JP2001085307A - Light source system and aligner - Google Patents

Light source system and aligner

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JP2001085307A
JP2001085307A JP25808999A JP25808999A JP2001085307A JP 2001085307 A JP2001085307 A JP 2001085307A JP 25808999 A JP25808999 A JP 25808999A JP 25808999 A JP25808999 A JP 25808999A JP 2001085307 A JP2001085307 A JP 2001085307A
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to generate prescribed light having a simple constitution, while controlling the polarization state. SOLUTION: After a polarizationes-adjusting device 16D aligned the polarization state of several luminous fluxes emitted from several optical fibers, a polarization direction converting device 162 converts all the luminous fluxes through the several optical fibers into several linearly polarized luminous fluxes having the same polarization direction. In this case, the linearly polarized light is set to the polarization direction, in such a way that the wavelength conversion of a first-stage nonlinear optical crystal in the post-stage wavelength converting device 163 can be performed efficiently. By conducting wavelength conversion through inputting of the several straight polarized light flux in the same polarization direction in the wavelength converting device 163, a light of prescribed wavelength is obtained efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源装置及び露光
装置に係り、より詳しくは複数の光束の偏光を制御しつ
つ所望の波長の光を射出する光源装置、及び該光源装置
を備えた露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device and an exposure device, and more particularly, to a light source device which emits light of a desired wavelength while controlling the polarization of a plurality of light beams, and an exposure device having the light source device. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子(集積回路)、液
晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、
種々の露光装置が用いられている。近年では、この種の
露光装置としては、フォトマスク又はレチクル上に形成
された微細回路パターンを、表面にフォトレジストが塗
布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に投影光
学系を介して縮小投影し、転写する、いわゆるステッパ
あるいはいわゆるスキャニング・ステッパ等の縮小投影
露光装置が、高いスループットを有する点から主流とな
っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor device (integrated circuit), a liquid crystal display device and the like,
Various exposure apparatuses are used. In recent years, as this type of exposure apparatus, a fine circuit pattern formed on a photomask or a reticle is reduced and projected via a projection optical system onto a substrate such as a wafer or a glass plate having a surface coated with a photoresist. A reduction projection exposure apparatus such as a so-called stepper or a so-called scanning stepper for transferring and transferring data has become mainstream because of its high throughput.

【0003】しかるに、投影露光装置等の露光装置で
は、高スループットとともに高い解像力(解像度)が要
請される。投影露光装置の解像力R、焦点深度DOF
は、露光用照明光の波長λ、投影光学系の開口数N.
A.を用いて、 R=K・λ/N.A. ……(1) DOF=λ/2(N.A.)2 ……(2) によってそれぞれ表される。
However, an exposure apparatus such as a projection exposure apparatus is required to have high throughput and high resolution. Resolution R of projection exposure apparatus, DOF
Is the wavelength λ of the exposure illumination light, the numerical aperture N. of the projection optical system.
A. R = K · λ / N. A. (1) DOF = λ / 2 (NA) 2 (2)

【0004】上記の式(1)から明らかなように、解像
力R、すなわち解像できる最小パターン線幅をより小さ
くするために、比例定数Kを小さくする、N.A.
を大きくする、露光用照明光の波長λを小さくする、
の3つの方法が考えられる。ここで、比例定数Kは投影
光学系やプロセスによって決まる定数であり、通常0.
5〜0.8程度の値をとる。この定数Kを小さくする方
法は、広い意味での超解像と呼ばれている。今までに、
投影光学系の改良、変形照明、位相シフトレチクルなど
が提案、研究されてきた。しかし、適用できるパターン
に制限があるなどの難点があった。
As is apparent from the above equation (1), in order to further reduce the resolution R, that is, the minimum pattern line width that can be resolved, the proportional constant K is reduced. A.
, The wavelength λ of the exposure illumination light is reduced,
The following three methods can be considered. Here, the proportionality constant K is a constant determined by the projection optical system and the process, and is usually 0.1.
It takes a value of about 5 to 0.8. The method of reducing the constant K is called super-resolution in a broad sense. Until now,
Improvements in projection optics, modified illumination, phase shift reticles, etc. have been proposed and studied. However, there are drawbacks such as limitations on applicable patterns.

【0005】一方、開口数N.A.は式(1)からその
値が大きいほど解像力Rを小さくできるが、このことは
同時に式(2)から明らかなように焦点深度DOFが浅
くなってしまうことを意味する。このため、N.A.値
は大きくするにも限界があり、通常は0.5程度が適当
とされている。
On the other hand, the numerical aperture N. A. From equation (1), the larger the value, the smaller the resolution R can be made. This means that the depth of focus DOF becomes shallower as is clear from equation (2). For this reason, N.I. A. There is a limit in increasing the value, and usually about 0.5 is appropriate.

【0006】従って、解像力Rを小さくする最も単純か
つ有効な方法は、露光用照明光の波長λを小さくするこ
とである。
Accordingly, the simplest and most effective method for reducing the resolution R is to reduce the wavelength λ of the illumination light for exposure.

【0007】かかる理由により、ステッパ等としては紫
外域の輝線(g線、i線等)を出力する超高圧水銀ラン
プを露光用光源とするg線ステッパ、i線ステッパが従
来主として用いられていたが、近年ではより短波長のK
rFエキシマレーザ光(波長248nm)を出力するK
rFエキシマレーザを光源とするKrFエキシマレーザ
・ステッパが主流となりつつある。現在ではさらに短波
長の光源としてArFエキシマレーザ(波長193n
m)を使用する露光装置の開発が進められている。しか
しながら、上述したエキシマレーザは大型であること、
1パルスあたりのエネルギが大きいことにより光学部品
の損傷が生じやすいこと、有毒なフッ素ガスを使用する
ためレーザのメンテナンスが煩雑でかつ費用が高額とな
るなどの、露光装置の光源として不利な点が存在する。
[0007] For this reason, as a stepper, a g-line stepper and an i-line stepper using an ultra-high pressure mercury lamp for outputting an ultraviolet bright line (g-line, i-line, etc.) as a light source for exposure have been mainly used. However, in recent years, shorter wavelength K
K that outputs rF excimer laser light (wavelength 248 nm)
KrF excimer laser steppers using an rF excimer laser as a light source are becoming mainstream. At present, an ArF excimer laser (wavelength 193n) is used as a light source of a shorter wavelength.
Exposure apparatuses using m) are being developed. However, the above-mentioned excimer laser is large,
Disadvantages as a light source for an exposure apparatus include the fact that optical components are easily damaged due to the large energy per pulse, and the use of toxic fluorine gas makes laser maintenance complicated and expensive. Exists.

【0008】そこで、非線形光学結晶の非線形光学効果
を利用して、長波長の光(赤外光、可視光)をより短波
長の紫外光に変換し、こうして得られた紫外光を露光光
として使用する方法が注目されている。こうした方法を
採用した露光用光源としては、例えば特開平8−334
803号公報に開示されているような、半導体レーザを
備えたレーザ光発生部からの光を、波長変換部に設けた
非線形光学結晶により波長変換し、紫外光を発生させる
1つのレーザ要素を、複数本マトリックス状(例えば1
0×10)に束ねて一つの紫外光源とするアレイレーザ
の例が開示されている。
Therefore, utilizing the nonlinear optical effect of the nonlinear optical crystal, long-wavelength light (infrared light, visible light) is converted into shorter-wavelength ultraviolet light, and the ultraviolet light thus obtained is used as exposure light. The methods used are of interest. An exposure light source employing such a method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-334.
No. 803, one laser element that converts light from a laser light generator provided with a semiconductor laser into a wavelength by a nonlinear optical crystal provided in a wavelength converter and generates ultraviolet light. Multiple matrix (for example, 1
An example of an array laser which is bundled into 0 × 10) and used as one ultraviolet light source is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のような、アレイ
レーザでは、個々に独立なレーザ要素を複数本束ねるこ
とによって、個々のレーザ要素の光出力を低く押さえつ
つ、装置全体の光出力を高出力とすることができる。し
かし、個々のレーザ要素が独立していることから、各レ
ーザ要素の発振スペクトルを一致させるためには、微妙
な調整を必要とし、かつ非常に複雑な構成を採用するこ
とが必要であった。
In an array laser as described above, by bundling a plurality of independent laser elements, the optical output of the entire apparatus is increased while the optical output of each laser element is kept low. Can be output. However, since the individual laser elements are independent, it is necessary to make fine adjustments and to adopt a very complicated configuration in order to match the oscillation spectra of the laser elements.

【0010】そこで、レーザ発振源を1つとし、このレ
ーザ発振源から射出されたレーザ光を分岐するととも
に、各分岐光を増幅した後、共通の非線形光学結晶で波
長変換する方法が考えられる。この方法を採用する場
合、レーザ光の引き回しには光ファイバを使用すること
が便宜であり、非線型光学結晶へは束ねられた複数の光
ファイバから射出された複数の光束を入射させる構成
が、構造の簡単さ、出力ビーム径小型化、メインテナン
ス性の観点から最適である。
In view of this, a method is considered in which a single laser oscillation source is used, the laser light emitted from this laser oscillation source is branched, and each branched light is amplified and then wavelength-converted by a common nonlinear optical crystal. When employing this method, it is convenient to use an optical fiber for routing the laser light, and a configuration in which a plurality of light beams emitted from a plurality of bundled optical fibers are incident on the nonlinear optical crystal, It is optimal from the viewpoint of simplicity of the structure, miniaturization of the output beam diameter, and maintainability.

【0011】また、非線形光学結晶を使用して、非線形
光学効果により2倍高調波等を効率良く発生させるため
には、非線型光学結晶の結晶方向に応じた特定の方向の
直線偏光を非線型光学結晶に入射させることが必要であ
る。しかし、複数の光ファイバから射出される直線偏光
の方向を揃えることは、一般に困難である。これは、例
え偏波面保持ファイバを使用し、直線偏光を導波した場
合であっても光ファイバはほぼ円形の断面形状を有して
いるので、光ファイバの外形形状からは、直線偏光の方
向を特定することができないからである。
In order to efficiently generate the second harmonic and the like by the nonlinear optical effect using the nonlinear optical crystal, it is necessary to convert the linearly polarized light in a specific direction corresponding to the crystal direction of the nonlinear optical crystal to the nonlinear optical crystal. It is necessary to make the light incident on the optical crystal. However, it is generally difficult to align the directions of linearly polarized light emitted from a plurality of optical fibers. This is because even if a polarization maintaining fiber is used and linearly polarized light is guided, the optical fiber has a substantially circular cross-sectional shape. Because it is not possible to specify

【0012】本発明は、上記の事情のもとでなされたも
のであり、その第1の目的は、簡単な構成で偏光状態を
制御しつつ所定の光を発生することができる光源装置を
提供することにある。
The present invention has been made under the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a light source device capable of generating predetermined light while controlling the polarization state with a simple configuration. Is to do.

【0013】また、本発明の第2の目的は、効率的に所
定のパターンを基板に転写することができる露光装置を
提供することにある。
It is a second object of the present invention to provide an exposure apparatus capable of efficiently transferring a predetermined pattern onto a substrate.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、複
数の光ファイバと;前記複数の光ファイバを介した同一
波長の複数の光束の偏光状態を揃える偏光調整装置(1
6D)と;前記複数の光ファイバを介した全ての光束を
同一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束に変換する
偏光方向変換装置(162)とを備える光源装置であ
る。
According to the present invention, there is provided a light source device comprising: a plurality of optical fibers; and a polarization adjusting device (1) for aligning the polarization states of a plurality of light beams having the same wavelength through the plurality of optical fibers.
6D); and a polarization direction conversion device (162) for converting all light beams passing through the plurality of optical fibers into a plurality of linearly polarized light beams having the same polarization direction.

【0015】これによれば、偏光調整装置が複数の光フ
ァイバから射出される複数の光束の偏光状態を揃えた
後、偏光方向変換装置が、複数の光ファイバを介した全
ての光束を同一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束
に変換するので、簡易な構成で、同一の偏光方向を有す
る複数の直線偏光光束を得ることができる。
According to this, after the polarization adjusting device aligns the polarization states of the plurality of light beams emitted from the plurality of optical fibers, the polarization direction conversion device converts all the light beams passing through the plurality of optical fibers into the same light beam. Since the light is converted into a plurality of linearly polarized light beams having a polarization direction, a plurality of linearly polarized light beams having the same polarization direction can be obtained with a simple configuration.

【0016】本発明の光源装置では、前記偏光調整装置
が、前記各光ファイバを介した複数の光束それぞれの偏
光状態をほぼ円偏光とする場合には、前記偏光方向変換
装置が1/4波長板(162)を有する構成とすること
ができる。かかる場合には、偏光調整装置によって各光
ファイバを介した複数の光束それぞれがほぼ円偏光とな
っているので、複数の光束の全てを、偏光方向変換装置
が有する1/4波長板を介させることにより、同一の偏
光方向を有する複数の直線偏光光束に変換することがで
きる。したがって、偏光方向変換装置を、1枚の1/4
波長板という非常に簡単な構成としつつ、複数の光束
を、同一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束に変換
することができる。なお、直線偏光の偏光方向は、1/
4波長板を形成する結晶材料等の光学軸の方向によって
決定される。このため、1/4波長板を形成する結晶材
料等の光学軸の方向を調整することにより、任意の同一
直線偏光方向を有する複数の光束を得ることができる。
In the light source device according to the present invention, when the polarization adjusting device sets each of the plurality of light beams passing through each of the optical fibers to be substantially circularly polarized, the polarization direction conversion device may be configured as a 1 / wavelength light. It can be configured to have a plate (162). In such a case, since each of the plurality of light beams passing through each optical fiber is substantially circularly polarized by the polarization adjusting device, all of the plurality of light beams are passed through the 波長 wavelength plate included in the polarization direction conversion device. Thereby, it can be converted into a plurality of linearly polarized light beams having the same polarization direction. Therefore, the polarization direction changing device is required to
It is possible to convert a plurality of light beams into a plurality of linearly polarized light beams having the same polarization direction while having a very simple configuration of a wave plate. The polarization direction of the linearly polarized light is 1 /
It is determined by the direction of the optical axis of the crystal material or the like forming the four-wave plate. Therefore, by adjusting the direction of the optical axis of the crystal material or the like forming the quarter-wave plate, it is possible to obtain a plurality of luminous fluxes having arbitrary identical linear polarization directions.

【0017】ここで、前記光ファイバがほぼ円筒対称の
構造を有する場合には、前記偏光調整装置が、前記各光
ファイバに入射する複数の光束それぞれの偏光状態をほ
ぼ円偏光とする構成とすることができる。これは、円筒
対称の構造を有する光ファイバに円偏光を入射した場合
には、その光ファイバからは円偏光が射出されるからで
ある。なお、光ファイバを完全に円筒対称の構造とする
ことは不可能なので、光ファイバの長さは短い方が好ま
しい。
Here, when the optical fiber has a substantially cylindrically symmetric structure, the polarization adjusting device is configured so that the polarization state of each of the plurality of light beams incident on each of the optical fibers is substantially circularly polarized. be able to. This is because, when circularly polarized light is incident on an optical fiber having a cylindrically symmetric structure, circularly polarized light is emitted from the optical fiber. Since it is impossible to make the optical fiber completely cylindrically symmetric, it is preferable that the length of the optical fiber is short.

【0018】また、本発明の光源装置では、前記偏光調
整装置が前記各光ファイバを介した複数の光束それぞれ
が全てほぼ同一の偏光状態で、任意の偏光状態とする場
合には、前記偏光方向変換装置が、偏波面を回転する1
/2波長板と、前記1/2波長板と光学的に直列接続さ
れた1/4波長板とを有する構成とすることができる。
ここで、1/2波長板と1/4波長板との直列接続にあ
たっては、どちらを光路における上流側に配置してもよ
い。例えば、1/2波長板を上流側に配置した場合に
は、共通の1/2波長板を介することにより、各光ファ
イバを介した複数の光束の偏波面が同様に回転された
後、更に共通の1/4波長板を介することにより、全て
の光束が同一偏光方向を有する直線偏光となる。また、
1/4波長板を上流側に配置した場合にも、1/2波長
板を上流側に配置した場合と同様に、全ての光束を、同
一偏光方向を有する直線偏光とすることができる。した
がって、偏光方向変換装置を、1枚の1/2波長板と1
枚の1/4波長板という簡易な構成とすることができ
る。この場合には、1/2波長板及び1/4波長板を形
成する結晶材料等の光学軸の方向を調整することによ
り、任意の同一直線偏光方向を有する複数の光束を得る
ことができる。
Further, in the light source device according to the present invention, when the plurality of light beams passing through the respective optical fibers are all in substantially the same polarization state and are in arbitrary polarization states, the polarization adjusting device may be configured such that: The converter rotates the plane of polarization 1
It can be configured to have a half-wave plate and a quarter-wave plate optically connected in series with the half-wave plate.
Here, when connecting the half-wave plate and the quarter-wave plate in series, either of them may be arranged on the upstream side in the optical path. For example, when a half-wave plate is arranged on the upstream side, the polarization planes of a plurality of light beams passing through the respective optical fibers are similarly rotated by passing through a common half-wave plate, and then further rotated. By passing through a common quarter-wave plate, all light beams become linearly polarized light having the same polarization direction. Also,
When the 波長 wavelength plate is arranged on the upstream side, all light beams can be linearly polarized light having the same polarization direction, similarly to the case where the 波長 wavelength plate is arranged on the upstream side. Therefore, the polarization direction changing device is composed of one half-wave plate and one half-wave plate.
A simple configuration of one quarter wavelength plate can be provided. In this case, by adjusting the direction of the optical axis of the crystal material or the like forming the half-wave plate and the quarter-wave plate, it is possible to obtain a plurality of luminous fluxes having any given linear polarization direction.

【0019】また、本発明の光源装置では、前記複数の
光ファイバそれぞれが、前記複数の光ファイバに入射す
る複数の光束それぞれを増幅対象光とする光ファイバ増
幅器(171)を構成する、前記増幅対象光が導波され
る光ファイバである構成とすることができる。かかる場
合には、各光ファイバが入射した光がそれぞれ増幅され
て各光ファイバから射出されるので、偏光方向変化装置
からの射出光として、それぞれが高強度であり、かつ同
一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束を得ることが
できる。この結果、光源装置としての射出光光量の増大
を図ることができる。
Further, in the light source device according to the present invention, each of the plurality of optical fibers constitutes an optical fiber amplifier (171) in which each of a plurality of light beams incident on the plurality of optical fibers is light to be amplified. It may be configured to be an optical fiber through which the target light is guided. In such a case, since the light incident on each optical fiber is amplified and emitted from each optical fiber, each of them has high intensity and has the same polarization direction as the light emitted from the polarization direction changing device. A plurality of linearly polarized light beams can be obtained. As a result, it is possible to increase the amount of emitted light as the light source device.

【0020】また、本発明の光源装置では、前記複数の
光ファイバに入射する前記複数の光束それぞれをパルス
光列とすることができる。かかる場合には、各パルス光
列における光パルスの繰り返し周期やパルス高を調整す
ることにより、光源装置としての射出光の光量を精度良
く制御することができる。
Further, in the light source device of the present invention, each of the plurality of light beams incident on the plurality of optical fibers can be a pulsed light train. In such a case, by adjusting the repetition period and pulse height of the light pulse in each pulse light train, the light amount of the emitted light as the light source device can be accurately controlled.

【0021】また、本発明の光源装置では、前記複数の
光ファイバに入射する前記複数の光束それぞれが、前記
複数の光ファイバへ入射する前に、1段以上の光ファイ
バ増幅器(167)によって増幅された光束である構成
とすることができる。かかる場合には、1段以上の光フ
ァイバ増幅器による1段又は多段の光増幅作用により、
光源装置としての射出光光量の増大を図ることができ
る。
In the light source device of the present invention, each of the plurality of light beams incident on the plurality of optical fibers is amplified by one or more stages of optical fiber amplifiers (167) before being incident on the plurality of optical fibers. It is possible to adopt a configuration in which the luminous flux is applied. In such a case, by one or more stages of optical amplification by one or more stages of optical fiber amplifiers,
It is possible to increase the amount of emitted light as a light source device.

【0022】また、本発明の光源装置では、偏光調整装
置が、偏光方向変換装置の直前に配置された前記複数の
光ファイバそれぞれに印加する機械的なストレス等を調
整して、偏光方向変換装置に入射する複数の光束の偏光
状態を調整することも可能であるが、前記偏光調整装置
が、前記複数の光ファイバよりも上流側に配置された光
学部品の光特性を制御して偏光調整を行う構成とするこ
とができる。かかる場合には、偏光方向変換装置の直前
に配置された複数の光ファイバが、光増幅部を有する、
増幅対象光が導波される光ファイバであり、ストレスの
印加等による偏光調整になじまない場合であっても、よ
り上流側に配置された偏光調整がよりしやすい光学部品
の光特性を制御することにより、偏光方向変換装置に入
射する複数の光束の偏光状態を揃えることができる。
Further, in the light source device according to the present invention, the polarization adjusting device adjusts a mechanical stress or the like applied to each of the plurality of optical fibers disposed immediately before the polarization direction converting device, to thereby adjust the polarization direction changing device. Although it is also possible to adjust the polarization state of a plurality of light fluxes incident on the, the polarization adjusting device controls the optical characteristics of the optical components disposed upstream from the plurality of optical fibers to adjust the polarization. The configuration can be performed. In such a case, the plurality of optical fibers disposed immediately before the polarization direction conversion device have an optical amplifier,
Controls the optical characteristics of the optical component that is located on the more upstream side and is easier to adjust the polarization, even if the optical fiber through which the amplification target light is guided is not suitable for adjusting the polarization by applying stress. Thereby, the polarization states of a plurality of light beams incident on the polarization direction conversion device can be made uniform.

【0023】また、本発明の光源装置では、前記複数の
光ファイバが、互いにほぼ並行して束ねられている構成
とすることができる。かかる場合には、複数の光ファイ
バが占有する区間を小さくするとともに、偏光方向変換
装置の受光面積を小さくできるので、光源装置の小型化
を図ることができる。
In the light source device according to the present invention, the plurality of optical fibers may be bundled substantially in parallel with each other. In such a case, the section occupied by the plurality of optical fibers can be reduced, and the light receiving area of the polarization direction conversion device can be reduced, so that the size of the light source device can be reduced.

【0024】また、本発明の光源装置では、前記偏光方
向変換装置から射出された光束を、少なくとも1つの非
線形光学結晶を介させることにより、波長変換を行う波
長変換装置(163)を更に備える構成とすることがで
きる。かかる場合には、偏光方向変換装置から射出され
る光束の偏光方向を非線型光学結晶による波長変換(倍
高調波発生、和周波発生)が効率的に行われる入射光の
偏光方向に設定することにより、効率的に波長変換され
た光を発生して射出することができる。
Further, the light source device of the present invention further comprises a wavelength conversion device (163) for performing wavelength conversion by passing a light beam emitted from the polarization direction conversion device through at least one nonlinear optical crystal. It can be. In such a case, the polarization direction of the light beam emitted from the polarization direction conversion device should be set to the polarization direction of the incident light at which the wavelength conversion (generation of the second harmonic and generation of the sum frequency) is efficiently performed by the nonlinear optical crystal. As a result, the wavelength-converted light can be efficiently generated and emitted.

【0025】ここで、前記複数の光ファイバから射出さ
れる光は赤外域及び可視域のいずれかの波長を有し、前
記波長変換装置から射出される光は紫外域の波長を有す
ることとすることができる。かかる場合には、微細パタ
ーンの転写に適した紫外光を効率的に発生することがで
きる。
Here, the light emitted from the plurality of optical fibers has a wavelength in one of an infrared region and a visible region, and the light emitted from the wavelength converter has a wavelength in an ultraviolet region. be able to. In such a case, ultraviolet light suitable for transferring a fine pattern can be efficiently generated.

【0026】この場合には、前記複数の光ファイバから
射出される光は1547nm付近の波長を有し、前記波
長変換装置から射出される光は193.4nm付近の波
長を有することとすることができる。かかる場合には、
ArFエキシマレーザ光源を使用した場合に得られる波
長の光を効率的に得ることができる。
In this case, the light emitted from the plurality of optical fibers has a wavelength near 1547 nm, and the light emitted from the wavelength converter has a wavelength near 193.4 nm. it can. In such cases,
It is possible to efficiently obtain light having a wavelength obtained when an ArF excimer laser light source is used.

