JP2004348068A - Ultra-violet light producing device and interferometer - Google Patents

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JP2004348068A
JP2004348068A JP2003147832A JP2003147832A JP2004348068A JP 2004348068 A JP2004348068 A JP 2004348068A JP 2003147832 A JP2003147832 A JP 2003147832A JP 2003147832 A JP2003147832 A JP 2003147832A JP 2004348068 A JP2004348068 A JP 2004348068A
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pulse
light
wavelength conversion
interferometer
light source
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Akira Tokuhisa
章 徳久
Hitoshi Kawai
斉 河井
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultra-violet light producing device adaptive even to the case that a long optical path difference is required. <P>SOLUTION: A narrow band continuous laser beam emitted from a narrow band continuous laser beam source 1 is modulated by an EO modulator 2 and changed into a pulse laser beam. The EO modulator 2 modulates the continuous laser beam by a pulse signal from a pulse generator 3. At this time, two pulse beams having a pulse interval matched with the optical path difference between a reference surface and a measurement surface of an interferometer are generated as shown in the drawing. The pulse beams pass through an optical fiber amplifier 4 and a wavelength conversion optical system 5 to be converted into ultra-violet light and used as light for the interferometer. An Er doped optical fiber amplifier which is used heretofore can be used as the optical fiber amplifier 4 and a wavelength conversion optical system which is used heretofore can also be used as the wavelength conversion optical system 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外光発生装置、及びこの紫外線発生装置を使用した干渉計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの集積度が高まるにつれて、その製造工程であるリソグラフィ工程に使用される露光装置の解像度に対する要求が高くなってきている。周知のように解像度は露光光学系の開口数に比例し、露光に使用される波長に逆比例する。よって、解像度を上げるためには、可視光域の波長では限界があり、従来より紫外線を用いた露光装置が使用されている。最近では、波長193nmの紫外線が使用されるようになってきている。
【0003】
このような露光装置の光学系を検査するためには干渉計を使用する必要がある。紫外線露光装置の光学系の検査には、その露光装置が使用している波長程度の短波長のコヒーレントな光を使用することが望ましい。
【0004】
図4に、波長変換により193nmの紫外線を発生させるために従来使用されている波長変換光学系の1例の概要を示す。波長1.55μmの基本波は、集光レンズ21により波長変換結晶(LBO)22に集光され、そのうちの一部が2倍波に変換される。波長変換結晶22からの出力光は、集光レンズ23により波長変換結晶(LBO)24に集光され、基本波と2倍波の一部が3倍波に変換される。波長変換結晶24からの出力光のうち、3倍波はダイクロイックミラー25で反射され、基本波と2倍波はダイクロイックミラー25を透過する。そして、透過した光のうち2倍波はダイクロイックミラー26で反射され、基本波はダイクロイックミラー26を透過する。
【0005】
ダイクロイックミラー26で反射された2倍波は、集光レンズ27により波長変換結晶(LBO)28に集光され、2倍波の一部が4倍波に変換される。波長変換結晶28の出力光は、シリンドリカルレンズ29、30を通って、ダイクロイックミラー31で反射されて波長変換結晶(BBO)32に集光される。
