JP2010238684A - Laser device, light source device, method of adjusting those, light irradiation device, exposure device, and device manufacturing method - Google Patents

Laser device, light source device, method of adjusting those, light irradiation device, exposure device, and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2010238684A
JP2010238684A JP2009081686A JP2009081686A JP2010238684A JP 2010238684 A JP2010238684 A JP 2010238684A JP 2009081686 A JP2009081686 A JP 2009081686A JP 2009081686 A JP2009081686 A JP 2009081686A JP 2010238684 A JP2010238684 A JP 2010238684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
unit
laser
source device
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009081686A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5359461B2 (en
Inventor
Akira Tokuhisa
章 徳久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2009081686A priority Critical patent/JP5359461B2/en
Publication of JP2010238684A publication Critical patent/JP2010238684A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5359461B2 publication Critical patent/JP5359461B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device such that a spectrum width of output light can be adjustable with simple constitution, and to provide a light source device and methods of adjusting them. <P>SOLUTION: The light source device 1 includes the laser device 10 and a wavelength conversion unit 30. The laser device 10 includes: a laser light emission unit 11 which emits single-wavelength pulsed light; an optical amplification unit 12 which amplifies the pulsed light Ls emitted by the laser light emission unit 11; a pulsed light modulation unit 15 which temporally segments a portion of the pulsed light La amplified by the optical amplification unit 12 to emit short pulsed light Lp; and a timing adjustment unit comprising a delay adjusting unit 87 and a trigger pulse delay unit 84 which adjust the timing of segmentation by the pulsed light modulation unit 15. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ装置、これを用いた光源装置、これら装置の調整方法、光照射装置、露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。   The present invention relates to a laser apparatus, a light source apparatus using the same, a method for adjusting these apparatuses, a light irradiation apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

半導体デバイスに微細構造を形成する露光装置、微細構造を観察するレーザ顕微鏡、眼科治療に用いる医療装置等の分野において紫外光の利用が進展している。これらの装置に用いられる紫外光出力の光源装置として、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2レーザ等のガスレーザが従来から用いられてきた。近年では、半導体レーザ等のレーザ光発生部により発生された赤外〜可視領域のレーザ光を、ファイバー光増幅器等の光増幅部により増幅し、これを波長変換光学系により波長変換して紫外光を出力する全固体型の光源装置が開発され実用化が進んでいる。 The use of ultraviolet light is advancing in fields such as an exposure apparatus for forming a fine structure in a semiconductor device, a laser microscope for observing the fine structure, and a medical apparatus used for ophthalmic treatment. Gas lasers such as KrF excimer lasers, ArF excimer lasers, and F 2 lasers have been conventionally used as light source devices for ultraviolet light output used in these devices. In recent years, laser light in the infrared to visible region generated by a laser light generating unit such as a semiconductor laser is amplified by an optical amplifying unit such as a fiber optical amplifier, and this is wavelength-converted by a wavelength conversion optical system to be converted into ultraviolet light. Has been developed and put into practical use.

ここで、上記のような装置では、色収差に起因した結像特性の低下を抑制するため、レーザ光発生部は、単一波長のレーザ光（シード光）を出射するように構成される。例えば、分布帰還型レーザダイオード（ＤＦＢ半導体レーザ）が温度制御された状態で用いられ、狭帯域化された単一波長のシード光を出射するように構成される。しかしながら、シード光を増幅する光増幅部において、高強度のレーザ光の透過に起因して非線形光学現象の一種である自己位相変調（Self Phase Modulation：ＳＰＭ）が発生し、光増幅部から出力される増幅光、ひいては波長変換部から出力される紫外光において、光のスペクトル幅が増大するという課題がある。   Here, in the apparatus as described above, the laser light generator is configured to emit a single-wavelength laser light (seed light) in order to suppress a decrease in imaging characteristics due to chromatic aberration. For example, a distributed feedback laser diode (DFB semiconductor laser) is used in a temperature-controlled state, and is configured to emit seed light having a narrow wavelength and a single wavelength. However, in the optical amplifying unit that amplifies the seed light, self phase modulation (SPM), which is a kind of nonlinear optical phenomenon, occurs due to the transmission of high-intensity laser light and is output from the optical amplifying unit. There is a problem that the spectrum width of the light increases in the amplified light that is output from the wavelength conversion unit.

この課題に対し、スペクトル幅の増大を抑制する手法として、光源装置の光路中に、光路を進行する光の強度変化に応じて位相を調整する位相変調器を設け、この位相変調器により全光路で生じる自己位相変調を相殺するようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。   To solve this problem, as a method for suppressing the increase in the spectral width, a phase modulator that adjusts the phase according to the intensity change of the light traveling in the optical path is provided in the optical path of the light source device. Has been proposed (see, for example, Patent Literature 1).

再公表特許ＷＯ２００２／０９５４８６公報Republished patent WO2002 / 095486

上記提案に係る構成では、光増幅器において発生するＳＰＭに起因したスペクトル幅の拡大を抑制することができる。しかしながら、この構成では、光源装置に位相調整用の位相変調器を新設するとともに、光路を通過する光の強度変化に応じて位相変調器による調整量を制御する必要があり、システムが複雑化するという課題があった。   In the configuration according to the above proposal, it is possible to suppress the expansion of the spectrum width due to the SPM generated in the optical amplifier. However, in this configuration, it is necessary to newly install a phase modulator for phase adjustment in the light source device, and to control the amount of adjustment by the phase modulator according to the intensity change of light passing through the optical path, which complicates the system. There was a problem.

本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、より簡明な構成で、出力光のスペクトル幅を調整可能なレーザ装置、光源装置を提供することを目的とし、併せて、その調整方法、光照射装置、露光装置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and aims to provide a laser device and a light source device capable of adjusting the spectral width of output light with a simpler configuration, and adjusting the same. It is an object to provide a method, a light irradiation apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.

上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、レーザ装置である。レーザ装置は、単一波長のパルス光を発生するレーザ光発生部と、レーザ光発生部により発生されたパルス光を増幅する光増幅部と、光増幅部により増幅されたパルス光の一部を時間的に切り出して出射するパルス光変調部と、増幅されたパルス光に対するパルス光変調部による切り出しタイミングを調整設定可能なタイミング調整部（例えば、実施形態におけるトリガパルス遅延部８４、遅延調整器８７を含む制御装置８０）とを備えて構成される。なお、前記タイミング調整部による切り出しタイミングは、切り出されるパルス光の前記一部が、増幅されたパルス光における光強度の逓減部分の一部となるタイミングを含んで調整設定可能に構成されることが好ましい。また、前記タイミング調整部による切り出しタイミングは、光増幅部における励起強度が変化したときに、切り出されるパルス光の前記一部のスペクトル幅が、励起強度の変化の前後にわたって略一定となるように調整設定される構成も好ましい態様である。さらに、前記パルス光変調部により切り出されたパルス光を増幅する第２の光増幅部を備え、前記タイミング調整部による切り出しタイミングが、第２の光増幅部から出射されるパルス光の一部のスペクトル幅が、略一定となるように調整設定される構成も好ましい態様である。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a laser apparatus. The laser device includes a laser light generation unit that generates single-wavelength pulse light, an optical amplification unit that amplifies the pulse light generated by the laser light generation unit, and a part of the pulse light amplified by the optical amplification unit. A pulse light modulation unit that cuts out and emits in time, and a timing adjustment unit that can adjust and set the extraction timing of the amplified pulse light by the pulse light modulation unit (for example, the trigger pulse delay unit 84 and the delay adjuster 87 in the embodiment) And a control device 80). It should be noted that the extraction timing by the timing adjustment unit can be adjusted and set including the timing at which the part of the extracted pulsed light becomes a part of the light intensity decreasing portion in the amplified pulsed light. preferable. In addition, the extraction timing by the timing adjustment unit is adjusted so that, when the excitation intensity in the optical amplification unit changes, the partial spectral width of the extracted pulsed light is substantially constant before and after the change of the excitation intensity. The configuration to be set is also a preferable aspect. Furthermore, a second optical amplifying unit for amplifying the pulsed light extracted by the pulsed light modulation unit is provided, and the extraction timing by the timing adjusting unit is a part of the pulsed light emitted from the second optical amplifying unit. A configuration in which the spectral width is adjusted and set so as to be substantially constant is also a preferable mode.

本発明の第２の態様は、光源装置である。光源装置は、上記いずれかのレーザ装置と、レーザ装置から出射された赤外〜可視領域の光を紫外領域の光に変換する波長変換部とを備え、レーザ装置から出射された光が波長変換部により紫外光に変換されて出力されるように構成される。なお、レーザ装置のタイミング調整部による切り出しタイミングは、光増幅部および第２の光増幅部の少なくとも一方の励起強度が変化したときに、波長変換部から出力される紫外光のスペクトル幅が、励起強度の変化の前後にわたり略一定となるように調整設定される構成は好ましい態様である。   The second aspect of the present invention is a light source device. The light source device includes any one of the laser devices described above and a wavelength conversion unit that converts infrared to visible light emitted from the laser device into ultraviolet light, and converts the light emitted from the laser device to wavelength conversion. The unit is configured to be converted into ultraviolet light and output. Note that the cut-out timing by the timing adjustment unit of the laser device is such that when the excitation intensity of at least one of the optical amplification unit and the second optical amplification unit changes, the spectrum width of the ultraviolet light output from the wavelength conversion unit is A configuration that is adjusted and set to be substantially constant before and after the intensity change is a preferable mode.

本発明の第３の態様は、上記光源装置の調整方法である。この調整方法は、波長変換部から出力された紫外光のスペクトル幅を観察しながらタイミング調整部により切り出しタイミングを変化させ、観察される紫外光のスペクトル幅が所望のスペクトル幅になるように調整設定される。なお、光源装置の調整方法は、波長変換部から出力された紫外光のスペクトル幅及び時間コヒーレンス長を観察しながらタイミング調整部により切り出しタイミングを変化させ、紫外光のスペクトル幅が所望のスペクトル幅になるとともにコヒーレンス長が所望のコヒーレンス長になるように調整設定するように構成することもできる。   A third aspect of the present invention is a method for adjusting the light source device. In this adjustment method, the cut-out timing is changed by the timing adjustment unit while observing the spectral width of the ultraviolet light output from the wavelength conversion unit, and adjusted so that the spectral width of the observed ultraviolet light becomes the desired spectral width. Is done. The light source device is adjusted by changing the extraction timing by the timing adjustment unit while observing the spectral width and temporal coherence length of the ultraviolet light output from the wavelength conversion unit, so that the spectral width of the ultraviolet light becomes a desired spectral width. In addition, the coherence length can be adjusted and set so as to be a desired coherence length.

