JP2008270549A - Driver laser for extreme ultraviolet light source - Google Patents
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Abstract
【課題】単列構成で、パルスレーザ光の1パルス当り又は単位時間当りのエネルギーを抑えながら大きな出力を達成できる極端紫外光源用ドライバレーザを提供する。
【解決手段】このドライバレーザは、(i)レーザ媒質としてCO2を用いてレーザ光を励起するレーザ放電管と、レーザ放電管を挟んで光共振器を構成する全反射ミラー及び部分反射ミラーと、全反射ミラーと部分反射ミラーとの間のレーザ光の経路に配置された音響光学素子とを有する発振段レーザ装置と、(ii)発振段レーザ装置において所定の繰り返し周波数を有するレーザ光のパルス列が所定の周期でバースト的に生成されるように音響光学素子を制御するレーザ制御部と、(iii)発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置とを具備する。
【選択図】図2A driver laser for an extreme ultraviolet light source capable of achieving a large output while suppressing energy per pulse or unit time of pulse laser light in a single-row configuration.
The driver laser includes (i) a laser discharge tube that excites laser light using CO 2 as a laser medium, and a total reflection mirror and a partial reflection mirror that constitute an optical resonator with the laser discharge tube interposed therebetween. An oscillation stage laser device having an acoustooptic device disposed in a laser beam path between the total reflection mirror and the partial reflection mirror, and (ii) a pulse train of laser light having a predetermined repetition frequency in the oscillation stage laser device A laser control unit that controls the acoustooptic device so that is generated in a burst with a predetermined period; and (iii) an amplification stage device including at least one amplifier that amplifies laser light output from the oscillation stage laser device; It comprises.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外(EUV:extreme ultra violet)光源においてターゲットに光を照射するドライバレーザに関する。 The present invention relates to a driver laser that emits light to a target in an extreme ultra violet (EUV) light source used as a light source of an exposure apparatus.
近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィにおける微細化が急速に進展しており、次世代においては、100nm〜70nmの微細加工、更には50nm以下の微細加工が要求されるようになる。そのため、例えば、50nm以下の微細加工の要求に応えるべく、波長13nm程度のEUV光源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。 In recent years, along with the miniaturization of semiconductor processes, miniaturization in photolithography has rapidly progressed, and in the next generation, fine processing of 100 nm to 70 nm, and further fine processing of 50 nm or less will be required. Therefore, for example, in order to meet the demand for fine processing of 50 nm or less, development of an exposure apparatus that combines an EUV light source with a wavelength of about 13 nm and a reduced projection reflective optics is expected.
EUV光源としては、ターゲットにレーザ光を照射することによって生成されるプラズマを用いたLPP(laser produced plasma:レーザ励起プラズマ)光源(以下において、「LPP式EUV光源装置」ともいう)と、放電によって生成されるプラズマを用いたDPP(discharge produced plasma)光源と、軌道放射光を用いたSR(synchrotron radiation)光源との3種類がある。これらの内でも、LPP光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット物質を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、2πsteradianという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、大きなパワーが要求されるEUVリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。 As an EUV light source, an LPP (laser produced plasma) light source (hereinafter also referred to as “LPP type EUV light source device”) using plasma generated by irradiating a target with laser light, and by discharge There are three types: a DPP (discharge produced plasma) light source using generated plasma and an SR (synchrotron radiation) light source using orbital radiation. Among these, since the LPP light source can considerably increase the plasma density, extremely high luminance close to that of black body radiation can be obtained, and light emission only in a necessary wavelength band is possible by selecting a target material. EUV requires a large amount of power because it is a point light source with a typical angular distribution and there is no structure such as an electrode around the light source, and it is possible to secure a very large collection solid angle of 2πsteradian. It is considered to be a powerful light source for lithography.
ここで、LPP方式によるEUV光の生成原理について説明する。真空チャンバ内に供給されるターゲット物質に対してレーザ光を照射することにより、ターゲット物質が励起してプラズマ化する。このプラズマから、EUV光を含む様々な波長成分が放射される。そこで、所望の波長成分(例えば、13.5nmの波長を有する成分)を選択的に反射するEUVコレクタミラーを用いてEUV光が反射集光され、露光器に出力される。 Here, the principle of EUV light generation by the LPP method will be described. By irradiating the target material supplied into the vacuum chamber with laser light, the target material is excited and turned into plasma. Various wavelength components including EUV light are radiated from this plasma. Therefore, EUV light is reflected and collected using an EUV collector mirror that selectively reflects a desired wavelength component (for example, a component having a wavelength of 13.5 nm), and is output to the exposure unit.
そのようなLPP式EUV光源装置においては、特に固体のターゲットを用いる場合に、プラズマから放出される中性粒子やイオンによる影響が問題となっている。EUVコレクタミラーはプラズマ近傍に設置されるので、プラズマから放出される中性粒子は、EUVコレクタミラーの反射面に付着してミラーの反射率を低下させる。一方、プラズマから放出されるイオンは、EUVコレクタミラーの反射面に形成されている多層膜を削り取る。なお、中性粒子やイオンを含むプラズマからの飛散物やターゲット物質の残骸は、デブリ(debris)と呼ばれている。ところが、最近になって、駆動用光源(ドライバレーザ)としてCO2レーザを用い、ターゲット物質として固体の錫(Sn)を用いることにより、レーザ光照射によって錫から発生するデブリの量が大幅に低減されることが確認された。 In such an LPP type EUV light source device, particularly when a solid target is used, there is a problem of the influence of neutral particles and ions emitted from plasma. Since the EUV collector mirror is installed in the vicinity of the plasma, neutral particles emitted from the plasma adhere to the reflective surface of the EUV collector mirror and reduce the reflectivity of the mirror. On the other hand, the ions emitted from the plasma scrape off the multilayer film formed on the reflective surface of the EUV collector mirror. Note that the scattered matter from the plasma containing neutral particles and ions and the debris of the target material are called debris. However, recently, by using a CO 2 laser as a driving light source (driver laser) and using solid tin (Sn) as a target material, the amount of debris generated from tin by laser light irradiation is greatly reduced. It was confirmed that
ところで、現在、EUV光源に要求されている出力は、約140Wである。生産性向上の観点から、今後も出力の向上が要求される公算が高い。LPP方式の場合に、露光に使用されるEUV光として取り出せる出力は、ドライバレーザ出力の1〜2%程度である。従って、EUV光源に要求される出力が140Wである場合には、例えば、約10kWのドライバレーザ出力が必要となる。 By the way, the output currently required for the EUV light source is about 140 W. From the viewpoint of improving productivity, it is highly likely that output will continue to be improved. In the case of the LPP method, the output that can be extracted as EUV light used for exposure is about 1 to 2% of the driver laser output. Therefore, when the output required for the EUV light source is 140 W, for example, a driver laser output of about 10 kW is required.
リソグラフィ用のエキシマレーザがそうであったように、単位時間当りのウエハ処理枚数向上の要求から、光源装置に要求される出力値は次第に上昇して行くことが予想される。例えば、エキシマレーザにおいては、光源装置に要求される出力値が、導入当初には10W程度であったのに対して、現在は40W以上となっている。同様に、EUV光源においても、現状の4倍以上の出力値が要求されることが容易に予想できる。その時に、ドライバレーザとしては、40kW以上の出力が必要となる。この出力値は、さらに上昇する可能性がある。 As in the case of the excimer laser for lithography, the output value required for the light source device is expected to gradually increase due to the demand for improvement in the number of wafers processed per unit time. For example, in an excimer laser, an output value required for a light source device is about 10 W at the beginning of introduction, but is currently 40 W or more. Similarly, with an EUV light source, it can be easily predicted that an output value that is four times or more the current value is required. At that time, the driver laser requires an output of 40 kW or more. This output value may further increase.
CO2レーザを用いて錫(Sn)ターゲットにレーザ光を照射する場合に、文献にも拠るが、レーザ強度(インテンシティ)が1010W/cm2程度であるときに2%以上のCE(conversion efficiency:照射レーザ光からEUV光への変換効率)が可能とされ、それ以上高いインテンシティでは、却ってCEが低下してしまうことが明らかになりつつある。 When a tin (Sn) target is irradiated with a laser beam using a CO 2 laser, 2% or more of CE (intensity) is about 10 10 W / cm 2 depending on the literature. conversion efficiency (conversion efficiency from irradiation laser light to EUV light) is possible, and it is becoming clear that CE becomes lower at higher intensity.
インテンシティは、次式(1)で定義される。
I=E/(τ・D) ・・・(1)
ここで、各符号は次のように定義される。
I: インテンシティ(W/cm2)
E: レーザエネルギー(J)
τ: レーザパルス幅 (s)
D: レーザスポット径 (cm)
Intensity is defined by the following equation (1).
I = E / (τ · D) (1)
Here, each code is defined as follows.
