の放電電極はＲＦ電源３８０に接続されてもよい。一対の放電電極の間には、ＲＦ電源３８０によって高周波の放電電圧が供給されてもよい。
一対の放電電極の間に放電電圧が供給されると、一対の放電電極の間に形成された放電空間を満たすＣＯ２ガスは、励起され得る。それにより、増幅器３７５に入射したパルスレーザ光３０は、当該放電空間を通過する際にエネルギが付与されて増幅され得る。
【００９０】
凹面ミラー３７５ｄ及び３７５ｅのそれぞれは、筐体３７５ａの内部に配置されてもよい。
凹面ミラー３７５ｄ及び３７５ｅは、一対の放電電極の間に形成された放電空間を挟むように配置されてもよい。
凹面ミラー３７５ｄ及び３７５ｅのぞれぞれは、共焦点型のシリンドリカルミラーであってもよい。
凹面ミラー３７５ｄ及び３７５ｅのそれぞれは、増幅器３７５に入射したパルスレーザ光３０をマルチパスで多数回反射させてもよい。それにより、当該パルスレーザ光３０は、一対の放電電極の間に形成された放電空間においてマルチパス増幅され得る。
なお、増幅器３７５は、３軸直交型増幅器や高速軸流型増幅器であってもよい。
【００９１】
再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０は、特定方向の直線偏光にあるパルスレーザ光３０であってもよい。当該パルスレーザ光３０は、偏光子３７３ｂに入射し得る。偏光子３７３ｂに入射したパルスレーザ光３０は、当該偏光子３７３ｂで反射されて直線偏光のままポッケルスセル３７３ａに入射し得る。
ここで、制御部３３０は、当該パルスレーザ光３０がポッケルスセル３７３ａに入射するタイミングに同期してポッケルスセル３７３ａに電圧が印加されるよう、第３光スイッチ３７３の電源に駆動信号を出力してもよい。
ポッケルスセル３７３ａに電圧が印加されている場合、ポッケルスセル３７３ａに入射した直線偏光のパルスレーザ光３０は、当該ポッケルスセル３７３ａを通過する際に円偏光のパルスレーザ光３０に変換されて共振器ミラー３７１に入射し得る。共振器ミラー３７１に入射したパルスレーザ光３０は、当該共振器ミラー３７１で反射されて円偏光のまま再びポッケルスセル３７３ａに入射し得る。
【００９２】
ポッケルスセル３７３ａに再び入射した円偏光のパルスレーザ光３０は、当該ポッケルスセル３７３ａを再び通過する際に直線偏光のパルスレーザ光３０に変換され得る。この際、ポッケルスセル３７３ａを再び通過したパルスレーザ光３０は、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の偏光方向に対して略垂直な偏光方向を有する直線偏光のパルスレーザ光３０に変換され得る。ポッケルスセル３７３ａを再び通過した直線偏光のパルスレーザ光３０は、偏光子３７３ｂに再び入射し得る。偏光子３７３ｂに再び入射したパルスレーザ光３０は、当該偏光子３７３ｂを透過して直線偏光のまま増幅器３７５に入射し得る。
ここで、制御部３３０は、パルスレーザ光３０がポッケルスセル３７３ａを再び通過した後に、ポッケルスセル３７３ａに電圧が印加されないよう、第３光スイッチ３７３の電源に出力していた駆動信号の出力を停止してもよい。
【００９３】
増幅器３７５に入射したパルスレーザ光３０は、ウインドウ３７５ｂを介して筐体３７５ａ内に入射し得る。筐体３７５ａ内に入射したパルスレーザ光３０は、一対の放電電極の間に形成された放電空間において凹面ミラー３７５ｄ及び３７５ｅによって多数回反射されながらマルチパス増幅され得る。マルチパス増幅されたパルスレーザ光３０は、直線偏光のままウインドウ３７５ｃを介して増幅器３７５から出力され得る。増幅器３７５から出力された直線偏光のパルスレーザ光３０の偏光方向は、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の偏光方向に対して略垂直な偏光方向のままであり得る。
【００９４】
増幅器３７５から出力されたパルスレーザ光３０は、偏光子３７４ｂに入射し得る。偏光子３７４ｂに入射したパルスレーザ光３０は、当該偏光子３７４ｂを透過して直線偏光のままポッケルスセル３７４ａに入射し得る。
ここで、制御部３３０は、当該パルスレーザ光３０がポッケルスセル３７４ａに入射する際には、ポッケルスセル３７４ａに電圧が印加されないよう、第４光スイッチ３７４の電源に駆動信号が出力されないようにしてもよい。
ポッケルスセル３７４ａに電圧が印加されていない場合、ポッケルスセル３７４ａに入射した直線偏光のパルスレーザ光３０は、当該ポッケルスセル３７４ａをそのまま通過して共振器ミラー３７２に入射し得る。共振器ミラー３７２に入射したパルスレーザ光３０は、当該共振器ミラー３７２で反射されて直線偏光のまま再びポッケルスセル３７４ａを通過し得る。ポッケルスセル３７４ａを再び通過した直線偏光のパルスレーザ光３０は、偏光子３７４ｂに再び入射し得る。偏光子３７４ｂに再び入射したパルスレーザ光３０は、当該偏光子３７４ｂを透過して直線偏光のまま増幅器３７５に再び入射し得る。
【００９５】
増幅器３７５に再び入射したパルスレーザ光３０は、上記と同様に、マルチパス増幅されて増幅器３７５から再び出力され得る。増幅器３７５から再び出力された直線偏光のパルスレーザ光３０の偏光方向は、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の偏光方向に対して略垂直な偏光方向のままであり得る。
増幅器３７５から再び出力されたパルスレーザ光３０は、偏光子３７３ｂ及びポッケルスセル３７３ａを通過して共振器ミラー３７１で反射され得る。
【００９６】
ポッケルスセル３７３ａ及び３７４ａに電圧が印加されていない期間、パルスレーザ光３０は、ポッケルスセル３７３ａ及び３７４ａ並びに偏光子３７３ｂ及び３７４ｂを通過し、増幅器３７５で増幅されつつ共振器ミラー３７１及び３７２の間を往復し得る。
【００９７】
その後、制御部３３０は、増幅器３７５から出力されたパルスレーザ光３０がポッケルスセル３７４ａに入射するタイミングに同期して、ポッケルスセル３７４ａに電圧が印加されるよう、第４光スイッチ３７４の電源に駆動信号を出力してもよい。
ポッケルスセル３７４ａに電圧が印加されている場合、ポッケルスセル３７４ａに入射した直線偏光のパルスレーザ光３０は、当該ポッケルスセル３７４ａを通過する際に円偏光のパルスレーザ光３０に変換されて共振器ミラー３７２に入射し得る。共振器ミラー３７２に入射したパルスレーザ光３０は、当該共振器ミラー３７２で反射されて円偏光のまま再びポッケルスセル３７４ａに入射し得る。
ポッケルスセル３７４ａに再び入射した円偏光のパルスレーザ光３０は、当該ポッケルスセル３７４ａを再び通過する際に直線偏光のパルスレーザ光３０に変換され得る。この際、ポッケルスセル３７４ａを再び通過したパルスレーザ光３０は、再生増幅器３７０に入射したパルスレーザ光３０の偏光方向と略平行な偏光方向を有する直線偏光のパルスレーザ光３０に変換され得る。ポッケルスセル３７４ａを再び通過した直線偏光のパルスレーザ光３０は、偏光子３７４ｂに再び入射し得る。偏光子３７４ｂに再び入射したパルスレーザ光３０は、当該偏光子３７４ｂで反射されて再生増幅器３７０から出力され得る。
【００９８】
このようにして、再生増幅器３７０は、制御部３３０からの制御により、入射したパルスレーザ光３０を増幅して特定のタイミングで出力し得る。
再生増幅器３７０で増幅され出力されたパルスレーザ光３０は、高反射ミラーを介して、第２光スイッチ３２２に入射し得る。
【００９９】
［４．５  量子カスケードレーザ］
図５を用いて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の詳細な構成について説明する。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの内部構成は、互いに略同一の構成であってもよい。
図５の説明では、第１ＱＣＬ３１１を例に挙げて説明する。
図５は、第１ＱＣＬ３１１の詳細な構成を説明するための図を示す。
【０１００】
第１ＱＣＬ３１１は、分布帰還型の量子カスケードレーザであってもよい。
第１ＱＣＬ３１１は、半導体素子３１１１と、ペルチェ素子３１１２と、を含んでもよい。
【０１０１】
半導体素子３１１１は、量子井戸構造におけるサブバンド間の電子遷移を利用して光を生成する半導体素子であってもよい。
半導体素子３１１１は、活性層３１１１ａと、半導体層３１１１ｂと、半導体層３１１１ｃと、を含んでもよい。
半導体素子３１１１は、半導体層３１１１ｂ、活性層３１１１ａ、及び半導体層３１１１ｃがこの順に積層された積層構造を有していてもよい。
【０１０２】
活性層３１１１ａは、光を生成し増幅する機能を有してもよい。
活性層３１１１ａは、光の生成に用いられる量子井戸層と当該量子井戸層に電子を注入する注入層とが交互に積層されたカスケード構造にて構成されてよい。
【０１０３】
半導体層３１１１ｂ及び３１１１ｃは、半導体素子３１１１の積層方向の両側から活性層３１１１ａを挟むように設けられてもよい。
半導体層３１１１ｂ及び３１１１ｃは、活性層３１１１ａにて生成された光を導波するガイド層や当該光を閉じ込めるクラッド層等を含んでもよい。
半導体層３１１１ｂの活性層３１１１ａ近傍には、多数の溝が所定溝間隔Ａで形成されたグレーティング３１１１ｄが設けられてもよい。
【０１０４】
グレーティング３１１１ｄは、所定溝間隔Ａに応じて特定の波長付近の光を選択的に帰還する光共振器として機能し得る。利得が閾値を超えると帰還光量が急激に増加し、活性層３１１１ａの一端又は両端から当該特定の波長付近の光がレーザ光として出力され得る。
なお、グレーティング３１１１ｄを構成する溝の一部は、上記所定溝間隔Ａ以外の間隔で形成されてもよい。当該所定溝間隔Ａ以外の間隔で形成される溝は、パルスレーザ光の出力方向における１又は複数の所定箇所に形成されてもよい。一般的に、分布帰還型レーザは、グレーティングの溝が均一間隔で形成されると、理想的には２つの波長のパルスレーザ光を発振し得る。これに対し、グレーティング３１１１ｄの溝の一部が所定溝間隔Ａ以外の間隔で形成される場合、第１ＱＣＬ３１１は単一の波長のパルスレーザ光を発振し得る。
【０１０５】
半導体層３１１１ｂ及び３１１１ｃには、半導体素子３１１１の積層方向の両外側から挟まれるように、図示しない一対の電極層が設けられてもよい。
当該一対の電極層は、図示しない電流制御器を介して制御部３３０に接続されてもよい。当該一対の電極層には、制御部３３０から出力されたトリガ信号に応じた励起電流が当該電流制御器から供給されてもよい。それにより、当該一対の電極層に挟持された半導体層３１１１ｂ及び３１１１ｃ並びに活性層３１１１ａには、当該トリガ信号に応じた励起電流が流れ得る。
【０１０６】
ペルチェ素子３１１２は、半導体素子３１１１を冷却するための素子であってもよい。
ペルチェ素子３１１２は、制御部３３０に接続されてもよい。ペルチェ素子３１１２は、制御部３３０からの制御により、半導体素子３１１１を冷却してもよい。