本発明の第５の態様は、対象物に光を照射する光照射装置である。この光照射装置は、第２の態様の光源装置と、光源装置から出力された紫外光を対象物に照射する照射光学系とを備えて構成される。   A fifth aspect of the present invention is a light irradiation device that irradiates light to an object. This light irradiation apparatus includes the light source device of the second aspect and an irradiation optical system that irradiates an object with ultraviolet light output from the light source device.

本発明の第６の態様は、マスクのパターンを感光物体上に転写する露光装置である。露光装置は、第２の態様の光源装置と、光源装置からの光をマスクに照射する照射光学系と、マスクからの光を感光物体（例えば、実施形態における半導体ウエハ５５）に投影する投影光学系とを備えて構成される。   A sixth aspect of the present invention is an exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a photosensitive object. The exposure apparatus includes a light source device according to the second aspect, an irradiation optical system that irradiates the mask with light from the light source device, and projection optics that projects the light from the mask onto a photosensitive object (for example, the semiconductor wafer 55 in the embodiment). System.

本発明の第７の態様は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であり、前記リソグラフィ工程では、第６の態様による露光装置を用いてマスクのパターンを感光物体に転写するように構成される。   A seventh aspect of the present invention is a device manufacturing method including a lithography process, wherein the lithography process is configured to transfer a mask pattern onto a photosensitive object using the exposure apparatus according to the sixth aspect.

本発明の第１の態様のレーザ装置には、光増幅部により増幅されたパルス光の一部を切り出すパルス光変調部と、パルス光変調部による切り出しタイミングを調整設定可能なタイミング調整部とが備えられており、後に詳述するように、切り出しタイミングを調整することにより切り出された増幅光のスペクトル、ひいては波長変換部から出力される紫外光のスペクトル幅を調整することができる。従って、前述の特許文献１に提案された自己位相変調相殺の手法とは全く異なる、より簡明な構成で、出力光のスペクトル幅を調整可能なレーザ装置、光源装置を提供することができる。また、本発明の調整方法、光照射装置、露光装置、並びにデバイス製造方法によれば、上記同様の効果を得ることができる。   The laser device according to the first aspect of the present invention includes a pulse light modulation unit that cuts out a part of the pulsed light amplified by the light amplification unit, and a timing adjustment unit that can adjust and set the extraction timing by the pulse light modulation unit. As will be described in detail later, the spectrum of the amplified light extracted by adjusting the extraction timing, and hence the spectrum width of the ultraviolet light output from the wavelength converter, can be adjusted. Therefore, it is possible to provide a laser device and a light source device that can adjust the spectrum width of output light with a simpler configuration that is completely different from the self-phase modulation cancellation method proposed in Patent Document 1. Moreover, according to the adjustment method, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method of the present invention, the same effects as described above can be obtained.

本発明の適用例として示すレーザ装置の概要構成図である。It is a schematic block diagram of the laser apparatus shown as an example of application of this invention. 本発明の適用例として示す光源装置の概要構成図である。It is a schematic block diagram of the light source device shown as an example of application of this invention. 波長変換部の構成例を示す概要構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structural example of a wavelength converter. パルス光変調部の構成例を示す概要構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structural example of a pulsed light modulation part. パルス光変調部を駆動するパルス変調信号と、パルス光変調部の透過率との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the pulse modulation signal which drives a pulse light modulation part, and the transmittance | permeability of a pulse light modulation part. レーザ光発生部が発生するパルス光と、パルス光変調部の透過率との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the pulsed light which a laser beam generation part generate | occur | produces, and the transmittance | permeability of a pulsed light modulation part. スペクトル幅の測定結果を図中に付記した説明図である。It is explanatory drawing which added the measurement result of the spectrum width in the figure. 本発明の適用例として示す露光装置の概要構成図である。It is a schematic block diagram of the exposure apparatus shown as an example of application of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。本発明を適用した光源装置１の概要構成を図２に示す。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a schematic configuration of the light source device 1 to which the present invention is applied.

光源装置１は、大別的には、赤外〜可視領域の基本波レーザ光を出射するレーザ装置１０と、レーザ装置１０から出射された基本波レーザ光を紫外光に変換する波長変換部３０と、光源装置を構成する各部の作動を制御する制御装置８０とを備え、出力端から紫外光が出力されるように構成される。   The light source device 1 is broadly divided into a laser device 10 that emits fundamental wave laser light in the infrared to visible region, and a wavelength conversion unit 30 that converts the fundamental wave laser light emitted from the laser device 10 into ultraviolet light. And a control device 80 for controlling the operation of each part constituting the light source device, and configured to output ultraviolet light from the output end.

ここで、レーザ装置１０、波長変換部３０の具体的な構成は、光源装置１の用途および機能に応じて適宜な構成が用いられる。そこで、実施形態では、マスク（レチクルとも称される）に形成されたパターンを半導体ウエハ等の基板に転写する露光装置に用いられる光源装置を例として、各部の構成について説明する。レーザ装置１０の概要構成を図１に示す。   Here, specific configurations of the laser device 10 and the wavelength conversion unit 30 are appropriately configured according to the use and function of the light source device 1. Therefore, in the embodiment, the configuration of each unit will be described by taking as an example a light source device used in an exposure apparatus that transfers a pattern formed on a mask (also referred to as a reticle) to a substrate such as a semiconductor wafer. A schematic configuration of the laser apparatus 10 is shown in FIG.

レーザ装置１０は、赤外〜可視領域における単一波長のパルス光（シード光）を発生するレーザ光発生部１１と、レーザ光発生部１１により発生されたパルス光を増幅する光増幅部１２と、光増幅部１２により増幅されたパルス光の一部を時間的に切り出して出射するパルス光変調部１５と、増幅されたパルス光に対するパルス光変調部による切り出しタイミングを調整設定可能なタイミング調整部（トリガパルス遅延部８４、遅延調整器８７等）とを備えて構成される。   The laser device 10 includes a laser light generation unit 11 that generates single-wavelength pulse light (seed light) in the infrared to visible region, and an optical amplification unit 12 that amplifies the pulse light generated by the laser light generation unit 11. , A pulse light modulation unit 15 that cuts out a part of the pulse light amplified by the optical amplification unit 12 and emits it, and a timing adjustment unit that can adjust and set the extraction timing of the amplified pulse light by the pulse light modulation unit (Trigger pulse delay unit 84, delay adjuster 87, etc.).

レーザ光発生部１１および光増幅部１２は、レーザ装置１０の用途・機能に応じて適宜な発振波長、発振形態、増幅率のものが用いられる。露光装置用のレーザ装置では、レーザ光発生部１１として、例えば、ＩnＧaＡsＰの分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ半導体レーザ）、光増幅部１２として半導体レーザ励起のエルビウム（Ｅｒ）・ドープ・ファイバー光増幅器（ＥＤＦＡ）やラマン・レーザ励起のＥＤＦＡが用いられる。なお、以下においては、レーザ光発生部１１を、適宜「ＤＦＢ半導体レーザ１１」とも表記する。   As the laser light generation unit 11 and the optical amplification unit 12, those having an appropriate oscillation wavelength, oscillation form, and amplification rate are used according to the application and function of the laser device 10. In a laser apparatus for an exposure apparatus, for example, an InGaAsP distributed feedback semiconductor laser (DFB semiconductor laser) is used as the laser light generator 11, and an erbium (Er) -doped fiber optical amplifier pumped with a semiconductor laser is used as the optical amplifier 12. EDFA) or Raman laser excited EDFA is used. In the following, the laser beam generator 11 is also referred to as “DFB semiconductor laser 11” as appropriate.

レーザ装置１０では、制御装置８０に設けられたレーザ駆動信号生成部８３によりパルス状のレーザ駆動信号を生成して、ＤＦＢ半導体レーザ１１をパルス発振させ、パルス幅１〜２[ｎsec]程度のパルス光（以下便宜的に「シードパルス光」という）Ｌsを出射させる。ＤＦＢ半導体レーザ１１は、ペルチェ素子等を利用した温度調整器が付設されたヒートシンクに取り付けられて温度調整可能に配設されており、この温度を調整することによりＤＦＢ半導体レーザ１１の発振波長を制御（調整設定）可能になっている。これにより、ＤＦＢ半導体レーザ１１から波長λ＝１．５４４[μｍ]の単一波長のシードパルス光Ｌsが発生され、光増幅部１２において所定ゲイン（例えば３０[ｄＢ]）の増幅が行われる。光増幅部１２で増幅されたパルス光Ｌaはパルス光変調部１５に入射される。   In the laser device 10, a pulsed laser drive signal is generated by a laser drive signal generation unit 83 provided in the control device 80 to oscillate the DFB semiconductor laser 11, and a pulse having a pulse width of about 1 to 2 [nsec]. Light Ls (hereinafter referred to as “seed pulse light”) Ls is emitted. The DFB semiconductor laser 11 is attached to a heat sink provided with a temperature regulator using a Peltier element or the like and is arranged so that the temperature can be adjusted. By adjusting this temperature, the oscillation wavelength of the DFB semiconductor laser 11 is controlled. (Adjustment setting) is possible. As a result, seed pulse light Ls having a single wavelength of wavelength λ = 1.544 [μm] is generated from the DFB semiconductor laser 11 and amplified by a predetermined gain (for example, 30 [dB]) in the optical amplifying unit 12. The pulsed light La amplified by the optical amplification unit 12 is incident on the pulsed light modulation unit 15.

パルス光変調部１５は、光増幅部１２から出射されたパルス光の一部を時間的に切り出し、切り出された短パルスの増幅光（以下便宜的に「短パルス光」という）Ｌpがレーザ装置１０から出力される。レーザ装置１０から出力された短パルス光Ｌpは、波長変換部３０に入射される。なお、パルス光変調部１５による増幅光の切り出しタイミングについては後に詳述する。   The pulsed light modulating unit 15 cuts out part of the pulsed light emitted from the optical amplifying unit 12 in time, and the extracted short-pulse amplified light (hereinafter referred to as “short-pulsed light”) Lp is a laser device. 10 is output. The short pulse light Lp output from the laser device 10 enters the wavelength conversion unit 30. Note that the timing of extracting the amplified light by the pulsed light modulator 15 will be described in detail later.

