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CN115485937A - 脉冲宽度扩展装置、激光装置和电子器件的制造方法 - Google Patents

脉冲宽度扩展装置、激光装置和电子器件的制造方法 Download PDF

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CN115485937A
CN115485937A CN202080100434.2A CN202080100434A CN115485937A CN 115485937 A CN115485937 A CN 115485937A CN 202080100434 A CN202080100434 A CN 202080100434A CN 115485937 A CN115485937 A CN 115485937A
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pulse width
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大贺仁
松本慎一
宫本浩孝
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Gigaphoton Inc
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Abstract

本公开的一个观点的脉冲宽度扩展装置具有:第1延迟光学系统,在第1延迟光学系统中,由第1分束器和多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;第2延迟光学系统,在第2延迟光学系统中,由第2分束器和多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与第1平面平行且与第1平面不同的第2平面上;以及第1射束旋转机构,其被配置于第1延迟光学系统与第2延迟光学系统之间的光路上,使通过第1延迟光学系统后的脉冲激光的射束旋转,以使在第2循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与第2平面正交。

Description

脉冲宽度扩展装置、激光装置和电子器件的制造方法
技术领域
本公开涉及脉冲宽度扩展装置、激光装置和电子器件的制造方法。
背景技术
近年来,在半导体曝光装置中,随着半导体集成电路的微细化和高集成化,要求分辨率的提高。因此,从曝光用光源放出的光的短波长化得以发展。例如,作为曝光用的气体激光装置,使用输出波长大约为248nm的激光的KrF准分子激光装置、以及输出波长大约为193nm的激光的ArF准分子激光装置。
KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡光的谱线宽度较宽,为350~400pm。因此,在利用使KrF和ArF激光这种紫外线透过的材料构成投影透镜时,有时产生色差。其结果,分辨率可能降低。因此,需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化到能够无视色差的程度。因此,在气体激光装置的激光谐振器内,为了使谱线宽度窄带化,有时具有包含窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line Narrow Module:LNM)。下面,将谱线宽度被窄带化的气体激光装置称为窄带化气体激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-176358号
专利文献2:美国专利第7184204号
发明内容
本公开的1个观点的脉冲宽度扩展装置具有:第1延迟光学系统,其包含第1分束器和多个第1凹面镜,由第1分束器和多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;第2延迟光学系统,其包含第2分束器和多个第2凹面镜,由第2分束器和多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与第1平面平行且与第1平面不同的第2平面上;以及第1射束旋转机构,其被配置于第1延迟光学系统与第2延迟光学系统之间的光路上,使通过第1延迟光学系统后的脉冲激光的射束旋转,以使在第2循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与第2平面正交。
本公开的另1个观点的激光装置包含:激光振荡器,其输出脉冲激光;以及脉冲宽度扩展装置,其被配置于脉冲激光的光路上,其中,脉冲宽度扩展装置具有:第1延迟光学系统,其包含第1分束器和多个第1凹面镜,由第1分束器和多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;第2延迟光学系统,其包含第2分束器和多个第2凹面镜,由第2分束器和多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与第1平面平行且与第1平面不同的第2平面上;以及第1射束旋转机构,其被配置于第1延迟光学系统与第2延迟光学系统之间的光路上,使通过第1延迟光学系统后的脉冲激光的射束旋转,以使在第2循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与第2平面正交。
本公开的另1个观点的电子器件的制造方法包含以下工序:通过激光装置生成脉冲宽度被扩展后的激光;将激光输出到曝光装置;以及在曝光装置内在感光基板上曝光激光,以制造电子器件,激光装置具有:第1延迟光学系统,其包含第1分束器和多个第1凹面镜,由第1分束器和多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;第2延迟光学系统,其包含第2分束器和多个第2凹面镜,由第2分束器和多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与第1平面平行且与第1平面不同的第2平面上;以及第1射束旋转机构,其被配置于第1延迟光学系统与第2延迟光学系统之间的光路上,使通过第1延迟光学系统后的脉冲激光的射束旋转,以使在第2循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与第2平面正交。
附图说明
下面,参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。
图1概略地示出比较例的激光装置的结构例。
图2是概略地示出实施方式1的激光装置的结构的俯视图。
图3是概略地示出实施方式1的激光装置的结构的主视图。
图4是概略地示出实施方式1的庞大的光学脉冲展宽器(L-OPS)的结构的立体图。
图5是概略地示出实施方式2的L-OPS的结构的立体图。
图6是将一对凹面镜对脉冲激光的传播动作置换为一对凸透镜而示意地示出的图。
图7示出被应用于L-OPS的射束旋转机构的变形例1。
图8示出被应用于L-OPS的射束旋转机构的变形例2。
图9是概略地示出实施方式3的激光装置的结构的俯视图。
图10是概略地示出实施方式3的激光装置的结构的主视图。
图11是概略地示出实施方式3的L-OPS的结构的立体图。
