WO2023112308A1 - レーザシステム、パルスレーザ光の生成方法、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

レーザシステム、パルスレーザ光の生成方法、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2023112308A1
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WO
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light
pulsed laser
laser light
laser
wavelength
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Application number
PCT/JP2021/046744
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English (en)
French (fr)
Inventor
誠二 野極
貴幸 小山内
Original Assignee
ギガフォトン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser system, a method of generating pulsed laser light, and a method of manufacturing an electronic device.
  • a KrF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs laser light with a wavelength of about 193 nm are used.
  • the spectral line width of the spontaneous oscillation light of the KrF excimer laser device and the ArF excimer laser device is as wide as 350-400 pm. Therefore, if the projection lens is made of a material that transmits ultraviolet light, such as KrF and ArF laser light, chromatic aberration may occur. As a result, resolution can be reduced. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser light output from the gas laser device to such an extent that the chromatic aberration can be ignored. Therefore, in the laser resonator of the gas laser device, a line narrowing module (LNM) including a band narrowing element (etalon, grating, etc.) is provided in order to narrow the spectral line width.
  • LNM line narrowing module
  • a gas laser device whose spectral line width is narrowed will be referred to as a band-narrowed gas laser device.
  • a laser system includes a first laser that outputs a continuous wave first laser beam, and a variable light intensity that outputs a first pulsed laser beam by pulsing the first laser beam.
  • a modulator for widening the spectral linewidth of the first laser beam or the first pulsed laser beam according to the modulation signal; and an optical fiber for amplifying the first pulsed laser beam and outputting the second pulsed laser beam.
  • the fourth nonlinear crystal receives the first sum-frequency beam and the third pulsed laser beam to output the second sum-frequency beam
  • the modulation signal is controlled so as to obtain the fifth pulsed laser beam having the commanded target spectral line width
  • the second laser beam is controlled so as to obtain the fifth pulsed laser beam having the commanded target center wavelength.
  • a processor for controlling the center wavelength of the.
  • a method for generating pulsed laser light includes: a first laser outputting a continuous wave first laser light; and a light intensity variable device pulsing the first laser light. outputting a first pulsed laser beam; widening a spectral linewidth of the first laser beam or the first pulsed laser beam by a modulator according to a modulation signal; Amplifying the light and outputting a second pulsed laser beam; A second laser with a variable central wavelength outputting a continuous wave second laser beam; and an Optical Parametric Amplifier generating pulses of the second laser beam.
  • the processor controls the modulation signal so as to obtain a fifth pulsed laser beam having a target spectral linewidth commanded by an external device; and controlling the center wavelength of the second laser light so
  • a method for manufacturing an electronic device includes a first laser that outputs a continuous wave first laser beam, and a first pulsed laser beam by pulsing the first laser beam.
  • a modulator that widens the spectral line width of the first laser light or the first pulsed laser light according to the modulation signal; and a second pulsed laser light that amplifies the first pulsed laser light.
  • a wavelength converter for outputting a fourth pulsed laser light using the second pulsed laser light and the third pulsed laser light, the first nonlinear crystal and the second nonlinear crystal, a third nonlinear crystal, and a fourth nonlinear crystal.
  • the nonlinear crystal outputs the second harmonic light when the first harmonic light is input, and the third nonlinear crystal receives the second harmonic light and the third pulsed laser light.
  • the first sum-frequency light and the third pulsed laser light are output, and the fourth nonlinear crystal receives the first sum-frequency light and the third pulsed laser light, thereby outputting the first sum-frequency light and the third pulsed laser light.
  • a wavelength converter that outputs a fourth pulsed laser beam that is the sum frequency light of 2; an amplifier that amplifies the fourth pulsed laser beam and outputs a fifth pulsed laser beam; a target spectral line width and a target center; receives a command with a wavelength, controls a modulation signal so as to obtain a fifth pulsed laser beam having a commanded target spectral line width, and obtains a fifth pulsed laser beam having a commanded target center wavelength. and a processor for controlling the center wavelength of the second laser light, to generate a fifth pulsed laser light by a laser system, output the fifth pulsed laser light to an exposure apparatus, and manufacture an electronic device, exposing a photosensitive substrate to a fifth pulsed laser beam in an exposure device;
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a laser system according to a comparative example.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of a laser system according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of spectral linewidth control performed in the laser system according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of center wavelength control performed in the laser system according to the first embodiment;
  • FIG. 5 schematically shows the configuration of a laser system according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of spectral linewidth control performed in the laser system according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 7 schematically shows the configuration of a laser system according to Embodiment 2.
  • FIG. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the modulated signal generator.
  • FIG. 9 is a graph showing the spectral linewidth and typical spectral shape of laser light output from the optical phase modulator when the cutoff frequency fc of the variable low-pass filter is changed.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an example of spectral linewidth control applied to the laser system according to the second embodiment.
  • 11 is a graph showing an example of the spectrum of laser light output from the optical frequency modulator according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 12 schematically shows a configuration example of an exposure apparatus.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of a laser system 2 according to a comparative example.
  • the comparative examples of the present disclosure are forms known by the applicant to be known only by the applicant, and not known examples to which the applicant admits.
  • the laser system 2 shown in FIG. 1 is a solid-state laser system using a semiconductor laser that generates pulsed laser light with a wavelength of 194.3 nm and amplifies the pulsed laser light with an excimer amplifier.
  • the numerical values of the wavelengths described in this specification are representative values, and the wavelengths are not limited to the numerical values described, and may be wavelengths in the vicinity of the numerical values of the wavelengths. For example, a description of a wavelength of 194.3 nm implies a wavelength of approximately 194.3 nm unless otherwise specified.
  • the laser system 2 includes a solid-state laser system 10, an excimer amplifier 20, a monitor module 30, and a laser controller 40.
  • the solid-state laser system 10 includes a first semiconductor laser 101, a second semiconductor laser 102, a first semiconductor optical amplifier (SOA) 111, a second semiconductor optical amplifier 112, and a first It includes an optical fiber amplifier 121 , a second optical fiber amplifier 122 and a wavelength converter 130 .
  • the first semiconductor laser 101 is denoted as "semiconductor laser 1”
  • the first semiconductor optical amplifier 111 is denoted as "SOA1".
  • the first semiconductor laser 101 is, for example, a semiconductor laser that continuously oscillates at a wavelength of 1030 nm and oscillates in a single longitudinal mode.
  • the second semiconductor laser 102 is, for example, a semiconductor laser that continuously oscillates at a wavelength of 1553 nm and oscillates in a single longitudinal mode.
  • the first semiconductor laser 101 and the second semiconductor laser 102 are distributed feedback laser diodes (DFB-LD) or distributed reflection laser diodes (DBR-LD), Alternatively, an external cavity type DBR laser may be used.
  • DFB-LD distributed feedback laser diodes
  • DBR-LD distributed reflection laser diodes
  • an external cavity type DBR laser may be used.
  • the first semiconductor optical amplifier 111 pulsates and amplifies continuous wave laser light output from the first semiconductor laser 101 .
  • the second semiconductor optical amplifier 112 pulsates and amplifies continuous wave laser light output from the second semiconductor laser 102 .
  • the first optical fiber amplifier 121 amplifies the energy of the pulsed laser light output from the first semiconductor optical amplifier 111 .
  • the second optical fiber amplifier 122 amplifies the energy of the pulsed laser light output from the second semiconductor optical amplifier 112 .
  • the first optical fiber amplifier 121 and the second optical fiber amplifier 122 may be Yb fiber amplifiers or Yb-YAG crystals.
  • the pulsed laser beam amplified by the first optical fiber amplifier 121 is, for example, a first high-reflection mirror HR1, a second high-reflection mirror HR2, a third high-reflection mirror HR3, and a fourth high-reflection mirror HR3.
  • the light is reflected by the mirror HR4 and introduced into the wavelength conversion section 130 .
  • the wavelength converter 130 converts near-infrared wavelength laser light output from the first semiconductor laser 101 and the second semiconductor laser 102 into ultraviolet wavelength laser light.
  • the near-infrared wavelength is 780 nm to 2500 nm
  • the ultraviolet wavelength is 150 nm to 380 nm.
  • the wavelength conversion unit 130 includes an LBO crystal 132, a first CLBO crystal 141, a first dichroic mirror DC1, a second CLBO crystal 142, a second dichroic mirror DC2, and a third dichroic mirror DC3.
  • a fourth dichroic mirror DC4 a fifth highly reflective mirror HR5, a sixth highly reflective mirror HR6, a third CLBO crystal 143, and a fifth dichroic mirror DC5.
  • LBO is represented by the chemical formula LiB 3 O 5 .
  • CLBO is represented by the chemical formula CsLiB 6 O 10 .
  • Each of the LBO and CLBO crystals is a nonlinear crystal for wavelength conversion.
  • the term “nonlinear crystal” is synonymous with “nonlinear optical crystal”.
  • the LBO crystal 132 is arranged so that the pulsed laser light with a wavelength of 1030 nm output from the first optical fiber amplifier 121 is incident thereon.
  • the first CLBO crystal 141 is arranged so that the pulsed laser light with a wavelength of 515 nm from the LBO crystal 132 is incident thereon.
  • the first dichroic mirror DC1 is arranged between the first CLBO crystal 141 and the second CLBO crystal 142, highly reflects the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm from the second optical fiber amplifier 122, is coated with a film that highly transmits pulsed laser light with a wavelength of 257.5 nm from the CLBO crystal 141 of .
  • the second CLBO crystal 142 is arranged so that the pulsed laser light with a wavelength of 257.5 nm transmitted through the first dichroic mirror DC1 and the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm reflected by the first dichroic mirror DC1 are incident. .
  • the second dichroic mirror DC2 is arranged between the second CLBO crystal 142 and the third dichroic mirror DC3, and the pulsed laser light (the third pulsed laser light PL3 ) and highly transmit pulse laser light with a wavelength of 257.5 nm and pulse laser light with a wavelength of 220.9 nm.
  • the third dichroic mirror DC3 is arranged between the second dichroic mirror DC2 and the fourth dichroic mirror DC4, and highly reflects the pulsed laser beam with a wavelength of 257.5 nm from the second dichroic mirror DC2, It is coated with a film that highly transmits 220.9 nm pulsed laser light.
  • a fourth dichroic mirror DC4 is arranged between the third dichroic mirror DC3 and the third CLBO crystal 143, and highly reflects the pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm from the sixth high reflection mirror HR6. is coated with a film that highly transmits a pulsed laser beam with a wavelength of 220.9 nm from the dichroic mirror DC3.
  • the third CLBO crystal 143 is arranged so that the pulse laser light with a wavelength of 220.9 nm and the pulse laser light with a wavelength of 1553 nm from the fourth dichroic mirror DC4 are incident thereon.
  • a fifth dichroic mirror DC5 is arranged between the third CLBO crystal 143 and the excimer amplifier 20, and highly reflects the pulsed laser light with a wavelength of 193.4 nm from the third CLBO crystal 143. and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm.
  • the excimer amplifier 20 includes a rear mirror RM, a chamber 22 and an output coupler OC.
  • the rear mirror RM and the output coupler OC constitute an optical resonator, and a chamber 22 is arranged on the optical path of this optical resonator.
  • the optical resonator is a Fabry-Perot type optical resonator composed of a rear mirror RM that partially reflects and transmits a part of the laser light and an output coupler OC that partially reflects and transmits a part of the laser light. Configured.
  • the reflectance of the output coupler OC may be, for example, 10% to 30%
  • the reflectance of the rear mirror RM may be, for example, 80% to 90%.
  • the optical resonator may be a ring resonator, and the amplifier may be a multi-pass amplifier such as a 3-pass amplifier that amplifies the seed light by reflecting it with a cylindrical mirror and passing it through the discharge space three times. There may be.
  • the chamber 22 includes a pair of discharge electrodes 25a, 25b and two windows 26, 27 through which laser light is transmitted.
  • An excimer laser gas is introduced into the chamber 22 .
  • Excimer laser gases include, for example, rare gases, halogen gases, and buffer gases.
  • the rare gas may be Ar or Kr.
  • the halogen gas may be, for example, F2 gas.
  • the buffer gas may be Ne gas, for example.
  • the monitor module 30 is arranged to measure the center wavelength, spectral linewidth, and pulse energy of the pulsed laser light output from the excimer amplifier 20 .
  • the monitor module 30 includes a first beam splitter BS1, a wavelength monitor 34, a second beam splitter BS2, a linewidth monitor 35, a third beam splitter BS3 and a pulse energy monitor 36.
  • FIG. 1 A first beam splitter BS1, a wavelength monitor 34, a second beam splitter BS2, a linewidth monitor 35, a third beam splitter BS3 and a pulse energy monitor 36.
  • the first beam splitter BS1 is placed on the optical path of the pulsed laser light output from the excimer amplifier 20.
  • the second beam splitter BS2 and the third beam splitter BS3 are arranged on the optical path of the pulsed laser beam reflected by the first beam splitter BS1.
  • the wavelength monitor 34 is arranged so that the pulsed laser beam reflected by the second beam splitter BS2 is incident thereon.
  • a wavelength monitor 34 measures the wavelength of the pulsed laser light.
  • Wavelength monitor 34 is, for example, an etalon spectrometer.
  • a third beam splitter BS3 is arranged between the second beam splitter BS2 and the pulse energy monitor .
  • the line width monitor 35 is arranged so that the pulsed laser beam reflected by the third beam splitter BS3 is incident thereon.
  • the linewidth monitor 35 measures the spectral linewidth of the pulsed laser beam with high accuracy.
  • the linewidth monitor 35 is, for example, an etalon spectrometer.
  • the pulse energy monitor 36 is arranged so that the pulsed laser light that has passed through the third beam splitter BS3 is incident thereon.
  • a pulse energy monitor 36 detects the pulse energy of the pulse laser light.
