(57)【要約】このレーザ装置は、パルスレーザ光を第１の光路と第２の光路とに分岐させるビームスプリッタと、第１の光路に配置された光センサと、第２の光路に配置された増幅領域を含み、第２の光路に沿って入射するパルスレーザ光を増幅して出射する増幅器と、ビームスプリッタと増幅器との間の第２の光路に配置された波面制御器と、光センサの出力信号を受信して、波面制御器に制御信号を送信する処理装置と、を備えてもよい。
2015128943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスレーザ光を第１の光路と第２の光路とに分岐させるビームスプリッタと、
前記第１の光路に配置された光センサと、
前記第２の光路に配置された増幅領域を含み、前記第２の光路に沿って入射するパルスレーザ光を増幅して出射する増幅器と、
前記ビームスプリッタと前記増幅器との間の前記第２の光路に配置された波面制御器と、
前記光センサの出力信号を受信して、前記波面制御器に制御信号を送信する処理装置と、
を備えるレーザ装置。
【請求項２】
前記処理装置は、前記増幅領域を挟んで前記第２の光路に位置する第１の位置と第２の位置との間におけるパルスレーザ光のビーム径の最大値を低減するように、前記波面制御器に前記制御信号を送信する、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
パルスレーザ光を第１の光路と第２の光路とに分岐させる第１のビームスプリッタと、
前記第１の光路に配置された第１の光センサと、
前記第２の光路に配置された増幅領域を含み、前記第２の光路に沿って入射するパルスレーザ光を増幅して出射する増幅器と、
前記第１のビームスプリッタと前記増幅器との間の前記第２の光路に配置された波面制御器と、
前記増幅器から出射されるパルスレーザ光を第３の光路と第４の光路とに分岐させる第２のビームスプリッタと、
前記第３の光路に配置された第２の光センサと、
前記第１の光センサの出力信号を受信して、前記波面制御器に第１の制御信号を送信し、その後、前記第２の光センサの出力信号を受信して、前記波面制御器に第２の制御信号を送信する処理装置と、
を備えるレーザ装置。
【請求項４】
前記処理装置は、前記第１の光センサの出力信号を受信して、前記増幅領域を挟んで前記第２の光路に位置する第１の位置と第２の位置との間におけるパルスレーザ光のビーム径の最大値を低減するように、前記波面制御器に前記第１の制御信号を送信する、請求項３記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記処理装置は、前記第２の光センサの出力信号を受信して、前記増幅器から出射されるパルスレーザ光のビーム径を算出し、算出されたビーム径を目標のビーム径と比較し、前記増幅器から出力されるパルスレーザ光のビーム径が前記目標のビーム径に近づくように、前記波面制御器に前記第２の制御信号を送信する、請求項４記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記処理装置は、
前記第２の光センサの出力信号を受信して、前記増幅器から出射されるパルスレーザ光の状態を判定し、
第１の判定結果が得られた場合に、前記第１の光センサの出力信号を受信して、前記波面制御器に前記第１の制御信号を送信し、その後、前記第２の光センサの出力信号を受信して、前記波面制御器に前記第２の制御信号を送信し、
第２の判定結果が得られた場合に、前記波面制御器に前記第２の制御信号を送信する、
請求項３記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置に関する。
【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：Extreme Ultra Violet）光を生成するための極端紫外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】
極端紫外光生成装置としては、ターゲット物質にレーザビームを照射することによって生成されるプラズマが用いられるＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ励起プラズマ）式の装置と、放電によって生成されるプラズマが用いられるＤＰＰ（Discharge Produced Plasma）式の装置と、シンクロトロン放射光が用いられるＳＲ（Synchrotron Radiation）式の装置との３種類の装置が提案されている。
【概要】
【０００４】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、パルスレーザ光を第１の光路と第２の光路とに分岐させるビームスプリッタと、第１の光路に配置された光センサと、第２の光路に配置された増幅領域を含み、第２の光路に沿って入射するパルスレーザ光を増幅して出射する増幅器と、ビームスプリッタと増幅器との間の第２の光路に配置された波面制御器と、光センサの出力信号を受信して、波面制御器に制御信号を送信する処理装置と、を備えてもよい。
【０００５】
本開示の他の１つの観点に係るレーザ装置は、パルスレーザ光を第１の光路と第２の光路とに分岐させる第１のビームスプリッタと、第１の光路に配置された第１の光センサと、第２の光路に配置された増幅領域を含み、第２の光路に沿って入射するパルスレーザ光を増幅して出射する増幅器と、第１のビームスプリッタと増幅器との間の第２の光路に配置された波面制御器と、増幅器から出射されるパルスレーザ光を第３の光路と第４の光路とに分岐させる第２のビームスプリッタと、第３の光路に配置された第２の光センサと、第１の光センサの出力信号を受信して、波面制御器に第１の制御信号を送信し、その後、第２の光センサの出力信号を受信して、波面制御器に第２の制御信号を送信する処理装置と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
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、本開示の第１の実施形態におけるレーザ装置の構成を示す一部断面図である。
【図３】図３は、図２に示される１つの増幅器、１つの波面制御器、１つのビーム特性計測部及び１つの処理装置を拡大して示す。
【図４Ａ】図４Ａは、波面制御器の機能を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、波面制御器の機能を説明するための図である。
【図５】図５は、１つの波面制御器及び１つの増幅器を拡大して示す。
【図６】図６は、ビームウェスト計測器を拡大して示す。
【図７】図７は、波面制御器に制御信号が送信される前の増幅器における光路の一例を示す。
【図８】図８は、図３に示される処理装置の例示的な動作を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図８に示されるステップＳ１００の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示されるステップＳ１１０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図９に示されるステップＳ１２０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、図９に示されるステップＳ１３０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、図８に示されるステップＳ２００の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本開示の第２の実施形態におけるレーザ装置の構成を示す一部断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示される１つの増幅器、１つの波面制御器、１つのビーム特性計測部及び１つの処理装置の他に、下流側のビーム特性計測部及び処理装置を拡大して示す。
【図１６】図１６は、図１５に示される処理装置の例示的な動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１６に示されるステップＳ４００の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、図１６に示されるステップＳ６００の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、本開示の第３の実施形態のレーザ装置における処理装置の例示的な動作を示すフローチャートである。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図１９に示されるステップＳ５０の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図２０Ａに示される処理を説明するための図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図２０Ａに示される処理を説明するための図である。
【図２１】図２１は、本開示の第４の実施形態におけるレーザ装置の構成を示す一部断面図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、増幅器の第１の例として３軸直交型の増幅器の構成を示す内部透視図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図２２ＡにおけるＸＸＩＩＢ−ＸＸＩＩＢ線に沿った断面図である。
【図２３】図２３は、増幅器の第２の例として高速軸流型の増幅器の構成を示す斜視図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、波面制御器の第１の例として、曲率可変ミラーを概念的に示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、波面制御器の第１の例として、曲率可変ミラーを概念的に示す。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、波面制御器の第１の例として、曲率可変ミラーを概念的に示す。
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、図２４Ａ〜図２４Ｃに示される曲率可変ミラーの具体的構成を示す一部断面図である。
【図２５】図２５は、波面制御器の第２の例の構成を示す。
【図２６Ａ】図２６Ａは、波面制御器の第３の例の構成を示す。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、波面制御器の第３の例の構成を示す。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、波面制御器の第３の例の構成を示す。
【図２７】図２７は、処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【実施形態】
【０００７】
以下、本開示のいくつか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】
＜内容＞
１．概要
２．極端紫外光生成システムの全体説明
２．１  構成
２．２  動作
３．波面制御器を含むレーザ装置（第１の実施形態）
３．１  概略構成
３．２  詳細構成
３．２．１  増幅器
３．２．２  波面制御器
３．２．３  ビーム特性計測部
３．２．４  処理装置
３．３  動作
３．３．１  メインフロー
３．３．２  ビーム特性の計算
３．３．２．１  Ｗｉｎの計算
３．３．２．２  Ｗ０ｍ及びＺｗｍの計算
