(57)【要約】  本開示の一観点に係るレーザ装置は、マスターオシレータと、マスターオシレータから出力される第１のパルスレーザ光の光路上に配置される少なくとも１つの増幅器と、少なくとも１つの増幅器から出力される第２のパルスレーザ光の光路上に配置されるセンサと、レーザコントローラと、を備え、レーザコントローラは、外部装置からのバースト信号に基づいてレーザ装置をバースト発振させ、バースト期間にセンサから得られるセンサ出力信号に基づいてビームパラメータを制御する処理と、バースト休止期間にセンサから得られるセンサ出力信号に基づいて増幅器からの自励発振光を検出する処理と、を行う。
2018134971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置と共に用いられるレーザ装置であって、
第１のパルスレーザ光を出力するマスターオシレータと、
前記マスターオシレータから出力される前記第１のパルスレーザ光の光路上に配置される少なくとも１つの増幅器と、
少なくとも１つの前記増幅器から出力される第２のパルスレーザ光の光路上に配置されるセンサと、
前記外部装置から送出されるバースト信号及び前記センサから得られる信号に基づいて、前記レーザ装置の動作を制御するレーザコントローラと、
を備え、
前記レーザコントローラは、前記バースト信号に基づいて前記レーザ装置をバースト発振させ、
前記バースト発振をしているバースト期間に前記センサから得られる信号に基づいて前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光の少なくとも一方のビームパラメータを制御し、
前記バースト発振を休止しているバースト休止期間に前記センサから得られる信号に基づいて前記増幅器からの自励発振光を検出するレーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記センサは、熱型赤外線検出素子を用いたビームプロファイラであり、
前記ビームパラメータは、光軸であるレーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ装置であって、
前記第１のパルスレーザ光及び前記第２のパルスレーザ光の少なくとも一方の光路上にアクチュエータ付きミラーが配置され、
前記レーザコントローラは、前記バースト期間に前記センサから得られる信号を基にビーム位置を解析し、目標位置と前記ビーム位置との偏差量が小さくなるよう前記アクチュエータ付きミラーを制御するレーザ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト休止期間に前記ビームプロファイラから得られるセンサデータを基にビーム有無の判定を行い、ビーム有りと判定した場合に自励発振が発生していると判定するレーザ装置。
【請求項５】
請求項２に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト休止期間に前記ビームプロファイラで検出された光量が予め設定された光量閾値以上であり、かつ、前記光量閾値以上の光量のビーム面積が予め設定されたビーム面積閾値以上である場合に、自励発振が発生していると判定するレーザ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザ装置であって、
前記バースト休止期間の自励発振検出用の光量閾値と、前記バースト期間のビーム検出用の光量閾値とが異なる値に設定されるレーザ装置。
【請求項７】
請求項５に記載のレーザ装置であって、
前記バースト休止期間の自励発振検出用の光量閾値は、前記バースト期間のビーム検出用の光量閾値よりも小さい値に設定されるレーザ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記センサは、光電素子を用いたエネルギセンサであり、
前記ビームパラメータは、出力エネルギであるレーザ装置。
【請求項９】
請求項８に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト期間に前記センサから得られる信号を基にレーザエネルギを計測し、エネルギ目標値と前記計測されたエネルギ計測値との偏差量が小さくなるように少なくとも１つの前記増幅器の駆動を制御するレーザ装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト休止期間に前記エネルギセンサから得られるセンサデータを基にビーム有無の判定を行い、ビーム有りと判定した場合に自励発振が発生していると判定するレーザ装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト休止期間に前記エネルギセンサから得られるエネルギ値を積分してエネルギ積分値を求め、前記エネルギ積分値が予め設定された閾値以上である場合に、自励発振が発生していると判定するレーザ装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記増幅器は、ＣＯ２レーザガスを放電励起してレーザ光を増幅するＣＯ２レーザ増幅器であり、
前記増幅器には、前記放電励起に必要な電力を供給する増幅器用電源が接続されているレーザ装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト休止期間に前記自励発振光が検出された場合に、少なくとも１つの前記増幅器の励起を停止させるレーザ装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のレーザ装置であって、
前記レーザコントローラは、前記バースト休止期間に前記自励発振光が検出された場合に、自励発振が発生していることを示すエラー情報を発報するレーザ装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のレーザ装置と、
内部でプラズマが生成されるチャンバと、
前記チャンバの内部に前記プラズマの発生源となるターゲットを供給するターゲット供給部と、
外部装置から受信するバースト信号に基づいて前記レーザ装置を制御する制御システムと、を備え、
前記ターゲット供給部から前記チャンバの内部に供給された前記ターゲットに、前記レーザ装置から出力したレーザ光を照射することにより前記ターゲットをプラズマ化して極端紫外光を生成する極端紫外光生成システム。
【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システムに関する。
【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、２０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。このため、波長１３ｎｍ程度の極端紫外（ＥＵＶ；Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光を生成するための装置と縮小投影反射光学系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が用いられるＬＰＰ（Ｌａｓｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）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、軌道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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０７２９８号公報
【特許文献２】特開２００８−０４２０４８号公報
【特許文献３】特開２０１２−１９１１７１号公報
【概要】
【０００５】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、外部装置と共に用いられるレーザ装置であって、第１のパルスレーザ光を出力するマスターオシレータと、マスターオシレータから出力される第１のパルスレーザ光の光路上に配置される少なくとも１つの増幅器と、少なくとも１つの増幅器から出力される第２のパルスレーザ光の光路上に配置されるセンサと、外部装置から送出されるバースト信号及びセンサから得られる信号に基づいて、レーザ装置の動作を制御するレーザコントローラと、を備え、レーザコントローラは、バースト信号に基づいてレーザ装置をバースト発振させ、バースト発振をしているバースト期間にセンサから得られる信号に基づいて第１のパルスレーザ光及び第２のパルスレーザ光の少なくとも一方のビームパラメータを制御し、バースト発振を休止しているバースト休止期間にセンサから得られる信号に基づいて増幅器からの自励発振光を検出する。
【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である。
【図２】図２は、ＥＵＶ光生成システムの運転状態を示す図である。
【図３】図３は、ＥＵＶ光生成装置と共に用いられるレーザ装置の構成例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、レーザコントローラが露光装置コントローラからＥＵＶ光生成制御システムを経由して受信するバースト許可信号及びバースト禁止信号の例を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、レーザコントローラがＥＵＶ光生成制御システムから受信するバーストオン信号及びバーストオフ信号の例を示すタイミングチャートである。
【図６】図６は、レーザコントローラからマスターオシレータに入力する発振トリガの例を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、レーザコントローラが光シャッタに与える開信号及び閉信号の例を示すタイミングチャートである。
