WO2023199514A1 - レーザ装置及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

レーザ装置及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2023199514A1
WO2023199514A1 PCT/JP2022/017923 JP2022017923W WO2023199514A1 WO 2023199514 A1 WO2023199514 A1 WO 2023199514A1 JP 2022017923 W JP2022017923 W JP 2022017923W WO 2023199514 A1 WO2023199514 A1 WO 2023199514A1
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laser
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laser beam
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誠二 野極
理 若林
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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
    • 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 method for manufacturing a laser device and an electronic device.
  • a KrF excimer laser device that outputs a laser beam with a wavelength of about 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs a laser beam 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 to 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 may be reduced. Therefore, it is necessary to narrow the spectral linewidth of the laser beam output from the gas laser device until the chromatic aberration becomes negligible. Therefore, in order to narrow the spectral line width, a line narrowing module (LNM) including a narrowing element (etalon, grating, etc.) is installed in the laser resonator of a gas laser device. There is.
  • a gas laser device whose spectral linewidth is narrowed will be referred to as a narrowband gas laser device.
  • a laser device includes a wavelength-tunable first semiconductor laser that outputs a continuous wave first laser beam, and a first pulsed laser that pulses and amplifies the first laser beam.
  • a first amplifier that outputs light
  • a wavelength conversion system that outputs a second pulsed laser beam by wavelength conversion using the first pulsed laser beam
  • a third pulsed laser that amplifies the second pulsed laser beam.
  • an excimer amplifier that outputs light
  • a monitor module that measures the wavelength of the third pulsed laser beam; the second target wavelength, and the measured value of the wavelength of the third pulsed laser beam output at the first target wavelength and the wavelength of the third pulsed laser beam output at the second target wavelength.
  • the average current is the average value of the first current value of the first semiconductor laser at the first target wavelength and the second current value of the first semiconductor laser at the second target wavelength, such that The difference between the first current value and the second current value is calculated so that the difference between the target wavelength difference, which is the difference between the first target wavelength and the second target wavelength, and the wavelength difference becomes smaller.
  • calculating a certain current value difference calculating a first current value and a second current value from the average current value and the current value difference, and outputting a third pulsed laser beam at the first target wavelength. includes a processor that controls the first semiconductor laser so that the current value is the first current value, and the second current value is the second current value when outputting the third pulsed laser light at the second target wavelength.
  • a method for manufacturing an electronic device includes a wavelength-tunable first semiconductor laser that outputs a continuous wave first laser beam, and a pulsed and amplified first laser beam.
  • a first amplifier that outputs a first pulsed laser beam; a wavelength conversion system that outputs a second pulsed laser beam by wavelength conversion using the first pulsed laser beam; and a wavelength conversion system that amplifies the second pulsed laser beam.
  • an excimer amplifier that outputs a third pulsed laser beam, a monitor module that measures the wavelength of the third pulsed laser beam, and a monitor module that measures the target wavelength of the third pulsed laser beam from the first target wavelength and the first target wavelength.
  • the measured value of the wavelength of the third pulsed laser beam outputted at the first target wavelength and the third pulsed laser beam outputted at the second target wavelength are Calculate the center wavelength which is the average value and the wavelength difference which is the difference with the measured value of the wavelength of the pulsed laser light, and calculate the target center wavelength and the center wavelength which are the average values of the first target wavelength and the second target wavelength.
  • the average of the first current value of the first semiconductor laser at the first target wavelength and the second current value of the first semiconductor laser at the second target wavelength is determined such that the difference between the two is small.
  • the first current value and the second current value are calculated so that the difference between the target wavelength difference and the wavelength difference, which is the difference between the first target wavelength and the second target wavelength, becomes smaller.
  • a first current value and a second current value are calculated from the average current value and the current value difference, and a third pulse laser beam is emitted at the first target wavelength.
  • a processor that controls the first semiconductor laser so that the current value is a first value when outputting light and a second current value when outputting a third pulsed laser beam at a second target wavelength;
  • a third pulsed laser beam is generated by the equipped laser device, the third pulsed laser beam is outputted to an exposure device, and the third pulsed laser beam is applied to a photosensitive substrate within the exposure device in order to manufacture an electronic device. Including exposing to light.
  • a laser device includes a wavelength-tunable first semiconductor laser that outputs a continuous wave first laser beam, and a first semiconductor laser that pulses and amplifies the first laser beam.
  • a first amplifier that outputs a pulsed laser beam; a wavelength conversion system that outputs a second pulsed laser beam by wavelength conversion using the first pulsed laser beam; and a wavelength conversion system that amplifies the second pulsed laser beam and outputs a third pulsed laser beam.
  • an excimer amplifier that outputs a pulsed laser beam; a monitor module that measures the wavelength of the third pulsed laser beam; the measured value of the wavelength of the third pulsed laser beam output at the first target wavelength and the third pulsed laser beam output at the second target wavelength.
  • a first current value and a second current value are calculated from the reference current value of the first semiconductor laser and the current value difference, and a third pulsed laser beam is emitted at the first target wavelength.
  • the first semiconductor laser is controlled so that the current value is the first current value when outputting a third pulsed laser beam at the second target wavelength, and the second current value when outputting the third pulsed laser beam at the second target wavelength. and a processor that controls the temperature of the first semiconductor laser so that the target center wavelength is an average value of the first target wavelength and the second target wavelength.
  • a method for manufacturing an electronic device includes a wavelength-tunable first semiconductor laser that outputs a continuous wave first laser beam, and a pulsed and amplified first laser beam.
  • a first amplifier that outputs a first pulsed laser beam; a wavelength conversion system that outputs a second pulsed laser beam by wavelength conversion using the first pulsed laser beam; and a wavelength conversion system that amplifies the second pulsed laser beam.
  • an excimer amplifier that outputs a third pulsed laser beam, a monitor module that measures the wavelength of the third pulsed laser beam, and a monitor module that measures the target wavelength of the third pulsed laser beam from the first target wavelength and the first target wavelength.
  • the measured value of the wavelength of the third pulsed laser beam outputted at the first target wavelength and the third pulsed laser beam outputted at the second target wavelength are Calculate the center wavelength, which is the average value, and the wavelength difference, which is the difference between the measured value of the wavelength of the pulsed laser beam, and calculate the target wavelength difference and the wavelength difference, which are the differences between the first target wavelength and the second target wavelength.
  • the difference between the first current value of the first semiconductor laser at the first target wavelength and the second current value of the first semiconductor laser at the second target wavelength is such that the difference is small.
  • a certain current value difference is calculated, a first current value and a second current value are calculated from the reference current value of the first semiconductor laser and the current value difference, and a third current value is calculated at the first target wavelength.
  • the first semiconductor laser is controlled to have a first current value when outputting a pulsed laser beam, and a second current value when outputting a third pulsed laser beam at a second target wavelength.
  • a processor that controls the temperature of the first semiconductor laser so that the wavelength becomes a target center wavelength that is the average value of the first target wavelength and the second target wavelength;
  • the method includes generating light, outputting the third pulsed laser light to an exposure apparatus, and exposing a photosensitive substrate to the third pulsed laser light in the exposure apparatus to manufacture an electronic device.
  • FIG. 1 is a graph showing an example of a two-wavelength spectrum applied to two-wavelength exposure.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of an exposure device connected to a laser device.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing the configuration of a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 4 is a side view schematically showing the configuration of a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 5 schematically shows the configuration of a laser device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the laser control processor in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a graph showing an example of a two-wavelength spectrum applied to two-wavelength exposure.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of an exposure device connected to a laser device.
  • FIG. 3 is a top view schematically showing the configuration of a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 4 is a side view schematically showing the configuration of a laser device according to a comparativ
  • FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the number of pulses and the excimer laser wavelength.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of the relationship between the number of pulses and the current value of the semiconductor laser.
  • FIG. 9 schematically shows the configuration of a semiconductor laser system.
  • FIG. 10 is a graph showing an example of a two-wavelength spectrum obtained by two-wavelength control.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example 1 of semiconductor laser temperature control executed by the laser control processor.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the relationship between the set temperature of the semiconductor laser and the wavelength after excimer amplification.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a second example of semiconductor laser temperature control executed by the laser control processor.
  • FIG. 14 schematically shows the configuration of the wavelength conversion system.
  • FIG. 15 is a graph showing examples of wavelength conversion efficiency curves of the KBBF crystal and the LBO crystal.
  • FIG. 16 schematically shows the configuration of a nonlinear crystal temperature control system.
  • FIG. 17 is a graph showing an example of the relationship between the target center wavelength after wavelength conversion and the temperature at which the wavelength conversion efficiency is maximized.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of control regarding wavelength conversion.
  • FIG. 19 is a graph showing Example 1 of the relationship between the wavelength conversion efficiency curve of a nonlinear optical crystal and a two-wavelength spectrum.
  • FIG. 20 is a graph showing Example 2 of the relationship between the wavelength conversion efficiency curve of a nonlinear optical crystal and a two-wavelength spectrum.
  • FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the laser control processor in the second embodiment.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating an example of semiconductor laser temperature control executed by the laser control processor in the second embodiment.
  • FIG. 23 schematically shows the configuration of a modified example of the solid seeder.
  • FIG. 24 schematically shows the configuration of a distributed reflection type semiconductor laser system.
  • FIG. 25 schematically shows the configuration of a sampled grating distributed reflection type semiconductor laser system.
  • FIG. 26 schematically shows the configuration of an exposure apparatus.
  • Embodiment 2 5.1 Configuration 5.2 Operation 5.3 Action/Effect 6.
  • Embodiment 3 6.1 Configuration 6.2 Operation 6.3 Others 7.
  • Embodiment 4 7.1 Configuration 7.2 Operation 7.3 Others 8.
  • Embodiment 5 8.1 Configuration 8.2 Operation 9. 10.
  • two-wavelength exposure refers to performing two-wavelength exposure by oscillating a laser at wavelengths ⁇ S and ⁇ L alternately for each pulse.
  • FIG. 1 is a graph for explaining two-wavelength parameters in the case of two-wavelength exposure.
  • the horizontal axis represents wavelength ⁇
  • the vertical axis represents light intensity In.
  • the short wavelength side wavelength is ⁇ S
  • the long wavelength side wavelength is ⁇ L .
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the exposure system.
  • the exposure system includes a laser device 10 and an exposure device 300.
  • Laser device 10 includes a laser control processor 12 .
  • a processor 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 specifically configured or programmed to perform the various operations included in this disclosure.
  • the laser device 10 is configured to output pulsed laser light whose oscillation wavelength can be changed toward the exposure device 300.
  • the configuration of the laser device 10 will be described later (FIGS. 3 and 4).
  • the exposure apparatus 300 includes a beam delivery unit (BDU) 302, a high reflection mirror 304, an illumination optical system 306, a reticle stage RT, a projection optical system 308, a wafer stage WS, and an exposure control processor 310. and, including.
  • the wafer stage WS is provided with a wafer holder WH, and the wafer W is placed on the wafer holder WH.
  • the BDU 302 is an optical system that transmits pulsed laser light from the laser device 10 to the exposure device 300.
  • the high reflection mirror 304 is arranged so that the pulsed laser light that has passed through the BDU 302 is incident on the illumination optical system 306.
  • the illumination optical system 306 is an optical system that shapes a beam of pulsed laser light incident from the laser device 10 and guides the beam to the reticle R placed on the reticle stage RT.
  • the illumination optical system 306 illuminates the reticle pattern of the reticle R by shaping the pulsed laser light into a beam shape in which the cross section of the pulsed laser light is approximately rectangular and the light intensity distribution is approximately uniform.
  • the projection optical system 308 reduces and projects the pulsed laser light that has passed through the reticle R to form an image on the wafer W on the wafer holder WH.
  • the wafer W is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with a resist film.
  • the exposure control processor 310 is a processing device that includes a storage device that stores a control program and a CPU that executes the control program. Exposure control processor 310 controls the exposure apparatus 300 . Exposure control processor 310 is connected to reticle stage RT and wafer stage WS. Further, the exposure control processor 310 is connected to the laser control processor 12.
  • the exposure control processor 310 sends various parameters including a target short wavelength ⁇ S t, a target long wavelength ⁇ L t, a target pulse energy Et, and a light emission trigger signal Tr to the laser control processor 12 .
  • Laser control processor 12 controls laser device 10 according to these parameters and signals. That is, the laser control processor 12 periodically changes the target wavelength and performs oscillation so that the wavelength ⁇ of the pulsed laser light output from the laser device 10 becomes the target short wavelength ⁇ S t or the target long wavelength ⁇ L t.
  • the wavelength is controlled and the excitation intensity is controlled so that the pulse energy E becomes the target pulse energy Et, and the pulsed laser light is outputted according to the light emission trigger signal Tr.
  • the laser device 10 performs two-wavelength oscillation of the target short wavelength ⁇ S t and the target long wavelength ⁇ L t at the target pulse energy Et, and outputs pulsed laser light according to the emission trigger signal Tr.
  • the laser control processor 12 transmits various data and the like to the exposure control processor 310.
  • the various data include measurement data such as the wavelength and pulse energy of the pulsed laser light output according to the light emission trigger signal Tr.
  • Exposure control processor 310 synchronously moves reticle stage RT and wafer holder WH on wafer stage WS in parallel in opposite directions. As a result, the wafer W is exposed to pulsed laser light that reflects the reticle pattern.
  • FIGS. 3 and 4 are a top view and a side view schematically showing the configuration of a laser device 10 according to a comparative example.
  • the comparative example in the present disclosure is a form that the applicant recognizes as being known only by the applicant, and is not a publicly known example that the applicant admits.
  • the laser device 10 shown in FIGS. 3 and 4 is a narrowband excimer laser device that emits a single wavelength, and includes a laser control processor 12, a chamber 14, an LNM 20, an output coupling mirror 30, a beam splitter 32, It includes a monitor module 34 and an exit shutter 36.
  • the LNM 20 includes a first prism 22, a second prism 24, a rotation stage 26, and a grating 28.
  • the first prism 22, the second prism 24, and the grating 28 are supported by a holder 22a, a holder 24a, and a holder 28a, respectively.
  • the first prism 22 and the second prism 24 are arranged to function as a beam expander.
  • the grating 28 is arranged so that the incident angle of the light beam entering the grating 28 from the second prism 24 matches the diffraction angle of the diffracted light of the desired wavelength.
  • the second prism 24 is placed on the rotation stage 26 via the holder 24a.
  • the rotation stage 26 is a stage that can be rotated with a certain degree of high-speed response by a piezo element (not shown).
  • the second prism 24 is arranged so that the angle of incidence on the grating 28 changes when the second prism 24 is rotated about the V-axis by the rotation stage 26 .
  • the chamber 14 is placed on the optical path of the optical resonator.
  • Chamber 14 includes windows 16a, 16b and a pair of electrodes 18a, 18b.
  • a laser gas is supplied into the chamber 14 from a gas supply device (not shown).
  • the laser gas may be, for example, an excimer laser gas containing Ar gas or Kr gas as a rare gas, F 2 gas as a halogen gas, and Ne gas as a buffer gas.
  • the electrodes 18a and 18b are arranged in the chamber 14 so as to face each other in the V direction, and the longitudinal direction of the electrodes 18a and 18b coincides with the optical path of the optical resonator.
  • the laser device 10 includes a pulse power module (PPM) and a charger (not shown).
  • PPM pulse power module
  • the PPM includes a switch and a charging capacitor, and is connected to the electrode 18b via a feedthrough of an electrically insulating member (not shown).
  • the electrode 18a is connected to the grounded chamber 14.
  • the charger charges the PPM charging capacitor according to instructions from the laser control processor 12.
  • the windows 16a and 16b are arranged so that the pulsed laser light amplified by discharge excitation between the electrodes 18a and 18b passes through them.
  • the output coupling mirror 30 is coated with a film that reflects part of the pulsed laser light and transmits part of it.
  • the beam splitter 32 is placed on the optical path of the pulsed laser beam output from the output coupling mirror 30. Beam splitter 32 is arranged so that reflected light from beam splitter 32 is incident on monitor module 34 . Note that the beam splitter 32 may be included in the monitor module 34.
  • the monitor module 34 includes a pulse energy meter and a spectrum detector.
  • the pulse energy measuring device includes an optical sensor (not shown).
  • the optical sensor may be a photodiode that is resistant to ultraviolet light and has excellent high-speed response.
  • the spectral detector may detect wavelengths, for example by an etalon spectrometer.
  • the exit shutter 36 is disposed on the optical path of the pulsed laser light output from the laser device 10 to the outside, and is configured to output the pulsed laser light to the outside and block light.
  • the pulsed laser light that has passed through the beam splitter 32 is emitted from the laser device 10 via the exit shutter 36 and enters the exposure device 300.
  • the laser control processor 12 acquires various parameters including a target short wavelength ⁇ S t, a target long wavelength ⁇ L t, and a target pulse energy Et.
  • the laser control processor 12 also receives a light emission trigger signal Tr.
  • the laser control processor 12 controls the voltage applied to the electrode 18b based on the received target pulse energy Et.
  • Voltage control includes feedback control based on pulse energy measured by monitor module 34.
  • a pulsed high voltage is applied from the PPM to the electrode 18b.
  • a discharge occurs in the discharge space between the electrodes 18a and 18b.
  • the energy of this discharge excites the laser gas in the chamber 14 and shifts it to a high energy level.
  • the excited laser gas then shifts to a lower energy level, it emits light of a wavelength corresponding to the energy level difference.
  • the light generated within the chamber 14 is emitted as a light beam to the outside of the chamber 14 via the windows 16a and 16b.
  • the beam width of the light beam emitted from the window 16a is expanded by the first prism 22 and the second prism 24 in a plane parallel to the HZ plane, which is a plane perpendicular to the V-axis.
  • the light beam transmitted through the first prism 22 and the second prism 24 enters the grating 28.
  • the light beam incident on the grating 28 is reflected by the plurality of grooves of the grating 28 and is diffracted in a direction according to the wavelength of the light.
  • the first prism 22 and the second prism 24 reduce the beam width of the light beam returned from the grating 28 in a plane parallel to the HZ plane, and direct the light beam to the chamber 14 through the window 16a. Return it inside.
  • the output coupling mirror 30 transmits a portion of the light beam emitted from the window 16b and reflects the other portion back to the chamber 14.
  • the light beam emitted from the chamber 14 reciprocates between the LNM 20 and the output coupling mirror 30.
  • This light beam is amplified each time it passes through the discharge space within the chamber 14. Further, each time this light beam is turned back by the LNM 20, the band is narrowed.
  • the light beam thus laser oscillated and narrowed in band is output from the output coupling mirror 30 as a pulsed laser light.
  • the monitor module 34 measures the pulse energy and wavelength of the pulsed laser beam reflected by the beam splitter 32 and transmits the measured pulse energy and wavelength to the laser control processor 12.
  • the pulsed laser light that has passed through the beam splitter 32 is output from the laser device 10 via the exit shutter 36.
  • the laser control processor 12 changes the oscillation wavelength by controlling the angle of incidence on the grating 28 using a rotation stage 26 on which a second prism 24 is placed.
  • the laser control processor 12 measures the wavelength with the spectrum monitor 126 (see FIG. 6) in the monitor module 34, and makes the oscillation wavelength swing alternately to two target wavelengths ( ⁇ S t and ⁇ L t) for each pulse.