【０１０７】
第１ＱＣＬ３１１に制御部３３０からトリガ信号が入力されると、当該第１ＱＣＬ３１１の活性層３１１１ａには励起電流が流れ得る。
活性層３１１１ａに励起電流が流れると、活性層３１１１ａは光を生成し得る。生成された光は、グレーティング３１１１ｄによって波長選択されると共に活性層３１１１ａを通過する度に増幅されつつ共振し得る。そして、当該光は、パルスレーザ光として、半導体素子３１１１の端面から出力され得る。
このようにして、第１ＱＣＬ３１１は、制御部３３０からの制御により、パルスレーザ光を出力し得る。なお、第１ＱＣＬ３１１の発振波長は、半導体素子３１１１内の光共振器の光路長とグレーティング３１１１ｄの選択波長とに依存し得る。
第２〜第４ＱＣＬ３１２〜３１４のそれぞれも、第１ＱＣＬ３１１と同様の原理で動作し、パルスレーザ光を出力し得る。
【０１０８】
図６を用いて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の波長チャーピングについて説明する。
波長チャーピングは、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれで同様に発生し得る。
図６の説明では、第１ＱＣＬ３１１を例に挙げて説明する。
図６は、第１ＱＣＬ３１１で発生する波長チャーピングを説明するための図を示す。
【０１０９】
第１ＱＣＬ３１１に励起電流が供給されレーザ発振が行われると、当該第１ＱＣＬ３１１に含まれる半導体素子３１１１の発熱によって、図６に示されるように、半導体素子３１１１の活性層３１１１ａの温度は上昇し得る。
活性層３１１１ａの温度が変化すると、活性層３１１１ａの屈折率は変化し得る。更に、活性層３１１１ａの温度が変化すると、半導体素子３１１１内の光共振器の光路長やグレーティング３１１１ｄの溝の間隔Ａが変化し得る。
それにより、第１ＱＣＬ３１１の発振波長は、図６に示されるように、変化し得る。
【０１１０】
第１ＱＣＬ３１１の半導体素子３１１１は、ペルチェ素子３１１２によって冷却されてもよい。そのため、活性層３１１１ａの温度は、恒久的には、半導体素子３１１１の発熱とペルチェ素子３１１２の冷却との熱平衡によって略一定に保たれ得る。
しかしながら、活性層３１１１ａの温度は、過渡的には、次のように変化し得る。
すなわち、活性層３１１１ａの温度は、図６に示されるように、第１ＱＣＬ３１１に励起電流が供給された直後から急激に上昇し、時間経過と伴に緩やかに上昇し得る。そして、活性層３１１１ａの温度は、当該励起電流の供給が停止され直後から急激に低下し、時間経過と伴に緩やかに低下し得る。
このとき、活性層３１１１ａの温度上昇に伴って、活性層３１１１ａの屈折率は増加し得ると共に半導体素子３１１１内の光共振器の光路長は増加してしまい、第１ＱＣＬ３１１の発振波長も長くなり得る。
ＱＣＬを含む半導体レーザの発振波長が変化するこのような現象を、波長チャーピングという。
第１ＱＣＬ３１１から出力されるパルスレーザ光の波長は、波長チャーピングによって変化し得る。
【０１１１】
一方、再生増幅器３７０や第１〜第４増幅器３５１〜３５４において増幅可能なパルスレーザ光３０の波長領域は、これらの増幅器の増幅媒質によって予め決まっていてもよい。
このため、第１ＱＣＬ３１１から出力されたパルスレーザ光は、これらの増幅器において増幅可能な波長領域の波長を有する場合に限って適切に増幅され得る。
波長チャーピングにより第１ＱＣＬ３１１の発振波長が変化する場合、第１ＱＣＬ３１１から出力されたパルスレーザ光は、当該パルスレーザ光の波長が増幅可能な波長領域に到達したタイミングでのみ適切に増幅され得る。言い換えると、出力されるパルスレーザ光の波長が増幅波長領域に到達するタイミングにおいて第１ＱＣＬ３１１から出力されたパルスレーザ光だけが適切に増幅され得る。
つまり、第１ＱＣＬ３１１に励起電流が供給されたタイミングから、出力されるパルスレーザ光の波長が増幅波長領域に到達するタイミングまでには、タイムラグが発生し得る。すなわち、第１ＱＣＬ３１１にトリガ信号が出力されたタイミングから、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が第１ＱＣＬ３１１から出力されるタイミングまでには、タイムラグが発生し得る。
本開示では、ＱＣＬにトリガ信号が出力されたタイミングから、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光がＱＣＬから出力されるタイミングまでのタイムラグを、ＱＣＬの「発光遅延時間」ともいう。
【０１１２】
第２〜第４ＱＣＬ３１２〜３１４のそれぞれから出力されるパルスレーザ光の波長も、第１ＱＣＬ３１１と同様に、波長チャーピングによって変化し得る。
そして、第２〜第４ＱＣＬ３１２〜３１４のそれぞれにも、第１ＱＣＬ３１１と同様に、発光遅延時間が発生し得る。
【０１１３】
これらの第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの発光遅延時間は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態によっても変動し得る。
例えば、繰り返し周波数が１００ｋＨｚ等の高負荷状態の第１ＱＣＬ３１１の挙動と、繰り返し周波数が２０ｋＨｚ等の低負荷状態の第１ＱＣＬ３１１の挙動とを比較して説明する。図６では、高負荷状態の第１ＱＣＬ３１１における活性層温度等は実線で示され、低負荷状態の第１ＱＣＬ３１１における活性層温度等は破線で示されている。
【０１１４】
高繰り返し周波数で発振する高負荷状態の第１ＱＣＬ３１１では、単位時間当たりに励起電流が供給される回数が、低繰り返し周波数で発振する低負荷状態の第１ＱＣＬ３１１に比べて増加し得る。
このため、第１ＱＣＬ３１１における活性層３１１１ａの温度は、低繰り返し周波数で発振する低負荷状態よりも高繰り返し周波数で発振する高負荷状態の方が高くなり得る。
これに伴って、第１ＱＣＬ３１１に励起電流が供給された直後の発振波長は、低負荷状態よりも高負荷状態の方が長波長側にシフトし得る。更に、第１ＱＣＬ３１１における波長チャーピングによる発振波長の変動幅は、低負荷状態よりも高負荷状態の方が大きくなり得る。
その結果、第１ＱＣＬ３１１の発光遅延時間は、低負荷状態よりも高負荷状態の方が短くなり得る。
すなわち、第１ＱＣＬ３１１において、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が出力されるタイミングは、低負荷状態よりも高負荷状態の方が早くなり得る。
第２〜第４ＱＣＬ３１２〜３１４のそれぞれにおいても、第１ＱＣＬ３１１と同様に、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が出力されるタイミングは、低負荷状態よりも高負荷状態の方が早くなり得る。
このように、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるタイミングは、それぞれのＱＣＬの負荷状態に依存して変動し得る。
トリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１〜Ｄ４は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの発光遅延時間を考慮して、増幅波長領域の波長を有する各パルスレーザ光３０が互いに略同一のタイミングで出力されるよう予め定められている。
【０１１５】
［５．課題］
レーザ装置３では、増幅波長領域にあるパルスレーザ光が第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるタイミングと、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４のそれぞれが駆動されるタイミングとは同期させる必要があり得る。
しかしながら、レーザ装置３の動作条件が変更された際、両者のタイミングが同期しないことがあり得る。
【０１１６】
例えば、露光装置６からの指令等によりレーザ装置３から出力されるパルスレーザ光３１の繰り返し周波数が低く変更される場合があり得る。この場合、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の負荷状態は低くなり、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるタイミングは遅くなり得る。
それにより、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されるタイミングと、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４が駆動されるタイミングとは同期しなくなり得る。
その結果、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の何れかから出力されたパルスレーザ光が適切に増幅されないことがあり得る。また、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４の何れかをパルスレーザ光３０が通過しないことがあり得る。
【０１１７】
よって、レーザ装置３の動作条件が変更された際であってもパルスレーザ光３０を適切に増幅して、所望の特性を有するパルスレーザ光３１を所望のタイミングで出力し得る技術が求められている。
なお、レーザ装置３の動作条件の変更に応じて、例えばペルチェ素子３１１２の冷却動作を変更することも考えられる。しかし、ペルチェ素子３１１２の冷却動作を変更するだけでは、活性層３１１１ａの過渡的な温度変化を抑制することは困難であり、波長チャーピングに対処することは困難であり得る。
【０１１８】
［６．第１実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システム］
［６．１  構成］
図７及び図８を用いて、第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１について説明する。
図７は、第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す。
第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１は、ＥＵＶ光生成制御部５及び制御部３３０の構成が、図２に示されたＥＵＶ光生成システム１１と異なってもよい。
第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の構成において、図２に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様の構成については説明を省略する。