【図８】図８は、マスターオシレータから出力されるパルスレーザ光の例を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、光シャッタより下流に配置された増幅器から出力されるパルスレーザ光の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係るレーザ装置の構成を例示的に示したブロック図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態においてビーム検出にビームプロファイラを使用する例を示す構成図である。
【図１２】図１２は、ビームプロファイラによってビーム有無を検出する際の信号処理の説明図である。
【図１３】図１３は、レーザコントローラによるレーザ制御の例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、バースト期間に実施される光軸制御フローの例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、バースト休止期間に実施される自励発振監視フローの例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、レーザ装置に与えられるバースト指令と、ビームプロファイラによるビーム検出の関係を示したタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、第２実施形態においてビーム検出にエネルギセンサを使用する例を示す構成図である。
【図１８】図１８は、エネルギセンサの構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、エネルギセンサからのセンサ出力を積分して得られるエネルギ積分値の例を示すグラフである。
【図２０】図２０は、第２実施形態に適用されるレーザ制御フローの例を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、バースト期間に実施されるエネルギ制御フローの例を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、レーザコントローラが増幅器用電源に入力する強励起用信号及び弱励起用信号の例を示すタイミングチャートである。
【図２３】図２３は、デューティ比をτ／Ｔとした場合にレーザコントローラから増幅器用電源に入力される励起用信号の例を示す図である。
【図２４】図２４は、図２３に示す励起用信号に基づき増幅器用電源から増幅器に供給される励起用電圧の例を示す図である。
【図２５】図２５は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式による励起強度の制御に基づき増幅器用電源から増幅器に供給される高周波電圧の例を示す図である。
【図２６】図２６は、ＰＷＭ方式による励起強度の制御に基づき増幅器用電源から増幅器に供給される高周波電圧の他の例を示す図である。
【図２７】図２７は、電位制御方式による励起強度の制御に基づき増幅器用電源から増幅器に供給される高周波電圧の例を示す図である。
【図２８】図２８は、ＰＷＭ方式と電位制御方式とを組み合わせた方式による励起強度の制御に基づき増幅器用電源から増幅器に供給される高周波電圧の例を示す図である。
【実施形態】
【０００７】
−目次−
１．極端紫外光生成システムの全体説明
１．１  構成
１．２  動作
１．３  バースト運転
２．用語の説明
３．レーザ装置の構成例
３．１  構成
３．２  動作
３．３  バースト制御について
４．  課題
５．第１実施形態
５．１  構成
５．２  動作
５．３  作用・効果
６．ビームプロファイラを使用する例
６．１  構成
６．２  動作
６．３  レーザ制御フロー
６．３．１  光軸制御フロー
６．３．２  自励発振監視フロー
６．４  バースト指令とビーム検出の関係
６．５  作用・効果
７．第２実施形態
７．１  構成
７．２  動作
７．３  レーザ制御フロー
７．３．１  エネルギ制御フロー
７．３．２  自励発振監視フロー
７．４  作用・効果
８．変形例１
９．変形例２
１０．増幅器の励起強度の制御方式
１０．１  ＰＷＭ方式
１０．２  電位制御方式
１０．３  ＰＷＭ方式と電位制御方式との組み合わせ
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【０００８】
１．極端紫外光生成システムの全体説明
１．１  構成
図１に、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システム１０の構成を概略的に示す。ＥＵＶ光生成装置１２は、少なくとも１つのレーザ装置１４と共に用いられる場合がある。本願においては、ＥＵＶ光生成装置１２及びレーザ装置１４を含むシステムを、ＥＵＶ光生成システム１０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１２は、チャンバ１６と、ターゲット供給部１８とを含む。
【０００９】
チャンバ１６は、密閉可能な容器である。ターゲット供給部１８は、ターゲット物質をチャンバ１６内部に供給するよう構成され、例えば、チャンバ１６の壁を貫通するように取り付けられる。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つ以上の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。
【００１０】
チャンバ１６の壁には、少なくとも１つの貫通孔が設けられている。その貫通孔は、ウインドウ２０によって塞がれ、ウインドウ２０をレーザ装置１４から出力されるパルスレーザ光２２が透過する。チャンバ１６の内部には、例えば、回転楕円面形状の反射面を有するＥＵＶ光集光ミラー２４が配置される。ＥＵＶ光集光ミラー２４は、第１の焦点及び第２の焦点を有する。ＥＵＶ光集光ミラー２４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る。ＥＵＶ光集光ミラー２４は、例えば、その第１の焦点がプラズマ生成領域２６に位置し、その第２の焦点が中間集光点（ＩＦ；Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）２８に位置するように配置される。ＥＵＶ光集光ミラー２４の中央部には貫通孔３０が設けられ、貫通孔３０をパルスレーザ光２３が通過する。
【００１１】
ＥＵＶ光生成装置１２は、ＥＵＶ光生成制御システム４０と、ターゲットセンサ４２等を含む。ターゲットセンサ４２は、ターゲット４４の存在、軌跡、位置、及び速度のうちいずれか、又は複数を検出するよう構成される。ターゲットセンサ４２は、撮像機能を備えてもよい。
【００１２】
また、ＥＵＶ光生成装置１２は、チャンバ１６の内部と露光装置４６の内部とを連通させる接続部４８を含む。接続部４８内部には、アパーチャ５０が形成された壁５２が設けられる。壁５２は、そのアパーチャ５０がＥＵＶ光集光ミラー２４の第２の焦点位置に位置するように配置される。
【００１３】
さらに、ＥＵＶ光生成装置１２は、レーザ光伝送装置５４、レーザ光集光ミラー５６、ターゲット４４を回収するためのターゲット回収部５８等を含む。レーザ光伝送装置５４は、レーザ光の伝送状態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る。ターゲット回収部５８は、チャンバ１６内に出力されたターゲット４４が進行する方向の延長線上に配置される。
【００１４】
レーザ装置１４は、ＭＯＰＡ（Ｍａｓｔｅｒ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）システムであってよい。レーザ装置１４は、図示せぬマスターオシレータと、図示せぬ光アイソレータと、複数台の図示せぬＣＯ２レーザ増幅器とを含んで構成され得る。マスターオシレータが出力するレーザ光の波長は、例えば１０．５９μｍであり、パルス発振の繰り返し周波数は、例えば１００ｋＨｚである。
【００１５】
１．２  動作
図１を参照して、例示的なＬＰＰ式のＥＵＶ光生成システム１０の動作を説明する。チャンバ１６内は大気圧よりも低圧に保持され、好ましくは真空であってよい。あるいは、チャンバ１６の内部にはＥＵＶ光の透過率が高いガスが存在してもよい。
【００１６】
レーザ装置１４から出力されたパルスレーザ光２１は、レーザ光伝送装置５４を経て、パルスレーザ光２２としてウインドウ２０を透過してチャンバ１６内に入射する。パルスレーザ光２２は、少なくとも１つのレーザ光経路に沿ってチャンバ１６内を進み、レーザ光集光ミラー５６で反射されて、パルスレーザ光２３として少なくとも１つのターゲット４４に照射される。
【００１７】
ターゲット供給部１８は、ターゲット物質によって形成されたターゲット４４をチャンバ１６内部のプラズマ生成領域２６に向けて出力するよう構成される。ターゲット供給部１８は、例えば、コンティニュアスジェット方式によりドロップレットを形成する。コンティニュアスジェット方式では、ノズルを振動させて、ノズル孔からジェット状に噴出したターゲット物質の流れに定在波を与え、ターゲット物質を周期的に分離する。分離されたターゲット物質は、自己の表面張力によって自由界面を形成してドロップレットを形成し得る。
【００１８】
ターゲット４４には、パルスレーザ光２３に含まれる少なくとも１つのパルスが照射される。パルスレーザ光が照射されたターゲット４４はプラズマ化し、そのプラズマから放射光６０が放射される。放射光６０に含まれるＥＵＶ光６２は、ＥＵＶ光集光ミラー２４によって選択的に反射される。ＥＵＶ光集光ミラー２４によって反射されたＥＵＶ光６２は、中間集光点２８で集光され、露光装置４６に出力される。なお、１つのターゲット４４に、パルスレーザ光２３に含まれる複数のパルスが照射されてもよい。