  • the rotation stage 26 is controlled to. By controlling in this way, the oscillation wavelength of the pulsed laser light output from the laser device 10 is controlled to the target short wavelength ⁇ S t and the target long wavelength ⁇ L t for each pulse.
  • FIG. 5 schematically shows the configuration of the laser device 100 according to the first embodiment.
  • a laser device 100 includes a solid-state seeder 102 and an excimer amplifier 112, and the spectrum of the pulsed laser light output from the laser device 100 is a two-wavelength spectrum, and the two target wavelengths are the target short wavelength ⁇ S t and the target long wavelength ⁇ L t.
  • the laser device 100 includes a laser control processor 12A, a solid-state seeder 102 as a master oscillator (MO), an excimer amplifier 112 as a power amplifier (PA), a monitor module 34A, and an exit shutter 36. and.
  • the solid-state seeder 102 includes a semiconductor laser system 104 that outputs pulsed laser light, a solid-state amplifier 106 that amplifies the pulsed laser light, a wavelength conversion system 108, and a solid-state seeder control processor 110.
  • the configuration of the semiconductor laser system 104 will be described in detail later (see FIG. 9).
  • the semiconductor laser system 104 includes, for example, a semiconductor laser 132 (see FIG. 9) that outputs a CW (Continuous Wave) laser beam with a wavelength of approximately 773.6 nm, and a semiconductor optical amplifier (SOA) 136. (See Figure 9).
  • the oscillation wavelength of the semiconductor laser 132 can be changed by controlling the temperature of the semiconductor laser element 138 (see FIG. 9) and/or the value of the current flowing through the semiconductor laser element 138.
  • the SOA 136 pulses and amplifies the CW laser light output from the semiconductor laser 132. By passing a pulse current through the SOA 136, the SOA 136 pulse-amplifies the CW laser light and outputs the pulse-amplified pulse laser light PL1.
  • the solid-state amplifier 106 includes a titanium sapphire crystal (not shown) and a pumping pulse laser (not shown).
  • the titanium sapphire crystal is placed on the optical path of the pulsed laser beam PL1 pulse-amplified by the SOA 136.
  • the pumping pulse laser is a laser device that outputs second harmonic light of a YLF laser.
  • YLF yttrium lithium fluoride
  • LiYF4 a solid state laser crystal represented by the chemical formula LiYF4 .
  • the wavelength conversion system 108 is a wavelength conversion system that includes a nonlinear crystal and converts the wavelength of the incident pulsed laser beam to generate a fourth harmonic.
  • the configuration of the wavelength conversion system 108 will be described later (see FIG. 14).
  • Solid-state seeder control processor 110 controls semiconductor laser system 104 and solid-state amplifier 106 based on input from laser control processor 12A.
  • Excimer amplifier 112 includes a chamber 113, a pulsed power module (PPM) 117, a charger 119, a convex mirror 120, and a concave mirror 122.
  • Chamber 113 includes windows 114a, 114b, a pair of electrodes 115a, 115b, and an electrically insulating member 116.
  • An ArF laser gas containing, for example, Ar gas, F 2 gas, and Ne gas is introduced into the chamber 113 .
  • PPM 117 includes a switch 118 and a charging capacitor (not shown).
  • Charger 119 holds electrical energy for supplying PPM 117 .
  • Charger 119 is connected to the charging capacitor.
  • PPM 117 is connected to electrode 115b in chamber 113 via a feedthrough in electrically insulating member 116.
  • Electrode 115a is connected to ground potential.
  • the convex mirror 120 and the concave mirror 122 are arranged so that the pulsed laser light PL2 output from the wavelength conversion system 108 passes through the discharge space between the electrodes 115a and 115b three times and the beam is expanded.
  • the monitor module 34A includes beam splitters 32A and 124, a spectrum monitor 126, and an optical sensor 128.
  • Beam splitter 32A is arranged on the optical path of pulsed laser light PL3 output from excimer amplifier 112 so that the pulsed laser light PL3 reflected by beam splitter 32A is incident on beam splitter 124.
  • Beam splitter 32A may be placed outside monitor module 34A, similar to beam splitter 32 shown in FIG.
  • the beam splitter 124 is arranged so that the pulsed laser light PL3 reflected by the beam splitter 124 enters the spectrum monitor 126, and so that the pulsed laser light PL3 transmitted through the beam splitter 124 enters the optical sensor 128.
  • the spectrum monitor 126 monitors the spectrum of the incident pulsed laser beam PL3 and detects the wavelength of the incident pulsed laser beam PL3.
  • the spectrum monitor 126 may be, for example, an etalon spectrometer.
  • An etalon spectrometer consists of a diffuser plate that diffuses the sample light, an etalon, a condensing lens placed on the output side of the etalon, and a photodetector placed at the focal plane of the condensing lens to detect the pattern of interference fringes.
  • the wavelength can be detected by measuring the diameter of interference fringes.
  • the optical sensor 128 is arranged so that the pulsed laser light that has passed through the beam splitter 124 is incident thereon.
  • the optical sensor 128 detects the pulse energy of the incident pulsed laser light.
  • the optical sensor 128 may be, for example, a photodiode.
  • This pulsed laser beam PL1 is further amplified by the solid-state amplifier 106.
  • the wavelength conversion system 108 converts the pulsed laser light PL1 amplified by the solid-state amplifier 106 into fourth harmonic light having a wavelength of approximately 193.4 nm, and outputs the pulsed laser light PL2.
  • Pulsed laser light PL2 is an example of "second pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the fourth harmonic light obtained by the wavelength conversion system 108 is an example of "first harmonic light” in the present disclosure.
  • the wavelength variable range of the pulsed laser beam PL2 output from the solid-state seeder 102 is approximately 193.2 nm to 193.5 nm, which is the amplification wavelength band of the excimer amplifier 112.
  • a trigger signal Tr1 is input to the switch 118 of the PPM 117, and the trigger signal Tr1 is input to the switch 118 of the PPM 117 so as to generate a discharge in synchronization with the pulsed laser beam PL2 outputted from the solid seeder 102 entering the discharge space of the chamber 113 of the excimer amplifier 112.
  • a trigger signal Tr2 is input to the pumping pulse laser.
  • Pulsed laser light PL3 is an example of "third pulsed laser light" in the present disclosure.
  • the pulsed laser beam PL3 amplified by the excimer amplifier 112 is sampled by the beam splitter 32A of the monitor module 34A, and the pulse energy E and wavelength ⁇ are measured.
  • the laser control processor 12A and the solid-state seeder control processor 110 control the oscillation wavelength of the semiconductor laser 132 of the semiconductor laser system 104 so that the wavelength ⁇ of the pulsed laser light PL3 output from the excimer amplifier 112 and measured approaches the target value. do.
  • the laser control processor 12A and the solid seeder control processor 110 control the charging voltage of the charger 119 so that the pulse energy E of the pulsed laser light PL3 output from the excimer amplifier 112 and measured approaches the target value.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing executed by the laser control processor 12A in the first embodiment.
  • the laser control processor 12A reads target two-wavelength control parameter data from the exposure control processor 310.
  • the target two-wavelength control parameter data includes a target short wavelength ⁇ S t and a target long wavelength ⁇ L t.
  • the target short wavelength ⁇ S t is an example of a "first target wavelength” in the present disclosure
  • the target long wavelength ⁇ L t is an example of a "second target wavelength” in the present disclosure.
  • step S12 the laser control processor 12A calculates the target center wavelength ⁇ ct and target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum using the following equation.
  • the laser control processor 12A sets initial values of the average current value Ic of the current flowing through the semiconductor laser 132 and the current value difference ⁇ I.
  • the reference current value Ics is a current value at which the semiconductor laser 132 can oscillate and the wavelength and performance of the semiconductor laser element 138 can be maintained even if the current is changed within the wavelength changing range.
  • the reference current value Ics may be a value at the center of a variable range of the current flowing through the semiconductor laser 132.
  • the initial value of the current value difference ⁇ I may be set to ⁇ I0, for example.
  • the current value difference ⁇ I may be set to an initial value ⁇ I0 with a proportional relationship to the wavelength difference ⁇ .
  • step S14 the laser control processor 12A calculates a current value I S to flow through the semiconductor laser 132 during short wavelength oscillation and a current value I L to flow through the semiconductor laser element 138 during long wavelength oscillation, using the following equations.
  • the laser control processor 12A obtains a value obtained by subtracting 1/2 of the current value difference ⁇ I from the average current value Ic as the current value IS , and adds 1/2 of the current value difference ⁇ I to the average current value Ic. The value obtained is determined as the current value IL .
  • step S15 the laser control processor 12A sets the command current value I of the semiconductor laser 132 to I S .
  • step S16 the laser control processor 12A determines whether excimer laser light is detected by the monitor module 34A. If the excimer laser beam is not detected (step S16: No), the laser control processor 12A waits until the excimer laser beam is detected. If excimer laser light is detected (step S16: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S17.
  • step S17 the laser control processor 12A measures the wavelength ⁇ S of the excimer laser light on the short wavelength side based on the information from the monitor module 34A.
  • Steps S15 to S17 are processes for measuring and controlling wavelengths at short wavelengths.
  • step S18 the laser control processor 12A sets the command current value I of the semiconductor laser element 138 to I L.
  • step S19 the laser control processor 12A determines whether excimer laser light is detected by the monitor module 34A. If the excimer laser beam is not detected (step S19: No), the laser control processor 12A waits until the excimer laser beam is detected. If excimer laser light is detected (step S19: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S20.
  • step S20 the laser control processor 12A measures the wavelength ⁇ L of the excimer laser light on the long wavelength side based on the information from the monitor module 34.
  • Steps S18 to S20 are processes for measuring and controlling wavelengths at long wavelengths.
  • step S21 the laser control processor 12A determines the center wavelength ⁇ c of the two-wavelength spectrum based on the measured value of the wavelength ⁇ S obtained in step S17 and the measured value of the wavelength ⁇ L obtained in step S20.
  • the wavelength difference ⁇ is calculated using equations (1) and (2).
  • step S22 the laser control processor 12A calculates the difference ⁇ c between the center wavelength ⁇ c of the two-wavelength spectrum and the target center wavelength of the two-wavelength spectrum using the following equation.
  • step S23 the laser control processor 12A calculates the difference ⁇ c between the wavelength difference ⁇ and the target wavelength difference ⁇ t using the following equation.
  • Steps S21 to S23 are processes for evaluating a two-wavelength spectrum.
  • step S24 the laser control processor 12A calculates the average current value Ica of the semiconductor laser 132 at which the difference ⁇ c approaches 0.
  • step S25 the laser control processor 12A calculates the difference ⁇ Ia between the current values of the semiconductor laser 132, where the difference ⁇ c approaches 0.
  • step S26 the laser control processor 12A updates the average current value Ic by setting the value of the average current value Ic to Ica determined in step S24, and updates the value of the current value difference ⁇ I to ⁇ Ia determined in step S25. is set to update the value of the current value difference ⁇ I.
  • Steps S24 to S26 are processes for performing correction calculation and setting of the current value of the semiconductor laser 132 based on the evaluation results of the two-wavelength spectrum.
  • step S27 the laser control processor 12A determines whether to continue two-wavelength control. When continuing the two-wavelength control (step S27: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S28. If the two-wavelength control is not to be continued (step S27: No), the laser control processor 12A ends the processing of this flowchart.
  • step S28 the laser control processor 12A determines whether or not to update the two-wavelength control parameters. If the two-wavelength control parameter is not updated (step S28: No), the laser control processor 12A returns the process to step S14. When updating the two-wavelength control parameter (step S28: Yes), the laser control processor 12A returns the process to step S11.
  • FIG. 7 is a timing chart showing an example of the relationship between the number of pulses and the wavelength of excimer laser light output from the laser device 100.
  • the horizontal axis shows the number of pulses (or time), and the vertical axis shows the wavelength.
  • the laser device 100 alternately outputs excimer laser light with a shorter wavelength ⁇ S and excimer laser light with a longer wavelength ⁇ L for each pulse.
  • the odd-numbered pulses are excimer laser light with a wavelength ⁇ S on the short wavelength side
  • the even-numbered pulses are excimer laser light with a wavelength ⁇ L on the long wavelength side.
  • the even-numbered pulses may be the wavelength ⁇ S on the short wavelength side.
  • the short wavelength side wavelength ⁇ S and the long wavelength side wavelength ⁇ L can vary from pulse to pulse with respect to the two target wavelengths. . Therefore, the wavelength difference ⁇ and the center wavelength ⁇ c calculated from the measured wavelengths ⁇ S and ⁇ L may also vary.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of the relationship between the number of pulses of excimer laser light output from the laser device 100 and the current value of the semiconductor laser 132.
  • the horizontal axis shows the number of pulses (or time), and the vertical axis shows the current value.
  • the horizontal axis in FIG. 8 corresponds to the horizontal axis in FIG. 7, and the odd-numbered pulses are excimer laser beams with a wavelength ⁇ S on the short wavelength side, and the even-numbered pulses are excimer laser beams with a wavelength ⁇ L on the long wavelength side.
  • An example of two-wavelength control is shown below.
  • the laser device 100 alternately changes the current value I flowing through the semiconductor laser 132 to a current value I S for a short wavelength and a current value I L for a long wavelength.
  • Wavelength control that performs such periodic wavelength changes of two wavelengths is performed as follows, as explained in the flowchart of FIG. 6.
  • the laser device 100 calculates the wavelength difference ⁇ between the two most recent pulses (one wavelength change cycle) from the wavelengths ⁇ S and ⁇ L measured for each pulse, and calculates the wavelength difference ⁇ between the current values of the semiconductor laser 132 by give feedback. That is, the laser control processor 12A corrects the current value difference ⁇ I based on the difference ⁇ between the target wavelength difference ⁇ t and the most recent wavelength difference ⁇ , and adjusts the current value I S for the next short wavelength oscillation and the long wavelength oscillation. It is reflected in the control with the current value I L at the time.
  • the laser device 100 calculates the center wavelength ⁇ c of the two most recent wavelengths from the wavelengths ⁇ S and ⁇ L measured for each pulse, and feeds it back to the average current value Ic of the semiconductor laser element 138. That is, the laser control processor 12A corrects the average current value Ic based on the difference ⁇ c between the target center wavelength ⁇ ct and the most recent center wavelength ⁇ c, and adjusts the current value I S for the next short wavelength oscillation and the current value I S for the next long wavelength oscillation. This is reflected in the control with the current value IL .
  • the current value IS during short wavelength oscillation is an example of a "first current value” in the present disclosure
  • the current value I L during long wavelength oscillation is an example of a "second current value” in the present disclosure
  • Laser control processor 12A is an example of a "processor" in the present disclosure.
  • the configuration of the laser device 100 including the solid-state seeder 102 including the wavelength-tunable semiconductor laser 132 and the excimer amplifier 112 is adopted, and the pulse The current value I flowing through the semiconductor laser 132 is controlled so that the wavelength ⁇ measured for each pulse approaches the target short wavelength ⁇ S t and the target long wavelength ⁇ L t alternately for each pulse. This enables highly accurate two-wavelength exposure even at a repetition frequency of 4 kHz or higher.
  • the CW light output from the semiconductor laser 132 is converted into pulsed laser light by passing a pulsed current through the SOA 136, but the method for generating pulsed laser light is limited to this example. Not done.
  • the CW light output from the semiconductor laser 132 may be amplified into pulsed laser light by exciting the titanium sapphire crystal of the solid-state amplifier 106 with pulsed light.
  • the solid-state seeder 102 includes a CW oscillation semiconductor laser and a pulse generator, and may include a system that controls the current value flowing through the semiconductor laser to change the wavelength. Furthermore, instead of the SOA 136, a system may be used in which light is pulsed using an optical shutter.
  • An example of the optical shutter may be an optical shutter that combines an EO (Electro Optical) Pockels cell and a polarizer.
  • an example of a multipath amplifier is shown as the excimer amplifier 112, but the invention is not limited to a multipath amplifier, and may be, for example, an amplifier equipped with an optical resonator such as a Fabry-Perot resonator or a ring resonator. Good too.
  • the present invention is not limited to this embodiment. It may be a combination.
  • the solid-state seeder includes a semiconductor laser system that outputs pulsed laser light with a wavelength of approximately 745.2 nm, a solid-state amplifier, and a wavelength conversion system that converts the wavelength into third harmonic light with a wavelength of approximately 248.4 nm.
  • the configuration may include.
  • the nonlinear crystal used in the wavelength conversion system in this case may be an LBO crystal that converts the wavelength into second harmonic light and a CLBO crystal that converts the second harmonic light and the fundamental wave into a sum frequency.
  • FIG. 9 schematically shows the configuration of the semiconductor laser system 104.
  • the semiconductor laser system 104 includes a single longitudinal mode distributed feedback (DFB) semiconductor laser 132, a semiconductor laser control processor 134, and an SOA 136.
  • Semiconductor laser 132 includes a semiconductor laser element 138, a Peltier element 148, a temperature sensor 150, a current controller 152, and a temperature controller 154.
  • the semiconductor laser device 138 includes a first cladding layer 140, an active layer 142, and a second cladding layer 144, and includes a grating 146 at the boundary between the active layer 142 and the second cladding layer 144.
  • the semiconductor laser 132 is an example of a "first semiconductor laser" in the present disclosure.
  • the Peltier element 148 and the temperature sensor 150 are fixed to the semiconductor laser element 138.
  • the semiconductor laser control processor 134 is provided with a signal line for receiving data on the current value I and the set temperature Ts from the solid-state seeder control processor 110.
  • the current controller 152 is provided with a signal line for receiving data of the current value I from the semiconductor laser control processor 134 .
  • the temperature controller 154 is provided with a signal line for receiving data on the set temperature Ts from the semiconductor laser control processor 134.
  • the oscillation center wavelength of the semiconductor laser 132 can be changed by changing the set temperature Ts of the semiconductor laser element 138 and/or the current value I flowing through the semiconductor laser element 138.
  • the solid seeder control processor 110 acquires the set temperature Ts and the current value I from the laser control processor 12A, and transmits them to the semiconductor laser control processor 134.
  • Semiconductor laser control processor 134 controls temperature controller 154 and current controller 152 according to set temperature Ts and current value I, respectively.
  • the current value I flowing through the semiconductor laser element 138 is changed at high speed.
  • the wavelength of the CW laser beam can be changed at high speed.
  • the solid seeder control processor 110 obtains a trigger signal Tr2 from the laser control processor 12A.
  • a pulse signal is input to the SOA 136.
  • the CW laser beam output from the semiconductor laser 132 is pulse-amplified, and the pulsed laser beam PL1 is output.
  • the CW laser beam with a wavelength of about 773.6 nm output from the semiconductor laser 132 is an example of the "first laser beam” in the present disclosure.
  • the SOA 136 is an example of a "first amplifier” in this disclosure.
  • FIG. 10 is a graph showing an example of a two-wavelength spectrum of the pulsed laser beam PL1 output from the semiconductor laser system 104.
  • the semiconductor laser system 104 can alternately output pulsed laser light PL1 with wavelength ⁇ 1 S and pulsed laser light PL1 with wavelength ⁇ 1 L. can.
  • the SOA 136 is not limited to the mode of performing pulse generation and amplification, and for example, a direct current may be passed through the SOA 136 and the SOA 136 may perform CW amplification.