波長変換部３０は、波長λ＝１．５４４[μｍ]の基本波レーザ光（短パルス光Ｌp）を所定波長の紫外光、例えば、ＡｒＦエキシマレーザの発振波長と同一である波長λ＝１９３[ｎｍ]の紫外光に変換して出力する。   The wavelength conversion unit 30 converts the fundamental laser beam (short pulse light Lp) having a wavelength λ = 1.544 [μm] into a predetermined wavelength of ultraviolet light, for example, the same wavelength as the oscillation wavelength of an ArF excimer laser, λ = 193 [ nm] ultraviolet light and output.

ここで、１．５[μｍ]帯の基本波レーザ光を、８倍波に相当する波長λ＝１９３[ｎｍ]の紫外光に変換する波長変換部３０の具体的な構成（波長変換光学素子の組み合わせや配置等）は、既に公知の種々の構成を用いることができる。例えば、いずれも本出願人に係る、前記特許文献１に開示の構成、特開２０００−２００７４７号公報に開示した構成、特開２００７−４７３３２号公報に開示した構成、特開２００８−１２２７８５号公報に開示した構成などを用いることができる。図３は、本出願人に係る特開２００２−１２２８９８号公報に開示した構成を波長変換部３０に適用した例であり、この図を参照しながら波長変換部３０について簡潔に説明する。   Here, a specific configuration (wavelength conversion optical element) of the wavelength conversion unit 30 that converts the fundamental laser beam in the 1.5 [μm] band into ultraviolet light having a wavelength λ = 193 [nm] corresponding to an eighth harmonic wave For the combination, arrangement, etc., various known configurations can be used. For example, the configuration disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-200747, the configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-47332, and the Japanese Patent Laid-Open No. 2008-122785, all of which relate to the present applicant. The configuration disclosed in the above can be used. FIG. 3 shows an example in which the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-122898 according to the present applicant is applied to the wavelength conversion unit 30, and the wavelength conversion unit 30 will be briefly described with reference to this figure.

波長変換部３０は、各々波長変換光学素子３１，３２，３３が設けられレンズ３５，３６，３７を介して直列接続された３段の変換部からなり、レーザ装置１０から出力された波長λ＝１．５４４[μｍ]、周波数ωの基本波レーザ光を、これら３段の変換部により順次ω→２ω→４ω→８ωに波長変換して、最終的に周波数８ω、波長λ＝１９３[ｎｍ]の紫外光を出力する。   The wavelength conversion unit 30 includes three conversion units provided with wavelength conversion optical elements 31, 32, and 33 and connected in series via lenses 35, 36, and 37. The wavelength λ = output from the laser device 10 is equal to the wavelength conversion unit 30. The wavelength of the fundamental wave laser beam of 1.544 [μm] and frequency ω is sequentially converted into ω → 2ω → 4ω → 8ω by these three stages of conversion units, and finally the frequency 8ω, wavelength λ = 193 [nm] Output ultraviolet light.

１段目の変換部では、レーザ装置１０から出力された波長１．５４４[μｍ]の基本波レーザ光がレンズ３６により波長変換光学素子３１に集光入射され、二次高調波（ＳＨＧ）発生によって波長７７２[ｎｍ]の２倍波に変換される。１段目の波長変換光学素子３１は、ＬＢＯ（ＬｉＢ3Ｏ5）、ＰＰＬＮ（周期分極反転したＬｉＮｂＯ3）、水晶の擬似位相整合結晶などを用いることができる。 In the first stage conversion unit, a fundamental laser beam having a wavelength of 1.544 [μm] output from the laser device 10 is focused and incident on the wavelength conversion optical element 31 by the lens 36, and second harmonic (SHG) is generated. Is converted into a second harmonic wave having a wavelength of 772 [nm]. As the first-stage wavelength conversion optical element 31, LBO (LiB 3 O 5 ), PPLN (LiNbO 3 with periodically poled), quartz quasi-phase matched crystal, or the like can be used.

２段目の変換部では、波長変換光学素子３１から出射した波長７７２[ｎｍ]の２倍波が、レンズ３６により波長変換光学素子３２に集光入射され、二次高調波（ＳＨＧ）発生によって波長３８６[ｎｍ]の４倍波に変換される。２段目の波長変換光学素子３２は、１段目の波長変換光学素子と同様にＬＢＯ、ＰＰＬＮ、水晶の擬似位相整合結晶などを用いることができる。   In the second stage conversion unit, the second harmonic wave having a wavelength of 772 [nm] emitted from the wavelength conversion optical element 31 is condensed and incident on the wavelength conversion optical element 32 by the lens 36, and the second harmonic (SHG) is generated. It is converted into a fourth harmonic wave of wavelength 386 [nm]. As the second-stage wavelength conversion optical element 32, LBO, PPLN, quartz quasi-phase-matched crystal, and the like can be used as in the first-stage wavelength conversion optical element.

３段目の変換部では、波長変換光学素子３２から出射した波長３８６[ｎｍ]の４倍波が、レンズ３５により波長変換光学素子３３に集光入射され、二次高調波発生によって波長１９３[ｎｍ]の８倍波に変換される。波長変換光学素子３３は、水晶に周期的反転構造を形成した疑似位相整合結晶を用いることができる。なお、水晶の疑似位相整合結晶は既に公知であるため詳細説明を省略する。   In the third stage conversion unit, the fourth harmonic wave of the wavelength 386 [nm] emitted from the wavelength conversion optical element 32 is condensed and incident on the wavelength conversion optical element 33 by the lens 35, and the wavelength 193 [ nm]. As the wavelength conversion optical element 33, a quasi phase matching crystal in which a periodic inversion structure is formed in quartz can be used. Since the quartz quasi-phase-matching crystal is already known, detailed description thereof is omitted.

このようにして、レーザ装置１０から出力された波長１．５４４[μｍ]の基本波レーザ光が３段の変換部により順次波長変換され、波長変換部３０から波長１９３[ｎｍ]の紫外光が出力される。   In this manner, the fundamental laser beam having a wavelength of 1.544 [μm] output from the laser device 10 is sequentially wavelength-converted by the three-stage converter, and the ultraviolet light having the wavelength of 193 [nm] is output from the wavelength converter 30. Is output.

以上のように概要構成される光源装置１にあって、レーザ装置１０にパルス光変調部１５が設けられて、その作動が制御装置８０により制御され、レーザ光発生部１１から出射され光増幅部１２により増幅されたパルス光の一部が、パルス光変調部１５により時間的に切り出されてレーザ装置１０から出射される。   In the light source device 1 schematically configured as described above, the pulsed light modulation unit 15 is provided in the laser device 10, the operation of which is controlled by the control device 80, emitted from the laser light generation unit 11, and the light amplification unit A part of the pulsed light amplified by 12 is temporally cut out by the pulsed light modulator 15 and emitted from the laser device 10.

パルス光変調部１５は、例えば、素子内部の概略構成を図４に示すような電気光学変調器（ＥＯＭ）が用いられる。図示するパルス光変調部１５は、入力ポート１５ａに繋がる光路が素子内部で２分岐した後、これらの分岐光路が再び合流して出力ポート１５ｂに繋がる導波路１５０と、この導波路１５０の各分岐光路に設けられた電極１５１，１５２とを備え、入力ポート１５ａに入射した入射光（パルス光）Ｌaが、２分岐して分岐光路を辿り、再び合流して出力ポート１５ｂから出射光（短パルス光）Ｌpとして出射するように構成される。   For the pulse light modulator 15, for example, an electro-optic modulator (EOM) having a schematic configuration inside the element as shown in FIG. 4 is used. The illustrated pulsed light modulation unit 15 includes a waveguide 150 connected to the output port 15b after the optical path connected to the input port 15a is branched into two inside the device, and the branched optical paths are connected again to the output port 15b. The incident light (pulse light) La incident on the input port 15a is branched into two to follow the branch optical path, and merges again to output light (short pulse) from the output port 15b. It is configured to emit as (light) Lp.

導波路１５０は、電圧が印加されるとその電圧値に応じて屈折率が変化する材質で構成されている。電極１５１，１５２は、それぞれ分岐光路を挟むように設けられた各一対の電極板（１５１ａと１５１ｂ、１５２ａと１５２ｂ）からなり、電極１５１の電極板間１５１ａ〜１５１ｂに、次述するパルス変調信号ＭＤの一方の電圧信号ＭＤ１が供給され、電極１５２の電極板間１５２ａ〜１５２ｂに、パルス変調信号ＭＤの他方の電圧信号ＭＤ２が供給される。なお、図示するように、各一対の電極板のうち一方の電極板１５１ｂ，１５２ｂは接地レベルになっており、電圧信号ＭＤ１，ＭＤ２は各正電極１５１ａ，１５２ａに印加される。   The waveguide 150 is made of a material whose refractive index changes according to the voltage value when a voltage is applied. The electrodes 151 and 152 are each composed of a pair of electrode plates (151a and 151b, 152a and 152b) provided so as to sandwich the branched optical path, and between the electrode plates 151a to 151b of the electrode 151, the pulse modulation signal described below One voltage signal MD1 of MD is supplied, and the other voltage signal MD2 of the pulse modulation signal MD is supplied between the electrode plates 152a to 152b of the electrode 152. As shown in the figure, one of the pair of electrode plates 151b and 152b is at the ground level, and the voltage signals MD1 and MD2 are applied to the positive electrodes 151a and 152a.

パルス光変調部１５は、電極１５１，１５２の双方ともに電圧が印加されていないときに、入射光Ｌaに対する出射光Ｌpの透過率（Ｌp／Ｌa）が最低値となるように、すなわち入・出力ポート間１５ａ〜１５ｂが遮光状態となるように、２つの分岐光路の光路長が設定されている。また、電極１５１，１５２に電圧信号が印加されたときに、入・出力ポート間の透過率が電圧信号の差（ＭＤ１−ＭＤ２）に応じた透過率になるようになっている。なお、電圧信号ＭＤ１及びＭＤ２を総称するときに「パルス変調信号ＭＤ」と呼ぶものとする。   The pulse light modulator 15 is configured so that the transmittance (Lp / La) of the outgoing light Lp with respect to the incident light La becomes the lowest value when no voltage is applied to both the electrodes 151 and 152, that is, input / output. The optical path lengths of the two branched optical paths are set so that the ports 15a to 15b are in a light shielding state. Further, when a voltage signal is applied to the electrodes 151 and 152, the transmittance between the input and output ports becomes a transmittance corresponding to the difference between the voltage signals (MD1 to MD2). The voltage signals MD1 and MD2 are collectively referred to as “pulse modulation signal MD”.