图12概略地示出曝光装置的结构例。
具体实施方式
-目录-
1.比较例的激光装置的概要
1.1结构
1.2动作
1.3课题
2.实施方式1
2.1结构
2.2动作
2.3 L-OPS的具体例
2.3.1结构
2.3.2动作
2.4作用/效果
2.5变形例
3.实施方式2
3.1结构
3.2动作
3.3作用/效果
4.射束旋转机构的变形例1
4.1结构
4.2动作
4.3作用/效果
5.射束旋转机构的变形例2
5.1结构
5.2动作
5.3作用/效果
6.实施方式3
6.1结构
6.2动作
6.3 L-OPS的具体例
6.3.1结构
6.3.2动作
6.4作用/效果
6.5变形例
7.关于电子器件的制造方法
8.其他
下面,参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式示出本公开的几个例子,不限定本公开的内容。此外,各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外,对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。
1.比较例的激光装置的概要
1.1结构
图1概略地示出比较例的激光装置2的结构例。本公开的比较例是申请人认识到仅申请人知道的方式,不是申请人自己承认的公知例。激光装置2包含主振荡器(MasterOscillator:MO)10、MO射束转向单元20、功率振荡器(Power Oscillator:PO)30、PO射束转向单元40和光学脉冲展宽器(Optical Pulse Stretcher:OPS)50。
主振荡器10包含窄带化模块(LNM)11、腔14和输出耦合镜(Output Coupler:OC)17。
LNM11包含用于使谱线宽度窄带化的棱镜扩束器12和光栅13。棱镜扩束器12和光栅13被利特罗配置为,入射角度和衍射角度一致。
输出耦合镜17是反射率为40%~60%的反射镜。输出耦合镜17和LNM11被配置成构成光谐振器。
腔14被配置于光谐振器的光路上。腔14包含1对放电电极15a、15b、以及供脉冲激光透过的2个窗口即窗口16a、窗口16b。腔14在内部收纳准分子激光气体。准分子激光气体例如可以包含作为稀有气体的Ar气体或Kr气体、作为卤素气体的F 2气体、作为缓冲气体的Ne气体。
MO射束转向单元20包含高反射镜21a和高反射镜21b。高反射镜21a和高反射镜21b被配置成,使从主振荡器10输出的脉冲激光入射到功率振荡器30。
功率振荡器30包含后镜31、腔32和输出耦合镜35。后镜31和输出耦合镜35被配置成构成光谐振器。
腔32被配置于光谐振器的光路上。腔32可以是与主振荡器10的腔14相同的结构。即,腔32包含一对放电电极33a、33b、以及供脉冲激光透过的2个窗口即窗口34a、窗口34b。腔32在内部收纳准分子激光气体。
后镜31是反射率为50%~90%的反射镜。输出耦合镜35是反射率为10%~30%的反射镜。
PO射束转向单元40包含高反射镜40a和高反射镜40b。高反射镜40a和高反射镜40b被配置成,使从功率振荡器30输出的脉冲激光入射到OPS50。
OPS50包含分束器52和4枚凹面镜54a~54d。分束器52被配置于从PO射束转向单元40输出的脉冲激光的光路上。分束器52是使入射的脉冲激光中的一部分脉冲激光透过、使其他脉冲激光反射的反射镜。分束器52的反射率优选为40%~70%,更加优选大约为60%。分束器52使透过分束器52后的脉冲激光从激光装置2输出。
4枚凹面镜54a~54d构成在分束器52的第1面反射后的脉冲激光的延迟光路。被配置成,在分束器52的第1面反射后的脉冲激光在4枚凹面镜54a~54d反射,射束再次在分束器52成像。
4枚凹面镜54a~54d可以是各自的焦距全部大致相等的凹面镜。凹面镜54a~54d各自的焦距f例如可以相当于从分束器52到凹面镜54a为止的距离。
凹面镜54a和凹面镜54b被配置成,使在分束器52的第1面反射后的脉冲激光在凹面镜54a反射而入射到凹面镜54b。凹面镜54a和凹面镜54b被配置成,使在分束器52的第1面反射后的脉冲激光成像为与分束器52的第1面中的像等倍(1:1)的第1像。
凹面镜54c和凹面镜54d被配置成,使在凹面镜54b反射后的脉冲激光在凹面镜54c反射而入射到凹面镜54d。进而,凹面镜54d被配置成,使在凹面镜54d反射后的脉冲激光入射到分束器52的与第1面相反的一侧的第2面。凹面镜54c和凹面镜54d被配置成,使第1像在分束器52的第2面1:1地成像为第2像。
1.2动作
当在主振荡器10的腔14中产生放电时,激光气体被激励,从输出耦合镜17输出被由输出耦合镜17和LNM11构成的光谐振器窄带化的脉冲激光。该脉冲激光通过MO射束转向单元20而作为种子光入射到功率振荡器30的后镜31。
与透过后镜31后的种子光入射的时机同步地,在腔32中产生放电。其结果,激光气体被激励,种子光被由输出耦合镜35和后镜31构成的法布里-珀罗型的光谐振器放大,从输出耦合镜35输出被放大的脉冲激光。从输出耦合镜35输出的脉冲激光经由PO射束转向单元40入射到OPS50。
入射到OPS50的脉冲激光入射到分束器52的第1面。入射到分束器52的第1面的脉冲激光中的一部分透过分束器52,作为未在延迟光路环绕的0环绕(通过)的脉冲激光而从OPS50输出。
入射到分束器52的第1面的脉冲激光中的、在分束器52的第1面反射后的脉冲激光进入延迟光路,被凹面镜54a和凹面镜54b反射。被分束器52的第1面反射后的脉冲激光的光像通过凹面镜54a和凹面镜54b成像为1:1的第1转印像。然后,第1转印像通过凹面镜54c和凹面镜54d在分束器52的第2面成像为1:1的第2转印像。
从凹面镜54d入射到分束器52的第2面的脉冲激光的一部分由分束器52的第2面反射,作为在延迟光路环绕1圈的1环绕的脉冲激光而从OPS50输出。该1环绕的脉冲激光相比0环绕的脉冲激光延迟了延迟时间Δt1而输出。在设OPS50的延迟光路的光路长度为L OPS、设光速为c时,该延迟时间Δt1能够表示为Δt1=L OPS/c。
作为第2转印像入射到分束器52的第2面的脉冲激光中的、透过分束器52后的脉冲激光进一步进入延迟光路,由4枚凹面镜54a、54b、54c、54d反射,再次入射到分束器52的第2面。然后,由分束器52的第2面反射后的脉冲激光作为在延迟光路环绕2圈的2环绕的脉冲激光而从OPS50输出。该2环绕的脉冲激光相比1环绕的脉冲激光延迟了延迟时间Δt1而输出。
然后,通过反复进行光在延迟光路的环绕,从OPS50输出0环绕、1环绕、2环绕、3环绕…的脉冲激光。从OPS50输出的脉冲激光在延迟光路的环绕数越多,则光强度越降低。
1环绕以后的脉冲激光相对于0环绕的脉冲激光延迟了延迟时间Δt1的整数倍而分别被合成并输出,由此,脉冲波形被重叠。这样,通过OPS50,脉冲激光的脉冲宽度被扩展。
通过OPS50后的脉冲激光通过未图示的监视器模块而从激光装置2输出。监视器模块包含未图示的分束器和传感器,计测脉冲激光的脉冲能量、谱线宽度、波长等。
在图1中,示出具有1级OPS50的例子,但是,激光装置2也可以包含2级以上的OPS。例如,也可以在从OPS50输出的脉冲激光的光路上串联配置1个以上的未图示的OPS。
1.3课题