I: Intensity (W / cm 2 )
E: Laser energy (J)
τ: Laser pulse width (s)
D: Laser spot diameter (cm)
また、EUV光源には、エタンデュに関する制限が存在する。これは、後段の露光装置光学系によって制限される性能で、LPP方式のEUV光源においては、EUV発光径と集光立体角に依存する。例えば、典型的に要求されるエタンデュの値は1mm2・steradianよりも小さく、それを達成するためには、EUVコレクタミラーの捕集立体角が2πsteradianである場合に、EUV発光サイズは直径0.3mm以下である必要がある。ここで、EUV発光径≒集光スポット径とすると、直径0.3mmまでの集光スポット径が許容できる。 EUV light sources also have limitations on etendue. This is a performance limited by the optical system of the exposure apparatus at the subsequent stage. In the LPP type EUV light source, it depends on the EUV emission diameter and the condensing solid angle. For example, typically required Etendue values are less than 1 mm 2 · steradian, and to achieve this, the EUV emission size is 0. 2 mm diameter when the collection solid angle of the EUV collector mirror is 2πsteradian. It must be 3 mm or less. Here, if EUV emission diameter≈condensing spot diameter, a condensing spot diameter of up to 0.3 mm is acceptable.
以上のことから、EUV光源のドライバレーザという観点で考えると、レーザスポット径が0.3mm以下であり、インテンシティが、109W/cm2〜1011W/cm2、望ましくは、5×109W/cm2〜3×1010W/cm2、さらに望ましくは、ほぼ1×1010W/cm2であるという設計条件を満たすことが重要である。 From the above, from the viewpoint of a driver laser of an EUV light source, the laser spot diameter is 0.3 mm or less, the intensity is 10 9 W / cm 2 to 10 11 W / cm 2 , preferably 5 × It is important to satisfy the design condition of 10 9 W / cm 2 to 3 × 10 10 W / cm 2 , more preferably approximately 1 × 10 10 W / cm 2 .
一方、レーザ光のパルス幅については、入手が容易な市販のCO2レーザにおいては、パルス幅が典型的に20ns〜30ns程度である。この様なパルス幅を達成するレーザとしては、例えば、TEAレーザやスラブレーザが存在する。あるいは、軸流型の連続発振レーザからキャビティダンプ等により上記のパルス幅を得ても良い。これらのレーザから出力されるレーザパルスのエネルギーは典型的に数μJであるので、EUV光を発生するために必要な数十mJのエネルギーを得ようとすると、CO2レーザをオシレータとして用いて増幅器と組み合わせたMOPA(master oscillator power amplifier)等によるレーザシステムが必要となる。CO2レーザをオシレータとして想定する場合に、例えば、パルス幅を20nsとして前述の設計条件を加味すると、MOPAによるドライバレーザとして、レーザパルスの1パルス当りのエネルギーが150mJ程度以下であると見積もることができる。 On the other hand, as for the pulse width of the laser light, in a commercially available CO 2 laser that is easily available, the pulse width is typically about 20 ns to 30 ns. As a laser that achieves such a pulse width, for example, there is a TEA laser or a slab laser. Alternatively, the above pulse width may be obtained from an axial flow type continuous wave laser by a cavity dump or the like. Since the energy of laser pulses output from these lasers is typically several μJ, when trying to obtain energy of several tens of mJ necessary for generating EUV light, an amplifier using a CO 2 laser as an oscillator A laser system such as a MOPA (master oscillator power amplifier) combined with the above is required. When assuming a CO 2 laser as an oscillator, for example, if the pulse width is 20 ns and the above-described design conditions are taken into consideration, it is possible to estimate that the energy per one pulse of the laser pulse is about 150 mJ or less as a driver laser by MOPA. it can.
即ち、最適なインテンシティ、露光装置としてのスポットサイズの制限、及び、入手が容易なオシレータのパルス幅による制約から、1パルス当りのエネルギーが150mJ程度以下であるという制約が課せられることになる。しかしながら、前述のように、レーザ出力としては40kW以上が予想され、これを典型的な繰り返し周波数100kHzで達成しようとすると、レーザエネルギーは400mJとなってしまう。 That is, the restriction that the energy per pulse is about 150 mJ or less is imposed due to the restriction of the optimum intensity, the spot size as an exposure apparatus, and the pulse width of an easily available oscillator. However, as described above, a laser output of 40 kW or more is expected, and if this is achieved at a typical repetition rate of 100 kHz, the laser energy will be 400 mJ.
関連する技術として、下記の特許文献1には、高能率で安定してEUV光を発生させることができるEUV光源装置用ドライバレーザシステムが開示されている。このドライバレーザシステムは、MOPA方式に従って構成されており、レーザ光を発生し、該レーザ光のパルス幅が所定の値まで短くなるようにレーザ光のパルス幅を制御して、並列して配置された複数のレーザ増幅系において該レーザ光を増幅するレーザシステムと、複数のレーザ増幅系からレーザ光が順次出射するようにレーザシステムの動作タイミングを制御するレーザシステム制御装置とを含んでいる。 As a related technique, the following Patent Document 1 discloses a driver laser system for an EUV light source device capable of generating EUV light stably with high efficiency. This driver laser system is configured in accordance with the MOPA system, and is arranged in parallel by controlling the pulse width of the laser light so as to generate the laser light and shorten the pulse width of the laser light to a predetermined value. A laser system that amplifies the laser light in a plurality of laser amplification systems, and a laser system control device that controls the operation timing of the laser system so that the laser light is sequentially emitted from the plurality of laser amplification systems.
しかしながら、上記のように複数のオシレータ及び増幅器を並列に並べる構成によれば、オシレータ及び増幅器の数が増加してしまうので、コストの増大を招いてしまう。EUV光源装置におけるレーザシステムのコスト構成比率は非常に大きく、場合によっては装置価格の80%を越えてしまう。従って、特許文献1のレーザシステムでは、EUV光源装置が非常に高価になってしまう。 However, according to the configuration in which a plurality of oscillators and amplifiers are arranged in parallel as described above, the number of oscillators and amplifiers increases, resulting in an increase in cost. The cost composition ratio of the laser system in the EUV light source apparatus is very large, and in some cases exceeds 80% of the apparatus price. Therefore, in the laser system of Patent Document 1, the EUV light source device becomes very expensive.
また、下記の特許文献2には、複数のレーザ系列を同期動作させて、それらのレーザ系列からの出力光を重ねることにより任意のパルス波形を形成する技術が開示されている。これによれば、市販のレーザを組み合わせて任意のパルス幅を実現できる可能性がある。しかしながら、前述のように、EUV光源におけるレーザ装置のコストは非常に高いので、オシレータを多数使用する場合には、高コストのレーザシステムしか実現できない。
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、単列の構成で、パルスレーザ光の1パルス当り又は単位時間当りのエネルギーを抑えながら大きな出力を達成できる極端紫外光源用ドライバレーザを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above points, the present invention provides a driver laser for an extreme ultraviolet light source that can achieve a large output while suppressing energy per pulse or unit time of pulse laser light with a single-row configuration. Objective.
上記課題を解決するため、本発明の1つの観点に係るドライバレーザは、レーザ光をターゲットに照射することによりターゲットをプラズマ化して極端紫外光を発生させる極端紫外光源装置において用いられるドライバレーザであって、(i)レーザ媒質としてCO2を用いてレーザ光を励起するレーザ放電管と、レーザ放電管を挟んで光共振器を構成する全反射ミラー及び部分反射ミラーと、全反射ミラーと部分反射ミラーとの間のレーザ光の経路に配置された音響光学素子とを有する発振段レーザ装置と、(ii)発振段レーザ装置において所定の繰り返し周波数を有するレーザ光のパルス列が所定の周期でバースト的に生成されるように音響光学素子を制御するレーザ制御部と、(iii)発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置とを具備する。 In order to solve the above problems, a driver laser according to one aspect of the present invention is a driver laser used in an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating a laser beam onto the target to convert the target into plasma. (I) a laser discharge tube that excites laser light using CO 2 as a laser medium, a total reflection mirror and a partial reflection mirror that constitute an optical resonator across the laser discharge tube, a total reflection mirror, and a partial reflection An oscillation stage laser device having an acousto-optic element disposed in a laser beam path between the mirror and the mirror; and (ii) a pulse train of laser light having a predetermined repetition frequency in the oscillation stage laser device is bursty at a predetermined cycle. A laser control unit that controls the acousto-optic element so as to be generated, and (iii) amplifies the laser light output from the oscillation stage laser device Comprising an amplifier stage device that includes at least one amplifier.
本発明によれば、単列の構成で、パルスレーザ光の1パルス当り又は単位時間当りのエネルギーを抑えながら大きな出力を達成できる極端紫外光源用ドライバレーザを提供することができる。この技術は、将来のEUV光源に対する要求出力の増大にも対応可能であり、長期間に亘って低価格なEUV光源を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the driver laser for extreme ultraviolet light sources which can achieve a big output, suppressing the energy per pulse or unit time of a pulse laser beam with a single-row structure can be provided. This technology can cope with an increase in required output for future EUV light sources, and can realize an inexpensive EUV light source for a long period of time.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明に係るドライバレーザが適用されるEUV光源装置の構成を示す概略図である。このEUV光源装置は、レーザ光をターゲット物質に照射して励起させることによりEUV光を生成するレーザ励起プラズマ(LPP)方式を採用している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference number is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an EUV light source apparatus to which a driver laser according to the present invention is applied. This EUV light source apparatus employs a laser-excited plasma (LPP) system that generates EUV light by irradiating a target material with laser light and exciting it.
