TWI733813B - 脈衝光生成裝置、脈衝光生成方法、具備脈衝光生成裝置之曝光裝置及檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於獲得一種抑制了波長光譜之擴大並被放大之大強度之脈衝光。
本發明之脈衝光生成裝置構成為具備：第1光纖，其使第1脈衝光與當上述第1脈衝光之強度增加時強度減少且當上述第1脈衝光之強度減少時強度增加之第2脈衝光合波後入射並於內部傳播；及第2光纖，其接收從上述第1光纖出射之上述第1脈衝光並使其於內部傳播並放大；於上述第1光纖中藉由來自上述第2脈衝光之交叉相位調變而使上述第1脈衝光產生相位調變，於上述第2光纖中上述第1脈衝光所產生之自相位調變藉由上述第1光纖中產生之相位調變而被抵消。

Description

脈衝光生成裝置、脈衝光生成方法、具備脈衝光生成裝置之曝光裝置及檢查裝置
本發明係關於一種脈衝光生成裝置、脈衝光生成方法、具備脈衝光生成裝置之曝光裝置及檢查裝置。
為了將從半導體雷射等出射之脈衝光用作檢查裝置或加工裝置之光源，要求脈衝光之強度較大，且波長光譜寬度較小。為了獲得強度較大之脈衝光，需要利用光纖放大器將從半導體雷射出射之脈衝光放大。然而，於放大過程中脈衝光會藉由自相位調變而產生相位調變，結果有脈衝光之波長光譜擴大之問題。
於專利文獻1中揭示有如下：當在光通訊系統中使訊號光通訊時，將與2值訊號資料對應地進行強度調變後之訊號光及與使該2值訊號資料反相後之反相2值訊號對應地進行強度調變後之反相訊號光合波後通過光纖傳輸路徑進行發送。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平8-125605號公報
於專利文獻1所揭示之光通訊系統中，對於脈衝光，無法抑制波長光譜之擴大並且無法將其放大至較大之強度。
本發明之第1態樣之脈衝光生成裝置係如下構成，即具備：第1光纖，其使第1脈衝光與當上述第1脈衝光之強度增加時強度減少且當上述第1脈衝光之強度減少時強度增加之第2脈衝光合波後入射並於內部傳播；及第2光纖，其接收從上述第1光纖出射之上述第1脈衝光並使其於內部傳播並放大；於上述第1光纖中藉由來自上述第2脈衝光之交叉相位調變而於上述第1脈衝光產生相位調變，於上述第2光纖中上述第1脈衝光所產生之自相位調變藉由上述第1光纖中產生之相位調變而被抵消。
本發明之第2態樣之脈衝光生成方法使第1脈衝光與當上述第1脈衝光之強度增加時強度減少且當上述第1脈衝光之強度減少時強度增加之第2脈衝光合波後入射至第1光纖並於內部傳播，使從上述第1光纖出射之上述第1脈衝光入射至第2光纖並於內部傳播並放大，藉由上述第1光纖中藉由來自上述第2脈衝光之交叉相位調變而於上述第1脈衝光產生之相位調變，來抵消上述第2光纖中藉由自相位調變而產生之上述第1脈衝光之相位調變。
1‧‧‧第1光纖
2‧‧‧第2光纖
3‧‧‧波長選擇濾波器
4‧‧‧偏振分光器
51‧‧‧第1雷射光源
52‧‧‧第2雷射光源
55、65‧‧‧合波元件
62‧‧‧分波元件
63‧‧‧第1調變元件
64‧‧‧第2調變元件
81‧‧‧波長轉換部
101、102‧‧‧非線性光學結晶
圖1係第1實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖2係表示主脈衝光之時間強度變化與副脈衝光之時間強度變化之關 係之概念圖。
圖3係第2實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖4係表示用於模擬之主脈衝光及副脈衝光各自之波形之示意圖。
圖5係表示於模擬中入射至第1光纖之時點之主脈衝光之波長光譜的曲線圖。
圖6係表示沿第1光纖傳播之主脈衝光之頻率光譜之模擬結果的曲線圖。
圖7係表示沿第2光纖傳播之主脈衝光之頻率光譜之模擬結果的曲線圖。
圖8係表示沿第2光纖出射之時點之主脈衝光之波長光譜之模擬結果的曲線圖。
圖9係表示未配置第1光纖1之構成中之主脈衝光之波長光譜之模擬結果的曲線圖。
圖10係第3實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖11係第4實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖12係第5實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖13係第6實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖14係第7實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖15係第8實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。
圖16係表示波長轉換部之具體構成之一例之概略圖。
圖17係作為具備脈衝光生成裝置之系統之第1應用例而例示之曝光裝置的概要構成圖。
圖18係作為具備脈衝光生成裝置之系統之第2應用例而例示之曝光裝置的概要構成圖。
圖19係作為具備脈衝光生成裝置之系統之第3應用例而例示之曝光裝置的概要構成圖。
圖20係作為具備脈衝光生成裝置之系統之第4應用例而例示之檢查裝置的概要構成圖。
(第1實施形態)
以下，一面參照圖式，一面對本發明之第1實施形態之脈衝光生成裝置進行說明。圖1係第1實施形態之脈衝光生成裝置之概念圖。如圖1所示，脈衝光生成裝置100具有：第1光纖1，其供時間強度變化不同之第1脈衝光與第2脈衝光之合波光入射；及第2光纖2，其配置於第1光纖1之下游側，供從第1光纖1出射之第1脈衝光入射並將其放大後出射。第1脈衝光係於第2光纖2中放大之脈衝光，以下記載為主脈衝光。第2脈衝光係於第1光纖1中藉由交叉相位調變使主脈衝光產生相位調變之脈衝光，以下記載為副脈衝光。
主脈衝光例如係藉由利用調變器(未圖示)對從DFB雷射(Distributed Feedback Laser)等(未圖示)出射之脈衝光或連續光以具有所需之脈衝長度(pulse duration)與脈衝間隔之方式進行調變而生成。副脈衝光例如係藉由利用調變器(未圖示)對從DFB雷射等出射之脈衝光或連續光以具有與主脈衝光不同之所需之時間強度波形之方式進行調變而生成。 作為將主脈衝光與副脈衝光進行合波之合波元件，例如可使用波分複用(WDM)之合波器。
圖2係表示主脈衝光之時間強度變化與副脈衝光之時間強度變化之關係之概念圖。如圖2所示，主脈衝光與副脈衝光係以相互成為如下關係之方式同步出射。即，於主脈衝光之強度增加(上升)之期間，副脈衝光之強度減少(下降)，於主脈衝光之強度減少(下降)之期間，副脈衝光之強度增加(上升)。副脈衝光係於主脈衝光開始上升之前之時點完成上升，因此可於主脈衝光上升之期間使副脈衝光降低。又，副脈衝光係於主脈衝光之下降完成後之時點完成下降。
