CN112771737B - 激光系统和电子器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开的一个观点的激光系统通过波长转换系统将利用第1放大器对从第1半导体激光器系统输出的第1脉冲激光进行放大而得到的第2脉冲激光，波长转换为紫外线的第3脉冲激光，利用准分子放大器对第3脉冲激光进行放大。第1半导体激光器系统包含：第1电流控制器，其对流过第1半导体激光器的电流进行控制，以使从以单纵模进行振荡的第1半导体激光器输出的第1激光产生啁啾；以及对第1激光进行脉冲放大的第1半导体光放大器。激光系统具有控制部，该控制部对第1脉冲激光的啁啾量进行控制，以得到从外部装置指示的目标谱线宽度的准分子激光。

Description

激光系统和电子器件的制造方法
技术领域
本公开涉及激光系统和电子器件的制造方法。
背景技术
随着半导体集成电路的微细化和高集成化，在半导体曝光装置中要求分辨率的提高。下面，将半导体曝光装置简称为“曝光装置”。因此，从曝光用光源输出的光的短波长化得以发展。在曝光用光源中代替现有的汞灯而使用气体激光装置。当前，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的KrF准分子激光装置、以及输出波长为193nm的紫外线的ArF准分子激光装置。
作为当前的曝光技术，如下的液浸曝光已经实用化：利用液体充满曝光装置侧的投影透镜与晶片之间的间隙，通过改变该间隙的折射率，使曝光用光源的外观的波长变短。在使用ArF准分子激光装置作为曝光用光源进行液浸曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。将该技术称为ArF液浸曝光。ArF液浸曝光也被称为ArF液浸光刻。
KrF、ArF准分子激光装置的自然振荡的谱线宽度较宽，大约为350～400pm，因此，通过曝光装置侧的投影透镜缩小地投影到晶片上的激光(紫外线光)产生色差，分辨率降低。因此，需要将从气体激光装置输出的激光的谱线宽度窄带化到能够无视色差的程度。谱线宽度也被称为谱宽度。因此，在气体激光装置的激光谐振器内设置具有窄带化元件的窄带化部(Line Narrow Module)，通过该窄带化部实现谱宽度的窄带化。另外，窄带化元件也可以是标准具或光栅等。将这种谱宽度被窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2017/0338617号说明书
专利文献2：日本特开平8-6078号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2004/0012844号说明书
专利文献4：美国专利申请公开第2017/0037346号说明书
专利文献5：国际公开第2017/175561号
专利文献6：日本特开2011-249399号公报
发明内容
本公开的一个观点的激光系统具有：第1半导体激光器系统，其输出第1脉冲激光，第1半导体激光器系统包含以单纵模进行振荡的第1半导体激光器、对流过第1半导体激光器的电流进行控制以使从第1半导体激光器输出的第1激光产生啁啾的第1电流控制器、以及对第1激光进行脉冲放大的第1半导体光放大器；第1放大器，其对由第1半导体光放大器放大且从第1半导体激光器系统输出的第1脉冲激光进行放大；波长转换系统，其将由第1放大器放大的第2脉冲激光波长转换为紫外线的第3脉冲激光；准分子放大器，其对第3脉冲激光进行放大；以及控制部，其对从第1半导体激光器系统输出的第1脉冲激光的啁啾量进行控制，以得到从外部装置指示的目标谱线宽度的准分子激光。
本公开的另一个观点的电子器件的制造方法通过激光系统生成准分子激光，将准分子激光输出到曝光装置，在曝光装置内在感光基板上曝光准分子激光，以制造电子器件，激光系统具有：第1半导体激光器系统，其包含以单纵模进行振荡的第1半导体激光器、对流过第1半导体激光器的电流进行控制以使从第1半导体激光器输出的第1激光产生啁啾的第1电流控制器、以及对第1激光进行脉冲放大的第1半导体光放大器；第1放大器，其对由第1半导体光放大器放大且从第1半导体激光器系统输出的第1脉冲激光进行放大；波长转换系统，其将由第1放大器放大的第2脉冲激光波长转换为紫外线的第3脉冲激光；准分子放大器，其对第3脉冲激光进行放大；以及控制部，其对从第1半导体激光器系统输出的第1脉冲激光的啁啾量进行控制，以得到从外部装置指示的目标谱线宽度的准分子激光。
附图说明
下面，参照附图将本公开的若干个实施方式作为简单例子进行说明。
图1是示出典型的激光的谱形状的图。
图2是用于说明准分子激光的谱线宽度的定义的图。
图3是示出脉冲激光的各时间的谱波形的例子的图。
图4是用于说明啁啾量的定义图。
图5是概略地示出激光系统的结构例的图。
图6是示出同步系统的结构例的框图。
图7是激光系统的时序图的例子。
图8是示出激光控制部中的处理内容的例子的流程图。
图9是示出激光系统的初始设定子例程的例子的流程图。
图10是示出固体激光器系统的控制子例程的例子的流程图。
图11是示出激光系统的控制子例程的例子的流程图。
图12是示出固体激光器系统控制部中的处理内容的例子的流程图。
图13是示出固体激光器系统的初始设定子例程的例子的流程图。
图14是示出第1半导体激光器系统的控制子例程的例子的流程图。
图15是示出计算第1半导体激光器系统的目标中心波长λ1ct的处理的子例程的例子的流程图。
图16是示出固体激光器系统的能量控制子例程的例子的流程图。
图17是概略地示出半导体激光器系统的结构例的图。
图18是示出从分布反馈型半导体激光器输出的激光的谱波形的例子的图。
图19是示出第1半导体激光器控制部中的处理内容的例子的流程图。
图20是概略地示出实施方式1的激光系统的结构例的图。
图21是概略地示出第1半导体激光器系统的结构例的图。
图22是通过啁啾实现的谱线宽度的概念图。
图23是示出流过第1半导体激光器的电流、基于啁啾的波长变化、谱波形和光强度的关系的说明图。
图24是用于说明第1半导体光放大器的上升时间的曲线图。
图25是示出激光控制部中的处理内容的例子的流程图。
图26是示出固体激光器系统的控制子例程(2)的例子的流程图。
图27是示出计算第1半导体激光器系统的目标谱线宽度Δλ1cht的处理的例子的流程图。
图28是示出表示准分子光的谱线宽度Δλ与第1半导体激光器系统的谱线宽度Δλ1ch的关系的函数的例子的曲线图。
图29是示出固体激光器系统控制部中的处理内容的例子的流程图。
图30是示出固体激光器系统的初始设定子例程(2)的例子的流程图。
图31是示出第1半导体激光器系统的控制子例程的例子的流程图。
图32是示出第1半导体激光器控制部中的处理内容的例子的流程图。
图33是示出第1半导体激光器的控制子例程(2)的例1的流程图。
图34是示出第1半导体激光器的控制子例程(2)的例2的流程图。
图35是示出中心波长λ1c和谱线宽度Δλ1ch的计测处理的例子的流程图。
图36是示出根据由第1谱监视器计测出的谱波形计算中心波长λ1c的处理的例1的流程图。
图37是由第1谱监视器计测的谱波形的例子，是根据谱波形的重心计算中心波长λ1c的处理的说明图。
图38是示出根据由第1谱监视器计测出的谱波形计算中心波长λ1c的处理的例2的流程图。
图39是由第1谱监视器计测的谱波形的例子，是根据谱波形计算中心波长λ1c的处理的说明图。
图40是示出根据由第1谱监视器计测出的谱波形计算谱线宽度Δλ1ch的处理的例1的流程图。
图41是由第1谱监视器计测的谱波形的例子，是根据谱波形计算中心波长λ1c的处理的说明图。
图42是示出根据由第1谱监视器计测出的谱波形计算谱线宽度Δλ1ch的处理的例2的流程图。
图43是由第1谱监视器计测的谱波形的例子，是根据谱波形计算谱线宽度Δλ1ch的处理的说明图。
图44是示出计算和判定第1半导体激光器系统的谱线宽度Δλ1ch和中心波长λ1c的处理的例子的流程图。
图45是概略地示出第1半导体激光器系统的变形例的图。
图46是示出流过第1半导体激光器的电流、基于啁啾的波长变化、谱波形和光强度的关系的说明图。
图47是概略地示出实施方式2的激光系统的主要部分结构的图。
图48是概略地示出实施方式2中的同步系统的结构的例子的框图。
图49是实施方式2的激光系统的时序图的例子。
图50是示出从第1半导体激光器输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器的放大的关系的曲线图。
图51是示出固体激光器系统控制部中的处理内容的例子的流程图。
图52是示出固体激光器系统的初始设定子例程(3)的例子的流程图。
图53是示出实施方式2的激光系统的第1半导体激光器控制部中的处理内容的例子的流程图。
图54是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例1的流程图。
图55是示出从第1半导体激光器输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器的放大的关系的曲线图。
图56是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例2的流程图。
图57是示出从第1半导体激光器输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器的放大的关系的曲线图。
图58是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例3的流程图。
图59是示出从第1半导体激光器输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器的放大的关系的曲线图。
图60是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例4的流程图。
图61是示出从第1半导体激光器输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器的放大的关系的曲线图。
图62是概略地示出实施方式3的激光系统的结构的图。
图63是概略地示出实施方式3中的同步系统的结构的框图。
图64是概略地示出谱监视器的结构例的图。
图65是概略地示出谱监视器的另一个结构例的图。
图66是概略地示出准分子放大器的结构例的图。
图67是概略地示出采用了环形谐振器的准分子放大器的结构例的图。
图68是概略地示出使用标准具分光器的谱监视器的结构例的图。
图69是示出激光的谱的一例的图。
图70是示出CW振荡基准激光光源的一例的框图。
图71是示出CW振荡基准激光光源的另一例的框图。
图72是概略地示出半导体光放大器的结构例的图。
图73是概略地示出实施方式4的激光系统的例子的图。
图74是示出实施方式5中的激光控制部的处理例的流程图。
图75是示出准分子激光的谱线宽度确认子例程的例子的流程图。
图76是示出校正目标谱线宽度Δλ1cht以使ΔΔλex接近0的处理的例子的流程图。
图77是概略地示出曝光装置的结构例的图。
具体实施方式
-目录-
1.用语的说明
1.1准分子激光的谱线宽度Δλ的定义
1.2啁啾量的定义
2.激光系统的概要
2.1结构
2.2动作
2.3激光控制部的处理例
2.4固体激光器系统控制部的处理例
2.5半导体激光器系统的例子
2.5.1结构
2.5.2动作
2.6第1半导体激光器控制部的处理例
3.课题
4.实施方式1
4.1结构
4.2动作
4.3第1半导体激光器系统的动作
4.3.1其他
4.4激光控制部的处理例
4.5固体激光器系统控制部的处理例
4.6第1半导体激光器控制部的处理例
4.7作用/效果
4.8变形例1
4.9变形例2
4.9.1结构
4.9.2动作
5.实施方式2
5.1结构
5.2动作
5.2.1固体激光器系统控制部的处理例
5.2.2第1半导体激光器控制部的处理例
5.2.3第1半导体激光器的控制子例程(3)的例1
5.3作用/效果
5.4变形例
5.4.1第1半导体激光器的控制子例程(3)的例2
5.4.2第1半导体激光器的控制子例程(3)的例3
5.4.3第1半导体激光器的控制子例程(3)的例4
6.实施方式3
6.1结构
6.2动作
6.3作用/效果
6.4变形例
6.4.1以多纵模进行振荡的半导体激光器的利用
6.4.2与实施方式2中说明的结构的组合
6.4.3第2固体激光装置的啁啾控制
7.谱监视器的具体例
7.1使用分光器和基准激光光源的谱监视器的例子
7.1.1结构
7.1.2动作
7.2使用外差干涉仪的谱监视器的例子
7.2.1结构
7.2.2动作
8.准分子放大器的例子
8.1利用多通道进行放大的方式
8.2利用环形谐振器进行放大的方式
9.使用标准具分光器的谱监视器的例子
10.CW振荡基准激光光源的例子
10.1 1547.2nm或1554nm的波长区域的CW振荡基准激光光源
10.2 1030nm的波长区域的CW振荡基准激光光源
11.半导体光放大器的例子
11.1结构
11.2动作
12.实施方式4
12.1结构
12.2动作
13.实施方式5
13.1结构
13.2动作
13.3作用/效果
14.电子器件的制造方法
15.外部装置的另一例
16.其他
下面，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式示出本公开的几个例子，不限定本公开的内容。此外，各实施方式中说明的结构和动作并不一定全都是本公开的结构和动作所必须的。另外，对相同结构要素标注相同参照标号并省略重复说明。
1.用语的说明
1.1准分子激光的谱线宽度Δλ的定义
在本说明书中，将准分子激光的谱宽度全部面积中的95％的线宽度定义为准分子激光的谱线宽度Δλ。一般而言，如图1所示，谱线宽度是激光的谱波形的光量阈值处的全宽。例如将峰值的半值称为线宽度阈值0.5。另外，特别地将线宽度阈值0.5处的谱波形的全宽W1/2称为半值全宽或FWHM(Full Width at Half Maximum)。但是，仅通过准分子激光的谱的半值全宽，很难反映投影透镜的分辨率。
因此，例如如图2所示，反映投影透镜的分辨率的谱线宽度Δλ是全部谱能量中的以波长λ0为中心而占据95％的部分的全宽W95％，下述的式(1)成立。
[数式1]
另外，在本说明书中，准分子激光的谱线宽度Δλ不仅是谱宽度全部面积中的95％的线宽度，只要是反映投影透镜的分辨率的谱线宽度即可。例如，可以根据要使用的投影透镜数据和准分子激光的谱波形，利用输入波长和光强度分布而计算出的分辨率对谱线宽度进行评价。此外，在本说明书中，有时将准分子激光表记为“准分子光”。
1.2啁啾量的定义
图3中示出脉冲激光的各时间的谱波形的例子。在该例子的情况下，各时间的谱的波长随着时间而向长波长侧啁啾。“啁啾”也被称为“波长啁啾”。图4中示出对各个谱进行脉冲时间积分的情况下的谱波形。这里，啁啾量定义为根据该时间积分所得的谱波形计算的谱线宽度。啁啾量有时被称为“基于啁啾的谱线宽度”。
2.激光系统的概要
2.1结构
图5概略地示出激光系统1的结构例。激光系统1包含固体激光器系统10、第1高反射镜11、第2高反射镜12、准分子放大器14、监视器模块16、同步系统17和激光控制部18。
固体激光器系统10包含第1固体激光装置100、波长转换系统300、分束器328、第1脉冲能量监视器330和固体激光器系统控制部350。
第1固体激光装置100包含输出波长大约为1547.2nm的激光的第1半导体激光器系统110、第1分色镜130、第1脉冲激励光源132和Er光纤放大器140。
第1半导体激光器系统110包含第1半导体激光器111、第1波长监视器112、第1半导体激光器控制部114、第1分束器116、第1半导体光放大器120和函数发生器(FG：FunctionGenerator)122。另外，在图5和以后的图中，例如“半导体激光器1”或“SOA#1”等标注了数值的表记分别表示第1半导体激光器、第1半导体光放大器(SOA)。“SOA”是“SemiconductorOptical Amplifier”的简称表记。
第1半导体激光器111在波长1547.2nm附近进行CW(Continuous Wave)振荡，并且以单纵模进行振荡。另外，“CW”意味着连续波，CW振荡意味着连续波振荡。第1半导体激光器111也可以是分布反馈型(DFB：Distributed Feedback)半导体激光器。将分布反馈型半导体激光器称为“DFB激光器”。DFB激光器能够通过电流控制和/或温度控制对振荡波长进行变更。
第1分束器116被配置成反射从第1半导体激光器111输出的激光的一部分并使其入射到第1波长监视器112。第1波长监视器112监视入射的激光的谱，检测第1半导体激光器111的振荡波长。
第1半导体激光器控制部114与第1波长监视器112和固体激光器系统控制部350连接，对第1半导体激光器111的动作进行控制。
第1半导体光放大器120被配置于透过第1分束器116的激光的光路上。第1半导体光放大器120对从第1半导体激光器111输出的激光进行脉冲放大。
第1分色镜130是被涂敷有膜的镜，该膜使从第1半导体光放大器120输出的激光高透过且使从第1脉冲激励光源132输出的激励光高反射。第1分色镜130被配置成，使得从第1半导体光放大器120输出的脉冲激光和从第1脉冲激励光源132输出的激励光入射到Er光纤放大器140。
Er光纤放大器140是使用被掺杂了Er(铒)的光纤的光纤放大器。
第1脉冲激励光源132也可以是Er光纤放大器140能够激励的波长大约为980nm的半导体激光器。由Er光纤放大器140放大的脉冲激光入射到波长转换系统300。
波长转换系统300构成为包含多个非线性晶体，使用多个非线性晶体将从第1固体激光装置100输出的波长大约为1547.2nm的基本波光波长转换为8倍波(谐波)光，生成波长大约为193.4nm的紫外光。
波长转换系统300包含第1LBO晶体301、第2LBO晶体302、第3LBO晶体303、第1CLBO晶体304、第2CLBO晶体305、分色镜311、312、313、314、315和高反射镜321、322、323。“LBO”由化学式LiB3O5表示。“CLBO”由化学式CsLiB6O10表示。波长转换系统300中的各个光学元件的配置如图5所示。
第1LBO晶体301、第2LBO晶体302、分色镜311、第3LBO晶体303、分色镜312和高反射镜321按照该顺序被配置于从第1固体激光装置100输出的波长大约为1547.2nm的脉冲激光LP1的光路上。
