(57)【要約】【課題】適切に機能する可飽和吸収ガスセルを備えたレーザ装置を提供する。【解決手段】レーザ光を出力するように構成されたマスタオシレータと、  前記レーザ光の光路上に配置された少なくとも１つの増幅器と、  前記レーザ光の光路上であって前記増幅器の出力側に配置され、所定の光強度以下のレーザ光を吸収する可飽和吸収ガスを収容するための少なくとも１つの可飽和吸収ガスセルと、  前記可飽和吸収ガスセル内に設けられた前記可飽和吸収ガスを循環させるためのファンと、  前記可飽和吸収ガスセル内に設けられた前記可飽和吸収ガスを冷却するための熱交換器と、を備えてよい。【選択図】図７
2013207004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力するように構成されたマスタオシレータと、
前記レーザ光の光路上に配置された少なくとも１つの増幅器と、
前記レーザ光の光路上であって前記増幅器の出力側に配置され、所定の光強度以下のレーザ光を吸収する可飽和吸収ガスを収容するための少なくとも１つの可飽和吸収ガスセルと、
前記可飽和吸収ガスセル内に設けられた前記可飽和吸収ガスを循環させるためのファンと、
前記可飽和吸収ガスセル内に設けられた前記可飽和吸収ガスを冷却するための熱交換器と、を備えたレーザ装置。
【請求項２】
前記ファンは、前記可飽和吸収ガスの循環経路に前記レーザ光の光路が含まれるように、その回転軸が前記レーザ光の光路と略平行になるように配置された請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、前記レーザ光の光路に略平行に延在し、前記ファンによる前記可飽和吸収ガスの循環経路中に配置された請求項２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記ファンはクロスフローファンである請求項２に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記レーザ光の光路上であって前記マスタオシレータの出力側に、前記可飽和吸収ガスセルが更に設けられた請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記レーザ光の光路上であって前記マスタオシレータの出力側に、ＣｄＴｅからなる電気光学結晶を電極で挟んで構成され、光シャッタとして機能するポッケルスセルが設けられた請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記可飽和吸収ガスセルは、ＳＦ６、Ｎ２Ｆ４、ＰＦ５、ＢＣｌ３、ＣＨ３ＣＨＦ２、ＣＯ２、ＣＨ３ＯＨ、ＣＨ３Ｆ、ＨＣＯＯＨ、ＣＤ３ＯＤ、ＣＤ３Ｆ、ＤＣＯＯＤ、Ｃ２Ｆ２Ｃｌの少なくとも１つを含む請求項１に記載のレーザ装置。
【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】
集積回路の製造等に用いるリソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に転写する装置である。基板上に回路パターンを生成するために、マスク又はレチクルと呼ばれるパターニングデバイスが用いられる。基板上へのパターンの転写は、基板（例えばシリコンウェーハ基板）上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上に像を形成することによって行われる。
【０００３】
パターン転写の理論推定限界値ＣＤ（critical  dimension）は、以下の式（１）によって与えられる。
【０００４】
ＣＤ＝ｋ１・λ／ＮＡ                （１）
ここで、λは、パターン転写に用いられる露光用光の波長である。ＮＡは、パターン転写に用いられる投影システムの開口数である。ｋ１は、レイリー定数と呼ばれる、プロセス依存係数である。ＣＤは、プリントされたクリティカルディメンションである。式（１）から分かる通り、転写可能サイズを縮小するためには、露光用光の波長λを短くすること、開口数ＮＡを大きくすること、又はｋ１の値を小さくすることの３つのいずれかによって達成することができる。
【０００５】
露光用光の波長を短くして、これにより転写可能サイズを縮小するためには、１０ｎｍから２０ｎｍの範囲内、望ましくは１３ｎｍから１４ｎｍの範囲内の波長のＥＵＶ（Extreme  Ultra‐Violet、極端紫外）光を生成する装置を用いることが提案されている。代表的なＥＵＶ光生成装置として、レーザ生成プラズマ式ＥＵＶ光生成装置、放電プラズマ式ＥＵＶ光生成装置、及び電子蓄積リングからのシンクロトロン放射式ＥＵＶ光生成装置などがある。
【０００６】
通常、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置では、スズ（Ｓｎ）のドロップレットがレーザビーム照射を受けてプラズマ化され、ＥＵＶ波長範囲における光が生成される。このレーザビームは、例えばＣＯ２レーザ装置によって供給されてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８０９３５７１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／００５８５８８号公報
【概要】
【０００８】
上述のＣＯ２レーザ装置は、パルスレーザ光を光出力で得るために、ＭＯＰＡ（Master  Oscillator  and  Power  Amplifier）方式を採用している場合が多い。ＭＯＰＡシステムは、短いパルスレーザ光を高周波数で繰り返し出力するマスタオシレータと、マスタオシレータで出力したパルスレーザ光を増幅する複数の増幅器を備えている。そのようなＭＯＰＡシステムでは、ターゲットからの戻り光と自励発振を抑制するために、光アイソレータとして可飽和吸収ガスセルを光路上に設置する場合がある。
【０００９】
しかしながら、可飽和吸収ガスセルが適切に機能しないと、戻り光や自励発振を十分に抑制することができない。
【００１０】
そこで、本開示は、適切に機能する可飽和吸収ガスセルを備えたレーザ装置を提供する。
【００１１】
本開示の一態様に係るレーザ装置は、レーザ光を出力するように構成されたマスタオシレータと、
前記レーザ光の光路上に配置された少なくとも１つの増幅器と、
前記レーザ光の光路上であって前記増幅器の出力側に配置され、所定の光強度以下のレーザ光を吸収する可飽和吸収ガスを収容するための少なくとも１つの可飽和吸収ガスセルと、
