CN117581429A - 激光装置和电子器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
激光装置具有：第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；光开关，其依次选择第1种子激光和第2种子激光中的一个，作为选择激光进行输出；第1脉冲化部，其使选择激光脉冲化而输出第1脉冲激光；波长转换部，其使用第1脉冲激光而将输出激光输出，波长转换部通过使用了第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光，通过使用了第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光；以及处理器，其对光开关依次选择第1种子激光和第2种子激光中的一个的时机进行控制。
Description
技术领域
本公开涉及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，从曝光用光源发射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，大约为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 Narrowing 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激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2013/0215916号说明书
专利文献2：国际公开第2017/046860号
专利文献3：美国专利申请公开第2019/0245321号说明书
专利文献4：国际公开第2021/015919号
发明内容
在本公开的1个观点中，激光装置具有：第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；光开关，其依次选择第1种子激光和第2种子激光中的一个，作为选择激光进行输出；第1脉冲化部，其使选择激光脉冲化而输出第1脉冲激光；波长转换部，其使用第1脉冲激光而将输出激光输出，波长转换部通过使用了第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光，通过使用了第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光；以及处理器，其对光开关依次选择第1种子激光和第2种子激光中的一个的时机进行控制。
在本公开的另1个观点中，激光装置具有：第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；第1脉冲化部，其使第1种子激光脉冲化而输出第1脉冲激光；第3脉冲化部，其使第2种子激光脉冲化而输出第3脉冲激光；光开关，其依次选择第1脉冲激光和第3脉冲激光中的一个，作为选择激光进行输出；波长转换部，其使用选择激光而将输出激光输出，波长转换部通过使用了第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光，通过使用了第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光；以及处理器，其对光开关依次选择第1脉冲激光和第3脉冲激光中的一个的时机进行控制。
本公开的1个观点的电子器件的制造方法包含以下步骤：通过激光装置生成输出激光，将输出激光输出到曝光装置，在曝光装置内在感光基板上曝光输出激光，以制造电子器件，激光装置具有：第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；光开关，其依次选择第1种子激光和第2种子激光中的一个，作为选择激光进行输出；第1脉冲化部，其使选择激光脉冲化而输出第1脉冲激光；波长转换部，其使用第1脉冲激光而将输出激光输出，波长转换部通过使用了第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光，通过使用了第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光；以及处理器，其对光开关依次选择第1种子激光和第2种子激光中的一个的时机进行控制。
本公开的另1个观点的电子器件的制造方法包含以下步骤：通过激光装置生成输出激光，将输出激光输出到曝光装置，在曝光装置内在感光基板上曝光输出激光，以制造电子器件，激光装置具有：第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；第1脉冲化部，其使第1种子激光脉冲化而输出第1脉冲激光；第3脉冲化部，其使第2种子激光脉冲化而输出第3脉冲激光；光开关，其依次选择第1脉冲激光和第3脉冲激光中的一个，作为选择激光进行输出；波长转换部，其使用选择激光而将输出激光输出，波长转换部通过使用了第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光，通过使用了第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光；以及处理器，其对光开关依次选择第1脉冲激光和第3脉冲激光中的一个的时机进行控制。
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概略地示出比较例中的曝光系统的结构。
图2概略地示出比较例中的激光装置的结构。
图3概略地示出第1实施方式中的激光装置的结构。
图4是第1实施方式中的激光装置的时序图。
图5是示出第1实施方式中的激光控制处理器的处理顺序的流程图。
图6是第1实施方式的第1变形例中的激光装置的时序图。
图7是示出第1变形例中的激光控制处理器的处理顺序的流程图。
图8是第1实施方式的第2变形例中的激光装置的时序图。
图9是示出第2变形例中的激光控制处理器的处理顺序的流程图。
图10是第1实施方式的第3变形例中的激光装置的时序图。
图11是示出第3变形例中的激光控制处理器的处理顺序的流程图。
图12概略地示出第2实施方式中的激光装置的结构。
图13是第2实施方式中的激光装置的时序图。
图14是示出第2实施方式中的激光控制处理器的处理顺序的流程图。
图15概略地示出第3实施方式中的激光装置的结构。
图16概略地示出第3实施方式的第1变形例中的波长转换部的结构。
图17概略地示出第3实施方式的第2变形例中的激光装置的结构。
图18概略地示出第4实施方式中的激光装置的结构。
图19概略地示出第4实施方式的第1变形例中的波长转换部的结构。
图20概略地示出第5实施方式中的激光装置的结构。
图21概略地示出第6实施方式中的激光装置的结构。
图22示出从与图21不同的方向观察图21所示的功率振荡器的状况。
具体实施方式
<内容>
1.比较例
1.1曝光系统
1.1.1结构
1.1.2动作
1.2激光装置
1.2.1结构
1.2.2动作
1.3比较例的课题
2.分别对第1种子激光和第2种子激光进行波长转换而进行双波长振荡的激光装置
2.1 结构
2.2 动作
2.3 处理顺序
2.4 作用
3.在脉冲的中途对波长进行切换的激光装置
3.1 动作
3.2 作用
4.能够对波长成分的光强度比进行调整的激光装置
4.1 动作
4.2 作用
5.对泵浦激光的脉冲能量进行调整的激光装置
5.1 动作
5.2 作用
6.包含第3种子激光器且进行多波长振荡的激光装置
6.1 结构
6.2 动作
6.3 处理顺序
6.4 作用
7.通过和频混合进行波长转换的激光装置
7.1 结构
7.2 动作
7.3 作用
8.与波长的切换同步地对非线性光学晶体的姿态进行变更的激光装置
8.1 结构和动作
8.2 作用
9.在光开关的上游侧配置有第1脉冲化部和第3脉冲化部的激光装置
9.1 结构和动作
9.2 作用
10.利用光参量放大器使选择激光脉冲化的激光装置
10.1 结构和动作
10.2 作用
11.与波长的切换同步地对非线性光学晶体的姿态进行变更的激光装置
12.包含放大器的激光装置
12.1 结构
12.2 动作
13.包含环形谐振器的激光装置
13.1 结构
13.2 动作
14.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
1.1曝光系统
图1概略地示出比较例中的曝光系统的结构。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。