【０１１９】
図７のＥＵＶ光生成制御部５は、マスタトリガ生成部５１を含んでもよい。
マスタトリガ生成部５１は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数に関わらず、ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数をマスタ繰り返し周波数に決定してもよい。
マスタ繰り返し周波数は、ＥＵＶ光生成装置１、レーザ装置３、又は露光装置６の仕様に基づいて予め定められた一定値の繰り返し周波数であってもよい。
マスタ繰り返し周波数は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が取り得る上限値の繰り返し周波数であってもよい。
マスタ繰り返し周波数は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数の整数倍の値であってもよい。例えば、マスタ繰り返し周波数は１００ｋＨｚであり、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数は１００Ｈｚ、５０ｋＨｚ、３３．３ｋＨｚ、２５ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、１ｋＨｚ等であってもよい。
【０１２０】
ＥＵＶ光生成制御部５は、マスタトリガ生成部５１にて決定されたマスタ繰り返し周波数をドロップレット２７１の目標繰り返し周波数として、ターゲット供給信号を生成してもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、生成されたターゲット供給信号を、マスタ繰り返し周波数でターゲット供給部２６に出力してもよい。
ターゲット供給部２６は、マスタ繰り返し周波数にてドロップレット２７１を生成し出力し得る。ターゲットセンサ４は、マスタ繰り返し周波数にて出力されたドロップレット２７１を検出し、ＥＵＶ光生成制御部５にドロップレット検出信号を出力し得る。
ＥＵＶ光生成制御部５には、マスタ繰り返し周波数を反映したドロップレット検出信号が入力され得る。
【０１２１】
ＥＵＶ光生成制御部５は、マスタ繰り返し周波数を反映したドロップレット検出信号に基づいて、レーザ出力信号を生成し制御部３３０に出力してもよい。
具体的には、ＥＵＶ光生成制御部５は、マスタ繰り返し周波数にて出力されたドロップレット２７１のドロップレット検出信号が入力されたタイミングに同期して、レーザ出力信号を１パルス毎に制御部３３０に出力してもよい。
制御部３３０には、マスタ繰り返し周波数を反映したレーザ出力信号が入力され得る。
【０１２２】
なお、ＥＵＶ光生成制御部５は、パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値をレーザ出力信号に含めずに別途制御部３３０に出力してもよい。
この場合、ＥＵＶ光生成制御部５は、マスタ繰り返し周波数で出力されたドロップレット２７１のドロップレット検出信号をそのままレーザ出力信号として制御部３３０に出力してもよい。ＥＵＶ光生成制御部５は、レーザ出力信号の出力前に、パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値を制御部３３０に出力してもよい。制御部３３０は、トリガ信号に含まれる励起電流の設定値、電圧設定信号に含まれる放電電圧の設定値、及び電流設定信号に含まれる放電電流の設定値のそれぞれを、レーザ出力信号の入力前に予め決定してもよい。
【０１２３】
また、ＥＵＶ光生成制御部５は、分周設定信号を生成し制御部３３０に出力してもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、レーザ出力信号の出力前に分周設定信号を制御部３３０に出力してもよい。
分周設定信号は、マスタ繰り返し周波数を分周する際の分周比を制御部３３０に設定するための制御信号であってもよい。
分周比は、マスタ繰り返し周波数の値を、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数の値で除算した値であってもよい。
【０１２４】
図７の制御部３３０は、分周器３３１を含んでもよい。
分周器３３１は、ＥＵＶ光生成制御部５から出力された分周設定信号に基づいて、ＥＵＶ光生成制御部５から出力されたレーザ出力信号を分周してもよい。
分周器３３１は、分周設定信号に含まれる分周比を用いて、マスタ繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて入力されるレーザ出力信号を分周してもよい。分周されたレーザ出力信号の繰り返し周波数は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数となり得る。分周されていないレーザ出力信号の繰り返し周波数は、マスタ繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数であり得る。
【０１２５】
制御部３３０は、分周されたレーザ出力信号に基づいて、光スイッチへの駆動信号、ＲＦ電源３８０への電圧設定信号、及び第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４への電流設定信号を出力してもよい。
制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて、当該光スイッチへの駆動信号、当該電圧設定信号、及び当該電流設定信号を出力してもよい。制御部３３０は、当該光スイッチへの駆動信号、当該電圧設定信号、及び当該電流設定信号のそれぞれを、分周器３３１から直接出力してもよい。
第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて、入射するパルスレーザ光３０を通過させ得る。第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させ得る。
再生増幅器３７０の増幅器３７５は、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を増幅して出力し得る。第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を増幅して出力し得る。
【０１２６】
また、制御部３３０は、分周されていないレーザ出力信号に基づいて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力してもよい。
制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、マスタ繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にて当該トリガ信号を出力してもよい。
この際、制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングから所定の遅延時間Ｄｑ１〜４だけ遅延したタイミングで、当該トリガ信号を出力してもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、マスタ繰り返し周波数と略同じ値の繰り返し周波数にてパルスレーザ光を出力し得る。
【０１２７】
第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の他の構成については、図２に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様であってもよい。
【０１２８】
［６．２  動作］
図８は、第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１のレーザ発振に係る動作を説明するための図を示す。
第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の動作において、図２に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様の動作については説明を省略する。
【０１２９】
ＥＵＶ光生成制御部５には、露光装置制御部６１からＥＵＶ光出力指令信号が送信されてもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標パルスエネルギ等の各種目標値に基づいて、パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値を制御部３３０に出力してもよい。
制御部３３０は、ＥＵＶ光生成制御部５から出力されたパルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値に基づいて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に設定される励起電流の設定値を決定してもよい。
制御部３３０は、当該パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値に基づいて、ＲＦ電源３８０に出力される電圧設定信号に含まれる放電電圧の設定値を決定してもよい。
制御部３３０は、当該パルスレーザ光３１の目標パルスエネルギ等の各種目標値に基づいて、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４に出力される電流設定信号に含まれる放電電流の設定値を決定してもよい。
【０１３０】
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数とマスタ繰り返し周波数とを用いて分周設定信号を生成し、制御部３３０に出力してもよい。
ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数は、例えば５０ｋＨｚであってもよい。マスタ繰り返し周波数は、例えば１００ｋＨｚであってもよい。この例では、分周設定信号に含まれる分周比は、２であり得る。
【０１３１】
ＥＵＶ光生成制御部５は、ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数をマスタ繰り返し周波数とするターゲット供給信号を生成し、ターゲット供給部２６に出力してもよい。
ターゲット供給部２６は、マスタ繰り返し周波数にてドロップレット２７１を生成しチャンバ２内に出力し得る。ターゲットセンサ４は、マスタ繰り返し周波数で出力されたドロップレット２７１のドロップレット検出信号をＥＵＶ光生成制御部５に出力し得る。
ＥＵＶ光生成制御部５は、マスタ繰り返し周波数を反映したドロップレット検出信号をそのままレーザ出力信号として制御部３３０に出力してもよい。
【０１３２】