  • Pulse energy monitor 36 may be, for example, a pulse energy sensor including a photodiode or pyroelectric element.
  • the laser control unit 40 always causes the first semiconductor laser 101 and the second semiconductor laser 102 to continuously oscillate.
  • the first semiconductor optical amplifier 111 pulsates and amplifies continuous wave laser light having a wavelength of 1030 nm output from the first semiconductor laser 101 .
  • the pulse width of the pulsed pulsed laser light is, for example, 10 ns to 40 ns.
  • the pulsed laser light output from the first semiconductor optical amplifier 111 enters the first optical fiber amplifier 121 and is amplified.
  • the pulsed laser light amplified by the first optical fiber amplifier 121 enters the LBO crystal 132 .
  • the incident angle of the LBO crystal 132 is adjusted so that the pulsed laser light with a wavelength of 1030 nm satisfies the phase matching condition for generating the second harmonic light with a wavelength of 1030 nm.
  • pulsed laser light with a wavelength of 515 nm which is the second harmonic of the pulsed laser light with a wavelength of 1030 nm, is generated.
  • a pulsed laser beam with a wavelength of 515 nm is incident on the first CLBO crystal 141 .
  • the incident angle of the first CLBO crystal 141 is adjusted so that the pulsed laser light with a wavelength of 515 nm satisfies the phase matching condition for generating the second harmonic light with a wavelength of 515 nm.
  • pulsed laser light with a wavelength of 257.5 nm, which is the second harmonic of the pulsed laser light with a wavelength of 515 nm is generated.
  • the second semiconductor optical amplifier 112 pulses the continuous wave laser light with a wavelength of 1553 nm output from the second semiconductor laser 102 and amplifies it.
  • the pulse width of the pulsed pulsed laser light is, for example, 10 ns to 40 ns.
  • the pulsed laser light output from the second semiconductor optical amplifier 112 enters the second optical fiber amplifier 122 and is amplified.
  • a pulsed laser beam with a wavelength of 257.5 nm and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm are multiplexed by the first dichroic mirror DC1 and made incident on the second CLBO crystal 142 .
  • the incident angles of the second CLBO crystal 142 are adjusted so that the pulsed laser light with a wavelength of 257.5 nm and the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm satisfy the phase matching condition for generating the sum frequency light.
  • pulsed laser light with a wavelength of 220.9 nm which is the sum frequency of the pulsed laser light with a wavelength of 257.5 nm and the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm, is generated.
  • the second CLBO crystal 142 outputs pulse laser light with a wavelength of 220.9 nm, pulse laser light with a wavelength of 257.5 nm, and pulse laser light with a wavelength of 1553 nm.
  • a pulsed laser beam with a wavelength of 257.5 nm passes through the second dichroic mirror DC2, is reflected by the third dichroic mirror DC3, and leaves the optical path. After being reflected by the second dichroic mirror DC2, the pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm output from the second CLBO crystal 142 passes through the fifth high-reflection mirror HR5 and the sixth high-reflection mirror HR6 to the fourth high-reflection mirror HR6. It is incident on the dichroic mirror DC4.
  • a pulsed laser beam with a wavelength of 220.9 nm and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm are multiplexed by the fourth dichroic mirror DC4 and made incident on the third CLBO crystal 143 .
  • the incident angles of the third CLBO crystal 143 are adjusted so that the pulsed laser light with a wavelength of 220.9 nm and the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm satisfy the phase matching condition for generating the sum frequency light.
  • pulsed laser light with a wavelength of 193.4 nm which is the sum frequency of the pulsed laser light with a wavelength of 220.9 nm and the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm, is generated.
  • a high voltage pulse is applied between the discharge electrodes 25 a and 25 b in the chamber 22 from a power source (not shown) at the timing when the pulsed laser light transmitted through the rear mirror RM enters the chamber 22 .
  • a discharge is generated between the discharge electrodes 25a and 25b in the chamber 22, the laser gas is excited, and the pulsed laser light is amplified by a Fabry-Perot type optical resonator composed of the output coupler OC and the rear mirror RM. output from the tocoupler OC.
  • the monitor module 30 measures the spectral line width, center wavelength, and pulse energy of the pulsed laser light amplified by the excimer amplifier 20 .
  • the measurement result of the monitor module 30 is sent to the laser control section 40 .
  • the laser controller 40 receives the target pulse energy Et, the target spectral line width ⁇ t, the target center wavelength ⁇ ct, and the light emission trigger signal Tr from the exposure controller 82 of the exposure device 80 .
  • the laser control unit 40 adjusts the laser beam output from the first semiconductor laser 101 so that the difference ⁇ between the spectral linewidth ⁇ of the pulsed laser beam measured by the linewidth monitor 35 and the target spectral linewidth ⁇ t becomes small. controls the spectral linewidth of Specifically, the laser control unit 40 controls the AC component value of the current flowing through the semiconductor laser element of the first semiconductor laser 101 so that ⁇ approaches zero.
  • the laser control unit 40 changes the wavelength of the laser light output from the first semiconductor laser 101 so that the difference ⁇ c between the wavelength ⁇ c of the pulsed laser light measured by the wavelength monitor 34 and the target center wavelength ⁇ ct becomes small. You may Specifically, the laser control unit 40 controls the DC component value of the current flowing through the semiconductor laser element of the first semiconductor laser 101 or the temperature of the semiconductor laser element so that the difference ⁇ c approaches zero.
  • the laser control unit 40 calculates the difference ⁇ E between the pulse energy E measured by the pulse energy monitor 36 and the target pulse energy Et. Then, the excimer amplifier 20 is controlled so that the difference ⁇ E approaches zero.
  • the spectral line width is narrow, and due to the occurrence of stimulated Brillouin scattering (SBS), It may not be possible to amplify to the target power. Moreover, there is a possibility that the first semiconductor optical amplifier 111 and the first semiconductor laser 101 are damaged by the SBS traveling in the opposite direction to the laser light. In order to suppress the occurrence of this SBS, it is necessary to arrange a mechanism for widening the spectral line width of the laser light. Similarly, the laser light output from the second semiconductor laser 102 also requires a mechanism for widening the spectral line width, and it is necessary to arrange two mechanisms having the same function. In addition, since the minimum spectral linewidth is restricted by both devices, the minimum spectral linewidth of the pulsed laser light output from the laser system 2 is widened.
  • SBS stimulated Brillouin scattering
  • Optimal phase matching conditions (incidence angle or crystal temperature conditions) for four nonlinear crystals: LBO crystal 132, first CLBO crystal 141, second CLBO crystal 142, and third CLBO crystal 143 is different for each center wavelength, and the pulse energy of the wavelength-converted light decreases when the optimal phase matching condition is not met.
  • the phase matching conditions of all the four crystals are affected, so the phase matching conditions of all the four crystals are changed. must be controlled to meet
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of a laser system 2A according to the first embodiment.
  • the laser system 2A shown in FIG. 2 differences from the configuration shown in FIG. 1 will be described.
  • the laser system 2A includes a solid-state laser system 11 instead of the solid-state laser system 10 shown in FIG.
  • an optical frequency modulator 114 and an optical intensity tunable device 116 are arranged between the first semiconductor laser 101 and the first optical fiber amplifier 121, instead of the wavelength converter 130 shown in FIG. , a wavelength conversion unit 131 is provided.
  • the wavelength conversion section 131 has a sixth dichroic mirror DC6 arranged between the LBO crystal 132 and the first CLBO crystal 141 .
  • the solid-state laser system 11 includes a seventh dichroic mirror DC7 instead of the second semiconductor optical amplifier 112 and the second optical fiber amplifier 122 shown in FIG.
  • An amplifier (Optical Parametric Amplifier: OPA) 125 is arranged.
  • the first semiconductor laser 101 in the solid-state laser system 11 for example, continuously oscillates at a wavelength of 1030 nm, oscillates in a single longitudinal mode, and outputs a first laser beam L1.
  • the first semiconductor laser 101 may be, for example, a DFB-LD, a DBR-LD, or an external cavity DBR laser.
  • the first semiconductor laser 101 is an example of the "first laser" in the present disclosure.
  • the solid-state laser system 11 includes a light intensity adjuster 116 that pulses the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 to output a first pulsed laser light PL1.
  • the optical intensity variable device 116 may be a semiconductor optical amplifier (SOA) or an optical intensity modulator using an electro-optic effect.
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • the optical intensity modulator using the electro-optic effect may be an optical shutter combining a Pockels cell and a polarizer, or may be a Mach-Zehnder optical intensity modulator.
  • the optical frequency modulator 114 is arranged between the first semiconductor laser 101 and the optical intensity tunable device 116 .
  • the optical frequency modulator 114 may be, for example, an AO frequency modulator using Acousto-Optics (AO).
  • An optical phase modulator may be arranged instead of the optical frequency modulator 114 .
  • the optical phase modulator may be, for example, a phase modulator using the Electro-Optic effect.
  • the optical frequency modulator 114 may be arranged downstream of the optical intensity variable device 116 .
  • Optical frequency modulator 114 is an example of a "modulator" in this disclosure.
  • the first optical fiber amplifier 121 amplifies the energy of the first pulsed laser beam PL1 output from the light intensity adjuster 116 and outputs the second pulsed laser beam PL2.
  • a Yb-doped solid-state amplifier may be placed downstream of the first optical fiber amplifier 121 if the first optical fiber amplifier 121 does not provide enough energy.
  • the second semiconductor laser 102 is, for example, a central wavelength variable laser whose wavelength can be freely changed between 1551 nm and 1555 nm, continuously oscillates at a commanded wavelength, and oscillates in a single longitudinal mode to produce a second laser beam.
  • a laser beam L2 is output.
  • the second semiconductor laser 102 may be a DFB-LD, a DBR-LD, or an external cavity DBR laser.
  • the DBR-LD may be SG-DBR-LD (Sampled Grating Distributed Bragg Reflector Laser Diode) or SSG-DBR-LD (Super Structure Grating Distributed Bragg Reflector Laser Diode).
  • the second semiconductor laser 102 is an example of a "second laser" in the present disclosure.
  • the seventh dichroic mirror DC7 is arranged upstream of the OPA 125, highly reflects the pulsed laser beam (second pulsed laser beam PL2) with a wavelength of 1030 nm, and reflects the laser beam with a wavelength of 1553 nm from the second semiconductor laser 102 (second pulsed laser beam PL2). 2 is coated with a film that highly transmits the laser light L2).
  • the OPA 125 pulsates and amplifies the second laser beam L2 and outputs a third pulsed laser beam PL3.
  • the OPA 125 uses a plurality of PPLN crystals, installs a partial reflection mirror for branching the pulse laser light with a wavelength of 1030 nm between the sixth dichroic mirror DC6 and the seventh dichroic mirror DC7, and installs each PPLN crystal in series.
  • a dichroic mirror may be installed between them, and the branched pulsed laser light with a wavelength of 1030 nm may be input to each PPLN crystal, and the OPAs 125 may be installed in multiple stages for amplification.
  • the wavelength conversion unit 131 includes an LBO crystal 132, a sixth dichroic mirror DC6, a first CLBO crystal 141, a first dichroic mirror DC1, a second CLBO crystal 142, and a second dichroic mirror DC2. , a third dichroic mirror DC3, a fourth dichroic mirror DC4, a fifth high-reflection mirror HR5, a sixth high-reflection mirror HR6, a third CLBO crystal 143, and a fifth dichroic mirror DC5. including.
  • the LBO crystal 132 is arranged so that the pulsed laser light with a wavelength of 1030 nm (second pulsed laser light PL2) output from the first optical fiber amplifier 121 is incident thereon.
  • a sixth dichroic mirror DC6 is arranged between the LBO crystal 132 and the first CLBO crystal 141, highly reflects the pulsed laser beam (second pulsed laser beam PL2) with a wavelength of 1030 nm, A film that highly transmits pulsed laser light (first harmonic light) with a wavelength of 515 nm is coated.
  • the pulsed laser beam with a wavelength of 1030 nm (second pulsed laser beam PL2) reflected by the sixth dichroic mirror DC6 and the laser beam with a wavelength of 1553 nm from the second semiconductor laser 102 (second laser beam L2) are separated from each other.
  • a seventh dichroic mirror DC7 and an OPA 125 are arranged so that the light is combined by the dichroic mirror DC7 of No. 7 and enters the OPA 125 .
  • a beam splitter is disposed instead of the fourth high-reflection mirror HR4, and the pulsed laser beam (second pulsed laser beam PL2) transmitted through this beam splitter is
  • the seventh dichroic mirror DC7 and the OPA 125 may be arranged so that the light is combined by the seventh dichroic mirror DC7 and enters the OPA 125 .
  • the first CLBO crystal 141 may be arranged so that the pulsed laser light (first harmonic light) with a wavelength of 515 nm from the LBO crystal 132 is incident thereon.
  • the first dichroic mirror DC1 is arranged between the first CLBO crystal 141 and the second CLBO crystal 142, and highly reflects the pulsed laser beam (third pulsed laser beam PL3) with a wavelength of 1553 nm from the OPA 125. , and may be coated with a film that highly transmits pulsed laser light (second harmonic light) with a wavelength of 257.5 nm from the first CLBO crystal 141 .
  • the first dichroic mirror DC1 is arranged between the sixth dichroic mirror DC6 and the first CLBO crystal 141, and highly reflects the pulsed laser beam (third pulsed laser beam PL3) with a wavelength of 1553 nm from the OPA 125.
  • it may be coated with a film that highly transmits the pulsed laser light (second harmonic light) with a wavelength of 515 nm from the sixth dichroic mirror DC6.
  • the second CLBO crystal 142 transmits a pulsed laser beam with a wavelength of 257.5 nm (second harmonic light) that has passed through the first dichroic mirror DC1 and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm that has reflected DC1 (a third pulsed laser beam).
  • PL3 may be arranged to be incident.
  • the second CLBO crystal 142 may be placed on a rotating stage (not shown) and configured so that the angle of incidence on the crystal and the temperature can be changed to match the phase matching conditions.