曝光系统包含激光装置100和曝光装置200。在图1中简略地示出激光装置100。
激光装置100包含激光控制处理器130。激光控制处理器130是包含存储有控制程序的存储器132和执行控制程序的CPU(central processing unit：中央处理单元)131的处理装置。激光控制处理器130是为了执行本公开中包含的各种处理而特别地构成或被编程的。激光控制处理器130相当于本公开中的处理器。激光装置100构成为将输出激光Out朝向曝光装置200输出。
1.1.1结构
如图1所示，曝光装置200包含照明光学系统201、投影光学系统202和曝光控制处理器210。
照明光学系统201通过从激光装置100入射的输出激光Out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202对透过掩模版后的输出激光Out进行缩小投影，使其成像于被配置在工件台WT上的未图示的工件。工件是涂布有抗蚀剂膜的半导体晶片等感光基板。
曝光控制处理器210是包含存储有控制程序的存储器212和执行控制程序的CPU211的处理装置。曝光控制处理器210是为了执行本公开中包含的各种处理而特别地构成或被编程的。曝光控制处理器210对曝光装置200的控制进行总括。
1.1.2动作
曝光控制处理器210将包含目标波长λL、λS、和目标脉冲能量Et在内的各种参数以及触发信号TS发送到激光控制处理器130。激光控制处理器130按照这些参数和信号对激光装置100进行控制。
曝光控制处理器210使掩模版台RT和工件台WT同步地彼此向相反方向平行移动。由此，利用反映了掩模版图案的输出激光Out来曝光工件。
通过这种曝光工序在半导体晶片上转印掩模版图案。然后，能够经过多个工序来制造电子器件。
1.2激光装置
1.2.1结构
图2概略地示出比较例中的激光装置100的结构。在图2中简略地示出曝光装置200。
激光装置100除了包含激光控制处理器130以外，还包含激光腔10、充电器12、脉冲功率模块(PPM)13、窄带化模块14、输出耦合镜15和监视器模块17。窄带化模块14和输出耦合镜15构成光谐振器。
激光腔10被配置于光谐振器的光路上。在激光腔10设置有窗口10a和10b。
激光腔10在内部具有一对放电电极11a和11b。在激光腔10中封入有激光气体，该激光气体包含例如作为稀有气体的氩气或氪气、作为卤素气体的氟气、作为缓冲气体的氖气等。
充电器12保持用于向脉冲功率模块13供给的电能。脉冲功率模块13包含未图示的充电电容器和开关。充电器12与充电电容器连接。充电电容器与放电电极11a连接。放电电极11b与接地电位连接。
窄带化模块14包含多个棱镜14a和14b以及光栅14c。
棱镜14a和14b按照棱镜14a和14b的顺序被配置于从窗口10a出射的光束的光路上。棱镜14b能够通过旋转台14d而绕与V轴平行的轴旋转。
光栅14c被配置于透过棱镜14a和14b后的光束的光路上。光栅14c的槽的方向与V轴平行。
输出耦合镜15由部分反射镜构成。
在从输出耦合镜15输出的输出激光Out的光路上配置有分束器16，分束器16使输出激光Out的一部分以高透射率透过，使另外一部分反射。在被分束器16反射后的输出激光Out的光路上配置有监视器模块17。
1.2.2动作
激光控制处理器130从曝光控制处理器210取得包含目标波长λL和λS以及目标脉冲能量Et的各种参数，并且接收触发信号TS。激光控制处理器130将基于触发信号TS的振荡触发信号OS发送到脉冲功率模块13。脉冲功率模块13中包含的开关在从激光控制处理器130接收到振荡触发信号OS后成为接通状态。在开关成为接通状态后，脉冲功率模块13利用充电器12所充的电能生成脉冲状的高电压，将该高电压施加给放电电极11a。
在对放电电极11a施加高电压后，在放电电极11a和11b之间的放电空间产生放电。通过该放电的能量，激光腔10内的激光气体被激励而向高能级跃迁。然后，被激励的激光气体向低能级跃迁时，发射与该能级差对应的波长的光。
激光腔10内产生的光作为光束而经由窗口10a和10b向激光腔10的外部出射。从窗口10a出射的光束分别通过棱镜14a和14b在与垂直于V轴的面即HZ面平行的面内扩大射束宽度。透过棱镜14a和14b后的光束入射到光栅14c。
入射到光栅14c的光束被光栅14c的多个槽反射，并且向与光的波长对应的方向衍射。光栅14c被进行利特罗配置，以使从棱镜14b入射到光栅14c的光束的入射角和期望波长的衍射光的衍射角一致。
棱镜14a和14b使从光栅14c返回的光的射束宽度在与HZ面平行的面内缩小，并且使该光束经由窗口10a返回到激光腔10的内部。
输出耦合镜15使从窗口10b出射的光束中的一部分透过，使另外一部分反射而返回到激光腔10。
这样，从激光腔10出射的光束在窄带化模块14与输出耦合镜15之间往复。该光束每当通过激光腔10内的放电空间时被放大。此外，该光束每当通过窄带化模块14折返时被窄带化。这样进行激光振荡而被窄带化的光束作为输出激光Out从输出耦合镜15输出。
监视器模块17计测输出激光Out的脉冲能量和波长，将计测出的脉冲能量和波长发送到激光控制处理器130。
透过分束器16后的输出激光Out入射到曝光装置200。
激光控制处理器130根据从曝光控制处理器210接收到的目标脉冲能量Et对充电器12的充电电压进行控制。充电电压的控制包含基于由监视器模块17计测出的脉冲能量的反馈控制。
激光控制处理器130根据从曝光控制处理器210接收到的目标波长λL和λS，经由未图示的驱动器对旋转台14d进行控制。棱镜14b的姿态根据旋转台14d的旋转角度而变化。由此，入射到光栅14c的光束的入射角发生变化，由窄带化模块14选择的波长发生变化。旋转台14d的控制包含基于由监视器模块17计测出的波长的反馈控制。按照每多个脉冲对目标波长λL和λS进行切换，由此，输出激光Out的波长按照每多个脉冲周期性地变化。这样，激光装置100能够进行双波长振荡。或者，激光装置100使输出激光Out的波长在目标波长λL和λS之间多等级地变化，由此能够进行多波长振荡。
曝光装置200中的焦距依赖于输出激光Out的波长。进行双波长振荡或多波长振荡而入射到曝光装置200的输出激光Out能够在输出激光Out的光路轴的方向上在多个不同的位置处成像，因此，能够实质上增大焦点深度。例如，在对膜厚较大的抗蚀剂膜进行曝光的情况下，也能够维持抗蚀剂膜的厚度方向上的成像性能。
1.3比较例的课题
如比较例那样，为了通过旋转台14d的控制来切换输出激光Out的波长，需要根据输出激光Out的重复频率来增大旋转台14d的旋转速度。即，在以目标波长λL输出了输出激光Out的1个脉冲后、要以目标波长λS输出下一个脉冲的情况下，如果旋转台14d的旋转来不及，则无法以目标波长λS进行输出。在无法准确地控制输出激光Out的波长时，有时曝光性能降低。
2.分别对第1种子激光和第2种子激光进行波长转换而进行双波长振荡的激光装置
2.1结构
图3概略地示出第1实施方式中的激光装置100a的结构。激光装置100a包含激光控制处理器130、第1种子激光器41和第2种子激光器42、光开关50、第1脉冲化部60以及波长转换部80。
激光控制处理器130和曝光装置200的结构与比较例中对应的结构相同。激光控制处理器130从曝光装置200接收与比较例相同的各种参数和触发信号TS。
第1种子激光器41和第2种子激光器42分别由半导体激光器等固体激光器构成。第1种子激光器41构成为输出具有第1振荡波长λ1的连续振荡的第1种子激光Sd1。第2种子激光器42构成为输出具有第2振荡波长λ2的连续振荡的第2种子激光Sd2。波长λ1和λ2稍微不同，波长λ1例如为773.600+αnm，波长λ2例如为773.600+βnm。波长λ1和λ2分别为700nm以上且800nm以下的范围，波长λ1和λ2之差也可以为1pm以上且110pm以下。也可以将α设为0.000nm，将β设为0.004nm。
光开关50构成为依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个，作为选择激光St进行输出。在从激光控制处理器130接收的第1选择信号SS1为接通的情况下，光开关50选择第1种子激光Sd1，在从激光控制处理器130接收的第2选择信号SS2为接通的情况下，光开关50选择第2种子激光Sd2。这样，光开关50依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个的时机由激光控制处理器130来控制。