換言之，副脈衝光係由具有2個波峰之一對脈衝組合(第1次脈衝與第2次脈衝)構成，其中央部之時間強度變化與主脈衝光之時間強度變化呈互補之關係。於圖2中，副脈衝光之一對脈衝組合之間之強度成為零。該部分之強度較佳為成為零，但並非必須為零，只要充分小於前後之強度即可。
於入射至第1光纖1之時點，主脈衝光之波峰強度較佳為充分小於副脈衝光之波峰強度。例如，主脈衝光之波峰強度較佳為副脈衝光之波峰強度之1/1000以下。
此處，對脈衝光沿光纖傳播時產生之波長光譜之擴大進行說明。當脈衝光沿光纖傳播時，藉由脈衝光自身之強度變化而產生基於自相位調變(SPM：Self-Phase Modulation)之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0005-25
。該相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0005-26
會導致脈衝光之波長光譜之擴大。該波長光譜之擴大被稱為頻擾(chirp)。因此，為了抑制頻擾，必須縮小上述相位調變。
於當脈衝光沿光纖傳播時，與該脈衝光不同之脈衝光同時地沿光纖傳播之情形時，除上述藉由SPM而產生之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0006-27
以外，亦會藉由因其它脈衝光之強度變化所產生之交叉相位調變(XPM：Cross-Phase Modulation)而產生相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0006-28
。相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0006-29
亦會導致脈衝光之波長光譜之擴大。即，脈衝光沿光纖傳播時之波長光譜之擴大依存於相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0006-30
+
Figure 106117308-A0202-12-0006-31
。
於圖1所示之脈衝光生成裝置100中，主脈衝光與副脈衝光經合波後入射至第1光纖1並於其內部傳播。如上述說明所述，於第1光纖1中，主脈衝光產生藉由SPM而產生之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0006-32
以及藉由來自副脈衝光之XPM而產生之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0006-33
。因沿第1光纖1傳播而使主脈衝光所受到之相位調變之合計
Figure 106117308-A0202-12-0006-34
可表示為
Figure 106117308-A0202-12-0006-35
。此處，主脈衝光與副脈衝光係以主脈衝光之時間強度變化與副脈衝光之時間強度變化成為彼此相反之方式同步。即，當主脈衝光之強度增加時副脈衝光之強度減少，當主脈衝光之強度減少時副脈衝光之強度增加。因此，
Figure 106117308-A0202-12-0006-36
與
Figure 106117308-A0202-12-0006-37
之相位調變之方向相反，即
Figure 106117308-A0202-12-0006-38
與
Figure 106117308-A0202-12-0006-39
之符號相反(其中，此處將無助於波長光譜之擴大之DC性之相位之偏移忽略考慮)。
沿第1光纖1出射之主脈衝光入射至第2光纖2並於其內部傳播。當入射至第2光纖2時，副脈衝光之波峰強度必須為零、即副脈衝光不會入射至第2光纖2或設為非常小之強度。為了實現此種狀態，例如可於第1光纖1中吸收副脈衝光，亦可於第1光纖1與第2光纖2之間將副脈衝光分離。第2光纖2用以將主脈衝光放大，因此當主脈衝光以外之放大頻帶內之光入射至第2光纖2時，為了將該光放大，會耗費第2光纖2 之放大增益，主脈衝光之放大效率會相應地降低。
於第2光纖2中，主脈衝光藉由伴隨自身之強度變化而產生之SPM產生相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0007-40
。如上所述，入射至第2光纖2之副脈衝光之強度為零或非常小，因此可忽略藉由伴隨副脈衝光之強度變化產生之XPM而於主脈衝光產生之相位變化。因此，伴隨著沿第2光纖2傳播而於主脈衝光產生之相位調變之合計
Figure 106117308-A0202-12-0007-41
可表示為
Figure 106117308-A0202-12-0007-44
。
根據以上，沿第1光纖1與第2光纖2傳播之主脈衝光所產生之合計相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0007-45
表示為
Figure 106117308-A0202-12-0007-46
於式(1)中，
Figure 106117308-A0202-12-0007-48
及
Figure 106117308-A0202-12-0007-49
之符號與
Figure 106117308-A0202-12-0007-50
之符號相反。因此，若
Figure 106117308-A0202-12-0007-51
+
Figure 106117308-A0202-12-0007-52
之絕對值與
Figure 106117308-A0202-12-0007-53
之絕對值相等，則合計相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0007-54
成為零(此處，亦忽略考慮無助於主脈衝光之波長光譜之擴大的DC性之相位之偏移。關於該點，以下之記載亦相同)。即，可調整以主脈衝光之時間強度變化、副脈衝光之時間強度變化(波形)、第1光纖1之長度、第2光纖2之長度為主之各參數而將合計相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0007-55
實質上設為零。其結果為可抑制主脈衝光之波長光譜擴大。
於在主脈衝光與副脈衝光入射至第1光纖1之時點，主脈衝光之波峰強度充分小於副脈衝光之波峰強度之情形時，
Figure 106117308-A0202-12-0007-56
之值較小。於視作
Figure 106117308-A0202-12-0007-57