【００１９】
ＥＵＶ光生成制御システム４０は、ＥＵＶ光生成システム１０全体の制御を統括するよう構成される。ＥＵＶ光生成制御システム４０は、ターゲットセンサ４２の検出結果を処理するよう構成される。ターゲットセンサ４２の検出結果に基づいて、ＥＵＶ光生成制御システム４０は、例えば、ターゲット４４が出力されるタイミング、ターゲット４４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光生成制御システム４０は、例えば、レーザ装置１４の発振タイミング、パルスレーザ光２２の進行方向、パルスレーザ光２３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。
【００２０】
本開示において、ＥＵＶ光生成制御システム４０その他の制御装置は、１台又は複数台のコンピュータのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現することが可能である。ソフトウェアはプログラムと同義である。プログラマブルコントローラはコンピュータの概念に含まれる。
【００２１】
また、複数の制御装置の機能を１台の制御装置で実現することも可能である。さらに本開示において、ＥＵＶ光生成制御システム４０その他の制御装置は、ローカルエリアネットワーク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、プログラムユニットは、ローカル及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。
【００２２】
１．３  バースト運転
ＥＵＶ光生成システム１０は、バースト運転によってＥＵＶ光を出力することがある。バースト運転とは、所定繰り返し周波数で第１の所定期間にわたってＥＵＶ光を生成するバースト期間と、第２の所定期間にわたってＥＵＶ光の生成を休止するバースト休止期間とを、一定時間繰り返す運転動作である。バースト期間ではパルスレーザ光の照射が所定繰り返し周波数で行われるのに対し、バースト休止期間ではパルスレーザ光の照射が停止される。すなわち、バースト期間中は、レーザ装置１４からパルスレーザ光２１が出力される。バースト休止期間中は、レーザ装置１４からのパルスレーザ光２１の出力が停止される。１つのバースト期間を１バーストと呼ぶことがある。
【００２３】
バースト期間とバースト休止期間の繰り返しパターンであるバーストパターンは、バースト期間のＥＵＶ光エネルギ、繰り返し周波数、パルス数とバースト休止期間の長さ、及びバースト数のうちいずれか、又は、これらのうちの複数を含んだデータによって定義され得る。バーストパターンは、露光装置４６によって指示される。
【００２４】
図２は、ＥＵＶ光生成システム１０の運転状態を示す図である。露光装置４６と共に用いられるＥＵＶ光生成システム１０は、露光装置４６においてウエハを露光する際、所定繰返し周波数のパルスのＥＵＶ光（以下、パルスＥＵＶ光という。）を露光装置４６へ出力する。ＥＵＶ光生成システム１０がパルスＥＵＶ光を露光装置４６へ出力する期間を、バースト期間ＴＢとする（図２参照）。
【００２５】
これに対し、ＥＵＶ光生成システム１０は、露光装置４６におけるウエハの移動時間、ウエハの交換時間及びマスクの交換時間等において、露光装置４６へのパルスＥＵＶ光の供給を休止する。ＥＵＶ光生成システム１０が露光装置４６へのパルスＥＵＶ光の供給を休止する期間を、バースト休止期間ＴＲとする。
【００２６】
ＥＵＶ光生成システム１０においては、図２に示すように、必要に応じてパルスＥＵＶ光を出力するバースト運転をさせるために、レーザ装置１４も同様に、必要に応じて所定繰返し周波数のパルスレーザ光を出力するバースト運転をさせる場合がある。バースト運転により所定期間にわたりパルス発振を行うことをバースト発振という。
【００２７】
２．用語の説明
「パルスレーザ光」は、複数のパルスを含むレーザ光を意味し得る。
【００２８】
「レーザ光」は、パルスレーザ光に限らずレーザ光一般を意味し得る。
【００２９】
「レーザ光路」は、レーザ光の光路を意味する。レーザ光の光路において、レーザ光の生成源側を「上流」とし、レーザ光の到達目標側を「下流」とする。
【００３０】
「ＣＯ２」は、二酸化炭素を表す。
【００３１】
「所定繰返し周波数」とは、略所定の繰返し周波数であればよく、必ずしも一定の繰返し周波数でなくてもよい。
【００３２】
「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。ターゲットは、プラズマの発生源となる。
【００３３】
「ドロップレット」は、チャンバ内へ供給されたターゲットの一形態である。ドロップレットは、ドロップレット状のターゲットと同義である。ドロップレットは、溶融したターゲット物質の表面張力によってほぼ球状となったターゲットを意味し得る。
【００３４】
「プラズマ光」は、プラズマ化したターゲットから放射された放射光である。当該放射光にはＥＵＶ光が含まれる。
【００３５】
「ＥＵＶ光」という表記は、「極端紫外光」の略語表記である。
【００３６】
３．レーザ装置の構成例
３．１  構成
図３は、ＥＵＶ光生成装置と共に用いられるレーザ装置１４の構成例を概略的に示す図である。レーザ装置１４は、マスターオシレータ１０２と、光シャッタ１０３と、複数の増幅器１１０１〜１１０４と、複数の増幅器用電源１２０１〜１２０４と、レーザコントローラ１４０とを含んで構成される。増幅器１１０１〜１１０４の表記は「増幅器１１０１、１１０２、１１０３、１１０４」を意味する。増幅器用電源１２０１〜１２０４の表記は「増幅器用電源１２０１、１２０２、１２０３、１２０４」を意味する。
【００３７】
マスターオシレータ１０２と増幅器１１０１〜１１０４の組み合わせによってＭＯＰＡ（Ｍａｓｔｅｒ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）システムが構成される。マスターオシレータ１０２には不図示の電源が接続されていてもよい。
【００３８】
マスターオシレータ１０２は、ＣＯ２レーザ増幅器の増幅領域の波長を含むレーザ光を所定の繰り返し周波数で出力し得る。マスターオシレータ１０２が出力するパルスレーザ光の波長は、例えば１０．５９マイクロメートル[μｍ]であり、所定の繰り返し周波数は例えば１００キロヘルツ[ｋＨｚ]である。マスターオシレータ１０２には固体レーザを採用することができる。また、マスターオシレータ１０２として半導体レーザを用いてもよい。本明細書及び添付図面において「ＭＯ」の表記は「マスターオシレータ」を表す。マスターオシレータ１０２は、レーザコントローラ１４０に接続されている。
【００３９】
光シャッタ１０３は、マスターオシレータ１０２から出力されるパルスレーザ光の光路上に配置される。光シャッタ１０３は、レーザコントローラ１４０に接続されている。
【００４０】
増幅器１１０１〜１１０４は、マスターオシレータ１０２から出力されるパルスレーザ光の光路上に配置される。パルスレーザ光の光路上に配置される複数の増幅器１１０１〜１１０４について、図３において、光路の上流側から第１段目の増幅器１１０１は「ＰＡ１」、第２段目の増幅器１１０２は「ＰＡ２」、第３段目の増幅器１１０３は「ＰＡ３」、第４段目の増幅器１１０４は「ＰＡ４」と表記されている。光路の上流側とは、パルスレーザ光の光路においてマスターオシレータ１０２に近い側をいう。パルスレーザ光は、光路の上流から下流に向かって進行する。本明細書及び添付図面において「ＰＡ」の表記は「増幅器」を表す。
【００４１】
図３では４個の増幅器１１０１〜１１０４を備えるレーザ装置１４の例を示すが、ＭＯＰＡシステムを構成する増幅器の個数は本例に限らない。レーザ装置１４は、ｎ個の増幅器を含む構成とすることができる。ｎは１以上の整数であってよい。すなわち、レーザ装置１４は、少なくとも１つの増幅器を備え、増幅器は、マスターオシレータ１０２から出力されるパルスレーザ光の光路上に配置される。
【００４２】
増幅器１１０１〜１１０４の各々は、ＣＯ２レーザガスを媒質とするＣＯ２レーザ増幅器である。ＣＯ２レーザ増幅器は、ＣＯ２レーザガスを放電励起してレーザ光を増幅する。ＣＯ２レーザガスは二酸化炭素を含むレーザ媒体の一例である。
【００４３】
増幅器１１０１〜１１０４の各々は、対応する増幅器用電源１２０１〜１２０４と接続されている。図３において、増幅器１１０１と接続される増幅器用電源１２０１は「ＰＡ電源１」と表記され、増幅器１１０２と接続される増幅器用電源１２０２は「ＰＡ電源２」、増幅器１１０３と接続される増幅器用電源１２０３は「ＰＡ電源３」、増幅器１１０４と接続される増幅器用電源１２０４は「ＰＡ電源４」と表記されている。増幅器用電源１２０１〜１２０４の各々は、放電励起に必要な電力を各増幅器１１０１〜１１０４に供給する高周波（ＲＦ）電源である。増幅器用電源１２０１〜１２０４は、レーザコントローラ１４０に接続されている。「ＲＦ」は、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙの略語である。
【００４４】
また、レーザ装置１４は、ＭＯセンサ１２６と、増幅器センサ１３０１〜１３０４とを備える。ＭＯセンサ１２６は、マスターオシレータ１０２と、第１段目の増幅器１１０１との間のレーザ光路上に配置される。ＭＯセンサ１２６は、マスターオシレータ１０２から出力されたパルスレーザ光のエネルギを検出するエネルギセンサであってよい。
【００４５】
各増幅器センサ１３０１〜１３０４は、増幅器１１０１〜１１０４のそれぞれの出射側に配置される。増幅器センサ１３０１〜１３０４は、増幅器１１０１〜１１０４からそれぞれ出力された光のエネルギを検出するエネルギセンサであってよい。
【００４６】