【0027】本発明の露光装置は、露光用ビームを基板
(W)に照射することにより、所定のパターンを基板に
転写する露光装置において、前記露光用ビームの発生装
置として、波長変換装置が紫外光を発生する本発明の光
源装置(16)を備えることを特徴とする露光装置であ
る。
The exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus for transferring a predetermined pattern onto a substrate by irradiating the substrate (W) with an exposure beam. An exposure apparatus comprising the light source device (16) of the present invention for generating light.

【0028】これによれば、露光用ビームの発生装置と
して、微細パターンの転写に適した紫外光を効率的に発
生する光源装置を使用するので、効率的に所定のパター
ンを基板に転写することができる。
According to this, since a light source device for efficiently generating ultraviolet light suitable for transferring a fine pattern is used as a device for generating an exposure beam, a predetermined pattern can be efficiently transferred to a substrate. Can be.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
〜図6に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0030】図1には、本発明に係る光源装置を含んで
構成された一実施形態に係る露光装置10の概略構成が
示されている。この露光装置10は、ステップ・アンド
・スキャン方式の走査型露光装置である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 according to one embodiment including a light source device according to the present invention. The exposure apparatus 10 is a step-and-scan type scanning exposure apparatus.

【0031】この露光装置10は、光源装置16及び照
明光学系12から成る照明系、この照明系からの露光用
照明光(以下、「露光光」という)ILにより照明され
るマスクとしてのレチクルRを保持するレチクルステー
ジRST、レチクルRから射出された露光光ILを基板
としてのウエハW上に投射する投影光学系PL、ウエハ
Wを保持する基板ステージとしてのZチルトステージ5
8が搭載されたXYステージ14、及びこれらの制御系
等を備えている。
The exposure apparatus 10 includes an illumination system including a light source device 16 and an illumination optical system 12, and a reticle R as a mask illuminated by exposure illumination light (hereinafter, referred to as "exposure light") IL from the illumination system. Stage RST for holding wafer W, projection optical system PL for projecting exposure light IL emitted from reticle R onto wafer W as a substrate, and Z tilt stage 5 as a substrate stage for holding wafer W
8 is provided with an XY stage 14 on which is mounted, and a control system for these.

【0032】前記光源装置16は、例えば、波長193
nm(ArFエキシマレーザ光とほぼ同一波長)の紫外
パルス光、あるいは波長157nm(F2レーザ光とほ
ぼ同一波長)の紫外パルス光を出力する高調波発生装置
である。この光源装置16は、前記照明光学系12、レ
チクルステージRST、投影光学系PL、Zチルトステ
ージ58、XYステージ14及びこれら各部が搭載され
た不図示の本体コラム等から成る露光装置本体ととも
に、温度、圧力、湿度等が高精度に調整されたエンバイ
ロンメンタル・チャンバ(以下、「チャンバ」という)
11内に収納されている。
The light source device 16 has a wavelength of 193, for example.
nm is (almost the same wavelength as the F 2 laser beam) harmonic generator for outputting ultraviolet pulse light of ultraviolet pulse light, or wavelength 157nm of (almost the same wavelength as ArF excimer laser light). The light source device 16 includes an illumination optical system 12, a reticle stage RST, a projection optical system PL, a Z tilt stage 58, an XY stage 14, and an exposure apparatus main body including a main body column (not shown) on which these components are mounted. Environment chamber (hereinafter referred to as "chamber") whose pressure, humidity, etc. are adjusted with high precision
11.

【0033】図2には、光源装置16の内部構成が装置
全体を統括制御する主制御装置50とともにブロック図
にて示されている。この図2に示されるように、光源装
置16は、光源部16A、レーザ制御装置16B、光量
制御装置16C、及び偏光調整装置16D等を含んで構
成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the light source device 16 together with a main control device 50 that controls the entire device. As shown in FIG. 2, the light source device 16 includes a light source unit 16A, a laser control device 16B, a light amount control device 16C, a polarization adjustment device 16D, and the like.

【0034】前記光源部16Aは、光発生部としてのパ
ルス光発生部160、光増幅部161、偏光方向変化装
置としての1/4波長板162、波長変換部163、ビ
ームモニタ機構164及び吸収セル165等を含んで構
成されている。
The light source section 16A includes a pulse light generation section 160 as a light generation section, a light amplification section 161, a quarter wavelength plate 162 as a polarization direction changing device, a wavelength conversion section 163, a beam monitor mechanism 164, and an absorption cell. 165 and the like.

【0035】前記パルス光発生部160は、レーザ光源
160A、光カップラBS1、BS2、光アイソレータ
160B及び光変調器としての電気光学変調器(以下、
「EOM」という)160C等を有する。なお、レーザ
光源160Aから波長変換部163までの間の各要素間
は、光ファイバによって光学的に接続されている。
The pulse light generator 160 includes a laser light source 160A, optical couplers BS1, BS2, an optical isolator 160B, and an electro-optical modulator (hereinafter, referred to as an optical modulator).
160E). The elements between the laser light source 160A and the wavelength converter 163 are optically connected by an optical fiber.

【0036】前記レーザ光源160Aとしては、ここで
は、単一波長発振レーザ、例えば、発振波長1.544
μm、連続波出力(以下「CW出力」という)20mW
のInGaAsP,DFB半導体レーザが用いられてい
る。以下においては、レーザ光源160Aを適宜「DF
B半導体レーザ160A」とも呼ぶものとする。
As the laser light source 160A, here, a single wavelength oscillation laser, for example, an oscillation wavelength of 1.544
μm, continuous wave output (hereinafter referred to as “CW output”) 20 mW
InGaAsP and DFB semiconductor lasers are used. In the following, the laser light source 160A is appropriately referred to as “DF
B semiconductor laser 160A ".

【0037】ここで、DFB半導体レーザとは、縦モー
ド選択性の低いファブリーペロー型共振器の代わりに、
回折格子を半導体レーザ内に作り上げたもので、どのよ
うな状況下であっても単一縦モード発振をするように構
成されており、分布帰還型(Distributed Feedback:D
FB)レーザと呼ばれるものである。この様なレーザで
は基本的に単一縦モード発振をすることから、その発振
スペクトル線幅は0.01pm以下に抑えられる。
Here, the DFB semiconductor laser is replaced with a Fabry-Perot resonator having low longitudinal mode selectivity,
A diffraction grating is built in a semiconductor laser, and is configured to oscillate in a single longitudinal mode under any circumstances. A distributed feedback (D)
FB) This is called a laser. Since such a laser basically oscillates in a single longitudinal mode, its oscillation spectrum line width can be suppressed to 0.01 pm or less.

【0038】また、DFB半導体レーザは、通常、ヒー
トシンクの上に設けられ、これらが筐体内に収納されて
いる。本実施形態では、DFB半導体レーザ160Aに
付設されるヒートシンク上に温度調整器(例えばペルチ
ェ素子など)が設けられており、後述するように、レー
ザ制御装置16Bがその温度を制御することにより発振
波長が制御(調整)可能な構成となっている。
The DFB semiconductor laser is usually provided on a heat sink, and these are housed in a housing. In the present embodiment, a temperature controller (for example, a Peltier element) is provided on a heat sink attached to the DFB semiconductor laser 160A, and the oscillation wavelength is controlled by the laser controller 16B controlling the temperature as described later. Are controllable (adjustable).

【0039】すなわち、DFB半導体レーザの発振波長
は0.1nm/℃程度の温度依存性を持つ。従って、例
えば、DFB半導体レーザの温度を1℃変化させると、
基本波(1544nm)ではその波長が0.1nm変化
するので、8倍波(193nm)ではその波長が0.0
125nm変化し、10倍波(157nm)ではその波
長が0.01nm変化することになる。
That is, the oscillation wavelength of the DFB semiconductor laser has a temperature dependency of about 0.1 nm / ° C. Therefore, for example, when the temperature of the DFB semiconductor laser is changed by 1 ° C.,
Since the wavelength of the fundamental wave (1544 nm) changes by 0.1 nm, the wavelength of the eighth harmonic (193 nm) changes by 0.0 nm.
The wavelength changes by 125 nm, and the wavelength changes by 0.01 nm at the tenth harmonic (157 nm).

【0040】なお、露光装置では露光用照明光(パルス
光)の波長をその中心波長に対して±20pm程度変化
させることができれば十分である。従って、DFB半導
体レーザ11の温度を8倍波では±1.6℃程度、10
倍波では±2℃程度変化させれば良い。
In the exposure apparatus, it is sufficient if the wavelength of the exposure illumination light (pulse light) can be changed by about ± 20 pm with respect to the center wavelength. Therefore, the temperature of the DFB semiconductor laser 11 is set to about ± 1.6 °
In the case of the harmonic wave, it may be changed by about ± 2 ° C.

【0041】なお、レーザ光源160Aとして、DFB
半導体レーザ等の半導体レーザに限らず、例えば発振波
長が990nm付近のイットリビウム(Yb)・ドープ・
ファイバーレーザなどを用いることもできる。
The laser light source 160A is a DFB
Not limited to semiconductor lasers such as semiconductor lasers, for example, ytterbium (Yb) -doped
A fiber laser or the like can also be used.

【0042】前記光カップラBS1、BS2としては、
透過率が97%程度のものが用いられている。このた
め、DFB半導体レーザ160Aからのレーザ光は、光
カップラBS1によって2つに分岐され、その97%程
度が次段の光カップラBS2に向かって進み、残り3%
程度がビームモニタ機構164に入射する。また、光カ
ップラBS2に入射したレーザ光は光カップラBS2に
よって分岐され、その97%程度が次段の光アイソレー
タ160Bに向かって進み、残り3%程度が吸収セル1
65に入射するようになっている。
As the optical couplers BS1 and BS2,
Those having a transmittance of about 97% are used. Therefore, the laser beam from the DFB semiconductor laser 160A is split into two by the optical coupler BS1, about 97% of which travels toward the next-stage optical coupler BS2, and the remaining 3%
The degree is incident on the beam monitor mechanism 164. The laser light incident on the optical coupler BS2 is branched by the optical coupler BS2, and about 97% of the laser light travels toward the next-stage optical isolator 160B, and the remaining about 3% is absorbed by the absorption cell 1B.
65.

【0043】なお、ビームモニタ機構164、吸収セル
165等については、後に更に詳述する。
The beam monitor mechanism 164, absorption cell 165, etc. will be described later in further detail.

【0044】前記光アイソレータ160Bは、光カップ
ラBS2からEOM160Cに向かう方向の光のみを通
過させ、反対向きの光の通過を阻止するためのデバイス
である。この光アイソレータ160Bにより、反射光
(戻り光)に起因するDFB半導体レーザ160Aの発
振モードの変化や雑音の発生等が防止される。
The optical isolator 160B is a device for passing only light in the direction from the optical coupler BS2 to the EOM 160C, and for blocking the light in the opposite direction. The optical isolator 160B prevents a change in the oscillation mode of the DFB semiconductor laser 160A and the generation of noise due to the reflected light (return light).

【0045】前記EOM160Cは、光アイソレータ1
60Bを通過したレーザ光(CW光(連続光))をパル
ス光に変換するためのものである。EOM160Cとし
ては、屈折率の時間変化に伴うチャープによる半導体レ
ーザ出力の波長広がりが小さくなるように、チャープ補
正を行った電極構造を持つ電気光学変調器(例えば二電
極型変調器)が用いられている。EOM160Cは、光
量制御装置16Cから印加される電圧パルスに同期して
変調されたパルス光を出力する。一例として、EOM1
60CによりDFB半導体レーザ160Aで発振された
レーザ光がパルス幅1ns、繰り返し周波数100kH
z(パルス周期約10μs)のパルス光に変調されるも
のとすると、この光変調の結果、EOM160Cから出
力されるパルス光のピーク出力は20mW、平均出力は
2μWとなる。なお、ここでは、EOM160Cの挿入
による損失がないものとしたが、その挿入損失がある、
例えば損失が−3dBである場合、パルス光のピーク出
力は10mW、平均出力は1μWとなる。
The EOM 160C is an optical isolator 1
This is for converting laser light (CW light (continuous light)) that has passed through 60B into pulsed light. As the EOM 160C, an electro-optic modulator (for example, a two-electrode type modulator) having an electrode structure in which chirp correction is performed so that the wavelength spread of the semiconductor laser output due to the chirp due to the time change of the refractive index is reduced. I have. The EOM 160C outputs pulse light modulated in synchronization with a voltage pulse applied from the light amount control device 16C. As an example, EOM1
The laser light oscillated by the DFB semiconductor laser 160A at 60C has a pulse width of 1 ns and a repetition frequency of 100 kHz.
Assuming that the pulse light is modulated into a pulse light of z (pulse period of about 10 μs), as a result of this light modulation, the peak output of the pulse light output from the EOM 160C is 20 mW and the average output is 2 μW. Here, it is assumed that there is no loss due to insertion of the EOM160C, but there is an insertion loss.
For example, when the loss is −3 dB, the peak output of the pulse light is 10 mW, and the average output is 1 μW.

【0046】なお、繰り返し周波数を100kHz程度
以上に設定した場合には、後述するファイバ増幅器にお
いてASE(Amplified Spontaneous Emission,自然放
出光)ノイズの影響による増幅率低下を阻止することが
できるので、このようにすることが望ましい。
When the repetition frequency is set to about 100 kHz or more, a decrease in the amplification factor due to the influence of ASE (Amplified Spontaneous Emission) noise can be prevented in a fiber amplifier described later. Is desirable.

【0047】なお、EOM160Cのみを用いてパルス
光をオフの状態にしてもその消光比が充分でない場合に
は、DFB半導体レーザ160Aの電流制御を併用する
ことが望ましい。すなわち、半導体レーザなどではその
電流制御を行うことで、出力光をパルス発振させること
ができるので、DFB半導体レーザ160Aの電流制御
とEOM160Cとを併用してパルス光を発生させるこ
とが望ましい。一例として、DFB半導体レーザ160
Aの電流制御によって、例えば10〜20ns程度のパ
ルス幅を有するパルス光を発振させるとともに、EOM
160Cによってそのパルス光からその一部のみを切り
出し、パルス幅が1nsのパルス光に変調する。このよ
うにすれば、EOM160Cのみを用いる場合に比べ
て、パルス幅が狭いパルス光を容易に発生させることが
可能になるとともに、パルス光の発振間隔や発振の開始
及びその停止などをより簡単に制御することが可能にな
る。
If the extinction ratio is not sufficient even when the pulse light is turned off using only the EOM 160C, it is desirable to use the current control of the DFB semiconductor laser 160A together. That is, in the case of a semiconductor laser or the like, the output light can be pulse-oscillated by performing the current control. Therefore, it is desirable to generate the pulse light by using both the current control of the DFB semiconductor laser 160A and the EOM 160C. As an example, the DFB semiconductor laser 160
By the current control of A, a pulse light having a pulse width of, for example, about 10 to 20 ns is oscillated, and the EOM
At 160C, only a part of the pulse light is cut out from the pulse light, and the pulse light is modulated into a pulse light having a pulse width of 1 ns. This makes it possible to easily generate a pulse light having a narrow pulse width as compared with the case where only the EOM160C is used, and to easily perform the pulse light oscillation interval and the start and stop of the oscillation. It becomes possible to control.

【0048】なお、EOM160Cに代えて、音響光学
光変調素子(AOM)を用いることも可能である。
Note that an acousto-optic light modulator (AOM) can be used instead of the EOM 160C.

【0049】前記光増幅部161は、EOM160Cか
らのパルス光を増幅するもので、ここでは、複数のファ
イバ増幅器を含んで構成されている。図3には、この光
増幅部161の構成の一例が、EOM160Cとともに
示されている。
The optical amplifying section 161 amplifies the pulse light from the EOM 160C, and here includes a plurality of fiber amplifiers. FIG. 3 shows an example of the configuration of the optical amplifier 161 together with the EOM 160C.

【0050】この図3に示されるように、光増幅部16
1は、チャネル0からチャネル127の総計128チャ
ネルを有する遅延部167と、この遅延部167のチャ
ネル0からチャネル127の総計128チャネルのそれ
ぞれの出力段に接続されたファイバ増幅器1681〜1
68128と、これらのファイバ増幅器1681〜1681
28のそれぞれに狭帯域フィルタ1691〜169128及び
光アイソレータ1701〜170128をそれぞれ介して接
続された最終段のファイバ増幅器1711〜171128
を備えている。この場合、図3からも明らかなように、
ファイバ増幅器168n、狭帯域化フィルタ169n、光
アイソレータ170n、及びファイバ増幅器171n(n
=1、2、……、128)によって、それぞれ光経路1
72n(n=1、2、……、128)が構成されてい
る。
As shown in FIG. 3, the optical amplifier 16
Reference numeral 1 denotes a delay unit 167 having a total of 128 channels 0 to 127, and fiber amplifiers 168 1 to 168 1 connected to respective output stages of a total of 128 channels 0 to 127 of the delay unit 167.
68 128 and these fiber amplifiers 168 1 to 168 1
28 are provided with final-stage fiber amplifiers 171 1 to 171 128 connected via narrow band filters 169 1 to 169 128 and optical isolators 170 1 to 170 128 , respectively. In this case, as is clear from FIG.
The fiber amplifier 168 n , the narrow band filter 169 n , the optical isolator 170 n , and the fiber amplifier 171 n (n
= 1, 2,..., 128) respectively.
72 n (n = 1, 2,..., 128).

【0051】光増幅部161の上記構成各部について更
に詳述すると、前記遅延部167は、総計128チャネ
ルのチャネルを有し、各チャネルの出力に所定の遅延時
間(ここでは、3ns)を与えるためのものである。こ
の遅延部167は、本実施形態では、EOM160Cか
ら出力されるパルス光を35dB(3162倍)の光増
幅を行うエルビウム(Er)・ドープ・ファイバ増幅器
(EDFA)と、このEDFAの出力をチャネル0〜3
の4出力に並列分割する光分岐手段であるスプリッタ
(平板導波路1×4スプリッタ)と、このスプリッタの
チャネル0〜3の各出力端に接続された各々長さの異な
る4本の光ファイバと、これら4本の光ファイバの出力
をそれぞれチャネル0〜31に32分割する4つのスプ
リッタ(平板導波路1×32スプリッタ)と、各スプリ
ッタのチャネル0を除くチャネル1〜31にそれぞれ接
続された長さの異なる各31本(総計124本)の光フ
ァイバとを含んで構成されている。以下、上記各スプリ
ッタ(平板導波路1×32スプリッタ)の0〜31チャ
ネルを総称してブロックと呼ぶ。
The components of the optical amplifying section 161 will be described in more detail. The delay section 167 has a total of 128 channels and provides a predetermined delay time (here, 3 ns) to the output of each channel. belongs to. In the present embodiment, the delay unit 167 includes an erbium (Er) -doped fiber amplifier (EDFA) that amplifies the pulse light output from the EOM 160C by 35 dB (3162 times), and an output of the EDFA to the channel 0. ~ 3
A splitter (a flat waveguide 1 × 4 splitter), which is an optical splitting means for splitting into four outputs in parallel, and four optical fibers having different lengths connected to respective output ends of channels 0 to 3 of the splitter. , Four splitters (flat waveguide 1 × 32 splitters) that divide the outputs of these four optical fibers into channels 0 to 31 respectively, and lengths connected to channels 1 to 31 except for channel 0 of each splitter. And 31 (total 124) optical fibers of different sizes. Hereinafter, the channels 0 to 31 of each of the splitters (flat waveguide 1 × 32 splitter) are collectively called a block.

【0052】これを更に詳述すると、上記初段のEDF
Aから出力されるパルス光は、ピーク出力約63W、平
均出力約6.3mWとなる。このパルス光がスプリッタ
(平板導波路1×4スプリッタ)によりチャネル0〜3
の4出力に並列分割され、各チャネルの出力光には、上
記4本の光ファイバ長に対応した遅延が与えられる。例
えば本実施形態では、光ファイバ中の光の伝搬速度を2
×108m/sであるとし、スプリッタ(平板導波路1
×4スプリッタ)のチャネル0、1、2、3にそれぞれ
0.1m、19.3m、38.5m、57.7mの長さ
の光ファイバ(以下、「第1の遅延ファイバ」と呼ぶ)
が接続されている。この場合、各第1の遅延ファイバ出
口での隣り合うチャネル間の光の遅延は96nsとな
る。
This will be described in further detail.
The pulse light output from A has a peak output of about 63 W and an average output of about 6.3 mW. This pulsed light is split into channels 0 to 3 by a splitter (flat waveguide 1 × 4 splitter).
And the output light of each channel is given a delay corresponding to the length of the four optical fibers. For example, in the present embodiment, the propagation speed of light in an optical fiber is 2
× 10 8 m / s, and the splitter (plate waveguide 1
.Times.4, splitter) channels 0, 1, 2, and 3 have optical fibers of 0.1 m, 19.3 m, 38.5 m, and 57.7 m length respectively (hereinafter, referred to as "first delay fiber").
Is connected. In this case, the optical delay between adjacent channels at the exit of each first delay fiber is 96 ns.

【0053】また、上記4つのスプリッタ(平板導波路
1×32スプリッタ)のチャネル1〜31には、それぞ
れ0.6×Nメートル(Nはチャネル番号)の長さの光
ファイバ(以下、「第2の遅延ファイバ」と呼ぶ)が接
続されている。この結果、各ブロック内の隣り合うチャ
ネル間では3nsの遅延が与えられ、各ブロックのチャ
ネル0出力に対し、チャネル31出力は、3×31=9
3nsの遅延が与えられる。
Also, optical fibers (hereinafter, referred to as “No. 1”) having a length of 0.6 × N meters (N is a channel number) are respectively provided to channels 1 to 31 of the four splitters (flat waveguide 1 × 32 splitter). 2 delay fibers). As a result, a delay of 3 ns is given between adjacent channels in each block, and the output of channel 31 is 3 × 31 = 9 with respect to the output of channel 0 of each block.
A 3 ns delay is provided.

【0054】一方、第1から第4までの各ブロック間に
は、前記のように第1の遅延ファイバによって、各ブロ
ックの入力時点で各々96nsの遅延が与えられてい
る。従って、第2ブロックのチャネル0出力は第1ブロ
ックのチャネル0出力に対し96nsの遅延となり、第
1ブロックのチャネル31との遅延は3nsとなる。こ
のことは、第2〜第3、第3〜第4のブロック間におい
ても同様である。この結果、全体の出力として総計12
8チャネルの出力端で、隣り合うチャネル間に3nsの
遅延を持つパルス光が得られる。
On the other hand, between the first to fourth blocks, a delay of 96 ns is given by the first delay fiber at the time of input of each block as described above. Accordingly, the channel 0 output of the second block has a delay of 96 ns with respect to the channel 0 output of the first block, and the delay with the channel 31 of the first block is 3 ns. This is the same between the second and third blocks and the third and fourth blocks. As a result, a total output of 12
At the output terminals of the eight channels, pulse light having a delay of 3 ns between adjacent channels is obtained.

【0055】以上の分岐及び遅延により、総計128チ
ャネルの出力端では、隣り合うチャネル間で3nsの遅
延を持つパルス光が得られるが、このとき各々の出力端
で観測される光パルスは、EOM160Cによって変調
されたパルスと同じ100kHz(パルス周期10μ
s)である。従って、レーザ光発生部全体として見る
と、128パルスが3ns間隔で発生した後、9.62
μsの間隔を置いて次のパルス列が発生するという繰り
返しが100kHzで行われる。即ち全体の出力は12
8×100×103=1.28×107パルス/秒とな
る。
By the above-described branching and delay, a pulse light having a delay of 3 ns between adjacent channels can be obtained at the output terminals of a total of 128 channels. At this time, the optical pulse observed at each output terminal is EOM160C. 100 kHz (pulse period 10μ)
s). Therefore, looking at the entire laser beam generator, 9.62 after generating 128 pulses at 3 ns intervals.
The repetition that the next pulse train is generated at intervals of μs is performed at 100 kHz. That is, the total output is 12
8 × 100 × 10 3 = 1.28 × 10 7 pulses / sec.