≒0之情形時，
Figure 106117308-A0202-12-0007-58
≒
Figure 106117308-A0202-12-0007-59
，式(1)可如以下所示之式(2)般表示。
Figure 106117308-A0202-12-0007-47
如上所述，
Figure 106117308-A0202-12-0007-60
與
Figure 106117308-A0202-12-0007-61
之符號相反，因此若
Figure 106117308-A0202-12-0007-62
之絕對值與
Figure 106117308-A0202-12-0007-63
之絕對值相等，則合計相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0007-65
成為零。即，可使於第2光纖2中將主脈衝 光放大時所產生之SPM所產生之相位調變與於第1光纖1中藉由來自副脈衝光之XPM而於主脈衝光產生之相位調變抵消。
根據本實施形態之脈衝光產生裝置，可抑制波長光譜之擴大，並且將脈衝光放大至較大之強度。
(第2實施形態)
於圖3中表示本發明之第2實施形態之脈衝光生成裝置200之概念圖。於脈衝光生成裝置200中，於第1光纖1與第2光纖2之間設置有用以將主脈衝光與副脈衝光分離之分離元件3。藉由設為此種構成，可更確實地將主脈衝光與副脈衝光分離，從而使得副脈衝光不會入射至第2光纖2。再者，於圖3中，對於與脈衝光生成裝置100相同之構成使用相同之符號。
於脈衝光生成裝置200中，主脈衝光之波長與副脈衝光之波長互不相同。例如，主脈衝光之波長為1064nm，副脈衝光之波長為1058nm。又，主脈衝光之波峰強度為10mW左右，副脈衝光之波峰強度為80W左右。即，副脈衝光之波峰強度與主脈衝光之波峰強度相比非常大，強度比為8000倍左右。作為第1光纖1，可使用將石英玻璃作為主材料之單模之光纖。作為第2光纖2，可使用作為將1064nm之波長放大之光纖放大器之YDFA(Ytterbium Doped Fiber Amplifier，摻鐿光纖放大器)。於第1光纖1與第2光纖2之間具備使波長1064nm之主脈衝光透過而不使波長1058nm之副脈衝光透過之波長選擇濾波器(帶通濾波器)3作為分離元件。
波長1064nm之主脈衝光與波長1058nm之副脈衝光經合波後入射至第1光纖1並於其內部傳播。於第1光纖1中，藉由來自副脈衝光之XPM而於主脈衝光產生相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0008-67
。因主脈衝光之波峰強度極小為10 mW，故第1光纖1中之藉由SPM而產生之主脈衝光之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-68
成為小至可忽略之程度之值。沿第1光纖1出射之主脈衝光與副脈衝光入射至帶通濾波器3。如上所述，帶通濾波器3使波長1064nm之主脈衝光透過而不使波長1058nm之副脈衝光透過。因此，波長1058nm之副脈衝光經帶通濾波器3吸收或反射，而僅波長1064nm之主脈衝光入射至第2光纖2。
於入射至第2光纖2之主脈衝光沿第2光纖2傳播並被放大之過程中，主脈衝光產生藉由SPM而產生之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-69
。相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-70
與相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-71
由於強度變化之方向相反，故而符號相反。因此，藉由以相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-72
與相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-73
抵消之方式對第1光纖1與第2光纖2之長度進行調整，可將合計相位調變實質上設為零，其結果為可抑制波長光譜之擴大並將主脈衝光放大。再者，放大後之主脈衝光之波峰強度係根據規格而設定，因此首先設定第2光纖2之長度。藉此算出相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-74
，繼而，可以相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-75
與相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0009-76
抵消之方式設定第1光纖1之長度。
於上述脈衝光生成裝置200中，使用帶通濾波器3作為分離元件，但亦可使用分色鏡或雙色稜鏡等作為分離元件。
(模擬)
示出關於波長光譜之擴大之模擬結果。圖4係表示用於模擬之主脈衝光及副脈衝光各自之波形(時間強度變化)之示意圖。上側表示主脈衝光之波形，下側表示副脈衝光之波形。將主脈衝光之縱軸刻度放大至副脈衝光之縱軸刻度之8000倍而表示。主脈衝光係波長1064nm、波峰強度10mW(0.01W)、脈衝長度40ps。副脈衝光係波長1058nm、波峰強度80W。即，副脈衝光之波峰強度遠大於主脈衝光之波峰強度，副脈衝光之波峰強度為 主脈衝光之波峰強度之8000倍。
根據圖4明確得知，副脈衝光之中央部之時間強度係藉由與主脈衝光之時間強度相反變化之一對脈衝組合構成。即，關於副脈衝光，當主脈衝光之強度增加時強度減少，當主脈衝光之強度減少時強度增加。以副脈衝光之強度分別於主脈衝光之強度達到波峰之時點之前及之後具有波峰之方式使主脈衝光與副脈衝光同步。
第1光纖1設為長度20m、模態場直徑(MFD)6.6μm、非線性折射率n2=3.0×10-20m2/W、分散β2=0.02ps2/m。對沿第1光纖1傳播之主脈衝光之波長光譜之擴大進行分析。光纖內之脈衝光之傳播係由公知之非線性薛丁格方程式(Nonlinear Schrödinger equation)記述。若僅考慮非線性折射率n2及分散β2，則脈衝光之緩變振幅A(z，t)(slowly varying amplitude)之傳播係由以下所示之式(3)記述。
[數1]
Figure 106117308-A0202-12-0010-2
此處，[數2][數2]γ=2πn 2/λA eff=5.2×10-3/W．m。
又，Aeff為第1光纖1之模態場截面積。Z為沿光纖而設定之座標。
入射至第1光纖1之時點之主脈衝光及副脈衝光之振幅可由以下所示之式(4)表示。