ＭＯセンサ１２６及び増幅器センサ１３０１〜１３０４の各々は、レーザコントローラ１４０に接続される。ＭＯセンサ１２６及び増幅器センサ１３０１〜１３０４の各々のセンサ出力信号は、レーザコントローラ１４０に入力される。
【００４７】
レーザコントローラ１４０は、レーザ装置１４の動作を制御する制御装置である。レーザコントローラ１４０は、ＥＵＶ光生成制御システム４０に接続されている。ＥＵＶ光生成制御システム４０は、露光装置コントローラ７０と接続される。露光装置コントローラ７０は、露光装置４６の動作を制御する制御装置である。露光装置コントローラ７０は、図１で説明した露光装置４６に含まれていてもよい。
【００４８】
チャンバ１６にはＥＵＶ光センサ７４が配置されている。ＥＵＶ光センサ７４は、チャンバ１６内で生成されたＥＵＶ光のエネルギを検出するエネルギセンサであってよい。ＥＵＶ光センサ７４はレーザコントローラ１４０に接続されている。図３では１つのＥＵＶ光センサ７４が示されているが、チャンバ１６には、複数のＥＵＶ光センサ７４が配置されていてもよい。
【００４９】
また、チャンバ１６は、レーザ光集光光学系７２を備えている。図３において、レーザ光集光光学系７２の図示は簡略化されているが、レーザ光集光光学系７２は、図１で説明したレーザ光集光ミラー５６を含む光学系である。
【００５０】
３．２  動作
露光装置コントローラ７０は、ＥＵＶ光生成装置１２のＥＵＶ光生成制御システム４０に対し、バーストオン指令又はバーストオフ指令を送信し得る。レーザ装置１４は、露光装置コントローラ７０からのバーストオン指令を受けて、パルスレーザ光を生成する。レーザコントローラ１４０は、ＥＵＶ光生成制御システム４０からの指令に従い、レーザ装置１４の動作を制御する。レーザコントローラ１４０は、ＥＵＶ光生成制御システム４０を介して露光装置コントローラ７０からのバースト許可信号Ｓ１及びバースト禁止信号Ｓ２を受信し得る。
【００５１】
レーザコントローラ１４０は、マスターオシレータ１０２を所定の繰返し周波数で、レーザ発振させる。レーザコントローラ１４０は、マスターオシレータ１０２に対して、ＭＯ励起電流信号を出力する。レーザコントローラ１４０は、レーザ装置１４をバースト運転させるために、光シャッタ１０３を動作させる。
【００５２】
レーザコントローラ１４０は、バースト期間ＴＢでは光シャッタ１０３を開とし、バースト休止期間ＴＲでは光シャッタ１０３を閉とする。光シャッタ１０３が「開」の状態とは、パルスレーザ光を透過させる状態を指す。光シャッタ１０３が「閉」の状態とは、パルスレーザ光を透過させない状態を指す。
【００５３】
レーザコントローラ１４０は、バースト期間ＴＢの開始よりも所定時間前に、各増幅器１１０１〜１１０４が所定の励起強度となるように、増幅器用電源１２０１〜１２０４を動作させる。この所定時間をＴｓとする（図４参照）。
【００５４】
レーザコントローラ１４０は、ＥＵＶ光生成制御システム４０から、増幅器１１０１〜１１０４の励起開始のタイミングを指令する信号を受信する。レーザコントローラ１４０は、増幅器用電源１２０１〜１２０４の各々に対して励起放電の電流指令値を出力する。増幅器用電源１２０１〜１２０４は、レーザコントローラ１４０からの電流指令値に従い、増幅器１１０１〜１１０４に放電電流を供給する。
【００５５】
増幅器用電源１２０１〜１２０４は、バーストオフの期間中も各増幅器１１０１〜１１０４を励起し続けている。
【００５６】
ＭＯセンサ１２６は、マスターオシレータ１０２から出力されたパルスレーザ光のエネルギを検出する。ＭＯセンサ１２６から出力されるセンサ検出値の情報は、レーザコントローラ１４０に入力される。
【００５７】
増幅器センサ１３０１は、増幅器１１０１から出力されたパルスレーザ光のエネルギを検出する。増幅器センサ１３０１は、検出値の情報をレーザコントローラ１４０に送信する。増幅器センサ１３０２、１３０３、１３０４のそれぞれも同様に、増幅器１１０２、１１０３、１１０４から出力されたパルスレーザ光のエネルギを検出し、検出値の情報をレーザコントローラ１４０に送信する。
【００５８】
レーザ装置１４から出力されたパルスレーザ光は、レーザ光集光光学系７２を介してターゲット４４に照射される。
【００５９】
３．３  バースト制御について
レーザ装置１４における各種信号及びパルスレーザ光の波形を、図４を参照に説明する。図４は、レーザコントローラ１４０が露光装置コントローラ７０からＥＵＶ光生成制御システム４０を経由して受信するバースト許可信号Ｓ１及びバースト禁止信号Ｓ２の例を示すタイミングチャートである。
【００６０】
図５は、レーザコントローラ１４０がＥＵＶ光生成制御システム４０から受信するバーストオン信号Ｓ３及びバーストオフ信号Ｓ４の例を示すタイミングチャートである。バースト許可信号Ｓ１は、露光装置コントローラ７０がパルスＥＵＶ光のバースト出力をレーザ装置１４に対して許可する信号である。一方、バーストオン信号Ｓ３は、ＥＵＶ光生成制御システム４０がレーザ装置１４のレーザコントローラ１４０に対してパルスレーザ光のバースト出力を命令する信号である。したがって、バーストオン信号Ｓ３がＥＵＶ光生成制御システム５から出力されている期間が、バースト期間ＴＢとなる。なお、本説明では、電圧レベルが“ＯＮ”にある信号がバースト許可信号Ｓ１とされ、“ＯＦＦ”にある信号がバースト禁止信号Ｓ２とされる。同様に、電圧レベルが“ＯＮ”にある信号がバーストオン信号Ｓ３とされ、“ＯＦＦ”にある信号がバーストオフ信号Ｓ４とされる。“ＯＦＦ”に相当する電圧レベルは、ゼロであってもよい。
【００６１】
バースト許可信号Ｓ１の立ち上がりタイミングよりも所定時間Ｔｓ遅れたタイミングで、バーストオン信号Ｓ３がレーザコントローラ１４０に入力される。図４及び図５に示した時刻ｔ0は、バーストオン信号Ｓ３がレーザコントローラ１４０に入力されるタイミングを示している。
【００６２】
バースト禁止信号Ｓ２は、露光装置コントローラ７０がレーザ装置１４に対してパルスＥＵＶ光のバースト出力を禁止する信号である。また、バーストオフ信号Ｓ４は、ＥＵＶ光生成制御システム４０がレーザ装置１４のレーザコントローラ１４０に対してパルスレーザ光のバースト出力を停止させる信号である。このバースト禁止信号Ｓ２及びバーストオフ信号Ｓ４のレーザコントローラ１４０への入力タイミング、すなわち、バースト許可信号Ｓ１及びバーストオン信号Ｓ３の立ち下がりタイミングは、同じタイミングであってもよい。あるいは、バースト禁止信号Ｓ２のタイミングよりも所定時間Ｔｓ後のタイミングで、バーストオフ信号Ｓ４がレーザコントローラ１４０に入力されるようにしてもよい。
【００６３】
露光装置コントローラ７０から発せられたバースト許可信号Ｓ１及びバースト禁止信号Ｓ２に連動してＥＵＶ光生成制御システムからレーザコントローラに送られるバーストオン信号Ｓ３及びバーストオフ信号Ｓ４は、「外部装置から送出されるバースト信号」の一例に相当する。バーストオン信号Ｓ３及びバーストオフ信号Ｓ４は、露光装置コントローラ７０から送出されてもよい。
【００６４】
図６は、レーザコントローラ１４０がＥＵＶ光生成制御システム５から受信してマスターオシレータ１０２に入力する発振トリガＳ５の例を示すタイミングチャートである。図６に示すように、マスターオシレータ１０２には、レーザ装置１４が起動してシステム動作可能となったタイミングから、発振トリガＳ５が所定繰返し周波数で入力されてもよい。システム動作可能となったタイミングとは、レーザ装置１４がレーザ発振可能となったタイミングを意味する。また、例えばマスターオシレータ１０２には、ＥＵＶ光生成制御システム５からバースト許可信号Ｓ１を最初に受信したタイミング以降、発振トリガＳ５が所定繰返し周波数で継続的に入力されてもよい。したがって、バースト休止期間ＴＲ中でも、マスターオシレータ１０２には、所定繰返し周波数で発振トリガＳ５が入力されていてもよい。
【００６５】
図７は、レーザコントローラ１４０が光シャッタ１０３に与える開信号Ｓ８及び閉信号Ｓ９の例を示すタイミングチャートである。
【００６６】
図８は、マスターオシレータ１０２から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の例を示すタイミングチャートである。図９は、光シャッタ１０３より下流に配置された増幅器１１０１〜１１０４のいずれか、例えば最終の増幅器１１０４から出力されるパルスレーザ光Ｌ２を示すタイミングチャートである。
【００６７】
図７に示すように、レーザコントローラ１４０は、ＥＵＶ光生成制御システム５からバーストオン信号Ｓ３が入力されている期間、すなわちバースト期間ＴＢ、光シャッタ１０３を開状態とする開信号Ｓ８を光シャッタ１０３に入力してもよい。その他の期間、すなわちバースト休止期間ＴＲ、レーザコントローラ１４０は、光シャッタ１０３を閉状態とする閉信号Ｓ９を光シャッタ１０３に入力する。
【００６８】
これに対し、図８に示すように、マスターオシレータ１０２は、図６に示す発振トリガＳ５に応じた所定繰返し周波数でパルスレーザ光Ｌ１を継続的に出力する。このため、バースト休止期間ＴＲにおいて、パルスレーザ光Ｌ１は光シャッタ１０３によって出力が遮断される。この結果、図９に示すように、光シャッタ１０３より下流側の増幅器１１０１〜１１０４の例えば最終の増幅器１１０４からは、バースト期間ＴＢのみ、増幅されたパルスレーザ光Ｌ２が出力される。なお、マスターオシレータ１０２から出力されるパルスレーザ光Ｌ１は、シード光と呼ばれる場合ある。パルスレーザ光Ｌ１は、「第１のパルスレーザ光」の一例に相当する。
【００６９】
４．  課題
レーザ装置１４は、増幅器１１０１〜１１０４にシード光を入れて、レーザ光を増幅させる。しかし、増幅器１１０１〜１１０４にシード光を入れない状態であっても、増幅器１１０１〜１１０４において自励発振が発生する場合がある。各増幅器は、バースト運転のバースト休止期間ＴＲにおいても励起状態が維持される。増幅器の励起状態が維持され、高ゲイン状態になっていると、増幅器にシード光が入らなくても、増幅器において自励発振が発生し、自励発振光が生成され得る。増幅器で発生した自励発振光は、レーザ光路の上流方向（戻り方向）にも進行する。