３．３．２．３  Ｍ２及びＲｉｎの計算
３．３．３  フォーカルパワーの目標値の計算
３．４  その他
４．ビーム径制御を行うレーザ装置（第２の実施形態）
４．１  構成
４．２  動作
４．２．１  メインフロー
４．２．２  Ｗｉｎ（ｋ＋１）の計算
４．２．３  フォーカルパワーの目標値の設定
４．３  作用
５．ビーム制御するか否か判定するレーザ装置（第３の実施形態）
５．１  メインフロー
５．２  ビームプロファイルの解析
６．複数の増幅器にまたがってビーム制御するレーザ装置（第４の実施形態）
７．その他
７．１  増幅器の例
７．１．１  第１の例
７．１．２  第２の例
７．２  波面制御器の例
７．２．１  第１の例
７．２．２  第２の例
７．２．３  第３の例
７．３  処理装置の構成
【０００９】
１．概要
ＬＰＰ式のＥＵＶ光生成装置では、チャンバ内に出力されたターゲット物質に、レーザ装置から出力されたパルスレーザ光を集光して照射することにより、ターゲット物質をプラズマ化してもよい。プラズマからは、ＥＵＶ光を含む光が放射されてもよい。放射されたＥＵＶ光は、チャンバ内に配置されたＥＵＶ集光ミラーによって集光され、露光装置等の外部装置に出力されてもよい。
【００１０】
レーザ装置は、マスターオシレータから出力されたパルスレーザ光を増幅する増幅器を含み得る。しかしながら、マスターオシレータと増幅器との間に配置された光学素子の温度変化により、光学素子が変形し、パルスレーザ光の波面が変形する場合がある。パルスレーザ光の波面が変形すると、パルスレーザ光のビーム径が増幅器の内部で拡大する場合がある。そして、パルスレーザ光の一部が、増幅器の内部の電極で反射されたり、増幅器の開口部の周辺部材に遮られたりして、所望のビームプロファイルと異なるビームプロファイルとなってしまう場合がある。
【００１１】
マスターオシレータと増幅器との間に波面制御器を配置して、増幅器から出力されるパルスレーザ光に基づいて波面制御器をフィードバック制御することも考えられる。しかしながら、パルスレーザ光の一部が、増幅器の内部の電極で反射されたり、増幅器の開口部の周辺部材に遮られたりすると、増幅器から出力されるパルスレーザ光のビームプロファイルは複雑となり得る。複雑なビームプロファイルは、波面制御器へのフィードバック制御を困難にし得る。
【００１２】
本開示の１つの観点によれば、増幅器より上流側のパルスレーザ光の光路に波面制御器を配置してもよい。波面制御器よりさらに上流側のパルスレーザ光の光路に、ビームスプリッタと光センサとを含むビーム特性計測部を配置してもよい。ビーム特性計測部の出力信号に基づいて、処理装置が波面制御器に制御信号を送信してもよい。これによれば、波面制御器の近くでのパルスレーザ光のビーム特性を計測できる。そして、パルスレーザ光の一部が、増幅器の内部の電極で反射されたり、増幅器の開口部の周辺部材に遮られたりする問題を抑制し得る。
【００１３】
２．極端紫外光生成システムの全体説明
２．１  構成
図１に、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。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、ターゲット生成部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。ターゲット生成部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。ターゲット生成部２６から出力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。
【００１４】
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。必要な場合には、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
さらに、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、パルス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。
【００１８】
２．２  動作
図１を参照に、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。
【００１９】
ターゲット生成部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、そのプラズマから放射光２５１が放射され得る。ＥＵＶ集光ミラー２３は、放射光２５１に含まれるＥＵＶ光を、他の波長域の光に比べて高い反射率で反射してもよい。ＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されたＥＵＶ光を含む反射光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。
【００２０】
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、ターゲット２７の出力方向等を制御するよう構成されてもよい。さらに、ＥＵＶ光生成制御部５は、例えば、レーザ装置３の発振タイミング、パルスレーザ光３２の進行方向、パルスレーザ光３３の集光位置等を制御するよう構成されてもよい。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。
【００２１】
３．波面制御器を含むレーザ装置（第１の実施形態）
３．１  概略構成
図２は、本開示の第１の実施形態におけるレーザ装置３の構成を示す一部断面図である。レーザ装置３は、マスターオシレータＭＯと、複数の増幅器ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、・・・、ＰＡ（ｎ）とを含んでもよい。複数の増幅器ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、・・・、ＰＡ（ｎ）は、マスターオシレータＭＯから出力されたパルスレーザ光３０を順次増幅するように、パルスレーザ光３０の光路に配置されていてもよい。複数の増幅器ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、・・・、ＰＡ（ｎ）の間には、高反射ミラー３５ａ、３５ｂなどを含むリレー光学系が配置されていてもよい。
【００２２】
増幅器の数はｎ個でよい。以下の説明において、ｎは２以上の整数である場合について説明する。但し、ｎは１である場合もあり得る。また、以下の説明において、複数の増幅器ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、・・・、ＰＡ（ｎ）のうちの、最終段の増幅器ＰＡ（ｎ）を除く任意の１つの増幅器が、ＰＡ（ｋ）で表されてもよい。増幅器ＰＡ（ｋ）の次の段の増幅器が、ＰＡ（ｋ＋１）で表されてもよい。
【００２３】
パルスレーザ光３０の光路の増幅器ＰＡ（ｋ）より上流側に、波面制御器５０（ｋ）が配置されてもよい。波面制御器５０（ｋ）よりさらに上流側に、ビーム特性計測部４０（ｋ）が配置されてもよい。ビーム特性計測部４０（ｋ）から出力されたデータに基づいて、処理装置６０（ｋ）が、波面制御器５０（ｋ）に制御信号を送信してもよい。最終段の増幅器ＰＡ（ｎ）より上流側には、波面制御器５０（ｎ）及びビーム特性計測部４０（ｎ）が配置されてもよい。ビーム特性計測部４０（ｎ）から出力されたデータに基づいて、処理装置６０（ｎ）が、波面制御器５０（ｎ）に制御信号を送信してもよい。
【００２４】
但し、１段目の増幅器ＰＡ（１）より上流側又は２段目の増幅器ＰＡ（２）より上流側には、波面制御器又はビーム特性計測部が配置されなくてもよい。１段目の増幅器ＰＡ（１）より上流側又は２段目の増幅器ＰＡ（２）より上流側においては、それより下流側に比べて、パルスレーザ光３０のエネルギーが小さいかもしれない。パルスレーザ光３０のエネルギーが小さい場合には、光学素子が加熱されることによる光学素子の変形が起こりにくいため、本開示による波面制御の必要性が低いことがあり得る。
【００２５】
最終段の増幅器ＰＡ（ｎ）から出力されたパルスレーザ光は、パルスレーザ光３１としてレーザ光進行方向制御部３４ａに入射してもよい。レーザ光進行方向制御部３４ａから出射したパルスレーザ光３２は、チャンバ２に入射してもよい。
【００２６】
３．２  詳細構成
図３に、図２に示される１つの増幅器ＰＡ（ｋ）、１つの波面制御器５０（ｋ）、１つのビーム特性計測部４０（ｋ）及び１つの処理装置６０（ｋ）を拡大して示す。図４Ａ及び図４Ｂは、波面制御器５０（ｋ）の機能を説明するための図である。図５は、１つの波面制御器５０（ｋ）及び１つの増幅器ＰＡ（ｋ）を拡大して示す。
【００２７】
３．２．１  増幅器
増幅器ＰＡ（ｋ）は、レーザチャンバ７０と、一対の電極７１及び７２と、を含んでもよい。レーザチャンバ７０内にはＣＯ２ガスを含むレーザガスが封入されていてもよい。図示しない高周波電源により、一対の電極７１及び７２の間に高電圧が印加され、放電が発生することにより、レーザガスが励起され、一対の電極７１及び７２の間に増幅領域７３が形成されてもよい。レーザチャンバ７０に設けられた入射ウインドウ７４にパルスレーザ光３０が入射すると、パルスレーザ光３０が増幅されて出射ウインドウ７５から出力され得る。
【００２８】
３．２．２  波面制御器
波面制御器５０（ｋ）は、図４Ａに示されるように、平面状の波面を有するパルスレーザ光を、凹面状の波面を有するパルスレーザ光に変化させ得る。波面制御器５０（ｋ）は、図４Ｂに示されるように、平面状の波面を有するパルスレーザ光を、凸面状の波面を有するパルスレーザ光に変化させ得る。
【００２９】
すなわち、波面制御器５０（ｋ）は、パルスレーザ光の波面を、図４Ａに示されるように変化させることも、図４Ｂに示されるように変化させることも可能な光学素子であってもよい。また、波面制御器５０（ｋ）は、所定範囲における任意の曲率を有する波面を、所定範囲における他の任意の曲率を有する波面に変化させることが可能であってもよい。
【００３０】
波面制御器５０（ｋ）が焦点距離Ｆを有するように制御された場合において、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーＰｗは、以下の式で表され得る。
Ｐｗ＝１／Ｆ
Ｆが正の値を有する場合は、平面波が、波面制御器５０（ｋ）の主点から前方への距離が焦点距離Ｆである位置において集光されるような凹面状の波面を有するパルスレーザ光に変換され得る（図４Ａ参照）。
Ｆが負の値を有する場合は、平面波が、波面制御器５０（ｋ）の主点から後方への距離が焦点距離Ｆである位置にある仮想の点光源から生成された光の波面と同等の凸面状の波面を有するパルスレーザ光に変換され得る（図４Ｂ参照）。
【００３１】
３．２．３  ビーム特性計測部
図３を再び参照して説明を続ける。
ビーム特性計測部４０（ｋ）は、ビームスプリッタ４１と、ビームスプリッタ４２と、ビームプロファイル計測器４３と、ビームウェスト計測器４６と、を含んでもよい。
【００３２】
ビームスプリッタ４１は、パルスレーザ光３０の一部を反射し、パルスレーザ光３０の残りの部分を高い透過率で透過させてもよい。これにより、ビームスプリッタ４１は、パルスレーザ光３０を、反射光が通る第１の光路Ｂ１と、透過光が通る第２の光路Ｂ２とに分岐させてもよい。第２の光路Ｂ２には、波面制御器５０（ｋ）及び増幅器ＰＡ（ｋ）が配置されてもよい。ビームスプリッタ４１は、本開示の第１のビームスプリッタに相当し得る。
【００３３】
ビームスプリッタ４２は、第１の光路Ｂ１に配置され、パルスレーザ光の一部をビームプロファイル計測器４３に向けて透過させ、残りの部分をビームウェスト計測器４６に向けて反射してもよい。