[數3][數3]A(z=0,t)=A 1(z=0,t)+A 2(z=0,t)exp(-iω 0 t) (4)
此處，A1及A2分別表示主脈衝光及副脈衝光之包絡線(envelope)，ω 0表示主脈衝光與副脈衝光之頻率之差。再者，針對主脈衝光及副脈衝光，認為於入射至第1光纖1之時點均不存在相位調變(不存在頻擾)，且A1及A2均設為實數。
圖5係表示於上述模擬中入射至第1光纖1之時點之主脈衝光之波長光譜之曲線圖。主脈衝光係變換限制脈衝(Transform-Limit Pulse)，其波長光譜寬度約為35pm(0.035nm)。沿第1光纖1傳播之主脈衝光之頻率光譜係藉由將式(4)輸入至式(3)中並沿Z方向進行積分而算出。
圖6係將根據上述要點而算出之沿第1光纖1傳播之主脈衝光之頻率光譜每隔2m進行表示之曲線圖。根據圖6得知，隨著主脈衝光沿第1光纖1傳播而主脈衝光之頻率光譜擴大。頻率光譜之擴大相當於波長光譜寬度之擴大。該頻率光譜之擴大表示藉由來自副脈衝光之XPM而於主脈衝光產生相位調變，藉此主脈衝光之頻率光譜擴大。再者，第1光纖1中之藉由SPM而產生之主脈衝光之頻率光譜(波長光譜)幾乎不擴大。其原因在於入射至第1光纖1之主脈衝光之波峰強度充分小，故而藉由SPM而產生之相位調變非常小。
沿第1光纖1出射之主脈衝光及副脈衝光入射至帶通濾波器3。帶通濾波器3僅使主脈衝光透過。沿帶通濾波器出射之主脈衝光入射至第2光纖2並於內部傳播並放大。算出沿第2光纖2傳播之主脈衝光之藉由 SPM而產生之頻率光譜之變化。第2光纖2設為長度3m、模態場直徑20μm、非線性折射率n2=3.0×10-20m2/W、分散β2=0.02ps2/m。於此處之計算中，為便於說明，不提及放大過程，且光纖中之波峰強度設為固定為9.2kW。該情形時之非線性相位調變為15.7rad(藉由SPM而產生之非線性相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0012-77
之最大值於波峰強度固定之情形時，大致以γ 2PmL2賦予。此處，γ 2、L2為第2光纖2之非線性及長度，Pm為主脈衝光之波峰強度)。上述非線性相位調變之15.7rad之值與使用上述光纖從0.01W放大至15kW之情形時之非線性相位調變大致相等。
第2光纖2亦可由複數個光纖構成。即，亦可將複數段光纖(要素光纖)串聯配置而構成第2光纖2。藉此，可藉由複數段要素光纖將主脈衝光之波峰強度階段性地放大而代替藉由1個第2光纖2將主脈衝光之波峰強度從0.01W左右放大至10kW左右。例如，藉由2段要素光纖構成第2光纖2，藉由第1階段(初始段)之要素光纖將主脈衝光之波峰強度從0.01W左右放大至100W左右，藉由第2階段(最終段)之要素光纖放大至10kW左右。若為脈衝長度大於40ps左右之脈衝光，則分散之影響小至可忽略之程度。
再者，於上述說明中，係藉由2段要素光纖構成第2光纖2，但段數亦可多於2段。例如，亦可藉由第1階段及第2階段之要素光纖將主脈衝光之強度從0.1W左右依序放大至100W左右，其後，藉由第3段(最終段)之要素光纖將主脈衝光之強度放大至10kW左右。
圖7係將藉由上述式(3)而算出之沿第2光纖2傳播之主脈衝光之頻率光譜每隔0.3m進行表示之曲線圖。根據圖7得知，隨著主脈 衝光沿第2光纖2傳播，已擴大之主脈衝光之頻率光譜縮小。該情況表示藉由SPM而使主脈衝光產生相位調變，該相位調變使第1光纖1中藉由來自副脈衝光之XPM而產生之主脈衝光之相位調變減少。
圖8係表示沿第2光纖2出射之時點之主脈衝光之波長光譜之曲線圖。波長光譜寬度約為55pm。如圖5所示，得知入射至第1光纖1之時點之主脈衝光之波長光譜寬度為35pm，因此主脈衝光之放大所導致之波長光譜寬度之擴大被抑制為非常小。又，雖未圖示，但沿第2光纖2出射之時點之主脈衝光之時間波形幾乎未產生錯亂。即，即便通過第1光纖1及第2光纖2後，主脈衝光之時間波形之劣化亦非常小。
圖9係表示為進行比較而於不具有第1光纖1之構成中算出之波長光譜之曲線圖。根據圖9明確得知，於僅藉由第2光纖2將主脈衝光放大之情形時，放大後之主脈衝光之光譜寬度為670pm而顯著擴大。該情況意味著藉由SPM而於主脈衝光產生較大之相位調變，藉此主脈衝光之波長光譜大幅擴大。即，於未配置發揮抵消放大時所產生之藉由SPM而產生之相位調變之功能之第1光纖1之情形時，主脈衝光之波長光譜大幅擴大。
關於圖4所示之副脈衝光及主脈衝光，副脈衝光帶給主脈衝光之XPM之相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0013-78
之絕對值大致是以2 γ 1PsL1賦予。此處，γ 1為第1光纖1之非線性(式(3))，Ps為副脈衝光之波峰強度，L1為第1光纖1之光纖長度。根據上述模擬中使用之各參數之值，
Figure 106117308-A0202-12-0013-80
之值大致成為16rad。如已有之記載所述，得知第2光纖2中之非線性相位調變
Figure 106117308-A0202-12-0013-81
大致為16rad，因此可藉由第1光纖1中之藉由XPM而產生之
Figure 106117308-A0202-12-0013-82
抵消第2光纖2 中之藉由SPM而產生之
Figure 106117308-A0202-12-0014-83
。再者，與第2光纖2中之主脈衝光之波峰強度(約10kW)相比，第1光纖1中之副脈衝光之波峰強度(80W)顯著較小。即，可藉由較小之波峰強度之副脈衝光所產生之XPM抵消較大之波峰強度之主脈衝光之SPM。其原因在於第1光纖1之纖維長度(20m)長於第2光纖2之纖維長度(3m)，且第1光纖1之模態場直徑(6.6μm)小於第2光纖2之模態場直徑(20μm)。
本實施形態之脈衝光產生裝置中，除第1實施形態之脈衝光產生裝置之構成以外，亦具備用以將主脈衝光與副脈衝光分離之分離元件(波長選擇濾波器)3。藉由此種構成，可抑制波長光譜之擴大，並且將脈衝光放大至較大之強度，從而可將經放大之脈衝光更確實地分離。
(第3實施形態)
於第2實施形態中，設為具備波長選擇濾波器3作為用以將主脈衝光與副脈衝光分離之分離元件之構成，但亦可利用其他構成將主脈衝光與副脈衝光分離。
圖10係本發明之第3實施形態之脈衝光生成裝置300之概念圖。於脈衝光生成裝置300中，主脈衝光與副脈衝光均為直線偏光，各自之偏振方向互不相同。例如，主脈衝光與副脈衝光之偏振方向呈90°差。主脈衝光之波峰強度為10mW，副脈衝光之波峰強度為80W。第1光纖1及第2光纖2與第2實施形態所使用者相同。於圖10中，對於與脈衝光生成裝置200相同之構成使用相同之符號。