  • the second dichroic mirror DC2 is arranged between the second CLBO crystal 142 and the third dichroic mirror DC3, and is a pulsed laser beam (third pulsed laser beam PL3) of wavelength 1553 nm from the second CLBO crystal 142. and highly transmit the pulsed laser light (second harmonic light) with a wavelength of 257.5 nm from the first CLBO crystal 141 and the pulsed laser light (first sum frequency light) with a wavelength of 220.9 nm.
  • the membrane may be coated.
  • the third dichroic mirror DC3 is arranged between the second dichroic mirror DC2 and the fourth dichroic mirror DC4, and the pulsed laser light (second harmonic light) with a wavelength of 257.5 nm from the second dichroic mirror DC2 ) and transmit pulsed laser light (first sum-frequency light) with a wavelength of 220.9 nm.
  • the fourth dichroic mirror DC4 is arranged between the third dichroic mirror DC3 and the third CLBO crystal 143, and the pulsed laser light of wavelength 1553 nm from the sixth high-reflection mirror HR6 (third pulsed laser light PL3) is highly reflected, and a film that highly transmits pulsed laser light (first sum frequency light) with a wavelength of 220.9 nm from the third dichroic mirror DC3 is coated.
  • the third CLBO crystal 143 receives a pulsed laser beam (first sum-frequency light) with a wavelength of 220.9 nm from the fourth dichroic mirror DC4 and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm (third pulsed laser beam PL3). arranged to be incident.
  • the third CLBO crystal 143 may be arranged on a rotating stage (not shown) and configured so that the angle of incidence on the crystal and the temperature can be changed in order to match the phase matching conditions.
  • the fifth dichroic mirror DC5 is arranged between the third CLBO crystal 143 and the excimer amplifier 20, and the pulsed laser light (second sum frequency light, third A film that highly reflects the pulsed laser beam PL4) of 4) and highly transmits the pulsed laser beam with a wavelength of 220.9 nm (first sum-frequency light) and the pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm (third pulsed laser beam PL3). may be coated.
  • the LBO crystal 132 is an example of the "first nonlinear crystal” in the present disclosure.
  • the first CLBO crystal 141 is an example of the "second nonlinear crystal” in the present disclosure
  • the second CLBO crystal 142 and the third CLBO crystal 143 are the "third nonlinear crystal” and the "fourth nonlinear crystal” in the present disclosure. is an example of a nonlinear crystal of
  • the laser control unit 40 is configured using a processor.
  • a processor of the present disclosure is a processing device that includes a storage device that stores a control program and a CPU (Central Processing Unit) that executes the control program.
  • the processor is specially configured or programmed to perform the various processes contained in this disclosure.
  • the processor may include an integrated circuit typified by FPGA (Field Programmable Gate Array) and ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Note that the functions of the laser control unit 40 may be realized by a plurality of processors.
  • the configuration of the excimer amplifier 20 and monitor module 30 in the laser system 2A may be the same as in FIG.
  • the laser control unit 40 always causes the first semiconductor laser 101 and the second semiconductor laser 102 to continuously oscillate.
  • the wavelength (frequency) of the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 is modulated by the optical frequency modulator 114 according to the modulation signal received from the laser control unit 40, and the spectrum is obtained according to the principle of frequency modulation. Wider line width.
  • the light intensity adjuster 116 pulses the continuous wave laser light (first laser light L1) with a wavelength of 1030 nm output from the optical frequency modulator 114 .
  • the pulse width of the pulsed pulsed laser beam (first pulsed laser beam PL1) is, for example, 10 ns to 40 ns.
  • the first pulsed laser beam PL1 output from the light intensity adjuster 116 enters the first optical fiber amplifier 121, is amplified, and outputs the second pulsed laser beam PL2.
  • the second pulsed laser beam PL 2 amplified by the first optical fiber amplifier 121 is incident on the LBO crystal 132 .
  • the incident angle of the LBO crystal is adjusted by a rotation stage (not shown) so that the pulsed laser beam (second pulsed laser beam PL2) with a wavelength of 1030 nm satisfies the phase matching condition for generating second harmonic light with a wavelength of 1030 nm.
  • pulsed laser light (first harmonic light) with a wavelength of 515 nm, which is the second harmonic of the pulsed laser light (second pulsed laser light PL2) with a wavelength of 1030 nm is generated.
  • a pulsed laser beam (first harmonic light) with a wavelength of 515 nm is incident on the first CLBO crystal 141 .
  • the incident angle of the first CLBO crystal 141 is adjusted so that the pulsed laser light (first harmonic light) with a wavelength of 515 nm satisfies the phase matching condition for generating the second harmonic light with a wavelength of 515 nm.
  • pulsed laser light (second harmonic light) with a wavelength of 257.5 nm, which is the second harmonic of the pulsed laser light (first harmonic light) with a wavelength of 515 nm is generated.
  • a pulsed laser beam (third pulsed laser beam PL3) with a wavelength of 1553 nm having a pulse width equal to or slightly shorter than the pulse width of the pulsed laser beam with a wavelength of 1030 nm (second pulsed laser beam PL2) is generated by optical parametric amplification. generated and amplified. That is, the OPA 125 pulses the continuous wave laser light output from the second semiconductor laser 102 .
  • the third pulsed laser beam PL3 output from the OPA 125 is incident on the first dichroic mirror DC1 via the seventh high reflection mirror HR7.
  • a pulsed laser beam with a wavelength of 257.5 nm (second harmonic light) output from the first CLBO crystal 141 and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm output from the OPA 125 (third pulsed laser beam PL3) are the first. 1 dichroic mirror DC 1 , and enter the second CLBO crystal 142 .
  • the second CLBO crystal 142 satisfies the phase matching conditions for generating the sum frequency light between the pulsed laser light having a wavelength of 257.5 nm (second harmonic light) and the pulsed laser light having a wavelength of 1553 nm (third pulsed laser light PL3). Each angle of incidence is adjusted to meet the requirements. As a result, a pulsed laser beam with a wavelength of 220.9 nm (first of the sum frequency light) are generated. From the second CLBO crystal 142, a pulsed laser beam with a wavelength of 220.9 nm (first sum frequency beam), a pulsed laser beam with a wavelength of 257.5 nm (second harmonic beam) and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm are emitted. Light (third pulsed laser light PL3) is also output.
  • a pulsed laser beam (second harmonic light) with a wavelength of 257.5 nm is reflected by the third dichroic mirror DC3 and deviates from the optical path.
  • a pulsed laser beam with a wavelength of 220.9 nm (first sum frequency light) and a pulsed laser beam with a wavelength of 1553 nm (third pulsed laser beam PL3) are incident on the third CLBO crystal 143 .
  • the pulsed laser light with a wavelength of 220.9 nm (first sum-frequency light) and the pulsed laser light with a wavelength of 1553 nm (third pulsed laser light PL3) meet the phase matching conditions for generating sum-frequency light.
  • Each incident angle is adjusted so as to satisfy As a result, a pulsed laser beam with a wavelength of 193.4 nm (second 2 sum frequency light, the fourth pulsed laser light PL4) is generated.
  • a high voltage pulse is applied between the discharge electrodes 25a and 25b in the chamber 22 from a power source (not shown) at the timing when the fourth pulsed laser beam PL4 transmitted through the rear mirror RM enters the chamber 22.
  • a discharge is generated between the discharge electrodes 25a and 25b in the chamber 22, the laser gas is excited, and a Fabry-Perot optical resonator composed of the output coupler OC and the rear mirror RM emits a fourth pulsed laser beam PL4.
  • a fifth pulsed laser beam PL5 is output from the output coupler OC.
  • An excimer amplifier is an example of an "amplifier" in the present disclosure.
  • the monitor module 30 measures the spectral line width, center wavelength, and pulse energy of the fifth pulsed laser beam PL5 output from the excimer amplifier 20 .
  • the laser controller 40 receives the target pulse energy Et, the target spectral line width ⁇ t, the target center wavelength ⁇ ct, and the light emission trigger signal Tr from the exposure controller 82 of the exposure device 80 .
  • the exposure device 80 is an example of an "external device" in the present disclosure.
  • the laser control unit 40 outputs a modulation signal to the optical frequency modulator 114 so that the difference ⁇ between the spectral linewidth ⁇ of the fifth pulsed laser beam PL5 measured by the linewidth monitor 35 and the target spectral linewidth ⁇ t becomes small. is determined and output. In this case, the AC component value of the current flowing through the semiconductor laser element of the first semiconductor laser 101 is not controlled.
  • the wavelength (frequency) of the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 is modulated by the received modulation signal in the optical frequency modulator 114, and the spectral line width is widened according to the principle of frequency modulation.
  • the laser control unit 40 also calculates the difference ⁇ c between the wavelength ⁇ c of the fifth pulsed laser beam PL5 measured by the wavelength monitor 34 and the target central wavelength ⁇ ct. Then, the control signal to the second semiconductor laser 102 is determined and output so that the difference .delta..lambda.c becomes small.
  • the second semiconductor laser 102 controls the amount of adjustment by the current to each diffraction grating and the current to the phase adjustment region, and outputs The center wavelength of the second laser light L2 may be changed.
  • the center wavelength of the output second laser light L2 is changed by controlling the angles and positions of the diffraction gratings or mirrors that make up the cavity according to the received control signal. may In these cases, variable control of the DC component value of the current flowing through the active layer of the semiconductor laser element of the second semiconductor laser 102 or the temperature of the semiconductor laser element is not performed.
  • the spectral line width control and the center wavelength control as described above may be performed for each pulse in the same manner as the wavelength control, or may be performed for each predetermined number of pulses. Further, the wavelength control and the spectral line width control may be independently controlled in parallel, or may be controlled alternately in series.
  • the laser control unit 40 changes the rotation angles of the second CLBO crystal 142 and the third CLBO crystal 143 according to the target center wavelength ⁇ ct to adjust the incident angles of the incident light to phase match. Alternatively, the laser control unit 40 changes the crystal temperatures of the second CLBO crystal 142 and the third CLBO crystal 143 to adjust the phase matching.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of spectral linewidth control performed in the laser system 2A according to the first embodiment.
  • step S ⁇ b>11 the laser control unit 40 receives the target spectral linewidth ⁇ t from the exposure device 80 .
  • step S12 the laser control unit 40 receives the spectral linewidth ⁇ of the fifth pulsed laser beam PL5 from the linewidth monitor 35.
  • step S13 the laser control unit 40 calculates the difference ⁇ between the spectral linewidth ⁇ and the target spectral linewidth ⁇ t.
  • step S14 the laser control unit 40 determines and outputs a modulation signal to the optical frequency modulator 114 so that the difference ⁇ becomes small.
  • step S15 the spectral line width of the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 is changed by the optical frequency modulator 114 according to the modulation signal.
  • step S16 the laser control unit 40 determines whether or not to end spectral linewidth control. If the determination result of step S16 is No, the laser control unit 40 returns to step S11 and repeats steps S11 to S16. When the determination result of step S16 is Yes determination, the laser control unit 40 terminates the flowchart of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of center wavelength control performed in the laser system 2A according to the first embodiment.
  • step S21 the laser control unit 40 receives the target center wavelength ⁇ ct from the exposure device 80.
  • step S22 the laser controller 40 receives the wavelength ⁇ c of the fifth pulsed laser beam PL5 from the wavelength monitor .
  • step S23 the laser control unit 40 calculates the difference ⁇ c between the wavelength ⁇ c and the target center wavelength ⁇ ct.
  • step S24 the laser control unit 40 determines and outputs a control signal to the second semiconductor laser 102 so that the difference ⁇ c becomes small.
  • step S25 the center wavelength of the second laser light L2 output from the second semiconductor laser 102 is changed by the control signal.
  • step S26 the laser control unit 40 determines whether or not to end spectral line width control. If the determination result of step S26 is No, the laser control unit 40 returns to step S21 and repeats steps S21 to S26. When the determination result of step S26 is Yes determination, the laser control unit 40 terminates the flowchart of FIG.
  • the second laser light L2 output from the second semiconductor laser 102 is not amplified using an optical fiber amplifier, so there is no need to suppress SBS. Therefore, it is not necessary to provide a mechanism for widening the spectral line width of the second laser light L2 output from the second semiconductor laser 102.
  • FIG. 1 the second laser light L2 output from the second semiconductor laser 102 is not amplified using an optical fiber amplifier, so there is no need to suppress SBS. Therefore, it is not necessary to provide a mechanism for widening the spectral line width of the second laser light L2 output from the second semiconductor laser 102.
  • the minimum spectral linewidth of the fifth pulsed laser beam PL5 output from the laser system 2A according to the first embodiment is limited only by the mechanism for widening the spectral linewidth of the first laser beam L1.
  • the spectral line width of the fifth pulsed laser beam PL5 can be controlled by this mechanism for widening the spectral line width.
  • the only the center wavelength of the second semiconductor laser 102 is controlled.
  • the only two nonlinear crystals that affect the optimum phase matching condition are the second CLBO crystal 142 and the third CLBO crystal 143 . Therefore, these two are the only nonlinear crystals that require phase matching condition control when controlling the center wavelength.
  • the configuration of the wavelength conversion unit 131 in the first embodiment performs second harmonic generation twice on the second pulsed laser beam PL2 obtained by pulsing and amplifying the first laser beam L1.
  • the second pulsed laser beam L2 is pulsed and amplified with the third pulsed laser beam PL3, and sum-frequency generation is performed twice.
  • the amount of spectral line width change (line width The rate of variation sensitivity) is about 4.6 times greater than the rate when the spectral line width of the second laser light L2 output from the second semiconductor laser 102 is changed.
  • controlling the spectral line width of the first laser beam L1 or the first pulsed laser beam PL1 output from the first semiconductor laser 101 by the optical frequency modulator 114 is preferable to the second semiconductor laser 102.