【００７０】
自励発振により発生した増幅ビームである自励発振光がレーザ光路の上流方向に戻ると、レーザ装置１４内の光学素子等を損傷させてしまうことが起こり得る。また、自励発振によって増幅器のエネルギを無駄に消費してしまうため、バースト期間にシード光を入れても、増幅器によって所要の増幅が得られず、安定したパルスレーザ光Ｌ２の出力ができなくなる。従来の装置構成では、バースト休止期間の増幅器における自励発振の発生を自動的に検出することが困難であった。
【００７１】
５．第１実施形態
５．１  構成
図１０は、第１実施形態に係るレーザ装置の構成を例示的に示したブロック図である。図１０に示すように、レーザ装置１４は、レーザ光路中に、レーザ光のビームパラメータを計測するセンサ１５０１〜１５０４を備える。センサ１５０１〜１５０４の表記は「センサ１５０１、１５０２、１５０３、１５０４」を意味する。
【００７２】
図１０では、各増幅器１１０１〜１１０４の後ろのレーザ光路に、センサ１５０１〜１５０４を配置する形態が示されているが、センサ１５０１〜１５０４の配置形態は、図１０の例に限らない。レーザ光路上に複数の増幅器が順次に並ぶ多段の増幅器システムにおいて、少なくとも１つの増幅器の後ろにビームパラメータを計測するセンサが配置される。例えば、最終の増幅器１１０４の後ろのみに、センサ１５０４を配置する構成であってもよい。最終の増幅器の後ろが最も検出感度が高いため、少なくとも最終の増幅器の後ろにセンサを配置する構成が好ましい。
【００７３】
センサ１５０１〜１５０４の各々は、例えば、ビームプロファイラである。ビームプロファイラによって計測され得るビームパラメータには、ビーム光量、ビーム面積、及びビーム位置などが含まれる。ビーム面積は、レーザ光路の光軸に直交するビーム断面の面積である。ビーム位置は、ビーム断面の中心位置を指す。
【００７４】
レーザ装置１４は、各センサ１５０１〜１５０４にレーザ光を導くレーザ光伝送光学系１６０１〜１６０４を備える。レーザ光伝送光学系１６０１は、例えば、第１ミラー１６２１と、ビームスプリッタ１７０１と、第２ミラー１６４１と、第３ミラー１６６１とを含んで構成される。
【００７５】
レーザ光伝送光学系１６０２、１６０３、１６０４のそれぞれも同様に、第１ミラー１６２２、１６２３、１６２４と、ビームスプリッタ１７０２、１７０３、１７０４と、第２ミラー１６４２、１６４３、１６４４と、第３ミラー１６６２、１６６３、１６６４と、を含んで構成される。
【００７６】
また、ＥＵＶ光生成装置１２は、表示装置８０を備えている。表示装置８０は、ＥＵＶ光生成制御システム４０に接続されている。表示装置８０は、ＥＵＶ光生成制御システム４０として機能するコンピュータのディスプレイであってもよい。
【００７７】
５．２  動作
露光装置コントローラ７０からバーストオンを指令する信号が出ている場合、レーザ装置１４はパルスレーザ光を生成する。バースト期間中に増幅器１１０１から出力されたレーザ光は、第１ミラー１６２１によって反射され、ビームスプリッタ１７０１に向けて進行する。第１ミラー１６２１によって反射されたレーザ光の一部はビームスプリッタ１７０１を透過してセンサ１５０１に入射する。ビームスプリッタ１７０１によって反射されたレーザ光は、第２ミラー１６４１及び第３ミラー１６６１を介して、次の増幅器１１０２に入力される。
【００７８】
同様に、バースト期間中に増幅器１１０２から出力されたレーザ光は、第１ミラー１６２２によって反射され、ビームスプリッタ１７０２に向けて進行する。第１ミラー１６２２によって反射されたレーザ光の一部はビームスプリッタ１７０２を透過してセンサ１５０２に入射する。ビームスプリッタ１７０２によって反射されたレーザ光は、第２ミラー１６４２及び第３ミラー１６６２を介して、次の増幅器１１０３に入力される。
【００７９】
増幅器１１０３の後ろに配置されたレーザ光伝送光学系１６０３とセンサ１５０３、並びに、増幅器１１０４の後ろに配置されたレーザ光伝送光学系１６０４とセンサ１５０４についても、同様に動作する。
【００８０】
最終の増幅器１１０４から出力されたパルスレーザ光は、第３ミラー１６６４を介して最終的にパルスレーザ光２１としてレーザ装置１４から出力される（図１参照）。
【００８１】
レーザコントローラ１４０は、各センサ１５０１〜１５０４から得られる信号（センサ出力信号）を基に、レーザ光の制御、例えば、レーザ光路の光軸のフィードバック制御を行う。
【００８２】
一方、バースト休止期間に、レーザコントローラ１４０は各センサ１５０１〜１５０４からのセンサ出力信号を監視して、ビームの有無を判定し、ビーム有りの場合は自励発振が発生していると判定する。レーザコントローラ１４０は、自励発振が発生していると判定した場合に、ＥＵＶ光生成制御システム４０に対して自励発振エラーを発報する。
【００８３】
また、レーザコントローラ１４０は、自励発振が発生していると判定した場合に、増幅器用電源１２０１〜１２０４の少なくとも１つの放電強度を低下させる制御を行う。励起強度を低下させる制御には、励起を停止する制御が含まれる。
【００８４】
ＥＵＶ光生成制御システム４０は、レーザコントローラ１４０から自励発振エラーを受信した場合に、表示装置８０に警告を表示させる。
【００８５】
５．３  作用・効果
第１実施形態によれば、ビーム制御に用いるセンサを自励発振検出にも活用し、バースト信号に連動して、光軸制御と自励発振監視とを切り替える。第１実施形態によれば、自励発振を検出するための特別なセンサを追加することなく、光軸制御に用いるセンサを利用して自励発振を検出することができる。これにより、バースト休止期間に自励発振が発生した場合に、自励発振の発生を自動的に検出することができる。また、第１実施形態によれば、自励発振を検出した際に、少なくとも１つの増幅器の励起を停止させることにより、レーザ装置１４を構成する光学素子等の破損を抑制することができる。
【００８６】
６．ビームプロファイラを使用する例
６．１  構成
図１１は、第１実施形態においてビーム検出にビームプロファイラを使用する例を示す構成図である。図１１では、第１段目の増幅器１１０１の部分を図示するが、第２段目以降の増幅器についても同様の構成を採用し得る。
【００８７】
レーザ装置１４は、増幅器１１０１の手前のレーザ光路上にアクチュエータ付きミラー１８０を備える。また、レーザ装置１４は、増幅器１１０１の後ろのレーザ光路上にビームプロファイラ１５２１を備える。増幅器１１０１の手前のレーザ光路とは、増幅器１１０１よりも上流側のレーザ光路であり、増幅器１１０１に対してレーザ光を導入する入射側のレーザ光路を指す。増幅器１１０１の後ろのレーザ光路とは、増幅器１１０１よりも下流側のレーザ光路であり、増幅器１１０１によって増幅されたレーザ光が出力される出射側のレーザ光路を指す。ビームプロファイラ１５２１は、図１０に示したセンサ１５０１の一例である。
【００８８】
ビームプロファイラ１５２１として、熱型赤外線検出素子を用いる構成が好ましい。ビームプロファイラ１５２１に好適な熱型赤外線検出素子として、例えば、焦電センサやマイクロボロメータを挙げることができる。
【００８９】
アクチュエータ付きミラー１８０は、レーザコントローラ１４０に接続されている。レーザコントローラ１４０は、アクチュエータ付きミラー１８０に対して、ミラー動作指令を送信し得る。アクチュエータ付きミラー１８０は、ミラー動作指令に基づいて駆動される。アクチュエータ付きミラー１８０の角度を調整することにより、増幅器１１０１に入射させるパルスレーザ光の進行方向を調整し得る。
【００９０】
６．２  動作
ビームスプリッタ１７０１を透過した光は図示せぬレンズを介してビームプロファイラ１５２１の受光面に投影される。ビームプロファイラ１５２１は、受光した光量に応じた信号を出力する。ビームプロファイラ１５２１から得られる信号を処理することにより、ビームプロファイルが計測される。ビームプロファイルは、ビーム断面の強度プロファイル及びビーム断面の位置を含む。ビームスプリッタ１７０１で反射された光は、第２ミラー１６４１及び第３ミラー１６６１によって反射された後、次段の増幅器へと進行する。
【００９１】
レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラ１５２１からデータを取得する。ビームプロファイラ１５２１は、受光面に投影されたレーザ光の二次元の強度分布を示す光量データをレーザコントローラ１４０に提供し得る。バースト期間中であれば、レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラ１５２１から得られるデータからビーム位置を解析し、目標位置との偏差量が小さくなるよう、アクチュエータ付きミラー１８０にミラー動作指令を出すフィードバック制御を行う。
【００９２】
その一方、バースト休止期間中であれば、レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラ１５２１から得られる光量データからビーム有無を判定し、「ビーム有り」と判定した場合には自励発振発生と判定する。
【００９３】
図１２は、ビームプロファイラによってビーム有無を検出する際の信号処理の説明図である。図１２には、ビームプロファイラから得られる強度プロファイルの断面の一例が示されている。図１２の横軸は位置を表し、縦軸は光量を表している。
【００９４】
ビームプロファイラによって検出し得る光量レンジが、例えば、１４ビット（０〜１６３８３）である場合、バースト期間中にビームプロファイラによって検出されるビーム光量は、概ね４０００から１６３８３の範囲のデジタル値となり得る。
【００９５】