如上所述，作為用以將偏振方向相互呈90°差之主脈衝光與副脈衝光分離之分離元件，於第1光纖1與第2光纖2之間配置偏振分光器 4。偏振分光器4係以使主脈衝光透過且使副脈衝光反射之方式進行調整。
於脈衝光生成裝置300中，主脈衝光與副脈衝光經合波後入射至第1光纖1並於其內部傳播。沿第1光纖1出射之主脈衝光與副脈衝光入射至偏振分光器4。偏振分光器4使主脈衝光朝向第2光纖2透過，且副脈衝光向與主脈衝光不同之方向反射。藉此，僅主脈衝光入射至第2光纖2。入射至第2光纖2之主脈衝光沿第2光纖2傳播並放大。
關於第1光纖1中藉由XPM而產生之主脈衝光之相位調變與第2光纖2中藉由SPM而產生之主脈衝光之相位調變抵消，與關於第2實施形態所記載之說明相同，因此此處省略說明。藉由如脈衝光生成裝置300之構成，亦可於波長光譜不擴大之情況下將主脈衝光放大。
本實施形態之脈衝光產生裝置中，除第1實施形態之脈衝光產生裝置之構成以外，亦具備用以將主脈衝光與副脈衝光分離之分離元件(偏振分光器)。藉由此種構成，可抑制波長光譜之擴大，並且將脈衝光放大至較大之強度，從而可將經放大之脈衝光更確實地分離。
(第4實施形態)
圖11係本發明之第4實施形態之脈衝光生成裝置400之概念圖。脈衝光生成裝置400係藉由複數段光纖(要素光纖)替換脈衝光生成裝置200中之第2光纖2而構成者。即，第2光纖2係由2個第1要素光纖21及第2要素光纖22構成。於脈衝光生成裝置400中，主脈衝光之強度係藉由第1要素光纖21而從0.01W被放大至10W左右，藉由第2要素光纖22被放大至10kW左右。藉由此種構成，可更確實地於波長光譜不擴大之情況下將主脈衝光放大。
藉由複數段要素光纖構成第2光纖2這一技術亦可應用於第3實施形態之脈衝光產生裝置300。
(第5實施形態)
圖12係本發明之第5實施形態之脈衝光生成裝置500之概念圖。脈衝光生成裝置500具有波長互不相同之2個雷射光源，且從各個雷射光源出射主脈衝光與副脈衝光。脈衝光生成裝置500具備：第1雷射光源51，其出射波長1064nm之主脈衝光；及第2雷射光源52，其出射波長1058nm之副脈衝光。第1雷射光源51及第2雷射光源52均具備調變器，將各個波長之光調變成主脈衝光及副脈衝光後出射。主脈衝光及副脈衝光各自之波峰強度均為10mW。
脈衝光生成裝置500進一步具備：第3光纖53，其從第1雷射光源51出射之主脈衝光傳播；及第4光纖54，其沿第2雷射光源52出射之副脈衝光傳播。沿第3光纖53出射之主脈衝光與沿第4光纖54出射之副脈衝光入射至合波元件55後被合波。第4光纖54將副脈衝光之波峰強度從10mW左右放大至80W左右。第3光纖53係用以對光路長進行調整而配置，以使於合波元件55中使主脈衝光與副脈衝光同步。
所謂使主脈衝光與副脈衝光同步，係指以設為當主脈衝光之強度增加時副脈衝光之強度減少，當主脈衝光之強度減少時副脈衝光之強度增加之狀態之方式調整時序。即，主脈衝光與副脈衝光之時間強度變化成為相反之關係。再者，第4光纖54可由1個構成，亦可由複數段光纖構成。
第1光纖1、第2光纖2、及帶通濾波器3與裝備於第2實 施形態之脈衝光產生裝置200者相同。又，主脈衝光與副脈衝光經合波後入射至第1光纖1這一情況亦與脈衝光產生裝置200相同。抑制波長光譜之擴大並將主脈衝光放大之作用與脈衝光生成裝置200相同。再者，於本實施形態中，亦可利用複數段要素光纖構成第2光纖2。
本實施形態之脈衝光產生裝置分別從具有適當之波長差之2個雷射光源出射主脈衝光與副脈衝光，且具備波長選擇濾波器3作為用以將主脈衝光與副脈衝光分離之分離元件。藉由此種構成，可抑制波長光譜之擴大，並且將脈衝光放大至較大之強度，從而可將經放大之脈衝光更確實地分離。
(第6實施形態)
圖13係本發明之第6實施形態之脈衝光生成裝置600之概念圖。脈衝光生成裝置600具備：第3雷射光源61，其出射波長1064nm之直線偏光之脈衝光或連續光；及分波元件62，其將從第3雷射光源出射之脈衝光或連續光分波成第1光路L1與第2光路L2後傳播。又，脈衝光生成裝置600具備：第1調變元件63，其配置於第1光路L1並生成主脈衝光；及第2調變元件64，其配置於第2光路L2並生成副脈衝光。進一步，脈衝光生成裝置600具備合波元件65，該合波元件65使沿第1光路L1傳播之主脈衝光與沿第2光路L2傳播之副脈衝光合波後沿第3光路L3傳播。作為分波元件62，可使用1：99分支耦合器(將1%之埠連接於光路L1，將99%之埠連接於光路L2)，作為合波元件65，可使用偏振分光器。
於脈衝光生成裝置600中，第3雷射光源61出射直線偏光之脈衝光或連續光。該脈衝光或連續光藉由分波元件62分波，並分別沿第 1光路L1及第2光路L2傳播。於第1光路L1及第2光路L2分別配置有第1調變元件63及第2調變元件64。第1調變元件63對沿第1光路L1傳播之脈衝光進行調變而生成主脈衝光。第2調變元件64對沿第2光路L2傳播之脈衝光進行調變而生成副脈衝光。第1調變元件63及第2調變元件64可使用電光學調變器(EO調變器)，亦可使用電光學調變器以外之調變器(例如音響光學調變器等)。
主脈衝光與副脈衝光經合波元件65合波後沿第3光路L3傳播，並入射至第1光纖1。關於合波後之主脈衝光及副脈衝光之傳播路徑，與參照圖10進行說明之第3實施形態中之脈衝光生成裝置300相同。
本實施形態之脈衝光產生裝置具備如下構成：利用從1個雷射光源出射之脈衝光生成主脈衝光與副脈衝光，並將主脈衝光與副脈衝光設為偏振方向互不相同之狀態後，藉由作為分離元件之偏振分光器將兩者分離。藉由此種構成，可抑制波長光譜之擴大，並且將脈衝光放大至較大之強度，從而可將經放大之脈衝光更確實地分離。
(第7實施形態)
圖14係本發明之第7實施形態之脈衝光生成裝置700之概念圖。脈衝光生成裝置700之構成中，除脈衝光生成裝置600之構成以外，於第2光路L2還配置有第3光纖71。於圖14中，僅示出第1光路L1及第2光路L2之附近之構成，而省略除此以外之部分之構成之圖示。於主脈衝光與副脈衝光經合波後入射至第1光纖1之時點，副脈衝光之波峰強度較佳為充分大於主脈衝光之波峰強度。因此，脈衝光生成裝置700於第2光路L2具備用以將副脈衝光放大之第3光纖71。
於脈衝光生成裝置700中，從第3雷射光源61出射之脈衝光或連續光藉由分波元件62而被分波成第1光路L1與第2光路L2後分別沿各個光路傳播。作為分波元件62，可使用50：50分支耦合器。於第1光路L1中，藉由第1調變元件63生成主脈衝光，於第2光路L2中，藉由第2調變元件64生成副脈衝光。生成之時點之主脈衝光及副脈衝光之波峰強度均為10mW左右。於第2光路L2中，副脈衝光係藉由第3光纖71而被放大至80W左右。作為第3光纖71，可使用作為將1064nm之波長放大之光纖放大器之YDFA。主脈衝光與副脈衝光藉由合波元件65合波後沿第3光路L3傳播。作為合波元件65，可使用偏振分光器。關於合波後之主脈衝光及副脈衝光之傳播路徑，與參照圖10進行說明之第3實施形態中之脈衝光生成裝置300相同。