制御部３３０は、分周されていないレーザ出力信号に基づいて、トリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１〜４を決定してもよい。
制御部３３０は、分周設定信号に基づいて、レーザ出力信号を分周してもよい。
制御部３３０は、分周されたレーザ出力信号に基づいて、光スイッチへの駆動信号に対して付加される遅延時間Ｄｐ１〜４を決定してもよい。
【０１３３】
制御部３３０は、予め決定された励起電流の設定値を含むトリガ信号を、分周されていないレーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｑ１〜４だけ遅延したタイミングで、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに出力してもよい。
第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、入力されたトリガ信号に基づいて、パルスレーザ光を出力し得る。
このとき、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数の整数倍の値を有するマスタ繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０を出力し得る。
光路調節器３１５は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから出力されたパルスレーザ光の光路を実質的に１つの光路に重ね合せて、パルスレーザ光３０として第１光スイッチ３２１に出力し得る。
【０１３４】
制御部３３０は、予め決定された放電電圧の設定値を含む電圧設定信号を、分周されたレーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、ＲＦ電源３８０に出力してもよい。
ＲＦ電源３８０は、入力された電圧設定信号に基づいて、再生増幅器３７０の増幅器３７５の放電電極に放電電圧を供給し得る。
制御部３３０は、予め決定された放電電流の設定値を含む電流設定信号を、分周されたレーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４に出力してもよい。
第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４は、入力された電流設定信号に基づいて、第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれの放電電極に放電電流を供給し得る。
【０１３５】
制御部３３０は、第１光スイッチ３２１への駆動信号を、分周されたレーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ１だけ遅延したタイミングで、第１光スイッチ３２１に出力してもよい。
第１光スイッチ３２１は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０を選択的に通過させ、再生増幅器３７０に出力し得る。
このとき、第１光スイッチ３２１を通過するパルスレーザ光３０の繰り返し周波数は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と略等しくなり得る。すなわち、第１光スイッチ３２１は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０を通過させ得る。
第１光スイッチ３２１を通過しなかったパルスレーザ光３０は、図３の偏光子３２１ｃで反射され図示しないビームダンパに吸収されてもよい。
【０１３６】
制御部３３０は、第３光スイッチ３７３への駆動信号を、分周されたレーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ３だけ遅延したタイミングで、第３光スイッチ３７３に出力してもよい。
第３光スイッチ３７３は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させ、再生増幅器３７０内にパルスレーザ光３０を導入し得る。
このとき、再生増幅器３７０内に導入されたパルスレーザ光３０は、第１光スイッチ３２１によって選択的に通過されたパルスレーザ光３０だけであり得る。すなわち、第３光スイッチ３７３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０を再生増幅器３７０内に導入し得る。
再生増幅器３７０内に導入されたパルスレーザ光３０は、共振器ミラー３７１及び３７２の間で往復しながら増幅器３７５を通過する度に増幅され得る。
【０１３７】
制御部３３０は、第４光スイッチ３７４への駆動信号を、分周されたレーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ４だけ遅延したタイミングで、第４光スイッチ３７４に出力してもよい。
第４光スイッチ３７４は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させ、再生増幅器３７０から高反射ミラーに出力し得る。
このとき、第４光スイッチ３７４は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有し且つ適切に増幅されたパルスレーザ光３０を再生増幅器３７０から出力し得る。
高反射ミラーは、入射したパルスレーザ光３０を反射して第２光スイッチ３２２に出力し得る。
【０１３８】
制御部３３０は、第２光スイッチ３２２への駆動信号を、分周されたレーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｐ２だけ遅延したタイミングで、第２光スイッチ３２２に出力してもよい。
第２光スイッチ３２２は、入力された駆動信号に基づいて、入射するパルスレーザ光３０を通過させ、第１〜第４増幅器３５１〜３５４に出力し得る。
このとき、第２光スイッチ３２２は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有し且つ適切に増幅されたパルスレーザ光３０を通過させ得る。
第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、当該パルスレーザ光３０を順次適切に増幅し得る。
最終段の第４増幅器３５４で増幅されたパルスレーザ光３０は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数で、パルスレーザ光３１としてレーザ装置３の外部に出力され得る。
【０１３９】
第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の他の動作については、図２に示されたＥＵＶ光生成システム１１と同様であってもよい。
【０１４０】
［６．３  作用］
このように、制御部３３０は、露光装置制御部６１から要求されるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数に関わらず、マスタ繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４にトリガ信号を出力し得る。
そのため、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態は、露光装置制御部６１からの要求によりＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、大きく変動せずに略一定となり得る。
それにより、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数に関わらず、互いに略同一のタイミングで、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光を出力し得る。
一方、第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０を通過させ得る。第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０の光路を変更し得る。再生増幅器３７０及び第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を適切に増幅して出力し得る。
それにより、第１実施形態のレーザ装置３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されたら、当該ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３１を出力し得る。加えて、第１実施形態のレーザ装置３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の負荷状態の変動を抑制しつつ、適切に増幅されたパルスレーザ光３１を出力し得る。
よって、第１実施形態のレーザ装置３は、その動作条件が変更された際であってもパルスレーザ光３０を適切に増幅して、所望の特性を有するパルスレーザ光３１を所望のタイミングで出力し得る。
【０１４１】
［７．第２実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システム］
図９〜図１１を用いて、第２実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１について説明する。
図９は、第２実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の構成を示す。
第２実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１は、露光装置制御部６１からの要求によりＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更された場合、これに応じてドロップレット２７１の目標繰り返し周波数を変更してもよい。
この場合、第２実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１では、ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数に応じて出力されるドロップレット２７１のドロップレット検出信号の繰り返し周波数は変更され得る。そして、当該ドロップレット検出信号に基づいて出力されるトリガ信号の繰り返し周波数も変更され得る。それにより、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態は変動し得る。
そこで、第２実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１は、トリガ信号に付加される遅延時間Ｄｑ１〜４を調整することによって、波長チャーピングに対処してもよい。