光开关50可以是使用了机械的光路切换机构的光开关、利用了电光效应的光开关、利用了热光效应的光开关、或使用了半导体光波导的光开关。机械的光路切换机构也可以由MEMS(micro electro mechanical system：微机电系统)构成。第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的由光开关50选择出的选择激光St入射到第1脉冲化部60。未被选择的激光也可以入射到未图示的激光遮断器。
第1脉冲化部60包含泵浦激光器60a和掺钛蓝宝石晶体60b。泵浦激光器60a例如包含YLF(yttrium lithium fluoride：氟化钇锂)激光器，构成为在从激光控制处理器130接收到振荡触发信号OS的情况下，输出脉冲状的泵浦激光Pu。掺钛蓝宝石晶体60b是被配置于选择激光St的光路上的激光晶体。掺钛蓝宝石晶体60b构成为在被泵浦激光Pu激励时，对选择激光St进行放大，并且使其脉冲化。由此，第1脉冲化部60使选择激光St脉冲化而输出第1脉冲激光Lb1。在未被泵浦激光Pu激励时入射到掺钛蓝宝石晶体60b的选择激光St此后也可以入射到未图示的激光遮断器。
第1脉冲激光Lb1的波长与被脉冲化的时机的选择激光St的波长相等，例如，1个脉冲的波长可为773.600+αnm，另1个脉冲的波长可为773.600+βnm。第1脉冲激光Lb1的脉冲时间宽度与泵浦激光Pu的脉冲时间宽度相等，例如为10ns以上且40ns以下。
波长转换部80包含非线性光学晶体，该非线性光学晶体用于进行使用了第1脉冲激光Lb1的波长转换而将输出激光Out输出。非线性光学晶体例如包含LBO(lithiumtriborate：三硼酸锂)的晶体LBO1和KBBF(Potassium beryllium fluoroborate：氟硼酸铍钾)的晶体KBBF。
在将第1种子激光Sd1的波长λ1设为773.600nm的情况下，晶体LBO1将波长为773.600nm的光波长转换为其2次谐波即波长为386.800nm的光。晶体KBBF将波长为386.800nm的光波长转换为其2次谐波即波长为193.400nm的输出激光Out。
在将第2种子激光Sd2的波长λ2设为773.604nm的情况下，晶体LBO1和晶体KBBF将波长为773.604nm的光波长转换为波长为193.401nm的输出激光Out。对波长λ2进行波长转换而得到的波长的图示被省略。
波长193.400nm是本公开中的第1转换波长的一例，波长193.401nm是本公开中的第2转换波长的一例。
如上所述，波长转换部80通过使用了近红外线的波长λ1的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光Out，通过使用了近红外线的波长λ2的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光Out。第1转换波长和第2转换波长成为与ArF准分子激光装置的输出波长大致相等的波长。
2.2动作
图4是第1实施方式中的激光装置100a的时序图。横轴表示时间T，纵向的虚线分别表示利用该虚线连接的事件大致同时发生。第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2、选择激光St、泵浦激光Pu和输出激光Out各自的纵轴表示光强度I。触发信号TS、振荡触发信号OS、第1选择信号SS1和第2选择信号SS2各自的纵轴表示信号强度，各个信号强度能够取接通和断开这2个值中的任意一方。
第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2是在彼此相等的光强度I下具有不同的波长λ1和λ2的连续振荡的激光。
从作为外部装置的曝光装置200接收的触发信号TS是以大致固定的时间间隔为接通的脉冲状的信号。
振荡触发信号OS从触发信号TS的接收时机起以时间A生成，被发送到第1脉冲化部60的泵浦激光器60a。
第1选择信号SS1和第2选择信号SS2是如如果一方为接通则另一方为断开那样交替地反复接通断开的信号。从振荡触发信号OS的发送时机起以时间B进行第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开的切换，被发送到光开关50。
这样，第1脉冲化部60和光开关50以触发信号TS的接收时机为基准被控制。
选择激光St是光强度I大致固定的激光，在第1选择信号SS1为接通的期间内具有波长λ1，在第2选择信号SS2为接通的期间内具有波长λ2。
泵浦激光Pu是每当泵浦激光器60a接收到振荡触发信号OS而生成的脉冲状的激光。泵浦激光Pu的生成时机由时间A来控制。
泵浦激光Pu入射到掺钛蓝宝石晶体60b，由此生成第1脉冲激光Lb1。在第1脉冲激光Lb1中包含的1个脉冲的生成结束后、在下一个脉冲的生成开始之前，进行选择激光St的波长的切换。选择激光St的波长的切换时机由时间B来控制。
输出激光Out是第1脉冲激光Lb1入射到波长转换部80而生成的脉冲状的激光。输出激光Out中包含的脉冲p1、p3和p5是在选择激光St的波长为λ1的期间内生成的，具有(λ1)/4的波长。输出激光Out中包含的脉冲p2和p4是在选择激光St的波长为λ2的期间内生成的，具有(λ2)/4的波长。
波长(λ1)/4是本公开中的第1转换波长的一例，波长(λ2)/4是本公开中的第2转换波长的一例。
这里，说明了对第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开进行切换以按照每1个脉冲来切换输出激光Out的波长的情况，但是，本公开不限于此。也可以以将输出激光Out中包含的Na个连续的脉冲的波长设为第1转换波长、将接下来的Nb个连续的脉冲的波长设为第2转换波长的方式，设定第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开的切换频度。Na和Nb分别为自然数，可以是相同的数，也可以是不同的数。也可以通过Na与Nb之比对一定期间内的具有第1转换波长的输出激光Out的累计能量与具有第2转换波长的输出激光Out的累计能量之比进行调整。
2.3处理顺序
图5是示出第1实施方式中的激光控制处理器130的处理顺序的流程图。
在S11中，激光控制处理器130开始进行第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的连续振荡。
在S12中，激光控制处理器130使第1选择信号SS1为接通。
在S13中，激光控制处理器130判定是否接收到触发信号TS。在未接收触发信号TS的情况下(S13：否)，激光控制处理器130待机到接收到触发信号TS为止。在接收到触发信号TS的情况下(S13：是)，激光控制处理器130使处理进入S14。
在S14中，激光控制处理器130从触发信号TS的接收时机起以时间A将振荡触发信号OS发送到第1脉冲化部60，使泵浦激光器60a进行振荡。
在S15中，激光控制处理器130判定第1选择信号SS1是否为接通。在第1选择信号SS1为接通的情况下(S15：是)，激光控制处理器130使处理进入S17。在第1选择信号SS1为断开的情况下(S15：否)，激光控制处理器130使处理进入S22。
在S17中，激光控制处理器130从振荡触发信号OS的发送时机起以时间B使第1选择信号SS1为断开，使第2选择信号SS2为接通。在S17之后，激光控制处理器130使处理进入S23。
在S22中，激光控制处理器130从振荡触发信号OS的发送时机起以时间B使第2选择信号SS2为断开，使第1选择信号SS1为接通。在S22之后，激光控制处理器130使处理进入S23。
在S23中，激光控制处理器130判定是否结束激光振荡。在不结束激光振荡的情况下(S23：否)，激光控制处理器130使处理返回S13。在结束激光振荡的情况下(S23：是)，激光控制处理器130结束本流程图的处理。
2.4作用
根据第1实施方式，通过光开关50依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个，在脉冲化后进行波长转换。由此，光开关50能够高速地进行动作，因此，能够高速地切换输出激光Out中包含的第1转换波长和第2转换波长。此外，第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2是连续振荡的激光、且能量稳定，因此，能够期待输出激光Out的脉冲能量也稳定。