激光装置2通过OPS50对脉冲激光的脉冲宽度进行扩展,由此,抑制被加工物的表面中的不均(散斑)的产生。在被加工物是晶片的情况下,散斑在晶片面上分散地出现,因此,产生局部的曝光量的大小,使曝光图案的尺寸变化。散斑是指,在为了使脉冲激光的光强度分布均匀而使脉冲激光散射时由于干涉而产生的明暗的斑点。将拍摄明暗的斑点而得到的图像称为散斑图像。作为散斑的评价指标,一般使用以下的散斑对比度SC。
SC=σ(I)/Avg(I)
这里,σ(I)是散斑图像中的强度I的标准偏差,Avg(I)是强度I的平均值。
在为了降低散斑对比度而利用OPS进一步大幅扩展脉冲宽度时,需要用于产生非常长的距离的光路差的庞大的OPS。在为了构成庞大的OPS而利用多个镜使脉冲激光反射并延长光路长度的情况下,与包含由多个镜构成的传播光路在内的面平行的方向上的射束发散度变大,有时不满足曝光装置所要求的脉冲激光的规格。
在图1中,导入正交坐标系进行说明,该正交坐标系中,设激光装置2的高度方向(图1的纵向)为V轴方向、设激光装置2的长度方向(图1的横向)为Z轴方向、设激光装置2的进深方向(与图1的纸面正交的方向)为H轴方向。在图1所示的激光装置2的情况下,OPS50的凹面镜54a~54d被配置成,在与包含V轴和Z轴的VZ平面平行的平面形成传播光路(延迟光路)。
在构成产生更长的光路差的OPS时,例如,在OPS50的前级或后级沿着该VZ平面进一步排列未图示的多枚凹面镜、且在VZ平面内展开传播光路的情况下,从激光装置2出射的脉冲激光在与VZ平面平行的V轴方向上的射束发散度变大。
入射到曝光装置的脉冲激光的射束发散度需要满足由曝光装置确定的规格。因此,在代替OPS50而使用庞大的OPS的情况下,或在OPS50的基础上进一步使用庞大的OPS的情况下,要求以得到满足曝光装置的要求规格的脉冲激光的方式构成OPS。
此外,激光装置内和激光装置周边的空间存在限制,因此,庞大的OPS需要省空间化。
2.实施方式1
2.1结构
图2是概略地示出实施方式1的激光装置2A的结构的俯视图,图3是概略地示出激光装置2A的结构的主视图。另外,关于与激光装置2A有关的“正面”,将激光装置2A的外周面中的、为了进行激光装置2A的维护等而使未图示的外装罩面板大幅打开的一侧的面称为“正面”。在打开了激光装置2A的外装罩面板时,看到图3这样的装置内部的配置构造的一侧的面是“正面”。
在图2和图3中,应用与图1相同的正交坐标系,设激光装置2A的高度方向为V轴方向,设激光装置2A的长度方向为Z轴方向,设激光装置2A的进深方向为H轴方向。V轴方向可以与重力方向平行,设与重力方向相反的方向为“+V方向”,设重力方向为“-V方向”。
激光装置2A具有大致长方体的外观形状,激光装置2A的未图示的射束出口被设置于图3中的右侧的侧面。设从激光装置2A出射的脉冲激光的出射方向为“+Z方向”。设朝向图3的纸面的近前的方向为“+H方向”。
激光装置2A具有主振荡器10、MO射束转向单元20、功率振荡器30和OPS50。这些要素可以与图1所示的激光装置2的结构相同。主振荡器10、或主振荡器10和功率振荡器30的组合是本公开中的“激光振荡器”的一例。关于图2和图3所示的激光装置2A,对与图1所示的比较例不同之处进行说明。
激光装置2A具有庞大的光学脉冲展宽器100(以下表记为“L-OPS100”。),该庞大的光学脉冲展宽器100用于产生对脉冲宽度进行扩展的长距离的光路差。L-OPS100被配置于激光装置2A的背面。在从正面观察时,“背面”为里侧,是与正面相反的面。L-OPS100的具体的结构例使用图4在后面叙述。激光装置2A代替图1的PO射束转向单元40而具有PO射束转向单元42。
PO射束转向单元42包含高反射镜44a、高反射镜44b和高反射镜44c,以与L-OPS100交换光。
高反射镜44a被配置成,使从功率振荡器30输出的脉冲激光反射而入射到高反射镜44b。高反射镜44b被配置成,使在高反射镜44a反射后的脉冲激光反射而入射到L-OPS100的第1分束器BS1。高反射镜44c被配置成,使从L-OPS100输出的脉冲激光反射而入射到OPS50。
2.2动作
从功率振荡器30出射的脉冲激光通过PO射束转向单元42的高反射镜44a和高反射镜44b改变传播方向而入射到激光装置2A背面部的L-OPS100。
入射到L-OPS100的脉冲激光通过L-OPS100被扩展脉冲宽度而返回PO射束转向单元42。
返回PO射束转向单元42的脉冲激光通过高反射镜44c改变传播方向而入射到OPS50。入射到OPS50的脉冲激光通过OPS50进一步被扩展脉冲宽度而从激光装置2A出射。
2.3L-OPS的具体例
2.3.1结构
图4是概略地示出L-OPS100的结构的立体图。L-OPS100包含第1分束器BS1、多个凹面镜111~116、高反射镜121、122、第2分束器BS2、多个凹面镜131~134和高反射镜141~143。
通过第1分束器BS1和多个凹面镜111~116构成包含第1循环光路LOP1的第1延迟光学系统。通过高反射镜121和高反射镜122构成使脉冲激光的射束旋转的射束旋转机构120。通过第2分束器BS2和多个凹面镜131~134构成包含第2循环光路LOP2的第2延迟光学系统。高反射镜141~143构成使通过第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2后的脉冲激光返回PO射束转向单元42的返回传播光路BOP。
另外,在图4中,由高反射镜44a、44b、121、122、141、142、143和44c传播的脉冲激光的光路用粗实线表示,第1循环光路LOP1用细实线表示,第2循环光路LOP2用单点划线表示。
此外,在图4中,脉冲激光的光路上示出的长方形的记号示意地表示在该光路中传播的脉冲激光的射束截面形状。“射束截面形状”是与射束轴垂直的射束截面的截面轮廓的形状。此后,“射束截面”这样的用语用作与“射束的截面轮廓”或“射束截面形状”同义的用语。长方形的长边方向是射束截面的长度方向,长方形的短边方向是射束截面的短边方向。
例如,入射到高反射镜44a的脉冲激光具有射束截面的长度方向与V轴方向平行的纵长的射束形状。高反射镜44a被配置成,使入射的脉冲激光沿V轴方向(图4中为-V方向)反射而入射到高反射镜44b。高反射镜44b被配置成,使来自高反射镜44a的脉冲激光沿H轴方向(图4中为-H方向)反射而入射到L-OPS100的第1分束器BS1。从高反射镜44b出射的脉冲激光具有射束截面的长度方向与V轴方向正交的横长的射束形状。
通过高反射镜44a和高反射镜44b的组合构成射束旋转机构43,该射束旋转机构43使脉冲激光旋转,以将纵长的射束转换为横长的射束。另外,这里,“使旋转”这样的记载包含相对于射束轴对射束截面的长度方向和短边方向的朝向进行调整这样的意思。
第1分束器BS1被配置于高反射镜44b与高反射镜121之间的光路上。凹面镜111~116形成第1循环光路LOP1,该第1循环光路LOP1成为供在第1分束器BS1反射后的脉冲激光传播的延迟光路。凹面镜111~116可以是各自的焦距大致相等的凹面镜。凹面镜111~116各自的焦距f1例如可以相当于从第1分束器BS1到凹面镜111为止的距离。被配置成,在第1分束器BS1反射后的脉冲激光按照凹面镜111、112、113、114、115和116的顺序反射,射束再次在第1分束器BS1成像。
在图4中,第1循环光路LOP1被形成于与VZ平面平行的同一平面上。即,第1分束器BS1和凹面镜111~116被配置成,在与VZ平面平行的同一平面上构成第1循环光路LOP1。另外,“同一平面”这样的记载可以包含实质上能够视为同一平面的程度的容许范围。此外,“光路被形成于同一平面上”也可以改称为包含光路的平面是单一平面、或“在相同的平面内形成光路”。将形成有第1循环光路LOP1的平面称为“第1循环光路平面”。第1循环光路平面也可以改称为包含第1循环光路LOP1的平面。第1循环光路平面是本公开中的“第1平面”的一例。