図５は、パルス光変調部１５に供給されるパルス変調信号ＭＤすなわち電圧信号ＭＤ１およびＭＤ２と、パルス光変調部１５の透過率Ｔとの関係を具体的に示す図である。電圧信号ＭＤ１，ＭＤ２がともに０Ｖの場合には、これらの電圧信号の差は、ＭＤ１−ＭＤ２≒０となり、パルス光変調部１５の透過率Ｔがほぼゼロの遮光状態となる。一方、パルス変調信号ＭＤとして正電圧の電圧信号ＭＤ１と負電圧の電圧信号ＭＤ２とが同期して供給されると、電圧信号の差、ＭＤ１−ＭＤ２が大きな値となり、パルス光変調部１５の透過率Ｔは、図５に示すように、電圧信号ＭＤ１の電圧レベルと電圧信号ＭＤ２の電圧レベルとの差に応じた高い透過率となる。   FIG. 5 is a diagram specifically illustrating the relationship between the pulse modulation signal MD, that is, the voltage signals MD 1 and MD 2 supplied to the pulse light modulation unit 15, and the transmittance T of the pulse light modulation unit 15. When the voltage signals MD1 and MD2 are both 0V, the difference between these voltage signals is MD1−MD2≈0, and the light transmittance state in which the transmittance T of the pulse light modulator 15 is almost zero is obtained. On the other hand, when the positive voltage signal MD1 and the negative voltage signal MD2 are supplied in synchronization as the pulse modulation signal MD, the difference between the voltage signals, MD1-MD2, becomes a large value, and the transmission through the pulse light modulation unit 15 occurs. As shown in FIG. 5, the rate T has a high transmittance according to the difference between the voltage level of the voltage signal MD1 and the voltage level of the voltage signal MD2.

パルス光変調部１５にパルス変調信号ＭＤを出力する制御装置８０は、各部の作動を同期制御するための基準となるクロック８１、クロック８１を基準として所定間隔でトリガパルスを発生するトリガパルス発生器８２、トリガパルス発生器８２から入力されるトリガパルスに基づいて、ＤＦＢ半導体レーザ（レーザ光発生部）１１を駆動するレーザ駆動信号を生成するレーザ駆動信号生成部８３、トリガパルス発生器８２から入力されるトリガパルスを遅延調整器８７の設定に応じて遅延させるトリガパルス遅延部８４、トリガパルス遅延部８４を介して入力されるトリガパルスに基づいて、パルス光変調部１５を駆動するパルス変調信号ＭＤを生成するパルス変調信号生成部８５、トリガパルス遅延部８４によるトリガパルスの遅延時間を調整設定する遅延調整器８７などを備えて構成される。   A control device 80 that outputs a pulse modulation signal MD to the pulsed light modulation unit 15 includes a clock 81 serving as a reference for synchronously controlling the operation of each unit, and a trigger pulse generator that generates a trigger pulse at a predetermined interval based on the clock 81 82, a laser drive signal generator 83 for generating a laser drive signal for driving the DFB semiconductor laser (laser light generator) 11 based on the trigger pulse input from the trigger pulse generator 82, and an input from the trigger pulse generator 82 A pulse modulation signal for driving the pulsed light modulation unit 15 based on the trigger pulse input via the trigger pulse delay unit 84 and the trigger pulse delay unit 84 for delaying the generated trigger pulse according to the setting of the delay adjuster 87 Delay time of trigger pulse by pulse modulation signal generation unit 85 and trigger pulse delay unit 84 for generating MD Configured with a like delay adjuster 87 to adjust settings.

レーザ駆動信号生成部８３は、トリガパルス発生器８２から入力されるトリガパルスの立ち上がり（または立ち下がり）に応答して、ＤＦＢ半導体レーザ１１を駆動するレーザ駆動信号を生成して出力し、ＤＦＢ半導体レーザ１１をパルス発振させる。レーザ駆動信号は、繰り返し周波数が数百[kHz]〜１[MHz]程度、パルス幅１〜２[ｎsec]程度で、各パルスの強度がガウス状に変化するパルス信号とされ、このレーザ駆動信号によってパルス発振されるＤＦＢ半導体レーザ１１から、図６に実線で示すようなシードパルス光Ｌsが発生される。この図の縦軸は、シードパルス光Ｌsに関しては光強度を示す。なお、図６では、上記繰り返し周波数で発生されるシードパルス光における単一の光パルス波形のみを示している。   The laser drive signal generator 83 generates and outputs a laser drive signal for driving the DFB semiconductor laser 11 in response to the rise (or fall) of the trigger pulse input from the trigger pulse generator 82, and outputs the DFB semiconductor. The laser 11 is pulse-oscillated. The laser drive signal is a pulse signal having a repetition frequency of about several hundreds [kHz] to 1 [MHz], a pulse width of about 1 to 2 [nsec], and the intensity of each pulse changing in a Gaussian shape. The seed pulse light Ls as shown by the solid line in FIG. The vertical axis in this figure indicates the light intensity with respect to the seed pulse light Ls. FIG. 6 shows only a single optical pulse waveform in the seed pulse light generated at the repetition frequency.

トリガパルス遅延部８４は、トリガパルス発生器８２から入力されたトリガパルスを、遅延調整器８７の設定に応じて所定範囲で遅延させてパルス変調信号生成部８５に入力させる。トリガパルス遅延部８４は、例えば遅延調整器８７として可変抵抗器を用い、可変抵抗器（あるいは後述する制御装置内の演算処理部）から入力される電気信号に応じて遅延量を変化させる種々の遅延回路や、実効伝送路長を変え得る可変長伝送路などを用いて構成することができる。   The trigger pulse delay unit 84 delays the trigger pulse input from the trigger pulse generator 82 within a predetermined range according to the setting of the delay adjuster 87 and inputs the delayed pulse to the pulse modulation signal generation unit 85. The trigger pulse delay unit 84 uses a variable resistor as the delay adjuster 87, for example, and changes the delay amount according to an electric signal input from the variable resistor (or an arithmetic processing unit in the control device described later). A delay circuit or a variable-length transmission path that can change the effective transmission path length can be used.

パルス変調信号生成部８５は、トリガパルス遅延部８４を介して入力されるトリガパルスの立ち上がり（または立ち下がり）に応答して、パルス光変調部１５の透過率Ｔを高い透過率とするパルス変調信号ＭＤ（電圧信号ＭＤ１，ＭＤ２）を生成し、パルス光変調部１５に出力する。パルス変調信号ＭＤのパルス幅は、パルス光変調部１５に入射するパルス光Ｌaのパルス幅よりも狭く、例えば、光増幅部１２から出射されるパルス光Ｌaのパルス幅１〜２[ｎｓ]程度に対して、パルス変調信号ＭＤのパルス幅は、０．３[ｎｓ]程度に設定される。   The pulse modulation signal generation unit 85 responds to the rising (or falling) of the trigger pulse input via the trigger pulse delay unit 84 to make the transmittance T of the pulsed light modulation unit 15 high. A signal MD (voltage signals MD1, MD2) is generated and output to the pulsed light modulator 15. The pulse width of the pulse modulation signal MD is narrower than the pulse width of the pulsed light La incident on the pulsed light modulation unit 15, for example, about 1 to 2 [ns] of the pulsed light La emitted from the optical amplification unit 12. On the other hand, the pulse width of the pulse modulation signal MD is set to about 0.3 [ns].

図６には、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射されるシードパルス光Ｌsのパルス波形とともに、トリガパルスの遅延量を所定時間に設定した場合におけるパルス光変調部１５の透過率Ｔの変化を点線で示している。なお、図中の縦軸は、パルス光変調部１５の透過率Ｔに関しては透過率を示す。光増幅部１２に入射するシードパルス光Ｌsの光強度は低く、光増幅部１２にとって小信号利得の範囲内であるため、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射されるシードパルス光Ｌsのパルス波形と、光増幅部１２により増幅されたパルス光Ｌaのパルス波形とは、縦軸の光強度の単位のみが異なる相似波形となる。そのため、遅延調整器８７を調整してトリガパルス遅延部８４によるトリガパルスの遅延時間を変化させると、図６におけるシードパルス光Ｌsの波形に対して透過率Ｔの波形位置が時間軸方向（左右）に変化すると同様に、増幅されたパルス光Ｌaに対して透過率Ｔの波形位置が変化し、パルス光変調部１５により切り出されるパルス光Ｌaの切り出しタイミングが変化する。   In FIG. 6, the change in the transmittance T of the pulsed light modulation unit 15 when the delay amount of the trigger pulse is set to a predetermined time is shown by a dotted line together with the pulse waveform of the seed pulsed light Ls emitted from the DFB semiconductor laser 11. ing. In addition, the vertical axis | shaft in a figure shows the transmittance | permeability regarding the transmittance | permeability T of the pulse light modulation part 15. FIG. Since the light intensity of the seed pulse light Ls incident on the optical amplifying unit 12 is low and within the range of the small signal gain for the optical amplifying unit 12, the pulse waveform of the seed pulse light Ls emitted from the DFB semiconductor laser 11 and the light The pulse waveform of the pulsed light La amplified by the amplification unit 12 is a similar waveform that is different only in the unit of the light intensity on the vertical axis. Therefore, when the delay adjuster 87 is adjusted to change the delay time of the trigger pulse by the trigger pulse delay unit 84, the waveform position of the transmittance T with respect to the waveform of the seed pulse light Ls in FIG. In the same manner, the waveform position of the transmittance T changes with respect to the amplified pulsed light La, and the extraction timing of the pulsed light La extracted by the pulsed light modulation unit 15 changes.