根据第1实施方式，以触发信号TS的接收时机为基准对光开关50和第1脉冲化部60进行控制。由此，能够高精度地使光开关50和第1脉冲化部60的动作同步。
3.在脉冲的中途切换波长的激光装置
3.1动作
图6是第1实施方式的第1变形例中的激光装置100a的时序图。图7是示出第1变形例中的激光控制处理器130的处理顺序的流程图。第1变形例的结构与图3所示的结构相同。
第1变形例与图3～图5所示的例子的不同之处在于第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开的切换时机。
如图7的S17b、S22b所示，从振荡触发信号OS的发送时机起以时间C进行第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开的切换。时间C是比时间B短的时间。如图6所示，设定时间C，以使得在泵浦激光Pu的脉冲的中途进行第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开的切换。由此，第1脉冲激光Lb1的各个脉冲的脉冲时间波形成为包含由第1种子激光Sd1构成的部分和由第2种子激光Sd2构成的部分的波形。也可以设定时间C，以使得在成为泵浦激光Pu的脉冲时间波形的峰值的时机进行第1选择信号SS1和第2选择信号SS2的接通断开的切换。
输出激光Out中包含的脉冲p1和p3各自的脉冲时间波形的前半部分具有(λ1)/4的波长，后半部分具有(λ2)/4的波长。输出激光Out中包含的脉冲p2和p4各自的脉冲时间波形的前半部分具有(λ2)/4的波长，后半部分具有(λ1)/4的波长。
光开关50的切换所需要的时间例如为数ns。如果将第1脉冲激光Lb1的脉冲时间宽度设为40ns，则足够在脉冲的中途切换输出激光Out的波长。
3.2作用
根据第1实施方式的第1变形例，对光开关50选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个的时机进行控制，以使第1脉冲激光Lb1的各个脉冲的脉冲时间波形包含由第1种子激光Sd1构成的部分和由第2种子激光Sd2构成的部分。由此，1个脉冲包含多个波长成分，因此，能够以更高的频度进行波长的切换。
关于其他方面，第1变形例与图3～图5所示的例子相同。
4.能够对波长成分的光强度比进行调整的激光装置
4.1动作
图8是第1实施方式的第2变形例中的激光装置100a的时序图。图9是示出第2变形例中的激光控制处理器130的处理顺序的流程图。第2变形例的结构与图3所示的结构相同。
第2变形例与第1变形例的不同之处在于第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的光强度比。
如图9的S11c所示，激光控制处理器130开始进行第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的连续振荡，并且对第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的光强度比进行调整。例如，如图8所示，被调整为，与第1种子激光Sd1相比，第2种子激光Sd2的光强度I较小。该情况下，关于选择激光St，与选择了波长λ1的第1种子激光Sd1的期间相比，选择了波长λ2的第2种子激光Sd2的期间的光强度I较小。
在以与第1变形例相同的时机切换了光开关50的情况下，与第1脉冲激光Lb1的各个脉冲的脉冲时间波形中的由第1种子激光Sd1构成的部分相比，由第2种子激光Sd2构成的部分的光强度I较小。
由此，能够对激光装置100a进行控制，以使累计能量在输出激光Out中的第1转换波长的波长成分和第2转换波长的波长成分中不同。
在图8和图9中，说明了对第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的光强度比进行调整的情况，但是，本公开不限于此。也可以对光开关50进行控制，以使选择了第1种子激光Sd1时的光开关50的透射率和选择了第2种子激光Sd2时的光开关50的透射率不同。该情况下，即使第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的光强度比相同，也得到与图8相同的选择激光St和输出激光Out。
4.2作用
根据第1实施方式的第2变形例，对第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的光强度比进行调整，以使累计能量在输出激光Out中的第1转换波长的波长成分和第2转换波长的波长成分中不同。由此，能够对抗蚀剂膜的厚度方向上的成像性能的分布进行调整。
在第2变形例中，也可以对光开关50进行控制，以使选择了第1种子激光Sd1时的光开关50的透射率和选择了第2种子激光Sd2时的光开关50的透射率不同。由此，即使第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的光强度相同，也能够响应于波长的切换而使选择激光St的光强度I变化。因此，能够对激光装置100a进行控制，以使累计能量在输出激光Out中的第1转换波长的波长成分和第2转换波长的波长成分中不同，能够对抗蚀剂膜的厚度方向上的成像性能的分布进行调整。
关于其他方面，第2变形例与第1变形例相同。
5.对泵浦激光的脉冲能量进行调整的激光装置
5.1动作
图10是第1实施方式的第3变形例中的激光装置100a的时序图。图11是示出第3变形例中的激光控制处理器130的处理顺序的流程图。第3变形例的结构与图3所示的结构相同。
第3变形例与图3～图5所示的例子的不同之处在于，对泵浦激光Pu的脉冲能量进行切换。
例如，如图10所示，对泵浦激光器60a进行控制，使得与选择了第1种子激光Sd1时的泵浦激光Pu的脉冲能量相比，选择了第2种子激光Sd2时的泵浦激光Pu的脉冲能量较小。由此，与输出激光Out中包含的脉冲p1、p3和p5的脉冲能量相比，输出激光Out中包含的脉冲p2和p4的脉冲能量较小。
如图11所示，在第3变形例中，根据第1选择信号SS1是否为接通(S15)，泵浦激光器60a的控制不同。即，没有图5所示的S14，而在第1选择信号SS1为接通的情况下(S15：是)，激光控制处理器130在S17之前使处理进入S16d。在第1选择信号SS1为断开的情况下(S15：否)，激光控制处理器130在S22之前使处理进入S21d。
在S16d中，激光控制处理器130从触发信号TS的接收时机起以时间A将振荡触发信号OS发送到第1脉冲化部60，使泵浦激光器60a以脉冲能量E1进行振荡。
在S21d中，激光控制处理器130从触发信号TS的接收时机起以时间A将振荡触发信号OS发送到第1脉冲化部60，使泵浦激光器60a以脉冲能量E2进行振荡。E1和E2具有不同的值。
5.2作用
根据第1实施方式的第3变形例，对泵浦激光器60a进行控制，以使得与光开关50选择第1种子激光Sd1时的泵浦激光Pu的脉冲能量E1相比，光开关50选择第2种子激光Sd2时的泵浦激光Pu的脉冲能量E2较小。由此，能够对激光装置100a进行控制，以使累计能量在输出激光Out中的第1转换波长的波长成分和第2转换波长的波长成分中不同，能够对抗蚀剂膜的厚度方向上的成像性能的分布进行调整。
关于其他方面，第3变形例与图3～图5所示的例子相同。
6.包含第3种子激光器且进行多波长振荡的激光装置
6.1结构
图12概略地示出第2实施方式中的激光装置100e的结构。激光装置100e除了包含第1种子激光器41和第2种子激光器42以外，还包含第3种子激光器43。
第3种子激光器43例如是半导体激光器等固体激光器，构成为输出具有第3振荡波长λ3的连续振荡的第3种子激光Sd3。波长λ3与波长λ1和λ2均稍微不同，例如为773.600+γnm。也可以将γ设为0.008nm。
光开关51构成为依次选择第1种子激光Sd1～第3种子激光Sd3中的一个，作为选择激光St进行输出。在从激光控制处理器130接收的第3选择信号SS3为接通的情况下，光开关51选择第3种子激光Sd3。光开关51依次选择第1种子激光Sd1～第3种子激光Sd3中的一个的时机由激光控制处理器130来控制。关于其他方面，光开关51与光开关50(参照图3)相同。
第1脉冲化部60的结构与第1实施方式中对应的结构相同。
波长转换部80进行使用了第1脉冲激光Lb1的波长转换，而将输出激光Out输出。
在将第3种子激光Sd3的波长λ3设为773.608nm的情况下，波长转换部80中包含的晶体LBO1和晶体KBBF将波长λ3的光波长转换为波长为193.402nm的输出激光Out。对波长λ3进行波长转换而得到的波长的图示被省略。波长193.402nm是本公开中的第3转换波长的一例。