一方、バースト休止期間中に自励発振が発生した場合の自励発振光の光量は、バースト期間中に検出されるビーム光量よりも低い値となる。ビームプロファイラから得られる強度プロファイルを基に、ビーム有無を判定する際の判定基準となる光量閾値とビーム面積閾値とを予め設定しておく。そして、ビームプロファイラで検出した光量が光量閾値以上であり、かつ、光量閾値以上の光量となるビーム面積がビーム面積閾値以上であればビーム有りと判定し得る。
【００９６】
図１２では、光量閾値が例えば「１００」に設定された例が示されている。なお、バースト休止期間の自励発振検出用の光量閾値と、バースト期間のビーム検出用の光量閾値とを異ならせて設定してもよい。バースト休止期間の自励発振検出用の光量閾値は、バースト期間のビーム検出用の光量閾値よりも小さい値に設定することができる。例えば、バースト休止期間の自励発振検出用の光量閾値を「１００」とし、バースト期間の光量閾値を「５００」とすることも可能である。図１２において、波形１８４で示した強度プロファイルは、「ビーム有り」と判定される。図１２において、波形１８５で示した強度プロファイルは、「ビーム無し」と判定される。
【００９７】
７．３  レーザ制御フロー
図１３は、レーザ制御フローの例を示すフローチャートである。図１３のフローチャートの各ステップは、レーザコントローラ１４０によって実行される。レーザコントローラ１４０は、露光装置コントローラ７０からのバースト信号に基づき、バーストオン又はバーストオフの状態の判定（ステップＳ２０）に応じて、ビーム制御（ステップＳ３０）と自励発振監視（ステップＳ４０）とを切り替える。本例の場合のビーム制御には、アクチュエータ付きミラー１８０による光軸制御が含まれる。
【００９８】
ステップＳ２０において、レーザコントローラ１４０は、バースト信号がバーストオンの状態であるか、バーストオフの状態であるかを判定する。バーストオンの状態はバースト期間に相当する。バーストオフの状態はバースト休止期間に相当する。
【００９９】
ステップＳ２０において、レーザコントローラ１４０は、バーストオンの状態であると判定すると、ステップＳ３０に進む。
【０１００】
ステップＳ３０において、レーザコントローラ１４０は、ビーム制御の一例である光軸制御を行う。光軸制御の具体例については後述する（図１４）。
【０１０１】
ステップＳ２０において、レーザコントローラ１４０は、バーストオフの状態であると判定すると、ステップＳ４０に進む。
【０１０２】
ステップＳ４０において、レーザコントローラ１４０は、自励発振を監視する処理を行う。自励発振を監視する処理の具体例については後述する（図１５）。
【０１０３】
図１３に示したように、本開示によるレーザ装置１４は、バースト信号のオン／オフの切り替えに連動して、レーザ光のビームパラメータ制御としての光軸制御と、自励発振監視の処理とが切り替わる。
【０１０４】
６．３．１  光軸制御フロー
図１４は、バースト期間に実施される光軸制御フローの例を示すフローチャートである。図１４のフローチャートの各ステップは、レーザコントローラ１４０によって実行される。各ステップを詳述する前に、図１４に示す光軸制御フローの概要を説明する。
【０１０５】
レーザコントローラ１４０は、バーストオンの状態である場合に、ビームプロファイラからのセンサデータを評価し（ステップＳ３２）、ビーム位置情報が有効か否かを判定する（ステップＳ３３）。レーザコントローラ１４０は、予め設定された光量閾値とビーム面積閾値とを用いて、光量閾値以上のビーム光量を有するビーム面積がビーム面積閾値以上であるか否かを判定する。
【０１０６】
ビーム位置情報が有効であれば、レーザコントローラ１４０は、現在のビーム位置と目標位置との偏差量を計算し（ステップＳ３４）、偏差量からミラー駆動量を計算する（ステップＳ３６）。そして、レーザコントローラ１４０は、計算したミラー駆動量に基づいてアクチュエータ付きミラーを駆動する指令を行う（ステップＳ３８）。バースト期間中、ステップＳ３２からステップＳ３８の処理が繰り返され、バースト信号がバーストオフになると、図１４の光軸制御フローを終了する。
【０１０７】
図１４に示したフローチャートの各ステップを詳述する。ステップＳ３１において、レーザコントローラ１４０は、バースト信号がバーストオンの状態であるか、バーストオフの状態であるかを判定する。ステップＳ３１は、図１３のステップＳ２０の判定処理であってもよい。
【０１０８】
ステップＳ３１において、レーザコントローラ１４０は、バーストオンの状態であると判定すると、ステップＳ３２に進む。
【０１０９】
ステップＳ３２において、レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラからのセンサデータを評価する。レーザコントローラ１４０には、センサデータの評価に用いる光量閾値と、ビーム面積閾値とが設定されている（図１２参照）。レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラで検出した光量と光量閾値とを比較し、光量閾値以上の光量のビーム面積を計算する。また、レーザコントローラ１４０は、光量閾値以上の光量のビーム面積とビーム面積閾値とを比較して、ビーム面積閾値以上のビーム面積を持つか否かを評価する。さらに、レーザコントローラ１４０は、センサデータから光量閾値以上の光量を持つビーム断面の中心位置であるビーム位置を特定する処理を行う。
【０１１０】
ステップＳ３３において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ３２のビームデータ評価の処理結果を基に、ビームプロファイラのビーム位置情報が有効であるか否かの判定を行う。レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラで検出した光量が光量閾値以上であり、かつ光量閾値以上の光量のビーム面積がビーム面積閾値以上であれば、ビーム位置情報が有効であると判定する。
【０１１１】
ステップＳ３３において、レーザコントローラ１４０は、ビーム位置情報が無効であると判定した場合、ステップＳ３１に戻る。
【０１１２】
ステップＳ３３において、レーザコントローラ１４０は、ビーム位置情報が有効であると判定した場合、ステップＳ３４に進む。
【０１１３】
ステップＳ３４において、レーザコントローラ１４０は、センサデータから計測されたビーム位置と目標位置との偏差量を計算する。
【０１１４】
ステップＳ３６において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ３４の処理にて算出された偏差量を基にミラー駆動量を計算する。
【０１１５】
ステップＳ３８において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ３６の処理にて算出されたミラー駆動量に従い、アクチュエータ付きミラーを駆動させる。レーザコントローラ１４０は、ステップＳ３８の処理後、ステップＳ３１に戻り、バースト信号がバーストオフになるまで、ステップＳ３１からステップＳ３８の処理が繰り返し実行される。
【０１１６】
レーザコントローラ１４０は、ステップＳ３１において、バースト信号がバーストオフになると、図１４の光軸制御フローを終了する。
【０１１７】
６．３．２  自励発振監視フロー
図１５は、バースト休止期間に実施される自励発振監視フローの例を示すフローチャートである。図１５のフローチャートの各ステップは、レーザコントローラ１４０によって実行される。各ステップを詳述する前に、図１５に示す自励発振監視フローの概要を説明する。
【０１１８】
レーザコントローラ１４０は、バーストオフの状態である場合に、ビームプロファイラからのセンサデータを評価し（ステップＳ４２）、ビーム有りの判定であれば、自励発振が発生していると判定する。この場合、レーザコントローラ１４０は、自励発振が検出されたことを示す自励発振エラーを発報する（ステップＳ４４）。また、レーザコントローラ１４０は、増幅器の励起を停止させる（ステップＳ４５）。複数の増幅器用電源の全てを停止させてもよいし、一部だけを停止させてもよい。
【０１１９】
バーストオフの期間中、ステップＳ４２からステップＳ４５の処理が繰り返され、バースト信号がバーストオンになると、図１５の自励発振監視フローを終了する。
【０１２０】
図１５に示したフローチャートの各ステップを詳述する。ステップＳ４１において、レーザコントローラ１４０は、バースト信号がバーストオンの状態であるか、バーストオフの状態であるかを判定する。ステップＳ４１は、図１３のステップＳ２０の判定処理と共通するステップであってもよい。
【０１２１】
ステップＳ４１において、レーザコントローラ１４０は、バーストオフの状態であると判定すると、ステップＳ４２に進む。
【０１２２】
ステップＳ４２において、レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラからのセンサデータを評価する。レーザコントローラ１４０には、センサデータの評価に用いる光量閾値と、ビーム面積閾値とが設定されている（図１２参照）。レーザコントローラ１４０は、レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラで検出した光量と光量閾値とを比較し、光量閾値以上の光量のビーム面積を計算する。また、レーザコントローラ１４０は、光量閾値以上の光量のビーム面積とビーム面積閾値とを比較して、ビーム面積閾値以上のビーム面積を持つか否かを評価する。
【０１２３】
ステップＳ４２の処理に適用する光量閾値及びビーム面積閾値は、図１４のステップＳ３２の処理に適用する光量閾値及びビーム面積閾値と同じ設定であってもよいし、異なる設定であってもよい。
【０１２４】