このように、本構成形態では、制御装置８０（特にトリガパルス遅延部８４および遅延調整器８７）が、光増幅部１２において増幅されたパルス光Ｌaに対するパルス光変調部１５による切り出しタイミングを調整設定可能なタイミング調整部を構成している。もっとも、タイミング調整部は上述した構成に限定されるものではなく、パルス光Ｌaに対する切り出しタイミングを調整設定可能なものであればよい。例えば、トリガパルスに対してパルス変調信号ＭＤに一定の遅延時間を与える一方、ＤＦＢ半導体レーザ１１〜パルス光変調部１５との間の光路長を光ディレイラインによって可変とすれば、図６における透過率Ｔの波形に対して光パルスＬaの波形位置が時間軸方向に変化し、実効的に切り出しタイミングを調整することが可能である。   As described above, in this configuration mode, the control device 80 (particularly, the trigger pulse delay unit 84 and the delay adjuster 87) adjusts and sets the extraction timing of the pulsed light La amplified by the optical amplification unit 12 by the pulsed light modulation unit 15. A possible timing adjustment unit is configured. However, the timing adjustment unit is not limited to the above-described configuration, and may be any unit that can adjust and set the extraction timing for the pulsed light La. For example, if a certain delay time is given to the pulse modulation signal MD with respect to the trigger pulse, and the optical path length between the DFB semiconductor laser 11 to the pulse light modulation unit 15 is variable by the optical delay line, the transmission in FIG. The waveform position of the optical pulse La changes in the time axis direction with respect to the waveform of the rate T, and it is possible to effectively adjust the extraction timing.

発明者は、全固体型の光源装置について鋭意研究を進め、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射されるシードパルス光Ｌsのスペクトル幅に着目して実験を行った。その結果、シードパルス光Ｌsのスペクトル幅は、パルス幅が１〜２[ｎsec]程度の光パルスの各部位において、一定の傾向をもって変化するという事実を捉えた。この知見に基づき、発明者は、以上説明したようにレーザ装置１０を構成し、以下説明するように光パルスの切り出し位置を調整することにより、レーザ装置１０から出力されるパルス光のスペクトル幅、ひいては光源装置１から出力される紫外光のスペクトル幅を、所定範囲で任意に調整設定し得る新たな手法を発明した。   The inventor has conducted intensive research on an all-solid-state light source device and conducted an experiment focusing on the spectral width of the seed pulse light Ls emitted from the DFB semiconductor laser 11. As a result, the fact that the spectrum width of the seed pulse light Ls changes with a certain tendency in each part of the optical pulse with a pulse width of about 1 to 2 [nsec] was captured. Based on this knowledge, the inventor configures the laser device 10 as described above, and adjusts the cut-out position of the light pulse as described below, whereby the spectral width of the pulsed light output from the laser device 10, As a result, a new technique has been invented that allows the spectral width of the ultraviolet light output from the light source device 1 to be arbitrarily adjusted and set within a predetermined range.

実験では、遅延調整器８７を調整してトリガパルス遅延部８４によるトリガパルスの遅延時間を変化させ、パルス光の切り出し位置を変化させた。このとき、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射するシードパルス光Ｌsのパルス幅は約１．５ｎｓとし、パルス光変調部１５の透過率Ｔ(図６を参照)のパルス幅、すなわちパルス光変調部１５によるパルス光Ｌaの切り出し幅は約０．３ｎｓとした。そして、光検出器及びオシロスコープを用いてパルス光Ｌaのパルス波形、および切り出された短パルス光Ｌpのパルス波形を計測し、さらに、分光計を用いて光源装置１から出力される波長１９３ｎｍの紫外光ＬvのＥ９５（スペクトル中の９５％のエネルギーが集中しているスペクトル幅）を各遅延時間に対応して測定した。   In the experiment, the delay adjuster 87 was adjusted, the delay time of the trigger pulse by the trigger pulse delay unit 84 was changed, and the cut-out position of the pulse light was changed. At this time, the pulse width of the seed pulse light Ls emitted from the DFB semiconductor laser 11 is about 1.5 ns, and the pulse width of the transmittance T (see FIG. 6) of the pulse light modulator 15, that is, by the pulse light modulator 15. The cutting width of the pulsed light La was about 0.3 ns. Then, the pulse waveform of the pulsed light La and the pulse waveform of the extracted short pulsed light Lp are measured using a photodetector and an oscilloscope, and further, an ultraviolet ray having a wavelength of 193 nm output from the light source device 1 using a spectrometer. E95 of light Lv (spectrum width where 95% of energy in the spectrum is concentrated) was measured corresponding to each delay time.

図７は、測定結果を示すグラフである。この図において、ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３は、シードパルス光Ｌsに対するパルス光変調部１５による切り出しタイミング（中心位置）を示す指標である。図中には、ｔ０〜ｔ３の各タイミングで切り出され、波長変換部３０から出力された紫外光ＬvのＥ９５スペクトル幅の計測値を、枠囲みして示す。   FIG. 7 is a graph showing the measurement results. In this figure, t0, t1, t2, and t3 are indices indicating the extraction timing (center position) of the seed pulse light Ls by the pulse light modulator 15. In the figure, the measured value of the E95 spectral width of the ultraviolet light Lv cut out at each timing of t0 to t3 and output from the wavelength conversion unit 30 is shown in a box.

図示のように、光パルスの逓増部分(立ち上がり部分)を切り出したタイミングｔ０では、Ｅ９５が１０[ｐｍ]を超えており、紫外光のスペクトル幅はかなり広い状態であった。ところが、光パルスのピーク付近を切り出したタイミングｔ１では、Ｅ９５が約８[ｐｍ]になってスペクトル幅が狭まっていき、光パルスの逓減部分(立下り部分)のうちピークに近い部分を切り出したタイミングｔ２においては、Ｅ９５が約２．５[ｐｍ]と極めて狭くなっている。切り出しタイミングを更に遅らせたタイミングｔ３では、Ｅ９５が５[ｐｍ]となり、スペクトル幅はタイミングｔ２と比較すると幾分広くなっている。この測定結果から、光パルスの切り出しタイミングｔ０〜ｔ２において、遅延時間の増加とともにスペクトル幅が狭くなっていくことが理解される。   As shown in the figure, at the timing t0 when the increasing portion (rising portion) of the optical pulse was cut out, E95 exceeded 10 [pm], and the spectrum width of the ultraviolet light was in a considerably wide state. However, at the timing t1 when the vicinity of the peak of the optical pulse is cut out, E95 becomes about 8 [pm] and the spectrum width narrows, and the portion close to the peak is cut out from the decreasing portion (falling portion) of the optical pulse. At the timing t2, E95 is extremely narrow at about 2.5 [pm]. At timing t3 where the cut-out timing is further delayed, E95 is 5 [pm], and the spectrum width is somewhat wider than timing t2. From this measurement result, it can be understood that the spectrum width becomes narrower as the delay time increases at the extraction timing t0 to t2 of the optical pulse.

このため、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射されたシードパルス光Ｌs、または光増幅部１２により増幅されたパルス光Ｌaを、パルス光変調部１５により切り出す際の切り出しタイミングを調整することにより、レーザ装置１０から出力される基本波レーザ光（短パルス光）Ｌp、および光源装置１から出力される紫外光Ｌvのスペクトル幅を変化させることができ、これらの光のスペクトル幅を所定範囲において任意に調整設定することができる。   Therefore, the laser device 10 is adjusted by adjusting the extraction timing when the pulse light modulation unit 15 extracts the seed pulse light Ls emitted from the DFB semiconductor laser 11 or the pulse light La amplified by the optical amplification unit 12. The spectral widths of the fundamental laser light (short pulse light) Lp output from the laser light and the ultraviolet light Lv output from the light source device 1 can be changed, and the spectral widths of these lights are arbitrarily adjusted and set within a predetermined range. can do.

トリガパルス遅延部８４による遅延時間の調整範囲は、パルス発振させるＤＦＢ半導体レーザ１１のパルス幅の範囲内で適宜に設定することができ、遅延調整器８７による遅延時間（切り出し位置）の設定は、光源装置１の用途および機能に応じて要求されるスペクトル幅に基づいて適宜定めることができる。例えば、光源装置１を半導体デバイス製造用の露光装置の光源として使用する場合など、紫外光Ｌvのスペクトル幅を極力狭くすることが要求されるような場合には、トリガパルス遅延部８４による調整可能範囲をタイミングｔ１〜ｔ３の範囲とし、遅延調整器８７を操作してスペクトル幅が最も狭くなるようにタイミングｔ２近傍で調整設定すればよい。具体的には、分光計で紫外光Ｌv（または短パルス光Ｌp）のＥ９５の変化を観察しながら遅延調整器８７を調整操作し、Ｅ９５が最も狭くなるようにトリガパルス遅延部８４の遅延時間を設定すればよい。   The adjustment range of the delay time by the trigger pulse delay unit 84 can be appropriately set within the range of the pulse width of the DFB semiconductor laser 11 that performs pulse oscillation, and the setting of the delay time (cutout position) by the delay adjuster 87 is as follows. It can be appropriately determined based on the spectrum width required according to the use and function of the light source device 1. For example, when the light source device 1 is used as a light source of an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, and when it is required to make the spectrum width of the ultraviolet light Lv as narrow as possible, the adjustment by the trigger pulse delay unit 84 is possible. The range may be the range of timings t1 to t3, and the delay adjuster 87 may be operated to adjust and set in the vicinity of the timing t2 so that the spectrum width becomes the narrowest. Specifically, the delay adjuster 87 is adjusted while observing the change of E95 of the ultraviolet light Lv (or short pulse light Lp) with a spectrometer, and the delay time of the trigger pulse delay unit 84 is set so that E95 becomes the narrowest. Should be set.