6.2动作
图13是第2实施方式中的激光装置100e的时序图。在图13中，对图4追加了第3种子激光Sd3和第3选择信号SS3。
第3种子激光Sd3是在与第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2相等的光强度I下具有与第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2不同的波长λ3的连续振荡的激光。
第1选择信号SS1～第3选择信号SS3是一个一个依次为接通的信号，如果1个为接通，则另外2个为断开。从振荡触发信号OS的发送时机起以时间B进行第1选择信号SS1～第3选择信号SS3的接通断开的切换，并发送到光开关51。
选择激光St在第1选择信号SS1为接通的期间内具有波长λ1，在第2选择信号SS2为接通的期间内具有波长λ2，在第3选择信号SS3为接通的期间内具有波长λ3。
输出激光Out中包含的脉冲p1和p4是在选择激光St的波长为λ1的期间内生成的，具有(λ1)/4的波长。输出激光Out中包含的脉冲p2和p5是在选择激光St的波长为λ2的期间内生成的，具有(λ2)/4的波长。输出激光Out中包含的脉冲p3是在选择激光St的波长为λ3的期间内生成的，具有(λ3)/4的波长。
波长(λ3)/4是本公开中的第3转换波长的一例。
6.3处理顺序
图14是示出第2实施方式中的激光控制处理器130的处理顺序的流程图。
在S11e中，激光控制处理器130开始进行第1种子激光Sd1～第3种子激光Sd3的连续振荡。
S12～S17的处理与图5所示的例子相同。
在S15中第1选择信号SS1为断开的情况下(S15：否)，激光控制处理器130使处理进入S18e。
在S18e中，激光控制处理器130判定第2选择信号SS2是否为接通。在第2选择信号SS2为接通的情况下(S18e：是)，激光控制处理器130使处理进入S20e。在第2选择信号SS2为断开的情况下(S18e：否)，激光控制处理器130使处理进入S22e。
在S20e中，激光控制处理器130从振荡触发信号OS的发送时机起以时间B使第2选择信号SS2为断开，使第3选择信号SS3为接通。在S20e之后，激光控制处理器130使处理进入S23。
在S22e中，激光控制处理器130从振荡触发信号OS的发送时机起以时间B使第3选择信号SS3为断开，使第1选择信号SS1为接通。在S22e之后，激光控制处理器130使处理进入S23。
S23的处理与图5所示的例子相同。
6.4作用
根据第2实施方式，通过光开关51依次选择第1种子激光Sd1～第3种子激光Sd3中的一个，脉冲化后进行波长转换。由此，包含3个波长峰值的输出激光Out被输出到曝光装置200，因此，在抗蚀剂膜中得到较深的焦点深度。
关于其他方面，第2实施方式与第1实施方式或其变形例相同。
7.通过和频混合进行波长转换的激光装置
7.1结构
图15概略地示出第3实施方式中的激光装置100f的结构。激光装置100f中，代替第1种子激光器41和第2种子激光器42、第1脉冲化部60以及波长转换部80而包含第1种子激光器46和第2种子激光器47、第1脉冲化部61以及波长转换部83。激光装置100f还包含第4种子激光器44、能量放大部70和第2脉冲化部62。
从第1种子激光器46和第2种子激光器47分别输出的第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的波长λ1和λ2分别例如为1030.000+αnm和1030.000+βnm。波长λ1和λ2分别为1029nm以上且1032nm以下的范围，波长λ1和λ2之差也可以为1pm以上且110pm以下。也可以将α设为0.000nm，将β设为0.008nm。
第1脉冲化部61包含未图示的驱动电路、电光元件和偏振片。驱动电路按照振荡触发信号OS，生成施加给电光元件的驱动信号。电光元件是透射光的偏振状态根据驱动信号而变化的元件。偏振片被配置于透过电光元件后的透射光的光路上。在振荡触发信号OS为断开后，驱动信号为断开，透过电光元件后的透射光被偏振片遮断，入射到未图示的激光遮断器。在振荡触发信号OS为接通后，驱动信号以一定时间为接通，透过电光元件后的透射光透过偏振片。由此，第1脉冲化部61从选择激光St中切出第1脉冲激光Lb1。第1脉冲激光Lb1的脉冲时间宽度由驱动信号的脉冲时间宽度来控制，例如为10ns以上且40ns以下。第1脉冲激光Lb1入射到能量放大部70。
能量放大部70例如可以是添加了镱的光纤激光放大器，也可以是包含添加了镱的YAG(yttrium aluminum garnet：钇铝石榴石)晶体的放大器。不是由第1脉冲化部61对选择激光St进行放大，而是由能量放大部70对第1脉冲激光Lb1进行放大，使其入射到波长转换部83。
第4种子激光器44例如是半导体激光器等固体激光器，构成为输出具有第4振荡波长λ4的连续振荡的第4种子激光Sd4。波长λ4例如为1553nm。
第2脉冲化部62包含被配置于第4种子激光Sd4的光路上的光参量放大器62f。光参量放大器62f包含PPLN(periodically poled lithium niobate：周期性极化铌酸锂)晶体。
波长转换部83包含非线性光学晶体，该非线性光学晶体用于进行使用了第1脉冲激光Lb1和第2脉冲激光Lb2的波长转换而将输出激光Out输出。非线性光学晶体例如包含LBO晶体LBO2、CLBO(caesium lithium borate：硼酸铯锂)晶体CLBO1、CLBO2和CLBO3。波长转换部83还包含分色镜81和82。分色镜81被配置于晶体LBO2与晶体CLBO1之间，分色镜82被配置于晶体CLBO1与晶体CLBO2之间。晶体CLBO2或CLBO3相当于本公开中的第1非线性光学晶体。
7.2动作
第2脉冲化部62使第4种子激光Sd4脉冲化，朝向波长转换部83输出第2脉冲激光Lb2。第2脉冲激光Lb2的波长与第4种子激光Sd4的波长相等，例如为1553nm。
晶体LBO2位于第1脉冲化部61与分色镜81之间的第1脉冲激光Lb1的光路上。晶体LBO2相当于本公开中的第2非线性光学晶体。
在将波长λ1设为1030.000nm、将波长λ2设为1030.008nm时，晶体LBO2朝向分色镜81输出具有1030.000nm或1030.008nm的波长的基波成分和具有515.000nm或515.004nm的波长的2次谐波成分。在以下的说明中，有时不区分波长λ1和λ2而统一用概数表示。
分色镜81使波长为1030nm的基波成分朝向光参量放大器62f反射，使波长为515nm的2次谐波成分经由晶体CLBO1朝向晶体CLBO2透过，由此使第1脉冲激光Lb1分支。分色镜81相当于本公开中的分束器。
光参量放大器62f根据从分色镜81接收到的第1脉冲激光Lb1的入射时机生成第2脉冲激光Lb2，并将第2脉冲激光Lb2经由分色镜82朝向晶体CLBO2输出。第2脉冲激光Lb2的脉冲时间宽度与第1脉冲激光Lb1的脉冲时间宽度相等，例如为10ns以上且40ns以下。分色镜82相当于本公开中的射束组合器。
晶体CLBO1位于分色镜81与晶体CLBO2之间的第1脉冲激光Lb1的光路上。晶体CLBO1相当于本公开中的第3非线性光学晶体。
晶体CLBO1将波长为515nm的光波长转换为其2次谐波即波长为257.5nm的光，朝向分色镜82输出。
分色镜82使从晶体CLBO1输出的波长为257.5nm的第1脉冲激光Lb1透过，使从光参量放大器62f输出的波长为1553nm的第2脉冲激光Lb2反射。由此，分色镜82使第1脉冲激光Lb1和第2脉冲激光Lb2光路一致地入射到晶体CLBO2。
晶体CLBO2输出波长为1553nm的光作为基波成分，并且，通过波长为1553nm的光与波长为257.5nm的光的和频混合，如下式那样输出波长为220.9nm的光，使被输出的这些光入射到晶体CLBO3。
1/(1/1553+1/257.5)≒220.9
晶体CLBO3通过波长为1553nm的光与波长为220.9nm的光的和频混合，如下式那样输出波长为193.4nm的输出激光Out。
1/(1/1553+1/220.9)≒193.4
波长193.4nm是本公开中的第1转换波长的一例。这样，波长转换部83通过使用了近红外线的波长λ1和λ4的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光Out。波长转换部83通过使用了近红外线的波长λ2和λ4的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光Out。在将波长λ1与波长λ2之差设为8pm的情况下，第1转换波长与第2转换波长之差大约成为1pm。第1转换波长和第2转换波长成为与ArF准分子激光装置的输出波长大致相等的波长。
