WO2020095418A1 - レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法 Download PDF

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三浦　泰祐
若林　理
裕紀 五十嵐
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ギガフォトン株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a laser system and a method for manufacturing an electronic device.
  • the semiconductor exposure apparatus As semiconductor integrated circuits become finer and more highly integrated, semiconductor exposure equipment is required to have improved resolution. Hereinafter, the semiconductor exposure apparatus is simply referred to as "exposure apparatus". Therefore, the wavelength of the light output from the exposure light source is being shortened.
  • a gas laser device As a light source for exposure, a gas laser device is used instead of the conventional mercury lamp.
  • a gas laser device for exposure a KrF excimer laser device that outputs ultraviolet light having a wavelength of 248 nm and an ArF excimer laser device that outputs ultraviolet light having a wavelength of 193 nm are used.
  • the current exposure technique is immersion exposure that shortens the apparent wavelength of the exposure light source by filling the gap between the projection lens on the exposure device side and the wafer with liquid and changing the refractive index of the gap. It has been put to practical use.
  • immersion exposure is performed using the ArF excimer laser device as a light source for exposure, the wafer is irradiated with ultraviolet light having an equivalent wavelength of 134 nm.
  • ArF immersion exposure is also called ArF immersion lithography.
  • the spectral line width in the natural oscillation of the KrF and ArF excimer laser device is as wide as about 350 to 400 pm
  • the chromatic aberration of the laser light (ultraviolet light) reduced and projected on the wafer by the projection lens on the exposure device side causes the resolving power. descend. Therefore, it is necessary to narrow the spectral line width of the laser light output from the gas laser device until the chromatic aberration becomes negligible.
  • the spectral line width is also called the spectral width.
  • a line narrowing module Line Narrow Module
  • the band narrowing element may be an etalon, a grating, or the like.
  • a laser device having a narrow spectral band is called a narrow band laser device.
  • a laser system is a first semiconductor laser system that outputs a first pulsed laser beam, and includes a first semiconductor laser that oscillates in a single longitudinal mode and a first semiconductor laser.
  • a first current controller for controlling a current flowing through the first semiconductor laser so as to generate chirping in the output first laser light, and a first semiconductor optical amplifier for pulse-amplifying the first laser light.
  • a first semiconductor laser system including: a first semiconductor laser system; a first amplifier that amplifies the first pulsed laser light output from the first semiconductor laser system after being amplified by the first semiconductor optical amplifier; A wavelength conversion system that converts the wavelength of the second pulse laser light amplified by the amplifier into a third pulse laser light of ultraviolet light, and an excimer amplifier that amplifies the third pulse laser light
  • a control unit that controls the chirping amount of the first pulsed laser light output from the first semiconductor laser system so that excimer laser light having a target spectral line width commanded by an external device is obtained. It is a laser system.
  • chirping is generated in a first semiconductor laser that oscillates in a single longitudinal mode and a first laser light output from the first semiconductor laser.
  • a first semiconductor laser system including a first current controller for controlling a current flowing through the first semiconductor laser and a first semiconductor optical amplifier for pulse-amplifying the first laser light; Of the second pulse laser light amplified by the first amplifier and the first pulse laser light amplified by the first semiconductor laser system and amplified by the first semiconductor laser system.
  • a wavelength conversion system for converting a wavelength to a third pulsed laser beam, an excimer amplifier for amplifying the third pulsed laser beam, and an excimer having a target spectral line width commanded from an external device.
  • Laser light is generated by a laser system including a controller that controls the chirping amount of the first pulsed laser light output from the first semiconductor laser system so that laser light can be obtained.
  • a method for manufacturing an electronic device which comprises exposing light to a photolithography substrate on a photosensitive substrate in the exposure device to output light to the exposure device and manufacture the electronic device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a typical laser beam spectrum shape.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the definition of the spectral line width of excimer laser light.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a spectrum waveform of pulsed laser light at each time.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the definition of the chirping amount.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration example of the laser system.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the synchronization system.
  • FIG. 7 is an example of a timing chart of the laser system.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing contents in the laser control unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a typical laser beam spectrum shape.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the definition of the spectral line width of excimer laser light.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a spectrum waveform of pulsed laser light at each time.
  • FIG. 4 is a
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine of the laser system.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the solid-state laser system.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the laser system.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system control unit.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine of the solid-state laser system.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of a subroutine of processing for calculating the target center wavelength ⁇ 1ct of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of a subroutine of processing for calculating the target center wavelength ⁇ 1ct of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of the energy control subroutine of the solid-state laser system.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor laser system.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a spectral waveform of laser light output from a distributed feedback semiconductor laser.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of processing contents in the first semiconductor laser control section.
  • FIG. 20 is a diagram schematically showing a configuration example of the laser system according to the first embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram schematically showing a configuration example of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 22 is a conceptual diagram of the spectral line width realized by chirping.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing the relationship between the current flowing through the first semiconductor laser, the wavelength change due to chirping, the spectrum waveform, and the light intensity.
  • FIG. 24 is a graph for explaining the rise time of the first semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an example of processing contents in the laser control unit.
  • FIG. 26 is a flowchart showing an example of the control subroutine (2) of the solid-state laser system.
  • FIG. 27 is a flowchart showing an example of processing for calculating the target spectral line width ⁇ 1cht of the first semiconductor system.
  • FIG. 28 is a graph showing an example of a function representing the relationship between the spectral line width ⁇ of excimer light and the spectral line width ⁇ 1ch of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 29 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system controller.
  • FIG. 30 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine (2) of the solid-state laser system.
  • FIG. 31 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 32 is a flowchart showing an example of processing contents in the first semiconductor laser controller 114.
  • FIG. 33 is a flowchart showing Example 1 of the control subroutine (2) for the first semiconductor laser.
  • FIG. 34 is a flowchart showing Example 2 of the control subroutine (2) for the first semiconductor laser.
  • FIG. 35 is a flowchart showing an example of measurement processing of the central wavelength ⁇ 1c and the spectral line width ⁇ 1ch.
  • FIG. 30 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine (2) of the solid-state laser system.
  • FIG. 31 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the first semiconductor
  • FIG. 36 is a flowchart showing a first example of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform measured by the first spectrum monitor.
  • FIG. 37 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor, and is an explanatory diagram of a process of calculating the center wavelength ⁇ 1c from the center of gravity of the spectrum waveform.
  • FIG. 38 is a flowchart showing a second example of the process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform measured by the first spectrum monitor.
  • FIG. 39 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor, and is an explanatory diagram of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform.
  • FIG. 37 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor, and is an explanatory diagram of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform.
  • FIG. 40 is a flowchart showing a first example of a process of calculating the spectral line width ⁇ 1ch from the spectral waveform measured by the first spectrum monitor.
  • FIG. 41 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor, and is an explanatory diagram of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform.
  • FIG. 42 is a flowchart showing a second example of processing for calculating the spectral line width ⁇ 1ch from the spectral waveform measured by the first spectrum monitor.
  • FIG. 43 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor, and is an explanatory diagram of a process of calculating the spectrum line width ⁇ 1ch from the spectrum waveform.
  • FIG. 41 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor, and is an explanatory diagram of a process of calculating the spectrum line width ⁇ 1ch from the spectrum waveform.
  • FIG. 44 is a flowchart showing an example of processing for calculating and determining the spectral line width ⁇ 1ch and the central wavelength ⁇ 1c of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 45 is a diagram schematically showing a modification of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 46 is an explanatory diagram showing the relationship between the current flowing through the first semiconductor laser, the wavelength change due to chirping, the spectrum waveform, and the light intensity.
  • FIG. 47 is a diagram schematically showing a main configuration of a laser system according to the second embodiment.
  • FIG. 48 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the synchronization system according to the second embodiment.
  • FIG. 49 is an example of a timing chart of the laser system according to the second embodiment.
  • FIG. 45 is a flowchart showing an example of processing for calculating and determining the spectral line width ⁇ 1ch and the central wavelength ⁇ 1c of the first semiconductor laser system.
  • FIG. 45 is a diagram schematically showing a modification of the
  • FIG. 50 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser and the amplification by the first semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 51 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system control unit.
  • FIG. 52 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine (3) of the solid-state laser system.
  • FIG. 53 is a flowchart showing an example of processing contents in the first semiconductor laser control unit of the laser system according to the second embodiment.
  • FIG. 54 is a flowchart showing Example 1 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • FIG. 55 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser and the amplification by the first semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 51 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system control unit.
  • FIG. 52 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine (3) of the solid-state laser system
  • FIG. 56 is a flowchart showing Example 2 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • FIG. 57 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser and the amplification by the first semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 58 is a flowchart showing Example 3 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • FIG. 59 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser and the amplification by the first semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 60 is a flowchart showing Example 4 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • FIG. 61 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser and the amplification by the first semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 62 is a diagram schematically showing the configuration of the laser system according to the third embodiment.
  • FIG. 63 is a block diagram schematically showing the configuration of the synchronization system in the third embodiment.
  • FIG. 64 is a diagram schematically showing a configuration example of the spectrum monitor.
  • FIG. 65 is a diagram schematically showing another configuration example of the spectrum monitor.
  • FIG. 66 is a diagram schematically showing a configuration example of an excimer amplifier.
  • FIG. 67 is a diagram schematically showing a configuration example of an excimer amplifier that employs a ring resonator.
  • FIG. 68 is a diagram schematically showing a configuration example of a spectrum monitor using an etalon spectrometer.
  • FIG. 69 is a diagram showing an example of a spectrum of laser light.
  • FIG. 70 is a block diagram showing an example of a CW oscillation reference laser light source.
  • FIG. 71 is a block diagram showing another example of the CW oscillation reference laser light source.
  • FIG. 72 is a diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor optical amplifier.
  • FIG. 73 is a diagram schematically showing an example of the laser system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 74 is a flowchart showing a processing example of the laser control unit in the fifth embodiment.
  • FIG. 75 is a flow chart showing an example of a subroutine for confirming the spectral line width of excimer laser light.
  • FIG. 76 is a flowchart showing an example of processing for correcting the target spectral line width ⁇ 1cht so that ⁇ ex approaches 0.
  • FIG. 77 is a diagram schematically showing a configuration example of the exposure apparatus.
  • Embodiment 2 5.1 Configuration 5.2 Operation 5.2.1 Processing example of solid-state laser system control section 5.2.2 Processing example of first semiconductor laser control section 5.2.3 First semiconductor laser control subroutine ( Example 1 of 3) 5.3 Operation / Effect 5.4 Modified Example 5.4.1 Example 2 of Control Subroutine (3) of First Semiconductor Laser 5.4.2 Example 3 of control subroutine (3) of first semiconductor laser 5.4.3 Example 4 of control subroutine (3) for first semiconductor laser 6. Embodiment 3 6.1 Configuration 6.2 Operation 6.3 Action / Effect 6.4 Modification 6.4.1 Utilization of semiconductor laser oscillating in multi-longitudinal mode 6.4.2 Combination with configuration described in Embodiment 6 6 4.4.3 Chirping control of second solid-state laser device 7.
  • spectrum monitor 7.1 Example of spectrum monitor using spectroscope and reference laser light source 7.1.1 Configuration 7.1.2 Operation 7.2
  • Embodiment 4 12.1 Configuration 12.2 Operation 13.
  • Embodiment 5 13.1 Configuration 13.2 Operation 13.3 Action / Effect 14. Manufacturing method of electronic device 15. Other examples of external device 16. Others
  • embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
  • the embodiments described below show some examples of the present disclosure and do not limit the content of the present disclosure.
  • not all of the configurations and operations described in each embodiment are essential as the configurations and operations of the present disclosure.
  • the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.
  • the spectral line width is the full width of the spectral waveform of the laser light at the light amount threshold value.
  • the half value of the peak value is called a line width threshold of 0.5.
  • the full width W1 / 2 of the spectrum waveform at the line width threshold of 0.5 is specifically called full width at half maximum or FWHM (Full Width at Half Maximum).
  • FWHM Full Width at Half Maximum
  • the spectral line width ⁇ that reflects the resolving power of the projection lens is, for example, as shown in FIG. 2, the total width W95% of the portion that occupies 95% of the total spectral energy around the wavelength ⁇ 0, and (1) is established.
  • the spectral line width ⁇ of the excimer laser light may be not only the line width of 95% of the total area of the spectrum width, but also the spectral line width reflecting the resolution of the projection lens.
  • the spectral line width may be evaluated by the resolving power calculated by inputting the wavelength and the light intensity distribution based on the projection lens data used and the spectral waveform of the excimer laser light.
  • the excimer laser light may be referred to as “excimer light”.
  • FIG. 3 shows an example of the spectrum waveform of the pulsed laser light at each time.
  • the wavelength of the spectrum at each time is chirped to the long wavelength side with time. “Chirping” is also called “wavelength chirping”.
  • FIG. 4 shows a spectrum waveform when each spectrum is pulse-time integrated.
  • the chirping amount is defined as the spectral line width calculated from the spectral waveform obtained by time integration. The amount of chirping may be called “spectral line width due to chirping”.
  • FIG. 5 schematically shows a configuration example of the laser system 1.
  • the laser system 1 includes a solid-state laser system 10, a first high-reflection mirror 11, a second high-reflection mirror 12, an excimer amplifier 14, a monitor module 16, a synchronization system 17, and a laser controller 18. including.
  • the solid-state laser system 10 includes a first solid-state laser device 100, a wavelength conversion system 300, a beam splitter 328, a first pulse energy monitor 330, and a solid-state laser system controller 350.
  • the first solid-state laser device 100 includes a first semiconductor laser system 110 that outputs laser light having a wavelength of about 1547.2 nm, a first dichroic mirror 130, a first pulsed pumping light source 132, and an Er fiber amplifier 140. And, including.
  • the first semiconductor laser system 110 includes a first semiconductor laser 111, a first wavelength monitor 112, a first semiconductor laser controller 114, a first beam splitter 116, and a first semiconductor optical amplifier 120. And a function generator (FG) 122.
  • FG function generator
  • the first semiconductor laser 111 oscillates CW (Continuous Wave) around a wavelength of 1547.2 nm and oscillates in a single longitudinal mode.
  • CW means continuous wave
  • CW oscillation means continuous wave oscillation.
  • the first semiconductor laser 111 may be a distributed feedback (DFB) distributed semiconductor laser.
  • the distributed feedback semiconductor laser is called "DFB laser”.
  • the DFB laser can change the oscillation wavelength by current control and / or temperature control.
  • the first beam splitter 116 is arranged so as to reflect a part of the laser light output from the first semiconductor laser 111 and make it incident on the first wavelength monitor 112.
  • the first wavelength monitor 112 monitors the spectrum of the incident laser light and detects the oscillation wavelength of the first semiconductor laser 111.
  • the first semiconductor laser control unit 114 is connected to the first wavelength monitor 112 and the solid-state laser system control unit 350, and controls the operation of the first semiconductor laser 111.
  • the first semiconductor optical amplifier 120 is arranged in the optical path of the laser light that has passed through the first beam splitter 116.
  • the first semiconductor optical amplifier 120 pulse-amplifies the laser light output from the first semiconductor laser system 110.
  • the first dichroic mirror 130 is a mirror coated with a film that highly transmits the laser light output from the first semiconductor optical amplifier 120 and highly reflects the excitation light output from the first pulse excitation light source 132. is there.
  • the first dichroic mirror 130 is arranged so that the pulsed laser light output from the first semiconductor optical amplifier 120 and the pumping light output from the first pulsed pumping light source 132 enter the Er fiber amplifier 140. ..
  • the Er fiber amplifier 140 is an optical fiber amplifier that uses an optical fiber doped with Er (erbium).
  • the first pulsed pump light source 132 may be a semiconductor laser with a wavelength of about 980 nm that can be pumped by the Er fiber amplifier 140.
  • the pulsed laser light amplified by the Er fiber amplifier 140 enters the wavelength conversion system 300.
  • the wavelength conversion system 300 includes a plurality of nonlinear crystals, and converts the fundamental wave light having a wavelength of about 1547.2 nm output from the first solid-state laser device 100 into an 8th harmonic (harmonic) light by using the plurality of nonlinear crystals.
  • the wavelength is converted to generate ultraviolet light having a wavelength of about 193.4 nm.
  • the wavelength conversion system 300 includes a first LBO crystal 301, a second LBO crystal 302, a third LBO crystal 303, a first CLBO crystal 304, a second CLBO crystal 305, and a dichroic mirror 311. It includes 312, 313, 314, 315 and high-reflection mirrors 321, 322, 323.
  • LBO is represented by the chemical formula LiB 3 O 5 .
  • CLBO is represented by the chemical formula CsLiB 6 O 10 .
  • the arrangement of each optical element in the wavelength conversion system 300 is as shown in FIG.
  • the first LBO crystal 301, the second LBO crystal 302, the dichroic mirror 311, the third LBO crystal 303, the dichroic mirror 312, and the high-reflection mirror 321 have a wavelength of about 1547. They are arranged in this order on the optical path of the pulsed laser light LP1 of 2 nm.
  • the first LBO crystal 301 is arranged so as to perform wavelength conversion of the pulsed laser light LP1 into second harmonic light (wavelength about 773.6 nm).
  • the second LBO crystal 302 has a third harmonic light of a sum frequency of the second harmonic light generated by the first LBO crystal 301 and the fundamental wave light (pulse laser light LP1) transmitted through the first LBO crystal 301 ( Wavelengths of about 515.73 nm).
  • the dichroic mirror 311 is arranged on the optical path between the second LBO crystal 302 and the third LBO crystal 303.
  • the dichroic mirror 311 highly reflects the third harmonic light (wavelength: about 515.73 nm) generated by the second LBO crystal 302, and the fundamental wave light (wavelength: about 1547.2 nm) transmitted through the second LBO crystal 302.
  • a film that is highly transparent to the second harmonic light (wavelength: about 773.6 nm) is coated.
  • the third LBO crystal 303 is arranged so as to perform wavelength conversion of the second harmonic light into the fourth harmonic light (wavelength approximately 386.8 nm).
  • the dichroic mirror 312 highly reflects the fourth harmonic light (wavelength of about 386.8 nm) generated by the third LBO crystal 303 and transmits the fundamental wave light (wavelength of about 1547.2 nm) that has passed through the third LBO crystal 303.
  • a highly permeable membrane is coated.
  • the high-reflection mirror 321 is arranged so as to highly reflect the fundamental wave light that has passed through the dichroic mirror 312 and to cause the reflected fundamental wave light to enter the dichroic mirror 314.
  • the high-reflecting mirror 322 is arranged so as to highly reflect the third harmonic light reflected by the dichroic mirror 311, and to make it incident on the first CLBO crystal 304 via the dichroic mirror 313.
  • the dichroic mirror 313 is coated with a film that highly transmits the third harmonic light reflected by the high reflection mirror 322 and highly reflects the fourth harmonic light reflected by the dichroic mirror 312.
  • the dichroic mirror 313 is arranged so that the optical paths of the third harmonic light and the fourth harmonic light coincide with each other, and the third harmonic light and the fourth harmonic light are incident on the first CLBO crystal 304.
  • the first CLBO crystal 304 generates a sum frequency seventh harmonic light (wavelength approximately 221.02 nm) from the third harmonic light (wavelength approximately 515.73 nm) and the fourth harmonic light (wavelength approximately 386.8 nm). Is arranged as.
  • the dichroic mirror 314 is coated with a film that highly transmits the seventh harmonic wave output from the first CLBO crystal 304 and highly reflects the fundamental wave light reflected by the high reflection mirror 321.
  • the dichroic mirror 314 is arranged so that the optical path axes of the fundamental wave light and the seventh harmonic light are aligned with each other and the fundamental wave light and the seventh harmonic light are incident on the second CLBO crystal 305.
  • the second CLBO crystal 305 is arranged so as to generate the eighth harmonic light (wavelength approximately 193.4 nm) of the sum frequency of the fundamental light and the seventh harmonic light.
  • the pulsed laser light having a wavelength of about 193.4 nm output from the third CLBO crystal 320 becomes the pulsed laser light LP2.
  • the dichroic mirror 315 highly transmits the fundamental wave light (wavelength of about 1547.2 nm) and the seventh harmonic light (wavelength of about 221.02 nm) that have passed through the second CLBO crystal 305, and the pulsed laser light of wavelength of about 193.4 nm ( A film that highly reflects the pulsed laser beam LP2) is coated.
  • the high-reflection mirror 323 is arranged so as to highly reflect the eighth harmonic light reflected by the dichroic mirror 315 and make it enter the beam splitter 328.
  • the pulsed laser light with a wavelength of about 193.4 nm reflected by the high reflection mirror 323 is output from the wavelength conversion system 300.
  • the beam splitter 328 is arranged on the optical path of the reflected light from the high-reflecting mirror 323 so that the partially reflected laser light enters the first pulse energy monitor 330.
  • the first pulse energy monitor 330 is a detector that detects the pulse energy of ultraviolet light, and is, for example, a pulse energy sensor that includes a photodiode or a pyroelectric element.
  • the solid-state laser system control unit 350 is connected to each of the first semiconductor laser control unit 114, the first pulse excitation light source 132, and the first pulse energy monitor 330.
  • the excimer amplifier 14 includes an amplifier control unit 400, a charger 402, a trigger corrector 404, a pulse power module (PPM) 408 including a switch 406, and a chamber 410.
  • PPM pulse power module
  • ArF laser gas containing Ar gas, F 2 gas, and Ne gas is contained in the chamber 410.
  • a pair of discharge electrodes 412 and 413 are arranged in the chamber 410.
  • the pair of discharge electrodes 412 and 413 are connected to the output terminal of the PPM 408.
  • two windows 415 and 416 that transmit a laser beam having a wavelength near 193.4 nm are arranged.
  • the PPM 408 includes a switch 406, a pulse transformer (not shown), and a magnetic switch (not shown).
  • the monitor module 16 includes a beam splitter 601 and a second pulse energy monitor 602.
  • the beam splitter 601 is arranged on the optical path of the pulse laser light (excimer laser light) output from the excimer amplifier 14 so that the pulse laser light reflected by the beam splitter 601 is incident on the second pulse energy monitor 602. Will be placed.
  • the second pulse energy monitor 602 is a detector that detects the pulse energy of ultraviolet light, and is, for example, a pulse energy sensor that includes a photodiode or a pyroelectric element. The information detected by the second pulse energy monitor 602 is sent to the laser controller 18.
  • the laser control unit 18 is connected to the solid-state laser system control unit 350, the synchronization system 17, the amplifier control unit 400, and the exposure control unit 22 of the exposure apparatus 20.
  • the laser controller 18 includes an internal trigger generator 19.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the synchronization system 17.
  • the synchronization system 17 includes a synchronization system control unit 170, a first delay circuit 171, a second delay circuit 172, a third delay circuit 173, and a first one-shot circuit 181.
  • a control functioning as the first semiconductor laser control unit 114, the solid-state laser system control unit 350, the amplifier control unit 400, the synchronization system control unit 170, the laser control unit 18, the exposure control unit 22, and other control units.
  • the device can be realized by a combination of hardware and software of one or more computers. Software is synonymous with program. Programmable controllers are included in the concept of computers.
  • the computer may be configured to include a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the CPU included in the computer is an example of a processor.
  • control device may be realized using an integrated circuit represented by FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • control devices may be connected to each other via a communication network such as a local area network or the Internet.
  • program units may be stored in both local and remote memory storage devices.