  • a wider range of adjustment is possible than by controlling the spectral line width of the second laser light L2 output from .
  • the method of controlling the center wavelength with the SG-DBR-LD or SSG-DBR-LD has a wider control range than the method of controlling with the DC component value of the current flowing through the active layer of a normal semiconductor laser device.
  • the control range is wider and the response speed is faster than the method of controlling the temperature of the laser element.
  • FIG. 5 schematically shows the configuration of a laser system 2B according to a modification of the first embodiment. Regarding the configuration shown in FIG. 5, points different from FIG. 2 will be described.
  • the laser system 2B includes a monitor module 30B instead of the monitor module 30 of FIG.
  • the monitor module 30B differs from the monitor module 30 in FIG. 2 in that the third beam splitter BS3 and the line width monitor 35 are not arranged in the monitor module 30B.
  • Other configurations may be the same as in FIG.
  • the laser control unit 40 stores relational data indicating the relation between the spectral linewidth and the modulated signal to the optical frequency modulator 114 .
  • the relational data is stored, for example, as a function or a table representing the relation (correspondence) between the spectral line width and the modulated signal.
  • the laser control unit 40 generates a modulation signal corresponding to the target spectral linewidth ⁇ t from the target spectral linewidth ⁇ t and a function or table that defines the relationship between the spectral linewidth and the modulated signal to the optical frequency modulator 114. decide.
  • Laser controller 40 outputs the determined modulation signal to optical frequency modulator 114 .
  • the spectrum width of the first laser light L1 input to the optical frequency modulator 114 is widened according to the modulation signal.
  • the laser control unit 40 sets the target spectral linewidth ⁇ t and a function representing the relationship between the spectral linewidth and the modulation signal to the optical frequency modulator 114. Alternatively, it determines the modulation signal from the table and outputs the determined modulation signal to the optical frequency modulator 114 .
  • Other operations may be the same as in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of spectral linewidth control performed in the laser system 2B according to the modified example of the first embodiment.
  • step S30 the laser control unit 40 stores a function representing the relationship between the spectral linewidth and the modulation signal to the optical frequency modulator 114. Note that a table may be stored instead of the function.
  • step S ⁇ b>31 the laser control unit 40 receives the target spectral linewidth ⁇ t from the exposure device 80 .
  • step S32 the laser control unit 40 determines a modulation signal corresponding to the target spectral linewidth ⁇ t from the target spectral linewidth ⁇ t and the function representing the relationship.
  • step S34 the laser control unit 40 outputs a modulated signal to the optical frequency modulator 114.
  • step S35 the spectral line width of the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 is changed by the optical frequency modulator 114 according to the modulation signal.
  • step S36 the laser control unit 40 determines whether or not to end spectral linewidth control. If the determination result of step S36 is No, the laser control unit 40 returns to step S31 and repeats steps S31 to S36. When the determination result of step S36 is Yes determination, the laser control unit 40 terminates the flowchart of FIG.
  • control of the spectral line width becomes easier. Also, the monitor module 30B does not have to measure the spectral line width of the fifth pulsed laser beam PL5.
  • FIG. 7 schematically shows the configuration of a laser system 2C according to the second embodiment. Regarding the configuration shown in FIG. 7, differences from FIG. 2 will be described.
  • the laser system 2C includes a solid-state laser system 12 instead of the solid-state laser system 11.
  • the solid-state laser system 12 includes an optical phase modulator 115 and a modulated signal generator 150 instead of the optical frequency modulator 114 .
  • Optical phase modulator 115 is an example of a “modulator” in this disclosure.
  • the optical phase modulator 115 may be arranged between the first semiconductor laser 101 and the optical intensity variable device 116 as shown in FIG. may be placed between Other configurations may be the same as those of the first embodiment.
  • Modulated signal generator 150 includes white noise generator 152 , variable low-pass filter 154 , and power adjuster 156 .
  • the white noise generator 152 may be a white noise generator such as a noise source module.
  • Variable low-pass filter 154 passes low-frequency components of the signal generated by white noise generator 152 and limits high-frequency components.
  • a power adjuster 156 adjusts the signal that has passed through the variable low-pass filter 154 to an appropriate power.
  • the power adjuster 156 may be, for example, an attenuator, an amplifier, or a combination of an attenuator and an amplifier.
  • the laser controller 40 receives the target spectral linewidth ⁇ t from the exposure device 80 .
  • a white noise generator 152 generates white noise.
  • the laser controller 40 calculates the difference ⁇ between the spectral linewidth ⁇ of the pulsed laser beam measured by the linewidth monitor 35 and the target spectral linewidth ⁇ t. Then, the laser control unit 40 determines the band control signal to the variable low-pass filter 154 and the attenuation factor control signal or amplification factor control signal to the power adjuster 156 so that the difference ⁇ becomes small. Output a signal.
  • variable low-pass filter 154 passes the low-pass side signal of the white noise signal according to the band control signal.
  • the power of the signal that has passed through variable low-pass filter 154 is adjusted by power adjuster 156 so as to compensate for the power that has been attenuated by variable low-pass filter 154 .
  • the white noise signal whose power has been adjusted by the power adjuster 156 is input to the optical phase modulator 115 .
  • the spectral line width of the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 is widened according to the band of the white noise signal input to the optical phase modulator 115.
  • FIG. 9 shows the spectral line width and typical spectral shape of the laser light output from the optical phase modulator 115 when the cutoff frequency fc of the variable low-pass filter 154 is changed.
  • the laser light output from the optical phase modulator 115 in Embodiment 2 can have a spectral shape close to Gaussian distribution.
  • the spectral line width of the output laser light from the optical phase modulator 115 slightly changes. It is also possible to fine tune the width with the power adjuster 156 .
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of spectral linewidth control applied to the laser system 2C according to the second embodiment.
  • step S40 the modulated signal generator 150 causes the white noise generator 152 to generate a white noise signal.
  • step S ⁇ b>41 the laser control unit 40 receives the target spectral linewidth ⁇ t from the exposure device 80 .
  • step S42 the laser control unit 40 receives the spectral linewidth ⁇ of the fifth pulsed laser beam PL5 from the linewidth monitor 35.
  • step S43 the laser control unit 40 calculates the difference ⁇ between the spectral linewidth ⁇ and the target spectral linewidth ⁇ t.
  • step S44 the laser control unit 40 outputs a band control signal to the variable low-pass filter 154 and an attenuation factor control signal or amplification factor control signal to the power adjuster 156 so that the difference ⁇ becomes small.
  • step S45 the white noise signal band-limited by the variable low-pass filter 154 and adjusted by the power adjuster 156 is input to the optical phase modulator 115. Then, in step S46, the optical phase modulator 115 changes the spectral line width of the first laser light L1 output from the first semiconductor laser 101 by the white noise signal.
  • step S47 the laser control unit 40 determines whether or not to end spectral linewidth control. If the determination result of step S47 is No, the laser control unit 40 returns to step S41 and repeats steps S41 to S47. If the determination result of step S47 is Yes determination, the laser control unit 40 terminates the flowchart of FIG.
  • the optical frequency modulator 114 expands the spectrum of continuous wave laser light into a comb-like spectrum composed of the fundamental frequency and its harmonics (see FIG. 11).
  • FIG. 11 shows an example in which the modulation signal has a frequency of 90 MHz and a phase shift of 2 ⁇ .
  • FIG. 12 schematically shows a configuration example of an exposure apparatus 80 .