【００３４】
ビームプロファイル計測器４３は、転写光学系４４と、光センサ４５とを含んでもよい。転写光学系４４は、パルスレーザ光の光路の所定位置Ｐ１におけるビーム断面の像を、光センサ４５の受光面に転写してもよい。光センサ４５は、イメージセンサであってもよい。光センサ４５は、所定位置Ｐ１におけるパルスレーザ光の光強度分布のデータを、出力信号として処理装置６０（ｋ）に出力してもよい。ビームスプリッタ４１から波面制御器５０（ｋ）までの第２の光路Ｂ２に沿った距離Ｌ１と、ビームスプリッタ４１から所定位置Ｐ１までの第１の光路Ｂ１に沿った距離Ｌ２とが、ほぼ一致していてもよい。光センサ４５は、本開示の第１の光センサに相当し得る。
【００３５】
ビームウェスト計測器４６は、集光光学系４７と、光センサ４８と、１軸ステージ４９とを含んでもよい。
図６に、ビームウェスト計測器４６を拡大して示す。但し、図３に示されたビームウェスト計測器４６に対して、図６は左右逆に示されている。
【００３６】
集光光学系４７は、パルスレーザ光を集光してもよい。１軸ステージ４９は、処理装置６０（ｋ）から出力される制御信号に従い、集光光学系４７によって集光されるパルスレーザ光の光軸に沿って光センサ４８を移動させてもよい。光センサ４８は、イメージセンサであってもよい。光センサ４８は、１軸ステージ４９によって移動される複数の位置におけるパルスレーザ光の光強度分布のデータを、出力信号として処理装置６０（ｋ）に出力してもよい。ビームスプリッタ４１から波面制御器５０（ｋ）までの第２の光路Ｂ２に沿った距離Ｌ１と、ビームスプリッタ４１から集光光学系４７までの第１の光路Ｂ１に沿った距離Ｌ３とが、ほぼ一致していてもよい。光センサ４８は、本開示の第１の光センサに相当し得る。
【００３７】
３．２．４  処理装置
処理装置６０（ｋ）は、ビームプロファイル計測器４３から受信した光強度分布のデータに基づいて、所定位置Ｐ１におけるパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎを算出してもよい。上述の距離Ｌ１と距離Ｌ２とがほぼ一致することから、所定位置Ｐ１におけるパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎは、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎと一致するものとして扱われてもよい。図５に、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎが示されている。
【００３８】
処理装置６０（ｋ）は、ビームウェスト計測器４６から受信した複数の位置における光強度分布のデータに基づいて、集光光学系４７によって集光されるパルスレーザ光のビームウェスト半径Ｗ０ｍ及びビームウェスト位置Ｚｗｍを算出してもよい。ビームウェスト位置Ｚｗｍは、集光光学系４７の位置を基準とした場合の、ビームウェストの位置までの光軸に沿った距離であってもよい。図６に、ビームウェスト半径Ｗ０ｍ及びビームウェスト位置Ｚｗｍが示されている。
【００３９】
処理装置６０（ｋ）は、ビームウェスト半径Ｗ０ｍと、ビームウェスト位置Ｚｗｍと、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎとに基づいて、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２及び集光光学系４７に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎを算出してもよい。図６に、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎ及び波面の曲率半径Ｒｉｎが示されている。上述の距離Ｌ１と距離Ｌ３とがほぼ一致することから、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎの値として、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎ（図５参照）の値が用いられてもよい。
【００４０】
上述の距離Ｌ１と距離Ｌ３とがほぼ一致することから、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２及び波面の曲率半径Ｒｉｎは、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２及び波面の曲率半径Ｒｉｎと一致するものとして扱われてもよい。図５に、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎが示されている。
【００４１】
処理装置６０（ｋ）は、上述のようにビーム特性計測部４０（ｋ）から受信したデータに基づいて算出された以下の値に基づいて、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを算出してもよい。
Ｗｉｎ：波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径。なお、ビーム半径は、光強度分布における光強度のピーク値に対して１／ｅ２以上の光強度を有する部分の半径をいうものとする。
Ｍ２：波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光の集光性を表すエムスクエア値。
Ｒｉｎ：波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径。なお、波面の曲率半径は、パルスレーザ光の進行方向側が凹面である場合を正で表し、進行方向側が凸面である場合を負で表すものとする。
【００４２】
フォーカルパワーの目標値Ｐｗｔは、パルスレーザ光３０が増幅器ＰＡ（ｋ）の増幅領域７３を挟んで位置する第１の位置と第２の位置との間におけるビーム径の最大値を低減するような値として算出されてもよい。フォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを算出するために、増幅器ＰＡ（ｋ）の寸法に関する以下の既知の値が用いられてもよい。
Ｚｉｎ：波面制御器５０（ｋ）から一対の電極７１及び７２の入射端部までの距離。
Ｄｉｎ：上記入射端部における一対の電極７１及び７２の間隔。
Ｚｏｕｔ：波面制御器５０（ｋ）から一対の電極７１及び７２の出射端部までの距離。
Ｄｏｕｔ：上記出射端部における一対の電極７１及び７２の間隔。
これらの既知の値は、後述のストレージメモリに記憶されていてもよい。
【００４３】
図５には、上述のＷｉｎ及びＲｉｎの他に、Ｚｉｎ、Ｄｉｎ、Ｚｏｕｔ及びＤｏｕｔが示されている。
上述の第１の位置がＺ＝Ｚｉｎの位置であるとすると、第１の位置におけるビーム径はＤｉｎより小さいことが望ましい。上述の第２の位置がＺ＝Ｚｏｕｔの位置であるとすると、第２の位置におけるビーム径はＤｏｕｔより小さいことが望ましい。
【００４４】
図５において、さらに、以下のパラメータが定義されてもよい。
Ｚｗ：波面制御器５０（ｋ）からパルスレーザ光のビームウェストまでの距離。この距離Ｚｗは、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーやパルスレーザ光のビーム特性などによって変化し得る。
Ｗ０：パルスレーザ光のビームウェストの半径。ビームウェストの半径Ｗ０は、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーやパルスレーザ光のビーム特性などによって変化し得る。
Ｚｔ：波面制御器５０（ｋ）から出力されたパルスレーザ光のビームウェストの位置を基準とした場合の、パルスレーザ光の光軸に沿った任意の位置の位置ベクトル。Ｚｔは、パルスレーザ光の進行方向を正とする。波面制御器５０（ｋ）からビームウェストまでの距離がＺｗであるので、Ｚｔ＝Ｚ−Ｚｗで表される。例えば、波面制御器５０（ｋ）は、Ｚ＝０の位置、すなわち、Ｚｔ＝−Ｚｗの位置にあるといい得る。
Ｗ（Ｚｔ）：任意の位置Ｚｔにおけるパルスレーザ光のビーム半径。
Ｒ（Ｚｔ）：任意の位置Ｚｔにおけるパルスレーザ光の波面の曲率半径。
【００４５】
一般に、ビーム半径Ｗ（Ｚｔ）及び波面の曲率半径Ｒ（Ｚｔ）は、以下の式で表される。
【数１】
2015128943.tif 000003
【数２】
2015128943.tif 000004
これらの式において、λは、パルスレーザ光の波長でよい。パルスレーザ光の光強度分布は、ガウス分布であってもよい。λは、後述のストレージメモリに記憶されていてもよい。
【００４６】
処理装置６０（ｋ）は、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーが、算出された目標値Ｐｗｔとなるように、波面制御器５０（ｋ）に制御信号を送信してもよい。
図７に、波面制御器５０（ｋ）に制御信号が送信される前の増幅器ＰＡ（ｋ）における光路の一例を示す。図７に示されるように、増幅器ＰＡ（ｋ）に入射したパルスレーザ光３０の一部が、一対の電極７１及び７２の出射端部付近に当たってしまうことがあり得る。そのようなパルスレーザ光３０の一部は、一対の電極７１及び７２によって反射され、ビームプロファイルを複雑にし得る。処理装置６０（ｋ）は、Ｚ＝Ｚｉｎの位置におけるビーム径がＤｉｎより小さく、且つ、Ｚ＝Ｚｏｕｔの位置におけるビーム径がＤｏｕｔより小さくなるように、波面制御器５０（ｋ）に制御信号を送信してもよい。
【００４７】
３．３  動作
３．３．１  メインフロー
図８は、図３に示される処理装置６０（ｋ）の例示的な動作を示すフローチャートである。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、波面制御器５０（ｋ）を制御してもよい。図８に示される処理は、ＥＵＶ光生成システム１１（図１参照）の稼働中に、一定時間ごとに実行されてもよい。
【００４８】
まず、ステップＳ１００において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム特性計測部４０（ｋ）から出力されたデータに基づいて、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎ、エムスクエア値Ｍ２及び波面の曲率半径Ｒｉｎを計算してもよい。この処理の詳細については、図９〜図１２を参照しながら後述する。
【００４９】
次に、ステップＳ２００において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎ、エムスクエア値Ｍ２及び波面の曲率半径Ｒｉｎに基づいて、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを計算してもよい。この処理の詳細については、図１３を参照しながら後述する。
【００５０】
次に、ステップＳ３００において、処理装置６０（ｋ）は、フォーカルパワーが目標値Ｐｗｔとなるように、波面制御器５０（ｋ）に制御信号を送信してもよい。
ステップＳ３００の処理が終了したら、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【００５１】
３．３．２  ビーム特性の計算
図９は、図８に示されるステップＳ１００の処理の詳細を示すフローチャートである。図９に示される処理は、ステップＳ１００のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、Ｗｉｎ、Ｍ２及びＲｉｎを算出してもよい。
【００５２】