  • the laser control unit 18 receives each data of the target pulse energy Et and the target center wavelength ⁇ ct and the light emission trigger signal Tr from the exposure control unit 22 of the exposure apparatus 20. Further, the laser control unit 18 transmits / receives data to / from the exposure control unit 22 as necessary, and notifies the exposure control unit 22 of an exposure NG signal or an exposure OK signal.
  • the light emission trigger signal Tr is input to the synchronization system 17 via the laser control unit 18.
  • the synchronization system 17 is synchronized with the light emission trigger signal Tr output from the exposure controller 22, and the trigger signal Tr11amp to the first pulsed pump light source 132 in the solid-state laser system 10 and the first semiconductor optical amplifier 120 (
  • the trigger signal Trsoa # 1 to the function generator 122 connected to the SOA # 1) and the trigger signal Trex for synchronizing and discharging the excimer amplifier 14 are output.
  • FIG. 7 is an example of a timing chart of the laser system 1.
  • the synchronization system control unit 170 includes delay times Tdex, Td2, and delay times Tdex, Td2 for the first delay circuit 171, the second delay circuit 172, and the third delay circuit 173, respectively. And Td3.
  • Tdex, Td2, and Td3 the laser light output from the first semiconductor laser 111 is pulse-amplified by the first semiconductor optical amplifier 120, and the pulse-amplified pulse laser light is output by the Er fiber amplifier 140.
  • the excimer amplifier 14 is set to discharge in synchronization with the pulsed laser light that has been further amplified and converted into a wavelength of 193.4 nm by the wavelength conversion system 300 when entering the excimer amplifier 14.
  • the first delay circuit 171 generates a trigger signal Trex that is delayed by the delay time Tdex with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the trigger signal Trex generated by the first delay circuit 171 is input to the amplifier control unit 400 of the excimer amplifier 14.
  • the second delay circuit 172 generates a timing signal delayed by the delay time Td2 with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the timing signal generated by the second delay circuit 172 is input to the first one-shot circuit 181.
  • the first one-shot circuit 181 outputs a trigger signal Tr11amp synchronized with the timing signal from the second delay circuit 172.
  • the trigger signal Tr11amp output from the first one-shot circuit 181 is input to the first pulse excitation light source 132.
  • the pulse time width of the trigger signal Tr11amp output from the first one-shot circuit 181 is set to a time width with which the Er fiber amplifier 140 is sufficiently excited.
  • the third delay circuit 173 generates the trigger signal Trsoa # 1 which is delayed by the delay time Td3 with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the trigger signal Trsoa # 1 generated by the third delay circuit 173 is input to the function generator 122.
  • the trigger signal Trex is input to the trigger corrector 404 via the amplifier control unit 400, and the output of the trigger corrector 404 is input to the switch 406 of the PPM 408.
  • the trigger corrector 404 turns ON / OFF the switch 406 in the PPM 408 according to the charging voltage charged in the PPM 408 so that the trigger corrector 404 discharges at a timing of a constant delay time Tdexd after the trigger signal Trex is input.
  • the timing of the delay time Tdexs is controlled.
  • the solid-state laser system control unit 350 causes the first semiconductor laser 111 to perform CW oscillation in the single longitudinal mode, and sends the data of the target center wavelength ⁇ 1ct to the first semiconductor laser control unit 114.
  • the first semiconductor laser control unit 114 sets the current values A1 and / of the first semiconductor laser 111 so that the difference ⁇ 1c between the center wavelength ⁇ 1c measured by the first wavelength monitor 112 and the target center wavelength ⁇ 1ct approaches 0. Alternatively, the temperature T1 is controlled.
  • the first semiconductor laser control unit 114 determines whether the difference ⁇ 1 between the center wavelength measured by the first wavelength monitor 112 and the target center wavelength is within the allowable range. If the difference ⁇ 1 is within the allowable range, the solid-state laser is determined. The system control unit 350 is notified of the wavelength OK signal.
  • the laser control unit 18 causes the internal trigger generator 19 to generate an internal trigger signal having a predetermined repetition frequency (for example, 100 Hz to 6 kHz).
  • This internal trigger signal is a trigger signal corresponding to the light emission trigger signal Tr generated by the laser control unit 18 instead of the light emission trigger signal Tr from the exposure control unit 22.
  • the internal trigger signal output from the internal trigger generator 19 is called an “internal light emission trigger signal”.
  • the internal light emission trigger signal is included in the concept of “light emission trigger signal Tr”.
  • the symbol "Tr" is also used for the internal light emission trigger signal.
  • the laser control unit 18 can generate the internal light emission trigger signal Tr while the light emission trigger signal Tr is not received from the exposure control unit 22.
  • the light emission trigger signal Tr output from the laser control unit 18 is input to the synchronization system 17.
  • the pulsed laser light LP1 amplified by the Er fiber amplifier 140 enters the wavelength conversion system 300.
  • the pulsed laser light LP1 is converted into the eighth harmonic light, and the pulsed laser light LP2 having a wavelength of about 193.4 nm is output.
  • the pulsed laser light LP1 (wavelength: about 1547.2 nm) output from the first solid-state laser device 100 is wavelength-converted into the second harmonic light (wavelength: about 773.6 nm) by the first LBO crystal 301.
  • the second LBO crystal 302 generates the third harmonic light (wavelength about 515.78 nm) which is the sum frequency of the second harmonic light (wavelength about 776.7 nm) and the fundamental wave light (wavelength about 1547.2 nm).
  • the third harmonic light is split by the dichroic mirror 311, one of which is incident on the third LBO crystal 303, and the other of which is incident on the first CLBO crystal 304 via the high-reflection mirror 322 and the dichroic mirror 313.
  • the wavelength is converted into the fourth harmonic light (wavelength approximately 386.8 nm).
  • the fourth harmonic light output from the third LBO crystal 303 is incident on the first CLBO crystal 304 and the second CLBO crystal 305 via the dichroic mirror 312.
  • the first CLBO crystal 304 has a wavelength of the seventh harmonic light (wavelength of about 221.01 nm) which is the sum frequency of the fourth harmonic light (wavelength of about 386.8 nm) and the third harmonic light (wavelength of about 515.78 nm). To be converted.
  • the wavelength is converted into the eighth harmonic light (wavelength approximately 193.4 nm) which is the sum frequency of the seventh harmonic light (wavelength approximately 221.01 nm) and the fundamental wave light (wavelength approximately 1547.2 nm). ..
  • the operation of the wavelength conversion system 300 will be described further in detail.
  • the fundamental light having a wavelength of about 1547.2 nm (frequency ⁇ ) output from the first solid-state laser device 100 passes through the first LBO crystal 301
  • the generation of the second harmonic generates double-wave light having a frequency of 2 ⁇ (wavelength of about 773.6 nm).
  • NCPM Non-Critical Phase Matching
  • NCPM Non-Critical Phase Matching
  • the fundamental wave light transmitted through the first LBO crystal 301 and the second harmonic light generated by the wavelength conversion of the first LBO crystal 301 are incident on the second LBO crystal 302.
  • the second LBO crystal 302 uses NCPM whose temperature is different from that of the first LBO crystal 301.
  • the third-harmonic light (wavelength about 515.73 nm) is generated from the fundamental wave light and the second-harmonic light by sum frequency generation.
  • the dichroic mirror 311 separates the third-harmonic light obtained by the second LBO crystal 302 and the fundamental-wave light and the second-harmonic light that have passed through the second LBO crystal 302.
  • the third-harmonic light (wavelength about 515.73 nm) reflected by the dichroic mirror 311 enters the first CLBO crystal 304 via the high-reflection mirror 322 and the dichroic mirror 313.
  • the fundamental wave light and the second harmonic wave light transmitted through the dichroic mirror 311 are incident on the third LBO crystal 303.
  • the fundamental wave light is not wavelength-converted and is transmitted through the third LBO crystal 303, and the second harmonic light is converted into the fourth harmonic light (wavelength about 386.8 nm) by generation of the second harmonic.
  • the fourth-harmonic light obtained from the third LBO crystal 303 and the fundamental light transmitted through the third LBO crystal 303 are separated by the dichroic mirror 312.
  • the fourth-harmonic light reflected by the dichroic mirror 312 is coaxially combined with the third-harmonic light by the dichroic mirror 313 and is incident on the first CLBO crystal 304.
  • the fundamental wave light that has passed through the dichroic mirror 312 is reflected by the high-reflecting mirror 321, and enters the second CLBO crystal 305 via the dichroic mirror 314.
  • the 7th harmonic light (wavelength about 221.02 nm) is obtained by the sum frequency generation from the 3rd harmonic light and the 4th harmonic light.
  • the 7th harmonic light obtained by the first CLBO crystal 304 is coaxially combined with the fundamental wave light by the dichroic mirror 314 and is incident on the second CLBO crystal 305.
  • the 8th harmonic light (wavelength: about 193.4 nm) is obtained from the fundamental wave light and the 7th harmonic light by sum frequency generation.
  • the dichroic mirror 315 separates the 8th harmonic light obtained by the second CLBO crystal 305 from the fundamental light and the 7th harmonic light transmitted through the second CLBO crystal 305.
  • the 8th harmonic light (wavelength of about 193.4 nm) reflected by the dichroic mirror 315 is output from the wavelength conversion system 300 via the high reflection mirror 323. In this way, a part of the 8th harmonic light output from the wavelength conversion system 300 passes through the beam splitter 328 and enters the first high reflection mirror 11.
  • the pulsed laser light transmitted through the beam splitter 328 may be the pulsed laser light LP2 output from the solid-state laser system 10.
  • the pulsed laser light reflected by the beam splitter 328 enters the first pulse energy monitor 330.
  • the first pulse energy monitor 330 measures the pulse energy Es of the pulsed laser light reflected by the beam splitter 328.
  • the information obtained by the first pulse energy monitor 330 is sent to the solid-state laser system controller 350.
  • the solid-state laser system control unit 350 detects the pulse energy Es of the pulsed laser light LP2 via the first pulse energy monitor 330.
  • the solid-state laser system control unit 350 calculates the difference ⁇ Es between the pulse energy Es after wavelength conversion and the target pulse energy Est.
  • the solid-state laser system control unit 350 controls the output of the first pulsed excitation light source 132 so that ⁇ Es approaches 0.
  • the solid-state laser system control unit 350 determines whether ⁇ Es is within the allowable range, and if ⁇ Es is within the allowable range, notifies the laser control unit 18 of a solid-state laser system control OK signal.
  • the pulsed laser light LP2 having a center wavelength of about 193.4 nm output from the solid-state laser system 10 enters the excimer amplifier 14 via the first high-reflection mirror 11 and the second high-reflection mirror 12.
  • Eximer amplifier 14 generates population inversion by discharge in synchronization with the incidence of pulsed laser light LP2 having a wavelength of 193.4 nm.
  • the trigger corrector 404 adjusts the timing of the switch 406 of the PPM 408 so that the pulse laser light LP2 is efficiently amplified by the excimer amplifier 14.
  • the excimer amplifier 14 outputs the amplified pulsed laser light LP6.
  • the pulse laser light LP6 amplified by the excimer amplifier 14 enters the monitor module 16, and a part of the pulse laser light enters the second pulse energy monitor 602 by the beam splitter 601 and the pulse energy E of the pulse laser light LP6. Is measured.
  • the laser control unit 18 acquires information on the pulse energy E from the second pulse energy monitor 602.
  • the laser control unit 18 calculates the difference ⁇ E between the pulse energy E measured by the second pulse energy monitor 602 and the target pulse energy Et.
  • the laser control unit 18 controls the charging voltage Vhv of the charger 402 via the amplifier control unit 400 so that ⁇ E approaches 0.
  • the laser control unit 18 determines whether ⁇ E is within the allowable range, and if ⁇ Es is within the allowable range, stops the output of the internal light emission trigger signal Tr from the laser control unit 18 and outputs the laser system OK signal ( The exposure control unit 22 is notified of the exposure OK signal). Upon receiving the laser system OK signal, the exposure control unit 22 transmits a light emission trigger signal Tr to the laser control unit 18.
  • the pulsed laser light (excimer light) output from the laser system 1 enters the exposure device 20 and the exposure process is performed.
  • the laser control unit 18 receives the data of the new target center wavelength ⁇ t from the exposure control unit 22, the laser control unit 18 sends these data to the solid-state laser system control unit 350.
  • the solid-state laser system control unit 350 controls the first semiconductor laser system 110 so that the target central wavelength ⁇ t is reached without receiving the light emission trigger signal Tr.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing contents in the laser control unit 18. The processes and operations shown in the flowchart of FIG. 8 are realized, for example, by a processor functioning as the laser control unit 18 executing a program.
  • step S11 the laser control unit 18 executes a laser system initialization subroutine.
  • the laser control unit 18 executes a control subroutine of the solid-state laser system 10 (step S12) and a control subroutine of the laser system 1 (step S13).
  • the process of step S12 and the process of step S13 may be performed in parallel or in parallel.
  • the control of the solid-state laser system 10 in step S12 includes pulse energy feedback control and wavelength control.
  • the wavelength control of the first semiconductor laser system 110 is performed regardless of the input of the light emission trigger signal Tr.
  • the control of the laser system 1 in step S13 mainly performs feedback control of the pulse energy of the excimer laser light amplified by the excimer amplifier 14.
  • step S14 the laser control unit 18 determines whether to stop the control of the laser system 1.
  • the laser control unit 18 returns to steps S12 and S13.
  • the determination result of step S14 is Yes, the laser control unit 18 proceeds to step S15.
  • step S15 the laser control unit 18 notifies the exposure control unit 22 that the laser system 1 is stopped, and ends the flowchart of FIG.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of an initialization subroutine of the laser system 1. The flowchart of FIG. 9 is applied to step S11 of FIG.
  • step S21 of FIG. 9 the laser control unit 18 transmits the pulse energy NG signal of the excimer light to the exposure control unit 22.
  • the pulse energy of the excimer light is set to NG in the initial setting in advance, and the laser control unit 18 transmits the pulse energy NG signal to the exposure control unit 22 according to the initial setting.
  • step S22 the laser control unit 18 transmits the spectrum NG signal to the exposure control unit 22.
  • the center wavelength of the excimer light is set to be NG in the initial setting in advance, and the laser control unit 18 transmits the spectrum NG signal to the exposure control unit 22 according to the initial setting.
  • step S23 the laser control unit 18 sets the charging voltage Vhv of the excimer amplifier 14 to the initial value Vhv0.
  • step S24 the laser control unit 18 sets the target pulse energy Et of the laser system 1 to the initial value Et0.
  • the laser control unit 18 sets a predetermined standard initial value Et0 before receiving the data of the target pulse energy Et from the exposure apparatus 20.
  • step S25 the laser control unit 18 sets delay times Tdex, Td2, and Td3 of the trigger signals Trex, Tr11amp, and Trsoa # 1 with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the laser control unit 18 sets respective delay times so that the pulsed laser light output from the solid-state laser system 10 is discharged at the timing when it enters the excimer amplifier 14.
  • Each delay time may be a fixed value.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the solid-state laser system 10. The flowchart of FIG. 10 is applied to step S12 of FIG.
  • step S31 of FIG. 10 the laser control unit 18 determines whether or not the data of the target center wavelength is newly received from the exposure control unit 22. When the determination result of step S31 is Yes, the laser control unit 18 proceeds to step S32.
  • step S32 the laser control unit 18 reads the data of the target center wavelength ⁇ ct.
  • step S33 the laser control unit 18 transmits the data of the target center wavelength ⁇ ct to the solid-state laser system control unit 350.
  • step S33 the laser control unit 18 proceeds to step S40. If the determination result of step S31 is No, the laser controller 18 skips steps S32 and S33 and proceeds to step S40.
  • the flag F1 is a flag indicating whether the first semiconductor laser system 110 is in the OK state or the NG state.
  • the flag value "1" indicates OK, and "0" indicates NG. That is, the laser control unit 18 determines whether or not the first semiconductor laser system 110 is in the OK state.
  • step S40 the laser control unit 18 proceeds to step S41.
  • step S41 the laser control unit 18 transmits the spectrum OK signal to the exposure control unit 22.
  • the flag Fs is a flag indicating whether the pulse energy output from the solid-state laser system 10 is in the OK state or the NG state.
  • the value “1” of the flag Fs indicates OK, and the value “0” indicates NG.
  • the laser control unit 18 determines whether the pulse energy of the solid-state laser system 10 is in the OK state based on the value of the flag Fs.
  • the laser control unit 18 proceeds to step S43.
  • step S43 the laser control unit 18 transmits the energy OK signal of the solid-state laser system 10 to the exposure control unit 22.
  • the laser control unit 18 proceeds to step S44.
  • step S44 the laser control unit 18 transmits the energy NG signal of the solid-state laser system 10 to the exposure control unit 22.
  • step S40 If the determination result of step S40 is No, the laser controller 18 proceeds to step S45 and transmits the spectrum NG signal to the exposure controller 22.
  • step S43 After step S43, step S44, or step S45, the laser control unit 18 ends the flowchart of FIG. 10 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the laser system 1. The flowchart of FIG. 11 is applied to step S13 of FIG.
  • step S51 of FIG. 11 the laser control unit 18 determines whether or not the target pulse energy data is newly received from the exposure control unit 22. When the determination result of step S51 is Yes, the laser control unit 18 proceeds to step S52.
  • step S52 the laser control unit 18 reads the data of the target pulse energy Et. After step S52, the laser control unit 18 proceeds to step S53. When the determination result of step S51 is No, the laser control unit 18 skips step S52 and proceeds to step S53.
  • step S53 the laser control unit 18 determines whether or not a light emission pulse of excimer light has been detected.
  • the laser control unit 18 determines whether the pulse energy of the pulsed laser light (excimer light) output to the exposure apparatus 20 is detected based on the signal obtained from the monitor module 16.
  • the laser control unit 18 proceeds to step S54.
  • step S54 the laser control unit 18 acquires the pulse energy E data of the excimer light detected by the monitor module 16.
  • step S55 the laser control unit 18 calculates the difference ⁇ E between the pulse energy E and the target pulse energy Et.
  • step S56 the laser control unit 18 controls the charging voltage Vhv of the excimer amplifier 14 so that ⁇ E approaches 0.
  • step S57 the laser control unit 18 determines whether or not the absolute value of ⁇ E is equal to or less than the allowable upper limit value Etr indicating the allowable range.
  • the laser control unit 18 proceeds to step S58 and transmits the pulse energy OK signal of the excimer light to the exposure control unit 22.
  • step S57 If the determination result of step S57 is No, the laser control unit 18 proceeds to step S59 and transmits the pulse energy NG signal of the excimer light to the exposure control unit 22.
  • step S58 or step S59 the laser control unit 18 ends the flowchart of FIG. 11 and returns to the flowchart of FIG.
  • step S53 of FIG. 11 If the determination result of step S53 of FIG. 11 is No, the laser control unit 18 skips steps S54 to S59, ends the flowchart of FIG. 11, and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system control unit 350.
  • the processes and operations shown in the flowchart of FIG. 12 are realized by, for example, a processor functioning as the solid-state laser system control unit 350 executing a program.
  • the flowchart of the control executed by the solid-state laser system controller 350 includes the control of the first semiconductor laser system 110 and the energy control of the solid-state laser system 10.
  • step S61 the solid-state laser system control unit 350 executes an initialization subroutine of the solid-state laser system 10.
  • step S61 the solid-state laser system control unit 350 executes a control subroutine for the first semiconductor laser system 110 (step S62) and an energy control subroutine for the solid-state laser system 10 (step S64).
  • step S62 the solid-state laser system control unit 350 executes a control subroutine for the first semiconductor laser system 110 (step S62) and an energy control subroutine for the solid-state laser system 10 (step S64).
  • step S62 the solid-state laser system control unit 350 executes a control subroutine for the first semiconductor laser system 110
  • step S64 an energy control subroutine for the solid-state laser system 10
  • step S65 the solid-state laser system control unit 350 determines whether to stop the control of the solid-state laser system 10.
  • step S65 If the determination result of step S65 is No, the solid-state laser system control unit 350 returns to steps S62 and S64. When the determination result of step S65 is Yes, the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S66.
  • step S66 the solid-state laser system control unit 350 notifies the laser control unit 18 of the stop of the solid-state laser system 10, and ends the flowchart of FIG.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of an initialization subroutine of the solid-state laser system 10. The flowchart of FIG. 13 is applied to step S61 of FIG.
  • step S71 of FIG. 13 the solid-state laser system control unit 350 sets the state of the first semiconductor laser system 110 to NG. That is, the solid-state laser system control unit 350 sets the value of the flag F1 to "0".
  • step S73 the solid-state laser system control unit 350 sets the energy state of the solid-state laser system 10 to NG. That is, the solid-state laser system control unit 350 sets the value of the flag Fs to “0”.
  • step S74 the solid-state laser system control unit 350 sets the target center wavelength ⁇ 1ct of the first semiconductor laser system 110 to the initial value ⁇ 1c0.
  • step S76 the solid-state laser system control unit 350 sets the initial value of the pulse energy of the first pulse excitation light source 132.
  • step S77 the solid-state laser system control unit 350 sets the target pulse energy Est of the solid-state laser system 10 to the initial value Es0.
  • Es0 is a predetermined fixed value and is a value capable of suppressing the occurrence of ASE (Amplified Spontaneous Emission) in the excimer amplifier 14.
  • step S78 the solid-state laser system control unit 350 sets the current value and the temperature of the first semiconductor laser 111 to their initial values.
  • the first semiconductor laser 111 has a current value and a temperature at which the oscillation wavelength is close to ⁇ 1c0 as initial values.
  • the initial value of the current value A1 is A10
  • the initial value of the temperature T1 is T10.
  • step S79 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 13 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the first semiconductor laser system 110. The flowchart of FIG. 13 is applied to step S62 of FIG.
  • step S91 of FIG. 14 the solid-state laser system control unit 350 determines whether or not a command for changing the target central wavelength is received from the exposure control unit 22 via the laser control unit 18. When the determination result of step S91 is Yes, the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S92.
  • step S92 the solid-state laser system controller 350 transmits the wavelength NG signal to the laser controller 18.
  • step S93 the solid-state laser system control unit 350 reads the data of the new target center wavelength ⁇ ct.
  • step S94 the solid-state laser system control unit 350 calculates the target center wavelength ⁇ 1ct of the first semiconductor laser system 110.
  • the processing content of step S94 will be described later with reference to FIG.
  • the solid-state laser system controller 350 calculates the target center wavelength ⁇ 1ct according to the wavelength conversion formula described later.
  • step S95 of FIG. 14 the solid-state laser system control unit 350 transmits the data of the target center wavelength ⁇ 1ct to the first semiconductor laser control unit 114. After step S95, the solid-state laser system controller 350 proceeds to step S96.
  • step S91 determines whether the determination result of step S91 is No, that is, when the instruction to change the target center wavelength is not received from the exposure control unit 22, the solid-state laser system control unit 350 skips steps S92 to S95. And proceeds to step S96.
  • step S96 the solid-state laser system control unit 350 determines whether or not the OK signal of the first semiconductor laser system 110 has been received from the first semiconductor laser control unit 114. When the determination result of step S96 is Yes, the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S97.
  • step S96 determines whether the solid-state laser system control unit 350 is capable of controlling the solid-state laser system control unit 350 is capable of controlling the solid-state laser system control unit 350.