【0006】
一方、ダイクロイックミラー25で反射された3倍波は、レンズ33、34を通ってミラー35で反射され、ダイクロイックミラー31を透過して波長変換結晶32に集光される。波長変換結晶32では、入射した3倍波と4倍波の一部が7倍波に変換される。波長変換結晶32の出力光は、シリンドリカルレンズ36、37を通ってダイクロイックミラー38で反射され、波長変換結晶39(CLBO)に集光される。
【0007】
ダイクロイックミラー26を透過した基本波は、レンズ40を透過した後、ミラー41で反射され、集光レンズ42を通り、ダイクロイックミラー38を透過して、波長変換結晶39に集光される。波長変換結晶39では、7倍波と基本波の一部が8倍波に変換され、波長193nmの紫外光として出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示すような波長変換光学系を通して紫外線を発生させ、しかも十分なパワーを有する出力光を得るためには、入射する基本波のピークパワーが十分高くなければならない(10Kw程度)。そのため、図4に示すような波長変換光学系の前段に光ファイバー増幅器を設け、基本波の増幅を行っている。
【0009】
しかしながら、光ファイバ増幅器によって、高ピークパワー(〜10Kw)であって、かつ、時間幅の長い(〜10ns)パルス光を発生させることは、原理的に困難である。
【0010】
そこで、従来は、干渉計に必要な光路差に対して光源のコヒーレンス長が短い場合には、干渉計の光路差と等距離に当たるDelay Lineを別に設け、1つのパルス光を2つに分割して、これらを干渉させる方法が用いられていた。この例を図5に示す。光源からのパルス光は、ハーフミラー51によって2つに分割され、一方の光がミラー52、53からなる迂回光路を経過して、ハーフミラー54で反射されてもとの光路に戻る。
【0011】
ハーフミラー51を透過した光は、そのままハーフミラー54を透過して直進する。よって、ハーフミラー54の後の光路では、光源からのパルス光が、光路差だけの間隔を持つ2つのパルスに別れ、ハーフミラー55を透過して、参照面56と測定面57で反射され、さらにハーフミラー55で反射されて検出面58に達する。
【0012】
よって、ハーフミラー51と52間の距離とハーフミラー53と54の距離の和が、参照面56と測定面57の距離の2倍にほぼ等しくなるようにしておけば、検出面58上で、参照面56で反射された迂回光路を経過したパルス光と、測定面57で反射された迂回光路を経過せずに直進したパルス光が干渉を起こし、干渉計測が可能になる。
【0013】
しかしながら、このような光学系においては、光学系の構成が複雑になるので光学調整が煩雑かつ困難になると共に、参照面56と測定面57の距離が変わる場合には、それに合わせて迂回光路の光路長を機械的に変化させる必要があり、不安定性の原因にもなっていた。
【0014】
又、これとは全く別に、波長193nm程度の紫外線領域において、満足な分光用狭帯域光源が得られないという問題があった。すなわち、分光器の特性を調査するためには、少なくとも分光器の分解能と同等の狭帯域を有する光源が必要とされる。現在では、波長193nmで分解能が0.1pmの分光器が存在する。このような分光器の装置関数(分解能等)を検査するには、0.1pm以下の波長幅を有する光源が必要とされる。
【0015】
しかし、このような狭帯域を有する光源を、ファイバ増幅器と波長変換光学系で作り出すことは困難である。すなわち、スペクトル幅はパルス時間幅によって規定される(Transform Limit)ので、狭帯域化したければ、パルス時間幅を広くする必要がある。しかし、波長変換結晶による変換効率は入射光のピークパワーにほぼ比例するため、多段階の波長変換を効率的に行うためには、基本波のピークパワーを10Kw程度まで高くしなければならない。ところが、光ファイバ増幅器で10Kw程度のピークパワーのパルス光を得ようとすると、パルス時間幅を2〜3ns程度より長くすることは困難であり、必要とされる狭帯域光を得ることができない。
【0016】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、長い光路差を必要とする場合でも対応できる紫外線発生装置、十分狭帯域の光を発生することができる紫外線発生装置、及びこの紫外線発生装置を使用した干渉計を提供することを課題とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第1の手段は、長コヒーレンス長のレーザ光を放出するレーザ光源と、当該レーザ光源から放出されたレーザ光を、所定のパルス信号を用いてパルス変調して複数個のパルス光を切り出す光変調装置と、切り出された前記パルス光を増幅する光増幅器と、増幅された光の高調波を発生する波長変換系とを有することを特徴とする紫外光発生装置(請求項1)である。
【0018】
このようにすれば、光変調装置を制御することによりパルス幅とパルス間隔を容易に変更可能なので、例えば、干渉計の光源として用いる場合、従来技術のDelay Lineを設けた場合と同じ効果を得ることができ、しかも、参照面と測定面の距離が変わるような場合でも、機械的な調整を行わず、容易にパルス間隔を変えることにより対応できる。又、後に説明するように、一定間隔で複数のパルスを発生させることにより、1個のパルスで得られるよりも狭帯域の構造を持ったスペクトルを得ることができる。
【0019】
前記課題を解決するための第2の手段は、前記第1の手段である紫外光発生装置を光源とし、前記パルス光間で干渉を起こさせて測定を行う機能を有することを特徴とする干渉計(請求項2)である。