  • the solid-state amplifier 106 at the subsequent stage is an amplifier that performs pulse amplification.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example 1 of semiconductor laser temperature control executed by the laser control processor 12A.
  • FIG. 11 shows an example of controlling the temperature of the semiconductor laser 132 based on the target center wavelength ⁇ ct.
  • step S31 the laser control processor 12A reads data on the target center wavelength ⁇ ct.
  • step S32 the laser control processor 12A calls a relational expression between the set temperature Ts of the semiconductor laser and the wavelength ⁇ after excimer amplification when a current of the reference current value Ics is passed through the semiconductor laser 132.
  • step S33 the laser control processor 12A calculates the set temperature Ts of the semiconductor laser 132 corresponding to the target center wavelength ⁇ ct from the above relational expression.
  • step S34 the laser control processor 12A sets the set temperature of the semiconductor laser 132 to Ts.
  • step S35 the laser control processor 12A determines whether to continue temperature control of the semiconductor laser 132. If temperature control is not to be continued (step S35: No), the laser control processor 12A ends the flowchart of FIG. 11. If temperature control is to be continued (step S35: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S36.
  • step S36 the laser control processor 12A determines whether or not to change the target center wavelength ⁇ ct. If the target center wavelength ⁇ ct is not changed (step S36: No), the laser control processor 12A returns the process to step S35. When changing the target center wavelength ⁇ ct (step S36: Yes), the laser control processor 12A returns the process to step S31.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of the relationship between the set temperature Ts of the semiconductor laser 132 and the wavelength ⁇ after excimer amplification when the reference current value Ics is used.
  • the horizontal axis shows the wavelength ⁇ after excimer amplification
  • the vertical axis shows the set temperature Ts of the semiconductor laser 132.
  • a relationship as shown in FIG. 12 may be measured in advance, and an approximate straight line or an approximate curve may be obtained from the measured data. Further, table data may be used instead of an approximate straight line or an approximate curve as a relational expression.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a second example of temperature control of the semiconductor laser 132 executed by the laser control processor 12A.
  • FIG. 13 shows an example of controlling the temperature of the semiconductor laser 132 based on the average current value Ic.
  • step S41 the laser control processor 12A reads the average current value Ic of the semiconductor laser 132.
  • step S42 the laser control processor 12A calculates the difference ⁇ Ics between the average current value Ic and the reference current value Ics using the following equation.
  • step S43 the laser control processor 12A determines whether the absolute value of the difference ⁇ Ics is less than or equal to the allowable value ⁇ Istr. That is, the laser control processor 12A determines whether
  • step S44 the laser control processor 12A changes the set temperature Ts of the semiconductor laser 132 so that the difference ⁇ Ics approaches 0.
  • step S45 the laser control processor 12A determines whether to continue temperature control of the semiconductor laser 132. If temperature control is to be continued (step S45: Yes), the laser control processor 12A returns the process to step S41. If temperature control is not to be continued (step S45: No), the laser control processor 12A ends the process of the flowchart in FIG. 13.
  • FIG. 14 schematically shows the configuration of the wavelength conversion system 108.
  • the wavelength conversion system 108 includes a KBBF crystal 162, an LBO crystal 164, rotary stages 166 and 168 as actuators, and a rotary stage driver 170 as a controller of the actuators.
  • KBBF is represented by the chemical formula KBe 2 BO 3 F 2 .
  • LBO is represented by the chemical formula LiB 3 O 5 .
  • KBBF crystal 162 is an example of a "first nonlinear crystal" in the present disclosure.
  • the KBBF crystal 162 is placed on a rotation stage 166.
  • LBO crystal 164 is placed on a rotation stage 168.
  • each of rotation stages 166 and 168 includes a piezo element.
  • Rotation stage driver 170 controls the angle of each of rotation stages 166 and 168.
  • the actuator may be a heater for controlling the temperature of the nonlinear crystal
  • the controller may be a temperature controller
  • Pulsed laser light PL1 input to the wavelength conversion system 108 enters the LBO crystal 164.
  • the LBO crystal 164 converts the pulsed laser light PL1 with a wavelength of about 773.6 nm into pulsed laser light with a wavelength of about 386.8 nm, which is second harmonic light.
  • the KBBF crystal 162 converts the pulsed laser light with a wavelength of about 386.8 nm output from the LBO crystal 164 into pulsed laser light PL2 with a wavelength of about 193.4 nm, which is second harmonic light.
  • the pulsed laser light PL2 converted to a wavelength of approximately 193.4 nm is output from the wavelength conversion system 108.
  • the laser control processor 12A controls the incident angles of each of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 so that the wavelength conversion efficiency is maximized at the target wavelength ⁇ t, that is, in order to achieve phase matching.
  • the angle of incidence of each of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 is controlled by the rotation of rotation stages 166 and 168.
  • FIG. 15 is a graph schematically showing the wavelength conversion efficiency curves of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164.
  • the horizontal axis shows the wavelength ⁇ after wavelength conversion
  • the vertical axis shows the wavelength conversion efficiency ⁇ .
  • the wavelength conversion efficiency decreases. Therefore, when the target wavelength difference ⁇ t between the two wavelength spectra is large, the pulse energy of the wavelength-converted light may decrease unless the incident angle of the KBBF crystal 162 is controlled in order to phase match each pulse.
  • FIG. 16 schematically shows a configuration example of a nonlinear crystal temperature control system 180.
  • the temperature regulation system 180 shown in FIG. 16 can be applied to temperature regulation of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 in FIG. 14.
  • the nonlinear crystal temperature control system 180 includes a nonlinear crystal 182, a nonlinear crystal holder 184, a temperature sensor 186, a heater 188, and a temperature controller 190.
  • the nonlinear crystal 182 is fixed to a nonlinear crystal holder 184. Temperature sensor 186 is placed near nonlinear crystal 182 in nonlinear crystal holder 184 . Heater 188 is placed within nonlinear crystal holder 184.
  • a rotation stage 192 that controls the incident angle of the nonlinear crystal 182 and a rotation stage controller 194 that controls the rotation stage 192 may be additionally provided.
  • Temperature controller 190 receives data on temperature Tn of nonlinear crystal 182 from laser control processor 12A.
  • the temperature controller 190 controls the temperature of the nonlinear crystal 182 to approach Tn by controlling the power of the heater 188 so as to reach the received temperature Tn.
  • the laser control processor 12A determines and sets the temperature Tn of the nonlinear crystal 182 from the target wavelength ⁇ t based on data on the relationship between wavelength and temperature that maximizes the wavelength conversion efficiency of the nonlinear crystal 182.
  • the data may be measured in advance and an approximate straight line or curve may be obtained and stored, or may be stored as table data.
  • phase matching may be achieved by controlling the angle of incidence with the rotation stage 192.
  • FIG. 17 shows data on the relationship between wavelength and temperature at which the wavelength conversion efficiency of the nonlinear crystal 182 is maximized, which is stored in the laser control processor 12A, and shows the target center wavelength after wavelength conversion and the temperature T at which the wavelength conversion efficiency is maximized. It is a graph showing the relationship between.
  • the horizontal axis represents the target center wavelength after wavelength conversion
  • the vertical axis represents the temperature T at which the wavelength conversion efficiency is maximized.
  • the temperature at which the wavelength conversion efficiency is maximized is Tn.
  • nonlinear crystal 182 is a KBBF crystal or an LBO crystal, it is not necessary to arrange the nonlinear crystal 182 in the cell.
  • the nonlinear crystal 182 is a CLBO crystal, it is hygroscopic, so it is necessary to arrange the nonlinear crystal 182 and the nonlinear crystal holder 184 in a cell (not shown) and control the temperature to, for example, 120 to 170°C.
  • CLBO is represented by the chemical formula CsLiB 6 O 10 .
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of controlling the wavelength conversion system 108 executed by the laser control processor.
  • step S51 the laser control processor 12A reads the calculated values of the target center wavelength ⁇ ct and target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum from the two-wavelength control parameter data received from the exposure control processor 310.
  • step S52 the laser control processor 12A determines whether the target wavelength difference ⁇ t between the two wavelength spectra acquired in step S51 is within the range ⁇ tr in which a decrease in wavelength conversion efficiency is allowed. That is, the laser control processor 12A determines whether ⁇ t ⁇ tr is satisfied. If ⁇ t ⁇ tr is satisfied (step S52: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S53. If ⁇ t ⁇ tr is not satisfied (step S52: No), the laser control processor 12A advances the process to step S56.
  • step S53 the laser control processor 12A controls the incident angles of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 so that the wavelength at which the wavelength conversion efficiency is maximum becomes the target center wavelength ⁇ ct obtained in step S51.
  • step S54 the laser control processor 12A determines whether to continue two-wavelength control. When continuing the two-wavelength control (step S54: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S55. If the two-wavelength control is not to be continued (step S54: No), the laser control processor 12A ends the process of the flowchart in FIG. 18.
  • step S55 the laser control processor 12A determines whether there is a change in the target center wavelength ⁇ ct or target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum. If there is no change in the target center wavelength ⁇ ct or target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum (step S55: No), the laser control processor 12A returns the process to step S53. If there is a change in the target center wavelength ⁇ ct or target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum (step S55: Yes), the laser control processor 12A returns the process to step S51.
  • step S56 the laser control processor 12A controls the incident angles of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 so that the wavelength at which the wavelength conversion efficiency is maximized becomes the target short wavelength ⁇ S t.
  • step S57 the laser control processor 12A determines whether the spectrum monitor 126 detects excimer laser light. If the excimer laser beam is not detected (step S57: No), the laser control processor 12A waits until the excimer laser beam is detected. If excimer laser light is detected (step S57: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S58.
  • step S58 the laser control processor 12A controls the incident angles of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 so that the wavelength at which the wavelength conversion efficiency is maximized becomes the target long wavelength ⁇ L t.
  • step S59 the laser control processor 12A determines whether the spectrum monitor 126 detects excimer laser light. If the excimer laser beam is not detected (step S59: No), the laser control processor 12A waits until the excimer laser beam is detected. If excimer laser light is detected (step S59: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S60.
  • step S60 the laser control processor 12A determines whether to continue two-wavelength control. When continuing the two-wavelength control (step S60: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S61. If the two-wavelength control is not to be continued (step S60: No), the laser control processor 12A ends the process of the flowchart in FIG. 18.
  • step S61 the laser control processor 12A determines whether there is a change in the target center wavelength ⁇ ct or target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum. If there is no change in the target center wavelength ⁇ ct or target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum (step S61: No), the laser control processor 12A returns the process to step S56. If there is a change in the target center wavelength ⁇ ct or target wavelength difference ⁇ t of the two-wavelength spectrum (step S61: Yes), the laser control processor 12A returns the process to step S51.
  • the laser control processor 12A determines whether the decrease in wavelength conversion efficiency caused by the target wavelength difference ⁇ t between the two wavelength spectra is within the allowable range (step S52 ).
  • the target wavelength difference ⁇ t is, for example, in the range of 1 pm to 2 pm. Based on this determination result, the laser control processor 12A switches control of the incident angles of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164, which are wavelength conversion elements.
  • FIGS. 19 and 20 are graphs showing the relationship between the wavelength ⁇ after excimer amplification and the wavelength conversion efficiency.
  • the horizontal axis shows the wavelength ⁇ after excimer amplification
  • the vertical axis shows the wavelength conversion efficiency.
  • WCE(LBO) in the figure represents the wavelength conversion efficiency curve of the LBO crystal 164
  • WCE(KBBF) represents the wavelength conversion efficiency curve of the KBBF crystal 162.
  • the laser control processor 12A performs maximum wavelength conversion at the target center wavelength ⁇ ct of the two-wavelength spectrum.
  • the incident angles of the KBBF crystal 162 and the LBO crystal 164 are controlled to achieve the efficiency (step S53 in FIG. 18).
  • the laser control processor 12A synchronizes the maximum conversion efficiency for each pulse.
  • At least the incident angle of the KBBF crystal 162, which is a nonlinear crystal disposed at the most downstream position of the wavelength conversion system 108, is controlled so that the target short wavelength ⁇ S t and the target long wavelength ⁇ L t are the same (steps in FIG. S56, S58).
  • the LBO crystal 164 which is the second nonlinear crystal placed from the downstream side, is The angle of incidence may also be controlled.
  • the target wavelength difference ⁇ t>1 pm to 2 pm it can also be used for forming a thick film resist in a 3D semiconductor manufacturing process.
  • Embodiment 2 5.1 Configuration
  • the configuration of the second embodiment may be the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 21 is a flowchart showing an example of processing executed by the laser control processor 12A in the second embodiment. Regarding FIG. 21, points different from FIG. 6 will be explained.
  • the average current value Ic is set to the reference current value Ics which is an initial value in step S13
  • the average current value Although the value Ica is calculated and the value of the average current value Ic is dynamically updated (step S22, step S25, step S26), in FIG. 21, the average current value Ic is set to the reference current value Ics in step S13. After that, the value of this average current value Ic is fixed to the reference current value Ics.
  • step S22 and step S24 are deleted, and step S26B is included instead of step S26.
  • step S26B the laser control processor 12A updates the current value difference ⁇ I by replacing the value of the current value difference ⁇ I with ⁇ Ia.
  • FIG. 22 is a flowchart showing an example of temperature control of the semiconductor laser 132 executed by the laser control processor 12A in the second embodiment.
  • FIG. 22 shows an example in which the center wavelength ⁇ c of the two-wavelength spectrum is fed back to the set temperature Ts of the semiconductor laser 132.
  • step S211 the laser control processor 12A reads the target center wavelength ⁇ ct of the two-wavelength spectrum.
  • step S212 the laser control processor 12A measures the center wavelength ⁇ c of the two-wavelength spectrum every cycle, and reads a predetermined number of samples of data for which the center wavelength ⁇ c has been calculated.
  • step S213 the laser control processor 12A calculates the averaged center wavelength ⁇ cav of the measured two-wavelength spectra. That is, the laser control processor 12A calculates the average value (center wavelength ⁇ cav) from the data of the center wavelength ⁇ c of a predetermined number of samples read in step S212.
  • Steps S214 and S215 are similar to steps S32 and S33 in FIG. 11.
  • step S216 the laser control processor 12A calculates the difference ⁇ cav between the averaged center wavelength ⁇ cav and the target center wavelength ⁇ ct of the two-wavelength spectrum using the following equation.
  • step S217 the laser control processor 12A calculates the set temperature Ts of the semiconductor laser 132 at which the difference ⁇ cav approaches 0.
  • the laser control processor 12A determines the set temperature Ts based on the relationship explained in FIG.
  • step S218 the laser control processor 12A sets the set temperature of the semiconductor laser to Ts.
  • step S219 the laser control processor 12A determines whether to continue temperature control of the semiconductor laser 132. If temperature control is to be continued (step S219: Yes), the laser control processor 12A advances the process to step S220. If temperature control is not to be continued (step S219: No), the laser control processor 12A ends the process of the flowchart in FIG. 22.
  • step S220 the laser control processor 12A determines whether or not to change the target center wavelength ⁇ ct. If the target center wavelength ⁇ ct is not changed (step S220: No), the laser control processor 12A returns the process to step S212. When changing the target center wavelength ⁇ ct (step S220: Yes), the laser control processor 12A returns the process to step S211.
  • the center wavelength ⁇ c of the measured two-wavelength spectrum is averaged over a predetermined number of samples, and the set temperature Ts of the semiconductor laser 132 is adjusted such that the average value approaches the target center wavelength ⁇ ct. It is preferable to provide feedback.
  • the average value of the center wavelength ⁇ c of the measured two-wavelength spectrum is not limited to an arithmetic average, but may be a moving average value. 6.
  • Embodiment 3 6.1 Configuration In Embodiment 3, a modification of the solid seeder 102 will be described.
  • a solid seeder 200 shown in FIG. 23 can be used instead of the solid seeder 102 shown in FIG. 5.
  • Solid state seeder 200 includes a first solid state laser device 202, a second solid state laser device 208, a dichroic mirror 220, a wavelength conversion system 222, and a solid state seeder control processor 232.
  • the solid-state seeder 200 wavelength-converts the pulsed laser beam PL1 with a wavelength of approximately 1554 nm output from the first solid-state laser device 202 and the pulsed laser beam PL4 with a wavelength of approximately 257.6 nm output from the second solid-state laser device 208.
  • the first solid-state laser device 202 includes a first semiconductor laser system 204 and a first solid-state amplifier 206. Note that in FIG. 23, the notations with numerical values such as "semiconductor laser system 1" and “solid-state amplifier 1" represent the first semiconductor laser system, the first solid-state amplifier, etc., respectively.
  • the first semiconductor laser system 204 can have the same configuration as the semiconductor laser system 104 shown in FIG. 10, and has a different oscillation wavelength from the semiconductor laser system 104.
  • the first semiconductor laser system 204 includes a semiconductor laser 132 that oscillates CW in a single longitudinal mode at a wavelength of approximately 1554 nm, and an SOA 136.
  • the semiconductor laser 132 and SOA 136 used in the first semiconductor laser system 204 are referred to as a first semiconductor laser and a first SOA.
  • the first solid-state amplifier 206 is an optical parametric amplifier (OPA).
  • OPA optical parametric amplifier
  • PPLN peripheral photonic crystal
  • PPKTP peripheral photonic crystal
  • the first solid-state amplifier 206 pulse-amplifies the seed light by inputting 1030 nm pulsed laser light, which will be described later, as pump light and the laser light output from the first semiconductor laser system 204 as seed light. It is the composition.
  • the second solid-state laser device 208 includes a second semiconductor laser system 210, a second solid-state amplifier 212, and an LBO crystal 214 and a first CLBO crystal 216, which are two nonlinear crystals that convert the wavelength into fourth harmonic light. and a dichroic mirror 218.
  • the fourth harmonic light output from the first CLBO crystal 216 is an example of "second harmonic light" in the present disclosure.
  • LBO crystal 214 and first CLBO crystal 216 are examples of a "second nonlinear crystal" in the present disclosure.
  • the second semiconductor laser system 210 includes a semiconductor laser 132 that oscillates CW in a single longitudinal mode at a wavelength of approximately 1030 nm, and an SOA 136.
  • the semiconductor laser 132 and SOA 136 used in the second semiconductor laser system 210 are referred to as a second semiconductor laser and a second SOA.
  • the continuous wave laser beam with a wavelength of approximately 1030 nm output from the second semiconductor laser is an example of the "second laser beam" in the present disclosure.
  • the second SOA is an example of a "second amplifier" in the present disclosure.
  • the second solid-state amplifier 212 includes, for example, a Yb fiber amplifier or a Yb:YAG crystal.
  • the dichroic mirror 218 is placed on the optical path between the LBO crystal 214 and the first CLBO crystal 216, and highly transmits pulsed laser light with a wavelength of about 515 nm, and highly reflects pulsed laser light with a wavelength of about 1030 nm.
  • the dichroic mirror 218 is arranged so that the highly reflected pulsed laser beam with a wavelength of about 1030 nm is incident on the first solid-state amplifier 206 as pump light for the first solid-state amplifier 206 .
  • the wavelength conversion system 222 includes a second CLBO crystal 224, a third CLBO crystal 226, and rotation stages 228 and 230.
  • the second CLBO crystal 224 and the third CLBO crystal 226 are arranged on rotation stages 228 and 230, respectively, including piezo elements, and are configured so that the incident angle of each crystal can be changed at high speed.