図1に示すように、このEUV光源装置は、EUV光の生成が行われる真空チャンバ10と、ターゲット1を供給するターゲット供給装置11と、ターゲット1に照射される励起用のパルスレーザ光2を生成するドライバレーザ12と、ドライバレーザ12によって生成されるパルスレーザ光2を集光してターゲット1に照射することによりプラズマ3を発生させるレーザ集光光学系14と、プラズマ3から放出されるEUV光4を集光して出射するEUVコレクタミラー15と、ターゲット1を回収するターゲット回収装置16とを備えている。 As shown in FIG. 1, this EUV light source device includes a vacuum chamber 10 in which EUV light is generated, a target supply device 11 that supplies a target 1, and a pulse laser beam 2 for excitation that is irradiated onto the target 1. The driver laser 12 to be generated, the laser condensing optical system 14 for generating the plasma 3 by condensing the pulse laser beam 2 generated by the driver laser 12 and irradiating the target 1, and the EUV emitted from the plasma 3 An EUV collector mirror 15 that collects and emits the light 4 and a target recovery device 16 that recovers the target 1 are provided.
真空チャンバ10には、励起用のパルスレーザ光2を導入する導入窓18と、プラズマから放射されるEUV光の内で不要な光(EUV光よりも波長が短い電磁波やEUV光よりも波長が長い紫外線等)を除去し、所望の波長成分(例えば、13.5nmの波長を有する成分)を通過させて露光器に導出するSPF(spectral purity filter)19とが設けられている。なお、露光器の内部も、真空チャンバ10の内部と同様に、真空又は減圧状態に保たれる。 The vacuum chamber 10 has an introduction window 18 for introducing the pulsed laser light 2 for excitation, and unnecessary light among the EUV light emitted from the plasma (an electromagnetic wave having a shorter wavelength than the EUV light or a wavelength shorter than that of the EUV light). An SPF (spectral purity filter) 19 that removes long ultraviolet rays and the like and passes a desired wavelength component (for example, a component having a wavelength of 13.5 nm) through the exposure device is provided. Note that the inside of the exposure device is also kept in a vacuum or a reduced pressure state, similarly to the inside of the vacuum chamber 10.
ドライバレーザ12は、MOPA方式による単列の構成であり、パルスレーザ光を出力する発振段レーザ装置(OSC:オシレータ)121と、発振段レーザ装置121から出力されるパルスレーザ光を増幅するN段の増幅器AMP(1)〜AMP(N)を含む増幅段装置122と、発振段レーザ装置121の動作を制御するレーザ制御部123とによって構成される。ここで、Nは自然数であり、増幅段装置122は、少なくとも1段の増幅器を含んでいる。ドライバレーザ12は、オシレータOSCから出力されるパルスレーザ光を増幅器AMP(1)、AMP(2)、・・・に順次通過させることによって徐々に増幅し、AMP(N)からEUV発生用レーザ光を出力する。 The driver laser 12 has a single-row configuration based on the MOPA method, and an oscillation stage laser device (OSC: oscillator) 121 that outputs pulse laser light, and an N stage that amplifies the pulse laser light output from the oscillation stage laser device 121. The amplifier stage device 122 includes the amplifiers AMP (1) to AMP (N), and the laser control unit 123 that controls the operation of the oscillation stage laser device 121. Here, N is a natural number, and the amplification stage device 122 includes at least one stage amplifier. The driver laser 12 gradually amplifies the pulsed laser light output from the oscillator OSC by sequentially passing through the amplifiers AMP (1), AMP (2),..., And the EUV generation laser light from AMP (N). Is output.
以下に、図1に示すドライバレーザ12の好適な実施形態について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる発振段レーザ装置の構成を示す概略図である。第1の実施形態においては、発振段レーザ装置121として、高い繰り返し周波数でパルス発振可能なCO2レーザが用いられる。例えば、40kWの出力を達成するために、繰り返し周波数を400kHzとすれば、1パルス当りのエネルギーは100mJで良いことになる。このように、発振段レーザ装置121において高繰り返し化を行うことにより、ドライバレーザ12を構成するオシレータ及び増幅器の数を最小限とすることができる。
A preferred embodiment of the driver laser 12 shown in FIG. 1 will be described below.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an oscillation stage laser device used in the driver laser according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a CO 2 laser capable of pulse oscillation at a high repetition frequency is used as the oscillation stage laser device 121. For example, in order to achieve an output of 40 kW, if the repetition frequency is 400 kHz, the energy per pulse may be 100 mJ. Thus, by performing high repetition in the oscillation stage laser device 121, the number of oscillators and amplifiers constituting the driver laser 12 can be minimized.
この発振段レーザ装置121は、レーザ媒質としてCO2を用いてレーザ光を励起するCO2レーザ放電管20と、レーザ放電管20を挟んで共振器を構成する全反射ミラー21及び部分反射ミラー22と、レーザ制御部123(図1)の制御の下で光をスイッチングするAOQスイッチ(Acousto−Optic Q−スイッチ)等の音響光学素子23とを含む能動モードロックレーザである。モードロックレーザにおけるパルスの繰り返し周波数fは、次式(2)で表される。ここで、cは光速を表し、Lは共振器長を表している。
f=c/(2L) ・・・(2)
The oscillation stage laser device 121 includes a CO 2 laser discharge tube 20 that excites laser light using CO 2 as a laser medium, and a total reflection mirror 21 and a partial reflection mirror 22 that constitute a resonator with the laser discharge tube 20 interposed therebetween. And an acoustooptic device 23 such as an AOQ switch (Acousto-Optic Q-switch) that switches light under the control of the laser controller 123 (FIG. 1). The pulse repetition frequency f in the mode-locked laser is expressed by the following equation (2). Here, c represents the speed of light, and L represents the resonator length.
f = c / (2L) (2)
式(2)によれば、L=1mのときに、パルスの繰り返し周波数は150MHzとなる。式(2)から明らかなように、共振器長Lを任意に選択することにより、繰り返し周波数fを変えることができる。CO2をレーザ媒質として用いるCW(連続波)レーザにモードロックを使用した場合には、パルス幅は10ns〜20ns程度となり、CO2をレーザ媒質として用いるTEA(Transversely Excited Atmospheric)レーザにモードロックを使用した場合には、パルス幅は1ns程度となる。 According to Equation (2), when L = 1 m, the pulse repetition frequency is 150 MHz. As apparent from the equation (2), the repetition frequency f can be changed by arbitrarily selecting the resonator length L. When mode lock is used for a CW (continuous wave) laser using CO 2 as a laser medium, the pulse width is about 10 ns to 20 ns, and mode lock is applied to a TEA (Transversely Excited Atmospheric) laser using CO 2 as a laser medium. When used, the pulse width is about 1 ns.
モードロックには、能動モードロック(Active Mode Locking)と、受動モードロック(Passive Mode Locking)とがある。能動モードロックにおいては、図2に示すように、共振器内にモジュレータが挿入されて、モジュレータが共振をオン/オフする。CO2レーザの波長域においては、モジュレータとして、ゲルマニウム(Ge)等の結晶を用いた音響光学素子23が用いられる。音響光学素子23は、結晶に音響波を印加することにより、結晶内に音響光学効果を誘起し、結晶の屈折率を変化させる。この屈折率の変化が、共振器内においてレーザ光の切り出しを行い、レーザ共振器からパルスレーザ光が出力される。 The mode lock includes active mode locking (Active Mode Locking) and passive mode locking (Passive Mode Locking). In the active mode lock, as shown in FIG. 2, a modulator is inserted into the resonator, and the modulator turns resonance on / off. In the wavelength range of the CO 2 laser, an acoustooptic device 23 using a crystal such as germanium (Ge) is used as a modulator. The acoustooptic element 23 induces an acoustooptic effect in the crystal by applying an acoustic wave to the crystal and changes the refractive index of the crystal. This change in refractive index cuts out the laser beam in the resonator, and a pulsed laser beam is output from the laser resonator.
結晶に印加される音響波の周波数は、c/(2L)であるが、EUV光源として実用的な繰り返し周波数、例えば、400kHzを実現しようとすると、共振器長Lが375mとなってしまう。これでは実現可能性が低いので、本実施形態においては、音響波をバースト状に発生させるようにする。例えば、共振器長Lを1mとしてレーザパルスの繰り返し周波数を150MHzに設定し、図3に示すように、繰り返し周波数が150MHzのレーザパルス列を2.5μs毎に発生させてバースト波形とする。 The frequency of the acoustic wave applied to the crystal is c / (2L). However, if a repetition frequency practical for an EUV light source, for example, 400 kHz is realized, the resonator length L becomes 375 m. Since this is not feasible, in this embodiment, acoustic waves are generated in bursts. For example, the resonator length L is set to 1 m, the laser pulse repetition frequency is set to 150 MHz, and a laser pulse train having a repetition frequency of 150 MHz is generated every 2.5 μs to form a burst waveform as shown in FIG.
その場合には、1バースト内で発生する繰り返し周波数が150MHzのパルスレーザ光は、プラズマ発生において、ほぼ連続光とみなせるので、実質的に、繰り返し周波数が400kHzのレーザ光を得ることができる。バースト間隔を変化させたり、又は、1バースト内におけるパルス数を変化させたりすることによって、容易に高繰り返し化が可能であり、また、実質的なパルス幅も任意に変更できる。このようにオシレータを構成することにより、任意の繰り返し周波数やパルス幅を得ることができる。 In that case, the pulse laser beam having a repetition frequency of 150 MHz generated in one burst can be regarded as almost continuous light in plasma generation, so that a laser beam having a repetition frequency of 400 kHz can be substantially obtained. By changing the burst interval or changing the number of pulses in one burst, high repetition can be easily achieved, and the substantial pulse width can be arbitrarily changed. Arbitrary repetition frequency and pulse width can be obtained by configuring the oscillator in this way.