  • Exposure apparatus 80 includes illumination optical system 804 and projection optical system 806 .
  • the laser system 2A generates a fifth pulsed laser beam PL5 and outputs the fifth pulsed laser beam PL5 to the exposure device 80.
  • the illumination optical system 804 illuminates a reticle pattern of a reticle (not shown) arranged on the reticle stage RT with laser light incident from the laser system 2A.
  • the projection optical system 806 reduces and projects the laser light transmitted through the reticle to form an image on a workpiece (not shown) placed on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate, such as a semiconductor wafer, coated with photoresist.
  • the exposure apparatus 80 synchronously translates the reticle stage RT and the workpiece table WT, thereby exposing the workpiece to laser light reflecting the reticle pattern.
  • a semiconductor device can be manufactured through a plurality of processes.
  • a semiconductor device is an example of an "electronic device" in this disclosure.
  • the laser system 2B, 2C, etc. may be used instead of the laser system 2A.

Landscapes

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Abstract

レーザシステムは、連続発振の第１のレーザ光を出力する第１のレーザと、第１のレーザ光をパルス化して第１のパルスレーザ光を出力する光強度可変器と、第１のレーザ光又は第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を変調信号に応じて広げる変調器と、第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力する光ファイバ増幅器と、連続発振の第２のレーザ光を出力する中心波長可変の第２のレーザと、第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力する光パラメトリック増幅器と、第２のパルスレーザ光と第３のパルスレーザ光とを用いて第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部と、第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力する増幅部と、目標スペクトル線幅の第５のパルスレーザ光が得られるように変調信号を制御し、目標中心波長の第５のパルスレーザ光が得られるように第２のレーザ光の中心波長を制御するプロセッサと、を備える。

Description

レーザシステム、パルスレーザ光の生成方法、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザシステム、パルスレーザ光の生成方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　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、並びに波長約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。
　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す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。以下では、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。
米国特許出願公開第２０２１／０２２６４１４号 米国特許出願公開第２０１７／０３３８６１９号
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザシステムは、連続発振の第１のレーザ光を出力する第１のレーザと、第１のレーザ光をパルス化して第１のパルスレーザ光を出力する光強度可変器と、第１のレーザ光又は第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を変調信号に応じて広げる変調器と、第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力する光ファイバ増幅器と、連続発振の第２のレーザ光を出力する中心波長可変の第２のレーザと、第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力する光パラメトリック増幅器と、第２のパルスレーザ光と第３のパルスレーザ光とを用いて第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部であって、第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、第３の非線形結晶と、第４の非線形結晶とを含み、第１の非線形結晶は、第２のパルスレーザ光が入力されることにより、第１の高調波光を出力し、第２の非線形結晶は、第１の高調波光が入力されることにより、第２の高調波光を出力し、第３の非線形結晶は、第２の高調波光と第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第１の和周波光と第３のパルスレーザ光とを出力し、第４の非線形結晶は、第１の和周波光と第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第２の和周波光である第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部と、第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力する増幅部と、目標スペクトル線幅と目標中心波長との指令を受け付け、指令される目標スペクトル線幅の第５のパルスレーザ光が得られるように変調信号を制御し、指令される目標中心波長の第５のパルスレーザ光が得られるように第２のレーザ光の中心波長を制御するプロセッサと、を備える。
　本開示の他の１つの観点に係るパルスレーザ光の生成方法は、第１のレーザが連続発振の第１のレーザ光を出力することと、光強度可変器が第１のレーザ光をパルス化し第１のパルスレーザ光を出力することと、変調器が変調信号に応じて第１のレーザ光又は第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を広げることと、光ファイバ増幅器が第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力することと、中心波長可変の第２のレーザが連続発振の第２のレーザ光を出力することと、光パラメトリック増幅器が第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力することと、第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、第３の非線形結晶と、第４の非線形結晶とを含む波長変換部の第１の非線形結晶に第２のパルスレーザ光が入力されることにより、第１の非線形結晶が第１の高調波光を出力することと、第２の非線形結晶に第１の高調波光が入力されることにより、第２の非線形結晶が第２の高調波光を出力することと、第３の非線形結晶に第２の高調波光と第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第３の非線形結晶が第１の和周波光と第３のパルスレーザ光とを出力することと、第４の非線形結晶に第１の和周波光と第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第４の非線形結晶が第２の和周波光である第４のパルスレーザ光を出力することと、増幅部が第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力することと、プロセッサが外部装置から指令される目標スペクトル線幅の第５のパルスレーザ光が得られるように変調信号を制御することと、プロセッサが外部装置から指令される目標中心波長の第５のパルスレーザ光が得られるように第２のレーザ光の中心波長を制御することと、を含む。
　本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、連続発振の第１のレーザ光を出力する第１のレーザと、第１のレーザ光をパルス化して第１のパルスレーザ光を出力する光強度可変器と、第１のレーザ光又は第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を変調信号に応じて広げる変調器と、第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力する光ファイバ増幅器と、連続発振の第２のレーザ光を出力する中心波長可変の第２のレーザと、第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力する光パラメトリック増幅器と、第２のパルスレーザ光と第３のパルスレーザ光とを用いて第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部であって、第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、第３の非線形結晶と、第４の非線形結晶とを含み、第１の非線形結晶は、第２のパルスレーザ光が入力されることにより、第１の高調波光を出力し、第２の非線形結晶は、第１の高調波光が入力されることにより、第２の高調波光を出力し、第３の非線形結晶は、第２の高調波光と第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第１の和周波光と第３のパルスレーザ光とを出力し、第４の非線形結晶は、第１の和周波光と第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第２の和周波光である第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部と、第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力する増幅部と、目標スペクトル線幅と目標中心波長との指令を受け付け、指令される目標スペクトル線幅の第５のパルスレーザ光が得られるように変調信号を制御し、指令される目標中心波長の第５のパルスレーザ光が得られるように第２のレーザ光の中心波長を制御するプロセッサと、を備えるレーザシステムによって第５のパルスレーザ光を生成し、第５のパルス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に第５のパルスレーザ光を露光することを含む。
　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、比較例に係るレーザシステムの構成を概略的に示す。 図２は、実施形態１に係るレーザシステムの構成を概略的に示す。 図３は、実施形態１に係るレーザシステムにおいて実施されるスペクトル線幅制御の例を示すフローチャートである。 図４は、実施形態１に係るレーザシステムにおいて実施される中心波長制御の例を示すフローチャートである。 図５は、実施形態１の変形例１に係るレーザシステムの構成を概略的に示す。 図６は、実施形態１の変形例１に係るレーザシステムにおいて実施されるスペクトル線幅制御の例を示すフローチャートである。 図７は、実施形態２に係るレーザシステムの構成を概略的に示す。 図８は、変調信号生成部の構成を示すブロック図である。 図９は、可変低域通過フィルタの遮断周波数ｆｃを変えた時の光位相変調器から出力されるレーザ光のスペクトル線幅と典型的なスペクトル形状とを示すグラフである。 図１０は、実施形態２に係るレーザシステムに適用されるスペクトル線幅制御の例を示すフローチャートである。 図１１は、実施形態１における光周波数変調器から出力されるレーザ光のスペクトルの例を示すグラフである。 図１２は、露光装置の構成例を概略的に示す。
実施形態
　－目次－
１．比較例に係るレーザシステムの概要
　１．１　構成
　１．２　動作
　１．３　課題
２．実施形態１
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　スペクトル線幅制御の例
　２．４　中心波長制御の例
　２．５　効果
　２．６　変形例
　　２．６．１　構成
　　２．６．２　動作
　　２．６．３　スペクトル線幅制御の例
　　２．６．４　効果
３．実施形態２
　３．１　構成
　３．２　動作
　３．３　スペクトル線幅制御の例
　３．４　効果
４．電子デバイスの製造方法について
５．その他
　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、本開示のいくつか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、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
　１．比較例に係るレーザシステムの概要
　１．１　構成
　図１は、比較例に係るレーザシステム２の構成を概略的に示す。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。
　図１に示すレーザシステム２は、半導体レーザを用いた固体レーザシステムで波長１９４．３ｎｍのパルスレーザ光を生成し、エキシマ増幅器でそのパルスレーザ光を増幅する。なお、本明細書に記載する波長の数値は代表的な値であり、記載される波長の数値に限らず、その波長の数値付近の波長であってもよい。例えば、波長１９４．３ｎｍという記載は、明記が無い限り、波長約１９４．３ｎｍの意味を含む。
　レーザシステム２は、固体レーザシステム１０と、エキシマ増幅器２０と、モニタモジュール３０と、レーザ制御部４０とを含む。固体レーザシステム１０は、第１の半導体レーザ１０１と、第２の半導体レーザ１０２と、第１の半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）１１１と、第２の半導体光増幅器１１２と、第１の光ファイバ増幅器１２１と、第２の光ファイバ増幅器１２２と、波長変換部１３０とを含む。なお、図面において例えば、第１の半導体レーザ１０１を「半導体レーザ１」、第１の半導体光増幅器１１１を「ＳＯＡ１」などと表記する。
　第１の半導体レーザ１０１は、例えば、波長が１０３０ｎｍで連続発振し、かつ、シングル縦モードで発振する半導体レーザである。
　第２の半導体レーザ１０２は、例えば、波長が１５５３ｎｍで連続発振し、かつ、シングル縦モードで発振する半導体レーザである。第１の半導体レーザ１０１及び第２の半導体レーザ１０２は、分布帰還型レーザダイオード（Distributed Feedback- Laser Diode：ＤＦＢ－ＬＤ）や分布反射型レーザダイオード（Distributed Bragg Reflector- Laser Diode：ＤＢＲ－ＬＤ）、又は外部共振器型ＤＢＲレーザでもよい。
　第１の半導体光増幅器１１１は、第１の半導体レーザ１０１から出力された連続発振のレーザ光のパルス化と増幅とを行う。第２の半導体光増幅器１１２は、第２の半導体レーザ１０２から出力された連続発振のレーザ光のパルス化と増幅とを行う。
　第１の光ファイバ増幅器１２１は、第１の半導体光増幅器１１１から出力されたパルスレーザ光のエネルギを増幅する。第２の光ファイバ増幅器１２２は、第２の半導体光増幅器１１２から出力されたパルスレーザ光のエネルギを増幅する。第１の光ファイバ増幅器１２１と第２の光ファイバ増幅器１２２とは、Ｙｂファイバ増幅器、又はＹｂ－ＹＡＧの結晶などでもよい。
　第１の光ファイバ増幅器１２１で増幅されたパルスレーザ光は、例えば、第１の高反射ミラーＨＲ１と、第２の高反射ミラーＨＲ２と、第３の高反射ミラーＨＲ３と、第４の高反射ミラーＨＲ４とにより反射されて波長変換部１３０に導入される。
　波長変換部１３０は、第１の半導体レーザ１０１と、第２の半導体レーザ１０２とから出力された近赤外線波長のレーザ光を紫外線波長のレーザ光に変換する。ここで近赤外線波長は７８０ｎｍ～２５００ｎｍ、紫外線波長は１５０ｎｍ～３８０ｎｍである。波長変換部１３０は、ＬＢＯ結晶１３２と、第１のＣＬＢＯ結晶１４１と、第１のダイクロイックミラーＤＣ１と、第２のＣＬＢＯ結晶１４２と、第２のダイクロイックミラーＤＣ２と、第３のダイクロイックミラーＤＣ３と、第４のダイクロイックミラーＤＣ４と、第５の高反射ミラーＨＲ５と、第６の高反射ミラーＨＲ６と、第３のＣＬＢＯ結晶１４３と、第５のダイクロイックミラーＤＣ５とを含んでもよい。ＬＢＯは化学式ＬｉＢ３Ｏ５で表わされる。ＣＬＢＯは化学式ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０で表わされる。ＬＢＯ結晶及びＣＬＢＯ結晶のそれぞれは波長変換用の非線形結晶である。「非線形結晶」という用語は「非線形光学結晶」と同義である。
　ＬＢＯ結晶１３２は、第１の光ファイバ増幅器１２１から出力された波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光が入射されるように配置される。
　第１のＣＬＢＯ結晶１４１は、ＬＢＯ結晶１３２からの波長５１５ｎｍのパルスレーザ光が入射するように配置される。
　第１のダイクロイックミラーＤＣ１は、第１のＣＬＢＯ結晶１４１と第２のＣＬＢＯ結晶１４２との間に配置され、第２の光ファイバ増幅器１２２からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光を高反射し、第１のＣＬＢＯ結晶１４１からの波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光を高透過する膜がコートされている。
　第２のＣＬＢＯ結晶１４２は、第１のダイクロイックミラーＤＣ１を透過した波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光と第１のダイクロイックミラーＤＣ１を反射した波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とが入射するように配置される。
　第２のダイクロイックミラーＤＣ２は、第２のＣＬＢＯ結晶１４２と第３のダイクロイックミラーＤＣ３との間に配置され、第２のＣＬＢＯ結晶１４２からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）を高反射し、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光と波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光を高透過する膜がコートされている。