前記可飽和吸収ガスセル内に設けられた前記可飽和吸収ガスを循環させるためのファンと、
前記可飽和吸収ガスセル内に設けられた前記可飽和吸収ガスを冷却するための熱交換器と、を備えてよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
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】本開示の一態様による例示的なレーザ生成プラズマ式ＥＵＶ光生成装置の概略構成を示した図である。
【図２】本開示の実施形態１に係るレーザ装置の一例を示した図である。
【図３】可飽和吸収ガスの光透過特性の一例を示した図である。
【図４Ａ】可飽和吸収ガスセル通過前のレーザ光の光強度の一例を示した図である。
【図４Ｂ】可飽和吸収ガスセル通過後のレーザ光の光強度の一例を示した図である。
【図５Ａ】実施形態１に係るレーザ装置に用いられる可飽和吸収ガスセルの側断面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＡ−Ａ断面で切断した可飽和吸収ガスセルの正面断面図である。
【図６Ａ】変形例に係る可飽和吸収ガスセルの一例を示した側断面図である。
【図６Ｂ】図６ＡのＢ−Ｂ断面で切断した可飽和吸収ガスセルの正面断面図である。
【図７】本実施形態に係るレーザ装置の可飽和吸収ガスセルシステムの一例を示した図である。
【図８】本実施形態に係るレーザ装置の増幅器をスラブ型増幅器として構成した一例を示した図である。
【実施形態】
【００１３】
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。以下の説明では、下記の目次の流れに沿って説明する。
【００１４】
目次
１．ＥＵＶ光生成装置の全体説明
１．１  構成
１．２  動作
２．用語の説明
３．光アイソレータを含むレーザ装置
３．１  構成
３．２  動作
３．３  作用
４．可飽和吸収ガスセル
４．１  構成
４．２  動作
４．３  作用
４．４  ダブルパスの実施形態
４．５  可飽和吸収ガスセルシステム
５．スラブ型増幅器との組合せ
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、本開示の一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。
【００１５】
１．ＥＵＶ光生成装置の全体説明
１．１  構成
図１は、本開示の一態様による例示的なレーザ生成プラズマ式ＥＵＶ光生成装置（以下、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置と称する）１の概略構成を示す。ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、少なくとも１つのレーザ装置３と共に用いることができる。ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１及びレーザ装置３を含むシステムを、以下、ＥＵＶ光生成システムと称する。図１に示し、かつ以下に詳細に説明するように、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２を含むことができる。チャンバ２内は好ましくは真空である。あるいは、チャンバ２の内部にＥＵＶ光の透過率が高いガスが存在していてもよい。また、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲット供給システム（例えばドロップレット発生器２６）を更に含むことができる。ターゲット供給システムは、例えばチャンバ２の壁に取り付けられていてもよい。ターゲット供給システムは、ターゲットの材料となるスズ、リチウム、キセノン、又はそれらのいずれかの組合せを含むことができる。ターゲットの材料は前述の材料に限定されない。
【００１６】
チャンバ２には、その壁を貫通する少なくとも１つの貫通孔が設けられている。その貫通孔はウィンドウ２１によって塞がれていてもよい。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光集光ミラー２３が配置されてもよい。回転楕円面形状のミラーは、第１の焦点、及び第２の焦点を有する。ＥＵＶ光集光ミラー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の焦点がプラズマ発生位置（プラズマ生成サイト２５）又はその近傍に位置し、その第２の焦点がＥＵＶ集光ミラー２３によって反射されるＥＵＶ光の集光位置（中間焦点（ＩＦ）２９２）に位置するよう配置されるのが好ましい。ＥＵＶ光集光ミラー２３の中央部には貫通孔２４が設けられていてもよく、その貫通孔２４をパルスレーザ光３３が通過することができる。
【００１７】
再び図１を参照すると、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、ＥＵＶ光生成制御システム５を含むことができる。また、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、ターゲット撮像装置４を含むことができる。
【００１８】
更に、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、チャンバ２内部と露光装置６内部とを連通する連通管２９を含むことができる。連通管２９内部にはアパーチャを備えた壁２９１を含むことができる。そのアパーチャが第２の焦点位置にあるように壁２９１を設置することができる。
【００１９】
更に、ＬＰＰ式ＥＵＶ光生成装置１は、レーザ光進行方向制御アクチュエータ３４、レーザ光集光ミラー２２、ドロップレット２７のターゲット回収器２８なども含むことができる。
【００２０】
１．２  動作
図１を参照すると、レーザ装置３から出射されたパルスレーザ光３１は、レーザ光進行方向制御アクチュエータ３４を経てパルスレーザ光３２としてウィンドウ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、レーザ装置３から少なくとも１つのレーザビーム経路に沿ってチャンバ２内に進む。パルスレーザ光３２は、レーザ光集光ミラー２２で反射されて少なくとも１つのターゲットに照射されてもよい。
【００２１】
ドロップレット生成器２６は、ドロップレットターゲットをチャンバ２内部のプラズマ生成サイト２５に向けて出射してもよい。ドロップレットターゲットには、少なくとも１つのパルスレーザ光３３が照射される。レーザ光が照射されたドロップレットターゲットはプラズマとなり、そのプラズマからＥＵＶ光が発生する。なお、１つのドロップレットターゲットに、複数のパルスレーザ光が照射されてもよい。