  • step S97 or step S98 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 14 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of a subroutine of processing for calculating the target center wavelength ⁇ 1ct of the first semiconductor laser system 110. The flowchart of FIG. 15 is applied to step S94 of FIG.
  • the wavelength variable range of the ArF excimer laser is, for example, 193.2 nm to 193.5 nm
  • the wavelength of the first semiconductor laser 111 that is the fundamental wave light is in the range of 1545.6 nm to 1548.0 nm.
  • step S101 of FIG. 15 is not limiting, and calculation may be performed using table data or the like that yields similar conversion results.
  • step S101 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 15 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 16 is a flowchart showing an example of the energy control subroutine of the solid-state laser system 10. The flowchart of FIG. 16 is applied to step S64 of FIG.
  • step S111 If the determination result of step S111 is No, the solid-state laser system control unit 350 repeats the process of step S111. When the determination result of step S111 is Yes, the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S112.
  • step S112 the solid-state laser system control unit 350 determines whether the first pulse energy monitor 330 has detected the pulse energy of the pulsed laser light.
  • the solid-state laser system control unit 350 makes a determination based on the signal obtained from the first pulse energy monitor 330.
  • step S112 If the determination result of step S112 is No, the solid-state laser system control unit 350 repeats the process of step S112. When the determination result of step S112 is Yes, the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S113.
  • step S113 the solid-state laser system control unit 350 reads the value of the pulse energy Es detected by the first pulse energy monitor 330.
  • step S114 the solid-state laser system control unit 350 calculates the difference ⁇ Es between the pulse energy Es and the target pulse energy Est.
  • step S115 the solid-state laser system control unit 350 controls the pulse energy of the first pulse excitation light source 132 so that ⁇ Es approaches 0.
  • step S116 the solid-state laser system control unit 350 determines whether or not the absolute value of ⁇ Es is equal to or less than the allowable upper limit value ⁇ Estr indicating the allowable range.
  • the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S117.
  • step S117 or step S118 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 16 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the first semiconductor laser system 110.
  • the first semiconductor laser system 110 includes a first longitudinal mode first semiconductor laser 111, a first wavelength monitor 112, a first semiconductor laser controller 114, a first beam splitter 116, and a first beam splitter 116. And a semiconductor optical amplifier 120.
  • the first semiconductor laser 111 is a DFB laser and includes a semiconductor element 40, a Peltier element 50, a temperature sensor 52, a current controller 54, and a temperature controller 56.
  • the semiconductor element 40 includes a first cladding layer 41, an active layer 42, and a second cladding layer 43, and a grating 44 at the boundary between the active layer 42 and the second cladding layer 43.
  • the oscillation wavelength of the first semiconductor laser 111 can be changed by changing the current value A and / or the set temperature T of the semiconductor element 40.
  • the current value A here may be, for example, a direct current (DC) current value.
  • DC direct current
  • FIG. 18 shows an example of a spectral waveform of laser light output from the first semiconductor laser 111.
  • the laser light output from the first semiconductor laser 111 has a single-line spectral shape with a narrow spectral line width due to single longitudinal mode oscillation, as shown in FIG.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of processing contents in the first semiconductor laser control unit 114.
  • the processes and operations shown in the flowchart of FIG. 19 are realized, for example, by a processor functioning as the first semiconductor laser control unit 114 executing a program.
  • step S121 the first semiconductor laser control unit 114 sets the current value and temperature of the first semiconductor laser 111 to initial values, respectively, and causes CW oscillation.
  • the first semiconductor laser control unit 114 reads the respective values of the current value and the temperature of the first semiconductor laser set to the initial values in step S78 of FIG. 13, and sets the first semiconductor laser 111 to CW. Oscillate.
  • step S122 the first semiconductor laser control unit 114 reads the data of the target center wavelength ⁇ 1ct.
  • step S123 the first semiconductor laser control unit 114 measures the oscillation center wavelength ⁇ 1c using the first wavelength monitor 112.
  • step S124 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the difference ⁇ 1c between the oscillation center wavelength ⁇ 1c and the target center wavelength ⁇ 1ct.
  • step S127 the first semiconductor laser control unit 114 determines whether or not the absolute value of ⁇ 1c is equal to or less than the allowable upper limit ⁇ 1catr indicating the wavelength controllable range by current control.
  • the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S129, and controls the current value A1 of the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1c approaches 0.
  • step S127 If the determination result in step S127 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S130, and controls the temperature T1 of the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1c approaches 0.
  • step S131 the first semiconductor laser control unit 114 determines whether to stop the control of the first semiconductor laser system 110. When the determination result of step S131 is No, the first semiconductor laser control unit 114 returns to step S123 and repeats the processing of steps S123 to S131.
  • step S131 If the determination result of step S131 is Yes, the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG.
  • FIG. 20 schematically shows the configuration of the laser system 1A according to the first embodiment. Differences from FIG. 5 will be described.
  • a laser system 1A according to the first embodiment shown in FIG. 20 includes a first semiconductor laser system 160 instead of the first semiconductor laser system 110 shown in FIG.
  • FIG. 21 is a block diagram showing an example of the first semiconductor laser system 160.
  • the first semiconductor laser system 160 includes a first spectrum monitor 166 instead of the first wavelength monitor 112 in FIG. 5, and further, a function generation for modulating and controlling a current flowing through the first semiconductor laser 111.
  • a device 167 has been added.
  • the monitor module 16 in FIG. 20 further includes a beam splitter 604 and a spectrum monitor 606.
  • the spectrum monitor 606 may be configured to include, for example, an etalon spectroscope for measuring the spectral line width of ArF laser light (excimer light) as shown in FIG. 68 described later.
  • the exposure control unit 22 has a signal line for transmitting data of the target spectral line width ⁇ t of excimer light to the laser control unit 18.
  • the laser control unit 18 of the laser system 1A shown in FIG. 20 receives the data of the target spectral line width ⁇ t of the excimer light from the exposure control unit 22, the first semiconductor having the target spectral line width ⁇ t is obtained.
  • the target spectral linewidth ⁇ 1cht of the laser system 160 is calculated.
  • the laser control unit 18 transmits the data of the target spectral line width ⁇ 1cht to the solid-state laser system control unit 350.
  • the laser control unit 18 calculates the target spectral line width ⁇ 1cht from the target spectral line width ⁇ t of the excimer light
  • the correlation between ⁇ t and ⁇ 1ch is stored in a storage unit such as a memory in advance as table data or a function. You can stay.
  • the data that specifies such a correlation may be updated as the laser system 1A operates.
  • the laser control unit 18 transmits the data of the target center wavelength ⁇ 1ct to the solid-state laser system control unit 350.
  • AC AC
  • the first semiconductor laser control unit 114 controls the DC component value A1dc of the current control parameter of the current passed through the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1c approaches 0 (see FIG. 33). Alternatively, the first semiconductor laser control unit 114 controls the temperature T1 of the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1c approaches 0 (see FIG. 34).
  • the oscillation center wavelength of the distributed feedback semiconductor laser can be changed by changing the current value of the semiconductor element 40 and / or the semiconductor preset temperature.
  • the control can be realized by changing the current value of the current flowing through the first semiconductor laser 111 at a high speed.
  • the DC component value A1dc as the current control parameter, the variation width A1ac of the AC component, and the AC component period A1T are set. By transmitting the value, it becomes possible to chirp the wavelength at a high speed and control the spectral line width.
  • the function generator 167 outputs an electric signal having a waveform corresponding to the current control parameter designated by the first semiconductor laser control unit 114 to the current control unit 54.
  • the current control unit 54 performs current control so that a current according to the electric signal from the function generator 167 flows in the semiconductor element 40.
  • the function generator 167 may be provided outside the first semiconductor laser 111. For example, the function generator 167 may be included in the first semiconductor laser controller 114.
  • the spectral line width ⁇ 1ch is measured as the difference between the maximum wavelength and the minimum wavelength generated by chirping.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing the relationship between the current flowing through the first semiconductor laser, the wavelength change due to chirping, the spectrum waveform, and the light intensity.
  • the graph GA displayed in the lower left part of FIG. 23 is a graph showing the change in the current value A.
  • the graph GB displayed in the lower center part of FIG. 23 is a graph showing the chirping generated by the current of the graph GA.
  • the graph GC displayed in the upper part of FIG. 23 is a schematic diagram of the spectrum waveform obtained by the chirping of the graph GB.
  • the graph GD displayed in the lower right part of FIG. 23 is a graph showing the change in the light intensity of the laser light output from the first semiconductor laser 111 due to the current in the graph GA.
  • the current control parameters of the first semiconductor laser system 160 include the following values, as shown in the graph GA.
  • A1dc DC component value of current flowing in semiconductor element
  • A1ac Fluctuation width of AC component of current flowing in semiconductor element (difference between maximum value and minimum value of current)
  • A1T Cycle of AC component of current flowing in semiconductor element
  • the relationship between the time width D of the amplification pulse of the first semiconductor optical amplifier 120 and the cycle A1T of the AC component satisfies the following expression (2).
  • D n ⁇ A1T n is an integer of 1 or more.
  • the pulse width range in the first semiconductor optical amplifier 120 is, for example, 10 ns to 50 ns.
  • the cycle A1T of the AC component of the current flowing through the semiconductor element is a cycle sufficiently shorter than the pulse width of the first semiconductor optical amplifier 120 (the time width D of the amplified pulse).
  • this period is preferably 1/1000 or more and 1/10 or less with respect to the pulse width of the first semiconductor optical amplifier 120. More preferably, it may be 1/1000 or more and 1/100 or less.
  • the rising time of the first semiconductor optical amplifier 120 is preferably, for example, 2 ns or less, more preferably 1 ns or less.
  • the rising time mentioned here means the time Rt required for the amplitude in the waveform of the pulse current to increase from 10% to 90% of the maximum amplitude as shown in FIG.
  • a triangular wave is shown as an example of the waveform of the AC component of the current, but the present invention is not limited to this example, and may be a waveform that changes in a fixed cycle, for example. ..
  • the waveform of the AC component may be a sine wave or a rectangular wave.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an example of processing contents in the laser control unit 18. The flowchart of FIG. 25 can be applied instead of the flowchart of FIG. Differences from FIG. 8 will be described.
  • step S12A the laser control unit 18 executes the processing of the control subroutine (2) of the solid-state laser system 10.
  • FIG. 26 is a flowchart showing an example of the control subroutine (2) of the solid-state laser system. The flowchart of FIG. 26 is applied to step S12A of FIG. Differences between the flowchart of FIG. 26 and FIG. 10 will be described.
  • the flowchart shown in FIG. 26 includes steps S34 to S38 between steps S33 and S40.
  • step S31 If the determination result of step S31 is No, or after step S33, the laser control unit 18 proceeds to step S34.
  • step S34 the laser control unit 18 determines whether or not the data of the target spectral line width is received from the exposure control unit 22.
  • step S34 determines whether the data of the new target spectral line width is received from the exposure control unit 22. If the determination result of step S34 is Yes, that is, if the data of the new target spectral line width is received from the exposure control unit 22, the laser control unit 18 proceeds to step S35 and reads the data of the target spectral line width ⁇ t.
  • step S36 the laser control unit 18 calculates the target spectral line width ⁇ 1cht of the first semiconductor laser system 160 from the target spectral line width ⁇ t.
  • step S38 the laser control unit 18 transmits the data of the target spectral line width ⁇ 1cht to the solid-state laser system control unit 350.
  • step S38 the laser control unit 18 proceeds to step S40. If the determination result of step S34 is No, the laser controller 18 skips steps S35 to S38 and proceeds to step S40.
  • the processing contents after step S40 are as described in the flowchart of FIG.
  • FIG. 27 is a flowchart showing an example of processing for calculating the target spectral line width ⁇ 1cht of the first semiconductor system 160. The flowchart shown in FIG. 27 is applied to step S36 in FIG.
  • FIG. 28 is a graph showing an example of a function representing the relationship between the spectral line width ⁇ of excimer light and the spectral line width ⁇ 1ch of the first semiconductor laser system 160.
  • a function for example, the spectral line width ⁇ of the pulse laser beam amplified by the excimer amplifier 14 and the data of the spectral line width ⁇ 1ch of the pulse laser beam output from the first semiconductor laser system 160 are measured in advance. Then, it is obtained by obtaining an approximate function from the measurement result.
  • the laser control unit 18 can call an approximate function as shown in FIG. 28 from the memory and calculate ⁇ 1cht from ⁇ t.
  • step S162 of FIG. 27 the laser control unit 18 uses the called function to calculate the target spectral line width ⁇ 1cht of the first semiconductor laser system 160 from the target spectral line width ⁇ t of the excimer light.
  • step S162 the laser control unit 18 ends the flowchart of FIG. 27 and returns to the flowchart of FIG.
  • table data may be stored in a memory and the table data may be called to calculate ⁇ 1cht from ⁇ t.
  • FIG. 29 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system control unit 350.
  • the flowchart of FIG. 29 can be applied instead of the flowchart of FIG. Differences from FIG. 12 will be described.
  • the flowchart shown in FIG. 29 includes steps S61A and S62A instead of the steps S61 and S62 of FIG.
  • step S61A the solid-state laser system control unit 350 executes the processing of the initialization subroutine (2) of the solid-state laser system.
  • step S62A the solid-state laser system control unit 350 executes the processing of the control subroutine of the first semiconductor laser system 160.
  • FIG. 30 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine (2) of the solid-state laser system. The flowchart shown in FIG. 30 is applied to step S61A in FIG.
  • step S171 of FIG. 30 the solid-state laser system control unit 350 sets the flag signal indicating the state of the first semiconductor laser system 160 to NG. That is, the solid-state laser system control unit 350 sets the value of the flag F1 to "0".
  • step S173 the solid-state laser system control unit 350 sets the flag signal indicating the energy state of the solid-state laser system 10 to NG. That is, the solid-state laser system control unit 350 sets the value of the flag Fs to “0”.
  • step S174 the solid-state laser system control unit 350 sets the target center wavelength ⁇ 1ct of the first semiconductor laser system 160 to the initial value ⁇ 1c0.
  • step S176 the solid-state laser system control unit 350 sets the target spectral line width ⁇ 1cht by the chirping of the first semiconductor laser system 160 to the initial value ⁇ 1ch0.
  • the initial value ⁇ 1ch0 which is the spectral line width capable of suppressing the occurrence of SBS in the Er fiber amplifier 140, is set.
  • step S180 the solid-state laser system control unit 350 sets the initial value of the pulse energy of the first pulse excitation light source 132.
  • step S181 the solid-state laser system control unit 350 sets the target pulse energy Est of the solid-state laser system 10 to the initial value Es0.
  • step S182 the solid-state laser system control unit 350 sets the delay time of each trigger signal in the synchronization system 17.
  • These initial values are the initial values of the current control parameter values and the temperature values such that the oscillation wavelength and the spectral line width of the first semiconductor laser 111 are values close to ⁇ 1c0 and ⁇ 1ch0, respectively.
  • step S184 the solid-state laser system control unit 350 causes the first semiconductor laser 111 to perform CW oscillation according to the setting in step S183.
  • step S184 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 30 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 31 is a flowchart showing an example of a control subroutine of the first semiconductor laser system 160. The flowchart of FIG. 31 is applied to step S62A of FIG.
  • Steps S91 to S95 in the flowchart of FIG. 31 are the same as those in FIG. In FIG. 31, after step S95 or when the determination result of step S91 is No, the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S191.
  • step S191 the solid-state laser system control unit 350 determines whether the target spectral line width has been changed.
  • step S193 the solid-state laser system control unit 350 reads the data of the target spectral line width ⁇ 1cht by chirping.
  • step S194 the solid-state laser system control unit 350 transmits the data of the target spectral line width ⁇ 1cht by chirping to the first semiconductor laser control unit 114.
  • step S194 the solid-state laser system control unit 350 proceeds to step S196. Further, when the determination result of step S191 is No, that is, when the exposure control unit 22 does not request the change of the target spectral line width, the solid-state laser system control unit 350 skips steps S192 to S194. It proceeds to step S196.
  • step S196 the solid-state laser system controller 350 determines whether or not an OK signal has been received from the first semiconductor laser system 160.
  • step S197 or step S198 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 31 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 32 is a flowchart showing an example of processing contents in the first semiconductor laser control unit 114.
  • the processes and operations shown in the flowchart of FIG. 32 are realized, for example, by a processor functioning as the first semiconductor laser control unit 114 executing a program.
  • the first semiconductor laser control unit 114 reads the initial values of the control parameters of the first semiconductor laser system 160.
  • the control parameters include the target center wavelength ⁇ 1ct, the target spectral line width ⁇ 1cht, the current control parameters ⁇ A1dc, A1ac, A1T ⁇ of the first semiconductor laser 111, and the temperature T1.
  • step S202 the first semiconductor laser controller 114 reads the data of the target center wavelength ⁇ 1ct.
  • step S203 the first semiconductor laser control unit 114 reads the data of the target spectral line width ⁇ 1cht by chirping.
  • step S204 the first semiconductor laser control unit 114 executes the process of the first semiconductor laser control subroutine (2). An example of the processing content of step S204 will be described later with reference to FIG. After step S204, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S205.
  • step S205 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the spectral line width ⁇ 1ch and the central wavelength ⁇ 1c of the first semiconductor laser system 160, and determines whether the difference with respect to each target value is within the allowable range. judge.
  • step S206 the first semiconductor laser control unit 114 determines whether to stop the control of the first semiconductor laser 111. If the determination result of step S206 is No, the first semiconductor laser control unit 114 returns to step S202 and repeats the processing of steps S202 to S206.
  • step S206 When the determination result of step S206 is Yes, the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG.
  • FIG. 33 is a flowchart showing Example 1 of the control subroutine (2) for the first semiconductor laser. The flowchart of FIG. 33 is applied to step S204 of FIG.
  • the flowchart of FIG. 33 controls the variation width value (AC component value) of the AC component of the current control parameter when the spectral line width is changed, and the DC component value of the current control parameter when the center wavelength is changed. Is an example of controlling.
  • step S211 of FIG. 33 the first semiconductor laser control unit 114 measures the center wavelength ⁇ 1c and the spectral line width ⁇ 1ch of the first semiconductor laser 111 by the first spectrum monitor 166.
  • step S212 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the difference ⁇ 1ch between the spectrum line width measured by the first spectrum monitor 166 and the target spectrum line width.
  • step S213 the first semiconductor laser control unit 114 determines whether or not the absolute value of ⁇ 1ch is equal to or less than the allowable upper limit value ⁇ 1tr indicating the allowable range. If the determination result of step S213 is Yes, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S215.
  • step S215 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the difference ⁇ 1c between the center wavelength measured by the first spectrum monitor 166 and the target center wavelength.
  • step S216 the first semiconductor laser control unit 114 determines whether or not the absolute value of ⁇ 1c is equal to or less than the allowable upper limit ⁇ 1tr indicating the allowable range. If the determination result of step S216 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S217.
  • step S217 the first semiconductor laser control unit 114 controls the current value of the DC component of the current control parameter of the first semiconductor laser 111, that is, the DC component value A1dc so that ⁇ 1c approaches 0.
  • step S213 determines whether the determination result of step S213 is No. If the determination result of step S213 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S219. In step S219, the first semiconductor laser control unit 114 controls the fluctuating current value of the AC component of the current control parameter of the first semiconductor laser 111, that is, the AC component value A1ac so that ⁇ 1ch approaches 0.
  • step S217 or after step S219, or when the determination result of step S215 is Yes, the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 33 and returns to the flowchart of FIG. ..
  • FIG. 34 is a flowchart showing Example 2 of the control subroutine (2) for the first semiconductor laser.
  • the flowchart of FIG. 34 is applied to step S204 of FIG.
  • the flowchart of FIG. 34 is an example in which the AC component value of the current control parameter is controlled when the spectral line width is changed, and the temperature is controlled when the center wavelength is changed.
  • the flowchart of FIG. 34 includes step S218 instead of step S217 of FIG.
  • step S216 if the determination result of step S216 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S218.
  • step S218 the first semiconductor laser control unit 114 controls the temperature T1 of the first semiconductor laser so that ⁇ 1c approaches 0.
  • step S218 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 34 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 35 is a flowchart showing an example of measurement processing of the central wavelength ⁇ 1c and the spectral line width ⁇ 1ch. The flowchart of FIG. 35 is applied to step S211 of FIG.
  • step S221 of FIG. 35 the first semiconductor laser control unit 114 measures the spectrum waveform by the first spectrum monitor 166.
  • step S222 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166.
  • step S223 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the spectrum line width ⁇ 1ch from the spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166.
  • step S223 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 35 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 36 is a flowchart showing an example 1 of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166. Here, an example of calculating the centroid wavelength is shown. The flowchart of FIG. 36 is applied to step S222 of FIG.
  • step S231 of FIG. 36 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the center wavelength ⁇ 1c from the center of gravity of the spectrum waveform.
  • FIG. 37 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166, and is an explanatory diagram of a process of calculating the center wavelength ⁇ 1c from the center of gravity of the spectrum waveform.
  • I1 ( ⁇ ) in the equation is a function indicating the light intensity I1 of the wavelength ⁇ .
  • step S231 of FIG. 36 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 36 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 38 is a flowchart showing a second example of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166.
  • the center wavelength is calculated from the average value of the maximum wavelength and the minimum wavelength that are the light intensity threshold I1max ⁇ a of the spectrum waveform.
  • the flowchart of FIG. 38 is applied to step S222 of FIG.
  • 39 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166, and is an explanatory diagram of a process of calculating the center wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform.
  • the first semiconductor laser control unit 114 sets the maximum wavelength ⁇ 1Ra and the minimum wavelength ⁇ 1La in the wavelength region (bandwidth) in which the light intensity is equal to or higher than the light intensity threshold I1max ⁇ a of the spectrum waveform.
  • a calculation for obtaining the central wavelength ⁇ 1c from the average value is performed.
  • a is a constant of, for example, 0.05 or more and 0.5 or less.
  • ⁇ 1c ( ⁇ 1La + ⁇ 1Ra) / 2 (6)
  • the average value of the maximum value and the minimum value of the bandwidth of the light intensity threshold I1max ⁇ a may be calculated as the central wavelength ⁇ 1c.
  • step S232 of FIG. 38 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 38 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 40 is a flowchart showing a first example of a process of calculating the spectral line width ⁇ 1ch from the spectral waveform measured by the first spectral monitor 166.
  • an example of calculating the spectral line width from the energy ratio of the spectral waveform is shown.
  • the flowchart of FIG. 40 is applied to step S223 of FIG.
  • FIG. 41 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166, and is an explanatory diagram of a process of calculating the central wavelength ⁇ 1c from the spectrum waveform.
  • step S241 of FIG. 40 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the spectral line width ⁇ 1ch from the energy ratio B of the spectral waveform.
  • B 0.95 may be used.
  • the bandwidth of the energy ratio B of the spectrum waveform may be calculated as the spectrum line width ⁇ 1ch.
  • step S241 in FIG. 40 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart in FIG. 40 and returns to the flowchart in FIG.
  • FIG. 42 is a flowchart showing a second example of processing for calculating the spectral line width ⁇ 1ch from the spectral waveform measured by the first spectrum monitor 166.
  • the spectral line width is calculated from the difference between the maximum wavelength and the minimum wavelength in the wavelength region where the light intensity is equal to or higher than the light intensity threshold of the spectrum waveform.
  • the flowchart of FIG. 42 is applied to step S223 of FIG.