高反射镜121被配置成,使从第1分束器BS1出射的脉冲激光反射而入射到高反射镜122。高反射镜122被配置成,使从高反射镜121入射的脉冲激光反射而入射到第2分束器BS2。
第2分束器BS2被配置于高反射镜122与高反射镜141之间的光路上。另外,第2分束器BS2也可以被配置于高反射镜142与高反射镜143之间的光路上。
凹面镜131~134形成第2循环光路LOP2,该第2循环光路LOP2成为供在第2分束器BS2反射后的脉冲激光传播的延迟光路。凹面镜131~134可以是各自的焦距全部大致相等的凹面镜。例如,凹面镜131~134各自的焦距f2可以相当于从第2分束器BS2到凹面镜131为止的距离。被配置成,在第2分束器BS2反射后的脉冲激光按照凹面镜131、132、133和134的顺序反射,射束再次在第2分束器BS2成像。
第2循环光路LOP2被形成于与VZ平面平行的面上。将形成有第2循环光路LOP2的平面称为第2循环光路平面。第2循环光路平面也可以改称为包含第2循环光路LOP2的平面。第2循环光路平面是与第1循环光路平面平行、且与第1循环光路平面不同的(非同一个)平面。第2分束器BS2和凹面镜131~134被配置成,在与VZ平面平行的同一平面上构成第2循环光路LOP2。第2循环光路平面是本公开中的“第2平面”的一例。
凹面镜111、115、113、131和133以及凹面镜116、112、114、134和132分别被配置成,在激光装置2A的长度方向的两端相互对置。激光装置2A的长度方向在图2中是横向(Z轴方向)。
即,凹面镜111、凹面镜115和凹面镜113按照凹面镜111、凹面镜115、凹面镜113的顺序沿着V轴方向排成一列而被配置于激光装置2A的长度方向的一个端部(图2中为右侧的端部,以下称为第1端部。)。凹面镜116、凹面镜112和凹面镜114按照凹面镜116、凹面镜112、凹面镜114的顺序沿着V轴方向排成一列而被配置于激光装置2A的长度方向的另一个端部(图2中为左侧的端部,以下称为第2端部。)。凹面镜111和凹面镜116被配置于隔着第1分束器BS1对置的位置。
同样,凹面镜131和凹面镜133按照凹面镜131、凹面镜133的顺序沿着V轴方向排成一列而被配置于激光装置2A的长度方向的第1端部。凹面镜134和凹面镜132按照凹面镜134、凹面镜132的顺序沿着V轴方向排成一列而被配置于激光装置2A的长度方向的第2端部。凹面镜131和凹面镜134被配置于隔着第2分束器BS2对置的位置。
由高反射镜121和高反射镜122构成的射束旋转机构120的传播光路、以及由高反射镜141~143构成的返回传播光路BOP与第2循环光路LOP2被形成于同一平面上。即,高反射镜121、122和高反射镜141~143被配置成,使脉冲激光从高反射镜121经由高反射镜122入射到第2分束器BS2的传播光路和从第2分束器BS2经由高反射镜141、142到达高反射镜143的返回传播光路BOP被形成于第2循环光路平面上。
L-OPS100是本公开中的“脉冲宽度扩展装置”的一例。射束旋转机构120是本公开中的“第1射束旋转机构”的一例。高反射镜121和高反射镜122是本公开中的构成“第1射束旋转机构”的“2枚以上的镜”的一例,高反射镜121、122分别是本公开中的构成“第1射束旋转机构”的“镜”的一例。射束旋转机构43是本公开中的“第2射束旋转机构”的一例。此外,高反射镜44a和高反射镜44b是本公开中的构成“第2射束旋转机构”的“2枚以上的镜”的一例,高反射镜44a、44b分别是本公开中的构成“第2射束旋转机构”的“镜”的一例。高反射镜141~143是本公开中的“返回传播光学系统”的一例,返回传播光路BOP是本公开中的“被形成于返回传播光学系统内的光路”的一例。
H轴方向是本公开中的“第1轴方向”的一例。Z轴方向是本公开中的“第2轴方向”的一例。V轴方向是本公开中的“第3轴方向”的一例。凹面镜111~116分别是本公开中的“第1凹面镜”的一例。凹面镜131~134分别是本公开中的“第2凹面镜”的一例。
2.3.2动作
由PO射束转向单元42的高反射镜44a、44b构成的射束旋转机构43使脉冲激光旋转,以使在第1循环光路LOP1中行进的脉冲激光的射束截面的长度方向与第1循环光路平面正交。
从射束旋转机构43出射的脉冲激光入射到第1分束器BS1。在第1分束器BS1的第1面反射后的脉冲激光按照凹面镜111、凹面镜112、凹面镜113、凹面镜114、凹面镜115、凹面镜116的顺序反射,在第1循环光路LOP1中传播。在第1循环光路LOP1中传播的脉冲激光保持射束截面的长度方向与第1循环光路平面正交的射束形状而在第1循环光路LOP1环绕。
即,在第1循环光路LOP1中传播的脉冲激光以射束截面的短边方向与第1循环光路平面平行的射束形状的状态在第1循环光路LOP1环绕。
在第1循环光路LOP1中传播的脉冲激光从凹面镜116再次入射到第1分束器BS1。在第1循环光路LOP1环绕而再次入射到第1分束器BS1的脉冲激光中的、透过第1分束器BS1的第2面后的脉冲激光再次在第1循环光路LOP1中传播。
另一方面,在第1循环光路LOP1环绕而再次入射到第1分束器BS1的脉冲激光中的、在第1分束器BS1的第2面反射后的脉冲激光与透过第1分束器BS1的第1面后的0环绕的脉冲激光合成而入射到射束旋转机构120的高反射镜121。
入射到射束旋转机构120的脉冲激光由高反射镜121、122反射,脉冲激光旋转为,在第2循环光路LOP2中传播的脉冲激光的射束截面的长度方向与第2循环光路平面正交。
从射束旋转机构120出射的脉冲激光入射到第2分束器BS2的第1面,在第2分束器BS2的第1面反射后的脉冲激光在第2循环光路LOP2中传播。透过第2分束器BS2的第1面后的脉冲激光作为0环绕光而从第2分束器BS2出射,入射到高反射镜141。在第2循环光路LOP2中传播的脉冲激光再次入射到第2分束器BS2。在第2循环光路LOP2环绕而再次入射到第2分束器BS2的脉冲激光中的、透过第2分束器BS2的第2面后的脉冲激光再次在第2循环光路LOP2中传播。
另一方面,在第2循环光路LOP2环绕而再次入射到第2分束器BS2的脉冲激光中的、在第2分束器BS2的第2面反射后的脉冲激光从第2循环光路LOP2离开而入射到高反射镜141。从第2分束器BS2入射到高反射镜141的脉冲激光按照高反射镜141、142、143的顺序反射,返回PO射束转向单元42的高反射镜44c。由高反射镜44c反射后的脉冲激光入射到OPS50。OPS50的动作如图1中说明的那样。
从OPS50出射的脉冲激光入射到未图示的曝光装置。确定入射到曝光装置的脉冲激光的射束发散度的条件,以使得在曝光装置中对被加工物实施适当的曝光。
在L-OPS100中的第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2中传播的脉冲激光一边在多个凹面镜111~116和凹面镜131~134反射一边传播,由此,射束截面的短边方向的射束发散度扩大,但是,射束截面的短边方向与长度方向相比,相对于曝光装置所要求的射束发散度的规格的余量大(有富余)。这是因为,从功率振荡器30输出的脉冲激光的射束截面的短边方向的射束发散度比长度方向的射束发散度小。