  • the dichroic mirror 220 highly reflects the pulsed laser beam with a wavelength of about 1554 nm output from the first solid-state laser device 202, and reflects the pulsed laser beam with a wavelength of about 257.6 nm output from the second solid-state laser device 208 with high reflection. It has a transmitting configuration, and is arranged so that both pulsed laser beams enter the wavelength conversion system 222 coaxially.
  • the wavelength of the pulsed laser beam PL4 outputted from the second solid-state laser device 208 is fixed, and the wavelength of the pulsed laser beam PL1 outputted from the first solid-state laser device 202 is changed for each pulse. By doing so, the wavelength of the pulsed laser beam PL2 output from the wavelength conversion system 222 is changed.
  • the operation of the second solid-state laser device 208 is as follows.
  • the laser control processor 12A fixes the oscillation wavelength of the second solid-state laser device 208 to 1030 nm. That is, the laser control processor 12A keeps the current value of the second semiconductor laser in the second semiconductor laser system 210 constant, causes the second semiconductor laser to continuously oscillate, and causes the second semiconductor laser to output CW laser light. .
  • the laser control processor 12A pulse-amplifies the CW laser light by the second SOA and the second solid-state amplifier 212 using the trigger signal Tr2.
  • the second solid-state amplifier 212 outputs pulsed laser light PL5 with a wavelength of 1030 nm. Pulsed laser light PL5 is an example of "fifth pulsed laser light" in the present disclosure.
  • the pulsed laser beam PL5 with a wavelength of 1030 nm output from the second solid-state amplifier 212 is converted into second harmonic light with a wavelength of 515 nm by the LBO crystal 214.
  • the second harmonic light with a wavelength of 515 nm is highly transmitted through the dichroic mirror 218 and is converted by the first CLBO crystal 216 into pulsed laser light PL4 with a wavelength of 257.6 nm.
  • the second solid-state laser device 208 is an example of a “solid-state laser device” in the present disclosure.
  • Pulsed laser light PL4 is an example of "fourth pulsed laser light" in the present disclosure.
  • the dichroic mirror 218 highly reflects the 1030 nm pulsed laser light whose wavelength could not be converted by the LBO crystal 214, and makes it incident as pump light for the first solid state amplifier 206 of the first solid state laser device 202.
  • the laser control processor 12A controls the wavelength of the pulsed laser light PL1 output from the first solid-state laser device 202. is alternately changed for each pulse around 1554 nm.
  • the pulsed laser beam PL1 with a wavelength of approximately 1554 nm output from the first solid-state laser device 202 and the pulsed laser beam PL4 with a wavelength of 257.6 nm output from the first CLBO crystal are converted into a sum frequency by the second CLBO crystal 224.
  • the wavelength of the laser beam is converted into a pulsed laser beam having a wavelength of approximately 220.9 nm.
  • the third CLBO crystal 226 converts the pulsed laser light with a wavelength of about 220.9 nm and the pulsed laser light with a wavelength of 1554 nm into a sum frequency, and converts the wavelength into pulsed laser light PL2 with a wavelength of about 193.4 nm. Then, pulsed laser light PL2 whose wavelength changes alternately into ⁇ S and ⁇ L for each pulse is output.
  • the laser control processor 12A controls the wavelength alternately for each pulse so as to approach the target two-wavelength spectra, ⁇ S t and ⁇ L t, by performing control as shown in the flowchart shown in FIG.
  • FIG. 24 schematically shows a configuration example of a distributed Bragg reflector (DBR) semiconductor laser system 240.
  • the semiconductor laser system 240 can be applied to the semiconductor laser system 104 in FIG. 6, the first semiconductor laser system 204 in FIG. 23, or the second semiconductor laser system 210.
  • DBR distributed Bragg reflector
  • the semiconductor laser system 240 includes a single longitudinal mode distributed reflection (DBR) semiconductor laser 242 instead of the semiconductor laser 132 in FIG.
  • Semiconductor laser 242 includes a semiconductor laser element 244.
  • the semiconductor laser device 244 includes a feedback layer 246, an active layer 248, and a phase adjustment region 250 between the first cladding layer 140 and the second cladding layer 144.
  • Feedback layer 246 includes a grating 146 at the interface between feedback layer 246 and second cladding layer 144 .
  • Phase adjustment region 250 is located between feedback layer 246 and active layer 248.
  • Electrodes 252, 254, and 256 are arranged on the first cladding layer 140. Electrodes 252, 254, and 256 are provided corresponding to feedback layer 246, active layer 248, and phase adjustment region 250, respectively.
  • the current controller 152 is connected to the electrodes 252, 254, and 256 by wiring, and is configured to be able to independently control the current value flowing through each wiring.
  • the oscillation center wavelength of the semiconductor laser 242 can be changed by changing the set temperature Ts of the semiconductor laser element 244 and/or the current value Itu1 or Itu2 flowing through the semiconductor laser element 244.
  • the solid seeder control processor 110 acquires the set temperature Ts, the current value Itu1, the current value Itu2, and the current value Iemit from the laser control processor 12A, and transmits them to the semiconductor laser control processor 134.
  • the semiconductor laser control processor 134 controls the temperature controller 154 according to the set temperature Ts, and controls the current controller 152 according to the current value Itu1, the current value Itu2, and the current value Iemit.
  • the wavelength of the CW laser light can be changed at high speed by changing the current value Itu2 flowing through the phase adjustment region 250 at high speed.
  • the wavelength of the CW laser light can be changed at high speed by changing the current value Itu1 flowing through the grating 146 at high speed.
  • the current value Itu2 to the phase adjustment region 250 may also be used.
  • a current value Iemit flowing through the active layer 248 is input.
  • the solid seeder control processor 110 obtains a trigger signal Tr2 from the laser control processor 12A.
  • a pulse signal is input to the SOA 136.
  • a pulse signal is input to the SOA 136.
  • the CW laser light output from the semiconductor laser element 244 is pulse-amplified, and pulsed laser light PL1 is output.
  • the SOA 136 may perform CW amplification by passing a direct current.
  • the subsequent solid-state amplifier 106, the first solid-state amplifier 206, or the second solid-state amplifier 212 is an amplifier that performs pulse amplification.
  • the distributed feedback type semiconductor laser 132 described in FIG. 10 has a common current value I, which is a parameter for adjusting wavelength tuning and output power, so when the wavelength is changed, the output power also changes.
  • the distributed reflection type semiconductor laser 242 is characterized in that the output power fluctuation is small even when the current value Itu1 or Itu2 is changed, since the parameter that mainly determines the output power is Iemit flowing through the active layer 248.
  • the wavelength tuning of the semiconductor laser 242 and the semiconductor laser 132 is caused by a change in the refractive index according to the change in the carrier density in the laser waveguide. Therefore, in the distributed feedback semiconductor laser 132, the carrier density does not oscillate when the laser oscillation threshold current is exceeded. It is almost fixed at the threshold carrier density. Therefore, above the laser oscillation threshold current, even if the injection current is increased or decreased, the amount of wavelength tuning is relatively small.
  • the distributed reflection type semiconductor laser 242 the carrier density in the active layer 248 is almost fixed to the lasing threshold carrier density above the laser oscillation threshold current as in the semiconductor laser 132, but the portion of the grating 146 and the phase Since the adjustment region 250 has no laser gain, the carrier density can vary greatly depending on the injected current. Therefore, the distributed reflection type semiconductor laser 242 has a larger wavelength variable amount than the distributed feedback type semiconductor laser 132.
  • FIG. 25 schematically shows a configuration example of a sampled grating distributed bragg reflector (SG-DBR) semiconductor laser system 260.
  • the semiconductor laser system 260 can be applied to the semiconductor laser system 104 in FIG. 6, the first semiconductor laser system 204 in FIG. 24, or the second semiconductor laser system 210.
  • SG-DBR distributed bragg reflector
  • the semiconductor laser system 260 includes a single longitudinal mode sampled grating distributed reflection (SG-DBR) semiconductor laser 262 instead of the semiconductor laser 132 in FIG.
  • Semiconductor laser 262 includes a semiconductor laser element 264.
  • the semiconductor laser device 264 includes an active layer 248, a phase adjustment region 250, a first feedback layer 266, a second feedback layer 268, between the first cladding layer 140 and the second cladding layer 144. including.
  • the first feedback layer 266 includes a first grating 146a at the boundary between the first feedback layer 266 and the second cladding layer 144.
  • the second feedback layer 268 includes a second grating 146b at the boundary between the second feedback layer 268 and the second cladding layer 144.
  • Active layer 248 and phase adjustment region 250 are disposed between first feedback layer 266 and second feedback layer 268.
  • Electrodes 254, 256, 270, and 272 are arranged on the first cladding layer 140. Electrodes 254, 256, 270, and 272 are provided corresponding to active layer 248, phase adjustment region 250, first feedback layer 266, and second feedback layer 268, respectively.
  • the other configurations are the same as those in FIG. 9 .
  • the current controller 152 is connected to the electrodes 254, 256, 270, and 272 by wiring, and is configured to be able to independently control the current value flowing through each wiring.
  • the oscillation center wavelength of the semiconductor laser 262 can be changed by changing the set temperature Ts of the semiconductor laser element 264 and/or at least one of the current values Itu1, Itu2, and Itu3 flowing through the semiconductor laser element 264. It is.
  • the solid seeder control processor 110 acquires the set temperature Ts, current value Itu1, current value Itu2, current value Itu3, and current value Iemit from the laser control processor 12A, and transmits them to the semiconductor laser control processor 134.
  • the semiconductor laser control processor 134 controls the current controller 152 according to the current value Itu1, the current value Itu2, the current value Itu3, and the current value Iemit.
  • the wavelength of the CW laser light can be changed at high speed by changing the current value Itu2 flowing through the phase adjustment region 250 at high speed.
  • the CW can be changed at high speed.
  • the wavelength of laser light can be changed.
  • the current value Itu2 to the phase adjustment region 250 may also be used.
  • the current value Iemit flowing through the active layer 248 is input.
  • the laser control processor 12A instructs the solid seeder control processor 110 or 232 to set the current values Iemit, Itu1, Itu2, and the set temperature Ts.
  • a pulse signal is input to the SOA 136.
  • the CW laser light output from the semiconductor laser element 264 is pulse-amplified, and a pulsed laser light is output.
  • the parameter that mainly determines the output power is Iemit flowing in the active layer, so even if the current value Itu1, Itu2, or Itu3 is changed, the output power fluctuation is small. It has characteristics.