【０１４２】
第２実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１は、ＥＵＶ光生成制御部５及び制御部３３０の構成が、図７に示された第１実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１と異なってもよい。
第２実施形態に係るＥＵＶ光生成制御部５は、マスタトリガ生成部５１を含まなくてもよく、分周設定信号を制御部３３０に出力しなくてもよい。
第２実施形態に係る制御部３３０は、分周器３３１を含まなくてもよい。
第２実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成及び動作において、図７及び図８に示された第１実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１と同様の構成及び動作については説明を省略する。
【０１４３】
図９のＥＵＶ光生成制御部５は、ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数を、マスタ繰り返し周波数ではなく、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ値に決定してもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ値をドロップレット２７１の目標繰り返し周波数として、ターゲット供給信号を生成してもよい。
ＥＵＶ光生成制御部５は、生成されたターゲット供給信号を、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ繰り返し周波数でターゲット供給部２６に出力してもよい。
ターゲット供給部２６は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ繰り返し周波数にてドロップレット２７１を生成し出力し得る。ターゲットセンサ４は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ繰り返し周波数にて出力されたドロップレット２７１を検出し、ＥＵＶ光生成制御部５にドロップレット検出信号を出力し得る。
ＥＵＶ光生成制御部５には、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映したドロップレット検出信号が入力され得る。
【０１４４】
ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映したドロップレット検出信号に基づいて、レーザ出力信号を生成し制御部３３０に出力してもよい。
具体的には、ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ繰り返し周波数にて出力されたドロップレット２７１のドロップレット検出信号が入力されたタイミングに同期して、レーザ出力信号を１パルス毎に制御部３３０に出力してもよい。
制御部３３０には、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映したレーザ出力信号が入力され得る。
【０１４５】
図９の制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数にて、光スイッチへの駆動信号、ＲＦ電源３８０への電圧設定信号、及び第１〜第４ＲＦ電源３６１〜３６４への電流設定信号を出力してもよい。
第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、入射するパルスレーザ光３０を通過させ得る。第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、入射するパルスレーザ光３０の光路を変化させ得る。
再生増幅器３７０の増幅器３７５は、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を増幅して出力し得る。第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を増幅して出力し得る。
【０１４６】
また、制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力してもよい。
この際、制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングから所定の遅延時間Ｄｑ１’〜４’だけ遅延したタイミングで、当該トリガ信号を出力してもよい。
トリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１’〜４’は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態の変動に応じて、遅延時間Ｄｑ１〜４から調整された値であってもよい。
遅延時間Ｄｑ１’〜４’のそれぞれの長さは、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態が変動しても、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が互いに略同一のタイミングで出力されるように定められてもよい。
制御部３３０は、トリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１’〜４’を計算する記憶演算部３３２を含んでもよい。
【０１４７】
図１０及び図１１を用いて、トリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１’〜４’について説明する。
図１０は、第２実施形態のレーザ装置３に含まれる制御部３３０から出力されるトリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１’〜４’を説明するための図を示す。図１１は、ＱＣＬの発光遅延時間と繰り返し周波数との関係を計測した結果を示す。
【０１４８】
上述のように、第２実施形態のレーザ装置３では、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれが、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光を出力してもよい。
すなわち、第２実施形態のレーザ装置３では、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されるとトリガ信号の繰り返し周波数も変更され得ることから、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態が変動し得る。
この場合、図１０上段に示されるように、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれから増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光が出力されるタイミングは、変動し得る。すなわち、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに発光遅延時間が発生し得る。
特に、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの発光遅延時間は、図１１に示されるように、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの繰り返し周波数に応じて変動し得る。
図１１には、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの繰り返し周波数を１００Ｈｚを基準にして変動させた際に、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの発光遅延時間がどのように変動するかが示されている。
更に、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれ発光遅延時間の変動量は、図１１の各グラフの傾きが異なることからも明らかなように、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４ごとに異なり得る。
【０１４９】
そこで、制御部３３０の記憶演算部３３２は、図１１に示されたＱＣＬの発光遅延時間と繰り返し周波数との関係に関する計測結果を予め記憶していてもよい。
記憶演算部３３２は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されると、図１１に示されたＱＣＬの発光遅延時間と繰り返し周波数との関係に関する計測結果に基づいて、次のような処理を行ってもよい。それにより、記憶演算部３３２は、トリガ信号に対して付加される遅延時間Ｄｑ１’〜４’を計算してもよい。
【０１５０】
すなわち、記憶演算部３３２は、図１１のＱＣＬの発光遅延時間と繰り返し周波数との関係に関する計測結果を参照して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数に応じて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの発光遅延時間の変動量を特定してもよい。
この際、発光遅延時間の値が図１１の当該計測結果に掲載されていない場合には、記憶演算部３３２は、図１１の当該計測結果に基づいて、発光遅延時間と繰り返し周波数との相関式を導出してもよい。当該相関式は、線形近似関数や多項式近似関数や高次近似関数で記述されてもよい。そして、記憶演算部３３２は、導出された相関式を用いて第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの発光遅延時間の変動量を計算してもよい。
続いて、記憶演算部３３２は、特定した発光遅延時間の変動量を、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更される前のトリガ信号に付加された遅延時間Ｄｑ１〜４から減算することによって、遅延時間Ｄｑ１’〜４’を計算してもよい。
【０１５１】
制御部３３０は、記憶演算部３３２で求められた値を、トリガ信号に対して付加される新たな遅延時間Ｄｑ１’〜４’として決定してもよい。
そして、制御部３３０は、図１０下段に示されるように、レーザ出力信号が入力されたタイミングから新たに決定された遅延時間Ｄｑ１’〜４’だけ遅延したタイミングで、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力してもよい。