第1LBO晶体301被配置成将脉冲激光LP1波长转换为2次谐波光(波长大约为773.6nm)。
第2LBO晶体302被配置成，生成由第1LBO晶体301生成的2次谐波光与透过第1LBO晶体301的基本波光(脉冲激光LP1)的和频的3次谐波光(波长大约为515.73nm)。
分色镜311被配置于第2LBO晶体302与第3LBO晶体303之间的光路上。分色镜311被涂敷有膜，该膜使由第2LBO晶体302生成的3次谐波光(波长大约为515.73nm)高反射，使透过第2LBO晶体302的基本波光(波长大约为1547.2nm)和2次谐波光(波长大约为773.6nm)高透过。
第3LBO晶体303被配置成将2次谐波光波长转换为4次谐波光(波长大约为386.8nm)。
分色镜312被涂敷有膜，该膜使由第3LBO晶体303生成的4次谐波光(波长大约为386.8nm)高反射，使透过第3LBO晶体303的基本波光(波长大约为1547.2nm)高透过。
高反射镜321被配置成使透过分色镜312的基本波光高反射，反射后的基本波光入射到分色镜314。
高反射镜322被配置成使由分色镜311反射后的3次谐波光高反射，经由分色镜313入射到第1CLBO晶体304。
分色镜313被涂敷有膜，该膜使由高反射镜322反射后的3次谐波光高透过，使由分色镜312反射后的4次谐波光高反射。分色镜313被配置成，使得3次谐波光和4次谐波光的光路轴一致，使3次谐波光和4次谐波光入射到第1CLBO晶体304。
第1CLBO晶体304被配置成，根据3次谐波光(波长大约为515.73nm)和4次谐波光(波长大约为386.8nm)生成和频的7次谐波光(波长大约为221.02nm)。
分色镜314被涂敷有膜，该膜使从第1CLBO晶体304输出的7次谐波高透过，使由高反射镜321反射后的基本波光高反射。分色镜314被配置成，使基本波光和7次谐波光的光路轴一致，使基本波光和7次谐波光入射到第2CLBO晶体305。
第2CLBO晶体305被配置成生成基本波光与7次谐波光的和频的8次谐波光(波长大约为193.4nm)。从第3CLBO晶体320输出的波长大约为193.4nm的脉冲激光成为脉冲激光LP2。
分色镜315被涂敷有膜，该膜使透过第2CLBO晶体305的基本波光(波长大约为1547.2nm)和7次谐波光(波长大约为221.02nm)高透过，使波长大约为193.4nm的脉冲激光(脉冲激光LP2)高反射。
高反射镜323被配置成使由分色镜315反射后的8次谐波光高反射而入射到分束器328。由高反射镜323反射后的波长大约为193.4nm的脉冲激光从波长转换系统300输出。
分束器328被配置于来自高反射镜323的反射光的光路上，使得一部分反射后的激光入射到第1脉冲能量监视器330。
第1脉冲能量监视器330是检测紫外光的脉冲能量的检测器，例如是包含光电二极管、焦电元件的脉冲能量传感器。
固体激光器系统控制部350与第1半导体激光器控制部114、第1脉冲激励光源132和第1脉冲能量监视器330分别连接。
准分子放大器14包含放大器控制部400、充电器402、触发校正器404、包含开关406的脉冲功率模块(PPM)408和腔410。
例如包含Ar气体、F2气体、Ne气体的ArF激光气体进入腔410中。在腔410中配置有一对放电电极412、413。一对放电电极412、413与PPM408的输出端子连接。
在腔410配置有透过波长在193.4nm附近的激光的2个窗口415、416。
PPM408包含开关406、未图示的脉冲变压器和未图示的磁开关。
监视器模块16包含分束器601和第2脉冲能量监视器602。分束器601被配置于从准分子放大器14输出的脉冲激光(准分子激光)的光路上，被配置成使得由分束器601反射后的脉冲激光入射到第2脉冲能量监视器602。
第2脉冲能量监视器602是检测紫外光的脉冲能量的检测器，例如是包含光电二极管或焦电元件的脉冲能量传感器。由第2脉冲能量监视器602检测到的信息被送到激光控制部18。
激光控制部18与固体激光器系统控制部350、同步系统17、放大器控制部400和曝光装置20的曝光控制部22连接。激光控制部18包含内部触发发生器19。
图6是示出同步系统17的结构例的框图。同步系统17包含同步系统控制部170、第1延迟电路171、第2延迟电路172、第3延迟电路173和第1单触发电路181。
在本公开中，作为第1半导体激光器控制部114、固体激光器系统控制部350、放大器控制部400、同步系统控制部170、激光控制部18、曝光控制部22和其他各控制部发挥功能的控制装置，能够通过1台或多台计算机的硬件和软件的组合来实现。软件与程序同义。可编程控制器包含在计算机的概念中。计算机能够构成为包含CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)和存储器。计算机中包含的CPU是处理器的一例。
此外，控制装置的处理功能的一部分或全部可以使用以FPGA(FieldProgrammable Gate Array：现场可编程门阵列)或ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)为代表的集成电路实现。
此外，还能够利用1台控制装置实现多个控制装置的功能。进而，在本公开中，控制装置可以经由局域网或互联网这样的通信网络而相互连接。在分散计算环境中，程序单元可以保存在本地和远程双方的记忆存储设备中。
2.2动作
激光控制部18从曝光装置20的曝光控制部22接收目标脉冲能量Et和目标中心波长λct的各数据以及发光触发信号Tr。此外，激光控制部18根据需要在与曝光控制部22之间发送接收数据，将曝光NG信号或曝光OK信号通知给曝光控制部22。
发光触发信号Tr经由激光控制部18被输入到同步系统17。同步系统17与从曝光控制部22输出的发光触发信号Tr同步地，输出针对固体激光器系统10中的第1脉冲激励光源132的触发信号Tr11amp、针对与第1半导体光放大器120(SOA#1)连接的函数发生器122的触发信号Trsoa#1、以及用于使准分子放大器14同步进行放电的触发信号Trex。
图7是激光系统1的时序图的例子。如图6和图7所示，同步系统控制部170在第1延迟电路171、第2延迟电路172和第3延迟电路173中分别设定各自的延迟时间Tdex、Td2和Td3。这些延迟时间Tdex、Td2和Td3被设定成，在通过第1半导体光放大器120对从第1半导体激光器111输出的激光进行脉冲放大，利用Er光纤放大器140进一步对脉冲放大后的脉冲激光进行放大，由波长转换系统300转换为波长193.4nm的脉冲激光入射到准分子放大器14时，准分子放大器14同步地进行放电。
第1延迟电路171生成相对于发光触发信号Tr延迟了延迟时间Tdex的触发信号Trex。由第1延迟电路171生成的触发信号Trex被输入到准分子放大器14的放大器控制部400。
第2延迟电路172生成相对于发光触发信号Tr延迟了延迟时间Td2的定时信号。由第2延迟电路172生成的定时信号被输入到第1单触发电路181。第1单触发电路181输出与来自第2延迟电路172的定时信号同步的触发信号Tr11amp。
从第1单触发电路181输出的触发信号Tr11amp被输入到第1脉冲激励光源132。从第1单触发电路181输出的触发信号Tr11amp的脉冲时间宽度被设定成Er光纤放大器140充分被激励的时间宽度。
第3延迟电路173生成相对于发光触发信号Tr延迟了延迟时间Td3的触发信号Trsoa#1。由第3延迟电路173生成的触发信号Trsoa#1被输入到函数发生器122。
触发信号Trex经由放大器控制部400被输入到触发校正器404，触发校正器404的输出被输入到PPM408的开关406。触发校正器404在被输入触发信号Trex后，根据被充电到PPM408的充电电压对PPM408中的开关406的ON-OFF的延迟时间Tdexs的定时进行控制，以使得在一定的延迟时间Tdexd的定时进行放电。
固体激光器系统控制部350从曝光控制部22经由激光控制部18接收目标中心波长λct的数据，计算第1半导体激光器111的目标中心波长λ1ct＝8·λct。
固体激光器系统控制部350使第1半导体激光器111以单纵模进行CW振荡，向第1半导体激光器控制部114发送目标中心波长λ1ct的数据。
第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器111的电流值A1和/或温度T1进行控制，以使由第1波长监视器112计测出的中心波长λ1c与目标中心波长λ1ct之差δλ1c接近0。
第1半导体激光器控制部114判定由第1波长监视器112计测的中心波长与目标中心波长之差δλ1c是否在容许范围内，如果差δλ1c在容许范围内，则向固体激光器系统控制部350通知波长OK信号。
接着，激光控制部18通过内部触发发生器19生成规定的重复频率(例如100Hz～6kHz)的内部触发信号。该内部触发信号是代替来自曝光控制部22的发光触发信号Tr而与激光控制部18生成的发光触发信号Tr相当的触发信号。将从内部触发发生器19输出的内部触发信号称为“内部发光触发信号”。内部发光触发信号包含在“发光触发信号Tr”的概念中。内部发光触发信号也使用“Tr”的记号。激光控制部18在未从曝光控制部22接收发光触发信号Tr的期间内，能够生成内部发光触发信号Tr。从激光控制部18输出的发光触发信号Tr被输入到同步系统17。
由Er光纤放大器140放大后的脉冲激光LP1入射到波长转换系统300。在波长转换系统300中，脉冲激光LP1被转换为8次谐波光，输出波长大约为193.4nm的脉冲激光LP2。
对波长转换系统300中的波长转换进行大致说明。从第1固体激光装置100输出的脉冲激光LP1(波长大约为1547.2nm)通过第1LBO晶体301波长转换为2次谐波光(波长大约为773.6nm)。
在第2LBO晶体302中，生成作为2次谐波光(波长大约为776.7nm)与基本波光(波长大约为1547.2nm)的和频的3次谐波光(波长大约为515.78nm)。该3次谐波光通过分色镜311被分支，一方入射到第3LBO晶体303，另一方经由高反射镜322和分色镜313入射到第1CLBO晶体304。
在第3LBO晶体303中，波长转换为4次谐波光(波长大约为386.8nm)。从第3LBO晶体303输出的4次谐波光经由分色镜312分别入射到第1CLBO晶体304和第2CLBO晶体305。
在第1CLBO晶体304中，波长转换为作为4次谐波光(波长大约为386.8nm)与3次谐波光(波长大约为515.78nm)的和频的7次谐波光(波长大约为221.01nm)。
在第2CLBO晶体305中，波长转换为作为7次谐波光(波长大约为221.01nm)与基本波光(波长大约为1547.2nm)的和频的8次谐波光(波长大约为193.4nm)。
进一步详细叙述波长转换系统300的动作的话，从第1固体激光装置100输出的波长大约为1547.2nm(频率ω)的基本波光通过第1LBO晶体301时，由于产生2次谐波而产生频率2ω(波长大约为773.6nm)的2倍波光。另外，在用于将基本波光波长转换为2倍波的相位匹配中，使用基于LBO晶体的温度调节的方法、NCPM(Non-Critical Phase Matching：非临界相位匹配)。
透过第1LBO晶体301的基本波光和通过第1LBO晶体301的波长转换而产生的2倍波光入射到第2LBO晶体302。在第2LBO晶体302中，使用温度与第1LBO晶体301不同的NCPM。
在第2LBO晶体302中，由于基本波光和2倍波光产生和频而产生3倍波光(波长大约为515.73nm)。
第2LBO晶体302中得到的3倍波光以及透过第2LBO晶体302的基本波光和2倍波光被分色镜311分离。由分色镜311反射后的3倍波光(波长大约为515.73nm)经由高反射镜322和分色镜313入射到第1CLBO晶体304。
另一方面，透过分色镜311的基本波光和2倍波光入射到第3LBO晶体303。在第3LBO晶体303中，基本波光不被波长转换而透过第3LBO晶体303，并且，2倍波光由于产生2次谐波而被转换为4倍波光(波长大约为386.8nm)。从第3LBO晶体303得到的4倍波光和透过第3LBO晶体303的基本波光被分色镜312分离。
由分色镜312反射后的4倍波光通过分色镜313而与3倍波光同轴地合成，入射到第1CLBO晶体304。
另一方面，透过分色镜312的基本波光由高反射镜321反射，经由分色镜314入射到第2CLBO晶体305。
在第1CLBO晶体304中，由于3倍波光和4倍波光产生和频而得到7倍波光(波长大约为221.02nm)。第1CLBO晶体304中得到的7倍波光通过分色镜314而与基本波光同轴地合成，入射到第2CLBO晶体305。
在第2CLBO晶体305中，由于基本波光和7倍波光产生和频而得到8倍波光(波长大约为193.4nm)。
第2CLBO晶体305中得到的8倍波光以及透过第2CLBO晶体305的基本波光和7倍波光被分色镜315分离。
由分色镜315反射后的8倍波光(波长大约为193.4nm)经由高反射镜323从波长转换系统300输出。这样，从波长转换系统300输出的8倍波光的一部分透过分束器328而入射到第1高反射镜11。透过分束器328的脉冲激光可以是从固体激光器系统10输出的脉冲激光LP2。
由分束器328反射后的脉冲激光入射到第1脉冲能量监视器330。第1脉冲能量监视器330计测由分束器328反射后的脉冲激光的脉冲能量Es。通过第1脉冲能量监视器330得到的信息被发送到固体激光器系统控制部350。
固体激光器系统控制部350经由第1脉冲能量监视器330检测脉冲激光LP2的脉冲能量Es。固体激光器系统控制部350计算波长转换后的脉冲能量Es与目标脉冲能量Est之差ΔEs。
固体激光器系统控制部350对第1脉冲激励光源132的输出进行控制，以使ΔEs接近0。
固体激光器系统控制部350判定ΔEs是否在容许值的范围内，如果ΔEs在容许范围内，则将固体激光器系统控制OK信号通知给激光控制部18。
其结果，从固体激光器系统10输出的中心波长大约为193.4nm的脉冲激光LP2经由第1高反射镜11和第2高反射镜12入射到准分子放大器14。
与波长为193.4nm的脉冲激光LP2的入射同步地，准分子放大器14通过放电而生成反转分布。这里，触发校正器404对PPM408的开关406的定时进行调整，以使得该脉冲激光LP2在准分子放大器14中高效地被放大。由此，从准分子放大器14输出被放大的脉冲激光LP6。
由准分子放大器14放大后的脉冲激光LP6入射到监视器模块16，通过分束器601，脉冲激光的一部分入射到第2脉冲能量监视器602，脉冲激光LP6的脉冲能量E被计测。
激光控制部18从第2脉冲能量监视器602取得脉冲能量E的信息。激光控制部18计算由第2脉冲能量监视器602计测出的脉冲能量E与目标脉冲能量Et之差ΔE。
激光控制部18经由放大器控制部400对充电器402的充电电压Vhv进行控制，以使ΔE接近0。
激光控制部18判定ΔE是否在容许值的范围内，如果ΔE在容许范围内，则停止从激光控制部18输出内部发光触发信号Tr，将激光系统OK信号(曝光OK信号)通知给曝光控制部22。曝光控制部22接收激光系统OK信号后，将发光触发信号Tr发送到激光控制部18。
其结果，在目标中心波长λt＝193.4nm和目标脉冲能量Et各自的容许范围内，从激光系统1输出脉冲激光。从激光系统1输出的脉冲激光(准分子光)入射到曝光装置20，实施曝光过程。
此外，激光控制部18从曝光控制部22接收新的目标中心波长λt的数据后，将这些数据发送到固体激光器系统控制部350。
固体激光器系统控制部350对第1半导体激光器系统110进行控制，即使不接收发光触发信号Tr，也成为目标中心波长λt。
2.3激光控制部的处理例
图8是示出激光控制部18中的处理内容的例子的流程图。例如，作为激光控制部18发挥功能的处理器执行程序，由此实现图8的流程图所示的处理和动作。
在步骤S11中，激光控制部18实施激光系统的初始设定子例程。在步骤S11之后，激光控制部18实施固体激光器系统10的控制子例程(步骤S12)和激光系统1的控制子例程(步骤S13)。步骤S12的处理和步骤S13的处理可以并列或并行地实施。
步骤S12中的固体激光器系统10的控制包含脉冲能量的反馈控制和波长控制。与发光触发信号Tr的输入无关地进行第1半导体激光器系统110的波长控制。另一方面，步骤S13中的激光系统1的控制主要进行由准分子放大器14放大后的准分子激光的脉冲能量的反馈控制。
在步骤S14中，激光控制部18判定是否停止激光系统1的控制。在步骤S14的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18返回步骤S12和步骤S13。在步骤S14的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S15。
在步骤S15中，激光控制部18将激光系统1的停止通知给曝光控制部22，结束图8的流程图。
图9是示出激光系统1的初始设定子例程的例子的流程图。图9的流程图被应用于图8的步骤S11。
在图9的步骤S21中，激光控制部18将准分子光的脉冲能量NG信号发送到曝光控制部22。在步骤S21的处理中，在初始设定中预先设定为准分子光的脉冲能量为NG，激光控制部18按照初始设定向曝光控制部22发送脉冲能量NG信号。
在步骤S22中，激光控制部18将谱NG信号发送到曝光控制部22。在步骤S22的处理中，在初始设定中预先设定为准分子光的中心波长为NG，激光控制部18按照初始设定向曝光控制部22发送谱NG信号。
在步骤S23中，激光控制部18将准分子放大器14的充电电压Vhv设定为初始值Vhv0。
在步骤S24中，激光控制部18将激光系统1的目标脉冲能量Et设定为初始值Et0。激光控制部18在从曝光装置20接收目标脉冲能量Et的数据之前，设定预先确定的标准的初始值Et0。
在步骤S25中，激光控制部18设定各触发信号Trex、Tr11amp和Trsoa#1分别相对于发光触发信号Tr的延迟时间Tdex、Td2和Td3。激光控制部18设定各个延迟时间，以使得在从固体激光器系统10输出的脉冲激光入射到准分子放大器14的定时进行放电。另外，各个延迟时间也可以是固定值。
图10是示出固体激光器系统10的控制子例程的例子的流程图。图10的流程图被应用于图8的步骤S12。