  • the semiconductor laser 262 has a slightly different corrugation period between the first grating 146a and the second grating 146b, so the wavelength can be varied within an extremely wide range compared to the distributed reflection type semiconductor laser 242, and can be varied by more than 100 nm. There are things you can do.
  • FIG. 26 schematically shows a configuration example of an exposure apparatus 300.
  • Exposure apparatus 300 includes an illumination optical system 306 and a projection optical system 308.
  • Illumination optical system 306 illuminates the reticle pattern on reticle stage RT with laser light incident from laser device 100.
  • the projection optical system 308 reduces and projects the laser light that has passed through the reticle R 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.
  • Exposure apparatus 300 exposes a workpiece to a laser beam that reflects a reticle pattern by synchronizing and parallelly moving reticle stage RT and workpiece table WT in opposite directions. After a reticle pattern is transferred to a semiconductor wafer through the exposure process described above, a semiconductor device can be manufactured through a plurality of steps.
  • a semiconductor device is an example of an "electronic device" in the present disclosure.

Abstract

レーザ装置は、連続発振の第１のレーザ光を出力する第１の半導体レーザと、第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行う第１の増幅器と、第１の増幅器から出力された第１のパルスレーザ光を波長変換して第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、第２のパルスレーザ光を増幅するエキシマ増幅器と、エキシマ増幅器から出力された第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、第１の目標波長のときの波長の計測値と第２の目標波長のときの波長の計測値との平均値である中心波長と、差である波長差とを計算し、目標中心波長と中心波長との差が小さくなるように第１の半導体レーザの平均電流値を計算し、目標波長差と波長差との差が小さくなるように電流値差を計算し、平均電流値と電流値差とから第１の目標波長のときの第１の電流値と、第２の目標波長のときの第２の電流値とを計算して第１の半導体レーザを制御するプロセッサと、を備える。

Description

レーザ装置及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザ装置及び電子デバイスの製造方法に関する。
　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 国際公開第２０２１／０１５９１９号 国際公開第２０２０／２３１９４６号
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、連続発振の第１のレーザ光を出力する波長可変の第１の半導体レーザと、第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、第１の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値と第２の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、第１の目標波長と第２の目標波長との平均値である目標中心波長と中心波長との差が小さくなるように第１の目標波長のときの第１の半導体レーザの第１の電流値と第２の目標波長のときの第１の半導体レーザの第２の電流値との平均値である平均電流値を計算し、第１の目標波長と第２の目標波長との差である目標波長差と波長差との差が小さくなるように第１の電流値と第２の電流値との差である電流値差を計算し、平均電流値と電流値差とから第１の電流値と第２の電流値とを計算して、第１の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第１の電流値、第２の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第２の電流値となるように第１の半導体レーザ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波長可変の第１の半導体レーザと、第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、第１の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値と第２の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、第１の目標波長と第２の目標波長との平均値である目標中心波長と中心波長との差が小さくなるように第１の目標波長のときの第１の半導体レーザの第１の電流値と第２の目標波長のときの第１の半導体レーザの第２の電流値との平均値である平均電流値を計算し、第１の目標波長と第２の目標波長との差である目標波長差と波長差との差が小さくなるように第１の電流値と第２の電流値との差である電流値差を計算し、平均電流値と電流値差とから第１の電流値と第２の電流値とを計算して、第１の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第１の電流値、第２の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第２の電流値となるように第１の半導体レーザを制御するプロセッサと、を備えたレーザ装置によって第３のパルスレーザ光を生成し、第３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３のパルスレーザ光を露光することを含む。
　本開示の他の１つの観点にかかるレーザ装置は、連続発振の第１のレーザ光を出力する波長可変の第１の半導体レーザと、第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、第１の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値と第２の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、第１の目標波長と第２の目標波長との差である目標波長差と波長差との差が小さくなるように第１の目標波長のときの第１の半導体レーザの第１の電流値と第２の目標波長のときの第１の半導体レーザの第２の電流値との差である電流値差を計算し、第１の半導体レーザの基準の電流値と電流値差とから第１の電流値と第２の電流値とを計算して、第１の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第１の電流値、第２の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第２の電流値となるように第１の半導体レーザを制御し、中心波長が第１の目標波長と第２の目標波長との平均値である目標中心波長となるように第１の半導体レーザの温度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波長可変の第１の半導体レーザと、第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、第１の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値と第２の目標波長で出力された第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、第１の目標波長と第２の目標波長との差である目標波長差と波長差との差が小さくなるように第１の目標波長のときの第１の半導体レーザの第１の電流値と第２の目標波長のときの第１の半導体レーザの第２の電流値との差である電流値差を計算し、第１の半導体レーザの基準の電流値と電流値差とから第１の電流値と第２の電流値とを計算して、第１の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第１の電流値、第２の目標波長で第３のパルスレーザ光を出力する場合は第２の電流値となるように第１の半導体レーザを制御し、中心波長が第１の目標波長と第２の目標波長との平均値である目標中心波長となるように第１の半導体レーザの温度を制御するプロセッサと、を備えたレーザ装置によって第３のパルスレーザ光を生成し、第３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３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、２波長露光に適用される２波長スペクトルの例を示すグラフである。 図２は、レーザ装置と接続された露光装置の構成を概略的に示す。 図３は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す上面図である。 図４は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す側面図である。 図５は、実施形態１に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。 図６は、実施形態１におけるレーザ制御プロセッサが実行する処理の例を示すフローチャートである。 図７は、パルス数とエキシマレーザ波長との関係の例を示すグラフである。 図８は、パルス数と半導体レーザの電流値との関係の例を示すグラフである。 図９は、半導体レーザシステムの構成を概略的に示す。 図１０は、２波長制御による２波長スペクトルの例を示すグラフである。 図１１は、レーザ制御プロセッサが実行する半導体レーザの温度制御の例１を示すフローチャートである。 図１２は、半導体レーザの設定温度とエキシマ増幅後の波長との関係の例を示すグラフである。 図１３は、レーザ制御プロセッサが実行する半導体レーザの温度制御の例２を示すフローチャートである。 図１４は、波長変換システムの構成を概略的に示す。 図１５は、ＫＢＢＦ結晶及びＬＢＯ結晶のそれぞれの波長変換効率曲線の例を示すグラフである。 図１６は、非線形結晶の温度調節システムの構成を概略的に示す。 図１７は、波長変換後の目標中心波長と、波長変換効率が最大となる温度との関係の例を示すグラフである。 図１８は、波長変換に関する制御の例を示すフローチャートである。 図１９は、非線形光学結晶の波長変換効率曲線と２波長スペクトルとの関係の例１を示すグラフである。 図２０は、非線形光学結晶の波長変換効率曲線と２波長スペクトルとの関係の例２を示すグラフである。 図２１は、実施形態２におけるレーザ制御プロセッサが実行する処理の例を示すフローチャートである。 図２２は、実施形態２におけるレーザ制御プロセッサが実行する半導体レーザの温度制御の例を示すフローチャートである。 図２３は、固体シーダの変形例の構成を概略的に示す。 図２４は、分布反射型の半導体レーザシステムの構成を概略的に示す。 図２５は、サンプルドグレーティング分布反射型の半導体レーザシステムの構成を概略的に示す。 図２６は、露光装置の構成を概略的に示す。
実施形態
　－目次－
１．用語の説明
２．比較例
　２．１　露光システムの概要
　　２．１．１　構成
　　２．１．２　動作
　２．２　比較例に係るレーザ装置
　　２．２．１　構成
　　２．２．２　動作
３．課題
４．実施形態１
　４．１　レーザ装置の説明
　　４．１．１　構成
　　４．１．２　動作
　　　４．１．２．１　通常の制御の場合
　　　４．１．２．２　２波長制御の場合
　　４．１．３　作用・効果
　　４．１．４　その他
　４．２　半導体レーザシステムの例
　　４．２．１　構成
　　４．２．２　動作
　　４．２．３　その他
　４．３　半導体レーザの温度制御の例
　　４．３．１　フローチャート例１
　　４．３．２　フローチャート例２
　　４．３．３　作用・効果
　４．４　波長変換システムの例
　　４．４．１　構成
　　４．４．２　動作
　４．５　非線形結晶の温度調節システム
　　４．５．１　構成
　　４．５．２　動作
　　４．５．３　その他
　４．６　波長変換システムの制御方法
　　４．６．１　フローチャート例
　　４．６．２　動作
　　４．６．３　作用・効果
５．実施形態２
　５．１　構成
　５．２　動作
　５．３　作用・効果
６．実施形態３
　６．１　構成
　６．２　動作
　６．３　その他
７．実施形態４
　７．１　構成
　７．２　動作
　７．３　その他
８．実施形態５
　８．１　構成
　８．２　動作
９．電子デバイスの製造方法について
１０．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．用語の説明
　本明細書では、「２波長露光」は、パルス毎に波長をλSとλLとに交互にレーザ発振させることで、２波長露光を行うことをいう。
　図１は、２波長露光の場合の２波長パラメータを説明するためのグラフである。図１において、横軸は波長λ、縦軸は光強度Ｉｎを示している。図１に示すように、２波長露光における短波長側の波長をλS、長波長側の波長をλLとする。
　２波長スペクトルの中心波長λｃは、次式（１）で表される。
　λｃ＝（λL＋λS）／２　　　　　　（１）
　また、２波長スペクトルの波長差Δλは、次式（２）で表される。
　Δλ＝λL－λS　　　　　　　　　（２）
　２．比較例
　２．１　露光システムの概要
　２．１．１　構成
　図２は、露光システムの構成を概略的に示す図である。露光システムは、レーザ装置１０と、露光装置３００と、を含む。レーザ装置１０は、レーザ制御プロセッサ１２を含む。本明細書においてプロセッサとは、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。
　レーザ装置１０は、発振波長を変更可能なパルスレーザ光を露光装置３００に向けて出力するように構成されている。レーザ装置１０の構成については後述する（図３及び図４）。
　露光装置３００は、ビームデリバリーユニット（Beam Delivery Unit：ＢＤＵ）３０２と、高反射ミラー３０４と、照明光学系３０６と、レチクルステージＲＴと、投影光学系３０８と、ウエハステージＷＳと、露光制御プロセッサ３１０と、を含む。ウエハステージＷＳにはウエハホルダＷＨが設けられており、ウエハホルダＷＨ上にウエハＷが配置される。
　ＢＤＵ３０２は、レーザ装置１０から露光装置３００へパルスレーザ光を伝送する光学系である。高反射ミラー３０４は、ＢＤＵ３０２を通過したパルスレーザ光が照明光学系３０６に入射するように配置される。
　照明光学系３０６は、レーザ装置１０から入射したパルスレーザ光のビームを整形し、レチクルステージＲＴ上に配置されているレチクルＲに導光する光学系である。照明光学系３０６は、パルスレーザ光のビーム断面が概ね長方形状の光強度分布が略均一化されたビーム形状となるようにビームを整形し、レチクルＲのレチクルパターンを照明する。投影光学系３０８は、レチクルＲを透過したパルスレーザ光を、縮小投影してウエハホルダＷＨ上のウエハＷに結像させる。ウエハＷは、レジスト膜が塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。
　露光制御プロセッサ３１０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と、を含む処理装置である。露光制御プロセッサ３１０は、露光装置３００の制御を統括する。露光制御プロセッサ３１０は、レチクルステージＲＴ及びウエハステージＷＳと接続される。また、露光制御プロセッサ３１０は、レーザ制御プロセッサ１２と接続される。
　２．１．２　動作
　露光制御プロセッサ３１０は、目標短波長λSｔ及び目標長波長λLｔと、目標パルスエネルギＥｔと、を含む各種パラメータと、発光トリガ信号Ｔｒと、をレーザ制御プロセッサ１２に送信する。レーザ制御プロセッサ１２は、これらのパラメータ及び信号に従ってレーザ装置１０を制御する。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２は、レーザ装置１０から出力されるパルスレーザ光の波長λが目標短波長λSｔ又は目標長波長λLｔとなるように、目標波長を周期的に変更して発振波長を制御し、かつパルスエネルギＥが目標パルスエネルギＥｔとなるように励起強度を制御して、発光トリガ信号Ｔｒに従ってパルスレーザ光を出力させる。
　こうして、レーザ装置１０は、目標パルスエネルギＥｔにおける目標短波長λSｔ及び目標長波長λLｔの２波長発振を行い、発光トリガ信号Ｔｒに従いパルスレーザ光を出力する。
　また、レーザ制御プロセッサ１２は、各種データ等を露光制御プロセッサ３１０に送信する。各種データには、発光トリガ信号Ｔｒに従って出力したパルスレーザ光の波長、及びパルスエネルギなどの計測データが含まれる。
　露光制御プロセッサ３１０は、レチクルステージＲＴと、ウエハステージＷＳ上のウエハホルダＷＨと、を同期して互いに逆方向に平行移動させる。これにより、レチクルパターンを反映したパルスレーザ光でウエハＷが露光される。
　３ＤＮＡＮＤのパターン、又はコンタクトホールパターンを形成する場合には、焦点深度を確保するために、積分スペクトルの波形が所望の２波長スペクトルとなるように露光を行っている。
　２．２　比較例に係るレーザ装置
　２．２．１　構成
　図３及び図４は、比較例に係るレーザ装置１０の構成を概略的に示す上面図及び側面図である。本開示における比較例とは、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３及び図４に示すレーザ装置１０は単一波長発振の狭帯域化エキシマレーザ装置であって、レーザ制御プロセッサ１２と、チャンバ１４と、ＬＮＭ２０と、出力結合ミラー３０と、ビームスプリッタ３２と、モニタモジュール３４と、出射口シャッタ３６と、を含む。
　ＬＮＭ２０は、第１のプリズム２２と、第２のプリズム２４と、回転ステージ２６と、グレーティング２８と、を含む。第１のプリズム２２、第２のプリズム２４、及びグレーティング２８は、それぞれホルダ２２ａ、ホルダ２４ａ、及びホルダ２８ａに支持される。第１のプリズム２２及び第２のプリズム２４は、ビームエキスパンダとして機能するように配置される。グレーティング２８は、第２のプリズム２４からグレーティング２８に入射する光ビームの入射角度と所望波長の回折光の回折角とが一致するようにリトロー配置される。
　第２のプリズム２４は、ホルダ２４ａを介して回転ステージ２６の上に配置される。回転ステージ２６は、図示しないピエゾ素子によってある程度の高速応答で回転可能なステージである。第２のプリズム２４は、回転ステージ２６によってＶ軸を中心に回転することによって、グレーティング２８への入射角度が変化するように配置される。
　出力結合ミラー３０とＬＮＭ２０とは共に光共振器を構成する。チャンバ１４は、光共振器の光路上に配置される。
　チャンバ１４は、ウィンドウ１６ａ、１６ｂと、１対の電極１８ａ、１８ｂと、を含む。チャンバ１４内には、図示しないガス供給装置からレーザガスが供給される。レーザガスは、例えば、レアガスとしてＡｒガス又はＫｒガス、ハロゲンガスとしてＦ2ガス、バッファガスとしてＮｅガスを含むエキシマレーザガスであってよい。
　電極１８ａ、１８ｂは、チャンバ１４内にＶ方向で対向し、電極１８ａ、１８ｂの長手方向が光共振器の光路と一致するように配置される。レーザ装置１０は、図示しないパルスパワーモジュール（Pulse Power Module：ＰＰＭ）と充電器とを備える。ＰＰＭはスイッチと充電コンデンサとを含み、図示しない電気絶縁部材のフィードスルーを介して電極１８ｂと接続される。電極１８ａは、接地されたチャンバ１４と接続される。充電器は、レーザ制御プロセッサ１２からの指令に従い、ＰＰＭの充電コンデンサを充電する。
　ウィンドウ１６ａ、１６ｂは、電極１８ａ、１８ｂ間の放電励起により増幅したパルスレーザ光が通過するように配置される。
　出力結合ミラー３０は、パルスレーザ光の一部を反射し、一部を透過する膜がコートされる。ビームスプリッタ３２は、出力結合ミラー３０から出力されるパルスレーザ光の光路上に配置される。ビームスプリッタ３２は、ビームスプリッタ３２の反射光がモニタモジュール３４に入射するように配置される。なお、ビームスプリッタ３２はモニタモジュール３４に含まれてもよい。
　モニタモジュール３４は、パルスエネルギ計測器とスペクトル検出器とを含む。パルスエネルギ計測器は、図示しない光センサを含む。光センサは、紫外光に耐性があり、かつ高速応答性に優れるフォトダイオードであってよい。スペクトル検出器は、例えば、エタロン分光器によって波長を検出してもよい。
　出射口シャッタ３６は、レーザ装置１０から外部に出力されるパルスレーザ光の光路上に配置され、外部へのパルスレーザ光の出力と遮光とが可能な構成となっている。ビームスプリッタ３２を透過したパルスレーザ光は、出射口シャッタ３６を介してレーザ装置１０から出射され、露光装置３００に入射する。
　２．２．２　動作
　レーザ制御プロセッサ１２は、目標短波長λSｔ及び目標長波長λLｔと、目標パルスエネルギＥｔと、を含む各種パラメータを取得する。また、レーザ制御プロセッサ１２は、発光トリガ信号Ｔｒを受信する。
　レーザ制御プロセッサ１２は、受信した目標パルスエネルギＥｔに基づいて、電極１８ｂに印加される電圧を制御する。電圧の制御は、モニタモジュール３４によって計測されたパルスエネルギに基づくフィードバック制御を含む。
　レーザ制御プロセッサ１２の制御により、ＰＰＭからパルス状の高電圧が電極１８ｂに印加される。電極１８ｂに高電圧が印加されると、電極１８ａ、１８ｂの間の放電空間に放電が起こる。この放電のエネルギにより、チャンバ１４内のレーザガスが励起されて高エネルギ準位に移行する。励起されたレーザガスが、その後、低エネルギ準位に移行するとき、そのエネルギ準位差に応じた波長の光を放出する。
　チャンバ１４内で発生した光は、ウィンドウ１６ａ、１６ｂを介してチャンバ１４の外部に光ビームとして出射する。ウィンドウ１６ａから出射した光ビームは、第１のプリズム２２及び第２のプリズム２４によって、Ｖ軸に垂直な面であるＨＺ面に平行な面内でビーム幅を拡大させられる。第１のプリズム２２及び第２のプリズム２４を透過した光ビームは、グレーティング２８に入射する。
　グレーティング２８に入射した光ビームは、グレーティング２８の複数の溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられる。
　第１のプリズム２２及び第２のプリズム２４は、グレーティング２８から戻された光ビームのビーム幅をＨＺ面に平行な面内で縮小させるとともに、その光ビームを、ウィンドウ１６ａを介してチャンバ１４の内部に戻す。
　出力結合ミラー３０は、ウィンドウ１６ｂから出射した光ビームのうちの一部を透過させ、他の一部を反射してチャンバ１４に戻す。
　このようにして、チャンバ１４から出射した光ビームは、ＬＮＭ２０と出力結合ミラー３０との間で往復する。この光ビームは、チャンバ１４内の放電空間を通過する度に増幅される。また、この光ビームは、ＬＮＭ２０によって折り返される度に狭帯域化される。こうしてレーザ発振し狭帯域化された光ビームが、出力結合ミラー３０からパルスレーザ光として出力される。
　モニタモジュール３４は、ビームスプリッタ３２で反射したパルスレーザ光のパルスエネルギ及び波長を計測し、計測されたパルスエネルギ及び波長をレーザ制御プロセッサ１２に送信する。
　ビームスプリッタ３２を透過したパルスレーザ光は、出射口シャッタ３６を介してレーザ装置１０から出力される。
　レーザ制御プロセッサ１２は、第２のプリズム２４が配置された回転ステージ２６によってグレーティング２８への入射角度を制御することで発振波長を変更する。レーザ制御プロセッサ１２は、モニタモジュール３４内のスペクトルモニタ１２６（図６参照）で波長を計測して、目標の２波長（λSｔ及びλLｔ）にパルス毎に交互に発振波長が振れるように回転ステージ２６を制御する。このように制御することによって、レーザ装置１０から出力されるパルスレーザ光の発振波長は、パルス毎に目標短波長λSｔと目標長波長λLｔとに制御される。
　３．課題
　２波長の露光スペクトル波形を生成するために、パルス毎に波長を高精度に変更する必要があった。また、ＬＮＭ２０の第２のプリズム２４等の光学素子をパルス毎に回転ステージ２６で回転させる場合に、レーザ装置１０の繰返し周波数（４ｋＨｚ以上）が高くなるにつれて、出力されるパルスレーザ光の波長を目標の２波長（λSｔ及びλLｔ）にそれぞれ高精度に安定化させることが困難であった。
　４.実施形態１
　４．１　レーザ装置の説明
　４．１．１　構成
　図５は、実施形態１に係るレーザ装置１００の構成を概略的に示す。図５には、レーザ装置１００が固体シーダ１０２とエキシマ増幅器１１２とを含み、レーザ装置１００から出力されるパルスレーザ光のスペクトルが２波長スペクトルであって、目標の２波長が目標短波長λSｔと目標長波長λLｔとである場合の例を示す。
　レーザ装置１００は、レーザ制御プロセッサ１２Ａと、マスターオシレータ（Master Oscillator：ＭＯ）としての固体シーダ１０２と、パワーアンプ（Power Amplifier：ＰＡ）としてのエキシマ増幅器１１２と、モニタモジュール３４Ａと、出射口シャッタ３６と、を備える。
　固体シーダ１０２は、パルスレーザ光を出力する半導体レーザシステム１０４と、パルスレーザ光を増幅する固体増幅器１０６と、波長変換システム１０８と、固体シーダ制御プロセッサ１１０と、を含む。
　半導体レーザシステム１０４の構成について詳細は後述する（図９参照）。半導体レーザシステム１０４は、例えば、波長約７７３．６ｎｍのＣＷ（Continuous Wave）レーザ光を出力する半導体レーザ１３２（図９参照）と、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）１３６と、を含む（図９参照）。半導体レーザ１３２は、半導体レーザ素子１３８（図９参照）の温度及び／又は半導体レーザ素子１３８を流れる電流の値を制御することによって発振波長を変更可能である。