まず、ステップＳ１１０において、処理装置６０（ｋ）は、ビームプロファイル計測器４３から出力されたデータに基づいて、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎを計算してもよい。この処理の詳細については、図１０を参照しながら後述する。
【００５３】
次に、ステップＳ１２０において、処理装置６０（ｋ）は、ビームウェスト計測器４６から出力されたデータに基づいて、ビームウェスト半径Ｗ０ｍ及びビームウェスト位置Ｚｗｍを計算してもよい。この処理の詳細については、図１１を参照しながら後述する。
【００５４】
次に、ステップＳ１３０において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム半径Ｗｉｎ、ビームウェスト半径Ｗ０ｍ及びビームウェスト位置Ｚｗｍに基づいて、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２及び波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎを計算してもよい。この処理の詳細については、図１２を参照しながら後述する。
【００５５】
ステップＳ１３０の処理が終了したら、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了して、図８に示されるステップＳ２００に移行してもよい。
【００５６】
３．３．２．１  Ｗｉｎの計算
図１０は、図９に示されるステップＳ１１０の処理の詳細を示すフローチャートである。図１０に示される処理は、ステップＳ１１０のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎを計算してもよい。
【００５７】
まず、ステップＳ１１１において、処理装置６０（ｋ）は、ビームプロファイル計測器４３から出力された光強度分布のデータを読み出してもよい。
【００５８】
次に、ステップＳ１１２において、処理装置６０（ｋ）は、読み出された光強度分布において、ピーク値に対して１／ｅ２以上の光強度を有する部分の直径Ｄを計算してもよい。ここで、ｅは、ネイピア数でもよい。
【００５９】
次に、ステップＳ１１３において、処理装置６０（ｋ）は、転写光学系４４の倍率Ｍａを用いて、ビーム半径Ｗｉｎを計算してもよい。ビーム半径Ｗｉｎは、以下の式によって算出されてもよい。
Ｗｉｎ＝（１／２）・（Ｄ／Ｍａ）
このビーム半径Ｗｉｎは、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎと一致するものとして扱われてもよい。
【００６０】
ステップＳ１１３の処理が終了したら、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了して、図９及び図１１に示されるステップＳ１２０に移行してもよい。
【００６１】
３．３．２．２  Ｗ０ｍ及びＺｗｍの計算
図１１は、図９に示されるステップＳ１２０の処理の詳細を示すフローチャートである。図１１に示される処理は、ステップＳ１２０のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、集光光学系４７によって集光されるパルスレーザ光のビームウェスト半径Ｗ０ｍ及びビームウェスト位置Ｚｗｍを計算してもよい（図６参照）。
【００６２】
まず、ステップＳ１２１において、処理装置６０（ｋ）は、光センサ４８の受光面の位置Ｚの初期値及び光センサ４８の受光面におけるビーム直径Ｄｆ０の初期値を、それぞれ以下のように設定してもよい。
Ｚ＝Ｚ０
Ｄｆ０＝２Ｗｉｎ
ここで、Ｚ０は、光センサ４８を、１軸ステージ４９によって集光光学系４７に最も近づけたときの、集光光学系４７の位置から光センサ４８の受光面までの距離でもよい。
また、Ｗｉｎは、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径であり、このＷｉｎとしては、図１０に示される処理により算出された波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎの値が用いられてもよい。
【００６３】
次に、ステップＳ１２２において、処理装置６０（ｋ）は、ビームウェスト計測器４６の光センサ４８の受光面の位置が、設定された位置Ｚとなるように、１軸ステージ４９に制御信号を送信してもよい。
【００６４】
次に、ステップＳ１２３において、処理装置６０（ｋ）は、ビームウェスト計測器４６の光センサ４８から出力された光強度分布のデータを読み出してもよい。
次に、ステップＳ１２４において、処理装置６０（ｋ）は、読み出された光強度分布において、ピーク値に対して１／ｅ２以上の光強度を有する部分の直径Ｄｆを計算してもよい。
【００６５】
次に、ステップＳ１２５において、処理装置６０（ｋ）は、直径Ｄｆ０と、新たに計算された直径Ｄｆとを比較してもよい。新たに計算された直径Ｄｆが、直径Ｄｆ０未満である場合は（Ｓ１２５；ＮＯ）、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ１２６に進めてもよい。
【００６６】
ステップＳ１２６において、処理装置６０（ｋ）は、直径Ｄｆ０の値を、新たに計算された直径Ｄｆの値に更新してもよい。
次に、ステップＳ１２７において、処理装置６０（ｋ）は、Ｚの値に正の数ΔＺを加えることにより、光センサ４８の受光面の位置Ｚを更新してもよい。
【００６７】
ステップＳ１２７の後、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ１２２に戻して、Ｓ１２２〜Ｓ１２５までの処理を繰り返してもよい。
【００６８】
ステップＳ１２５において、新たに計算された直径Ｄｆが、直径Ｄｆ０以上である場合は（Ｓ１２５；ＹＥＳ）、光センサ４８の受光面におけるビーム直径が極小値に達したとみなすことができる。そこで、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ１２８に進めてもよい。
【００６９】
ステップＳ１２８において、処理装置６０（ｋ）は、光センサ４８の受光面の位置Ｚの値を、ビームウェスト位置Ｚｗｍとして、後述のメモリに記憶させてもよい。
次に、ステップＳ１２９において、処理装置６０（ｋ）は、新たに計算された直径Ｄｆの半分の値を、ビームウェスト半径Ｗ０ｍとして、後述のメモリに記憶させてもよい。
【００７０】
ステップＳ１２９の処理が終了したら、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了して、図９及び図１２に示されるステップＳ１３０に移行してもよい。
なお、本フローチャートの処理方法に限らず、複数の位置Ｚにおけるビーム直径Ｄｆをそれぞれ測定し、これらのＺ及びＤｆに基づいて、Ｚ及びＤｆの関係を示す近似曲線を導出してもよい。この近似曲線に基づいて、Ｄｆの極小値と、Ｄｆが極小値である場合のＺと、を求めることにより、ビームウェスト半径Ｗ０ｍとビームウェスト位置Ｚｗｍとを算出してもよい。
【００７１】
３．３．２．３  Ｍ２及びＲｉｎの計算
図１２は、図９に示されるステップＳ１３０の処理の詳細を示すフローチャートである。図１２に示される処理は、ステップＳ１３０のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２及び波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎを計算してもよい。
【００７２】
まず、ステップＳ１３１において、処理装置６０（ｋ）は、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２の初期値を、１に設定してもよい。
【００７３】
次に、ステップＳ１３２において、処理装置６０（ｋ）は、エムスクエア値Ｍ２と、ビームウェスト半径Ｗ０ｍと、ビームウェスト位置Ｚｗｍとから、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径計算値Ｗｉｎｃを算出してもよい。上述の式１において、Ｚｔは、ビームウェスト位置を基準とし、パルスレーザ光の進行方向を正とした位置ベクトルであり得る。ビームウェスト位置がＺ＝Ｚｗｍであり、集光光学系４７の位置がＺ＝０であるから、ビームウェスト位置を基準とした集光光学系４７の位置はＺｔ＝−Ｚｗｍであり得る。そこで、上述の式１において、Ｚｔには−Ｚｗｍの値を代入してもよい。上述の式１におけるＷ０には、ビームウェスト半径Ｗ０ｍの値を代入してもよい。集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径計算値Ｗｉｎｃは、以下のように計算されてもよい。
【数３】
2015128943.tif 000005
【００７４】
次に、ステップＳ１３３において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム半径計算値Ｗｉｎｃと、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎとのずれが許容範囲内であるか否かを判定してもよい。例えば、処理装置６０（ｋ）は、以下の条件が満たされるか否かを判定してもよい。
｜（Ｗｉｎ−Ｗｉｎｃ）／Ｗｉｎ｜≦Ｅｒｒｗｉｎ
ここで、Ｅｒｒｗｉｎは、誤差の許容値として設定される値でもよい。集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎの値として、図１０に示される処理により算出されたビーム半径Ｗｉｎが用いられてもよい。
【００７５】
ＷｉｎｃとＷｉｎとのずれが許容範囲内でない場合（Ｓ１３３；ＮＯ）、エムスクエア値Ｍ２として設定された値が適切でなかったといい得る。そこで、処理装置６０（ｋ）は、ステップＳ１３４において、Ｍ２の値に正の数ΔＭを加えることにより、Ｍ２の値を更新してもよい。ステップＳ１３４の後、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ１３２に戻して、Ｓ１３２〜Ｓ１３３の処理を繰り返してもよい。
【００７６】
ＷｉｎｃとＷｉｎとのずれが許容範囲内である場合（Ｓ１３３；ＹＥＳ）、エムスクエア値Ｍ２として設定された値が適切であったとみなせるので、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ１３５に進めてもよい。このとき、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２を、後述のメモリに記憶させてもよい。集光光学系４７に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２は、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のエムスクエア値Ｍ２と一致するものとして扱われてもよい。
【００７７】
ステップＳ１３５において、処理装置６０（ｋ）は、集光光学系４７から出射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｆを算出してもよい。上述の式２において、Ｚｔは、ビームウェスト位置を基準とし、パルスレーザ光の進行方向を正とした位置ベクトルであり得る。ビームウェスト位置がＺ＝Ｚｗｍであり、集光光学系４７の位置がＺ＝０であるから、ビームウェスト位置を基準とした集光光学系４７の位置はＺｔ＝−Ｚｗｍであり得る。そこで、上述の式２において、Ｚｔには−Ｚｗｍの値を代入してもよい。上述の式２におけるＷ０には、ビームウェスト半径Ｗ０ｍの値を代入してもよい。集光光学系４７から出射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｆは、以下のように計算されてもよい。
【数４】
2015128943.tif 000006