それにより、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、レーザ出力信号が制御部３３０に入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光を出力し得る。加えて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、負荷状態が変動されても、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光を、互いに略同一のタイミングで出力し得る。
【０１５２】
第２実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の他の構成及び動作については、図７及び図８に示された第１実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１と同様であってもよい。
【０１５３】
このように、制御部３３０は、露光装置制御部６１から要求されるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数に基づいて遅延時間Ｄｑ１〜４をＤｑ１’〜４’に調整して、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力し得る。
そのため、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、露光装置制御部６１からの要求によりＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更され負荷状態が変動しても、互いに略同一のタイミングで、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光を出力し得る。
一方、第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０を通過させ得る。第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０の光路を変更し得る。再生増幅器３７０及び第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を適切に増幅して出力し得る。
それにより、第２実施形態のレーザ装置３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されたら、当該ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３１を出力し得る。加えて、第２実施形態のレーザ装置３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の負荷状態の変動に対処しつつ、適切に増幅されたパルスレーザ光３１を出力し得る。
よって、第２実施形態のレーザ装置３は、その動作条件が変更された際であってもパルスレーザ光３０を適切に増幅して、所望の特性を有するパルスレーザ光３１を所望のタイミングで出力し得る。
【０１５４】
［８．第３実施形態のレーザ装置を含むＥＵＶ光生成システム］
図１２及び図１３を用いて、第３実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１について説明する。
トリガ信号は、トリガ信号のパルス幅を含んでもよい。トリガ信号のパルス幅とは、１パルスにおいて第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に励起電流を供給している時間である。言い換えると、トリガ信号のパルス幅は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に供給される励起電流の１パルスごとの時間幅であり得る。
【０１５５】
図１２は、第３実施形態のレーザ装置３に含まれる制御部３３０から出力されるトリガ信号のパルス幅Ｗ’を説明するための図を示す。図１３は、ＱＣＬに出力されるトリガ信号の繰り返し周波数とパルス幅との関係を示す。
第３実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１は、露光装置制御部６１からの要求によりＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更された場合、これに応じてドロップレット２７１の目標繰り返し周波数を変更してもよい。
この場合、第３実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１では、ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数に応じて出力されるドロップレット２７１のドロップレット検出信号の繰り返し周波数は変更され得る。そして、当該ドロップレット検出信号に基づいて出力されるトリガ信号の繰り返し周波数も変更され得る。それにより、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの負荷状態は変動し得る。
そこで、第３実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１は、トリガ信号のパルス幅Ｗを調整することによって、波長チャーピングに対処してもよい。
【０１５６】
第３実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１は、制御部３３０の構成が、図９に示された第２実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１と異なっていてもよい。
第３実施形態に係る制御部３３０の記憶演算部３３２は、図１１に示されたＱＣＬの発光遅延時間と繰り返し周波数との関係に関する計測結果を予め記憶していなくてもよい。
第３実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１の構成及び動作において、図９〜図１１に示された第２実施形態に係るＥＵＶ光生成システム１１と同様の構成及び動作については説明を省略する。
【０１５７】
第３実施形態に係るＥＵＶ光生成制御部５は、第２実施形態に係るＥＵＶ光生成制御部５と同様に、ドロップレット２７１の目標繰り返し周波数を、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ値に決定してもよい。
そして、ＥＵＶ光生成制御部５は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数と同じ値をドロップレット２７１の目標繰り返し周波数として、ターゲット供給信号を生成してもよい。
更に、ＥＵＶ光生成制御部５は、第２実施形態に係るＥＵＶ光生成制御部５と同様に、ＥＵＶ光出力指令信号に含まれるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映したドロップレット検出信号に基づいて、レーザ出力信号を生成し制御部３３０に出力してもよい。
【０１５８】
第３実施形態に係る制御部３３０は、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力してもよい。
この際、制御部３３０は、図１２に示されるように、レーザ出力信号が入力されたタイミングから所定の遅延時間Ｄｑ１〜４だけ遅延したタイミングで、パルス幅Ｗ’のトリガ信号を出力してもよい。
トリガ信号のパルス幅Ｗ’は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数の変更に応じて、変更前のトリガ信号のパルス幅Ｗから調整された値であってもよい。
トリガ信号のパルス幅Ｗ’の大きさは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に供給される励起電流のデューティ比が変動しないように定められてもよい。
制御部３３０は、トリガ信号のパルス幅Ｗ’を計算する記憶演算部３３２を含んでもよい。
【０１５９】
ここで、ＱＣＬの波長チャーピングと、ＱＣＬに供給される励起電流のデューティ比との関係について説明する。
例えば、第１ＱＣＬ３１１の波長チャーピングを引き起こす半導体素子３１１１の温度変化ΔＴと、第１ＱＣＬ３１１に供給される励起電流のデューティ比との関係は、次式によって記述され得る。
ΔＴ＝Ｒｔｈ・（Ｉ・Ｖ）・Ｄ
Ｒｔｈは、半導体素子３１１１の熱抵抗であり得る。
Ｉは、半導体素子３１１１に供給される励起電流の電流値であり得る。
Ｖは、半導体素子３１１１に生じる電圧であり得る。
Ｄは、半導体素子３１１１に供給される励起電流のデューティ比であり得る。半導体素子３１１１に供給される励起電流のデューティ比は、トリガ信号のデューティ比と同じ値であり得る。トリガ信号のデューティ比は、トリガ信号のパルス幅と繰り返し周波数との積であり得る。
【０１６０】
上記の式により、熱抵抗Ｒｔｈを一定とすると、電流値Ｉを一定に保てば電圧Ｖは変化せず、温度変化ΔＴはデューティ比Ｄに依存することが分かり得る。
よって、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、トリガ信号に含まれる励起電流の設定値を維持した上で、トリガ信号のデューティ比が変動しないようトリガ信号のパルス幅を調整すれば、温度変化ΔＴは抑制され得る。このため、第１ＱＣＬ３１１の負荷状態の変動は抑制され得る。
【０１６１】
そこで、制御部３３０の記憶演算部３３２は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに出力されるトリガ信号のデューティ比を予め記憶していてもよい。
記憶演算部３３２に記憶されたデューティ比は、遅延時間Ｄｑ１〜４との関係から実験等によって予め決定された一定値であってもよい。記憶演算部３３２に記憶されたデューティ比は、例えば４００００ｎｓ・ｋＨｚのような一定値を記憶していてもよい。
そして、記憶演算部３３２は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されると、予め記憶しておいたデューティ比に基づいて、次のような処理を行ってトリガ信号のパルス幅Ｗ’を計算してもよい。
例えば、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が１００ｋＨｚから５０ｋＨｚに変更されると、記憶演算部３３２は、パルス幅Ｗ’を次式のように計算し得る。
パルス幅Ｗ’＝デューティ比（４００００ｎｓ・ｋＨｚ）／繰り返し周波数（５０ｋＨｚ）＝８００ｎｓ
【０１６２】
或いは、記憶演算部３３２は、図１３に示されるような、トリガ信号の繰り返し周波数とパルス幅との関係を示すテーブルを予め記憶していてもよい。
