JP2003161974A - Light source device and light irradiation device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device which generates continuous light having a wavelength of 210 nm or less with a simple structure. <P>SOLUTION: Wavelength converters 181A, 182 and 183 each having a nonlinear optical element making the continuous light of a infrared range or a visible range as a fundamental wave are interposed successively. Wavelength conversion is stepwise carried out by second harmonic generation or sum frequency generation which is a nonlinear optical effect caused when light passes through the nonlinear optical element in each wavelength converter 181A, 182 and 183, and the continuous light having the wavelength of 210 nm or less is finally generated. As a result, the continuous light having the wavelength of 210 nm or less can be generated with a simple structure. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、光源装置及び光照
射装置に係り、より詳しくは、波長変換により紫外光を
発生する光源装置、及び、該光源装置を備える光照射装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device and a light irradiation device, and more particularly, to a light source device that generates ultraviolet light by wavelength conversion, and a light irradiation device including the light source device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、物体の微細構造の検査、物体
の微細加工、また、視力矯正の治療等に光照射装置が使
用されている。例えば、半導体素子等を製造するための
リソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、
「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投
影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガ
ラスプレート等の基板（以下、適宜「基板」又は「ウエ
ハ」という）上に転写するために、光照射装置の一種で
ある露光装置が用いられている。こうした露光装置とし
ては、いわゆるステッパ等の静止露光型の投影露光装置
や、いわゆるスキャニング・ステッパ等の走査露光型の
投影露光装置が主として用いられている。また、視力矯
正のために、角膜表面のアブレーション（ＰＲＫ：Phot
orefractiveKeratectomy）あるいは角膜内部のアブレー
ション（ＬＡＳＩＫ：Laser Intrastromal Keratomileu
sis）を行って近視や乱視等の治療をするために、光照
射装置の一種であるレーザ治療装置が用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, a light irradiation device has been used for inspecting a fine structure of an object, fine processing of the object, and treatment for correction of visual acuity. For example, in a lithography process for manufacturing a semiconductor device or the like, a mask or a reticle (hereinafter,
A pattern formed on a “reticle” is transferred onto a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter, appropriately referred to as “substrate” or “wafer”) coated with a resist or the like via a projection optical system. Therefore, an exposure device, which is a kind of light irradiation device, is used. As such an exposure apparatus, a static exposure type projection exposure apparatus such as a so-called stepper and a scanning exposure type projection exposure apparatus such as a so-called scanning stepper are mainly used. In addition, a corneal surface ablation (PRK: Phot) is used to correct vision.
orefractive Keratectomy) or ablation inside the cornea (LASIK: Laser Intrastromal Keratomileu)
To treat myopia and astigmatism by performing sis), a laser treatment device, which is a type of light irradiation device, is used.

【０００３】かかる光照射装置のために、短波長の光を
発生する光源について多くの開発がなされてきた。こう
した、短波長光源の開発の方向は、主に次の２種に大別
される。その一つはレーザの発振波長自身が短波長であ
るエキシマレーザ光源の開発であり、もう一つは赤外又
は可視光レーザの高調波生成を利用した短波長光源の開
発である。For such a light irradiation device, many developments have been made on a light source that emits light of a short wavelength. The direction of development of such a short wavelength light source is mainly classified into the following two types. One of them is the development of an excimer laser light source in which the oscillation wavelength of the laser itself is a short wavelength, and the other is the development of a short wavelength light source using the harmonic generation of an infrared or visible light laser.

【０００４】このうち、前者の方向に沿っては、ＫｒＦ
エキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）を使用する光源装置
が開発され、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１９３ｎｍ）等を使用する光源装
置の開発が進められている。しかし、これらのエキシマ
レーザは大型であること、有毒なフッ素ガスを使用する
ためレーザのメインテナンスが煩雑でかつ費用が高額と
なるなどの、光源装置として不利な点が存在する。Of these, along the former direction, KrF
A light source device using an excimer laser (wavelength 248 nm) was developed, and now ArF is used as a light source with a shorter wavelength.
Development of a light source device using an excimer laser (wavelength 193 nm) or the like is in progress. However, these excimer lasers have disadvantages as a light source device, such as large size and complicated maintenance of the laser due to the use of poisonous fluorine gas and high cost.

【０００５】そこで、後者の方向に沿った短波長化の方
法である、非線形光学結晶の非線形光学効果を利用し、
長波長の光（赤外光、可視光）をより短波長の紫外光に
変換する方法が注目を集めている。かかる方法を使用し
た光源装置としては、例えば、国際公開公報ＷＯ９９／
４６８３５に開示されたもの（以下、単に「従来例」と
いう）がある。Therefore, the nonlinear optical effect of a nonlinear optical crystal, which is a method of shortening the wavelength along the latter direction, is utilized.
A method of converting long-wavelength light (infrared light, visible light) into shorter-wavelength ultraviolet light has attracted attention. As a light source device using such a method, for example, International Publication WO99 /
There is one disclosed in 46835 (hereinafter, simply referred to as "conventional example").

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例の光源
装置は、エキシマレーザ光源装置の代替を目標に研究・
開発されたものであり、エキシマレーザがパルス発光レ
ーザであることから、パルス光源装置を指向して研究・
開発がされてきた。しかし、露光装置における露光光は
パルス光としなければならない訳ではなく、連続光も使
用することができる。The above-mentioned conventional light source device has been studied with the aim of replacing the excimer laser light source device.
Since it was developed and the excimer laser is a pulsed laser, research and development aimed at pulse light source devices
Has been developed. However, the exposure light in the exposure apparatus does not have to be pulsed light, and continuous light can also be used.

【０００７】また、露光装置等の光照射装置には、紫外
光用のレンズやミラー等の光学素子が多数使用される
が、これらの光学素子の面形状が正確に形成されている
かを高精度に測定する必要がある。こうした高精度形状
測定にあたっては、フイゾー干渉計が一般的に使用され
ているが、この際に使用するレーザ光はコヒーレンス長
が長い必要がある。こうしたコヒーレンス長が長いレー
ザ光としては、そのレーザ光が連続光であることが望ま
しい。Further, a large number of optical elements such as lenses and mirrors for ultraviolet light are used in a light irradiation apparatus such as an exposure apparatus. It is highly accurate to determine whether the surface shapes of these optical elements are accurately formed. Need to measure. A Fizeau interferometer is generally used for such high-precision shape measurement, but the laser beam used at this time needs to have a long coherence length. As the laser light having such a long coherence length, it is desirable that the laser light is continuous light.

【０００８】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、２１０ｎ
ｍ以下の波長の連続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 its first object is to provide a simple structure of 210n.
An object of the present invention is to provide a light source device capable of generating continuous light having a wavelength of m or less.

【０００９】また、本発明の第２の目的は、２１０ｎｍ
以下の波長の連続光を対象物に照射することができる光
照射装置を提供することにある。A second object of the present invention is 210 nm.
An object of the present invention is to provide a light irradiation device capable of irradiating an object with continuous light of the following wavelengths.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、２
１０ｎｍ以下の波長の紫外光を連続光として発生する光
源装置（１６）であって、赤外域又は可視域の連続光を
発生する光発生部（１６９Ａ、１６９Ｂ、１６９Ｃ）
と；前記光発生部が発生した連続光を段階的に波長変換
して、前記２１０ｎｍ以下の波長の連続光を生成する波
長変換部（１６３Ａ、１６３Ｂ、１６３Ｃ、１６３Ｄ、
１６３Ｅ）と；を備える光源装置である。The light source device of the present invention comprises two
A light source device (16) for generating, as continuous light, ultraviolet light having a wavelength of 10 nm or less, and a light generating section (169A, 169B, 169C) for generating continuous light in the infrared region or the visible region.
And a wavelength conversion unit (163A, 163B, 163C, 163D, which converts the continuous light generated by the light generation unit in a stepwise manner to generate continuous light having a wavelength of 210 nm or less.
163E) and ;.

【００１１】これによれば、光発生部が発生した赤外域
又は可視域の連続光が、波長変換部において、２１０ｎ
ｍ以下の波長の連続光に段階的に波長変換される。こう
した段階的な波長変換としては、例えば、非線形光学効
果を利用した第２高調波発生や和周波発生等を採用する
ことができる。したがって、簡単な構成で、２１０ｎｍ
以下の波長の連続光を発生する光源装置を実現すること
ができる。According to this, continuous light in the infrared region or the visible region generated by the light generation unit is 210 n in the wavelength conversion unit.
The wavelength is converted stepwise into continuous light having a wavelength of m or less. For such stepwise wavelength conversion, for example, second harmonic generation or sum frequency generation utilizing a nonlinear optical effect can be adopted. Therefore, with a simple configuration, 210 nm
It is possible to realize a light source device that generates continuous light of the following wavelengths.

【００１２】本発明の光源装置では、前記波長変換部
が、３段階の波長変換によって、前記２１０ｎｍ以下の
波長の紫外光を生成する構成とすることができる。In the light source device of the present invention, the wavelength conversion section may be configured to generate ultraviolet light having a wavelength of 210 nm or less by performing wavelength conversion in three stages.

【００１３】ここで、前記光発生部（１６９Ａ、１６９
Ｂ）が１０５０ｎｍ以下の波長の光を発生し、前記波長
変換部（１６３Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄ）
が、前記１０５０ｎｍ以下の波長の光を基本波として、
前記基本波の５倍波を生成する構成とすることができ
る。Here, the light generators (169A, 169).
B) generates light having a wavelength of 1050 nm or less, and the wavelength conversion units (163A, 160B, 160C, 160D)
However, using the light having a wavelength of 1050 nm or less as a fundamental wave,
The fifth harmonic of the fundamental wave may be generated.

【００１４】この場合には、前記光発生部が、前記１０
５０ｎｍ以下の波長の光を発生するレーザ光源（１６７
Ａ）と；前記レーザ光源から射出された光を増幅する光
増幅器（１６１Ａ、１６１Ａ₁，１６１Ａ₂）と；を備え
る構成とすることができる。In this case, the light generating section is
A laser light source (167) that emits light having a wavelength of 50 nm or less.
A); and an optical amplifier (161A, 161A ₁ , 161A ₂ ) that amplifies the light emitted from the laser light source.

【００１５】また、前記波長変換部が、前記基本波を入
射し、第２高調波発生により、前記基本波の２倍波を生
成する第１非線形光学素子を有する第１変換部（１８１
Ａ、１８１Ｂ、１８１Ｃ、１８１Ｄ）と；前記２倍波を
入射し、第２高調波発生により、前記基本波の４倍波を
生成する第２非線形光学素子を有する第２変換部（１８
２）と；前記基本波及び前記４倍波を入射し、和周波発
生により、前記基本波の５倍波を生成する第３非線形光
学素子を有する第３変換部（１８３）と；を含む構成と
することができる。Further, the wavelength conversion unit has a first conversion unit (181) having a first nonlinear optical element which receives the fundamental wave and generates a second harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic.
A, 181B, 181C, 181D); and a second conversion unit (18) having a second non-linear optical element that receives the second harmonic and generates a fourth harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic.
2) and; a third conversion unit (183) having a third non-linear optical element that receives the fundamental wave and the fourth harmonic wave and generates a fifth harmonic wave of the fundamental wave by generating a sum frequency; Can be

【００１６】ここで、前記第１変換部、前記第２変換
部、及び前記第３変換部の少なくとも１つを、入射光の
少なくとも一部が内部を巡る光路上に前記非線形光学素
子が配置される共振器（２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０
Ｃ）を含む構成とすることができる。Here, the non-linear optical element is disposed on an optical path through which at least a part of incident light passes through at least one of the first conversion section, the second conversion section, and the third conversion section. Resonator (210A, 210B, 210
It can be configured to include C).

【００１７】また、前記波長変換部が、３段階の波長変
換によって、前記２１０ｎｍ以下の波長の紫外光を生成
する本発明の光源装置では、前記光発生部（１６９Ｂ）
が、第１の波長の光及び第２の波長の光を発生し、前記
波長変換部（１６３Ｅ）が、前記第１の波長の光を基本
波として、前記基本波の４倍波と前記第２の波長の光と
の和周波発生により、前記２１０ｎｍ以下の波長の光を
生成する構成とすることができる。Further, in the light source device of the present invention in which the wavelength conversion section generates ultraviolet light having a wavelength of 210 nm or less by wavelength conversion in three steps, the light generation section (169B).
Generates light of a first wavelength and light of a second wavelength, and the wavelength conversion unit (163E) uses the light of the first wavelength as a fundamental wave and the fourth harmonic of the fundamental wave and the second wave. A light having a wavelength of 210 nm or less can be generated by generating a sum frequency with light having two wavelengths.

【００１８】ここで、前記第２の波長の光を１．５５μ
ｍ帯の波長の光とすることができる。Here, the light of the second wavelength is 1.55 μm.
It can be light with a wavelength of m band.

【００１９】また、前記光発生部が、前記第１の波長の
光を発生する第１レーザ光源（１６７Ｂ）と；前記第１
レーザ光源から射出された光を増幅する第１光増幅器
（１６１Ｂ）と；前記第２の波長の光を発生する第２レ
ーザ光源（１６７Ｃ）と；前記第２レーザ光源から射出
された光を増幅する第２光増幅器（１６１Ｃ）と；を備
える構成とすることができる。The light generation section includes a first laser light source (167B) for generating light of the first wavelength; and the first laser light source (167B).
A first optical amplifier (161B) for amplifying light emitted from a laser light source; a second laser light source (167C) for generating light of the second wavelength; and an amplification of light emitted from the second laser light source And a second optical amplifier (161C) for

【００２０】また、前記波長変換部が、前記基本波を入
射し、第２高調波発生により、前記基本波の２倍波を発
生する第１非線形光学素子を有する第１変換部（１８１
Ｅ）と；前記２倍波を入射し、第２高調波発生により、
前記基本波の４倍波を発生する第２非線形光学素子を有
する第２変換部（１８２Ｅ）と；前記４倍波及び前記第
２の波長の光を入射し、和周波発生により、前記２１０
ｎｍ以下の波長の光を発生する第３非線形光学素子を有
する第３変換部（１８３Ｅ）と；を含む構成とすること
ができる。Further, the wavelength conversion unit has a first conversion unit (181) having a first non-linear optical element which receives the fundamental wave and generates a second harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic.
E) and; by injecting the second harmonic wave and generating the second harmonic,
A second conversion unit (182E) having a second nonlinear optical element that generates a fourth harmonic of the fundamental wave; the fourth harmonic and light of the second wavelength are incident, and the 210
and a third conversion unit (183E) having a third nonlinear optical element that emits light having a wavelength of nm or less.

【００２１】この場合には、前記第１変換部、前記第２
変換部、及び前記第３変換部の少なくとも１つを、入射
光の少なくとも一部が内部を巡る光路上に前記非線形光
学素子が配置される共振器（２１０Ｅ、２１０Ｆ、２１
０Ｇ）を含む構成とすることができる。In this case, the first conversion unit and the second conversion unit
A resonator (210E, 210F, 21) in which at least one of the conversion unit and the third conversion unit is arranged with the non-linear optical element on an optical path through which at least a part of incident light circulates.
0G) may be included.

【００２２】また、本発明の光源装置では、前記光発生
部が発生する光及び前記波長変換部における各波長変換
段で生成される光の少なくとも１つの波長をモニタする
波長モニタ機構（１６４）と；前記波長モニタ機構によ
るモニタ結果に基づいて前記光発生部を制御して、前記
モニタ対象光の波長を前記設定波長に一致させる波長較
正制御装置（１６ｂ）と；を更に備える構成とすること
ができる。Further, in the light source device of the present invention, a wavelength monitor mechanism (164) for monitoring at least one wavelength of the light generated by the light generator and the light generated by each wavelength conversion stage in the wavelength converter. A wavelength calibration control device (16b) for controlling the light generator based on the monitoring result of the wavelength monitoring mechanism to match the wavelength of the light to be monitored with the set wavelength. it can.

【００２３】ここで、前記波長モニタ機構が、ファブリ
ペロー・エタロン及び吸収セルの少なくとも一方を含む
構成とすることができる。Here, the wavelength monitor mechanism may include at least one of a Fabry-Perot etalon and an absorption cell.

【００２４】本発明の光照射装置は、対象物に光を照射
する光照射装置であって、本発明の光源装置（１６）
と；前記光源装置から射出された光を前記対象物に向け
て射出する照射光学系（１２）と；を備える光照射装置
である。The light irradiating device of the present invention is a light irradiating device for irradiating an object with light, and is a light source device (16) of the present invention.
And an irradiation optical system (12) for emitting the light emitted from the light source device toward the object.

【００２５】これによれば、本発明の光源装置から射出
された光を、照射光学系を介して対象物に照射するの
で、波長変換によって生成された２１０ｎｍ以下の波長
の連続光を対象物に照射することができる。According to this, since the light emitted from the light source device of the present invention is applied to the object through the irradiation optical system, continuous light having a wavelength of 210 nm or less generated by wavelength conversion is applied to the object. Can be irradiated.

【００２６】[0026]

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の一実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION << First Embodiment >> An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００２７】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光照射装置である露光装置
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 structure of an exposure apparatus 10 which is a light irradiation apparatus according to an embodiment, which is configured to include a light source device according to the present invention. This exposure apparatus 10 is
This is a step-and-scan type scanning exposure apparatus.

【００２８】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、「照明光」又は「露光光」という）ＩＬ
により照明されるレチクルＲを保持するレチクルステー
ジＲＳＴ、レチクルＲを介した露光光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Ｚチルトステージ５８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 exposure illumination light (hereinafter referred to as "illumination light" or "exposure light") IL from the illumination system.
XY having a reticle stage RST holding a reticle R illuminated by a projection optical system PL for projecting the exposure light IL via the reticle R onto a wafer W as a substrate, and a Z tilt stage 58 holding the wafer W. The stage 14 and a control system for these are provided.

【００２９】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ＲＳ
Ｔ、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。なお、本実施形態では、光源装置１６を全てチャン
バ１１内に配置するものとしたが、光源装置１６の一
部、例えば後述する波長変換部１６３Ａのみをチャンバ
１１内、特に照明光学系１２と同一の架台に設け、この
波長変換部１６３Ａと光源装置１６の本体部とを光ファ
イバ等で接続してもよい。The light source device 16 has, for example, a wavelength of 193.
This is a harmonic generation device that outputs ultraviolet pulsed light of nm (wavelength approximately the same as that of ArF excimer laser light). The light source device 16 includes the illumination optical system 12, the reticle stage RS.
T, projection optical system PL, Z tilt stage 58, XY stage 14 and an exposure apparatus body including a main body column (not shown) on which the respective units are mounted, together with an environment which is highly accurately adjusted in temperature, pressure, humidity and the like. It is housed in a mental chamber (hereinafter referred to as “chamber”) 11. In the present embodiment, the light source device 16 is all arranged in the chamber 11, but only a part of the light source device 16, for example, a wavelength conversion unit 163A described later, is the same as in the chamber 11, particularly the illumination optical system 12. It may be provided on the pedestal and the wavelength converter 163A and the main body of the light source device 16 may be connected by an optical fiber or the like.

【００３０】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、波長較正制御装置としてのレ
ーザ制御装置１６ｂ、及び光量制御装置１６ｃ等を含ん
で構成されている。FIG. 2 is a block diagram showing the internal structure of the light source device 16 together with a main control device 50 for controlling the entire device. As shown in FIG. 2, the light source device 16 includes a light source unit 16a, a laser control device 16b as a wavelength calibration control device, a light amount control device 16c, and the like.

【００３１】前記光源部１６ａは、光発生部１６９Ａ、
波長変換器１６３Ａ、及び波長モニタ機構としてのビー
ムモニタ機構１６４を備えている。The light source section 16a includes a light generating section 169A,
The wavelength converter 163A and the beam monitor mechanism 164 as a wavelength monitor mechanism are provided.

【００３２】前記光発生部１６９Ａは、連続レーザ光発
生器１６０Ａ及び光増幅部１６１Ａを含んで構成されて
いる。The light generator 169A includes a continuous laser light generator 160A and a light amplifier 161A.

【００３３】前記連続レーザ光発生器１６０Ａは、レー
ザ光源１６７Ａ及び光アイソレータ１６８Ａ等を有す
る。The continuous laser light generator 160A has a laser light source 167A and an optical isolator 168A.

【００３４】前記レーザ光源１６７Ａとしては、単一波
長発振レーザ、例えば、発振波長９６７ｎｍ、連続光出
力（以下、「ＣＷ出力」ともいう）の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１６
７Ａを適宜「ＤＦＢ半導体レーザ１６７Ａ」とも呼ぶも
のとする。As the laser light source 167A, a single wavelength oscillation laser, for example, a DFB semiconductor laser having an oscillation wavelength of 967 nm and continuous light output (hereinafter, also referred to as "CW output") is used. In the following, the laser light source 16
7A will also be referred to as “DFB semiconductor laser 167A” as appropriate.

【００３５】前記光アイソレータ１６８Ａは、光カップ
ラＢＳから光増幅部１６１Ａ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。この光アイソ
レータ１６８Ａにより、反射光（戻り光）に起因するレ
ーザ光源１６７Ａ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 168A allows only light in the direction from the optical coupler BS to the optical amplifier 161A to pass therethrough and blocks light in the opposite direction. The optical isolator 168A prevents a change in the oscillation mode of the laser light source 167A and the occurrence of noise due to the reflected light (return light).

【００３６】前記光増幅部１６１Ａは、光アイソレータ
１６８Ａからの連続光Ｌ１を増幅するもので、図３に示
されるように、増幅用光ファイバ１７５Ａ、ポンプ光を
発生する励起用半導体レーザ１７８Ａ₁，１７８Ａ₂、上
述の光アイソレータ１６８Ａの出力光とポンプ光とを合
成し、こうして得られた合成光を増幅用光ファイバ１７
５Ａに供給する波長分割多重化装置（Wavelength Divis
ion Multiplexer:ＷＤＭ）１７９Ａ₁、及び、増幅用光
ファイバ１７５Ａの増幅光の射出端からポンプ光を増幅
用光ファイバ１７５Ａに供給するＷＤＭ１７９Ａ₂を備
えている。ここで、励起用半導体レーザ１７８Ａ₁及び
ＷＤＭ１７９Ａ₁は前方励起に使用され、一方、励起用
半導体レーザ１７８Ａ₂及びＷＤＭ１７９Ａ₂は後方励起
に使用されている。これにより、入力光強度に対する光
増幅率の線形性の維持と、光増幅率の向上とを図ってい
る。The optical amplifier 161A amplifies the continuous light L1 from the optical isolator 168A, and as shown in FIG. 3, an amplification optical fiber 175A, a pumping semiconductor laser 178A ₁ for generating pump light, 178A ₂ , the output light of the optical isolator 168A and the pump light are combined, and the combined light thus obtained is amplified by the optical fiber 17 for amplification.
Wavelength Division Multiplexer (Wavelength Divis)
ion multiplexer (WDM) 179A ₁ and WDM 179A ₂ that supplies pump light to the amplification optical fiber 175A from the amplified light emission end of the amplification optical fiber 175A. Here, the pumping semiconductor lasers 178A ₁ and WDM 179A ₁ are used for forward pumping, while the pumping semiconductor lasers 178A ₂ and WDM 179A ₂ are used for backward pumping. Thereby, the linearity of the optical amplification factor with respect to the input light intensity is maintained and the optical amplification factor is improved.