【0056】なお、本実施形態では、分割数を128と
し、また遅延用ファイバとして短いものを用いた例につ
いて説明した。このため各パルス列の間に9.62μs
の発光しない間隔が生じたが、分割数を増加させる、ま
たは遅延用ファイバをより長くして適切な長さとする、
あるいはこれらを組み合わせて用いることにより、パル
ス間隔を完全な等間隔とすることも可能である。
In this embodiment, an example has been described in which the number of divisions is 128 and a short fiber is used as the delay fiber. 9.62 μs between each pulse train
Although the interval of non-emission occurred, increase the number of divisions or lengthen the delay fiber to an appropriate length,
Alternatively, by using these in combination, it is possible to make the pulse intervals completely equal.

【0057】前記ファイバ増幅器168n(n=1、
2、……、128)としては、ここでは、通常通信で用
いられているものと同様に光ファイバのモードフィール
ド径(以下「モード径」という)が5〜6μmのエルビ
ウム(Er)・ドープ・ファイバ増幅器(EDFA)が
用いられている。このファイバ増幅器168nによっ
て、遅延部167の各チャネルからの出力光が、所定の
増幅利得に応じて増幅される。なお、このファイバ増幅
器168nの励起光源等については後述する。
The fiber amplifier 168 n (n = 1,
2,..., 128) are erbium (Er) -doped with a mode field diameter (hereinafter referred to as “mode diameter”) of the optical fiber of 5 to 6 μm, similar to that used in normal communication. A fiber amplifier (EDFA) is used. The output light from each channel of the delay unit 167 is amplified by the fiber amplifier 168 n according to a predetermined amplification gain. The pump light source of the fiber amplifier 168 n will be described later.

【0058】前記狭帯域フィルタ169n(n=1、
2、……、128)は、ファイバ増幅器168nで発生
するASE光をカットし、かつDFB半導体レーザ16
0Aの出力波長(波長幅は1pm程度以下)を透過させ
ることで、透過光の波長幅を実質的に狭帯化するもので
ある。これにより、ASE光が後段のファイバ増幅器1
71nに入射してレーザ光の増幅利得を低下させる、あ
るいはASEノイズの伝搬によってレーザ光が散乱する
のを防止することができる。ここで、狭帯域フィルタ1
69nはその透過波長幅が1pm程度であることが好ま
しいが、ASE光の波長幅は数十nm程度であるので、
現時点で得られる透過波長幅が100pm程度の狭帯域
フィルタを用いても実用上問題がない程度にASE光を
カットすることができる。
The narrow band filter 169 n (n = 1,
,..., 128) cut the ASE light generated by the fiber amplifier 168 n and operate the DFB semiconductor laser 16.
By transmitting the output wavelength of 0 A (the wavelength width is about 1 pm or less), the wavelength width of the transmitted light is substantially narrowed. As a result, the ASE light is transmitted to the subsequent fiber amplifier 1.
It is possible to reduce the amplification gain of the laser beam by entering the laser beam 71 n or prevent the laser beam from being scattered by the propagation of ASE noise. Here, the narrow band filter 1
69 n preferably has a transmission wavelength width of about 1 pm, but the wavelength width of the ASE light is about several tens nm.
The ASE light can be cut to such an extent that there is no practical problem even if a narrow band filter having a transmission wavelength width of about 100 pm obtained at present is used.

【0059】また、本実施形態では、後述するようにD
FB半導体レーザ160Aの出力波長を積極的に変化さ
せることがあるので、その出力波長の可変幅(本実施形
態の露光装置では一例として±20pm程度)に応じた
透過波長幅(可変幅と同程度以上)を持つ狭帯域フィル
タを用いておくことが好ましい。なお、露光装置に適用
されるレーザ装置ではその波長幅が1pm程度以下に設
定される。
In this embodiment, as will be described later, D
Since the output wavelength of the FB semiconductor laser 160A may be positively changed, the transmission wavelength width (about the same as the variable width) corresponding to the variable width of the output wavelength (for example, about ± 20 pm in the exposure apparatus of the present embodiment). It is preferable to use a narrow band filter having the above. In a laser device applied to an exposure apparatus, the wavelength width is set to about 1 pm or less.

【0060】前記光アイソレータ170n(n=1、
2、……、128)は、先に説明した光アイソレータ1
60Bと同様に戻り光の影響を低減するためのものであ
る。
The optical isolator 170 n (n = 1,
2,..., 128) are the optical isolators 1 described above.
This is for reducing the influence of the return light as in the case of 60B.

【0061】前記ファイバ増幅器171n(n=1、
2、……、128)としては、ここでは、光ファイバ中
での非線形効果による増幅光のスペクトル幅の増加を避
けるため光ファイバのモード径が通常通信で用いられて
いるもの(5〜6μm)よりも広い、例えば20〜30
μmの大モード径のEDFAが用いられている。このフ
ァイバ増幅器171nは、前述したファイバ増幅器16
nで増幅された遅延部167の各チャンネルからの光
出力を更に増幅する。一例として、遅延部167での各
チャネルの平均出力50μW、全チャネルでの平均出力
6.3mWを2段のファイバ増幅器168n、171n
よって合計46dB(40600倍)の増幅を行うもの
とすると、各チャネルに対応する光経路172nの出力
端(ファイバ増幅器171nを構成する光ファイバの出
力端)では、ピーク出力20kW、パルス幅1ns、パ
ルス繰り返し100kHz、平均出力2W、全チャネル
合計での平均出力256Wを得る。なお、このファイバ
増幅器171nの励起光源等についても後述する。
The fiber amplifier 171 n (n = 1,
2,..., 128), the mode diameter of the optical fiber used in normal communication (5 to 6 μm) to avoid an increase in the spectrum width of the amplified light due to the nonlinear effect in the optical fiber. Wider than, for example, 20-30
An EDFA having a large mode diameter of μm is used. The fiber amplifier 171 n is the same as the fiber amplifier 16 described above.
The optical output from each channel of the delay unit 167 amplified by 8 n is further amplified. As an example, assuming that the average output of each channel of 50 μW in the delay unit 167 and the average output of 6.3 mW in all the channels are amplified by a total of 46 dB (40600 times) by two-stage fiber amplifiers 168 n and 171 n . At the output end of the optical path 172 n corresponding to each channel (the output end of the optical fiber constituting the fiber amplifier 171 n ), the peak output is 20 kW, the pulse width is 1 ns, the pulse repetition is 100 kHz, the average output is 2 W, and the average of all channels is the total. An output of 256 W is obtained. The pump light source of the fiber amplifier 171 n will be described later.

【0062】本実施形態では、遅延部167での各チャ
ネルに対応する光経路172nの出力端、すなわちファ
イバ増幅器171nを構成する各光ファイバの出力端
は、バンドル状に束ねられ、図4に示されるような断面
形状を有するファイバーバンドル173が形成されてい
る。このとき、各光ファイバのクラッド直径は125μ
m程度であることから、128本を束ねた出力端でのバ
ンドルの直径は約2mm以下とすることができる。本実
施形態では、ファイバーバンドル173は最終段のファ
イバ増幅器171nの出力端をそのまま用いて形成して
いるが、最終段のファイバ増幅器171nに無ドープの
光ファイバを結合させ、その出力端でバンドル−ファイ
バを形成することも可能である。
In this embodiment, the output end of the optical path 172 n corresponding to each channel in the delay section 167, that is, the output end of each optical fiber constituting the fiber amplifier 171 n is bundled in a bundle. A fiber bundle 173 having a cross-sectional shape as shown in FIG. At this time, the cladding diameter of each optical fiber is 125 μm.
m, the diameter of the bundle at the output end where the 128 bundles are bundled can be about 2 mm or less. In this embodiment, the fiber bundle 173 is an output end of the fiber amplifier 171 n of the final stage is formed by using as it is, to bind the fiber of the non-doped fiber amplifier 171 n of the final stage, at its output It is also possible to form bundle-fibers.

【0063】なお、標準的なモード径を持つ前段のファ
イバ増幅器168nと、上記モード径の広い最終段のフ
ァイバ増幅器171nとの接続は、テーパ状にモード径
が増加する光ファイバを用いて行われている。
The connection between the previous-stage fiber amplifier 168 n having the standard mode diameter and the last-stage fiber amplifier 171 n having the wide mode diameter is made by using an optical fiber whose mode diameter increases in a tapered shape. Is being done.

【0064】次に、図5に基づいて各ファイバ増幅器の
励起用光源等について説明する。図5には、光増幅部1
61を構成するファイバ増幅器及びその周辺部が、波長
変換部163の一部とともに概略的に示されている。
Next, an excitation light source and the like of each fiber amplifier will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the optical amplifier 1
The fiber amplifier constituting 61 and its peripheral portion are schematically shown together with a part of the wavelength converter 163.

【0065】この図5において、第1段のファイバ増幅
器168nにはその励起用の半導体レーザ178がファ
イバー結合されるとともに、この半導体レーザ178の
出力が波長分割多重化装置(Wavelength Division Mult
iplexer:WDM)179を通してファイバ増幅器用ドー
プ・ファイバに入力し、それによりこのドープ・ファイ
バが励起されるようになっている。
In FIG. 5, a semiconductor laser 178 for excitation is fiber-coupled to a first-stage fiber amplifier 168 n, and the output of the semiconductor laser 178 is supplied to a wavelength division multiplexer (Wavelength Division Multiplexer).
(iplexer: WDM) 179 to enter the doped fiber for the fiber amplifier, thereby exciting the doped fiber.

【0066】一方大モード径をもつファイバ増幅器17
nでは、上記のモード径の大きいファイバ増幅器用ド
ープ・ファイバを励起するための励起用光源としての半
導体レーザ174を、ファイバ増幅器用ドープ・ファイ
バの径に合わせた大モード径ファイバにファイバ結合
し、この半導体レーザ174の出力を、WDM176を
用いて、光増幅器用ドープ・ファイバに入力し、ドープ
・ファイバを励起する。
On the other hand, a fiber amplifier 17 having a large mode diameter
In 1 n, a semiconductor laser 174 as an excitation light source for exciting a large fiber amplifier for doped fiber mode diameter of the fiber coupled to large mode diameter fiber to match the diameter of a fiber amplifier for doped fiber The output of the semiconductor laser 174 is input to a doped fiber for an optical amplifier by using a WDM 176 to excite the doped fiber.

【0067】この大モード径ファイバ(ファイバ増幅
器)171nで増幅されたレーザ光は波長変換部163
に入射し、ここで紫外レーザ光に波長変換される。な
お、この波長変換部163の構成等については後述す
る。
The laser light amplified by the large mode diameter fiber (fiber amplifier) 171 n is
, Where the wavelength is converted to ultraviolet laser light. The configuration and the like of the wavelength converter 163 will be described later.

【0068】大モード径ファイバ(ファイバ増幅器)1
71nを伝播する増幅されるべきレーザ光(信号)は、
主に基本モードであることが望ましく、これは、シング
ルモードあるいはモード次数の低いマルチモードファイ
バにおいて、主に基本モードを選択的に励起することに
より実現できる。
Large mode diameter fiber (fiber amplifier) 1
The laser light (signal) to be amplified propagating through 71 n is
It is desirable that the fundamental mode is mainly used, and this can be realized by selectively exciting the fundamental mode mainly in a single mode or a multimode fiber having a low mode order.

【0069】本実施形態では、大モード径ファイバに結
合された高出力半導体レーザを、前方向から4個及び後
方向から4個ファイバ結合している。ここで、励起用半
導体レーザ光を効率良く光増幅用ドープ・ファイバに結
合するためには、光増幅用ドープ・ファイバとして、ク
ラッドが2重構造となったダブルクラッド構造の光ファ
イバを用いることが望ましい。このとき、励起用半導体
レーザ光は、WDM176により、ダブルクラッドの内
側クラッドに導入される。
In this embodiment, four high-power semiconductor lasers coupled to a large-mode diameter fiber are coupled from the front and four from the rear. Here, in order to efficiently couple the semiconductor laser light for excitation to the doped fiber for optical amplification, an optical fiber having a double clad structure having a double clad structure is used as the doped fiber for optical amplification. desirable. At this time, the semiconductor laser light for excitation is introduced into the inner clad of the double clad by the WDM 176.

【0070】前記半導体レーザ178、174は、光量
制御装置16Cによって制御されるようになっている。
The semiconductor lasers 178 and 174 are controlled by a light quantity control device 16C.

【0071】また、本実施形態では、光経路172n
構成する光ファイバとしてファイバ増幅器168n、1
71nが設けられているため、各ファイバ増幅器のゲイ
ンの差が各チャネルの光出力のばらつきとなる。このた
め、本実施形態では、各チャネルのファイバ増幅器(1
68n、171n)で出力の一部が分岐され、それぞれの
分岐端に設けられた光電変換素子180、181によっ
てそれぞれ光電変換されるようになっている。これらの
光電変換素子180、181の出力信号が光量制御装置
16Cに供給されるようになっている。
[0071] Further, in the present embodiment, the fiber amplifier 168 n, 1 as optical fibers constituting the optical path 172 n
Since 71 n is provided, the difference between the gains of the fiber amplifiers causes variations in the optical output of each channel. For this reason, in the present embodiment, the fiber amplifier (1
68 n , 171 n ), a part of the output is branched and photoelectrically converted by photoelectric conversion elements 180, 181 provided at the respective branch ends. The output signals of these photoelectric conversion elements 180 and 181 are supplied to the light quantity control device 16C.

【0072】光量制御装置16Cでは、各ファイバ増幅
器からの光出力が各増幅段で一定になるように(即ちバ
ランスするように)、各励起用半導体レーザ(178、
174)のドライブ電流をフィードバック制御するよう
になっている。
In the light amount control device 16C, each of the pumping semiconductor lasers (178, 178) is controlled so that the light output from each fiber amplifier becomes constant (ie, balanced) at each amplification stage.
The drive current of 174) is feedback-controlled.

【0073】さらに、本実施形態では、図5に示される
ように、波長変換部163の途中でビームスプリッタに
より分岐された光が光電変換素子182によって光電変
換され、該光電変換素子182の出力信号が光量制御装
置16Cに供給されるようになっている。光量制御装置
16Cでは、この光電変換素子182の出力信号に基づ
いて波長変換部163における光強度をモニタし、波長
変換部163からの光出力が所定の光出力となるよう
に、励起用半導体レーザ178、174の少なくとも一
方のドライブ電流をフィードバック制御する。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the light split by the beam splitter in the middle of the wavelength converter 163 is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 182, and the output signal of the photoelectric conversion element 182 is output. Is supplied to the light amount control device 16C. The light amount control device 16C monitors the light intensity in the wavelength conversion unit 163 based on the output signal of the photoelectric conversion element 182, and controls the excitation semiconductor laser so that the light output from the wavelength conversion unit 163 becomes a predetermined light output. At least one of the drive currents 178 and 174 is feedback-controlled.

【0074】このような構成とすることにより、各増幅
段毎に各チャネルのファイバ増幅器の増幅率が一定化さ
れるため、各ファイバ増幅器間に偏った負荷がかかるこ
とがなく全体として均一な光強度が得られる。また、波
長変換部163における光強度をモニタすることによ
り、予定される所定の光強度を各増幅段にフィードバッ
クし、所望の紫外光出力を安定して得ることができる。
With such a configuration, the amplification factor of the fiber amplifier of each channel is made constant for each amplification stage, so that there is no uneven load between the fiber amplifiers, and the light is uniformly uniform as a whole. Strength is obtained. Further, by monitoring the light intensity in the wavelength conversion unit 163, a predetermined predetermined light intensity is fed back to each amplification stage, and a desired ultraviolet light output can be stably obtained.

【0075】なお、光量制御装置16Cについては、後
に更に詳述する。
The light amount control device 16C will be described in further detail later.

【0076】上述のようにして構成された光増幅部16
1(バンドル−ファイバ173を形成する各光ファイバ
出力端)からは、後述する偏光調整装置16Dによって
パルス光がすべて円偏光に揃えられて出力される。これ
ら円偏光であるパルス光は、1/4波長板162(図2
参照)によって、すべて偏光方向が同一方向となる直線
偏光に変換され、次段の波長変換部163に入射する。
The optical amplifier 16 constructed as described above
From 1 (the output end of each optical fiber forming the bundle-fiber 173), the pulsed light is all output into the circularly polarized light by the polarization adjusting device 16D described later. These circularly-polarized pulse lights are supplied to a quarter-wave plate 162 (FIG. 2).
), The light is converted into linearly polarized light having the same polarization direction, and is incident on the next-stage wavelength converter 163.

【0077】前記波長変換部163は、複数の非線形光
学結晶を含み、前記増幅されたパルス光(波長1.54
4μmの光)をその8倍高調波又は10倍高調波に波長
変換して、ArFエキシマレーザと同じ出力波長(19
3nm)のパルス紫外光を発生する。
The wavelength conversion section 163 includes a plurality of nonlinear optical crystals, and the amplified pulse light (wavelength 1.54
(4 μm light) is wavelength-converted into its 8th harmonic or 10th harmonic, and the same output wavelength (19) as that of the ArF excimer laser.
3 nm).

【0078】図6には、この波長変換部163の構成例
が示されている。ここで、この図に基づいて波長変換部
163の具体例について説明する。なお、図6には、フ
ァイバーバンドル173の出力端から射出される波長
1.544μmの基本波を、非線形光学結晶を用いて8
倍波(高調波)に波長変換して、ArFエキシマレーザ
と同じ波長である193nmの紫外光を発生する構成例
を示す。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the wavelength converter 163. Here, a specific example of the wavelength conversion unit 163 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows that a fundamental wave having a wavelength of 1.544 μm emitted from the output end of the fiber bundle 173 is converted to a fundamental wave by using a nonlinear optical crystal.
A configuration example in which the wavelength is converted to a harmonic (harmonic) to generate 193 nm ultraviolet light having the same wavelength as that of the ArF excimer laser will be described.

【0079】図6の波長変換部163では、基本波(波
長1.544μm)→2倍波(波長772nm)→3倍
波(波長515nm)→4倍波(波長386nm)→7
倍波(波長221nm)→8倍波(波長193nm)の
順に波長変換が行われる。
In the wavelength converter 163 of FIG. 6, the fundamental wave (wavelength 1.544 μm) → the second harmonic wave (wavelength 772 nm) → the third harmonic wave (wavelength 515 nm) → the fourth harmonic wave (wavelength 386 nm) → 7
Wavelength conversion is performed in the order of harmonic (wavelength: 221 nm) → eighth harmonic (wavelength: 193 nm).

【0080】これを更に詳述すると、ファイバーバンド
ル173の出力端から出力される波長1.544μm
(周波数ω)の基本波は、1段目の非線形光学結晶53
3に入射する。基本波がこの非線形光学結晶533を通
る際に、2次高調波発生により基本波の周波数ωの2
倍、すなわち周波数2ω(波長は1/2の772nm)
の2倍波が発生する。なお、図6(A)の場合には、上
述の1/4波長板162による直線偏光化は、非線形光
学結晶533において2倍波が最も効率良く発生する偏
光方向となるように行われる。かかる直線偏光の偏光方
向の設定は、1/4波長板162の光学軸の方向を調整
することによって行われる。
More specifically, the wavelength output from the output end of the fiber bundle 173 is 1.544 μm.
The fundamental wave of (frequency ω) is the first-stage nonlinear optical crystal 53
3 is incident. When the fundamental wave passes through the nonlinear optical crystal 533, the second harmonic generation causes the fundamental wave to have a frequency ω of 2
Double, ie, frequency 2ω (wavelength is 2 of 772 nm)
Is generated. In the case of FIG. 6A, the above-described linear polarization by the quarter-wave plate 162 is performed so that the nonlinear optical crystal 533 has a polarization direction in which the second harmonic is generated most efficiently. The setting of the polarization direction of the linearly polarized light is performed by adjusting the direction of the optical axis of the 波長 wavelength plate 162.

【0081】この1段目の非線形光学結晶533とし
て、LiB35(LBO)結晶が用いられ、基本波を2
倍波に波長変換するための位相整合にLBO結晶の温度
調節による方法、NCPM(Non-Critical Phase Match
ing)が使用される。NCPMは、非線形光学結晶内で
の基本波と第二高調波との角度ずれ(Walk-off)が起こら
ないため高効率で2倍波への変換を可能にし、また発生
した2倍波はWalk-offによるビームの変形も受けないた
め有利である。
A LiB 3 O 5 (LBO) crystal is used as the first-stage nonlinear optical crystal
A method by temperature control of LBO crystal for phase matching for wavelength conversion to harmonic, NCPM (Non-Critical Phase Match)
ing) is used. The NCPM does not cause an angle shift (Walk-off) between the fundamental wave and the second harmonic in the nonlinear optical crystal, so that conversion into a second harmonic wave can be performed with high efficiency. This is advantageous because the beam is not deformed by -off.

【0082】非線形光学結晶533で波長変換されずに
透過した基本波と、波長変換で発生した2倍波とは、次
段の波長板534でそれぞれ半波長、1波長の遅延が与
えられて、基本波のみその偏光方向が90度回転し、2
段目の非線形光学結晶536に入射する。2段目の非線
形光学結晶536としてLBO結晶が用いられるととも
に、そのLBO結晶は1段目の非線形光学結晶(LBO
結晶)533とは温度が異なるNCPMで使用される。
この非線形光学結晶536では、1段目の非線形光学結
晶533で発生した2倍波と、波長変換されずにその非
線形光学結晶533を透過した基本波とから和周波発生
により3倍波(波長515nm)を得る。
The fundamental wave transmitted without wavelength conversion by the nonlinear optical crystal 533 and the second harmonic wave generated by the wavelength conversion are given a half-wavelength and a one-wavelength delay by the next-stage wavelength plate 534, respectively. Only the fundamental wave rotates its polarization direction by 90 degrees,
The light is incident on the nonlinear optical crystal 536 of the stage. An LBO crystal is used as the second-stage nonlinear optical crystal 536, and the LBO crystal is the first-stage nonlinear optical crystal (LBO crystal).
Crystal) 533 is used in NCPM at a different temperature.
In this nonlinear optical crystal 536, a third harmonic (wavelength: 515 nm) is generated from the second harmonic generated in the first-stage nonlinear optical crystal 533 and the fundamental wave transmitted through the nonlinear optical crystal 533 without wavelength conversion. Get)

【0083】次に、非線形光学結晶536で得られた3
倍波と、波長変換されずにその非線形光学結晶536を
透過した基本波および2倍波とは、ダイクロイック・ミ
ラー537により分離され、ここで反射された3倍波は
集光レンズ540、及びダイクロイック・ミラー543
を通って4段目の非線形光学結晶545に入射する。一
方、ダイクロイック・ミラー537を透過した基本波お
よび2倍波は、集光レンズ538を通って3段目の非線
形光学結晶539に入射する。
Next, the 3D obtained by the nonlinear optical crystal 536
The harmonic, the fundamental wave and the second harmonic transmitted through the nonlinear optical crystal 536 without wavelength conversion are separated by a dichroic mirror 537, and the third harmonic reflected here is collected by a condenser lens 540 and a dichroic.・ Mirror 543
And enters the fourth-stage nonlinear optical crystal 545. On the other hand, the fundamental wave and the second harmonic transmitted through the dichroic mirror 537 pass through the condenser lens 538 and enter the third-stage nonlinear optical crystal 539.

【0084】3段目の非線形光学結晶539としてはL
BO結晶が用いられ、基本波が波長変換されずにそのL
BO結晶を透過するとともに、2倍波がLBO結晶で2
次高調波発生により4倍波(波長386nm)に変換さ
れる。非線形光学結晶539で得られた4倍波とそれを
透過した基本波とは、ダイクロイック・ミラー541に
より分離され、ここを透過した基本波は集光レンズ54
4を通るとともに、ダイクロイック・ミラー546で反
射されて5段目の非線形光学結晶548に入射する。一
方、ダイクロイック・ミラー541で反射された4倍波
は、集光レンズ542を通ってダイクロイック・ミラー
543に達し、ここでダイクロイック・ミラー537で
反射された3倍波と同軸に合成されて4段目の非線形光
学結晶545に入射する。
As the nonlinear optical crystal 539 of the third stage, L
A BO crystal is used, and the fundamental wave is
While passing through the BO crystal, the second harmonic is 2
It is converted into a fourth harmonic (wavelength 386 nm) by generation of the second harmonic. The fourth harmonic obtained by the nonlinear optical crystal 539 and the fundamental wave transmitted therethrough are separated by the dichroic mirror 541, and the fundamental wave transmitted therethrough is collected by the condenser lens 54.
4 and is reflected by a dichroic mirror 546 to enter a fifth-stage nonlinear optical crystal 548. On the other hand, the fourth harmonic reflected by the dichroic mirror 541 reaches the dichroic mirror 543 through the condensing lens 542, where it is coaxially combined with the third harmonic reflected by the dichroic mirror 537 to form a fourth stage. The light enters the nonlinear optical crystal 545 of the eye.