また、紫外光Ｌvのスペクトル幅は一定程度狭いことが要求されが、スペクトル幅が狭すぎると時間コヒーレンス長が長くなり過ぎ、スペックルの発生が問題になるような用途（例えば、所定の光学式検査装置）に、光源装置１を用いるような場合には、トリガパルス遅延部８４による調整可能範囲をタイミングｔ０〜ｔ３の範囲とし、遅延調整器８７を操作して、紫外光のスペクトル幅およびコヒーレンス長が所望範囲になるように調整設定すればよい。具体的には、分光計で紫外光ＬvのＥ９５を観察するとともに、干渉計で紫外光の時間コヒーレンス長を観察しながら遅延調整器８７を調整操作し、Ｅ９５が所要スペクトル幅の範囲内であり、かつコヒーレンス長が所要コヒーレンス長の範囲内になるように、トリガパルス遅延部８４の遅延時間を設定する。なお、時間コヒーレンス長はスペクトル幅の逆数にほぼ比例するため、遅延調整器８７を操作して光パルスの切り出し位置を変化させることにより、時間コヒーレンス長を変化させることができる。   Further, the spectrum width of the ultraviolet light Lv is required to be narrow to a certain extent. However, if the spectrum width is too narrow, the time coherence length becomes too long and speckle generation becomes a problem (for example, a predetermined optical type). When the light source device 1 is used for the inspection device, the adjustable range by the trigger pulse delay unit 84 is set to the range of timings t0 to t3, the delay adjuster 87 is operated, and the spectrum width and coherence of the ultraviolet light are operated. What is necessary is just to adjust and set so that length may become a desired range. Specifically, while observing the E95 of the ultraviolet light Lv with a spectrometer and adjusting the delay adjuster 87 while observing the temporal coherence length of the ultraviolet light with an interferometer, the E95 is within the required spectral width. The delay time of the trigger pulse delay unit 84 is set so that the coherence length is within the range of the required coherence length. Since the temporal coherence length is substantially proportional to the reciprocal of the spectrum width, the temporal coherence length can be changed by operating the delay adjuster 87 to change the cut-out position of the optical pulse.

このように、本構成形態のレーザ装置１０、光源装置１によれば、レーザ装置１０から出力されるパルス光のスペクトル幅、ひいては光源装置１から出力される紫外光のスペクトル幅を、所定範囲で任意に調整設定することができる。なお、分光計を含む観察システムをレーザ装置または光源装置に内蔵し、制御装置８０が装置の用途および機能に応じて、トリガパルス遅延部８４による遅延時間を自動設定するように構成してもよい。   As described above, according to the laser device 10 and the light source device 1 of the present configuration, the spectral width of the pulsed light output from the laser device 10 and, in turn, the spectral width of the ultraviolet light output from the light source device 1 are within a predetermined range. It can be arbitrarily adjusted. The observation system including the spectrometer may be built in the laser device or the light source device, and the control device 80 may be configured to automatically set the delay time by the trigger pulse delay unit 84 according to the use and function of the device. .

また、本構成のレーザ装置１０においては、パルス光変調部１５を光増幅部１２の出射側に設け、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射されたシードパルス光Ｌsを光増幅部１２により増幅し、増幅されたパルス光Ｌaをパルス光変調部１５により切り出すように構成している。   Further, in the laser device 10 of this configuration, the pulse light modulation unit 15 is provided on the emission side of the optical amplification unit 12, and the seed pulse light Ls emitted from the DFB semiconductor laser 11 is amplified and amplified by the optical amplification unit 12. The pulsed light La is cut out by the pulsed light modulator 15.

このため、光増幅部１２で発生したＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）によるＤＣ成分のノイズをパルス光変調部１５によって除去することができる。そのため、レーザ装置１０から出力された短パルス光Ｌpを増幅する後段の光増幅部を備える光源装置において、後段の光増幅部にＳＮ比が高い信号光（本構成形態における短パルス光Ｌp）を供給することができ、これにより、後段の光増幅部におけるエネルギーの損失を低減して高効率の作動を実現することができる。   For this reason, the pulse light modulator 15 can remove DC component noise caused by ASE (Amplified Spontaneous Emission) generated in the optical amplifier 12. For this reason, in a light source device including a subsequent optical amplification unit that amplifies the short pulse light Lp output from the laser device 10, signal light having a high S / N ratio (the short pulse light Lp in the present configuration) is supplied to the subsequent optical amplification unit. As a result, it is possible to reduce the energy loss in the optical amplification unit at the subsequent stage and realize a highly efficient operation.

ところで、ＤＦＢ半導体レーザ１１から出射されたシード光（シードパルス光）を光増幅部１２で増幅し、波長変換部３０で紫外光に波長変換して出力する光源装置では、例えば、波長変換部３０に設けられた波長変換光学素子の変換効率低下等に起因して、紫外光出力が低下するような状況が発生する。このような場合に、最終的に出力される紫外光の光強度を保つため、光増幅部１２に設けられたファイバー光増幅器の励起光の強度を増加させ、基本波レーザ光の出力を増大させて低下分を補うことが一般的に行われている。   By the way, in the light source device that amplifies the seed light (seed pulse light) emitted from the DFB semiconductor laser 11 by the optical amplifying unit 12, converts the wavelength into ultraviolet light by the wavelength converting unit 30, and outputs it, for example, the wavelength converting unit 30. Due to a reduction in conversion efficiency of the wavelength conversion optical element provided in the case, a situation occurs in which the ultraviolet light output is reduced. In such a case, in order to maintain the light intensity of the finally output ultraviolet light, the intensity of the excitation light of the fiber optical amplifier provided in the optical amplifier 12 is increased, and the output of the fundamental laser light is increased. It is common practice to compensate for the decline.

しかしながら、ファイバー光増幅器の励起光の強度を増加させ、基本波レーザ光の出力を増大させることは、ファイバー光増幅器を透過するピークパワーを高くすることを意味し、その結果、ファイバー中での非線形過程を通して、光増幅部１２から出力されるパルス光Ｌaのスペクトル幅が増大する。いま、光増幅部１２における励起光の強度変化をΔＰとしたとき、その強度変化ΔＰが励起光の強度Ｐに対して極端に大きくない場合には、Ｅ９５のスペクトル幅の変化ΔＥ９５はΔＰと線形関係にあり、ΔＥ９５≒αΔＰで近似的に与えられる。   However, increasing the intensity of the pump light of the fiber optical amplifier and increasing the output of the fundamental laser light means increasing the peak power transmitted through the fiber optical amplifier, resulting in nonlinearity in the fiber. Through the process, the spectral width of the pulsed light La output from the optical amplifying unit 12 increases. Now, assuming that the intensity change of the excitation light in the optical amplifying unit 12 is ΔP, if the intensity change ΔP is not extremely large with respect to the intensity P of the excitation light, the spectrum width change ΔE95 of E95 is linear with ΔP. And is approximately given by ΔE95≈αΔP.

一方、前述したように、光パルスの切り出しタイミングがｔ０〜ｔ２の間では、遅延時間の増加とともにスペクトル幅が狭くなることが実験的に確認されている。つまり、遅延調整器８７により調整されるトリガパルスの遅延時間（光パルスと切り出される短パルス光との位相差）をΔτとしたときに、スペクトル幅Ｅ９５の変化ΔＥ９５はΔτと線形関係にあり、ΔＥ９５≒βΔτで近似的に与えられる。   On the other hand, as described above, it has been experimentally confirmed that the spectral width becomes narrower as the delay time increases when the timing of extracting the optical pulse is between t0 and t2. That is, when the delay time of the trigger pulse adjusted by the delay adjuster 87 (the phase difference between the light pulse and the short pulse light to be cut out) is Δτ, the change ΔE95 in the spectrum width E95 is linearly related to Δτ. ΔE95≈βΔτ is approximately given.

従って、励起光の強度変化ΔＰに伴い、αΔＰ＋βΔτ＝０を満たすようにΔτを制御すれば、光増幅部１２において励起光の強度を変化させても、レーザ装置１０から出力されるパルス光（基本波レーザ光）のスペクトル幅、および波長変換部３０から出力される紫外光のスペクトル幅に、ほとんど変化が生じないようにすることができる。   Accordingly, if Δτ is controlled so as to satisfy αΔP + βΔτ = 0 in accordance with the intensity change ΔP of the excitation light, the pulse light (basic) output from the laser device 10 even if the intensity of the excitation light is changed in the optical amplifying unit 12. The spectral width of the laser wave) and the spectral width of the ultraviolet light output from the wavelength converter 30 can be hardly changed.

励起光の強度変化ΔＰに対するスペクトル幅の変化ΔＥ９５、およびトリガパルスの遅延時間Δτに対するスペクトル幅の変化ΔＥ９５は、ともに実験的に求めることができ、上記係数αおよびβを算出して制御装置８０に設定しておくことができる。そして、光増幅部１２において励起光の強度変化が生じたときに、制御装置８０に設けられた不図示の演算処理部においてαΔＰ＋βΔτ＝０を満たすΔτを算出し、導出された遅延時間Δτをトリガパルス遅延部８４に入力してパルス光の切り出しタイミングを制御するように構成すれば、励起光強度が変化しても、変化の前後にわたりスペクトル幅を略一定に保つことができる。このような構成によれば、励起光の強度変化にかかわらず、常に安定したスペクトル幅の短パルス光Ｌpを出力するレーザ装置、あるいは、常に安定したスペクトル幅の紫外光Ｌvを出力する光源装置を提供することができる。なお、パルス光の切り出しタイミングの変更に伴い、スペクトルの中心波長が変動する場合がある。本構成形態のレーザ装置では、レーザ光発生部１１としてＤＦＢ半導体レーザを用いているため、温度調整器により温度制御することにより、波長の変動を補償することが可能である。   Both the spectral width change ΔE95 with respect to the excitation light intensity change ΔP and the spectral width change ΔE95 with respect to the trigger pulse delay time Δτ can be obtained experimentally. Can be set. Then, when an intensity change of the pumping light occurs in the optical amplifying unit 12, Δτ satisfying αΔP + βΔτ = 0 is calculated in an arithmetic processing unit (not shown) provided in the control device 80, and the derived delay time Δτ is triggered. If it is configured to input the pulse delay unit 84 and control the extraction timing of the pulsed light, the spectral width can be kept substantially constant before and after the change even if the excitation light intensity changes. According to such a configuration, the laser device that always outputs the short pulse light Lp having a stable spectral width regardless of the intensity change of the excitation light, or the light source device that always outputs the ultraviolet light Lv having a stable spectral width. Can be provided. Note that the center wavelength of the spectrum may fluctuate with the change of the pulsed light extraction timing. In the laser apparatus of this configuration, since a DFB semiconductor laser is used as the laser light generator 11, temperature fluctuations can be compensated by controlling the temperature with a temperature regulator.