在图10的步骤S31中，激光控制部18判定是否从曝光控制部22新接收到目标中心波长的数据。在步骤S31的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S32。
在步骤S32中，激光控制部18读入目标中心波长λct的数据。接着，在步骤S33中，激光控制部18向固体激光器系统控制部350发送目标中心波长λct的数据。
在步骤S33之后，激光控制部18进入步骤S40。此外，在步骤S31的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18跳过步骤S32和步骤S33而进入步骤S40。
在步骤S40中，激光控制部18确认标志F1的值，判定是否满足标志F1＝1。标志F1是表示第1半导体激光器系统110是处于OK的状态还是处于NG的状态的标志。标志的值“1”表示OK，“0”表示NG。即，激光控制部18判定第1半导体激光器系统110是否处于OK的状态。
在步骤S40的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S41。在步骤S41中，激光控制部18向曝光控制部22发送谱OK信号。
在步骤S42中，激光控制部18判定是否从固体激光器系统10接收到能量OK信号。例如，激光控制部18确认标志Fs的值，判定是否是标志Fs＝1。标志Fs是表示从固体激光器系统10输出的脉冲能量是处于OK的状态还是处于NG的状态的标志。标志Fs的值“1”表示OK，“0”表示NG。激光控制部18根据标志Fs的值判定固体激光器系统10的脉冲能量是否处于OK的状态。在步骤S42的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S43。
在步骤S43中，激光控制部18向曝光控制部22发送固体激光器系统10的能量OK信号。另一方面，在步骤S42的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S44。
在步骤S44中，激光控制部18向曝光控制部22发送固体激光器系统10的能量NG信号。
此外，在步骤S40的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S45，向曝光控制部22发送谱NG信号。
在步骤S43、步骤S44或步骤S45之后，激光控制部18结束图10的流程图，返回图8的流程图。
图11是示出激光系统1的控制子例程的例子的流程图。图11的流程图被应用于图8的步骤S13。
在图11的步骤S51中，激光控制部18判定是否从曝光控制部22新接收到目标脉冲能量的数据。在步骤S51的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S52。
在步骤S52中，激光控制部18读入目标脉冲能量Et的数据。在步骤S52之后，激光控制部18进入步骤S53。此外，在步骤S51的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18跳过步骤S52而进入步骤S53。
在步骤S53中，激光控制部18判定是否检测到准分子光的发光脉冲。激光控制部18根据从监视器模块16得到的信号，判定是否检测到向曝光装置20输出的脉冲激光(准分子光)的脉冲能量。在步骤S53的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S54。
在步骤S54中，激光控制部18取得由监视器模块16检测到的准分子光的脉冲能量E的数据。
在步骤S55中，激光控制部18计算脉冲能量E与目标脉冲能量Et之差ΔE。
在步骤S56中，激光控制部18对准分子放大器14的充电电压Vhv进行控制，以使ΔE接近0。
然后，在步骤S57中，激光控制部18判定ΔE的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值Etr以下。在步骤S57的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S58，向曝光控制部22发送准分子光的脉冲能量OK信号。
在步骤S57的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S59，向曝光控制部22发送准分子光的脉冲能量NG信号。
在步骤S58或步骤S59之后，激光控制部18结束图11的流程图，返回图8的流程图。
此外，在图11的步骤S53的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18跳过步骤S54～步骤S59而结束图11的流程图，返回图8的流程图。
2.4固体激光器系统控制部的处理例
图12是示出固体激光器系统控制部350中的处理内容的例子的流程图。例如，作为固体激光器系统控制部350发挥功能的处理器执行程序，由此实现图12的流程图所示的处理和动作。固体激光器系统控制部350实施的控制的流程图包含第1半导体激光器系统110的控制和固体激光器系统10的能量控制。
在步骤S61中，固体激光器系统控制部350实施固体激光器系统10的初始设定子例程。
在步骤S61之后，固体激光器系统控制部350实施第1半导体激光器系统110的控制子例程(步骤S62)和固体激光器系统10的能量控制子例程(步骤S64)。步骤S62和步骤S64的各子例程的处理可以并列或并行地实施。
在步骤S65中，固体激光器系统控制部350判定是否停止固体激光器系统10的控制。
在步骤S65的判定结果为“否”判定的情况下，固体激光器系统控制部350返回步骤S62和步骤S64。在步骤S65的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S66。
在步骤S66中，固体激光器系统控制部350将固体激光器系统10的停止通知给激光控制部18，结束图12的流程图。
图13是示出固体激光器系统10的初始设定子例程的例子的流程图。图13的流程图被应用于图12的步骤S61。
在图13的步骤S71中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统110的状态设定为NG。即，固体激光器系统控制部350将标志F1的值设定为“0”。
在步骤S73中，固体激光器系统控制部350将固体激光器系统10的能量的状态设定为NG。即，固体激光器系统控制部350将标志Fs的值设定为“0”。
在步骤S74中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统110的目标中心波长λ1ct设定为初始值λ1c0。λ1c0例如可以设定为λ1c0＝1547.2nm。
在步骤S76中，固体激光器系统控制部350设定第1脉冲激励光源132的脉冲能量的初始值。
在步骤S77中，固体激光器系统控制部350将固体激光器系统10的目标脉冲能量Est设定为初始值Es0。Es0是预先确定的固定值，是能够抑制在准分子放大器14中发生ASE(Amplified Spontaneous Emission：放大自发辐射)的值。
在步骤S78中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器111的电流值和温度分别设定为初始值。第1半导体激光器111将振荡波长成为接近λ1c0的波长的电流值和温度设为初始值。这里，将电流值A1的初始值设为A10，将温度T1的初始值设为T10。
在步骤S79中，固体激光器系统控制部350在电流值A1＝A10和T1＝T10的设定下使第1半导体激光器111进行CW振荡。
在步骤S79之后，固体激光器系统控制部350结束图13的流程图，返回图12的流程图。
图14是示出第1半导体激光器系统110的控制子例程的例子的流程图。图14的流程图被应用于图12的步骤S62。
在图14的步骤S91中，固体激光器系统控制部350判定是否从曝光控制部22经由激光控制部18接收到对目标中心波长进行变更的指令。在步骤S91的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S92。
在步骤S92中，固体激光器系统控制部350将波长NG信号发送到激光控制部18。在目标中心波长被变更的情况下，需要进行波长的调整，因此成为波长NG的状态(F1＝0)。
在步骤S93中，固体激光器系统控制部350读入新的目标中心波长λct的数据。
在步骤S94中，固体激光器系统控制部350计算第1半导体激光器系统110的目标中心波长λ1ct。步骤S94的处理内容使用图15在后面叙述。固体激光器系统控制部350按照后述波长转换式计算目标中心波长λ1ct。
在图14的步骤S95中，固体激光器系统控制部350将目标中心波长λ1ct的数据发送到第1半导体激光器控制部114。在步骤S95之后，固体激光器系统控制部350进入步骤S96。
另一方面，在步骤S91的判定结果为“否”判定的情况下、即未从曝光控制部22接收到对目标中心波长进行变更的指令的情况下，固体激光器系统控制部350跳过步骤S92～步骤S95而进入步骤S96。
在步骤S96中，固体激光器系统控制部350判定是否从第1半导体激光器控制部114接收到第1半导体激光器系统110的OK信号。在步骤S96的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S97。
在步骤S97中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统110的OK信号发送到激光控制部18。即，从固体激光器系统控制部350向激光控制部18发送F1＝1的标志信号。
另一方面，在步骤S96的判定结果为“否”判定的情况下、即标志F1＝0的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S98。
在步骤S98中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统110的NG信号发送到激光控制部18。即，从固体激光器系统控制部350向激光控制部18发送F1＝0的标志信号。
在步骤S97或步骤S98之后，固体激光器系统控制部350结束图14的流程图，返回图12的流程图。
图15是示出计算第1半导体激光器系统110的目标中心波长λ1ct的处理的子例程的例子的流程图。图15的流程图被应用于图14的步骤S94。
在图15的步骤S101中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统110的目标中心波长λ1ct设为λ1ct＝8·λct。通过波长转换系统300生成8倍的谐波光，因此，第1半导体激光器系统110的目标中心波长λ1ct成为λct的8倍的波长。
ArF准分子激光器的波长可变范围例如为193.2nm～193.5nm，因此，作为基本波光的第1半导体激光器111的波长在1545.6nm～1548.0nm的范围内。
另外，不限于图15的步骤S101中说明的计算的顺序，也可以使用得到同样的转换结果的表数据等进行计算。
在步骤S101之后，固体激光器系统控制部350结束图15的流程图，返回图14的流程图。
图16是示出固体激光器系统10的能量控制子例程的例子的流程图。图16的流程图被应用于图12的步骤S64。
在图16的步骤S111中，固体激光器系统控制部350确认标志F1的值，判定是否满足标志F1＝1。即，固体激光器系统控制部350判定是否从第1半导体激光器系统110接收到OK信号。
在步骤S111的判定结果为“否”判定的情况下，固体激光器系统控制部350反复进行步骤S111的处理。在步骤S111的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S112。
在步骤S112中，固体激光器系统控制部350判定是否通过第1脉冲能量监视器330检测到脉冲激光的脉冲能量。固体激光器系统控制部350根据从第1脉冲能量监视器330得到的信号进行判定。
在步骤S112的判定结果为“否”判定的情况下，固体激光器系统控制部350反复进行步骤S112的处理。在步骤S112的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S113。
在步骤S113中，固体激光器系统控制部350读入由第1脉冲能量监视器330检测到的脉冲能量Es的值。
在步骤S114中，固体激光器系统控制部350计算脉冲能量Es与目标脉冲能量Est之差ΔEs。
在步骤S115中，固体激光器系统控制部350对第1脉冲激励光源132的脉冲能量进行控制，以使ΔEs接近0。
然后，在步骤S116中，固体激光器系统控制部350判定ΔEs的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值ΔEstr以下。在步骤S116的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S117。
在步骤S117中，固体激光器系统控制部350向激光控制部18发送固体激光器系统10的脉冲能量OK信号即Fs＝1的标志信号。
另一方面，在步骤S116的判定结果为“否”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S118，向激光控制部18发送固体激光器系统10的脉冲能量NG信号即Fs＝0的标志信号。
在步骤S117或步骤S118之后，固体激光器系统控制部350结束图16的流程图，返回图12的流程图。
2.5半导体激光器系统的例子
2.5.1结构
图17是概略地示出第1半导体激光器系统110的结构例的图。第1半导体激光器系统110包含单纵模的第1半导体激光器111、第1波长监视器112、第1半导体激光器控制部114、第1分束器116和第1半导体光放大器120。
第1半导体激光器111是DFB激光器，包含半导体元件40、帕尔帖元件50、温度传感器52、电流控制部54和温度控制部56。半导体元件40包含第1包层41、活性层42和第2包层43，在活性层42和第2包层43的边界包含光栅44。
2.5.2动作
通过使半导体元件40的电流值A和/或设定温度T变化，能够变更第1半导体激光器111的振荡波长。这里的电流值A例如可以是直流(DC)电流值。在使振荡波长在较窄范围内高速变化的情况下，使电流值A变化。在使振荡波长大幅变化的情况下，对设定温度T进行变更。
图18示出从第1半导体激光器111输出的激光的谱波形的例子。如图18所示，从第1半导体激光器111输出的激光具有基于单纵模振荡的谱线宽度较窄的单线的谱形状。
2.6第1半导体激光器控制部的处理例
图19是示出第1半导体激光器控制部114中的处理内容的例子的流程图。例如，作为第1半导体激光器控制部114发挥功能的处理器执行程序，由此实现图19的流程图所示的处理和动作。
在步骤S121中，第1半导体激光器控制部114将第1半导体激光器111的电流值和温度分别设定为初始值，使其进行CW振荡。例如，第1半导体激光器控制部114读入在图13的步骤S78中设定为初始值的第1半导体激光器的电流值和温度的各值，使第1半导体激光器111进行CW振荡。
在步骤S122中，第1半导体激光器控制部114读入目标中心波长λ1ct的数据。
在步骤S123中，第1半导体激光器控制部114使用第1波长监视器112计测振荡中心波长λ1c。
在步骤S124中，第1半导体激光器控制部114计算振荡中心波长λ1c与目标中心波长λ1ct之差δλ1c。
在步骤S125中，第1半导体激光器控制部114判定δλ1c的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值δλ1ctr以下。在步骤S125的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S126，将F1＝0的标志信号发送到固体激光器系统控制部350。
然后，在步骤S127中，第1半导体激光器控制部114判定δλ1c的绝对值是否为表示能够通过电流控制进行波长控制的范围的容许上限值δλ1catr以下。在步骤S127的判定结果为“是”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S129，对第1半导体激光器111的电流值A1进行控制，以使δλ1c接近0。
在步骤S127的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S130，对第1半导体激光器111的温度T1进行控制，以使δλ1c接近0。
此外，在步骤S125的判定结果为“是”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S128，将F1＝1的标志信号发送到固体激光器系统控制部350。在步骤S128之后，第1半导体激光器控制部114进入步骤S129。
在步骤S129或步骤S130之后，第1半导体激光器控制部114进入步骤S131。在步骤S131中，第1半导体激光器控制部114判定是否中止第1半导体激光器系统110的控制。在步骤S131的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114返回步骤S123，反复进行步骤S123～步骤S131的处理。
在步骤S131的判定结果为“是”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114结束图19的流程图。
3.课题
当在图5所示的第1半导体激光器111中使用以单纵模进行振荡的半导体激光器的情况下，存在以下这种课题。
[课题1]当使用光纤放大器对种子激光进行脉冲放大以成为高脉冲能量时，谱线宽度较窄，因此，由于发生作为光纤中的非线性现象的受激布里渊散射(SBS：StimulatedBrillouin Scattering)，固体激光装置可能破损。因此，很难提高光纤放大器中的脉冲放大带来的脉冲激光的脉冲能量。
[课题2]为了利用曝光装置20实现期望的曝光过程，需要对入射到曝光装置20的脉冲激光(准分子光)的谱线宽度进行控制。但是，在以单纵模进行振荡的半导体激光器中很难对激光的谱线宽度进行变更，因此，很难对由波长转换系统300进行波长转换并放大的准分子光的谱线宽度进行控制。