　ＳＯＡ１３６は、半導体レーザ１３２から出力されたＣＷレーザ光のパルス化及び増幅を行う。ＳＯＡ１３６にパルス電流を流すことによって、ＳＯＡ１３６はＣＷレーザ光をパルス増幅し、パルス増幅されたパルスレーザ光ＰＬ１を出力する。
　固体増幅器１０６は、図示しないチタンサファイヤ結晶と、図示しないポンピング用パルスレーザと、を含む。チタンサファイヤ結晶は、ＳＯＡ１３６でパルス増幅されたパルスレーザ光ＰＬ１の光路上に配置される。ポンピング用パルスレーザは、ＹＬＦレーザの第２高調波光を出力するレーザ装置である。ＹＬＦ（イットリウムリチウムフルオライド）は、化学式ＬｉＹＦ4で表される固体レーザ結晶である。
　波長変換システム１０８は、非線形結晶を含み、入射したパルスレーザ光を波長変換して第４高調波を発生させる波長変換システムである。波長変換システム１０８の構成については後述する（図１４参照）。
　固体シーダ制御プロセッサ１１０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａからの入力に基づいて、半導体レーザシステム１０４と、固体増幅器１０６と、を制御する。
　エキシマ増幅器１１２は、チャンバ１１３と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１１７と、充電器１１９と、凸面ミラー１２０と、凹面ミラー１２２と、を含む。チャンバ１１３は、ウィンドウ１１４ａ、１１４ｂと、１対の電極１１５ａ、１１５ｂと、電気絶縁部材１１６と、を含む。チャンバ１１３の中には、例えばＡｒガスとＦ2ガスとＮｅガスとを含むＡｒＦレーザガスが導入される。
　ＰＰＭ１１７は、スイッチ１１８と、図示しない充電コンデンサと、を含む。充電器１１９は、ＰＰＭ１１７に供給するための電気エネルギを保持する。充電器１１９は充電コンデンサに接続される。ＰＰＭ１１７は、電気絶縁部材１１６中のフィードスルーを介してチャンバ１１３内の電極１１５ｂと接続される。電極１１５ａは接地電位に接続される。
　凸面ミラー１２０と凹面ミラー１２２は、波長変換システム１０８から出力されたパルスレーザ光ＰＬ２が電極１１５ａ、１１５ｂ間の放電空間を３回通過してビームが拡大するように配置される。
　モニタモジュール３４Ａは、ビームスプリッタ３２Ａ、１２４と、スペクトルモニタ１２６と、光センサ１２８と、を含む。ビームスプリッタ３２Ａは、エキシマ増幅器１１２から出力されたパルスレーザ光ＰＬ３の光路上において、ビームスプリッタ３２Ａで反射したビームスプリッタ１２４に入射するように配置される。ビームスプリッタ３２Ａは、図３に示したビームスプリッタ３２と同様に、モニタモジュール３４Ａの外側に配置されてもよい。
　ビームスプリッタ１２４は、ビームスプリッタ１２４で反射したパルスレーザ光ＰＬ３がスペクトルモニタ１２６に入射するように、かつビームスプリッタ１２４を透過したパルスレーザ光ＰＬ３が光センサ１２８に入射するように配置される。
　スペクトルモニタ１２６は、入射したパルスレーザ光ＰＬ３のスペクトルをモニタし、入射したパルスレーザ光ＰＬ３の波長を検出する。スペクトルモニタ１２６は、例えばエタロン分光器等であってよい。エタロン分光器は、サンプル光を拡散させる拡散板と、エタロンと、エタロンの出射側に配置された集光レンズと、干渉縞のパターンを検出するために集光レンズの焦点面に配置されたフォトダイオードアレイと、を含み、干渉縞の径を計測することによって波長を検出できる。
　光センサ１２８は、ビームスプリッタ１２４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。光センサ１２８は、入射したパルスレーザ光のパルスエネルギを検出する。光センサ１２８は、例えばフォトダイオード等であってよい。
　４．１．２　動作
　４．１．２．１　通常の制御の場合
　半導体レーザ素子１３８から波長約７７３．６ｎｍの連続発振のレーザ光が出力される。そして、トリガ信号Ｔｒ２のタイミングでＳＯＡ１３６にパルス電流を流すと、パルス増幅され、パルスレーザ光ＰＬ１が出力される。パルスレーザ光ＰＬ１は本開示における「第１のパルスレーザ光」の一例である。
　このパルスレーザ光ＰＬ１は、固体増幅器１０６によって、さらに増幅される。
　波長変換システム１０８は、固体増幅器１０６によって増幅されたパルスレーザ光ＰＬ１を波長約１９３．４ｎｍの第４高調波光に波長変換し、パルスレーザ光ＰＬ２を出力する。パルスレーザ光ＰＬ２は本開示における「第２のパルスレーザ光」の一例である。波長変換システム１０８によって得られる第４高調波光は本開示における「第１の高調波光」の一例である。
　固体シーダ１０２から出力されるパルスレーザ光ＰＬ２の波長の可変範囲は、エキシマ増幅器１１２の増幅波長帯域である約１９３．２ｎｍ～１９３．５ｎｍである。
　固体シーダ１０２から出力されたパルスレーザ光ＰＬ２がエキシマ増幅器１１２のチャンバ１１３の放電空間に入射するのと同期して放電を発生させるように、ＰＰＭ１１７のスイッチ１１８にトリガ信号Ｔｒ１が入力され、ＳＯＡ１３６とポンピング用パルスレーザとにトリガ信号Ｔｒ２が入力される。
　その結果、固体シーダ１０２から出力されたパルスレーザ光ＰＬ２はエキシマ増幅器１１２で３パス増幅される。エキシマ増幅器１１２は増幅したパルスレーザ光ＰＬ３を出力する。パルスレーザ光ＰＬ３は本開示における「第３のパルスレーザ光」の一例である。
　エキシマ増幅器１１２で増幅されたパルスレーザ光ＰＬ３は、モニタモジュール３４Ａのビームスプリッタ３２Ａによってサンプルされ、パルスエネルギＥと波長λとが計測される。
　レーザ制御プロセッサ１２Ａ及び固体シーダ制御プロセッサ１１０は、エキシマ増幅器１１２から出力されて計測されたパルスレーザ光ＰＬ３の波長λが目標値に近づくように、半導体レーザシステム１０４の半導体レーザ１３２の発振波長を制御する。
　また、レーザ制御プロセッサ１２Ａ及び固体シーダ制御プロセッサ１１０は、エキシマ増幅器１１２から出力されて計測されたパルスレーザ光ＰＬ３のパルスエネルギＥが目標値に近づくように、充電器１１９の充電電圧を制御する。
　４．１．２．２　２波長制御の場合
　図６は、実施形態１におけるレーザ制御プロセッサ１２Ａが実行する処理の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、露光制御プロセッサ３１０から目標の２波長制御パラメータデータを読み込む。目標の２波長制御パラメータデータは、目標短波長λSｔ及び目標長波長λLｔを含む。目標短波長λSｔは本開示における「第１の目標波長」の一例であり、目標長波長λLｔは本開示における「第２の目標波長」の一例である。
　ステップＳ１２において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔと目標波長差Δλｔとを次式により計算する。
　λｃｔ＝（λSｔ＋λLｔ）／２
　Δλｔ＝λLｔ－λSｔ
　ステップＳ１３において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２に流す電流の平均電流値Ｉｃと電流値差ΔＩとのそれぞれの初期値を設定する。平均電流値Ｉｃの初期値は、基準の電流値Ｉｃｓに設定される（Ｉｃ＝Ｉｃｓ）。基準の電流値Ｉｃｓは、半導体レーザ１３２が発振可能であり、かつ波長を変更する範囲で電流を変化させたとしても半導体レーザ素子１３８の波長と性能とが維持できる電流値である。基準の電流値Ｉｃｓは、半導体レーザ１３２に流す電流の可変範囲の中央の値であってもよい。
　電流値差ΔＩの初期値は、例えば、ΔＩ０に設定されてよい。電流値差ΔＩは、波長差Δλとの関係を比例関係として初期値ΔＩ０を設定してもよい。
　ステップＳ１４において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、短波長発振時に半導体レーザ１３２に流す電流値ＩSと、長波長発振時に半導体レーザ素子１３８に流す電流値ＩLとをそれぞれ、次式により求める。
　ＩS＝Ｉｃ－ΔＩ／２
　ＩL＝Ｉｃ＋ΔＩ／２
　すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、平均電流値Ｉｃから電流値差ΔＩの１／２を減算した値を電流値ＩSとして求め、平均電流値Ｉｃに対して電流値差ΔＩの１／２を加算した値を電流値ＩLとして求める。
　次いで、ステップＳ１５において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２の指令電流値ＩをＩSに設定する。
　ステップＳ１６において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、モニタモジュール３４Ａによってエキシマレーザ光を検出したか否かを判定する。エキシマレーザ光を検出していない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、エキシマレーザ光を検出するまで待機する。エキシマレーザ光を検出した場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ１７に処理を進める。
　ステップＳ１７において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、モニタモジュール３４Ａからの情報を基に、短波長側のエキシマレーザ光の波長λSを計測する。
　ステップＳ１５からステップＳ１７は、短波長時の波長の計測と制御とを行う処理である。
　ステップＳ１８において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ素子１３８の指令電流値ＩをＩLに設定する。
　ステップＳ１９において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、モニタモジュール３４Ａによってエキシマレーザ光を検出したか否かを判定する。エキシマレーザ光を検出していない場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、エキシマレーザ光を検出するまで待機する。エキシマレーザ光を検出した場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ２０に処理を進める。
　ステップＳ２０において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、モニタモジュール３４からの情報を基に、長波長側のエキシマレーザ光の波長λLを計測する。
　ステップＳ１８からステップＳ２０は、長波長時の波長の計測と制御とを行う処理である。
　次いで、ステップＳ２１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ１７で得られた波長λSの計測値とステップＳ２０で得られた波長λLの計測値とに基づいて、２波長スペクトルの中心波長λｃと波長差Δλとを式（１）及び式（２）により計算する。
　ステップＳ２２において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの中心波長λｃと２波長スペクトルの目標中心波長との差δλｃを次式により計算する。
　δλｃ＝λｃ－λｃｔ
　ステップＳ２３において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、波長差Δλと目標波長差Δλｔとの差δΔλｃを次式により計算する。
　δΔλｃ＝Δλ－Δλt
　ステップＳ２１からステップＳ２３は、２波長スペクトルの評価を行う処理である。
　ステップＳ２４において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、差δλｃが０に近づく半導体レーザ１３２の平均電流値Ｉｃａを計算する。
　ステップＳ２５において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、差δΔλｃが０に近づく半導体レーザ１３２の電流値の差ΔＩａを計算する。
　ステップＳ２６において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、平均電流値Ｉｃの値をステップＳ２４で求めたＩｃａに設定して平均電流値Ｉｃの値を更新し、電流値差ΔＩの値をステップＳ２５で求めたΔＩａに設定して電流値差ΔＩの値を更新する。
　ステップＳ２４からステップＳ２６は、２波長スペクトルの評価結果に基づき、半導体レーザ１３２の電流値の補正計算と設定とを行う処理である。
　ステップＳ２７において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長制御を継続するか否かを判定する。２波長制御を継続する場合（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ２８に処理を進める。２波長制御を継続しない場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは本フローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ２８において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長制御パラメータを更新するか否かを判定する。２波長制御パラメータを更新しない場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ１４に処理を戻す。２波長制御パラメータを更新する場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ１１に処理を戻す。
　図７は、レーザ装置１００から出力されるエキシマレーザ光のパルス数と波長との関係の例を示すタイミングチャートである。横軸はパルス数（又は時間）、縦軸は波長を示している。図７に示すように、レーザ装置１００は、パルス毎に短波長側の波長λSのエキシマレーザ光と、長波長側の波長λLのエキシマレーザ光と、を交互に出力する。ここでは、奇数個目のパルスが短波長側の波長λSのエキシマレーザ光、偶数個目のパルスが長波長側の波長λLのエキシマレーザ光である例を示すが、奇数個目のパルスが長波長側の波長λL、偶数個目のパルスが短波長側の波長λSであってもよい。
　図７に示すように、レーザ装置１００から出力されるエキシマレーザ光は、短波長側の波長λS、長波長側の波長λLのそれぞれが目標の２波長に対してパルス毎に変動し得る。このため、計測される波長λS、λLから計算される波長差Δλ及び中心波長λｃについても変動し得る。
　図８は、レーザ装置１００から出力されるエキシマレーザ光のパルス数と半導体レーザ１３２の電流値との関係の例を示すタイミングチャートである。図８において、横軸はパルス数（又は時間）、縦軸は電流値を示している。図８の横軸は、図７の横軸と対応しており、奇数個目のパルスが短波長側の波長λS、偶数個目のパルスが長波長側の波長λLのエキシマレーザ光である２波長制御の例を示す。図８に示すように、レーザ装置１００は、半導体レーザ１３２に流す電流値Ｉを短波長時の電流値ＩSと、長波長時の電流値ＩLと、に交互に変更する。
　このような２波長の周期的な波長変更を行う波長制御は、図６のフローチャートで説明したとおり、以下のように行われる。
　レーザ装置１００は、パルス毎に計測される波長λS及びλLから、直近の２パルス（波長変更周期の１周期分）の波長差Δλを計算し、半導体レーザ１３２の電流値の差ΔＩにフィードバックする。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、目標波長差Δλｔと直近の波長差Δλとの差δΔλに基づいて電流値の差ΔＩを補正して、次の短波長発振時の電流値ＩSと長波長発振時の電流値ＩLとの制御に反映させる。
　また、レーザ装置１００は、パルス毎に計測される波長λS及びλLから、直近の２波長の中心波長λｃを計算し、半導体レーザ素子１３８の平均電流値Ｉｃにフィードバックする。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、目標中心波長λｃｔと直近の中心波長λｃとの差δλｃ基づいて平均電流値Ｉｃを補正して、次の短波長発振時の電流値ＩSと長波長発振時の電流値ＩLとの制御に反映させる。
　短波長発振時の電流値ＩSは本開示における「第１の電流値」の一例であり、長波長発振時の電流値ＩLは本開示における「第２の電流値」の一例である。レーザ制御プロセッサ１２Ａは本開示における「プロセッサ」の一例である。
　４．１．３　作用・効果
　実施形態１に係るレーザ装置１００によれば、波長可変の半導体レーザ１３２を含む固体シーダ１０２と、エキシマ増幅器１１２と、を備えるレーザ装置１００の構成を採用し、パルス毎に計測された波長λが、パルス毎に交互に目標短波長λSｔ及び目標長波長λLｔにそれぞれ近づくように、半導体レーザ１３２に流す電流値Ｉを制御する。これにより、４ｋＨｚ以上の繰返し周波数でも高精度な２波長露光が可能となる。
　４．１．４　その他
　実施形態１では、半導体レーザ１３２から出力されるＣＷ光を、ＳＯＡ１３６にパルス電流を流すことによってパルスレーザ光化しているが、パルスレーザ光を生成する方法はこの例に限定されない。例えば、半導体レーザ１３２から出力されるＣＷ光を、固体増幅器１０６のチタンサファイヤ結晶の励起光をパルス光で励起することによってパルスレーザ光に増幅してもよい。
　固体シーダ１０２は、ＣＷ発振の半導体レーザとパルス化装置とを含み、半導体レーザに流す電流値を制御して波長を変更するシステムを含めばよい。また、ＳＯＡ１３６の代わりに、光シャッタによって光パルス化するシステムであってもよい。光シャッタの例としては、ＥＯ（Electro Optical）ポケルスセルと、偏光子と、を組合せた光シャッタでもよい。
　実施形態１では、エキシマ増幅器１１２としてマルチパス増幅器の例を示したが、マルチパス増幅器に限定されることなく、例えば、ファブリペロ共振器又はリング共振器等の光共振器を備えた増幅器であってもよい。
　実施形態１では、固体シーダ１０２とＡｒＦエキシマ増幅器の例を示したが、この実施形態に限定されることなく、ＫｒＦレーザガスを用いるエキシマ増幅器と、ＫｒＦエキシマの増幅波長領域で発振する固体シーダとの組み合わせであってもよい。具体例としては、固体シーダは、波長約７４５．２ｎｍのパルスレーザ光を出力する半導体レーザシステムと、固体増幅器と、波長約２４８．４ｎｍの第３高調波光に波長変換する波長変換システムと、を含む構成であってもよい。この場合の波長変換システムに用いる非線形結晶は、第２高調波光に波長変換するＬＢＯ結晶と、第２高調波光及び基本波を和周波するＣＬＢＯ結晶と、であってもよい。
　４．２　半導体レーザシステムの例
　４．２．１　構成
　図９は、半導体レーザシステム１０４の構成を概略的に示す。半導体レーザシステム１０４は、シングル縦モードの分布帰還型（Distributed Feedback : ＤＦＢ）の半導体レーザ１３２と、半導体レーザ制御プロセッサ１３４と、ＳＯＡ１３６と、を含む。半導体レーザ１３２は、半導体レーザ素子１３８と、ペルチェ素子１４８と、温度センサ１５０と、電流制御器１５２と、温度制御器１５４と、を含む。半導体レーザ素子１３８は、第１のクラッド層１４０と、活性層１４２と、第２のクラッド層１４４と、を含み、活性層１４２と、第２のクラッド層１４４と、の境界にグレーティング１４６を含む。半導体レーザ１３２は本開示における「第１の半導体レーザ」の一例である。
　ペルチェ素子１４８と温度センサ１５０とは半導体レーザ素子１３８に固定されている。半導体レーザ制御プロセッサ１３４には、固体シーダ制御プロセッサ１１０から電流値Ｉ及び設定温度Ｔｓの各データを受信する信号ラインが設けられている。電流制御器１５２には、半導体レーザ制御プロセッサ１３４から電流値Ｉのデータを受信する信号ラインが設けられている。温度制御器１５４には、半導体レーザ制御プロセッサ１３４から設定温度Ｔｓのデータを受信する信号ラインが設けられている。
　４．２．２　動作
　半導体レーザ１３２の発振中心波長は、半導体レーザ素子１３８の設定温度Ｔｓ及び／又は半導体レーザ素子１３８に流れる電流値Ｉを変化させることによって変更可能である。固体シーダ制御プロセッサ１１０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａから設定温度Ｔｓ及び電流値Ｉを取得し、半導体レーザ制御プロセッサ１３４に送信する。半導体レーザ制御プロセッサ１３４は、設定温度Ｔｓ及び電流値Ｉに従って温度制御器１５４及び電流制御器１５２をそれぞれ制御する。
　高速で半導体レーザ１３２の発振波長を変化させる場合は、半導体レーザ素子１３８に流れる電流値Ｉを高速に変化させる。これにより、高速にＣＷレーザ光の波長を変化させることができる。
　また、固体シーダ制御プロセッサ１１０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａからトリガ信号Ｔｒ２を取得する。トリガ信号Ｔｒ２が固体シーダ１０２に入力されると、ＳＯＡ１３６にパルス信号が入力される。
　このパルス信号に応じたパルスの電流をＳＯＡ１３６の半導体に流すことによって、半導体レーザ１３２から出力されたＣＷレーザ光がパルス増幅され、パルスレーザ光ＰＬ１が出力される。半導体レーザ１３２から出力される波長約７７３．６ｎｍのＣＷレーザ光は本開示における「第１のレーザ光」の一例である。ＳＯＡ１３６は本開示における「第１の増幅器」の一例である。
　図１０は、半導体レーザシステム１０４から出力されるパルスレーザ光ＰＬ１の２波長スペクトルの例を示すグラフである。パルス毎に電流値Ｉを変化させることにより、図１０に示すように、半導体レーザシステム１０４から波長λ１Sのパルスレーザ光ＰＬ１と、波長λ１Lのパルスレーザ光ＰＬ１とを交互に出力させることができる。
　４．２．３　その他
　ＳＯＡ１３６は、パルス化と増幅とを行う態様に限らず、例えば、ＳＯＡ１３６に直流電流を流してＳＯＡ１３６がＣＷ増幅してもよい。その場合は、後段の固体増幅器１０６がパルス増幅する増幅器である。
　４．３　半導体レーザの温度制御の例
　４．３．１　フローチャート例１
　図１１は、レーザ制御プロセッサ１２Ａが実行する半導体レーザの温度制御の例１を示すフローチャートである。図１１には、目標中心波長λｃｔに基づいて半導体レーザ１３２の温度を制御する場合の例が示されている。
　ステップＳ３１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、目標中心波長λｃｔのデータを読み込む。
　ステップＳ３２において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、基準の電流値Ｉｃｓの電流を半導体レーザ１３２に流した場合の半導体レーザの設定温度Ｔｓとエキシマ増幅後の波長λとの関係式を呼び出す。
　ステップＳ３３において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、上記関係式から目標中心波長λｃｔに対応する半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓを計算する。
　ステップＳ３４において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２の設定温度をＴｓに設定する。
　ステップＳ３５において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２の温度制御を継続するか否かを判定する。温度制御を継続しない場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、図１１のフローチャートを終了する。温度制御を継続する場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ３６に処理を進める。
　ステップＳ３６において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、目標中心波長λｃｔを変更するか否かを判定する。目標中心波長λｃｔを変更しない場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ３５に処理を戻す。目標中心波長λｃｔを変更する場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ３１に処理を戻す。
　図１２は、基準の電流値Ｉｃｓの場合の半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓとエキシマ増幅後の波長λとの関係の例を示すグラフである。図１２において、横軸はエキシマ増幅後の波長λ、縦軸は半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓを示している。図１１のステップＳ３２において用いる関係式として、予め図１２に示すような関係を実測し、実測データから近似直線又は近似曲線を求めておいてもよい。また、関係式としての近似直線又は近似曲線の代わりに、テーブルデータを用いてもよい。
　４．３．２　フローチャート例２
　図１３は、レーザ制御プロセッサ１２Ａが実行する半導体レーザ１３２の温度制御の例２を示すフローチャートである。図１３には、平均電流値Ｉｃに基づいて半導体レーザ１３２の温度を制御する場合の例が示されている。
　ステップＳ４１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２の平均電流値Ｉｃを読み込む。
　ステップＳ４２において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、平均電流値Ｉｃと基準の電流値Ｉｃｓとの差δＩｃｓを、次式により計算する。
　δＩｃｓ＝Ｉｃ－Ｉｃｓ
　ステップＳ４３において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、差δＩｃｓの絶対値が許容値δＩｓｔｒ以下であるか否かを判定する。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、｜δＩｃｓ｜≦δＩｓｔｒを満たすか否かを判定する。｜δＩｃｓ｜≦δＩｓｔｒを満たす場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ４１に処理を戻す。｜δＩｃｓ｜≦δＩｓｔｒを満たさない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、半導体レーザ制御プロセッサ１３４はステップＳ４４に処理を進める。
　ステップＳ４４において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、差δＩｃｓが０に近づくように半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓを変更する。
　ステップＳ４５において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２の温度制御を継続するか否かを判定する。温度制御を継続する場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ４１に処理を戻す。温度制御を継続しない場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、図１３のフローチャートの処理を終了する。