【００７８】
次に、ステップＳ１３６において、処理装置６０（ｋ）は、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎを算出してもよい。集光光学系４７から出射するパルスレーザ光の波面の曲率半径はＲｆであるので、集光光学系４７のフォーカルパワーＰｗは以下のように表される。
Ｐｗ＝１／Ｆ＝１／Ｒｆ−１／Ｒｉｎ
そこで、集光光学系４７に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎは、以下のように求められてもよい。
Ｒｉｎ＝Ｆ・Ｒｆ／（Ｆ−Ｒｆ）
この曲率半径Ｒｉｎは、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｉｎと一致するものとして扱われてもよい。
【００７９】
ステップＳ１３６の処理が終了したら、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了して、図８及び図１３に示されるステップＳ２００に移行してもよい。
【００８０】
３．３．３  フォーカルパワーの目標値の計算
図１３は、図８に示されるステップＳ２００の処理の詳細を示すフローチャートである。図１３に示される処理は、ステップＳ２００のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを算出してもよい。
【００８１】
まず、ステップＳ２０１において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御器５０（ｋ）から出力されたパルスレーザ光のビームウェスト位置Ｚｗの初期値を、Ｚｉｎに設定してもよい。Ｚｉｎは、波面制御器５０（ｋ）から一対の電極７１及び７２の入射端部までの距離であってもよい（図５参照）。
【００８２】
次に、ステップＳ２０２において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御器５０（ｋ）から出力されたパルスレーザ光のビームウェスト半径Ｗ０の初期値を、Ｗｉｎに設定してもよい。Ｗｉｎは、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径であってもよい。
【００８３】
次に、ステップＳ２０３において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径計算値Ｗｉｎｄを算出してもよい。上述の式１において、Ｚｔは、ビームウェスト位置を基準とし、パルスレーザ光の進行方向を正とした位置ベクトルであり得る。ビームウェスト位置がＺ＝Ｚｗであり、波面制御器５０（ｋ）の位置がＺ＝０であるから、ビームウェスト位置を基準とした波面制御器５０（ｋ）の位置はＺｔ＝−Ｚｗであり得る。そこで、上述の式１において、Ｚｔには−Ｚｗを代入してもよい。波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径計算値Ｗｉｎｄは、以下のように計算されてもよい。
【数５】
2015128943.tif 000007
【００８４】
次に、ステップＳ２０４において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム半径計算値Ｗｉｎｄと、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎとのずれが許容範囲内であるか否かを判定してもよい。例えば、処理装置６０（ｋ）は、以下の条件が満たされるか否かを判定してもよい。
｜（Ｗｉｎ−Ｗｉｎｄ）／Ｗｉｎ｜≦Ｅｒｒｗｉｎ
ここで、Ｅｒｒｗｉｎは、誤差の許容値として設定される値でもよい。波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎの値として、図１０に示される処理により算出されたビーム半径Ｗｉｎが用いられてもよい。
【００８５】
ＷｉｎｄとＷｉｎとのずれが許容範囲内でない場合（Ｓ２０４；ＮＯ）、設定されたビームウェスト位置Ｚｗのもとでは、設定されたビームウェスト半径Ｗ０の値が適切でなかったといい得る。そこで、処理装置６０（ｋ）は、ステップＳ２０５において、Ｗ０の値から正の数ΔＷ０を減じることにより、Ｗ０の値を更新してもよい。ステップＳ２０５の後、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ２０３に戻して、Ｓ２０３〜Ｓ２０４の処理を繰り返してもよい。
【００８６】
ＷｉｎｄとＷｉｎとのずれが許容範囲内である場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）、設定されたビームウェスト位置Ｚｗのもとでは、設定されたビームウェスト半径Ｗ０の値が適切であったとみなし得る。そこで、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ２０６に進めてもよい。
【００８７】
ステップＳ２０６において、処理装置６０（ｋ）は、設定されたビームウェスト位置ＺｗがＺｏｕｔ以下であるか否かを判定してもよい。Ｚｏｕｔは、波面制御器５０（ｋ）から一対の電極７１及び７２の出射端部までの距離でもよい（図５参照）。設定されたビームウェスト位置ＺｗがＺｏｕｔ以下である場合（Ｓ２０６；ＹＥＳ）、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ２０７に進めてもよい。
【００８８】
ステップＳ２０７において、処理装置６０（ｋ）は、Ｚｉｎ及びＺｏｕｔの位置におけるビーム径をそれぞれの閾値と比較してもよい。上述の式１において、Ｚｔは、ビームウェスト位置を基準とし、パルスレーザ光の進行方向を正とした位置ベクトルであり得る。ビームウェスト位置がＺ＝Ｚｗであるから、ビームウェスト位置を基準としたＺｉｎの位置はＺｔ＝Ｚｉｎ−Ｚｗであり得る。そこで、上述の式１において、Ｚｔには（Ｚｉｎ−Ｚｗ）を代入してもよい。こうして算出されるＺｉｎの位置でのビーム半径は、入射端部における一対の電極７１及び７２の間隔をＤｉｎとしたときに、Ｄｉｎ／２ａより小さいことが望ましい。そこで、以下の条件が判定されてもよい。
【数６】
2015128943.tif 000008
【００８９】
また、ビームウェスト位置を基準としたＺｏｕｔの位置はＺｔ＝Ｚｏｕｔ−Ｚｗであり得る。そこで、上述の式１において、Ｚｔには（Ｚｏｕｔ−Ｚｗ）を代入してもよい。こうして算出されるＺｏｕｔの位置でのビーム半径は、入射端部における一対の電極７１及び７２の間隔をＤｏｕｔとしたときに、Ｄｏｕｔ／２ａより小さいことが望ましい。そこで、以下の条件がさらに判定されてもよい。
【数７】
2015128943.tif 000009
【００９０】
ここで、ａは、１以上３以下、好ましくは１．５以上１．９以下、さらに好ましくは１．６以上１．８以下の定数であってよい。ａが１以上である場合には、パルスレーザ光の光強度分布において、ピーク値に対して１／ｅ２以下の光強度を有する部分が一対の電極７１及び７２に当たることも抑制し得る。
【００９１】
式６及び式７のいずれかが満たされていない場合（Ｓ２０７；ＮＯ）、ビームウェスト位置Ｚｗの値が適切でなかったといい得る。そこで、処理装置６０（ｋ）は、ステップＳ２０８において、Ｚｗの値に正の数ΔＺを加えることにより、Ｚｗの値を更新してもよい。ステップＳ２０８の後、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ２０２に戻して、Ｓ２０２〜Ｓ２０７の処理を繰り返してもよい。
【００９２】
式６及び式７の両方が満たされた場合（Ｓ２０７；ＹＥＳ）、ビームウェスト位置Ｚｗの値が適切だったとみなし得る。そこで、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ２１０に進めてもよい。
【００９３】
上述のステップＳ２０６において、設定されたビームウェスト位置ＺｗがＺｏｕｔ以下ではない場合（Ｓ２０６；ＮＯ）、ビームウェスト位置ＺｗをＺｉｎからＺｏｕｔまで変化させても、上述のステップＳ２０７の条件が満たされなかったことになり得る。そこで、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ２０９に進めてもよい。
【００９４】
ステップＳ２０９において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御できなかったことを示す信号をＥＵＶ光生成制御部５に送信し、本フローチャートによる処理を終了してもよい。
【００９５】
ステップＳ２１０において、処理装置６０（ｋ）は、目標のビームウェスト位置Ｚｗｔとして、設定されたビームウェスト位置Ｚｗの値を、後述のメモリに記憶させてもよい。
【００９６】
次に、ステップＳ２１１において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御器５０（ｋ）から出射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｏｕｔを算出してもよい。上述の式２において、Ｚｔは、ビームウェスト位置を基準とし、パルスレーザ光の進行方向を正とした位置ベクトルであり得る。ビームウェスト位置がＺ＝Ｚｗｔであり、波面制御器５０（ｋ）の位置がＺ＝０であるから、ビームウェスト位置を基準とした波面制御器５０（ｋ）の位置はＺｔ＝−Ｚｗｔであり得る。そこで、上述の式２において、Ｚｔには−Ｚｗｔの値を代入してもよい。波面制御器５０（ｋ）から出射するパルスレーザ光の波面の曲率半径Ｒｏｕｔは、以下のように計算されてもよい。
【数８】
2015128943.tif 000010
【００９７】
次に、ステップＳ２１２において、処理装置６０（ｋ）は、以下の式により、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを算出してもよい。
Ｐｗｔ＝１／Ｒｏｕｔ−１／Ｒｉｎ
【００９８】
ステップＳ２１２の処理が終了したら、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了して、図８に示されるステップＳ３００に移行してもよい。
【００９９】
以上のようにして、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔが算出され、波面制御器５０（ｋ）に制御信号が送信されてもよい。
【０１００】
３．４  その他
上述の説明では、一対の電極７１及び７２の入射端部及び出射端部をそれぞれ第１の位置及び第２の位置としたが、本開示はこれに限定されない。増幅器の内部にパルスレーザ光を通過させる複数のアパーチャが設けられている場合に、これらのアパーチャの位置を第１の位置及び第２の位置としてもよい。
【０１０１】
上述の説明では、距離Ｌ１と距離Ｌ２とがほぼ一致し、距離Ｌ１と距離Ｌ３とがほぼ一致している場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、距離Ｌ２と距離Ｌ３とがほぼ一致し、パルスレーザ光の光路の特定の位置におけるビーム半径や波面の曲率半径を計算できれば、距離Ｌ１と距離Ｌ２又はＬ３との差に基づく補正演算が可能であり得る。また、例えば、距離Ｌ１と距離Ｌ２とがほぼ一致し、波面制御器５０（ｋ）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎを算出できれば、波面の曲率半径を距離Ｌ１と距離Ｌ３との差に基づいて補正演算することが可能であり得る。
【０１０２】
４．ビーム径制御を行うレーザ装置（第２の実施形態）
４．１  構成