【００３７】前記増幅用光ファイバ１７５Ａは、シリカ
ガラス又はフォスフェイトガラスを主材とし、コアとク
ラッドを有し、コアにイッテルビウム（Ｙｂ）イオンが
高密度にドープされた光ファイバが用いられる。The amplifying optical fiber 175A is an optical fiber mainly composed of silica glass or phosphate glass, having a core and a clad, and having a core doped with ytterbium (Yb) ions at a high density.

【００３８】以上のように構成された光増幅部１６１Ａ
において、増幅用光ファイバ１７５Ａに、励起用半導体
レーザ１７８Ａ₁，１７８Ａ₂が発生したポンプ光がＷＤ
Ｍ１７９Ａ₁，１７９Ａ₂を介して供給された状態で、Ｗ
ＤＭ１７９Ａ₁を介して連続光が入射し増幅用光ファイ
バ１７５Ａのコア中を進行すると、誘導放射が発生し、
連続光光が増幅される。かかる光増幅にあたって、増幅
用光ファイバ１７５Ａは高い増幅率を有するので、波長
の単一性が高い高輝度の連続光が出力される。このた
め、効率良く狭帯域の光を得ることができる。The optical amplifying section 161A configured as described above
In the amplification optical fiber 175A, the pump light generated by the pumping semiconductor lasers 178A ₁ and 178A ₂ is WD
W supplied via M179A ₁ and 179A ₂
When continuous light enters through the DM 179A ₁ and travels through the core of the amplification optical fiber 175A, stimulated emission occurs,
Continuous light is amplified. In such optical amplification, the amplification optical fiber 175A has a high amplification factor, so that continuous light of high brightness with high wavelength unity is output. Therefore, narrow band light can be efficiently obtained.

【００３９】前記励起用半導体レーザ１７８Ａ₁，１７
８Ａ₂は、レーザ光源１６７Ａにおける発振波長よりも
短い波長の光をポンプ光として発生する。このポンプ光
がＷＤＭ１７９Ａ₁，１７９Ａ₂を介して増幅用光ファイ
バ１７５Ａに供給され、それによりＹｂの殻外電子が励
起され、いわゆるエネルギ準位の反転分布が発生する。
なお、励起用半導体レーザ１７８Ａ₁，１７８Ａ₂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 pumping semiconductor lasers 178A ₁ , 17
8A ₂ generates light having a wavelength shorter than the oscillation wavelength of the laser light source 167A as pump light. This pump light is supplied to the amplification optical fiber 175A via the WDMs 179A ₁ and 179A ₂ , whereby Yb extra-shell electrons are excited and a so-called energy level inversion distribution is generated.
The pumping semiconductor lasers 178A ₁ and 178A ₂ are controlled by the light quantity control device 16c.

【００４０】また、本実施形態では、光増幅部１６１Ａ
によって増幅された光の輝度を制御するため、光分岐器
１７２Ａによって分岐された増幅用光ファイバ１７５Ａ
から射出された増幅光の一部が光電変換素子１７１Ａに
よって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１７１Ａ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。なお、光分岐器１７２Ａと
しては、例えば透過率が９７％程度のものが用いられて
おり、増幅用光ファイバ１７５Ａから射出された増幅光
は、光分岐器１７２Ａによって２つに分岐され、その９
７％程度の光Ｌ２が次段の波長変換部１６３Ａに向かっ
て進み、残り３％程度が光電変換素子１７１Ａに入射す
るようになっている。Further, in this embodiment, the optical amplifier 161A is used.
The optical fiber 175A for amplification branched by the optical splitter 172A for controlling the brightness of the light amplified by
A part of the amplified light emitted from is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 171A. The output signals of these photoelectric conversion elements 171A are supplied to the light amount control device 16c. As the optical branching device 172A, for example, one having a transmittance of about 97% is used, and the amplified light emitted from the amplification optical fiber 175A is branched into two by the optical branching device 172A.
About 7% of the light L2 travels toward the wavelength conversion unit 163A at the next stage, and the remaining about 3% enters the photoelectric conversion element 171A.

【００４１】光量制御装置１６ｃでは、光増幅部１６１
Ａからの光出力が一定になるように（即ちバランスする
ように）、各励起用半導体レーザ１７８Ａ₁，１７８Ａ₂
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 quantity control device 16c, the optical amplifier 161 is used.
The pumping semiconductor lasers 178A ₁ and 178A ₂ are arranged so that the light output from A becomes constant (that is, balanced).
The drive current of is controlled by feedback.

【００４２】前記波長変換部１６３Ａは、複数の非線形
光学素子を含み、光増幅部１６１Ａからの連続光Ｌ２
（波長９６７ｎｍの光）をその５倍波に波長変換して、
ＡｒＦエキシマレーザとほぼ同じ出力波長（１９３ｎ
ｍ）のパルス紫外光を発生する。The wavelength conversion section 163A includes a plurality of nonlinear optical elements, and the continuous light L2 from the optical amplification section 161A.
(Light of wavelength 967nm) is converted into its 5th harmonic,
Output wavelength almost same as ArF excimer laser (193n
m) Generates pulsed ultraviolet light.

【００４３】図４には、この波長変換部１６３Ａの構成
例が示されている。図４に示されるように、波長変換部
１６３Ａは、第１変換部としての１段目の波長変換器１
８１Ａ、第２変換部としての２段目の波長変換器１８
２、第３変換部としての３段目の波長変換器１８３、及
びこれらの波長変換器１８１Ａ，１８２，１８３それぞ
れへの入射光の光路やビーム形状を制御する各種の光学
素子等から構成されている。FIG. 4 shows an example of the structure of the wavelength conversion section 163A. As shown in FIG. 4, the wavelength conversion unit 163A includes the first-stage wavelength converter 1 as the first conversion unit.
81A, the second stage wavelength converter 18 as the second converter
2, a third stage wavelength converter 183 as a third converter, and various optical elements for controlling the optical path and beam shape of the incident light to each of these wavelength converters 181A, 182, 183. There is.

【００４４】図４の波長変換部１６３Ａでは、波長変換
器１８１Ａによる基本波（波長９６７ｎｍ）→２倍波
（波長４８４ｎｍ）の波長変換、波長変換器１８２によ
る２倍波（波長４８４ｎｍ）→４倍波（波長２４２ｎ
ｍ）の波長変換、及び波長変換器１８３による［基本波
（波長９６７ｎｍ）＋４倍波（波長２４２ｎｍ）］→５
倍波（波長１９３ｎｍ）の波長変換の順で波長変換が行
われる。In the wavelength converter 163A of FIG. 4, the wavelength converter 181A converts the fundamental wave (wavelength 967 nm) to the second harmonic (wavelength 484 nm), and the wavelength converter 182 doubles the wavelength (wavelength 484 nm) to four times. Wave (wavelength 242n
m) wavelength conversion, and [fundamental wave (wavelength 967 nm) + fourth harmonic (wavelength 242 nm)] → 5 by the wavelength converter 183
Wavelength conversion is performed in the order of wavelength conversion of harmonics (wavelength 193 nm).

【００４５】これを更に詳述すると、光増幅部１６１Ａ
から射出された波長９６７ｎｍ（周波数ω）の光Ｌ２
（基本波Ｌ（ω））は、集光レンズ１８６を介して、１
段目の波長変換器１８１Ａに入射する。基本波Ｌ（ω）
がこの波長変換器１８１Ａを通る際に、第２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４８４ｎｍ）の２倍波Ｌ（２ω）が発生する。This will be described in more detail. The optical amplifier 161A
L2 of wavelength 967 nm (frequency ω) emitted from the
The (fundamental wave L (ω)) passes through the condenser lens 186 and becomes 1
It is incident on the wavelength converter 181A of the stage. Fundamental wave L (ω)
When passing through the wavelength converter 181A, the generation of the second harmonic causes double the frequency ω of the fundamental wave, that is, the frequency 2ω.
A double wave L (2ω) having a wavelength of 484 nm is generated.

【００４６】この１段目の波長変換器１８１Ａは、図５
に示されるように、第１の非線形光学素子としての非線
形光学素子２０１を備えている。この非線形光学素子２
０１としては、導波路タイプの周期的ドメイン反転ＬＮ
（ＬｉＮｂＯ₃）結晶（ＰＰＬＮ結晶）が用いられてお
り、高い変換効率で、基本波Ｌ（ω）を２倍波Ｌ（２
ω）に変換する。The wavelength converter 181A at the first stage is shown in FIG.
As shown in (1), a nonlinear optical element 201 as a first nonlinear optical element is provided. This nonlinear optical element 2
01 is a waveguide type periodic domain inversion LN
(LiNbO ₃ ) crystal (PPLN crystal) is used, and the fundamental wave L (ω) is converted into the second harmonic wave L (2) with high conversion efficiency.
ω).

【００４７】ＰＰＬＮ結晶は、擬似位相整合（ＱＰＭ：
Quasi-Phase Matching）により、第２高調波発生を行
う。ＱＰＭは、非線形光学素子内での基本波と発生した
第２高調波との角度ずれ(Walk-off)が起こらず、高効率
で２倍波への変換を可能にする。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。そして、ＱＰＭによる第２高調波発生ではWalk-off
が発生しないため、非線形光学素子２０１からは、基本
波及び２倍波がほぼ同軸で射出される。The PPLN crystal has a quasi phase matching (QPM:
Quasi-Phase Matching) to generate the second harmonic. The QPM does not cause an angle deviation (Walk-off) between the fundamental wave and the generated second harmonic wave in the nonlinear optical element, and enables high efficiency conversion into a second harmonic wave. Further, the generated second harmonic wave is advantageous because it is not affected by beam deformation due to walk-off. And in the second harmonic generation by QPM, Walk-off
Therefore, the fundamental wave and the second harmonic wave are emitted from the nonlinear optical element 201 substantially coaxially.

【００４８】非線形光学素子２０１は、図６に示される
ように、光の進行方向に沿って、図６において紙面上下
方向の矢印で表される分極方向が互いに反対向きの領域
１５０ａ及び領域１５０ｂが交互かつ周期的に形成され
た周期的ドメイン反転構造を有している。ここで、領域
１５０ａ及び領域１５０ｂの光の進行方向に沿った幅
は、以下のように定められるΛに設定されている。As shown in FIG. 6, the non-linear optical element 201 has a region 150a and a region 150b in which the polarization directions shown by the arrows in the vertical direction of the paper in FIG. 6 are opposite to each other along the light traveling direction. It has a periodic domain inversion structure formed alternately and periodically. Here, the widths of the regions 150a and 150b along the traveling direction of light are set to Λ determined as follows.

【００４９】第１段目の波長変換器１８１Ａにおける非
線形光学素子として要請されている第２高調波発生の場
合には、幅Λは、ＰＰＬＮ結晶２０１内において、入射
光の波数ベクトルの絶対値をｋ₁とし、生成される第２
高調波の波数ベクトルの絶対値をｋ₂として、 Λ＝２π／（ｋ₂−２ｋ₁） …（１） によって定められる。In the case of the second harmonic generation required as the nonlinear optical element in the wavelength converter 181A of the first stage, the width Λ is the absolute value of the wave number vector of the incident light in the PPLN crystal 201. k ₁ and the second generated
It is determined by Λ = 2π / (k ₂ −2k ₁ ) ... (1) where k ₂ is the absolute value of the wavenumber vector of the harmonic.

【００５０】なお、和周波発生の場合には、幅Λは、Ｐ
ＰＬＮ結晶２０１内において、入射光の波数ベクトルの
絶対値をｋ₃，ｋ₄とし、生成される和周波の波数ベクト
ルの絶対値をｋ₅として、 Λ＝２π／（ｋ₅−（ｋ₃＋ｋ₄）） …（２） によって定められる。In the case of sum frequency generation, the width Λ is P
In the PLN crystal 201, Λ = 2π / (k ₅ − (k ₃ + k), where k ₃ and k ₄ are the absolute values of the wave vector of the incident light, and k ₅ is the absolute value of the generated sum frequency wave vector. ₄ ))… Determined by (2).

【００５１】上記の領域１５０ａ及び領域１５０ｂのよ
うなドメイン領域の形成は、ＰＰＬＮ結晶２０１の場合
には、一方の種類の領域にのみ、誘電分極方向が通常
（電圧印加されないとき）の誘電分極方向と逆方向とな
るような高電圧を印加することにより行われる。なお、
上記のＰＰＬＮ結晶２０１により非線形光学効果を起こ
させるにあたっては、最も大きな非線形光学係数ｄ₃₃を
利用することにより効率的に第２高調波発生を行うこと
ができる。In the case of the PPLN crystal 201, the formation of the domain regions such as the regions 150a and 150b is such that only one type of region has a normal dielectric polarization direction (when no voltage is applied). It is performed by applying a high voltage in the opposite direction. In addition,
When the nonlinear optical effect is caused by the PPLN crystal 201, the second nonlinear harmonic can be efficiently generated by using the largest nonlinear optical coefficient d ₃₃ .

【００５２】図４に戻り、波長変換器１８１Ａから射出
された基本波Ｌ（ω）と２倍波Ｌ（２ω）とは、ダイク
ロイックミラー１９６により分離される。Returning to FIG. 4, the fundamental wave L (ω) and the second harmonic wave L (2ω) emitted from the wavelength converter 181A are separated by the dichroic mirror 196.

【００５３】こうしてダイクロイックミラー１９６によ
り分離された基本波Ｌ（ω）は、ミラー１９７及び集光
レンズ１８９を順次介したのち、３段目の波長変換器１
８３に入射する。The fundamental wave L (ω) thus separated by the dichroic mirror 196 is sequentially passed through the mirror 197 and the condenser lens 189, and then the third stage wavelength converter 1 is used.
It is incident on 83.

【００５４】一方、ダイクロイックミラー１９６により
分離された２倍波Ｌ（２ω）は、光分離素子ＢＳに入射
する。光分離素子ＢＳとしては、例えば透過率が９７％
程度のものが用いられており、２倍波Ｌ（ω）は、光分
離素子ＢＳによって２つに分岐され、その９７％程度の
光Ｌ’（２ω）が集光レンズ１８７を介して次段の波長
変換器１８２に入射し、残り３％程度の光Ｌ”（２ω）
がビームモニタ機構１６４に入射するようになってい
る。ビームモニタ機構１６４の作用については後述す
る。On the other hand, the second-harmonic wave L (2ω) separated by the dichroic mirror 196 enters the light separation element BS. The light separating element BS has, for example, a transmittance of 97%.
The second harmonic wave L (ω) is split into two by the light separation element BS, and about 97% of the light L ′ (2ω) is passed through the condenser lens 187 to the next stage. Of light L ″ (2ω) which is incident on the wavelength converter 182 of
Are incident on the beam monitor mechanism 164. The operation of the beam monitor mechanism 164 will be described later.

【００５５】２倍波Ｌ’（２ω）がこの波長変換器１８
２に入射すると、第２高調波発生により基本波の周波数
ωの４倍、すなわち周波数４ω（波長２８２ｎｍ）の４
倍波Ｌ（４ω）が発生する。The second harmonic L ′ (2ω) is the wavelength converter 18
When incident on 2, the second harmonic generation causes four times the frequency ω of the fundamental wave, that is, 4 times the frequency 4ω (wavelength 282 nm).
A harmonic L (4ω) is generated.

【００５６】この波長変換器１８２は、図７に示される
ように、第２の非線形光学素子としての非線形光学素子
２０２、部分反射ミラー２１１Ａ、ダイクロイックミラ
ー２１２Ａ、ミラー２１３Ａ、アクチュエータ付ミラー
２１４Ａ、及び光路長調整器２２０Ａを含んで構成され
ている。ここで、部分反射ミラー２１１Ａ、ダイクロイ
ックミラー２１２Ａ、ミラー２１３Ａ、及びアクチュエ
ータ付ミラー２１４Ａによって、２倍波Ｌ’（２ω）に
関する共振器２１０Ａが構成されており、この共振器２
１０Ａ内の光路上（より詳しくは、部分反射ミラー２１
１Ａとダイクロイックミラー２１２Ａとの間の光路上）
に非線形光学素子２０２が配置されている。As shown in FIG. 7, this wavelength converter 182 includes a nonlinear optical element 202 as a second nonlinear optical element, a partial reflection mirror 211A, a dichroic mirror 212A, a mirror 213A, a mirror 214A with an actuator, and an optical path. It is configured to include a length adjuster 220A. Here, the partial reflection mirror 211A, the dichroic mirror 212A, the mirror 213A, and the actuator-equipped mirror 214A constitute a resonator 210A for the second harmonic L '(2ω).
On the optical path within 10A (more specifically, the partial reflection mirror 21
(On the optical path between 1A and dichroic mirror 212A)
The non-linear optical element 202 is arranged in the.

【００５７】この非線形光学素子２０２としては、ＫＡ
Ｂ（Ｋ₂Ａｌ₂Ｂ₂Ｏ₇）結晶が用いられている。なお、こ
のＫＡＢ結晶２０２は、ブリュースターカット加工が施
されている。As the nonlinear optical element 202, KA
B (K ₂ Al ₂ B ₂ O ₇ ) crystal is used. The KAB crystal 202 is Brewster cut.

【００５８】ＫＡＢ結晶２０２は、波長変換器１８１Ａ
からの周波数２ωの２倍波を４倍波に波長変換するため
の第２高調波発生の位相整合が、クリティカル位相整合
（ＣＰＭ：Critical Phase Matching）によって行われ
る方位で配置されている。ＣＰＭによる第２高調波発生
では、一般に、非線形光学素子内での２倍波とその第２
高調波である４倍波との角度ずれ(Walk-off)が起こり、
４倍波のビーム形状が楕円状となるが、ＫＡＢ結晶の場
合には、Walk-offによる角度ずれが小さい。The KAB crystal 202 is the wavelength converter 181A.
The phase matching of the second harmonic generation for wavelength conversion of the 2nd harmonic of the frequency 2ω from 4 to the 4th harmonic is arranged in the direction in which the critical phase matching (CPM) is performed. In the second harmonic generation by CPM, generally, the second harmonic wave and its second harmonic wave in the nonlinear optical element are generated.
An angle deviation (Walk-off) from the fourth harmonic, which is a harmonic, occurs,
The beam shape of the fourth harmonic is elliptical, but in the case of the KAB crystal, the angle deviation due to the walk-off is small.

【００５９】部分反射ミラー２１１Ａの２倍波Ｌ’（２
ω）の波長の光に関する透過率は、共振器２１０Ａ内に
おける２倍波Ｌ’（２ω）の損失量に応じて定められて
いる。また、ダイクロイックミラー２１２Ａは、２倍波
Ｌ’（２ω）の波長の光を高い反射率で反射するととも
に、４倍波Ｌ（４ω）の波長の光を高い透過率で透過す
る。また、ミラー２１３Ａ及びアクチュエータ付ミラー
２１４Ａは、２倍波Ｌ’（２ω）の波長の光を高い反射
率で反射する。また、アクチュエータ付ミラー２１４Ａ
におけるアクチュエータとしては、ピエゾ素子やボイス
コイルモータが用いられている。The second-harmonic wave L '(2
The transmittance of the light having the wavelength of ω) is determined according to the loss amount of the second harmonic L ′ (2ω) in the resonator 210A. The dichroic mirror 212A reflects the light of the wavelength of the second harmonic L '(2ω) with a high reflectance and transmits the light of the wavelength of the fourth harmonic L (4ω) with a high transmittance. Further, the mirror 213A and the actuator-equipped mirror 214A reflect light having a wavelength of the second harmonic L ′ (2ω) with high reflectance. Also, a mirror 214A with an actuator
A piezoelectric element or a voice coil motor is used as the actuator in.

【００６０】光路長調整器２２０Ａは、２倍波Ｌ’（２
ω）の波長に関する１／４波長板２２１Ａ、偏光ビーム
スプリッタ２２２、光検出器２２３，２２４、及び制御
回路２２５を含んで構成されている。この光路長調整器
２２０Ａは、「T.W.Hansch et. al.: OPTICS COMMUNICA
TIONS, Vol. 35, No. 3, Dec., 1998, pp441-444」に記
載されている光路長調整方法（以下、「Hansch-Couilla
nd法」という）により、アクチュエータ付ミラー２１４
Ａを制御して、共振器２１０Ａの内部光路長を調整して
いる。かかるHansch-Couilland法による共振光路長の調
整は、上記の文献に詳細に記載されており周知であるの
で、これ以上の説明は省略する。The optical path length adjuster 220A has a second harmonic wave L '(2
It is configured to include a quarter-wave plate 221A relating to the wavelength of ω), a polarization beam splitter 222, photodetectors 223 and 224, and a control circuit 225. This optical path length adjuster 220A is provided by "TWHansch et. Al .: OPTICS COMMUNICA
TIONS, Vol. 35, No. 3, Dec., 1998, pp441-444 "(hereinafter referred to as" Hansch-Couilla "
nd method ")
By controlling A, the internal optical path length of the resonator 210A is adjusted. The adjustment of the resonant optical path length by the Hansch-Couilland method is described in detail in the above-mentioned document and is well known, so further explanation is omitted.

【００６１】ここで、波長変換器１８２における４倍波
Ｌ（４ω）の生成について、その概略を説明する。Here, the generation of the fourth harmonic L (4ω) in the wavelength converter 182 will be outlined.

【００６２】前述した光変換器１８１Ａからの２倍波
Ｌ’（２ω）が、部分反射ミラー２１１Ａを介して共振
器２１０Ａ内に入射すると、その２倍波Ｌ’（２ω）は
共振器２１０Ａ内を、部分反射ミラー２１１Ａ→ダイク
ロイックミラー２１２Ａ→アクチエータ付ミラー２１４
Ａ→ミラー２１３Ａ→部分反射ミラー２１１Ａ→ダイク
ロイックミラー２１２Ａ→…の順で循環する。かかる循
環において、部分反射ミラー２１１Ａで反射される光の
共振誤差が、光路長調整器２２０Ａによって検出され
る。そして、光路長調整器２２０Ａが、循環している光
が共振するように、アクチュエータ付ミラー２１４Ａを
制御して、共振器２１０Ａの内部光路長を調整する。When the second harmonic wave L '(2ω) from the optical converter 181A described above enters the resonator 210A through the partial reflection mirror 211A, the second harmonic wave L' (2ω) is generated in the resonator 210A. Partially reflecting mirror 211A → dichroic mirror 212A → actuator-equipped mirror 214
A-> mirror 213A-> partial reflection mirror 211A-> dichroic mirror 212A-> ... In such circulation, the resonance error of the light reflected by the partial reflection mirror 211A is detected by the optical path length adjuster 220A. Then, the optical path length adjuster 220A controls the mirror with actuator 214A so that the circulating light resonates, and adjusts the internal optical path length of the resonator 210A.