　４．３．３　作用・効果
　目標中心波長λｃｔが大きく変更された場合に、半導体レーザ１３２の電流値Ｉのみでは、エキシマ増幅後の波長λを制御することができない場合がある。図１１又は図１３のように半導体レーザ１３２の温度を設定することによって、目標中心波長λｃｔが大きく変更された場合においても半導体レーザ１３２に流す平均電流値Ｉｃを基準の電流値Ｉｃｓ付近に維持することが可能となる。
　その結果、２波長スペクトルの目標波長が大きく変更された場合においても、パルス毎に高精度に２波長に波長を振ることが可能となる。
　４．４　波長変換システムの例
　４．４．１　構成
　図１４は、波長変換システム１０８の構成を概略的に示す。波長変換システム１０８は、ＫＢＢＦ結晶１６２と、ＬＢＯ結晶１６４と、アクチュエータとしての回転ステージ１６６及び１６８と、アクチュエータの制御器としての回転ステージドライバ１７０と、を含む。「ＫＢＢＦ」は化学式ＫＢｅ2ＢＯ3Ｆ2で表される。「ＬＢＯ」は化学式ＬｉＢ3Ｏ5で表される。ＫＢＢＦ結晶１６２は、本開示における「第１の非線形結晶」の一例である。
　ＫＢＢＦ結晶１６２は回転ステージ１６６上に配置される。ＬＢＯ結晶１６４は回転ステージ１６８上に配置される。高速に波長変換素子を回転させるために、回転ステージ１６６及び１６８のそれぞれは、ピエゾ素子を含む回転ステージである。回転ステージドライバ１７０は、回転ステージ１６６及び１６８のそれぞれの角度を制御する。
　また、アクチュエータは、非線形結晶の温度を制御するためのヒータであってもよく、制御器は温度制御器であってもよい。
　４．４．２　動作
　波長変換システム１０８に入力されたパルスレーザ光ＰＬ１は、ＬＢＯ結晶１６４に入射する。ＬＢＯ結晶１６４は、波長約７７３．６ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ１を第２高調波光である波長約３８６．８ｎｍのパルスレーザ光に変換する。
　ＫＢＢＦ結晶１６２は、ＬＢＯ結晶１６４から出力された波長約３８６．８ｎｍのパルスレーザ光を第２高調波光である波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ２に変換する。
　波長約１９３．４ｎｍに変換されたパルスレーザ光ＰＬ２は、波長変換システム１０８から出力される。
　レーザ制御プロセッサ１２Ａは、１波長発振の場合、目標波長λｔで波長変換効率が最大となるように、すなわち位相整合させるために、ＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４のそれぞれの入射角度を制御する。ＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４のそれぞれの入射角度は、回転ステージ１６６及び１６８の回転により制御される。
　図１５は、ＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４のそれぞれの波長変換効率曲線を概略的に示すグラフである。図１５において、横軸は波長変換後の波長λ、縦軸は波長変換効率ηを示している。図１５に示すように、下流側の非線形結晶であるＫＢＢＦ結晶１６２は、波長変換後の波長λに対してある程度ずれると波長変換効率が低下する。したがって、２波長スペクトルの目標波長差Δλｔが大きい場合に、パルス毎に位相整合させるために、ＫＢＢＦ結晶１６２の入射角度を制御しないと波長変換光のパルスエネルギが低下する場合がある。
　４．５　非線形結晶の温度調節システム
　４．５．１　構成
　図１６は、非線形結晶の温度調節システム１８０の構成例を概略的に示す。図１６に示す温度調節システム１８０は、図１４におけるＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４の温度調節に適用することができる。
　非線形結晶の温度調節システム１８０は、非線形結晶１８２と、非線形結晶ホルダ１８４と、温度センサ１８６と、ヒータ１８８と、温度制御器１９０と、を含む。
　非線形結晶１８２は、非線形結晶ホルダ１８４に固定される。温度センサ１８６は、非線形結晶ホルダ１８４のうち非線形結晶１８２の近傍に配置される。ヒータ１８８は、非線形結晶ホルダ１８４の中に配置される。
　さらに、追加して非線形結晶１８２の入射角度を制御する回転ステージ１９２と、回転ステージ１９２を制御する回転ステージ制御器１９４を備えてもよい。
　４．５．２　動作
　温度制御器１９０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａから非線形結晶１８２の温度Ｔｎのデータを受信する。温度制御器１９０は、受信した温度Ｔｎとなるようにヒータ１８８の電力を制御することによって、非線形結晶１８２の温度をＴｎに近づけるように制御する。
　レーザ制御プロセッサ１２Ａは、非線形結晶１８２の波長変換効率が最大となる波長と温度の関係のデータに基づいて、目標波長λｔから非線形結晶１８２の温度Ｔｎを求めて設定する。そのデータは予め計測して、近似直線又は近似曲線を求めて記憶してもよいし、テーブルデータとして記憶してもよい。
　温度制御のみでは位相整合できない場合は、回転ステージ１９２で入射角度を制御することによって位相整合を行ってもよい。
　図１７は、レーザ制御プロセッサ１２Ａが記憶する非線形結晶１８２の波長変換効率が最大となる波長と温度の関係のデータであって、波長変換後の目標中心波長と波長変換効率が最大となる温度Ｔの関係を示すグラフである。図１７において、横軸は波長変換後の目標中心波長、縦軸は波長変換効率が最大となる温度Ｔを示している。図１７に示すように、波長変換後の目標中心波長がλｃｔにおいて、波長変換効率が最大となる温度はＴｎである。
　４．５．３　その他
　非線形結晶１８２がＫＢＢＦ結晶やＬＢＯ結晶の場合は、非線形結晶１８２をセルに配置する必要はない。一方、非線形結晶１８２がＣＬＢＯ結晶の場合は、吸湿性があるため、図示しないセル内に非線形結晶１８２及び非線形結晶ホルダ１８４を配置して、例えば１２０～１７０℃に制御する必要がある。「ＣＬＢＯ」は化学式ＣｓＬｉＢ6Ｏ10で表される。
　４．６　波長変換システムの制御方法
　４．６．１　フローチャート例
　図１８は、レーザ制御プロセッサが実行する波長変換システム１０８の制御例を示すフローチャートである。
　ステップＳ５１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、露光制御プロセッサ３１０から受信した２波長制御パラメータデータから、２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ及び目標波長差Δλｔを計算した値をそれぞれ読み込む。
　ステップＳ５２において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ５１で取得した２波長スペクトルの目標波長差Δλｔが波長変換効率の低下が許容される範囲Δλｔｒ内であるか否かを判定する。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、Δλｔ≦Δλｔｒを満たすか否かを判定する。Δλｔ≦Δλｔｒを満たす場合（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５３に処理を進める。Δλｔ≦Δλｔｒを満たさない場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５６に処理を進める。
　ステップＳ５３において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、波長変換効率が最大となる波長がステップＳ５１で取得した目標中心波長λｃｔとなるように、ＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４の入射角度を制御する。
　ステップＳ５４において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長制御を継続するか否かを判定する。２波長制御を継続する場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５５に処理を進める。２波長制御を継続しない場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは図１８のフローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ５５において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ又は目標波長差Δλｔの変更があるか否かを判定する。２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ又は目標波長差Δλｔの変更がない場合（ステップＳ５５：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５３に処理を戻す。２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ又は目標波長差Δλｔの変更がある場合（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５１に処理を戻す。
　ステップＳ５６において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、波長変換効率が最大となる波長が目標短波長λSｔとなるように、ＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４の入射角度を制御する。
　ステップＳ５７において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、スペクトルモニタ１２６においてエキシマレーザ光を検出したか否かを判定する。エキシマレーザ光を検出していない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、エキシマレーザ光を検出するまで待機する。エキシマレーザ光を検出した場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５８に処理を進める。
　ステップＳ５８において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、波長変換効率が最大となる波長が目標長波長λLｔとなるように、ＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４の入射角度を制御する。
　ステップＳ５９において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、スペクトルモニタ１２６においてエキシマレーザ光を検出したか否かを判定する。エキシマレーザ光を検出していない場合（ステップＳ５９：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、エキシマレーザ光を検出するまで待機する。エキシマレーザ光を検出した場合（ステップＳ５９：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ６０に処理を進める。
　ステップＳ６０において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長制御を継続するか否かを判定する。２波長制御を継続する場合（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ６１に処理を進める。２波長制御を継続しない場合（ステップＳ６０：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは図１８のフローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ６１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ又は目標波長差Δλｔの変更があるか否かを判定する。２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ又は目標波長差Δλｔの変更がない場合（ステップＳ６１：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５６に処理を戻す。２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔ又は目標波長差Δλｔの変更がある場合（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２ＡはステップＳ５１に処理を戻す。
　４．６．２　動作
　図１８に示したように、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの目標波長差Δλｔによって生じる波長変換効率の低下が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。目標波長差Δλｔは、例えば１ｐｍ～２ｐｍの範囲である。レーザ制御プロセッサ１２Ａは、この判定結果によって、波長変換素子であるＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４の入射角度の制御を切り替える。
　図１９及び図２０は、エキシマ増幅後の波長λと波長変換効率との関係を表すグラフである。図１９及び図２０において、横軸はエキシマ増幅後の波長λ、縦軸は波長変換効率を示している。図中の「ＷＣＥ（ＬＢＯ）」はＬＢＯ結晶１６４の波長変換効率曲線を表し、「ＷＣＥ（ＫＢＢＦ）」は、ＫＢＢＦ結晶１６２の波長変換効率曲線を表す。
　図１９に示すように、２波長スペクトルの目標波長差Δλｔが波長変換効率の低下が抑制される範囲内であれば、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔで最大の波長変換効率となるようにＫＢＢＦ結晶１６２及びＬＢＯ結晶１６４の入射角度を制御する（図１８のステップＳ５３）。
　一方、図２０に示すように、２波長スペクトルの目標波長差Δλｔが波長変換効率の低下が抑制される範囲よりも大きい場合は、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、パルス毎に、同期して最大変換効率が目標短波長λSｔと目標長波長λLｔとなるように、波長変換システム１０８の最下流に配置されている非線形結晶であるＫＢＢＦ結晶１６２の入射角度を少なくとも制御する（図１８のステップＳ５６、Ｓ５８）。
　２波長スペクトルの目標波長差Δλｔがさらに大きい場合は、目標短波長λSｔ及び目標長波長λLｔとなるように、下流側から２番目に配置されている非線形結晶であるＬＢＯ結晶１６４の入射角度も制御してもよい。
　４．６．３　作用・効果
　図１８で説明したように、目標波長差Δλｔが許容範囲内であれば、波長変換効率の変化が抑制されるため、パルスエネルギと、２波長のスペクトルの波長λS及びλLとはパルス毎に高精度に制御される。
　目標波長差Δλｔ≦１ｐｍ～２ｐｍの場合は、焦点深度を深くすることによってコンタクトホールのレジストパターンの形成やプロセスの余裕をもたせることが可能となる。
　目標波長差Δλｔ＞１ｐｍ～２ｐｍの場合は、３Ｄの半導体製造のプロセスにおける厚膜レジストの形成にも使用することができる。
　５．実施形態２
　５．１　構成
　実施形態２の構成は、実施形態１と同様であってよい。
　５．２　動作
　図２１は、実施形態２におけるレーザ制御プロセッサ１２Ａが実行する処理の例を示すフローチャートである。図２１について図６と異なる点を説明する。
　図６では、ステップＳ１３にて平均電流値Ｉｃを初期値である基準の電流値Ｉｃｓに設定した後、２波長スペクトルの中心波長λｃと目標中心波長との差δλｃが０に近づくように平均電流値Ｉｃａを計算して平均電流値Ｉｃの値を動的に更新したが（ステップＳ２２、ステップＳ２５、ステップＳ２６）、図２１では、ステップＳ１３にて平均電流値Ｉｃを基準の電流値Ｉｃｓに設定した後、この平均電流値Ｉｃの値は基準の電流値Ｉｃｓに固定される。
　すなわち、図２１では、ステップＳ２２及びステップＳ２４が削除され、ステップＳ２６の代わりに、ステップＳ２６Ｂを含む。
　ステップＳ２６Ｂにおいて、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、電流値差ΔＩの値をΔＩａに置き換えて、電流値差ΔＩを更新する。
　その他のステップは、図６と同様であってよい。
　図２２は、実施形態２におけるレーザ制御プロセッサ１２Ａが実行する半導体レーザ１３２の温度制御の例を示すフローチャートである。図２２には、２波長スペクトルの中心波長λｃを半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓにフィードバックする例を示す。
　ステップＳ２１１において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔを読み込む。
　ステップＳ２１２において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、２波長スペクトルの中心波長λｃを１周期毎に計測し、中心波長λｃを計算した所定のサンプル数の複数のデータを読み込む。
　ステップＳ２１３において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、計測された２波長スペクトルの平均化された中心波長λｃａｖを計算する。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ２１２にて読み出された所定のサンプル数の中心波長λｃのデータからその平均値（中心波長λｃａｖ）を計算する。
　ステップＳ２１４及びステップＳ２１５は、図１１のステップＳ３２及びステップＳ３３と同様の処理である。
　ステップＳ２１６において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、平均化された中心波長λｃａｖと２波長スペクトルの目標中心波長λｃｔとの差δλｃａｖを次式により計算する。
　δλｃａｖ＝λｃａｖ－λｃｔ
　ステップＳ２１７において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、差δλｃａｖが０に近づく半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓを計算する。レーザ制御プロセッサ１２Ａは、図１２で説明した関係を基に、設定温度Ｔｓを求める。
　次いで、ステップＳ２１８において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザの設定温度をＴｓに設定する。
　ステップＳ２１９において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、半導体レーザ１３２の温度制御を継続するか否かを判定する。温度制御を継続する場合（ステップＳ２１９：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ２２０に処理を進める。温度制御を継続しない場合（ステップＳ２１９：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、図２２のフローチャートの処理を終了する。
　ステップＳ２２０において、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、目標中心波長λｃｔを変更するか否かを判定する。目標中心波長λｃｔを変更しない場合（ステップＳ２２０：Ｎｏ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ２１２に処理を戻す。目標中心波長λｃｔを変更する場合（ステップＳ２２０：Ｙｅｓ）、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、ステップＳ２１１に処理を戻す。
　半導体レーザ１３２の温度制御は、毎パルス高速に行うことが困難である。したがって、図２２のフローチャートのように、計測された２波長スペクトルの中心波長λｃを所定のサンプル数で平均化して、その平均値が目標中心波長λｃｔに近づくように、半導体レーザ１３２の設定温度Ｔｓにフィードバックすることが好ましい。
　５．３　作用・効果
　実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果が得られる。
　５．４　その他
　計測された２波長スペクトルの中心波長λｃの平均値は、算術平均に限らず、移動平均値であってもよい。
６．実施形態３
　６．１　構成
　実施形態３では、固体シーダ１０２の変形例を説明する。図５に示す固体シーダ１０２の代わりに、図２３に示す固体シーダ２００を適用することができる。固体シーダ２００は、第１の固体レーザ装置２０２と、第２の固体レーザ装置２０８と、ダイクロイックミラー２２０と、波長変換システム２２２と、固体シーダ制御プロセッサ２３２と、を含む。
　固体シーダ２００は、第１の固体レーザ装置２０２から出力される波長約１５５４ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ１と第２の固体レーザ装置２０８から出力される波長約２５７．６ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ４とを波長変換システム２２２において２回和周波により波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ２に変換するシステム構成である。
　第１の固体レーザ装置２０２は、第１の半導体レーザシステム２０４と、第１の固体増幅器２０６と、を含む。なお、図２３において、例えば「半導体レーザシステム１」、及び「固体増幅器１」等の数値を付した表記は、それぞれ第１の半導体レーザシステム、及び第１の固体増幅器等を表す。
　第１の半導体レーザシステム２０４は、図１０に示した半導体レーザシステム１０４と同様の構成を適用することができ、発振波長が半導体レーザシステム１０４とは異なる。第１の半導体レーザシステム２０４は、波長約１５５４ｎｍにおいてシングル縦モードでＣＷ発振する半導体レーザ１３２と、ＳＯＡ１３６と、を含む。ここでは、第１の半導体レーザシステム２０４に用いられている半導体レーザ１３２及びＳＯＡ１３６を、第１の半導体レーザ及び第１のＳＯＡと呼ぶ。
　第１の固体増幅器２０６は、光パラメトリック増幅器（Optical Parametric Amplifier：ＯＰＡ）である。ＯＰＡは例えば、ＰＰＬＮ（periodically poled lithium niobate：周期的分極反転ニオブ酸リチウム結晶）やＰＰＫＴＰ（periodically poled KTP：周期的分極反転リン酸チタニルカリウム結晶）である。
　第１の固体増幅器２０６は、ポンプ光として後述する１０３０ｎｍのパルスレーザ光と、シード光として第１の半導体レーザシステム２０４から出力されるレーザ光と、を入力することによって、シード光をパルス増幅する構成である。
　第２の固体レーザ装置２０８は、第２の半導体レーザシステム２１０と、第２の固体増幅器２１２と、第４高調波光に波長変換する２つの非線形結晶であるＬＢＯ結晶２１４及び第１のＣＬＢＯ結晶２１６と、ダイクロイックミラー２１８と、を含む。第１のＣＬＢＯ結晶２１６から出力される第４高調波光は本開示における「第２の高調波光」の一例である。ＬＢＯ結晶２１４及び第１のＣＬＢＯ結晶２１６は本開示における「第２の非線形結晶」の一例である。
　第２の半導体レーザシステム２１０は、図１０に示した半導体レーザシステム１０４と同様の構成を適用することができ、発振波長が半導体レーザシステム１０４とは異なる。第２の半導体レーザシステム２１０は、波長約１０３０ｎｍにおいてシングル縦モードでＣＷ発振する半導体レーザ１３２と、ＳＯＡ１３６と、を含む。ここでは、第２の半導体レーザシステム２１０に用いられている半導体レーザ１３２及びＳＯＡ１３６を、第２の半導体レーザ及び第２のＳＯＡと呼ぶ。第２の半導体レーザから出力される波長約１０３０ｎｍの連続発振のレーザ光は本開示における「第２のレーザ光」の一例である。第２のＳＯＡは本開示における「第２の増幅器」の一例である。
　第２の固体増幅器２１２は、例えば、Ｙｂファイバ増幅器やＹｂ：ＹＡＧ結晶を含む。
　ダイクロイックミラー２１８は、ＬＢＯ結晶２１４と第１のＣＬＢＯ結晶２１６との間の光路上に配置され、波長約５１５ｎｍのパルスレーザ光を高透過し、波長約１０３０ｎｍのパルスレーザ光を高反射する。ダイクロイックミラー２１８は、高反射された波長約１０３０ｎｍのパルスレーザ光が第１の固体増幅器２０６のポンプ光として第１の固体増幅器２０６に入射するように配置される。
　波長変換システム２２２は、第２のＣＬＢＯ結晶２２４と、第３のＣＬＢＯ結晶２２６と、回転ステージ２２８及び２３０と、を含む。第２のＣＬＢＯ結晶２２４及び第３のＣＬＢＯ結晶２２６は、それぞれピエゾ素子を含む回転ステージ２２８及び２３０の上に配置され、それぞれの結晶の入射角度が高速で変更できるように構成される。
　ダイクロイックミラー２２０は、第１の固体レーザ装置２０２から出力された波長約１５５４ｎｍのパルスレーザ光を高反射し、第２の固体レーザ装置２０８から出力された波長約２５７．６ｎｍのパルスレーザ光が高透過する構成であり、両パルスレーザ光が波長変換システム２２２に同軸で入射するように配置される。
　６．２　動作
　固体シーダ２００では、第２の固体レーザ装置２０８から出力するパルスレーザ光ＰＬ４の波長を固定とし、第１の固体レーザ装置２０２から出力するパルスレーザ光ＰＬ１の波長をパルス毎に変えることにより、波長変換システム２２２から出力されるパルスレーザ光ＰＬ２の波長を変化させる。
　第２の固体レーザ装置２０８の動作は次のとおりである。レーザ制御プロセッサ１２Ａは、第２の固体レーザ装置２０８の発振波長を１０３０ｎｍに固定する。すなわち、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、第２の半導体レーザシステム２１０における第２の半導体レーザの電流値を一定として、第２の半導体レーザを連続発振させ、第２の半導体レーザからＣＷレーザ光を出力させる。
　さらに、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、トリガ信号Ｔｒ２によって、ＣＷレーザ光を第２のＳＯＡと第２の固体増幅器２１２とによってパルス増幅させる。第２の固体増幅器２１２は、波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ５を出力する。パルスレーザ光ＰＬ５は本開示における「第５のパルスレーザ光」の一例である。
　第２の固体増幅器２１２から出力された波長１０３０ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ５は、ＬＢＯ結晶２１４で波長５１５ｎｍの第２高調波光に変換される。波長５１５ｎｍの第２高調波光は、ダイクロイックミラー２１８を高透過して、第１のＣＬＢＯ結晶２１６によって波長２５７．６ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ４に変換される。第２の固体レーザ装置２０８は本開示における「固体レーザ装置」の一例である。パルスレーザ光ＰＬ４は本開示における「第４のパルスレーザ光」の一例である。