【0085】4段目の非線形光学結晶545としては、
β−BaB24(BBO)結晶が用いられ、3倍波と4
倍波とから和周波発生により7倍波(波長221nm)
を得る。非線形光学結晶545で得られた7倍波は集光
レンズ547を通るとともに、ダイクロイック・ミラー
546で、ダイクロイック・ミラー541を透過した基
本波と同軸に合成されて、5段目の非線形光学結晶54
8に入射する。
The fourth-stage nonlinear optical crystal 545 includes:
β-BaB 2 O 4 (BBO) crystal is used,
Seventh harmonic (wavelength 221 nm) by sum frequency generation from harmonics
Get. The seventh harmonic obtained by the non-linear optical crystal 545 passes through the condenser lens 547 and is coaxially synthesized by the dichroic mirror 546 with the fundamental wave transmitted through the dichroic mirror 541.
8 is incident.

【0086】5段目の非線形光学結晶548としてLB
O結晶が用いられ、基本波と7倍波とから和周波発生に
より8倍波(波長193nm)を得る。上記構成におい
て、7倍波発生用BBO結晶545、及び8倍波発生用
LBO結晶548のかわりに、CsLiB610(CL
BO)結晶あるいはLi24(LB4)結晶を用い
ることも可能である。
LB as the fifth-stage nonlinear optical crystal 548
An O crystal is used, and an eighth harmonic (wavelength 193 nm) is obtained from the fundamental wave and the seventh harmonic by generating a sum frequency. In the above configuration, instead of the seventh harmonic generation BBO crystal 545 and the eighth harmonic generation LBO crystal 548, CsLiB 6 O 10 (CL
BO) crystal or Li 2 B 4 O 7 (LB4) crystal can also be used.

【0087】この図6の構成例では、4段目の非線形光
学結晶545に3倍波と4倍波とが互いに異なる光路を
通って入射するので、3倍波を集光するレンズ540
と、4倍波を集光するレンズ542とを別々の光路に置
くことができる。3段目の非線形光学結晶539で発生
した4倍波はその断面形状がWalk-off現象により長円形
になっている。このため、4段目の非線形光学結晶54
5で良好な変換効率を得るためには、その4倍波のビー
ム整形を行うことが望ましい。この場合、集光レンズ5
40、542を別々の光路に配置しているので、例えば
レンズ542としてシリンドリカルレンズ対を用いるこ
とができ、4倍波のビーム整形を容易に行うことが可能
となる。このため、4段目の非線形光学結晶(BBO結
晶)545での3倍波との重なりを良好にし、変換効率
を高めることが可能である。
In the configuration example of FIG. 6, since the third harmonic and the fourth harmonic enter the fourth-stage nonlinear optical crystal 545 through different optical paths, a lens 540 for condensing the third harmonic.
And the lens 542 that collects the fourth harmonic can be placed in separate optical paths. The fourth harmonic generated by the third-stage nonlinear optical crystal 539 has an oval cross section due to the walk-off phenomenon. Therefore, the fourth-stage nonlinear optical crystal 54
In order to obtain good conversion efficiency in 5, it is desirable to perform beam shaping of its fourth harmonic. In this case, the condenser lens 5
Since the lenses 40 and 542 are arranged on different optical paths, for example, a pair of cylindrical lenses can be used as the lens 542, and the beam shaping of the fourth harmonic can be easily performed. For this reason, it is possible to improve the overlap with the third harmonic in the fourth-stage nonlinear optical crystal (BBO crystal) 545, and to increase the conversion efficiency.

【0088】さらに、5段目の非線形光学結晶548に
入射する基本波を集光するレンズ544と、7倍波を集
光するレンズ547とを別々の光路に置くことができ
る。4段目の非線形光学結晶545で発生した7倍波は
その断面形状がWalk-off現象により長円形になってい
る。このため、5段目の非線形光学結晶548で良好な
変換効率を得るためには、その7倍波のビーム整形を行
うことが好ましい。本実施例では、集光レンズ544、
547を別々の光路に配置することができるので、例え
ばレンズ547としてシリンドリカルレンズ対を用いる
ことができ、7倍波のビーム整形を容易に行うことが可
能となる。このため、5段目の非線形光学結晶(LBO
結晶)548での基本波との重なりを良好にし、変換効
率を高めることが可能である。
Further, the lens 544 for condensing the fundamental wave incident on the fifth-stage nonlinear optical crystal 548 and the lens 547 for condensing the seventh harmonic can be placed in separate optical paths. The seventh harmonic generated by the fourth-stage nonlinear optical crystal 545 has an elliptical cross-sectional shape due to the walk-off phenomenon. Therefore, in order to obtain good conversion efficiency in the fifth-stage nonlinear optical crystal 548, it is preferable to perform beam shaping of the seventh harmonic thereof. In the present embodiment, the condenser lens 544,
Since the 547s can be arranged in separate optical paths, for example, a pair of cylindrical lenses can be used as the lens 547, and the beam shaping of the seventh harmonic can be easily performed. Therefore, the fifth-stage nonlinear optical crystal (LBO)
It is possible to make the overlap with the fundamental wave at (crystal) 548 good and increase the conversion efficiency.

【0089】なお、2段目の非線形光学結晶536と4
段目の非線形光学結晶545との間の構成は図6に限ら
れるものではなく、非線形光学結晶536から発生して
ダイクロイック・ミラー537で反射される3倍波と、
非線形光学結晶536から発生してダイクロイック・ミ
ラー537を透過する2倍波を非線形光学結晶539で
波長変換して得られる4倍波とが同時に非線形光学結晶
545に入射するように、両非線形光学結晶536、5
45間の2つの光路長が等しくなっていれば、いかなる
構成であっても構わない。このことは3段目の非線形光
学結晶539と5段目の非線形光学結晶548との間で
も同様である。
The second-stage nonlinear optical crystals 536 and 4
The configuration between the nonlinear optical crystal 545 of the stage and the third harmonic wave generated from the nonlinear optical crystal 536 and reflected by the dichroic mirror 537 is not limited to FIG.
The two nonlinear optical crystals are arranged such that the second harmonic generated by the nonlinear optical crystal 536 and transmitted through the dichroic mirror 537 is wavelength-converted by the nonlinear optical crystal 539 and the fourth harmonic is simultaneously incident on the nonlinear optical crystal 545. 536, 5
Any configuration may be used as long as the two optical path lengths between 45 are equal. This is the same between the third-stage nonlinear optical crystal 539 and the fifth-stage nonlinear optical crystal 548.

【0090】発明者の行った実験によれば、図6の場
合、各チャネル当たりの8倍波(波長193nm)の平
均出力は、45.9mWであった。従って、全128チ
ャネルを合わせたバンドルからの平均出力は5.9Wと
なり、露光装置用光源として十分な出力の、波長193
nmの紫外光を提供することができる。
According to the experiment conducted by the inventor, in the case of FIG. 6, the average output of the eighth harmonic (wavelength: 193 nm) per channel was 45.9 mW. Therefore, the average output from the bundle including all 128 channels is 5.9 W, and the wavelength 193 is sufficient for the light source for the exposure apparatus.
nm ultraviolet light can be provided.

【0091】この場合、8倍波(193nm)の発生
に、現在、市販品として良質の結晶が容易に入手可能な
LBO結晶が用いられている。このLBO結晶は、19
3nmの紫外光の吸収係数が非常に小さく、結晶の光損
傷が問題とならないため耐久性の面で有利である。
In this case, for the generation of the eighth harmonic (193 nm), an LBO crystal which is readily available as a commercially available high-quality crystal is currently used. This LBO crystal has 19
This is advantageous in terms of durability because the absorption coefficient of 3 nm ultraviolet light is extremely small and light damage to the crystal does not matter.

【0092】また、8倍波(例えば波長193nm)の
発生部ではLBO結晶を角度位相整合させて用いるが、
この位相整合角が大きいために実効非線形光学定数(d
eff)が小さくなる。そこで、このLBO結晶に温度制
御機構を設け、LBO結晶を高温で用いることが好まし
い。これにより、位相整合角を小さくすることができ
る、即ち上記定数(deff)を増加させることができ、
8倍波発生効率を向上させることができる。
Further, in the generation portion of the eighth harmonic (for example, the wavelength of 193 nm), the LBO crystal is used after being subjected to angular phase matching.
Due to the large phase matching angle, the effective nonlinear optical constant (d
eff) becomes smaller. Therefore, it is preferable to provide a temperature control mechanism for the LBO crystal and use the LBO crystal at a high temperature. Thereby, the phase matching angle can be reduced, that is, the above constant (deff) can be increased,
Eighth harmonic generation efficiency can be improved.

【0093】なお、上記図6に示される波長変換部16
3は一例であって、本発明の波長変換部の構成がこれに
限定されないことは勿論である。例えば、ファイバーバ
ンドル173の出力端から射出される波長1.57μm
の基本波を非線形光学結晶を用いて10倍波の高調波発
生を行い、F2レーザと同じ波長である157nmの紫
外光を発生することにしてもよい。
The wavelength conversion section 16 shown in FIG.
Reference numeral 3 is an example, and it goes without saying that the configuration of the wavelength conversion unit of the present invention is not limited to this. For example, a wavelength of 1.57 μm emitted from the output end of the fiber bundle 173
It is also possible to generate a 157 nm ultraviolet light having the same wavelength as that of the F 2 laser by generating a 10th harmonic using the nonlinear optical crystal for the fundamental wave.

【0094】図2に戻り、前記ビームモニタ機構164
は、ここではファブリペロー・エタロン(Fabry-Perot
etalon:以下、「エタロン素子」ともいう)及びフォト
ダイオード等の光電変換素子から成るエネルギモニタ
(いずれも図示省略)から構成されている。ビームモニ
タ機構164を構成するエタロン素子に入射した光は、
エタロン素子の共鳴周波数と入射光の周波数との周波数
差に対応した透過率で透過され、この時の透過光強度を
検出したフォトダイオード等の出力信号がレーザ制御装
置16Bに供給される。レーザ制御装置16Bではこの
信号に所定の信号処理を施すことにより、ビームモニタ
機構164、具体的にはエタロン素子に対する入射光の
光学特性に関する情報(具体的は、入射光の中心波長及
び波長幅(スペクトル半値幅)等を得る。そして、この
光学特性に関する情報は、リアルタイムで主制御装置5
0に通知される。
Returning to FIG. 2, the beam monitor mechanism 164
Here is the Fabry-Perot etalon
etalon: hereinafter, also referred to as an “etalon element” and an energy monitor (not shown) including a photoelectric conversion element such as a photodiode. Light incident on the etalon element constituting the beam monitor mechanism 164 is
The light is transmitted at a transmittance corresponding to the frequency difference between the resonance frequency of the etalon element and the frequency of the incident light, and an output signal of a photodiode or the like that detects the transmitted light intensity at this time is supplied to the laser control device 16B. The laser control device 16B performs predetermined signal processing on this signal to obtain information on the optical characteristics of the incident light with respect to the beam monitor mechanism 164, specifically, the etalon element (specifically, the center wavelength and the wavelength width of the incident light ( The information on the optical characteristics is obtained in real time by the main controller 5.
0 is notified.

【0095】エタロン素子の生成する透過光強度の周波
数特性は、雰囲気の温度や圧力の影響を受け、特にその
共鳴周波数(共鳴波長)は温度依存性がある。このた
め、このエタロン素子の検出結果に基づいてレーザ光源
160Aから発振されるレーザ光の中心波長やスペクト
ル半値幅を精度良く制御するためには、この共鳴波長の
温度依存性を調べておくことが重要である。本実施形態
では、この共鳴波長の温度依存性を予め計測し、この計
測結果が温度依存性マップとして主制御装置50に併設
された記憶装置としてのメモリ51(図1参照)に記憶
されている。そして、主制御装置50では、ビームモニ
タ機構164の絶対波長キャリブレーションの際等に、
エタロン素子の透過率が最大となる共鳴波長(検出基準
波長)が設定波長に正確に一致するようにするため、レ
ーザ制御装置16Bに指示を与えて、ビームモニタ機構
164内のエタロン素子の温度を積極的に制御するよう
になっている。
The frequency characteristics of the transmitted light intensity generated by the etalon element are affected by the temperature and pressure of the atmosphere, and the resonance frequency (resonance wavelength) is temperature-dependent. Therefore, in order to accurately control the center wavelength and the spectral half width of the laser beam oscillated from the laser light source 160A based on the detection result of the etalon element, it is necessary to examine the temperature dependence of the resonance wavelength. is important. In the present embodiment, the temperature dependence of the resonance wavelength is measured in advance, and the measurement result is stored as a temperature dependence map in a memory 51 (see FIG. 1) as a storage device provided in the main control device 50. . Then, the main controller 50 performs, for example, when the absolute wavelength calibration of the beam monitor mechanism 164 is performed.
In order to make the resonance wavelength (detection reference wavelength) at which the transmittance of the etalon element becomes the maximum exactly coincide with the set wavelength, an instruction is given to the laser control device 16B so that the temperature of the etalon element in the beam monitor mechanism 164 is reduced. They are actively controlled.

【0096】また、ビームモニタ機構164を構成する
エネルギモニタの出力は、主制御装置50に供給されて
おり、主制御装置50ではエネルギモニタの出力に基づ
いてレーザ光のエネルギパワーを検出し、レーザ制御装
置16Bを介してDFB半導体レーザ160Aで発振さ
れるレーザ光の光量を必要に応じて制御したり、DFB
半導体レーザ160Aをオフしたりする。但し、本実施
形態では、後述するように、通常の光量制御(露光量制
御)は、主として光量制御装置16Cにより、EOM1
60Cの出力パルス光のピークパワーあるいは周波数の
制御、又は光増幅部161を構成する各ファイバ増幅器
の出力光のオン・オフ制御によって行われるので、レー
ザ光のエネルギパワーが何らかの原因で大きく変動した
場合に主制御装置50がレーザ制御装置16Bを上記の
如く制御することとなる。
The output of the energy monitor constituting the beam monitor mechanism 164 is supplied to the main controller 50. The main controller 50 detects the energy power of the laser beam based on the output of the energy monitor, and The amount of the laser light oscillated by the DFB semiconductor laser 160A via the control device 16B is controlled as necessary,
For example, the semiconductor laser 160A is turned off. However, in the present embodiment, as described later, normal light amount control (exposure amount control) is mainly performed by the light amount control device 16C by the EOM1.
This is performed by controlling the peak power or frequency of the output pulse light of 60C, or by controlling the on / off control of the output light of each fiber amplifier constituting the optical amplifying unit 161. Then, main controller 50 controls laser controller 16B as described above.

【0097】前記吸収セル165は、DFB半導体レー
ザ160Aの発振波長の絶対波長キャリブレーション、
すなわちビームモニタ機構164の絶対波長キャリブレ
ーションのための絶対波長源である。本実施形態では、
この吸収セル165として、レーザ光源として発振波長
1.544μmのDFB半導体レーザ160Aが用いら
れている関係から、この波長近傍の波長帯域に吸収線が
密に存在するアセチレンの同位体が用いられている。
The absorption cell 165 performs absolute wavelength calibration of the oscillation wavelength of the DFB semiconductor laser 160A,
That is, it is an absolute wavelength source for absolute wavelength calibration of the beam monitor mechanism 164. In this embodiment,
Since the absorption cell 165 uses a DFB semiconductor laser 160A having an oscillation wavelength of 1.544 μm as a laser light source, an isotope of acetylene having an absorption line densely in a wavelength band near this wavelength is used. .

【0098】なお、後述するように、レーザ光の波長の
モニタ用の光として、基本波とともにあるいはこれに代
えて、上述した波長変換部163の中間波(2倍波、3
倍波、4倍波等)あるいは波長変換後の光を選択する場
合には、それらの中間波等の波長帯域に吸収線が密に存
在する吸収セルを用いれば良い。例えば、波長のモニタ
用の光として、3倍波を選択する場合には、波長503
nm〜530nmの近傍に吸収線が密に存在するヨウ素
分子を吸収セルとして用い、そのヨウ素分子の適切な吸
収線を選んでその波長を絶対波長とすれば良い。
As will be described later, as the light for monitoring the wavelength of the laser light, the intermediate wave (second harmonic, third harmonic) of the above-described wavelength converter 163 is used together with or instead of the fundamental wave.
In the case of selecting a harmonic wave, a fourth harmonic wave or the like, or light after wavelength conversion, an absorption cell in which absorption lines exist densely in a wavelength band such as an intermediate wave thereof may be used. For example, when the third harmonic is selected as the wavelength monitoring light, the wavelength 503 is selected.
An iodine molecule having an absorption line densely in the vicinity of nm to 530 nm may be used as an absorption cell, an appropriate absorption line of the iodine molecule may be selected, and the wavelength may be used as an absolute wavelength.

【0099】また、絶対波長源としては、吸収セルに限
らず、絶対波長光源を用いても良い。
Further, the absolute wavelength source is not limited to the absorption cell, and an absolute wavelength light source may be used.

【0100】前記レーザ制御装置16Bは、ビームモニ
タ機構164の出力に基づいてレーザ光の中心波長及び
波長幅(スペクトル半値幅)を検出し、中心波長が所望
の値(設定波長)となるようにDFB半導体レーザ16
0Aの温度制御(及び電流制御)をフィードバック制御
にて行う。本実施形態では、DFB半導体レーザ160
Aの温度を0.001℃単位で制御することが可能とな
っている。
The laser controller 16B detects the center wavelength and the wavelength width (spectral half width) of the laser beam based on the output of the beam monitor mechanism 164 so that the center wavelength becomes a desired value (set wavelength). DFB semiconductor laser 16
The temperature control (and current control) of 0 A is performed by feedback control. In this embodiment, the DFB semiconductor laser 160
The temperature of A can be controlled in 0.001 ° C. units.

【0101】また、このレーザ制御装置16Bは、主制
御装置50からの指示に応じて、DFB半導体レーザ1
60Aのパルス出力と連続出力との切替、及びそのパル
ス出力時における出力間隔やパルス幅などの制御を行う
とともに、パルス光の出力変動を補償するように、DF
B半導体レーザ160Aの発振制御を行う。
The DFB semiconductor laser 1 is controlled by the laser controller 16B in response to an instruction from the main controller 50.
Switching between a pulse output of 60 A and continuous output, control of an output interval and a pulse width at the time of the pulse output, and control of the DF so as to compensate for output fluctuation of the pulsed light.
The oscillation of the B semiconductor laser 160A is controlled.

【0102】このようにして、レーザ制御装置16Bで
は、発振波長を安定化して一定の波長に制御したり、あ
るいは出力波長を微調整する。逆に、このレーザ制御装
置16Bは、主制御装置50からの指示に応じて、DF
B半導体レーザ160Aの発振波長を積極的に変化させ
てその出力波長を調整することもある。
As described above, the laser control device 16B stabilizes the oscillation wavelength to control it at a constant wavelength, or finely adjusts the output wavelength. Conversely, the laser controller 16B responds to an instruction from the main controller 50 to
The output wavelength may be adjusted by positively changing the oscillation wavelength of the B semiconductor laser 160A.

【0103】例えば、前者によれば、波長変動による投
影光学系PLの収差(結像特性)の発生、又はその変動
が防止され、パターン転写中にその像特性(像質などの
光学的特性)が変化することがなくなる。
For example, according to the former, the occurrence of the aberration (imaging characteristics) of the projection optical system PL due to the wavelength fluctuation or its fluctuation is prevented, and the image characteristics (optical characteristics such as image quality) during the pattern transfer are prevented. Will not change.

【0104】また、後者によれば、露光装置が組立、調
整される製造現場と露光装置の設置場所(納入先)との
標高差や気圧差、更には環境(クリーンルーム内の雰囲
気)の違いなどに応じて生じる投影光学系PLの結像特
性(収差など)の変動を相殺でき、納入先で露光装置の
立ち上げに要する時間を短縮することが可能になる。更
に、後者によれば、露光装置の稼働中に、露光用照明光
の照射、及び大気圧変化などに起因して生じる投影光学
系PLの収差、投影倍率、及び焦点位置などの変動も相
殺でき、常に最良の結像状態でパターン像を基板上に転
写することが可能となる。
According to the latter, an altitude difference and a pressure difference between a manufacturing site where the exposure apparatus is assembled and adjusted and a location where the exposure apparatus is installed (delivery destination), and a difference in environment (atmosphere in a clean room), etc. Therefore, fluctuations in the imaging characteristics (such as aberration) of the projection optical system PL that occur in accordance with the above conditions can be offset, and the time required to start up the exposure apparatus at the delivery destination can be reduced. Furthermore, according to the latter, during the operation of the exposure apparatus, it is possible to cancel the variation of the aberration, projection magnification, and focal position of the projection optical system PL caused by the irradiation of the exposure illumination light and the change in the atmospheric pressure. Thus, the pattern image can always be transferred onto the substrate in the best image forming state.

【0105】前記光量制御装置16Cは、前述したよう
に、光増幅部161内のファイバ増幅器168n、17
nの光出力を検出する光電変換素子180、181の
出力に基づいて各励起用半導体レーザ(178、17
4)のドライブ電流をフィードバック制御して、各増幅
段毎に各チャネルのファイバ増幅器の増幅率を一定化さ
せる機能と、波長変換部163途中でビームスプリッタ
により分岐された光を検出する光電変換素子182の出
力信号に基づいて、励起用半導体レーザ178、174
の少なくとも一方のドライブ電流をフィードバック制御
して予定される所定の光強度を各増幅段にフィードバッ
クし、所望の紫外光出力を安定させる機能とを有する。
As described above, the light quantity control device 16C controls the fiber amplifiers 168 n , 17
Each excitation semiconductor laser (178, 17) is based on the output of the photoelectric conversion element 180, 181, which detects the 1 n light output.
4) feedback control of the drive current to stabilize the amplification factor of the fiber amplifier of each channel for each amplification stage, and a photoelectric conversion element for detecting light split by the beam splitter in the wavelength conversion section 163 182, based on the output signal of the semiconductor laser 182,
A feedback control of at least one of the drive currents to feed back a predetermined light intensity to each amplification stage to stabilize a desired ultraviolet light output.

【0106】更に、本実施形態では、光量制御装置16
Cは、次のような機能をも有している。
Further, in this embodiment, the light amount control device 16
C also has the following functions.

【0107】すなわち、光量制御装置16Cは、 主制御装置50からの指示に応じて、ファイバーバ
ンドル173を構成する各チャネルのファイバの出力、
すなわち各光経路172nの出力を個別にオン・オフ制
御することにより、バンドル全体での平均光出力の制御
を行う機能(以下、便宜上「第1の機能」と呼ぶ)と、 主制御装置50からの指示に応じて、EOM160
Cから出力されるパルス光の周波数を制御することによ
り、単位時間当たりの光増幅部161の各チャネルの平
均光出力(出力エネルギ)、すなわち単位時間当たりの
各光経路172nからの出力光の強度を制御する機能
(以下、便宜上「第2の機能」と呼ぶ)と、 主制御装置50からの指示に応じて、EOM160
Cから出力されるパルス光のピークパワーを制御するこ
とにより、単位時間当たりの光増幅部161の各チャネ
ルの平均光出力(出力エネルギ)、すなわち単位時間当
たりの各光経路172nからの出力光の強度を制御する
機能(以下、便宜上「第3の機能」と呼ぶ)と、を有す
る。
That is, in response to an instruction from the main controller 50, the light quantity controller 16C outputs the fiber output of each channel constituting the fiber bundle 173,
That is, a function of controlling the average light output of the entire bundle by individually turning on and off the output of each optical path 172 n (hereinafter, referred to as a “first function” for convenience) and a main controller 50 EOM160 according to instructions from
By controlling the frequency of the pulsed light output from C, the average optical output (output energy) of each channel of the optical amplifier 161 per unit time, that is, the output light from each optical path 172 n per unit time. A function for controlling the intensity (hereinafter, referred to as a “second function” for convenience) and an EOM 160 according to an instruction from main controller 50.
By controlling the peak power of the pulse light output from C, the average light output (output energy) of each channel of the optical amplifier 161 per unit time, that is, the output light from each optical path 172 n per unit time. (Hereinafter, referred to as “third function” for convenience).