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる発振段レーザ装置の構成を示す概略図である。図4に示す発振段レーザ装置は、図2に示す発振段レーザ装置において音響光学素子23を過飽和吸収体24に変更することにより、受動モードロックレーザを構成したものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an oscillation stage laser device used in the driver laser according to the second embodiment of the present invention. The oscillation stage laser device shown in FIG. 4 is a passive mode-locked laser by changing the acoustooptic element 23 to a saturable absorber 24 in the oscillation stage laser device shown in FIG.
受動モードロックレーザにおいては、レーザ共振器内に、上準位緩和時間の短い過飽和吸収体24が挿入される。過飽和吸収体24は、レーザ強度が大きいほど透過率が高く、光ゲートとして機能する。即ち、式(2)において、整数倍の強い縦モードが選択されてパルスとなり、レーザ共振器が発振動作を行う。過飽和吸収体24としては、SF6、又は、SF6の混合ガス等が用いられる。その場合には、過飽和吸収体24の混合比やガス圧を調整することにより、繰り返し周波数が調整される。 In a passive mode-locked laser, a saturable absorber 24 having a short upper level relaxation time is inserted in a laser resonator. The supersaturated absorber 24 has a higher transmittance as the laser intensity increases, and functions as an optical gate. That is, in the expression (2), a strong longitudinal mode that is an integral multiple is selected to form a pulse, and the laser resonator performs an oscillation operation. As the supersaturated absorber 24, SF6 or a mixed gas of SF6 or the like is used. In that case, the repetition frequency is adjusted by adjusting the mixing ratio and gas pressure of the supersaturated absorber 24.
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、先に説明した第1の実施形態又は第2の実施形態を改良したものである。
図5は、本発明の第3の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる発振段レーザ装置周辺の構成を示す概略図である。図2に示す発振段レーザ装置においては、CO2レーザ放電管20のゲインが高い場合に、音響光学素子23によるバースト休止時にもレーザ光が連続して発生してしまうことがある。これを防止するために、偏光ビームスプリッタ25及び26と、電気光学効果により光をスイッチングするポッケルスセル27とを組み合わせることにより、バースト休止時に発生してしまうレーザ光を後段の増幅器に出力しないようにしている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the first embodiment or the second embodiment described above is improved.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration around an oscillation stage laser device used in a driver laser according to a third embodiment of the present invention. In the oscillation stage laser apparatus shown in FIG. 2, when the gain of the CO 2 laser discharge tube 20 is high, laser light may be continuously generated even when the acoustooptic device 23 is in a burst pause. In order to prevent this, the polarization beam splitters 25 and 26 and the Pockels cell 27 that switches light by the electro-optic effect are combined to prevent the laser light generated during the burst pause from being output to the subsequent amplifier. ing.
ポッケルスセル27は、所定の電圧が印加されることによって、入射される光の位相をλ/2だけ回転させて出射する。ここで、λは光の波長を表している。これにより、P偏光のレーザ光はS偏光となり、S偏光のレーザ光はP偏光となる。例えば、偏光ビームスプリッタ25及び26がP偏光のレーザ光を透過する場合には、P偏光のレーザ光がポッケルスセル27に入射し、ポッケルスセル27に所定の電圧が印加されていない状態においては、ポッケルスセル27から出射されるP偏光のパルスレーザ光が偏光ビームスプリッタ26を透過する。一方、ポッケルスセル27に所定の電圧が印加されている状態においては、ポッケルスセル27から出射されるS偏光のパルスレーザ光が偏光ビームスプリッタ26によって反射され、矢印の方向に出射される。 The Pockels cell 27 emits light by rotating the phase of incident light by λ / 2 when a predetermined voltage is applied. Here, λ represents the wavelength of light. Thereby, the P-polarized laser light becomes S-polarized light, and the S-polarized laser light becomes P-polarized light. For example, when the polarization beam splitters 25 and 26 transmit P-polarized laser light, the P-polarized laser light is incident on the Pockels cell 27 and a predetermined voltage is not applied to the Pockels cell 27. P-polarized pulsed laser light emitted from the Pockels cell 27 passes through the polarization beam splitter 26. On the other hand, in a state where a predetermined voltage is applied to the Pockels cell 27, the S-polarized pulsed laser light emitted from the Pockels cell 27 is reflected by the polarization beam splitter 26 and emitted in the direction of the arrow.
ポッケルスセル27の動作タイミングは、音響光学素子23の動作タイミングと同期されており、レーザ制御部123(図1)が、音響光学素子23をバースト的にオンする間に、ポッケルスセル27をオンさせることにより、必要なパルスレーザ光だけが後段の増幅器に出力される。なお、音響光学素子23の替わりに過飽和吸収体24を用いる場合にも、同様の構成とすることができる。 The operation timing of the Pockels cell 27 is synchronized with the operation timing of the acoustooptic device 23, and the laser control unit 123 (FIG. 1) turns on the Pockels cell 27 while the acoustooptic device 23 is turned on in a burst manner. As a result, only the necessary pulse laser beam is output to the subsequent amplifier. Note that the same configuration can be adopted when the saturable absorber 24 is used instead of the acousto-optic element 23.
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態においては、発振段レーザ装置を、固体レーザと複数の非線形結晶とを組み合わせた構成としている。
図6は、本発明の第4の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる発振段レーザ装置の構成を示す概略図である。図6に示すように、この発振段レーザ装置121は、高い繰り返し周波数でパルスレーザ光を出力することが可能な固体レーザ31と、非線形結晶32(非線形結晶A)と、非線形結晶33(非線形結晶B)と、スペクトル整合器34とによって構成される。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the oscillation stage laser device has a configuration in which a solid-state laser and a plurality of nonlinear crystals are combined.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of an oscillation stage laser device used in a driver laser according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, this oscillation stage laser device 121 includes a solid-state laser 31 capable of outputting pulsed laser light at a high repetition frequency, a nonlinear crystal 32 (nonlinear crystal A), and a nonlinear crystal 33 (nonlinear crystal). B) and a spectral matching unit 34.
固体レーザ31としては、例えば、660nm〜900nm付近の波長域で発振するチタンサファイヤレーザが用いられる。また、非線形結晶Aとしては、例えば、BBO(ベータ・バリウム・ボライト:βBaB2O4)が用いられる。この非線形結晶Aを、固体レーザ31の発振波長λ1に対して位相整合することにより、1/λ1=1/λ2+1/λ3の関係に従って、非線形結晶Aから、波長λ2を有する波長成分(波長成分λ2)と、波長λ3を有する波長成分(波長成分λ3)とが出力される。 As the solid-state laser 31, for example, a titanium sapphire laser that oscillates in a wavelength region near 660 nm to 900 nm is used. Further, as the nonlinear crystal A, for example, BBO (beta-barium-borite: βBaB 2 O 4 ) is used. This nonlinear crystal A has a wavelength λ 2 from the nonlinear crystal A according to the relationship 1 / λ 1 = 1 / λ 2 + 1 / λ 3 by phase matching with the oscillation wavelength λ 1 of the solid-state laser 31. A wavelength component (wavelength component λ 2 ) and a wavelength component having a wavelength λ 3 (wavelength component λ 3 ) are output.
それらの波長成分λ2及びλ3に対して、非線形結晶Bを位相整合することにより、波長成分λ2と波長成分λ3との差周波に相当する波長λ4を有する波長成分(波長成分λ4)が得られる。非線形結晶Bとしては、例えば、AgGaS2やHgGa2S2が用いられ、それにより、波長成分λ4として、9μm〜12μmの波長を有する広帯域なレーザ光が得られる。スペクトル整合器34は、非線形結晶Bによって生成されるレーザ光のスペクトルを増幅段装置122(図1)の増幅特性に整合させて、該レーザ光を出力する。 By phase matching the nonlinear crystal B with respect to these wavelength components λ 2 and λ 3 , a wavelength component (wavelength component λ 4 ) having a wavelength λ 4 corresponding to the difference frequency between the wavelength component λ 2 and the wavelength component λ 3 is obtained. 4 ) is obtained. As the nonlinear crystal B, for example, AgGaS 2 or HgGa 2 S 2 is used, and thereby a broadband laser beam having a wavelength of 9 μm to 12 μm is obtained as the wavelength component λ 4 . The spectrum matching unit 34 matches the spectrum of the laser beam generated by the nonlinear crystal B with the amplification characteristic of the amplification stage device 122 (FIG. 1), and outputs the laser beam.
スペクトル整合器34としては、例えば、再生増幅器が利用される。非線形結晶Bの出力としては広帯域のレーザ光が得られるが、これを増幅段装置122に入射しても、高い増幅効率は得られない。増幅段装置122のレーザ媒質(ゲイン媒質)が、離散的な利得スペクトルを有しているからである。そこで、例えば、再生増幅器を利用して、広帯域のレーザ光にレーザ媒質を何度も通過させることによって、広帯域のスペクトルから、増幅段装置122の離散的な利得スペクトルに整合するスペクトル成分を成長させる。そのようにして得られたレーザ光を増幅段装置122に入射させることにより、高い増幅効率を得ることができる。 As the spectrum matching unit 34, for example, a regenerative amplifier is used. A broadband laser beam can be obtained as the output of the nonlinear crystal B, but even if it is incident on the amplification stage device 122, high amplification efficiency cannot be obtained. This is because the laser medium (gain medium) of the amplification stage device 122 has a discrete gain spectrum. Therefore, for example, by using a regenerative amplifier, a spectral component that matches the discrete gain spectrum of the amplification stage device 122 is grown from the broadband spectrum by passing the laser medium through the broadband laser beam many times. . By making the laser light thus obtained incident on the amplification stage device 122, high amplification efficiency can be obtained.