以上では、光源装置の例として、パルス光変調部１５により切り出された短パルス光Ｌpを波長変換部３０に入射させ、直列的に形成した波長変換部３０で波長変換する構成を主として説明したが、パルス光変調部１５の出力側に単段または複数段の第２の光増幅部２０（図２を参照）を設け、増幅された短パルス光を波長変換部３０に入射させるように構成してもよい。この場合において、パルス光の切り出しタイミングは、第２の光増幅部２０から出射される増幅後の短パルス光のスペクトル幅が、これらの光増幅部１０，２０の励起強度の変化や各光増幅部を形成するファイバー光増幅器の着脱交換等の前後にわたり、略一定となるように制御するように構成することができる。光増幅部が複数段からなる場合には、後段の光増幅部（ファイバー光増幅器）ほど非線形効果が大きくなる。このため、上記のように構成することにより本発明の効果をさらに高めることができる。なお、光増幅部１０（第２の光増幅部２０）から出射される短パルス光を、複数に分割して並列的に形成した波長変換部で波長変換するように構成してもよい。このような第２の光増幅部および波長変換部の構成例として、例えば、本出願人に係る特開２００７−４７３３２号公報に開示した構成を用いることができる。   In the above, as an example of the light source device, the configuration in which the short pulse light Lp cut out by the pulse light modulation unit 15 is incident on the wavelength conversion unit 30 and wavelength conversion is performed by the wavelength conversion unit 30 formed in series has been mainly described. A single-stage or multiple-stage second optical amplification section 20 (see FIG. 2) is provided on the output side of the pulsed light modulation section 15 so that the amplified short pulse light is incident on the wavelength conversion section 30. May be. In this case, the extraction timing of the pulsed light is such that the spectral width of the amplified short pulse light emitted from the second optical amplifying unit 20 changes the excitation intensity of the optical amplifying units 10 and 20 and each optical amplification. It can be configured to be controlled so as to be substantially constant before and after the fiber optical amplifier forming the part is attached or detached. In the case where the optical amplifying unit is composed of a plurality of stages, the non-linear effect increases as the optical amplifying unit (fiber optical amplifier) in the subsequent stage increases. For this reason, the effect of this invention can further be heightened by comprising as mentioned above. The short pulse light emitted from the optical amplifying unit 10 (second optical amplifying unit 20) may be configured to be wavelength-converted by a wavelength converting unit that is divided into a plurality and formed in parallel. As a configuration example of the second optical amplification unit and the wavelength conversion unit, for example, the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-47332 related to the present applicant can be used.

次に、以上説明した光源装置１の好適な適用例として、半導体製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置５０について、その概要構成を模式的に示す図８を参照して説明する。フォトリソグラフィ工程で使用される露光装置５０は、原理的には写真製版と同じであり、マスク（フォトマスク、レチクルとも称される）上に精密に描かれたパターン（デバイスパターン）を、フォトレジストを塗布した半導体ウエハやガラス基板などの上に光学的に投影して転写する。   Next, as a suitable application example of the light source device 1 described above, with reference to FIG. 8 schematically showing a schematic configuration of an exposure apparatus 50 used in a photolithography process which is one of semiconductor manufacturing processes. explain. The exposure apparatus 50 used in the photolithography process is in principle the same as photolithography, and a pattern (device pattern) precisely drawn on a mask (also referred to as a photomask or a reticle) is used as a photoresist. Is optically projected and transferred onto a semiconductor wafer or a glass substrate coated with.

露光装置５０は、既述した光源装置１と、照射光学系（照明光学系）５１と、マスク５２を支持するマスク支持台５３と、投影光学系５４と、露光対象物たる感光物体である半導体ウエハ５５を載置保持する載置台５６と、載置台５６をＸ−Ｙ軸方向に水平移動させる駆動装置５７とを備えて構成される。   The exposure apparatus 50 includes a light source device 1, an irradiation optical system (illumination optical system) 51, a mask support base 53 that supports a mask 52, a projection optical system 54, and a semiconductor that is a photosensitive object that is an exposure object. A mounting table 56 for mounting and holding the wafer 55 and a driving device 57 for horizontally moving the mounting table 56 in the X-Y axis direction are configured.

光源装置１から出力された紫外光Ｌvは、複数のレンズにより構成される照射光学系５１に入射し、ここを通って強度分布が均一化された紫外光がマスク支持台５３に支持されたマスク５２の全面に照射される。本構成形態では、光源装置１及び照射光学系５１が、対象物であるマスク５２を照射する光照射装置を構成する。マスク５２を通過した光は、マスク５２に形成されたパターンの像を有しており、投影光学系５４を介して載置台５６に載置された半導体ウエハ５５の所定位置に照射される。このとき、投影光学系５４によりマスク５２のパターンの像が半導体ウエハ５５の上に縮小されて結像露光される。   The ultraviolet light Lv output from the light source device 1 is incident on an irradiation optical system 51 composed of a plurality of lenses, through which the ultraviolet light having a uniform intensity distribution is supported by the mask support 53. 52 is irradiated on the entire surface. In this configuration mode, the light source device 1 and the irradiation optical system 51 constitute a light irradiation device that irradiates a mask 52 that is an object. The light that has passed through the mask 52 has an image of a pattern formed on the mask 52, and is irradiated onto a predetermined position of the semiconductor wafer 55 mounted on the mounting table 56 via the projection optical system 54. At this time, the image of the pattern of the mask 52 is reduced on the semiconductor wafer 55 by the projection optical system 54 and imaged and exposed.

このような露光装置５０によれば、光源装置１からの紫外光Ｌvにおいてノイズ光が低減されてＳ／Ｎが高まるので、マスク５２のパターンの転写精度が高まる。また、光源装置１の遅延調整器８７を操作して光パルスの切り出しタイミングを調整し紫外光Ｌvのスペクトル幅を極力狭めておくことで、投影光学系の結像特性が向上し、この点からもマスク５２のパターンの転写精度を高めることができる。   According to such an exposure apparatus 50, noise light is reduced in the ultraviolet light Lv from the light source device 1 and S / N is increased, so that the pattern transfer accuracy of the mask 52 is increased. Further, by operating the delay adjuster 87 of the light source device 1 to adjust the light pulse extraction timing and to narrow the spectral width of the ultraviolet light Lv as much as possible, the imaging characteristics of the projection optical system are improved. Also, the transfer accuracy of the pattern of the mask 52 can be improved.

本発明の一態様であるデバイス製造方法では、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、シリコン材料からウエハを形成する工程、前記第２の実施の形態による露光装置５０によりマスク５２を介して半導体ウエハ５５を露光する工程を含むリソグラフィ工程、エッチング等の回路パターンを形成する工程、デバイス組み立て工程（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査工程等を経て製造される。なお、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置のみならず、他の種々のデバイスを製造するための露光装置にも適用することができる。   In the device manufacturing method according to one aspect of the present invention, the semiconductor device includes a step of performing a function / performance design of the device, a step of forming a wafer from a silicon material, and the mask 52 by the exposure apparatus 50 according to the second embodiment. The semiconductor wafer 55 is manufactured through a lithography process including a process of exposing the semiconductor wafer 55, a process of forming a circuit pattern such as etching, a device assembly process (including a dicing process, a bonding process, and a package process), an inspection process, and the like. The present invention can be applied not only to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device but also to an exposure apparatus for manufacturing various other devices.

以上、本発明の好ましい構成形態について説明したが、本発明はこれらの構成形態に限定されるものではない。例えば、パルス光変調部１５は、０．１[ｎsec]程度のパルス幅でシードパルス光を切り出し可能であればよく、他の形式の電気光学変調器や、音響光学変調器（ＡＯＭ）などを用いてもよい。また、光源装置１からの紫外光Ｌvの波長は１９３ｎｍに限定されるものではなく、例えば、ＫｒＦエキシマレーザやＦ2レーザ等と同様の波長帯域であってもよい。さらに、本発明による光照射装置を適用した構成例として、露光装置５０を例示したが、本発明による光照射装置は、各種の光学式検査装置や、レーザ治療装置など、他の種々の装置においても用いることができ、前述した露光装置と同様の効果を得ることができる。 As mentioned above, although the preferable structure form of this invention was demonstrated, this invention is not limited to these structure forms. For example, the pulse light modulator 15 only needs to be able to extract the seed pulse light with a pulse width of about 0.1 [nsec]. Other types of electro-optic modulator, acousto-optic modulator (AOM), etc. It may be used. The wavelength of the ultraviolet light Lv from the light source device 1 is not limited to 193 nm, for example, it may have the same wavelength band and a KrF excimer laser or F 2 laser, or the like. Furthermore, although the exposure apparatus 50 is illustrated as an example of a configuration to which the light irradiation apparatus according to the present invention is applied, the light irradiation apparatus according to the present invention is used in various other apparatuses such as various optical inspection apparatuses and laser treatment apparatuses. Can be used, and the same effect as the above-described exposure apparatus can be obtained.

１ 光源装置
１０ レーザ装置
１１ レーザ光発生部
１２ 光増幅部
１５ パルス光変調部
３０ 波長変換部
５０ 露光装置
５１ 照射光学系
５２ マスク
５４ 投影光学系
５５ 半導体ウエハ（感光物体）
８０ 制御装置
８４ トリガパルス遅延部
８７ 遅延調整器
Ｌs シードパルス光
Ｌa パルス光
Ｌp 短パルス光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 10 Laser apparatus 11 Laser light generation part 12 Optical amplification part 15 Pulse light modulation part 30 Wavelength conversion part 50 Exposure apparatus 51 Irradiation optical system 52 Mask 54 Projection optical system 55 Semiconductor wafer (photosensitive object)
80 Controller 84 Trigger Pulse Delay Unit 87 Delay Adjuster Ls Seed Pulse Light La Pulse Light Lp Short Pulse Light

Claims (11)