  • FIG. 43 is an example of a spectrum waveform measured by the first spectrum monitor 166, and is an explanatory diagram of a process of calculating the spectrum line width ⁇ 1ch from the spectrum waveform.
  • the first semiconductor laser control unit 114 determines the spectral line width ⁇ 1ch from the difference between the maximum wavelength ⁇ 1Rb and the minimum wavelength ⁇ 1Lb in the wavelength region where the light intensity is equal to or higher than the light intensity threshold I1max / b of the spectrum waveform. calculate.
  • ⁇ 1ch ( ⁇ 1Rb ⁇ 1Lb) (8)
  • b 2 or more and 10 or less.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the bandwidth of the light intensity threshold I1max / b may be calculated as the spectrum line width ⁇ 1ch.
  • step S242 in FIG. 42 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart in FIG. 42 and returns to the flowchart in FIG.
  • FIG. 44 is a flowchart showing an example of processing for calculating and determining the spectral line width ⁇ 1ch and the center wavelength ⁇ 1c of the first semiconductor laser system 160. The flowchart of FIG. 44 is applied to step S205 of FIG.
  • the first semiconductor laser control unit 114 measures the central wavelength ⁇ 1c and the spectral line width ⁇ 1ch of the first semiconductor laser system 160 from the spectrum measured using the first spectrum monitor 166.
  • step S252 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the difference ⁇ 1ch between the spectral line width ⁇ 1ch obtained in step S251 and the target spectral line width ⁇ 1cht.
  • step S253 the first semiconductor laser control unit 114 calculates the difference ⁇ 1c between the center wavelength ⁇ 1c obtained in step S251 and the target center wavelength ⁇ 1ct.
  • step S255 or step S256 the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 44 and returns to the flowchart of FIG.
  • the laser control unit 18 receives the data of the target spectral line width ⁇ t from the exposure control unit 22, the feedback control can be performed before the pulse amplification, so that the control speed of the spectral line width is improved.
  • the Er fiber amplifier 140 is controlled to suppress the generation of SBS. Therefore, damage to the Er fiber amplifier 140 and the first semiconductor laser system 160 can be suppressed.
  • the CW laser light output from the first semiconductor laser 111 is an example of the “first laser light” in the present disclosure.
  • the pulsed laser light output from the first semiconductor optical amplifier 120 is an example of the “first pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the combination of the current controller 54 and the function generator 167 is an example of the “first current controller” in the present disclosure.
  • the Er fiber amplifier 140 is an example of the “first amplifier” in the present disclosure.
  • the pulsed laser light amplified by the Er fiber amplifier 140 and output from the first solid-state laser device 100 is an example of the “second pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the pulsed laser light with a wavelength of about 193.4 nm of the ultraviolet light output from the wavelength conversion system 300 is an example of the “third pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the combination of the laser control unit 18, the solid-state laser system control unit 350, and the first semiconductor laser control unit 114 is an example of the “control unit” in the present disclosure.
  • the exposure device 20 is an example of the “external device” in the present disclosure.
  • the configuration in which the spectral line width ⁇ 1ch by chirping is variably controlled according to the target spectral line width ⁇ t commanded from the exposure control unit 22 is an example of “controlling the chirping amount” in the present disclosure.
  • the laser light output from the first semiconductor laser 111 is monitored by the first spectrum monitor 166 to perform the feedback control, but the present invention is not limited to this example.
  • the spectral line width ⁇ and the central wavelength ⁇ c of the excimer laser light measured by the spectrum monitor 606 may be measured and the feedback control may be directly performed.
  • the wavelength chirping of the laser light output from the first semiconductor laser 111 is set so that the difference ⁇ between the spectral line width ⁇ of the excimer laser light measured by the spectrum monitor 606 and the target spectral line width ⁇ t becomes small. May be controlled. Specifically, the AC component value A1ac of the current control parameter of the current passed through the first semiconductor laser 111 may be controlled so that ⁇ approaches 0.
  • the chirping of the laser light output from the first semiconductor laser 111 is controlled so that the difference ⁇ c between the center wavelength ⁇ c of the excimer laser light measured by the spectrum monitor 606 and the target center wavelength ⁇ ct becomes small.
  • the DC component value A1dc of the current control parameter of the current passed through the first semiconductor laser 111 may be controlled so that ⁇ c approaches 0.
  • FIG. 45 shows a modification of the first semiconductor laser system.
  • a first semiconductor laser system 160A shown in FIG. 45 may be adopted. Differences from FIG. 21 will be described.
  • a semiconductor optical amplifier 124 is arranged on the optical path between the first semiconductor laser 111 and the first beam splitter 116.
  • the first semiconductor laser system 160A also includes a function generator 126 for modulating and controlling the current flowing through the semiconductor optical amplifier 124.
  • the function generator 126 generates signals of various waveforms based on the current control parameter of the semiconductor optical amplifier 124.
  • the light intensity of the laser light output from the first semiconductor laser 111 before amplification by the semiconductor optical amplifier 124 is represented as “I1”, and the light of the laser light after the amplification amplification amplified by the semiconductor amplifier 124 is shown. The intensity is described as "I11".
  • the first semiconductor laser control unit 114 controls the current of the semiconductor optical amplifier 124 with high accuracy so that a spectral waveform symmetrical with respect to the central wavelength is generated. ..
  • FIG. 46 is an explanatory diagram showing the relationship between the current value flowing in the first semiconductor laser 111, the spectrum waveform, chirping, and the light intensity.
  • FIG. 46 shows an example in which control is performed so that the target spectral line width is larger and the wavelength chirping amount in the first semiconductor laser 111 is larger than in the example of FIG.
  • the AC component value A1ac indicating the variation amount of the AC component that is the current control parameter also becomes large, so that the laser light output from the first semiconductor laser 111 is The fluctuation range of the light intensity I1 also becomes large (see the third graph from the left in the lower part of FIG. 46).
  • the light intensity distribution of the spectrum may be asymmetric with respect to the central wavelength ⁇ 1chc of chirping.
  • the graph shown in the upper part of FIG. 46 shows an example in which the light intensity is not constant in the spectral shape of the wavelength region from the wavelength ⁇ 1 chmin to the wavelength ⁇ 1 chmax, and the light intensity decreases as the wavelength decreases.
  • the semiconductor optical amplifier 124 is configured so that the light intensity becomes a constant value in the range of the spectral line width ⁇ 1ch as shown in the second graph from the bottom right in FIG. Control the flowing current. As a result, the light intensity I11 after amplification by the semiconductor optical amplifier 124 is made constant, and the symmetry of the spectrum waveform is improved.
  • the region surrounded by the broken line in the spectrum waveform shown in the upper part of FIG. 46 represents the portion where the light intensity distribution is corrected using the semiconductor optical amplifier 124.
  • the current control parameter of the semiconductor optical amplifier 124 includes the following values.
  • A11dc DC component value of current flowing in semiconductor element
  • A11ac Fluctuation width of AC component of current flowing in semiconductor element (difference between maximum value and minimum value of current)
  • A11T Period of AC component of current flowing through semiconductor element
  • the light intensity I11 can be made constant, as shown in the rightmost graph in the lower part of FIG.
  • the semiconductor optical amplifier 124 is an example of the “third semiconductor optical amplifier” in the present disclosure.
  • FIG. 47 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a laser system 1B according to the second embodiment.
  • a first semiconductor laser system 160B shown in FIG. 47 may be adopted.
  • the first solid-state laser device 100 and its control system are shown.
  • Other elements not shown in FIG. 47 are the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. Differences from the first embodiment will be described.
  • the first semiconductor laser system 160B and the synchronization system 17B are changed as compared with the configuration of the first embodiment described in FIG.
  • the first semiconductor laser system 160B is configured to pulse-oscillate the first semiconductor laser 111, and the pulsed laser light LP01 is output from the first semiconductor laser 111.
  • the first semiconductor laser system 160B also includes an optical shutter 169.
  • the optical shutter 169 is arranged on the optical path of the pulsed laser light LP02 output from the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the optical shutter 169 may be, for example, an optical shutter in which an EO (Electro-Optic) Pockels cell and two polarizers are combined.
  • a beam splitter 164B is arranged on the optical path between the first semiconductor optical amplifier 120 and the optical shutter 169.
  • the beam splitter 164B is arranged so that the reflected light is incident on the first spectrum monitor 166.
  • FIG. 48 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the synchronization system 17B. Differences from FIG. 6 will be described.
  • the synchronization system 17B shown in FIG. 48 is different from the configuration of FIG. 6 in that a reference clock generator 176, a first counter 178, a second one-shot circuit 182, a fourth delay circuit 174, and Has been added.
  • the reference clock generator 176 is configured to generate a reference clock (CL) signal at a frequency of 1 MHz to 10 MHz or higher, for example.
  • the frequency of the reference clock signal is higher than the jitter allowed by the exposure apparatus 20.
  • the frequency of the reference clock signal is equal to or higher than the maximum frequency of the light emission trigger signal output from the exposure controller 22.
  • the frequency of the reference clock signal is 10 times or more the maximum frequency of the light emission trigger signal. More preferably, the frequency of the reference clock signal is 100 times or more the maximum frequency of the light emission trigger signal.
  • the output terminal of the reference clock signal of the reference clock generator 176 is connected to each input terminal of the function generator 167 and the fourth delay circuit 174.
  • the output terminal of the fourth delay circuit 174 is connected to the input terminals of the function generator 122 and the first counter 178.
  • the first counter 178 is configured to output a pulse signal in synchronization with this first count pulse.
  • the output terminal of the first counter 178 is connected to the respective input terminals of the first delay circuit 171, the second delay circuit 172, and the third delay circuit 173.
  • the output terminal of the third delay circuit 173 is connected to the input terminal of the second one-shot circuit 182.
  • the output waveform of the signal output from the second one-shot circuit 182 is set to the same time width as the cycle of the reference clock signal.
  • the output terminal of the second one-shot circuit 182 is connected to the optical shutter 169.
  • the first semiconductor laser control unit 114 sets the delay time Td4 in the synchronization system control unit 170.
  • the synchronization system controller 170 can set the delay time td4 set by the first semiconductor laser controller 114 in the fourth delay circuit 174.
  • the delay time Td4 is set to be the difference between the timing at which the pulse current flowing through the first semiconductor laser 111 flows and the timing at which the pulse current flowing through the first semiconductor optical amplifier 120 flows.
  • FIG. 49 is a timing chart of the laser system 1B according to the second embodiment.
  • the fourth delay circuit 174 transmits the trigger signal Trsoa # 1 signal to the first semiconductor optical amplifier 120 with a delay of Td4 in synchronization with the reference clock signal Tr1sc from the reference clock generator 176.
  • the frequency of the reference clock signal Tr1sc is “Fcl” and the cycle is “Tcl”.
  • “Tdc” in the figure is the time from the input of the light emission trigger signal Tr to the input of the first current pulse (trigger signal Trsoa # 1) to the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the function generator 167 When the reference clock signal Tr1sc is input to the function generator 167, in synchronization with this, the function generator 167 responds to the pulse current value A1p and the pulse width D1 which are the pulse current control parameters of the first semiconductor laser 111.
  • the pulse current is input to the current control unit 54 of the first semiconductor laser 111 via the first semiconductor laser control unit 114.
  • the pulsed laser light LP01 output from the first semiconductor laser 111 has a period from the start to the end of the optical pulse and an oscillation wavelength of time. Fluctuating chirping occurs.
  • the pulse current control of the first semiconductor optical amplifier 120 is performed.
  • a part of the pulse laser light LP01 is amplified by the first semiconductor optical amplifier 120, and the pulse laser light LP02 is output (see FIG. 47).
  • FIG. 50 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111 and the amplification by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • a rectangular graph Ig1 (t) having a pulse width D1 shown by a broken line in FIG. 50 represents the light intensity of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111.
  • a graph ⁇ g1 (t) of a curve indicated by a one-dot chain line represents a wavelength change due to chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111.
  • a rectangular area AIs1 (t) having a pulse width D11 shown by a solid line in FIG. 50 is a pulse area amplified by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the portion CA1 (t) of the curve indicated by the chain double-dashed line is the chirping region amplified by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the wavelength in the approximate center of the wavelength range of the chirping region corresponds to the central wavelength ⁇ 1c
  • the width of the wavelength range of the chirping region corresponds to the spectral line width ⁇ 1ch.
  • the pulse width D1, the delay time Td4, and the pulse width D11 are set so as to satisfy the relationship of D1> Td4 + D11, and the pulse amplification by the first semiconductor optical amplifier 120 is output from the first semiconductor laser 111. Amplifies some laser light.
  • a typical value of the pulse width D1 is, for example, 50 ns or more and 100 ns or less.
  • a typical value of the delay time Td4 is, for example, 2 ns or more and 30 ns or less.
  • a typical value of the pulse width D11 is, for example, 5 ns or more and 20 ns or less.
  • a part of the pulsed laser light amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is reflected by the beam splitter 164B and enters the first spectrum monitor 166.
  • the first spectrum monitor 166 measures the center wavelength ⁇ 1c and the spectrum line width ⁇ 1ch from the spectrum shape of the pulsed laser light incident via the beam splitter 164B.
  • the first semiconductor laser control unit 1 controls the pulse current value A1p which is the pulse current control parameter of the current passed through the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1ch approaches 0. Then, the first semiconductor laser controller 1 controls the temperature T1 so that ⁇ 1c approaches 0 (see FIG. 54).
  • the pulse count is set, and the pulse output from the fourth delay circuit 174 is counted by one. Then, a pulse is output from the first counter 178 and the pulse count is reset.
  • the output pulse from the first counter 178 is input to the first delay circuit 171, the second delay circuit 172, and the third delay circuit 173, and the delay times from the respective delay circuits are Tdex, Td2, and And a pulse signal delayed by Td3 is output.
  • the first delay circuit 171 outputs a pulse signal Trex delayed by a delay time Tdex with respect to the input pulse.
  • the pulse signal Trex output from the first delay circuit 171 is a signal used as a trigger pulse for discharging the excimer amplifier 14, and the pulse signal Trex is input to the amplifier control unit 400 of the excimer amplifier 14.
  • the second delay circuit 172 outputs a pulse signal obtained by delaying the input pulse by the delay time Td2 to the first one-shot circuit 181.
  • the first one-shot circuit 181 outputs a one-shot pulse signal Tr11amp in synchronization with the pulse signal from the second delay circuit 172.
  • the pulse signal Tr11amp output from the first one-shot circuit 181 is input to the first pulse excitation light source 132 as a light emission control pulse of the first pulse excitation light source 132.
  • the third delay circuit 173 outputs a pulse signal obtained by delaying the input pulse by the delay time Td3 to the second one-shot circuit 182.
  • the second one-shot circuit 182 outputs a trigger signal Tr11shut which is a one-shot pulse signal in synchronization with the pulse signal from the third delay circuit 173.
  • the trigger signal Tr11shut output from the second one-shot circuit 182 is input to the optical shutter 169 as a control pulse for opening / closing the optical shutter 169.
  • the first semiconductor laser 111 and the first semiconductor optical amplifier 120 operate at the same frequency as the frequency of the reference clock signal that generates a trigger signal having a frequency higher than the repetition frequency of the light emission trigger signal Tr. Then, the first spectrum monitor 166 detects the center wavelength ⁇ 1c and the spectrum line width ⁇ 1ch, and performs feedback control.
  • the optical shutter 169 is opened and closed according to the light emission trigger signal Tr, the pulse laser light passing through the optical shutter 169 is pulse-amplified by the Er fiber amplifier 140, and the wavelength conversion system 300 has a wavelength of about 193. It is converted into 4 nm pulsed laser light.
  • the pulsed laser light with a wavelength of about 193.4 nm output from the solid-state laser system 10 is discharged in synchronization with being incident on the discharge space of the excimer amplifier 14, and is further amplified.
  • FIG. 51 is a flowchart showing an example of processing contents in the solid-state laser system control unit 350.
  • the flowchart of FIG. 51 can be applied instead of the flowchart of FIG. Differences from FIG. 29 will be described.
  • the flowchart shown in FIG. 51 includes step S61B instead of step S61A in FIG.
  • step S61B of FIG. 51 the solid-state laser system control unit 350 executes the processing of the initialization subroutine (3) of the solid-state laser system.
  • FIG. 52 is a flowchart showing an example of the initialization subroutine (3) of the solid-state laser system. The flowchart shown in FIG. 52 is applied to step S61B in FIG.
  • FIG. 52 steps that are the same as those in the flowchart of FIG. 30 are given the same step numbers, and duplicate explanations are omitted. Differences from FIG. 30 will be described.
  • the flowchart shown in FIG. 52 includes steps S185 to S187 instead of step S183 and step S184 of FIG.
  • These initial values are pulse current control parameter values and temperature values such that the center wavelength and the spectral line width of the laser light output from the first semiconductor laser 111 are close to ⁇ 1c0 and ⁇ 1ch0, respectively.
  • step S187 a pulse current flows through the first semiconductor laser 111 by inputting the reference clock (CL) signal to the function generator 122 via the first semiconductor laser control unit 114.
  • CL reference clock
  • step S187 the solid-state laser system control unit 350 ends the flowchart of FIG. 52 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 53 is a flowchart showing an example of processing content in the first semiconductor laser control section 114 of the laser system 1B according to the second embodiment. Differences from the flowchart of FIG. 32 will be described.
  • the flowchart shown in FIG. 53 includes step S201A and step S201B instead of step S201 in FIG. Also, the flowchart shown in FIG. 53 includes step S204A instead of step S204 of FIG.
  • the first semiconductor laser control unit 114 reads the initial values of the control parameters of the first semiconductor laser 111.
  • the control parameters of the first semiconductor laser 111 include the pulse current value Ap1 and the pulse width D1 which are the pulse current control parameters, and the temperature T1 which is the set temperature.
  • step S201B the first semiconductor laser control unit 114 reads the initial value of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120.
  • step S204A the first semiconductor laser control unit 114 executes the processing of the first semiconductor laser control subroutine (3).
  • FIG. 54 is a flowchart showing Example 1 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • the flowchart of FIG. 54 is applied to step S204A of FIG.
  • the flowchart in FIG. 54 is an example in which the pulse current value A1p of the pulse current control parameter is controlled when the spectral line width is changed, and the temperature T1 is controlled when the center wavelength is changed. Differences between the flowchart of FIG. 54 and the flowchart of FIG. 34 will be described.
  • the flowchart of FIG. 54 includes step S219B instead of step S219 of FIG.
  • step S213 in FIG. 54 If the determination result in step S213 in FIG. 54 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S219B.
  • step S219B the first semiconductor laser control unit 114 controls the pulse current value A1p of the pulse current control parameter of the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1ch approaches 0.
  • step S219B the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 54 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 55 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111 and the amplification by the first semiconductor optical amplifier 120, showing the pulse current flowing through the first semiconductor laser 111.
  • the change of the state before and after changing a current value (pulse current value Ap1) is shown. That is, FIG. 55 shows a graph before the pulse current value Ap1 is increased and a graph after the pulse current value Ap1a is increased.
  • the graph before the pulse current value Ap1 is increased is the same graph as that shown in FIG.
  • a rectangular graph Ig1a (t) with a pulse width D1 shown by a broken line in FIG. 55 represents the light intensity of the pulsed laser light LP01 output from the first semiconductor laser 111 after the pulse current value Ap1 is increased.
  • the graph ⁇ g1a (t) of the curve indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 55 represents the wavelength change due to the chirping of the pulse laser light output from the first semiconductor laser 111 after the pulse current value Ap1 is increased.
  • a rectangular area AIs1a (t) having a pulse width D11 shown by a solid line in FIG. 55 is a pulse area amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 after increasing the pulse current value Ap1.
  • the portion CA1a (t) of the curve indicated by the alternate long and two short dashes line is the chirping region amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 after the pulse current value Ap1 is increased.
  • the pulse current value A1p By changing the pulse current value A1p, the spectral line width changes from ⁇ 1ch to ⁇ 1cha, and the center wavelength changes from ⁇ 1c to ⁇ 1ca.
  • the reference having a high repetition frequency is based on the target center wavelength ⁇ ct and the target spectral line width ⁇ ct. Since the first semiconductor laser 111 and the first semiconductor optical amplifier 120 are constantly pulsed in synchronization with the clock (CL) signal, feedback control of the oscillation wavelength and the spectral line width of the first semiconductor laser 111 is possible. The spectral line width and wavelength can be stabilized at high speed and with high accuracy.
  • the trigger signal Tr11shut for controlling the opening / closing timing of the optical shutter 169 and the first pulse excitation are synchronized with the trigger signal Trsoa # 1 of the first semiconductor optical amplifier 120. Since the trigger signal Tr11amp for controlling the light emission timing of the light source 132 and the trigger signal Trex for controlling the discharge timing of the excimer amplifier 14 are output, highly accurate synchronization is possible and the pulse energy of the excimer-amplified pulsed laser light is stable. To do.
  • the trigger signal Trsoa # 1 is a trigger signal that controls the timing of flowing a current through the first semiconductor optical amplifier 120, and is an example of the “current trigger signal” in the present disclosure.
  • Example 2 of control subroutine (3) of first semiconductor laser In the second embodiment, an example of controlling the spectral line width by controlling the pulse current value Ap1 of the pulse current flowing through the first semiconductor laser 111 has been described, but the timing of the pulse current flowing through the first semiconductor optical amplifier 120 The spectral line width may be controlled by changing the delay time Td4.
  • the delay time Td4 defines the start timing of amplification by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • FIG. 56 is a flowchart showing Example 2 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • the flowchart of FIG. 56 is applied to step S204A of FIG.
  • the flowchart of FIG. 56 shows a case where the delay time Td4 of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 is controlled when the spectral line width is changed, and the temperature T1 is controlled when the center wavelength is changed.
  • the flow chart of FIG. 56 may be adopted instead of the flow chart of FIG. Differences between the flowchart of FIG. 56 and the flowchart of FIG. 54 will be described.
  • step S219C instead of step S219B of FIG. If the determination result of step S213 in FIG. 56 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S219C.
  • step S219C the first semiconductor laser control unit 114 controls the delay time Td4 of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 so that ⁇ 1ch approaches 0.
  • step S219C the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 56 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 57 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111 and the amplification by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the state before and after changing the delay time Td4 of the flow timing is shown. That is, FIG. 57 shows a graph in a state before changing the delay time Td4 and a graph in a state after changing the delay time Td4a.
  • the graph before changing the delay time Td4 is the same graph as that shown in FIG.
  • FIG. 57 shows an example of Td4a ⁇ Td4.
  • the pulse area amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is changed.
  • the chirping region amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is changed, the spectral line width is changed from ⁇ 1ch to ⁇ 1cha, and the center wavelength is changed from ⁇ 1c to ⁇ 1ca.
  • the target spectral linewidth can be realized by controlling the value of the delay time Td4 according to the operation principle as shown in FIG.
  • Example 3 of control subroutine (3) of first semiconductor laser The spectral line width may be controlled not only by controlling the delay time Td4 but also by changing the pulse width D11 of the pulse current flowing through the first semiconductor optical amplifier 120.
  • FIG. 58 is a flowchart showing Example 3 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • the flowchart of FIG. 58 is applied to step S204A of FIG.
  • the flowchart of FIG. 58 shows the case where the pulse width D11 of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 is controlled when the spectral line width is changed, and the temperature T1 is controlled when the center wavelength is changed.