[课题3]此外，假设在固体激光器系统10中使用未图示的进行多纵模振荡的半导体激光器的情况下，虽然能够抑制发生SBS，但是，很难高精度地将谱线宽度控制成目标谱线宽度。
4.实施方式1
4.1结构
图20概略地示出实施方式1的激光系统1A的结构。对与图5的不同之处进行说明。图20所示的实施方式1的激光系统1A代替图5所示的第1半导体激光器系统110而包含第1半导体激光器系统160。图21是示出第1半导体激光器系统160的例子的框图。
第1半导体激光器系统160代替图5的第1波长监视器112而具有第1谱监视器166，进而，追加用于对流过第1半导体激光器111的电流进行调制控制的函数发生器167。
此外，图20中的监视器模块16还包含分束器604和谱监视器606。谱监视器606例如可以构成为包含后述图68所示的计测ArF激光(准分子光)的谱线宽度的标准具分光器。
曝光控制部22具有信号线，该信号线向激光控制部18发送准分子光的目标谱线宽度Δλt的数据。
4.2动作
图20所示的激光系统1A的激光控制部18从曝光控制部22接收准分子光的目标谱线宽度Δλt的数据后，计算成为目标谱线宽度Δλt这样的第1半导体激光器系统160的目标谱线宽度Δλ1cht。激光控制部18将目标谱线宽度Δλ1cht的数据发送到固体激光器系统控制部350。这里，在激光控制部18根据准分子光的目标谱线宽度Δλt计算目标谱线宽度Δλ1cht时，Δλt和Δλ1cht的相关关系可以作为表数据或函数预先保持在存储器等存储部中。确定这种相关关系的数据可以伴随着激光系统1A的工作而被更新。
进而，激光控制部18从曝光控制部22接收准分子光的目标中心波长λct的数据后，计算成为目标中心波长λct这样的第1半导体激光器系统160的目标中心波长λ1cht＝8·λct。激光控制部18将目标中心波长λ1ct的数据发送到固体激光器系统控制部350。
第1半导体激光器控制部114接收目标谱线宽度Δλ1cht和目标中心波长λ1ct的各数据后，计测由第1谱监视器166检测到的谱线宽度Δλ1ch和中心波长λ1c。第1半导体激光器控制部114计算计测出的谱线宽度Δλ1ch与目标谱线宽度Δλ1cht之差ΔΔλ1ch(＝Δλ1ch-Δλ1cht)。此外，第1半导体激光器控制部114计算计测出的中心波长λ1ch与目标中心波长λ1cht之差δλ1c(＝λ1ch-λ1cht)。第1半导体激光器控制部114对流过第1半导体激光器111的电流的电流控制参数的AC(交流)成分的变动幅度A1ac进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0。
此外，第1半导体激光器控制部114对流过第1半导体激光器111的电流的电流控制参数的DC成分值A1dc进行控制，以使δλ1c接近0(参照图33)。或者，第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器111的温度T1进行控制，以使δλ1c接近0(参照图34)。
4.3第1半导体激光器系统的动作
通过使半导体元件40的电流值和/或半导体设定温度变化，能够变更分布反馈型半导体激光器的振荡中心波长。
在高速地使波长啁啾来控制谱线宽度的情况下，通过使流过第1半导体激光器111的电流的电流值高速地变化，能够实现控制。
如图21所示，从第1半导体激光器控制部114向函数发生器167发送DC成分值A1dc、AC成分的变动幅度A1ac和AC成分的周期A1T这各参数的值作为电流控制参数，由此，高速地使波长啁啾，能够控制谱线宽度。函数发生器167将与由第1半导体激光器控制部114指定的电流控制参数对应的波形的电信号输出到电流控制部54。电流控制部54进行电流控制，以使与来自函数发生器167的电信号对应的电流流过半导体元件40。另外，函数发生器167可以设置于第1半导体激光器111的外部。例如，函数发生器167可以包含在第1半导体激光器控制部114中。
图22是通过啁啾实现的谱线宽度的概念图。谱线宽度Δλ1ch被计测为通过啁啾生成的最大波长与最小波长之差。
图23是示出流过第1半导体激光器的电流、基于啁啾的波长变化、谱波形和光强度的关系的说明图。图23的下段左部显示的曲线图GA是示出电流值A的变化的曲线图。图23的下段中央部显示的曲线图GB是示出通过曲线图GA的电流产生的啁啾的曲线图。图23的上段显示的曲线图GC是通过曲线图GB的啁啾得到的谱波形的示意图。图23的下段右部显示的曲线图GD是示出通过曲线图GA的电流而从第1半导体激光器111输出的激光的光强度的变化的曲线图。
如曲线图GA所示，第1半导体激光器系统160的电流控制参数包含以下的值。
A1dc：流过半导体元件的电流的DC成分值
A1ac：流过半导体元件的电流的AC成分的变动幅度(电流的极大值与极小值之差)
A1T：流过半导体元件的电流的AC成分的周期
在图23所示的例子中，作为电流控制参数的AC成分的例子，示出三角波的例子，示出由于三角波的电流的变动而光强度的变动较少的情况下的例子。
这里，优选第1半导体光放大器120的放大脉冲的时间宽度D与AC成分的周期A1T的关系满足以下的式(2)。
D＝n·A1T n为1以上的整数。 (2)
通过满足该式(2)的关系，在第1半导体光放大器120中，在任何定时进行脉冲放大，都能够抑制被放大的脉冲激光的谱波形的变化。
此外，即使不满足式(2)，第1半导体光放大器120中的脉冲宽度的范围例如也是10ns～50ns。流过半导体元件的电流的AC成分的周期A1T是远远短于第1半导体光放大器120的脉冲宽度(放大脉冲的时间宽度D)的周期。例如，优选该周期相对于第1半导体光放大器120中的脉冲宽度为1/1000以上且1/10以下。也可以更加优选为1/1000以上且1/100以下。
此外，优选第1半导体光放大器120的上升时间例如为2ns以下，更加优选为1ns以下。如图24所示，这里所说的上升时间是指脉冲电流的波形中的振幅从最大振幅的10％增加到90％所需要的时间Rt。
4.3.1其他
在图23所示的例子中，作为电流的AC成分的波形的例子，示出三角波，但是，不限于该例子，例如只要是以一定周期变化的波形即可。作为三角波以外的其他例子，AC成分的波形也可以是正弦波或矩形波等。
4.4激光控制部的处理例
图25是示出激光控制部18中的处理内容的例子的流程图。能够代替图8的流程图而应用图25的流程图。对与图8的不同之处进行说明。
图25所示的流程图代替图8的步骤S12而包含步骤S12A。在步骤S12A中，激光控制部18实施固体激光器系统10的控制子例程(2)的处理。
图26是示出固体激光器系统的控制子例程(2)的例子的流程图。图26的流程图被应用于图25的步骤S12A。关于图26的流程图，对与图10的不同之处进行说明。
图26所示的流程图在步骤S33与步骤S40之间包含步骤S34～步骤S38。
在步骤S31的判定结果为“否”判定的情况下或步骤S33之后，激光控制部18进入步骤S34。
在步骤S34中，激光控制部18判定是否从曝光控制部22接收到目标谱线宽度的数据。
在步骤S34的判定结果为“是”判定的情况下、即从曝光控制部22接收新的目标谱线宽度的数据后，激光控制部18进入步骤S35，读入目标谱线宽度Δλt的数据。
然后，在步骤S36中，激光控制部18根据目标谱线宽度Δλt计算第1半导体激光器系统160的目标谱线宽度Δλ1cht。
然后，在步骤S38中，激光控制部18向固体激光器系统控制部350发送目标谱线宽度Δλ1cht的数据。
在步骤S38之后，激光控制部18进入步骤S40。此外，在步骤S34的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18跳过步骤S35～步骤S38而进入步骤S40。步骤S40以后的处理内容如图10的流程图中说明的那样。
图27是示出计算第1半导体激光器系统160的目标谱线宽度Δλ1cht的处理的例子的流程图。图27所示的流程图被应用于图26的步骤S36。
在图27的步骤S161中，激光控制部18调出表示准分子光的谱线宽度Δλ和第1半导体激光器系统的谱线宽度Δλ1ch之间的关系的函数Δλ1ch＝f(Δλ)。
图28中示出函数Δλ1ch＝f(Δλ)的例子。图28是示出表示准分子光的谱线宽度Δλ与第1半导体激光器系统160的谱线宽度Δλ1ch之间的关系的函数的例子的曲线图。例如，预先测定由准分子放大器14放大后的脉冲激光的谱线宽度Δλ和从第1半导体激光器系统160输出的脉冲激光的谱线宽度Δλ1ch的数据，根据该测定结果求出近似函数，由此得到这种函数。
激光控制部18能够从存储器中调出图28这种近似函数，根据Δλt计算Δλ1cht。
在图27的步骤S162中，激光控制部18使用调出的函数，根据准分子光的目标谱线宽度Δλt计算第1半导体激光器系统160的目标谱线宽度Δλ1cht。
在步骤S162之后，激光控制部18结束图27的流程图，返回图26的流程图。
另外，也可以代替图28所示的函数，将表数据存储在存储器中，调出表数据，根据Δλt计算Δλ1cht。
4.5固体激光器系统控制部的处理例
图29是示出固体激光器系统控制部350中的处理内容的例子的流程图。能够代替图12的流程图而应用图29的流程图。对与图12的不同之处进行说明。
在图29所示的流程图中，代替图12的步骤S61和步骤S62这各步骤而包含步骤S61A和步骤S62A。
在步骤S61A中，固体激光器系统控制部350实施固体激光器系统的初始设定子例程(2)的处理。
在步骤S62A中，固体激光器系统控制部350实施第1半导体激光器系统160的控制子例程的处理。
图30是示出固体激光器系统的初始设定子例程(2)的例子的流程图。图30所示的流程图被应用于图29的步骤S61A。
在图30的步骤S171中，固体激光器系统控制部350将表示第1半导体激光器系统160的状态的标志信号设定为NG。即，固体激光器系统控制部350将标志F1的值设定为“0”。
在步骤S173中，固体激光器系统控制部350将表示固体激光器系统10的能量的状态的标志信号设定为NG。即，固体激光器系统控制部350将标志Fs的值设定为“0”。
在步骤S174中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统160的目标中心波长λ1ct设定为初始值λ1c0。λ1c0例如可以设定为λ1c0＝1547.2nm。
在步骤S176中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器系统160的基于啁啾的目标谱线宽度Δλ1cht设定为初始值Δλ1ch0。这里，设定为作为能够抑制在Er光纤放大器140中发生SBS的谱线宽度的初始值Δλ1ch0。
在步骤S180中，固体激光器系统控制部350设定第1脉冲激励光源132的脉冲能量的初始值。
在步骤S181中，固体激光器系统控制部350将固体激光器系统10的目标脉冲能量Est设定为初始值Es0。
在步骤S182中，固体激光器系统控制部350在同步系统17中设定各个触发信号的延迟时间。
在步骤S183中，固体激光器系统控制部350将第1半导体激光器111的电流控制参数和温度设定为各自的初始值。即，将电流控制参数的DC成分值A1dc、AC成分的变动幅度A1ac和AC成分的周期A1T、以及温度T1的各值设定为各自的初始值A1dc＝A1dc0、A1ac＝A1ac0、A1T＝A1T0和T1＝T10。关于这些初始值，将第1半导体激光器111的振荡波长和谱线宽度成为分别接近λ1c0和Δλ1ch0的值这样的电流控制参数的各值和温度的值设为初始值。
在步骤S184中，固体激光器系统控制部350按照步骤S183中的设定使第1半导体激光器111进行CW振荡。
在步骤S184之后，固体激光器系统控制部350结束图30的流程图，返回图25的流程图。
图31是示出第1半导体激光器系统160的控制子例程的例子的流程图。图31的流程图被应用于图29的步骤S62A。
图31的流程图中的步骤S91～步骤S95与图14相同。在图31中，在步骤S95之后或步骤S91的判定结果为“否”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S191。
在步骤S191中，固体激光器系统控制部350判定目标谱线宽度是否被变更。在步骤S191的判定结果为“是”判定的情况下、即目标谱线宽度被变更的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S192，将表示第1半导体激光器系统160为NG的F1＝0的标志信号发送到激光控制部18。
然后，在步骤S193中，固体激光器系统控制部350读入基于啁啾的目标谱线宽度Δλ1cht的数据。
在步骤S194中，固体激光器系统控制部350将基于啁啾的目标谱线宽度Δλ1cht的数据发送到第1半导体激光器控制部114。
在步骤S194之后，固体激光器系统控制部350进入步骤S196。此外，在步骤S191的判定结果为“否”判定的情况下、即未从曝光控制部22请求目标谱线宽度的变更的情况下，固体激光器系统控制部350跳过步骤S192～步骤S194而进入步骤S196。
在步骤S196中，固体激光器系统控制部350判定是否从第1半导体激光器系统160接收到OK信号。
在步骤S196的判定结果为“是”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S197，向激光控制部18发送F1＝1的标志信号。
在步骤S196的判定结果为“否”判定的情况下，固体激光器系统控制部350进入步骤S198，向激光控制部18发送F1＝0的标志信号。
在步骤S197或步骤S198之后，固体激光器系统控制部350结束图31的流程图，返回图29的流程图。
4.6第1半导体激光器控制部的处理例
图32是示出第1半导体激光器控制部114中的处理内容的例子的流程图。例如，作为第1半导体激光器控制部114发挥功能的处理器执行程序，由此实现图32的流程图所示的处理和动作。
在步骤S201中，第1半导体激光器控制部114读入第1半导体激光器系统160的控制参数的初始值。在控制参数中包含目标中心波长λ1ct、目标谱线宽度Δλ1cht、第1半导体激光器111的电流控制参数{A1dc,A1ac,A1T}和温度T1。这里，被设定为λ1ct＝λ1c0、Δλ1cht＝Δλ1ch10、A1dc＝A1dc0、A1ac＝A1ac0、A1T＝A1T0和T1＝T10。
在步骤S202中，第1半导体激光器控制部114读入目标中心波长λ1ct的数据。
在步骤S203中，第1半导体激光器控制部114读入基于啁啾的目标谱线宽度Δλ1cht的数据。
在步骤S204中，第1半导体激光器控制部114实施第1半导体激光器的控制子例程(2)的处理。步骤S204的处理内容的例子使用图33在后面叙述。在步骤S204之后，第1半导体激光器控制部114进入步骤S205。
在步骤S205中，第1半导体激光器控制部114计算第1半导体激光器系统160的谱线宽度Δλ1ch和中心波长λ1c，判定与各自的目标值之差是否在容许范围内。
然后，在步骤S206中，第1半导体激光器控制部114判定是否中止第1半导体激光器111的控制。在步骤S206的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114返回步骤S202，反复进行步骤S202～步骤S206的处理。
在步骤S206的判定结果成为“是”判定后，第1半导体激光器控制部114结束图32的流程图。
图33是示出第1半导体激光器的控制子例程(2)的例1的流程图。图33的流程图被应用于图32的步骤S204。
图33的流程图是如下例子：在变更谱线宽度的情况下，对电流控制参数的AC成分的变动幅度的值(AC成分值)进行控制，在变更中心波长的情况下，对电流控制参数的DC成分值进行控制。
在图33的步骤S211中，第1半导体激光器控制部114通过第1谱监视器166计测第1半导体激光器111的中心波长λ1c和谱线宽度Δλ1ch。
在步骤S212中，第1半导体激光器控制部114计算由第1谱监视器166计测出的谱线宽度与目标谱线宽度之差ΔΔλ1ch。
ΔΔλ1ch＝Δλ1ch-Δλ1cht (3)
然后，在步骤S213中，第1半导体激光器控制部114判定ΔΔλ1ch的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值ΔΔλ1tr以下。在步骤S213的判定结果为“是”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S215。
在步骤S215中，第1半导体激光器控制部114计算由第1谱监视器166计测出的中心波长与目标中心波长之差δλ1c。
δλ1c＝λ1c-λ1ct (4)
接着，在步骤S216中，第1半导体激光器控制部114判定δλ1c的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值δλ1tr以下。在步骤S216的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S217。
在步骤S217中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器111的电流控制参数的DC成分的电流值即DC成分值A1dc进行控制，以使δλ1c接近0。
在步骤S213的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S219。在步骤S219中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器111的电流控制参数的AC成分的变动电流值即AC成分值A1ac进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0。
在步骤S217之后、或步骤S219之后、或步骤S215的判定结果为“是”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114结束图33的流程图，返回图32的流程图。
图34是示出第1半导体激光器的控制子例程(2)的例2的流程图。图34的流程图被应用于图32的步骤S204。图34的流程图是如下例子：在变更谱线宽度的情况下，对电流控制参数的AC成分值进行控制，在变更中心波长的情况下，对温度进行控制。
在图34的流程图中，代替图33的步骤S217而包含步骤S218。