第7實施形態之脈衝光產生裝置係以使主脈衝光之波峰強度小於副脈衝光之波峰強度之方式構成。藉由此種構成，可抑制波長光譜之擴大，並且將脈衝光放大至較大之強度。
根據第7實施形態，可將從第3雷射光源61出射之脈衝光或連續光之強度調整為最終用以利用第2光纖2進行放大之最佳之值。
(第8實施形態)
圖15係本發明之第8實施形態之脈衝光生成裝置800之概念圖。脈衝光生成裝置800將從第2光纖2出射之放大後之主脈衝光之波長轉換成更短之波長。脈衝光生成裝置800中，除脈衝光生成裝置500之構成以外，於第2光纖2之下游側進一步具有波長轉換部81。沿第2光纖2傳播並被放大後出射之主脈衝光入射至波長轉換部81。波長轉換部81具有複數個非線性光 學結晶，將主脈衝光之波長轉換成紫外區域之波長後出射。即，脈衝光生成裝置800輸出紫外脈衝光。
圖16係表示波長轉換部81之具體構成之一例之概略圖。於圖16中，上下方向之箭頭表示偏振方向與紙面平行之直線偏光(P偏光)，雙重圓符號表示與紙面垂直之方向之偏振方向(S偏光)。又，縱長之橢圓表示用以成形主脈衝光之形狀之透鏡，ω表示主脈衝光之頻率。沿第2光纖2出射之波長1064nm之主脈衝光入射至波長轉換部81。入射至波長轉換部81時之主脈衝光為P偏光。
入射至波長轉換部81之P偏光之主脈衝光(以下，亦稱為基諧波)入射至非線性光學結晶101後傳播，並產生基諧波之二次諧波(於S偏光中頻率為2 ω)。作為非線性光學結晶101，可使用LBO結晶。於非線性光學結晶101中產生之S偏光之二次諧波與透過非線性光學結晶101之P偏光之基諧波入射至波長板103。波長板103使二次諧波之偏振方向變化90°而從S偏光變化成P偏光。P偏光之二次諧波及P偏光之基諧波入射至非線性光學結晶102後傳播。於非線性光學結晶102中，藉由產生和頻而產生S偏光之三次諧波(頻率3 ω)。作為非線性光學結晶102，可使用LBO結晶。
於非線性光學結晶102中產生之S偏光之三次諧波與透過非線性光學結晶102之P偏光之二次諧波及P偏光之基諧波入射至分色鏡104。分色鏡104僅使S偏光之三次諧波反射，使除此以外之P偏光之二次諧波及P偏光之基諧波透過。藉此，將S偏光之三次諧波分離。三次諧波之波長為紫外區域之355nm。
上文中將入射至波長轉換部81之主脈衝光作為P偏光進行了說明，但主脈衝光亦可為S偏光，可藉由圖16所示之構成獲得紫外區域之主脈衝光。
再者，第6實施形態之構成中，除脈衝光生成裝置500以外進一步具備波長轉換部91，但亦可設為除脈衝光生成裝置600、700、或800以外進一步具備波長轉換部91之構成。
根據本實施形態之脈衝光生成裝置，可抑制波長光譜之擴大並將主脈衝光放大至較大之強度，進一步，可將其波長轉換成紫外區域之波長。此種脈衝光生成裝置可較佳地用作高密度之積體電路之曝光裝置或檢查裝置等之光源。
作為具備上述脈衝光生成裝置之系統之第1應用例，對於半導體製造或液晶面板製造之光微影步驟中所使用之曝光裝置，參照表示其概要構成之圖17進行說明。曝光裝置900原則上與照相製版同樣，係將精密刻寫於作為圖案形成部之石英玻璃製之光罩913之圖案，光學性地投影並轉印至塗佈有光阻劑之半導體晶圓或玻璃基板等曝光對象物915。
曝光裝置900構成為具備上述脈衝光生成裝置PD(例如脈衝光生成裝置800)、照明光學系統902、保持光罩913之遮罩支持台903、投影光學系統904、保持曝光對象物915之曝光對象物支持台905、及使曝光對象物支持台905於水平面內移動之驅動機構906。照明光學系統902係由複數個透鏡群構成，並將從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光照射至保持於遮罩支持台903之光罩913。投影光學系統904係由複數個透鏡群構成，並將透過光罩913之光投影至曝光對象物支持台905上之曝光對象物 915。
於曝光裝置900中，從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光輸入至照明光學系統902，被調整為既定光束之紫外脈衝光照射至保持於遮罩支持台903之光罩913。刻寫於光罩913之圖案影像經由投影光學系統904成像於保持於曝光對象物支持台905之曝光對象物915之既定位置。藉此，光罩913之圖案之像以既定倍率曝光於半導體晶圓或液晶面板用玻璃基板等曝光對象物915上。
曝光裝置900具備可以相對簡明之構成輸出高輸出、高光束品質之紫外脈衝光之脈衝光生成裝置PD，因此期待有助於光微影步驟中之產能之提高及加工品質提高。
作為具備上述脈衝光生成裝置之系統之第2應用例，對於使用作為圖案形成部之可變成形遮罩之曝光裝置，參照表示其概要構成之圖18進行說明。曝光裝置920具備可變成形遮罩來代替光罩，除此以外，基本上與上述第1應用例之曝光裝置900相同。於曝光裝置920中，將藉由可變成形遮罩而生成之任意圖案之像光學性地投影並轉印至塗佈有光阻劑之玻璃基板或半導體晶圓等曝光對象物935(例如，參照本案申請人之日本專利第5211487號公報、日本專利特開2012-54500號公報、日本專利特開2011-49296號公報等)。
曝光裝置920構成為具備上述脈衝光生成裝置PD(例如脈衝光生成裝置800)、照明光學系統922、可變成形遮罩933、投影光學系統924、保持曝光對象物935之曝光對象物支持台925、及使曝光對象物支持台925於水平面內移動之驅動機構926。照明光學系統922係由複數個透鏡 群構成，並將從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光經由反光鏡923照射至可變成形遮罩933。投影光學系統924係由複數個透鏡群構成，並將藉由可變成形遮罩933而生成之任意圖案之光投影至保持於曝光對象物平支持台925之曝光對象物935。
可變成形遮罩933構成為具有複數個可動反光鏡且可生成任意圖案之反射光。作為可變成形遮罩933，例如可較佳地使用將複數個可動反光鏡排列成二維狀之DMD(Digital Micromirror Device或者Deformable Micromirror Device，數位微鏡裝置)。複數個可動反光鏡分別設置成可獨立地使反射面之方向變化，藉由省略圖示之DMD驅動裝置，將各可動反光鏡之方向切換控制為接通位置與斷開位置。又，圖案形成部亦可使用不改變各可動反光鏡之反射面之方向，而藉由對反射光僅賦予相位差來切換接通位置與斷開位置之構造的微鏡裝置。