【0020】
本手段によれば、従来技術のDelay Lineを設けた場合と同じ効果を得ることができ、しかも、参照面と測定面の距離が変わるような場合でも、機械的な調整を行わずに測定が可能な干渉計とすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1例である紫外線干渉計用紫外線発生装置の構成の概要を示す図である。狭帯域連続レーザ光源1から放出される狭帯域の連続レーザ光は、EO変調器2によって変調され、パルスレーザ光に変えられる。EO変調器2は、パルス発生器3からのパルス信号によって、連続レーザ光を変調する。この場合、図に示すように、干渉計の参照面と測定面との光路差に合わせたパルス間隔を有する2個のパルス光が発生する。このパルス光は、光ファイバ増幅器4と波長変換光学系5を通って紫外光となり、干渉計用の光として使用される。光ファイバ増幅器4としては、従来使用されているEr添加光ファイバ増幅器が使用でき、波長変換光学系5は、従来使用されているもので、例えば図4に示すようなものが使用できる。
【0022】
狭帯域連続レーザ光源1としては、Er添加DFBファイバレーザや光通信用のDFB−LD等が使用できる。ここで、連続波を切り出すことによって形成された2つの連続したパルスレーザ光が干渉するためには、連続レーザ光源のコヒーレンス長は、干渉計の光路差よりも長くなければならない。なお、本実施の形態では、連続レーザ光源を用いているが、コヒーレンス長の条件さえ満たしていれば、必ずしも連続波に限られるものではなく、パルス光源等でもよい。EO変調器2としては、Mach−Zender型のEO変調素子が使用できる。
【0023】
なお、光ファイバ増幅器4は、60dB近い高利得を得るためには複数段で構成する必要がある。この場合、最終段の増幅器は、高ピークパワーによる非線形効果の発生を抑えるため、モード径10μm以上、Er添加濃度1000ppm以上のものを使用することが好ましい。
【0024】
又、この紫外線干渉計用紫外線発生装置を光源として用いる干渉計は、従来のものと何ら変わるところがないが、従来のものが有していたDelay Lineが不要となるので、構造が簡単になり、かつ、光路差に対応するパルス光の間隔の調整が容易なものとすることができる。
【0025】
図2は、本発明の実施の形態の1例である狭帯域紫外線発生装置の構成の概要を示す図である。図2に示す紫外線発生装置の構成は図1に示す紫外線発生装置の構成と基本的に変わるところはないので、図1に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。図2に示す紫外線発生装置においては、複数個(N個)のパルスが、パルス幅τ、パルス間隔Tで、EO変調器2から出力されている。
【0026】
時間間隔Tで連続するN個のパルスの電場は、以下のように表される。
【0027】
【数1】

Figure 2004348068
【0028】
ここでε(ω)は、個々のパルスのスペクトルである。これより、時間間隔Tで連続するN個の連続するパルスのスペクトルは、
【0029】
【数2】
Figure 2004348068
【0030】
と表される。この式から、N個のパルスを用いることにより、スペクトル幅がほぼ1/NTの超狭帯域の紫外光を得ることができることが分かる。すなわち、この場合のスペクトルの包絡線は1/τ程度以上の広がりを持つが、その中に幅1/NTの微細構造を持つものとなる(Ramsey Fringe)。ただし、もととなる狭帯域レーザ光源のコヒーレンス長は、C・N・Tよりも長くなければならない。ここで、Cは光速である。
【0031】
図3に、パルス幅1ns、パルス間隔5ns、パルス連続数4の基本波を用いた場合の、波長193nmの高調波のスペクトルの計算値を示す。横軸は193nmを中心とした波長差(単位pm)、縦軸はスペクトル強度(相対値)である。193.368nmの点を中心として、半値全幅0.006pmのピークを有するスペクトルが形成されている。このピークの包絡線が、パルス時間幅1nsのパルスのスペクトルにほぼ対応している。このようにして、狭帯域のスペクトル構造を有する光を作り出すことができる。
【0032】
半値全幅0.006pmのスペクトルを1つのパルスで得るには、基本波のパルス時間幅は、20ns以上必要であるが、光ファイバー増幅器では、Kw級の高ピークパワーを維持しつつ、このような長いパルスを発生することは困難である。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、長い光路差を必要とする場合でも対応できる紫外線発生装置、十分狭帯域の光を発生することができる紫外線発生装置、及びこの紫外線発生装置を使用した干渉計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例である紫外線干渉計用紫外線発生装置の構成の概要を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の1例である狭帯域紫外線発生装置の構成の概要を示す図である。
【図3】パルス幅1ns、パルス間隔5ns、パルス連続数4の基本波を用いた場合の、波長193nmの高調波のスペクトルの計算値を示す図である。
【図4】波長変換により193nmの紫外線を発生させるために従来使用されている光学系の1例の概要を示す図である。
【図5】従来のDelay Lineを設けた干渉計の原理を示す図である。
【符号の説明】