そして、記憶演算部３３２は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されると、予め記憶しておいたテーブルを参照して、トリガ信号のパルス幅Ｗ’を特定してもよい。
【０１６３】
制御部３３０は、記憶演算部３３２で求められた値を、トリガ信号の新たなパルス幅Ｗ’に決定してもよい。
そして、制御部３３０は、図１２下段に示されるように、レーザ出力信号が入力されたタイミングから遅延時間Ｄｑ１〜４だけ遅延したタイミングで、新たに決定されたパルス幅Ｗ’のトリガ信号を第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに出力してもよい。
それにより、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、レーザ出力信号が入力されたタイミングに同期して、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光を出力し得る。加えて、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、負荷状態の変動が抑制されて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光を、互いに略同一のタイミングで出力し得る。
なお、記憶演算部３３２は、デューティ比として第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれで異なる値を用いた方が好適である場合は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４ごとに異なる値のデューティ比を予め記憶してもよい。
【０１６４】
第３実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１の他の構成及び動作については、図９〜図１１に示された第２実施形態のレーザ装置３を含むＥＵＶ光生成システム１１と同様であってもよい。
【０１６５】
このように、制御部３３０は、露光装置制御部６１から要求されるＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数に基づいてトリガ信号のパルス幅ＷをＷ’に調整して、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれにトリガ信号を出力し得る。
そのため、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、露光装置制御部６１からの要求によりＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、負荷状態の変動が抑制され得る。このため、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれは、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光を、互いに略同一のタイミングで出力し得る。
一方、第１及び第２光スイッチ３２１及び３２２のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０を通過させ得る。第３及び第４光スイッチ３７３及び３７４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、増幅波長領域の波長を有するパルスレーザ光３０の光路を変更し得る。再生増幅器３７０及び第１〜第４増幅器３５１〜３５４のそれぞれは、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３０を適切に増幅して出力し得る。
それにより、第３実施形態のレーザ装置３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されたら、当該ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数を反映した繰り返し周波数にて、パルスレーザ光３１を出力し得る。加えて、第３実施形態のレーザ装置３は、ＥＵＶ光２５２の目標繰り返し周波数が変更されても、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４の負荷状態の変動を抑制しつつ、適切に増幅されたパルスレーザ光３１を出力し得る。
よって、第３実施形態のレーザ装置３は、その動作条件が変更された際であってもパルスレーザ光３０を適切に増幅して、所望の特性を有するパルスレーザ光３１を所望のタイミングで出力し得る。
【０１６６】
［９．その他］
［９．１  各制御部のハードウェア環境］
当業者は、汎用コンピュータまたはプログラマブルコントローラにプログラムモジュールまたはソフトウェアアプリケーションを組み合わせて、ここに述べられる主題が実行されることを理解するだろう。一般的に、プログラムモジュールは、本開示に記載されるプロセスを実行できるルーチン、プログラム、コンポーネント、データストラクチャー等を含む。
【０１６７】
図１４は、開示される主題の様々な側面が実行され得る例示的なハードウェア環境を示すブロック図である。図１４の例示的なハードウェア環境１００は、処理ユニット１０００と、ストレージユニット１００５と、ユーザインターフェイス１０１０と、パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０と、シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０と、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０とを含んでもよいが、ハードウェア環境１００の構成は、これに限定されない。
【０１６８】
処理ユニット１０００は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１００１と、メモリ１００２と、タイマ１００３と、画像処理ユニット（ＧＰＵ）１００４とを含んでもよい。メモリ１００２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）とを含んでもよい。ＣＰＵ１００１は、市販のプロセッサのいずれでもよい。デュアルマイクロプロセッサや他のマルチプロセッサアーキテクチャが、ＣＰＵ１００１として使用されてもよい。
【０１６９】
図１４におけるこれらの構成物は、本開示において記載されるプロセスを実行するために、相互に接続されていてもよい。
【０１７０】
動作において、処理ユニット１０００は、ストレージユニット１００５に保存されたプログラムを読み込んで、実行してもよい、また、処理ユニット１０００は、ストレージユニット１００５からプログラムと一緒にデータを読み込んでもよい、また、処理ユニット１０００は、ストレージユニット１００５にデータを書き込んでもよい。ＣＰＵ１００１は、ストレージユニット１００５から読み込んだプログラムを実行してもよい。メモリ１００２は、ＣＰＵ１００１によって実行されるプログラムおよびＣＰＵ１００１の動作に使用されるデータを、一時的に保管する作業領域であってもよい。タイマ１００３は、時間間隔を計測して、プログラムの実行に従ってＣＰＵ１００１に計測結果を出力してもよい。ＧＰＵ１００４は、ストレージユニット１００５から読み込まれるプログラムに従って、画像データを処理し、処理結果をＣＰＵ１００１に出力してもよい。
【０１７１】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、露光装置制御部６１、ＥＵＶ光生成制御部５、レーザ光進行方向制御部３４、及び制御部３３０等の、処理ユニット１０００と通信可能なパラレルＩ／Ｏデバイスに接続されてもよく、処理ユニット１０００とそれらパラレルＩ／Ｏデバイスとの間の通信を制御してもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、第１~第４ＲＦ電源３６１~３６４、ＲＦ電源３８０、第１〜第４光スイッチ３２１、３２２、３７３及び３７４、ターゲット供給部２６、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４等の、処理ユニット１０００と通信可能なシリアルＩ／Ｏデバイスに接続されてもよく、処理ユニット１０００とそれらシリアルＩ／Ｏデバイスとの間の通信を制御してもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、アナログポートを介して、温度センサ、圧力センサ、真空計各種センサ、ターゲットセンサ４等のアナログデバイスに接続されてもよく、処理ユニット１０００とそれらアナログデバイスとの間の通信を制御したり、通信内容のＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換を行ってもよい。
【０１７２】
ユーザインターフェイス１０１０は、操作者が処理ユニット１０００にプログラムの停止や、割込みルーチンの実行を指示できるように、処理ユニット１０００によって実行されるプログラムの進捗を操作者に表示してもよい。
【０１７３】
例示的なハードウェア環境１００は、本開示における露光装置制御部６１、ＥＵＶ光生成制御部５、レーザ光進行方向制御部３４、及び制御部３３０の構成に適用されてもよい。当業者は、それらのコントローラが分散コンピューティング環境、すなわち、通信ネットワークを介して繋がっている処理ユニットによってタスクが実行される環境において実現されてもよいことを理解するだろう。本開示において、露光装置制御部６１、ＥＵＶ光生成制御部５、レーザ光進行方向制御部３４、及び制御部３３０は、イーサネットやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルおよびリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
【０１７４】
［９．２  トリガ信号の生成に関するレーザ装置の変形例］
上述のように、トリガ信号は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれがレーザ発振を行ってパルスレーザ光を出力する契機を与える信号であってもよい。トリガ信号には、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに供給される励起電流の設定値が含まれてもよい。トリガ信号のパルス幅は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４に供給される励起電流の１パルスごとの時間幅であってもよい。