ステップＳ４３において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ４２のビームデータ評価の処理結果を基に、ビームが検出されたか否かを判定するビーム検出判定を行う。レーザコントローラ１４０は、ビームプロファイラで検出した光量が光量閾値以上であり、かつ光量閾値以上の光量のビーム面積がビーム面積閾値以上であれば、「ビーム有り」と判定する。
【０１２５】
ステップＳ４３において、レーザコントローラ１４０は、「ビーム無し」と判定した場合、ステップＳ４１に戻る。
【０１２６】
ステップＳ４３において、レーザコントローラ１４０は、「ビーム有り」と判定した場合、ステップＳ４４に進む。
【０１２７】
ステップＳ４４において、レーザコントローラ１４０は、自励発振が検出されたことを示すエラー情報である自励発振エラーを発報する。
【０１２８】
ステップＳ４５において、レーザコントローラ１４０は、増幅器の励起を停止させる。すなわち、レーザコントローラ１４０は、複数の増幅器用電源のすべて又は一部を停止させる。ステップＳ４５により、自励発振の発生が抑制される。
【０１２９】
レーザコントローラ１４０は、ステップＳ４５の処理後、図１５の自励発振監視フローを終了する。また、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ４１において、バースト信号がバーストオンになると、図１５の自励発振監視フローを終了する。
【０１３０】
６．４  バースト指令とビーム検出の関係
図１６は、レーザ装置に与えられるバースト指令と、ビームプロファイラによるビーム検出の関係を示したタイミングチャートである。
【０１３１】
図１６の最上段に示した信号（Ａ）は、バースト指令の信号である。図１６の上から２段目に示した信号（Ｂ）は、ビームプロファイラから得られるセンサ出力の信号の例である。図１６の上から３段目に示した信号（Ｃ）は、光量閾値とビーム面積閾値の評価に照らしてビーム有り判定されたビーム検出の信号の例である。図１６において光量閾値は、光量１００に設定されている。
【０１３２】
図１６の最下段に示した信号（Ｄ）は、ビーム検出の信号（Ｃ）に基づく自励発振判定の信号の例である。
【０１３３】
図１６において、バースト指令がオンである場合、センサ出力は、例えば光量８０００程度となり、ビームが検出される。バースト指令がオフである場合、センサ出力が光量閾値以上の値になると、ビーム有りと判定され、ビームが検出される。レーザコントローラ１４０は、ビームを検出した際に、バースト指令がオンであれば、バースト期間における正常なバースト発振によるビームであると判定する。
【０１３４】
その一方、レーザコントローラ１４０は、ビームを検出した際に、バースト指令がオフであれば、バースト休止期間における自励発振が発生していると判定する。
【０１３５】
６．５  作用・効果
図１０〜図１６で説明した第１実施形態の構成によれば、レーザ光の光軸を調整するための光軸フィードバック制御の仕組みをそのまま使用してバースト休止期間中に自励発振検出が可能である。ビームプロファイラは、反応速度が数十ミリ秒と十分に速く、かつ、ダイナミックレンジが広いため、低出力の自励発振光から検出が可能である。
【０１３６】
第１実施形態において、増幅器１１０１〜１１０４の各々から出力されるパルスレーザ光は「第２のパルスレーザ光」の一例に相当する。レーザコントローラ１４０が図１４の光軸制御フローに従い光軸を制御する処理が「ビームパラメータを制御」する処理の一例に相当する。また、レーザコントローラ１４０が図１５の自励発振監視フローに従い自励発振光を検出する処理が、「バースト休止期間にセンサから得られるセンサ出力信号に基づいて増幅器からの自励発振光を検出する」処理の一例に相当する。ＥＵＶ光生成制御システム４０が「制御システム」の一例に相当する。
【０１３７】
７．第２実施形態
７．１  構成
第２実施形態では、第１実施形態におけるビームプロファイラに代えて、エネルギセンサが用いられる。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【０１３８】
図１７は、レーザ光のビーム検出にエネルギセンサを使用する例を示す構成図である。図１７では、第１段目の増幅器１１０１の部分を図示するが、第２段目以降の増幅器についても同様の構成を採用し得る。
【０１３９】
レーザ装置１４は、増幅器１１０１の後ろのレーザ光路上にエネルギセンサ１５４１を備える。エネルギセンサ１５４１として、光電素子等が使用できる。
【０１４０】
図１８は、エネルギセンサの構成例を示すブロック図である。エネルギセンサ１５４１は、光電素子１９０と、積分回路１９２と、Ａ／Ｄ変換器１９４と、を含んで構成される。
【０１４１】
７．２  動作
エネルギセンサ１５４１にレーザパルスを入力すると、光電素子１９０に起電力が発生する。積分回路１９２は、光電素子１９０で発生した電圧を積分する。Ａ／Ｄ変換器１９４は、積分回路１９２から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【０１４２】
エネルギセンサ１５４１は、光電素子１９０で発生した電圧を、積分回路１９２及びＡ／Ｄ変換器１９４を介してエネルギ値に変換したものを、レーザコントローラ１４０に送信する。
【０１４３】
レーザコントローラ１４０は、エネルギセンサ１５４１からデータを取得する。レーザコントローラ１４０は、エネルギセンサ１５４１から得られる検出エネルギの積分値が閾値以上である場合に、「ビーム有り」と判定する。検出エネルギの積分値を「エネルギ積分値」という。
【０１４４】
図１９は、エネルギセンサによってビーム有無を検出する際の信号処理の説明図である。図１９には、エネルギセンサからのセンサ出力を積分して得られるエネルギ積分値の例が示されている。図１９の横軸は時間を表し、縦軸はエネルギ積分値を表している。エネルギ積分値を算出する処理は、移動平均を算出する処理に類似している。エネルギ積分値は、時系列で取得されるセンサ出力の直近の過去一期間のデータを積分して得られる値である。例えば、図１９に示すエネルギ積分値は、エネルギセンサから得られる時系列データの直近の過去１秒間の積分値である。したがって、エネルギ積分値が減少することもあり得る。
【０１４５】
レーザコントローラ１４０には、ビーム有無を判定する際の判定基準となる閾値が予め設定されている。レーザコントローラ１４０は、エネルギセンサからのセンサ出力を積分し、エネルギ積分値が閾値以上であれば「ビーム有り」と判定する。
【０１４６】
バースト期間中であれば、レーザコントローラ１４０は、エネルギセンサ１５４１のエネルギ計測値からエネルギ目標値との偏差量が小さくなるよう、増幅器用電源１２０１に放電指令を出すフィードバック制御を行う。
【０１４７】
その一方、バースト休止期間中であれば、レーザコントローラ１４０は、エネルギセンサ１５４１の出力からビーム有無を判定し、「ビーム有り」と判定した場合には自励発振発生と判定する。
【０１４８】
７．３  レーザ制御フロー
図２０は、第２実施形態に適用されるレーザ制御フローの例を示すフローチャートである。図２０のフローチャートの各ステップは、レーザコントローラ１４０によって実行される。図２０において、図１３で説明したレーザ制御フローのステップと同一又は類似のステップには同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。
【０１４９】
図２０に示すレーザ制御フローでは、図１３のステップＳ３０に代えて、エネルギ制御（ステップＳ５０）の処理が実行される。すなわち、ステップＳ２０において、レーザコントローラ１４０は、バーストオンの状態であると判定すると、ステップＳ５０に進む。
【０１５０】
ステップＳ５０において、レーザコントローラ１４０は、ビーム制御の一例であるエネルギ制御を行う。
【０１５１】
図２０に示したように、第２実施形態のレーザ装置１４は、バースト信号のオン／オフの切り替えに連動して、レーザ光のビームパラメータ制御としてのエネルギ制御と、自励発振監視の処理とが切り替わる。
【０１５２】
７．３．１  エネルギ制御フロー
図２１は、バースト期間に実施されるエネルギ制御フローの例を示すフローチャートである。図２１のフローチャートの各ステップは、レーザコントローラ１４０によって実行される。各ステップを詳述する前に、図２１に示すエネルギ制御フローの概要を説明する。
【０１５３】
レーザコントローラ１４０は、バーストオンの状態である場合に、レーザエネルギを計測する（ステップＳ５２）。そして、レーザコントローラ１４０は、エネルギ計測値とエネルギ目標値との偏差量を計算し（ステップＳ５３）、偏差量から放電出力を計算する（ステップＳ５４）。そして、レーザコントローラ１４０は、放電出力の計算結果に基づいて増幅器への放電出力指令を出す（ステップＳ５５）。放電出力指令は、増幅器ごとに実施してもよいし、或いは、最終の増幅器でのエネルギを計測し、複数の増幅器に放電出力指令を出してもよい。
【０１５４】
バースト期間中、ステップＳ５２からステップＳ５５の処理が繰り返され、バースト信号がバーストオフになると、図２１のエネルギ制御フローを終了する。
【０１５５】
図２１に示したフローチャートの各ステップを詳述する。ステップＳ５１において、レーザコントローラ１４０は、バースト信号がバーストオンの状態であるか、バーストオフの状態であるかを判定する。ステップＳ５１は、図１３のステップＳ２０の判定処理であってもよい。
【０１５６】
ステップＳ５１において、レーザコントローラ１４０は、バーストオンの状態であると判定すると、ステップＳ５２に進む。
【０１５７】
ステップＳ５２において、レーザコントローラ１４０は、エネルギセンサからのデータを取り込み、レーザエネルギを計測する。
【０１５８】
ステップＳ５３において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ５２にて計測されたエネルギ計測値とエネルギ目標値との偏差量を計算する。
【０１５９】