　ここで、ダイクロイックミラー２１８は、ＬＢＯ結晶２１４で波長変換できなかった１０３０ｎｍのパルスレーザ光を高反射し、第１の固体レーザ装置２０２の第１の固体増幅器２０６のポンプ光として入射させる。
　これに対して、レーザ制御プロセッサ１２Ａは、第１の半導体レーザシステム２０４における第１の半導体レーザの電流値を制御することにより、第１の固体レーザ装置２０２から出力されるパルスレーザ光ＰＬ１の波長を１５５４ｎｍ付近でパルス毎に交互に変化させる。
　第１の固体レーザ装置２０２から出力された波長約１５５４ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ１と第１のＣＬＢＯ結晶から出力された波長２５７．６ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ４とは、第２のＣＬＢＯ結晶２２４によって和周波され、波長約２２０．９ｎｍのパルスレーザ光に波長変換される。さらに、第３のＣＬＢＯ結晶２２６によって、波長約２２０．９ｎｍのパルスレーザ光と波長１５５４ｎｍのパルスレーザ光とは和周波され、波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＰＬ２に波長変換される。そして、パルス毎に交互に波長がλSとλLに変化するパルスレーザ光ＰＬ２が出力される。
　レーザ制御プロセッサ１２Ａは、図６に示したフローチャートのような制御を行うことによって、目標の２波長スペクトルであるλSｔ及びλLｔに近づくように、パルス毎に交互に波長を制御する。
　６．３　その他
　固体シーダ２００を用いるシステムでは、実施形態２のフローチャート（図２１）のような制御を行うことによって、パルスレーザ光ＰＬ２の波長が目標の２波長に近づくように、パルス毎に波長を制御することも可能である。
　７．実施形態４
　７．１　構成
　図２４は、分布反射型（Distributed Bragg Reflector：ＤＢＲ）の半導体レーザシステム２４０の構成例を概略的に示す。半導体レーザシステム２４０は、図６における半導体レーザシステム１０４、図２３における第１の半導体レーザシステム２０４、又は第２の半導体レーザシステム２１０に適用することができる。
　半導体レーザシステム２４０は、図９の半導体レーザ１３２の代わりに、シングル縦モードの分布反射型（ＤＢＲ）の半導体レーザ２４２を含む。半導体レーザ２４２は、半導体レーザ素子２４４を含む。
　半導体レーザ素子２４４は、第１のクラッド層１４０及び第２のクラッド層１４４の間に、フィードバック層２４６と、活性層２４８と、位相調整領域２５０と、を含む。フィードバック層２４６は、フィードバック層２４６と第２のクラッド層１４４との境界にグレーティング１４６を含む。位相調整領域２５０は、フィードバック層２４６と活性層２４８との間に配置される。
　半導体レーザ素子２４４は、第１のクラッド層１４０に、電極２５２、２５４、２５６が配置される。電極２５２、２５４、２５６は、それぞれフィードバック層２４６、活性層２４８、及び位相調整領域２５０に対応して設けられる。
　その他の構成は、図９と同様である。ただし、電流制御器１５２は、電極２５２、２５４、２５６に配線で接続され、それぞれの配線に流れる電流値をそれぞれ独立で制御可能なように構成されている。
　７．２　動作
　半導体レーザ２４２の発振中心波長は、半導体レーザ素子２４４の設定温度Ｔｓ、及び／又は半導体レーザ素子２４４に流れる電流値Ｉｔｕ１又はＩｔｕ２を変化させることによって変更可能である。固体シーダ制御プロセッサ１１０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａから設定温度Ｔｓ、電流値Ｉｔｕ１、電流値Ｉｔｕ２、及び電流値Ｉｅｍｉｔを取得し、半導体レーザ制御プロセッサ１３４に送信する。半導体レーザ制御プロセッサ１３４は、設定温度Ｔｓに従って温度制御器１５４を制御し、電流値Ｉｔｕ１、電流値Ｉｔｕ２、及び電流値Ｉｅｍｉｔに従って電流制御器１５２を制御する。
　半導体レーザ２４２の発振波長を高速でかつ微調範囲を変化させる場合は、位相調整領域２５０に流れる電流値Ｉｔｕ２を高速に変化させることによって、高速にＣＷレーザ光の波長を変化させることができる。
　半導体レーザ２４２の発振波長を高速でかつ大きな範囲で変化させる場合は、グレーティング１４６に流れる電流値Ｉｔｕ１を高速に変化させることによって、高速にＣＷレーザ光の波長を変化させることができる。ただし、発振できない波長が存在するため、位相調整領域２５０への電流値Ｉｔｕ２も併用することもある。
　半導体レーザ２４２を発振させて所望のパワーを得るため、活性層２４８に流れる電流値Ｉｅｍｉｔを入力する。
　また、固体シーダ制御プロセッサ１１０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａからトリガ信号Ｔｒ２を取得する。トリガ信号Ｔｒ２が固体シーダ２００に入力されると、ＳＯＡ１３６にパルス信号が入力される。
　トリガ信号Ｔｒ２が固体シーダ１０２又は固体シーダ２００に入力されると、ＳＯＡ１３６にパルス信号が入力される。
　このパルス信号に応じたパルスの電流をＳＯＡ１３６の半導体に電流を流すことによって、半導体レーザ素子２４４から出力されたＣＷレーザ光がパルス増幅され、パルスレーザ光ＰＬ１が出力される。
　７．３　その他
　ＳＯＡ１３６は、直流電流を流してＣＷ増幅してもよい。その場合は、後段の固体増幅器１０６又は第１の固体増幅器２０６又は第２の固体増幅器２１２がパルス増幅する増幅器である。
　７．４　作用・効果
　図１０で説明した分布帰還型の半導体レーザ１３２は、波長可変と出力パワーとを調整するパラメータである電流値Ｉは共通のため、波長を変えると出力パワーも変化する。これに対し、分布反射型の半導体レーザ２４２は、出力パワーを主に決めるパラメータは活性層２４８に流れるＩｅｍｉｔであるため、電流値Ｉｔｕ１又はＩｔｕ２を変化させても出力パワー変動が小さい特徴がある。
　半導体レーザ２４２や半導体レーザ１３２の波長可変は、レーザ導波路内のキャリア密度の変化に応じた屈折率の変化により生じるため、分布帰還型の半導体レーザ１３２ではレーザ発振閾値電流以上ではキャリア密度は発振閾キャリア密度にほぼ固定される。そのため、レーザ発振閾値電流以上では注入電流を増加減少させても波長可変量は比較的小さい。
　これに対し、分布反射型の半導体レーザ２４２においては、活性層２４８のキャリア密度は半導体レーザ１３２と同様にレーザ発振閾値電流以上では発振閾キャリア密度にほぼ固定されるが、グレーティング１４６の部分や位相調整領域２５０はレーザ利得を有しないためにキャリア密度は注入した電流に依存して大きく変化できる。したがって、分布反射型の半導体レーザ２４２は、分布帰還型の半導体レーザ１３２に比べ波長可変量が大きい。
　８．実施形態５
　８．１　構成
　図２５は、サンプルドグレーティング分布反射型（Sampled Grating Distributed Bragg Reflector：ＳＧ－ＤＢＲ）の半導体レーザシステム２６０の構成例を概略的に示す。半導体レーザシステム２６０は、図６における半導体レーザシステム１０４、図２４における第１の半導体レーザシステム２０４、又は第２の半導体レーザシステム２１０に適用することができる。
　半導体レーザシステム２６０は、図９の半導体レーザ１３２の代わりに、シングル縦モードのサンプルドグレーティング分布反射型（ＳＧ－ＤＢＲ）の半導体レーザ２６２を含む。半導体レーザ２６２は、半導体レーザ素子２６４を含む。
　半導体レーザ素子２６４は、第１のクラッド層１４０及び第２のクラッド層１４４の間に、活性層２４８と、位相調整領域２５０と、第１のフィードバック層２６６と、第２のフィードバック層２６８と、を含む。
　第１のフィードバック層２６６は、第１のフィードバック層２６６と第２のクラッド層１４４との境界に第１のグレーティング１４６ａを含む。第２のフィードバック層２６８は、第２のフィードバック層２６８と第２のクラッド層１４４との境界に第２のグレーティング１４６ｂを含む。活性層２４８及び位相調整領域２５０は、第１のフィードバック層２６６と第２のフィードバック層２６８との間に配置される。
　半導体レーザ素子２６４は、第１のクラッド層１４０に、電極２５４、２５６、２７０、２７２が配置される。電極２５４、２５６、２７０、２７２は、それぞれ活性層２４８、位相調整領域２５０、第１のフィードバック層２６６、及び第２のフィードバック層２６８に対応して設けられる。
　その他の構成は、図９と同様である。ただし、電流制御器１５２は、電極２５４、２５６、２７０、２７２に配線で接続され、それぞれの配線に流れる電流値をそれぞれ独立で制御可能なように構成されている。
　８．２　動作
　半導体レーザ２６２の発振中心波長は、半導体レーザ素子２６４の設定温度Ｔｓ、及び又は半導体レーザ素子２６４に流れる電流値Ｉｔｕ１、Ｉｔｕ２、及びＩｔｕ３のうち少なくとも１つを変化させることによって変更可能である。固体シーダ制御プロセッサ１１０は、レーザ制御プロセッサ１２Ａから設定温度Ｔｓ、電流値Ｉｔｕ１、電流値Ｉｔｕ２、電流値Ｉｔｕ３、及び電流値Ｉｅｍｉｔ取得し、半導体レーザ制御プロセッサ１３４に送信する。半導体レーザ制御プロセッサ１３４は、電流値Ｉｔｕ１、電流値Ｉｔｕ２、電流値Ｉｔｕ３、及び電流値Ｉｅｍｉｔに従って電流制御器１５２を制御する。
　半導体レーザ２６２の発振波長を高速でかつ微調範囲を変化させる場合は、位相調整領域２５０に流れる電流値Ｉｔｕ２を高速に変化させることによって、高速にＣＷレーザ光の波長を変化させることができる。
　半導体レーザ２６２の発振波長を高速でかつ大きな範囲で変化させる場合は、第１のグレーティング１４６ａに流れる電流値Ｉｔｕ１及び第２のグレーティング１４６ｂに流れる電流値Ｉｔｕ３を高速に変化させることによって、高速にＣＷレーザ光の波長を変化させることができる。ただし、発振できない波長が存在するため、位相調整領域２５０への電流値Ｉｔｕ２も併用することもある。
　半導体レーザ２６２を発振させて所望のパワーを得るため、活性層２４８に流れる電流値Ｉｅｍｉｔを入力する。
　レーザ制御プロセッサ１２Ａは、固体シーダ制御プロセッサ１１０又は２３２に、電流値Ｉｅｍｉｔ、Ｉｔｕ１、Ｉｔｕ２、及び設定温度Ｔｓを指令する。
　トリガ信号Ｔｒ２が固体シーダ１０２又は固体シーダ２００に入力されると、ＳＯＡ１３６にパルス信号が入力される。
　このパルス信号に応じたパルスの電流をＳＯＡ１３６の半導体に電流を流すことによって、半導体レーザ素子２６４から出力されたＣＷレーザ光がパルス増幅され、パルスレーザ光が出力される。
　８．４　作用・効果
　ＳＧ－ＤＢＲの半導体レーザ２６２は、出力パワーを主に決めるパラメータは活性層に流れるＩｅｍｉｔであるため、電流値Ｉｔｕ１、Ｉｔｕ２、又はＩｔｕ３を変化させても出力パワー変動が小さい特徴がある。
　半導体レーザ２６２は、第１のグレーティング１４６ａ及び第２のグレーティング１４６ｂのコルゲーション周期がわずかに異なる様にしているため、分布反射型の半導体レーザ２４２に比べ波長の可変範囲が極めて大きく、１００ｎｍ以上も可変できるものもある。
　９．電子デバイスの製造方法について
　図２６は、露光装置３００の構成例を概略的に示す。露光装置３００は、照明光学系３０６と、投影光学系３０８と、を含む。照明光学系３０６は、レーザ装置１００から入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴのレチクルパターンを照明する。投影光学系３０８は、レチクルＲ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上に配置された図示しない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３００は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して互いに逆方向に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。
　１０．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 (19)

  1. 　連続発振の第１のレーザ光を出力する波長可変の第１の半導体レーザと、
    　前記第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、
    　前記第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、
    　前記第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、
    　前記第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、
    　前記第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と前記第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、
    　前記第１の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値と前記第２の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、
    　前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との平均値である目標中心波長と前記中心波長との差が小さくなるように前記第１の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第１の電流値と前記第２の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第２の電流値との平均値である平均電流値を計算し、
    　前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との差である目標波長差と前記波長差との差が小さくなるように前記第１の電流値と前記第２の電流値との差である電流値差を計算し、
    　前記平均電流値と前記電流値差とから前記第１の電流値と前記第２の電流値とを計算して、前記第１の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第１の電流値、前記第２の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第２の電流値となるように前記第１の半導体レーザを制御するプロセッサと、
    　を備えるレーザ装置。
  2. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、さらに、
    　前記プロセッサは、
    　前記平均電流値が前記第１の半導体レーザの基準の電流値となるように前記第１の半導体レーザの温度を制御する、
    　レーザ装置。
  3. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、さらに、
    　前記プロセッサは、前記第１の半導体レーザの温度と前記第３のパルスレーザ光の波長との関係を基に、前記中心波長が前記目標中心波長となるように前記第１の半導体レーザの温度を制御する、
    　レーザ装置。
  4. 　請求項３に記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　前記第１の半導体レーザの温度と前記第３のパルスレーザ光の波長との関係を近似直線で求める、
    　レーザ装置。
  5. 　請求項３に記載のレーザ装置であって、
    　前記プロセッサは、
    　前記第１の半導体レーザの温度と前記第３のパルスレーザ光の波長との関係を近似曲線で求める、
    　レーザ装置。
  6. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記波長変換システムは、第１の非線形結晶と、アクチュエータと、を含み、
    　前記プロセッサは、
    　前記目標中心波長で前記第１の非線形結晶が位相整合するように前記アクチュエータを制御する、
    　レーザ装置。
  7. 　請求項６に記載のレーザ装置であって、
    　前記アクチュエータは回転ステージであり、前記第１の非線形結晶への入射角度を制御する、
    　レーザ装置。
  8. 　請求項６に記載のレーザ装置であって、
    　前記アクチュエータはヒータであり、前記第１の非線形結晶の温度を制御する、
    　レーザ装置。
  9. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記波長変換システムは、
    　第１の非線形結晶と、
    　前記第１の非線形結晶を回転させる回転ステージと、を含み、
    　前記プロセッサは、波長変換効率が最大となる波長が前記目標波長となるように前記回転ステージを制御する、
    　レーザ装置。
  10. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記波長変換システムは、前記第１のパルスレーザ光の第１の高調波光である前記第２のパルスレーザ光を出力する、
    　レーザ装置。
  11. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、さらに、
    　第４のパルスレーザ光を出力する固体レーザ装置を備え、
    　前記波長変換システムは、前記第１のパルスレーザ光と前記第４のパルスレーザ光とを和周波して前記第２のパルスレーザ光を出力する、
    　レーザ装置。
  12. 　請求項１１に記載のレーザ装置であって、
    　前記固体レーザ装置は、
    　連続発振の第２のレーザ光を出力する第２の半導体レーザと、
    　前記第２のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第５のパルスレーザ光を出力する第２の増幅器と、
    　前記第５のパルスレーザ光が入力されることにより、前記第４のパルスレーザ光である第２の高調波光を出力する第２の非線形結晶と、を含む、
    　レーザ装置。
  13. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１の半導体レーザは、分布帰還型の半導体レーザと、分布反射型の半導体レーザと、サンプルドグレーティング分布反射型の半導体レーザと、のうちの少なくとも１つである、
    　レーザ装置。
  14. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１の半導体レーザは、分布反射型の半導体レーザであり、
    　前記プロセッサは、前記分布反射型の半導体レーザの位相調整領域に流す電流を制御することにより前記第１の半導体レーザの波長を変更する、
    　レーザ装置。
  15. 　請求項１に記載のレーザ装置であって、
    　前記第１の半導体レーザは、サンプルドグレーティング分布反射型の半導体レーザであり、
    　前記プロセッサは、前記サンプルドグレーティング分布反射型の半導体レーザの位相調整領域に流す電流を制御することにより前記第１の半導体レーザの波長を変更する、
    　レーザ装置。
  16. 　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波長可変の第１の半導体レーザと、
    　前記第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、
    　前記第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、
    　前記第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、
    　前記第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、
    　前記第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と前記第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、
    　前記第１の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値と前記第２の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、
    　前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との平均値である目標中心波長と前記中心波長との差が小さくなるように前記第１の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第１の電流値と前記第２の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第２の電流値との平均値である平均電流値を計算し、
    　前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との差である目標波長差と前記波長差との差が小さくなるように前記第１の電流値と前記第２の電流値との差である電流値差を計算し、
    　前記平均電流値と前記電流値差とから前記第１の電流値と前記第２の電流値とを計算して、前記第１の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第１の電流値、前記第２の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第２の電流値となるように前記第１の半導体レーザを制御するプロセッサと、を備えたレーザ装置によって前記第３のパルスレーザ光を生成し、
    　前記第３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３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。
  17. 　連続発振の第１のレーザ光を出力する波長可変の第１の半導体レーザと、
    　前記第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、
    　前記第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、
    　前記第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、
    　前記第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、
    　前記第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と前記第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、
    　前記第１の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値と前記第２の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、
    　前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との差である目標波長差と前記波長差との差が小さくなるように前記第１の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第１の電流値と前記第２の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第２の電流値との差である電流値差を計算し、
    　前記第１の半導体レーザの基準の電流値と前記電流値差とから前記第１の電流値と前記第２の電流値とを計算して、前記第１の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第１の電流値、前記第２の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第２の電流値となるように前記第１の半導体レーザを制御し、
    　前記中心波長が前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との平均値である目標中心波長となるように前記第１の半導体レーザの温度を制御するプロセッサと、
    　を備えるレーザ装置。
  18. 　請求項１７に記載のレーザ装置であって、
    　前記基準の電流値から前記電流値差の１／２を減算した値が前記第１の電流値であり、
    　前記基準の電流値に対して前記電流値差の１／２を加算した値が前記第２の電流値である、
    　レーザ装置。
  19. 　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波長可変の第１の半導体レーザと、
    　前記第１のレーザ光のパルス化及び増幅を行い第１のパルスレーザ光を出力する第１の増幅器と、
    　前記第１のパルスレーザ光を用いた波長変換により第２のパルスレーザ光を出力する波長変換システムと、
    　前記第２のパルスレーザ光を増幅し第３のパルスレーザ光を出力するエキシマ増幅器と、
    　前記第３のパルスレーザ光の波長を計測するモニタモジュールと、
    　前記第３のパルスレーザ光の目標波長を第１の目標波長と前記第１の目標波長よりも長波長側の第２の目標波長とに交互に変更し、
    　前記第１の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値と前記第２の目標波長で出力された前記第３のパルスレーザ光の波長の計測値との平均値である中心波長と差である波長差とを計算し、
    　前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との差である目標波長差と前記波長差との差が小さくなるように前記第１の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第１の電流値と前記第２の目標波長のときの前記第１の半導体レーザの第２の電流値との差である電流値差を計算し、
    　前記第１の半導体レーザの基準の電流値と前記電流値差とから前記第１の電流値と前記第２の電流値とを計算して、前記第１の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第１の電流値、前記第２の目標波長で前記第３のパルスレーザ光を出力する場合は前記第２の電流値となるように前記第１の半導体レーザを制御し、
    　前記中心波長が前記第１の目標波長と前記第２の目標波長との平均値である目標中心波長となるように前記第１の半導体レーザの温度を制御するプロセッサと、
    　を備えたレーザ装置によって前記第３のパルスレーザ光を生成し、
    　前記第３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３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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