【００６３】こうして共振条件が満たされた共振器２１
０Ａにおいては、２倍波の光パワーが非常に大きなもの
となる。かかる光パワーが非常に大きな２倍波が、非線
形光学素子２０２を通過することにより、高効率で４倍
波Ｌ（４ω）が生成される。生成された４倍波Ｌ（４
ω）は、ダイクロイックミラー２１２Ａを通過する。こ
うして、４倍波Ｌ（４ω）が、波長変換器１８２におい
て生成され、波長変換器１８２から射出される。なお、
波長変換器１８２のように非線形光学素子をブリュース
ターカットする場合には、波長変換器１８２に入射する
光をＰ偏光にしておく必要がある。このため、必要に応
じて波長板等の偏光制御素子が配置される。The resonator 21 satisfying the resonance condition in this way
At 0 A, the optical power of the second harmonic becomes very large. The second harmonic wave having a very large optical power passes through the nonlinear optical element 202, so that the fourth harmonic wave L (4ω) is generated with high efficiency. Generated fourth harmonic L (4
ω) passes through the dichroic mirror 212A. In this way, the fourth harmonic L (4ω) is generated in the wavelength converter 182 and emitted from the wavelength converter 182. In addition,
When Brewster-cutting the nonlinear optical element like the wavelength converter 182, it is necessary to make the light incident on the wavelength converter 182 P-polarized. Therefore, a polarization control element such as a wave plate is arranged as necessary.

【００６４】図４に戻り、波長変換器１８２から射出さ
れた４倍波Ｌ（４ω）は、集光レンズ１８８、ミラー１
９８、及びミラー１９９を順次介して、３段目の波長変
換器１８３に入射する。そして、４倍波Ｌ（４ω）及び
上述したダイクロイックミラー１９６により分離された
基本波Ｌ（ω）とが波長変換器１８３に入射すると、波
長変換器１８３において、基本波と４倍波との和周波発
生により基本波の周波数ωの５倍、すなわち周波数５ω
（波長１９３ｎｍ）の５倍波が発生する。Returning to FIG. 4, the fourth harmonic L (4ω) emitted from the wavelength converter 182 has a condenser lens 188 and a mirror 1.
The light enters the wavelength converter 183 in the third stage through the lens 98 and the mirror 199 in sequence. When the fourth harmonic L (4ω) and the fundamental wave L (ω) separated by the dichroic mirror 196 described above enter the wavelength converter 183, the wavelength converter 183 adds the fundamental wave and the fourth harmonic. 5 times the frequency ω of the fundamental wave due to frequency generation, that is, frequency 5ω
A fifth harmonic wave (wavelength 193 nm) is generated.

【００６５】この波長変換器１８３は、図８に示される
ように、第３の非線形光学素子としての非線形光学素子
２０３、部分反射ミラー２１１Ｂ，２１１Ｃ、ミラー２
１２Ｂ，２１２Ｃ、ミラー２１３Ｂ，２１３Ｃ、アクチ
ュエータ付ミラー２１４Ｂ，２１４Ｃ、並びに光路長調
整器２２０Ｂ，２２０Ｃを含んで構成されている。ここ
で、部分反射ミラー２１１Ｂ、ミラー２１２Ｂ、ミラー
２１３Ｂ、及びアクチュエータ付ミラー２１４Ｂによっ
て、基本波Ｌ（ω）に関する共振器２１０Ｂが構成され
ている。また、部分反射ミラー２１１Ｃ、ミラー２１２
Ｃ、ミラー２１３Ｃ、及びアクチュエータ付ミラー２１
４Ｃによって、４倍波Ｌ（４ω）に関する共振器２１０
Ｃが構成されている。そして、共振器２１０Ｂ内光路及
び共振器２１０Ｃ内光路とは、非線形光学素子２０３に
内部において、ほぼ同軸となるようになっている。As shown in FIG. 8, the wavelength converter 183 includes a nonlinear optical element 203 as a third nonlinear optical element, partial reflection mirrors 211B and 211C, and a mirror 2.
12B, 212C, mirrors 213B, 213C, actuator-equipped mirrors 214B, 214C, and optical path length adjusters 220B, 220C. Here, the partial reflection mirror 211B, the mirror 212B, the mirror 213B, and the mirror 214B with an actuator constitute a resonator 210B related to the fundamental wave L (ω). In addition, the partial reflection mirror 211C and the mirror 212
C, mirror 213C, and actuator-equipped mirror 21
The resonator 210 for the fourth harmonic L (4ω) by 4C.
C is configured. The optical path inside the resonator 210B and the optical path inside the resonator 210C are substantially coaxial inside the nonlinear optical element 203.

【００６６】この非線形光学素子２０３としては、ＫＡ
Ｂ結晶が用いられている。このＫＡＢ結晶２０３にも、
上述のＫＡＢ結晶２０２の場合と同様に、ブリュースタ
ーカット加工が施されている。かかるＫＡＢ結晶２０３
におけるブリュースターカット加工によって、共振器２
１０Ｂ及び共振器２１０Ｃを独立に形成するために、非
線形光学素子２０３の内部をほぼ同軸で進行する基本波
と４倍波とを、非線形光学素子２０３の外部において分
離すること、及び基本波及び４倍波の透過率を高めるこ
とを実現している。As this non-linear optical element 203, KA
B crystal is used. Also in this KAB crystal 203,
As in the case of the KAB crystal 202 described above, the Brewster cut process is performed. Such KAB crystal 203
Resonator 2 by Brewster cut processing in
In order to independently form 10B and the resonator 210C, the fundamental wave and the fourth harmonic wave traveling in the nonlinear optical element 203 substantially coaxially are separated outside the nonlinear optical element 203, and the fundamental wave and the 4th harmonic wave are separated. Achieving higher transmittance of harmonics.

【００６７】部分反射ミラー２１１Ｂの基本波Ｌ（ω）
の波長の光に関する透過率は、共振器２１０Ｂ内におけ
る基本波Ｌ（ω）の損失量に応じて定められている。ま
た、ミラー２１２Ｂ，ミラー２１３Ｂ，アクチュエータ
付ミラー２１４Ｂは、基本波Ｌ（ω）の波長の光を高い
反射率で反射する。なお、アクチュエータ付ミラー２１
４Ｂにおけるアクチュエータとしては、アクチュエータ
付ミラー２１４Ａの場合と同様に、ピエゾ素子又はボイ
スコイルモータが用いられている。Fundamental wave L (ω) of the partial reflection mirror 211B
The transmittance with respect to the light of the wavelength is determined according to the loss amount of the fundamental wave L (ω) in the resonator 210B. Further, the mirror 212B, the mirror 213B, and the actuator-equipped mirror 214B reflect light of the wavelength of the fundamental wave L (ω) with high reflectance. The mirror with actuator 21
As the actuator in 4B, a piezo element or a voice coil motor is used as in the case of the mirror 214A with an actuator.

【００６８】光路長調整器２２０Ｂは、上述の光路長調
整器２２０Ａにおける２倍波Ｌ’（２ω）の波長に関す
る１／４波長板２２１Ａを基本波Ｌ（ω）の波長に関す
る１／４波長板に置き換えた構成を有している。この光
路長調整器２２０Ｂも、光路長調整器２２０Ａと同様に
して、Hansch-Couilland法により、共振器２１０Ｂの内
部光路長を調整している。In the optical path length adjuster 220B, the quarter wave plate 221A for the wavelength of the second harmonic L '(2ω) in the above-mentioned optical path length adjuster 220A is used as the quarter wave plate for the wavelength of the fundamental wave L (ω). It has a configuration replaced with. This optical path length adjuster 220B also adjusts the internal optical path length of the resonator 210B by the Hansch-Couilland method, similarly to the optical path length adjuster 220A.

【００６９】また、部分反射ミラー２１１Ｃの４倍波Ｌ
（４ω）の波長の光に関する透過率は、共振器２１０Ｃ
内における４倍波Ｌ（４ω）の損失量に応じて定められ
ている。また、ミラー２１２Ｃ，ミラー２１３Ｃ，アク
チュエータ付ミラー２１４Ｃは、４倍波Ｌ（４ω）の波
長の光を高い反射率で反射する。なお、アクチュエータ
付ミラー２１４Ｃにおけるアクチュエータとしては、ア
クチュエータ付ミラー２１４Ａの場合と同様に、ピエゾ
素子又はボイスコイルモータが用いられている。The fourth harmonic L of the partial reflection mirror 211C
The transmittance of light having a wavelength of (4ω) is equal to the resonator 210C.
Is determined according to the amount of loss of the fourth harmonic L (4ω). Further, the mirror 212C, the mirror 213C, and the actuator-equipped mirror 214C reflect light having a wavelength of the fourth harmonic L (4ω) with high reflectance. As the actuator in the actuator-equipped mirror 214C, a piezo element or a voice coil motor is used as in the actuator-equipped mirror 214A.

【００７０】光路長調整器２２０Ｃは、上述の光路長調
整器２２０Ａにおける２倍波Ｌ’（２ω）の波長に関す
る１／４波長板２２１Ａを４倍波Ｌ（４ω）の波長に関
する１／４波長板に置き換えた構成を有している。この
光路長調整器２２０Ｃも、光路長調整器２２０Ａと同様
にして、Hansch-Couilland法により、共振器２１０Ｃの
内部光路長を調整している。The optical path length adjuster 220C uses the quarter wave plate 221A for the wavelength of the second harmonic L '(2ω) in the above-mentioned optical path length adjuster 220A for the quarter wavelength for the wavelength of the fourth harmonic L (4ω). It has a structure replaced with a plate. This optical path length adjuster 220C also adjusts the internal optical path length of the resonator 210C by the Hansch-Couilland method, similarly to the optical path length adjuster 220A.

【００７１】ここで、波長変換器１８３における５倍波
Ｌ（５ω）の生成について説明する。Here, the generation of the fifth harmonic L (5ω) in the wavelength converter 183 will be described.

【００７２】前述したダイクロイックミラー１９６によ
って分離された基本波Ｌ（ω）が、部分反射ミラー２１
１Ｂを介して共振器２１０Ｂ内に入射すると、その基本
波は共振器２１０Ｂ内を、部分反射ミラー２１１Ｂ→ミ
ラー２１２Ｂ→アクチエータ付ミラー２１４Ｂ→ミラー
２１３Ｂ→部分反射ミラー２１１Ｂ→ミラー２１２Ｂ→
…の順で循環する。かかる循環において、部分反射ミラ
ー２１１Ｂで反射される光の共振誤差が、光路長調整器
２２０Ｂによって検出される。そして、光路長調整器２
２０Ｂが、循環している光が共振するように、アクチュ
エータ付ミラー２１４Ｂを制御して、共振器２１０Ｂの
内部光路長を調整する。こうして共振条件が満たされた
共振器２１０Ｂにおいては、基本波の光パワーが非常に
大きなものとなる。The fundamental wave L (ω) separated by the above-mentioned dichroic mirror 196 is the partial reflection mirror 21.
When the fundamental wave enters the resonator 210B via 1B, the fundamental wave travels inside the resonator 210B by a partial reflection mirror 211B → a mirror 212B → a mirror 214B with an actuator → a mirror 213B → a partial reflection mirror 211B → a mirror 212B →
It circulates in this order. In such circulation, the resonance error of the light reflected by the partial reflection mirror 211B is detected by the optical path length adjuster 220B. And the optical path length adjuster 2
20B controls the mirror 214B with an actuator to adjust the internal optical path length of the resonator 210B so that the circulating light resonates. In the resonator 210B satisfying the resonance condition in this way, the optical power of the fundamental wave becomes extremely large.

【００７３】一方、前述した波長変換器１８２で生成さ
れた４倍波Ｌ（４ω）が、部分反射ミラー２１１Ｃを介
して共振器２１０Ｃ内に入射すると、その４倍波は共振
器２１０Ｃ内を、部分反射ミラー２１１Ｃ→ミラー２１
２Ｃ→アクチエータ付ミラー２１４Ｃ→ミラー２１３Ｃ
→部分反射ミラー２１１Ｃ→ミラー２１２Ｃ→…の順で
循環する。かかる循環において、部分反射ミラー２１１
Ｃで反射される光の共振誤差が、光路長調整器２２０Ｃ
によって検出される。そして、光路長調整器２２０Ｃ
が、循環している光が共振するように、アクチュエータ
付ミラー２１４Ｃを制御して、共振器２１０Ｃの内部光
路長を調整する。こうして共振条件が満たされた共振器
２１０Ｃにおいては、４倍波の光パワーが非常に大きな
ものとなる。On the other hand, when the fourth harmonic L (4ω) generated by the wavelength converter 182 described above enters the resonator 210C through the partial reflection mirror 211C, the fourth harmonic is generated in the resonator 210C. Partial reflection mirror 211C → mirror 21
2C → mirror 214C with actuator → mirror 213C
→ Partial reflection mirror 211C → Mirror 212C → ... In such a circulation, the partial reflection mirror 211
The resonance error of the light reflected by C is caused by the optical path length adjuster 220C.
Detected by. Then, the optical path length adjuster 220C
However, the mirror 214C with an actuator is controlled so that the circulating light resonates, and the internal optical path length of the resonator 210C is adjusted. In the resonator 210C satisfying the resonance condition in this way, the optical power of the fourth harmonic becomes extremely large.

【００７４】かかる光パワーが非常に大きな基本波及び
４倍波が、非線形光学素子２０３をほぼ同軸で通過する
ことにより、高効率で５倍波Ｌ（５ω）が生成される。The fundamental wave and the fourth harmonic having a very large optical power pass through the nonlinear optical element 203 almost coaxially, so that the fifth harmonic L (5ω) is generated with high efficiency.

【００７５】以上のように構成された波長変換部１６３
Ａにおいて、光増幅器１６１Ａによって増幅された基本
波（波長９８７ｎｍ）を３段階で波長変換することによ
り、目的の波長１９３ｎｍの光が得られる。なお、波長
変換器１８３では非線形光学素子２０３がブリュースタ
ーカットされているため、共振器２１０Ｂ，２１０Ｃに
それぞれ入射する周波数ωの基本波及び周波数４ωの４
倍波はＰ偏光とすることが必要となる。このため、必要
に応じて波長板等の偏光制御素子が配置される。The wavelength converter 163 configured as described above.
In A, the fundamental wave (wavelength 987 nm) amplified by the optical amplifier 161A is wavelength-converted in three steps, whereby the target light of wavelength 193 nm is obtained. In the wavelength converter 183, since the nonlinear optical element 203 is Brewster-cut, the fundamental wave of the frequency ω and the frequency of 4ω which are incident on the resonators 210B and 210C, respectively.
The harmonics need to be P-polarized. Therefore, a polarization control element such as a wave plate is arranged as necessary.

【００７６】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し、その透過光強度を検出す
るフォトダイオード等の出力信号がレーザ制御装置１６
ｂ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１
６４、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５０に通
知される。Returning to FIG. 2, the beam monitor mechanism 164 is provided.
Here is the Fabry-Perot Etalon (Fabry-Perot
etalon: hereinafter also referred to as "etalon element"), and an energy monitor (not shown) including a photoelectric conversion element such as a photodiode. The light incident on the etalon element that constitutes the beam monitor mechanism 164 is
The laser control device 16 outputs an output signal from a photodiode or the like that transmits at a transmittance corresponding to the frequency difference between the resonance frequency of the etalon element and the frequency of incident light and detects the intensity of the transmitted light.
b. In the laser control device 16b, the beam monitor mechanism 1 is processed by subjecting this signal to predetermined signal processing.
64, specifically, information about the optical characteristics of the incident light with respect to the etalon element (specifically, the center wavelength and wavelength width (spectrum half-width) of the incident light are obtained. The control device 50 is notified.

【００７７】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
１６７Ａから発振されるレーザ光の中心波長を精度良く
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。なお、
この温度依存性マップは、メモリ５１内にテーブルの形
で持たせても良いし、関数又は係数として持たせても良
い。The frequency characteristic of the transmitted light intensity generated by the etalon element is affected by the temperature and pressure of the atmosphere, and its resonance frequency (resonance wavelength) has temperature dependency. Therefore, in order to accurately control the central wavelength of the laser light emitted from the laser light source 167A based on the detection result of the etalon element, it is important to investigate the temperature dependence of the resonance wavelength. 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 the memory 51 (see FIG. 1) as a storage device provided in the main controller 50. . In addition,
This temperature dependence map may be provided in the memory 51 in the form of a table, or may be provided as a function or a coefficient.

【００７８】なお、主制御装置５０では、ビームモニタ
機構１６４の後述する絶対波長キャリブレーションの際
等に、温度依存性マップに基づいて、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１６
ｂ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。In the main controller 50, the resonance wavelength (detection reference wavelength) that maximizes the transmittance of the etalon element is based on the temperature dependence map when performing absolute wavelength calibration of the beam monitor mechanism 164, which will be described later. ) To exactly match the set wavelength, the laser controller 16
The temperature of the etalon element in the beam monitor mechanism 164 is actively controlled by giving an instruction to b.

【００７９】前記レーザ制御装置１６ｂは、主制御装置
５０の管理の下、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ＤＦ
Ｂ半導体レーザ１６７Ａ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。なお、本実施形態では、ＤＦ
Ｂ半導体レーザ１６７Ａの温度を０．００１℃単位で制
御することが可能となっている。Under the control of the main controller 50, the laser controller 16b detects the center wavelength and the spectrum half width of the laser light based on the output of the beam monitor mechanism 164, and the center wavelength has a desired value (set wavelength). ) DF
The temperature control and the current control of the B semiconductor laser 167A are performed by feedback control. In the present embodiment, the DF
It is possible to control the temperature of the B semiconductor laser 167A in units of 0.001 ° C.

【００８０】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１６７Ａ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。In this way, the laser control device 16b stabilizes the oscillation wavelength and controls it to a constant wavelength, or finely adjusts the output wavelength. On the contrary, the laser control device 16b responds to the DF in response to the instruction from the main control device 50.
The output wavelength may be adjusted by positively changing the oscillation wavelength of the B semiconductor laser 167A.

【００８１】図１に戻り、前記照明光学系１２は、オプ
ティカルインテグレータ、可変ＮＤフィルタ、及びレチ
クルブラインド等（いずれも不図示）を含んで構成され
ている。ここで、オプティカルインテグレータとしては
フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ（ロッド
インテグレータ等）、あるいは回折光学素子等が用いら
れる。こうした照明光学系の構成は、例えば、特開平１
０−１１２４３３号公報に、オプティカルインテグレー
タとしてはフライアイレンズを採用したものが開示され
ている。この照明光学系１２から射出された露光光ＩＬ
は、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Ｒ
ＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の矩形の照明領域４２
Ｒを均一な照度分布で照明する。Returning to FIG. 1, the illumination optical system 12 is configured to include an optical integrator, a variable ND filter, a reticle blind and the like (all not shown). Here, as the optical integrator, a fly-eye lens, an internal reflection type integrator (rod integrator or the like), a diffractive optical element or the like is used. The configuration of such an illumination optical system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Laid-Open No. 0-112433 discloses a fly-eye lens as an optical integrator. Exposure light IL emitted from the illumination optical system 12
After the optical path is bent vertically downward by the mirror M, the reticle stage R is passed through the condenser lens 32.
Rectangular illumination area 42 on reticle R held on ST
Illuminate R with a uniform illuminance distribution.

【００８２】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
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）内で移動可能であり、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ＲＳ
Ｔ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。The reticle R is placed on the reticle stage RST, and is held by suction via a vacuum chuck or the like (not shown). The reticle stage RST is movable in a horizontal plane (XY plane) and is scanned by the reticle stage drive unit 49 in a predetermined stroke range in the scanning direction (here, the Y direction which is the left-right direction on the paper surface of FIG. 1). It has become. The position and rotation amount of the reticle stage RST during this scanning are determined by the reticle stage RS.
This laser interferometer 54R is measured by an external laser interferometer 54R via a movable mirror 52R fixed on T.
The measured value of is supplied to the main controller 50.

【００８３】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ＡＸ
を有する複数枚のレンズエレメントから構成されてい
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等のものが使用されてい
る。このため、上記のようにして、露光光ＩＬによりレ
チクルＲにおける照明領域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のうち照明領域４２Ｒ
内の一部を投影光学系ＰＬによって投影倍率βで縮小し
た像が、投影光学系ＰＬの視野内で照明領域４２Ｒと共
役な矩形の投影領域４２Ｗに形成され、ウエハＷの表面
に塗布されたレジスト（感光剤）にその縮小像が転写さ
れる。The projection optical system PL is, for example, a both-side telecentric reduction system, and has a common optical axis AX in the Z-axis direction.
It is composed of a plurality of lens elements having. The projection optical system PL has a projection magnification β of, for example, ¼, ⅕, ⅙, or the like. Therefore, when the illumination area 42R on the reticle R is illuminated by the exposure light IL as described above, the illumination area 42R in the pattern formed on the reticle R is illuminated.
An image obtained by reducing a part of the inside with the projection magnification β by the projection optical system PL is formed in the rectangular projection region 42W conjugate with the illumination region 42R in the field of the projection optical system PL, and applied on the surface of the wafer W. The reduced image is transferred to the resist (photosensitive agent).

【００８４】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５４Ｗ
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 the wafer stage drive unit 56 in the Y direction which is the scanning direction and the X direction orthogonal to this (the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1). A wafer W is held on a Z tilt stage 58 mounted on the XY stage 14 by vacuum suction or the like via a wafer holder (not shown). The Z tilt stage 58 adjusts the position (focus position) in the Z direction of the wafer W by, for example, three actuators (piezo elements or voice coil motors), and at the same time, 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, XY
The position of the stage 14 is adjusted by the external laser interferometer 54W via the movable mirror 52W fixed on the Z tilt stage 58.
The measurement value of the laser interferometer 54W is supplied to the main controller 50.

【００８５】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 movable mirror actually includes an X movable mirror having a reflection surface perpendicular to the X axis and a Y movable mirror having a reflection surface perpendicular to the Y axis. Interferometers for X-axis position measurement, Y-axis position measurement, and rotation (including yawing amount, pitching amount, rolling amount) measurement are also provided, but in FIG. 1, these are representative. , A moving mirror 52W and a laser interferometer 54W.

【００８６】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 when performing reticle alignment or the like described later is provided. The surface of the fiducial 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.

【００８７】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の制御の下で、投
影光学系ＰＬの結像面（ＸＹ平面）に設定される多数の
計測点に向けてそれぞれピンホール又はスリットの像を
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
とからなる斜入射方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。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, in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, under the control of the main controller 50, a large number of image planes (XY plane) of the projection optical system PL are set. The irradiation optical system 60a for irradiating the imaging light flux for forming the image of the pinhole or the slit toward the measurement point from the oblique direction with respect to the optical axis AX, and those imaging light fluxes on the surface of the wafer W. Light receiving optical system 60b for receiving the reflected light beam
An oblique incidence type multi-point focal position detection system (focus sensor) is provided. A detailed configuration of a multi-point focus position detection system (focus sensor) similar to that of this embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403.

【００８８】走査露光時等に、主制御装置５０は、受光
光学系６０ｂから供給された各計測点について検出され
たＺ位置に基づいて、計測点が存在するショット領域の
一部の表面のＺ位置及び傾斜量を逐次算出しつつ、この
算出結果に基づいて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, main controller 50, based on the Z position detected for each measurement point supplied from light receiving optical system 60b, Z of the surface of a part of the shot area where the measurement point exists. While sequentially calculating the position and the tilt amount, and controlling the Z position of the Z tilt stage 58 via a drive system (not shown) based on the calculation result, autofocus (automatic focusing) and autoleveling are executed. .