図１４は、本開示の第２の実施形態におけるレーザ装置３の構成を示す一部断面図である。図１４においては、ビーム特性計測部４０（ｋ）、波面制御器５０（ｋ）、処理装置６０（ｋ）及び増幅器ＰＡ（ｋ）の例として、ビーム特性計測部４０（ｎ−１）、波面制御器５０（ｎ−１）、処理装置６０（ｎ−１）及び増幅器ＰＡ（ｎ−１）が示されている。第２の実施形態において、処理装置６０（ｎ−１）が、ビーム特性計測部４０（ｎ−１）から出力されたデータに基づいて波面制御器５０（ｎ−１）を制御する点は第１の実施形態と同様である。第２の実施形態においては、さらに、処理装置６０（ｎ−１）が、増幅器ＰＡ（ｎ−１）の下流側のビーム特性計測部４０（ｎ）から出力されたデータに基づいて、波面制御器５０（ｎ−１）を制御するように構成されていてもよい。すなわち、ビーム特性計測部４０（ｎ）から出力されたデータは、波面制御器５０（ｎ）を制御するために用いられるだけでなく、上流側の波面制御器５０（ｎ−１）を制御するためにも用いられ得る。増幅器ＰＡ（ｎ）の下流側には、ビーム特性計測部４０（ｎ＋１）がさらに設けられていてもよい。
【０１０３】
図１５に、本開示の第２の実施形態におけるレーザ装置３の一部を拡大して示す。図１５におけるビーム特性計測部４０（ｋ）、波面制御器５０（ｋ）、処理装置６０（ｋ）及び増幅器ＰＡ（ｋ）は、図１４におけるビーム特性計測部４０（ｎ−１）、波面制御器５０（ｎ−１）、処理装置６０（ｎ−１）及び増幅器ＰＡ（ｎ−１）に相当し得る。図１５におけるビーム特性計測部４０（ｋ＋１）及び処理装置６０（ｋ＋１）は、図１４におけるビーム特性計測部４０（ｎ）及び処理装置６０（ｎ）に相当し得る。
【０１０４】
図１５において、ビーム特性計測部４０（ｋ）、波面制御器５０（ｋ）及び増幅器ＰＡ（ｋ）の構成及び機能は、第１の実施形態におけるものと同様でよい。
【０１０５】
図１５に示されるように、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）に含まれるビームスプリッタ４１は、パルスレーザ光３０を、第３の光路Ｂ３と、第４の光路Ｂ４とに分岐させてもよい。ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）に含まれるビームスプリッタ４１は、本開示の第２のビームスプリッタに相当し得る。第３の光路Ｂ３には、転写光学系４４及び光センサ４５が配置されてもよい。ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）に含まれる光センサ４５は、本開示の第２の光センサに相当し得る。第４の光路Ｂ４には、図示しない下流側の波面制御器５０（ｋ＋１）が配置されてもよい。
【０１０６】
処理装置６０（ｋ＋１）は、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）に含まれるビームプロファイル計測器４３から出力されるデータを、処理装置６０（ｋ）に転送してもよい。このデータに基づいて、処理装置６０（ｋ）が波面制御器５０（ｋ）を制御してもよい。
【０１０７】
ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）に含まれるビームウェスト計測器４６から出力されるデータは、図示しない下流側の波面制御器５０（ｋ＋１）を制御するために用いられてもよいが、上流側の波面制御器５０（ｋ）を制御するためには用いられなくてもよい。
【０１０８】
４．２  動作
４．２．１  メインフロー
図１６は、図１５に示される処理装置６０（ｋ）の例示的な動作を示すフローチャートである。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、波面制御器５０（ｋ）を制御してもよい。
【０１０９】
図１６に示される処理のうち、ステップＳ１００ａからステップＳ３００ａまでの処理は、図８を参照しながら説明した第１の実施形態におけるものと同様でよい。ステップＳ３００ａにおいて処理装置６０（ｋ）が送信する制御信号は、本開示の第１の制御信号に相当し得る。処理装置６０（ｋ）は、ステップＳ３００ａの後、処理をステップＳ４００に進めてもよい。
【０１１０】
ステップＳ４００において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）のビームプロファイル計測器４３から出力された光強度分布のデータに基づいて、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）を計算してもよい。このビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）は、下流側の波面制御器５０（ｋ＋１）に入射するパルスレーザ光のビーム半径であってもよい。この処理の詳細については、図１７を参照しながら後述する。
【０１１１】
次に、ステップＳ５００において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）と目標のビーム半径Ｗｉｎｔとの差の絶対値が、所定の閾値ΔＷｉｎ以下であるか否かを判定してもよい。ステップＳ５００において、条件が満たされない場合（Ｓ５００；ＮＯ）、処理装置は、処理をステップＳ６００に進めてもよい。
【０１１２】
ステップＳ６００において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）に基づいて、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを設定し直してもよい。ステップＳ６００においては、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）が目標のビーム半径Ｗｉｎｔに近づくように、フォーカルパワーの目標値Ｐｗｔが設定されてもよい。この処理の詳細については、図１８を参照しながら後述する。
【０１１３】
次に、ステップＳ７００ａにおいて、処理装置６０（ｋ）は、フォーカルパワーが目標値Ｐｗｔとなるように、波面制御器５０（ｋ）に制御信号を送信してもよい。ステップＳ７００ａの処理は、フォーカルパワーの目標値Ｐｗｔが設定し直されている点を除いて、ステップＳ３００ａの処理と同様でよい。ステップＳ７００ａにおいて処理装置６０（ｋ）が送信する制御信号は、本開示の第２の制御信号に相当し得る。
ステップＳ７００ａの後、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ４００に戻して、ステップＳ４００〜ステップＳ５００の処理を繰り返してもよい。
【０１１４】
上述のステップＳ５００において、条件が満たされた場合（Ｓ５００；ＹＥＳ）、処理装置は、処理をステップＳ８００に進めてもよい。
ステップＳ８００において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御ＯＫであることを示す信号をＥＵＶ光生成制御部５に送信してもよい。
【０１１５】
次に、ステップＳ９００において、処理装置６０（ｋ）は、波面制御を中止するか否かを判定してもよい。波面制御を中止しない場合（Ｓ９００；ＮＯ）、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ４００に戻して、ステップＳ４００〜ステップＳ９００の処理を繰り返してもよい。あるいは、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ１００ａに戻してもよい。波面制御を中止する場合（Ｓ９００；ＹＥＳ）、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１１６】
４．２．２  Ｗｉｎ（ｋ＋１）の計算
図１７は、図１６に示されるステップＳ４００の処理の詳細を示すフローチャートである。図１７に示される処理は、ステップＳ４００のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。この処理においては、処理装置６０（ｋ）が、波面制御器５０（ｋ＋１）に入射するパルスレーザ光のビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）を計算してもよい。
【０１１７】
図１７に示される処理は、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）のビームプロファイル計測器４３から出力された光強度分布のデータを用いる点で、第１の実施形態に関して図１０を参照しながら説明した処理と異なってもよい。また、図１７に示される処理は、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）の転写光学系４４の倍率Ｍａ（ｋ＋１）を用いる点で、第１の実施形態に関して図１０を参照しながら説明した処理と異なってもよい。その他の点は、図１０を参照しながら説明した処理と同様でよい。
【０１１８】
４．２．３  フォーカルパワーの目標値の設定
図１８は、図１６に示されるステップＳ６００の処理の詳細を示すフローチャートである。図１８に示される処理は、ステップＳ６００のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、フォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを設定し直してもよい。
【０１１９】
まず、ステップＳ６０１において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）と目標のビーム半径Ｗｉｎｔとを比較してもよい。
【０１２０】
ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）が目標のビーム半径Ｗｉｎｔより小さい場合、ステップＳ６０２において、処理装置６０（ｋ）は、現在の目標値Ｐｗｔから所定値ΔＰｗを減算して、新たなフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔとして設定してもよい。
【０１２１】
ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）が目標のビーム半径Ｗｉｎｔと等しい場合、ステップＳ６０３において、処理装置６０（ｋ）は、現在の目標値Ｐｗｔをそのまま新たなフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔとしてもよい。
【０１２２】
ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）が目標のビーム半径Ｗｉｎｔより大きい場合、ステップＳ６０４において、処理装置６０（ｋ）は、現在の目標値Ｐｗｔに所定値ΔＰｗを加算して、新たなフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔとして設定してもよい。
【０１２３】
新たなフォーカルパワーの目標値Ｐｗｔを設定したら、本フローチャートの処理を終了して、図１６に示されるステップＳ７００ａに移行してもよい。
【０１２４】
４．３  作用
第２の実施形態によれば、増幅器ＰＡ（ｋ）の下流側のビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）に基づいて波面制御器５０（ｋ）を制御するので、パルスレーザ光が効率よく増幅されるように、増幅領域７３におけるパルスレーザ光のビーム径を調整し得る。