於藉由DMD驅動裝置以可動反光鏡成為接通位置之方式進行控制之情形時，從照明光學系統922出射後由可動反光鏡反射之光入射至投影光學系統924並成像於曝光對象物935之曝光面。另一方面，於藉由DMD驅動裝置以可動反光鏡成為斷開位置之方式進行控制之情形時，從照明光學系統922出射後由可動反光鏡反射之光並未入射至投影光學系統924，而是由設置於反射光路上之阻尼器吸收。因此，將既定位置之可動反光鏡控制於接通位置，將除此以外之可動反光鏡控制於斷開位置，藉此可生成任意圖案之光並進行曝光。
於曝光裝置920中，從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光入射至照明光學系統922，被調整為既定光束之紫外脈衝光經由反光鏡 923照射至可變成形遮罩933。藉由可變成形遮罩933生成有既定圖案之紫外脈衝光入射至投影光學系統924，並照射至保持於曝光對象物支持台925之曝光對象物935之既定位置。藉此，與曝光圖案對應之曝光光以既定倍率成像於半導體晶圓或液晶面板等曝光對象物935。
如上所述，脈衝光生成裝置PD可高速地對紫外脈衝光進行接通/斷開控制。因此，可高精度地控制於使用可變成形遮罩之曝光裝置中變得尤其重要之紫外脈衝光本身，從而可實現精度較高之曝光。
作為具備上述脈衝光生成裝置PD之系統之第3應用例，參照圖19對直接刻寫型之曝光裝置進行說明。該曝光裝置940之圖案形成部藉由偏振手段使從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光偏振並於曝光對象物955上掃描，而將預先設定之任意圖案之像直接刻寫至曝光對象物。於本應用例中，作為偏振手段，例示使用多面鏡之構成。
曝光裝置940構成為具備上述脈衝光生成裝置PD(例如脈衝光生成裝置800)、整形光學系統942、多面鏡953、物鏡光學系統944、保持曝光對象物955之曝光對象物支持台945、及使曝光對象物支持台945於水平面內移動之驅動機構946。整形光學系統942係由包含準直透鏡之複數個透鏡群構成，對從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光進行整形，並使之經由反光鏡943入射至多面鏡953。多面鏡953為旋轉多面鏡。於圖19中例示俯視時呈正六邊形之多面鏡藉由反光鏡驅動機構繞與紙面正交之軸旋轉驅動之構成。物鏡光學系統944係由f θ透鏡或聚光透鏡等複數個透鏡群構成，使藉由多面鏡953掃描之紫外脈衝光成像於保持於曝光對象物支持台945之曝光對象物955上。曝光對象物支持台945使曝光對象物955向 與來自多面鏡953之紫外脈衝光之掃描方向正交之方向(於圖中為紙面正交方向)移動。
脈衝光生成裝置PD、多面鏡953及曝光對象物支持台945之動作係藉由省略圖示之控制裝置進行控制。於控制裝置中預先記憶有刻寫於曝光對象物955之圖案之資料，控制裝置根據所記憶之圖案之資料控制脈衝光生成裝置PD、多面鏡953及曝光對象物支持台945之動作。藉此，將預先設定之圖案之像曝光形成於保持於曝光對象物支持台945之曝光對象物955。
如上所述，脈衝光生成裝置PD可高速地對紫外脈衝光進行接通/斷開控制。因此，可高精度地控制對於未使用遮罩而直接利用紫外脈衝光刻寫之本應用例之曝光裝置而言變得尤其重要之紫外脈衝光本身，從而可實現精度較高之曝光。
再者，於本應用例中，例示多面鏡953作為偏振手段，但亦可使用其他構成作為偏振手段。例如，亦可使用檢流計鏡來代替多面鏡953。或者亦可以將2個檢流計鏡於正交之二軸方向上進行組合，並使從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光於曝光對象物955上沿二軸方向掃描之方式構成。
作為具備脈衝光生成裝置PD之系統之第4應用例，對於光罩及液晶面板、晶圓等(被檢測物)檢查步驟中所使用之檢查裝置，參照表示其概要構成之圖20進行說明。檢查裝置960可較佳地用於檢查刻寫於光罩等具有透光性之被檢測物973之微細之圖案。
檢查裝置960構成為具備上述脈衝光生成裝置PD、照明光 學系統962、保持被檢測物973之被檢測物支持台963、投影光學系統964、檢測來自被檢測物973之光之TDI(Time Delay Integration)感測器975、及使被檢測物支持台963於水平面內移動之驅動機構966。照明光學系統962係由複數個透鏡群構成，並將從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光調整為既定光束後照射至保持於被檢測物支持台963之被檢測物973。投影光學系統964係由複數個透鏡群構成，並將透過被檢測物973之光投影至TDI感測器975。
於檢查裝置960中，從脈衝光生成裝置PD輸出之紫外脈衝光輸入至照明光學系統962，被調整為既定光束之紫外脈衝光照射至保持於被檢測物支持台963之光罩等被檢測物973。來自被檢測物973之光(於本構成例中為透射光)具有刻寫於被檢測物973之圖案之像，且該光經由投影光學系統964投影並成像於TDI感測器975。此時，基於驅動機構966之被檢測物支持台963之水平移動速度與TDI感測器975之傳輸時脈被同步控制。
藉此，藉由TDI感測器975檢測出被檢測物973之圖案之像，並對所檢測出之圖像與預先設定之既定之參照圖像進行比較，藉此於刻寫於被檢測物之圖案存在缺陷之情形時，可將其取出。再者，於被檢測物973如晶圓等般不具有透光性之情形時，可藉由使來自被檢測物之反射光入射至投影光學系統964並導入至TDI感測器975而同樣地構成。
檢查裝置960具備以相對簡明之構成輸出高輸出、高光束品質之紫外脈衝光之脈衝光生成裝置PD，因此期待有助於提高檢查步驟中之檢查精度或縮短檢查時間。
再者，本發明並不限定於上述實施形態之內容，於本發明之技術思想之範圍內所想到之其他態樣亦包含於本發明之範圍內。又，上述實施形態之組合亦包含於本發明中。
以下之優先權基礎申請案之揭示內容係作為引用文而被併入至本文中。
日本專利申請2016年第105612號(2016年5月26日申請)
1‧‧‧第1光纖
2‧‧‧第2光纖
100‧‧‧脈衝光生成裝置

Claims (28)

  1. 一種脈衝光生成裝置，其構成為，具備：第1光纖，使第1脈衝光與第2脈衝光合波後入射並於內部傳播，上述第2脈衝光係當上述第1脈衝光之強度增加時強度減少且當上述第1脈衝光之強度減少時強度增加者；及第2光纖，接收從上述第1光纖出射之上述第1脈衝光並使其於內部傳播並放大；且於上述第1光纖中，藉由來自上述第2脈衝光之交叉相位調變而使上述第1脈衝光產生相位調變，於上述第2光纖中，上述第1脈衝光所產生之自相位調變藉由上述第1光纖中產生之相位調變而被抵消。