【００８９】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
の制御を行ったりする等の他、装置全体を統括制御す
る。The main control unit 50 includes a CPU (central processing unit), ROM (read only memory), RA
It is configured to include a so-called microcomputer (or workstation) including M (random access memory) and the like, and performs various controls described so far, and for example, a reticle R so that the exposure operation can be performed accurately. And synchronous scanning of the wafer W, stepping of the wafer W, exposure timing, etc. are controlled. Further, in the present embodiment, the main control device 50 controls the exposure amount at the time of scanning exposure as will be described later, and controls the entire device as a whole.

【００９０】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が照明領域４２Ｒに対してレ
チクルステージＲＳＴを介して＋Ｙ方向（又は−Ｙ方
向）に速度Ｖ_R＝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が投影領域４２Ｗに対して
−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度Ｖ_W＝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５４Ｒ、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。Specifically, main controller 50 causes reticle R to scan illumination region 42R at a speed V _R = V in the + Y direction (or −Y direction) via reticle stage RST during scanning exposure, for example. In synchronism with this, the velocity of the wafer W through the XY stage 14 with respect to the projection area 42W in the −Y direction (or + Y direction) is V _W = β · V (β is the 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 respectively controlled via the reticle stage drive unit 49 and the wafer stage drive unit 56 based on the measurement values of the laser interferometers 54R and 54W. . Also,
At the time of stepping, main controller 50 uses wafer interferometer 54W to measure wafer stage drive unit 56 based on the measured value.
The position of the XY stage 14 is controlled via.

【００９１】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, regarding the exposure sequence when the reticle pattern is exposed on a predetermined number (N) of wafers W in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the main controller 50
The control operation will be mainly described.

【００９２】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).

【００９３】次いで、不図示の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、前述し
た基準マークを用いてオフアクシス方式のアライメント
系（不図示）のベースライン計測を行う。Next, reticle alignment is performed using a reticle alignment system (not shown), and baseline measurement of an off-axis alignment system (not shown) is performed using the reference marks described above.

【００９４】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）が行われる。次い
で、前述のベースライン計測が行われたアライメント系
を用いて、ファインアライメント（ＥＧＡ等）等の一連
のアライメント工程の処理が行われる。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 transfer system and the wafer transfer mechanism (not shown) on the XY stage 14 perform wafer exchange (simple wafer loading when there is no wafer on the stage). Next, a series of alignment process steps such as fine alignment (EGA, etc.) are performed using the alignment system for which the baseline measurement has been performed. Since these wafer exchanges and wafer alignments are performed in the same manner as in a known exposure apparatus, further detailed description will be omitted here.

【００９５】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。かかる走査
露光中に、主制御装置５０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、光量制御装置１６ｃに指令を与え、露光光量の
制御を行う。Next, based on the above alignment result and 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-mentioned scanning exposure operation are repeated. Then, the reticle pattern is transferred to the plurality of shot areas on the wafer W by the step-and-scan method. During the scanning exposure, main controller 50 gives a command to light amount controller 16c to control the exposure light amount in order to give the target integrated exposure amount determined according to the exposure condition and the resist sensitivity to wafer W.

【００９６】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。When the exposure of the first wafer W is completed, main controller 50 instructs a wafer transfer system (not shown) to replace the wafer W. As a result, the wafer transfer system and the wafer transfer mechanism (not shown) on the XY stage 14 perform wafer exchange, and thereafter, search alignment and fine alignment are performed on the exchanged wafer in the same manner as described above.

【００９７】そして、上記と同様にして、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, in the same manner as described above, this wafer W
The reticle pattern is transferred to the plurality of shot areas above by a step-and-scan method.

【００９８】なお、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、光源１６か
ら射出される光のパワーを制御することが望ましい。こ
のとき、光源１６から射出される光のパワーに加えてレ
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。When the illuminance changes due to changes in the exposure conditions and / or the reticle pattern, the power of the light emitted from the light source 16 should be controlled so that the wafer (resist) is given an appropriate exposure amount. Is desirable. At this time, the scanning speed of the reticle and the wafer may be adjusted in addition to the power of the light emitted from the light source 16.

【００９９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、光発生部１６９Ａが発生した赤外域の連続光が、波
長変換部１６３Ａにおいて、非線形光学素子２０１，２
０２，２０３により、２１０ｎｍ以下の波長の連続光に
３段階で波長変換される。したがって、簡単な構成で、
２１０ｎｍ以下の波長の連続光を発生することができ
る。As described above, according to the present embodiment, the continuous light in the infrared region generated by the light generating section 169A is transmitted to the wavelength converting section 163A in the nonlinear optical elements 201 and 2.
02 and 203, the wavelength is converted into continuous light having a wavelength of 210 nm or less in three steps. Therefore, with a simple configuration,
Continuous light having a wavelength of 210 nm or less can be generated.

【０１００】また、レーザ光源１６７Ａとして半導体レ
ーザを使用したので、光源装置１６を小型化できるとと
もに、メインテナンス性を向上することができる。Further, since the semiconductor laser is used as the laser light source 167A, the light source device 16 can be downsized and the maintainability can be improved.

【０１０１】連続レーザ光発生部１６０が発生した連続
光を光増幅部１６１Ａが増幅し、基本波として波長変換
部１６３Ａに供給するので、高輝度の基本波を波長変換
部１６３Ａに入射させることができ、ひいては、十分な
輝度の波長変換光を得ることができる。Since the optical amplification section 161A amplifies the continuous light generated by the continuous laser light generation section 160 and supplies it to the wavelength conversion section 163A as a fundamental wave, a high-intensity fundamental wave can be incident on the wavelength conversion section 163A. Therefore, wavelength-converted light having sufficient brightness can be obtained.

【０１０２】また、２段目の波長変換器１８２及び３段
目の波長変換器１８３を、入射光の少なくとも一部が内
部を巡る光路上に、非線形光学素子２０２及び非線形光
学素子２０３がそれぞれ配置される共振器を含む構成と
したので、効率の良い波長変換ができ、ひいては効率良
く２１０ｎｍ以下の波長の連続光を発生することができ
る。Further, the second-stage wavelength converter 182 and the third-stage wavelength converter 183 are respectively provided with a non-linear optical element 202 and a non-linear optical element 203 on the optical path through which at least a part of the incident light goes inside. Since it is configured to include the resonator described above, wavelength conversion can be performed efficiently, and continuous light with a wavelength of 210 nm or less can be efficiently generated.

【０１０３】また、ビームモニタ機構１６４により、波
長変換器１８１Ａによって生成された２倍波の波長をモ
ニタし、そのモニタ結果に基づいて、レーザ制御装置１
６ｂがレーザ光源１６７Ａの発振波長を調整するので、
安定した波長の連続光を発生することができる。Further, the beam monitor mechanism 164 monitors the wavelength of the second harmonic generated by the wavelength converter 181A, and based on the monitoring result, the laser control device 1
Since 6b adjusts the oscillation wavelength of the laser light source 167A,
Continuous light having a stable wavelength can be generated.

【０１０４】また、本実施形態の露光装置によれば、走
査露光にあたって高輝度の照明光ＩＬをレチクルＲに照
射できるので、レチクルＲに形成されたパターンを精度
良くかつ効率的にウエハＷに転写することができる。Further, according to the exposure apparatus of this embodiment, the reticle R can be irradiated with the high-intensity illumination light IL in the scanning exposure, so that the pattern formed on the reticle R is transferred onto the wafer W accurately and efficiently. can do.

【０１０５】なお、本実施形態については、様々な変形
が可能であり、以下に可能な変形例のいくつかを説明す
る。なお、以下の変形例の説明にあたり、本実施形態と
同一又は同等の要素には同一の番号を付し、重複する説
明を省略する。Various modifications can be made to this embodiment, and some of the modifications will be described below. In the following description of the modified examples, the same or equivalent elements as those of the present embodiment will be designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

【０１０６】本実施形態では、レーザ光源１６７Ａとし
てＤＦＢ半導体レーザを使用したが、分布ブラッグ反射
型の半導体レーザ（ＤＢＲ半導体レーザ）や、外部共振
器制御の半導体レーザを使用することもできる。In this embodiment, the DFB semiconductor laser is used as the laser light source 167A, but a distributed Bragg reflection type semiconductor laser (DBR semiconductor laser) or an external resonator controlled semiconductor laser can also be used.

【０１０７】また、本実施形態では、光増幅部１６１Ａ
を、Ｙｂ添加の増幅用光ファイバ１７５Ａを双方向励起
する光ファイバ増幅器として構成したが、前方向励起の
みとしてもよいし、後方向励起のみとしてもよい。ま
た、光ファイバ増幅器を直列に複数接続する構成として
もよい。また、増幅光や励起光の強度が大きく、光結合
素子としてのＷＤＭを使用したのでは破壊のおそれがあ
る場合には、十分に導波断面積が大きな光結合素子を使
用することができる。また、光増幅媒体として、Ｙｂ添
加の増幅用光ファイバに代えて、Ｙｂが高濃度に添加さ
れたガラス体を使用し、このガラス体に励起光を照射す
ることにしてもよい。さらに、光増幅器として半導体光
増幅器を使用してもよい。Further, in this embodiment, the optical amplifier 161A is used.
Is configured as an optical fiber amplifier that bidirectionally pumps the Yb-doped amplification optical fiber 175A, but it may be only forward pumping or only backward pumping. Alternatively, a plurality of optical fiber amplifiers may be connected in series. In addition, if the intensity of the amplified light or the excitation light is high and the use of WDM as the optical coupling element may cause damage, an optical coupling element having a sufficiently large waveguide cross-sectional area can be used. Further, as the optical amplification medium, a glass body in which Yb is added at a high concentration may be used instead of the Yb-doped amplification optical fiber, and the glass body may be irradiated with excitation light. Further, a semiconductor optical amplifier may be used as the optical amplifier.

【０１０８】また、本実施形態では、１段目の波長変換
器１８１Ａにおける非線形光学素子２０１として、ＰＰ
ＬＮ結晶を使用したが、ＰＰＬＮ結晶と同様にＱＡＭに
より位相整合を行う周期的ドメイン反転ＬＴ（ＬｉＴａ
Ｏ₃）結晶（ＰＰＬＴ結晶）、周期的ドメイン反転ＫＴ
Ｐ（ＫＴｉＯＰＯ₄）結晶（ＰＰＫＴＰ結晶）、及び応
力利用により周期的ドメイン反転構造が形成された水晶
（以下、「水晶ＱＰＭ素子」という）を採用することも
できる。Further, in this embodiment, as the nonlinear optical element 201 in the wavelength converter 181A of the first stage, PP is used.
Although an LN crystal was used, a periodic domain inversion LT (LiTa) that performs phase matching by QAM like the PPLN crystal was used.
O ₃ ) crystal (PPLT crystal), periodic domain inversion KT
It is also possible to adopt a P (KTiOPO ₄ ) crystal (PPKTP crystal) and a crystal in which a periodic domain inversion structure is formed by utilizing stress (hereinafter, referred to as “crystal QPM element”).

【０１０９】また、本実施形態では、２段目の波長変換
器１８２における非線形光学素子２０２として、ＫＡＢ
結晶を使用したが、ＢＢＯ（β−ＢａＢ₂Ｏ₄）結晶又は
ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ₆Ｏ₁₀）結晶を使用することも可
能である。なお、ＣＬＢＯ結晶やＢＢＯ結晶の潮解性が
問題となる場合には、周囲雰囲気を窒素や乾燥空気など
でパージしたり、ＣＬＢＯ結晶やＢＢＯ結晶を高温に温
度調節してやればよい。Further, in the present embodiment, as the nonlinear optical element 202 in the second stage wavelength converter 182, the KAB is used.
Although crystals were used, it is also possible to use BBO (β-BaB ₂ O ₄ ) crystals or CLBO (CsLiB ₆ O ₁₀ ) crystals. When the deliquescent property of the CLBO crystal or the BBO crystal becomes a problem, the ambient atmosphere may be purged with nitrogen or dry air, or the temperature of the CLBO crystal or the BBO crystal may be adjusted to a high temperature.

【０１１０】また、波長変換器１８２では、アクチュエ
ータ付ミラーの配置位置は、図７におけるアクチエータ
付ミラー２１４の位置に限定されず、共振器２１０Ａを
構成する他のミラー要素２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ
のいずれかの位置にアクチュエータ付ミラーを配置して
もよい。In the wavelength converter 182, the arrangement position of the mirror with actuator is not limited to the position of the mirror 214 with actuator in FIG. 7, but other mirror elements 211A, 212A, 213A constituting the resonator 210A.
The mirror with actuator may be arranged at any of the positions.

【０１１１】また、波長変換器１８２を、図９に示され
る構成とすることも可能である。すなわち、非線形光学
素子２０２に代えて、ＫＡＢ結晶の光入射面に反射防止
膜をコート（ＡＲコート）した上で、入射光に対して垂
直となるようした非線形光学素子２０２’を採用すると
ともに、Hansch-Couilland法を用いる光路長調整器２２
０Ａに代えて、位相変調器２４１Ａ、光検出器２４２
Ａ、及び制御回路２４３Ａを配置し、「R.W.P.Drever e
t. al.: Appl. Phys. B 31, 97-105(1983)」に記載され
ている光路長調整方法（以下、「Pound-Drever法」とい
う）により、アクチュエータ付ミラー２１４Ａを制御し
て、共振器２１０Ａの内部光路長を調整してもよい。な
お、図９の非線形光学素子（非線形光学結晶）２０２’
のように光が垂直入射する場合、共振器への入射光は、
Ｐ偏光及びＳ偏光のいずれでもよい。ただし、ミラーの
反射率がＳ偏光の方が若干よいので、Ｓ偏光とすること
が一般的である。また、図９の構成において、非線形光
学素子２０２’を本実施形態で使用した非線形光学素子
２０２とすることも可能である。すなわち、共振光路長
の調整には、Hansch-Couilland法及びPound-Drever法の
いずれも採用することができる。Further, the wavelength converter 182 can also be configured as shown in FIG. That is, in place of the non-linear optical element 202, a non-linear optical element 202 ′ is adopted in which the light incident surface of the KAB crystal is coated with an antireflection film (AR coat) and is made perpendicular to the incident light. Optical path length adjuster 22 using Hansch-Couilland method
Instead of 0A, a phase modulator 241A, a photodetector 242
A and the control circuit 243A are arranged, and “RWP Drever e
t. al .: Appl. Phys. B 31, 97-105 (1983) ”, the optical path length adjustment method (hereinafter, referred to as“ Pound-Drever method ”) is used to control the mirror 214A with an actuator. The internal optical path length of the resonator 210A may be adjusted. The nonlinear optical element (nonlinear optical crystal) 202 ′ shown in FIG.
When the light is vertically incident as in, the incident light to the resonator is
Either P-polarized light or S-polarized light may be used. However, since the reflectance of the mirror is slightly better for S-polarized light, S-polarized light is generally used. Further, in the configuration of FIG. 9, the non-linear optical element 202 ′ may be the non-linear optical element 202 used in this embodiment. That is, either the Hansch-Couilland method or the Pound-Drever method can be used to adjust the resonant optical path length.

【０１１２】また、本実施形態では、３段目の波長変換
器１８３における非線形光学素子２０３として、ＫＡＢ
結晶を使用したが、ＢＢＯ（β−ＢａＢ₂Ｏ₄）結晶を使
用することも可能である。なお、ＢＢＯ結晶の潮解性が
問題となる場合には、上述の波長変換器１８２の場合と
同様に、周囲雰囲気を窒素や乾燥空気などで置換した
り、ＢＢＯ結晶の温度を高温に調節してやればよい。Further, in this embodiment, as the nonlinear optical element 203 in the wavelength converter 183 of the third stage, KAB is used.
Although crystals were used, it is also possible to use BBO (β-BaB ₂ O ₄ ) crystals. When the deliquescent property of the BBO crystal becomes a problem, as in the case of the wavelength converter 182 described above, the ambient atmosphere may be replaced with nitrogen or dry air, or the temperature of the BBO crystal may be adjusted to a high temperature. Good.

【０１１３】また、本実施形態の波長変換器１８３で
は、基本波の共振器２１０Ｂの形成用に、非線型光学結
晶２０３の入射側に部分反射ミラー２１１Ｂを配置する
とともに、４倍波の共振器２１０Ｃの形成用に、非線型
光学結晶２０３の入射側に部分反射ミラー２１１Ｃをそ
れぞれ配置したが、部分反射ミラー２１１Ｂ及び部分反
射ミラー２１１Ｃに代えて、２波長対応のＡＲコートを
施した一枚の部分反射ミラーを使用したり、２枚の半月
状の部分反射ミラーを貼り合わせて作成した一枚の部分
反射ミラーを使用することができる。また、基本波の共
振器２１０Ｂの形成用に、非線型光学結晶２０３の射出
側にミラー２１２Ｂを配置するとともに、４倍波の共振
器２１０Ｃの形成用に、非線型光学結晶２０３の射出側
にミラー２１２Ｃを配置したが、部分反射ミラー２１２
Ｂ及び部分反射ミラー２１２Ｃに代えて、２波長対応の
ＡＲコートを施した一枚の部分反射ミラーを使用した
り、２枚の半月上の部分反射ミラーを貼り合わせて作成
した一枚の部分反射ミラーを使用するができる。Further, in the wavelength converter 183 of this embodiment, the partial reflection mirror 211B is arranged on the incident side of the nonlinear optical crystal 203 for forming the fundamental wave resonator 210B, and the fourth harmonic wave resonator is formed. Although 210 C of partial reflection mirrors were each arrange | positioned at the incident side of the nonlinear optical crystal 203 for formation of 210C, it replaced with the partial reflection mirror 211B and the partial reflection mirror 211C, and the AR coat corresponding to 2 wavelengths was given to one piece. A partial reflection mirror can be used, or a single partial reflection mirror made by bonding two half-moon shaped partial reflection mirrors can be used. Further, a mirror 212B is arranged on the exit side of the nonlinear optical crystal 203 for forming the resonator 210B of the fundamental wave, and an exit side of the nonlinear optical crystal 203 is formed for forming the resonator 210C of the fourth harmonic. Although the mirror 212C is arranged, the partial reflection mirror 212
In place of B and the partial reflection mirror 212C, one piece of partial reflection mirror having an AR coating corresponding to two wavelengths is used, or one piece of partial reflection made by bonding two pieces of half-moon-long partial reflection mirror You can use a mirror.

【０１１４】また、本実施形態の波長変換器１８３で
は、基本波の共振器２１０Ｂ及び４倍波の共振器２１０
Ｃの共振光路長調整にHansch-Couilland法を採用した
が、少なくとも一方の共振光路長調整にPound-Drever法
を採用することも可能である。In the wavelength converter 183 of this embodiment, the fundamental wave resonator 210B and the fourth harmonic wave resonator 210 are used.
Although the Hansch-Couilland method is adopted for the C resonance optical path length adjustment, it is also possible to adopt the Pound-Drever method for at least one resonance optical path length adjustment.

【０１１５】また、波長変換器１８３を、図１０に示さ
れる構成とすることができる。すなわち、非線形光学素
子２０３に代えて、ＫＡＢ結晶の光入射面に反射防止膜
をコート（ＡＲコート）した上で、入射光に対して垂直
となるようした非線形光学素子２０３’を採用するとと
もに、プリズム２１７₁，２１７₂を用いて、非線形光学
素子２０３’中における基本波の光路と４倍波の光路を
同軸化する構成とすることもできる。なお、プリズムを
使用しているので、共振器への入射光をＰ偏光としてお
く必要がある。このため、必要に応じて波長板等の偏光
制御素子が配置される。Further, the wavelength converter 183 can be configured as shown in FIG. That is, in place of the non-linear optical element 203, a non-linear optical element 203 'is adopted in which the light incident surface of the KAB crystal is coated with an antireflection film (AR coating) and then is made perpendicular to the incident light. By using the prisms 217 ₁ and 217 ₂ , the optical path of the fundamental wave and the optical path of the fourth harmonic wave in the nonlinear optical element 203 ′ can be made coaxial. Since a prism is used, it is necessary to make the incident light on the resonator P-polarized. Therefore, a polarization control element such as a wave plate is arranged as necessary.

【０１１６】さらに、図１１に示されるように、図１０
の構成におけるＫＡＢ結晶２０３’の機能とプリズム２
１７₁，２１７₂の機能とを集約させたＫＡＢ結晶２０
３”を使用した構成としてもよい。また、図１１に構成
において、Hansch-Couilland法に代えてPound-Drever法
を採用してもよい。この場合には、ＫＡＢ結晶２０３”
に更に位相変調機能を持たせることもできる。なお、上
記結晶がブリュースターカットされているので、当該結
晶への入射光はＰ偏光とすることが必要となる。このた
め、必要に応じて波長板等の偏光制御素子が配置され
る。Furthermore, as shown in FIG.
Of the KAB crystal 203 'and the prism 2 in the configuration of
KAB crystal 20 that combines the functions of 17 ₁ and 217 ₂
3 "may be used. Further, in the structure shown in FIG. 11, the Pound-Drever method may be adopted instead of the Hansch-Couilland method. In this case, the KAB crystal 203" is used.
Can also have a phase modulation function. Since the crystal is Brewster-cut, the incident light on the crystal needs to be P-polarized. Therefore, a polarization control element such as a wave plate is arranged as necessary.

【０１１７】また、本実施形態の波長変換器１８３で
は、基本波の共振器２１０Ｂ及び４倍波の共振器２１０
Ｃが形成される構成としたが、図１２に示されるよう
に、基本波の共振器２１０Ｂのみが形成される構成とす
ることもできる。また、４倍波の共振器２１０Ｃのみが
形成される構成とすることもできる。これらの場合にお
いても、共振光路長の調整には、Hansch-Couilland法及
びPound-Drever法のいずれを採用してもよい。In the wavelength converter 183 of this embodiment, the fundamental wave resonator 210B and the fourth harmonic wave resonator 210 are used.
Although C is formed, as shown in FIG. 12, it is also possible to form only the fundamental wave resonator 210B. It is also possible to adopt a configuration in which only the fourth-harmonic resonator 210C is formed. In these cases, either the Hansch-Couilland method or the Pound-Drever method may be adopted to adjust the resonance optical path length.

【０１１８】また、本実施形態では、ビームモニタ機構
１６４において、エタロン素子を用いて入射波長をモニ
タしたが、ヨウ素等の吸収セルを用いて入射波長をモニ
タすることもできる。さらに、吸収セルによる入射光の
絶対波長を検出し、エタロン素子の特性の較正を行うこ
ととすることもできる。Further, in the present embodiment, in the beam monitor mechanism 164, the incident wavelength is monitored by using the etalon element, but it is also possible to monitor the incident wavelength by using an absorption cell such as iodine. Further, it is also possible to detect the absolute wavelength of the incident light from the absorption cell and calibrate the characteristics of the etalon element.

