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公開番号2025101951
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219064
出願日2023-12-26
発明の名称レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
出願人ギガフォトン株式会社
代理人弁理士法人R&C,個人
主分類H01S 3/23 20060101AFI20250701BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】出力エネルギーを大きくすることができるレーザ装置を提供する。
【解決手段】レーザ装置は、パルス状のシード光を出射する発振器と、シード光を増幅して第1の増幅光を出射する第1の増幅器と、第1の増幅光を、第1の分割光と、第1の分割光よりもエネルギーの小さい第2の分割光と、に分割する第1のビームスプリッタと、第2の分割光を遅延させる第1の遅延光学系と、遅延した第2の分割光を増幅して第2の増幅光を出射する第2の増幅器と、第1の分割光と、第2の増幅光と、を結合した結合光を出射するビームコンバイナと、結合光のパルス幅を伸長するパルス伸長器と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
パルス状のシード光を出射する発振器と、
前記シード光を増幅して第１の増幅光を出射する第１の増幅器と、
前記第１の増幅光を、第１の分割光と、前記第１の分割光よりもエネルギーの小さい第２の分割光と、に分割する第１のビームスプリッタと、
前記第２の分割光を遅延させる第１の遅延光学系と、
遅延した前記第２の分割光を増幅して第２の増幅光を出射する第２の増幅器と、
前記第１の分割光と、前記第２の増幅光と、を結合した結合光を出射するビームコンバイナと、
前記結合光のパルス幅を伸長するパルス伸長器と、
を備えるレーザ装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の遅延光学系による前記第２の分割光の遅延時間は、前記パルス伸長器によって前記第１の分割光を伸長した場合の、伸長された前記第１の分割光のパルス幅の６０％以上１２０％以下である
レーザ装置。
【請求項３】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の遅延光学系の光路長は、９０ｍ以上１８０ｍ以下である
レーザ装置。
【請求項４】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の遅延光学系の光路長は、前記パルス伸長器の光路長より長い
レーザ装置。
【請求項５】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の遅延光学系に入射する前記第２の分割光のエネルギーは、前記シード光のエネルギーよりも大きい
レーザ装置。
【請求項６】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の分割光のエネルギーを計測する第１のエネルギーセンサと、
前記第２の増幅光のエネルギーを計測する第２のエネルギーセンサと、
プロセッサと、
をさらに備え、
前記プロセッサは、前記第１のエネルギーセンサによる計測結果に基づいて前記第１の増幅器の印加電圧を制御し、前記第２のエネルギーセンサによる計測結果に基づいて前記第２の増幅器の印加電圧を制御する、
レーザ装置。
【請求項７】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の増幅光のエネルギーは、前記第２の増幅光のエネルギーよりも大きい
レーザ装置。
【請求項８】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の分割光は前記第１のビームスプリッタを透過した光であり、
前記第２の分割光は前記第１のビームスプリッタで反射された光であり、
前記第１のビームスプリッタの透過率は８０％以上９６％以下である
レーザ装置。
【請求項９】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記第１の遅延光学系は複数の凹面ミラーを含むリレー光学系を含む
レーザ装置。
【請求項１０】
請求項１記載のレーザ装置であって、
前記ビームコンバイナは、前記第１の分割光と、前記第２の増幅光と、の光路を近接させることにより結合して前記結合光を出射する
レーザ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化及び高集積化につれて、解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される光の短波長化が進められている。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
【０００３】
ＫｒＦエキシマレーザ装置及びＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過させる材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許出願公開第２００８／１４４６７１号明細書
米国特許出願公開第２００８／１９７２９９号明細書
【概要】
【０００５】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、パルス状のシード光を出射する発振器と、シード光を増幅して第１の増幅光を出射する第１の増幅器と、第１の増幅光を、第１の分割光と、第１の分割光よりもエネルギーの小さい第２の分割光と、に分割する第１のビームスプリッタと、第２の分割光を遅延させる第１の遅延光学系と、遅延した第２の分割光を増幅して第２の増幅光を出射する第２の増幅器と、第１の分割光と、第２の増幅光と、を結合した結合光を出射するビームコンバイナと、結合光のパルス幅を伸長するパルス伸長器と、を備える。
【０００６】
本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、パルス状のシード光を出射する発振器と、シード光を増幅して第１の増幅光を出射する第１の増幅器と、第１の増幅光を、第１の分割光と、第１の分割光よりもエネルギーの小さい第２の分割光と、に分割する第１のビームスプリッタと、第２の分割光を遅延させる第１の遅延光学系と、遅延した第２の分割光を増幅して第２の増幅光を出射する第２の増幅器と、第１の分割光と、第２の増幅光と、を結合した結合光を出射するビームコンバイナと、結合光のパルス幅を伸長するパルス伸長器と、を備えるレーザ装置によってレーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にレーザ光を露光することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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は、比較例における露光システムの構成を示す。
図２は、比較例に係るレーザ装置の構成を示す。
図３は、第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
図４は、第１の実施形態に係るレーザ装置の各部の発振トリガ信号及びレーザ光のパルス時間波形を示すタイムチャートである。
図５は、第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
図６は、第２の実施形態に係るレーザ装置の各部のレーザ光のパルス時間波形を示すタイムチャートである。
図７は、第３の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
図８は、第３の実施形態に係るレーザ装置の各部のレーザ光のパルス時間波形を示すタイムチャートである。
図９は、第１～第３の実施形態においてプロセッサが実行する印加電圧の制御のフローチャートである。
図１０は、第１及び第２の実施形態において用いられる第１の遅延光学系の構成例を示す。
図１１は、第１の実施形態において用いられるビームコンバイナの第１の構成例を示す。
図１２は、第１の実施形態において用いられるビームコンバイナの第２の構成例を示す。
図１３は、第２の実施形態において用いられるビームコンバイナの第３の構成例を示す。
【実施形態】
【０００８】
＜内容＞
１．比較例
１．１露光装置２００の構成
１．２露光装置２００の動作
１．３レーザ装置１００の構成
１．３．１第１及び第２の発振器ＭＯ１及びＭＯ２
１．３．２第１及び第２の増幅器ＰＯ１及びＰＯ２
１．３．３第１及び第２のパルス伸長器ＰＳ１及びＰＳ２
１．３．４その他
１．４レーザ装置１００の動作
１．４．１第１及び第２の発振器ＭＯ１及びＭＯ２
１．４．２第１及び第２の増幅器ＰＯ１及びＰＯ２
１．４．３第１及び第２のパルス伸長器ＰＳ１及びＰＳ２
１．４．４その他
１．５比較例の課題
２．第１の増幅光Ｂｐｏａを分岐させるレーザ装置１００ａ
２．１構成
２．２動作
２．２．１タイミング制御
２．２．２エネルギー制御
２．３作用
３．第２の増幅光Ｂｐｏｂをさらに分岐させるレーザ装置１００ｂ
３．１構成
３．２動作
３．２．１タイミング制御
３．２．２エネルギー制御
３．３作用
４．第２の分割光Ｂｐｏａ２をさらに分岐させるレーザ装置１００ｃ
４．１構成
４．２動作
４．２．１タイミング制御
４．２．２エネルギー制御
４．３作用
５．その他
５．１印加電圧の制御
５．２遅延光学系の構成
５．３ビームコンバイナＣＯＭの構成
５．４補足
【０００９】
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、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。
【００１０】
１．比較例
図１は、比較例における露光システムの構成を示す。本開示の比較例とは、出願人のみによって知られていると出願人が認識している形態であって、出願人が自認している公知例ではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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