また、第２の実施形態によれば、増幅器ＰＡ（ｋ）の下流側のビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）に基づいて波面制御器５０（ｋ）を制御する前に、増幅器ＰＡ（ｋ）の上流側のビーム特性計測部４０（ｋ）のデータに基づいて波面制御器５０（ｋ）を制御し得る。これにより、パルスレーザ光が増幅器ＰＡ（ｋ）の一対の電極７１、７２に当たらないようにあらかじめ制御されるので、増幅器ＰＡ（ｋ）の下流側のビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）に基づく波面制御器５０（ｋ）の制御を高精度に行い得る。
【０１２５】
５．ビーム制御するか否か判定するレーザ装置（第３の実施形態）
５．１  メインフロー
図１９は、本開示の第３の実施形態のレーザ装置３における処理装置６０（ｋ）の例示的な動作を示すフローチャートである。第３の実施形態に係るレーザ装置３の構成は、第２の実施形態に係るレーザ装置３の構成と同様であるので、説明及び図示を省略する。処理装置６０（ｋ）は、以下の処理により、波面制御器５０（ｋ）を制御してもよい。
【０１２６】
まず、ステップＳ５０において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）のビームプロファイル計測器４３から出力された光強度分布のデータに基づいて、ビームプロファイルを解析してもよい。ビームプロファイルの解析は、光強度分布のピークの数の判定と、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）の計測とを含んでいてもよい。この処理の詳細については、図２０Ａを参照しながら後述する。
【０１２７】
次に、ステップＳ９０において、処理装置６０（ｋ）は、ビームプロファイルの解析結果がＯＫであったか、ＮＧであったかを判定してもよい。ビームプロファイルの解析結果がＮＧであった場合には（Ｓ９０；ＮＯ）、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ１００ａに進めてもよい。
【０１２８】
ステップＳ１００ａからステップＳ３００ａまでの処理は、図１６を参照しながら説明したものと同様でよい。ステップＳ３００ａの後、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ５０に戻して、ステップＳ５０からステップＳ９０までの処理を繰り返してもよい。
【０１２９】
ステップＳ９０において、ビームプロファイルの解析結果がＯＫであった場合には（Ｓ９０；ＹＥＳ）、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ５００に進めてもよい。
【０１３０】
ステップＳ５００からステップＳ７００ａまでの処理は、図１６を参照しながら説明したものと同様でよい。ステップＳ７００ａの後、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ５０に戻して、ステップＳ５０からステップＳ５００までの処理を繰り返してもよい。
【０１３１】
ステップＳ５００において、ビーム半径Ｗｉｎ（ｋ＋１）と目標のビーム半径Ｗｉｎｔとの差の絶対値が、所定の閾値ΔＷｉｎ以下である場合（Ｓ５００；ＹＥＳ）、処理装置は、処理をステップＳ８００に進めてもよい。
ステップＳ８００からステップＳ９００までの処理は、図１６を参照しながら説明したものと同様でよい。
【０１３２】
ステップＳ９００において、波面制御を中止しない場合（Ｓ９００；ＮＯ）、処理装置６０（ｋ）は、処理を上述のステップＳ５０に戻して、ステップＳ５０〜ステップＳ９００の処理を繰り返してもよい。ステップＳ９００において、波面制御を中止する場合（Ｓ９００；ＹＥＳ）、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１３３】
５．２  ビームプロファイルの解析
図２０Ａは、図１９に示されるステップＳ５０の処理の詳細を示すフローチャートである。図２０Ａに示される処理は、ステップＳ５０のサブルーチンとして、処理装置６０（ｋ）により行われてもよい。この処理においては、処理装置６０（ｋ）が、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）のビームプロファイル計測器４３から出力された光強度分布のデータに基づいて、ビームプロファイルを解析してもよい。
【０１３４】
図２０Ｂ及び図２０Ｃは、図２０Ａに示される処理を説明するための図である。図２０Ｂは、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）のビームプロファイル計測器４３から出力される光強度分布の一例を示す。図２０Ｂに示される光強度分布において最大の光強度を有する画素の位置は、座標（Ｈｍａｘ，Ｖｍａｘ）で示されるものでもよい。図２０Ｂにおいて、Ｈ軸及びＶ軸は、座標（Ｈｍａｘ，Ｖｍａｘ）において垂直に交差していてもよい。Ｈ軸の方向は、一対の電極７１及び７２による放電方向と一致していてもよい。図２０Ｃは、Ｈ軸に沿った光強度分布、すなわち、Ｖｍａｘにおける光強度分布を示す。図２０Ｃに、光強度分布における光強度の最大値Ｉｍａｘが示されている。
【０１３５】
まず、ステップＳ５１において、処理装置６０（ｋ）は、ビーム特性計測部４０（ｋ＋１）のビームプロファイル計測器４３から出力された光強度分布のデータを読み出してもよい。
次に、ステップＳ５２において、処理装置６０（ｋ）は、光強度分布における光強度の最大値Ｉｍａｘと、当該最大値を有する画素の位置（Ｈｍａｘ，Ｖｍａｘ）とを求めてもよい。
【０１３６】
次に、ステップＳ５３において、処理装置６０（ｋ）は、閾値Ｉｔｈの値を設定してもよい。閾値Ｉｔｈの値は、上述の光強度の最大値Ｉｍａｘを用いて、Ｉｔｈ＝Ｉｍａｘ／ｅ２に設定してもよい。
【０１３７】
次に、ステップＳ５４において、処理装置６０（ｋ）は、Ｖｍａｘにおける光強度分布から、閾値Ｉｔｈを超えるピークの数Ｐｎを求めてもよい。光強度分布がガウス分布であれば、ピークの数Ｐｎは１となるが、図７に示されるようにパルスレーザ光の一部が一対の電極７１、７２などに当たると、図２０Ｃに示されるように、ピークの数Ｐｎは２以上の数となり得る。
【０１３８】
次に、ステップＳ５５において、処理装置６０（ｋ）は、ピークの数Ｐｎが１であるか否かを判定してもよい。ピークの数Ｐｎが１である場合（Ｓ５５；ＹＥＳ）、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ５６に進めてもよい。
【０１３９】
ステップＳ５６及びステップＳ５７の処理は、図１７に示されるステップＳ４１２及びステップＳ４１３の処理と同様でよい。ステップＳ５７の後、処理装置６０（ｋ）は、処理をステップＳ５８に進めてもよい。
ステップＳ５８において、処理装置６０（ｋ）は、ビームプロファイルの解析結果がＯＫであると判定してもよい。ステップＳ５８の後、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了し、図１９のステップＳ９０に移行してもよい。
【０１４０】
上述のステップＳ５５において、ピークの数Ｐｎが１ではない場合（Ｓ５５；ＮＯ）、ステップＳ５９において、処理装置６０（ｋ）は、ビームプロファイルの解析結果がＮＧであると判定してもよい。ステップＳ５９の後、処理装置６０（ｋ）は、本フローチャートの処理を終了し、図１９のステップＳ９０に移行してもよい。
【０１４１】
第３の実施形態によれば、ビームプロファイルの解析結果がＯＫであれば、図１９に示されるＳ１００ａ〜Ｓ３００ａの処理を省略し得る。従って、第２の実施形態に比べて、処理を簡略化できる場合がある。
【０１４２】
６．複数の増幅器にまたがってビーム制御するレーザ装置（第４の実施形態）
図２１は、本開示の第４の実施形態におけるレーザ装置３の構成を示す一部断面図である。第４の実施形態においては、増幅器ＰＡ（ｋ）の上流側に、ビーム特性計測部４０（ｋ）及び波面制御器５０（ｋ）がなくてもよい。２番目の増幅器ＰＡ（２）の上流側に、ビーム特性計測部４０（２）及び波面制御器５０（２）が配置されてもよい。
【０１４３】
処理装置６０（２）は、ビーム特性計測部４０（２）から出力されたデータに基づいて、パルスレーザ光が増幅器ＰＡ（２）及び増幅器ＰＡ（ｋ）の電極に当たらないように、波面制御器５０（２）を制御してもよい。また、処理装置６０（２）は、増幅器ＰＡ（ｋ）の下流側に配置されたビーム特性計測部４０（ｎ）から出力されたデータに基づいて、パルスレーザ光が効率よく増幅されるように、波面制御器５０（２）を制御してもよい。
その他の点については、上述の第２の実施形態又は第３の実施形態と同様でよい。
なお、ビーム特性計測部４０（ｎ）から出力されたデータに基づいて、波面制御器５０（２）を制御する場合について述べたが、第４の実施形態はこれに限定されない。任意のビーム特性計測部４０（ｋ＋ｘ）から出力されたデータに基づいて、上流側の複数の増幅器をまたいで、波面制御器５０（ｋ）を制御してもよい。ここで、ｘは２以上の整数でもよい。
【０１４４】
７．その他
７．１  増幅器の例
７．１．１  第１の例
図２２Ａは、増幅器ＰＡ（ｋ）の第１の例として３軸直交型の増幅器７９の構成を示す内部透視図である。図２２Ｂは、図２２ＡにおけるＸＸＩＩＢ−ＸＸＩＩＢ線に沿った断面図である。３軸直交型の増幅器７９は、増幅領域７３を通過するパルスレーザ光３０の進行方向と、増幅領域７３を流れるレーザガスの流れ７６ａの方向と、増幅領域７３を挟んで位置する一対の電極７１及び７２による放電方向とが互いに直交する増幅器でもよい。
【０１４５】
レーザチャンバ７０の内部には、クロスフローファン７６と、熱交換器７７とが配置されていてもよい。レーザチャンバ７０の外部には、クロスフローファン７６に連結されたモータ７８が配置されてもよい。モータ７８は、クロスフローファン７６の回転軸を回転させてもよい。クロスフローファン７６は、レーザチャンバ７０の内部にレーザガスの流れ７６ａを発生させてもよい。熱交換器７７は、放電によりレーザガスに蓄積される熱をレーザチャンバ７０の外部に放出させてもよい。
その他の点については、図３を参照しながら説明した通りでよい。
【０１４６】
７．１．２  第２の例
図２３は、増幅器ＰＡ（ｋ）の第２の例として高速軸流型の増幅器８０の構成を示す斜視図である。高速軸流型の増幅器８０は、放電管８１と、入射ウインドウ８２と、出射ウインドウ８３と、一対の電極８４及び８５と、ガス管８６と、熱交換器８７と、送風機８８と、を備えてもよい。
【０１４７】
パルスレーザ光３０は、入射ウインドウ８２から入射し、放電管８１内を通過して、出射ウインドウ８３から出射してもよい。放電管８１内には、ガス管８６及び送風機８８によって、レーザガスが循環してもよい。放電管８１を挟む位置に配置された一対の電極８４及び８５に、図示しない高周波電源から高周波電圧を印加することにより、放電管８１内に放電が発生してレーザガスが励起され、通過するパルスレーザ光３０が増幅されてもよい。放電によりレーザガスに蓄積される熱は、ガス管８６に配置された熱交換器８７によって放熱されてもよい。
【０１４８】
パルスレーザ光は、放電管８１の内面に当たらないように、波面が制御されることが望ましい。上述のＤｉｎ及びＤｏｕｔの値として、それぞれ、入射ウインドウ８２の直径及び出射ウインドウ８３の直径が用いられてもよい。この場合、上述のＺｉｎ及びＺｏｕｔの値として、それぞれ、入射ウインドウ８２の位置及び出射ウインドウ８３の位置が用いられてもよい。
【０１４９】
７．２  波面制御器の例
７．２．１  第１の例
図２４Ａ〜図２４Ｃは、波面制御器５０（ｋ）の第１の例として、曲率可変ミラー５１を概念的に示す。曲率可変ミラー５１は、パルスレーザ光３０の光路に、ミラーホルダ（図示せず）によって支持されていてもよい。
【０１５０】