在实施方式1的激光装置2A中,通过射束旋转机构43、120使脉冲激光旋转为,相对于曝光装置的要求的余量较大的射束截面的短边方向与第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2各自的循环光路平面平行,而入射到第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2。
2.4作用/效果
根据实施方式1中的L-OPS100和包含该L-OPS100的激光装置2A,得到以下这种效果。
(1)脉冲激光通过L-OPS100的第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2,由此,能够大幅扩展脉冲宽度。根据激光装置2A,能够生成脉冲宽度被扩展后的激光,能够降低散斑对比度。
(2)利用射束旋转机构43、120使射束旋转,以使脉冲激光的射束截面的长度方向与第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2分别正交,由此,相对于规格的余量较大的射束截面的短边方向与包含传播光路的面平行,能够相对地降低射束发散度扩大的影响。
(3)将第2循环光路LOP2、使脉冲激光从高反射镜121入射到第2循环光路LOP2的入射光路、以及返回传播光路BOP配置于同一平面上,由此,能够减小L-OPS100的厚度方向(图2~图4中为H轴方向)的空间。
(4)将L-OPS100配置于激光装置2A的背面,由此,不从比较例1的激光装置2变更激光装置2A主体的全高(图3中为V轴方向的尺寸)即可。
(5)将L-OPS100配置于激光装置2A的背面,由此,组装性和调整性良好。
2.5变形例
在实施方式1中,说明了使脉冲激光从PO射束转向单元42入射到L-OPS100、且利用L-OPS100使脉冲宽度被扩展后的脉冲激光返回PO射束转向单元42的结构,但是,PO射束转向单元42的一部分或全部也可以包含在L-OPS100的结构中。例如,图4所示的射束旋转机构43也可以包含在L-OPS100的结构中。
在图4中,示出使用6枚凹面镜111~116构成第1循环光路LOP1的例子,但是,构成第1循环光路LOP1的凹面镜的枚数不限于该例子。优选构成第1循环光路LOP1的凹面镜的枚数是偶数枚,更加优选为4枚以上的偶数枚。
同样,在图4中,示出使用4枚凹面镜131~134构成第2循环光路LOP2的例子,但是,构成第2循环光路LOP2的凹面镜的枚数不限于该例子。优选构成第2循环光路LOP2的凹面镜的枚数是偶数枚,更加优选为4枚以上的偶数枚。
在设构成第1循环光路LOP1的凹面镜的枚数为2n枚时,构成第1循环光路LOP1的2n枚凹面镜被分成各n枚的凹面镜的列,n枚凹面镜的列彼此相互在Z轴方向上分开且面对地配置。在该面对的配置构造中的各个单侧的镜列中,n枚凹面镜在V轴方向上并排配置。这里的n是2以上的整数。
同样,在设构成第2循环光路LOP2的凹面镜的枚数为2m枚时,构成第2循环光路LOP2的2m枚凹面镜被分成各m枚的凹面镜的列,m枚凹面镜的列彼此相互在Z轴方向上分开且面对地配置。在该面对的配置构造中的各个单侧的镜列中,m枚凹面镜在V轴方向上并排配置。这里的m是2以上的整数。图4是n=3、m=2的例子。
3.实施方式2
3.1结构
图5是概略地示出实施方式2的L-OPS100B的结构的立体图。也可以代替图4中说明的L-OPS100而采用图5所示的L-OPS100B。关于图5所示的结构,对与图4不同之处进行说明。
图5所示的L-OPS100B代替图4中说明的6枚凹面镜111~116而具有8枚凹面镜111~118。凹面镜111~118形成第1循环光路LOP1B,该第1循环光路LOP1B成为供在第1分束器BS1反射后的脉冲激光传播的延迟光路。凹面镜111~118可以是各自的焦距大致相等的凹面镜。被配置成,在第1分束器BS1反射后的脉冲激光按照凹面镜111、112、113、114、115、116、117、118的顺序反射,射束再次在第1分束器BS1成像。
在图4中说明的L-OPS100中,使用6枚凹面镜111~116构成第1循环光路LOP1,与此相对,在图5所示的L-OPS100B中,使用8枚凹面镜111~118构成第1循环光路LOP1B。
即,在图5所示的L-OPS100B中,凹面镜111~118和凹面镜131~134被配置成,构成第1循环光路LOP1B的凹面镜是8枚,构成第2循环光路LOP2的凹面镜是4枚,在激光装置2A的长度方向上相互面对地配置的凹面镜的单侧的排列枚数分别各为偶数枚。
如图5所示,凹面镜111、117、113和115以及凹面镜118、112、116、114分别被配置成,在激光装置2A的长度方向(Z轴方向)的两端相互面对。凹面镜111、117、113、115按照凹面镜111、117、113、115的顺序沿着V轴方向排成一列而被配置于激光装置2A的长度方向的第1端部。凹面镜118、112、116、114按照凹面镜118、112、116、114的顺序沿着V轴方向排成一列而被配置于激光装置2A的长度方向的第2端部。凹面镜111和凹面镜118被配置于隔着第1分束器BS1对置的位置。被配置成,凹面镜117和凹面镜112对置,凹面镜113和凹面镜116对置,凹面镜115和凹面镜114对置。第1循环光路LOP1B被形成于与VZ平面平行的同一平面上。其他结构可以与图4所示的结构相同。
构成第2循环光路LOP2的凹面镜的枚数与图4同样是4枚,被配置成,在激光装置2A的长度方向上相互面对地配置的凹面镜的单侧的排列枚数各为偶数。
3.2动作
在第1循环光路LOP1B中,一边利用一对凹面镜使像反转,一边传播脉冲激光。图6是示意地示出一对凹面镜对脉冲激光的传播动作的图。在图6中,将一对凹面镜置换为一对凸透镜而示出。图6所示的凸透镜211和凸透镜212例如相当于凹面镜111和凹面镜112。
在图5所示的第1循环光路LOP1B的情况下,在Z轴方向上面对地配置的凹面镜111~118的单侧的凹面镜的枚数各为偶数,由此,使像反转的凹面镜的对的数量为偶数,在第1分束器BS1再次合流时的在第1循环光路LOP1B中传播的脉冲激光(环绕光)的像相对于透过第1分束器BS1后的0环绕的脉冲激光(通过光)不反转。即,配置偶数组使像反转的一对凹面镜即可,图5所示的凹面镜111~118是配置4组使像反转的一对凹面镜的例子。
第2循环光路LOP2也同样,在Z轴方向上面对地配置的凹面镜131~134的单侧的凹面镜的枚数各为偶数,由此,使像反转的凹面镜的对的数量为偶数,在第2分束器BS2再次合流时的在第2循环光路LOP2中传播的脉冲激光(环绕光)的像相对于透过第2分束器BS2后的0环绕的脉冲激光(通过光)不反转。图5所示的凹面镜131~134是配置2组使像反转的一对凹面镜的例子。
3.3作用/效果
根据实施方式2的L-OPS100B,在第1循环光路LOP1B和第2循环光路LOP2各自的循环光路中,循环光的像相对于通过光不反转,因此,循环光的指向也不会朝向与通过光的指向相反的方向,在循环光和通过光被重合时,能够抑制外观上的射束尺寸和发散度变大。
4.射束旋转机构的变形例1
4.1结构
图7示出射束旋转机构120的变形例1。也可以代替图4和图5所示的射束旋转机构120而采用图7所示的这种射束旋转机构123。
射束旋转机构123也可以由3枚以上的高反射镜构成。例如,射束旋转机构123也可以由4枚高反射镜124a、124b、124c和124d构成。