【0108】この光量制御装置16Cの第1の機能によ
ると、バンドル全体での平均光出力(光量)は、最大出
力光量の1/128刻みで(約1%以下毎)に制御可能
である。すなわち、ダイナミックレンジが1〜1/12
8という広い範囲に設定可能である。各光経路172n
は同じ構成部材を用いて構成されているので、設計上
は、各光経路172nの光出力は等しくなる筈であり、
上記1/128刻みの光量制御はリニアリティの良いも
のとなる。
According to the first function of the light quantity control device 16C, the average light output (light quantity) of the entire bundle can be controlled at intervals of 1/128 of the maximum output light quantity (about every 1% or less). That is, the dynamic range is 1-1 / 12
It can be set to a wide range of eight. Each optical path 172 n
Are configured using the same components, the optical output of each optical path 172 n should be equal by design,
The above-mentioned light quantity control in 1/128 increments has good linearity.

【0109】また、本実施形態では、光増幅部161の
出力、すなわちファイバーバンドル173の出力を波長
変換する波長変換部163が設けられているが、この波
長変換部163出力は、各光経路172nの出力、すな
わちファイバ増幅器171nの出力がオンであるファイ
バ数に比例するため、設定光量に対し、最大出力光量の
1/128刻みのリニアな(約1%ごと)制御が原則的
には可能となる筈である。
In the present embodiment, the wavelength converter 163 for wavelength-converting the output of the optical amplifier 161, that is, the output of the fiber bundle 173 is provided. Since the output of n , that is, the number of fibers for which the output of the fiber amplifier 171 n is ON, is proportional to the set light quantity, linear control (in steps of approximately 1%) of the maximum output light quantity in units of 1/128 is in principle. It should be possible.

【0110】しかしながら、実際には、製造上の誤差等
に起因して各光経路172nの出力のばらつきや、各光
経路172nの出力に対する波長変換効率のばらつき等
が存在する可能性が高いので、予め各光ファイバ(光経
路172n)の出力のばらつき、及び各光ファイバ出力
に対する波長変換効率のばらつきに等に起因する出力の
ばらつきを測定し、その測定結果に基づいて各光ファイ
バからの光出力のオン・オフ状況に対応する波長変換部
163からの光出力の強度のマップ(オンにするファイ
バグルーブに対応した出力強度の換算表)である第1の
出力強度マップを作成し、その第1の出力強度マップを
主制御装置50に併設されたメモリ51内に格納してい
る。
[0110] However, in practice, due to errors of manufacture or variations in the output of each optical path 172 n, it is likely that variations in the wavelength conversion efficiency is present on the output of each optical path 172 n Therefore, the dispersion of the output of each optical fiber (optical path 172 n ) and the dispersion of the output caused by the dispersion of the wavelength conversion efficiency with respect to the output of each optical fiber are measured in advance, and from each optical fiber based on the measurement result, A first output intensity map, which is a map of the intensity of the optical output from the wavelength conversion unit 163 corresponding to the on / off state of the optical output (a conversion table of the output intensity corresponding to the fiber groove to be turned on), is created. The first output intensity map is stored in the memory 51 attached to the main controller 50.

【0111】そして、光量制御装置では、本第1の機能
により光量制御を行う際に、主制御装置50から与えら
れる設定光量と上記の出力強度マップとに基づいて光量
制御を行うようになっている。
In the light quantity control device, when the light quantity control is performed by the first function, the light quantity control is performed based on the set light quantity given from the main controller 50 and the output intensity map. I have.

【0112】また、光量制御装置16Cは、上記第2の
機能におけるEOM160Cから出力されるパルス光の
周波数制御を、EOM160Cに印加する矩形波(電圧
パルス)の周波数を変えることにより行う。EOM16
0Cから出力されるパルス光の周波数はEOM160C
に印加する電圧パルスの周波数に一致するため、印加電
圧を制御することにより出力パルス光の周波数を制御す
ることとしたものである。
Further, the light quantity control device 16C controls the frequency of the pulse light output from the EOM 160C in the second function by changing the frequency of the rectangular wave (voltage pulse) applied to the EOM 160C. EOM16
The frequency of the pulse light output from 0C is EOM160C
In this case, the frequency of the output pulse light is controlled by controlling the applied voltage to match the frequency of the voltage pulse applied to.

【0113】本実施形態の場合、前述の如く、EOM1
60Cに印加する矩形波の周波数は100kHzであ
る。例えば、この周波数を110kHzとすれば、EO
M160Cから出力される単位時間あたりの光パルス数
は10%増加し、このパルスが、前述と同様に、遅延部
167により各パルス毎に順次チャネル0からチャネル
127の総計128チャネルに振り分けられる結果、各
チャネルについて見ても単位時間当たりのパルス光は1
0%増加し、光パルス1個あたりの光エネルギが同一、
すなわちパルス光のピークパワーが一定であれば、単位
時間当たりの各光経路172nの出力光強度(光量)も
10%増加する。
In the case of the present embodiment, as described above, EOM1
The frequency of the rectangular wave applied to 60C is 100 kHz. For example, if this frequency is 110 kHz, EO
The number of optical pulses output from the M160C per unit time increases by 10%. As a result, the pulses are sequentially distributed by the delay unit 167 for each pulse to a total of 128 channels from channel 0 to channel 127 as described above. Looking at each channel, the pulse light per unit time is 1
0% increase, the light energy per light pulse is the same,
That is, if the peak power of the pulse light is constant, the output light intensity (light amount) of each optical path 172 n per unit time also increases by 10%.

【0114】また、本実施形態では、光増幅部161の
各チャネルの出力光の波長変換を行う波長変換部163
が設けられているが、この波長変換部163の単位時間
当たりの出力光の光量は、ピークパワーが一定であれ
ば、各チャネルの出力パルスの周波数に比例する。この
ように、本第2の機能による光量制御は、リ二アリティ
に優れた制御となる。
In this embodiment, the wavelength converter 163 performs wavelength conversion of output light of each channel of the optical amplifier 161.
However, the amount of output light per unit time of the wavelength conversion unit 163 is proportional to the frequency of the output pulse of each channel if the peak power is constant. As described above, the light amount control by the second function is a control excellent in linearity.

【0115】しかし、一般に、ファイバ増幅器の増幅利
得は、入力光強度依存性があるため、EOM160Cの
出力光の周波数を変えると、ファイバ増幅器168n
171nの入力光強度が変化し、その結果ファイバ増幅
器168n、171nから出力さえるパルス光のピークパ
ワーが変化する場合があるので、実際には、上述のよう
なリニアリティが得られるとは限らない。そこで、本実
施形態では、予めファイバ増幅器出力の入力周波数強度
依存性を測定し、それに基づいて光増幅部161に入力
するパルス光の周波数に応じた光増幅部161(の各チ
ャネル)の出力強度のマップである第2の出力強度マッ
プ(EOMの出力光の周波数に対応した光増幅部161
の出力強度の換算表)を作成し、その第2の出力強度マ
ップをメモリ51に記憶している。
However, in general, since the amplification gain of the fiber amplifier depends on the input light intensity, if the frequency of the output light of the EOM 160C is changed, the fiber amplifier 168 n ,
Since the input light intensity of the 171 n changes, and as a result, the peak power of the pulse light output from the fiber amplifiers 168 n and 171 n may change, the linearity as described above is not always obtained in practice. Absent. Therefore, in the present embodiment, the input frequency intensity dependency of the fiber amplifier output is measured in advance, and the output intensity of (each channel of) the optical amplifier 161 corresponding to the frequency of the pulse light input to the optical amplifier 161 based on the measured intensity. Of the second output intensity map (the optical amplification unit 161 corresponding to the frequency of the output light of the EOM)
, And a second output intensity map is stored in the memory 51.

【0116】そして、光量制御装置16Cでは、本第2
の機能により光量制御を行う際に、主制御装置50から
与えられる設定光量と上記の第2の出力強度マップとに
基づいて光量制御を行うようになっている。
The light amount control device 16C uses the second
When the light amount control is performed by the function (1), the light amount control is performed based on the set light amount given from the main controller 50 and the second output intensity map.

【0117】また、光量制御装置16Cは、上記第3の
機能におけるEOM160Cから出力されるパルス光の
ピークパワーの制御を、EOM160Cへ印加する電圧
パルスのピーク強度を制御することにより行う。EOM
160Cの出力光のピークパワーはEOM160Cに印
加する電圧パルスのピーク強度に依存するためである。
The light quantity control device 16C controls the peak power of the pulse light output from the EOM 160C in the third function by controlling the peak intensity of the voltage pulse applied to the EOM 160C. EOM
This is because the peak power of the 160C output light depends on the peak intensity of the voltage pulse applied to the EOM 160C.

【0118】しかし、前述の如く、ファイバ増幅器の増
幅利得は、入力光強度依存性があるため、EOM160
Cから出力されるパルス光のピーク強度を変えると、フ
ァイバ増幅器168n、171nの入力光強度が変化し、
その結果ファイバ増幅器168n、171nから出力され
るパルス光のピークパワーが変化する場合がある。ファ
イバ増幅器168n、171nを適切に設計することによ
リ、このピークパワー変化を小さく抑えることも可能で
はあるが、光ファイバ増幅器の光出力効率等の他の性能
を低下させる場合がある。
However, as described above, since the amplification gain of the fiber amplifier depends on the input light intensity, the EOM 160
When the peak intensity of the pulse light output from C is changed, the input light intensity of the fiber amplifiers 168 n and 171 n changes,
As a result, the peak power of the pulse light output from the fiber amplifiers 168 n and 171 n may change. By appropriately designing the fiber amplifiers 168 n and 171 n , it is possible to suppress this peak power change, but other performances such as the optical output efficiency of the optical fiber amplifier may be reduced.

【0119】そこで、本実施形態では、予めファイバ増
幅器出力の入力パルスピーク強度依存性を測定し、それ
に基づいて光増幅部161に入力するパルス光のピーク
強度に対応した光増幅部161(の各チャネル)の出力
強度のマップである第3の出力強度マップ(EOMの出
力光のピーク強度に対応した光増幅部161の出力パル
ス光の強度の換算表)を作成し、その第3の出力強度マ
ップをメモリ51に記憶している。この第3の出力強度
マップは、波長変換部出力である紫外光の強度マップで
あってもよい。
Therefore, in the present embodiment, the input pulse peak intensity dependency of the fiber amplifier output is measured in advance, and based on the measured value, each of the optical amplifiers 161 (corresponding to the peak intensity of the pulse light input to the optical amplifier 161) is measured. A third output intensity map (a conversion table of the intensity of the output pulse light of the optical amplifying unit 161 corresponding to the peak intensity of the output light of the EOM), which is a map of the output intensity of the channel, is created. The map is stored in the memory 51. This third output intensity map may be an intensity map of the ultraviolet light that is the output of the wavelength converter.

【0120】そして、光量制御装置16Cでは、本第3
の機能により光量制御を行う際に、主制御装置50から
与えられる設定光量と上記の第3の出力強度マップとに
基づいて光量制御を行うようになっている。
In the light amount control device 16C, the third light
When the light amount control is performed by the function (1), the light amount control is performed based on the set light amount given from the main controller 50 and the third output intensity map.

【0121】なお、DFB半導体レーザ160Aの出力
段に、EOM160Cの他に透過率制御用のEOMを設
け、このEOMに印加する電圧を変化させることによリ
そのEOMの透過率を変化させて、単位時間あたりの光
増幅部、波長変換部からの放出エネルギを変えることも
可能である。
An EOM for controlling transmittance is provided in the output stage of the DFB semiconductor laser 160A in addition to the EOM 160C, and the transmittance of the EOM is changed by changing the voltage applied to the EOM. It is also possible to change the energy emitted from the optical amplification unit and the wavelength conversion unit per unit time.

【0122】これまでの説明から明らかなように、光量
制御装置16Cによる第2、第3の機能では、第1の機
能に比べて、より細やかな光源装置16の出力光の光量
制御が可能である。一方、第1の機能は、第2、第3の
機能に比べて、ダイナミックレンジを広く設定すること
が可能である。
As is clear from the above description, the second and third functions of the light amount control device 16C can control the light amount of the output light of the light source device 16 more finely than the first function. is there. On the other hand, the first function can set a wider dynamic range than the second and third functions.

【0123】そこで、本実施形態では、後述する露光に
際して、光量制御装置16Cの上記第1の機能により露
光量の粗調整を行い、第2、第3の機能を用いて露光量
の微調整を行うようになっている。これについては、後
述する。
Therefore, in the present embodiment, at the time of exposure to be described later, coarse adjustment of the exposure amount is performed by the first function of the light amount control device 16C, and fine adjustment of the exposure amount is performed by using the second and third functions. It is supposed to do. This will be described later.

【0124】光量制御装置16Cは、この他、主制御装
置50からの指示に基づいてパルス出力の開始と停止な
ども制御する。
The light quantity control device 16C also controls the start and stop of pulse output based on an instruction from the main control device 50.

【0125】前記偏光調整装置16Dは、光ファイバ増
幅器171nよりも前段の光部品の偏光特性を制御する
ことにより、光ファイバ増幅器171nから射出される
光を円偏光化する。なお、光ファイバ増幅器171n
ドープ・ファイバがほぼ円筒対称な構造を有しており、
かつ、比較的短い場合には、光ファイバ増幅器171 n
に入射する光を円偏光化することによっても、光ファイ
バ増幅器171nから射出される光を円偏光化すること
ができる。
The polarization adjusting device 16D includes an optical fiber extension.
Width 171nControl the polarization characteristics of optical components before
As a result, the optical fiber amplifier 171nEjected from
Light is circularly polarized. The optical fiber amplifier 171nof
The doped fiber has a substantially cylindrically symmetric structure,
In the case of a relatively short optical fiber amplifier 171 n
Optical polarization can also be achieved by circularly polarizing the light
Amplifier 171nCircularly polarized light emitted from
Can be.

【0126】ここで、光ファイバ増幅器171nよりも
前段の光部品には、上述した光増幅部161の各要素を
光学的に結合するための不図示のリレー光ファイバ等が
ある。こうしたリレー光ファイバ等の偏光特性の制御方
法としては、例えばリレー光ファイバに非等方的な力学
的ストレスを加える方法があり、本実施形態でもこの方
法を採用している。
Here, as an optical component upstream of the optical fiber amplifier 171 n , there is a relay optical fiber (not shown) for optically coupling each element of the optical amplifier 161 described above. As a method of controlling the polarization characteristics of such a relay optical fiber, for example, there is a method of applying anisotropic mechanical stress to the relay optical fiber, and this method is also employed in the present embodiment.

【0127】一般に、リレー光ファイバは円筒対称な屈
折率分布を有しているが、非等方的な力学的ストレスが
加わると非等方的な応力がリレー光ファイバに発生し、
この応力により非等方的な屈折率分布が生じる。こうし
た非等方的な屈折率分布の発生量を制御することによっ
て、リレー光ファイバの偏光特性を制御することができ
る。
In general, a relay optical fiber has a cylindrically symmetric refractive index distribution, but when an anisotropic mechanical stress is applied, an anisotropic stress is generated in the relay optical fiber.
This stress causes an anisotropic refractive index distribution. By controlling the amount of such anisotropic refractive index distribution, the polarization characteristics of the relay optical fiber can be controlled.

【0128】また、リレー光ファイバの応力による屈折
率分布の変化量や他の光部品の偏光特性は一般に温度に
依存している。このため、偏光調整装置16Dは、リレ
ー光ファイバ等の周囲温度を一定とする温度制御を行っ
て、一度行った円偏光化が維持可能としている。
The amount of change in the refractive index distribution due to the stress of the relay optical fiber and the polarization characteristics of other optical components generally depend on temperature. For this reason, the polarization adjusting device 16D performs temperature control to keep the ambient temperature of the relay optical fiber or the like constant, and can maintain circular polarization once performed.

【0129】なお、上記の温度制御を行わずに、リレー
光ファイバよりも下流側のいずれかの位置で光の偏光状
態のモニタを行い、このモニタ結果に基づいて、リレー
光ファイバの偏光特性すなわち屈折率分布を制御しても
よい。
Note that, without performing the above-described temperature control, the polarization state of light is monitored at any position downstream of the relay optical fiber, and the polarization characteristics of the relay optical fiber, that is, The refractive index distribution may be controlled.

【0130】図1に戻り、前記照明光学系12は、ビー
ム整形光学系18、オプティカルインテグレータ(ホモ
ジナイザ)としてのフライアイレンズ系22、照明系開
口絞り板24、ビームスプリッタ26、第1リレーレン
ズ28A、第2リレーレンズ28B、固定レチクルブラ
インド30A、可動レチクルブラインド30B、光路折
り曲げ用のミラーM及びコンデンサレンズ32等を備え
ている。
Returning to FIG. 1, the illumination optical system 12 includes a beam shaping optical system 18, a fly-eye lens system 22 as an optical integrator (homogenizer), an illumination system aperture stop plate 24, a beam splitter 26, and a first relay lens 28A. , A second relay lens 28B, a fixed reticle blind 30A, a movable reticle blind 30B, a mirror M for bending the optical path, a condenser lens 32, and the like.

【0131】前記ビーム整形光学系18は、光源装置1
6の波長変換部163の波長変換により発生した紫外域
の光、(以下、「レーザビーム」と呼ぶ)LBの断面形
状を、該レーザビームLBの光路後方に設けられたフラ
イアイレンズ系22に効率良く入射するように整形する
もので、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダ
(いずれも図示省略)等で構成される。
The beam shaping optical system 18 includes the light source device 1
The cross-sectional shape of the ultraviolet light (hereinafter referred to as “laser beam”) LB generated by the wavelength conversion of the wavelength conversion unit 163 of FIG. 6 is converted to the fly-eye lens system 22 provided behind the optical path of the laser beam LB. The beam is shaped so as to be incident efficiently, and includes, for example, a cylinder lens and a beam expander (both not shown).

【0132】前記フライアイレンズ系22は、ビーム整
形光学系18から出たレーザビームLBの光路上に配置
され、レチクルRを均一な照度分布で照明するために多
数の光源像からなる面光源、即ち2次光源を形成する。
この2次光源から射出されるレーザビームを本明細書に
おいては、「露光光IL」とも呼んでいる。
The fly-eye lens system 22 is arranged on the optical path of the laser beam LB emitted from the beam shaping optical system 18, and is a surface light source comprising a large number of light source images for illuminating the reticle R with a uniform illuminance distribution. That is, a secondary light source is formed.
The laser beam emitted from the secondary light source is also referred to as “exposure light IL” in this specification.

【0133】フライアイレンズ系22の射出面の近傍
に、円板状部材から成る照明系開口絞り板24が配置さ
れている。この照明系開口絞り板24には、等角度間隔
で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円
形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さ
くするための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞
り、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置し
て成る変形開口絞り(図1ではこのうちの2種類の開口
絞りのみが図示されている)等が配置されている。この
照明系開口絞り板24は、主制御装置50により制御さ
れるモータ等の駆動装置40により回転されるようにな
っており、これによりレチクルパターンに応じていずれ
かの開口絞りが露光光ILの光路上に選択的に設定され
る。
In the vicinity of the exit surface of the fly-eye lens system 22, an illumination system aperture stop plate 24 made of a disc-like member is arranged. The illumination system aperture stop plate 24 includes, at equal angular intervals, an aperture stop composed of, for example, a normal circular aperture, an aperture stop composed of a small circular aperture, for reducing the σ value, which is a coherence factor, and a ring for annular illumination. A band-shaped aperture stop, a modified aperture stop having a plurality of apertures eccentrically arranged for the modified light source method (only two types of aperture stops are shown in FIG. 1) and the like are arranged. . The illumination system aperture stop plate 24 is configured to be rotated by a driving device 40 such as a motor controlled by a main control device 50, so that one of the aperture stops responds to the exposure light IL according to the reticle pattern. It is selectively set on the optical path.

【0134】照明系開口絞り板24から出た露光光IL
の光路上に、反射率が小さく透過率の大きなビームスプ
リッタ26が配置され、更にこの後方の光路上に、固定
レチクルブラインド30A及び可動レチクルブラインド
30Bを介在させて第1リレーレンズ28A及び第2リ
レーレンズ28Bから成るリレー光学系が配置されてい
る。
Exposure light IL emitted from illumination system aperture stop plate 24
A beam splitter 26 having a small reflectance and a large transmittance is disposed on the optical path of the first relay lens 28A, and the first relay lens 28A and the second relay A relay optical system including a lens 28B is provided.

【0135】固定レチクルブラインド30Aは、レチク
ルRのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカ
スした面に配置され、レチクルR上の照明領域42Rを
規定する矩形開口が形成されている。また、この固定レ
チクルブラインド30Aの近傍に走査方向の位置及び幅
が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド30B
が配置され、走査露光の開始時及び終了時にその可動レ
チクルブラインド30Bを介して照明領域42Rを更に
制限することによって、不要な部分の露光が防止される
ようになっている。
The fixed reticle blind 30A is arranged on a plane slightly defocused from a conjugate plane with respect to the pattern plane of the reticle R, and has a rectangular opening defining an illumination area 42R on the reticle R. Further, a movable reticle blind 30B having an opening whose position and width in the scanning direction are variable near the fixed reticle blind 30A.
Is arranged, and at the start and end of the scanning exposure, the illumination area 42R is further restricted via the movable reticle blind 30B, so that exposure of an unnecessary portion is prevented.

【0136】リレー光学系を構成する第2リレーレンズ
28B後方の露光光ILの光路上には、当該第2リレー
レンズ28Bを通過した露光光ILをレチクルRに向け
て反射する折り曲げミラーMが配置され、このミラーM
後方の露光光ILの光路上にコンデンサレンズ32が配
置されている。
On the optical path of the exposure light IL behind the second relay lens 28B constituting the relay optical system, a bending mirror M for reflecting the exposure light IL passing through the second relay lens 28B toward the reticle R is arranged. And this mirror M
A condenser lens 32 is arranged on the optical path of the rear exposure light IL.

【0137】更に、照明光学系12内のビームスプリッ
タ26で垂直に折り曲げられる一方の光路上、他方の光
路上には、インテグレータセンサ46、反射光モニタ4
7がそれぞれ配置されている。これらインテグレータセ
ンサ46、反射光モニタ47としては、遠紫外域及び真
空紫外域で感度が良く、且つ光源装置16のパルス発光
を検出するために高い応答周波数を有するSi系PIN
型フォトダイオードが用いられている。なお、インテグ
レータセンサ46、反射光モニタ47としてGaN系結
晶を有する半導体受光素子を用いることも可能である。
Further, an integrator sensor 46 and a reflected light monitor 4 are provided on one of the optical paths which are vertically bent by the beam splitter 26 in the illumination optical system 12 and on the other optical path.
7 are arranged respectively. The integrator sensor 46 and the reflected light monitor 47 have a high sensitivity in the deep ultraviolet region and the vacuum ultraviolet region, and have a high response frequency for detecting the pulse light emission of the light source device 16.
Type photodiodes are used. Note that a semiconductor light receiving element having a GaN-based crystal can be used as the integrator sensor 46 and the reflected light monitor 47.

【0138】以上の構成において、フライアイレンズ系
22の入射面、可動レチクルブラインド30Bの配置
面、レチクルRのパターン面は、光学的に互いに共役に
設定され、フライアイレンズ系22の射出面側に形成さ
れる光源面、投影光学系PLのフーリエ変換面(射出瞳
面)は光学的に互いに共役に設定され、ケーラー照明系
となっている。
In the above configuration, the entrance surface of the fly-eye lens system 22, the arrangement surface of the movable reticle blind 30B, and the pattern surface of the reticle R are optically set to be conjugate with each other. The light source surface and the Fourier transform surface (exit pupil surface) of the projection optical system PL are optically set to be conjugate to each other to form a Koehler illumination system.