在图34中，在步骤S216的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S218。在步骤S218中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器的温度T1进行控制，以使δλ1c接近0。在步骤S218之后，第1半导体激光器控制部114结束图34的流程图，返回图32的流程图。
图35是示出中心波长λ1c和谱线宽度Δλ1ch的计测处理的例子的流程图。图35的流程图被应用于图33的步骤S211。
在图35的步骤S221中，第1半导体激光器控制部114利用第1谱监视器166进行谱波形的计测。
在步骤S222中，第1半导体激光器控制部114根据由第1谱监视器166计测出的谱波形计算中心波长λ1c。
在步骤S223中，第1半导体激光器控制部114根据由第1谱监视器166计测出的谱波形计算谱线宽度Δλ1ch。
在步骤S223之后，第1半导体激光器控制部114结束图35的流程图，返回图33的流程图。
图36是示出根据由第1谱监视器166计测出的谱波形计算中心波长λ1c的处理的例1的流程图。这里，示出计算重心波长的情况下的例子。图36的流程图被应用于图35的步骤S222。
在图36的步骤S231中，第1半导体激光器控制部114进行根据谱波形的重心求出中心波长λ1c的计算。
λ1c＝∫(I1(λ)·λ)dλ/∫I1(λ)dλ (5)
图37是由第1谱监视器166计测的谱波形的例子，是根据谱波形的重心计算中心波长λ1c的处理的说明图。式中的I1(λ)是示出波长λ的光强度I1的函数。
在图36的步骤S231之后，第1半导体激光器控制部114结束图36的流程图，返回图35的流程图。
图38是示出根据由第1谱监视器166计测出的谱波形计算中心波长λ1c的处理的例2的流程图。这里，示出根据成为谱波形的光强度阈值I1max·a的最大波长和最小波长的平均值计算中心波长的情况下的例子。图38的流程图被应用于图35的步骤S222。
图39是由第1谱监视器166计测的谱波形的例子，是根据谱波形计算中心波长λ1c的处理的说明图。
在图38的步骤S232中，第1半导体激光器控制部114进行如下计算：根据成为谱波形的光强度阈值I1max·a以上的光强度的波长区域(带宽)中的最大的波长λ1Ra和最小的波长λ1La的平均值求出中心波长λ1c。a例如是0.05以上且0.5以下的常数。
λ1c＝(λ1La+λ1Ra)/2 (6)
如图39所示，在将谱波形的最大光强度设为I1max的情况下，也可以计算光强度阈值I1max·a的带宽的最大值和最小值的平均值作为中心波长λ1c。
在图38的步骤S232之后，第1半导体激光器控制部114结束图38的流程图，返回图35的流程图。
图40是示出根据由第1谱监视器166计测出的谱波形计算谱线宽度Δλ1ch的处理的例1的流程图。这里，示出根据谱波形的能量比例计算谱线宽度的情况下的例子。图40的流程图被应用于图35的步骤S223。
图41是由第1谱监视器166计测的谱波形的例子，是根据谱波形计算中心波长λ1c的处理的说明图。
在图40的步骤S241中，第1半导体激光器控制部114根据谱波形的能量比例B计算谱线宽度Δλ1ch。
[数式7]
例如可以是B＝0.95。
如图41所示，也可以计算谱波形的能量比例B的带宽作为谱线宽度Δλ1ch。
在图40的步骤S241之后，第1半导体激光器控制部114结束图40的流程图，返回图35的流程图。
图42是示出根据由第1谱监视器166计测出的谱波形计算谱线宽度Δλ1ch的处理的例2的流程图。这里，示出根据成为谱波形的光强度阈值以上的光强度的波长区域的最大波长与最小波长之差计算谱线宽度的情况下的例子。图42的流程图被应用于图35的步骤S223。
图43是由第1谱监视器166计测的谱波形的例子，是根据谱波形计算谱线宽度Δλ1ch的处理的说明图。
在图42的步骤S242中，第1半导体激光器控制部114根据成为谱波形的光强度阈值I1max/b以上的光强度的波长区域的最大波长λ1Rb与最小波长λ1Lb之差计算谱线宽度Δλ1ch。
Δλ1ch＝(λ1Rb-λ1Lb) (8)
例如可以是b＝2以上且10以下的范围的常数。
如图43所示，在将谱波形的最大光强度设为I1max的情况下，也可以计算光强度阈值I1max/b的带宽的最大值与最小值之差作为谱线宽度Δλ1ch。
在图42的步骤S242之后，第1半导体激光器控制部114结束图42的流程图，返回图35的流程图。
图44是示出计算和判定第1半导体激光器系统160的谱线宽度Δλ1ch和中心波长λ1c的处理的例子的流程图。图44的流程图被应用于图32的步骤S205。
在图44的步骤S251中，第1半导体激光器控制部114根据使用第1谱监视器166计测出的谱，计测第1半导体激光器系统160的中心波长λ1c和谱线宽度Δλ1ch。
接着，在步骤S252中，第1半导体激光器控制部114计算步骤S251中得到的谱线宽度Δλ1ch与目标谱线宽度Δλ1cht之差ΔΔλ1ch。
ΔΔλ1ch＝Δλ1ch-Δλ1cht (9)
在步骤S253中，第1半导体激光器控制部114计算步骤S251中得到的中心波长λ1c与目标中心波长λ1ct之差δλ1c。
然后，在步骤S254中，第1半导体激光器控制部114判定ΔΔλ1ch的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值ΔΔλ1tr以下、且δλ1c的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值δλ1ctr以下。在步骤S254的判定结果为“是”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S255，将表示第1半导体激光器系统160处于OK的状态的F1＝1的标志信号发送到固体激光器系统控制部350。
另一方面，在步骤S254的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S256，将表示第1半导体激光器系统160处于NG的状态的F1＝0的标志信号发送到固体激光器系统控制部350。
在步骤S255或步骤S256之后，第1半导体激光器控制部114结束图44的流程图，返回图32的流程图。
4.7作用/效果
根据实施方式1的激光系统1A，得到以下这种效果。
[1]使从第1半导体激光器系统160中使用的第1半导体激光器111输出的激光的波长啁啾，对基于该啁啾的谱线宽度(啁啾量)进行控制，由此，能够高精度地控制脉冲放大后的准分子激光的谱线宽度。
[2]激光控制部18从曝光控制部22接收目标谱线宽度Δλt的数据后，能够在进行脉冲放大之前进行反馈控制，因此，谱线宽度的控制速度被改善。
[3]使从第1半导体激光器系统160中使用的第1半导体激光器111输出的激光的波长啁啾，由此进行控制以抑制在Er光纤放大器140中发生SBS，因此，能够抑制Er光纤放大器140或第1半导体激光器系统160的破损。
在实施方式1中，从第1半导体激光器111输出的CW的激光是本公开中的“第1激光”的一例。从第1半导体光放大器120输出的脉冲激光是本公开中的“第1脉冲激光”的一例。电流控制部54和函数发生器167的组合是本公开中的“第1电流控制器”的一例。Er光纤放大器140是本公开中的“第1放大器”的一例。由Er光纤放大器140放大而从第1固体激光装置100输出的脉冲激光是本公开中的“第2脉冲激光”的一例。从波长转换系统300输出的紫外线的波长大约为193.4nm的脉冲激光是本公开中的“第3脉冲激光”的一例。激光控制部18、固体激光器系统控制部350和第1半导体激光器控制部114的组合是本公开中的“控制部”的一例。曝光装置20是本公开中的“外部装置”的一例。根据由曝光控制部22指示的目标谱线宽度Δλt对基于啁啾的谱线宽度Δλ1ch进行可变控制的结构是本公开中的“对啁啾量进行控制”的一例。
4.8变形例1
在实施方式1的例子中，通过第1谱监视器166监视从第1半导体激光器111输出的激光并进行反馈控制，但是不限于该例子。例如，也可以计测由谱监视器606计测出的准分子激光的谱线宽度Δλ和中心波长λc，直接进行反馈控制。
例如，也可以对从第1半导体激光器111输出的激光的波长的啁啾进行控制，以使由谱监视器606计测出的准分子激光的谱线宽度Δλ与目标谱线宽度Δλt之差ΔΔλ减小。具体而言，也可以对流过第1半导体激光器111的电流的电流控制参数的AC成分值A1ac进行控制，以使ΔΔλ接近0。
此外，例如，也可以对从第1半导体激光器111输出的激光的啁啾进行控制，以使由谱监视器606计测出的准分子激光的中心波长λc与目标中心波长λct之差δλc减小。具体而言，也可以对流过第1半导体激光器111的电流的电流控制参数的DC成分值A1dc进行控制，以使δλc接近0。
4.9变形例2
4.9.1结构
图45中示出第1半导体激光器系统的变形例。也可以代替图21中说明的第1半导体激光器系统160而采用图45所示的第1半导体激光器系统160A。对与图21的不同之处进行说明。
图45所示的第1半导体激光器系统160A在第1半导体激光器111与第1分束器116之间的光路上配置有半导体光放大器124。此外，第1半导体激光器系统160A包含用于对流过半导体光放大器124的电流进行调制控制的函数发生器126。函数发生器126根据半导体光放大器124的电流控制参数生成各种波形的信号。
在图45中，将从第1半导体激光器111输出的激光由半导体光放大器124进行放大前的光强度表记为“I1”，将由半导体放大器124放大的放大后的激光的光强度表记为“I11”。
4.9.2动作
在图45所示的结构中，第1半导体激光器控制部114高精度地控制半导体光放大器124的电流，以生成关于中心波长对称的谱波形。
图46是示出流过第1半导体激光器111的电流值、谱波形、啁啾和光强度的关系的说明图。与图23的例子相比，图46是进行控制以使目标谱线宽度增大、且第1半导体激光器111中的波长的啁啾量增大的情况下的例子。该情况下，如图46的下段最左侧的曲线图所示，作为电流控制参数的表示AC成分的变动量的AC成分值A1ac也增大，因此，从第1半导体激光器111输出的激光的光强度I1的变动幅度也增大(参照从图46的下段左侧起第3个曲线图)。其结果，如图46的上段的曲线图所示，有时谱的光强度分布关于啁啾的中心波长λ1chc为非对称。在图46的上段所示的曲线图中，示出如下例子：在从波长λ1chmin到波长λ1chmax的波长区域的谱形状中，光强度不固定，波长越短，则光强度越小。
为了校正这种谱形状的非对称性，如从图46的下段右侧起第2个曲线图所示，对流过半导体光放大器124的电流进行控制，以使得在谱线宽度Δλ1ch的范围内，光强度成为固定值。由此，半导体光放大器124进行放大后的光强度I11被固定，谱波形的对称性被改善。
图46的上段所示的谱波形中的利用虚线包围的区域表示使用半导体光放大器124对光强度分布进行校正后的部分。半导体光放大器124的电流控制参数包含以下的值。
A11dc：流过半导体元件的电流的DC成分值
A11ac：流过半导体元件的电流的AC成分的变动幅度(电流的极大值与极小值之差)
A11T：流过半导体元件的电流的AC成分的周期
第1半导体激光器控制部114向函数发生器126发送电流控制参数，由此能够控制光强度分布。
通过这样使用半导体光放大器124进行谱波形的校正，如图46的下段的最右侧的曲线图所示，能够使光强度I11固定。
半导体光放大器124是本公开中的“第3半导体光放大器”的一例。
5.实施方式2
5.1结构
图47是概略地示出实施方式2的激光系统1B的主要部分结构的图。也可以代替图20中说明的第1半导体激光器系统160而采用图47所示的第1半导体激光器系统160B。这里，示出第1固体激光装置100及其控制系统的部分。图47中未示出的其他要素与图20所示的实施方式1的结构系统相同。对与实施方式1的不同之处进行说明。
实施方式2的激光系统1B与图20中说明的实施方式1的结构相比，变更了第1半导体激光器系统160B和同步系统17B。第1半导体激光器系统160B是使第1半导体激光器111进行脉冲振荡的结构，从第1半导体激光器111输出脉冲激光LP01。此外，第1半导体激光器系统160B包含光闸169。光闸169被配置于从第1半导体光放大器120输出的脉冲激光LP02的光路上。光闸169例如可以是组合了EO(Electro-Optic：电光)普克尔斯盒和2个偏振器而成的光闸。
在第1半导体光放大器120与光闸169之间的光路上配置有分束器164B。分束器164B被配置成其反射光入射到第1谱监视器166。
图48是概略地示出同步系统17B的结构的例子的框图。对与图6的不同之处进行说明。图48所示的同步系统17B相对于图6的结构还追加了基准时钟发生器176、第1计数器178、第2单触发电路182和第4延迟电路174。
基准时钟发生器176例如构成为以1MHz～10MHz以上的频率生成基准时钟(CL)信号。基准时钟信号的频率是比曝光装置20容许的抖动(Jitter)高的频率。基准时钟信号的频率设为从曝光控制部22输出的发光触发信号的最大频率以上。优选基准时钟信号的频率为发光触发信号的最大频率的10倍以上。更加优选基准时钟信号的频率为发光触发信号的最大频率的100倍以上。
基准时钟发生器176的基准时钟信号的输出端子与函数发生器167和第4延迟电路174各自的输入端子连接。
第4延迟电路174的输出端子与函数发生器122和第1计数器178各自的输入端子连接。
第1计数器178构成为，在被输入从第4延迟电路174输出的第1计数脉冲后，与该第1计数脉冲同步地输出脉冲信号。
第1计数器178的输出端子与第1延迟电路171、第2延迟电路172和第3延迟电路173各自的输入端子连接。
第3延迟电路173的输出端子与第2单触发电路182的输入端子连接。
从第2单触发电路182输出的信号的输出波形被设定为与基准时钟信号的周期相同的时间宽度。
第2单触发电路182的输出端子与光闸169连接。
第1半导体激光器控制部114在同步系统控制部170中设定延迟时间Td4。同步系统控制部170能够在第4延迟电路174中设定被第1半导体激光器控制部114设定的延迟时间td4。这里，延迟时间Td4被设定为，成为流过第1半导体激光器111的脉冲电流的流过定时与流过第1半导体光放大器120的脉冲电流的流过定时之差。
5.2动作
图49是实施方式2的激光系统1B的时序图。第4延迟电路174与来自基准时钟发生器176的基准时钟信号Tr1sc同步地，延迟延迟时间Td4向第1半导体光放大器120发送触发信号Trsoa#1信号。另外，在图49中，基准时钟信号Tr1sc的频率为“Fcl”，周期为“Tcl”。图中的“Tdc”是输入发光触发信号Tr后、直到向第1半导体光放大器120输入最初的电流脉冲(触发信号Trsoa#1)为止的时间。
在基准时钟信号Tr1sc被输入到函数发生器167时，与其同步地，与脉冲电流值A1p和脉冲宽度D1对应的脉冲电流从函数发生器167经由第1半导体激光器控制部114被输入到第1半导体激光器111的电流控制部54，该脉冲电流值A1p和脉冲宽度D1是第1半导体激光器111的脉冲电流控制参数。
通过经由电流控制部54在第1半导体激光器111中流过脉冲电流，从第1半导体激光器111输出的脉冲激光LP01在从光脉冲的开始到结束的期间内发生振荡波长随时间变动的啁啾。
这里，在从基准时钟信号Tr1sc延迟延迟时间Td4而将第1半导体光放大器120的触发信号Trsoa#1输入到函数发生器122后，与脉冲电流值A11p和脉冲宽度D11对应的脉冲的电流与触发信号Trsoa#1信号同步地流过第1半导体光放大器120，该脉冲电流值A11p和脉冲宽度D11是第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数。由此通过第1半导体光放大器120对脉冲激光LP01的一部分光进行放大，输出脉冲激光LP02(参照图47)。
图50是示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器120的放大的关系的曲线图。图50中虚线所示的脉冲宽度D1的矩形的曲线图Ig1(t)示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的光强度。
图50中单点划线所示的曲线的曲线图λg1(t)示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的基于啁啾的波长变化。
图50中实线所示的脉冲宽度D11的矩形的区域AIs1(t)是由第1半导体光放大器120放大的脉冲区域。
图50中双点划线所示的曲线的部分CA1(t)是由第1半导体光放大器120放大的啁啾区域。该啁啾区域的波长范围的大致中央的波长相当于中心波长λ1c，啁啾区域的波长范围的宽度相当于谱线宽度Δλ1ch。
脉冲宽度D1、延迟时间Td4和脉冲宽度D11被设定为满足D1>Td4+D11的关系，关于基于第1半导体光放大器120的脉冲放大，对从第1半导体激光器111输出的一部分激光进行放大。
脉冲宽度D1的典型值例如为50ns以上且100ns以下。延迟时间Td4的典型值例如为2ns以上且30ns以下。脉冲宽度D11的典型值例如为5ns以上且20ns以下。
由第1半导体光放大器120放大后的脉冲激光的一部分由分束器164B反射，入射到第1谱监视器166。第1谱监视器166根据经由分束器164B入射的脉冲激光的谱形状计测中心波长λ1c和谱线宽度Δλ1ch。
第1半导体激光器控制部114接收目标谱线宽度Δλ1cht和目标中心波长λ1ct的各数据后，计算由第1谱监视器166计测出的谱的谱线宽度Δλ1ch和中心波长λ1c，计算与各自的目标值之差。即，第1半导体激光器控制部114计算使用第1谱监视器166计测出的谱线宽度Δλ1ch与目标谱线宽度Δλ1cht之差ΔΔλ1ch(＝Δλ1ch-Δλcht)。此外，第1半导体激光器控制部114计算使用第1谱监视器166计测出的中心波长λ1c与目标中心波长λ1ct之差δλ1c(＝λ1c-λ1ct)。
然后，例如，第1半导体激光器控制部1对脉冲电流值A1p进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0，该脉冲电流值A1p是流过第1半导体激光器111的电流的脉冲电流控制参数。然后，第1半导体激光器控制部1对温度T1进行控制，以使δλ1c接近0(参照图54)。