【０１１９】また、本実施形態では、ビームモニタ機構
１６４によって、２倍波の波長をモニタしたが、基本
波、４倍波、及び５倍波の波長のいずれをモニタするよ
うにしてもよい。なお、吸収セルを使用する場合には、
モニタ対象光の波長に応じて吸収セルの種類を適宜選択
することは勿論である。また、モニタ位置は、モニタ対
象の波長の光が進行している位置であれば、どの位置に
設定してもよい。どこであってもよい。Further, in the present embodiment, the beam monitor mechanism 164 monitors the wavelength of the second harmonic, but any wavelength of the fundamental wave, the fourth harmonic, and the fifth harmonic may be monitored. When using an absorption cell,
It goes without saying that the type of absorption cell is appropriately selected according to the wavelength of the light to be monitored. Further, the monitor position may be set to any position as long as the light of the wavelength to be monitored is traveling. It can be anywhere

【０１２０】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態に係る露光装置について説明する。この露光装
置は、第１の実施形態の露光装置と比べて、波長変換部
の構成のみが異なる。そこで、この点に着目して説明す
る。なお、以下の本実施形態の説明においては、第１の
実施形態と同一又は同等の要素には同一の番号を付し、
重複する説明を省略する。<< Second Embodiment >> Next, an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. This exposure apparatus is different from the exposure apparatus of the first embodiment only in the configuration of the wavelength conversion unit. Therefore, this point will be focused on in the description. In the following description of the present embodiment, the same or equivalent elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals,
A duplicate description will be omitted.

【０１２１】本実施形態の波長変換部１６３Ｂは、図１
３に示されるように、前述した図４に示される第１の実
施形態の波長変換部１６３Ａと比べて、１段目の波長変
換器１８１Ａに代えて波長変換器１８１Ｂを使用する
点、及び、波長変換器１８１Ａが、基本波Ｌ（ω）と２
倍波Ｌ（２ω）とを分離して射出することに伴い、第１
の実施形態におけるダイクロイックミラー１９６を使用
せずに、基本波Ｌ（ω）の光路上にミラー１９６’が配
置される点が異なる。The wavelength conversion section 163B of this embodiment is similar to that shown in FIG.
3, the point that a wavelength converter 181B is used instead of the wavelength converter 181A of the first stage, as compared with the wavelength converter 163A of the first embodiment shown in FIG. 4 described above, and The wavelength converter 181A uses the fundamental wave L (ω) and 2
With the separation and emission of the harmonic L (2ω), the first
The difference is that a mirror 196 ′ is arranged on the optical path of the fundamental wave L (ω) without using the dichroic mirror 196 in the above embodiment.

【０１２２】本実施形態の１段目の波長変換器１８１Ｂ
は、図１４に示されるように、非線形光学素子２０１、
部分反射ミラー２１１Ｄ、ダイクロイックミラー２１２
Ｄ、ミラー２１３Ｄ、アクチュエータ付ミラー２１４
Ｄ、光路長調整器２２０Ｄ、部分反射ミラー２１６を含
んで構成されている。ここで、部分反射ミラー２１１
Ｄ、ダイクロイックミラー２１２Ｄ、ミラー２１３Ｄ、
及びアクチュエータ付ミラー２１４Ｄによって、基本波
に関する共振器２１０Ｄが構成されており、この共振器
２１０Ｄ内の光路上（より詳しくは、部分反射ミラー２
１１Ｄとダイクロイックミラー２１２Ｄとの間の光路
上）に非線形光学素子２０１が配置されている。The first stage wavelength converter 181B of the present embodiment
Is a nonlinear optical element 201, as shown in FIG.
Partial reflection mirror 211D, dichroic mirror 212
D, mirror 213D, actuator-equipped mirror 214
D, an optical path length adjuster 220D, and a partial reflection mirror 216. Here, the partial reflection mirror 211
D, dichroic mirror 212D, mirror 213D,
The resonator 210D for the fundamental wave is constituted by the actuator-equipped mirror 214D, and on the optical path in the resonator 210D (more specifically, the partial reflection mirror 2
A non-linear optical element 201 is arranged on the optical path between 11D and the dichroic mirror 212D.

【０１２３】部分反射ミラー２１１Ｄの基本波の波長の
光に関する透過率は、共振器２１０Ｄ内における基本波
の損失量に応じて定められている。また、ダイクロイッ
クミラー２１２Ｄは、基本波の波長の光を高い反射率で
反射するとともに、２倍波Ｌ（２ω）の波長の光を高い
透過率で透過する。また、アクチュエータ付ミラー２１
４Ｄは、基本波の波長の光を高い反射率で反射する。な
お、アクチュエータ付ミラー２１４Ｄにおけるアクチュ
エータとしては、アクチュエータ付ミラー２１４Ａの場
合と同様に、ピエゾ素子又はボイスコイルモータが用い
られている。The transmittance of the partial reflection mirror 211D with respect to the light of the fundamental wave wavelength is determined according to the loss amount of the fundamental wave in the resonator 210D. Further, the dichroic mirror 212D reflects light of the fundamental wave wavelength with high reflectance and transmits light of the second harmonic L (2ω) wavelength with high transmittance. In addition, the mirror with actuator 21
4D reflects light of the wavelength of the fundamental wave with high reflectance. As the actuator in the actuator-equipped mirror 214D, a piezo element or a voice coil motor is used as in the actuator-equipped mirror 214A.

【０１２４】光路長調整器２２０Ｄは、Pound-Drever法
により共振器２１０Ｄの内部光路長を調整している。た
だし、結晶に入射する光が垂直入射するのでなければ、
Hansch-Couilland法を用いてもよい。The optical path length adjuster 220D adjusts the internal optical path length of the resonator 210D by the Pound-Drever method. However, unless the light incident on the crystal is vertically incident,
The Hansch-Couilland method may be used.

【０１２５】ここで、波長変換器１８１Ｂにおける２倍
波Ｌ（２ω）の生成、並びに２倍波Ｌ（２ω）及び基本
波Ｌ（ω）の射出について、その概略を説明する。Here, the outline of the generation of the second harmonic L (2ω) and the emission of the second harmonic L (2ω) and the fundamental wave L (ω) in the wavelength converter 181B will be described.

【０１２６】前述した光増幅部１６１Ａからの基本波Ｌ
２が、部分反射ミラー２１１Ｄを介して共振器２１０Ｄ
内に入射すると、その基本波は共振器２１０Ｄ内を、部
分反射ミラー２１１Ｄ→ダイクロイックミラー２１２Ｄ
→アクチエータ付ミラー２１４Ｄ→ミラー２１３Ｄ→部
分反射ミラー２１１Ｄ→ダイクロイックミラー２１２Ｄ
→…の順で循環する。かかる循環において、ミラー２１
３Ｄで反射される光の共振誤差が、光検出器２４２Ｄに
よって検出される。そして、制御回路２４３Ｄが、循環
している光が共振するように、アクチュエータ付ミラー
２１４Ｄを制御して、共振器２１０Ｄの内部光路長を調
整する。The fundamental wave L from the above-mentioned optical amplifier 161A
2 is a resonator 210D via a partial reflection mirror 211D.
When it is incident on the inside, the fundamental wave moves inside the resonator 210D, and the partial reflection mirror 211D → the dichroic mirror 212D.
-> Actuator mirror 214D-> Mirror 213D-> Partial reflection mirror 211D-> Dichroic mirror 212D
→ ... cycle in order. In this circulation, the mirror 21
The resonance error of the light reflected by 3D is detected by the photodetector 242D. Then, the control circuit 243D controls the mirror 214D with an actuator to adjust the internal optical path length of the resonator 210D so that the circulating light resonates.

【０１２７】こうして共振条件が満たされた共振器２１
０Ｄにおいては、基本波の光パワーが非常に大きなもの
となる。かかる光パワーが非常に大きな基本波が、非線
形光学素子２０１を通過することにより、高効率で２倍
波Ｌ（２ω）が生成される。生成された２倍波Ｌ（２
ω）は、ダイクロイックミラー２１２Ｄを通過して、波
長変換器１８１Ｂから射出される。The resonator 21 satisfying the resonance condition in this way
At 0D, the optical power of the fundamental wave becomes very large. The fundamental wave having such an extremely high optical power passes through the nonlinear optical element 201, so that the second harmonic L (2ω) is generated with high efficiency. The generated second harmonic L (2
ω) passes through the dichroic mirror 212D and is emitted from the wavelength converter 181B.

【０１２８】一方、共振器２１０Ｄ内を循環する基本波
が、部分反射ミラー２１１Ｄに入射すると、その一部が
部分反射ミラー２１１Ｄを透過し、ミラー２１６によっ
て反射され、波長変換器１８１Ｂから射出される。On the other hand, when the fundamental wave circulating in the resonator 210D enters the partial reflection mirror 211D, a part of the fundamental wave passes through the partial reflection mirror 211D, is reflected by the mirror 216, and is emitted from the wavelength converter 181B. .

【０１２９】こうして、２倍波Ｌ（２ω）が波長変換器
１８１Ｂにおいて生成されるとともに、２倍波Ｌ（２
ω）及び基本波Ｌ（ω）が、波長変換器１８１Ｂから射
出される。Thus, the second harmonic L (2ω) is generated in the wavelength converter 181B and the second harmonic L (2ω) is generated.
ω) and the fundamental wave L (ω) are emitted from the wavelength converter 181B.

【０１３０】図１３に戻り、波長変換器１８１Ｂから射
出された基本波Ｌ（ω）は、ミラー１９６’、ミラー１
９７及び集光レンズ１８９を順次介した後、３段目の波
長変換器１８３に入射する。Returning to FIG. 13, the fundamental wave L (ω) emitted from the wavelength converter 181B is reflected by the mirror 196 'and the mirror 1'.
After sequentially passing through 97 and the condenser lens 189, the light enters the third stage wavelength converter 183.

【０１３１】また、波長変換器１８１Ｂから射出された
２倍波Ｌ（２ω）は、第１の実施形態と同様に、光分離
素子ＢＳに入射して２分岐され、２倍波Ｌ’（２ω）が
集光レンズ１８７を介して次段の波長変換器１８２に入
射し、２倍波Ｌ”（２ω）がビームモニタ機構１６４に
入射する。このビームモニタ機構１６４にモニタ結果に
基づいて、レーザ制御装置１６ｂによるＤＦＢ半導体レ
ーザ光源１６７Ａの射出波長の制御が、第１の実施形態
の場合と同様にして行われる。The second-harmonic wave L (2ω) emitted from the wavelength converter 181B enters the optical separation element BS and is branched into two, as in the first embodiment. ) Is incident on the wavelength converter 182 at the next stage through the condenser lens 187, and the second harmonic L ″ (2ω) is incident on the beam monitor mechanism 164. Based on the monitor result, the laser is detected by the beam monitor mechanism 164. The control of the emission wavelength of the DFB semiconductor laser light source 167A by the control device 16b is performed in the same manner as in the case of the first embodiment.

【０１３２】２倍波Ｌ’（２ω）が波長変換器１８２に
入射すると、第１の実施形態の場合と同様にして、第２
高調波発生により波長２８２ｎｍの４倍波Ｌ（４ω）が
発生する。引き続き、この４倍波Ｌ（４ω）が、集光レ
ンズ１８８、ミラー１９８、及びミラー１９９を順次介
して、３段目の波長変換器１８３に入射する。そして、
４倍波Ｌ（４ω）及び上述した波長変換器１８１Ｂから
射出された基本波Ｌ（ω）が波長変換器１８３に入射す
ると、第１の実施形態の場合と同様にして、波長変換器
１８３において、基本波と４倍波との和周波発生により
波長１９３ｎｍの５倍波Ｌ（５ω）が発生する。When the second harmonic L ′ (2ω) is incident on the wavelength converter 182, the second wave L ′ (2ω) is input to the second converter in the same manner as in the first embodiment.
The harmonic generation generates a fourth harmonic L (4ω) having a wavelength of 282 nm. Subsequently, the fourth harmonic L (4ω) is incident on the wavelength converter 183 in the third stage through the condenser lens 188, the mirror 198, and the mirror 199 in order. And
When the fourth harmonic L (4ω) and the fundamental wave L (ω) emitted from the wavelength converter 181B described above enter the wavelength converter 183, the wavelength converter 183 operates in the same manner as in the first embodiment. The fifth harmonic L (5ω) having a wavelength of 193 nm is generated by the sum frequency generation of the fundamental wave and the fourth harmonic.

【０１３３】本実施形態の露光装置においても、第１の
実施形態と同様にして、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。Also in the exposure apparatus of this embodiment, as in the first embodiment, the reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W by the step-and-scan method.

【０１３４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、波長変換部１６３Ｂにおける第１段目の波長変換器
１８１Ｂをも、共振器構造を有する構成としたので、第
１の実施形態と比べて更に効率的に波長１９３ｎｍの連
続光を発生することができる。As described above, according to the present embodiment, the wavelength converter 181B at the first stage in the wavelength converter 163B also has a resonator structure, which is a comparison with the first embodiment. Therefore, continuous light with a wavelength of 193 nm can be generated more efficiently.

【０１３５】また、本実施形態の露光装置によれば、第
１の実施形態の場合と同様にして、走査露光にあたって
高輝度の照明光ＩＬをレチクルＲに照射できるので、レ
チクルＲに形成されたパターンを精度良く効率的にウエ
ハＷに転写することができる。Further, according to the exposure apparatus of the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the reticle R can be irradiated with the high-luminance illumination light IL for scanning exposure, so that the reticle R is formed. The pattern can be transferred onto the wafer W accurately and efficiently.

【０１３６】なお、本実施形態では、波長変換器１８１
Ｂにおいて、Pound-Drever法を用いて共振器２１０Ｄ内
の光路長を調整したが、結晶がブリュースターカットさ
れている場合には、図１５に示されるように、Hansch-C
ouilland法を用いて共振器２１０Ｄ内の光路長を調整し
てもよい。このとき、光路長調整器２２０Ｄをミラー２
１２Ｄ，２１３Ｄ，２１４Ｄ等の後に配置してもよい。
また、光路長調整器２２０Ｄは図７中の光路長調整器２
２０Ａと同一構成となる。In the present embodiment, the wavelength converter 181
In B, the optical path length inside the resonator 210D was adjusted using the Pound-Drever method, but when the crystal is Brewster-cut, as shown in FIG. 15, the Hansch-C
The optical path length in the resonator 210D may be adjusted using the ouilland method. At this time, the optical path length adjuster 220D is set to the mirror 2
You may arrange | position after 12D, 213D, 214D etc.
Further, the optical path length adjuster 220D is the optical path length adjuster 2 in FIG.
It has the same configuration as 20A.

【０１３７】また、本実施形態では、非線形光学素子２
０１としてＰＰＬＮ結晶を使用したが、第１の実施形態
の場合と同様に、ＰＰＬＴ結晶、ＰＰＫＴＰ結晶、水晶
ＱＰＭ素子を採用することができる。さらに、ＬＢＯ
（ＬｉＢ₃Ｏ₅）結晶、ＧｄＣＯＢ（ＧｄＣａ₄Ｏ（Ｂ
Ｏ₃）₃）結晶、ＧｄＹＣＯＢ（Ｇｄ_XＹ_1-XＣａ₄Ｏ（Ｂ
Ｏ₃）₃）結晶等も採用することもできる。In the present embodiment, the nonlinear optical element 2
Although the PPLN crystal was used as 01, a PPLT crystal, a PPKTP crystal, and a crystal QPM element can be adopted as in the case of the first embodiment. In addition, LBO
(LiB ₃ O ₅ ) crystal, GdCOB (GdCa ₄ O (B
O ₃ ) ₃ ) crystal, GdYCOB (Gd _X Y _1-X Ca ₄ O (B
O ₃ ) ₃ ) crystals and the like can also be adopted.

【０１３８】また、本実施形態では、上述した第１実施
形態に対して可能なレーザ光源１６７Ａ、光増幅部１６
１Ａ、波長変換器１８２、及び波長変換器１８３それぞ
れに対する変形と同様の変形が可能である。さらに、本
実施形態では、上述した第１実施形態に対して可能なビ
ームモニタ機構によるモニタ対象光に関する変形と同様
の変形が可能である。Further, in the present embodiment, the laser light source 167A and the optical amplification section 16 which are available in the first embodiment described above are available.
The same modifications as those for 1A, the wavelength converter 182, and the wavelength converter 183 are possible. Further, in this embodiment, the same modification as the modification of the light to be monitored by the beam monitor mechanism that is possible with respect to the first embodiment described above is possible.

【０１３９】《第３の実施形態》次に、本発明の第３の
実施形態に係る露光装置について説明する。この露光装
置は、第１又は第２の実施形態の露光装置と比べて、波
長変換部の構成のみが異なる。そこで、この点に着目し
て説明する。なお、以下の本実施形態の説明において
は、第１又は第２の実施形態と同一又は同等の要素には
同一の番号を付し、重複する説明を省略する。<< Third Embodiment >> Next, an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. This exposure apparatus is different from the exposure apparatus of the first or second embodiment only in the configuration of the wavelength conversion unit. Therefore, this point will be focused on in the description. In the following description of the present embodiment, the same or equivalent elements as those in the first or second embodiment will be denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

【０１４０】本実施形態の波長変換部１６３Ｃは、図１
６に示されるように、第１の実施形態の波長変換部と比
べて、１段目の波長変換器１８１Ａに代えて２倍波のみ
を射出する波長変換器１８１Ｃを使用する点、及び、光
増幅部１６１Ａと波長変換器１８１Ｃとの間の光路上に
部分反射ミラー１９６”が配置される点が異なる。The wavelength conversion section 163C of this embodiment is similar to that shown in FIG.
6, as compared with the wavelength converter of the first embodiment, the wavelength converter 181C that emits only the second harmonic wave is used instead of the wavelength converter 181A of the first stage, and The difference is that a partial reflection mirror 196 ″ is arranged on the optical path between the amplification unit 161A and the wavelength converter 181C.

【０１４１】本実施形態の１段目の波長変換器１８１Ｃ
は、図１７に示されるように、ブリュースターカットさ
れた非線形光学結晶から成る非線形光学素子２０１’、
部分反射ミラー２１１Ｄ、ダイクロイックミラー２１２
Ｄ、ミラー２１３Ｄ、アクチュエータ付ミラー２１４
Ｄ、光路長調整器２２０Ｄ、部分反射ミラー２１６を含
んで構成されている。ここで、第２実施形態の場合と同
様に、部分反射ミラー２１１Ｄ、ダイクロイックミラー
２１２Ｄ、及びアクチュエータ付ミラー２１４Ｄによっ
て、基本波に関する共振器２１０Ｄが構成されており、
この共振器２１０Ｄ内の光路上に非線形光学素子２０
１’が配置されている。この波長変換器１８１Ｃでは、
上述した第２の実施形態の波長変換器１８１Ｂと同様に
して、２倍波Ｌ（２ω）が生成される。The first stage wavelength converter 181C of the present embodiment
As shown in FIG. 17, is a nonlinear optical element 201 ′ composed of a Brewster-cut nonlinear optical crystal,
Partial reflection mirror 211D, dichroic mirror 212
D, mirror 213D, actuator-equipped mirror 214
D, an optical path length adjuster 220D, and a partial reflection mirror 216. Here, as in the case of the second embodiment, the partial reflection mirror 211D, the dichroic mirror 212D, and the actuator-equipped mirror 214D constitute a resonator 210D for the fundamental wave.
The nonlinear optical element 20 is placed on the optical path in the resonator 210D.
1'is placed. In this wavelength converter 181C,
The second harmonic L (2ω) is generated in the same manner as the wavelength converter 181B of the second embodiment described above.

【０１４２】以下、本実施形態の波長変換部１６３Ｃに
おける５倍波の生成について説明する。The generation of the fifth harmonic in the wavelength converter 163C of this embodiment will be described below.

【０１４３】図１６に示されるように、光増幅部１６１
Ａからの基本波Ｌ２が波長変換部１６３Ｃに入射する
と、集光レンズ１８６を介した後、部分反射ミラー１９
６”により、基本波Ｌ２が基本波Ｌ（ω）と基本波Ｌ’
（ω）とに２分岐される。これら２分岐された光のう
ち、基本波Ｌ（ω）は、ミラー１９７及び集光レンズ１
８９を順次介したのち、３段目の波長変換器１８３に入
射する。一方、基本波Ｌ’（ω）は、波長変換器１８１
Ｃに入射する。As shown in FIG. 16, the optical amplification section 161.
When the fundamental wave L2 from A enters the wavelength conversion unit 163C, it passes through the condenser lens 186 and then the partial reflection mirror 19
6 ", the fundamental wave L2 becomes the fundamental wave L (ω) and the fundamental wave L '.
(Ω) and two branches. Of these two branched lights, the fundamental wave L (ω) is reflected by the mirror 197 and the condenser lens 1.
After sequentially passing through 89, the light enters the third stage wavelength converter 183. On the other hand, the fundamental wave L ′ (ω) is transmitted by the wavelength converter 181.
It is incident on C.

【０１４４】基本波波長Ｌ’（ω）を入射した波長変換
器１８１Ｃにおいては、上述した第２の実施形態の場合
と同様にして、２倍波Ｌ（２ω）を生成して、２段目の
波長変換器１８２へ向けて射出する。この波長変換器１
８１Ｃから射出された２倍波Ｌ（２ω）は、第１又は第
２の実施形態と同様に、光分離素子ＢＳに入射して２分
岐され、２倍波光Ｌ’（２ω）が集光レンズ１８７を介
して次段の波長変換器１８２に入射し、２倍波Ｌ”（２
ω）がビームモニタ機構１６４に入射する。このビーム
モニタ機構１６４にモニタ結果に基づいて、レーザ制御
装置１６ｂによるＤＦＢ半導体レーザ光源１６７Ａの射
出波長の制御が、第１又は第２の実施形態の場合と同様
にして行われる。In the wavelength converter 181C to which the fundamental wave wavelength L '(ω) is incident, the second harmonic L (2ω) is generated in the same manner as in the above-described second embodiment, and the second stage L (2ω) is generated. To the wavelength converter 182. This wavelength converter 1
The second-harmonic wave L (2ω) emitted from 81C enters the light separation element BS and is branched into two, as in the first or second embodiment, and the second-harmonic light L ′ (2ω) is collected by the condenser lens. It is incident on the wavelength converter 182 of the next stage via 187 and enters the second harmonic L ″ (2
ω) enters the beam monitor mechanism 164. Based on the monitoring result by the beam monitor mechanism 164, the emission wavelength of the DFB semiconductor laser light source 167A is controlled by the laser control device 16b in the same manner as in the first or second embodiment.

【０１４５】２倍波Ｌ’（２ω）が波長変換器１８２に
入射すると、第１又は第２の実施形態の場合と同様にし
て、第２高調波発生により４倍波Ｌ（４ω）が発生し、
この４倍波Ｌ（４ω）が、集光レンズ１８８、ミラー１
９８、及びミラー１９９を順次介して、３段目の波長変
換器１８３に入射する。そして、４倍波Ｌ（４ω）及び
上述した部分反射ミラー１９６”から射出された基本波
Ｌ（ω）とが波長変換器１８３に入射すると、第１又は
第２の実施形態の場合と同様にして、波長変換器１８３
において、基本波と４倍波との和周波発生により基本波
の５倍波Ｌ（５ω）が発生する。When the second harmonic L '(2ω) is incident on the wavelength converter 182, the fourth harmonic L (4ω) is generated by the second harmonic generation as in the case of the first or second embodiment. Then
This fourth harmonic wave L (4ω) is generated by the condenser lens 188 and the mirror 1.
The light enters the wavelength converter 183 in the third stage through the lens 98 and the mirror 199 in sequence. When the fourth harmonic L (4ω) and the fundamental wave L (ω) emitted from the partial reflection mirror 196 ″ described above enter the wavelength converter 183, the same as in the case of the first or second embodiment. Wavelength converter 183
In, the fifth harmonic L (5ω) of the fundamental wave is generated by the sum frequency generation of the fundamental wave and the fourth harmonic.