【００２２】
ＥＵＶ光生成制御システム５は、ＥＵＶ光生成システム全体の制御を統括して行うことができる。ＥＵＶ光生成制御システム５は、ターゲット撮像装置４によって撮像されたドロップレット２７のイメージ情報等を処理することができる。ＥＵＶ光生成制御システム５はまた、例えば、ドロップレットターゲット２７を射出するタイミングの制御、及びドロップレットターゲット２７の射出方向の制御の少なくとも１つを行うことができる。ＥＵＶ光生成制御システム５は更に、例えば、レーザ装置３のレーザ発振タイミングの制御、パルスレーザ光３１の進行方向の制御、及び集光位置変更の制御の少なくとも１つを行うことができる。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を追加することもできる。
【００２３】
２．用語の説明
本開示において使用される用語は、以下のように定義される。「ドロップレット」とは、溶融したターゲット物質の液滴であってもよい。ドロップレットの形状は、表面張力によって略球形となり得る。なお、「ドロップレット」と「ドロップレットターゲット」とは、同義で用いられてよい。「プラズマ生成領域」は、プラズマが生成される空間として予め設定された３次元空間であってもよい。
【００２４】
「高出力側」とは、レーザ光を出力するＥＵＶ光生成装置に近い側を指し、レーザ光の起源となるマスタオシレータからは遠い側となる。一方、「低出力側」とは、マスタオシレータに近い側を指し、ＥＵＶ光生成装置からは遠い側となる。「可飽和吸収ガス」とは、強度が低い入射光に対しては吸収体として働き、強度が高い入射光に対しては吸収体としての能力が飽和し、透明体として働くガスであってもよい。
【００２５】
３．光アイソレータを含むレーザ装置
３．１  構成
図２は、本開示の実施形態に係るレーザ装置の一例を示した図である。図２において、実施形態１に係るレーザ装置３は、マスタオシレータ３１０と、少なくとも１つの増幅器３２０と、少なくとも１つの光アイソレータ３３０とを備えてもよい。少なくとも１つの増幅器３２０は、複数の増幅器３２１〜３２ｎを備えてよい。図２においては、第１の増幅器３２１と、第２の増幅器３２２と、第ｋ番目の増幅器３２ｋと、第ｎ番目の増幅器３２ｎが例示的に示されている。同様に、少なくとも１つの光アイソレータ３３０も複数の光アイソレータを備えてよい。図２においては、第１の光アイソレータ３３１と、第２の光アイソレータ３３２と、第ｋ番目の光アイソレータ３３ｋと、第ｎ番目の光アイソレータ３３ｎが例示的に示されている。なお、増幅器３２０は、少なくとも１つの増幅器３２１〜３２ｎの各々を特に区別せずに表すときに用いてよいものとする。同様に、光アイソレータ３３０は、少なくとも１つの光アイソレータ３３１〜３３ｎの各々を特に区別せずに表すときに用いてよいものとする。また、図２において、関連構成要素として、図１において説明したＥＵＶ光生成装置１のチャンバ２が示されている。また、チャンバ２内には、ドロップレット２７とレーザ集光光学系２０が模式的に示されている。
【００２６】
増幅器３２１〜３２ｎ及び光アイソレータ３３１〜３３ｎは、マスタオシレータ３１０から出力されるパルスレーザ光Ｌ１の光路上に配置されてもよい。第１の光アイソレータ３３１は、マスタオシレータ３１０から出力されるパルスレーザ光の光路上であって、マスタオシレータ３１０の出力側に配置されてよい。また、第２番目以降の光アイソレータ３３２〜３３ｎは、パルスレーザ光Ｌ１の光路上であって、増幅器３２１〜３２ｋの出力側に配置されてよい。つまり、第１の光アイソレータ３３１は、マスタオシレータ３１０の出力側と第１の増幅器３２１の入力側との間に配置されてよい。第２番目以降の光アイソレータ３３２〜３３ｎは、増幅器３２ｋ−１と３２ｋとの間に配置されてよい。なお、ここでｋは、２〜ｎの間の任意の自然数を示す。
【００２７】
マスタオシレータ３１０は、パルスレーザ光の発生源であってもよい。マスタオシレータ３１０は、レーザ発振により、所定の繰り返し周波数のパルスレーザ光（以下、単に「レーザ光」と呼んでもよいこととする。）Ｌ１を出力してよい。
【００２８】
増幅器３２０は、レーザ光Ｌ１の出力を増幅するために設けられる。増幅器３２０は、パルスレーザ光Ｌ１の出力を増幅できれば、用途に応じて種々の増幅器３２０を用いてよい。例えば、ＣＯ２ガスを媒質とする増幅器３２０を用いてもよい。本実施形態においては、ＣＯ２レーザ光を用いたレーザ装置３について説明する。
【００２９】
光アイソレータ３３０は、ターゲット２７からの戻り光及び／又は増幅器の自励発振を抑制するためのユニットであってよい。本実施形態に係るレーザ装置３においては、増幅器３２１〜３２ｎの各出力側に配置された第２の光アイソレータ３３２から第ｎ番目の光アイソレータ３３ｎまでの間の光アイソレータ３３２〜３３ｎのうち、少なくとも１つ以上の光アイソレータに可飽和吸収ガスセルを用いてもよい。なお、第１の光アイソレータ３３１には、可飽和吸収ガスセルを用いるようにしてもよいし、他の種類の光アイソレータを用いるようにしてもよい。例えば、第１の光アイソレータ３３１には、ＣｄＴｅからなる電気光学（ＥＯ）結晶を電極で挟んで保持し、光シャッタとして機能するＥＯポッケルスセルを用いてもよい。
【００３０】
図３は、可飽和吸収ガスの光透過特性の一例を示した図である。図３において、横軸は光強度［Ｗ／ｃｍ２］を示し、縦軸は透過率Ｔ［％］を示している。図３に示すように、可飽和吸収ガスは、所定の光強度Ｉ０以下の光はほぼ透過せず、所定の光強度Ｉ０より大きい光のみを高い透過率で透過させる性質を有してよい。可飽和吸収ガスセルは、かかる性質を有する可飽和吸収ガスを収容したセルであってよい。このガスセルはレーザ光Ｌ１に可飽和吸収ガスセルを通過させることにより、所定の光強度Ｉ０以下のレーザ光Ｌ１を高い吸収率で吸収する。また、このガスセルは所定の光強度Ｉ０より大きいレーザ光Ｌ１のみを高い透過率で透過させることができる。
【００３１】
図４Ａは、可飽和吸収ガスセル通過前のレーザ光の光強度の一例を示した図である。図４Ａにおいて、横軸は時間［ｓ］を示し、縦軸は光強度［Ｗ／ｃｍ２］を示している。図４Ａに示すように、可飽和吸収ガスセル通過前のレーザ光Ｌ１に、戻り光又は自励発振により発生した不要な光Ｌｕが付加されている場合を想定する。ここで、可飽和吸収ガスセルに収容されている可飽和吸収ガスは、図３に示したように、所定の光強度Ｉ０以下のレーザ光Ｌ１をほぼ吸収する性質を有するものとしてよい。