曲率可変ミラー５１は、反射面の曲率を変更できるミラーであってもよい。曲率可変ミラー５１は、図２４Ａに示されるような平面ミラーに変形することができてもよい。このとき、曲率可変ミラー５１のフォーカルパワーＰｗはほぼ０でもよい。曲率可変ミラー５１は、図２４Ｂに示されるように焦点距離が＋Ｆである凹面ミラーに変形することができてもよい。このとき、曲率可変ミラー５１のフォーカルパワーＰｗは正の値を有してもよい。曲率可変ミラー５１は、図２４Ｃに示されるように焦点距離が−Ｆである凸面ミラーに変形することができてもよい。このとき、曲率可変ミラー５１のフォーカルパワーＰｗは負の値を有してもよい。これにより、曲率可変ミラー５１は、パルスレーザ光の波面を調節し得る。
【０１５１】
図２４Ｄは、図２４Ａ〜図２４Ｃに示される曲率可変ミラー５１の具体的構成を示す一部断面図である。曲率可変ミラー５１は、圧力容器５１１と、反射板５１２と、供給配管５１３と、排出配管５１４と、圧力調節器５１５と、を含んでもよい。
【０１５２】
圧力容器５１１は、水などの液体を収容する剛性の容器であってもよい。反射板５１２は、圧力容器５１１の開口部に嵌め込まれた弾性を有する板であってもよい。反射板５１２の１つの面は、パルスレーザ光を高い反射率で反射し得る反射層を備え、この反射層の表面が圧力容器５１１の外部に露出していてもよい。
【０１５３】
供給配管５１３及び排出配管５１４のそれぞれの一端は、圧力容器５１１に接続されていてもよい。供給配管５１３及び排出配管５１４のそれぞれの他端は、圧力調節器５１５に接続されていてもよい。
【０１５４】
圧力調節器５１５は、処理装置６０（ｋ）から出力される制御信号に基づいて、供給配管５１３から圧力容器５１１内に液体を供給して圧力容器５１１内の圧力を増加させてもよい。圧力調節器５１５は、処理装置６０（ｋ）から出力される制御信号に基づいて、排出配管５１４から圧力容器５１１内の液体を排出させて圧力容器５１１内の圧力を減少させてもよい。
【０１５５】
圧力容器５１１内の圧力を増減させることで、反射板５１２の反射層表面の曲率を調節できてもよい。これにより、反射板５１２の反射層によって反射されるパルスレーザ光３０の波面が調節されてもよい。
【０１５６】
７．２．２  第２の例
図２５は、波面制御器５０（ｋ）の第２の例の構成を示す。波面制御器５０（ｋ）は、軸外放物面凸面ミラー８２１と、軸外放物面凹面ミラー８２２と、平面ミラー８２３及び８２４と、ミラー固定プレート８２５と、を含んでもよい。
【０１５７】
軸外放物面凸面ミラー８２１は、パルスレーザ光３０の光路に、ミラーホルダ（図示せず）によって固定されていてもよい。軸外放物面凸面ミラー８２１は、パルスレーザ光３０を軸外放物面凹面ミラー８２２に向けて反射してもよい。
【０１５８】
軸外放物面凹面ミラー８２２は、ミラーホルダ（図示せず）によってミラー固定プレート８２５に固定されていてもよい。軸外放物面凹面ミラー８２２は、軸外放物面凸面ミラー８２１によって反射されたパルスレーザ光３０を平面ミラー８２３に向けて反射してもよい。
【０１５９】
平面ミラー８２３は、別のミラーホルダ（図示せず）によってミラー固定プレート８２５に固定されていてもよい。平面ミラー８２３は、軸外放物面凹面ミラー８２２によって反射されたパルスレーザ光３０を、平面ミラー８２４に向けて反射してもよい。
【０１６０】
平面ミラー８２４は、平面ミラー８２３によって反射されたパルスレーザ光３０の光路に、ミラーホルダ（図示せず）によって固定されていてもよい。平面ミラー８２４は、パルスレーザ光３０を、増幅器ＰＡ（ｋ）に向けて反射してもよい。
【０１６１】
ミラー固定プレート８２５は、駆動機構（図示せず）により、双方向矢印Ｙに沿って移動させられてもよい。ミラー固定プレート８２５と軸外放物面凸面ミラー８２１及び平面ミラー８２４との間隔を伸縮させることにより、パルスレーザ光３０の波面が調節され得る。波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーをほぼ０にしようとする場合には、軸外放物面凸面ミラー８２１の焦点の位置と軸外放物面凹面ミラー８２２の焦点の位置とがほぼ同じになるように調節されてもよい。
【０１６２】
７．２．３  第３の例
図２６Ａ〜図２６Ｃは、波面制御器５０（ｋ）の第３の例の構成を示す。波面制御器５０（ｋ）は、凹レンズ８３１と、凸レンズ８３２と、を含んでもよい。
【０１６３】
凹レンズ８３１は、パルスレーザ光３０が入射する位置に、ミラーホルダ８３３によって固定されていてもよい。ミラーホルダ８３３は、固定プレート８３６に固定されていてもよい。凹レンズ８３１は、パルスレーザ光３０を透過させてもよい。
【０１６４】
凸レンズ８３２は、凹レンズ８３１を透過したパルスレーザ光３０が入射する位置に、ミラーホルダ８３４によって支持されていてもよい。ミラーホルダ８３４は、リニアステージ８３５を介して固定プレート８３６に支持されていてもよい。リニアステージ８３５は、ミラーホルダ８３４によって支持された凸レンズ８３２が、パルスレーザ光３０の光軸に沿って固定プレート８３６に対して往復動できるように、ミラーホルダ８３４を支持してもよい。凸レンズ８３２は、パルスレーザ光３０を、増幅器ＰＡ（ｋ）に向けて透過させてもよい。
【０１６５】
凹レンズ８３１は、パルスレーザ光３０の上流側に焦点距離Ｆ１離れた位置に前方焦点Ｘ１を有してもよい。凸レンズ８３２は、パルスレーザ光３０の上流側に焦点距離Ｆ２離れた位置に前方焦点Ｘ２を有してもよい。図２６Ａに示されるように、凹レンズ８３１の前方焦点Ｘ１と凸レンズ８３２の前方焦点Ｘ２とが一致するとき、この波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーはほぼ０でもよい。
【０１６６】
図２４Ｂに示されるように、リニアステージ８３５が凸レンズ８３２をパルスレーザ光３０の下流側に移動させることにより、凹レンズ８３１の前方焦点Ｘ１よりも凸レンズ８３２の前方焦点Ｘ２がパルスレーザ光３０の下流側に移動させられてもよい。このとき、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーは正の値を有してもよい。
【０１６７】
図２６Ｃに示されるように、リニアステージ８３５が凸レンズ８３２をパルスレーザ光３０の上流側に移動させることにより、凹レンズ８３１の前方焦点Ｘ１よりも凸レンズ８３２の前方焦点Ｘ２がパルスレーザ光３０の上流側に移動させられてもよい。このとき、波面制御器５０（ｋ）のフォーカルパワーは負の値を有してもよい。
これにより、波面制御器は、パルスレーザ光３０の波面を調節し得る。
【０１６８】
７．３  処理装置の構成
図２７は、処理装置６０（ｋ）の概略構成を示すブロック図である。
上述した実施の形態における処理装置６０（ｋ）は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。たとえば、以下のように構成されてもよい。
【０１６９】
（構成）
処理装置６０（ｋ）は、処理部１０００と、処理部１０００に接続される、ストレージメモリ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とによって構成されてもよい。また、処理部１０００は、ＣＰＵ１００１と、ＣＰＵ１００１に接続された、メモリ１００２と、タイマー１００３と、ＧＰＵ１００４とから構成されてもよい。
【０１７０】
（動作）
処理部１０００は、ストレージメモリ１００５に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部１０００は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ１００５からデータを読み出したり、ストレージメモリ１００５にデータを記憶させたりしてもよい。
【０１７１】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０２１〜１０２ｘに接続されてもよい。パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うパラレルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０１７２】
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０３１〜１０３ｘに接続されてもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うシリアルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０１７３】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、アナログポートを介して通信可能な機器１０４１〜１０４ｘに接続されてもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
【０１７４】
ユーザインターフェイス１０１０は、オペレータが処理部１０００によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部１０００に行わせたりするよう構成されてもよい。
【０１７５】
処理部１０００のＣＰＵ１００１はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ１００２は、ＣＰＵ１００１がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマー１００３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ１００１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ１００４は、処理部１０００に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をＣＰＵ１００１に出力してもよい。
【０１７６】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０に接続される、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０２１〜１０２ｘは、ＥＵＶ光生成制御部５、他の処理装置等であってもよい。
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０に接続される、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０３１〜１０３ｘは、波面制御器５０（ｋ）、１軸ステージ４９等であってもよい。
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器１０４１〜１０４ｘは、光センサ４５、光センサ４８等の各種センサであってもよい。
以上のように構成されることで、処理装置６０（ｋ）はフローチャートに示された動作を実現可能であってよい。
【０１７７】
上記の実施形態とそれらの変形例は、本開示を実施するための例示に過ぎず、本開示はこれらの例示に限定されない。この明細書に従って様々な変形を行うことは本開示の範囲内であり、本開示の範囲内で他の様々な変形を行うことが可能である。実施形態の１つにおいて説明された変形例は、他の実施形態（ここに説明された他の実施形態を含む）においても可能である。
【０１７８】
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、修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２４Ｄ】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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