7.3作用
根据第3实施方式，波长转换部83不仅使用第1脉冲激光Lb1，还使用使第4种子激光Sd4脉冲化而得到的第2脉冲激光Lb2进行波长转换。由此，波长转换的自由度提高，能够得到期望的转换波长。
根据第3实施方式，第2脉冲化部62根据被分色镜81分支后的第1脉冲激光Lb1入射到第2脉冲化部62的时机输出第2脉冲激光Lb2。由此，能够高精度地控制第2脉冲激光Lb2的输出时机。
根据第3实施方式，在第1脉冲化部61与分色镜81之间配置有晶体LBO2。由此，能够将从晶体LBO2输出的基波成分和高次谐波成分中的基波成分用于第2脉冲化部62的控制，将高次谐波成分用于基于波长转换部83的短波长化。因此，能够有效地利用第1脉冲激光Lb1的脉冲能量。
根据第3实施方式，波长转换部83包含晶体CLBO1和分色镜82。由此，能够得到期望的转换波长。
关于其他方面，第3实施方式与第1实施方式或其变形例相同。或者，也可以与第2实施方式同样，不仅使用依次选择第1种子激光Sd1～第3种子激光Sd3中的一个进行脉冲化而得到的第1脉冲激光Lb1，还使用第2脉冲激光Lb2进行波长转换。
8.与波长的切换同步地对非线性光学晶体的姿态进行变更的激光装置
8.1结构和动作
图16概略地示出第3实施方式的第1变形例中的波长转换部83f的结构。波长转换部83f代替图15所示的波长转换部83而被设置于激光装置100f。在波长转换部83f中，沿着第1脉冲激光Lb1的光路配置的晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3分别被保持架90、91、92和93支承，构成为能够通过驱动机构90d、91d、92d和93d而旋转。驱动机构90d、91d、92d和93d由激光控制处理器130来控制。晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3的旋转轴也可以与第1脉冲激光Lb1的光路轴垂直。
通过光开关50对第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的切换，入射到波长转换部83f的第1脉冲激光Lb1的波长λ1和λ2进行切换。波长发生变化，由此，晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3进行波长转换所需要的相位匹配条件发生变化。当第1转换波长和第2转换波长的波长差较大为1pm以上时，相位匹配条件的变化也变大。因此，优选对第1脉冲激光Lb1相对于晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3的入射角进行调整，以适合于相位匹配条件。与光开关50依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个的时机同步地进行晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3的姿态的变化。
8.2作用
根据第3实施方式的第1变形例，波长转换部83f包含使晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3分别旋转的驱动机构90d、91d、92d和93d。与光开关50切换第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的时机同步地，对驱动机构90d、91d、92d和93d进行控制。由此，能够与由于波长的切换而引起的相位匹配条件的变化相匹配地，对第1脉冲激光Lb1向晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3入射的入射角进行调整。
关于其他方面，第3实施方式的第1变形例与图15所示的例子相同。
9.在光开关的上游侧配置有第1脉冲化部和第3脉冲化部的激光装置
9.1结构和动作
图17概略地示出第3实施方式的第2变形例中的激光装置100g的结构。激光装置100g包含被配置于第2种子激光Sd2的光路上的第3脉冲化部63。第1脉冲化部61被配置于第1种子激光Sd1的光路上。
光开关52被配置于被第1脉冲化部61和第3脉冲化部63脉冲化而得到的第1脉冲激光Lb1和第3脉冲激光Lb3的光路上。光开关52构成为依次选择第1脉冲激光Lb1和第3脉冲激光Lb3中的一个，作为脉冲状的选择激光St进行输出。关于其他方面，光开关52与光开关50(参照图3)相同。
关于其他方面，第3实施方式的第2变形例与图15所示的例子相同。但是，第2变形例与图15所示的例子的不同之处在于，在能量放大部70和波长转换部83的动作中，代替使用第1脉冲激光Lb1而使用选择激光St。
9.2作用
根据第3实施方式的第2变形例，使第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2分别脉冲化而设为第1脉冲激光Lb1和第3脉冲激光Lb3，通过光开关52依次选择第1脉冲激光Lb1和第3脉冲激光Lb3中的一个，进行波长转换。由此，光开关52能够高速地进行动作，因此，能够高速地切换输出激光Out中包含的第1转换波长和第2转换波长。此外，第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2是连续振荡的激光、且能量稳定，因此，能够期待输出激光Out的脉冲能量也稳定。
根据第2变形例，波长转换部83不仅使用依次选择第1脉冲激光Lb1和第3脉冲激光Lb3中的一个而得到的选择激光St，还使用使第4种子激光Sd4脉冲化而得到的第2脉冲激光Lb2进行波长转换。由此，波长转换的自由度提高，能够得到期望的转换波长。
根据第2变形例，第2脉冲化部62根据被分色镜81分支后的选择激光St入射到第2脉冲化部62的时机输出第2脉冲激光Lb2。由此，能够高精度地控制第2脉冲激光Lb2的输出时机。
10.利用光参量放大器使选择激光脉冲化的激光装置
10.1结构和动作
图18概略地示出第4实施方式中的激光装置100h的结构。激光装置100h包含第1种子激光器48、第2种子激光器49和第4种子激光器45、光开关53、第1脉冲化部66和第2脉冲化部67、能量放大部70、波长转换部83以及激光控制处理器130。
第1种子激光器48和第2种子激光器49分别例如由半导体激光器等固体激光器构成。第1种子激光器48构成为输出具有第1振荡波长λ1的连续振荡的第1种子激光Sd1。第2种子激光器49构成为输出具有第2振荡波长λ2的连续振荡的第2种子激光Sd2。波长λ1例如为1553.00+αnm，波长λ2例如为1553.00+βnm。波长λ1和λ2分别可以为1490nm以上且1557nm以下的范围，波长λ1和λ2之差也可以为1pm以上且110pm以下。也可以将α设为-0.20nm，将β设为-0.16nm。
光开关53构成为依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个，作为选择激光St进行输出。在从激光控制处理器130接收的第1选择信号SS1为接通的情况下，光开关53选择第1种子激光Sd1，在从激光控制处理器130接收的第2选择信号SS2为接通的情况下，光开关53选择第2种子激光Sd2。这样，光开关53依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个的时机由激光控制处理器130来控制。
入射到光开关53的第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的被选择出的选择激光St入射到第1脉冲化部66。关于其他方面，光开关53与光开关50(参照图3)相同。
第1脉冲化部66包含被配置于选择激光St的光路上的光参量放大器62f。光参量放大器62f的结构和动作与图15所示的例子相同。
第1脉冲化部66使选择激光St脉冲化，朝向波长转换部83输出第1脉冲激光Lb1。
第4种子激光器45例如为半导体激光器等固体激光器，构成为输出具有第4振荡波长λ4的连续振荡的第4种子激光Sd4。波长λ4例如为1030nm。第4种子激光Sd4入射到第2脉冲化部67。