高反射镜124a被配置成,使通过图7中未示出的第1循环光路LOP1后的脉冲激光反射而入射到高反射镜124b。高反射镜124b被配置成,使在高反射镜124a反射后的脉冲激光反射而入射到高反射镜124c。高反射镜124c被配置成,使在高反射镜124b反射后的脉冲激光反射而入射到高反射镜124d。高反射镜124d被配置成,使在高反射镜124c反射后的脉冲激光反射而入射到图7中未示出的第2分束器BS2。高反射镜124a、124b、124c和124d各自的入射光和反射光所成的角度(入射角与反射角之和)例如可以是90度。
射束旋转机构123是本公开中的“第1射束旋转机构”的一例。高反射镜124a、124b、124c、124d是本公开中的构成“第1射束旋转机构”的“4枚以上的镜”的一例。
4.2动作
入射到高反射镜124a的脉冲激光按照高反射镜124a、124b、124c、124d的顺序反射而入射到第2分束器BS2。
射束旋转机构123与图4的射束旋转机构120相比,增加高反射镜的枚数,以不与未图示的其他设备发生干涉的方式传播脉冲激光,并且射束旋转机构123使脉冲激光旋转,以使第2循环光路LOP2中脉冲激光的射束截面的短边方向与循环光路平面平行。
4.3作用/效果
通过采用变形例1的射束旋转机构123,能够实现与周围的空间对应的适当的镜配置。
此外,根据变形例1的射束旋转机构123,能够以不与其他设备发生干涉的方式传播脉冲激光,并且能够以在第2循环光路LOP2中脉冲激光的射束截面的短边方向与循环光路平面平行的方式展开延迟光路。
5.射束旋转机构的变形例2
5.1结构
图8示出射束旋转机构120的变形例2。也可以代替图4和图5所示的射束旋转机构120而采用图8所示的这种射束旋转机构125。射束旋转机构125也可以由4枚高反射镜126a、126b、126c和126d构成。
构成射束旋转机构125的镜的入射光和反射光所成的角度也可以是90度以外。例如,高反射镜126b的入射光和反射光所成的角度、以及高反射镜126c的入射光和反射光所成的角度分别可以是45°。
高反射镜126a被配置成,使通过图8中未示出的第1循环光路LOP1后的脉冲激光反射而入射到高反射镜126b。高反射镜126b被配置成,使从高反射镜126a出射的脉冲激光以45度的反射角反射而入射到高反射镜126c。高反射镜126c被配置成,使从高反射镜126b出射的脉冲激光以反射角45度反射而入射到高反射镜126d。高反射镜126d被配置成,使从高反射镜126c出射的脉冲激光反射而入射到图8中未示出的第2分束器BS2。
射束旋转机构125是本公开中的“第1射束旋转机构”的一例。高反射镜126a、126b、126c、126d是本公开中的构成“第1射束旋转机构”的“4枚以上的镜”的一例。
5.2动作
入射到高反射镜126a的脉冲激光按照高反射镜126a、126b、126c、126d的顺序反射而入射到第2分束器BS2。
射束旋转机构125与图4的射束旋转机构120相比,增加高反射镜的枚数,以不与未图示的其他设备发生干涉的方式传播脉冲激光,并且射束旋转机构125使脉冲激光旋转,以使第2循环光路LOP2中脉冲激光的射束截面的短边方向与循环光路平面平行。
5.3作用/效果
变形例2的射束旋转机构125也与变形例1同样,能够实现与周围的空间对应的适当的镜配置。此外,根据变形例2的射束旋转机构125,能够以不与其他设备发生干涉的方式传播脉冲激光,并且能够以在第2循环光路LOP2中脉冲激光的射束截面的短边方向与循环光路平面平行的方式展开延迟光路。
6.实施方式3
6.1结构
图9是概略地示出实施方式3的激光装置2B的结构的俯视图,图10是概略地示出激光装置2B的结构的主视图。关于激光装置2B的结构,对与图2和图3所示的结构不同之处进行说明。
实施方式3的激光装置2B构成为,调换实施方式1中的脉冲激光对配置于激光装置2A的背面的L-OPS100的第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2的通过顺序。
代替L-OPS100而被配置于激光装置2B的背面的L-OPS100C的详细结构使用图11在后面叙述。
在L-OPS100C中,采用调换了在L-OPS100的第1循环光路LOP1和第2循环光路LOP2通过的顺序的结构,由此,入射到L-OPS100C的脉冲激光和从L-OPS100C出射的脉冲激光各自的射束截面的长度方向和短边方向的方向与L-OPS100的情况不同。因此,激光装置2B具有与PO射束转向单元40不同结构的PO射束转向单元45。
PO射束转向单元45包含高反射镜46a、高反射镜46b、高反射镜46c、高反射镜46d和高反射镜46e,以与L-OPS100C交换光。
高反射镜46a被配置成,使从功率振荡器30输出的脉冲激光反射而入射到高反射镜46b。高反射镜46b被配置成,使从高反射镜46a出射的脉冲激光反射而入射到高反射镜46c。高反射镜46c被配置成,使从高反射镜46b出射的脉冲激光反射而入射到L-OPS100C。高反射镜46d被配置成,使从L-OPS100C出射的脉冲激光反射而入射到高反射镜46e。高反射镜46e被配置成,使从高反射镜46d出射的脉冲激光入射到OPS50。
6.2动作
PO射束转向单元45通过高反射镜46a、46b、46c调整从功率振荡器30出射的脉冲激光的射束截面的长度方向和短边方向的朝向,朝向L-OPS100C出射脉冲激光。即,从功率振荡器30出射的脉冲激光按照高反射镜46a、46b和46c的顺序反射而入射到L-OPS100C。
由L-OPS100C扩展了脉冲宽度而从L-OPS100C朝向PO射束转向单元45出射的返回光(扩展脉冲激光)通过高反射镜46d和高反射镜46e调整射束截面的长度方向和短边方向的朝向而朝向OPS50出射。
6.3L-OPS的具体例
6.3.1结构
图11是概略地示出实施方式3的L-OPS100C的结构的立体图。关于图11所示的结构,对与图4所示的结构不同之处进行说明。
代替图4的射束旋转机构43而配置有高反射镜46a、46b和46c,通过高反射镜46a、46b和46c使来自功率振荡器30的脉冲激光反射,由此使脉冲激光入射到L-OPS100C。
此外,也可以省略图11所示的高反射镜46a、46b,利用1枚高反射镜46c使来自功率振荡器30的脉冲激光入射到L-OPS100C。
L-OPS100C代替图4的射束旋转机构120而仅配置有高反射镜128。高反射镜128被配置成,使从高反射镜46c出射的脉冲激光反射而入射到第2分束器BS2。
高反射镜141和高反射镜142构成用于将通过第2循环光路LOP2后的脉冲激光引导至第1循环光路LOP1的折返光路FOP。高反射镜141和高反射镜142是本公开中的“折返传播光学系统”的一例,折返光路FOP是本公开中的“被形成于折返传播光学系统内的光路”的一例。
此外,L-OPS100C代替图4的高反射镜143而配置有由高反射镜153和高反射镜154构成的射束旋转机构157。
第2分束器BS2被配置于高反射镜128与高反射镜141之间。或者,第2分束器BS2也可以配置于高反射镜142与高反射镜153之间的光路上。
各镜被配置成,第2循环光路LOP2以及由高反射镜128、高反射镜141、高反射镜142、高反射镜153和高反射镜154构成的脉冲激光的传播光路成为同一平面。
第1分束器BS1被配置于高反射镜154与高反射镜46d之间的光路上。
此外,代替图4的高反射镜44c而配置有由高反射镜46d和高反射镜46e构成的射束旋转机构47。
6.3.2动作