  • the flow chart of FIG. 58 may be adopted instead of the flow chart of FIG. Differences between the flowchart of FIG. 58 and the flowchart of FIG. 54 will be described.
  • the flowchart of FIG. 58 includes step S219D instead of step S219B of FIG. If the determination result of step S213 in FIG. 58 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S219D.
  • step S219D the first semiconductor laser control unit 114 controls the pulse width D11 of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 so that ⁇ 1ch approaches 0.
  • step S219D the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 58 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 59 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111 and the amplification by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the pulse current flowing through the first semiconductor optical amplifier 120 is shown in FIG.
  • the state before and after changing the pulse width D11 of is shown. That is, FIG. 59 shows a graph before the pulse width D11 is changed and a graph after the pulse width D11a is changed.
  • the graph before changing the pulse width D11 is the same graph as that shown in FIG. In FIG. 59, an example of D11 ⁇ D11a is shown.
  • the pulse width is changed from D11 to D11a
  • the pulse area amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is changed.
  • the chirping region amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is changed, the spectral line width is changed from ⁇ 1ch to ⁇ 1cha, and the center wavelength is changed from ⁇ 1c to ⁇ 1ca.
  • the target spectral linewidth can be realized by controlling the value of the pulse width D11 according to such an operating principle.
  • Example 4 of control subroutine (3) for first semiconductor laser The spectral line width and the central wavelength may be controlled by changing both the delay time Td4 of the timing of flowing the pulse current through the first semiconductor optical amplifier 120 and the pulse width D11 of the pulse current.
  • FIG. 60 is a flowchart showing Example 4 of the control subroutine (3) for the first semiconductor laser.
  • the flowchart of FIG. 60 is applied to step S204A of FIG.
  • the pulse width D11 of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 is controlled, and when the center wavelength is changed, the delay time Td4 is controlled.
  • the flowchart of FIG. 60 may be adopted instead of the flowchart of FIG. Differences between the flowchart of FIG. 60 and the flowchart of FIG. 58 will be described.
  • step S218D instead of step S218 of FIG. If the determination result of step S216 in FIG. 59 is No, the first semiconductor laser control unit 114 proceeds to step S218D.
  • step S218D the first semiconductor laser control unit 114 controls the delay time Td4 of the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 so that ⁇ 1c approaches 0.
  • step S218D the first semiconductor laser control unit 114 ends the flowchart of FIG. 60 and returns to the flowchart of FIG.
  • FIG. 61 is a graph showing the relationship between the chirping of the pulsed laser light output from the first semiconductor laser 111 and the amplification by the first semiconductor optical amplifier 120.
  • the change in the state before and after the change when changing both the delay time Td4 of the flow timing and the pulse width D11 of the pulse current is shown. That is, FIG. 61 shows a graph before the delay time Td4 and the pulse width D11 are changed, and a graph after the delay time and the pulse width are changed to Td4a and D11a, respectively.
  • the graph of the state before changing the delay time Td4 and the pulse width D11 is the same graph as that shown in FIG.
  • FIG. 61 shows an example in which Td4a ⁇ Td4 and D11 ⁇ D11a.
  • the pulse region amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is changed.
  • the chirping region amplified by the first semiconductor optical amplifier 120 is changed, the spectral line width is changed from ⁇ 1ch to ⁇ 1cha, and the center wavelength is changed from ⁇ 1c to ⁇ 1ca.
  • the target spectral line width and the target center wavelength can be realized.
  • the control speed is further increased because the pulse current control parameter of the first semiconductor optical amplifier 120 can be changed without changing the control parameter of the first semiconductor laser 111.
  • FIG. 62 schematically shows the configuration of the laser system 1C according to the third embodiment. Differences from FIG. 20 will be described.
  • a laser system 1C shown in FIG. 62 includes a solid-state laser system 10C and a synchronization system 17C instead of the solid-state laser system 10 and the synchronization system 17 shown in FIG.
  • the solid-state laser system 10C includes a first solid-state laser device 100, a second solid-state laser device 200, and a wavelength conversion system 360.
  • the configuration of the first solid-state laser device 100 is similar to the configuration described in FIG. However, the oscillation wavelength of the first solid-state laser device 100 in FIG. 20 is approximately 1547.2 nm, whereas the oscillation wavelength of the first solid-state laser device 100 shown in FIG. 62 is approximately 1554.0 nm. Be different.
  • the second solid-state laser device 200 includes a second semiconductor laser system 210 that outputs laser light having a wavelength of about 1030 nm, a second dichroic mirror 230, a second pulsed pumping light source 232, and a Yb fiber amplifier 240. It includes a third dichroic mirror 242, a third pulsed pump light source 244, and a solid-state amplifier 250.
  • the second semiconductor laser system 210 has a configuration similar to that of the first semiconductor laser system 160, and includes a second semiconductor laser 211 that outputs a laser beam having a wavelength of about 1030 nm by CW oscillation in a single longitudinal mode.
  • the second semiconductor laser 211 may be, for example, a DFB laser, and the oscillation wavelength can be changed near the wavelength of 1030 nm by current control and / or temperature control.
  • the configuration of the second semiconductor laser 211 may be the same as that of FIG.
  • the second beam splitter 216 is arranged so as to reflect a part of the laser light output from the second semiconductor laser 211 and make it incident on the second spectrum monitor 266.
  • the second spectrum monitor 266 monitors the spectrum of the incident laser light and detects the oscillation wavelength and the spectrum line width of the second semiconductor laser 211.
  • the second semiconductor laser control unit 214 is connected to the second spectrum monitor 266 and the solid-state laser system control unit 350, and controls the operation of the second semiconductor laser 211.
  • the second semiconductor optical amplifier 220 is arranged in the optical path of the laser light that has passed through the second beam splitter 216.
  • the second semiconductor optical amplifier 220 pulse-amplifies the laser light output from the second semiconductor laser 211.
  • the second dichroic mirror 230 is a mirror coated with a film that highly transmits the laser light output from the second semiconductor optical amplifier 220 and highly reflects the excitation light output from the second pulse excitation light source 232. is there.
  • the second dichroic mirror 230 is arranged so that the pulse laser light output from the second semiconductor optical amplifier 220 and the pump light output from the second pulse pumping light source 232 enter the Yb fiber amplifier 240. .
  • the Yb fiber amplifier 240 is an optical fiber amplifier that uses an optical fiber doped with Yb (ytterbium).
  • the third dichroic mirror 242 is a mirror coated with a film that highly transmits the laser light output from the Yb fiber amplifier 240 and highly reflects the excitation light output from the third pulse excitation light source 244.
  • the third dichroic mirror 242 is arranged so that the pulsed laser light output from the Yb fiber amplifier 240 and the pumping light output from the third pulsed pump light source 244 enter the solid-state amplifier 250.
  • the solid-state amplifier 250 may include, for example, a Yb-doped crystal or ceramics.
  • the pulsed laser light amplified by the solid-state amplifier 250 enters the wavelength conversion system 360.
  • the pulsed laser light LP3 output from the second solid-state laser device 200 may be the pulsed laser light amplified by the solid-state amplifier 250.
  • the wavelength conversion system 360 includes the fourth harmonic light (wavelength of about 267.5 nm) of the pulsed laser light LP3 output from the second solid-state laser device 200 and the pulsed laser light LP1 (outputted from the first solid-state laser device 100).
  • a pulsed laser beam LP5 (wavelength approximately 220.9 nm) of a sum frequency with a wavelength of approximately 1554 nm is generated, and a pulsed laser beam LP5 (wavelength of approximately 220.9 nm) and a pulsed laser beam LP1 (wavelength of approximately 1554 nm) of this sum frequency are generated. It is a system that performs wavelength conversion from the sum frequency of the above to a wavelength of about 193.4 nm.
  • the wavelength conversion system 360 includes an LBO (LiB 3 O 5 ) crystal 1310 and a first CLBO (CsLiB 6 O 10 ) crystal 1312 that are nonlinear crystals, a fourth dichroic mirror 1314, a second CLBO crystal 1316, and It includes a fifth dichroic mirror 1318, a third CLBO crystal 1320, a sixth dichroic mirror 1322, a third high-reflection mirror 1324, a fourth high-reflection mirror 1326, and a beam splitter 1328.
  • LBO LiB 3 O 5
  • CLBO CsLiB 6 O 10
  • It includes a fifth dichroic mirror 1318, a third CLBO crystal 1320, a sixth dichroic mirror 1322, a third high-reflection mirror 1324, a fourth high-reflection mirror 1326, and a beam splitter 1328.
  • the LBO crystal 1310 and the first CLBO crystal 1312 are on the optical path of the pulsed laser light LP3 having a wavelength of about 1030 nm, and the pulsed laser light LP3 is converted into the pulsed laser light LP4 (wavelength of about 257.5 nm) that is the fourth harmonic. Arranged for wavelength conversion.
  • the third high-reflection mirror 1324 is arranged so as to highly reflect the pulsed laser light LP1 (wavelength of about 1554 nm) output from the first solid-state laser device 100 and to enter the fourth dichroic mirror 1314.
  • the fourth dichroic mirror 1314 is coated with a film that highly transmits the pulsed laser light LP4 output from the first CLBO crystal 1312 and highly reflects the pulsed laser light LP1 output from the first solid-state laser device 100. ing.
  • the fourth dichroic mirror 1314 is arranged on the optical path between the first CLBO crystal 1312 and the second CLBO crystal 1316, and the optical path axes of the pulse laser light LP1 and the pulse laser light LP4 coincide with each other, and It is arranged so as to be incident on the CLBO crystal 1316.
  • the second CLBO crystal 1316, the fifth dichroic mirror 1318, the third CLBO crystal 1320, and the sixth dichroic mirror 1322 are arranged in this order on the optical path of the pulsed laser light including the pulsed laser light LP4.
  • the second CLBO crystal 1316 generates a pulsed laser light LP5 (wavelength of about 220.9 nm) having a sum frequency of the pulsed laser light LP3 and the pulsed laser light LP4.
  • the fifth dichroic mirror 1318 highly reflects the pulse laser light LP4 (wavelength approximately 257.5 nm) that has passed through the second CLBO crystal 1316, and the pulse laser light LP1 (wavelength approximately 1554 nm) and the pulse laser light LP5 (wavelength approximately 2554 nm). 220.9 nm) and a film having a high transmittance.
  • the third CLBO crystal 1320 generates a pulsed laser light (wavelength of about 193.4 nm) having a sum frequency of the pulsed laser light LP1 and the pulsed laser light LP5.
  • the pulsed laser light with a wavelength of about 193.4 nm output from the third CLBO crystal 1320 becomes the pulsed laser light LP2 output from the solid-state laser system 10C.
  • the sixth dichroic mirror 1322 highly transmits the pulsed laser light LP1 (wavelength approximately 1554 nm) and the pulsed laser light LP5 (wavelength approximately 220.9 nm) that have passed through the third CLBO crystal 1320, and has a pulse of wavelength approximately 193.4 nm.
  • a film that highly reflects the laser light LP2 is coated.
  • the fourth high-reflection mirror 326 is arranged so that the pulsed laser light LP2 having a wavelength of about 193.4 nm is output from the wavelength conversion system 300.
  • the beam splitter 328 is arranged on the optical path of the reflected light from the fourth high-reflecting mirror 326 so that the partially reflected laser light enters the first pulse energy monitor 330.
  • the synchronization system 17C is added with a configuration for synchronizing the second solid-state laser device 200 with the addition of the second solid-state laser device 200 in the solid-state laser system 10C.
  • FIG. 63 is a block diagram schematically showing the configuration of the synchronization system 17C.
  • the synchronization system 17C includes a first synchronization circuit 1711, a second synchronization circuit 1712, and a synchronization system control unit 170.
  • the notations “synchronization circuit 1” and “synchronization circuit 2” represent the first synchronization circuit 1711 and the second synchronization circuit 1712, respectively.
  • the configuration of the first synchronization circuit 1711 is similar to the configuration described in FIG.
  • the second synchronization circuit 1712 is a circuit that generates each trigger signal Trsoa # 2, Tr21amp, and Tr22amp for operating the second solid-state laser device 200.
  • the trigger signal Trsoa # 2 is a signal for controlling the amplification timing of the second semiconductor optical amplifier 220.
  • the trigger signal Tr21amp is a signal for controlling the light emission timing of the second pulse excitation light source 232.
  • the trigger signal Tr22amp is a signal for controlling the light emission timing of the third pulse excitation light source 244.
  • the second synchronization circuit 1712 includes a fourth delay circuit 1720, a fifth delay circuit 1721, a sixth delay circuit 1722, a second one-shot circuit 1821 and a third one-shot circuit 1822.
  • the fourth delay circuit 1720 outputs the trigger signal Trsoa # 2 with the delay time Td2 # 2 with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the trigger signal Trsoa # 2 is input to the function generator 222.
  • the fifth delay circuit 1721 outputs a pulse signal with the delay time Td21 with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the second one-shot circuit 1821 outputs a trigger signal Tr21amp synchronized with the pulse signal from the fifth delay circuit 1721.
  • the trigger signal Tr21amp is input to the second pulsed excitation light source 232.
  • the sixth delay circuit 1722 outputs a pulse signal with a delay time Td22 with respect to the light emission trigger signal Tr.
  • the third one-shot circuit 1822 outputs a trigger signal Tr22amp synchronized with the pulse signal from the sixth delay circuit 1722.
  • the trigger signal Tr22amp is input to the third pulsed excitation light source 244.
  • the respective delay times Td2 # 2, Td21, and Td22 are set so that the pulse laser light amplified by the second semiconductor optical amplifier 220 is amplified by the Yb fiber amplifier 240 and the solid-state amplifier 250, and further, the wavelength In the conversion system 360, the fourth harmonic light (257.5 nm) and the pulsed laser light (1554 nm) output from the first solid-state laser device are adjusted so as to temporally coincide with each other.
  • the synchronization system control unit 170 sets the delay times Td2 # 2, Td21, and Td22 in the fourth delay circuit 1720, the fifth delay circuit 1721, and the sixth delay circuit 1722, respectively.
  • the laser controller 18 transmits the data of the target center wavelength ⁇ 2ct and the target spectral line width ⁇ 2cht to the second semiconductor laser controller 214 of the second solid-state laser device 200 via the solid-state laser system controller 350.
  • the target center wavelength ⁇ 2ct is, for example, 1030 nm.
  • the target spectral line width ⁇ 2cht may be, for example, the spectral line width ⁇ 2ch0 in which the generation of SBS in the Yb fiber amplifier 240 is suppressed.
  • the second semiconductor laser control unit 214 functions based on the values of the center wavelength and the spectrum line width detected by the second spectrum monitor 266 so that both the center wavelength and the spectrum line width become respective target values. It controls the value of the current control parameter sent to the generator 222.
  • the solid-state laser system control unit 350 receives the data of the target center wavelength ⁇ ct from the exposure control unit 22 via the laser control unit 18, the target center wavelength ⁇ ct of the first semiconductor laser system 160 becomes the target center wavelength ⁇ ct.
  • ⁇ 1ct is calculated by the following calculation formula.
  • the laser control unit 18 transmits the data of the target center wavelength ⁇ 1ct to the solid-state laser system control unit 350.
  • the laser control unit 18 When the laser control unit 18 receives the data of the target spectral line width ⁇ ct from the exposure control unit 22, the laser control unit 18 calculates the target spectral line width ⁇ 1cht of the first semiconductor laser system 160 such that the target spectral line width ⁇ ct is obtained, and the solid state Data of the target spectral line width ⁇ 1cht of the first solid-state laser device 100 is transmitted to the laser system controller 350.
  • the correlation between ⁇ t and ⁇ 1ch may be stored in advance as table data or a function.
  • the AC component value A1ac indicating the variation amount of the AC component which is the current control parameter of the current passed through the first semiconductor laser 111, is controlled so that ⁇ 1ch approaches 0.
  • the first semiconductor laser control unit 114 controls the DC component value A1dc which is the current control parameter of the current passed through the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1c approaches 0 (see FIG. 33). Alternatively, the first semiconductor laser control unit 114 controls the temperature T1 of the first semiconductor laser 111 so that ⁇ 1c approaches 0 (see FIG. 34).
  • the spectral line width of the excimer laser light after pulse amplification can be controlled with high accuracy.
  • the first semiconductor laser system 160 can perform the feedback control before performing the pulse amplification. Control speed is improved.
  • an Er fiber amplifier 140 is provided by chirping each of the first semiconductor laser 111 in the first semiconductor laser system 160 and the second semiconductor laser 211 in the second semiconductor laser system 210.
  • the Yb fiber amplifier 240 and the Yb fiber amplifier 240 are controlled so as to suppress the generation of each SBS. Therefore, damage to the Er fiber amplifier 140, the Yb fiber amplifier 240, and the first semiconductor laser system 160 and the second semiconductor laser system 210 can be suppressed.
  • the laser light output from the second semiconductor laser 211 is an example of the “second laser light” in the present disclosure.
  • the pulsed laser light output from the second semiconductor optical amplifier 220 is an example of the “fourth pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the Yb fiber amplifier 240 is an example of the “second amplifier” in the present disclosure.
  • the pulsed laser light output from the Yb fiber amplifier 240 is an example of the “fifth pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the pulsed laser light output from the solid-state amplifier 250 is an example of the “sixth pulsed laser light” in the present disclosure.
  • the combination of the current control unit 54 and the function generator 267 used in the second semiconductor laser 211 is an example of the “second current controller” in the present disclosure.
  • SBS is suppressed by chirping the second semiconductor laser 211 of the second solid-state laser device 200.
  • a CW oscillation semiconductor laser that oscillates in a multi-longitudinal mode capable of suppressing SBS may be applied as the second semiconductor laser.
  • the chirping is performed by controlling the AC component value A1ac and the DC component value A1dc that are the current control parameters of the first semiconductor laser 111.
  • the present invention is not limited to this example, and the value of the pulse current control parameter of the first semiconductor laser 111 and the pulse current of the first semiconductor optical amplifier 120 are not limited to this example. Chirping may be controlled by controlling the value of the control parameter. Further, the configuration described in FIGS. 45 and 46 may be applied to the configuration of the third embodiment.
  • the wavelength is changed by changing the center wavelength and the spectral line width of the pulsed laser light output from the first solid-state laser device 100.
  • the central wavelength and the spectral line width of the pulsed laser light whose wavelength is converted by the conversion system 360 are controlled, the present invention is not limited to this example, and the first solid-state laser device 100 and the second solid-state laser device 200
  • the central wavelength and the spectral line width are controlled by controlling the chirping of at least one of the pulsed laser beams output from the laser. Thereby, the spectral line width of the pulsed laser light after the excimer amplification can be controlled with high accuracy.
  • FIG. 64 is a diagram schematically showing a configuration example of the spectrum monitor. Note that, although FIG. 64 shows an example of the first spectrum monitor 166, a configuration similar to that of FIG. 64 may be applied to the second spectrum monitor 266.
  • the first spectrum monitor 166 shown in FIG. 64 includes a spectroscope 702 including a grating 700, a line sensor 703, a spectrum analysis unit 704, a CW oscillation reference laser light source 706, and a beam splitter 708.
  • a spectroscope 702 including a grating 700, a line sensor 703, a spectrum analysis unit 704, a CW oscillation reference laser light source 706, and a beam splitter 708.
  • the spectroscope 702 includes an entrance slit 710, a collimator lens 712, and a high reflection mirror 714.
  • the CW oscillation reference laser light source 706 is a reference light source that outputs laser light having a reference wavelength by CW oscillation.
  • the laser light of the reference wavelength output from the CW oscillation reference laser light source 706 is referred to as “reference laser light”.
  • the laser light output from the first semiconductor laser 111 is referred to as “first semiconductor laser light”.
  • “ ⁇ 1” represents the wavelength of the first semiconductor laser light.
  • a part of the laser light (first semiconductor laser light) output from the first semiconductor laser 111 is reflected by the first beam splitter 116.
  • the laser light reflected by the first beam splitter 116 passes through the beam splitter 708.
  • the reference laser light output from the CW oscillation reference laser light source 706 is reflected by the beam splitter 708 and is superimposed on the first semiconductor laser light transmitted through the beam splitter 708.
  • the laser light superimposed on the reference laser light by the beam splitter 708 enters the spectroscope 702 through the entrance slit 710.
  • the laser light transmitted through the incident slit 710 is incident on the grating 700 via the collimator lens 712 and is dispersed by the grating 700.
  • the center wavelength of the first semiconductor laser 111 and the spectrum line are measured by measuring the slit image of the first semiconductor laser light and the reference laser light which are imaged on the line sensor 703 via the collimator lens 712 and the high reflection mirror 714. The width can be measured.
  • spectroscope 702 including the grating 700 is shown in FIG. 64, an etalon spectroscope as shown in FIG. 68 described later may be used.
  • FIG. 65 schematically shows another configuration example of the spectrum monitor. Note that FIG. 65 shows an example of the first spectrum monitor 166. As the first spectrum monitor 166, as shown in FIG. 65, a configuration including a heterodyne interferometer may be adopted.
  • the first spectrum monitor 166 shown in FIG. 65 includes a CW oscillation reference laser light source 706, a beam splitter 708, a light intensity sensor 720, and a spectrum analysis unit 704.
  • a beam splitter 708 is arranged in the optical path between the first beam splitter 116 and the light intensity sensor 720.
  • the beam splitter 708 causes the light intensity sensor 720 to emit light obtained by superimposing the reference laser light from the CW oscillation reference laser light source 706 and a part of the first semiconductor laser light output from the first semiconductor laser 111. It is arranged to let.
  • the first spectrum monitor 166 shown in FIG. 65 monitors the reference laser light output from the CW oscillation reference laser light source 706 and a part of the laser light output from the first semiconductor laser 111. A change in the light intensity of the superimposed light is measured by the light intensity sensor 720.
  • the frequency difference between the laser light of the first semiconductor laser 111 and the reference laser light and the light intensity can be measured. Further, the wavelength difference can be obtained from the frequency difference.
  • the beat signal is expressed by the following equation (13).
  • the spectral line width ⁇ 1ch may be obtained by performing a fast Fourier transform (FFT) process on the beat signal.
  • FFT fast Fourier transform
  • the configuration similar to that of FIG. 65 can be applied not only to the first spectrum monitor 166 but also to the second spectrum monitor 266 (see FIG. 20).
  • FIG. 66 is a diagram schematically showing a configuration example of the excimer amplifier 14.
  • the excimer amplifier 14 shown in FIG. 66 is an example in which seed light having a wavelength of 193.4 nm is passed through the discharge space between the pair of discharge electrodes 412 and 413 three times to perform amplification.
  • the seed light having a wavelength of 193.4 nm is the pulsed laser light LP2 output from the solid-state laser system 10.
  • the excimer amplifier 14 includes a convex mirror 420 and a concave mirror 422 in the optical path of the seed light outside the chamber 410.
  • the convex mirror 420 and the concave mirror 422 are arranged such that their focal points FP substantially coincide with each other.
  • the seed light having a wavelength of 193.4 nm incident on the excimer amplifier 14 is reflected by the convex mirror 420 and the concave mirror 422, and thus passes through the discharge space between the pair of discharge electrodes 412 and 413 three times. As a result, the beam of seed light is expanded and amplified, and output toward the exposure device 20.
  • FIG. 67 shows an example in which a ring resonator is adopted as the excimer amplifier 14.
  • the ring resonator includes an output coupling mirror 430 and high reflection mirrors 431 to 433.