1…狭帯域連続レーザ光源、2…EO変調器、3…パルス発生器、4…光ファイバ増幅器、5…波長変換光学系[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultraviolet light generator and an interferometer using the ultraviolet light generator.
[0002]
[Prior art]
As the degree of integration of a semiconductor device increases, the demand for the resolution of an exposure apparatus used in a lithography process, which is a manufacturing process thereof, is increasing. As is well known, the resolution is proportional to the numerical aperture of the exposure optical system and inversely proportional to the wavelength used for exposure. Therefore, in order to increase the resolution, there is a limit in the wavelength in the visible light range, and an exposure apparatus using ultraviolet rays has been conventionally used. Recently, ultraviolet light having a wavelength of 193 nm has been used.
[0003]
In order to inspect the optical system of such an exposure apparatus, it is necessary to use an interferometer. For inspection of the optical system of the ultraviolet exposure apparatus, it is desirable to use coherent light having a short wavelength of about the wavelength used by the exposure apparatus.
[0004]
FIG. 4 shows an outline of one example of a wavelength conversion optical system conventionally used for generating 193 nm ultraviolet rays by wavelength conversion. The fundamental wave having a wavelength of 1.55 μm is condensed on a wavelength conversion crystal (LBO) 22 by a condensing lens 21, and a part thereof is converted into a second harmonic. The output light from the wavelength conversion crystal 22 is condensed on the wavelength conversion crystal (LBO) 24 by the condenser lens 23, and a part of the fundamental wave and the second harmonic is converted into a third harmonic. Of the output light from the wavelength conversion crystal 24, the third harmonic is reflected by the dichroic mirror 25, and the fundamental wave and the second harmonic pass through the dichroic mirror 25. The second harmonic of the transmitted light is reflected by the dichroic mirror 26, and the fundamental wave passes through the dichroic mirror 26.
[0005]
The second harmonic reflected by the dichroic mirror 26 is condensed on a wavelength conversion crystal (LBO) 28 by a condenser lens 27, and a part of the second harmonic is converted to a fourth harmonic. The output light of the wavelength conversion crystal 28 passes through the cylindrical lenses 29 and 30, is reflected by the dichroic mirror 31, and is collected on the wavelength conversion crystal (BBO) 32.