第2脉冲化部67包含未图示的驱动电路、电光元件和偏振片。驱动电路、电光元件和偏振片的结构和动作与图15所示的第1脉冲化部61中包含的驱动电路、电光元件和偏振片的结构和动作相同。但是，第2脉冲化部67从第4种子激光Sd4中切出第2脉冲激光Lb2。第2脉冲激光Lb2入射到能量放大部70。
能量放大部70和波长转换部83的结构和动作与图15所示的例子相同。但是，在图15和图18中，第1脉冲激光Lb1和第2脉冲激光Lb2进行调换。
波长转换部83通过使用了近红外线的波长λ1和λ4的波长转换而输出具有第1转换波长的输出激光Out，通过使用了近红外线的波长λ2和λ4的波长转换而输出具有第2转换波长的输出激光Out。在将波长λ1与波长λ2之差设为40pm的情况下，第1转换波长与第2转换波长之差大约成为1pm。第1转换波长和第2转换波长成为与ArF准分子激光装置的输出波长大致相等的波长。
10.2作用
根据第4实施方式，第1脉冲化部66根据被分色镜81分支后的第2脉冲激光Lb2入射到第1脉冲化部66的时机输出第1脉冲激光Lb1。由此，能够高精度地控制第1脉冲激光Lb1的输出时机。
根据第4实施方式，在第2脉冲化部67与分色镜81之间配置有晶体LBO2。由此，能够将从晶体LBO2输出的基波成分和高次谐波成分中的基波成分用于第1脉冲化部66的控制，将高次谐波成分用于基于波长转换部83的短波长化。因此，能够有效地利用第2脉冲激光Lb2的脉冲能量。
根据第4实施方式，波长转换部83包含晶体CLBO1和分色镜82。由此，能够得到期望的转换波长。
关于其他方面，第4实施方式与第3实施方式相同。
11.与波长的切换同步地对非线性光学晶体的姿态进行变更的激光装置
图19概略地示出第4实施方式的第1变形例中的波长转换部83h的结构。波长转换部83h代替图18所示的波长转换部83而被设置于激光装置100h。在波长转换部83h中，沿着第2脉冲激光Lb2的光路配置的晶体LBO2、CLBO1、CLBO2和CLBO3分别被保持架90、91、92、和93支承。这些晶体中的、沿着第1脉冲激光Lb1的光路配置的晶体CLBO2和CLBO3分别构成为能够通过驱动机构92d和93d而旋转。驱动机构92d和93d由激光控制处理器130来控制。晶体CLBO2和CLBO3的旋转轴也可以与第1脉冲激光Lb1的光路轴垂直。
通过光开关53对第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2的切换，入射到波长转换部83h的第1脉冲激光Lb1的波长λ1和λ2进行切换。波长发生变化，由此，晶体CLBO2和CLBO3进行波长转换所需要的相位匹配条件发生变化。当第1转换波长和第2转换波长的波长差较大为1pm以上时，相位匹配条件的变化也变大。因此，优选对第1脉冲激光Lb1相对于晶体CLBO2和CLBO3的入射角进行调整，以适合于相位匹配条件。与光开关53依次选择第1种子激光Sd1和第2种子激光Sd2中的一个的时机同步地进行晶体CLBO2和CLBO3的姿态的变化。
关于其他方面，第4实施方式的第1变形例与图18所示的例子相同。
12.包含放大器的激光装置
12.1结构
图20概略地示出第5实施方式中的激光装置100i的结构。激光装置100i包含主振荡器MO、放大器PA以及高反射镜27和28。作为主振荡器MO，使用第1实施方式～第4实施方式中的激光装置100a、100e、100f和100h以及它们的变形例中的任意一方。
放大器PA是包含激光腔20、充电器22、脉冲功率模块23、凹面柱面镜24和凸面柱面镜25的ArF准分子激光装置。激光腔20、被设置于该激光腔20的窗口20a和20b、一对放电电极21a和21b、充电器22以及脉冲功率模块23的结构与参照图2说明的激光装置100中对应的结构相同。
在从主振荡器MO输出、被高反射镜27和28反射而通过激光腔20后的输出激光Out的光路上配置有凸面柱面镜25。
在被凸面柱面镜25反射而再次通过激光腔20后的输出激光Out的光路上配置有凹面柱面镜24。
12.2动作
从主振荡器MO输出而入射到放大器PA的输出激光Out在通过激光腔20内的放电空间后，被凸面柱面镜25反射，并且被赋予与凸面柱面镜25的曲率对应的射束扩展角。该输出激光Out再次通过激光腔20内的放电空间。
被凸面柱面镜25反射而通过激光腔20后的脉冲激光被凹面柱面镜24反射，并且返回到大致平行光。该输出激光Out再一次通过激光腔20内的放电空间。
对放电电极21a施加高电压，以使得在输出激光Out从主振荡器MO入射到激光腔20时，在激光腔20内的放电空间中开始放电。输出激光Out通过凸面柱面镜25和凹面柱面镜24扩大射束宽度，在3次通过放电空间的期间内被放大，作为输出激光Out2被输出到激光装置100i的外部。
根据第5实施方式，对输出激光Out的射束宽度进行扩大并放大，由此，能够朝向曝光装置200输出具有高脉冲能量的输出激光Out2。
13.包含环形谐振器的激光装置
13.1结构
图21概略地示出第6实施方式中的激光装置100j的结构。图22示出从与图21不同的方向观察图21所示的功率振荡器PO的状况。激光装置100j包含主振荡器MO、功率振荡器PO以及高反射镜27和28。作为主振荡器MO，使用第1实施方式～第4实施方式中的激光装置100a、100e、100f和100h以及它们的变形例中的任意一方。
功率振荡器PO是包含激光腔30、充电器32、脉冲功率模块33、高反射镜34a～34c、输出耦合镜35和高反射镜29的ArF准分子激光装置。激光腔30、被设置于该激光腔30的窗口30a和30b、一对放电电极31a和31b、充电器32以及脉冲功率模块33的结构与参照图2说明的激光装置100中对应的结构相同。
输出耦合镜35和高反射镜34a被配置于激光腔30的外侧、且窗口30a的附近。高反射镜34b和34c被配置于激光腔30的外侧、且窗口30b的附近。在放电电极31a和31b之间的放电空间中，从高反射镜34a到高反射镜34b为止的光路和从高反射镜34c到输出耦合镜35为止的光路交叉。
13.2动作
从主振荡器MO输出的输出激光Out被高反射镜27、28和29依次反射，从功率振荡器PO的谐振器的外侧沿着大致-H方向入射到输出耦合镜35。经由输出耦合镜35入射到谐振器的输出激光Out被高反射镜34a、34b和34c依次反射，在通过放电空间时被放大，从谐振器的内侧沿着Z方向入射到输出耦合镜35。
沿着Z方向入射到输出耦合镜35的光的一部分沿着大致-H方向被反射，再次被高反射镜34a、34b和34c反射而被放大。沿着Z方向入射到输出耦合镜35的光的另外一部分透过，作为输出激光Out2朝向曝光装置200输出。
根据第6实施方式，不容易产生从功率振荡器PO朝向主振荡器MO的返回光，因此，能够使主振荡器MO稳定地进行动作。
14.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)
1.一种激光装置，其具有：
第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；
第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；
光开关，其依次选择所述第1种子激光和所述第2种子激光中的一个，作为选择激光进行输出；
第1脉冲化部，其使所述选择激光脉冲化而输出第1脉冲激光；
波长转换部，其使用所述第1脉冲激光而将输出激光输出，所述波长转换部通过使用了所述第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的所述输出激光，通过使用了所述第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的所述输出激光；以及
处理器，其对所述光开关依次选择所述第1种子激光和所述第2种子激光中的一个的时机进行控制。
2.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述处理器从外部装置接收触发信号，以所述触发信号的接收时机为基准对所述光开关和所述第1脉冲化部进行控制。
3.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述处理器对所述光开关依次选择所述第1种子激光和所述第2种子激光中的一个的时机进行控制，以使所述第1脉冲激光的各个脉冲的脉冲时间波形包含由所述第1种子激光构成的部分和由所述第2种子激光构成的部分。
4.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述处理器对所述第1种子激光和所述第2种子激光的光强度比进行调整，以使累计能量在所述输出激光中的所述第1转换波长的波长成分和所述第2转换波长的波长成分中不同。