【0139】このようにして構成された照明系12の作
用を簡単に説明すると、光源装置16からパルス発光さ
れたレーザビームLBは、ビーム整形光学系18に入射
して、ここで後方のフライアイレンズ系22に効率良く
入射するようにその断面形状が整形された後、フライア
イレンズ系22に入射する。これにより、フライアイレ
ンズ系22の射出側焦点面(照明光学系12の瞳面)に
2次光源が形成される。この2次光源から射出された露
光光ILは、照明系開口絞り板24上のいずれかの開口
絞りを通過した後、透過率が大きく反射率が小さなビー
ムスプリッタ26に至る。このビームスプリッタ26を
透過した露光光ILは、第1リレーレンズ28Aを経て
固定レチクルブラインド30Aの矩形の開口部及び可動
レチクルブラインド30Bを通過した後、第2リレーレ
ンズ28Bを通過してミラーMによって光路が垂直下方
に折り曲げられた後、コンデンサレンズ32を経て、レ
チクルステージRST上に保持されたレチクルR上の矩
形の照明領域42Rを均一な照度分布で照明する。
The operation of the illumination system 12 configured as described above will be briefly described. The laser beam LB pulse-emitted from the light source device 16 enters the beam shaping optical system 18, where the rear fly-eye is formed. After its cross-sectional shape is shaped so as to efficiently enter the lens system 22, the light enters the fly-eye lens system 22. As a result, a secondary light source is formed on the exit-side focal plane of the fly-eye lens system 22 (pupil plane of the illumination optical system 12). The exposure light IL emitted from the secondary light source passes through one of the aperture stops on the illumination system aperture stop plate 24, and then reaches a beam splitter 26 having a large transmittance and a small reflectance. The exposure light IL transmitted through the beam splitter 26 passes through the first relay lens 28A, passes through the rectangular opening of the fixed reticle blind 30A and the movable reticle blind 30B, passes through the second relay lens 28B, and is mirrored by the mirror M. After the optical path is bent vertically downward, the rectangular illumination area 42R on the reticle R held on the reticle stage RST is illuminated with a uniform illuminance distribution via the condenser lens 32.

【0140】一方、ビームスプリッタ26で反射された
露光光ILは、集光レンズ44を介してインテグレータ
センサ46で受光され、インテグレータセンサ46の光
電変換信号が、不図示のピークホールド回路及びA/D
変換器を介して出力DS(digit/pulse)として主制御装
置50に供給される。このインテグレータセンサ46の
出力DSと、ウエハWの表面上での露光光ILの照度
(露光量)との相関係数は、主制御装置50に併設され
た記憶装置としてのメモリ51内に記憶されている。
On the other hand, the exposure light IL reflected by the beam splitter 26 is received by an integrator sensor 46 via a condenser lens 44, and a photoelectric conversion signal of the integrator sensor 46 is converted into a peak hold circuit (not shown) and an A / D converter.
It is supplied to the main controller 50 as an output DS (digit / pulse) via a converter. The correlation coefficient between the output DS of the integrator sensor 46 and the illuminance (exposure amount) of the exposure light IL on the surface of the wafer W is stored in a memory 51 provided as a storage device provided in the main controller 50. ing.

【0141】また、レチクルR上の照明領域42Rを照
明しそのレチクルのパターン面(図1における下面)で
反射された反射光束は、コンデンサレンズ32、リレー
光学系を前と逆向きに通過し、ビームスプリッタ26で
反射され、集光レンズ48を介して反射光モニタ47で
受光される。また、Zチルトステージ58が投影光学系
PLの下方にある場合には、レチクルのパターン面を透
過した露光光ILは、投影光学系PL及びウエハWの表
面(あるいは後述する基準マーク板FM表面)で反射さ
れ、その反射光束は、投影光学系PL、レチクルR、コ
ンデンサレンズ32、リレー光学系を前と逆向きに順次
通過し、ビームスプリッタ26で反射され、集光レンズ
48を介して反射光モニタ47で受光される。また、ビ
ームスプリッタ26とウエハWとの間に配置される各光
学素子はその表面に反射防止膜が形成されているもの
の、その表面で露光光ILがわずかに反射され、これら
反射光も反射光モニタ47で受光される。この反射光モ
ニタ47の光電変換信号が、不図示のピークホールド回
路及びA/D変換器を介して主制御装置50に供給され
る。反射光モニタ47は、本実施形態では、主としてウ
エハWの反射率の測定等に用いられる。なお、この反射
光モニタ47を、レチクルRの透過率の事前測定の際に
用いても良い。
The illuminated area 42R on the reticle R illuminates the luminous flux reflected by the pattern surface (lower surface in FIG. 1) of the reticle, passes through the condenser lens 32 and the relay optical system in the opposite direction, and The light is reflected by the beam splitter 26 and received by a reflected light monitor 47 via a condenser lens 48. When the Z tilt stage 58 is below the projection optical system PL, the exposure light IL transmitted through the pattern surface of the reticle is applied to the projection optical system PL and the surface of the wafer W (or the surface of a reference mark plate FM described later). The reflected light flux passes through the projection optical system PL, the reticle R, the condenser lens 32, and the relay optical system sequentially in the opposite direction to the front, is reflected by the beam splitter 26, and is reflected by the condensing lens 48. The light is received by the monitor 47. Each optical element disposed between the beam splitter 26 and the wafer W has an anti-reflection film formed on the surface thereof, but the exposure light IL is slightly reflected on the surface, and the reflected light is also reflected light. The light is received by the monitor 47. The photoelectric conversion signal of the reflected light monitor 47 is supplied to the main controller 50 via a peak hold circuit and an A / D converter (not shown). In this embodiment, the reflected light monitor 47 is mainly used for measuring the reflectance of the wafer W and the like. Note that the reflected light monitor 47 may be used for the preliminary measurement of the transmittance of the reticle R.

【0142】なお、フライアイレンズ系22として、例
えば特開平1−235289号公報(対応米国特許第
5,307,207号)、特開平7−142354号
(対応米国特許第5,534,970号)などに開示さ
れるダブルフライアイレンズ系を採用し、ケーラー照明
系を構成しても良い。
As the fly-eye lens system 22, for example, JP-A-1-235289 (corresponding US Pat. No. 5,307,207) and JP-A-7-142354 (corresponding US Pat. No. 5,534,970) ) May be used to form a Koehler illumination system.

【0143】また、フライアイレンズ系22とともに、
回折光学素子(diffractive optical element)を用い
ても良い。かかる回折光学素子を用いる場合には、光源
装置16と照明光学系12とを回折光学素子を介して接
続するようにしても良い。すなわち、ファイバーバンド
ル173の各ファイバーに対応して回折素子が形成され
る回折光学素子をビーム整形光学系18に設け、各ファ
イバーから出力されるレーザビームを回折させて、フラ
イアイレンズ系22の入射面上で重畳させるようにして
もよい。本例では、ファイバーバンドル173の出力端
を照明光学系の瞳面に配置してもよいが、この場合には
第1の機能(間引き)によってその瞳面上での強度分布
(即ち2次光源の形状や大きさなど)が変化することに
なり、レチクルパターンに最適な形状、大きさとは異な
ってしまうことがある。そこで、前述の回折光学素子な
どを用いて照明光学系の瞳面、又はオプティカルインテ
グレータの入射面上で各ファイバーからのレーザビーム
を重畳させるようにすることが望ましい。
Further, together with the fly-eye lens system 22,
A diffractive optical element may be used. When such a diffractive optical element is used, the light source device 16 and the illumination optical system 12 may be connected via a diffractive optical element. That is, a diffractive optical element in which a diffractive element is formed corresponding to each fiber of the fiber bundle 173 is provided in the beam shaping optical system 18, and a laser beam output from each fiber is diffracted so as to be incident on the fly-eye lens system 22. You may make it superimpose on a surface. In this example, the output end of the fiber bundle 173 may be arranged on the pupil plane of the illumination optical system. In this case, the intensity distribution on the pupil plane (that is, the secondary light source) is performed by the first function (decimation). Of the reticle pattern may be different from the optimal shape and size for the reticle pattern. Therefore, it is desirable to superimpose the laser beam from each fiber on the pupil plane of the illumination optical system or the entrance plane of the optical integrator using the above-described diffractive optical element or the like.

【0144】いずれにしても、本実施形態では、前述し
た光量制御装置16Cの第1の機能によりファイバーバ
ンドル173の光を出力する部分の分布が変化した場合
であっても、レチクルRのパターン面(物体面)上及び
ウエハWの面(像面)上のいずれにおいても照度分布の
均一性を十分に確保することができる。
In any case, in the present embodiment, even if the distribution of the light output portion of the fiber bundle 173 changes due to the first function of the light amount control device 16C described above, the pattern surface of the reticle R can be changed. The uniformity of the illuminance distribution can be sufficiently ensured on both the (object surface) and the surface (image surface) of the wafer W.

【0145】前記レチクルステージRST上にレチクル
Rが載置され、不図示のバキュームチャック等を介して
吸着保持されている。レチクルステージRSTは、水平
面(XY平面)内で微小駆動可能であるとともに、レチ
クルステージ駆動部49によって走査方向(ここでは図
1の紙面左右方向であるY方向とする)に所定ストロー
ク範囲で走査されるようになっている。この走査中のレ
チクルステージRSTの位置及び回転量は、レチクルス
テージRST上に固定された移動鏡52Rを介して外部
のレーザ干渉計54Rによって計測され、このレーザ干
渉計54Rの計測値が主制御装置50に供給されるよう
になっている。
A reticle R is mounted on the reticle stage RST, and is held by suction via a vacuum chuck (not shown). The reticle stage RST is finely drivable in a horizontal plane (XY plane), and is scanned by a reticle stage driving unit 49 in a predetermined stroke range in a scanning direction (here, the Y direction which is the horizontal direction of the paper of FIG. 1). It has become so. The position and the rotation amount of the reticle stage RST during the scanning are measured by an external laser interferometer 54R via a movable mirror 52R fixed on the reticle stage RST, and the measured value of the laser interferometer 54R is used as a main controller. 50.

【0146】なお、レチクルRに用いる材質は、露光光
ILの波長によって使い分ける必要がある。すなわち、
波長193nmの露光光を用いる場合には合成石英を用
いることができるが、波長157nmの露光光を用いる
場合は、ホタル石、フッ素がドープされた合成石英、あ
るいは水晶などで形成する必要がある。
Note that the material used for the reticle R must be properly used depending on the wavelength of the exposure light IL. That is,
When using exposure light having a wavelength of 193 nm, synthetic quartz can be used. However, when using exposure light having a wavelength of 157 nm, it is necessary to use fluorite, synthetic quartz doped with fluorine, quartz, or the like.

【0147】前記投影光学系PLは、例えば両側テレセ
ントリックな縮小系であり、共通のZ軸方向の光軸を有
する複数枚のレンズエレメント70a、70b、……か
ら構成されている。また、この投影光学系PLとして
は、投影倍率βが例えば1/4、1/5、1/6などの
ものが使用されている。このため、前記の如くして、露
光光ILによりレチクルR上の照明領域42Rが照明さ
れると、そのレチクルRに形成されたパターンが投影光
学系PLによって投影倍率βで縮小された像が表面にレ
ジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上のスリット状
の露光領域42Wに投影され転写される。
The projection optical system PL is, for example, a double-sided telecentric reduction system, and includes a plurality of lens elements 70a, 70b,... Having a common optical axis in the Z-axis direction. As the projection optical system PL, one having a projection magnification β of, for example, 1 /, 、, 、, or the like is used. Therefore, as described above, when the illumination area 42R on the reticle R is illuminated by the exposure light IL, the image formed by reducing the pattern formed on the reticle R by the projection optical system PL at the projection magnification β is applied to the surface. Is projected onto a slit-shaped exposure region 42W on a wafer W on which a resist (photosensitive agent) is applied and transferred.

【0148】本実施形態では、上記のレンズエレメント
のうち、複数のレンズエレメントがそれぞれ独立に移動
可能となっている。例えば、レチクルステージRSTに
最も近い一番上のレンズエレメント70aは、リング状
の支持部材72により保持され、この支持部材72は、
伸縮可能な駆動素子、例えばピエゾ素子74a,74
b,74c(紙面奥側の駆動素子74cは図示せず)に
よって、3点支持されるとともに鏡筒部76と連結され
ている。上記の駆動素子74a,74b,74cによっ
て、レンズエレメント70aの周辺3点を独立に、投影
光学系PLの光軸AX方向に移動させることができるよ
うになっている。すなわち、レンズエレメント70aを
駆動素子74a,74b,74cの変位量に応じて光軸
AXに沿って平行移動させることができるとともに、光
軸AXと垂直な平面に対して任意に傾斜させることもで
きる。そして、これらの駆動素子74a,74b,74
cに与えられる電圧が、主制御装置50からの指令に基
づいて結像特性補正コントローラ78によって制御さ
れ、これによって駆動素子74a,74b,74cの変
位量が制御されるようになっている。なお、図1中、投
影光学系PLの光軸AXとは鏡筒部76に固定されてい
るレンズエレメント70bその他のレンズエレメント
(図示省略)の光軸を指す。
In the present embodiment, among the above lens elements, a plurality of lens elements can be independently moved. For example, the uppermost lens element 70a closest to the reticle stage RST is held by a ring-shaped support member 72.
Telescopic drive elements, for example, piezo elements 74a, 74
b, 74c (the drive element 74c on the far side of the drawing is not shown) is supported at three points and is connected to the lens barrel 76. The drive elements 74a, 74b, and 74c allow the three peripheral points of the lens element 70a to be independently moved in the optical axis AX direction of the projection optical system PL. That is, the lens element 70a can be translated along the optical axis AX according to the displacement of the driving elements 74a, 74b, 74c, and can be arbitrarily inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis AX. . Then, these drive elements 74a, 74b, 74
The voltage applied to c is controlled by the imaging characteristic correction controller 78 based on a command from the main controller 50, whereby the displacement of the driving elements 74a, 74b, 74c is controlled. In FIG. 1, the optical axis AX of the projection optical system PL refers to the optical axis of the lens element 70b fixed to the lens barrel 76 and other lens elements (not shown).

【0149】また、本実施形態では、予め実験によりレ
ンズエレメント70aの上下量と倍率(又はディストー
ション)の変化量との関係を求めておき、これを主制御
装置50内部のメモリに記憶しておき、補正時に主制御
装置50が補正する倍率(又はディストーション)から
レンズエレメント70aの上下量を計算し、結像特性補
正コントローラ78に指示を与えて駆動素子74a,7
4b,74cを駆動することにより倍率(又はディスト
ーション)補正を行うようになっている。なお、前記レ
ンズエレメント70aの上下量と倍率等の変化量との関
係は光学的な計算値を用いてもよく、この場合は前記レ
ンズエレメント70aの上下量と倍率変化量との関係を
求める実験の工程が省けることになる。
In the present embodiment, the relationship between the vertical amount of the lens element 70a and the change amount of the magnification (or distortion) is obtained in advance by experiments, and this is stored in the memory inside the main control device 50. The vertical amount of the lens element 70a is calculated from the magnification (or distortion) corrected by the main controller 50 at the time of correction, and an instruction is given to the imaging characteristic correction controller 78 to drive the drive elements 74a, 7a.
By driving the 4b and 74c, magnification (or distortion) correction is performed. The relationship between the vertical amount of the lens element 70a and the amount of change in magnification or the like may use an optically calculated value. In this case, an experiment is performed to determine the relationship between the vertical amount of the lens element 70a and the amount of change in magnification. Process can be omitted.

【0150】前記の如く、レチクルRに最も近いレンズ
エレメント70aが移動可能となっているが、このエレ
メント70aは倍率、ディストーション特性に与える影
響が他のレンズエレメントに比べて大きく制御しやすい
ものの1つを選択したものであって、同様の条件を満た
すものであれば、このレンズエレメント70aに代えて
どのレンズエレメントをレンズ間隔調整のために移動可
能に構成しても良い。
As described above, the lens element 70a closest to the reticle R is movable, but this element 70a is one of the elements whose influence on magnification and distortion characteristics is large and easy to control as compared with other lens elements. Is selected, and any lens element that satisfies the same condition may be configured to be movable to adjust the lens interval instead of the lens element 70a.

【0151】なお、レンズエレメント70a以外の少な
くとも1つのレンズエレメントを移動して他の光学特
性、例えば像面湾曲、非点収差、コマ収差、又は球面収
差などを調整できるようになっている。この他、投影光
学系PLの光軸方向中央部近傍の特定のレンズエレメン
ト相互間に密封室を設け、この密封室内の気体の圧力を
例えばべローズポンプ等の圧力調整機構により調整する
ことにより、投影光学系PLの倍率を調整する結像特性
補正機構を設けても良く、あるいは、例えば、投影光学
系PLを構成する一部のレンズエレメントとして非球面
状レンズを用い、これを回転させるようにしても良い。
この場合には、いわゆるひし形ディストーションの補正
が可能になる。あるいは、投影光学系PL内に平行平面
板を設け、これをチルトさせたり、回転させたりするよ
うな機構により結像特性補正機構を構成しても良い。
By moving at least one lens element other than the lens element 70a, other optical characteristics such as curvature of field, astigmatism, coma, and spherical aberration can be adjusted. In addition, by providing a sealed chamber between specific lens elements near the center of the projection optical system PL in the optical axis direction, and adjusting the pressure of gas in the sealed chamber by a pressure adjusting mechanism such as a bellows pump, An imaging characteristic correction mechanism for adjusting the magnification of the projection optical system PL may be provided. Alternatively, for example, an aspherical lens may be used as a part of the lens elements constituting the projection optical system PL, and the lens may be rotated. May be.
In this case, so-called rhombic distortion can be corrected. Alternatively, a parallel plane plate may be provided in the projection optical system PL, and the imaging characteristic correcting mechanism may be configured by a mechanism that tilts or rotates the parallel flat plate.

【0152】なお、露光光ILとして波長193nmの
レーザ光を用いる場合には、投影光学系PLを構成する
各レンズエレメント(及び上記平行平面板)としては合
成石英やホタル石等を用いることができるが、波長15
7nmのレーザ光を用いる場合には、この投影光学系P
Lに使用されるレンズ等の材質は、全てホタル石が用い
られる。
When a laser beam having a wavelength of 193 nm is used as the exposure light IL, synthetic quartz, fluorite, or the like can be used as each lens element (and the parallel plane plate) constituting the projection optical system PL. But the wavelength 15
When using a laser beam of 7 nm, the projection optical system P
Fluorite is used for all materials such as lenses used for L.

【0153】前記XYステージ14は、ウエハステージ
駆動部56によって走査方向であるY方向及びこれに直
交するX方向(図1における紙面直交方向)に2次元駆
動されるようになっている。このXYステージ14上に
搭載されたZチルトステージ58上に不図示のウエハホ
ルダ61を介してウエハWが真空吸着等により保持され
ている。Zチルトステージ58は、例えば3つのアクチ
ュエータ(ピエゾ素子又はボイスコイルモータなど)に
よってウエハWのZ方向の位置(フォーカス位置)を調
整すると共に、XY平面(投影光学系PLの像面)に対
するウエハWの傾斜角を調整する機能を有する。また、
XYステージ14の位置は、Zチルトステージ58上に
固定された移動鏡52Wを介して外部のレーザ干渉計5
4Wにより計測され、このレーザ干渉計54Wの計測値
が主制御装置50に供給されるようになっている。
The XY stage 14 is two-dimensionally driven by a wafer stage drive unit 56 in the Y direction, which is the scanning direction, and the X direction, which is orthogonal to the scanning direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1). A wafer W is held on a Z tilt stage 58 mounted on the XY stage 14 via a wafer holder 61 (not shown) by vacuum suction or the like. The Z tilt stage 58 adjusts the position (focus position) of the wafer W in the Z direction by, for example, three actuators (piezo elements or voice coil motors), and also adjusts the position of the wafer W with respect to the XY plane (the image plane of the projection optical system PL). It has the function of adjusting the inclination angle of. Also,
The position of the XY stage 14 is controlled by an external laser interferometer 5 via a movable mirror 52W fixed on a Z tilt stage 58.
4 W, and the measured value of the laser interferometer 54 W is supplied to the main controller 50.

【0154】ここで、移動鏡は、実際には、X軸に垂直
な反射面を有するX移動鏡とY軸に垂直な反射面を有す
るY移動鏡とが存在し、これに対応してレーザ干渉計も
X軸位置計測用、Y軸位置計測用、及び回転(ヨーイン
グ量、ピッチング量、ローリング量を含む)計測用のも
のがそれぞれ設けられているが、図1では、これらが代
表的に、移動鏡52W、レーザ干渉計54Wとして示さ
れている。
Here, the moving mirrors actually include an X moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the X axis and a Y moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the Y axis. Interferometers for X-axis position measurement, Y-axis position measurement, and rotation (including yawing amount, pitching amount, and rolling amount) are provided, respectively. , A moving mirror 52W, and a laser interferometer 54W.

【0155】また、Zチルトステージ58上には、ウエ
ハWの近傍に、ウエハWの露光面と同じ高さの受光面を
有し、投影光学系PLを通過した露光光ILの光量を検
出するための照射量モニタ59が設けられている。照射
量モニタ59は、露光領域42Wより一回り大きなX方
向に延びる平面視長方形のハウジングを有し、このハウ
ジングの中央部に露光領域42Wとほぼ同じ形状のスリ
ット状の開口が形成されている。この開口は、実際には
ハウジングの天井面を形成する合成石英等から成る受光
ガラスの上面に形成された遮光膜の一部が取り除かれて
形成されている。前記開口の真下にレンズを介してSi
系PIN型フォトダイオード等の受光素子を有する光セ
ンサが配置されている。
Further, on the Z tilt stage 58, a light receiving surface having the same height as the exposure surface of the wafer W is provided near the wafer W, and the amount of the exposure light IL passing through the projection optical system PL is detected. Dose monitor 59 is provided. The irradiation amount monitor 59 has a rectangular housing in plan view extending in the X direction, which is slightly larger than the exposure area 42W. A slit-shaped opening having substantially the same shape as the exposure area 42W is formed in the center of the housing. This opening is actually formed by removing a part of the light shielding film formed on the upper surface of the light receiving glass made of synthetic quartz or the like forming the ceiling surface of the housing. Si underneath the opening via a lens
An optical sensor having a light receiving element such as a system PIN type photodiode is arranged.

【0156】照射量モニタ59は、露光領域42Wに照
射される露光光ILの強度測定に用いられる。照射量モ
ニタ59を構成する受光素子の受光量に応じた光量信号
が主制御装置50に供給されるようになっている。
The irradiation amount monitor 59 is used for measuring the intensity of the exposure light IL applied to the exposure area 42W. A light amount signal corresponding to the amount of light received by the light receiving element constituting the irradiation amount monitor 59 is supplied to the main controller 50.

【0157】なお、光センサは、必ずしもZチルトステ
ージ58の内部に設ける必要はなく、Zチルトステージ
58の外部に光センサを配置し、リレー光学系でリレー
された照明光束を、光ファイバ等を介してその光センサ
に導くようにしても良いことは勿論である。
The optical sensor does not necessarily need to be provided inside the Z tilt stage 58. An optical sensor is provided outside the Z tilt stage 58, and the illumination light beam relayed by the relay optical system is used to transmit an optical fiber or the like. Needless to say, the light sensor may be guided to the optical sensor via the optical sensor.

【0158】Zチルトステージ58上には、後述するレ
チクルアライメント等を行う際に使用される基準マーク
板FMが設けられている。この基準マーク板FMは、そ
の表面がウエハWの表面とほぼ同一の高さとされてい
る。この基準マーク板FMの表面には、レチクルアライ
メント用基準マーク、ベースライン計測用基準マーク等
の基準マークが形成されている。
On the Z-tilt stage 58, a reference mark plate FM used for performing reticle alignment described later is provided. The surface of the reference mark plate FM has substantially the same height as the surface of the wafer W. Reference marks such as a reticle alignment reference mark and a baseline measurement reference mark are formed on the surface of the reference mark plate FM.

【0159】また、図1では図面の錯綜を避ける観点か
ら図示が省略されているが、この露光装置10は、実際
にはレチクルアライメントを行うためのレチクルアライ
メント系を備えている。
Although not shown in FIG. 1 from the viewpoint of avoiding complicating the drawing, this exposure apparatus 10 actually has a reticle alignment system for performing reticle alignment.