　第３のダイクロイックミラーＤＣ３は、第２のダイクロイックミラーＤＣ２と第４のダイクロイックミラーＤＣ４との間に配置され、第２のダイクロイックミラーＤＣ２からの波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光を高反射し、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光を高透過する膜がコートされている。
　第４のダイクロイックミラーＤＣ４は、第３のダイクロイックミラーＤＣ３と第３のＣＬＢＯ結晶１４３との間に配置され、第６の高反射ミラーＨＲ６からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光を高反射し、第３のダイクロイックミラーＤＣ３からの波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光を高透過する膜がコートされている。
　第３のＣＬＢＯ結晶１４３は、第４のダイクロイックミラーＤＣ４からの波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とが入射するように配置される。
　第５のダイクロイックミラーＤＣ５は、第３のＣＬＢＯ結晶１４３とエキシマ増幅器２０との間に配置され、第３のＣＬＢＯ結晶１４３からの波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光を高反射し、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とを高透過する膜がコートされている。
　エキシマ増幅器２０は、リアミラーＲＭと、チャンバ２２と、アウトプットカプラＯＣとを含む。リアミラーＲＭとアウトプットカプラＯＣとは光共振器を構成し、この光共振器の光路上にチャンバ２２が配置される。光共振器は、ファブリペロー型の光共振器であって、レーザ光の一部を部分反射しかつ透過するリアミラーＲＭと、レーザ光の一部を部分反射しかつ透過するアウトプットカプラＯＣとで構成される。ここで、アウトプットカプラＯＣの反射率は例えば１０％～３０％であってもよく、リアミラーＲＭの反射率は例えば８０％～９０％であってもよい。また、光共振器はリング共振器であってもよいし、増幅器は例えば、シード光をシリンドリカルミラーで反射して放電空間を３回通過させることにより増幅を行う３パス増幅器などのマルチパス増幅器であってもよい。
　チャンバ２２は、１対の放電電極２５ａ、２５ｂと、レーザ光が透過する２枚のウィンドウ２６、２７とを含む。チャンバ２２内には、エキシマレーザガスが導入される。エキシマレーザガスは、例えば、レアガスと、ハロゲンガスと、バッファガスとを含む。レアガスは、Ａｒ又はＫｒであってよい。ハロゲンガスは、例えば、Ｆ２ガスであってよい。バッファガスは例えばＮｅガスであってよい。
　モニタモジュール３０は、エキシマ増幅器２０から出力されたパルスレーザ光の中心波長と、スペクトル線幅と、パルスエネルギとを計測するために配置される。モニタモジュール３０は、第１のビームスプリッタＢＳ１と、波長モニタ３４と、第２のビームスプリッタＢＳ２と、線幅モニタ３５と、第３のビームスプリッタＢＳ３と、パルスエネルギモニタ３６とを含む。
　第１のビームスプリッタＢＳ１は、エキシマ増幅器２０から出力されたパルスレーザ光の光路上に配置される。第２のビームスプリッタＢＳ２と第３のビームスプリッタＢＳ３とは、第１のビームスプリッタＢＳ１で反射されたパルスレーザ光の光路上に配置される。波長モニタ３４は、第２のビームスプリッタＢＳ２で反射されたパルスレーザ光が入射するように配置される。波長モニタ３４は、パルスレーザ光の波長を計測する。波長モニタ３４は、例えば、エタロン分光器である。
　第３のビームスプリッタＢＳ３は、第２のビームスプリッタＢＳ２とパルスエネルギモニタ３６との間に配置される。線幅モニタ３５は、第３のビームスプリッタＢＳ３で反射されたパルスレーザ光が入射するように配置される。線幅モニタ３５は、パルスレーザ光のスペクトル線幅を高精度に計測する。線幅モニタ３５は、例えば、エタロン分光器である。パルスエネルギモニタ３６は、第３のビームスプリッタＢＳ３を透過したパルスレーザ光が入射するように配置される。パルスエネルギモニタ３６は、パルスレーザ光のパルスエネルギを検出する。パルスエネルギモニタ３６は、例えば、フォトダイオードや焦電素子を含むパルスエネルギセンサであってもよい。
　１．２　動作
　レーザ制御部４０は、第１の半導体レーザ１０１と第２の半導体レーザ１０２とを常時連続発振させる。第１の半導体光増幅器１１１は、第１の半導体レーザ１０１から出力された連続発振の波長１０３０ｎｍのレーザ光のパルス化と増幅とを行う。パルス化されたパルスレーザ光のパルス幅は、例えば、１０ｎｓ～４０ｎｓである。
　第１の半導体光増幅器１１１から出力されたパルスレーザ光は第１の光ファイバ増幅器１２１に入射し、増幅される。第１の光ファイバ増幅器１２１で増幅されたパルスレーザ光は、ＬＢＯ結晶１３２に入射される。ＬＢＯ結晶１３２は、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光が波長１０３０ｎｍの第二高調波光発生の位相整合条件を満たすように、入射角が調整される。その結果、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光の第二高調波である波長５１５ｎｍのパルスレーザ光が生成される。
　波長５１５ｎｍのパルスレーザ光が第１のＣＬＢＯ結晶１４１に入射される。第１のＣＬＢＯ結晶１４１は、波長５１５ｎｍのパルスレーザ光が波長５１５ｎｍの第二高調波光発生の位相整合条件を満たすように、入射角が調整される。その結果、波長５１５ｎｍのパルスレーザ光の第二高調波である波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光が生成される。
　第２の半導体光増幅器１１２は、第２の半導体レーザ１０２から出力された連続発振の波長１５５３ｎｍのレーザ光をパルス化し、増幅する。パルス化されたパルスレーザ光のパルス幅は、例えば、１０ｎｓ～４０ｎｓである。第２の半導体光増幅器１１２から出力されたパルスレーザ光は第２の光ファイバ増幅器１２２に入射し、増幅される。
　波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とが第１のダイクロイックミラーＤＣ１で合波され、第２のＣＬＢＯ結晶１４２に入射される。第２のＣＬＢＯ結晶１４２は、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とが和周波光発生の位相整合条件を満たすように、それぞれの入射角が調整される。その結果、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍパルスレーザ光との和周波である波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光が生成される。なお、第２のＣＬＢＯ結晶１４２からは波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光とともに、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光及び波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光も出力される。
　波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光は、第２のダイクロイックミラーＤＣ２を透過した後、第３のダイクロイックミラーＤＣ３で反射され、光路から外れる。第２のＣＬＢＯ結晶１４２から出力された波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光は第２のダイクロイックミラーＤＣ２で反射された後、第５の高反射ミラーＨＲ５及び第６の高反射ミラーＨＲ６を介して第４のダイクロイックミラーＤＣ４に入射される。波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とが第４のダイクロイックミラーＤＣ４で合波され、第３のＣＬＢＯ結晶１４３に入射される。第３のＣＬＢＯ結晶１４３は、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光とが和周波光発生の位相整合条件を満たすように、それぞれの入射角が調整される。その結果、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５３ｎｍパルスレーザ光との和周波である波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光が生成される。
　第５のダイクロイックミラーＤＣ５で高反射された波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光は、第８の高反射ミラーＨＲ８を介してエキシマ増幅器２０に入射する。
　リアミラーＲＭを透過したパルスレーザ光がチャンバ２２に入射するタイミングで、不図示の電源より高電圧パルスがチャンバ２２内の放電電極２５ａ、２５ｂ間に印加される。チャンバ２２内の放電電極２５ａ、２５ｂ間で放電が発生すると、レーザガスが励起され、アウトプットカプラＯＣとリアミラーＲＭとで構成されるファブリペロー型の光共振器によって、パルスレーザ光は増幅され、アウトプットカプラＯＣから出力される。
　エキシマ増幅器２０で増幅されたパルスレーザ光は、モニタモジュール３０でスペクトル線幅と、中心波長と、パルスエネルギとが計測される。モニタモジュール３０の計測結果はレーザ制御部４０に送られる。
　レーザ制御部４０は、露光装置８０の露光制御部８２から目標パルスエネルギＥｔと、目標スペクトル線幅Δλｔと、目標中心波長λｃｔと、発光トリガ信号Ｔｒとを受信する。レーザ制御部４０は、線幅モニタ３５で計測されたパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差ΔΔλが小さくなるように、第１の半導体レーザ１０１から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を制御する。具体的には、レーザ制御部４０は、ΔΔλが0に近づくように、第１の半導体レーザ１０１の半導体レーザ素子に流す電流のＡＣ成分値を制御する。
　レーザ制御部４０は、波長モニタ３４で計測されたパルスレーザ光の波長λｃと目標中心波長λｃｔとの差δλｃが小さくなるように、第１の半導体レーザ１０１から出力されるレーザ光の波長を変更してもよい。具体的には、レーザ制御部４０は、差δλｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１０１の半導体レーザ素子に流す電流のＤＣ成分値あるいは半導体レーザ素子の温度を制御する。
　レーザ制御部４０は、パルスエネルギモニタ３６によって計測されたパルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差ΔＥを計算する。そして、差ΔＥが０に近づくように、エキシマ増幅器２０を制御する。
　１．３　課題
　［１］第１の半導体レーザ１０１から出力されたレーザ光を第１の光ファイバ増幅器１２１で増幅しようとすると、スペクトル線幅が狭いため、誘導ブリルアン散乱（Stimulated Brillouin Scattering：ＳＢＳ）の発生によって、目標のパワーまで増幅できない可能性がある。また、レーザ光とは逆方向に進むＳＢＳによって、第１の半導体光増幅器１１１や第１の半導体レーザ１０１が破損する恐れがある。このＳＢＳの発生を抑制するためには、レーザ光のスペクトル線幅を広げる機構を配置する必要がある。同様に、第２の半導体レーザ１０２から出力されたレーザ光においてもスペクトル線幅を広げる機構が必要になり、同じ機能を持つ機構を２つ配置する必要がある。また、双方の装置で最小スペクトル線幅が制限されるため、レーザシステム２から出力されるパルスレーザ光の最小スペクトル線幅が広くなってしまう。
　［２］ＬＢＯ結晶１３２と、第１のＣＬＢＯ結晶１４１と、第２のＣＬＢＯ結晶１４２と、第３のＣＬＢＯ結晶１４３との４つの非線形結晶の最適位相整合条件（入射角あるいは結晶温度の条件）は、中心波長毎に違い、最適位相整合条件から外れると波長変換光のパルスエネルギが低下する。第１の半導体レーザ１０１から出力されるレーザ光の波長を変更する事で中心波長を制御する場合、４つの結晶の全ての位相整合条件に影響するため、４つ全ての結晶の位相整合条件を満たすように制御する必要がある。
　２．実施形態１
　２．１　構成
　図２は、実施形態１に係るレーザシステム２Ａの構成を概略的に示す。図２に示すレーザシステム２Ａについて、図１に示す構成と異なる点を説明する。
　レーザシステム２Ａは、図１に示す固体レーザシステム１０の代わりに、固体レーザシステム１１を含む。固体レーザシステム１１は、第１の半導体レーザ１０１と第１の光ファイバ増幅器１２１との間に光周波数変調器１１４と光強度可変器１１６とが配置され、図１に示す波長変換部１３０の代わりに、波長変換部１３１を備える。波長変換部１３１は、ＬＢＯ結晶１３２と第１のＣＬＢＯ結晶１４１との間に第６のダイクロイックミラーＤＣ６が配置される。
　また、固体レーザシステム１１は、図１に示す第２の半導体光増幅器１１２及び第２の光ファイバ増幅器１２２の代わりに、第７のダイクロイックミラーＤＣ７と、ＰＰＬＮ（periodically poled lithium niobate）結晶による光パラメトリック増幅器（Optical Parametric Amplifier：ＯＰＡ）１２５とが配置される。
　固体レーザシステム１１における第１の半導体レーザ１０１は、例えば、波長が１０３０ｎｍで連続発振し、かつ、シングル縦モードで発振し、第１のレーザ光Ｌ１を出力する。第１の半導体レーザ１０１は、例えば、ＤＦＢ－ＬＤ、ＤＢＲ－ＬＤ、又は外部共振器型ＤＢＲレーザでもよい。第１の半導体レーザ１０１は本開示における「第１のレーザ」の一例である。
　固体レーザシステム１１は、第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１をパルス化して第１のパルスレーザ光ＰＬ１を出力する光強度可変器１１６を備える。光強度可変器１１６は、半導体光増幅器（ＳＯＡ）でもよいし、電気光学効果を用いた光強度変調器であってもよい。電気光学効果を用いた光強度変調器は、ポッケルスセルと偏光子とを組み合わせた光シャッタでもよいし、マッハツェンダー型の光強度変調器であってもよい。
　固体レーザシステム１１では、第１の半導体レーザ１０１と光強度可変器１１６との間に光周波数変調器１１４が配置される。光周波数変調器１１４は、例えば、音響光学素子（Acousto-Optics：ＡＯ）を用いたＡＯ周波数変調器でもよい。光周波数変調器１１４の代わりに光位相変調器を配置してもよい。光位相変調器は、例えば、電気光学効果（Electro-Optic effect）を用いた位相変調器でもよい。光周波数変調器１１４は光強度可変器１１６の下流に配置してもよい。光周波数変調器１１４は本開示における「変調器」の一例である。
　第１の光ファイバ増幅器１２１は、光強度可変器１１６から出力された第１のパルスレーザ光ＰＬ１のエネルギを増幅し、第２のパルスレーザ光ＰＬ２を出力する。第１の光ファイバ増幅器１２１で増幅してもエネルギが不足する場合は、第１の光ファイバ増幅器１２１の下流側にＹｂドープの固体増幅器を配置してもよい。
　第２の半導体レーザ１０２は、例えば、波長が１５５１ｎｍ～１５５５ｎｍの間で自由に変えられる中心波長可変のレーザであり、指令される波長で連続発振し、かつ、シングル縦モードで発振し第２のレーザ光Ｌ２を出力する。第２の半導体レーザ１０２は、ＤＦＢ－ＬＤ、ＤＢＲ－ＬＤ、又は外部共振器型ＤＢＲレーザでもよい。ＤＢＲ－ＬＤは、ＳＧ－ＤＢＲ－ＬＤ（Sampled Grating Distributed Bragg Reflector Laser Diode）又はＳＳＧ－ＤＢＲ－ＬＤ（Super Structure Grating Distributed Bragg Reflector Laser Diode）でもよい。第２の半導体レーザ１０２は本開示における「第２のレーザ」の一例である。
　第７のダイクロイックミラーＤＣ７は、ＯＰＡ１２５の上流に配置され、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）を高反射し、第２の半導体レーザ１０２からの波長１５５３ｎｍのレーザ光（第２のレーザ光Ｌ２）を高透過する膜がコートされている。
　ＯＰＡ１２５は、第２のレーザ光Ｌ２のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光ＰＬ３を出力する。ＯＰＡ１２５はＰＰＬＮ結晶を複数使用し、第６のダイクロイックミラーＤＣ６と第７のダイクロイックミラーＤＣ７との間に波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光を分岐する部分反射ミラーを設置し、直列に設置した各ＰＰＬＮ結晶のそれぞれの間にダイクロイックミラーを設置して、分岐された波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光を各ＰＰＬＮ結晶に入力するようにして、ＯＰＡ１２５を多段に設置して増幅してもよい。
　波長変換部１３１は、ＬＢＯ結晶１３２と、第６のダイクロイックミラーＤＣ６と、第１のＣＬＢＯ結晶１４１と、第１のダイクロイックミラーＤＣ１と、第２のＣＬＢＯ結晶１４２と、第２のダイクロイックミラーＤＣ２と、第３のダイクロイックミラーＤＣ３と、第４のダイクロイックミラーＤＣ４と、第５の高反射ミラーＨＲ５と、第６の高反射ミラーＨＲ６と、第３のＣＬＢＯ結晶１４３と、第５のダイクロイックミラーＤＣ５とを含む。
　ＬＢＯ結晶１３２は、第１の光ファイバ増幅器１２１から出力された波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）が入射されるように配置される。
　第６のダイクロイックミラーＤＣ６は、ＬＢＯ結晶１３２と第１のＣＬＢＯ結晶１４１との間に配置され、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）を高反射し、ＬＢＯ結晶１３２からの波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第１の高調波光）を高透過する膜がコートされる。
　第６のダイクロイックミラーＤＣ６で反射された波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）と第２の半導体レーザ１０２からの波長１５５３ｎｍのレーザ光（第２のレーザ光Ｌ２）とは第７のダイクロイックミラーＤＣ７で合波され、ＯＰＡ１２５に入射するように第７のダイクロイックミラーＤＣ７とＯＰＡ１２５とが配置される。または、第６のダイクロイックミラーＤＣ６を配置せずに、第４の高反射ミラーＨＲ４の代わりにビームスプリッタを配置して、このビームスプリッタを透過したパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）が第７のダイクロイックミラーＤＣ７で合波され、ＯＰＡ１２５に入射するように第７のダイクロイックミラーＤＣ７とＯＰＡ１２５とを配置してもよい。
　第１のＣＬＢＯ結晶１４１は、ＬＢＯ結晶１３２からの波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第１の高調波光）が入射するように配置してもよい。
　第１のダイクロイックミラーＤＣ１は、第１のＣＬＢＯ結晶１４１と第２のＣＬＢＯ結晶１４２との間に配置され、ＯＰＡ１２５からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）を高反射し、第１のＣＬＢＯ結晶１４１からの波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）を高透過する膜がコートされていてもよい。または、第１のダイクロイックミラーＤＣ１は、第６のダイクロイックミラーＤＣ６と第１のＣＬＢＯ結晶１４１の間に配置され、ＯＰＡ１２５からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）を高反射し、第６のダイクロイックミラーＤＣ６からの波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）を高透過する膜がコートされていてもよい。