5.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述处理器对所述光开关进行控制，以使选择了所述第1种子激光时的所述光开关的透射率和选择了所述第2种子激光时的所述光开关的透射率不同。
6.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述第1脉冲化部包含激光晶体和泵浦激光器，该激光晶体对所述选择激光进行放大，该泵浦激光器输出用于对所述激光晶体进行激励的脉冲状的泵浦激光，
所述处理器对所述泵浦激光器进行控制，以使所述光开关选择所述第1种子激光时的所述泵浦激光的脉冲能量和所述光开关选择所述第2种子激光时的所述泵浦激光的脉冲能量不同。
7.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述激光装置还具有第3种子激光器，该第3种子激光器输出具有第3振荡波长的连续振荡的第3种子激光，
所述光开关依次选择所述第1种子激光、所述第2种子激光和所述第3种子激光中的一个，作为所述选择激光进行输出，
所述波长转换部通过使用了所述第3振荡波长的波长转换而输出具有第3转换波长的所述输出激光，
所述处理器对所述光开关依次选择所述第1种子激光、所述第2种子激光和所述第3种子激光中的一个的时机进行控制。
8.根据权利要求1所述的激光装置，其中，
所述激光装置还具有：
第4种子激光器，其输出具有第4振荡波长的连续振荡的第4种子激光；以及
第2脉冲化部，其使所述第4种子激光脉冲化而输出第2脉冲激光，
所述波长转换部还使用所述第2脉冲激光，通过使用了所述第1振荡波长和所述第4振荡波长的波长转换而输出具有所述第1转换波长的所述输出激光，通过使用了所述第2振荡波长和所述第4振荡波长的波长转换而输出具有所述第2转换波长的所述输出激光。
9.根据权利要求8所述的激光装置，其中，
所述波长转换部包含第1非线性光学晶体、以及使所述第1脉冲激光朝向所述第1非线性光学晶体和所述第2脉冲化部分支的分束器，
所述第2脉冲化部根据所述第1脉冲激光的入射时机，朝向所述第1非线性光学晶体输出所述第2脉冲激光。
10.根据权利要求9所述的激光装置，其中，
所述波长转换部还包含第2非线性光学晶体，该第2非线性光学晶体被配置于所述第1脉冲化部与所述分束器之间的所述第1脉冲激光的光路上。
11.根据权利要求10所述的激光装置，其中，
所述波长转换部还包含：
第3非线性光学晶体，其被配置于所述分束器与所述第1非线性光学晶体之间的所述第1脉冲激光的光路上；以及
射束组合器，其使从所述第3非线性光学晶体输出的所述第1脉冲激光和从所述第2脉冲化部输出的所述第2脉冲激光入射到所述第1非线性光学晶体。
12.根据权利要求8所述的激光装置，其中，
所述波长转换部包含多个非线性光学晶体和驱动机构，该多个非线性光学晶体沿着所述第1脉冲激光的光路配置，该驱动机构能够使所述多个非线性光学晶体中的至少1个非线性光学晶体旋转来变更所述第1脉冲激光的入射角，
所述处理器与所述光开关依次选择所述第1种子激光和所述第2种子激光中的一个的时机同步地对所述驱动机构进行控制。
13.根据权利要求8所述的激光装置，其中，
所述波长转换部包含第1非线性光学晶体、以及使所述第2脉冲激光朝向所述第1非线性光学晶体和所述第1脉冲化部分支的分束器，
所述第1脉冲化部根据所述第2脉冲激光的入射时机，朝向所述第1非线性光学晶体输出所述第1脉冲激光。
14.根据权利要求13所述的激光装置，其中，
所述波长转换部还包含第2非线性光学晶体，该第2非线性光学晶体被配置于所述第2脉冲化部与所述分束器之间的所述第2脉冲激光的光路上。
15.根据权利要求14所述的激光装置，其中，
所述波长转换部还包含：
第3非线性光学晶体，其被配置于所述分束器与所述第1非线性光学晶体之间的所述第2脉冲激光的光路上；以及
射束组合器，其使从所述第3非线性光学晶体输出的所述第2脉冲激光和从所述第1脉冲化部输出的所述第1脉冲激光入射到所述第1非线性光学晶体。
16.一种激光装置，其具有：
第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；
第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；
第1脉冲化部，其使所述第1种子激光脉冲化而输出第1脉冲激光；
第3脉冲化部，其使所述第2种子激光脉冲化而输出第3脉冲激光；
光开关，其依次选择所述第1脉冲激光和所述第3脉冲激光中的一个，作为选择激光进行输出；
波长转换部，其使用所述选择激光而将输出激光输出，所述波长转换部通过使用了所述第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的所述输出激光，通过使用了所述第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的所述输出激光；以及
处理器，其对所述光开关依次选择所述第1脉冲激光和所述第3脉冲激光中的一个的时机进行控制。
17.根据权利要求16所述的激光装置，其中，
所述激光装置还具有：
第4种子激光器，其输出具有第4振荡波长的连续振荡的第4种子激光；以及
第2脉冲化部，其使所述第4种子激光脉冲化而输出第2脉冲激光，
所述波长转换部还使用所述第2脉冲激光，通过使用了所述第1振荡波长和所述第4振荡波长的波长转换而输出具有所述第1转换波长的所述输出激光，通过使用了所述第2振荡波长和所述第4振荡波长的波长转换而输出具有所述第2转换波长的所述输出激光。
18.根据权利要求17所述的激光装置，其中，
所述波长转换部包含第1非线性光学晶体、以及使所述选择激光朝向所述第1非线性光学晶体和所述第2脉冲化部分支的分束器，
所述第2脉冲化部根据所述选择激光的入射时机，朝向所述第1非线性光学晶体输出所述第2脉冲激光。
19.一种电子器件的制造方法，其包含以下步骤：
通过激光装置生成输出激光，
将所述输出激光输出到曝光装置，
在所述曝光装置内在感光基板上曝光所述输出激光，以制造电子器件，
所述激光装置具有：
第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；
第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；
光开关，其依次选择所述第1种子激光和所述第2种子激光中的一个，作为选择激光进行输出；
第1脉冲化部，其使所述选择激光脉冲化而输出第1脉冲激光；
波长转换部，其使用所述第1脉冲激光输出所述输出激光，所述波长转换部通过使用了所述第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的所述输出激光，通过使用了所述第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的所述输出激光；以及
处理器，其对所述光开关依次选择所述第1种子激光和所述第2种子激光中的一个的时机进行控制。
20.一种电子器件的制造方法，其包含以下步骤：
通过激光装置生成输出激光，
将所述输出激光输出到曝光装置，
在所述曝光装置内在感光基板上曝光所述输出激光，以制造电子器件，
所述激光装置具有：
第1种子激光器，其输出具有第1振荡波长的连续振荡的第1种子激光；
第2种子激光器，其输出具有第2振荡波长的连续振荡的第2种子激光；
第1脉冲化部，其使所述第1种子激光脉冲化而输出第1脉冲激光；
第3脉冲化部，其使所述第2种子激光脉冲化而输出第3脉冲激光；
光开关，其依次选择所述第1脉冲激光和所述第3脉冲激光中的一个，作为选择激光进行输出；
波长转换部，其使用所述选择激光输出所述输出激光，所述波长转换部通过使用了所述第1振荡波长的波长转换而输出具有第1转换波长的所述输出激光，通过使用了所述第2振荡波长的波长转换而输出具有第2转换波长的所述输出激光；以及
处理器，其对所述光开关依次选择所述第1脉冲激光和所述第3脉冲激光中的一个的时机进行控制。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/029287 WO2023013025A1 (ja) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
Publications (1)
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