【０１４６】本実施形態の露光装置においても、第１又
は第２の実施形態と同様にして、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。Also in the exposure apparatus of this embodiment, as in the first or second embodiment, the reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W by the step-and-scan method.

【０１４７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第２の実施形態と同様に、波長変換部１６３Ｂにお
ける第１段目の波長変換器１８１Ｃをも、共振器構造を
有する構成としたので、第１の実施形態と比べて更に効
率的に２１０ｎｍ以下の波長の連続光を発生することが
できる。As described above, according to the present embodiment, similarly to the second embodiment, the first-stage wavelength converter 181C in the wavelength conversion section 163B also has a resonator structure. Therefore, continuous light with a wavelength of 210 nm or less can be generated more efficiently than in the first embodiment.

【０１４８】また、本実施形態の露光装置によれば、第
１又は第２の実施形態の場合と同様にして、走査露光に
あたって高輝度の照明光ＩＬをレチクルＲに照射できる
ので、レチクルＲに形成されたパターンを精度良く効率
的にウエハＷに転写することができる。Further, according to the exposure apparatus of the present embodiment, as in the case of the first or second embodiment, the reticle R can be irradiated with the high-brightness illumination light IL for scanning exposure, so that the reticle R is exposed. The formed pattern can be accurately and efficiently transferred onto the wafer W.

【０１４９】なお、本実施形態では、上述した第２の実
施形態に対して可能な波長変換器１８１Ｂの変形と同様
の共振光路長の調整に関する変形を、波長変換器１８１
Ｃに対して行うことができる。In this embodiment, the same modification as that of the wavelength converter 181B, which is possible with respect to the above-described second embodiment, regarding the adjustment of the resonance optical path length is performed by the wavelength converter 181.
It can be done for C.

【０１５０】また、本実施形態では、上述した第１又は
第２の実施形態に対して可能なレーザ光源１６７Ａ、光
増幅部１６１Ａ、波長変換器１８２、及び波長変換器１
８３それぞれに対する変形と同様の変形が可能である。
さらに、本実施形態では、上述した第１又は第２の実施
形態に対して可能なビームモニタ機構によるモニタ対象
光に関する変形と同様の変形が可能である。Further, in the present embodiment, the laser light source 167A, the optical amplifier 161A, the wavelength converter 182, and the wavelength converter 1 which are possible with respect to the above-described first or second embodiment are provided.
The same modifications as those for each 83 are possible.
Further, in the present embodiment, the same modification as the modification regarding the light to be monitored by the beam monitor mechanism that is possible with respect to the above-described first or second embodiment is possible.

【０１５１】《第４の実施形態》次に、本発明の第４の
実施形態に係る露光装置について説明する。この露光装
置は、第１〜３の実施形態の露光装置と比べて、光源部
１６ａの構成のみが異なる。そこで、この点に着目して
説明する。なお、以下の本実施形態の説明においては、
第１〜３の実施形態と同一又は同等の要素には同一の番
号を付し、重複する説明を省略する。<< Fourth Embodiment >> Next, an exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. This exposure apparatus is different from the exposure apparatuses of the first to third embodiments only in the configuration of the light source unit 16a. Therefore, this point will be focused on in the description. In the following description of the present embodiment,
The same or equivalent elements as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

【０１５２】本実施形態の光源部１６ａは、光発生部１
６９Ｂ、波長変換器１６３Ｄ、及びビームモニタ機構１
６４を備えている。The light source section 16a of this embodiment is the light generation section 1
69B, wavelength converter 163D, and beam monitor mechanism 1
64 is provided.

【０１５３】前記光発生部１６９Ｂは、図１８に示され
るように、連続レーザ光発生器１６０Ａと、該連続レー
ザ光発生器１６０Ａから射出されたレーザ光を２分岐す
る部分反射ミラー１６５と、部分反射ミラー１６５で反
射された光の光路を調整するミラー１６５’とを備えて
いる。また、光発生部１６９Ｂは、部分反射ミラー１６
５を透過した光Ｌ１’を増幅する光増幅部１６１Ａ
₁と、部分反射ミラー１６５で反射された光Ｌ１を増幅
する光増幅部１６１Ａ₂とを備えている。そして、光増
幅部１６１Ａ₁による増幅光Ｌ２’及び光増幅部１６１
Ａ₂よる増幅光Ｌ２という同一波長の２つの光ビームを
波長変換部１６３Ｄに供給されるようになっている。な
お、光増幅部１６１Ａ₁及び光増幅部１６１Ａ₂は、第１
〜３の実施形態における光増幅部１６１Ａ（図３参照）
と同様に構成されている。As shown in FIG. 18, the light generating section 169B includes a continuous laser light generator 160A, a partial reflection mirror 165 which splits the laser light emitted from the continuous laser light generator 160A into two, and a partial reflection mirror 165. And a mirror 165 ′ for adjusting the optical path of the light reflected by the reflection mirror 165. In addition, the light generation unit 169B includes the partial reflection mirror 16
Optical amplification unit 161A that amplifies light L1 ′ that has passed through 5
₁ and an optical amplifier 161A ₂ for amplifying the light L1 reflected by the partial reflection mirror 165. Then, the amplified light L2 ′ by the optical amplifier 161A ₁ and the optical amplifier 161
_Two light beams having the same wavelength, that is, the amplified light L2 by A ₂ are supplied to the wavelength conversion unit 163D. The optical amplification section 161A ₁ and the optical amplification section 161A ₂ are
Optical amplifier 161A in the third to third embodiments (see FIG. 3)
Is configured similarly to.

【０１５４】前記波長変換部１６３Ｄは、図１９に示さ
れるように、図１６に示される第３の実施形態における
波長変換部１６３Ｃと比べて、部分反射ミラー１９６”
及びミラー１９７を使用しない点が異なっている。この
波長変換部１６３Ｄでは、上記の増幅光Ｌ２’が、基本
波Ｌ’（ω）として、集光レンズ１８６のみを介して１
段目の波長変換器１８１Ｃに入射するとともに、上記の
増幅光Ｌ２が、基本波Ｌ（ω）として、集光レンズ１８
９のみを介して３段目の波長変換器１８１Ｃに入射する
ようになっている。As shown in FIG. 19, the wavelength conversion section 163D has a partial reflection mirror 196 ″, as compared with the wavelength conversion section 163C in the third embodiment shown in FIG.
And that mirror 197 is not used. In the wavelength conversion unit 163D, the amplified light L2 ′ described above is converted into a fundamental wave L ′ (ω) through the condenser lens 186 only and the
The amplified light L2 is incident on the wavelength converter 181C at the stage and the condensed lens 18 is generated as the fundamental wave L (ω).
The light is incident on the wavelength converter 181C of the third stage via 9 only.

【０１５５】以下、本実施形態の波長変換部１６３Ｄに
おける５倍波の生成について説明する。The generation of the fifth harmonic in the wavelength converter 163D of this embodiment will be described below.

【０１５６】図１９に示されるように、光増幅部１６１
Ａ₂からの基本波Ｌ（ω）（＝Ｌ２）が波長変換部１６
３Ｄに入射すると、集光レンズ１８９を介した後、波長
変換器１８３に入射する。一方、光増幅部１６１Ａ₁か
らの基本波Ｌ’（ω）（＝Ｌ２’）が波長変換部１６３
Ｄに入射すると、集光レンズ１８６を介した後、波長変
換器１８１Ｃに入射する。As shown in FIG. 19, the optical amplification section 161.
The fundamental wave L (ω) (= L2) from A ₂ is the wavelength conversion unit 16
When entering 3D, it enters the wavelength converter 183 after passing through the condenser lens 189. On the other hand, the fundamental wave L ′ (ω) (= L2 ′) from the optical amplifier 161A ₁ is converted into the wavelength converter 163.
When it enters D, it enters the wavelength converter 181C after passing through the condenser lens 186.

【０１５７】基本波Ｌ’（ω）を入射した波長変換器１
８１Ｃにおいては、上述した第３の実施形態の場合と同
様に、２倍波Ｌ（２ω）の生成して、２段目の波長変換
器１８２へ向けて射出する。この波長変換器１８１Ｃか
ら射出された２倍波Ｌ（２ω）は、第１〜３の実施形態
と同様に、光分離素子ＢＳに入射して２分岐され、光
Ｌ’（２ω）が集光レンズ１８７を介して次段の波長変
換器１８２に入射し、光Ｌ”（２ω）がビームモニタ機
構１６４に入射する。このビームモニタ機構１６４にモ
ニタ結果に基づいて、レーザ制御装置１６ｂによるＤＦ
Ｂ半導体レーザ光源１６７Ａの射出波長の制御が、第１
〜３の実施形態の場合と同様にして行われる。Wavelength converter 1 on which the fundamental wave L '(ω) is incident
In 81C, as in the case of the third embodiment described above, the second harmonic L (2ω) is generated and emitted toward the wavelength converter 182 in the second stage. The second harmonic L (2ω) emitted from the wavelength converter 181C is incident on the light separation element BS and is branched into two, as in the first to third embodiments, and the light L ′ (2ω) is condensed. The light L ″ (2ω) is incident on the wavelength converter 182 at the next stage via the lens 187, and is incident on the beam monitor mechanism 164. The DF by the laser controller 16b is incident on the beam monitor mechanism 164 based on the monitor result.
The control of the emission wavelength of the B semiconductor laser light source 167A is the first
It is performed in the same manner as in the case of the third to third embodiments.

【０１５８】２倍波Ｌ’（２ω）が波長変換器１８２に
入射すると、第１〜３の実施形態の場合と同様にして、
第２高調波発生により４倍波Ｌ（４ω）が発生し、この
４倍波Ｌ（４ω）が、集光レンズ１８８、ミラー１９
８、及びミラー１９９を順次介して、３段目の波長変換
器１８３に入射する。そして、４倍波Ｌ（４ω）及び上
述した基本波Ｌ（ω）とが波長変換器１８３に入射する
と、第１〜３の実施形態の場合と同様にして、波長変換
器１８３において、基本波と４倍波との和周波発生によ
り基本波の５倍波Ｌ（５ω）が発生する。When the second harmonic L ′ (2ω) is incident on the wavelength converter 182, in the same manner as in the first to third embodiments,
The fourth harmonic L (4ω) is generated by the second harmonic generation, and the fourth harmonic L (4ω) is generated by the condenser lens 188 and the mirror 19.
8 and the mirror 199, and enters the wavelength converter 183 in the third stage. When the fourth harmonic L (4ω) and the fundamental wave L (ω) described above are incident on the wavelength converter 183, the fundamental wave is generated in the wavelength converter 183 in the same manner as in the first to third embodiments. The fifth harmonic L (5ω) of the fundamental wave is generated by the sum frequency generation of the fourth harmonic and the fourth harmonic.

【０１５９】本実施形態の露光装置においても、第１又
は第２の実施形態と同様にして、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。Also in the exposure apparatus of this embodiment, as in the first or second embodiment, the reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W by the step-and-scan method.

【０１６０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第２又は第３の実施形態と同様に、波長変換部１６
３Ｄにおける第１段目の波長変換器１８１Ｃをも、共振
器構造を有する構成としたので、第１の実施形態と比べ
て更に効率的に２１０ｎｍ以下の波長の連続光を発生す
ることができる。As described above, according to the present embodiment, the wavelength conversion section 16 is provided as in the second or third embodiment.
Since the first-stage wavelength converter 181C in 3D is also configured to have a resonator structure, continuous light with a wavelength of 210 nm or less can be generated more efficiently than in the first embodiment.

【０１６１】また、本実施形態の露光装置によれば、第
１〜３の実施形態の場合と同様にして、走査露光にあた
って高輝度の照明光ＩＬをレチクルＲに照射できるの
で、レチクルＲに形成されたパターンを精度良く効率的
にウエハＷに転写することができる。Further, according to the exposure apparatus of the present embodiment, as in the case of the first to third embodiments, the reticle R can be irradiated with the high-intensity illumination light IL for scanning exposure, so that the reticle R is formed. The formed pattern can be accurately and efficiently transferred onto the wafer W.

【０１６２】なお、本実施形態では、上述した第３の実
施形態に対して可能な波長変換器１８１Ｃの変形と同様
の変形を、本実施形態の波長変換器１８１Ｃに対して行
うことができる。さらに、上述した第１〜３の実施形態
に対して可能な光増幅部１６１Ａに対する変形と同様の
変形を、光増幅部１６１Ａ₁及び光増幅部１６１Ａ₂それ
ぞれに対して行うことができる。In the present embodiment, the same modifications as those of the wavelength converter 181C which are possible with respect to the third embodiment described above can be applied to the wavelength converter 181C of the present embodiment. Furthermore, the deformation similar modifications to allow optical amplification unit 161A relative to the first to third embodiments described above, can be performed for each optical amplification section 161A ₁ and the optical amplifier unit 161A _2.

【０１６３】また、本実施形態では、上述した第１〜３
の実施形態に対して可能なレーザ光源１６７Ａ、波長変
換器１８２、及び波長変換器１８３それぞれに対する変
形と同様の変形が可能である。さらに、本実施形態で
は、上述した第１〜３実施形態に対して可能なビームモ
ニタ機構によるモニタ対象光に関する変形と同様の変形
が可能である。Further, in this embodiment, the above-mentioned first to third
The same modifications as those of the laser light source 167A, the wavelength converter 182, and the wavelength converter 183, which are possible for the above embodiment, are possible. Furthermore, in the present embodiment, the same modification as the modification of the light to be monitored by the beam monitor mechanism that is possible in the first to third embodiments described above is possible.

【０１６４】《第５の実施形態》次に、本発明の第５の
実施形態に係る露光装置について説明する。この露光装
置は、第１〜４の実施形態の露光装置と比べて、光源部
１６ａの構成が異なる。そこで、この点に着目して説明
する。なお、以下の本実施形態の説明においては、第１
〜４の実施形態と同一又は同等の要素には同一の番号を
付し、重複する説明を省略する。<< Fifth Embodiment >> Next, an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described. This exposure apparatus is different in the configuration of the light source unit 16a from the exposure apparatuses of the first to fourth embodiments. Therefore, this point will be focused on in the description. In the following description of the present embodiment, the first
Elements that are the same as or equivalent to those in the first to fourth embodiments are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【０１６５】本実施形態の光源部１６ａは、図２０に示
されるように、光発生部１６９Ｃ、波長変換器１６３
Ｅ、及びビームモニタ機構１６４を備えている。As shown in FIG. 20, the light source section 16a of this embodiment has a light generating section 169C and a wavelength converter 163.
E and a beam monitor mechanism 164.

【０１６６】前記光発生部１６９Ｃは、連続レーザ光発
生器１６０Ｂ、並びに光増幅部１６１Ｂ及び光増幅部１
６１Ｃを含んで構成されている。The light generating section 169C includes a continuous laser light generator 160B, an optical amplifying section 161B and an optical amplifying section 1.
61C is included.

【０１６７】前記連続レーザ光発生器１６０Ｂは、レー
ザ光源１６７Ｂ及びレーザ光源１６７Ｃ、並びに光アイ
ソレータ１６８Ｂ及び光アイソレータ１６８Ｃ等を有す
る。The continuous laser light generator 160B has a laser light source 167B and a laser light source 167C, and an optical isolator 168B and an optical isolator 168C.

【０１６８】前記レーザ光源１６７Ｂとしては、単一波
長発振レーザ、例えば、発振波長８８４ｎｍ、連続光出
力の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１６７Ｂを適宜「ＤＦＢ半導体レーザ
１６７Ｂ」とも呼ぶものとする。また、前記レーザ光源
１６７Ｃとしては、単一波長発振レーザ、例えば、発振
波長１５４６ｎｍ、連続光出力の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１６７Ｃ
を適宜「ＤＦＢ半導体レーザ１６７Ｃ」とも呼ぶものと
する。As the laser light source 167B, a single wavelength oscillation laser, for example, a DFB semiconductor laser having an oscillation wavelength of 884 nm and continuous light output is used. Hereinafter, the laser light source 167B will be appropriately referred to as a “DFB semiconductor laser 167B”. Further, as the laser light source 167C, a single wavelength oscillation laser, for example, a DFB semiconductor laser having an oscillation wavelength of 1546 nm and continuous light output is used. In the following, the laser light source 167C
Will be appropriately referred to as "DFB semiconductor laser 167C".

【０１６９】前記光アイソレータ１６８Ｂは、ＤＦＢ半
導体レーザ１６７Ｂから光増幅部１６１Ｂ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。
また、前記光アイソレータ１６８Ｃは、ＤＦＢ半導体レ
ーザ１６７Ｃから光増幅部１６１Ｃ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。これらの
光アイソレータ１６８Ｂ，１６８Ｃにより、反射光（戻
り光）に起因するレーザ光源１６７Ｂ，１６７Ｃ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 168B allows only the light in the direction from the DFB semiconductor laser 167B to the optical amplifier 161B to pass therethrough, and blocks the light in the opposite direction from passing therethrough.
Further, the optical isolator 168C allows only light in the direction from the DFB semiconductor laser 167C toward the optical amplifier 161C to pass therethrough, and blocks light in the opposite direction from passing therethrough. These optical isolators 168B and 168C prevent changes in the oscillation modes of the laser light sources 167B and 167C and generation of noise due to reflected light (return light).

【０１７０】前記光増幅部１６１Ｂ，１６１Ｃは、光ア
イソレータ１６８Ｂ，１６８Ｃからの連続光Ｌ１１，Ｌ
１２を増幅するもので、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）
に示されるように、前述した図３の光増幅部１６１Ａと
同様の要素から構成されている。なお、光増幅部１６１
Ｂ，１６１Ｃでは、光増幅部１６１Ａとの増幅対象光の
波長の相違が考慮された光学部品が採用されている。The optical amplifiers 161B and 161C are continuous lights L11 and L from the optical isolators 168B and 168C.
21 (A) and FIG. 21 (B)
As shown in FIG. 3, it is composed of the same elements as the above-mentioned optical amplification section 161A in FIG. The optical amplifier 161
In B and 161C, optical components that take into consideration the difference in the wavelength of the amplification target light from the optical amplification unit 161A are adopted.

【０１７１】すなわち、光増幅部１６１Ｂは、Ｙｂが添
加された増幅用光ファイバ１７５Ｂ、Ｙｂ励起用のポン
プ光を発生する励起用半導体レーザ１７８Ｂ₁，１７８
Ｂ₂、ＷＤＭ１７９Ｂ₁、及び、ＷＤＭ１７９Ｂ₂を備え
ている。また、光増幅部１６１Ｃは、エルビウム（Ｅ
ｒ）が添加された増幅用光ファイバ１７５Ｃ、Ｅｒ励起
用のポンプ光を発生する励起用半導体レーザ１７８
Ｃ₁，１７８Ｃ₂、ＷＤＭ１７９Ｃ₁、及び、ＷＤＭ１７
９Ｃ₂を備えている。これらの光増幅部１６１Ｂ，１６
１Ｃにより、波長の単一性が高い高輝度の連続光が出力
される。なお、本実施形態においても、第１〜４の実施
形態の場合と同様に、励起用半導体レーザ１７８Ｂ ₁，
１７８Ｂ₂，１７８Ｃ₁，１７８Ｃ₂は、光量制御装置１
６ｃによって制御されるようになっている。That is, Yb is added to the optical amplification section 161B.
Added amplification optical fiber 175B, pump for Yb pumping
Pumping semiconductor laser 178B for generating a pump light₁, 178
B₂, WDM179B₁, And WDM179B₂Equipped with
ing. In addition, the optical amplifier 161C is an erbium (E
r) -doped amplification optical fiber 175C, Er pumping
Pumping semiconductor laser 178 for generating pump light for laser
C₁, 178C₂, WDM179C₁, And WDM17
9C₂Is equipped with. These optical amplifiers 161B and 16
High brightness continuous light with high single wavelength is output by 1C
To be done. In addition, also in the present embodiment, the first to fourth implementations
As in the case of the embodiment, a semiconductor laser for excitation 178B ₁，
178B₂, 178C₁, 178C₂Is the light amount control device 1
It is controlled by 6c.

【０１７２】また、本実施形態においても、第１〜４の
実施形態の場合と同様に、光増幅部１６１Ｂ，１６１Ｃ
によって増幅された光の輝度を制御するため、光分岐器
１７２Ｂ，１７２Ｃによって分岐された増幅用光ファイ
バ１７５Ｂ，１７５Ｃから射出された増幅光の一部が光
電変換素子１７１Ｂ，１７１Ｃによって光電変換され、
光電変換素子１７１Ｂ，１７１Ｃ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。そして、光
量制御装置１６ｃでは、光増幅部１６１Ｂ，１６１Ｃか
らの出力光Ｌ２１，Ｌ２２それぞれの輝度が一定になる
ように、各励起用半導体レーザ１７８Ｂ₁，１７８Ｂ₂，
１７８Ｃ₁，１７８Ｃ₂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。Also in this embodiment, as in the case of the first to fourth embodiments, the optical amplifiers 161B and 161C are also provided.
In order to control the brightness of the light amplified by, a part of the amplified light emitted from the amplification optical fibers 175B, 175C branched by the optical splitters 172B, 172C is photoelectrically converted by the photoelectric conversion elements 171B, 171C,
The output signals of the photoelectric conversion elements 171B and 171C are supplied to the light quantity control device 16c. Then, in the light quantity control device 16c, each of the pumping semiconductor lasers 178B ₁ , 178B ₂ , so that the brightness of each of the output lights L21, L22 from the optical amplifiers 161B, 161C becomes constant.
The drive currents of 178C ₁ and 178C ₂ are feedback-controlled.

【０１７３】前記波長変換部１６３Ｅは、複数の非線形
光学素子を含み、光増幅部１６１Ｂからの連続光Ｌ２１
（波長８８４ｎｍの光：第１基本波；周波数ω₁）及び
光増幅部１６１Ｃからの連続光Ｌ２２（波長１５４６ｎ
ｍの光：第２基本波；周波数ω₂）から、３段階の波長
変換により、ＡｒＦエキシマレーザとほぼ同じ出力波長
（１９３ｎｍ）のパルス紫外光を発生する。The wavelength conversion section 163E includes a plurality of nonlinear optical elements, and the continuous light L21 from the optical amplification section 161B.
(Light of wavelength 884 nm: first fundamental wave; frequency ω ₁ ) and continuous light L22 (wavelength 1546n) from the optical amplifier 161C.
Light of m: second fundamental wave; frequency ω ₂ ) generates pulsed ultraviolet light having an output wavelength (193 nm) almost the same as that of the ArF excimer laser by wavelength conversion in three steps.

【０１７４】図２２には、この波長変換部１６３Ｅの構
成例が示されている。図２２に示されるように、波長変
換部１６３Ｅは、１段目の波長変換器１８１Ｅ、２段目
の波長変換器１８２Ｅ、３段目の波長変換器１８３Ｅ、
及びこれらの波長変換器１８１Ｅ，１８２Ｅ，１８３Ｅ
それぞれへの入射光の光路やビーム形状を制御する各種
の光学素子等から構成されている。FIG. 22 shows an example of the structure of this wavelength conversion unit 163E. As shown in FIG. 22, the wavelength conversion unit 163E includes a wavelength converter 181E in the first stage, a wavelength converter 182E in the second stage, a wavelength converter 183E in the third stage,
And these wavelength converters 181E, 182E, 183E
It is composed of various optical elements for controlling the optical path and beam shape of incident light to each.