第１〜第３実施形態のレーザ装置３では、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに出力されるトリガ信号を制御部３３０が生成していたが、本開示のレーザ装置３はこれに限定されない。
本開示のレーザ装置３では、制御部３３０は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれに含まれる第１〜第４ＱＣＬ制御部のそれぞれにトリガ信号を生成させてもよい。
すなわち、本開示のレーザ装置３は、トリガ信号の生成に関して以下のような変形例を採用し得る。
【０１７５】
図１５を用いて、トリガ信号の生成に関するレーザ装置３の変形例について説明する。
図１５は、トリガ信号の生成に関するレーザ装置３の変形例を説明するための図を示す。
なお、図１５の説明では、第１ＱＣＬ３１１を例に挙げて説明する。
【０１７６】
変形例のレーザ装置３が備える制御部３３０は、トリガ信号の代りに、励起電流の電流値及び時間幅に関する設定値と出力タイミング信号とを、第１〜第４ＱＣＬ制御部のそれぞれに出力してもよい。
出力タイミング信号は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれからパルスレーザ光が出力されるタイミングであることを通知する信号であってもよい。出力タイミング信号には、トリガ信号と同様に、所定の遅延時間Ｄｑ１〜Ｄｑ４やＤｑ１’〜Ｄｑ４’が付加されて制御部３３０から出力されてもよい。
励起電流の電流値及び時間幅に関する設定値は、第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４のそれぞれの半導体素子に供給される励起電流のパルス波形における電流値及び時間幅を定める設定値であってもよい。当該設定値における励起電流の時間幅は、トリガ信号のパルス幅Ｗやパルス幅Ｗ’を規定してもよい。
【０１７７】
変形例のレーザ装置３が備える第１ＱＣＬ３１１は、図１５に示されるように、半導体素子３１１１と、ペルチェ素子３１１２と、温度センサ３１１３と、電流制御器３１１４と、温度制御部３１１５と、第１ＱＣＬ制御部３１１６と、を含んでもよい。
【０１７８】
第１ＱＣＬ制御部３１１６には、制御部３３０から出力された第１ＱＣＬ３１１に供給される励起電流の電流値及び時間幅に関する設定値が入力されてもよい。
第１ＱＣＬ制御部３１１６は、入力された当該設定値における電流値及び時間幅に応じた励起電流のパルス波形を有するトリガ信号を生成してもよい。
第１ＱＣＬ制御部３１１６には、制御部３３０から出力された第１ＱＣＬ３１１に対する出力タイミング信号が入力されてもよい。
第１ＱＣＬ制御部３１１６は、入力された当該出力タイミング信号に応じて、生成された当該トリガ信号を電流制御器３１１４に出力してもよい。
第１ＱＣＬ制御部３１１６は、半導体素子３１１１の温度を所定温度にするための温度設定値を温度制御部３１１５に出力してもよい。
【０１７９】
電流制御器３１１４には、第１ＱＣＬ制御部３１１６から出力されたトリガ信号が入力されてもよい。
電流制御器３１１４は、入力された当該トリガ信号が有するパルス波形に応じた励起電流を、半導体素子３１１１に設けられた上記一対の電極層に供給してもよい。
当該一対の電極層に挟持された半導体層３１１１ｂ及び３１１１ｃ並びに活性層３１１１ａには、当該トリガ信号に応じた励起電流が流れ得る。
【０１８０】
温度センサ３１１３は、半導体素子３１１１の温度を検出し、その検出信号を温度制御部３１１５に出力してもよい。
【０１８１】
温度制御部３１１５には、第１ＱＣＬ制御部３１１６から出力された温度設定値が入力されてもよい。
温度制御部３１１５には、温度センサ３１１３から出力された検出信号が入力されてもよい。
温度制御部３１１５は、入力された当該検出信号によって示される温度検出値が、入力された当該温度設定値に近付くよう、ペルチェ素子３１１２の冷却動作を制御する信号をペルチェ素子３１１２に出力してもよい。
【０１８２】
上記構成によって、変形例のレーザ装置３が備える第１ＱＣＬ３１１は、制御部３３０からの制御により、第１ＱＣＬ制御部３１１６にてトリガ信号を生成し、当該トリガ信号に応じた励起電流を半導体素子３１１１に供給し得る。それにより、変形例のレーザ装置３が備える第１ＱＣＬ３１１は、制御部３３０からの制御により、半導体素子３１１１からパルスレーザ光を出力し得る。
【０１８３】
なお、図１５に示された半導体素子３１１１及びペルチェ素子３１１２の構成については、図５に示された半導体素子３１１１及びペルチェ素子３１１２と同様であってもよい。
変形例のレーザ装置３が備える第２〜第４ＱＣＬ３１２〜３１４においても、図１５に示された第１ＱＣＬ３１１と同様に構成されてもよい。
【０１８４】
［９．３  その他の変形例］
ＥＵＶ光生成制御部５及び制御部３３０は、その一部又は全部を組み合わせて一体の制御部として構成されてもよい。
【０１８５】
上記で説明した実施形態は、変形例を含めて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。
【０１８６】
例えば、変形例のレーザ装置３が備える制御部３３０及び第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４は、第１〜第３実施形態の各レーザ装置３が備える制御部３３０及び第１〜第４ＱＣＬ３１１〜３１４にそれぞれ適用されてもよい。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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】
【０１８９】
１                  …ＥＵＶ光生成装置
２                  …チャンバ
２７                …ターゲット
３                  …レーザ装置
３１１〜３１４      …第１〜第４ＱＣＬ
３２１、３２２      …第１及び第２光スイッチ
３３０              …制御部
３７３、３７４      …第３及び第４光スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月6日(2015.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の２以上の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項２】
前記半導体レーザから出力された前記レーザ光を増幅し、前記光スイッチを含む再生増幅器
を備える請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記繰り返し周波数に同期して前記半導体レーザに出力する前記トリガ信号の出力タイミングを前記繰り返し周波数に基づいて変更し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項４】
前記半導体レーザから出力された前記レーザ光を増幅し、前記光スイッチを含む再生増幅器
を備える請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記トリガ信号の出力タイミングから前記半導体レーザから前記レーザ光が出力されるタイミングまでのタイムラグと、前記繰り返し周波数との関係に関する計測結果を予め記憶し、前記計測結果を参照して前記トリガ信号の出力タイミングを計算する記憶演算部を含み、
前記記憶演算部によって計算された出力タイミングを前記トリガ信号の変更後の出力タイミングとして決定する
請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記記憶演算部は、
前記計測結果に基づいて、前記タイムラグと前記繰り返し周波数との相関式を導出し、前記相関式に基づいて前記トリガ信号の出力タイミングを計算する
請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記半導体レーザの負荷状態の変動に応じて前記トリガ信号の変更後の出力タイミングを決定し、
前記半導体レーザは、
前記制御部によって決定された出力タイミングに基づいて、前記繰り返し周波数に同期したレーザ光を出力する
請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項８】
予め設定された繰り返し周波数で極端紫外光を生成する極端紫外光生成装置と共に用いられるレーザ装置であって、
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記繰り返し周波数に同期して前記半導体レーザに出力する前記トリガ信号のパルス幅を前記繰り返し周波数に基づいて変更し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項９】
前記半導体レーザから出力された前記レーザ光を増幅し、前記光スイッチを含む再生増幅器
を備える請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記トリガ信号のデューティ比が変動しないように前記トリガ信号の変更後のパルス幅を決定する
請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記トリガ信号の繰り返し周波数とパルス幅との関係を示すテーブルを予め記憶し、前記テーブルを参照して前記トリガ信号のパルス幅を特定する記憶演算部を含み、
前記記憶演算部によって特定されたパルス幅を前記トリガ信号の変更後のパルス幅として決定する
請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記トリガ信号のパルス幅を変更することによって前記半導体レーザの負荷状態の変動を抑制し、
前記半導体レーザは、
前記負荷状態の変動が抑制されることによって前記繰り返し周波数に同期したレーザ光を出力する
請求項８に記載のレーザ装置。
【請求項１３】
トリガ信号が入力されるとレーザ光を出力する半導体レーザと、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光を通過させるか否かを切り替える光スイッチと、
前記トリガ信号を前記繰り返し周波数の２倍以上の整数倍の周波数で前記半導体レーザに出力し、
前記レーザ光が前記繰り返し周波数で通過するように前記光スイッチを制御する
制御部と、
前記レーザ光が照射されると極端紫外光を放射するターゲットを、前記光スイッチを通過した前記レーザ光が導入されるチャンバに対して、前記繰り返し周波数の２倍以上の整数倍の周波数で供給するターゲット供給部と、
を備える極端紫外光生成装置。
【国際調査報告】
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