[0006]
On the other hand, the third harmonic reflected by the dichroic mirror 25 passes through the lenses 33 and 34, is reflected by the mirror 35, passes through the dichroic mirror 31, and is collected on the wavelength conversion crystal 32. In the wavelength conversion crystal 32, a part of the incident third harmonic and fourth harmonic is converted into a seventh harmonic. The output light of the wavelength conversion crystal 32 passes through the cylindrical lenses 36 and 37, is reflected by the dichroic mirror 38, and is collected on the wavelength conversion crystal 39 (CLBO).
[0007]
The fundamental wave transmitted through the dichroic mirror 26 passes through the lens 40, is reflected by the mirror 41, passes through the condenser lens 42, passes through the dichroic mirror 38, and is focused on the wavelength conversion crystal 39. In the wavelength conversion crystal 39, the seventh harmonic and a part of the fundamental wave are converted into the eighth harmonic and output as ultraviolet light having a wavelength of 193 nm.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In order to generate ultraviolet light through a wavelength conversion optical system as shown in FIG. 4 and obtain output light having sufficient power, the peak power of the incident fundamental wave must be sufficiently high (about 10 Kw). For this reason, an optical fiber amplifier is provided in a stage preceding the wavelength conversion optical system as shown in FIG. 4 to amplify the fundamental wave.
[0009]
However, it is in principle difficult to generate pulse light having a high peak power ((10 Kw) and a long time width (〜1010 ns) by an optical fiber amplifier.
[0010]
Therefore, conventionally, when the coherence length of the light source is shorter than the optical path difference required for the interferometer, a delay line that is equivalent to the optical path difference of the interferometer is separately provided, and one pulse light is divided into two. Therefore, a method of causing these to interfere has been used. This example is shown in FIG. The pulse light from the light source is split into two by the half mirror 51, and one of the lights passes through the detour optical path composed of the mirrors 52 and 53, and returns to the original optical path after being reflected by the half mirror 54.
[0011]
The light transmitted through the half mirror 51 passes directly through the half mirror 54 as it is. Therefore, in the optical path after the half mirror 54, the pulse light from the light source is split into two pulses having an interval corresponding to the optical path difference, passes through the half mirror 55, is reflected by the reference surface 56 and the measurement surface 57, Further, the light is reflected by the half mirror 55 and reaches the detection surface 58.
[0012]
Therefore, if the sum of the distance between the half mirrors 51 and 52 and the distance between the half mirrors 53 and 54 is set to be approximately equal to twice the distance between the reference surface 56 and the measurement surface 57, the detection surface 58 The pulse light that has passed through the bypass optical path reflected by the reference surface 56 and the pulse light that has traveled straight without passing through the bypass optical path reflected by the measurement surface 57 cause interference, and interference measurement becomes possible.
[0013]
However, in such an optical system, the optical adjustment becomes complicated and difficult because the configuration of the optical system becomes complicated, and when the distance between the reference surface 56 and the measurement surface 57 changes, the detour optical path is adjusted accordingly. The optical path length had to be changed mechanically, which caused instability.
[0014]
In addition to this, there has been a problem that a satisfactory spectral narrow band light source cannot be obtained in an ultraviolet region of a wavelength of about 193 nm. That is, in order to investigate the characteristics of the spectroscope, a light source having a narrow band at least equivalent to the resolution of the spectroscope is required. At present, there is a spectroscope having a wavelength of 193 nm and a resolution of 0.1 pm. In order to inspect the device function (resolution or the like) of such a spectroscope, a light source having a wavelength width of 0.1 pm or less is required.
[0015]
However, it is difficult to produce such a light source having a narrow band using a fiber amplifier and a wavelength conversion optical system. That is, since the spectrum width is defined by the pulse time width (Transform Limit), it is necessary to widen the pulse time width in order to narrow the band. However, since the conversion efficiency of the wavelength conversion crystal is almost proportional to the peak power of the incident light, the peak power of the fundamental wave must be increased to about 10 Kw in order to perform multi-stage wavelength conversion efficiently. However, when trying to obtain pulse light with a peak power of about 10 Kw using an optical fiber amplifier, it is difficult to make the pulse time width longer than about 2 to 3 ns, and it is not possible to obtain the required narrow band light.