　第２のＣＬＢＯ結晶１４２は、第１のダイクロイックミラーＤＣ１を透過した波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）とＤＣ１を反射した波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とが入射するように配置されてもよい。第２のＣＬＢＯ結晶１４２は、不図示の回転ステージ上に配置され、位相整合条件を合わせるために結晶への入射角や温度を変更できるように構成されてもよい。
　第２のダイクロイックミラーＤＣ２は、第２のＣＬＢＯ結晶１４２と第３のダイクロイックミラーＤＣ３の間に配置され、第２のＣＬＢＯ結晶１４２からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）を高反射し、第１のＣＬＢＯ結晶１４１からの波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）と波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）とを高透過する膜がコートされていてもよい。
　第３のダイクロイックミラーＤＣ３は、第２のダイクロイックミラーＤＣ２と第４のダイクロイックミラーＤＣ４との間に配置され、第２のダイクロイックミラーＤＣ２からの波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）を高反射し、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）を高透過する膜がコートされている。
　第４のダイクロイックミラーＤＣ４は、第３のダイクロイックミラーＤＣ３と第３のＣＬＢＯ結晶１４３との間に配置され、第６の高反射ミラーＨＲ６からの波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）を高反射し、第３のダイクロイックミラーＤＣ３からの波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）を高透過する膜がコートされている。
　第３のＣＬＢＯ結晶１４３は、第４のダイクロイックミラーＤＣ４からの波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とが入射するように配置される。第３のＣＬＢＯ結晶１４３は、不図示の回転ステージ上に配置され、位相整合条件を合わせるために結晶への入射角や温度を変更できるように構成されてもよい。
　第５のダイクロイックミラーＤＣ５は、第３のＣＬＢＯ結晶１４３とエキシマ増幅器２０との間に配置され、第３のＣＬＢＯ結晶１４３からの波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光（第２の和周波光、第４のパルスレーザ光ＰＬ４）を高反射し、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とを高透過する膜がコートされていてもよい。
　ＬＢＯ結晶１３２は本開示における「第１の非線形結晶」の一例である。第１のＣＬＢＯ結晶１４１は本開示における「第２の非線形結晶」の一例であり、第２のＣＬＢＯ結晶１４２及び第３のＣＬＢＯ結晶１４３は本開示における「第３の非線形結晶」及び「第４の非線形結晶」の一例である。
　レーザ制御部４０は、プロセッサを用いて構成される。本開示のプロセッサとは、制御プログラムが記憶された記憶装置と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）とを含む処理装置である。プロセッサは、本開示に含まれる各種処理を実行するために特別に構成又はプログラムされている。プロセッサは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に代表される集積回路を含んでもよい。なお、レーザ制御部４０の機能は、複数のプロセッサによって実現されてもよい。
　レーザシステム２Ａにおけるエキシマ増幅器２０及びモニタモジュール３０の構成は図１と同様であってよい。
　２．２　動作
　レーザ制御部４０は、第１の半導体レーザ１０１と第２の半導体レーザ１０２とを常時連続発振させる。第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１は、光周波数変調器１１４で、レーザ制御部４０から受信した変調信号により波長（周波数）が変調され、周波数変調の原理に従い、スペクトル線幅が広がる。
　光強度可変器１１６は、光周波数変調器１１４から出力された連続発振の波長１０３０ｎｍのレーザ光（第１のレーザ光Ｌ１）をパルス化する。パルス化されたパルスレーザ光（第１のパルスレーザ光ＰＬ１）のパルス幅は、例えば、１０ｎｓ～４０ｎｓである。
　光強度可変器１１６から出力された第１のパルスレーザ光ＰＬ１は第１の光ファイバ増幅器１２１に入射し、増幅され、第２のパルスレーザ光ＰＬ２を出力する。
　第１の光ファイバ増幅器１２１で増幅された第２のパルスレーザ光ＰＬ２は、ＬＢＯ結晶１３２に入射される。ＬＢＯ結晶は、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）が波長１０３０ｎｍの第二高調波光発生の位相整合条件を満たすように、不図示の回転ステージにより入射角が調整される。その結果、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）の第二高調波である波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第１の高調波光）が生成される。
　波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第１の高調波光）が第１のＣＬＢＯ結晶１４１に入射される。第１のＣＬＢＯ結晶１４１は、波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第１の高調波光）が波長５１５ｎｍの第二高調波光発生の位相整合条件を満たすように、入射角が調整される。その結果、波長５１５ｎｍのパルスレーザ光（第１の高調波光）の第二高調波である波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）が生成される。
　第６のダイクロイックミラーＤＣ６で反射された波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）と、第２の半導体レーザ１０２から出力された波長１５５３ｎｍのレーザ光（第２のレーザ光Ｌ２）とは、第７のダイクロイックミラーＤＣ７で合波され、ＯＰＡ１２５に入射される。ＯＰＡ１２５では、光パラメトリック増幅によって波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光（第２のパルスレーザ光ＰＬ２）のパルス幅と同等かあるいは少し短いパルス幅の波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）が生成及び増幅される。つまり、ＯＰＡ１２５は第２の半導体レーザ１０２から出力された連続発振のレーザ光をパルス化する。
　ＯＰＡ１２５から出力された第３のパルスレーザ光ＰＬ３は、第７の高反射ミラーＨＲ７を介して第１のダイクロイックミラーＤＣ１に入射する。第１のＣＬＢＯ結晶１４１から出力された波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）と、ＯＰＡ１２５から出力された波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とが第１のダイクロイックミラーＤＣ１で合波され、第２のＣＬＢＯ結晶１４２に入射される。
　第２のＣＬＢＯ結晶１４２は、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とが和周波光発生の位相整合条件を満たすように、それぞれの入射角が調整される。その結果、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）と波長１５５３ｎｍパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）の和周波光である波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）とが生成される。なお、第２のＣＬＢＯ結晶１４２からは、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）とともに、波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）及び波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）も出力される。
　波長２５７．５ｎｍのパルスレーザ光（第２の高調波光）は、第３のダイクロイックミラーＤＣ３で反射され、光路から外れる。波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とが第３のＣＬＢＯ結晶１４３に入射される。第３のＣＬＢＯ結晶１４３は、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）と波長１５５３ｎｍのパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）とが和周波光発生の位相整合条件を満たすように、それぞれの入射角が調整される。その結果、波長２２０．９ｎｍのパルスレーザ光（第１の和周波光）と波長１５５３ｎｍパルスレーザ光（第３のパルスレーザ光ＰＬ３）との和周波である波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光（第２の和周波光、第４のパルスレーザ光ＰＬ４）が生成する。
　第５のダイクロイックミラーＤＣ５で高反射された波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光（第４のパルスレーザ光ＰＬ４）は、エキシマ増幅器２０に入射する。
　リアミラーＲＭを透過した第４のパルスレーザ光ＰＬ４がチャンバ２２に入射するタイミングで、不図示の電源より高電圧パルスがチャンバ２２内の放電電極２５ａ、２５ｂ間に印加される。チャンバ２２内の放電電極２５ａ、２５ｂ間で放電が発生すると、レーザガスが励起され、アウトプットカプラＯＣとリアミラーＲＭとで構成されるファブリペロー型の光共振器によって、第４のパルスレーザ光ＰＬ４は増幅され、アウトプットカプラＯＣから第５のパルスレーザ光ＰＬ５が出力される。エキシマ増幅器は本開示における「増幅部」の一例である。
　エキシマ増幅器２０から出力された第５のパルスレーザ光ＰＬ５は、モニタモジュール３０でスペクトル線幅と、中心波長と、パルスエネルギとが計測される。
　レーザ制御部４０は、露光装置８０の露光制御部８２から目標パルスエネルギＥｔと、目標スペクトル線幅Δλｔと、目標中心波長λｃｔと、発光トリガ信号Ｔｒとを受信する。露光装置８０は本開示における「外部装置」の一例である。レーザ制御部４０は、線幅モニタ３５で計測された第５のパルスレーザ光ＰＬ５のスペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差ΔΔλが小さくなるように、光周波数変調器１１４へ変調信号を決定し出力する。この場合、第１の半導体レーザ１０１の半導体レーザ素子に流す電流のＡＣ成分値の制御は行わない。
　第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１は、光周波数変調器１１４で、受信した変調信号により波長（周波数）が変調され、周波数変調の原理に従い、スペクトル線幅が広がる。
　また、レーザ制御部４０は、波長モニタ３４で計測された第５のパルスレーザ光ＰＬ５の波長λｃと目標中心波長λｃｔとの差δλｃを計算する。そして、差δλｃが小さくなるように、第２の半導体レーザ１０２への制御信号を決定し出力する。
　第２の半導体レーザ１０２は、例えば、ＳＧ－ＤＢＲ－ＬＤ又はＳＳＧ－ＤＢＲ－ＬＤの場合、それぞれの回折格子への電流や位相調整領域への電流での調整量とを制御して、出力される第２のレーザ光Ｌ２の中心波長を変更してもよい。または、外部共振器型ＤＢＲレーザの場合は、受信した制御信号により共振器を構成する回折格子又はミラーの角度や位置を制御して、出力される第２のレーザ光Ｌ２の中心波長を変更してもよい。なお、これらの場合、第２の半導体レーザ１０２の半導体レーザ素子の活性層に流す電流のＤＣ成分値あるいは半導体レーザ素子の温度の可変制御は行わない。
　上記のようなスペクトル線幅制御と中心波長制御とは、波長制御と同様に各パルス毎に行ってもよいし、所定のパルス数毎に行ってもよい。また、波長制御とスペクトル線幅制御とは独立してパラレルに制御してもよいし、交互にシリーズで制御してもよい。
　レーザ制御部４０は、目標中心波長λｃｔによって、第２のＣＬＢＯ結晶１４２及び第３のＣＬＢＯ結晶１４３の回転角度を変えて入射光の入射角を位相整合するように調整する。またはレーザ制御部４０は、第２のＣＬＢＯ結晶１４２及び第３のＣＬＢＯ結晶１４３の結晶温度を変えて位相整合するように調整する。
　２．３　スペクトル線幅制御の例
　図３は、実施形態１に係るレーザシステム２Ａにおいて実施されるスペクトル線幅制御の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１１において、レーザ制御部４０は、露光装置８０から目標スペクトル線幅Δλｔを受信する。
　ステップＳ１２において、レーザ制御部４０は、線幅モニタ３５から第５のパルスレーザ光ＰＬ５のスペクトル線幅Δλを受信する。
　ステップＳ１３において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差ΔΔλを計算する。
　ステップＳ１４において、レーザ制御部４０は、差ΔΔλが小さくなるように、光周波数変調器１１４への変調信号を決定し、出力する。
　ステップＳ１５において、変調信号により光周波数変調器１１４で第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１のスペクトル線幅が変更される。
　ステップＳ１６において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅制御を終了するか否かを判定する。ステップＳ１６の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部４０は、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１～ステップＳ１６を繰り返す。ステップＳ１６の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部４０は図３のフローチャートを終了する。
　２．４　中心波長制御の例
　図４は、実施形態１に係るレーザシステム２Ａにおいて実施される中心波長制御の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ２１において、レーザ制御部４０は、露光装置８０から目標中心波長λｃｔを受信する。ステップＳ２２において、レーザ制御部４０は、波長モニタ３４から第５のパルスレーザ光ＰＬ５の波長λｃを受信する。
　ステップＳ２３において、レーザ制御部４０は、波長λｃと目標中心波長λｃｔとの差δλｃを計算する。
　ステップＳ２４において、レーザ制御部４０は、差δλｃが小さくなるように、第２の半導体レーザ１０２への制御信号を決定し、出力する。
　ステップＳ２５において、制御信号により第２の半導体レーザ１０２から出力される第２のレーザ光Ｌ２の中心波長が変更される。
　ステップＳ２６において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅制御を終了するか否かを判定する。ステップＳ２６の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部４０は、ステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１～ステップＳ２６を繰り返す。ステップＳ２６の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部４０は図４のフローチャートを終了する。
　２．５　効果
　実施形態１によれば、第２の半導体レーザ１０２から出力された第２のレーザ光Ｌ２は、光ファイバ増幅器を用いて増幅していないため、ＳＢＳを抑制する必要がない。このため、第２の半導体レーザ１０２から出力された第２のレーザ光Ｌ２のスペクトル線幅を広げる機構を配置する必要がない。
　また、実施形態１に係るレーザシステム２Ａから出力される第５のパルスレーザ光ＰＬ５の最小スペクトル線幅は、第１のレーザ光Ｌ１のスペクトル線幅を広げる機構のみの制限になる。そして、このスペクトル線幅を広げる機構で第５のパルスレーザ光ＰＬ５のスペクトル線幅の制御が可能である。
　実施形態１によれば、第２の半導体レーザ１０２のみの中心波長を制御している。この場合、最適位相整合条件に影響する非線形結晶は、第２のＣＬＢＯ結晶１４２と、第３のＣＬＢＯ結晶１４３との２つのみである。このため、中心波長の制御時に位相整合条件の制御が必要な非線形結晶はこれら２つのみでよい。
　実施形態１における波長変換部１３１の構成は、第１のレーザ光Ｌ１をパルス化し増幅した第２のパルスレーザ光ＰＬ２に対し、２回の第２高調波発生を行い、その高調波光と第２のレーザ光Ｌ２をパルス化し増幅した第３のパルスレーザ光ＰＬ３との２回の和周波発生を行う。このような波長変換部１３１の構成では、第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１のスペクトル線幅変化量に対する第５のパルスレーザ光ＰＬ５のスペクトル線幅変化量（線幅変動感度）の割合は、第２の半導体レーザ１０２から出力された第２のレーザ光Ｌ２のスペクトル線幅を変える場合の割合に比べて４．６倍程度大きい。このため、第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１、又は第１のパルスレーザ光ＰＬ１のスペクトル線幅を光周波数変調器１１４で制御する方が、第２の半導体レーザ１０２から出力された第２のレーザ光Ｌ２のスペクトル線幅を制御するより、広い範囲の調整が可能である。
　また、ＳＧ－ＤＢＲ－ＬＤ又はＳＳＧ－ＤＢＲ－ＬＤで中心波長を制御する方法は、通常の半導体レーザ素子の活性層に流す電流のＤＣ成分値で制御する方法よりも制御範囲が広く、あるいは半導体レーザ素子の温度の制御する方法より制御範囲が広く応答速度も速い。
　２．６　変形例
　２．６．１　構成
　図５は、実施形態１の変形例に係るレーザシステム２Ｂの構成を概略的に示す。図５に示す構成について、図２と異なる点を説明する。
　レーザシステム２Ｂは、図２のモニタモジュール３０の代わりに、モニタモジュール３０Ｂを含む。モニタモジュール３０Ｂ内には、第３のビームスプリッタＢＳ３と、線幅モニタ３５とが配置されていない点で、図２のモニタモジュール３０と異なる。他の構成は、図２と同様であってよい。
　２．６．２　動作
　レーザ制御部４０は、スペクトル線幅と光周波数変調器１１４への変調信号との関係を示す関係データを記憶しておく。関係データは、例えば、スペクトル線幅と変調信号との関係性（対応関係）を表す関数又はテーブルとして記憶しておく。
　レーザ制御部４０は、目標スペクトル線幅Δλｔと、スペクトル線幅と光周波数変調器１１４への変調信号との関係性を規定する関数又はテーブルとから、目標スペクトル線幅Δλｔに対応する変調信号を決定する。レーザ制御部４０は、決定した変調信号を光周波数変調器１１４へ出力する。
　光周波数変調器１１４に入力された第１のレーザ光Ｌ１は、変調信号に応じてスペクトル幅が広がる。露光装置８０から指令される目標スペクトル線幅Δλｔが変更された場合、レーザ制御部４０は、目標スペクトル線幅Δλｔと、スペクトル線幅と光周波数変調器１１４への変調信号の関係性を表す関数又はテーブルとから、変調信号を決定し、決定した変調信号を光周波数変調器１１４へ出力する。その他の動作は、実施形態１と同様であってよい。
　２．６．３　スペクトル線幅制御の例