在发光触发信号Tr经由固体激光器系统控制部350被输入到同步系统17B的第1计数器178后，设置脉冲计数，对从第4延迟电路174输出的1个脉冲进行计数后，从第1计数器178输出脉冲，并对脉冲计数进行复位。
来自第1计数器178的输出脉冲被输入到第1延迟电路171、第2延迟电路172和第3延迟电路173，从各个延迟电路输出分别延迟了延迟时间Tdex、Td2和Td3的脉冲信号。
第1延迟电路171输出相对于被输入的脉冲延迟了延迟时间Tdex的脉冲信号Trex。从第1延迟电路171输出的脉冲信号Trex是被用作准分子放大器14的放电的触发脉冲的信号，脉冲信号Trex被输入到准分子放大器14的放大器控制部400。
第2延迟电路172将相对于被输入的脉冲延迟了延迟时间Td2的脉冲信号输出到第1单触发电路181。第1单触发电路181与来自第2延迟电路172的脉冲信号同步地输出单触发的脉冲信号Tr11amp。从第1单触发电路181输出的脉冲信号Tr11amp作为第1脉冲激励光源132的发光控制脉冲被输入到第1脉冲激励光源132。
第3延迟电路173将相对于被输入的脉冲延迟了延迟时间Td3的脉冲信号输出到第2单触发电路182。第2单触发电路182与来自第3延迟电路173的脉冲信号同步地输出作为单触发的脉冲信号的触发信号Tr11shut。从第2单触发电路182输出的触发信号Tr11shut作为光闸169的开闭的控制脉冲被输入到光闸169。
通过该同步系统17B，第1半导体激光器111和第1半导体光放大器120以与基准时钟信号的频率相同的频率进行动作，该基准时钟信号使频率比发光触发信号Tr的重复频率高的触发信号产生，在第1谱监视器166中，检测中心波长λ1c和谱线宽度Δλ1ch并进行反馈控制。
此外，在同步系统17B中，根据发光触发信号Tr对光闸169进行开闭，利用Er光纤放大器140对通过了光闸169的脉冲激光进行脉冲放大，利用波长转换系统300转换为波长大约为193.4nm的脉冲激光。
从固体激光器系统10输出的波长大约为193.4nm的脉冲激光与入射到准分子放大器14的放电空间同步地产生放电，进而被放大。
5.2.1固体激光器系统控制部的处理例
图51是示出固体激光器系统控制部350中的处理内容的例子的流程图。能够代替图29的流程图而应用图51的流程图。对与图29的不同之处进行说明。
在图51所示的流程图中，代替图29的步骤S61A而包含步骤S61B。
在图51的步骤S61B中，固体激光器系统控制部350实施固体激光器系统的初始设定子例程(3)的处理。
图52是示出固体激光器系统的初始设定子例程(3)的例子的流程图。图52所示的流程图被应用于图51的步骤S61B。
在图52中，对与图30的流程图相同的步骤标注相同的步骤编号，省略重复的说明。对与图30的不同之处进行说明。
在图52所示的流程图中，代替图30的步骤S183和步骤S184而包含步骤S185～步骤S187。
在步骤S185中，固体激光器系统控制部350将流过第1半导体激光器111的脉冲电流的脉冲电流控制参数和温度分别设定为初始值。即，固体激光器系统控制部350将作为第1半导体激光器111的脉冲电流控制参数的脉冲电流值A1p和脉冲宽度D1、以及温度T1的各值设定为各自的初始值A1p＝A1p0、D1＝D10和T1＝T10。
这些初始值设为从第1半导体激光器111输出的激光的中心波长和谱线宽度成为分别接近λ1c0和Δλ1ch0的值这样的脉冲电流控制参数的各值和温度的值。
在步骤S186中，固体激光器系统控制部350将流过第1半导体光放大器120的半导体元件的脉冲电流的脉冲电流控制参数设定为初始值。即，固体激光器系统控制部350将作为第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的延迟时间Td4、脉冲电流值A11p和脉冲宽度D11的各值设定为各自的初始值Td4＝Td40、A11p＝A11p0和D11＝D110。
然后，在步骤S187中，经由第1半导体激光器控制部114将基准时钟(CL)信号输入到函数发生器122，由此，在第1半导体激光器111中流过脉冲电流。其结果，与基准时钟信号同步地，从第1半导体激光器111通过脉冲振荡输出脉冲激光。
在步骤S187之后，固体激光器系统控制部350结束图52的流程图，返回图51的流程图。
5.2.2第1半导体激光器控制部的处理例
图53是示出实施方式2的激光系统1B的第1半导体激光器控制部114中的处理内容的例子的流程图。对与图32的流程图的不同之处进行说明。
在图53所示的流程图中，代替图32的步骤S201而包含步骤S201A和步骤S201B。此外，在图53所示的流程图中，代替图32的步骤S204而包含步骤S204A。
在图53的步骤S201A中，第1半导体激光器控制部114读入第1半导体激光器111的控制参数的初始值。在第1半导体激光器111的控制参数中包含作为脉冲电流控制参数的脉冲电流值Ap1和脉冲宽度D1、以及作为设定温度的温度T1。第1半导体激光器控制部114将脉冲电流值Ap1、脉冲宽度D1和温度T1分别设定为各自的初始值A1p＝A1p0、D1＝D10和T1＝T10。
在步骤S201B中，第1半导体激光器控制部114读入第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的初始值。第1半导体激光器控制部114将作为第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的延迟时间Td4、脉冲电流值A11p和脉冲宽度D11的各值设定为各自的初始值Td4＝Td40、A11p＝A11p0和D11＝D110。
在步骤S204A中，第1半导体激光器控制部114实施第1半导体激光器的控制子例程(3)的处理。
5.2.3第1半导体激光器的控制子例程(3)的例1
图54是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例1的流程图。图54的流程图被应用于图53的步骤S204A。图54的流程图是如下情况下的例子：在变更谱线宽度的情况下，对脉冲电流控制参数的脉冲电流值A1p进行控制，在变更中心波长的情况下，对温度T1进行控制。关于图54的流程图，对与图34的流程图的不同之处进行说明。
在图54的流程图中，代替图34的步骤S219而包含步骤S219B。
在图54的步骤S213的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S219B。
在步骤S219B中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器111的脉冲电流控制参数的脉冲电流值A1p进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0。在步骤S219B之后，第1半导体激光器控制部114结束图54的流程图，返回图53的流程图。
图55是示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器120的放大的关系的曲线图，示出使流过第1半导体激光器111的脉冲电流的电流值(脉冲电流值Ap1)变化之前和之后的状态的变化。即，在图55中显示使脉冲电流值Ap1增加之前的状态的曲线图和使脉冲电流值增加到Ap1a之后的状态的曲线图。使脉冲电流值Ap1增加之前的状态的曲线图是与图50所示的曲线图相同的曲线图。
图55中虚线所示的脉冲宽度D1的矩形的曲线图Ig1a(t)表示使脉冲电流值Ap1增加之后的从第1半导体激光器111输出的脉冲激光LP01的光强度。
图55中单点划线所示的曲线的曲线图λg1a(t)表示使脉冲电流值Ap1增加之后的从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的基于啁啾的波长变化。
图55中实线所示的脉冲宽度D11的矩形的区域AIs1a(t)是使脉冲电流值Ap1增加之后的由第1半导体光放大器120放大的脉冲区域。
图55中双点划线所示的曲线的部分CA1a(t)是使脉冲电流值Ap1增加之后的由第1半导体光放大器120放大的啁啾区域。由于脉冲电流值A1p的变更，谱线宽度从Δλ1ch变化成Δλ1cha，中心波长从λ1c变化成λ1ca。
5.3作用/效果
根据实施方式2的激光系统1B，即使未被输入发光触发信号Tr，也根据目标中心波长λct和目标谱线宽度Δλct，与高重复频率的基准时钟(CL)信号同步地，始终使第1半导体激光器111和第1半导体光放大器120进行脉冲动作，能够进行第1半导体激光器111的振荡波长和谱线宽度的反馈控制，因此，能够高速且高精度地使谱线宽度和波长稳定化。
此外，根据实施方式2的激光系统1B，与第1半导体光放大器120的触发信号Trsoa#1同步地，输出对光闸169的开闭定时进行控制的触发信号Tr11shut、对第1脉冲激励光源132的发光定时进行控制的触发信号Tr11amp和对准分子放大器14的放电定时进行控制的触发信号Trex，因此，能够进行高精度的同步，准分子放大后的脉冲激光的脉冲能量稳定。触发信号Trsoa#1是对在第1半导体光放大器120中流过电流的定时进行控制的触发信号，是本公开中的“电流触发信号”的一例。
5.4变形例
5.4.1第1半导体激光器的控制子例程(3)的例2
在实施方式2中，说明了对流过第1半导体激光器111的脉冲电流的脉冲电流值Ap1进行控制从而对谱线宽度进行控制的例子，但是，通过使在第1半导体光放大器120中流过脉冲电流的定时的延迟时间Td4变化，也可以对谱线宽度进行控制。延迟时间Td4规定第1半导体光放大器120的放大的开始定时。
图56是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例2的流程图。图56的流程图被应用于图53的步骤S204A。图56的流程图是如下情况下的例子：在变更谱线宽度的情况下，对第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的延迟时间Td4进行控制，在变更中心波长的情况下，对温度T1进行控制。也可以代替图54的流程图而采用图56的流程图。关于图56的流程图，对与图54的流程图的不同之处进行说明。
在图56的流程图中，代替图54的步骤S219B而包含步骤S219C。在图56的步骤S213的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S219C。
在步骤S219C中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的延迟时间Td4进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0。在步骤S219C之后，第1半导体激光器控制部114结束图56的流程图，返回图53的流程图。
图57是示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器120的放大的关系的曲线图，示出使在第1半导体光放大器120中流过脉冲电流的定时的延迟时间Td4变化之前和之后的状态。即，在图57中显示变更延迟时间Td4之前的状态的曲线图和将延迟时间变更为Td4a之后的状态的曲线图。变更延迟时间Td4之前的状态的曲线图是与图50所示的曲线图相同的曲线图。在图57中示出Td4a<Td4的例子。
如图57所示，在将延迟时间变更为Td4a后，由第1半导体光放大器120放大的脉冲区域被变更。由第1半导体光放大器120放大的啁啾区域被变更，谱线宽度从Δλ1ch变化成Δλ1cha，中心波长从λ1c变化成λ1ca。
按照图57所示的这种动作原理对延迟时间Td4的值进行控制，由此能够实现目标谱线宽度。
5.4.2第1半导体激光器的控制子例程(3)的例3
不限于对延迟时间Td4进行控制的例子，通过使流过第1半导体光放大器120的脉冲电流的脉冲宽度D11变化，也可以对谱线宽度进行控制。
图58是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例3的流程图。图58的流程图被应用于图53的步骤S204A。图58的流程图是如下情况下的例子：在变更谱线宽度的情况下，对第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的脉冲宽度D11进行控制，在变更中心波长的情况下，对温度T1进行控制。也可以代替图54的流程图而采用图58的流程图。关于图58的流程图，对与图54的流程图的不同之处进行说明。
在图58的流程图中，代替图54的步骤S219B而包含步骤S219D。在图58的步骤S213的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S219D。
在步骤S219D中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的脉冲宽度D11进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0。在步骤S219D之后，第1半导体激光器控制部114结束图58的流程图，返回图53的流程图。
图59是示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器120的放大的关系的曲线图，示出使流过第1半导体光放大器120的脉冲电流的脉冲宽度D11变化之前和之后的状态。即，在图59中示出变更脉冲宽度D11之前的状态的曲线图和脉冲宽度变更为D11a之后的状态的曲线图。变更脉冲宽度D11之前的状态的曲线图是与图50所示的曲线图相同的曲线图。在图59中示出D11<D11a的例子。
如图59所示，在将脉冲宽度从D11变更为D11a后，由第1半导体光放大器120放大的脉冲区域被变更。由此，由第1半导体光放大器120放大的啁啾区域被变更，谱线宽度从Δλ1ch变化成Δλ1cha，中心波长从λ1c变化成λ1ca。
按照这种动作原理对脉冲宽度D11的值进行控制，由此能够实现目标谱线宽度。
5.4.3第1半导体激光器的控制子例程(3)的例4
通过使在第1半导体光放大器120中流过脉冲电流的定时的延迟时间Td4和脉冲电流的脉冲宽度D11双方变化，也可以对谱线宽度和中心波长进行控制。
图60是示出第1半导体激光器的控制子例程(3)的例4的流程图。图60的流程图被应用于图53的步骤S204A。图60的流程图是如下情况下的例子：在变更谱线宽度的情况下，对第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的脉冲宽度D11进行控制，在变更中心波长的情况下，对延迟时间Td4进行控制。也可以代替图58的流程图而采用图60的流程图。关于图60的流程图，对与图58的流程图的不同之处进行说明。
在图60的流程图中，代替图58的步骤S218而包含步骤S218D。在图59的步骤S216的判定结果为“否”判定的情况下，第1半导体激光器控制部114进入步骤S218D。
在步骤S218D中，第1半导体激光器控制部114对第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的延迟时间Td4进行控制，以使δλ1c接近0。在步骤S218D之后，第1半导体激光器控制部114结束图60的流程图，返回图53的流程图。
图61是示出从第1半导体激光器111输出的脉冲激光的啁啾与第1半导体光放大器120的放大的关系的曲线图，示出对在第1半导体光放大器120中流过脉冲电流的定时的延迟时间Td4和脉冲电流的脉冲宽度D11双方进行变更的情况下的变更前和变更后的状态的变化。即，在图61中示出变更延迟时间Td4和脉冲宽度D11之前的状态的曲线图、以及将延迟时间和脉冲宽度分别变更为Td4a和D11a之后的状态的曲线图。变更延迟时间Td4和脉冲宽度D11之前的状态的曲线图是与图50所示的曲线图相同的曲线图。在图61中示出Td4a<Td4且D11<D11a的例子。
如图60所示，在将延迟时间从Td4变更为Td4a、且将脉冲宽度从D11变更为D11a后，由第1半导体光放大器120放大的脉冲区域被变更。由此，由第1半导体光放大器120放大的啁啾区域被变更，谱线宽度从Δλ1ch变化成Δλ1cha，中心波长从λ1c变化成λ1ca。
按照这种动作原理对延迟时间Td4和脉冲宽度D11的各值进行控制，由此能够实现目标谱线宽度和目标中心波长。在该方式中，不对第1半导体激光器111的控制参数进行变更，能够利用第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的变更进行应对，因此，控制速度更快。
6.实施方式3
6.1结构
图62概略地示出实施方式3的激光系统1C的结构。对与图20的不同之处进行说明。图62所示的激光系统1C代替图20中的固体激光器系统10和同步系统17而包含固体激光器系统10C和同步系统17C。
固体激光器系统10C包含第1固体激光装置100、第2固体激光装置200和波长转换系统360。第1固体激光装置100的结构与图20中说明的结构相同。但是，不同之处在于，图20中的第1固体激光装置100的振荡波长大约为1547.2nm，与此相对，图62所示的第1固体激光装置100的振荡波长大约为1554.0nm。
第2固体激光装置200包含输出波长大约为1030nm的激光的第2半导体激光器系统210、第2分色镜230、第2脉冲激励光源232、Yb光纤放大器240、第3分色镜242、第3脉冲激励光源244和固体放大器250。
第2半导体激光器系统210是与第1半导体激光器系统160相同的结构，包含以单纵模进行CW振荡并输出波长大约为1030nm的激光的第2半导体激光器211、第2分束器216、第2半导体光放大器220、第2谱监视器266、函数发生器222、函数发生器267和第2半导体激光器控制部214。
第2半导体激光器211例如可以是DFB激光器，能够通过电流控制和/或温度控制在波长1030nm附近对振荡波长进行变更。第2半导体激光器211的结构可以是与图21相同的结构。
第2分束器216被配置成反射从第2半导体激光器211输出的激光的一部分并使其入射到第2谱监视器266。第2谱监视器266监视入射的激光的谱，检测第2半导体激光器211的振荡波长和谱线宽度。