【００３２】
図４Ｂは、可飽和吸収ガスセル通過後のレーザ光の光強度の一例を示した図である。図４Ｂに示すように、可飽和吸収ガスセル通過後のレーザ光Ｌ１は、不要な光Ｌｕの強度が低下したレーザ光Ｌ１となっている。このように、可飽和吸収ガスセルは、所定の光強度Ｉ０以下のレーザ光Ｌ１を吸収して除去することにより、戻り光や自励発振による不要な光成分を抑制することができる。
【００３３】
しかしながら、可飽和吸収ガスがレーザ光を吸収しているうちに、可飽和吸収ガスの温度が上昇し、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示した特性を発揮することができなくなる場合がある。そこで、本実施形態に係るレーザ装置３においては、可飽和吸収ガスの温度上昇を抑制し、時間が経過しても可飽和吸収ガスを適切に機能させ得る構成を提供する。その詳細については後述する。
【００３４】
３．２  動作
次に、図２に戻り、図２に示した本実施形態に係るレーザ装置３の動作について説明する。
【００３５】
マスタオシレータ３１０を、所定の繰り返し周波数でレーザ発振させてもよい。これにより、マスタオシレータ３１０は、所定の繰り返し周波数でパルスレーザ光Ｌ１を出力することができる。また、増幅器３２０は、パルスレーザ光Ｌ１が入射していない時においても、図示しない電源により電力供給を受けて放電を継続し、ＣＯ２レーザガスを励起していてもよい。
【００３６】
マスタオシレータ３１０から出力されたレーザ光Ｌ１が第１の光アイソレータ３３１を通過する。第１の光アイソレータ３３１から出射されたレーザ光Ｌ１は、第１の増幅器３２１に入射し、第１の増幅器３２１を通過することにより増幅され得る。
【００３７】
第１の増幅器３２１から出力された増幅済みのレーザ光Ｌ２は、第２の光アイソレータ３３２を通過する。ターゲット２７からの戻り光は第２の光アイソレータにより減衰して第１の増幅器３２１の自励発振等が抑制され得る。また、第２の光アイソレータ３３２から出力されたレーザ光Ｌ２は、第２の増幅器３２２に入射し、第２の増幅器３２２を通過することにより、更に増幅され得る。
【００３８】
同様に、第（ｋ−１）番目の増幅器３２ｋ−１（図示せず）から出力されたレーザ光Ｌｋは、第ｋ番目の光アイソレータ３３ｋを通過する。そして、ｋ番目の増幅器３２ｋを通過することにより、レーザ光Ｌｋの出力は更に増加され得る。そして、この動作を繰り返すことにより、レーザ光Ｌ１の出力を徐々に増加させることができる。ターゲット２７からの戻り光は第ｋ番目の光アイソレータ３３ｋにより減衰し、増幅器３２ｋ−１の自励発振が抑制され得る。
【００３９】
３．３  作用
可飽和吸収ガスセルとして構成された光アイソレータ３３０を用いることにより、所定のピーク強度よりも高い強度を有するパルスレーザ光Ｌ１を高い透過率で透過することができる。これにより、ＡＳＥ光（Amplified  Spontaneous  Emission、自然放出光）のような弱い光はほぼ吸収される。また、マスタオシレータ３１０から出力されたパルスレーザ光や増幅光のようにピーク強度が強い光を高い透過率で透過させるので、増幅器３２０で生成した自然放出光の増幅を抑制し得る。更に、ターゲット２７からの戻り光を、可飽和吸収セルにより抑制することができる。
【００４０】
４．可飽和吸収ガスセル
４．１  構成
次に、本実施形態に係るレーザ装置３の光アイソレータ３３０のうち、可飽和吸収ガスセルとして構成されたものについて詳細に説明する。本実施形態に係るレーザ装置３においては、増幅器３２０の出力側に配置された少なくとも１つの光アイソレータ３３０は、可飽和吸収ガスセルとして構成されてよい。なお、この場合、光アイソレータ３３０と可飽和吸収ガスセルは同一であるので、同一の参照符号を用い、可飽和吸収ガスセル３３０と表記して説明する。
【００４１】
図５Ａは、本開示の実施形態に係るレーザ装置３に用いられる可飽和吸収ガスセルの側断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＡ−Ａ断面で切断した可飽和吸収ガスセルの正面断面図である。
【００４２】
図５Ａ及び図５Ｂにおいて、実施形態１に係るレーザ装置３の可飽和吸収ガスセル３３０は、チャンバ３３０１と、入射ウィンドウ３３０２と、出射ウィンドウ３３０３と、ファン３３０４と、熱交換器３３０５とを備えてもよい。ここで、ファン３３０４は、ロータ３３０４１と、軸受け３３０４２、３３０４３と、モータ３３０４４とを備えてもよい。また、熱交換器３３０５は、内部に流路３３０６を備えてもよく、流路３３０６は、外部の冷却配管３３０８に接続されてもよい。更に、可飽和吸収ガスセル３３０のチャンバ３３０１内には、可飽和吸収ガス３３０７が収容されてよい。なお、可飽和吸収ガス３３０７は、実体としては図示されていないが、チャンバ３３０１内に充満してよいものとする。この点は、以後の説明においても同様である。
【００４３】
可飽和吸収ガスセル３３０は、チャンバ３３０１の側面であって、レーザ光Ｌｋの光路上に入射ウィンドウ３３０２と出射ウィンドウ３３０３を備えてよい。また、チャンバ３３０１内には、レーザ光Ｌｋの光路に沿って、且つ光路とは異なる領域にファン３３０４が配置されてよい。更に、チャンバ３３０１内にも、レーザ光Ｌｋの光路に沿って、且つ光路とは異なる領域に熱交換器３３０５が配置されてよい。これにより、ファン３３０４による可飽和吸収ガス３３０７の循環経路を、レーザ光Ｌｋの光路に対してほぼ垂直にすることができる。
【００４４】
チャンバ３３０１は、内部に可飽和吸収ガス３３０７を収容するとともに、ファン３３０４及び熱交換器３３０５を収容する処理容器であってよい。チャンバ３３０１の形状は、パルスレーザ光Ｌｋの形状や用途に応じて種々構成されてよいが、例えば、ファン３３０４及び熱交換器３３０５を収容可能な直方体に近似した形状に構成されてもよい。図５Ａ及び５Ｂにおいては、角が丸められているが、ほぼ直方体に近い形状のチャンバ３３０１が示されている。
【００４５】
入射ウィンドウ３３０２は、レーザ光Ｌｋが入射されるウィンドウであり、レーザ光Ｌｋの光路上に配置されてよい。出射ウィンドウ３３０３は、チャンバ３３０１内を通過したレーザ光Ｌｋを出射するウィンドウであり、入射ウィンドウ３３０２と同様に、レーザ光Ｌｋの光路上に配置されてよい。また、入射ウィンドウ３３０２から出射ウィンドウ３３０３へ向かう方向は、ガスの循環方向に対して略垂直となるように各ウィンドウが配置されてもよい。
【００４６】