从功率振荡器30出射的脉冲激光经由高反射镜46a、46b、46c入射到高反射镜128,由高反射镜128反射而入射到第2分束器BS2。
入射到高反射镜46a的脉冲激光的射束截面的长度方向朝向V轴方向。由高反射镜46a、46b、46c反射而从高反射镜46c出射的脉冲激光的射束截面的长度方向朝向V轴方向。即,高反射镜46a~46c不使射束旋转地(以不旋转的方式)传播脉冲激光。
关于由高反射镜46a、46b、46c以不旋转的方式传播的射束,在第2循环光路LOP2中,脉冲激光的射束截面的长度方向朝向与第2循环光路平面正交的朝向。
由高反射镜46a、46b、46c和高反射镜128传播的脉冲激光入射到第2分束器BS2的第1面,在第2分束器BS2的第1面反射后的脉冲激光在第2循环光路LOP2中传播。透过第2分束器BS2的第1面后的脉冲激光和在第2循环光路LOP2中传播而在第2分束器BS2的第2面反射后的脉冲激光在高反射镜141、142反射后,入射到射束旋转机构157。
射束旋转机构157使脉冲激光旋转,以使得在第1循环光路LOP1中,脉冲激光的射束截面的长度方向与第1循环光路平面正交。
从射束旋转机构157的高反射镜154出射的脉冲激光入射到第1分束器BS1。在第1分束器BS1反射后的脉冲激光在第1循环光路LOP1中传播。在第1循环光路LOP1环绕后在第1分束器BS1反射后的脉冲激光(循环光)、以及不在第1循环光路LOP1环绕而透过第1分束器BS1后的脉冲激光(通过光)入射到射束旋转机构47。
入射到高反射镜46d的脉冲激光由高反射镜46d和高反射镜46e反射。高反射镜46d和高反射镜46e使射束旋转,以使从高反射镜46e出射的脉冲激光的射束截面的长度方向朝向V轴方向。在高反射镜46e反射后的脉冲激光入射到OPS50。
图11所示的第2循环光路LOP2是本公开中的“第1循环光路”的一例,图11所示的第1循环光路LOP1是本公开中的“第2循环光路”的一例。此外,图11所示的第2分束器BS2是本公开中的“第1分束器”的一例,图11所示的第1分束器BS1是本公开中的“第2分束器”的一例。图11所示的凹面镜131~134分别是本公开中的“第1凹面镜”的一例,图11所示的凹面镜111~116分别是本公开中的“第2凹面镜”的一例。射束旋转机构157是本公开中的“第1射束旋转机构”的一例。
6.4作用/效果
根据实施方式3的L-OPS100C和包含该L-OPS100C的激光装置2B,得到与实施方式1相同的作用/效果。此外,根据实施方式3的结构,与周围的空间对应的适当的配置的自由度增加。
6.5变形例
也可以代替图11所示的构成第1循环光路LOP1的凹面镜111~116,而使用图5中说明的构成第1循环光路LOP1B的凹面镜111~118。
7.关于电子器件的制造方法
图12概略地示出曝光装置80的结构例。曝光装置80包含照明光学系统804和投影光学系统806。照明光学系统804通过从激光装置2A入射的激光对被配置于掩模版台RT上的未图示的掩模版的掩模版图案进行照明。投影光学系统806对透过掩模版后的激光进行缩小投影,使其在被配置于工件台WT上的未图示的工件上成像。工件是被涂布了光致抗蚀剂的半导体晶片等感光基板。
曝光装置80使掩模版台RT和工件台WT同步地平行移动,由此在工件上曝光反映了掩模版图案的激光。在通过以上这种曝光工序在半导体晶片上转印掩模版图案后,经过多个工序,由此能够制造半导体器件。半导体器件是本公开中的“电子器件”的一例。不限于激光装置2A,也可以使用激光装置2B等。
8.其他
上述说明不是限制,而是简单的例示。因此,本领域技术人员明白能够在不脱离权利要求书的情况下对本公开的实施方式施加变更。此外,本领域技术人员还明白组合本公开的实施方式进行使用。
只要没有明确记载,则本说明书和权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如,“包含”、“有”、“具有”、“具备”等用语应该解释为“不将被记载的结构要素以外的结构要素的存在除外”。此外,修饰词“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外,“A、B和C中的至少一方”这样的用语应该解释为“A”、“B”、“C”、“A+B”、“A+C”、“B+C”或“A+B+C”。进而,应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (20)

1.一种脉冲宽度扩展装置,其具有:
第1延迟光学系统,其包含第1分束器和多个第1凹面镜,由所述第1分束器和所述多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;
第2延迟光学系统,其包含第2分束器和多个第2凹面镜,由所述第2分束器和所述多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与所述第1平面平行且与所述第1平面不同的第2平面上;以及
第1射束旋转机构,其被配置于所述第1延迟光学系统与所述第2延迟光学系统之间的光路上,使通过所述第1延迟光学系统后的脉冲激光的射束旋转,以使在所述第2循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与所述第2平面正交。
2.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述脉冲宽度扩展装置还具有返回传播光学系统,该返回传播光学系统传播通过所述第2延迟光学系统后的脉冲激光,
被形成于所述返回传播光学系统内的光路被形成于与所述第2平面为同一平面的平面上。
3.根据权利要求2所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述返回传播光学系统由多个镜构成。
4.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
在所述第1延迟光学系统的前级还具有第2射束旋转机构,
所述第2射束旋转机构使入射到所述第1延迟光学系统的脉冲激光的射束旋转,以使在所述第1循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与所述第1平面正交。
5.根据权利要求4所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第2射束旋转机构包含2枚以上的镜。
6.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第1延迟光学系统包含4枚以上的所述第1凹面镜。
7.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第1延迟光学系统配置有偶数组相互面对地配置的一对所述第1凹面镜。
8.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第2延迟光学系统包含4枚以上的所述第2凹面镜。
9.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第2延迟光学系统配置有偶数组相互面对地配置的一对所述第2凹面镜。
10.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第1射束旋转机构包含2枚以上的镜。
11.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第1射束旋转机构包含4枚以上的镜。