【０１７５】図２２の波長変換部１６３Ｅでは、波長変
換器１８１Ｅよる第１基本波（波長８８４ｎｍ）→２倍
波（波長４４２ｎｍ）の波長変換、波長変換器１８２Ｅ
による２倍波（波長４４２ｎｍ）→４倍波（波長２２１
ｎｍ）の波長変換、及び波長変換器１８３Ｅによる［４
倍波（波長２４２ｎｍ）＋第２基本波（波長１５４６ｎ
ｍ）］→目的波長波（波長１９３ｎｍ）の波長変換の順
で波長変換が行われる。In the wavelength converter 163E of FIG. 22, the wavelength converter 181E converts the wavelength of the first fundamental wave (wavelength 884 nm) to the second harmonic (wavelength 442 nm), and the wavelength converter 182E.
2nd harmonic (wavelength 442nm) → 4th harmonic (wavelength 221)
(nm) wavelength conversion, and the wavelength converter 183E [4
Harmonics (wavelength 242nm) + 2nd fundamental wave (wavelength 1546n)
m)] → wavelength conversion is performed in the order of wavelength conversion of the target wavelength wave (wavelength 193 nm).

【０１７６】これを更に詳述すると、光増幅部１６１Ｃ
から射出され第２基本波Ｌ２２（以下、「第２基本波Ｌ
（ω₂）」ともいう）は、光分離素子ＢＳ２に入射す
る。光分離素子ＢＳ２としては、例えば透過率が９７％
程度のものが用いられており、第２基本波Ｌ（ω₂）
は、光分離素子ＢＳ２によって２つに分岐され、その９
７％程度の光Ｌ’（ω₂）が集光レンズ１８９Ｅを介し
て３段目の波長変換器１８３Ｅに入射し、残り３％程度
の光Ｌ”（ω₂）がビームモニタ機構１６４に入射する
ようになっている。This will be described in more detail. The optical amplification section 161C.
The second fundamental wave L22 (hereinafter referred to as “second fundamental wave L
(Also referred to as “(ω ₂ )”) is incident on the light separation element BS2. The light separating element BS2 has, for example, a transmittance of 97%.
The second fundamental wave L (ω ₂ ) is used.
Is split into two by the light separating element BS2, and
About 7% of the light L ′ (ω ₂ ) is incident on the wavelength converter 183E at the third stage via the condenser lens 189E, and the remaining about 3% of the light L ″ (ω ₂ ) is incident on the beam monitor mechanism 164. It is supposed to do.

【０１７７】一方、光増幅部１６１Ｂから射出された第
１基本波Ｌ２１（以下、「第１基本波Ｌ（ω₁）」とも
いう）は、集光レンズ１８６Ｅを介して、１段目の波長
変換器１８１Ｅに入射する。第１基本波Ｌ（ω₁）がこ
の波長変換器１８１Ｅを通る際に、第２高調波発生によ
り第１基本波の周波数ω₁の２倍、すなわち周波数２ω₁
（波長４４２ｎｍ）の２倍波Ｌ（２ω₁）が発生する。On the other hand, the first fundamental wave L21 (hereinafter, also referred to as "first fundamental wave L (ω ₁ )") emitted from the optical amplification section 161B passes through the condenser lens 186E and has the wavelength of the first stage. It is incident on the converter 181E. When the first fundamental wave L (ω ₁ ) passes through the wavelength converter 181E, the generation of the second harmonic causes double the frequency ω ₁ of the first fundamental wave, that is, the frequency 2ω ₁
A double wave L (2ω ₁ ) of (wavelength 442 nm) is generated.

【０１７８】この１段目の波長変換器１８１Ｅは、図２
３に示されるように、非線形光学素子２０６を備えてい
る。この非線形光学素子２０６としては、第１の実施形
態の波長変換器１８１Ａにおける非線形光学素子２０１
（図５参照）と同様に、導波路タイプのＰＰＬＮ結晶が
用いられており、高い変換効率で、第１基本波Ｌ
（ω ₁）を２倍波Ｌ（２ω₁）に変換する。なお、非線形
光学素子２０６と非線形光学素子２０１とは、前述した
図６におけるΛの値が異なるのみで、同様な構造を有し
ている。The wavelength converter 181E of the first stage is shown in FIG.
3, the nonlinear optical element 206 is provided.
It As the non-linear optical element 206, the first embodiment
Nonlinear optical element 201 in the wavelength converter 181A in a stationary state
Similar to (see FIG. 5), a waveguide type PPLN crystal
It is used and has high conversion efficiency, and the first fundamental wave L
(Ω ₁) Is the second harmonic L (2ω₁). Note that the nonlinear
The optical element 206 and the non-linear optical element 201 are described above.
It has a similar structure except that the value of Λ in FIG. 6 is different.
ing.

【０１７９】図２２に戻り、波長変換器１８１Ｅから射
出された２倍波Ｌ（２ω₁）は、光分離素子ＢＳ１に入
射する。光分離素子ＢＳ１としては、例えば透過率が９
７％程度のものが用いられており、２倍波Ｌ（２ω₁）
は、光分離素子ＢＳ１によって２つに分岐され、その９
７％程度の光Ｌ’（２ω₁）が集光レンズ１８７Ｅを介
して次段の波長変換器１８２Ｅに入射し、残り３％程度
の光Ｌ”（２ω₁）がビームモニタ機構１６４に入射す
るようになっている。Returning to FIG. 22, the second harmonic L (2ω ₁ ) emitted from the wavelength converter 181E is incident on the light separation element BS1. The light separating element BS1 has, for example, a transmittance of 9
About 7% is used, and the second harmonic L (2ω ₁ )
Is split into two by the light separating element BS1, and
About 7% of the light L ′ (2ω ₁ ) is incident on the wavelength converter 182E at the next stage via the condenser lens 187E, and the remaining about 3% of the light L ″ (2ω ₁ ) is incident on the beam monitor mechanism 164. It is like this.

【０１８０】２倍波Ｌ’（２ω₁）がこの波長変換器１
８２Ｅに入射すると、第２高調波発生により基本波の周
波数ω₁の４倍、すなわち周波数４ω₁（波長２２１ｎ
ｍ）の４倍波Ｌ（４ω₁）が発生する。The second harmonic L ′ (2ω ₁ ) is the wavelength converter 1
When incident on 82E, the second harmonic generation causes four times the frequency ω ₁ of the fundamental wave, that is, the frequency 4ω ₁ (wavelength 221n
m) fourth harmonic L (4ω ₁ ) is generated.

【０１８１】この波長変換器１８２Ｅは、図２４に示さ
れるように、前述した図７の第１の実施形態における波
長変換器１８２と同様の構成要素から構成されている。
なお、波長変換器１８２Ｅでは、波長変換器１８２との
対象光の波長の相違が考慮された光学部品が採用されて
いる。すなわち、波長変換器１８２Ｅは、非線形光学素
子２０７、部分反射ミラー２１１Ｅ、ダイクロイックミ
ラー２１２Ｅ、ミラー２１３Ｅ、アクチュエータ付ミラ
ー２１４Ｅ、及び光路長調整器２２０Ｅを含んで構成さ
れている。ここで、部分反射ミラー２１１Ｅ、ダイクロ
イックミラー２１２Ｅ、ミラー２１３Ｅ、及びアクチュ
エータ付ミラー２１４Ｅによって、２倍波Ｌ’（２
ω₁）に関する共振器２１０Ｅが構成されており、この
共振器２１０Ｅ内の光路上に非線形光学素子２０７が配
置されている。As shown in FIG. 24, the wavelength converter 182E is composed of the same components as the wavelength converter 182 in the first embodiment of FIG. 7 described above.
The wavelength converter 182E employs an optical component that takes into consideration the difference in the wavelength of the target light from the wavelength converter 182. That is, the wavelength converter 182E is configured to include the nonlinear optical element 207, the partial reflection mirror 211E, the dichroic mirror 212E, the mirror 213E, the actuator-equipped mirror 214E, and the optical path length adjuster 220E. Here, the partial reflection mirror 211E, the dichroic mirror 212E, the mirror 213E, and the actuator-equipped mirror 214E cause the second harmonic wave L '(2
A resonator 210E relating to ω ₁ ) is constructed, and a nonlinear optical element 207 is arranged on the optical path inside this resonator 210E.

【０１８２】この非線形光学素子２０７としては、ブリ
ュースターカット加工が施されたＢＢＯ結晶が用いられ
ている。また、部分反射ミラー２１１Ｅの２倍波Ｌ’
（２ω ₁）の波長の光に関する透過率は、共振器２１０
Ｅ内における２倍波Ｌ’（２ω₁）の損失量に応じて定
められている。また、ダイクロイックミラー２１２Ｅ
は、２倍波Ｌ’（２ω₁）の波長の光を高い反射率で反
射するとともに、４倍波Ｌ（４ω₁）の波長の光を高い
透過率で透過する。また、ミラー２１３Ｅ及びアクチュ
エータ付ミラー２１４Ｅは、２倍波Ｌ’（２ω₁）の波
長の光を高い反射率で反射する。As the non-linear optical element 207,
The BBO crystal that has been subjected to the Wuster cut processing is used.
ing. Further, the second-harmonic wave L'of the partial reflection mirror 211E
(2ω ₁), The transmittance for light having a wavelength of
Second harmonic L '(2ω in E₁) Depending on the amount of loss
It is Also, dichroic mirror 212E
Is the second harmonic L '(2ω₁) Wavelength of light with high reflectance
And the fourth harmonic L (4ω₁) High wavelength light
Transmits at a transmittance. In addition, the mirror 213E and the actuator
The mirror 214E with an eater has a second harmonic wave L '(2ω₁) Wave
Reflects long light with high reflectance.

【０１８３】光路長調整器２２０Ｅは、上述の光路長調
整器２２０Ａにおける１／４波長板２２１Ａを２倍波Ｌ
（２ω₁）の波長に関する１／４波長板に置き換えた構
成を有しており、Hansch-Couilland法により、共振器２
１０Ｅの光路長を調整する。The optical path length adjuster 220E uses the second wave L of the ¼ wavelength plate 221A in the above-mentioned optical path length adjuster 220A.
It has a configuration in which it is replaced with a quarter-wave plate for the wavelength of (2ω ₁ ), and the resonator 2 is obtained by the Hansch-Couilland method.
Adjust the optical path length of 10E.

【０１８４】このように構成された波長変換器１８２Ｅ
では、前述した波長変換器１８２と同様に動作して、高
効率で４倍波Ｌ（４ω₁）が生成されて、射出される。[0184] The wavelength converter 182E configured as described above.
Then, the same operation as that of the wavelength converter 182 described above is performed, and the fourth harmonic L (4ω ₁ ) is generated and emitted with high efficiency.

【０１８５】図２２に戻り、波長変換器１８２Ｅから射
出された４倍波Ｌ（４ω₁）は、集光レンズ１８８Ｅ、
ミラー１９８Ｅ、及びミラー１９９Ｅを順次介して、３
段目の波長変換器１８３Ｅに入射する。そして、４倍波
Ｌ（４ω₁）及び上述した第１基本波Ｌ’（ω₂）が波長
変換器１８３Ｅに入射すると、波長変換器１８３Ｅにお
いて、第１基本波の４倍波と第２基本波との和周波発生
により、波長１９３ｎｍの波長の光が生成される。Returning to FIG. 22, the fourth harmonic L (4ω ₁ ) emitted from the wavelength converter 182E is the condenser lens 188E,
3 through the mirror 198E and the mirror 199E in order.
It is incident on the wavelength converter 183E of the stage. Then, when the fourth harmonic L (4ω ₁ ) and the above-described first fundamental wave L ′ (ω ₂ ) enter the wavelength converter 183E, the fourth fundamental wave and the second fundamental wave of the first fundamental wave are generated in the wavelength converter 183E. Light having a wavelength of 193 nm is generated by the sum frequency generation with the wave.

【０１８６】この波長変換器１８３Ｅは、図２５に示さ
れるように、前述した図８に示される第１の実施形態に
おける波長変換器１８３と同様の構成要素から構成され
ている。なお、波長変換器１８３Ｅでは、波長変換器１
８３との対象光の波長の相違が考慮された光学部品が採
用されている。すなわち、波長変換器１８３Ｅは、非線
形光学素子２０８、部分反射ミラー２１１Ｆ，２１１
Ｇ、ミラー２１２Ｆ，２１２Ｇ、ミラー２１３Ｆ，２１
３Ｇ、アクチュエータ付ミラー２１４Ｆ、アクチュエー
タ付ミラー２１４Ｇ、並びに光路長調整器２２０Ｆ，２
２０Ｇを含んで構成されている。ここで、部分反射ミラ
ー２１１Ｆ、ミラー２１２Ｆ、ミラー２１３Ｆ、及びア
クチュエータ付ミラー２１４Ｆによって、第２基本波Ｌ
（ω₂）に関する共振器２１０Ｆが構成されている。ま
た、部分反射ミラー２１１Ｇ、ミラー２１２Ｇ、ミラー
２１３Ｇ、及びアクチュエータ付ミラー２１４Ｇによっ
て、４倍波Ｌ（４ω₁）に関する共振器２１０Ｇが構成
されている。そして、共振器２１０Ｆ内光路及び共振器
２１０Ｇ内光路は、非線形光学素子２０８に内部におい
て、ほぼ同軸となるように設定されている。この非線形
光学素子２０８としては、ブリュースターカット加工が
施されたＬＢＯ結晶が用いられている。As shown in FIG. 25, this wavelength converter 183E is composed of the same constituent elements as the wavelength converter 183 in the first embodiment shown in FIG. 8 described above. In the wavelength converter 183E, the wavelength converter 1
An optical component that takes into consideration the difference in the wavelength of the target light from 83 is used. That is, the wavelength converter 183E includes the nonlinear optical element 208 and the partial reflection mirrors 211F and 211F.
G, mirrors 212F and 212G, mirrors 213F and 21
3G, mirror 214F with actuator, mirror 214G with actuator, and optical path length adjusters 220F, 2
It is configured to include 20G. Here, the second fundamental wave L is generated by the partial reflection mirror 211F, the mirror 212F, the mirror 213F, and the actuator-equipped mirror 214F.
A resonator 210F regarding (ω ₂ ) is configured. Further, the partial reflection mirror 211G, the mirror 212G, the mirror 213G, and the actuator-equipped mirror 214G form a resonator 210G for the fourth harmonic L (4ω ₁ ). The optical path inside the resonator 210F and the optical path inside the resonator 210G are set to be substantially coaxial inside the nonlinear optical element 208. As the non-linear optical element 208, an LBO crystal subjected to Brewster cut processing is used.

【０１８７】部分反射ミラー２１１Ｆの第２基本波Ｌ
（ω₂）の波長の光に関する透過率は、共振器２１０Ｆ
内における基本波Ｌ（ω₂）の損失量に応じて定められ
ている。また、ミラー２１２Ｆ，ミラー２１３Ｆ，アク
チュエータ付ミラー２１４Ｆは、第２基本波Ｌ（ω₂）
の波長の光を高い反射率で反射する。The second fundamental wave L of the partial reflection mirror 211F
The transmittance for light of the wavelength (ω ₂ ) is calculated by the resonator 210F.
Is determined according to the loss amount of the fundamental wave L (ω ₂ ) within In addition, the mirror 212F, the mirror 213F, and the actuator-attached mirror 214F have the second fundamental wave L (ω ₂ ).
The light of the wavelength is reflected with high reflectance.

【０１８８】光路長調整器２２０Ｆは、上述の光路長調
整器２２０Ａにおける１／４波長板２２１Ａを第２基本
波Ｌ（ω₂）の波長に関する１／４波長板に置き換えた
構成を有している。この光路長調整器２２０Ｆも、光路
長調整器２２０Ａと同様にして、Hansch-Couilland法に
より、共振器２１０Ｆの内部光路長を調整している。The optical path length adjuster 220F has a structure in which the ¼ wavelength plate 221A in the above-mentioned optical path length adjuster 220A is replaced with a ¼ wavelength plate related to the wavelength of the second fundamental wave L (ω ₂ ). There is. This optical path length adjuster 220F also adjusts the internal optical path length of the resonator 210F by the Hansch-Couilland method, similarly to the optical path length adjuster 220A.

【０１８９】また、部分反射ミラー２１１Ｇの４倍波Ｌ
（４ω₁）の波長の光に関する透過率は、共振器２１０
Ｇ内における４倍波Ｌ（４ω₁）の損失量に応じて定め
られている。また、ミラー２１２Ｇ，ミラー２１３Ｇ，
アクチュエータ付ミラー２１４Ｇは、４倍波Ｌ（４
ω₁）の波長の光を高い反射率で反射する。The fourth harmonic L of the partial reflection mirror 211G
The transmittance of light having a wavelength of (4ω ₁ ) is calculated by the resonator 210
It is determined according to the loss amount of the fourth harmonic L (4ω ₁ ) in G. In addition, the mirror 212G, the mirror 213G,
The actuator-equipped mirror 214G has a fourth harmonic L (4
It reflects light with a wavelength of ω ₁ ) with high reflectance.

【０１９０】光路長調整器２２０Ｇは、上述の光路長調
整器２２０Ａにおける１／４波長板２２１Ａを４倍波Ｌ
（４ω₁）の波長に関する１／４波長板に置き換えた構
成を有している。この光路長調整器２２０Ｇも、光路長
調整器２２０Ａと同様にして、Hansch-Couilland法によ
り、共振器２１０Ｇの内部光路長を調整している。The optical path length adjuster 220G uses the quarter wave plate 221A of the above-described optical path length adjuster 220A to generate a fourth harmonic wave L.
It has a configuration in which it is replaced with a quarter-wave plate for the wavelength of (4ω ₁ ). This optical path length adjuster 220G also adjusts the internal optical path length of the resonator 210G by the Hansch-Couilland method, similarly to the optical path length adjuster 220A.

【０１９１】このように構成された波長変換器１８３Ｅ
では、前述した波長変換器１８３と同様に動作して、高
効率で１９３ｎｍの波長の光Ｌ（４ω₁＋ω₂）が生成さ
れて、射出される。The wavelength converter 183E configured in this way
Then, the same operation as the wavelength converter 183 described above is performed, and the light L (4ω ₁ + ω ₂ ) having a wavelength of 193 nm is generated and emitted with high efficiency.

【０１９２】以上のように構成された波長変換部１６３
Ｅにおいて、光増幅器１６１Ｂによって増幅された第１
基本波（波長８８４ｎｍ）及び光増幅器１６１Ｃによっ
て増幅された第２基本波（波長１５４６ｎｍ）を使用し
て、３段階の波長変換を行うことにより、目的波長１９
３ｎｍの光が得られる。The wavelength conversion unit 163 configured as described above.
At E, the first amplified by the optical amplifier 161B
By using the fundamental wave (wavelength 884 nm) and the second fundamental wave (wavelength 1546 nm) amplified by the optical amplifier 161C to perform wavelength conversion in three stages, the target wavelength 19
Light of 3 nm is obtained.

【０１９３】本実施形態の露光装置においても、第１〜
４の実施形態と同様にして、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。Also in the exposure apparatus of this embodiment, the first to
Similar to the fourth embodiment, the reticle pattern is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W by the step-and-scan method.

【０１９４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、光発生部１６９Ｃが発生した赤外域の連続光が、波
長変換部１６３Ｅにおいて、非線形光学素子２０６，２
０７，２０８により、１９３ｎｍの波長の連続光に３段
階で波長変換される。したがって、第１の実施形態と同
様に、簡単な構成で、２１０ｎｍ以下の波長の連続光を
発生することができる。As described above, according to the present embodiment, the continuous light in the infrared region generated by the light generating section 169C is transmitted to the nonlinear optical elements 206, 2 in the wavelength converting section 163E.
07 and 208, the wavelength is converted into continuous light having a wavelength of 193 nm in three steps. Therefore, similar to the first embodiment, it is possible to generate continuous light having a wavelength of 210 nm or less with a simple configuration.

【０１９５】また、レーザ光源１６７Ｂ，１６７Ｃとし
て半導体レーザを使用したので、光源装置１６を小型化
できるとともに、メインテナンス性を向上することがで
きる。Further, since the semiconductor lasers are used as the laser light sources 167B and 167C, the light source device 16 can be downsized and the maintainability can be improved.

【０１９６】連続光発生部１６０Ｂが発生した連続光を
光増幅部１６１Ｂ，１６１Ｃが増幅し、第１基本波及び
第２基本波として波長変換部１６３Ｅに供給するので、
高輝度の第１基本波及び第２基本波を波長変換部１６３
Ｅに入射させることができ、ひいては、十分な輝度の波
長変換光を得ることができる。The continuous light generated by the continuous light generating section 160B is amplified by the optical amplifying sections 161B and 161C and supplied to the wavelength converting section 163E as the first fundamental wave and the second fundamental wave.
The wavelength conversion unit 163 converts the high-brightness first fundamental wave and second fundamental wave.
The incident light can be made incident on E, and as a result, wavelength-converted light having sufficient brightness can be obtained.

【０１９７】また、２段目の波長変換器１８２Ｅ及び３
段目の波長変換器１８３Ｅを、入射光の少なくとも一部
が内部を巡る光路上に、非線形光学素子２０７及び非線
形光学素子２０８がそれぞれ配置される共振器を含む構
成としたので、効率の良い波長変換ができ、ひいては効
率良く２１０ｎｍ以下の波長の連続光を発生することが
できる。Further, the second stage wavelength converters 182E and 3
Since the wavelength converter 183E at the stage is configured to include a resonator in which the nonlinear optical element 207 and the nonlinear optical element 208 are respectively arranged on the optical path through which at least a part of the incident light goes inside, the wavelength converter 183E has an efficient wavelength. It is possible to perform conversion, and thus it is possible to efficiently generate continuous light having a wavelength of 210 nm or less.

【０１９８】また、ビームモニタ機構１６４により、波
長変換器１８１Ｅによって生成された２倍波の波長をモ
ニタし、そのモニタ結果に基づいて、レーザ制御装置１
６ｂがレーザ光源１６７Ｂ，１６７Ｃの発振波長を調整
するので、安定した波長の連続光を発生することができ
る。The beam monitor mechanism 164 monitors the wavelength of the second harmonic wave generated by the wavelength converter 181E, and based on the monitor result, the laser control device 1
Since 6b adjusts the oscillation wavelengths of the laser light sources 167B and 167C, continuous light with a stable wavelength can be generated.

【０１９９】また、本実施形態の露光装置によれば、走
査露光にあたって高輝度の照明光ＩＬをレチクルＲに照
射できるので、レチクルＲに形成されたパターンを精度
良く効率的にウエハＷに転写することができる。Further, according to the exposure apparatus of this embodiment, the reticle R can be irradiated with the high-intensity illumination light IL for scanning exposure, so that the pattern formed on the reticle R is transferred onto the wafer W accurately and efficiently. be able to.

【０２００】なお、本実施形態においても、第１の実施
形態における波長変換器１８１Ａ，１８２，１８３に対
して可能な変形と同様な変形を、波長変換器１８１Ｅ，
１８２Ｅ，１８３Ｅに対して行うことができる。Also in this embodiment, the same modifications as those of the wavelength converters 181A, 182 and 183 in the first embodiment can be applied to the wavelength converters 181E and 181E.
This can be done for 182E and 183E.