本実施形態は、チタンサファイヤレーザのように、広帯域発振が可能なレーザ装置を用いる場合に実現することができる。チタンサファイアレーザは、数十kHz〜数十MHz程度の繰り返し周波数でレーザ光を出力することが可能であり、この構成により、発振段レーザ装置の高繰り返し化が可能となる。例えば、λ1=950nmとした場合に、λ2=1400.88nm、λ3=1614.21nmとすることにより、λ4=10600nm(10.6μm)を得ることができる。 This embodiment can be realized when a laser device capable of broadband oscillation such as a titanium sapphire laser is used. The titanium sapphire laser can output laser light at a repetition frequency of about several tens of kHz to several tens of MHz. With this configuration, the oscillation stage laser device can be highly repeated. For example, when λ 1 = 950 nm, λ 4 = 10600 nm (10.6 μm) can be obtained by setting λ 2 = 1400.88 nm and λ 3 = 1614.21 nm.
以下の実施形態においては、ドライバレーザにおいて40kW以上の出力を達成するために、入手が容易なオシレータを利用しつつ、オシレータ又はその付近でパルス幅を伸長することにより、単位時間当りのエネルギーが抑えられて、設計制約が緩和される。例えは、パルス幅を100nsとすれば、レーザエネルギーは、750mJまで許容される。オシレータは1台で良く、それに繋がる増幅システムも単列で済むため、レーザコストを非常に低く抑えることができる。パルス幅を伸長する手段は、光路遅延的手法によるものと、レーザ共振器の内部又は外部に光スイッチ素子を配する手法と、それらを組み合わせた手法とがある。それらの手法を用いることにより、パルス幅を伸長してレーザエネルギーの制限を緩和しつつ、最小限のコストでドライバレーザシステムを構成することができる。 In the following embodiments, in order to achieve an output of 40 kW or more in the driver laser, the energy per unit time is suppressed by extending the pulse width at or near the oscillator while using an easily available oscillator. And design constraints are relaxed. For example, if the pulse width is 100 ns, the laser energy is allowed up to 750 mJ. Since only one oscillator is required and the amplification system connected to the oscillator is a single row, the laser cost can be kept very low. As means for extending the pulse width, there are an optical path delay method, a method of arranging an optical switch element inside or outside the laser resonator, and a method of combining them. By using these techniques, it is possible to construct a driver laser system at a minimum cost while extending the pulse width and relaxing the laser energy limitation.
本発明の第5及び第6の実施形態について説明する。第5及び第6の実施形態によれば、図1に示すドライバレーザ12において、発振段レーザ装置121と増幅段装置122との間にパルス伸長光学系を挿入して、レーザ光のパルス幅を伸長することにより、1パルス当りのレーザエネルギーの制限を緩和することができる。 The fifth and sixth embodiments of the present invention will be described. According to the fifth and sixth embodiments, in the driver laser 12 shown in FIG. 1, a pulse extension optical system is inserted between the oscillation stage laser device 121 and the amplification stage device 122 to reduce the pulse width of the laser light. By stretching, the limitation of laser energy per pulse can be relaxed.
図7は、本発明の第5の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられるパルス伸長光学系の構成を示す概略図である。図7に示すパルス伸長光学系124は、光学素子として、2つのビームスプリッタ41及び42と、4つのミラー43〜46とを含んでいる。このような光学系124において、ビームスプリッタ41に入射したレーザ光の一部は、ビームスプリッタ41を透過し、他の一部は、ミラー43の方向に反射される。ビームスプリッタ41によって反射された反射光は、距離的に透過光よりも長い遅延光路を通ることにより遅延され、ビームスプリッタ42において透過光と結合される。遅延光路としては、例えば、ビームスプリッタ41→ミラー43→ミラー44→ビームスプリッタ42の光路や、ビームスプリッタ41→ミラー43→ミラー44→ミラー45→ミラー46→ミラー43→ミラー44→ビームスプリッタ42の光路が存在する。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a pulse stretching optical system used in a driver laser according to a fifth embodiment of the present invention. The pulse extension optical system 124 shown in FIG. 7 includes two beam splitters 41 and 42 and four mirrors 43 to 46 as optical elements. In such an optical system 124, part of the laser light incident on the beam splitter 41 is transmitted through the beam splitter 41 and the other part is reflected in the direction of the mirror 43. The reflected light reflected by the beam splitter 41 is delayed by passing through a delay optical path that is longer than the transmitted light in terms of distance, and is combined with the transmitted light at the beam splitter 42. As the delay optical path, for example, the beam splitter 41 → mirror 43 → mirror 44 → beam splitter 42, or the beam splitter 41 → mirror 43 → mirror 44 → mirror 45 → mirror 46 → mirror 43 → mirror 44 → beam splitter 42 There is an optical path.
また、ビームスプリッタ41からビームスプリッタ42に入射したレーザ光の一部は、ビームスプリッタ42を透過し、他の一部は、ミラー45の方向に反射され、遅延光路を通ることにより遅延される。遅延光路としては、例えば、ビームスプリッタ42→ミラー45→ミラー46→ミラー43→ミラー44→ビームスプリッタ42の光路が存在する。そのようなことを繰り返すと、光学的に遅延された光が、透過光に時間的遅れをもって重ね合わされるため、結果として、パルス幅の長いレーザ光が得られる。ここで、光学素子間の距離を矢印の方向に調整することにより、任意のパルス幅が得られる。さらに、ビームスプリッタの反射率を調整するによって、パルス波形をある程度調整することが可能である。 Further, part of the laser light incident on the beam splitter 42 from the beam splitter 41 is transmitted through the beam splitter 42, and the other part is reflected in the direction of the mirror 45 and is delayed by passing through the delay optical path. For example, the optical path of the beam splitter 42 → mirror 45 → mirror 46 → mirror 43 → mirror 44 → beam splitter 42 exists as the delay optical path. When such a process is repeated, the optically delayed light is superimposed on the transmitted light with a time delay, and as a result, a laser beam having a long pulse width is obtained. Here, an arbitrary pulse width can be obtained by adjusting the distance between the optical elements in the direction of the arrow. Further, the pulse waveform can be adjusted to some extent by adjusting the reflectivity of the beam splitter.
図8は、本発明の第6の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられるパルス伸長光学系の構成を示す概略図である。図8に示すパルス伸長光学系126は、第5の実施形態におけるパルス伸長光学系124に、増幅器47を組み合わせたものである。増幅器47を用いることにより、パルス伸長と同時にパルス整形を行うことができるので、第5の実施形態よりも自由度が高いという利点がある。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a pulse stretching optical system used in a driver laser according to the sixth embodiment of the present invention. A pulse stretching optical system 126 shown in FIG. 8 is obtained by combining an amplifier 47 with the pulse stretching optical system 124 in the fifth embodiment. By using the amplifier 47, pulse shaping can be performed at the same time as the pulse expansion, so that there is an advantage that the degree of freedom is higher than in the fifth embodiment.
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。第7の実施形態においては、1つの発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を複数の光路に分岐させて、光路差により互いに異なる遅延を持たせた複数のレーザ光を合成するようにしている。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In the seventh embodiment, laser light output from one oscillation stage laser device is branched into a plurality of optical paths, and a plurality of laser lights having different delays due to optical path differences are synthesized. .
図9は、本発明の第7の実施形態に係るドライバレーザの構成を示す図である。ドライバレーザ12は、パルスレーザ光を出力する発振段レーザ装置(OSC:オシレータ)121と、発振段レーザ装置121から出力されるパルスレーザ光を複数の光路に分岐させるビーム分岐手段としてのビームスプリッタ51a〜51c及びミラー52と、光路に応じて互いに異なる遅延を伴う複数のパルスレーザ光を合成するビーム合成器53a〜53cと、ビーム合成器53cから出力されるパルスレーザ光を増幅するN段の増幅器AMP(1)〜AMP(N)を含む増幅段装置122とを含んでいる。ここで、Nは自然数である。 FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a driver laser according to the seventh embodiment of the present invention. The driver laser 12 includes an oscillation stage laser device (OSC: oscillator) 121 that outputs a pulse laser beam, and a beam splitter 51a as a beam branching unit that branches the pulse laser beam output from the oscillation stage laser device 121 into a plurality of optical paths. ˜51c and the mirror 52, beam synthesizers 53a to 53c for synthesizing a plurality of pulse laser beams having different delays depending on the optical path, and an N-stage amplifier for amplifying the pulse laser beams output from the beam synthesizer 53c And an amplification stage device 122 including AMP (1) to AMP (N). Here, N is a natural number.