  • the excimer amplifier 14 may further include a high-reflecting mirror (not shown) that guides the seed light having a wavelength of 193.4 nm to the ring resonator, or the pulse laser light output from the ring resonator may be guided to the exposure device 20. It may include a high-reflection mirror.
  • the chamber 410 is provided with windows 415 and 416.
  • a pair of discharge electrodes 412 and 413 are arranged in the chamber 410.
  • the pair of discharge electrodes 412 and 413 are arranged to face each other in the direction orthogonal to the paper surface of FIG.
  • the discharge direction is the direction orthogonal to the paper surface.
  • the seed light repeatedly propagates and is amplified.
  • FIG. 68 is a diagram schematically showing a configuration example of a spectrum monitor using an etalon spectrometer.
  • the etalon spectroscope 606A shown in FIG. 68 can be applied to the spectrum monitor 606 (see FIG. 20) that measures the spectrum of the excimer laser light.
  • the etalon spectroscope 606A includes a diffusion element 610, an etalon 612, a condenser lens 614, and an image sensor 616.
  • the image sensor 616 may be, for example, a one-dimensional or two-dimensional photodiode array.
  • the diffusing element 610 may be a transmissive optical element having many irregularities on the surface.
  • the diffusion element 610 transmits the laser light incident on the diffusion element 610 as scattered light. This scattered light enters the etalon 612.
  • the etalon 612 may be an air gap etalon including two partially reflecting mirrors having a predetermined reflectance. In this air gap etalon, two partial reflection mirrors are opposed to each other with an air gap of a predetermined distance, and are bonded together via a spacer.
  • the optical path difference between the light passing through the etalon 612 and that of the light passing therethrough is different.
  • the optical path difference is an integral multiple of the wavelength, the light incident on the etalon 612 passes through the etalon 612 with high transmittance.
  • the light transmitted through the etalon 612 enters the condenser lens 614.
  • the laser light that has passed through the condenser lens 614 enters the image sensor 616 arranged at a position corresponding to the focal length f of the condenser lens 614 from the condenser lens 614. That is, the transmitted light condensed by the condenser lens 614 forms an interference fringe on the focal plane of the condenser lens 614.
  • the image sensor 616 is arranged on the focal plane of the condenser lens 614.
  • the image sensor 616 receives the light that has passed through the condenser lens 614 and detects an interference fringe.
  • the square of the radius of this interference fringe may be proportional to the wavelength of the laser light. Therefore, the spectral line width (spectral profile) of the entire laser light and the center wavelength are detected from the detected interference fringes.
  • the spectral line width and the central wavelength may be obtained from the detected interference fringes by an information processing device (not shown) or may be calculated by the laser control unit 18.
  • Wavelength ⁇ ⁇ c + ⁇ ⁇ r 2 (14)
  • ⁇ proportional constant r: radius of interference fringe
  • ⁇ c wavelength when the light intensity at the center of the interference fringes is maximum
  • a spectrum line width ⁇ is obtained after conversion into a spectrum waveform showing the relationship between the light intensity and the wavelength. May be calculated.
  • the spectral line width ⁇ may be a width (E95) containing 95% of the total energy.
  • FIG. 70 is a block diagram showing an example of a CW oscillation reference laser light source.
  • the CW oscillation reference laser light source 770 includes a first reference semiconductor laser 772, a beam splitter 774, a high reflection mirror 775, a hydrogen cyanide isotope absorption cell 777, a first light intensity sensor 778, and a first reference. And a laser control unit 782.
  • the first reference semiconductor laser 772 oscillates the laser light in the wavelength region of 1554 nm by CW.
  • the laser light reflected by the beam splitter 774 enters the hydrogen cyanide isotope absorption cell 777 through the high reflection mirror 775.
  • Absorption cell 777 contains isotope hydrogen cyanide gas.
  • isotope hydrogen cyanide gas As a specific absorption line of hydrogen cyanide isotope, for example, an absorption line of 1553.756 nm can be mentioned.
  • an acetylene isotope absorption cell may be used as the absorption cell in this wavelength range. That is, instead of the hydrogen cyanide isotope absorption cell 777, an absorption cell containing an isotope acetylene gas may be adopted.
  • the laser light transmitted through the hydrogen cyanide isotope absorption cell 777 is received by the first light intensity sensor 778.
  • the first reference laser control unit 782 determines the absorption line of the hydrogen cyanide isotope absorption cell 777 and the wavelength of the laser light of the first reference semiconductor laser 772 based on the detection signal from the first light intensity sensor 778.
  • the oscillation wavelength of the first reference semiconductor laser 772 is controlled so that
  • the CW oscillation reference laser light source 770 can be applied as the CW oscillation reference laser light source 706 of the first spectrum monitor 166 shown in FIGS. 20, 47 and 62.
  • FIG. 71 is a block diagram showing another example of the CW oscillation reference laser light source.
  • the CW oscillation reference laser light source 750 includes a second reference semiconductor laser 751, a beam splitter 754, a high reflection mirror 755, a nonlinear crystal 756, an iodine absorption cell 757, a second light intensity sensor 758, and a second light intensity sensor 758. And the reference laser control unit 761.
  • the second reference semiconductor laser 751 CW-oscillates laser light in the wavelength region of 1030 nm.
  • the laser light reflected by the beam splitter 754 is incident on the nonlinear crystal 756 via the high reflection mirror 755.
  • Second harmonic light is generated by the nonlinear crystal 756, and laser light having a wavelength of about 515 nm is obtained.
  • Laser light having a wavelength of about 515 nm enters the iodine absorption cell 757.
  • the iodine absorption cell 757 contains iodine gas.
  • a specific absorption line of iodine in the iodine absorption cell 757 includes, for example, an absorption line of 514.581 nm.
  • the laser light transmitted through the iodine absorption cell 757 is received by the second light intensity sensor 758.
  • the second reference laser controller 761 uses the detection signal from the second light intensity sensor 758 so as to match the absorption line of the iodine absorption cell 757 with the wavelength of the second harmonic light.
  • the oscillation wavelength of the semiconductor laser 751 is controlled.
  • the CW oscillation reference laser light source 750 can be applied as the CW oscillation reference laser light source of the second spectrum monitor 266 shown in FIG.
  • FIG. 72 is a diagram schematically showing an example of the configuration of a semiconductor optical amplifier.
  • the first semiconductor optical amplifier 120 will be described as an example, but other semiconductor optical amplifiers such as the semiconductor optical amplifier 124 in FIG. 45 and the second semiconductor optical amplifier 220 in FIG. 62 have the same configuration as in FIG. 72. Can be applied.
  • the first semiconductor optical amplifier 120 includes a semiconductor element 500 and a current controller 520.
  • the semiconductor element 500 includes a P-type semiconductor element 501, an active layer 502, an N-type semiconductor element 503, a first electrode 511, and a second electrode 512.
  • the current controller 520 is connected to the first electrode 511 and the second electrode 512.
  • the seed light that has passed through the active layer 502 is output as pulsed laser light by causing a pulsed current to flow with the CW seed light incident on the active layer 502.
  • the current control unit 520 controls the current value flowing through the semiconductor element 500 based on the electric signal from the function generator 122, so that the seed light is amplified to the light intensity of the laser light according to the current value.
  • the CW seed light is pulse-amplified by passing a pulse current.
  • the seed light may be amplified by modulating and controlling the current.
  • FIG. 73 is a diagram schematically showing an example of the laser system according to the fourth embodiment. Here, only the portion of the solid-state laser system 10D is shown. A solid-state laser system 10D shown in FIG. 72 may be applied instead of the solid-state laser system 10 of the first and second embodiments described with reference to FIG. Differences from FIG. 20 will be described.
  • the solid-state laser system 10D shown in FIG. 73 includes a first solid-state laser device 100D and a wavelength conversion system 370 instead of the first solid-state laser device 100 and the wavelength conversion system 300 in FIG.
  • the solid-state laser system 10D outputs pulsed laser light having a wavelength of about 773.6 nm from the first solid-state laser device 100D, wavelength-converts it into fourth harmonic light (fourth harmonic light) by the wavelength conversion system 370, and has a wavelength of about 193. A pulsed laser light of 0.4 nm is obtained.
  • the configuration of the first solid-state laser device 100D is the same as that of the first solid-state laser device 100 in FIG. However, the first solid-state laser device 100 in FIG. 20 has an oscillation wavelength of approximately 1547.2 nm, whereas the first solid-state laser device 100D shown in FIG. 72 has an oscillation wavelength of approximately 773.6 nm. To do.
  • the Er fiber amplifier 140 of FIG. 20 is changed to the titanium sapphire amplifier 141, and the pulse laser light that is the second harmonic light of the YFL laser is used as the first pulse excitation light source 132.
  • a laser device that outputs is used.
  • the titanium sapphire amplifier 141 includes a titanium sapphire crystal as a gain medium.
  • YFL yttrium lithium fluoride
  • LiYF 4 is a solid-state laser crystal represented by the chemical formula LiYF 4 .
  • the wavelength conversion system 370 includes a plurality of non-linear crystals and wavelength-converts the incident pulsed laser light to output pulsed laser light having a fourth harmonic.
  • the wavelength conversion system 370 includes a BBO crystal 371 and a KBBF crystal 372.
  • BBO is represented by the chemical formula ⁇ -BaB 2 O 4 .
  • KBBF is represented by the chemical formula KBe 2 BO 3 F 2 .
  • the pulsed laser light output from the first solid-state laser device 100D enters the BBO crystal 371 of the wavelength conversion system 370.
  • the BBO crystal 371 converts the pulsed laser light having a wavelength of about 773.6 nm into pulsed laser light having a wavelength of about 386.8 nm which is the second harmonic light.
  • the KBBF crystal 372 converts the pulsed laser light with a wavelength of approximately 386.8 nm output from the BBO crystal 371 into a pulsed laser light with a wavelength of approximately 193.4 nm that is the second harmonic light.
  • the pulsed laser light output from the wavelength conversion system 370 is output from the solid-state laser system 10D via the beam splitter 328.
  • the examples described in Embodiments 1 to 3 can be applied to the method of controlling the center wavelength and the spectral line width.
  • variable range of the wavelength of the pulsed laser light output from the laser system including the solid-state laser system 10D is, for example, 193.2 nm to 193.5 nm
  • variable range of the wavelength of the first semiconductor laser 111 is 772.8 nm to 774. It becomes 0.0 nm.
  • the titanium sapphire amplifier 141 is an example of the “first amplifier” in the present disclosure.
  • Embodiment 5 13.1 Configuration The configuration of the laser system according to the fifth embodiment may be the same as that of the first embodiment shown in FIG.
  • the laser system 1 In addition to the operation described in the first embodiment, the laser system 1 according to the fifth embodiment further detects the excimer light amplified by the excimer amplifier 14 with the spectrum monitor 606 to obtain the spectral line width of the excimer light. To feedback control the solid-state laser system 10.
  • FIG. 74 is a flowchart showing a processing example of the laser control unit 18. Differences between the flowchart of FIG. 74 and FIG. 8 will be described.
  • step S300 the laser control unit 18 executes a subroutine for confirming the spectral line width of the excimer laser light, and proceeds to step S14 after step S300.
  • FIG. 75 is a flowchart showing an example of a subroutine for confirming the spectral line width of excimer laser light. The flowchart of FIG. 75 is applied to step S300 of FIG.
  • step S311 of FIG. 75 the laser control unit 18 determines whether the emission pulse of excimer light is detected by the spectrum monitor 606.
  • step S311 the laser control unit 18 proceeds to step S312 and measures the spectrum line width ⁇ ex of the excimer light in the spectrum monitor 606. For example, the laser control unit 18 measures the 95% width of the total energy as the spectrum line width ⁇ ex from the spectrum shape detected by the spectrum monitor 606.
  • step S313 the laser control unit 18 calculates the difference ⁇ ex between the measured spectral line width ⁇ ex and the target spectral line width ⁇ ext.
  • the target spectral line width ⁇ ext may be the target spectral line width ⁇ t instructed by the exposure controller 22.
  • step S314 the laser control unit 18 determines whether or not the absolute value of ⁇ ex is less than or equal to the allowable upper limit value ⁇ extr indicating the allowable range.
  • the laser control unit 18 proceeds to step S315.
  • step S315 the laser control unit 18 transmits the spectrum line width OK signal of the excimer light to the exposure control unit 22.
  • step S314 the laser control unit 18 proceeds to step S316.
  • step S316 the laser control unit 18 transmits the spectrum line width NG signal of the excimer light to the exposure control unit 22.
  • step S316 the laser control unit 18 proceeds to step S317, and performs processing for correcting the target spectral line width ⁇ 1cht so that ⁇ ex approaches 0.
  • FIG. 76 is a flowchart showing an example of processing for correcting the target spectral line width ⁇ 1cht so that ⁇ ex approaches 0. The flowchart of FIG. 76 is applied to step S317 of FIG.
  • step S321 of FIG. 76 the laser control unit 18 re-measures the relationship between the spectral line width ⁇ of the excimer light and the spectral line width ⁇ 1 of the first semiconductor laser system 160, and obtains new table data or an approximate function. , Store the correlation data. This means that the relationship data described in FIG. 27 is corrected and updated to new relationship data. :
  • the laser control unit 18 changes the spectral line width ⁇ cht of the first semiconductor laser 111 at predetermined intervals, and from the respective spectral line widths ⁇ ex measured by the excimer light spectrum monitor 606, the excimer light