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an ultraviolet ray generator capable of responding to a case where a long optical path difference is required, an ultraviolet ray generator capable of generating light of a sufficiently narrow band, and the ultraviolet ray generator It is an object of the present invention to provide an interferometer using the same.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the above-mentioned problem is to provide a laser light source that emits a laser light having a long coherence length, and a laser light emitted from the laser light source that is pulse-modulated using a predetermined pulse signal to generate a plurality of laser lights. An ultraviolet light generator comprising: an optical modulator that cuts out the pulsed light; an optical amplifier that amplifies the cut out pulsed light; and a wavelength conversion system that generates harmonics of the amplified light. Item 1).
[0018]
With this configuration, the pulse width and the pulse interval can be easily changed by controlling the light modulator. For example, when the pulse width and the pulse interval are used as a light source of an interferometer, the same effect as when a conventional delay line is provided is obtained. In addition, even when the distance between the reference surface and the measurement surface changes, it is possible to easily cope with the change of the pulse interval without performing mechanical adjustment. Also, as described later, by generating a plurality of pulses at regular intervals, it is possible to obtain a spectrum having a narrower band structure than that obtained by a single pulse.
[0019]
A second means for solving the above-mentioned problem has an ultraviolet light generating device as the first means as a light source, and has a function of causing interference between the pulsed lights to perform measurement. (Claim 2).
[0020]
According to this means, it is possible to obtain the same effect as when the delay line of the related art is provided, and even when the distance between the reference surface and the measurement surface changes, measurement can be performed without performing mechanical adjustment. It can be a possible interferometer.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of an ultraviolet ray generating device for an ultraviolet interferometer which is an example of an embodiment of the present invention. The narrow-band continuous laser light emitted from the narrow-band continuous laser light source 1 is modulated by the EO modulator 2 and converted into a pulsed laser light. The EO modulator 2 modulates continuous laser light with a pulse signal from the pulse generator 3. In this case, as shown in the figure, two pulse lights having a pulse interval corresponding to the optical path difference between the reference surface and the measurement surface of the interferometer are generated. The pulse light passes through the optical fiber amplifier 4 and the wavelength conversion optical system 5 to become ultraviolet light, and is used as light for an interferometer. As the optical fiber amplifier 4, a conventionally used Er-doped optical fiber amplifier can be used, and as the wavelength conversion optical system 5, a conventionally used one such as that shown in FIG. 4 can be used.
[0022]
As the narrow-band continuous laser light source 1, an Er-doped DFB fiber laser, a DFB-LD for optical communication, or the like can be used. Here, in order for two continuous pulsed laser beams formed by cutting out a continuous wave to interfere with each other, the coherence length of the continuous laser light source must be longer than the optical path difference of the interferometer. In the present embodiment, a continuous laser light source is used. However, as long as the condition of the coherence length is satisfied, the present invention is not necessarily limited to a continuous wave, and a pulse light source or the like may be used. As the EO modulator 2, a Mach-Zender type EO modulation element can be used.
[0023]
The optical fiber amplifier 4 needs to be constituted by a plurality of stages in order to obtain a high gain close to 60 dB. In this case, it is preferable to use a final stage amplifier having a mode diameter of 10 μm or more and an Er added concentration of 1000 ppm or more in order to suppress the occurrence of nonlinear effects due to high peak power.
[0024]
Further, the interferometer using the ultraviolet ray generator for the ultraviolet interferometer as a light source is not different from the conventional one, but since the Delay Line which the conventional one has is unnecessary, the structure is simplified, In addition, it is possible to easily adjust the interval of the pulse light corresponding to the optical path difference.