入射ウィンドウ３３０２及び出射ウィンドウ３３０３は、ＣＯ２レーザ光を透過するダイヤモンド、ＺｎＳｅ、ＧａＡｓのいずれかで構成されてもよい。好ましくは、熱伝導率の高いダイヤモンドウィンドウを入射ウィンドウ３３０２及び出射ウィンドウ３３０３に用いるようにしてもよい。
【００４７】
ファン３３０４は、可飽和吸収ガス３３０７を循環させるために、チャンバ３３０１内に設けられてよい。これにより、可飽和吸収ガス３３０７を、直接的かつ効率的にチャンバ３３０１内を循環させることができる。
【００４８】
ファン３３０４は、ロータ３３０４１の回転軸の両端が２つの軸受け３３０４２、３３０４３により回転可能に支持され、モータにより回転軸が回転駆動される構成を有してよい。軸受け３３０４２、３３０４３としては、例えば、磁気軸受けが用いられ、ロータ３３０４１の回転軸は非接触で支持されてもよい。
【００４９】
ファン３３０４は、ロータ３３０４１の回転軸が、レーザ光Ｌｋの光路と略平行になるように配置されてよい。ロータ３３０４１が回転することにより、レーザ光Ｌｋの光路と直交するような方向に可飽和吸収ガス３３０７の循環流Ｆ１の循環経路を形成することができる。
【００５０】
ファン３３０４としては、チャンバ３３０１内の可飽和ガスを循環させることができれば、様々な種類のファンを用いるようにしてもよい。例えば、ファン３３０４は、クロスフローファンであってもよいし、軸流ファンを複数個並べて配置して構成してもよいし、シロッコファンでもよい。
【００５１】
熱交換器３３０５は、チャンバ３３０１内の可飽和吸収ガス３３０７を冷却してよい。具体的には、熱交換器３３０５は、ファン３３０４で形成された可飽和吸収ガス３３０７の循環経路中に配置され、熱交換器３３０５と接触する可飽和吸収ガス３３０７を冷却してよい。可飽和吸収ガス３３０７は、所定のピーク値以下の光強度のレーザ光をほぼ吸収するので、かかるレーザ光の吸収により、可飽和吸収ガス３３０７のガス温度が上昇してしまう。可飽和吸収ガス３３０７の温度が上昇すると、ガスの屈折率の不均一な分布が生じて可飽和吸収ガスセル３３０から出射されるレーザ光Ｌｋの波面に歪みが生じるおそれがある。よって、熱交換器３３０５は、かかるレーザ光Ｌｋの歪みを抑制すべく、可飽和吸収ガス３３０７を冷却してよい。ファン３３０４及び熱交換器３３０５を可飽和吸収ガスセル３３０のチャンバ３３０１内に設けたことにより、可飽和吸収ガス３３０７を効率良く循環させ、熱交換器３３０５で直接的に可飽和吸収ガス３３０７を冷却できる。従って、可飽和吸収ガス３３０７の冷却効果を高めることができる。
【００５２】
熱交換器３３０５は、内部に冷却媒体を流す流路３３０６が形成されてよく、流路３３０６は、外部の冷却配管３３０８に接続されてよい。冷却配管３３０８及び流路３３０６には、冷却水等の冷却媒体が流され、熱交換器３３０５の冷却が可能に構成されてよい。
【００５３】
可飽和吸収ガス３３０８としては、光強度が所定のピーク値以下であるレーザ光を高い吸収率で吸収し、ほぼ透過させないようにすることができれば、種々のガスを用いることができる。例えば、レーザ光Ｌｋの波長帯域が１０．６μｍの場合には、ＳＦ６、Ｎ２Ｆ４、ＰＦ５、ＢＣｌ３、ＣＨ３ＣＨＦ２、ＣＯ２（高温状態のＣＯ２）の少なくとも１つを含むガスを用いることができる。また、レーザ光Ｌｋの波長帯域が９．６μｍの場合には、ＣＨ３ＯＨ、ＣＨ３Ｆ、ＨＣＯＯＨ、ＣＤ３ＯＤ、ＣＤ３Ｆ、ＤＣＯＯＤ（但し、Ｄは重水素を示す）の少なくとも１つを含むガスを用いることができる。更に、レーザ光Ｌｋの波長帯域が９．６μｍの場合には、Ｃ２Ｆ２Ｃｌを含むガスを用いることができる。
【００５４】
なお、可飽和吸収ガスセル３３０内に収容されるガスは、上述のガスの他、バッファガスとしてＮ２やＨｅガスを含んでもよい。
【００５５】
また、可飽和吸収ガスにＣＯ２を用いる場合には、例えば、ＣＯ２ガスの温度がほぼ４００℃となるようにして使用してもよい。
【００５６】
４．２  動作
まず前提として、可飽和吸収ガスセル３３０に入射するレーザ光Ｌｋの光路に直交する断面の形状は、円形であってもよいし、シート状であってもよい。レーザ光Ｌｋをシート状とする場合には、種々の方法により生成されたシート状のレーザ光Ｌｋを用いることができる。例えば、レーザ光Ｌｋは、後述するスラブ型増幅器から出力されたシート状のレーザ光Ｌｋであってもよい。あるいは、シリンドリカルミラーを用いることにより、円形のレーザ光をシート状のレーザ光に変形したレーザ光Ｌｋであってもよい。
【００５７】
具体的な動作としては、シート状のレーザ光Ｌｋは、入射ウィンドウ３３０２を透過し、ファン３３０４により形成された可飽和吸収ガス３３０７の循環流Ｆ１の中を通過し、出射ウィンドウ３３０３を通過してもよい。
【００５８】
可飽和吸収ガス３３０７の循環流Ｆ１の中をレーザ光Ｌｋが通過する際に、所定の光強度以下の光は、可飽和吸収ガス３３０７に吸収され得る。可飽和吸収ガス３３０７が所定の光強度以下の光を吸収した際に発生した熱は、可飽和吸収ガス３３０７の循環経路中に配置された熱交換器３３０５により排熱され得る。これにより、可飽和吸収ガス３３０７が光を継続的に吸収しても、可飽和吸収ガス３３０７の特性を維持することができる。
【００５９】
４．３  作用
本実施形態に係るレーザ装置３によれば、可飽和吸収ガス３３０７が流れる循環方向と、可飽和吸収ガスセル３３０を通過するレーザ光Ｌｋを略直交させ、ガス循環経路中に熱交換器を配置することにより、可飽和吸収ガス３３０７の温度上昇を効率よく抑制し得る。また、チャンバ３３０１をレーザ光路軸方向に長くすることにより、可飽和吸収ガス３３０７中を通過する光路を長くすることが可能となる。その結果、可飽和吸収ガス３３０７の濃度を低く抑えて光路の単位長さ当りの光吸収量が少なくても、可飽和吸収ガス３３０７中をレーザ光が通る光路の長さが長いので可飽和吸収特性を維持することができる。また、光路の単位長さ当りの光吸収量が少ないので可飽和吸収ガス３３０７の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
４．４  ダブルパスの実施形態（変形例）
次に、可飽和吸収ガスセル３３０とは異なる態様の可飽和吸収ガスセル３３３０を変形例として説明する。
【００６１】
図６Ａは、変形例に係るレーザ装置の可飽和吸収ガスセルの一例を示した側断面図である。図６Ｂは、図６ＡのＢ−Ｂ断面で切断した可飽和吸収ガスセルの正面断面図である。
【００６２】