  2. 如申請專利範圍第1項之脈衝光生成裝置，其中，上述第2脈衝光之最大強度大於上述第1脈衝光之最大強度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之脈衝光生成裝置，其中，上述第2脈衝光於上述第1脈衝光之強度成為最大之時點之前及之後之時點分別具有極大值。
  4. 如申請專利範圍第2項之脈衝光生成裝置，其中，入射至上述第2光纖時之上述第2脈衝光之上述最大強度小於入射至上述第2光纖時之上述第1脈衝光之最大值或為零。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之脈衝光生成裝置，其進一步具有分離元件，該分離元件配置於上述第1光纖與上述第2光纖之間，並將上述第1脈衝光與上述第2脈衝光分離。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之脈衝光生成裝置，其進一步具有：第1雷射光源，出射上述第1脈衝光；及第2雷射光源，出射上述第2脈衝光。
  7. 如申請專利範圍第5項之脈衝光生成裝置，其進一步具有：第1雷射光源，出射上述第1脈衝光；及第2雷射光源，出射上述第2脈衝光；上述第1脈衝光與上述第2脈衝光之波長互不相同，上述分離元件為波長選擇濾波器。
  8. 如申請專利範圍第5項之脈衝光生成裝置，其進一步具有：第1雷射光源，出射上述第1脈衝光；及第2雷射光源，出射上述第2脈衝光；上述第1脈衝光與上述第2脈衝光之偏振方向互不相同，上述分離元件為偏振分光器。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之脈衝光生成裝置，其進一步具有：第3雷射光源，出射第3脈衝光；分波元件，使上述第3脈衝光分波至第1光路與第2光路後傳播；第1調變元件，配置於上述第1光路且生成上述第1脈衝光；第2調變元件，配置於上述第2光路且生成上述第2脈衝光；及合波元件，使沿上述第1光路傳播之上述第1脈衝光與沿上述第2光路傳播之上述第2脈衝光合波後沿第3光路傳播；上述第1光纖及上述第2光纖配置於上述第3光路，於上述第1光纖與上述第2光纖之間配置有偏振分光器。
  10. 如申請專利範圍第9項之脈衝光生成裝置，其中，於上述第2光路配置有將第2脈衝光放大之第3光纖。
  11. 如申請專利範圍第9項之脈衝光生成裝置，其中，於上述第1光路配置有局部反射元件。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之脈衝光生成裝置，其進一步具有波長轉換部，從上述第2光纖出射之上述第1脈衝光入射並傳播，並對上述第1脈衝光之波長進行轉換。
  13. 如申請專利範圍第12項之脈衝光生成裝置，其中上述波長轉換部包含複數個非線性光學結晶，且將上述第1脈衝光之波長轉換成紫外區域之波長。
  14. 一種脈衝光生成方法，其使第1脈衝光與第2脈衝光合波後入射至第1光纖並於內部傳播，其中，上述第2脈衝光係當上述第1脈衝光之強度增加時強度減少且當上述第1脈衝光之強度減少時強度增加者；使從上述第1光纖出射之上述第1脈衝光入射至第2光纖並於內部傳播並放大，藉由上述第1光纖中因來自上述第2脈衝光之交叉相位調變而於上述第1脈衝光產生之相位調變，來抵消上述第2光纖中藉由自相位調變而產生之上述第1脈衝光之相位調變。
  15. 如申請專利範圍第14項之脈衝光生成方法，其中，上述第2脈衝光之最大強度大於上述第1脈衝光之最大強度。
  16. 如申請專利範圍第14或15項之脈衝光生成方法，其中，上述第2脈衝光於上述第1脈衝光之強度成為最大之時點之前及之後之時點分別具 有極大值。
  17. 如申請專利範圍第15項之脈衝光生成方法，其中，入射至上述第2光纖時之上述第2脈衝光之最大強度小於入射至上述第2光纖時之上述第1脈衝光之最大值或為零。
  18. 如申請專利範圍第14或15項之脈衝光生成方法，其中，藉由配置於上述第1光纖與上述第2光纖之間之分離元件將上述第1脈衝光與上述第2脈衝光分離。
  19. 如申請專利範圍第14或15項之脈衝光生成方法，其中，從第1雷射光源生成上述第1脈衝光，從第2雷射光源生成上述第2脈衝光。
  20. 如申請專利範圍第19項之脈衝光生成方法，其中，藉由配置於上述第1光纖與上述第2光纖之間之分離元件將上述第1脈衝光與上述第2脈衝光分離，上述第1脈衝光與上述第2脈衝光之波長互不相同，且上述分離元件為波長選擇濾波器。
  21. 如申請專利範圍第19項之脈衝光生成方法，其中，藉由配置於上述第1光纖與上述第2光纖之間之分離元件將上述第1脈衝光與上述第2脈衝光分離，上述第1脈衝光與上述第2脈衝光之偏振方向互不相同，上述分離元件為偏振分光器。
  22. 如申請專利範圍第14或15項之脈衝光生成方法，其中，從第3雷射光源出射第3脈衝光， 將上述第3脈衝光分波至第1光路與第2光路後傳播，於上述第1光路生成上述第1脈衝光，於上述第2光路生成上述第2脈衝光，將上述第1脈衝光與上述第2脈衝光合波，於上述第1光纖與上述第2光纖之間，藉由偏振分光器將上述第1脈衝光與上述第2脈衝光分離。
  23. 如申請專利範圍第22項之脈衝光生成方法，其中，藉由第3光纖將上述第2脈衝光放大。
  24. 如申請專利範圍第22項之脈衝光生成方法，其中，使上述第1脈衝光從上述第1光路局部反射而縮小上述第1脈衝光之波峰強度。
  25. 如申請專利範圍第14或15項之脈衝光生成方法，其中，使從上述第2光纖出射之上述第1脈衝光入射至波長轉換部並於內部傳播，並對上述第1脈衝光之波長進行轉換。
  26. 如申請專利範圍第25項之脈衝光生成方法，其中，藉由上述波長轉換部所包含之複數個非線性光學結晶將上述第1脈衝光之波長轉換成紫外區域之波長。
  27. 一種曝光裝置，其具備：如申請專利範圍第1至13項中任一項之脈衝光生成裝置；曝光對象物支承部，保持曝光對象物；圖案形成部，其將從上述脈衝光生成裝置輸出之脈衝光形成為既定之圖案光；及投影光學系統，其將上述圖案光投影至保持於曝光對象物支承部之 曝光對象物。
  28. 一種檢查裝置，其具備：如申請專利範圍第1至13項中任一項之脈衝光生成裝置；被檢測物支承部，保持被檢測物；照明光學系統，將從上述脈衝光生成裝置輸出之脈衝光照射至保持於上述被檢測物支承部之被檢測物；及投影光學系統，將來自上述被檢測物之光投影至檢測器。
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