【０２０１】また、本実施形態では、上述した第１実施
形態に対して可能なビームモニタ機構によるモニタ対象
光に関する変形と同様の変形が可能である。Further, in the present embodiment, the same modification as the modification of the light to be monitored by the beam monitor mechanism which is possible with respect to the first embodiment described above is possible.

【０２０２】なお、上記の各実施形態では、光源装置が
射出する紫外光の波長を、ＡｒＦエキシマレーザとほぼ
同一に設定するものとしたが、例えばＦ₂レーザとほぼ
同一波長（波長１５７ｎｍ）とするなど、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
源の発振波長及び波長変換部の構成などを決定すればよ
い。但し、設定波長が２１０ｎｍ程度以下であるとき
に、上記の実施形態の構成は特に有効である。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。In each of the above embodiments, the wavelength of the ultraviolet light emitted from the light source device is set to be substantially the same as that of the ArF excimer laser. However, for example, the wavelength is approximately the same as that of the F ₂ laser (wavelength 157 nm). The setting wavelength may be arbitrary, and the oscillation wavelength of the laser light source and the configuration of the wavelength conversion unit may be determined according to the wavelength to be set. However, the configuration of the above embodiment is particularly effective when the set wavelength is about 210 nm or less. Note that the set wavelength may be determined according to, for example, the design rule (line width, pitch, etc.) of the pattern to be transferred onto the wafer, and the exposure conditions and the type of reticle described above may be used for the determination. (Phase shift type or not) may be taken into consideration.

【０２０３】また、上記の各実施形態では、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
置以外でデバイス製造工程などに用いられる装置、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。In each of the above embodiments, the case where the light source device according to the present invention is applied to a step-and-scan type scanning exposure apparatus has been described. However, it is used in a device manufacturing process other than the exposure apparatus. The light source device according to the present invention can be applied to other devices such as a laser repair device used to cut a part (fuse or the like) of a circuit pattern formed on a wafer. Further, the present invention is not limited to a step-and-scan type scanning exposure apparatus, but a static exposure type, for example, a step-and-repeat type exposure apparatus (stepper or the like).
Can also be suitably applied to. Further, it can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus, a mirror projection aligner, and the like.

【０２０４】また、上記の各実施形態では、本発明に係
る光源装置が露光用照明光を発生する光源装置として使
用される例を説明したが、露光用照明光とほぼ同一の波
長の光を必要とする上述のレチクルアライメント用の光
源装置、あるいは投影光学系の物体面又は像面に配置さ
れるマークの投影像を検出して当該投影光学系の光学特
性を求める空間像検出系の光源装置等として使用するこ
とも可能である。Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the light source device according to the present invention is used as the light source device for generating the exposure illumination light has been described. However, light having a wavelength substantially the same as that of the exposure illumination light is used. A required light source device for reticle alignment, or a light source device for an aerial image detection system that detects a projected image of a mark arranged on an object plane or an image plane of the projection optical system to obtain optical characteristics of the projection optical system. It is also possible to use as etc.

【０２０５】なお、本発明の光源装置は、露光装置以外
にも様々な装置に利用することができる。例えば、レー
ザ光を角膜に照射して表面のアブレーション（あるいは
切開した角膜内部のアブレーション）を行い、角膜の曲
率若しくは凹凸を矯正して近眼、乱視などの治療を行う
レーザ治療装置に使用される光源装置として利用するこ
とができる。また、光学式検査装置等における光源装置
としても、本発明の光源装置は利用可能である。The light source device of the present invention can be used in various devices other than the exposure device. For example, a light source used for a laser treatment device that irradiates a cornea with laser light to ablate the surface (or ablate the inside of the incised cornea) and correct the curvature or unevenness of the cornea to treat myopia, astigmatism, etc. It can be used as a device. The light source device of the present invention can also be used as a light source device in an optical inspection device or the like.

【０２０６】また、本発明の光源装置は、上記の実施形
態における投影光学系のような光学系の光学調整（光軸
合わせ等）用又は検査用としても利用可能である。さら
には、エキシマレーザを光源として有する各種装置にお
いて、エキシマレーザに置き換えて本発明の光源装置を
適用できる。The light source device of the present invention can also be used for optical adjustment (optical axis alignment, etc.) or inspection of an optical system such as the projection optical system in the above embodiment. Further, in various devices having an excimer laser as a light source, the light source device of the present invention can be applied in place of the excimer laser.

【０２０７】なお、図２、図１８、又は図２０に示され
た光源装置１６の構成は図１の露光装置１０における使
用を前提としたものであって、光源装置１６は、図２、
図１８、又は図２０の構成に限られるものではない。露
光装置では高精度な波長制御や光量制御等が必要となる
が、例えば、露光装置以外で厳密な光量制御等が不要で
あれば、光量モニタや光量制御装置１６ｃ等を設けなく
ともよい。The configuration of the light source device 16 shown in FIG. 2, FIG. 18, or FIG. 20 is premised on the use in the exposure apparatus 10 of FIG. 1, and the light source device 16 is shown in FIG.
It is not limited to the configuration of FIG. 18 or 20. The exposure apparatus requires highly accurate wavelength control, light quantity control, and the like. However, for example, if strict light quantity control or the like is not required in a device other than the exposure apparatus, the light quantity monitor, the light quantity control device 16c, or the like need not be provided.

【０２０８】次に、上記の各実施形態の露光装置及び方
法を使用したデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造について説明する。Next, manufacturing of devices (semiconductor chips such as IC and LSI, liquid crystal panels, CCDs, thin film magnetic heads, micromachines, etc.) using the exposure apparatus and method of each of the above embodiments will be described.

【０２０９】まず、設計ステップにおいて、デバイスの
機能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行
い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引
き続き、マスク製作ステップにおいて、設計した回路パ
ターンを形成したマスクを製作する。一方、ウエハ製造
ステップにおいて、シリコン等の材料を用いてウエハを
製造する。First, in the design step, functional design of a device (for example, circuit design of a semiconductor device) is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in a mask manufacturing step, a mask on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in the wafer manufacturing step, a wafer is manufactured using a material such as silicon.

【０２１０】次に、ウエハ処理ステップにおいて、上記
のステップで用意されたマスクとウエハを使用して、後
述するように、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路等を形成する。Next, in the wafer processing step, the mask and wafer prepared in the above steps are used to form an actual circuit or the like on the wafer by a lithography technique, as will be described later.

【０２１１】このウエハ処理ステップは、例えば、半導
体デバイスの製造にあたっては、ウエハの表面を酸化さ
せる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を形成するＣＶ
Ｄステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電
極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打込
みステップといったウエハプロセスの各段階の前処理工
程と、後述する後処理工程を有している。前処理工程
は、ウエハプロセスの各段階において必要な処理に応じ
て選択されて実行される。This wafer processing step is, for example, in manufacturing a semiconductor device, an oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, and a CV for forming an insulating film on the surface of the wafer.
It has a pretreatment process of each stage of the wafer process such as a D step, an electrode formation step of forming electrodes on the wafer by vapor deposition, an ion implantation step of implanting ions into the wafer, and a post-treatment process described later. The pretreatment process is selected and executed according to the required treatment at each stage of the wafer process.

【０２１２】ウエハプロセスの各段階において、前処理
工程が終了すると、レジスト処理ステップにおいてウエ
ハに感光剤が塗布され、引き続き、露光ステップにおい
て上記で説明した各実施形態の露光装置によってマスク
の回路パターンをウエハに焼付露光する。次に、現像ス
テップにおいて露光されたウエハが現像され、引き続
き、エッチングステップにおいて、レジストが残存して
いる部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り
去る。そして、レジスト除去ステップにおいて、エッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。At each stage of the wafer process, when the pretreatment process is completed, the wafer is coated with a photosensitizer in the resist processing step, and subsequently, in the exposure step, the circuit pattern of the mask is formed by the exposure apparatus of each embodiment described above. Bake and expose the wafer. Next, the exposed wafer is developed in the developing step, and subsequently, in the etching step, the exposed member other than the portion in which the resist remains is removed by etching. Then, in the resist removing step, the unnecessary resist after etching is removed.

【０２１３】以上のようにして、前処理工程と、レジス
ト処理ステップからレジスト除去ステップまでの後処理
工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に
回路パターンが形成される。As described above, by repeating the pretreatment process and the posttreatment process from the resist treatment step to the resist removal step, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【０２１４】こうしてウエハ処理ステップが終了する
と、組立ステップにおいて、ウエハ処理ステップにおい
て処理されたウエハを用いてチップ化する。この組み立
てには、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）やパッケージング工程（チップ封入）等の工程が含
まれる。When the wafer processing step is completed in this way, in the assembly step, the wafer processed in the wafer processing step is used to make chips. This assembly includes steps such as an assembly step (dicing and bonding) and a packaging step (chip encapsulation).

【０２１５】最後に、検査ステップにおいて、組立ステ
ップで作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テ
スト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイス
が完成し、これが出荷される。Finally, in the inspection step, inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the device manufactured in the assembly step are performed. After these steps, the device is completed and shipped.

【０２１６】以上のようにして、精度良く微細なパター
ンが形成されたデバイスが、高い量産性で製造される。As described above, a device in which a fine pattern is formed with high accuracy can be manufactured with high mass productivity.

【０２１７】[0217]

【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、簡単な構成で、２１０ｎｍ以下の波長
の連続光を効率的に発生することができる。As described in detail above, according to the light source device of the present invention, continuous light with a wavelength of 210 nm or less can be efficiently generated with a simple structure.

【０２１８】また、本発明の光照射装置によれば、本発
明の光源装置から射出された光を、照射光学系を介して
対象物に照射するので、効率的に発生した２１０ｎｍ以
下の波長の光を対象物に照射することができる。Further, according to the light irradiation device of the present invention, the light emitted from the light source device of the present invention is applied to the object through the irradiation optical system, so that the efficiently generated wavelength of 210 nm or less can be obtained. The object can be irradiated with light.

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

【図１】本発明の第１の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 diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to a first 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の光増幅部を構成する光ファイバ増幅器及
びその周辺部を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an optical fiber amplifier which constitutes the optical amplification unit of FIG. 2 and its peripheral portion.

【図４】図２の波長変換部の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a wavelength conversion unit in FIG.

【図５】図４における１段目の波長変換器の構成を示す
図である。5 is a diagram showing a configuration of a first-stage wavelength converter in FIG.

【図６】図５の非線形光学素子の構成を示す図である。6 is a diagram showing a configuration of the nonlinear optical element of FIG.

【図７】図４における２段目の波長変換器の構成を示す
図である。7 is a diagram showing a configuration of a second stage wavelength converter in FIG.

【図８】図４における３段目の波長変換器の構成を示す
図である。8 is a diagram showing a configuration of a third stage wavelength converter in FIG.

【図９】図４における２段目の波長変換器の変形例を示
す図である。9 is a diagram showing a modification of the second-stage wavelength converter in FIG.

【図１０】図４における３段目の波長変換器の変形例
（その１）を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a modified example (No. 1) of the third-stage wavelength converter in FIG.

【図１１】図４における３段目の波長変換器の変形例
（その２）を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a modification (No. 2) of the wavelength converter at the third stage in FIG.

【図１２】図４における３段目の波長変換器の変形例
（その３）を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a modification (No. 3) of the third-stage wavelength converter in FIG.

【図１３】本発明の第２の実施形態に係る露光装置にお
ける波長変換部の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a wavelength conversion unit in an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図１４】図１３における１段目の波長変換器の構成を
示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the first-stage wavelength converter in FIG.

【図１５】図１３における１段目の波長変換器の変形例
を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a modification of the first-stage wavelength converter in FIG.

【図１６】本発明の第３の実施形態に係る露光装置にお
ける波長変換部の構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a wavelength conversion unit in an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図１７】図１６における１段目の波長変換器の構成を
示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the first-stage wavelength converter in FIG.

【図１８】本発明の第４の実施形態に係る露光装置にお
ける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. 18 is a block diagram showing an internal configuration of a light source device in an exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention together with a main controller.

【図１９】図１８の波長変換部の構成を示す図である。19 is a diagram showing a configuration of a wavelength conversion unit in FIG.

【図２０】本発明の第５の実施形態に係る露光装置にお
ける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. 20 is a block diagram showing an internal configuration of a light source device in an exposure apparatus according to a fifth embodiment of the present invention together with a main controller.

【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、図２０の
光増幅部を構成する光ファイバ増幅器及びその周辺部を
概略的に示す図である。21 (A) and FIG. 21 (B) are diagrams schematically showing an optical fiber amplifier and its peripheral part that constitute the optical amplifying part of FIG. 20.

【図２２】図２０の波長変換部の構成を示す図である。22 is a diagram showing a configuration of a wavelength conversion unit in FIG.

【図２３】図２２における１段目の波長変換器の構成を
示す図である。23 is a diagram showing the configuration of the first-stage wavelength converter in FIG. 22.

【図２４】図２２における２段目の波長変換器の構成を
示す図である。FIG. 24 is a diagram showing the configuration of the second-stage wavelength converter in FIG. 22.

【図２５】図２２における３段目の波長変換器の構成を
示す図である。FIG. 25 is a diagram showing the configuration of the third-stage wavelength converter in FIG. 22.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…露光装置（光照射装置）、１２…照明光学系（照
射光学系）、１６…光源装置、１６ｃ…レーザ制御装置
（波長較正制御装置）、１６３Ａ，１６３Ｂ，１６３
Ｃ，１６３Ｄ，１６３Ｅ…波長変換部、１６４…ビーム
モニタ機構（波長モニタ機構）、１６７Ａ，１６７Ｂ，
１６７Ｃ…レーザ光源、１６９Ａ，１６９Ｂ，１６９Ｃ
…光発生部、１８１Ａ，１８１Ｂ，１８１Ｃ，１８１
Ｄ，１８１Ｅ…波長変換器（第１変換部）、１８２，１
８２Ｅ…波長変換器（第２変換部）、１８３，１８３Ｅ
…波長変換器（第３変換部）、２１０Ａ，２１０Ｂ，２
１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ，２１０Ｆ，２１０Ｇ…共
振器。10 ... Exposure device (light irradiation device), 12 ... Illumination optical system (irradiation optical system), 16 ... Light source device, 16c ... Laser control device (wavelength calibration control device), 163A, 163B, 163
C, 163D, 163E ... Wavelength converter, 164 ... Beam monitor mechanism (wavelength monitor mechanism), 167A, 167B,
167C ... Laser light source, 169A, 169B, 169C
... Light generators, 181A, 181B, 181C, 181
D, 181E ... Wavelength converter (first converter), 182,1
82E ... Wavelength converter (second conversion unit), 183, 183E
... Wavelength converter (third converter), 210A, 210B, 2
10C, 210D, 210E, 210F, 210G ... Resonator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 3/13 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｂ ５２７ Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA10 CA13 CA17 GB01 LA10 2K002 AA04 AB12 HA19 HA20 5F046 BA03 CA03 CB01 CB02 CB10 CB11 DA01 DB01 DC01 5F072 AB07 AK06 HH02 HH05 PP07 QQ02 QQ04 YY09 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H01S 3/13 H01L 21/30 515B 527 F term (reference) 2H097 AA03 BA10 CA13 CA17 GB01 LA10 2K002 AA04 AB12 HA19 HA20 5F046 BA03 CA03 CB01 CB02 CB10 CB11 DA01 DB01 DC01 5F072 AB07 AK06 HH02 HH05 PP07 QQ02 QQ04 YY09

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ２１０ｎｍ以下の波長の紫外光を連続光
として発生する光源装置であって、 赤外域又は可視域の連続光を発生する光発生部と；前記
光発生部が発生した連続光を段階的に波長変換して、前
記２１０ｎｍ以下の波長の連続光を生成する波長変換部
と；を備える光源装置。1. A light source device for generating, as continuous light, ultraviolet light having a wavelength of 210 nm or less, and a light generating portion for generating continuous light in the infrared region or visible region; and a continuous light generated by the light generating portion. A light source device comprising: a wavelength conversion unit that performs wavelength conversion stepwise to generate continuous light having a wavelength of 210 nm or less. 【請求項２】 前記波長変換部は、３段階の波長変換に
よって、前記２１０ｎｍ以下の波長の紫外光を生成す
る、ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。2. The light source device according to claim 1, wherein the wavelength conversion unit generates ultraviolet light having a wavelength of 210 nm or less by performing wavelength conversion in three stages. 【請求項３】 前記光発生部は、１０５０ｎｍ以下の波
長の光を発生し、 前記波長変換部は、前記１０５０ｎｍ以下の波長の光を
基本波として、前記基本波の５倍波を生成する、ことを
特徴とする請求項２に記載の光源装置。3. The light generating section generates light having a wavelength of 1050 nm or less, and the wavelength converting section generates a fifth harmonic of the fundamental wave by using the light having the wavelength of 1050 nm or less as a fundamental wave. The light source device according to claim 2, wherein: 【請求項４】 前記光発生部は、 前記１０５０ｎｍ以下の波長の光を発生するレーザ光源
と；前記レーザ光源から射出された光を増幅する光増幅
器と；を備えることを特徴とする請求項３に記載の光源
装置。4. The light generating unit includes a laser light source that generates light having a wavelength of 1050 nm or less; and an optical amplifier that amplifies light emitted from the laser light source. The light source device according to. 【請求項５】 前記波長変換部は、前記基本波を入射
し、第２高調波発生により、前記基本波の２倍波を生成
する第１非線形光学素子を有する第１変換部と；前記２
倍波を入射し、第２高調波発生により、前記基本波の４
倍波を生成する第２非線形光学素子を有する第２変換部
と；前記基本波及び前記４倍波を入射し、和周波発生に
より、前記基本波の５倍波を生成する第３非線形光学素
子を有する第３変換部と；を含むことを特徴とする請求
項３又は４に記載の光源装置。5. The wavelength conversion unit includes a first conversion unit having a first nonlinear optical element that receives the fundamental wave and generates a second harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic;
When the second harmonic is generated by inputting a harmonic wave,
A second conversion unit having a second nonlinear optical element that generates a harmonic wave; a third nonlinear optical element that inputs the fundamental wave and the fourth harmonic wave and generates a fifth harmonic wave of the fundamental wave by generating a sum frequency The 3rd conversion part which has these ;; The light source device of Claim 3 or 4 characterized by the above-mentioned. 【請求項６】 前記第１変換部、前記第２変換部、及び
前記第３変換部の少なくとも１つは、入射光の少なくと
も一部が内部を巡る光路上に前記非線形光学素子が配置
される共振器を含むことを特徴とする請求項５に記載の
光源装置。6. The at least one of the first conversion unit, the second conversion unit, and the third conversion unit has the nonlinear optical element arranged on an optical path through which at least a part of incident light circulates. The light source device according to claim 5, further comprising a resonator. 【請求項７】 前記光発生部は、第１の波長の光及び第
２の波長の光を発生し、 前記波長変換部は、前記第１の波長の光を基本波とし
て、前記基本波の４倍波と前記第２の波長の光との和周
波発生により、前記２１０ｎｍ以下の波長の光を生成す
る、ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。7. The light generation unit generates light of a first wavelength and light of a second wavelength, and the wavelength conversion unit uses the light of the first wavelength as a fundamental wave to generate the fundamental wave. The light source device according to claim 2, wherein light having a wavelength of 210 nm or less is generated by generating a sum frequency of a fourth harmonic and light having the second wavelength. 【請求項８】 前記第２の波長の光は、１．５５μｍ帯
の波長の光である、ことを特徴とする請求項７に記載の
光源装置。8. The light source device according to claim 7, wherein the light having the second wavelength is light having a wavelength in the 1.55 μm band. 【請求項９】 前記光発生部は、 前記第１の波長の光を発生する第１レーザ光源と；前記
第１レーザ光源から射出された光を増幅する第１光増幅
器と；前記第２の波長の光を発生する第２レーザ光源
と；前記第２レーザ光源から射出された光を増幅する第
２光増幅器と；を備えることを特徴とする請求項７又は
８に記載の光源装置。9. The light generator includes a first laser light source that generates light of the first wavelength; a first optical amplifier that amplifies light emitted from the first laser light source; and the second light source. The light source device according to claim 7 or 8, further comprising: a second laser light source that emits light having a wavelength; and a second optical amplifier that amplifies light emitted from the second laser light source. 【請求項１０】 前記波長変換部は、 前記基本波を入射し、第２高調波発生により、前記基本
波の２倍波を発生する第１非線形光学素子を有する第１
変換部と；前記２倍波を入射し、第２高調波発生によ
り、前記基本波の４倍波を発生する第２非線形光学素子
を有する第２変換部と；前記４倍波及び前記第２の波長
の光を入射し、和周波発生により、前記２１０ｎｍ以下
の波長の光を発生する第３非線形光学素子を有する第３
変換部と；を含むことを特徴とする請求項７〜９のいず
れか一項に記載の光源装置。10. The wavelength conversion unit includes a first nonlinear optical element that receives the fundamental wave and generates a second harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic wave.
A conversion unit; a second conversion unit having a second nonlinear optical element that receives the second harmonic and generates a fourth harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic; and the fourth harmonic and the second A third non-linear optical element that emits light having a wavelength of 210 nm or less by injecting light having a wavelength of
The light source device according to any one of claims 7 to 9, further comprising: a converter. 【請求項１１】 前記第１変換部、前記第２変換部、及
び前記第３変換部の少なくとも１つは、入射光の少なく
とも一部が内部を巡る光路上に前記非線形光学素子が配
置される共振器を含むことを特徴とする請求項１０に記
載の光源装置。11. The non-linear optical element is arranged in at least one of the first conversion section, the second conversion section, and the third conversion section on an optical path through which at least a part of incident light goes inside. The light source device according to claim 10, further comprising a resonator. 【請求項１２】 前記光発生部が発生する光及び前記波
長変換部における各波長変換段で生成される光の少なく
とも１つの波長をモニタする波長モニタ機構と；前記波
長モニタ機構によるモニタ結果に基づいて前記光発生部
を制御して、前記モニタ対象光の波長を前記設定波長に
一致させる波長較正制御装置と；を更に備えることを特
徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光源装
置。12. A wavelength monitor mechanism for monitoring at least one wavelength of the light generated by the light generation section and the light generated by each wavelength conversion stage in the wavelength conversion section; and based on a monitoring result by the wavelength monitor mechanism. 12. The wavelength calibration control device for controlling the light generation unit to match the wavelength of the light to be monitored with the set wavelength; further comprising: Light source device. 【請求項１３】 前記波長モニタ機構は、ファブリペロ
ー・エタロン及び吸収セルの少なくとも一方を含む、こ
とを特徴とする請求項１２に記載の光源装置。13. The light source device according to claim 12, wherein the wavelength monitor mechanism includes at least one of a Fabry-Perot etalon and an absorption cell. 【請求項１４】 対象物に光を照射する光照射装置であ
って、 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光源装置と；前
記光源装置から射出された光を前記対象物に向けて射出
する照射光学系と；を備える光照射装置。14. A light irradiation device for irradiating an object with light, comprising: the light source device according to claim 1; and directing light emitted from the light source device toward the object. And an irradiation optical system for emitting light.