図10の(a)に示すように、発振段レーザ装置121から出力されるレーザ光のパルス幅は約30nsであり、観測点1A〜1Dにおいて、順次遅延されたタイミングでパルスが観測される。ビームスプリッタ51a〜51c及びミラー52からそれぞれ出力される複数のパルスレーザ光をビーム合成器53a〜53cによって順次合成することにより、図10の(b)に示すように、観測点2〜4において観測されるようなパルスを得ることができる。さらに、ビーム合成器53cから出力されるパルスレーザ光を増幅段装置122によって増幅することにより、観測点5において、ほぼ一定の強度で100nsオーダーのパルス幅を有する矩形状パルスが得られる。 As shown in FIG. 10A, the pulse width of the laser light output from the oscillation stage laser device 121 is about 30 ns, and pulses are observed at the observation points 1A to 1D at sequentially delayed timings. A plurality of pulse laser beams respectively output from the beam splitters 51a to 51c and the mirror 52 are sequentially synthesized by the beam synthesizers 53a to 53c, so that the observation is made at the observation points 2 to 4 as shown in FIG. Can be obtained. Further, by amplifying the pulse laser beam output from the beam combiner 53c by the amplification stage device 122, a rectangular pulse having a pulse width of the order of 100 ns with a substantially constant intensity is obtained at the observation point 5.
増幅器AMP(1)〜AMP(N)の増幅特性を考慮して、増幅器AMP(1)の入力において、図10の(b)に示す観測点4におけるようなパルス波形にすることが望ましい。これは、観測点1A〜1Dにおけるパルス強度に、図10の(a)に示すような強度差を持たせることにより実現できる。そのような強度差を設定するためには、ビームスプリッタ51a〜51cの反射率を徐々に低くなるようにすれば良い。 In consideration of the amplification characteristics of the amplifiers AMP (1) to AMP (N), it is desirable to set the pulse waveform at the observation point 4 shown in FIG. 10B at the input of the amplifier AMP (1). This can be realized by giving an intensity difference as shown in FIG. 10A to the pulse intensities at the observation points 1A to 1D. In order to set such an intensity difference, the reflectivity of the beam splitters 51a to 51c may be gradually lowered.
例えば、ビームスプリッタ51aの反射率を95%、ビームスプリッタ51bの反射率を85%、ビームスプリッタ51cの反射率を55%とすると、観測点1Aにおけるエネルギーは、発振段レーザ装置121から出力されるエネルギーの5%となり、観測点1Bにおけるエネルギーは、発振段レーザ装置121から出力されるエネルギーの10%となり、観測点1Cにおけるエネルギーは、発振段レーザ装置121から出力されるエネルギーの30%となり、観測点1Dにおけるエネルギーは、発振段レーザ装置121から出力されるエネルギーの55%となるので、図10の(a)に示すような強度比をほぼ達成することができる。本実施形態によれば、遅延のための光路長とビームスプリッタの反射率によって、レーザ光の波形を整形することが容易であり、また、整形後の波形が把握し易い。 For example, assuming that the reflectivity of the beam splitter 51a is 95%, the reflectivity of the beam splitter 51b is 85%, and the reflectivity of the beam splitter 51c is 55%, the energy at the observation point 1A is output from the oscillation stage laser device 121. 5% of the energy, the energy at the observation point 1B is 10% of the energy output from the oscillation stage laser device 121, the energy at the observation point 1C is 30% of the energy output from the oscillation stage laser device 121, Since the energy at the observation point 1D is 55% of the energy output from the oscillation stage laser device 121, the intensity ratio as shown in FIG. According to this embodiment, it is easy to shape the waveform of the laser light based on the optical path length for delay and the reflectivity of the beam splitter, and the waveform after shaping is easy to grasp.
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。第8の実施形態においては、ドライバレーザにおいて、レーザ増幅における飽和現象を利用して、レーザ光のパルス幅を伸長している。即ち、所定の値以上の強度を有する光を増幅段装置に入力すると、増幅率が一定値に漸近する現象が起こるので、これをパルス整形に利用している。 Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. In the eighth embodiment, in the driver laser, the pulse width of the laser light is extended by utilizing a saturation phenomenon in laser amplification. That is, when light having an intensity of a predetermined value or more is input to the amplification stage device, a phenomenon in which the amplification factor gradually approaches a constant value occurs, and this is used for pulse shaping.
図11は、本発明の第8の実施形態に係るドライバレーザの構成を示す概略図である。ドライバレーザ12は、時間と共に強度が増加するパルスレーザ光を出力する発振段レーザ装置(OSC:オシレータ)127と、発振段レーザ装置127から出力されるパルスレーザ光を、時間と共に減少する増幅率で増幅するN段の増幅器AMP(1)〜AMP(N)を含む増幅段装置128とを含んでいる。ここで、Nは自然数である。 FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of a driver laser according to the eighth embodiment of the present invention. The driver laser 12 has an oscillation stage laser device (OSC: oscillator) 127 that outputs a pulse laser beam whose intensity increases with time, and a pulse laser beam output from the oscillation stage laser device 127 at an amplification factor that decreases with time. And an amplification stage device 128 including N stages of amplifiers AMP (1) to AMP (N) to be amplified. Here, N is a natural number.
例えは、発振段レーザ装置127は、図12に示す観測点1における波形のように、パルス幅(FWHM)が30ns程度で、裾野が100ns程度で、時間と共に強度が増加するパルスを発振する。これは、キャビティダンプ等の光スイッチ素子によるパルス切り出しを行うレーザにおいては、その立上り時間を調整することにより比較的容易に実現できる。例えば、Cd/Te等の結晶に印加する電圧波形を調整することによって、このようなパルス波形を簡単に形成することができる。 For example, the oscillation stage laser device 127 oscillates a pulse having a pulse width (FWHM) of about 30 ns, a base of about 100 ns, and an intensity that increases with time, like a waveform at the observation point 1 shown in FIG. This can be realized relatively easily by adjusting the rise time of a laser that performs pulse cutting using an optical switch element such as a cavity dump. For example, such a pulse waveform can be easily formed by adjusting a voltage waveform applied to a crystal such as Cd / Te.
そのような波形を有するパルスを、飽和増幅となるように励起強度を調整した増幅器に通すと、パルス前半部は、エネルギーが低いので高い増幅率で増幅され、パルス後半部は、増幅器が飽和してしまうので低い増幅率で増幅される。この現象を利用すると、パルスの裾野部分を選択的に増幅させることができる。増幅器AMP(1)〜AMP(N)において、これを繰り返せば、観測点2〜4におけるようにパルス幅が順次増加して、最終的には、100nsオーダーのパルス幅を有するパルスを得ることができる。本実施形態によれば、増幅器の容量を小さくすることが可能であり、制御要素も少なく、比較的簡単な構成で低コストのレーザシステムが可能となる。 When a pulse having such a waveform is passed through an amplifier whose excitation intensity is adjusted so as to achieve saturation amplification, the first half of the pulse is amplified with a high gain because the energy is low, and the amplifier is saturated in the second half of the pulse. Therefore, it is amplified with a low amplification factor. By utilizing this phenomenon, it is possible to selectively amplify the skirt portion of the pulse. If this is repeated in the amplifiers AMP (1) to AMP (N), the pulse width sequentially increases as in the observation points 2 to 4, and finally a pulse having a pulse width of the order of 100 ns can be obtained. it can. According to this embodiment, the capacity of the amplifier can be reduced, the number of control elements is small, and a low-cost laser system with a relatively simple configuration becomes possible.
次に、本発明の第9の実施形態について説明する。第9の実施形態においては、発振段レーザ装置の外部に光スイッチ素子を配することにより、パルス幅が伸長される。
図13は、本発明の第9の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる発振段レーザ装置周辺の構成を示す概略図である。図13に示すように、この発振段レーザ装置121は、CW励起又はパルス励起のレーザ放電管28と、レーザ放電管28を挟んで共振器を構成する全反射ミラー21及び部分反射ミラー22とを含んでいる。さらに、発振段レーザ装置121には、偏光ビームスプリッタ25及び26と、ポッケルスセル27とが組み合わされている。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. In the ninth embodiment, the pulse width is extended by arranging an optical switch element outside the oscillation stage laser device.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration around an oscillation stage laser device used in a driver laser according to a ninth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, this oscillation stage laser device 121 includes a laser discharge tube 28 of CW excitation or pulse excitation, and a total reflection mirror 21 and a partial reflection mirror 22 constituting a resonator with the laser discharge tube 28 interposed therebetween. Contains. Further, in the oscillation stage laser device 121, polarization beam splitters 25 and 26 and a Pockels cell 27 are combined.
ポッケルスセル27は、所定の電圧が印加されることによって、入射される光の位相をλ/2だけ回転させて出射する。ここで、λは光の波長を表している。これにより、P偏光のレーザ光はS偏光となり、S偏光のレーザ光はP偏光となる。例えば、偏光ビームスプリッタ25及び26がP偏光のレーザ光を透過する場合には、P偏光のパルスレーザ光がポッケルスセル27に入射し、ポッケルスセル27に所定の電圧が印加されていない状態においては、ポッケルスセル27から出射されるP偏光のパルスレーザ光が偏光ビームスプリッタ26を透過する。一方、ポッケルスセル27に所定の電圧が印加されている状態においては、ポッケルスセル27から出射されるS偏光のパルスレーザ光が偏光ビームスプリッタ26によって反射され、矢印の方向に出射される。 The Pockels cell 27 emits light by rotating the phase of incident light by λ / 2 when a predetermined voltage is applied. Here, λ represents the wavelength of light. Thereby, the P-polarized laser light becomes S-polarized light, and the S-polarized laser light becomes P-polarized light. For example, when the polarization beam splitters 25 and 26 transmit P-polarized laser light, the P-polarized pulse laser light is incident on the Pockels cell 27 and a predetermined voltage is not applied to the Pockels cell 27. The P-polarized pulsed laser light emitted from the Pockels cell 27 passes through the polarization beam splitter 26. On the other hand, in a state where a predetermined voltage is applied to the Pockels cell 27, the S-polarized pulsed laser light emitted from the Pockels cell 27 is reflected by the polarization beam splitter 26 and emitted in the direction of the arrow.