図６Ａ及び６Ｂにおいて、変形例に係る可飽和吸収ガスセル３３３０は、チャンバ３３３１と、ウィンドウ３３３２と、光反射ミラー３３３３と、ファン３３３４と、熱交換器３３３５と、可飽和吸収ガス３３３７とを備えてよい。ここで、ファン３３３４は、ロータ３３３４１と、軸受け３３３４２、３３３４３と、モータ３３３４４とを備えてよい。また、熱交換器３３３５は、内部に流路３３３６を備えてよい。更に、可飽和吸収ガスセル３３３０の外部には、流路３３３６と接続された冷却配管３３３８が設けられてよい。
【００６３】
変形例に係る可飽和吸収ガスセル３３３０において、チャンバ３３３１、ウィンドウ３３３２、ファン３３３４及び熱交換器３３３５は、実施形態１に係るレーザ装置３と同様の構成及び機能を有するので、その説明を省略する。
【００６４】
変形例に係る可飽和吸収ガスセル３３３０は、チャンバ３３３１の内部に高反射ミラー３３３３を備えている点で、図５Ａ及び５Ｂに係るレーザ装置の可飽和吸収ガスセル３３０と異なっている。高反射ミラー３３３３は、入射レーザ光Ｌｋを反射可能なように、ウィンドウ３３３２と対向して配置されてよい。また、ウィンドウ３３３２は、入射レーザ光Ｌｋを入射するだけでなく、高反射ミラー３３３３から反射されたレーザ光Ｌｋを出射する点で、図５Ａ及び図５Ｂに係る可飽和吸収ガスセル３３０と異なっている。しかしながら、レーザ光Ｌｋを通過させるという点で、機能は図５Ａ及び５Ｂに係る可飽和吸収ガスセル３３０と同様であるので、その説明は省略する。
【００６５】
図６Ａに示すように、ウィンドウ３３３２から可飽和吸収ガスセル３３３０内に入射したパルスレーザ光Ｌｋは、対向する高反射ミラー３３３３で反射され、再びウィンドウ３３３２から出射されてよい。つまり、パルスレーザ光Ｌｋに、２回可飽和吸収ガスを通過させるダブルパスを行わせることができる。パルスレーザ光Ｌｋが高反射ミラー３３３３とウィンドウ３３３２間を往復することにより、可飽和吸収ガスセル３３３０内におけるレーザ光Ｌｋの光路を２倍にすることができる。つまり、レーザ光Ｌｋが可飽和吸収ガス３３４０を通過する距離を２倍長くすることができる。これにより、可飽和吸収ガス３３４０の濃度を低く抑えて光路の単位長さ当りの光吸収量が少なくても、可飽和吸収ガス３３０７中をレーザ光が通る光路の長さが長いので可飽和吸収特性を維持することができる。また、光路の単位長さ当りの光吸収量が少ないので可飽和吸収ガスの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００６６】
このように、変形例に係るレーザ装置の可飽和吸収ガスセル３３３０においては、高反射ミラー３３３３を用いてパルスレーザ光Ｌｋをダブルパスさせる光学システムが採用されている。よって、ファン３３３４は、パルスレーザ光Ｌｋがダブルパスする光路をカバーできる循環流Ｆ２を形成できるように構成されてよい。図６Ｂに示すように、可飽和吸収ガス３３３７の循環流Ｆ２の循環経路中をレーザ光Ｌｋが通過するようにウィンドウ３３３２が配置され、更に循環経路中に熱交換器３３３５を配置する点は、図５Ａ及び５Ｂに係る可飽和吸収ガスセル３３０と同様である。これにより、ダブルパスの光路全体に亘り、可飽和吸収ガス３３４０を冷却することができる。
【００６７】
４．５  可飽和吸収ガスセルシステム
次に、図５Ａ及び５Ｂに係る可飽和吸収ガスセル３３０を用いて、可飽和吸収ガスセルシステムを構成し、本実施形態に係るレーザ装置３を構成する例について説明する。
【００６８】
図７は、本実施形態に係るレーザ装置３の可飽和吸収ガスセルシステムの一例を示した図である。図７に係る可飽和吸収ガスセルシステムにおいて、可飽和吸収ガスセル３３０は、図５Ａ及び５Ｂに係る可飽和吸収ガスセル３３０がそのまま適用されているので、可飽和吸収ガスセル３３０の構成要素については、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００６９】
図７に係る可飽和吸収ガスセルシステムは、可飽和吸収ガスセル３３０以外には、冷却配管３３０８と、チラー３３０９と、可飽和吸収ガスタンク３３１０と、バッファガスタンク３３１１と、バルブ３３１２、３３１３と、ガス供給配管３３１４と、排気ポンプ３３１５と、バルブ３３１６と、排気管３３１７と、温度センサ３３１８と、圧力センサ３３１９と、制御部３３２０とを備えてよい。制御部３３２０はレーザコントローラ３３２１により制御されてよい。
【００７０】
ｋ番目の増幅器３２ｋ、可飽和吸収ガスセル３３０及び（ｋ＋１）番目の増幅器３２ｋ＋１は、総てレーザ光Ｌｋの光路上に配置されてよい。可飽和吸収ガスセル３３０は、図２においては、可飽和吸収ガスセル３３ｋ＋１に該当してよい。可飽和吸収ガスセル３３０は、ｋ番目の増幅器３２ｋの出力側と（ｋ＋１）番目の増幅器の入力側に挟まれるように配置されてよい。
【００７１】
可飽和吸収ガスセル３３０の熱交換器３３０５の流路３３０６は、外部の冷却配管３３０８に接続され、冷却配管３３０８は、チラー３３０９に接続されてよい。つまり、チラー３３０９から、冷却配管３３０８を介して流路３３０６に冷却水等の冷却媒体が供給されるように構成されてよい。
【００７２】
可飽和吸収ガスタンク３３１０は、バルブ３３１２を介してガス供給配管３３１４に接続されてよく、バッファガスタンク３３１１は、バルブ３３１３を介してガス供給配管３３１４に接続されてよい。ガス供給配管３３１４は、可飽和吸収ガスセル３３０のチャンバ３３０１に接続されてよく、可飽和吸収ガス及びバッファガスがチャンバ３３０１内に供給できるように構成されてよい。
【００７３】
排気ポンプ３３１５は、バルブ３３１６を介して排気管３３１７に接続されてよい。排気管３３１７はチャンバ３３０１に接続され、排気ポンプ３３１５によりチャンバ３３０１内の排気が可能なように構成されてよい。
【００７４】
温度センサ３３１８及び圧力センサ３３１９は、チャンバ３３０１に接続されるとともに、制御部３３２０に信号を送信可能に接続されてよい。制御部３３２０は、温度センサ３３１８及び圧力センサ３３１９からの検出信号を受信可能に接続されるとともに、チラー３３０９、バルブ３３１２、３３１３、３３１６の制御が可能なように接続されて構成されてよい。レーザコントローラ３３２１は、増幅器３２ｋ、３２ｋ＋１及び制御部３３２１を制御可能に接続されてよい。
【００７５】
次に、個々の構成要素について説明する。
【００７６】
チラー３３０９は、熱交換器３３０５に供給する冷却媒体の温度を管理しながら、冷却媒体を循環させてよい。具体的には、チラー３３０９から供給された冷却媒体は、冷却配管３３０８を介して熱交換器３３０５の流路３３０６を流れ、可飽和吸収ガス３３０７を冷却して再び冷却配管３３０８を介してチラー３３０９に戻るという循環を繰り返す。なお、冷却媒体は、冷却水であってもよいし、冷却水以外の熱媒体であってもよい。