【0160】レチクルRのアライメントを行う場合に
は、まず主制御装置50によりレチクルステージ駆動部
49、ウエハステージ駆動部56を介してレチクルステ
ージRST及びXYステージ14が駆動され、矩形の露
光領域42W内に基準マーク板FM上のレチクルアライ
メント用基準マークが設定され、その基準マークにレチ
クルR上のレチクルマーク像がほぼ重なるようにレチク
ルRとZチルトステージ58との相対位置が設定され
る。この状態で、主制御装置50によりレチクルアライ
メント系を用いて両マークが撮像され、主制御装置50
では、その撮像信号を処理して対応する基準マークに対
するレチクルマークの投影像のX方向、Y方向の位置ず
れ量を算出する。
When aligning reticle R, first, reticle stage RST and XY stage 14 are driven by main controller 50 via reticle stage drive unit 49 and wafer stage drive unit 56, and are exposed in rectangular exposure area 42W. A reticle alignment reference mark on the reference mark plate FM is set, and the relative position between the reticle R and the Z tilt stage 58 is set so that the reticle mark image on the reticle R substantially overlaps the reference mark. In this state, both marks are imaged by the main controller 50 using the reticle alignment system.
Then, the imaging signal is processed to calculate the amount of displacement in the X and Y directions of the projected image of the reticle mark with respect to the corresponding reference mark.

【0161】また、上記のレチクルのアライメントの結
果得られた基準マークの投影像の検出信号(画像信号)
に含まれるコントラスト情報に基づいてフォーカスオフ
セットやレベリングオフセット(投影光学系PLの焦点
位置、像面傾斜など)を求めることも可能である。
A detection signal (image signal) of the projected image of the reference mark obtained as a result of the alignment of the reticle.
It is also possible to obtain a focus offset and a leveling offset (the focal position of the projection optical system PL, the image plane inclination, and the like) based on the contrast information included in.

【0162】また、本実施形態では、上記のレチクルア
ライメント時に、主制御装置50によって、投影光学系
PLの側面に設けられた不図示のウエハ側のオフアクシ
ス・アライメントセンサのベースライン量の計測も行わ
れる。すなわち、基準マーク板FM上には、レチクルア
ライメント用基準マークに対して所定の位置関係でベー
スライン計測用基準マークが形成されており、レチクル
アライメント系を介してレチクルマークの位置ずれ量を
計測する際に、そのウエハ側のアライメントセンサを介
してベースライン計測用基準マークのそのアライメント
センサの検出中心に対する位置ずれ量を計測すること
で、アライメントセンサのベースライン量、すなわちレ
チクル投影位置とアライメントセンサとの相対位置関係
が計測される。
In this embodiment, at the time of the reticle alignment, the main controller 50 also measures the baseline amount of a wafer-side off-axis alignment sensor (not shown) provided on the side surface of the projection optical system PL. Done. That is, a reference mark for baseline measurement is formed on the reference mark plate FM in a predetermined positional relationship with respect to the reference mark for reticle alignment, and the amount of displacement of the reticle mark is measured via a reticle alignment system. At this time, by measuring the amount of displacement of the baseline measurement reference mark with respect to the detection center of the alignment sensor through the alignment sensor on the wafer side, the baseline amount of the alignment sensor, that is, the reticle projection position and the alignment sensor Are measured.

【0163】更に、本実施形態の露光装置10では、図
1に示されるように、主制御装置50によってオン・オ
フが制御される光源を有し、投影光学系PLの結像面に
向けて多数のピンホールまたはスリットの像を形成する
ための結像光束を、光軸AXに対して斜め方向より照射
する照射光学系60aと、それらの結像光束のウエハW
表面での反射光束を受光する受光光学系60bとからな
る斜入射光式の多点焦点位置検出系(フォーカスセン
サ)が設けられている。主制御装置50では、受光光学
系60b内の図示しない平行平板の反射光束の光軸に対
する傾きを制御することにより、投影光学系PLのフォ
ーカス変動に応じて焦点検出系(60a、60b)にオ
フセットを与えてそのキャリブレーションを行う。これ
により、前述の露光領域42W内で投影光学系PLの像
面とウエハWの表面とがその焦点深度の範囲(幅)内で
合致することになる。なお、本実施形態と同様の多点焦
点位置検出系(フォーカスセンサ)の詳細な構成は、例
えば特開平6−283403号公報等に開示されてい
る。
Further, as shown in FIG. 1, the exposure apparatus 10 of the present embodiment has a light source whose ON / OFF is controlled by the main controller 50, and is directed toward the image forming plane of the projection optical system PL. An irradiation optical system 60a for irradiating an image forming light beam for forming images of a large number of pinholes or slits obliquely with respect to the optical axis AX, and a wafer W of the image forming light beam
An obliquely incident light type multi-point focal position detection system (focus sensor) including a light receiving optical system 60b for receiving a light beam reflected on the surface is provided. The main controller 50 controls the inclination of the reflected light flux of the parallel plate (not shown) in the light receiving optical system 60b with respect to the optical axis, thereby offsetting the focus detection system (60a, 60b) in accordance with the focus fluctuation of the projection optical system PL. To perform the calibration. As a result, the image plane of the projection optical system PL and the surface of the wafer W coincide with each other within the range (width) of the depth of focus in the above-described exposure area 42W. The detailed configuration of the multipoint focus position detection system (focus sensor) similar to that of the present embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403.

【0164】走査露光時等に、主制御装置50では、受
光光学系60bからの焦点ずれ信号(デフォーカス信
号)、例えばSカーブ信号に基づいて焦点ずれが零とな
るようにZチルトステージ58のZ位置を不図示の駆動
系を介して制御することにより、オートフォーカス(自
動焦点合わせ)及びオートレベリングを実行する。
At the time of scanning exposure or the like, the main controller 50 controls the Z tilt stage 58 so that the defocus becomes zero based on a defocus signal (defocus signal) from the light receiving optical system 60b, for example, an S-curve signal. By controlling the Z position via a drive system (not shown), auto focus (auto focus) and auto leveling are executed.

【0165】なお、受光光学系60b内に平行平板を設
けて焦点検出系(60a,60b)にオフセットを与え
るようにしたのは、例えば、倍率補正のためにレンズエ
レメント70aを上下することによりフォーカスも変化
し、また、投影光学系PLが露光光ILを吸収すること
により結像特性が変化して結像面の位置が変動するの
で、かかる場合に焦点検出系にオフセットを与え、焦点
検出系の合焦位置を投影光学系PLの結像面の位置に一
致させる必要があるためである。このため、本実施形態
では、レンズエレメント70aの上下量とフォーカス変
化量の関係も予め実験により求め、主制御装置50内部
のメモリに記憶している。なお、レンズエレメント70
aの上下量とフォーカス変化量の関係は計算値を用いて
も良い。また、オートレベリングでは走査方向について
は行わず、その走査方向と直交する非走査方向のみに関
して行うようにしても良い。
The reason why a parallel flat plate is provided in the light receiving optical system 60b to give an offset to the focus detection system (60a, 60b) is, for example, to move the lens element 70a up and down to correct magnification. Also, since the projection optical system PL absorbs the exposure light IL, the imaging characteristics change and the position of the imaging surface fluctuates. In such a case, an offset is given to the focus detection system, and the focus detection system This is because it is necessary to match the in-focus position with the position of the imaging plane of the projection optical system PL. For this reason, in the present embodiment, the relationship between the vertical amount of the lens element 70a and the focus change amount is also obtained by an experiment in advance and stored in the memory inside the main control device 50. The lens element 70
A calculated value may be used for the relationship between the vertical amount of a and the focus change amount. Further, the auto-leveling may not be performed in the scanning direction but may be performed only in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction.

【0166】前記主制御装置50は、CPU(中央演算
処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RA
M(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆる
マイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含
んで構成され、これまでに説明した各種の制御を行う
他、露光動作が的確に行われるように、例えばレチクル
RとウエハWの同期走査、ウエハWのステッピング、露
光タイミング等を制御する。また、本実施形態では、主
制御装置50は、後述するように走査露光の際の露光量
の制御を行ったり、投影光学系PLの結像特性の変動量
を演算にて算出し、その算出結果に基づいて結像特性補
正コントローラ78を介して投影光学系PLの結像特性
を調整する等の他、装置全体を統括制御する。
The main controller 50 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory),
M (random access memory) or the like, and includes a so-called microcomputer (or workstation). In addition to performing the various controls described above, the reticle R is used to perform the exposure operation properly. , Scanning of the wafer W, stepping of the wafer W, exposure timing, and the like. Further, in the present embodiment, the main controller 50 controls the exposure amount at the time of scanning exposure as described later, calculates the amount of change in the imaging characteristics of the projection optical system PL by calculation, and On the basis of the result, an image forming characteristic of the projection optical system PL is adjusted via the image forming characteristic correcting controller 78, and the whole apparatus is controlled overall.

【0167】具体的には、主制御装置50は、例えば走
査露光時には、レチクルRがレチクルステージRSTを
介して+Y方向(又は−Y方向)に速度VR=Vで走査
されるのに同期して、XYステージ14を介してウエハ
Wが露光領域42Wに対して−Y方向(又は+Y方向)
に速度VW=β・V(βはレチクルRからウエハWに対
する投影倍率)で走査されるように、レーザ干渉計54
R、54Wの計測値に基づいてレチクルステージ駆動部
49、ウエハステージ駆動部56をそれぞれ介してレチ
クルステージRST、XYステージ14の位置及び速度
をそれぞれ制御する。また、ステッピングの際には、主
制御装置50ではレーザ干渉計54Wの計測値に基づい
てウエハステージ駆動部56を介してXYステージ14
の位置を制御する。
More specifically, main controller 50 synchronizes, for example, at the time of scanning exposure, when reticle R is scanned via reticle stage RST in the + Y direction (or -Y direction) at a speed V R = V. Then, the wafer W is moved in the −Y direction (or + Y direction) with respect to the exposure area 42W via the XY stage 14.
The laser interferometer 54 is scanned at a speed V W = β · V (β is a projection magnification from the reticle R to the wafer W).
The positions and speeds of the reticle stage RST and the XY stage 14 are controlled via the reticle stage driving unit 49 and the wafer stage driving unit 56 based on the measured values of R and 54W, respectively. Further, at the time of stepping, main controller 50 controls XY stage 14 via wafer stage driving unit 56 based on the measurement value of laser interferometer 54W.
Control the position of.

【0168】次に、本実施形態の露光装置10において
所定枚数(N枚)のウエハW上にレチクルパターンの露
光を行う場合の露光シーケンスについて主制御装置50
の制御動作を中心として説明する。
Next, an exposure sequence when a reticle pattern is exposed on a predetermined number (N) of wafers W in exposure apparatus 10 of the present embodiment will be described.
The following description focuses on the control operation.

【0169】まず、主制御装置50では、不図示のレチ
クルローダを用いて露光対象のレチクルRをレチクルス
テージRST上にロードする。
First, main controller 50 loads reticle R to be exposed onto reticle stage RST using a reticle loader (not shown).

【0170】次いで、前述した如く、レチクルアライメ
ント系を用いてレチクルアライメントを行うとともに、
ベースライン計測を行う。
Next, as described above, while performing reticle alignment using the reticle alignment system,
Perform baseline measurement.

【0171】次に、主制御装置50では、不図示のウエ
ハ搬送系にウエハWの交換を指示する。これにより、ウ
エハ搬送系及びXYステージ14上の不図示のウエハ受
け渡し機構によってウエハ交換(ステージ上にウエハが
無い場合は、単なるウエハロード)が行われ、次いでい
わゆるサーチアライメント及びファインアライメント
(EGA等)の一連のアライメント工程の処理を行う。
これらのウエハ交換、ウエハアライメントは、公知の露
光装置と同様に行われるので、ここではこれ以上の詳細
な説明は省略する。
Next, main controller 50 instructs a wafer transfer system (not shown) to replace wafer W. As a result, the wafer is exchanged (mere wafer loading when there is no wafer on the stage) by the wafer transfer system and a wafer transfer mechanism (not shown) on the XY stage 14, and then so-called search alignment and fine alignment (such as EGA) Is performed in a series of alignment steps.
Since the wafer exchange and wafer alignment are performed in the same manner as in a known exposure apparatus, further detailed description is omitted here.

【0172】次に、上記のアライメント結果及びショッ
トマップデータに基づいて、ウエハW上の各ショット領
域の露光のための走査開始位置にウエハWを移動させる
動作と、前述した走査露光動作とを繰り返し行って、ス
テップ・アンド・スキャン方式でウエハW上の複数のシ
ョット領域にレチクルパターンを転写する。この走査露
光中に、主制御装置50では、露光条件及びレジスト感
度に応じて決定された目標積算露光量をウエハWに与え
るため、インテグレータセンサ46の出力をモニタしつ
つ光量制御装置16Cに指令を与える。これにより、光
量制御装置16Cでは、前述した第1の機能により露光
量の粗調整を行うとともに、前述した第2の機能、第3
の機能により、光源装置16からのレーザビーム(紫外
パルス光)の周波数及びピークパワーを制御し、露光量
の微調整を実行する。
Next, based on the alignment result and the shot map data, the operation of moving the wafer W to the scanning start position for exposure of each shot area on the wafer W and the above-described scanning exposure operation are repeated. Then, the reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W by a step-and-scan method. During this scanning exposure, the main controller 50 issues a command to the light amount controller 16C while monitoring the output of the integrator sensor 46 to give the target integrated exposure amount determined according to the exposure conditions and the resist sensitivity to the wafer W. give. Thus, in the light amount control device 16C, the coarse adjustment of the exposure amount is performed by the first function, and the second function and the third function are adjusted.
Controls the frequency and peak power of the laser beam (ultraviolet pulsed light) from the light source device 16 to perform fine adjustment of the exposure amount.

【0173】また、主制御装置50では、照明系開口絞
り板24を駆動装置40を介して制御し、更にステージ
系の動作情報に同期して可動レチクルブラインド30B
の開閉動作を制御する。
The main control device 50 controls the illumination system aperture stop plate 24 via the driving device 40 and further synchronizes with the operation information of the stage system to move the movable reticle blind 30B.
Control the opening and closing operations of

【0174】1枚目のウエハWに対する露光が終了する
と、主制御装置50では、不図示のウエハ搬送系にウエ
ハWの交換を指示する。これにより、ウエハ搬送系及び
XYステージ14上の不図示のウエハ受け渡し機構によ
ってウエハ交換が行われ、以後上記と同様にしてその交
換後のウエハに対してサーチアライメント、ファインア
ライメントを行う。また、この場合、主制御装置50に
より1枚目のウエハWに対する露光開始からの投影光学
系PLの結像特性(フォーカスの変動を含む)の照射変
動が、インテグレータセンサ46及び反射光モニタ47
の計測値に基づいて求められ、この照射変動を補正する
ような指令値を結像特性補正コントローラ78に与える
とともに受光光学系60bにオフセットを与える。ま
た、主制御装置50では、大気圧センサ77の計測値に
基づいて、投影光学系PLの結像特性の大気圧変動分も
求めて、この照射変動を補正するような指令値を結像特
性補正コントローラ78に与えるとともに受光光学系6
0bにオフセットを与える。
When exposure of the first wafer W is completed, main controller 50 instructs a wafer transfer system (not shown) to replace wafer W. As a result, the wafer is exchanged by the wafer transfer system and the wafer transfer mechanism (not shown) on the XY stage 14, and thereafter, search alignment and fine alignment are performed on the replaced wafer in the same manner as described above. In this case, the main controller 50 causes the integrator sensor 46 and the reflected light monitor 47 to change the irradiation variation of the imaging characteristics (including the focus variation) of the projection optical system PL from the start of the exposure on the first wafer W.
Is given to the imaging characteristic correction controller 78 and an offset is given to the light receiving optical system 60b. Further, main controller 50 also obtains the atmospheric pressure fluctuation of the imaging characteristic of projection optical system PL based on the measurement value of atmospheric pressure sensor 77, and issues a command value for correcting this irradiation fluctuation to the imaging characteristic. It is provided to the correction controller 78 and the light receiving optical system 6
0b is given an offset.

【0175】そして、上記と同様に、このウエハW上の
複数のショット領域にステップ・アンド・スキャン方式
でレチクルパターンを転写する。
Then, as described above, the reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on wafer W by the step-and-scan method.

【0176】この場合、前述した露光量(光量)の粗調
整を、実露光前にテス卜発光を行い、露光量設定値に対
し、1%以下の精度で制御を確実に行うようにしても良
い。
In this case, the above-described coarse adjustment of the exposure amount (light amount) may be performed by performing test emission before the actual exposure, and surely controlling the exposure amount set value with an accuracy of 1% or less. good.

【0177】本実施形態の露光量の粗調整のダイナミッ
クレンジは、1〜1/128の範囲内で設定可能である
が、通常要求されるダイナミックレンジは、典型的には
1〜1/7程度であるため、光出力をオンにすべきチャ
ネル数(光ファイバ数)を128〜18の間で制御する
ことによって行えば良い。このように、本実施形態で
は、各チャネルの光出力の個別オン・オフによる露光量
制御により、ウエハ毎のレジス卜感度等の違いにあわせ
た露光量の粗調整を正確に行うことができる。
Although the dynamic range of the coarse adjustment of the exposure amount in the present embodiment can be set within a range of 1 to 1/128, the dynamic range normally required is typically about 1 to 1/7. Therefore, the number of channels (the number of optical fibers) for which the optical output should be turned on may be controlled between 128 and 18. As described above, in the present embodiment, the coarse adjustment of the exposure amount according to the difference in the resist sensitivity or the like for each wafer can be accurately performed by controlling the exposure amount by individually turning on / off the optical output of each channel.

【0178】また、上述した光量制御装置16Cによ
る、第2、第3の機能による光量制御は、制御速度が速
く、制御精度が高いという特徴を持つため、以下の現状
の露光装置に要求されている制御要請を確実に満たすこ
とが可能である。
The light amount control by the second and third functions by the above-described light amount control device 16C is characterized by high control speed and high control accuracy. It is possible to surely satisfy the required control requirements.

【0179】従って、露光量制御のためには、光量制御
装置16Cでは、第2、第3の機能による光量制御の少
なくとも一方を行えば足りる。
Accordingly, in order to control the exposure amount, the light amount control device 16C only needs to perform at least one of the light amount control by the second and third functions.

【0180】また、本実施形態の露光装置10において
も、光量制御装置16Cの第2、第3の機能による光量
制御のいずれかと、スキャン速度とを組み合わせて、露
光量を制御するようにしても、勿論良い。
Also, in the exposure apparatus 10 of this embodiment, the exposure amount may be controlled by combining any one of the light amount control by the second and third functions of the light amount control device 16C and the scanning speed. Well, of course.

【0181】なお、ウエハW上に転写すべきレチクルパ
夕ーンに応じてウエハWの露光条件を変更する、例えば
照明光学系の瞳面上での照明光の強度分布(即ち2次光
源の形状や大きさ)を変化させたり、あるいは投影光学
系PLのほぼ瞳面上でその光軸を中心とする円形領域を
遮光する光学フィルターを挿脱する。この露光条件の変
更によってウエハW上での照度が変化するが、このこと
はレチクルパターンの変更によっても生じる。これは、
パターンの遮光部(又は透過部)の占有面積の違いによ
るものである。そこで、露光条件及び/又はレチクルパ
ターンの変更によって照度が変化するときは、ウエハ
(レジスト)に適正な露光量が与えられるように、前述
した周波数とピークパワーとの少なくとも一方を制御す
ることが望ましい。このとき、周波数及びピークパワー
の少なくとも一方に加えてレチクル及びウエハの走査速
度を調整するようにしてもよい。
The exposure condition of the wafer W is changed according to the reticle pattern to be transferred onto the wafer W. For example, the intensity distribution of the illumination light on the pupil plane of the illumination optical system (ie, the shape of the secondary light source) Or the size), or an optical filter that shields a circular area centered on the optical axis on almost the pupil plane of the projection optical system PL is inserted and removed. The illuminance on the wafer W changes due to the change in the exposure condition, but this also occurs due to the change in the reticle pattern. this is,
This is due to the difference in the occupied area of the light shielding portion (or the transmission portion) of the pattern. Therefore, when the illuminance changes due to a change in the exposure condition and / or the reticle pattern, it is desirable to control at least one of the above-described frequency and peak power so that an appropriate exposure amount is given to the wafer (resist). . At this time, in addition to at least one of the frequency and the peak power, the scanning speed of the reticle and the wafer may be adjusted.

【0182】以上説明したように、本実施形態に係る光
源装置によれば、偏光調整装置16Dが、光ファイバ増
幅器171nそれぞれから射出される光束の偏光状態を
円偏光に揃え、これらの光束の全てを1枚の1/4波長
板162によって同一方向の直線偏光に変換して射出す
る。したがって、1/4波長板の光学軸方向を適当に設
定することにより、後段の波長変換部163において効
率良く波長変換された光を発生することができる。ま
た、偏光方向変換装置が1枚の1/4波長板162とい
う極めて簡単な構成となるので、光源装置16全体とし
ての小型化を図ることもできる。
[0182] As described above, according to the light source device according to the present embodiment, the polarization adjustment device 16D is aligned in polarization state of a light beam emitted from the optical fiber amplifier 171 n respectively to circularly polarized light, of the light beam All are converted into linearly polarized light in the same direction by one quarter-wave plate 162 and emitted. Therefore, by appropriately setting the direction of the optical axis of the quarter-wave plate, it is possible to efficiently generate the wavelength-converted light in the subsequent wavelength converter 163. In addition, since the polarization direction conversion device has a very simple configuration of one quarter wavelength plate 162, the size of the light source device 16 as a whole can be reduced.

【0183】また、本実施形態に係る光源装置16によ
れば、光ファイバ増幅器171nから射出された複数の
光束を同一方向の直線偏光としているので、1/4波長
板162から射出される光を、それぞれが高強度であ
り、かつ同一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束を
得ることができる。この結果、光源装置16としての射
出光光量の増大を図ることができる。
Further, according to the light source device 16 of the present embodiment, since the plurality of light beams emitted from the optical fiber amplifier 171 n are linearly polarized in the same direction, the light emitted from the 波長 wavelength plate 162 To obtain a plurality of linearly polarized light beams each having high intensity and having the same polarization direction. As a result, it is possible to increase the amount of emitted light as the light source device 16.

【0184】また、本実施形態に係る光源装置16によ
れば、光ファイバ増幅器171nに入射する複数の光束
それぞれをパルス光列とするので、各パルス光列におけ
る光パルスの繰り返し周期やパルス高を調整することに
より、光源装置16としての射出光の光量を精度良く制
御することができる。
[0184] Further, according to the light source device 16 according to this embodiment, since a plurality of light beams incident to the optical fiber amplifier 171 n a pulsed light train, the repetition period and the pulse height of the optical pulses in each pulse light train Is adjusted, the light amount of the emitted light as the light source device 16 can be accurately controlled.

【0185】また、本実施形態に係る光源装置16によ
れば、光ファイバ増幅器171nに入射する複数の光束
それぞれが、光ファイバ増幅器171nに入射する前
に、光ファイバ増幅器167nによって増幅された光束
であるので、多段の光ファイバ増幅器167n、171n
による多段の光増幅作用により、光源装置16としての
射出光光量の増大を図ることができる。
[0185] Further, according to the light source device 16 according to the present embodiment, each of the plurality of light beams incident to the optical fiber amplifier 171 n is, before entering the optical fiber amplifier 171 n, is amplified by the optical fiber amplifier 167 n The multi-stage optical fiber amplifiers 167 n and 171 n
, The amount of emitted light as the light source device 16 can be increased.