これにより、CW励起のレーザ発振器から偏光を利用してレーザ光を切り出し、任意のパルス波形を得ることができる。パルス幅は、共振器の長さによって制限されることがあるので、所望のパルス幅に対して十分な共振器長を取っておく。CW発振器から発振した光は、偏光ビームスプリッタ25及び26とポッケルスセル27とによって、ポッケルスセル27がオンする時のみ、矢印方向に取り出すことができる。この時間間隔により、レーザ光のパルス幅が調整される。 As a result, laser light can be extracted from the CW-excited laser oscillator using polarized light, and an arbitrary pulse waveform can be obtained. Since the pulse width may be limited by the length of the resonator, reserve a sufficient resonator length for the desired pulse width. The light oscillated from the CW oscillator can be extracted in the direction of the arrow only when the Pockels cell 27 is turned on by the polarization beam splitters 25 and 26 and the Pockels cell 27. The pulse width of the laser light is adjusted by this time interval.
次に、本発明の第10の実施形態について説明する。第10の実施形態においては、発振段レーザ装置の内部に光スイッチ素子を配することにより、パルス幅が伸長される。
図14は、本発明の第10の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる発振段レーザ装置の構成を示す概略図である。図14に示すように、この発振段レーザ装置121は、CW励起又はパルス励起のレーザ放電管28と、レーザ放電管28を挟んで共振器を構成する全反射ミラー21a及び21bと、偏光ビームスプリッタ25と、ポッケルスセル27aと、λ/4波長板29と、ミラー30とを含んでいる。
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. In the tenth embodiment, the pulse width is extended by arranging an optical switch element in the oscillation stage laser device.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of an oscillation stage laser device used in the driver laser according to the tenth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the oscillation stage laser device 121 includes a CW-excited or pulse-excited laser discharge tube 28, total reflection mirrors 21a and 21b constituting a resonator with the laser discharge tube 28 interposed therebetween, and a polarization beam splitter. 25, a Pockels cell 27a, a λ / 4 wave plate 29, and a mirror 30.
ポッケルスセル27aは、所定の電圧が印加されることによって、入射される光の位相をλ/4だけ回転させて出射する。ここで、λは光の波長を表している。例えば、偏光ビームスプリッタ25がP偏光のレーザ光を透過する場合に、ポッケルスセル27aに所定の電圧が印加されている状態においては、偏光ビームスプリッタ25から出射されるP偏光のレーザ光が、ポッケルスセル27a及びλ/4波長板29を往復することによって再びP偏光となり、偏光ビームスプリッタ26を透過する。 When a predetermined voltage is applied, the Pockels cell 27a rotates the phase of incident light by λ / 4 and emits it. Here, λ represents the wavelength of light. For example, when the polarization beam splitter 25 transmits P-polarized laser light and the predetermined voltage is applied to the Pockels cell 27a, the P-polarized laser light emitted from the polarization beam splitter 25 is Pockels. By reciprocating between the cell 27 a and the λ / 4 wavelength plate 29, it becomes P-polarized light again and passes through the polarization beam splitter 26.
一方、ポッケルスセル27aに所定の電圧が印加されていない状態においては、偏光ビームスプリッタ25から出射されるP偏光のレーザ光が、λ/4波長板29を往復することによってS偏光となり、偏光ビームスプリッタ26によって反射されて矢印の方向に出射される。このようにして、ポッケルスセル27aをオンしている間、光は共振器内部を往復しているが、ポッケルスセル27aをオフすると、レーザ光が外部に取り出される。この時間間隔により、レーザ光のパルス幅を変化させることができる。第10の実施形態は、第9の実施形態と異なり、捨ててしまうレーザ光が少ないのでエネルギー効率が高い。 On the other hand, in a state where a predetermined voltage is not applied to the Pockels cell 27a, the P-polarized laser light emitted from the polarization beam splitter 25 becomes S-polarized by reciprocating the λ / 4 wavelength plate 29, and the polarized beam The light is reflected by the splitter 26 and emitted in the direction of the arrow. Thus, while the Pockels cell 27a is turned on, the light reciprocates inside the resonator, but when the Pockels cell 27a is turned off, the laser light is extracted to the outside. With this time interval, the pulse width of the laser light can be changed. Unlike the ninth embodiment, the tenth embodiment is high in energy efficiency because less laser light is discarded.
次に、本発明の第11の実施形態について説明する。第11の実施形態においては、増幅器を利用して、レーザ光のパルス幅が伸長される。
図15は、本発明の第11の実施形態に係るドライバレーザにおいて用いられる増幅器の構成を示す概略図である。図1に示す増幅器(例えば、AMP(1))において、図15に示すように、レーザ放電管60に設けられた入射ウインドウ61の付近に高反射ミラー63を配置すると共に、出射ウインドウ62の付近に部分反射ミラー64を配置することにより、部分反射ミラー64を透過したレーザ光と、部分反射ミラー64及び高反射ミラー63に反射された光とが、同一の方向に放出されるので、それぞれの時間だけ遅延した複数のパルスレーザ光が合成されて、パルス幅が伸長される。本実施形態に係るドライバレーザは、比較的簡単、かつ、省スペースな構成である。
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. In the eleventh embodiment, the pulse width of the laser light is extended using an amplifier.
FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier used in the driver laser according to the eleventh embodiment of the present invention. In the amplifier shown in FIG. 1 (for example, AMP (1)), as shown in FIG. 15, a high reflection mirror 63 is disposed in the vicinity of the incident window 61 provided in the laser discharge tube 60, and in the vicinity of the emission window 62. Since the partial reflection mirror 64 is disposed in the laser beam, the laser light transmitted through the partial reflection mirror 64 and the light reflected by the partial reflection mirror 64 and the high reflection mirror 63 are emitted in the same direction. A plurality of pulse laser beams delayed by time are combined, and the pulse width is extended. The driver laser according to this embodiment has a relatively simple and space-saving configuration.
本発明は、露光装置の光源として用いられるEUV光源においてターゲットに光を照射するドライバレーザにおいて利用することが可能である。 The present invention can be used in a driver laser that irradiates light to a target in an EUV light source used as a light source of an exposure apparatus.
1…ターゲット、2…レーザ光、3…プラズマ、4…EUV光、10…真空チャンバ、11…ターゲット供給装置、12…ドライバレーザ、14…レーザ集光光学系、15…EUVコレクタミラー、16…ターゲット回収装置、18…導入窓、19…SPF、20、28、60…レーザ放電管、21、21a、21b…全反射ミラー、22…部分反射ミラー、23…音響光学素子、24…過飽和吸収体、25、26…偏光ビームスプリッタ、27、27a…ポッケルスセル、29…λ/4波長板、30…ミラー、31…固体レーザ、32、33…非線形結晶、34…スペクトル整合器、41、42…ビームスプリッタ、43〜46、52…ミラー、47…増幅器、51a〜51c…ビームスプリッタ、53a〜53c…ビーム合成器、61…入射ウインドウ、62…出射ウインドウ、63…高反射ミラー、64…部分反射ミラー、121、127…発振段レーザ装置、122、128…増幅段装置、123…レーザ制御部、124、126…パルス伸長光学系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Target, 2 ... Laser beam, 3 ... Plasma, 4 ... EUV light, 10 ... Vacuum chamber, 11 ... Target supply apparatus, 12 ... Driver laser, 14 ... Laser condensing optical system, 15 ... EUV collector mirror, 16 ... Target recovery device, 18 ... introduction window, 19 ... SPF, 20, 28, 60 ... laser discharge tube, 21, 21a, 21b ... total reflection mirror, 22 ... partial reflection mirror, 23 ... acoustic optical element, 24 ... supersaturated absorber , 25, 26 ... Polarizing beam splitters, 27, 27a ... Pockels cell, 29 ... λ / 4 wave plate, 30 ... Mirror, 31 ... Solid state laser, 32, 33 ... Non-linear crystal, 34 ... Spectral matching unit, 41, 42 ... Beam splitter, 43 to 46, 52 ... mirror, 47 ... amplifier, 51a to 51c ... beam splitter, 53a to 53c ... beam combiner, 61 ... Emission window, 62 ... Emission window, 63 ... High reflection mirror, 64 ... Partial reflection mirror, 121, 127 ... Oscillation stage laser device, 122, 128 ... Amplification stage device, 123 ... Laser control unit, 124, 126 ... Pulse extension optics system
Claims (10)
レーザ媒質としてCO2を用いてレーザ光を励起するレーザ放電管と、前記レーザ放電管を挟んで光共振器を構成する全反射ミラー及び部分反射ミラーと、前記全反射ミラーと部分反射ミラーとの間のレーザ光の経路に配置された音響光学素子とを有する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置において所定の繰り返し周波数を有するレーザ光のパルス列が所定の周期でバースト的に生成されるように前記音響光学素子を制御するレーザ制御部と、
前記発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating the target with laser light to generate plasma.