ステップＳ５４において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ５３の処理にて算出された偏差量を基に、放電出力を計算する。レーザコントローラ１４０は、エネルギ計測値とエネルギ目標値との偏差量が小さくなるように放電出力を制御する。
【０１６０】
ステップＳ５５において、レーザコントローラ１４０は、ステップＳ５４の処理にて算出された放電出力に従い、増幅器用電源に対して放電出力指令を行う。
【０１６１】
レーザコントローラ１４０は、ステップＳ５５の処理後、ステップＳ５１に戻り、バースト信号がバーストオフになるまで、ステップＳ５１からステップＳ５５の処理が繰り返し実行される。こうして、バースト期間中は、エネルギセンサのセンサ出力を基に、放電出力指令のフィードバック制御が行われる。
【０１６２】
レーザコントローラ１４０は、ステップＳ５１において、バースト信号がバーストオフになると、図２１のエネルギ制御フローを終了する。
【０１６３】
７．３．２  自励発振監視フロー
第２実施形態のバースト休止期間に実施される自励発振監視フローは、図１５で説明したフローチャートと同様のフローを採用し得る。
【０１６４】
第２実施形態における自励発振監視フローでは、図１５のステップＳ４２において、エネルギセンサの出力を積分する。そして、ステップＳ４３において、エネルギ積分値が閾値以上であるか否かを判定し、エネルギ積分値が閾値以上であれば「ビーム有り」と判定する。
【０１６５】
７．４  作用・効果
第２実施形態の構成によれば、レーザ光のエネルギを計測してエネルギ制御を実行する仕組みをそのまま使用してバースト休止期間中に自励発振検出が可能である。
【０１６６】
第２実施形態において、レーザコントローラ１４０が図２１のエネルギ制御フローに従い増幅器への放電出力を制御する処理は、「ビームパラメータを制御する処理」の一例に相当する。増幅器への放電出力を制御することにより、増幅器から出力されるパルスレーザ光のビームエネルギが制御される。つまり、エネルギ制御フローに従って制御されるビームパラメータは、パルスレーザ光の出力エネルギに相当する。
【０１６７】
８．変形例１
第１実施形態及び第２実施形態では、バースト指令に連動して光シャッタ１０３を開閉する例を説明したが、発明の実施に際して、光シャッタ１０３を省略する形態も可能である。例えば、バースト指令に連動して、レーザコントローラ１４０からマスターオシレータ１０２への発振トリガを出力し、バースト休止期間にマスターオシレータ１０２からのパルスレーザ光の出力を停止させてもよい。
【０１６８】
９．変形例２
バースト休止期間における増幅器の励起強度をバースト期間における増幅器の励起強度よりも弱めるように増幅器の励起強度を制御してもよい。増幅器の励起強度を弱めることにより、自励発振の発生を抑制することができる。第１実施形態及び第２実施形態で説明した自励発振の監視機能に加え、バースト信号に連動して増幅器の励起強度を制御する形態とすることができる。
【０１６９】
図２２は、レーザコントローラ１４０が増幅器１１０１〜１１０４の増幅器用電源１２０１〜１２０４に入力する強励起用信号Ｓ６及び弱励起用信号Ｓ７の例を示すタイミングチャートである。図２２に示すように、レーザコントローラ１４０は、露光装置コントローラ７０からＥＵＶ光生成制御システム４０を経由してバースト許可信号Ｓ１が入力されている期間、強励起用信号Ｓ６を増幅器用電源１２０１〜１２０４に入力してもよい。
【０１７０】
強励起用信号Ｓ６に従い、各増幅器用電源１２０１〜１２０４は、強励起用の高周波電圧を増幅器１１０１〜１１０４に入力する。バーストオン信号Ｓ３の立ち上がりタイミングは、強励起用信号Ｓ６の立ち上がりタイミングよりも所定時間Ｔｓ後のタイミングであってよい。
【０１７１】
１０．増幅器の励起強度の制御方式
増幅器の励起強度の制御について説明する。励起強度の制御方式として、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式と、電位制御方式と、これらの組合せとを例に挙げる。
【０１７２】
１０．１  ＰＷＭ方式
ＰＷＭ方式は、電圧パルスのデューティ比を変化させる変調方式である。レーザコントローラ１４０は強励起制御と弱励起制御とで、増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給される電圧パルスのデューティ比を変化させてもよい。デューティ比とは、周期的なパルス波を出したときの１周期に対するパルス幅の比を意味し、以下の式（１）で表される。
【０１７３】
Ｄ＝τ／Ｔ  ・・・（１）
なお、式（１）において、Ｄはデューティ比を示し、τはパルス幅を示し、Ｔは１周期の時間的長さを示す。例えば、周期Ｔを１０マイクロ秒［μｓ］とし、パルス幅τを１マイクロ秒［μｓ］とすると、デューティ比Ｄは、式（１）より、０．１（１０％）となる。
【０１７４】
図２３に、デューティ比をτ／Ｔとした場合にレーザコントローラ１４０から増幅器用電源１２０１〜１２０４に入力される励起用信号（Ｓ６又はＳ７）の例を示す。図２４に、図２３に示す励起用信号の場合に増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給される励起用電圧の例を示す。図２３に示すように、ＰＷＭ方式の場合、レーザコントローラ１４０から増幅器用電源１２０１〜１２０４には、例えば矩形波の信号が入力されてもよい。これにより、増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４には、図２４に示すような、断続的なＲＦ電圧が供給される。
【０１７５】
ＰＷＭ方式の場合、弱励起制御と強励起制御とは、例えば矩形波のデューティ比を変えることで実現できる。図２５は、弱励起期間Ｔwkの弱励起用信号Ｓ７によって指定されるデューティ比を２０％とし、強励起期間Ｔstの強励起用信号Ｓ６によって指定されるデューティ比を５０％とした場合に増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給されるＲＦ電圧を示す図である。
【０１７６】
図２６は、弱励起期間Ｔwkの弱励起用信号Ｓ７によって指定されるデューティ比を２０％とし、強励起期間Ｔstの強励起用信号Ｓ６によって指定されるデューティ比を１００％とした場合に各増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給されるＲＦ電圧を示す図である。
【０１７７】
図２５及び図２６に示すように、増幅器１１０１〜１１０４が備える電極間に印加されるＲＦ電圧のデューティ比を変化させることによって、レーザ媒質の励起強度を変化させることができる。弱励起期間Ｔwkにおけるデューティ比を強励起期間Ｔstにおけるデューティ比よりも小さくする。これにより、弱励起期間Ｔwkにおいて単位時間あたりに増幅器１１０１〜１１０４に供給される励起エネルギを、強励起期間Ｔstにおけるそれよりも小さくすることが可能である。
【０１７８】
なお、ＣＯ２ガスを増幅媒体とする増幅器のＲＦ周波数は、典型的には１０〜１００ＭＨｚである。例えば、本例示のように周期Ｔが１０マイクロ秒［μｓ］である場合、ＰＷＭの周波数は１００ｋＨｚ（＝１／Ｔ）となる。このようにＰＷＭの周波数は増幅器のＲＦ周波数に対して十分小さくなるように設定されるとよい。その上で、マスターオシレータ１０２から出力されるパルスレーザ光の繰返し周波数が、例えば１００ｋＨｚとされて、ＰＷＭの周期Ｔに同期されるとよい。
【０１７９】
１０．２  電位制御方式
つづいて、電位制御方式について説明する。図２７は、電位制御方式において増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給されるＲＦ電圧の例を示す。電位制御方式では、弱励起用信号Ｓ７によって指定される振幅を強励起用信号Ｓ６によって指定される振幅よりも小さくしてもよい。この結果、図２７に示すように、弱励起期間Ｔwk中では、増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給されるＲＦ電圧の振幅が小さくなってもよい。このように、弱励起期間ＴwkにおけるＲＦ電圧の振幅を強励起期間ＴstにおけるＲＦ電圧の振幅よりも小さくしてもよい。これにより、弱励起期間Ｔwkにおいて単位時間あたりに増幅器１１０１〜１１０４に供給される励起エネルギを強励起期間Ｔstにおけるそれよりも小さくすることが可能である。
【０１８０】
１０．３  ＰＷＭ方式と電位制御方式との組み合わせ
また、上述したＰＷＭ方式と電位制御方式とを組み合わせてもよい。図２８は、ＰＷＭ方式と電位制御方式とを組み合わせた場合に増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給されるＲＦ電圧の例を示す。このように、ＰＷＭ方式と電位制御方式とを組み合わせることで、励起強度制御のダイナミックレンジが大きくなる。この結果、より自在に増幅器用電源１２０１〜１２０４から増幅器１１０１〜１１０４に供給されるＲＦ電圧を調整することが可能である。
【０１８１】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、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。
【０１８２】
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不定冠詞「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４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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