第2半导体激光器控制部214与第2谱监视器266和固体激光器系统控制部350连接，对第2半导体激光器211的动作进行控制。
第2半导体光放大器220被配置于透过第2分束器216的激光的光路上。第2半导体光放大器220对从第2半导体激光器211输出的激光进行脉冲放大。
第2分色镜230是被涂敷有膜的反射镜，该膜使从第2半导体光放大器220输出的激光高透过，且使从第2脉冲激励光源232输出的激励光高反射。第2分色镜230被配置成，使得从第2半导体光放大器220输出的脉冲激光和从第2脉冲激励光源232输出的激励光入射到Yb光纤放大器240。
Yb光纤放大器240是使用被掺杂了Yb(镱)的光纤的光纤放大器。第3分色镜242是被涂敷有膜的反射镜，该膜使从Yb光纤放大器240输出的激光高透过，且使从第3脉冲激励光源244输出的激励光高反射。第3分色镜242被配置成，使得从Yb光纤放大器240输出的脉冲激光和从第3脉冲激励光源244输出的激励光入射到固体放大器250。
固体放大器250例如可以包含被掺杂了Yb的晶体或陶瓷。由固体放大器250放大后的脉冲激光入射到波长转换系统360。从第2固体激光装置200输出的脉冲激光LP3可以是由固体放大器250放大的脉冲激光。
波长转换系统360是如下系统：生成从第2固体激光装置200输出的脉冲激光LP3的4次谐波光(波长大约为267.5nm)与从第1固体激光装置100输出的脉冲激光LP1(波长大约为1554nm)的和频的脉冲激光LP5(波长大约为220.9nm)，根据该和频的脉冲激光LP5(波长大约为220.9nm)与脉冲激光LP1(波长大约为1554nm)的和频，波长转换为波长大约为193.4nm。
波长转换系统360包含作为非线性晶体的LBO(LiB 3O 5)晶体1310和第1CLBO(CsLiB6O10)晶体1312、第4分色镜1314、第2CLBO晶体1316、第5分色镜1318、第3CLBO晶体1320、第6分色镜1322、第3高反射镜1324、第4高反射镜1326和分束器1328。
LBO晶体1310和第1CLBO晶体1312被配置于波长大约为1030nm的脉冲激光LP3的光路上，将脉冲激光LP3波长转换为作为4次谐波的脉冲激光LP4(波长大约为257.5nm)。
第3高反射镜1324被配置成，使从第1固体激光装置100输出的脉冲激光LP1(波长大约为1554nm)高反射，入射到第4分色镜1314。
第4分色镜1314被涂敷有膜，该膜使从第1CLBO晶体1312输出的脉冲激光LP4高透过，且使从第1固体激光装置100输出的脉冲激光LP1高反射。第4分色镜1314被配置于第1CLBO晶体1312与第2CLBO晶体1316之间的光路上，被配置成使得脉冲激光LP1和脉冲激光LP4的光路轴一致而入射到第2CLBO晶体1316。
第2CLBO晶体1316、第5分色镜1318、第3CLBO晶体1320和第6分色镜1322按照该顺序被配置于包含脉冲激光LP4的脉冲激光的光路上。
第2CLBO晶体1316生成脉冲激光LP3与脉冲激光LP4的和频的脉冲激光LP5(波长大约为220.9nm)。第5分色镜1318被涂敷有膜，该膜使透过第2CLBO晶体1316的脉冲激光LP4(波长大约为257.5nm)高反射，使脉冲激光LP1(波长大约为1554nm)和脉冲激光LP5(波长大约为220.9nm)高透过。
第3CLBO晶体1320生成脉冲激光LP1与脉冲激光LP5的和频的脉冲激光(波长大约为193.4nm)。从第3CLBO晶体1320输出的波长大约为193.4nm的脉冲激光成为从固体激光器系统10C输出的脉冲激光LP2。
第6分色镜1322被涂敷有膜，该膜使透过第3CLBO晶体1320的脉冲激光LP1(波长大约为1554nm)和脉冲激光LP5(波长大约为220.9nm)高透过，使波长大约为193.4nm的脉冲激光LP2高反射。
第4高反射镜1326被配置成，波长大约为193.4nm的脉冲激光LP2从波长转换系统300输出。
分束器1328被配置于来自第4高反射镜1326的反射光的光路上，使得一部分反射后的激光入射到第1脉冲能量监视器330。
伴随着固体激光器系统10C中的第2固体激光装置200的追加，同步系统17C追加用于使该第2固体激光装置200同步的结构。
图63是概略地示出同步系统17C的结构的框图。同步系统17C包含第1同步电路1711、第2同步电路1712和同步系统控制部170。在图63中，“同步电路1”和“同步电路2”的表记分别表示第1同步电路1711和第2同步电路1712。第1同步电路1711的结构与图6中说明的结构相同。
第2同步电路1712是生成使第2固体激光装置200进行动作的各触发信号Trsoa#2、Tr21amp和Tr22amp的电路。触发信号Trsoa#2是对第2半导体光放大器220的放大定时进行控制的信号。触发信号Tr21amp是对第2脉冲激励光源232的发光定时进行控制的信号。触发信号Tr22amp是对第3脉冲激励光源244的发光定时进行控制的信号。
第2同步电路1712包含第4延迟电路1720、第5延迟电路1721、第6延迟电路1722、第2单触发电路1821和第3单触发电路1822。
第4延迟电路1720相对于发光触发信号Tr以延迟时间Td2#2的延迟时间输出触发信号Trsoa#2。触发信号Trsoa#2被输入到函数发生器222。
第5延迟电路1721相对于发光触发信号Tr以延迟时间Td21的延迟时间输出脉冲信号。第2单触发电路1821输出与来自第5延迟电路1721的脉冲信号同步的触发信号Tr21amp。触发信号Tr21amp被输入到第2脉冲激励光源232。
第6延迟电路1722相对于发光触发信号Tr以延迟时间Td22的延迟时间输出脉冲信号。第3单触发电路1822输出与来自第6延迟电路1722的脉冲信号同步的触发信号Tr22amp。触发信号Tr22amp被输入到第3脉冲激励光源244。
各个延迟时间Td2#2、Td21和Td22被设定为，利用Yb光纤放大器240和固体放大器250对由第2半导体光放大器220放大后的脉冲激光进行放大，进而，在波长转换系统360中，被调整为4次谐波光(257.5nm)和从第1固体激光装置输出的脉冲激光(1554nm)在时间上一致。
同步系统控制部170在第4延迟电路1720、第5延迟电路1721和第6延迟电路1722中设定各自的延迟时间Td2#2、Td21和Td22。
6.2动作
激光控制部18经由固体激光器系统控制部350向第2固体激光装置200的第2半导体激光器控制部214发送目标中心波长λ2ct和目标谱线宽度Δλ2cht的数据。目标中心波长λ2ct例如是1030nm。目标谱线宽度Δλ2cht例如可以是抑制在Yb光纤放大器240中发生SBS的谱线宽度Δλ2ch0。
第2半导体激光器控制部214根据由第2谱监视器266检测到的中心波长和谱线宽度的值，对送到函数发生器222的电流控制参数的值进行控制，以使中心波长和谱线宽度双方成为各自的目标值。
固体激光器系统控制部350从曝光控制部22经由激光控制部18接收目标中心波长λct的数据后，利用以下的计算式计算成为目标中心波长λct这样的第1半导体激光器系统160的目标中心波长λ1ct。
ft＝4·f2t+2·f1t (10)
ft：通过和频被波长转换后的激光的频率
f1t：第1固体激光装置的激光的频率
f2t：第2固体激光装置的激光的频率
对式(10)进行变形后，成为下式(11)。
f1t＝(ft-4·f2t)/2 (11)
这里，将f1t＝C/λ1ct、ft＝C/λct代入式(11)中来计算f1t，将所得到的f1t转换为波长后，能够计算第1固体激光装置100的目标中心波长。另外，从频率到波长的转换利用以下的式(12)表示。
λ1ct＝C/f1t (12)
另外，式中的C为光速。
激光控制部18向固体激光器系统控制部350发送目标中心波长λ1ct的数据。
激光控制部18从曝光控制部22接收目标谱线宽度Δλct的数据后，计算成为目标谱线宽度Δλct这样的第1半导体激光器系统160的目标谱线宽度Δλ1cht，向固体激光器系统控制部350发送第1固体激光装置100的目标谱线宽度Δλ1cht的数据。这里，Δλt和Δλ1ch的相关关系可以作为表数据或函数预先保存。
第1半导体激光器控制部114接收目标谱线宽度Δλ1cht和目标中心波长λ1ct的数据后，计测由第1谱监视器166检测到的谱线宽度Δλ1ch和中心波长λ1c，计算与各自的目标值之差ΔΔλ1ch(＝Δλ1ch-Δλcht)和差δλ1c(＝λ1c-λ1ct)。
然后，对表示AC成分的变动量的AC成分值A1ac进行控制，以使ΔΔλ1ch接近0，该AC成分值A1ac是流过第1半导体激光器111的电流的电流控制参数。
此外，第1半导体激光器控制部114对DC成分值A1dc进行控制，以使δλ1c接近0，该DC成分值A1dc是流过第1半导体激光器111的电流的电流控制参数(参照图33)。或者，第1半导体激光器控制部114对第1半导体激光器111的温度T1进行控制，以使δλ1c接近0(参照图34)。
6.3作用/效果
根据实施方式3的激光系统1C，得到以下这种效果。
[1]使从第1半导体激光器系统160中的第1半导体激光器111输出的激光啁啾，由此，能够高精度地控制脉冲放大后的准分子激光的谱线宽度。
[2]在激光系统1C中，能够在从曝光控制部22接收目标谱线宽度的数据后，在进行脉冲放大之前，在第1半导体激光器系统160中进行反馈控制，因此，谱线宽度的控制速度被改善。
[3]在激光系统1C中，使第1半导体激光器系统160中的第1半导体激光器111和第2半导体激光器系统210中的第2半导体激光器211分别啁啾，由此进行控制以抑制在Er光纤放大器140和Yb光纤放大器240中分别发生SBS。因此，能够抑制Er光纤放大器140和Yb光纤放大器240、以及第1半导体激光器系统160和第2半导体激光器系统210的破损。
在实施方式3中，从第2半导体激光器211输出的激光是本公开中的“第2激光”的一例。从第2半导体光放大器220输出的脉冲激光是本公开中的“第4脉冲激光”的一例。Yb光纤放大器240是本公开中的“第2放大器”的一例。从Yb光纤放大器240输出的脉冲激光是本公开中的“第5脉冲激光”的一例。从固体放大器250输出的脉冲激光是本公开中的“第6脉冲激光”的一例。第2半导体激光器211中使用的电流控制部54和函数发生器267的组合是本公开中的“第2电流控制器”的一例。
6.4变形例
6.4.1以多纵模进行振荡的半导体激光器的利用
在实施方式3的例子中，通过使第2固体激光装置200的第2半导体激光器211啁啾来抑制SBS，但是，不限于该例子，作为第2半导体激光器，也可以应用能够抑制SBS的以多纵模进行振荡的CW振荡的半导体激光器。
6.4.2与实施方式2中说明的结构的组合
在实施方式3的例子中，示出对作为第1半导体激光器111的电流控制参数的AC成分值A1ac和DC成分值A1dc进行控制从而对啁啾进行控制的情况，但是，不限于该例子，如实施方式2中说明的那样，通过对第1半导体激光器111的脉冲电流控制参数的值和第1半导体光放大器120的脉冲电流控制参数的值进行控制，也可以对啁啾进行控制。此外，也可以将图45和图46中说明的结构应用于实施方式3的结构。
6.4.3第2固体激光装置的啁啾控制
在实施方式3的例子中，对从第1固体激光装置100输出的脉冲激光的中心波长和谱线宽度进行变更，由此，对由波长转换系统360进行波长转换的脉冲激光的中心波长和谱线宽度进行控制，但是，不限于该例子，通过对从第1固体激光装置100和第2固体激光装置200输出的脉冲激光中的至少一方脉冲激光的啁啾进行控制，对中心波长和谱线宽度进行控制。由此，能够高精度地控制准分子放大后的脉冲激光的谱线宽度。
7.谱监视器的具体例
7.1使用分光器和基准激光光源的谱监视器的例子
7.1.1结构
图64是概略地示出谱监视器的结构例的图。另外，在图64中示出第1谱监视器166的例子，但是，关于第2谱监视器266，也可以应用与图64相同的结构。
图64所示的第1谱监视器166包含：包含光栅700的分光器702、线传感器703、谱分析部704、CW振荡基准激光光源706和分束器708。
分光器702包含入射缝隙710、准直透镜712和高反射镜714。CW振荡基准激光光源706是通过CW振荡而输出基准波长的激光的基准光源。这里，将从CW振荡基准激光光源706输出的基准波长的激光称为“基准激光”。将从第1半导体激光器111输出的激光称为“第1半导体激光”。在图64中，“λ1”表示第1半导体激光的波长。
7.1.2动作
在图64中，从第1半导体激光器111输出的激光(第1半导体激光)的一部分由第1分束器116反射。由第1分束器116反射后的激光透过分束器708。此外，从CW振荡基准激光光源706输出的基准激光由分束器708反射，与透过分束器708的第1半导体激光重合。
通过分束器708而与基准激光重合的激光从入射缝隙710入射到分光器702。透过入射缝隙710的激光经由准直透镜712入射到光栅700，通过光栅700被分光。通过计测经由准直透镜712和高反射镜714在线传感器703成像的第1半导体激光和基准激光的缝隙像，能够计测第1半导体激光器111的中心波长和谱线宽度。
另外，在图64中示出包含光栅700的分光器702的例子，但是，也可以使用后述图68所示的标准具分光器。
7.2使用外差干涉仪的谱监视器的例子
7.2.1结构
图65概略地示出谱监视器的另一个结构例。另外，在图65中示出第1谱监视器166的例子。作为第1谱监视器166，如图65所示，可以采用包含外差干涉仪的结构。图65所示的第1谱监视器166包含CW振荡基准激光光源706、分束器708、光强度传感器720和谱分析部704。
如图65所示，在第1分束器116与光强度传感器720之间的光路上配置有分束器708。分束器708被配置成，使将来自CW振荡基准激光光源706的基准激光和从第1半导体激光器111输出的第1半导体激光的一部分重合后的光入射到光强度传感器720。
7.2.2动作
图65所示的第1谱监视器166通过光强度传感器720计测使从CW振荡基准激光光源706输出的基准激光和从第1半导体激光器111输出的激光的一部分重合后的光的光强度的变化。
在谱分析部704中对由光强度传感器720检测到的拍频信号进行分析，由此，能够计测第1半导体激光器111的激光和基准激光的频率差及光强度。此外，能够根据频率差求出波长差。
拍频信号利用以下的式(13)表示。
[数式13]
IPD：传感器输出信号(拍频信号)
R：受光灵敏度
t：时间
PC：基准光源的光强度
PQ：检测光的光强度
fC：基准光源的频率
fq：被检出光的频率
在计测基于啁啾的谱线宽度的情况下，也可以对拍频信号实施高速傅里叶变换(FFT：fast Fourier transform)处理，求出谱线宽度Δλ1ch。
不限于第1谱监视器166，关于第2谱监视器266(参照图20)，也能够应用与图65相同的结构。
8.准分子放大器的例子
8.1利用多通道进行放大的方式
图66是概略地示出准分子放大器14的结构例的图。图66所示的准分子放大器14是波长为193.4nm的种子光3次通过一对放电电极412、413之间的放电空间而进行放大的例子。这里，波长为193.4nm的种子光是从固体激光器系统10输出的脉冲激光LP2。
在图66中，准分子放大器14在腔410的外侧的种子光的光路上具有凸面镜420和凹面镜422。凸面镜420和凹面镜422被配置成各自的焦点的位置FP大致一致。
入射到准分子放大器14的波长为193.4nm的种子光由凸面镜420和凹面镜422反射，由此，3次通过一对放电电极412、413之间的放电空间。由此，种子光的射束被扩大而被放大，朝向曝光装置20输出。
8.2利用环形谐振器进行放大的方式
图67示出采用环形谐振器作为准分子放大器14的例子。环形谐振器包含输出耦合镜430和高反射镜431～433。另外，准分子放大器14可以还包含将波长为193.4nm的种子光引导至环形谐振器的未图示的高反射镜，也可以包含将从环形谐振器输出的脉冲激光引导至曝光装置20的未图示的高反射镜。
在腔410设置有窗口415、416。在腔410中配置有一对放电电极412、413。在图67中，一对放电电极412、413在与纸面垂直的方向对置地配置。放电方向是与纸面垂直的方向。
在准分子放大器14中，按照输出耦合镜430、高反射镜431、一对放电电极412、413之间的放电空间、高反射镜432、高反射镜433、一对放电电极412、413之间的放电空间的顺序，种子光反复行进而被放大。
9.使用标准具分光器的谱监视器的例子
图68是概略地示出使用标准具分光器的谱监视器的结构例的图。图68所示的标准具分光器606A能够应用于计测准分子激光的谱的谱监视器606(参照图20)。
如图68所示，标准具分光器606A具有扩散元件610、标准具612、聚光透镜614和图像传感器616。作为图像传感器616的例子，可以是一维或二维的光电二极管阵列。
激光首先入射到扩散元件610。扩散元件610可以是在表面具有大量凹凸的透过型的光学元件。扩散元件610使入射到扩散元件610的激光作为散射光透过。该散射光入射到标准具612。标准具612可以是包含2枚部分反射镜的气隙标准具，该2枚部分反射镜具有规定的反射率。在该气隙标准具中，2枚部分反射镜构成为具有规定距离的气隙而对置，隔着间隔件而被贴合。
根据入射到标准具612的光的入射角度θ，不在2枚部分反射镜之间往复而透过标准具612的光、和在2枚部分反射镜之间往复一次后透过标准具612的光的光路差不同。在该光路差为波长的整数倍的情况下，入射到标准具612的光以高透射率透过标准具612。
透过标准具612的光入射到聚光透镜614。透过聚光透镜614的激光从聚光透镜614入射到被配置于与聚光透镜614的焦距f相当的位置的图像传感器616。即，由聚光透镜614聚光后的透射光在聚光透镜614的焦点面上形成干涉条纹。
图像传感器616被配置于聚光透镜614的焦点面。图像传感器616接收透过聚光透镜614的光，检测干涉条纹。该干涉条纹的半径的平方与激光的波长成为比例关系。因此，根据检测到的干涉条纹来检测激光整体的谱线宽度(谱轮廓)和中心波长。
谱线宽度和中心波长可以根据检测到的干涉条纹而由未图示的信息处理装置求出，也可以通过激光控制部18计算。
干涉条纹的半径r和波长λ的关系利用下面的式(14)来近似。
波长λ＝λc+α·r2 (14)
α：比例常数
r：干涉条纹的半径
λc：干涉条纹的中央的光强度最大时的波长