12.根据权利要求11所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
构成所述第1射束旋转机构的所述4枚以上的镜中的至少一个镜的入射光和反射光所成的角度是45度。
13.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述脉冲宽度扩展装置被配置于输出所述脉冲激光的激光装置的背面。
14.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
所述第1平面与重力方向平行。
15.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
设n和m分别为2以上的整数,
所述第1延迟光学系统包含2n枚所述第1凹面镜,
所述第2延迟光学系统包含2m枚所述第2凹面镜,
在设与所述第1平面正交的方向为第1轴方向,设与所述第1轴方向正交、且相互正交的2个方向为第2轴方向、第3轴方向的情况下,
关于所述2n枚所述第1凹面镜,各n枚所述第1凹面镜的列在所述第2轴方向上相互面对地配置,在各个单侧的所述第1凹面镜的列中,n枚所述第1凹面镜在所述第3轴方向上并排配置,
关于所述2m枚所述第2凹面镜,各m枚所述第2凹面镜的列在所述第2轴方向上相互面对地配置,在各个单侧的所述第2凹面镜的列中,m枚所述第2凹面镜在所述第3轴方向上并排配置。
16.根据权利要求15所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
脉冲激光从所述第1轴方向入射到所述第1分束器。
17.根据权利要求15所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
脉冲激光从所述第3轴方向入射到所述第1分束器。
18.根据权利要求1所述的脉冲宽度扩展装置,其中,
在所述第1分束器与所述第1射束旋转机构之间的光路上还具有折返传播光学系统,该折返传播光学系统传播通过所述第1延迟光学系统后的脉冲激光,
被形成于所述折返传播光学系统内的光路被形成于与所述第1平面为同一平面的平面上。
19.一种激光装置,其包含:
激光振荡器,其输出脉冲激光;以及
脉冲宽度扩展装置,其被配置于所述脉冲激光的光路上,
其中,
所述脉冲宽度扩展装置具有:
第1延迟光学系统,其包含第1分束器和多个第1凹面镜,由所述第1分束器和所述多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;
第2延迟光学系统,其包含第2分束器和多个第2凹面镜,由所述第2分束器和所述多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与所述第1平面平行且与所述第1平面不同的第2平面上;以及
第1射束旋转机构,其被配置于所述第1延迟光学系统与所述第2延迟光学系统之间的光路上,使通过所述第1延迟光学系统后的所述脉冲激光的射束旋转,以使在所述第2循环光路中行进的所述脉冲激光的射束截面形状的长度方向与所述第2平面正交。
20.一种电子器件的制造方法,其包含以下工序:
通过激光装置生成脉冲宽度被扩展后的激光;
将所述激光输出到曝光装置;以及
在所述曝光装置内在感光基板上曝光所述激光,以制造电子器件,
所述激光装置具有:
第1延迟光学系统,其包含第1分束器和多个第1凹面镜,由所述第1分束器和所述多个第1凹面镜构成的第1循环光路被形成于第1平面上;
第2延迟光学系统,其包含第2分束器和多个第2凹面镜,由所述第2分束器和所述多个第2凹面镜构成的第2循环光路被形成于与所述第1平面平行且与所述第1平面不同的第2平面上;以及
第1射束旋转机构,其被配置于所述第1延迟光学系统与所述第2延迟光学系统之间的光路上,使通过所述第1延迟光学系统后的所述脉冲激光的射束旋转,以使在所述第2循环光路中行进的脉冲激光的射束截面形状的长度方向与所述第2平面正交。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006186046A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Komatsu Ltd 光学パルスストレッチ装置およびこれを用いたパルスレーザ装置
JP2008277616A (ja) * 2007-05-01 2008-11-13 Gigaphoton Inc 露光用放電励起レーザ装置
CN102231472A (zh) * 2011-04-18 2011-11-02 电子科技大学 一种激光脉冲同步控制装置
CN109314365A (zh) * 2016-07-26 2019-02-05 极光先进雷射株式会社 激光系统
CN109672079A (zh) * 2018-12-03 2019-04-23 中国科学院光电技术研究所 一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法和装置
CN110024239A (zh) * 2017-01-26 2019-07-16 极光先进雷射株式会社 激光系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7643528B2 (en) * 2007-09-20 2010-01-05 Cymer, Inc. Immersion lithography laser light source with pulse stretcher
US8724203B2 (en) * 2011-12-12 2014-05-13 Corning Incorporated Variable pulse stretching length by variable beamsplitter reflectivity
US8755122B2 (en) * 2011-12-12 2014-06-17 Corning Incorporated Laser pulse stretching unit and method for using same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006186046A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Komatsu Ltd 光学パルスストレッチ装置およびこれを用いたパルスレーザ装置
JP2008277616A (ja) * 2007-05-01 2008-11-13 Gigaphoton Inc 露光用放電励起レーザ装置
CN102231472A (zh) * 2011-04-18 2011-11-02 电子科技大学 一种激光脉冲同步控制装置
CN109314365A (zh) * 2016-07-26 2019-02-05 极光先进雷射株式会社 激光系统
CN110024239A (zh) * 2017-01-26 2019-07-16 极光先进雷射株式会社 激光系统
CN109672079A (zh) * 2018-12-03 2019-04-23 中国科学院光电技术研究所 一种基于两级串联的准分子激光脉冲展宽方法和装置

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