　図６は、実施形態１の変形例に係るレーザシステム２Ｂにおいて実施されるスペクトル線幅制御の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ３０において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅と光周波数変調器１１４への変調信号との関係性を表す関数を記憶しておく。なお、関数の代わりにテーブルが記憶されてもよい。
　ステップＳ３１において、レーザ制御部４０は、露光装置８０から目標スペクトル線幅Δλｔを受信する。
　ステップＳ３２において、レーザ制御部４０は、目標スペクトル線幅Δλｔと、関係性を表す関数とから、目標スペクトル線幅Δλｔに対応する変調信号を決定する。
　ステップＳ３４において、レーザ制御部４０は、光周波数変調器１１４へ変調信号を出力する。
　ステップＳ３５において、変調信号により光周波数変調器１１４で第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１のスペクトル線幅が変更される。
　ステップＳ３６において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅制御を終了するか否かを判定する。ステップＳ３６の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部４０は、ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１～ステップＳ３６を繰り返す。ステップＳ３６の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部４０は図６のフローチャートを終了する。
　２．６．４　効果
　実施形態１の変形例に係るレーザシステム２Ｂによれば、スペクトル線幅の制御が簡易になる。また、モニタモジュール３０Ｂで第５のパルスレーザ光ＰＬ５のスペクトル線幅を計測しなくてもよい。
　３．実施形態２
　３．１　構成
　図７は、実施形態２に係るレーザシステム２Ｃの構成を概略的に示す。図７に示す構成について、図２と異なる点を説明する。
　レーザシステム２Ｃは、固体レーザシステム１１の代わりに固体レーザシステム１２を備える。固体レーザシステム１２は、光周波数変調器１１４の代わりに光位相変調器１１５と変調信号生成部１５０とを備える。光位相変調器１１５は本開示における「変調器」の一例である。光位相変調器１１５は、図７に示すように、第１の半導体レーザ１０１と光強度可変器１１６との間に配置されてもよいし、光強度可変器１１６と第１の光ファイバ増幅器１２１との間に配置されてもよい。その他の構成は、実施形態１と同様であってよい。
　変調信号生成部１５０の詳細を図８に示す。変調信号生成部１５０は、白色雑音発生部１５２と、可変低域通過フィルタ１５４と、パワー調整器１５６とを含む。白色雑音発生部１５２は、ノイズソースモジュール等の白色雑音発生器でもよい。可変低域通過フィルタ１５４は、白色雑音発生部１５２で生成した信号の低周波数成分を通過させ、高周波成分を制限する。パワー調整器１５６は、可変低域通過フィルタ１５４を通過した信号を適切なパワーに調整する。パワー調整器１５６は、例えば、アッテネータ、若しくは増幅器、又は、アッテネータと増幅器とを組み合わせて構成されたものでもよい。
　３．２　動作
　レーザ制御部４０は、露光装置８０から目標スペクトル線幅Δλｔを受信する。白色雑音発生部１５２は白色雑音を発生させる。レーザ制御部４０は、線幅モニタ３５で計測されたパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差ΔΔλを計算する。そして、レーザ制御部４０は、差ΔΔλが小さくなるように、可変低域通過フィルタ１５４への帯域制御信号と、パワー調整器１５６への減衰率制御信号又は増幅率制御信号を決定し、これらの信号を出力する。
　可変低域通過フィルタ１５４は、帯域制御信号に応じて白色雑音信号の低域側の信号を通過させる。可変低域通過フィルタ１５４を通過した信号は、可変低域通過フィルタ１５４によって減衰した分のパワーを補償するようにパワー調整器１５６でパワーが調整される。
　パワー調整器１５６でパワーが調整された白色雑音信号は光位相変調器１１５に入力される。
　光位相変調器１１５に入力された白色雑音信号の帯域に応じて、第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１のスペクトル線幅が広げられる。
　図９に可変低域通過フィルタ１５４の遮断周波数ｆｃを変えた時の光位相変調器１１５から出力されるレーザ光のスペクトル線幅と典型的なスペクトル形状とを示す。図９に示すように、実施形態２における光位相変調器１１５から出力されるレーザ光はガウシアン分布に近いスペクトル形状となり得る。
　また、光位相変調器１１５へ入力する白色雑音信号のパワーのみをパワー調整器１５６にて変化させても、光位相変調器１１５からの出力レーザ光のスペクトル線幅は若干変化するため、スペクトル線幅の微調整をパワー調整器１５６で行うことも可能である。
　３．３　スペクトル線幅制御の例
　図１０は、実施形態２に係るレーザシステム２Ｃに適用されるスペクトル線幅制御の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ４０において、変調信号生成部１５０は、白色雑音発生部１５２で白色雑音信号を発生させる。
　ステップＳ４１において、レーザ制御部４０は、露光装置８０から目標スペクトル線幅Δλｔを受信する。
　ステップＳ４２において、レーザ制御部４０は、線幅モニタ３５から第５のパルスレーザ光ＰＬ５のスペクトル線幅Δλを受信する。
　ステップＳ４３において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλｔとの差ΔΔλを計算する。
　ステップＳ４４において、レーザ制御部４０は、差ΔΔλが小さくなるように、可変低域通過フィルタ１５４へ帯域制御信号を、パワー調整器１５６へ減衰率制御信号又は増幅率制御信号を出力する。
　ステップＳ４５において、可変低域通過フィルタ１５４で帯域制限され、パワー調整器１５６で調整された白色雑音信号が光位相変調器１１５に入力される。そして、ステップＳ４６において、白色雑音信号により光位相変調器１１５で第１の半導体レーザ１０１から出力された第１のレーザ光Ｌ１のスペクトル線幅が変更される。
　ステップＳ４７において、レーザ制御部４０は、スペクトル線幅制御を終了するか否かを判定する。ステップＳ４７の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部４０は、ステップＳ４１に戻り、ステップＳ４１～ステップＳ４７を繰り返す。ステップＳ４７の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部４０は図１０のフローチャートを終了する。
　３．４　効果
　実施形態２によれば、白色雑音を光位相変調器１１５に重畳した場合はガウシアン分布に近いスペクトル形状でスペクトル線幅を広げられる（図９参照）。このため、インコヒーレント性も高く、波長変換光の干渉ノイズ、スペックル雑音などが低減できる。
　なお、実施形態１に示す単一周波数による周波数変調の場合、光周波数変調器１１４は連続発振のレーザ光のスペクトルを基本周波数及びその高調波からなる櫛状のスペクトルに広げる（図１１参照）。図１１には、変調信号の周波数が９０ＭＨｚ、位相偏移２πの例が示されている。
　４．電子デバイスの製造方法について
　図１２は、露光装置８０の構成例を概略的に示す。露光装置８０は、照明光学系８０４と投影光学系８０６とを含む。レーザシステム２Ａは第５のパルスレーザ光ＰＬ５を生成し、第５のパルスレーザ光ＰＬ５を露光装置８０に出力する。照明光学系８０４は、レーザシステム２Ａから入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴ上に配置された不図示のレチクルのレチクルパターンを照明する。投影光学系８０６は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された不図示のワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光装置８０は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにレチクルパターンを転写後、複数の工程を経ることで半導体デバイスを製造できる。半導体デバイスは本開示における「電子デバイス」の一例である。レーザシステム２Ａに限らず、レーザシステム２Ｂ、２Ｃなどを用いてもよい。
　５．その他
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
　本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (17)

  1. 　連続発振の第１のレーザ光を出力する第１のレーザと、
    　前記第１のレーザ光をパルス化して第１のパルスレーザ光を出力する光強度可変器と、
    　前記第１のレーザ光又は前記第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を変調信号に応じて広げる変調器と、
    　前記第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力する光ファイバ増幅器と、
    　連続発振の第２のレーザ光を出力する中心波長可変の第２のレーザと、
    　前記第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力する光パラメトリック増幅器と、
    　前記第２のパルスレーザ光と前記第３のパルスレーザ光とを用いて第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部であって、第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、第３の非線形結晶と、第４の非線形結晶とを含み、前記第１の非線形結晶は、前記第２のパルスレーザ光が入力されることにより、第１の高調波光を出力し、
    　前記第２の非線形結晶は、前記第１の高調波光が入力されることにより、第２の高調波光を出力し、
    　前記第３の非線形結晶は、前記第２の高調波光と前記第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第１の和周波光と前記第３のパルスレーザ光とを出力し、
    　前記第４の非線形結晶は、前記第１の和周波光と前記第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第２の和周波光である第４のパルスレーザ光を出力する前記波長変換部と、
    　前記第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力する増幅部と、
    　目標スペクトル線幅と目標中心波長との指令を受け付け、前記指令される前記目標スペクトル線幅の前記第５のパルスレーザ光が得られるように前記変調信号を制御し、前記指令される前記目標中心波長の前記第５のパルスレーザ光が得られるように前記第２のレーザ光の中心波長を制御するプロセッサと、
    　を備えるレーザシステム。
  2. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記変調器は、音響光学素子を用いた光周波数変調器である、
    　レーザシステム。
  3. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記変調器は、電気光学効果を用いた光位相変調器である、
    　レーザシステム。
  4. 　請求項３に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記光位相変調器に前記変調信号を出力する変調信号生成部を備え、
    　前記変調信号生成部は、
    　白色雑音信号を発生する白色雑音発生部と、
    　前記白色雑音信号の高周波成分を制限する可変低域通過フィルタと、
    　前記白色雑音信号の減衰率又は増幅率を制御するパワー調整器と、を含み、
    　前記プロセッサは、前記可変低域通過フィルタに高周波成分を制限する帯域制御信号を出力し、前記パワー調整器に減衰率制御信号又は増幅率制御信号を出力する、
    　レーザシステム。
  5. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記第５のパルスレーザ光の中心波長を計測する波長モニタを備え、
    　前記プロセッサは、前記波長モニタの計測結果に基づいて前記第２のレーザ光の中心波長を制御する、
    　レーザシステム。
  6. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記第５のパルスレーザ光のスペクトル線幅を計測する線幅モニタを備え、
    　前記プロセッサは、前記線幅モニタの計測結果に基づいて前記変調信号を制御する、
    　レーザシステム。
  7. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記プロセッサは、前記第５のパルスレーザ光のスペクトル線幅と前記変調信号との関係を示す関係データを記憶し、前記関係データに基づいて前記変調信号を制御する、
    　レーザシステム。
  8. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の非線形結晶は、ＬＢＯ結晶である、
    　レーザシステム。
  9. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第２の非線形結晶、前記第３の非線形結晶及び前記第４の非線形結晶のそれぞれは、ＣＬＢＯ結晶である、
    　レーザシステム。
  10. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記第２のパルスレーザ光と前記第２のレーザ光とを合波するダイクロイックミラーを備え、
    　前記ダイクロイックミラーで合波された前記第２のパルスレーザ光と前記第２のレーザ光とが前記光パラメトリック増幅器に入射する、
    　レーザシステム。
  11. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記光強度可変器は、半導体光増幅器である、
    　レーザシステム。
  12. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記光強度可変器は、電気光学効果を用いた光強度変調器である、
    　レーザシステム。
  13. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１のレーザと前記第２のレーザとのそれぞれは、シングル縦モードで発振する半導体レーザである、
    　レーザシステム。
  14. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光とのそれぞれの波長は、近赤外線波長である、
    　レーザシステム。
  15. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第４のパルスレーザ光の波長は、紫外線波長である、
    　レーザシステム。
  16. 　パルスレーザ光の生成方法であって、
    　第１のレーザが連続発振の第１のレーザ光を出力することと、
    　光強度可変器が前記第１のレーザ光をパルス化し第１のパルスレーザ光を出力することと、
    　変調器が変調信号に応じて前記第１のレーザ光又は前記第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を広げることと、
    　光ファイバ増幅器が前記第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力することと、
    　中心波長可変の第２のレーザが連続発振の第２のレーザ光を出力することと、
    　光パラメトリック増幅器が前記第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力することと、
    　第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、第３の非線形結晶と、第４の非線形結晶とを含む波長変換部の前記第１の非線形結晶に前記第２のパルスレーザ光が入力されることにより、前記第１の非線形結晶が第１の高調波光を出力することと、
    　前記第２の非線形結晶に前記第１の高調波光が入力されることにより、前記第２の非線形結晶が第２の高調波光を出力することと、
    　前記第３の非線形結晶に前記第２の高調波光と前記第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、前記第３の非線形結晶が第１の和周波光と前記第３のパルスレーザ光とを出力することと、
    　前記第４の非線形結晶に前記第１の和周波光と前記第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、前記第４の非線形結晶が第２の和周波光である第４のパルスレーザ光を出力することと、
    　増幅部が前記第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力することと、
    　プロセッサが外部装置から指令される目標スペクトル線幅の前記第５のパルスレーザ光が得られるように前記変調信号を制御することと、
    　前記プロセッサが前記外部装置から指令される目標中心波長の前記第５のパルスレーザ光が得られるように前記第２のレーザ光の中心波長を制御することと、
    　を含むパルスレーザ光の生成方法。
  17. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　連続発振の第１のレーザ光を出力する第１のレーザと、
    　前記第１のレーザ光をパルス化して第１のパルスレーザ光を出力する光強度可変器と、
    　前記第１のレーザ光又は前記第１のパルスレーザ光のスペクトル線幅を変調信号に応じて広げる変調器と、
    　前記第１のパルスレーザ光を増幅し第２のパルスレーザ光を出力する光ファイバ増幅器と、
    　連続発振の第２のレーザ光を出力する中心波長可変の第２のレーザと、
    　前記第２のレーザ光のパルス化と増幅とを行い第３のパルスレーザ光を出力する光パラメトリック増幅器と、
    　前記第２のパルスレーザ光と前記第３のパルスレーザ光とを用いて第４のパルスレーザ光を出力する波長変換部であって、第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、第３の非線形結晶と、第４の非線形結晶とを含み、前記第１の非線形結晶は、前記第２のパルスレーザ光が入力されることにより、第１の高調波光を出力し、
    　前記第２の非線形結晶は、前記第１の高調波光が入力されることにより、第２の高調波光を出力し、
    　前記第３の非線形結晶は、前記第２の高調波光と前記第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第１の和周波光と前記第３のパルスレーザ光とを出力し、
    　前記第４の非線形結晶は、前記第１の和周波光と前記第３のパルスレーザ光とが入力されることにより、第２の和周波光である第４のパルスレーザ光を出力する前記波長変換部と、
    　前記第４のパルスレーザ光を増幅し第５のパルスレーザ光を出力する増幅部と、
    　目標スペクトル線幅と目標中心波長との指令を受け付け、前記指令される前記目標スペクトル線幅の前記第５のパルスレーザ光が得られるように前記変調信号を制御し、前記指令される前記目標中心波長の前記第５のパルスレーザ光が得られるように前記第２のレーザ光の中心波長を制御するプロセッサと、
    　を備えるレーザシステムによって前記第５のパルスレーザ光を生成し、
    　前記第５のパルス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、前記露光装置内で感光基板に前記第５のパルスレーザ光を露光することを含む電子デバイスの製造方法。
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