根据式(14)，如图69所示，也可以在转换为表示光强度和波长的关系的谱波形后，计算谱线宽度Δλ。谱线宽度Δλ可以是包含全部能量的95％的宽度(E95)。
10.CW振荡基准激光光源的例子
10.1 1547.2nm或1554nm的波长区域的CW振荡基准激光光源
图70是示出CW振荡基准激光光源的例子的框图。CW振荡基准激光光源770包含第1基准半导体激光器772、分束器774、高反射镜775、氰化氢同位素的吸收单元777、第1光强度传感器778和第1基准激光控制部782。
第1基准半导体激光器772使1554nm的波长区域的激光进行CW振荡。由分束器774反射后的激光经由高反射镜775入射到氰化氢同位素的吸收单元777。
吸收单元777包含氰化氢同位素气体。作为氰化氢同位素的具体的吸收线，例如举出1553.756nm的吸收线。
此外，作为该波长区域的吸收单元，也可以使用乙炔同位素的吸收单元。即，也可以代替氰化氢同位素的吸收单元777而采用包含乙炔同位素气体的吸收单元。
透过氰化氢同位素的吸收单元777的激光被第1光强度传感器778接收。
第1基准激光控制部782根据来自第1光强度传感器778的检测信号，对第1基准半导体激光器772的振荡波长进行控制，以使氰化氢同位素的吸收单元777的吸收线和第1基准半导体激光器772的激光的波长一致。
CW振荡基准激光光源770能够作为图20、图47和图62所示的第1谱监视器166的CW振荡基准激光光源706来应用。
10.2 1030nm的波长区域的CW振荡基准激光光源
图71是示出CW振荡基准激光光源的另一例的框图。CW振荡基准激光光源750包含第2基准半导体激光器751、分束器754、高反射镜755、非线性晶体756、碘吸收单元757、第2光强度传感器758和第2基准激光控制部761。
第2基准半导体激光器751使1030nm的波长区域的激光进行CW振荡。由分束器754反射后的激光经由高反射镜755入射到非线性晶体756。通过非线性晶体756产生2次谐波光，得到波长大约为515nm的激光。波长大约为515nm的激光入射到碘吸收单元757。
碘吸收单元757包含碘气。作为碘吸收单元757中的具体的碘吸收线，例如举出514.581nm的吸收线。透过碘吸收单元757的激光被第2光强度传感器758接收。
第2基准激光控制部761根据来自第2光强度传感器758的检测信号，对第2基准半导体激光器751的振荡波长进行控制，以使碘吸收单元757的吸收线和2次谐波光的波长一致。
CW振荡基准激光光源750能够作为图62所示的第2谱监视器266的CW振荡基准激光光源来应用。
11.半导体光放大器的例子
11.1结构
图72是概略地示出半导体光放大器的结构例的图。这里，以第1半导体光放大器120为例进行说明，但是，关于图45中的半导体光放大器124和图62中的第2半导体光放大器220等其他半导体光放大器，也能够应用与图72相同的结构。
第1半导体光放大器120包含半导体元件500和电流控制部520。半导体元件500包含P型半导体元件501、活性层502、N型半导体元件503、第1电极511和第2电极512。电流控制部520与第1电极511和第2电极512连接。
11.2动作
当电流从第1电极511流向第2电极512时，活性层502被激励。种子光入射到该被激励的活性层502，当通过活性层502后，种子光被放大。
这里，在使CW的种子光入射到活性层502的状态下，流过脉冲状的电流，由此，通过了活性层502的种子光作为脉冲激光而被输出。
其结果，例如，电流控制部520根据来自函数发生器122的电信号对流过半导体元件500的电流值进行控制，由此，种子光被放大成与电流值对应的激光的光强度。
图20中的第1半导体光放大器120和图62中的第2半导体光放大器220分别流过脉冲电流，由此，CW的种子光呈脉冲状被放大。
此外，如图45所示的半导体光放大器124的情况那样，也可以对电流进行调制控制而放大种子光。
12.实施方式4
12.1结构
图73是概略地示出实施方式4的激光系统的例子的图。这里，仅示出固体激光器系统10D的部分。也可以代替图20中说明的实施方式1和实施方式2的固体激光器系统10而应用图72所示的固体激光器系统10D。对与图20的不同之处进行说明。
图73所示的固体激光器系统10D代替图20中的第1固体激光装置100和波长转换系统300而包含第1固体激光装置100D和波长转换系统370。
固体激光器系统10D从第1固体激光装置100D输出波长大约为773.6nm的脉冲激光，利用波长转换系统370波长转换为4次谐波光(4倍谐波光)，得到波长大约为193.4nm的脉冲激光。
第1固体激光装置100D的结构与图20中的第1固体激光装置100相同。但是，不同之处在于，图20中的第1固体激光装置100的振荡波长大约为1547.2nm，与此相对，图72所示的第1固体激光装置100D的振荡波长大约为773.6nm。
此外，在第1固体激光装置100D中，从图20的Er光纤放大器140变更为掺钛蓝宝石放大器141，作为第1脉冲激励光源132，使用将作为YFL激光器的2次谐波光的脉冲激光输出的激光装置。掺钛蓝宝石放大器141包含掺钛蓝宝石晶体作为增益介质。YFL(氟化钇锂)是利用化学式LiYF 4表示的固体激光晶体。
波长转换系统370包含多个非线性晶体，对入射的脉冲激光进行波长转换，输出4倍谐波的脉冲激光。例如，波长转换系统370包含BBO晶体371和KBBF晶体372。“BBO”利用化学式β-BaB2O4表示。“KBBF”利用化学式KBe2BO3F2表示。
12.2动作
从第1固体激光装置100D输出的脉冲激光入射到波长转换系统370的BBO晶体371。BBO晶体371将波长大约为773.6nm的脉冲激光转换为作为2次谐波光的波长大约为386.8nm的脉冲激光。
KBBF晶体372将从BBO晶体371输出的波长大约为386.8nm的脉冲激光转换为作为2次谐波光的波长大约为193.4nm的脉冲激光。
从波长转换系统370输出的脉冲激光经由分束器328从固体激光器系统10D输出。关于中心波长和谱线宽度的控制方法，能够应用实施方式1～3中说明的例子。
在从包含固体激光器系统10D的激光系统输出的脉冲激光的波长的可变范围例如为193.2nm～193.5nm的情况下，第1半导体激光器111的波长可变范围成为772.8nm～774.0nm。
在实施方式4中，掺钛蓝宝石放大器141是本公开中的“第1放大器”的一例。
13.实施方式5
13.1结构
实施方式5的激光系统的结构可以是与图20所示的实施方式1相同的结构。
13.2动作
实施方式5的激光系统1在实施方式1中说明的动作的基础上，还通过谱监视器606检测由准分子放大器14放大后的准分子光，根据准分子光的谱线宽度对固体激光器系统10进行反馈控制。
图74是示出激光控制部18的处理例的流程图。关于图74的流程图，对与图8的不同之处进行说明。
图74的流程图在步骤S12和步骤S13之后包含步骤S300。在步骤S300中，激光控制部18实施准分子激光的谱线宽度确认子例程，在步骤S300之后进入步骤S14。
图75是示出准分子激光的谱线宽度确认子例程的例子的流程图。图75的流程图被应用于图74的步骤S300。
在图75的步骤S311中，激光控制部18判定是否通过谱监视器606检测到准分子光的发光脉冲。
在步骤S311的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S312，在谱监视器606中计测准分子光的谱线宽度Δλex。例如，激光控制部18根据由谱监视器606检测到的谱形状，计测全部能量的95％的宽度作为谱线宽度Δλex。
在步骤S313中，激光控制部18计算计测出的谱线宽度Δλex与目标谱线宽度Δλext之差ΔΔλex。
ΔΔλex＝Δλex-Δλext (15)
另外，目标谱线宽度Δλext可以是从曝光控制部22指示的目标谱线宽度Δλt。
然后，在步骤S314中，激光控制部18判定ΔΔλex的绝对值是否为表示容许范围的容许上限值ΔΔλextr以下。在步骤S314的判定结果为“是”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S315。
在步骤S315中，激光控制部18向曝光控制部22发送准分子光的谱线宽度OK信号。
另一方面，在步骤S314的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18进入步骤S316。在步骤S316中，激光控制部18向曝光控制部22发送准分子光的谱线宽度NG信号。
在步骤S316之后，激光控制部18进入步骤S317，进行校正目标谱线宽度Δλ1cht以使ΔΔλex接近0的处理。
图76是示出校正目标谱线宽度Δλ1cht以使ΔΔλex接近0的处理的例子的流程图。图76的流程图被应用于图75的步骤S317。
在图76的步骤S321中，激光控制部18再次计测准分子光的谱线宽度Δλ与第1半导体激光器系统160的谱线宽度Δλ1的关系，求出新的表数据或近似函数，存储相关关系的数据。这意味着对图27中说明的关系数据进行校正并将其更新为新的关系数据。
在ΔΔλex超过容许范围的情况下，认为准分子光的谱线宽度Δλ与第1半导体激光器系统160的谱线宽度Δλ1的关系偏移。因此，激光控制部18以规定的间隔使第1半导体激光器111的谱线宽度Δλcht变化，根据由准分子光的谱监视器606计测出的各个谱线宽度Δλex，对表示准分子光的谱线宽度Δλ与第1半导体激光器系统160的谱线宽度Δλ1的关系的表数据或近似曲线进行更新。
在步骤S321之后，激光控制部18结束图76的流程图，返回图75的流程图。
在图75的步骤S315或步骤S117之后，结束图75的流程图，返回图74的流程图。此外，在图75的步骤S311的判定结果为“否”判定的情况下，激光控制部18跳过步骤S312～步骤S317，结束图75的流程图，返回图74的流程图。
13.3作用/效果
根据实施方式5，除了得到与实施方式1相同的效果以外，还能够更高精度地控制准分子光的谱线宽度。
14.电子器件的制造方法
图77是概略地示出曝光装置20的结构例的图。在图77中，曝光装置20包含照明光学系统24和投影光学系统25。照明光学系统24通过从激光系统1入射的激光对掩模版台RT的掩模版图案进行照明。投影光学系统25对透过掩模版的激光进行缩小投影，使其在被配置于工件台WT上的未图示的工件上成像。工件是被涂布了光刻胶的半导体晶片等感光基板。曝光装置20使掩模版台RT和工件台WT同步地平行移动，由此在工件上曝光反映了掩模版图案的激光。通过以上这种曝光工序在半导体晶片上转印器件图案，由此，能够制造半导体器件。激光系统1可以是各实施方式中说明的激光系统1A～1C。
15.外部装置的另一例
作为外部装置的实施方式，说明了半导体制造中使用的曝光装置20的例子，但是，外部装置不限于该例子，例如存在以下这种外部装置的例子。
[1]对被加工材料照射激光而对材料进行加工的激光加工装置。
[2]通过对半导体材料照射脉冲激光而进行激光退火的激光退火装置。
[3]通过对半导体材料照射脉冲激光而进行激光掺杂的激光掺杂装置。
[4]对处理材料照射激光而对材料的表面进行处理的激光照射处理装置。
16.其他
上述说明不是限制，而是简单的例示。因此，本领域技术人员明白，能够在不脱离附加的权利要求书的情况下对本公开的实施方式施加变更。
本说明书和附加的权利要求书整体所使用的用语应该解释为“非限定性”用语。例如，“包含”或“所包含”这样的用语应该解释为“不限于记载为所包含的部分”。“具有”这样的用语应该解释为“不限于记载为所具有的部分”。此外，本说明书和附加的权利要求书所记载的不定冠词“一个”应该解释为意味着“至少一个”或“一个或一个以上”。此外，“A、B和C中的至少一个”这样的用语应该解释为“A”、“B”、“C”、“A+B”、“A+C”、“B+C”或“A+B+C”。进而，应该解释为还包含它们和“A”、“B”、“C”以外的部分的组合。

Claims (20)

1.一种激光系统，其具有：
第1半导体激光器系统，其输出第1脉冲激光，所述第1半导体激光器系统包含以单纵模进行振荡的第1半导体激光器、对流过所述第1半导体激光器的电流进行控制以使从所述第1半导体激光器输出的第1激光产生啁啾的第1电流控制器、以及对所述第1激光进行脉冲放大的第1半导体光放大器；
第1放大器，其对由所述第1半导体光放大器放大且从所述第1半导体激光器系统输出的所述第1脉冲激光进行放大；
波长转换系统，其将由所述第1放大器放大的第2脉冲激光波长转换为紫外线的第3脉冲激光；
准分子放大器，其对所述第3脉冲激光进行放大；以及
控制部，其对从所述第1半导体激光器系统输出的所述第1脉冲激光的啁啾量进行控制，以得到从外部装置指示的目标谱线宽度的准分子激光。
2.根据权利要求1所述的激光系统，其中，
所述第1半导体激光器是分布反馈型半导体激光器。
3.根据权利要求2所述的激光系统，其中，
所述第1电流控制器构成为对流过所述第1半导体激光器的电流的AC成分和DC成分进行控制，
所述控制部对经由所述第1电流控制器流过所述第1半导体激光器的电流的所述AC成分进行控制，以得到从所述外部装置指示的所述目标谱线宽度的所述准分子激光。
4.根据权利要求3所述的激光系统，其中，
所述激光系统还具有第1谱监视器，所述第1谱监视器接收所述第1激光的一部分，由此检测所述第1激光的谱线宽度
所述控制部根据由所述第1谱监视器检测到的谱线宽度对所述AC成分的电流控制参数的值进行控制。
5.根据权利要求4所述的激光系统，其中，
所述激光系统还具有第2谱监视器，所述第2谱监视器接收由所述准分子放大器放大的脉冲激光即所述准分子激光的一部分，由此检测所述准分子激光的谱线宽度，
所述控制部根据由所述第2谱监视器检测到的所述准分子激光的谱线宽度对所述AC成分的电流控制参数的值进行控制。
6.根据权利要求3所述的激光系统，其中，
流过所述第1半导体光放大器的电流的脉冲宽度是流过所述第1半导体激光器的电流的所述AC成分的周期的1以上的整数倍。
7.根据权利要求3所述的激光系统，其中，
所述激光系统还具有同步系统，所述同步系统根据从所述外部装置输入的发光触发信号，在从所述波长转换系统输出的所述第3脉冲激光入射到所述准分子放大器的定时，使所述准分子放大器放电。
8.根据权利要求7所述的激光系统，其中，
所述同步系统将所述准分子放大器的放电定时控制为，与所述发光触发信号同步、且与流过所述第1半导体光放大器的脉冲电流的定时同步。
9.根据权利要求2所述的激光系统，其中，
所述第1电流控制器构成为对流过所述第1半导体激光器的脉冲电流进行控制，
所述控制部对经由所述第1电流控制器流过所述第1半导体激光器的所述脉冲电流的脉冲电流值进行控制，以得到从所述外部装置指示的所述目标谱线宽度的所述准分子激光。
10.根据权利要求9所述的激光系统，其中，
所述第1半导体光放大器构成为对从所述第1半导体激光器输出的脉冲激光即所述第1激光的一部分进行脉冲放大，
所述控制部对所述第1半导体光放大器的放大的开始定时和放大脉冲的时间宽度中的至少一方进行控制。
11.根据权利要求9所述的激光系统，其中，
所述激光系统还具有：
光闸，其对由所述第1半导体光放大器放大的所述第1脉冲激光的通过进行控制；以及
基准时钟发生器，其使所述第1半导体激光器和所述第1半导体光放大器双方进行动作。
12.根据权利要求11所述的激光系统，其中，
所述第1半导体激光器和所述第1半导体光放大器构成为，脉冲电流与从所述基准时钟发生器输出的基准时钟信号同步地分别流过所述第1半导体激光器和所述第1半导体光放大器。
13.根据权利要求11所述的激光系统，其中，
所述激光系统还具有同步系统，所述同步系统根据从所述外部装置输入的发光触发信号，在从所述波长转换系统输出的所述第3脉冲激光入射到所述准分子放大器的定时，使所述准分子放大器放电，
所述同步系统在输入所述发光触发信号后，与向所述第1半导体光放大器输入电流触发信号的定时同步地控制所述光闸的开闭定时和所述准分子放大器的放电定时。
14.根据权利要求13所述的激光系统，其中，
所述同步系统中使用的基准时钟信号的频率为所述发光触发信号的最大频率以上。
15.根据权利要求13所述的激光系统，其中，
所述同步系统中使用的基准时钟信号的频率为所述发光触发信号的最大频率的10倍以上。
16.根据权利要求13所述的激光系统，其中，
所述同步系统中使用的基准时钟信号的频率为所述发光触发信号的最大频率的100倍以上。
17.根据权利要求1所述的激光系统，其中，
所述激光系统还具有：
第2半导体激光器系统，其包含以单纵模进行振荡的第2半导体激光器、对流过所述第2半导体激光器的电流进行控制以使从所述第2半导体激光器输出的第2激光产生啁啾的第2电流控制器、以及对所述第2激光进行脉冲放大的第2半导体光放大器；
第2放大器，其对从所述第2半导体激光器系统输出的第4脉冲激光进行放大；以及
固体放大器，其对由所述第2放大器放大的第5脉冲激光进行放大，
由所述固体放大器放大的第6脉冲激光入射到所述波长转换系统。
18.根据权利要求17所述的激光系统，其中，
所述波长转换系统包含非线性晶体，根据所述第2脉冲激光和第6脉冲激光生成所述第3脉冲激光。
19.根据权利要求1所述的激光系统，其中，
所述第1半导体激光器系统还包含被配置于所述第1半导体激光器与所述第1半导体光放大器之间的光路上的第3半导体光放大器，
所述控制部对流过所述第3半导体光放大器的电流进行控制，以使入射到所述第1半导体光放大器的激光的谱形状成为关于中心波长对称的谱形状。
20.一种电子器件的制造方法，其中，
通过激光系统生成准分子激光，
将所述准分子激光输出到曝光装置，
在所述曝光装置内在感光基板上曝光所述准分子激光，以制造电子器件，
所述激光系统具有：
第1半导体激光器系统，其包含以单纵模进行振荡的第1半导体激光器、对流过所述第1半导体激光器的电流进行控制以使从所述第1半导体激光器输出的第1激光产生啁啾的第1电流控制器、以及对所述第1激光进行脉冲放大的第1半导体光放大器；
第1放大器，其对由所述第1半导体光放大器放大且从所述第1半导体激光器系统输出的第1脉冲激光进行放大；
波长转换系统，其将由所述第1放大器放大的第2脉冲激光波长转换为紫外线的第3脉冲激光；
准分子放大器，其对所述第3脉冲激光进行放大；以及
控制部，其对从所述第1半导体激光器系统输出的所述第1脉冲激光的啁啾量进行控制，以得到从外部装置指示的目标谱线宽度的所述准分子激光。
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