【００７７】
なお、可飽和吸収ガス３３０７にＣＯ２ガスを使用し、加熱が必要な場合は、以下のようにしてもよい。例えば、熱交換器３３０５に流れる熱媒体にオイル等を用い、チラー３３０９を、オイルを加熱冷却するチラーに変更してもよい。或いは、熱交換器３３０５にヒータ等の加熱器を備えてもよい。この場合は、レーザの動作状況によって、ＣＯ２ガスを加熱したり、冷却したりしてよい。具体的には、レーザ装置３の立上げ時や出力が小さい場合は、ＣＯ２ガスを加熱してもよい。一方、レーザ装置３が所定の出力以上になった場合は、ＣＯ２ガスが光を吸収することで発生する熱によって温度が上昇しすぎるので、冷却が必要となる。よって、チラー３３０９により、冷却媒体の冷却を行ってよい。
【００７８】
可飽和吸収ガスタンク３３１０は、可飽和吸収ガスを収容した可飽和ガス供給源であってよい。可飽和吸収ガスタンク３３１０は、図５Ａ及び５Ｂの説明で挙げた種々の可飽和吸収ガスを収容してよい。バルブ３３１２は、可飽和吸収ガスタンク３３１０からチャンバ３３０１内に供給されるガス量を、制御部３３２０からの指令により調整してよい。なお、本実施形態においては、可飽和吸収ガスタンク３３１０は、ＳＦ６を収容している例を挙げて説明する。
【００７９】
バッファガスタンク３３１１は、バッファガスを収容したバッファガス供給源であってよい。バッファガスタンク３３１１は、例えば、Ｎ２や、Ｈｅ等の不活性ガスを収容してよい。チャンバ３３０１内の可飽和吸収ガス３３０７の濃度が高すぎると、パルスレーザ光Ｌｋの吸収量が多くなり過ぎてしまうので、バッファガスは、チャンバ３３０１内の可飽和吸収ガス３３０７の濃度を調整するために用いられてよい。バッファガスの供給量も、制御部３３２０からの指令により、バルブ３３１３の開度調節により制御されてよい。なお、本実施形態においては、Ｎ２ガスをバッファガスとして用いた例を挙げて説明する。
【００８０】
排気ポンプ３３１５は、排気管３３１７を介して、チャンバ３３０１内のガスを排気してよい。排気ポンプ３３１５による排気量も、制御部３３２０からの指令により、バルブ３３１６の開度が制御されて調整されてよい。
【００８１】
温度センサ３３１８は、チャンバ３３０１内の温度を検出してよく、圧力センサ３３１９は、チャンバ３３０１内の圧力を検出してよい。温度センサ３３１８及び圧力センサ３３１９は、例えば、チャンバ３３０１内に検出部が設けられ、外部に検出結果を出力するように構成されてもよい。検出結果は、制御部３３２０に送られ、制御部３３２０が検出温度と検出圧力に基づいて、種々の制御を行うようにしてもよい。
【００８２】
制御部３３２０は、チャンバ３３０１内の検出温度及び検出圧力に基づいて、チラー３３０９、バルブ３３１２、３３１３、３３１６を制御してよい。これにより、熱交換器３３０６内の流路３３０６を循環させる冷却媒体の温度、供給速度、可飽和吸収ガス及びバッファガスの供給量、チャンバ３３０１内のガスの排気量等を制御することができ、最適な状態で可飽和吸収セルシステムを駆動することができる。なお、制御部３３２０は、上述のような制御演算を行うため、ＣＰＵ（Center  Processing  Unit、中央処理装置）を搭載し、プログラムを読み込んで動作するマイクロコンピュータや、特定の用途のために設計された集積回路であるＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等を含んで構成されてもよい。
【００８３】
なお、可飽和吸収ガスとしてＣＯ２を用いる場合には、例えば、制御部３３２０はＣＯ２ガスの温度がおよそ４００℃となるように制御してもよい。この場合は、温度センサ３３１８の検出値に基づいて、ＣＯ２ガスの温度が所定の温度（例えば、およそ４００℃）となるように制御してもよい。
【００８４】
レーザコントローラ３３２１は、レーザ光Ｌｋを適切なレーザ光とすべく、増幅器３２ｋ、３２ｋ＋１及び可飽和吸収ガスセル３３０を制御してよい。可飽和吸収ガスセル３３０の制御は、レーザコントローラ３３２１が上述の制御部３３２０に指令を送ることにより行ってよい。
【００８５】
次に、かかる構成を有する可飽和吸収セルシステムの動作について説明する。まず、立ち上げ動作について説明する。
【００８６】
立ち上げ動作としては、まず制御部３３２０は、排気ポンプ３３１５を動作させ、バルブ３３１６を開いて、チャンバ３３０１内のガスを排気してもよい。次に、制御部３３２０は、圧力センサ３３１９で計測された圧力が所定の値以下になり、真空に近い状態となったら、バルブ３３１６を閉じてもよい。
【００８７】
次に、制御部３３２０は、バルブ３３１２と３３１３を開け、Ｎ２ガスとＳＦ６ガスをチャンバ３３０１内に導入してもよい。そして、圧力センサ３３１９の値が所定の値（例えば、ＳＦ６の所定分圧）になったら、バルブ３３１２を閉じてもよい。
【００８８】
次いで、制御部３３２０は、チラー３３０９に信号を送り、冷却媒体を流してもよい。制御部３３２０は、温度センサの値が所定の値となるように、チラー３３０９を用いて温度を制御してもよい。
【００８９】
制御部３３２０は、レーザを制御するレーザコントローラ３３２１に、可飽和吸収ガスセル３３０の立ち上げ動作終了信号を送信してもよい。
【００９０】
次に、定常動作について説明する。定常動作としては、まず、レーザコントローラ３３２１は、可飽和吸収ガスセル３３０の制御部３３２０から立ち上げ信号を受信すると、図２において示したマスタオシレータ３１０及び各増幅器３２１〜３２ｎを動作させる。
【００９１】
この間、制御部３３２０は、チャンバ３３０１内の圧力及び温度を監視してもよい。圧力及び温度が所定の範囲から外れた場合には、レーザコントローラ３３２１にエラー信号を送信してもよい。レーザコントローラ３３２１は、エラー信号を受信した場合には、レーザシステムのパルスレーザ光Ｌｋの出力動作を停止させてもよい。そして、その後は、再び立ち上げ動作に戻ってもよい。
【００９２】
一方、チャンバ３３０１内の圧力及び温度が所定の範囲内にある場合には、そのまま動作を継続するとともに、チャンバ３３０１内の圧力及び温度の監視を継続してよい。
【００９３】
このように、図７に係る可飽和吸収ガスセルシステムを用いた本実施形態に係るレーザ装置３によれば、可飽和吸収ガスセル３３０内の温度及び圧力を監視し、異常が発生した場合には、レーザ光Ｌｋの出力動作を停止でき、信頼度の高い運転を行うことができる。
【００９４】