単一波長のパルス光を発生するレーザ光発生部と、
前記レーザ光発生部により発生されたパルス光を増幅する光増幅部と、
前記光増幅部により増幅されたパルス光の一部を時間的に切り出して出射するパルス光変調部と、
前記増幅されたパルス光に対する前記パルス光変調部による切り出しタイミングを調整設定可能なタイミング調整部とを備えたことを特徴とするレーザ装置。 A laser beam generator that generates pulsed light of a single wavelength;
An optical amplifying unit for amplifying the pulsed light generated by the laser light generating unit;
A pulsed light modulating unit that temporally cuts out and emits part of the pulsed light amplified by the light amplification unit;
A laser apparatus comprising: a timing adjustment unit capable of adjusting and setting a cut-out timing of the amplified pulsed light by the pulsed light modulation unit. 前記タイミング調整部による前記切り出しタイミングは、
切り出されるパルス光の前記一部が、前記増幅されたパルス光における光強度の逓減部分の一部となるタイミングを含んで調整設定可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。 The extraction timing by the timing adjustment unit is
2. The laser according to claim 1, wherein the laser light is configured to be adjustable and set including a timing at which the part of the extracted pulsed light becomes a part of a light intensity decreasing portion in the amplified pulsed light. apparatus. 前記タイミング調整部による前記切り出しタイミングは、
前記光増幅部における励起強度が変化したときに、切り出されるパルス光の前記一部のスペクトル幅が、励起強度の変化の前後にわたり略一定となるように調整設定されることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。 The extraction timing by the timing adjustment unit is
2. The spectral width of the part of the extracted pulsed light when the excitation intensity in the optical amplification unit changes is adjusted and set so as to be substantially constant before and after the change of the excitation intensity. 3. The laser device according to 1 or 2. 前記パルス光変調部により切り出されたパルス光を増幅する第２の光増幅部を備え、
前記タイミング調整部による前記切り出しタイミングは、前記第の２光増幅部から出射されるパルス光の前記一部のスペクトル幅が、略一定となるように調整設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ装置。 A second optical amplification unit that amplifies the pulsed light cut out by the pulsed light modulation unit;
2. The cut-out timing by the timing adjustment unit is adjusted and set so that the spectral width of the part of the pulsed light emitted from the second optical amplification unit is substantially constant. The laser apparatus as described in any one of -3. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置から出射された赤外〜可視領域の光を紫外領域の光に変換する波長変換部とを備え、
前記レーザ装置から出射された光が前記波長変換部により紫外光に変換されて出力されるように構成したことを特徴とする光源装置。 The laser device according to any one of claims 1 to 4,
A wavelength conversion unit that converts light in the infrared to visible region emitted from the laser device into light in the ultraviolet region;
A light source device characterized in that light emitted from the laser device is converted into ultraviolet light by the wavelength converter and output. 前記タイミング調整部による前記切り出しタイミングは、
前記光増幅部および前記第２の光増幅部の少なくとも一方の励起強度が変化したときに、前記波長変換部から出力される紫外光のスペクトル幅が、励起強度の変化の前後にわたり略一定となるように調整設定されることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。 The extraction timing by the timing adjustment unit is
When the excitation intensity of at least one of the optical amplification unit and the second optical amplification unit changes, the spectral width of the ultraviolet light output from the wavelength conversion unit is substantially constant before and after the excitation intensity change. The light source device according to claim 5, wherein the light source device is adjusted and set as follows. 請求項５に記載の光源装置を調整する調整方法であって、
前記波長変換部から出力された前記紫外光のスペクトル幅を観察しながら前記タイミング調整部により前記切り出しタイミングを変化させ、観察される前記紫外光のスペクトル幅が所望のスペクトル幅になるように調整設定されることを特徴とする光源装置の調整方法。 An adjustment method for adjusting the light source device according to claim 5,
While observing the spectrum width of the ultraviolet light output from the wavelength conversion unit, the timing adjustment unit changes the cut-out timing and adjusts the observed spectral width of the ultraviolet light to a desired spectral width. A method for adjusting a light source device. 請求項５に記載の光源装置を調整する調整方法であって、
前記波長変換部から出力された前記紫外光のスペクトル幅及び時間コヒーレンス長を観察しながら前記タイミング調整部により前記切り出しタイミングを変化させ、前記出力光のスペクトル幅が所望のスペクトル幅になるとともに前記コヒーレンス長が所望のコヒーレンス長になるように調整設定されることを特徴とする光源装置の調整方法。 An adjustment method for adjusting the light source device according to claim 5,
While observing the spectral width and temporal coherence length of the ultraviolet light output from the wavelength conversion unit, the timing adjustment unit changes the clipping timing so that the spectral width of the output light becomes a desired spectral width and the coherence. A method of adjusting a light source device, characterized in that the length is adjusted and set to a desired coherence length. 対象物に光を照射する光照射装置であって、
請求項５または６に記載の光源装置と、
前記光源装置から出力された紫外光を前記対象物に照射する照射光学系と
を備えたことを特徴とする光照射装置。 A light irradiation device for irradiating a target with light,
The light source device according to claim 5 or 6,
A light irradiation apparatus comprising: an irradiation optical system that irradiates the object with ultraviolet light output from the light source device. マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、
請求項５または６に記載の光源装置と、
前記光源装置から出力された紫外光を前記マスクに照射する照射光学系と、
前記マスクを透過した紫外光を前記感光物体に投影する投影光学系と
を備えたことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a photosensitive object,
The light source device according to claim 5 or 6,
An irradiation optical system for irradiating the mask with ultraviolet light output from the light source device;
An exposure apparatus comprising: a projection optical system that projects ultraviolet light transmitted through the mask onto the photosensitive object. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程では、請求項１０に記載の露光装置を用いて前記マスクのパターンを前記感光物体に転写することを特徴とするデバイス製造方法。
A device manufacturing method including a lithography process,
The device manufacturing method according to claim 10, wherein the pattern of the mask is transferred to the photosensitive object using the exposure apparatus according to claim 10.
JP2009081686A 2009-03-30 2009-03-30 Laser apparatus, light source apparatus, adjustment method thereof, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method Active JP5359461B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009081686A JP5359461B2 (en) 2009-03-30 2009-03-30 Laser apparatus, light source apparatus, adjustment method thereof, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009081686A JP5359461B2 (en) 2009-03-30 2009-03-30 Laser apparatus, light source apparatus, adjustment method thereof, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010238684A true JP2010238684A (en) 2010-10-21
JP5359461B2 JP5359461B2 (en) 2013-12-04

Family

ID=43092796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009081686A Active JP5359461B2 (en) 2009-03-30 2009-03-30 Laser apparatus, light source apparatus, adjustment method thereof, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5359461B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011145493A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Nikon Corp Light source device
JP2012518286A (en) * 2009-02-17 2012-08-09 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source, and bandwidth narrowing module for laser radiation source
JPWO2012108530A1 (en) * 2011-02-10 2014-07-03 株式会社ニコン Method for adjusting electro-optic modulator in laser device, and laser device
JP2015210517A (en) * 2014-09-09 2015-11-24 株式会社ニコン Pattern drawing apparatus, pattern drawing method, and device manufacturing method
JP2016505211A (en) * 2012-07-12 2016-02-18 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Reduction of laser spectral bandwidth
WO2021186697A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 ギガフォトン株式会社 Exposure system and manufacturing method for electronic device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001083557A (en) * 1999-09-10 2001-03-30 Nikon Corp Laser device
JP2003198020A (en) * 2001-12-28 2003-07-11 Ushio Inc Fluorine molecule laser system for exposure
JP2006024855A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Komatsu Ltd Narrow-band laser apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001083557A (en) * 1999-09-10 2001-03-30 Nikon Corp Laser device
JP2003198020A (en) * 2001-12-28 2003-07-11 Ushio Inc Fluorine molecule laser system for exposure
JP2006024855A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Komatsu Ltd Narrow-band laser apparatus

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012518286A (en) * 2009-02-17 2012-08-09 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source, and bandwidth narrowing module for laser radiation source
JP2011145493A (en) * 2010-01-14 2011-07-28 Nikon Corp Light source device
JPWO2012108530A1 (en) * 2011-02-10 2014-07-03 株式会社ニコン Method for adjusting electro-optic modulator in laser device, and laser device
JP5704179B2 (en) * 2011-02-10 2015-04-22 株式会社ニコン Method for adjusting electro-optic modulator in laser device, and laser device
US9172204B2 (en) 2011-02-10 2015-10-27 Nikon Corporation Method for adjusting electro-optic modulator in laser device, and laser device
JP2016505211A (en) * 2012-07-12 2016-02-18 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Reduction of laser spectral bandwidth
JP2018152603A (en) * 2012-07-12 2018-09-27 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Reducing spectral bandwidth of lasers
JP2015210517A (en) * 2014-09-09 2015-11-24 株式会社ニコン Pattern drawing apparatus, pattern drawing method, and device manufacturing method
WO2021186697A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 ギガフォトン株式会社 Exposure system and manufacturing method for electronic device
JPWO2021186697A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23
JP7461454B2 (en) 2020-03-19 2024-04-03 ギガフォトン株式会社 Exposure system and method for manufacturing electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5359461B2 (en) 2013-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4517271B2 (en) Exposure apparatus equipped with a laser device
JP5359461B2 (en) Laser apparatus, light source apparatus, adjustment method thereof, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
TWI616709B (en) Laser device, exposure device and inspection device provided with the laser device
US8792083B2 (en) Seed light generation device, light source device, adjustment method thereof, light irradiation device, exposure device, and device manufacturing method
JP2004086193A (en) Light source device and light irradiation apparatus
JP2009540538A (en) UV and visible laser systems
JP4009969B2 (en) Ultraviolet light source, phototherapy device, exposure device, and test object inspection device
US7397598B2 (en) Light source unit and light irradiation unit
JP2001083557A (en) Laser device
JP2011128330A (en) Laser device
KR102090454B1 (en) Laser device, and exposure device and inspection device equipped with said laser device
JP6016124B2 (en) Pulse laser apparatus, exposure apparatus and inspection apparatus
JP2013156448A (en) Laser device, exposure device and inspection device
WO2023112308A1 (en) Laser system, method for generating pulsed laser light, and method for producing electronic device
US20220131335A1 (en) Laser apparatus, laser processing system, and method for manufacturing electronic device
JP2009186660A (en) Laser processing device, laser processing method, and electronic device
JP2003163393A (en) Light source unit and irradiation unit
JPWO2002095486A1 (en) Light source device, light irradiation device, and device manufacturing method
JP2015180903A (en) Laser device, and exposure device and inspection device comprising the laser device
JP2013007931A (en) Laser device, exposure device and inspecting device
WO2013133279A1 (en) Ultraviolet laser device, and exposure device and inspection device provided with ultraviolet laser device
JP2011053314A (en) Light source device
JP2013004597A (en) Laser device, exposure apparatus with laser device and inspection apparatus
JP2011069945A (en) Method for generating laser beam
JP5397773B2 (en) Light source device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120907

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130716

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5359461

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250