【0186】また、本実施形態に係る光源装置16によ
れば、光ファイバ増幅器171nよりも上流側に配置さ
れた光学部品であるリレー光ファイバに非等方的なスト
レスを加えて偏光特性を制御して偏光調整を行うので、
光ファイバ増幅器171nのドープ・ファイバがストレ
スの印加等による偏光調整になじまない場合であって
も、光源装置16としての性能や機能に悪影響を与える
ことなく、1/4波長板162に入射する複数の光束の
偏光状態を円偏光に揃えることができる。
[0186] Further, according to the light source device 16 according to the present embodiment, the relay optical fiber of the optical component that than the optical fiber amplifier 171 n are disposed on the upstream side by the addition of anisotropic stress polarization characteristics Control and adjust the polarization,
Even when the doped fiber of the optical fiber amplifier 171 n does not adapt to the polarization adjustment by applying stress or the like, the light enters the quarter-wave plate 162 without adversely affecting the performance and function of the light source device 16. The polarization state of the plurality of light beams can be adjusted to circularly polarized light.

【0187】また、本実施形態に係る光源装置16によ
れば、光ファイバ増幅器171nのドープ・ファイバ
が、ほぼ並行して束ねられているので、占有する空間を
小さくするとともに、1/4波長板の受光面積を小さく
できるので、光源装置16の小型化を図ることができ
る。
[0187] Further, according to the light source device 16 according to the present embodiment, the doped fiber of an optical fiber amplifier 171 n is, since the bundled almost in parallel, thereby reducing the space occupied, 1/4-wavelength Since the light receiving area of the plate can be reduced, the size of the light source device 16 can be reduced.

【0188】また、本実施形態に係る光源装置16によ
れば、光ファイバ増幅器171nの射出光を赤外域の光
(波長=1547nm付近)とし、波長変換部163か
ら射出される光を紫外域の光(波長=193.4nm付
近)に変換しているので、微細パターンの転写に適した
紫外光を効率的に発生することができる。
[0188] Further, according to the light source device 16 according to this embodiment, light emitted optical fiber amplifier 171 n and the infrared region light (around the wavelength = 1547 nm), ultraviolet light emitted from the wavelength conversion unit 163 (Wavelength = around 193.4 nm), it is possible to efficiently generate ultraviolet light suitable for transferring a fine pattern.

【0189】本実施形態に係る露光装置10は、微細パ
ターンの転写に適した紫外光を効率的に発生する上記の
光源装置16を使用しているので、効率的にパターンを
ウエハWに転写することができる。
The exposure apparatus 10 according to the present embodiment uses the above-described light source device 16 that efficiently generates ultraviolet light suitable for transfer of a fine pattern, so that the pattern is efficiently transferred to the wafer W. be able to.

【0190】なお、上記実施形態では、偏光調整装置1
6Dが光ファイバ増幅器171nの射出光を円偏光に調
整しているが、偏光調整が互いに同様な楕円偏光化にと
どまる場合には、1/4波長板162に替えて、偏波面
を回転する1/2波長板と、該1/2波長板と光学的に
直列接続された1/4波長板との組合わせを使用するこ
とにより、光ファイバ増幅器171nから射出された複
数の光束を同一の偏光方向の直線偏光に変換することが
できる。ここで、1/2波長板と1/4波長板との直列
接続において、どちらを上流側に配置してもよい。
Note that, in the above embodiment, the polarization adjusting device 1
6D adjusts the output light of the optical fiber amplifier 171 n to circularly polarized light. However, when the polarization adjustment is limited to the same elliptically polarized light, the polarization plane is rotated instead of the quarter-wave plate 162. By using a combination of a 波長 wavelength plate and a 波長 wavelength plate optically connected in series with the 波長 wavelength plate, a plurality of light beams emitted from the optical fiber amplifier 171 n can be made the same. Can be converted into linearly polarized light having a polarization direction of Here, in the series connection of the half-wave plate and the quarter-wave plate, either may be arranged on the upstream side.

【0191】また、上記実施形態では、1/4波長板1
62に入射する光は、光ファイバ増幅器171nの射出
光としたが、複数の光導波用の光ファイバから射出され
た複数の光束を1/4波長板162に入射させることに
してもよい。
In the above embodiment, the 1 / wavelength plate 1
Although the light incident on 62 is the emission light of the optical fiber amplifier 171 n , a plurality of light beams emitted from a plurality of optical waveguide optical fibers may be incident on the 1 / wavelength plate 162.

【0192】また、上記実施形態では、光増幅部161
が128チャネルの光経路を有する場合について説明し
たが、光経路の本数は任意でよく、本発明に係る光源装
置が適用される製品、例えば露光装置で要求される仕様
(ウエハ上での照度)、及び光学性能、すなわち照明光
学系や投影光学系の透過率、波長変換部の変換効率、及
び各光経路の出力などに応じてその本数を決定すればよ
い。かかる場合であっても、前述した光変調装置から出
力されるパルス光の周波数制御、ピークパワー制御によ
る光量、露光量の制御は好適に適用できる。
In the above embodiment, the optical amplifying unit 161
Has been described in the case where the light source device has a 128-channel optical path. However, the number of optical paths may be arbitrary, and specifications required for a product to which the light source device according to the present invention is applied, for example, an exposure apparatus (illuminance on a wafer) And the optical performance, that is, the transmittance of the illumination optical system and the projection optical system, the conversion efficiency of the wavelength conversion unit, the output of each optical path, and the like, may be determined. Even in such a case, the control of the light amount and the exposure amount by the frequency control and the peak power control of the pulse light output from the light modulation device described above can be suitably applied.

【0193】さらに上記実施形態では、紫外光の波長
を、ArFエキシマレーザとほぼ同一に設定するものと
したが、その設定波長は任意でよく、この設定すべき波
長に応じて、レーザ光源160Aの発振波長や波長変換
部163の構成及び高調波の倍率などを決定すればよ
い。なお、設定波長は、一例として、ウエハ上に転写す
べきパターンのデザインルール(線幅、ピッチなど)に
応じて決定するようにしてもよく、さらにはその決定に
際して前述の露光条件やレチクルの種類(位相シフト型
か否か)などを考慮してもよい。
Further, in the above embodiment, the wavelength of the ultraviolet light is set to be substantially the same as that of the ArF excimer laser. However, the setting wavelength may be arbitrary, and the wavelength of the laser light source 160A is set according to the wavelength to be set. What is necessary is just to determine the oscillation wavelength, the configuration of the wavelength conversion unit 163, the harmonic magnification, and the like. The set wavelength may be determined, for example, according to the design rule (line width, pitch, etc.) of the pattern to be transferred onto the wafer. (Phase shift type or not) may be considered.

【0194】なお、上記実施形態では、レーザ光源16
0Aの発振波長の制御のため、レーザ光源160Aの直
後でそのレーザ光をビームモニタ機構164によりモニ
タするものとしたが、これに限らず、例えば図5中に点
線で示されるように、波長変換部163内(あるいは波
長変換部163の後方)で光束を分岐して、これをビー
ムモニタ機構164と同様のビームモニタ機構183で
モニタするようにしても良い。そして、このビームモニ
タ機構183によるモニタ結果に基づいて、波長変換が
正確に行われているか否かを検出し、この検出結果に基
づいて主制御装置50がレーザ制御装置16Bをフィー
ドバック制御するようにしても良い。勿論、両方のビー
ムモニタ機構のモニタ結果を用いてレーザ光源160A
の発振波長制御を行っても良い。
In the above embodiment, the laser light source 16
In order to control the oscillation wavelength of 0A, the laser light is monitored by the beam monitor mechanism 164 immediately after the laser light source 160A. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown by a dotted line in FIG. The light beam may be branched in the section 163 (or behind the wavelength conversion section 163) and monitored by a beam monitor mechanism 183 similar to the beam monitor mechanism 164. Then, based on the monitoring result by the beam monitoring mechanism 183, it is detected whether or not the wavelength conversion is performed accurately, and based on the detection result, the main controller 50 performs feedback control of the laser controller 16B. May be. Of course, the laser light source 160A is used by using the monitoring results of both beam monitoring mechanisms.
May be controlled.

【0195】また、上記実施形態では、オプティカルイ
ンテグレータ(ホモジナイザ)としてフライアイレンズ
系22を用いるものとしたが、その代わりにロッド・イ
ンテグレータを用いるようにしてもよい。ロッド・イン
テグレータを用いる照明光学系では、ロッド・インテグ
レータはその射出面がレチクルRのパターン面とほぼ共
役になるように配置されるので、例えばロッド・インテ
グレータの射出面に近接して前述の固定レチクルブライ
ンド30Aや可動レチクルブラインド30Bを配置して
もよい。
In the above embodiment, the fly-eye lens system 22 is used as an optical integrator (homogenizer). However, a rod integrator may be used instead. In an illumination optical system using a rod integrator, the rod integrator is arranged so that its exit surface is substantially conjugate with the pattern surface of the reticle R. The blind 30A and the movable reticle blind 30B may be arranged.

【0196】また、上記実施形態中では特に説明をしな
かったが、本実施形態のように、193nm以下の露光
波長により露光を行う装置の場合には、光束通過部分に
はケミカルフィルタを通過したクリーンエアーや、ドラ
イエアー、N2ガス、若しくはヘリウム、アルゴン、ク
リプトン等の不活性ガスを充填させあるいはフローさせ
たり、該光束通過部分を真空にする等の処置が必要とな
る。
Although not particularly described in the above embodiment, in the case of an apparatus for performing exposure with an exposure wavelength of 193 nm or less as in this embodiment, a light beam passing portion passes through a chemical filter. It is necessary to take measures such as filling or flowing clean air, dry air, N 2 gas, or an inert gas such as helium, argon, or krypton, or evacuating the light passing portion.

【0197】上記実施形態の露光装置は、本願の特許請
求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステ
ムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保
つように、組み立てることで製造される。これら各種精
度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光
学系については光学的精度を達成するための調整、各種
機械系については機械的精度を達成するための調整、各
種電気系については電気的精度を達成するための調整が
行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て
工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回
路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この
各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前
に、各サブシステム個々の組み立て工程があることは言
うまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立
て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体
としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造
は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルーム
で行うことが望ましい。
The exposure apparatus of the above embodiment assembles various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. Before and after this assembly, adjustments to achieve optical accuracy for various optical systems, adjustments to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, and various electric systems to ensure these various accuracy Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the exposure apparatus from various subsystems includes mechanical connections, wiring connections of electric circuits, and piping connections of pneumatic circuits among the various subsystems. It goes without saying that there is an assembling process for each subsystem before the assembling process from these various subsystems to the exposure apparatus. When the process of assembling the various subsystems into the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed, and various precisions of the entire exposure apparatus are secured. It is desirable that the manufacture of the exposure apparatus be performed in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0198】また、上記実施形態では、本発明に係る光
源装置がステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光
装置に適用された場合について説明したが、露光装置以
外の装置、例えば、ウエハ上に形成された回路パターン
の一部(ヒューズなど)を切断するために用いられるレ
ーザリペア装置などにも本発明に係る光源装置を適用す
ることができる。また、本発明による光源装置は可視光
または赤外光を用いる検査装置などにも適用することが
できる。そしてこの場合には前述の波長変換部を光源装
置に組み込む必要がない。すなわち、本発明は紫外レー
ザ装置だけでなく、可視域または赤外域の基本波を発生
する、波長変換部がないレーザ装置に対しても有効なも
のである。また、本発明は、ステップ・アンド・スキャ
ン方式の走査型露光装置に限らず、静止露光型、例えば
ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(ステッパ
など)にも好適に適用できるものである。更にはステッ
プ・アンド・スティッチ方式の露光装置、ミラープロジ
ェクション・アライナーなどにも適用できる。
Further, in the above embodiment, the case where the light source device according to the present invention is applied to the step-and-scan type scanning exposure apparatus has been described. The light source device according to the present invention can also be applied to a laser repair device used for cutting a part (such as a fuse) of the formed circuit pattern. Further, the light source device according to the present invention can be applied to an inspection device using visible light or infrared light. In this case, it is not necessary to incorporate the above-mentioned wavelength converter into the light source device. That is, the present invention is effective not only for an ultraviolet laser device but also for a laser device that generates a fundamental wave in the visible or infrared region and has no wavelength conversion unit. Further, the present invention is not limited to the step-and-scan type scanning exposure apparatus, but can be suitably applied to a static exposure type, for example, an exposure apparatus (stepper or the like) of a step-and-repeat type. Further, the present invention can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus, a mirror projection aligner, and the like.

【0199】なお、上記実施形態で示した投影光学系
や、照明光学系はほんの一例であって、本発明がこれに
限定されないことは勿論である。例えば、投影光学系と
して屈折光学系に限らず、反射光学素子のみからなる反
射系、又は反射光学素子と屈折光学素子とを有する反射
屈折系(カタッディオプトリック系)を採用しても良
い。波長200nm程度以下の真空紫外光(VUV光)
を用いる露光装置では、投影光学系として反射屈折系を
用いることも考えられる。この反射屈折型の投影光学系
としては、例えば特開平8―171054号公報及び特
開平10−20195号公報などに開示される、反射光
学素子としてビームスプリッタと凹面鏡とを有する反射
屈折系、又は特開平8−334695号公報及び特開平
10−3039号公報などに開示される、反射光学素子
としてビームスプリッタを用いずに凹面鏡などを有する
反射屈折系を用いることができる。
Note that the projection optical system and the illumination optical system shown in the above embodiments are merely examples, and it goes without saying that the present invention is not limited to these. For example, the projection optical system is not limited to the refractive optical system, but may be a reflective system including only a reflective optical element, or a catadioptric system having a reflective optical element and a refractive optical element (a catadioptric system). Vacuum ultraviolet light (VUV light) with a wavelength of about 200 nm or less
In an exposure apparatus using, a catadioptric system may be used as the projection optical system. As the catadioptric projection optical system, for example, a catadioptric system having a beam splitter and a concave mirror as a reflective optical element, or a catadioptric system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. A catadioptric system having a concave mirror or the like can be used as a reflective optical element without using a beam splitter as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-334695 and Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-3039.

【0200】この他、米国特許第5,488,229
号、及び特開平10−104513号公報に開示され
る、複数の屈折光学素子と2枚のミラー(凹面鏡である
主鏡と、屈折素子又は平行平面板の入射面と反対側に反
射面が形成される裏面鏡である副鏡)とを同一軸上に配
置し、その複数の屈折光学素子によって形成されるレチ
クルパターンの中間像を、主鏡と副鏡とによってウエハ
上に再結像させる反射屈折系を用いても良い。この反射
屈折系では、複数の屈折光学素子に続けて主鏡と副鏡と
が配置され、照明光が主鏡の一部を通って副鏡、主鏡の
順に反射され、さらに副鏡の一部を通ってウエハ上に達
することになる。
In addition, US Pat. No. 5,488,229
And a plurality of refractive optical elements and two mirrors (a primary mirror which is a concave mirror and a reflective surface formed on the side opposite to the incident surface of the refractive element or the parallel flat plate) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-104513. And a reflection mirror that re-images an intermediate image of the reticle pattern formed by the plurality of refractive optical elements on the wafer by the primary mirror and the secondary mirror. A refraction system may be used. In this catadioptric system, a primary mirror and a secondary mirror are arranged following a plurality of refractive optical elements, and illumination light is reflected through a part of the primary mirror in the order of a secondary mirror and a primary mirror. Part to reach the wafer.

【0201】勿論、半導体素子の製造に用いられる露光
装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイ
の製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレー
ト上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用い
られる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写
する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)の製造に用
いられる露光装置などにも本発明を適用することができ
る。
Of course, not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also an exposure apparatus used for manufacturing a display including a liquid crystal display element for transferring a device pattern onto a glass plate, and manufacturing a thin film magnetic head The present invention can also be applied to an exposure apparatus used to transfer a device pattern onto a ceramic wafer, an exposure apparatus used to manufacture an imaging device (such as a CCD), and the like.

【0202】[0202]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
源装置によれば、偏光調整装置が複数の光ファイバから
射出される複数の光束の偏光状態を揃えた後、偏光方向
変換装置が、複数の光ファイバを介した全ての光束を同
一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束に変換するの
で、簡易な構成で、同一の偏光方向を有する複数の光束
を得ることができる。
As described in detail above, according to the light source device of the present invention, after the polarization adjusting device aligns the polarization states of the plurality of light beams emitted from the plurality of optical fibers, the polarization direction conversion device is changed. Since all light beams passing through a plurality of optical fibers are converted into a plurality of linearly polarized light beams having the same polarization direction, a plurality of light beams having the same polarization direction can be obtained with a simple configuration.

【0203】また、本発明の露光装置によれば、露光用
ビームの発生装置として、微細パターンの転写に適した
紫外光を効率的に発生する本発明の光源装置を使用する
ので、効率的に所定のパターンを基板に転写することが
できる。
Further, according to the exposure apparatus of the present invention, since the light source apparatus of the present invention that efficiently generates ultraviolet light suitable for transferring a fine pattern is used as a device for generating an exposure beam, the exposure apparatus can be efficiently used. A predetermined pattern can be transferred to a substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概
略的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の光源装置の内部構成を主制御装置ととも
に示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the light source device of FIG. 1 together with a main controller.

【図3】図2の光増幅部の構成を概略的に示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of an optical amplifier of FIG. 2;

【図4】光増幅部を構成する最終段のファイバ増幅器の
出力端部が束ねられて形成されたバンドル−ファイバの
断面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-section of a bundle-fiber formed by bundling output ends of a final-stage fiber amplifier constituting an optical amplification unit.

【図5】図2の光増幅部を構成するファイバ増幅器及び
その周辺部を、波長変換部の一部とともに概略的に示す
図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a fiber amplifier constituting the optical amplifying unit of FIG. 2 and a peripheral part thereof together with a part of a wavelength conversion unit.

【図6】図2の波長変換部の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a wavelength conversion unit in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…露光装置、16…光源装置、16D…偏光調整装
置、162…1/4波長板(偏光方向変換装置)、16
3…波長変換部(波長変換装置)、W…ウエハ(基
板)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exposure apparatus, 16 ... Light source apparatus, 16D ... Polarization adjustment apparatus, 162 ... 1/4 wavelength plate (polarization direction conversion apparatus), 16
3. Wavelength conversion unit (wavelength conversion device), W: Wafer (substrate).

フロントページの続き Fターム(参考) 5F046 AA22 BA05 CA03 CA08 CB01 CB04 CB05 CB11 CB12 CB13 CB22 CB23 CB25 CC01 CC02 CC05 DA01 DA02 DA05 DA13 DA14 DA26 DA27 DB01 DB05 DC01 DC02 DC12 EB02 EB03 ED03 Continued on the front page F term (reference) 5F046 AA22 BA05 CA03 CA08 CB01 CB04 CB05 CB11 CB12 CB13 CB22 CB23 CB25 CC01 CC02 CC05 DA01 DA02 DA05 DA13 DA14 DA26 DA27 DB01 DB05 DC01 DC02 DC12 EB02 EB03 ED03

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光ファイバと;前記複数の光ファ
イバを介した同一波長の複数の光束の偏光状態を揃える
偏光調整装置と;前記複数の光ファイバを介した全ての
光束を同一の偏光方向を有する複数の直線偏光光束に変
換する偏光方向変換装置とを備える光源装置。
1. A plurality of optical fibers; a polarization adjusting device for aligning the polarization states of a plurality of light beams of the same wavelength passing through the plurality of optical fibers; and the same polarization of all the light beams passing through the plurality of optical fibers. And a polarization direction conversion device for converting the light into a plurality of linearly polarized light beams having directions.
【請求項2】 前記偏光調整装置は、前記各光ファイバ
を介した複数の光束それぞれの偏光状態をほぼ円偏光と
し、 前記偏光方向変換装置は1/4波長板を有することを特
徴とする請求項1に記載の光源装置。
2. The polarization adjusting device according to claim 1, wherein the polarization state of each of the plurality of light beams passing through each of the optical fibers is substantially circularly polarized, and the polarization direction conversion device has a quarter-wave plate. Item 2. The light source device according to item 1.
【請求項3】 前記光ファイバはほぼ円筒対称の構造を
有し、 前記偏光調整装置は、前記各光ファイバに入射する複数
の光束それぞれの偏光状態をほぼ円偏光とすることを特
徴とする請求項2に記載の光源装置。
3. The optical fiber according to claim 2, wherein the optical fiber has a substantially cylindrically symmetrical structure, and the polarization adjusting device sets the polarization state of each of the plurality of light beams incident on each of the optical fibers to substantially circular polarization. Item 3. The light source device according to item 2.
【請求項4】 前記偏光調整装置は前記各光ファイバを
介した複数の光束それぞれの偏光状態をほぼ同一の楕円
偏光とし、 前記偏光方向変換装置は、偏波面を回転する1/2波長
板と、前記1/2波長板と光学的に直列接続された1/
4波長板とを有することを特徴とする請求項1に記載の
光源装置。
4. The polarization adjusting device sets the polarization state of each of the plurality of light beams passing through the optical fibers to substantially the same elliptically polarized light, and the polarization direction conversion device includes a half-wave plate that rotates a plane of polarization. , Which are optically connected in series with the half-wave plate
The light source device according to claim 1, further comprising a four-wavelength plate.
【請求項5】 前記複数の光ファイバそれぞれは、前記
複数の光ファイバに入射する複数の光束それぞれを増幅
対象光とする光ファイバ増幅器を構成する、前記増幅対
象光が導波される光ファイバであることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか一項に記載の光源装置。
5. Each of the plurality of optical fibers is an optical fiber through which the amplification target light is guided, which constitutes an optical fiber amplifier that uses a plurality of light beams incident on the plurality of optical fibers as amplification target light. The light source device according to claim 1, wherein the light source device is provided.
【請求項6】 前記複数の光ファイバに入射する前記複
数の光束それぞれは、パルス光列であることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置。
6. The light source device according to claim 1, wherein each of the plurality of light beams incident on the plurality of optical fibers is a pulse light train.
【請求項7】 前記複数の光ファイバに入射する前記複
数の光束それぞれは、前記複数の光ファイバへ入射する
前に、1段以上の光ファイバ増幅器によって増幅された
光束であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一
項に記載の光源装置。
7. Each of the plurality of light beams incident on the plurality of optical fibers is a light beam amplified by one or more optical fiber amplifiers before being incident on the plurality of optical fibers. The light source device according to claim 1.
【請求項8】 前記偏光調整装置は、前記複数の光ファ
イバよりも上流側に配置された光学部品の光特性を制御
して偏光調整を行うことを特徴とする請求項1〜7のい
ずれか一項に記載の光源装置。
8. The polarization adjusting device according to claim 1, wherein the polarization adjusting device controls the optical characteristics of an optical component disposed upstream of the plurality of optical fibers to adjust the polarization. The light source device according to claim 1.
【請求項9】 前記複数の光ファイバは、ほぼ並行に束
ねられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか
一項に記載の光源装置。
9. The light source device according to claim 1, wherein the plurality of optical fibers are bundled substantially in parallel.
【請求項10】 前記偏光方向変換装置から射出された
光束を、少なくとも1つの非線形光学結晶を介させるこ
とにより、波長変換を行う波長変換装置を更に備えるこ
とを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光
源装置。
10. The apparatus according to claim 1, further comprising a wavelength conversion device for performing wavelength conversion by passing a light beam emitted from said polarization direction conversion device through at least one nonlinear optical crystal. The light source device according to claim 1.
【請求項11】 前記複数の光ファイバから射出される
光は赤外域及び可視域のいずれかの波長を有し、前記波
長変換装置から射出される光は紫外域の波長を有するこ
とを特徴とする請求項10に記載の光源装置。
11. The light emitted from the plurality of optical fibers has a wavelength in one of an infrared region and a visible region, and the light emitted from the wavelength conversion device has a wavelength in an ultraviolet region. The light source device according to claim 10.
【請求項12】 前記複数の光ファイバから射出される
光は1547nm付近の波長を有し、前記波長変換装置
から射出される光は193.4nm付近の波長を有する
ことを特徴とする請求項11に記載の光源装置。
12. The light emitted from the plurality of optical fibers has a wavelength around 1547 nm, and the light emitted from the wavelength conversion device has a wavelength around 193.4 nm. The light source device according to item 1.
【請求項13】 露光用ビームを基板に照射することに
より、所定のパターンを基板に転写する露光装置におい
て、 前記露光用ビームの発生装置として請求項11又は12
に記載の光源装置を備えることを特徴とする露光装置。
13. An exposure apparatus for transferring a predetermined pattern onto a substrate by irradiating the substrate with an exposure beam, wherein the exposure beam generator is used as the exposure beam generator.
An exposure apparatus comprising: the light source device according to claim 1.
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