また、図７においては、図５Ａ及び５Ｂに係る可飽和吸収ガスセル３３０を用いた例について説明したが、変形例に係る可飽和吸収ガスセル３３３０を用いて可飽和吸収ガスセルシステムを構成し、レーザ装置３を構成してもよい。
【００９５】
５．スラブ型増幅器との組合せ
図８は、本実施形態に係るレーザ装置３の増幅器をスラブ型増幅器として構成した一例を示した構成図である。図８においては、増幅器３２０をスラブ型増幅器３２００として構成し、スラブ型増幅器３２００の出力側に図５Ａ及び５Ｂに示した可飽和吸収ガスセル３３０を、シート状のビームに適用して配置した例について説明する。
【００９６】
スラブ型増幅器３２００は、入射ウィンドウ３２０１と、出射ウィンドウ３２０２と、一対の高反射凹面ミラー３２０３、３２０４と、一対の電極３２０５、３２０６と、ＲＦ（Radio  Frequency、高周波）電源３２１０とを備えてよい。また、一対の電極３２０５、３２０６の内部には、それぞれ流路３２０７、３２０８が形成され、流路入口３２０７ａ、３２０８ａ及び流路出口３２０７ｂ、３２０８ｂが備えられてよい。更に、一対の電極３２０５、３２０６の間には、放電領域３２０９が形成されてよい。なお、電極３２０５、３２０６の周囲は、図示しないレーザガスチャンバで覆われてよい。
【００９７】
入射ウィンドウ３２０１及び出射ウィンドウ３２０２は、一対の電極３２０５、３２０６を、レーザ装置３の光路上で挟むように、両側に配置されてよい。一対の高反射凹面ミラー３２０３、３２０４は、やはり電極３２０５、３２０６をレーザ装置３の光路上で挟むように、また、電極３２０５、３２０６間に形成された放電領域３２０９内でパルスレーザ光Ｌｋがマルチパスする光路を形成するように、対向して配置されてよい。
【００９８】
電極３２０５と電極３２０６は、上下に対向して配置され、その間に形成される放電空間３２０９には、ガス状の増幅媒体が封入されてよい。増幅媒体には、例えば、ＣＯ２レーザガスが用いられてよい。電極３２０５、３２０６の内部に形成されたそれぞれの流路３２０７、３２０８には、流路入口３２０７ａ、３２０８ａから冷却水等の冷却媒体が供給され、流路３２０７、３２０８を流れて流路出口３２０７ｂ、３２０８ｂから流出する循環路が形成されてよい。電極３２０５、３２０６には、ＲＦ電源３２１０が接続され、高周波電圧が印加されるように構成されてよい。なお、電極３２０５は高電位側に接続され、電極３２０６は接地側に接続されてもよい。更に、電極３２０５、３２０６のレーザ光出力側には、出射ウィンドウ３２０２が配置され、出射ウィンドウ３２０２の出射側に可飽和吸収ガスセル３３０が配置されてよい。
【００９９】
かかる構成を有するスラブ型増幅器３２００において、入射するレーザ光Ｌｋは、入射ウィンドウ３２０１を介して、ＣＯ２レーザガス等の増幅媒体が封入された図示しないレーザガスチャンバ内に入射してよい。そして、平面板の形状を有する一対の電極３２０５、３２０６間に高周波の電圧が印加され、放電領域３２０９で放電が発生してよい。この放電領域３２０９において、入射したレーザ光Ｌｋは、一対の高反射凹面ミラー３２０３、３２０４によりマルチパス増幅されてよい。増幅されたレーザ光Ｌｋ＋１は、出射ウィンドウ３２０２を介して、レーザガスチャンバの外部に出力されてよい。
【０１００】
ここで、例えば、放電領域３２０９に形成される光学システムは、入射レーザ光Ｌｋが出射パルスレーザ光Ｌｋ＋１のビームに転写結像されるように、共役な光学システムとされてもよい。
【０１０１】
また、入射レーザ光Ｌｋのビームと出射レーザ光Ｌｋ＋１のビームは、光路に直交する断面の形状がシート状のビームであってもよい。例えば、電極３２０５、３２０６の放電方向のビーム幅は、放電方向と光路とに対して垂直な方向のビーム幅に比較して、小さい幅のシート状のビームが出力され得る。
【０１０２】
出射レーザ光Ｌｋのビーム長手方向と、可飽和吸収ガスセル３３０の入射断面の長手方向とが略一致するように、入射ウィンドウ３３０２（図５Ａ及び５Ｂ参照）を長方形に構成し、そのように構成した入射ウィンドウ３３０２を介して可飽和吸収ガスセル３３０にレーザ光Ｌｋを入射させてもよい。
【０１０３】
以上のようにして、スラブ型増幅器３２００の出射側の光路上に、可飽和吸収ガスセル３３０を光アイソレータとして配置してもよい。
【０１０４】
なお、図８においては、図５Ａ及び５Ｂに示した可飽和吸収ガスセル３３０をシート状のビームに適用してスラブ型増幅器３２００の後に配置した例について説明したが、変形例に示した可飽和吸収ガスセル３３３０をスラブ型増幅器３２００の後に配置してもよい。
【０１０５】
以上、実施形態及び変形例において説明した可飽和吸収ガスセルは、レーザ装置３の高出力側に配置されることが好ましいが、低出力側に配置することも可能である。よって、マスタオシレータ３１０の直後の第１の光アイソレータ３３１（図２参照）も含めて、任意の箇所に設置することができる。
【０１０６】
以上、本開示の好ましい実施形態について詳説したが、本開示は、上述した実施形態に制限されることはなく、本開示の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。例えば、上述の実施形態は、矛盾の無い範囲で互いに組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１    ＬＰＰ式ＥＵＶ生成装置
２、３３０１、３３３１    チャンバ
３    レーザ装置
６    露光装置
２７    ターゲット
３１、３２、３３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌｋ、Ｌｋ＋１、Ｌｎ    レーザ光
３１０    マスタオシレータ
３２０〜３２２、３２ｋ、３２ｎ、３２００    増幅器
３３０２、３３０３、３３３２    ウィンドウ
３３０４、３３３４    冷却プレート
３３０６、３３３５    熱交換器
３３０６    流路
３３０７、３３３７    可飽和吸収ガス
【図１】
2013207004.tif 000003
【図２】
2013207004.tif 000004
【図３】
2013207004.tif 000005
【図４Ａ】
2013207004.tif 000006
【図４Ｂ】
2013207004.tif 000007
【図５Ａ】
2013207004.tif 000008
【図５Ｂ】
2013207004.tif 000009
【図６Ａ】
2013207004.tif 000010
【図６Ｂ】
2013207004.tif 000011
【図７】
2013207004.tif 000012
【図８】
2013207004.tif 000013