A laser discharge tube that excites laser light using CO 2 as a laser medium, a total reflection mirror and a partial reflection mirror that constitute an optical resonator across the laser discharge tube, and the total reflection mirror and the partial reflection mirror An oscillation stage laser device having an acousto-optic element disposed in the path of the laser light between,
A laser controller that controls the acoustooptic device so that a pulse train of laser light having a predetermined repetition frequency is generated in a burst manner at a predetermined period in the oscillation stage laser device;
An amplification stage device including at least one amplifier for amplifying laser light output from the oscillation stage laser device;
A driver laser comprising:
レーザ媒質としてCO2を用いてレーザ光を励起するレーザ放電管と、前記レーザ放電管を挟んで光共振器を構成する全反射ミラー及び部分反射ミラーと、前記全反射ミラーと部分反射ミラーとの間のレーザ光の経路に配置された過飽和吸収体とを含み、所定の繰り返し周波数を有するレーザ光のパルス列を所定の周期でバースト的に生成する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating the target with laser light to generate plasma.
A laser discharge tube that excites laser light using CO 2 as a laser medium, a total reflection mirror and a partial reflection mirror that constitute an optical resonator across the laser discharge tube, and the total reflection mirror and the partial reflection mirror An oscillation stage laser device that generates a pulse train of laser light having a predetermined repetition frequency in a burst with a predetermined period, and a saturable absorber disposed in the path of the laser light between
An amplification stage device including at least one amplifier for amplifying laser light output from the oscillation stage laser device;
A driver laser comprising:
所定の電圧が印加されたときに、前記第1の偏光ビームスプリッタから出射されるレーザ光の偏光を第2の偏光に変化させる光スイッチ素子と、
前記光スイッチ素子から出射されるレーザ光を受けて、第2の偏光を有するレーザ光を前記増幅段装置に出射する第2の偏光ビームスプリッタと、
をさらに具備し、前記レーザ制御部が、所定の繰り返し周波数を有するレーザ光のパルス列が所定の周期でバースト的に前記増幅段装置に出射されるように前記光スイッチ素子を制御する、請求項1又は2記載のドライバレーザ。 A first polarization beam splitter that receives laser light output from the oscillation stage laser device and emits laser light having first polarization in a predetermined direction;
An optical switch element that changes the polarization of the laser light emitted from the first polarization beam splitter to a second polarization when a predetermined voltage is applied;
A second polarization beam splitter that receives laser light emitted from the optical switch element and emits laser light having a second polarization to the amplification stage device;
The laser control unit controls the optical switch element so that a pulse train of laser light having a predetermined repetition frequency is emitted to the amplification stage device in a burst manner at a predetermined cycle. Or the driver laser of 2.
第1の波長を有するパルスレーザ光を所定の繰り返し周波数で生成する発振段レーザ装置と、前記発振段レーザ装置によって生成されるレーザ光に基づいて、第1の波長よりも長い第2の波長及び第3の波長を有するレーザ光を生成する第1の非線形結晶と、前記第1の非線形結晶によって生成されるレーザ光に基づいて、第2の波長及び第3の波長よりも長い第4の波長を有するレーザ光を生成する第2の非線形結晶と、前記第2の非線形結晶によって生成されるレーザ光のスペクトルを後段の増幅特性に整合させて、該レーザ光を出力するスペクトル整合器とを有する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device for generating extreme ultraviolet light by irradiating a target with laser light to generate the extreme ultraviolet light.
An oscillation stage laser device that generates pulsed laser light having a first wavelength at a predetermined repetition frequency, and a second wavelength longer than the first wavelength based on the laser light generated by the oscillation stage laser device, and A first nonlinear crystal that generates laser light having a third wavelength, and a fourth wavelength that is longer than the second wavelength and the third wavelength, based on the laser light generated by the first nonlinear crystal. A second nonlinear crystal that generates a laser beam having the above and a spectrum matching unit that matches the spectrum of the laser beam generated by the second nonlinear crystal with the amplification characteristics of the subsequent stage and outputs the laser beam An oscillation stage laser device;
An amplification stage device including at least one amplifier for amplifying laser light output from the oscillation stage laser device;
A driver laser comprising:
レーザ媒質としてCO2を用いてパルスレーザ光を生成する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置によって生成されるレーザ光を受けて、第1の偏光を有するレーザ光を第1の方向に透過すると共に、第2の偏光を有するレーザ光を第1の方向と平行でない第2の方向に反射する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の偏光ビームスプリッタを透過したレーザ光を受けて、第1の偏光を有するレーザ光を第1の方向に透過すると共に、第2の偏光を有するレーザ光を第1の方向と平行でない第3の方向に反射する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第1又は第2の偏光ビームスプリッタによって反射されたレーザ光を複数回反射して前記第2の偏光ビームスプリッタに入射させ、該レーザ光を前記第2の偏光ビームスプリッタから第1の方向に出射させることにより、レーザ光のパルス幅を伸長する複数のミラーと、
前記第2の偏光ビームスプリッタから出射されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device for generating extreme ultraviolet light by irradiating a target with laser light to generate the extreme ultraviolet light.
An oscillation stage laser device that generates pulsed laser light using CO 2 as a laser medium;
Upon receiving the laser beam generated by the oscillation stage laser device, the laser beam having the first polarization is transmitted in the first direction, and the laser beam having the second polarization is not parallel to the first direction. A first polarizing beam splitter that reflects in the direction of 2;
Upon receiving the laser light transmitted through the first polarization beam splitter, the laser light having the first polarization is transmitted in the first direction, and the laser light having the second polarization is not parallel to the first direction. A second polarizing beam splitter that reflects in a third direction;
The laser beam reflected by the first or second polarization beam splitter is reflected a plurality of times and is incident on the second polarization beam splitter, and the laser beam is emitted from the second polarization beam splitter in a first direction. A plurality of mirrors that extend the pulse width of the laser light by emitting,
An amplification stage device including at least one amplifier for amplifying laser light emitted from the second polarization beam splitter;
A driver laser comprising:
レーザ媒質としてCO2を用いてパルスレーザ光を発生する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を複数の光路に分岐させるビーム分岐手段と、
それぞれの光路に応じて互いに異なる遅延を伴う複数のレーザ光を合成することにより、レーザ光のパルス幅を伸長するビーム合成手段と、
前記ビーム合成手段から出力されるレーザ光を増幅する少なくとも1段の増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating the target with laser light to generate plasma.
An oscillation stage laser device that generates pulsed laser light using CO 2 as a laser medium;
Beam branching means for branching laser light output from the oscillation stage laser device into a plurality of optical paths;
Beam combining means for extending the pulse width of the laser beam by combining a plurality of laser beams with different delays according to each optical path;
An amplification stage device including at least one stage of amplifier for amplifying the laser beam output from the beam combining means;
A driver laser comprising:
レーザ媒質としてCO2を用いて、時間と共に強度が増加するパルスレーザ光を生成する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置から出力されるパルスレーザ光を、時間と共に減少する増幅率で増幅することにより、レーザ光のパルス幅を伸長する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device for generating extreme ultraviolet light by irradiating a target with laser light to generate the extreme ultraviolet light.
An oscillation stage laser device that generates pulsed laser light whose intensity increases with time using CO 2 as a laser medium;
An amplification stage apparatus including at least one amplifier for extending the pulse width of the laser light by amplifying the pulsed laser light output from the oscillation stage laser apparatus with an amplification factor that decreases with time;
A driver laser comprising:
レーザ光を生成する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置によって生成されるレーザ光を受けて、第1の偏光を有するレーザ光を第1の方向に出射する第1の偏光ビームスプリッタと、
所定の電圧が印加されたときに、前記第1の偏光ビームスプリッタから出射されるレーザ光の偏光を第2の偏光に変化させる光スイッチ素子と、
前記光スイッチ素子から出射されるレーザ光を受けて、第2の偏光を有する光を第2の方向に出射する第2の偏光ビームスプリッタと、
前記第2の偏光ビームスプリッタから出射されるレーザ光を増幅する少なくとも1つの増幅器を含む増幅段装置と、
所定のパルス幅を有するレーザ光が前記増幅段装置に出射されるように前記光スイッチ素子を制御するレーザ制御部と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device that generates extreme ultraviolet light by irradiating the target with laser light to generate plasma.
An oscillation stage laser device for generating laser light;
A first polarization beam splitter that receives laser light generated by the oscillation stage laser device and emits laser light having a first polarization in a first direction;
An optical switch element that changes the polarization of the laser light emitted from the first polarization beam splitter to a second polarization when a predetermined voltage is applied;
A second polarization beam splitter that receives laser light emitted from the optical switch element and emits light having a second polarization in a second direction;
An amplification stage device including at least one amplifier for amplifying laser light emitted from the second polarization beam splitter;
A laser controller that controls the optical switch element so that laser light having a predetermined pulse width is emitted to the amplification stage device;
A driver laser comprising:
パルスレーザ光を生成する発振段レーザ装置と、
前記発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を励起するレーザ放電管と、前記レーザ放電管を挟んで光共振器を構成する全反射ミラー及び部分反射ミラーとを有し、前記発振段レーザ装置から出力されるレーザ光を増幅すると共にレーザ光のパルス幅を伸長する少なくとも1段の増幅器を含む増幅段装置と、
を具備するドライバレーザ。 A driver laser used in an extreme ultraviolet light source device for generating extreme ultraviolet light by irradiating a target with laser light to generate the extreme ultraviolet light.
An oscillation stage laser device for generating pulsed laser light;
A laser discharge tube that excites laser light output from the oscillation stage laser device, and a total reflection mirror and a partial reflection mirror that constitute an optical resonator across the laser discharge tube; An amplification stage device including at least one stage amplifier that amplifies the output laser beam and extends the pulse width of the laser beam;
A driver laser comprising:
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