  • the table data or the approximate curve showing the relationship between the spectral line width ⁇ and the spectral line width ⁇ 1 of the first semiconductor laser system 160 is updated.
  • step S321 the laser control unit 18 ends the flowchart of FIG. 76 and returns to the flowchart of FIG.
  • step S315 or step S117 in FIG. 75 the flowchart in FIG. 75 is ended and the process returns to the flowchart in FIG. If the determination result in step S311 in FIG. 75 is No, the laser control unit 18 skips steps S312 to S317, ends the flowchart in FIG. 75, and returns to the flowchart in FIG. 74.
  • the spectral line width of excimer light can be controlled with higher accuracy.
  • FIG. 77 is a diagram schematically showing a configuration example of the exposure apparatus 20.
  • the exposure apparatus 20 includes an illumination optical system 24 and a projection optical system 25.
  • the illumination optical system 24 illuminates the reticle pattern on the reticle stage RT with the laser light incident from the laser system 1.
  • the projection optical system 25 reduces and projects the laser light transmitted through the reticle to form an image on a workpiece (not shown) arranged on the workpiece table WT.
  • the workpiece is a photosensitive substrate such as a semiconductor wafer coated with photoresist.
  • the exposure apparatus 20 exposes the laser beam reflecting the reticle pattern onto the workpiece by synchronously moving the reticle stage RT and the workpiece table WT in parallel.
  • a semiconductor device can be manufactured by transferring a device pattern onto a semiconductor wafer through the above-described exposure process.
  • the laser system 1 may be the laser system 1A to 1C described in each embodiment.
  • a laser processing device that processes a material by irradiating the material to be processed with laser light.
  • a laser annealing device that performs laser annealing by irradiating a semiconductor material with pulsed laser light.
  • a laser doping apparatus that performs laser doping by irradiating a semiconductor material with pulsed laser light.
  • a laser irradiation processing device that irradiates the processed material with laser light to process the surface of the material.

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Abstract

本開示の一観点に係るレーザシステムは、第１の半導体レーザシステムから出力された第１のパルスレーザ光を第１の増幅器で増幅して得られる第２のパルスレーザ光を波長変換システムにより紫外線の第３のパルスレーザ光に波長変換し、第３のパルスレーザ光をエキシマ増幅器によって増幅する。第１の半導体レーザシステムは、シングル縦モードで発振する第１の半導体レーザから出力される第１のレーザ光にチャーピングを発生させるように第１の半導体レーザに流す電流を制御する第１の電流制御器と、第１のレーザ光をパルス増幅する第１の半導体光増幅器と、を含む。レーザシステムは、外部装置から指令された目標スペクトル線幅のエキシマレーザ光が得られるように、第１のパルスレーザ光のチャーピング量を制御する制御部を備える。

Description

レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法
　本開示は、レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法に関する。
　半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては解像力の向上が要請されている。半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という。このため露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。
　現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには等価における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィとも呼ばれる。
　ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０～４００ｐｍと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅はスペクトル幅とも呼ばれる。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子を有する狭帯域化部（Line　Narrow　Module）が設けられ、この狭帯域化部によりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子はエタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
米国特許出願公開第２０１７／０３３８６１７号明細書 特開平８－６０７８号公報 米国特許出願公開第２００４／００１２８４４号明細書 米国特許出願公開第２０１７／００３７３４６号明細書 国際公開第２０１７／１７５５６１号 特開２０１１－２４９３９９号公報
概要
　本開示の１つの観点に係るレーザシステムは、第１のパルスレーザ光を出力する第１の半導体レーザシステムであって、シングル縦モードで発振する第１の半導体レーザと、第１の半導体レーザから出力される第１のレーザ光にチャーピングを発生させるように第１の半導体レーザに流す電流を制御する第１の電流制御器と、第１のレーザ光をパルス増幅する第１の半導体光増幅器と、を含む第１の半導体レーザシステムと、第１の半導体光増幅器によって増幅されて第１の半導体レーザシステムから出力された第１のパルスレーザ光を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器によって増幅された第２のパルスレーザ光を紫外線の第３のパルスレーザ光に波長変換する波長変換システムと、第３のパルスレーザ光を増幅するエキシマ増幅器と、外部装置から指令された目標スペクトル線幅のエキシマレーザ光が得られるように、第１の半導体レーザシステムから出力される第１のパルスレーザ光のチャーピング量を制御する制御部と、を備えるレーザシステムである。
　本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、シングル縦モードで発振する第１の半導体レーザと、第１の半導体レーザから出力される第１のレーザ光にチャーピングを発生させるように第１の半導体レーザに流す電流を制御する第１の電流制御器と、第１のレーザ光をパルス増幅する第１の半導体光増幅器と、を含む第１の半導体レーザシステムと、第１の半導体光増幅器によって増幅されて第１の半導体レーザシステムから出力された第１のパルスレーザ光を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器によって増幅された第２のパルスレーザ光を紫外線の第３のパルスレーザ光に波長変換する波長変換システムと、第３のパルスレーザ光を増幅するエキシマ増幅器と、外部装置から指令された目標スペクトル線幅のエキシマレーザ光が得られるように、第１の半導体レーザシステムから出力される第１のパルスレーザ光のチャーピング量を制御する制御部と、を備えるレーザシステムによってエキシマレーザ光を生成し、エキシマレーザ光を露光装置に出力し、電子デバイスを製造するために、露光装置内で感光基板上にエキシマレーザ光を露光することを含む電子デバイスの製造方法である。
　本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、典型的なレーザ光のスペクトル形状を示す図である。 図２は、エキシマレーザ光のスペクトル線幅の定義を説明するための図である。 図３は、パルスレーザ光の各時間におけるスペクトル波形の例を示す図である。 図４は、チャーピング量の定義を説明するための図である。 図５は、レーザシステムの構成例を概略的に示す図である。 図６は、同期システムの構成例を示すブロック図である。 図７は、レーザシステムのタイミングチャートの例である。 図８は、レーザ制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図９は、レーザシステムの初期設定サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１０は、固体レーザシステムの制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１１は、レーザシステムの制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１２は、固体レーザシステム制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図１３は、固体レーザシステムの初期設定サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１４は、第１の半導体レーザシステムの制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１５は、第１の半導体レーザシステムの目標中心波長λ１ｃｔを計算する処理のサブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１６は、固体レーザシステムのエネルギ制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図１７は、半導体レーザシステムの構成例を概略的に示す図である。 図１８は、分布帰還型半導体レーザから出力されるレーザ光のスペクトル波形の例を示す図である。 図１９は、第１の半導体レーザ制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図２０は、実施形態１に係るレーザシステムの構成例を概略的に示す図である。 図２１は、第１の半導体レーザシステムの構成例を概略的に示す図である。 図２２は、チャーピングによって実現されるスペクトル線幅の概念図である。 図２３は、第１の半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す説明図である。 図２４は、第１の半導体光増幅器の立ち上がり時間を説明するためのグラフである。 図２５は、レーザ制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図２６は、固体レーザシステムの制御サブルーチン（２）の例を示すフローチャートである。 図２７は、第１の半導体システムの目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算する処理の例を示すフローチャートである。 図２８は、エキシマ光のスペクトル線幅Δλと第１の半導体レーザシステムのスペクトル線幅Δλ１ｃｈとの関係を表す関数の例を示すグラフである。 図２９は、固体レーザシステム制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図３０は、固体レーザシステムの初期設定サブルーチン（２）の例を示すフローチャートである。 図３１は、第１の半導体レーザシステムの制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図３２は、第１の半導体レーザ制御部１１４における処理内容の例を示すフローチャートである。 図３３は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（２）の例１を示すフローチャートである。 図３４は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（２）の例２を示すフローチャートである。 図３５は、中心波長λ１ｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈの計測処理の例を示すフローチャートである。 図３６は、第１のスペクトルモニタで計測されたスペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の例１を示すフローチャートである。 図３７は、第１のスペクトルモニタで計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形の重心から中心波長λ１ｃを計算する処理の説明図である。 図３８は、第１のスペクトルモニタで計測されたスペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の例２を示すフローチャートである。 図３９は、第１のスペクトルモニタで計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の説明図である。 図４０は、第１のスペクトルモニタで計測されたスペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する処理の例１を示すフローチャートである。 図４１は、第１のスペクトルモニタで計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の説明図である。 図４２は、第１のスペクトルモニタで計測されたスペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する処理の例２を示すフローチャートである。 図４３は、第１のスペクトルモニタで計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する処理の説明図である。 図４４は、第１の半導体レーザシステムのスペクトル線幅Δλ１ｃｈと中心波長λ１ｃとを計算及び判定する処理の例を示すフローチャートである。 図４５は、第１の半導体レーザシステムの変形例を概略的に示す図である。 図４６は、第１の半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す説明図である。 図４７は、実施形態２に係るレーザシステムの要部構成を概略的に示す図である。 図４８は、実施形態２における同期システムの構成の例を概略的に示すブロック図である。 図４９は、実施形態２に係るレーザシステムのタイミングチャートの例である。 図５０は、第１の半導体レーザから出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器による増幅との関係を示すグラフである。 図５１は、固体レーザシステム制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図５２は、固体レーザシステムの初期設定サブルーチン（３）の例を示すフローチャートである。 図５３は、実施形態２に係るレーザシステムの第１の半導体レーザ制御部における処理内容の例を示すフローチャートである。 図５４は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例１を示すフローチャートである。 図５５は、第１の半導体レーザから出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器による増幅との関係を示すグラフである。 図５６は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例２を示すフローチャートである。 図５７は、第１の半導体レーザから出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器による増幅との関係を示すグラフである。 図５８は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例３を示すフローチャートである。 図５９は、第１の半導体レーザから出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器による増幅との関係を示すグラフである。 図６０は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例４を示すフローチャートである。 図６１は、第１の半導体レーザから出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器による増幅との関係を示すグラフである。 図６２は、実施形態３に係るレーザシステムの構成を概略的に示す図である。 図６３は、実施形態３における同期システムの構成を概略的に示すブロック図である。 図６４は、スペクトルモニタの構成例を概略的に示す図である。 図６５は、スペクトルモニタの他の構成例を概略的に示す図である。 図６６は、エキシマ増幅器の構成例を概略的に示す図である。 図６７は、リング共振器を採用したエキシマ増幅器の構成例を概略的に示す図である。 図６８は、エタロン分光器を用いるスペクトルモニタの構成例を概略的に示す図である。 図６９は、レーザ光のスペクトルの一例を示す図である。 図７０は、ＣＷ発振基準レーザ光源の一例を示すブロック図である。 図７１は、ＣＷ発振基準レーザ光源の他の例を示すブロック図である。 図７２は、半導体光増幅器の構成例を概略的に示す図である。 図７３は、実施形態４に係るレーザシステムの例を概略的に示す図である。 図７４は、実施形態５におけるレーザ制御部の処理例を示すフローチャートである。 図７５は、エキシマレーザ光のスペクトル線幅確認サブルーチンの例を示すフローチャートである。 図７６は、ΔΔλｅｘが０に近づくように目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを補正する処理の例を示すフローチャートである。 図７７は、露光装置の構成例を概略的に示す図である。
実施形態
　－目次－
１．用語の説明
　１．１　エキシマレーザ光のスペクトル線幅Δλの定義
　１．２　チャーピング量の定義
２．レーザシステムの概要
　２．１　構成
　２．２　動作
　２．３　レーザ制御部の処理例
　２．４　固体レーザシステム制御部の処理例
　２．５　半導体レーザシステムの例
　２．５．１　構成
　２．５．２　動作
　２．６　第１の半導体レーザ制御部の処理例
３．課題
４．実施形態１
　４．１　構成
　４．２　動作
　４．３　第１の半導体レーザシステムの動作
　４．３．１　その他
　４．４　レーザ制御部の処理例
　４．５　固体レーザシステム制御部の処理例
　４．６　第１の半導体レーザ制御部の処理例
　４．７　作用・効果
　４．８　変形例１
　４．９　変形例２
　４．９．１　構成
　４．９．２　動作
５．実施形態２
　５．１　構成
　５．２　動作
　５．２．１　固体レーザシステム制御部の処理例
　５．２．２　第１の半導体レーザ制御部の処理例
　５．２．３　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例１
　５．３　作用・効果
　５．４　変形例
　５．４．１　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例２
　５．４．２　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例３
　５．４．３　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例４
６．実施形態３
　６．１　構成
　６．２　動作
　６．３　作用・効果
　６．４　変形例
　６．４．１　マルチ縦モードで発振する半導体レーザの利用
　６．４．２　実施形態２で説明した構成との組み合わせ
　６．４．３　第２の固体レーザ装置のチャーピング制御
７．スペクトルモニタの具体例
　７．１　分光器と基準レーザ光源とを用いるスペクトルモニタの例
　７．１．１　構成
　７．１．２　動作
　７．２　ヘテロダイン干渉計を用いるスペクトルモニタの例
　７．２．１　構成
　７．２．２　動作
８．エキシマ増幅器の例
　８．１　マルチパスで増幅する形態
　８．２　リング共振器で増幅する形態
９．エタロン分光器を用いるスペクトルモニタの例
１０．ＣＷ発振基準レーザ光源の例
　１０．１　１５４７．２ｎｍ又は１５５４ｎｍの波長領域のＣＷ発振基準レーザ光源
　１０．２　１０３０ｎｍの波長領域のＣＷ発振基準レーザ光源
１１．半導体光増幅器の例
　１１．１　構成
　１１．２　動作
１２．実施形態４
　１２．１　構成
　１２．２　動作
１３．実施形態５
　１３．１　構成
　１３．２　動作
　１３．３　作用・効果
１４．電子デバイスの製造方法
１５．外部装置の他の例
１６．その他
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
　１．用語の説明
　１．１　エキシマレーザ光のスペクトル線幅Δλの定義
　本明細書では、エキシマレーザ光のスペクトル幅全面積のうち９５％の線幅をエキシマレーザ光のスペクトル線幅Δλと定義する。一般的には、図１に示すように、スペクトル線幅とは、レーザ光のスペクトル波形の光量閾値における全幅である。例えばピーク値の半値を線幅閾値０．５という。なお、線幅閾値０．５におけるスペクトル波形の全幅Ｗ１／２を特別に半値全幅又はＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum）という。ところが、エキシマレーザ光のスペクトルの半値全幅だけでは、投影レンズの解像力を反映することは難しい。
　そこで、投影レンズの解像力を反映するスペクトル線幅Δλは、例えば、図２に示すように、全スペクトルエネルギのうち波長λ０を中心として９５％を占める部分の全幅Ｗ９５％であって、下記の式（１）が成り立つ。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、本明細書では、エキシマレーザ光のスペクトル線幅Δλは、スペクトル幅全面積のうち９５％の線幅だけでなく、投影レンズの解像力を反映するスペクトル線幅であればよい。例えば、使用する投影レンズデータと、エキシマレーザ光のスペクトル波形とに基づいて、波長と光強度分布を入力して計算された解像力でスペクトル線幅を評価してもよい。また、本明細書では、エキシマレーザ光を「エキシマ光」と表記する場合がある。
　１．２　チャーピング量の定義
　図３にパルスレーザ光の各時間におけるスペクトル波形の例を示す。この例の場合、各時間のスペクトルの波長が時間ともに、長波長側にチャーピングしている。「チャーピング」は「波長チャーピング」とも呼ばれる。図４に各々のスペクトルをパルス時間積分した場合のスペクトル波形を示す。ここで、チャーピング量とは、この時間積分したスペクトル波形から計算されるスペクトル線幅と定義する。チャーピング量は「チャーピングによるスペクトル線幅」と呼ばれる場合がある。
　２．レーザシステムの概要
　２．１　構成
　図５は、レーザシステム１の構成例を概略的に示す。レーザシステム１は、固体レーザシステム１０と、第１の高反射ミラー１１と、第２の高反射ミラー１２と、エキシマ増幅器１４と、モニタモジュール１６と、同期システム１７と、レーザ制御部１８と、を含む。
　固体レーザシステム１０は、第１の固体レーザ装置１００と、波長変換システム３００と、ビームスプリッタ３２８と、第１のパルスエネルギモニタ３３０と、固体レーザシステム制御部３５０と、を含む。
　第１の固体レーザ装置１００は、波長約１５４７．２ｎｍのレーザ光を出力する第１の半導体レーザシステム１１０と、第１のダイクロイックミラー１３０と、第１のパルス励起光源１３２と、Ｅｒファイバ増幅器１４０と、を含む。
　第１の半導体レーザシステム１１０は、第１の半導体レーザ１１１と、第１の波長モニタ１１２と、第１の半導体レーザ制御部１１４と、第１のビームスプリッタ１１６と、第１の半導体光増幅器１２０と、関数発生器（ＦＧ：Function Generator）１２２と、を含む。なお、図５及び以降の図において、例えば「半導体レーザ１」や「ＳＯＡ＃１」等の数値を付した表記は、それぞれ第１の半導体レーザ、第１の半導体光増幅器（ＳＯＡ）を表す。「ＳＯＡ」は「Semiconductor Optical Amplifier」の略語表記である。
　第１の半導体レーザ１１１は、波長１５４７．２ｎｍ付近でＣＷ（Continuous Wave）発振し、かつ、シングル縦モードで発振する。なお、「ＣＷ」は連続波を意味し、ＣＷ発振は連続波発振を意味する。第１の半導体レーザ１１１は、分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feedback）半導体レーザであってよい。分布帰還型半導体レーザを「ＤＦＢレーザ」という。ＤＦＢレーザは、電流制御及び／又は温度制御により、発振波長を変更することができる。
　第１のビームスプリッタ１１６は、第１の半導体レーザ１１１から出力されたレーザ光の一部を反射して第１の波長モニタ１１２に入射するように配置される。第１の波長モニタ１１２は、入射したレーザ光のスペクトルをモニタし、第１の半導体レーザ１１１の発振波長を検出する。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１の波長モニタ１１２及び固体レーザシステム制御部３５０と接続され、第１の半導体レーザ１１１の動作を制御する。
　第１の半導体光増幅器１２０は、第１のビームスプリッタ１１６を透過したレーザ光の光路に配置される。第１の半導体光増幅器１２０は、第１の半導体レーザシステム１１０から出力されたレーザ光をパルス増幅する。
　第１のダイクロイックミラー１３０は、第１の半導体光増幅器１２０から出力されるレーザ光を高透過し、第１のパルス励起光源１３２から出力される励起光を高反射する膜がコートされたミラーである。第１のダイクロイックミラー１３０は、第１の半導体光増幅器１２０から出力されるパルスレーザ光と第１のパルス励起光源１３２から出力される励起光とがＥｒファイバ増幅器１４０に入射するように配置される。
　Ｅｒファイバ増幅器１４０は、Ｅｒ（エルビウム）がドープされた光ファイバを用いる光ファイバ増幅器である。
　第１のパルス励起光源１３２は、Ｅｒファイバ増幅器１４０が励起可能な波長約９８０ｎｍの半導体レーザであってよい。Ｅｒファイバ増幅器１４０によって増幅されたパルスレーザ光は波長変換システム３００に入射する。
　波長変換システム３００は、複数の非線形結晶を含み、第１の固体レーザ装置１００から出力される波長約１５４７．２ｎｍの基本波光を、複数の非線形結晶を用いて８倍波（高調波）光に波長変換して波長約１９３．４ｎｍの紫外光を生成する構成である。
　波長変換システム３００は、第１のＬＢＯ結晶３０１と、第２のＬＢＯ結晶３０２と、第３のＬＢＯ結晶３０３と、第１のＣＬＢＯ結晶３０４と、第２のＣＬＢＯ結晶３０５と、ダイクロイックミラー３１１、３１２、３１３、３１４、３１５と、高反射ミラー３２１、３２２、３２３と、を含む。「ＬＢＯ」は化学式ＬｉＢ３Ｏ５で表される。「ＣＬＢＯ」は化学式ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０で表される。波長変換システム３００におけるそれぞれの光学素子の配置は図５に示すとおりである。
　第１のＬＢＯ結晶３０１、第２のＬＢＯ結晶３０２、ダイクロイックミラー３１１、第３のＬＢＯ結晶３０３、ダイクロイックミラー３１２及び高反射ミラー３２１は、第１の固体レーザ装置１００から出力される波長約１５４７．２ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ１の光路上に、この順で配置される。
　第１のＬＢＯ結晶３０１は、パルスレーザ光ＬＰ１を第２高調波光（波長約７７３．６ｎｍ）に波長変換するよう配置される。
　第２のＬＢＯ結晶３０２は、第１のＬＢＯ結晶３０１で生成された第２高調波光と第１のＬＢＯ結晶３０１を透過した基本波光（パルスレーザ光ＬＰ１）との和周波の第３高調波光（波長約５１５．７３ｎｍ）を生成するよう配置される。
　ダイクロイックミラー３１１は、第２のＬＢＯ結晶３０２と第３のＬＢＯ結晶３０３との間の光路上に配置される。ダイクロイックミラー３１１は、第２のＬＢＯ結晶３０２で生成された第３高調波光（波長約５１５．７３ｎｍ）を高反射し、第２のＬＢＯ結晶３０２を透過した基本波光（波長約１５４７．２ｎｍ）と第２高調波光（波長約７７３．６ｎｍ）とを高透過する膜がコートされている。
　第３のＬＢＯ結晶３０３は、第２高調波光を第４高調波光（波長約３８６．８ｎｍ）に波長変換するように配置される。
　ダイクロイックミラー３１２は、第３のＬＢＯ結晶３０３で生成された第４高調波光（波長約３８６．８ｎｍ）を高反射し、第３のＬＢＯ結晶３０３を透過した基本波光（波長約１５４７．２ｎｍ）を高透過する膜がコートされている。
　高反射ミラー３２１は、ダイクロイックミラー３１２を透過した基本波光を高反射し、反射した基本波光がダイクロイックミラー３１４に入射するように配置される。
　高反射ミラー３２２は、ダイクロイックミラー３１１で反射した第３高調波光を高反射し、ダイクロイックミラー３１３を介して第１のＣＬＢＯ結晶３０４に入射させるように配置される。
　ダイクロイックミラー３１３は、高反射ミラー３２２で反射された第３高調波光を高透過し、ダイクロイックミラー３１２で反射された第４高調波光を高反射する膜がコートされている。ダイクロイックミラー３１３は、第３高調波光と第４高調波光との光路軸を一致させて、第３高調波光と第４高調波光とを第１のＣＬＢＯ結晶３０４に入射させるように配置される。
　第１のＣＬＢＯ結晶３０４は、第３高調波光（波長約５１５．７３ｎｍ）と第４高調波光（波長約３８６．８ｎｍ）とから和周波の第７高調波光（波長約２２１．０２ｎｍ）を生成するように配置される。
　ダイクロイックミラー３１４は、第１のＣＬＢＯ結晶３０４から出力された第７高調波を高透過し、高反射ミラー３２１で反射された基本波光を高反射する膜がコートされている。ダイクロイックミラー３１４は、基本波光と第７高調波光との光路軸を一致させて、基本波光と第７高調波光とを第２のＣＬＢＯ結晶３０５に入射させるように配置させる。
　第２のＣＬＢＯ結晶３０５は、基本波光と第７高調波光との和周波の第８高調波光（波長約１９３．４ｎｍ）を生成するように配置される。第３のＣＬＢＯ結晶３２０から出力される波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光がパルスレーザ光ＬＰ２となる。
　ダイクロイックミラー３１５は、第２のＣＬＢＯ結晶３０５を透過した基本波光（波長約１５４７．２ｎｍ）及び第７高調波光（波長約２２１．０２ｎｍ）を高透過し、波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光（パルスレーザ光ＬＰ２）を高反射する膜がコートされている。
　高反射ミラー３２３は、ダイクロイックミラー３１５によって反射した第８高調波光を高反射し、ビームスプリッタ３２８に入射させるように配置される。高反射ミラー３２３によって反射された波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光が波長変換システム３００から出力される。
　ビームスプリッタ３２８は、高反射ミラー３２３からの反射光の光路上であって、一部反射されたレーザ光が第１のパルスエネルギモニタ３３０に入射するように配置される。
　第１のパルスエネルギモニタ３３０は、紫外光のパルスエネルギを検出する検出器であり、例えば、フォトダイオードや焦電素子を含むパルスエネルギセンサである。
　固体レーザシステム制御部３５０は、第１の半導体レーザ制御部１１４、第１のパルス励起光源１３２、及び第１のパルスエネルギモニタ３３０の各々と接続されている。
　エキシマ増幅器１４は、増幅器制御部４００と、充電器４０２と、トリガ補正器４０４と、スイッチ４０６を含むパルスパワーモジュール（ＰＰＭ）４０８と、チャンバ４１０と、を含む。
　チャンバ４１０の中には、例えばＡｒガスと、Ｆ２ガスと、Ｎｅガスと、を含むＡｒＦレーザガスが入っている。チャンバ４１０の中には一対の放電電極４１２、４１３が配置される。一対の放電電極４１２、４１３は、ＰＰＭ４０８の出力端子に接続されている。