[0025]
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a configuration of a narrow-band ultraviolet ray generation device which is an example of an embodiment of the present invention. Since the configuration of the ultraviolet ray generator shown in FIG. 2 is basically the same as the configuration of the ultraviolet ray generator shown in FIG. 1, the same components as those shown in FIG. The description is omitted. In the ultraviolet generator shown in FIG. 2, a plurality (N) of pulses are output from the EO modulator 2 with a pulse width τ and a pulse interval T.
[0026]
The electric field of N consecutive pulses at time interval T is expressed as follows.
[0027]
(Equation 1)
Figure 2004348068
[0028]
Here, ε (ω) is the spectrum of each pulse. From this, the spectrum of N consecutive pulses consecutive at time interval T is
[0029]
(Equation 2)
Figure 2004348068
[0030]
It is expressed as From this equation, it can be seen that by using N pulses, it is possible to obtain ultra-narrow band ultraviolet light having a spectral width of about 1 / NT. That is, although the envelope of the spectrum in this case has a spread of about 1 / τ or more, it has a fine structure with a width of 1 / NT (Ramsey Fringe). However, the coherence length of the original narrow band laser light source must be longer than CNT. Here, C is the speed of light.
[0031]
FIG. 3 shows a calculated value of a spectrum of a harmonic having a wavelength of 193 nm when a fundamental wave having a pulse width of 1 ns, a pulse interval of 5 ns, and a pulse continuation number of 4 is used. The horizontal axis represents the wavelength difference (unit: pm) centered at 193 nm, and the vertical axis represents the spectrum intensity (relative value). A spectrum having a peak with a full width at half maximum of 0.006 pm is formed around the point of 193.368 nm. The envelope of this peak substantially corresponds to the spectrum of a pulse having a pulse time width of 1 ns. In this way, light having a narrow band spectral structure can be created.
[0032]
In order to obtain a spectrum having a full width at half maximum of 0.006 pm with a single pulse, the pulse time width of the fundamental wave is required to be 20 ns or more. It is difficult to generate a pulse.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an ultraviolet ray generator capable of responding to a case where a long optical path difference is required, an ultraviolet ray generator capable of generating light of a sufficiently narrow band, and this ultraviolet ray generator are used. An interferometer can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a configuration of an ultraviolet ray generating device for an ultraviolet interferometer which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a configuration of a narrow-band ultraviolet ray generation device which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating calculated values of a spectrum of a harmonic having a wavelength of 193 nm when a fundamental wave having a pulse width of 1 ns, a pulse interval of 5 ns, and a pulse continuation number of 4 is used.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of an example of an optical system conventionally used for generating 193 nm ultraviolet rays by wavelength conversion.
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of an interferometer provided with a conventional Delay Line.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Narrow band continuous laser light source, 2: EO modulator, 3: Pulse generator, 4: Optical fiber amplifier, 5: Wavelength conversion optical system

Claims (2)

長コヒーレンス長のレーザ光を放出するレーザ光源と、当該レーザ光源から放出されたレーザ光を、所定のパルス信号を用いてパルス変調して複数個のパルス光を切り出す光変調装置と、切り出された前記パルス光を増幅する光増幅器と、増幅された光の高調波を発生する波長変換系とを有することを特徴とする紫外光発生装置。A laser light source that emits laser light having a long coherence length, a light modulation device that pulse-modulates the laser light emitted from the laser light source using a predetermined pulse signal to cut out a plurality of pulsed lights, An ultraviolet light generator comprising: an optical amplifier for amplifying the pulse light; and a wavelength conversion system for generating a harmonic of the amplified light. 請求項1に記載の紫外光発生装置を光源とし、前記パルス光間で干渉を起こさせて測定を行う機能を有することを特徴とする干渉計。An interferometer having a function of performing measurement by causing interference between the pulsed lights, using the ultraviolet light generation device according to claim 1 as a light source.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012027215A (en) * 2010-07-22 2012-02-09 Nikon Corp Ultraviolet laser device
CN102904637A (en) * 2012-09-28 2013-01-30 北京邮电大学 Space optical communication method and system based on ultraviolet light transmission

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