　チャンバ４１０には、波長１９３．４ｎｍ付近のレーザ光を透過する２枚のウインドウ４１５、４１６が配置される。
　ＰＰＭ４０８は、スイッチ４０６と図示しないパルストランスと図示しない磁気スイッチとを含む。
　モニタモジュール１６は、ビームスプリッタ６０１と、第２のパルスエネルギモニタ６０２と、を含む。ビームスプリッタ６０１は、エキシマ増幅器１４から出力されたパルスレーザ光（エキシマレーザ光）の光路上に配置され、ビームスプリッタ６０１で反射されたパルスレーザ光が第２のパルスエネルギモニタ６０２に入射するように配置される。
　第２のパルスエネルギモニタ６０２は、紫外光のパルスエネルギを検出する検出器であり、例えば、フォトダイオードや焦電素子を含むパルスエネルギセンサである。第２のパルスエネルギモニタ６０２によって検出された情報はレーザ制御部１８に送られる。
　レーザ制御部１８は、固体レーザシステム制御部３５０、同期システム１７、増幅器制御部４００、及び露光装置２０の露光制御部２２と接続される。レーザ制御部１８は内部トリガ発生器１９を含む。
　図６は、同期システム１７の構成例を示すブロック図である。同期システム１７は、同期システム制御部１７０と、第１の遅延回路１７１と、第２の遅延回路１７２と、第３の遅延回路１７３と、第１のワンショット回路１８１と、を含む。
　本開示において、第１の半導体レーザ制御部１１４、固体レーザシステム制御部３５０、増幅器制御部４００、同期システム制御部１７０、レーザ制御部１８、露光制御部２２及びその他の各制御部として機能する制御装置は、１台又は複数台のコンピュータのハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現することが可能である。ソフトウェアはプログラムと同義である。プログラマブルコントローラはコンピュータの概念に含まれる。コンピュータは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを含んで構成され得る。コンピュータに含まれるＣＰＵはプロセッサの一例である。
　また、制御装置の処理機能の一部又は全部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に代表される集積回路を用いて実現してもよい。
　また、複数の制御装置の機能を１台の制御装置で実現することも可能である。さらに本開示において、制御装置は、ローカルエリアネットワークやインターネットといった通信ネットワークを介して互いに接続されてもよい。分散コンピューティング環境において、プログラムユニットは、ローカル及びリモート両方のメモリストレージデバイスに保存されてもよい。
　２．２　動作
　レーザ制御部１８は、露光装置２０の露光制御部２２から目標パルスエネルギＥｔと目標中心波長λｃｔとの各データ、並びに発光トリガ信号Ｔｒを受信する。また、レーザ制御部１８は、必要に応じて露光制御部２２との間でデータを送受信し、露光ＮＧ信号又は露光ＯＫ信号を露光制御部２２に通知する。
　発光トリガ信号Ｔｒは、レーザ制御部１８を介して同期システム１７に入力される。同期システム１７は、露光制御部２２から出力された発光トリガ信号Ｔｒに同期して、固体レーザシステム１０中の第１のパルス励起光源１３２へのトリガ信号Ｔｒ１１ａｍｐと、第１の半導体光増幅器１２０（ＳＯＡ＃１）に接続された関数発生器１２２へのトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１と、エキシマ増幅器１４を同期させて放電させるためのトリガ信号Ｔｒｅｘと、を出力する。
　図７は、レーザシステム１のタイミングチャートの例である。図６及び図７に示すように、同期システム制御部１７０は、第１の遅延回路１７１、第２の遅延回路１７２、及び第３の遅延回路１７３の各々に、それぞれの遅延時間Ｔｄｅｘ、Ｔｄ２、及びＴｄ３を設定する。これらの遅延時間Ｔｄｅｘ、Ｔｄ２、及びＴｄ３は、第１の半導体レーザ１１１から出力されたレーザ光を第１の半導体光増幅器１２０によってパルス増幅し、パルス増幅されたパルスレーザ光をＥｒファイバ増幅器１４０でさらに増幅し、波長変換システム３００により波長１９３．４ｎｍに変換されたパルスレーザ光がエキシマ増幅器１４に入射したときに同期して、エキシマ増幅器１４が放電するように設定されている。
　第１の遅延回路１７１は、発光トリガ信号Ｔｒに対して遅延時間Ｔｄｅｘだけ遅延させたトリガ信号Ｔｒｅｘを生成する。第１の遅延回路１７１によって生成されたトリガ信号Ｔｒｅｘはエキシマ増幅器１４の増幅器制御部４００に入力される。
　第２の遅延回路１７２は、発光トリガ信号Ｔｒに対して遅延時間Ｔｄ２だけ遅延させたタイミング信号を生成する。第２の遅延回路１７２によって生成されたタイミング信号は第１のワンショット回路１８１に入力される。第１のワンショット回路１８１は第２の遅延回路１７２からのタイミング信号に同期したトリガ信号Ｔｒ１１ａｍｐを出力する。
　第１のワンショット回路１８１から出力されるトリガ信号Ｔｒ１１ａｍｐは第１のパルス励起光源１３２に入力される。第１のワンショット回路１８１から出力されるトリガ信号Ｔｒ１１ａｍｐのパルス時間幅は、Ｅｒファイバ増幅器１４０が十分励起される時間幅に設定される。
　第３の遅延回路１７３は、発光トリガ信号Ｔｒに対して、遅延時間Ｔｄ３だけ遅延させたトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１を生成する。第３の遅延回路１７３によって生成されたトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１は関数発生器１２２に入力される。
　トリガ信号Ｔｒｅｘは、増幅器制御部４００を介して、トリガ補正器４０４に入力され、トリガ補正器４０４の出力はＰＰＭ４０８のスイッチ４０６に入力される。トリガ補正器４０４は、トリガ信号Ｔｒｅｘが入力された後、一定の遅延時間Ｔｄｅｘｄのタイミングで放電するように、ＰＰＭ４０８に充電される充電電圧に応じて、ＰＰＭ４０８の中のスイッチ４０６のＯＮ－ＯＦＦの遅延時間Ｔｄｅｘｓのタイミングを制御する。
　固体レーザシステム制御部３５０は、露光制御部２２からレーザ制御部１８を介して目標中心波長λｃｔのデータを受信し、第１の半導体レーザ１１１の目標中心波長λ１ｃｔ＝８・λｃｔを計算する。
　固体レーザシステム制御部３５０は、第１の半導体レーザ１１１をシングル縦モードでＣＷ発振させ、第１の半導体レーザ制御部１１４に目標中心波長λ１ｃｔのデータを送信する。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１の波長モニタ１１２で計測した中心波長λ１ｃと目標中心波長λ１ｃｔとの差δλ１ｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１の電流値Ａ１及び／又は温度Ｔ１を制御する。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１の波長モニタ１１２によって計測される中心波長と目標中心波長との差δλ１が許容範囲内かどうか判定し、差δλ１が許容範囲内であれば固体レーザシステム制御部３５０に波長ＯＫ信号を通知する。
　次に、レーザ制御部１８は、内部トリガ発生器１９により所定の繰返し周波数（例えば、１００Ｈｚ～６ｋＨｚ）の内部トリガ信号を生成する。この内部トリガ信号は、露光制御部２２からの発光トリガ信号Ｔｒに代わってレーザ制御部１８が作り出す発光トリガ信号Ｔｒに相当するトリガ信号である。内部トリガ発生器１９から出力される内部トリガ信号を「内部発光トリガ信号」と呼ぶ。内部発光トリガ信号は「発光トリガ信号Ｔｒ」の概念に含まれる。内部発光トリガ信号についても「Ｔｒ」の記号を用いる。レーザ制御部１８は、露光制御部２２から発光トリガ信号Ｔｒを受信していない期間に、内部発光トリガ信号Ｔｒを生成することができる。レーザ制御部１８から出力された発光トリガ信号Ｔｒは同期システム１７に入力される。
　Ｅｒファイバ増幅器１４０で増幅されたパルスレーザ光ＬＰ１は波長変換システム３００に入射する。波長変換システム３００では、パルスレーザ光ＬＰ１が第８高調波光に変換されて、波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ２が出力される。
　波長変換システム３００における波長変換を概説する。第１の固体レーザ装置１００から出力されたパルスレーザ光ＬＰ１（波長約１５４７．２ｎｍ）は、第１のＬＢＯ結晶３０１によって第２高調波光（波長約７７３．６ｎｍ）に波長変換される。
　第２のＬＢＯ結晶３０２では、第２高調波光（波長約７７６．７ｎｍ）と基本波光（波長約１５４７．２ｎｍ）の和周波である第３高調波光（波長約５１５．７８ｎｍ）を生成する。この第３高調波光はダイクロイックミラー３１１によって分岐され、一方は第３のＬＢＯ結晶３０３に入射し、他方は高反射ミラー３２２及びダイクロイックミラー３１３を介して第１のＣＬＢＯ結晶３０４に入射する。
　第３のＬＢＯ結晶３０３では、第４高調波光（波長約３８６．８ｎｍ）に波長変換される。第３のＬＢＯ結晶３０３から出力された第４高調波光はダイクロイックミラー３１２を介して第１のＣＬＢＯ結晶３０４及び第２のＣＬＢＯ結晶３０５にそれぞれ入射する。
　第１のＣＬＢＯ結晶３０４では、第４高調波光（波長約３８６．８ｎｍ）と第３高調波光（波長約５１５．７８ｎｍ）との和周波である第７高調波光（波長約２２１．０１ｎｍ）に波長変換される。
　第２のＣＬＢＯ結晶３０５では、第７高調波光（波長約２２１．０１ｎｍ）と基本波光（波長約１５４７．２ｎｍ）の和周波である第８高調波光（波長約１９３．４ｎｍ）に波長変換される。
　波長変換システム３００の動作をさらに詳述すると、第１の固体レーザ装置１００から出力される波長約１５４７．２ｎｍ（周波数ω）の基本波光は、第１のＬＢＯ結晶３０１を通過する際に、２次高調波発生により周波数２ω（波長約７７３．６ｎｍ）の２倍波光が発生する。なお、基本波光を２倍波に波長変換するための位相整合にＬＢＯ結晶の温度調節による方法、ＮＣＰＭ（Non-Critical Phase Matching）が使用される。
　第１のＬＢＯ結晶３０１を透過した基本波光と、第１のＬＢＯ結晶３０１の波長変換で発生した２倍波光とは第２のＬＢＯ結晶３０２に入射する。第２のＬＢＯ結晶３０２では第１のＬＢＯ結晶３０１と温度が異なるＮＣＰＭが使用される。
　第２のＬＢＯ結晶３０２では、基本波光と２倍波光とから和周波発生により３倍波光（波長約５１５．７３ｎｍ）が発生する。
　第２のＬＢＯ結晶３０２で得られた３倍波光と、第２のＬＢＯ結晶３０２を透過した基本波光及び２倍波光とは、ダイクロイックミラー３１１により分離される。ダイクロイックミラー３１１で反射された３倍波光（波長約５１５．７３ｎｍ）は高反射ミラー３２２及びダイクロイックミラー３１３を介して第１のＣＬＢＯ結晶３０４に入射する。
　一方、ダイクロイックミラー３１１を透過した基本波光及び２倍波光は第３のＬＢＯ結晶３０３に入射する。第３のＬＢＯ結晶３０３では、基本波光が波長変換されずに第３のＬＢＯ結晶３０３を透過するとともに、２倍波光が２次高調波発生により４倍波光（波長約３８６．８ｎｍ）に変換される。第３のＬＢＯ結晶３０３から得られた４倍波光と第３のＬＢＯ結晶３０３を透過した基本波光とはダイクロイックミラー３１２により分離される。
　ダイクロイックミラー３１２で反射された４倍波光は、ダイクロイックミラー３１３によって３倍波光と同軸に合成されて第１のＣＬＢＯ結晶３０４に入射する。
　一方、ダイクロイックミラー３１２を透過した基本波光は、高反射ミラー３２１で反射され、ダイクロイックミラー３１４を介して第２のＣＬＢＯ結晶３０５に入射する。
　第１のＣＬＢＯ結晶３０４では、３倍波光と４倍波光とから和周波発生により７倍波光（波長約２２１．０２ｎｍ）を得る。第１のＣＬＢＯ結晶３０４で得られた７倍波光はダイクロイックミラー３１４によって基本波光と同軸に合成されて第２のＣＬＢＯ結晶３０５に入射する。
　第２のＣＬＢＯ結晶３０５では基本波光と７倍波光とから和周波発生により８倍波光（波長約１９３．４ｎｍ）を得る。
　第２のＣＬＢＯ結晶３０５で得られた８倍波光と、第２のＣＬＢＯ結晶３０５を透過した基本波光及び７倍波光とはダイクロイックミラー３１５により分離される。
　ダイクロイックミラー３１５で反射された８倍波光（波長約１９３．４ｎｍ）は高反射ミラー３２３を介して波長変換システム３００から出力される。こうして、波長変換システム３００から出力された８倍波光の一部は、ビームスプリッタ３２８を透過して第１の高反射ミラー１１に入射する。ビームスプリッタ３２８を透過したパルスレーザ光が固体レーザシステム１０から出力されるパルスレーザ光ＬＰ２であってよい。
　ビームスプリッタ３２８で反射されたパルスレーザ光は、第１のパルスエネルギモニタ３３０に入射する。第１のパルスエネルギモニタ３３０は、ビームスプリッタ３２８で反射されたパルスレーザ光のパルスエネルギＥｓを計測する。第１のパルスエネルギモニタ３３０によって得られた情報は固体レーザシステム制御部３５０に送られる。
　固体レーザシステム制御部３５０は、第１のパルスエネルギモニタ３３０を介してパルスレーザ光ＬＰ２のパルスエネルギＥｓを検出する。固体レーザシステム制御部３５０は、波長変換後のパルスエネルギＥｓと目標パルスエネルギＥｓｔとの差ΔＥｓを計算する。
　固体レーザシステム制御部３５０は、ΔＥｓが０に近づくように、第１のパルス励起光源１３２の出力を制御する。
　固体レーザシステム制御部３５０は、ΔＥｓが許容値の範囲内かどうかを判定して、ΔＥｓが許容範囲ならば、固体レーザシステム制御ＯＫ信号をレーザ制御部１８に通知する。
　その結果、固体レーザシステム１０から出力された中心波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ２は、第１の高反射ミラー１１及び第２の高反射ミラー１２を介してエキシマ増幅器１４に入射する。
　波長１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ２の入射に同期して、エキシマ増幅器１４は放電によって反転分布を生成する。ここで、トリガ補正器４０４は、このパルスレーザ光ＬＰ２がエキシマ増幅器１４で効率よく増幅されるように、ＰＰＭ４０８のスイッチ４０６のタイミングを調整する。これにより、エキシマ増幅器１４から、増幅されたパルスレーザ光ＬＰ６が出力される。
　エキシマ増幅器１４によって増幅されたパルスレーザ光ＬＰ６は、モニタモジュール１６に入射し、ビームスプリッタ６０１によってパルスレーザ光の一部が第２のパルスエネルギモニタ６０２に入射し、パルスレーザ光ＬＰ６のパルスエネルギＥが計測される。
　レーザ制御部１８は、第２のパルスエネルギモニタ６０２からパルスエネルギＥの情報を取得する。レーザ制御部１８は、第２のパルスエネルギモニタ６０２によって計測されたパルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差ΔＥを計算する。
　レーザ制御部１８は、ΔＥが０に近づくように、増幅器制御部４００を介して充電器４０２の充電電圧Ｖｈｖを制御する。
　レーザ制御部１８は、ΔＥが許容値の範囲内かどうかを判定して、ΔＥｓが許容範囲ならば、レーザ制御部１８からの内部発光トリガ信号Ｔｒの出力を停止して、レーザシステムＯＫ信号（露光ＯＫ信号）を露光制御部２２に通知する。露光制御部２２は、レーザシステムＯＫ信号を受信すると、発光トリガ信号Ｔｒをレーザ制御部１８に送信する。
　その結果、目標中心波長λｔ＝１９３．４ｎｍ及び目標パルスエネルギＥｔのそれぞれの許容範囲で、レーザシステム１からパルスレーザ光が出力される。レーザシステム１から出力されたパルスレーザ光（エキシマ光）は露光装置２０に入射し、露光プロセスが実施される。
　また、レーザ制御部１８は、露光制御部２２から新しい目標中心波長λｔのデータを受信すると、これらデータを固体レーザシステム制御部３５０へ送る。
　固体レーザシステム制御部３５０は、発光トリガ信号Ｔｒを受信しなくても、目標中心波長λｔとなるように、第１の半導体レーザシステム１１０を制御する。
　２．３　レーザ制御部の処理例
　図８は、レーザ制御部１８における処理内容の例を示すフローチャートである。図８のフローチャートに示す処理及び動作は、例えば、レーザ制御部１８として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
　ステップＳ１１において、レーザ制御部１８はレーザシステムの初期設定サブルーチンを実施する。ステップＳ１１の後、レーザ制御部１８は固体レーザシステム１０の制御サブルーチン（ステップＳ１２）と、レーザシステム１の制御サブルーチン（ステップＳ１３）とを実施する。ステップＳ１２の処理とステップＳ１３の処理とは並列に又は並行して実施されてよい。
　ステップＳ１２における固体レーザシステム１０の制御は、パルスエネルギのフィードバック制御と波長制御とを含む。第１の半導体レーザシステム１１０の波長制御は、発光トリガ信号Ｔｒの入力に関係なく行われる。一方、ステップＳ１３におけるレーザシステム１の制御は、主に、エキシマ増幅器１４によって増幅されたエキシマレーザ光のパルスエネルギのフィードバック制御を行う。
　ステップＳ１４において、レーザ制御部１８はレーザシステム１の制御を停止するか否かの判定を行う。ステップＳ１４の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ１２及びステップＳ１３に戻る。ステップＳ１４の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ１５に進む。
　ステップＳ１５において、レーザ制御部１８はレーザシステム１の停止を露光制御部２２に通知し、図８のフローチャートを終了する。
　図９は、レーザシステム１の初期設定サブルーチンの例を示すフローチャートである。図９のフローチャートは図８のステップＳ１１に適用される。
　図９のステップＳ２１において、レーザ制御部１８はエキシマ光のパルスエネルギＮＧ信号を露光制御部２２に送信する。ステップＳ２１の処理は、予め初期設定においてエキシマ光のパルスエネルギがＮＧであると設定しておき、レーザ制御部１８は初期設定に従い露光制御部２２にパルスエネルギＮＧ信号を送信する。
　ステップＳ２２において、レーザ制御部１８はスペクトルＮＧ信号を露光制御部２２に送信する。ステップＳ２２の処理は、予め初期設定においてエキシマ光の中心波長がＮＧであると設定しておき、レーザ制御部１８は初期設定に従い露光制御部２２にスペクトルＮＧ信号を送信する。
　ステップＳ２３において、レーザ制御部１８はエキシマ増幅器１４の充電電圧Ｖｈｖを初期値Ｖｈｖ０に設定する。
　ステップＳ２４において、レーザ制御部１８はレーザシステム１の目標パルスエネルギＥｔを初期値Ｅｔ０に設定する。レーザ制御部１８は、露光装置２０から目標パルスエネルギＥｔのデータを受信する以前に、予め定められた標準的な初期値Ｅｔ０を設定する。
　ステップＳ２５において、レーザ制御部１８は、発光トリガ信号Ｔｒに対する各トリガ信号Ｔｒｅｘ、Ｔｒ１１ａｍｐ、及びＴｒｓｏａ＃１のそれぞれの遅延時間Ｔｄｅｘ、Ｔｄ２、及びＴｄ３を設定する。レーザ制御部１８は、固体レーザシステム１０から出力されたパルスレーザ光がエキシマ増幅器１４に入射したタイミングで放電するように、それぞれの遅延時間を設定する。なお、それぞれの遅延時間は固定値であってよい。
　図１０は、固体レーザシステム１０の制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは図８のステップＳ１２に適用される。
　図１０のステップＳ３１において、レーザ制御部１８は露光制御部２２から目標中心波長のデータを新しく受信したか否かを判定する。ステップＳ３１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３２に進む。
　ステップＳ３２において、レーザ制御部１８は目標中心波長λｃｔのデータを読み込む。次いで、ステップＳ３３において、レーザ制御部１８は固体レーザシステム制御部３５０に目標中心波長λｃｔのデータを送信する。
　ステップＳ３３の後、レーザ制御部１８はステップＳ４０に進む。また、ステップＳ３１の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３２及びステップＳ３３をスキップしてステップＳ４０に進む。
　ステップＳ４０において、レーザ制御部１８はフラグＦ１の値を確認し、フラグＦ１＝１を満たすか否かを判定する。フラグＦ１は第１の半導体レーザシステム１１０がＯＫの状態であるかＮＧの状態であるかを示すフラグである。フラグの値「１」はＯＫを示し、「０」はＮＧを示す。つまり、レーザ制御部１８は、第１の半導体レーザシステム１１０がＯＫの状態であるか否かを判定する。
　ステップＳ４０の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ４１に進む。ステップＳ４１において、レーザ制御部１８は露光制御部２２にスペクトルＯＫ信号を送信する。
　ステップＳ４２において、レーザ制御部１８は固体レーザシステム１０からエネルギＯＫ信号を受信したか否かを判定する。例えば、レーザ制御部１８は、フラグＦｓの値を確認し、フラグＦｓ＝１であるか否かを判定する。フラグＦｓは、固体レーザシステム１０から出力されるパルスエネルギがＯＫの状態であるかＮＧの状態であるかを示すフラグである。フラグＦｓの値「１」はＯＫを示し、「０」はＮＧを示す。レーザ制御部１８は、フラグＦｓの値を基に、固体レーザシステム１０のパルスエネルギがＯＫの状態であるか否かを判定する。ステップＳ４２の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ４３に進む。
　ステップＳ４３において、レーザ制御部１８は露光制御部２２に固体レーザシステム１０のエネルギＯＫ信号を送信する。その一方、ステップＳ４２の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ４４に進む。
　ステップＳ４４において、レーザ制御部１８は露光制御部２２に固体レーザシステム１０のエネルギＮＧ信号を送信する。
　また、ステップＳ４０の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ４５に進み、露光制御部２２にスペクトルＮＧ信号を送信する。
　ステップＳ４３、ステップＳ４４、又はステップＳ４５の後、レーザ制御部１８は、図１０のフローチャートを終了して、図８のフローチャートに復帰する。
　図１１は、レーザシステム１の制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートは図８のステップＳ１３に適用される。
　図１１のステップＳ５１において、レーザ制御部１８は露光制御部２２から目標パルスエネルギのデータを新しく受信したか否かを判定する。ステップＳ５１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ５２に進む。
　ステップＳ５２において、レーザ制御部１８は目標パルスエネルギＥｔのデータを読み込む。ステップＳ５２の後、レーザ制御部１８はステップＳ５３に進む。また、ステップＳ５１の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ５２をスキップしてステップＳ５３に進む。
　ステップＳ５３において、レーザ制御部１８はエキシマ光の発光パルスを検出したか否かを判定する。レーザ制御部１８は、モニタモジュール１６から得られる信号を基に、露光装置２０へ出力されたパルスレーザ光（エキシマ光）のパルスエネルギを検出したか否かを判定する。ステップＳ５３の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ５４に進む。
　ステップＳ５４において、レーザ制御部１８はモニタモジュール１６で検出されたエキシマ光のパルスエネルギＥのデータを取得する。
　ステップＳ５５において、レーザ制御部１８はパルスエネルギＥと目標パルスエネルギＥｔとの差ΔＥを計算する。
　ステップＳ５６において、レーザ制御部１８はΔＥが０に近づくようにエキシマ増幅器１４の充電電圧Ｖｈｖを制御する。
　その後、ステップＳ５７において、レーザ制御部１８はΔＥの絶対値が許容範囲を示す許容上限値Ｅｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ５７の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ５８に進み、露光制御部２２にエキシマ光のパルスエネルギＯＫ信号を送信する。
　ステップＳ５７の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ５９に進み、露光制御部２２にエキシマ光のパルスエネルギＮＧ信号を送信する。
　ステップＳ５８又はステップＳ５９の後、レーザ制御部１８は図１１のフローチャートを終了して、図８のフローチャートに復帰する。
　また、図１１のステップＳ５３の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ５４からステップＳ５９をスキップして図１１のフローチャートを終了し、図８のフローチャートに復帰する。
　２．４　固体レーザシステム制御部の処理例
　図１２は、固体レーザシステム制御部３５０における処理内容の例を示すフローチャートである。図１２のフローチャートに示す処理及び動作は、例えば、固体レーザシステム制御部３５０として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。固体レーザシステム制御部３５０が実施する制御のフローチャートは、第１の半導体レーザシステム１１０の制御と、固体レーザシステム１０のエネルギ制御と、を含む。
　ステップＳ６１において、固体レーザシステム制御部３５０は、固体レーザシステム１０の初期設定サブルーチンを実施する。
　ステップＳ６１の後、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０の制御サブルーチン（ステップＳ６２）と、固体レーザシステム１０のエネルギ制御サブルーチン（ステップＳ６４）と、を実施する。ステップＳ６２、及びステップＳ６４の各サブルーチンの処理は並列に又は並行して実施されてよい。
　ステップＳ６５において、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステム１０の制御を停止するか否かの判定を行う。
　ステップＳ６５の判定結果がＮｏ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ６２、及びステップＳ６４に戻る。ステップＳ６５の判定結果がＹｅｓ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ６６に進む。
　ステップＳ６６において、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステム１０の停止をレーザ制御部１８に通知し、図１２のフローチャートを終了する。
　図１３は、固体レーザシステム１０の初期設定サブルーチンの例を示すフローチャートである。図１３のフローチャートは図１２のステップＳ６１に適用される。
　図１３のステップＳ７１において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０の状態をＮＧに設定する。つまり、固体レーザシステム制御部３５０は、フラグＦ１の値を「０」に設定する。
　ステップＳ７３において、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステム１０のエネルギの状態をＮＧに設定する。つまり、固体レーザシステム制御部３５０は、フラグＦｓの値を「０」に設定する。
　ステップＳ７４において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０の目標中心波長λ１ｃｔを初期値λ１ｃ０に設定する。λ１ｃ０は、例えば、λ１ｃ０＝１５４７．２ｎｍと設定してよい。
　ステップＳ７６において、固体レーザシステム制御部３５０は第１のパルス励起光源１３２のパルスエネルギの初期値を設定する。
　ステップＳ７７において、固体レーザシステム制御部３５０は、固体レーザシステム１０の目標パルスエネルギＥｓｔを初期値Ｅｓ０に設定する。Ｅｓ０は予め定められた固定値であって、エキシマ増幅器１４でＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）の発生を抑制可能な値である。
　ステップＳ７８において、固体レーザシステム制御部３５０は、第１の半導体レーザ１１１の電流値と温度とをそれぞれ初期値に設定する。第１の半導体レーザ１１１は、発振波長がλ１ｃ０に近い波長となるような電流値と温度を初期値とする。ここでは電流値Ａ１の初期値をＡ１０とし、温度Ｔ１の初期値をＴ１０とする。
　ステップＳ７９において、固体レーザシステム制御部３５０は、電流値Ａ１＝Ａ１０及びＴ１＝Ｔ１０の設定の下で第１の半導体レーザ１１１をＣＷ発振させる。
　ステップＳ７９の後、固体レーザシステム制御部３５０は、図１３のフローチャートを終了し、図１２のフローチャートに復帰する。
　図１４は、第１の半導体レーザシステム１１０の制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。図１３のフローチャートは図１２のステップＳ６２に適用される。
　図１４のステップＳ９１において、固体レーザシステム制御部３５０は露光制御部２２からレーザ制御部１８を介して目標中心波長を変更する指令を受信したが否かを判定する。ステップＳ９１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ９２に進む。
　ステップＳ９２において、固体レーザシステム制御部３５０は波長ＮＧ信号をレーザ制御部１８に送信する。目標中心波長が変更された場合、波長の調整が必要になるため、波長ＮＧの状態（Ｆ１＝０）となる。
　ステップＳ９３において、固体レーザシステム制御部３５０は新しい目標中心波長λｃｔのデータを読み込む。
　ステップＳ９４において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０の目標中心波長λ１ｃｔを計算する。ステップＳ９４の処理内容については図１５を用いて後述する。固体レーザシステム制御部３５０は、後述する波長変換式に従い、目標中心波長λ１ｃｔを計算する。
　図１４のステップＳ９５において、固体レーザシステム制御部３５０は目標中心波長λ１ｃｔのデータを第１の半導体レーザ制御部１１４に送信する。ステップＳ９５の後、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ９６に進む。
　一方、ステップＳ９１の判定結果がＮｏ判定である場合、つまり、露光制御部２２から目標中心波長を変更する指令を受信していない場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ９２からステップＳ９５をスキップしてステップＳ９６に進む。
　ステップＳ９６において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザ制御部１１４から第１の半導体レーザシステム１１０のＯＫ信号を受信したか否かを判定する。ステップＳ９６の判定結果がＹｅｓ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ９７に進む。
　ステップＳ９７において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０のＯＫ信号をレーザ制御部１８に送信する。すなわち、固体レーザシステム制御部３５０からレーザ制御部１８にＦ１＝１のフラグ信号が送信される。
　その一方、ステップＳ９６の判定結果がＮｏ判定である場合、つまり、フラグＦ１＝０である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ９８に進む。
　ステップＳ９８において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０のＮＧ信号をレーザ制御部１８に送信する。すなわち、固体レーザシステム制御部３５０からレーザ制御部１８にＦ１＝０のフラグ信号が送信される。
　ステップＳ９７又はステップＳ９８の後、固体レーザシステム制御部３５０は、図１４のフローチャートを終了し、図１２のフローチャートに復帰する。
　図１５は、第１の半導体レーザシステム１１０の目標中心波長λ１ｃｔを計算する処理のサブルーチンの例を示すフローチャートである。図１５のフローチャートは図１４のステップＳ９４に適用される。
　図１５のステップＳ１０１において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１１０の目標中心波長λ１ｃｔを、λ１ｃｔ＝８・λｃｔとする。波長変換システム３００によって８倍の高調波光を生成するので、第１の半導体レーザシステム１１０の目標中心波長λ１ｃｔは、λｃｔの８倍の波長となる。
　ＡｒＦエキシマレーザの波長可変範囲は、例えば１９３．２ｎｍ～１９３．５ｎｍなので、基本波光である第１の半導体レーザ１１１の波長は、１５４５．６ｎｍ～１５４８．０ｎｍの範囲である。
　なお、図１５のステップＳ１０１で説明した計算の手順に限らず、同様の変換結果が得られるテーブルデータなどを用いて計算してもよい。
　ステップＳ１０１の後、固体レーザシステム制御部３５０は図１５のフローチャートを終了し、図１４のフローチャートに復帰する。
　図１６は、固体レーザシステム１０のエネルギ制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。図１６のフローチャートは図１２のステップＳ６４に適用される。
　図１６のステップＳ１１１において、固体レーザシステム制御部３５０はフラグＦ１の値を確認し、フラグＦ１＝１を満たすか否かを判定する。つまり、固体レーザシステム制御部３５０は、第１の半導体レーザシステム１１０からＯＫ信号を受信したか否かを判定する。
　ステップＳ１１１の判定結果がＮｏ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１１１の処理を繰り返す。ステップＳ１１１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１１２に進む。
　ステップＳ１１２において、固体レーザシステム制御部３５０は第１のパルスエネルギモニタ３３０によってパルスレーザ光のパルスエネルギを検出したか否かを判定する。固体レーザシステム制御部３５０は、第１のパルスエネルギモニタ３３０から得られる信号を基に判定を行う。
　ステップＳ１１２の判定結果がＮｏ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１１２の処理を繰り返す。ステップＳ１１２の判定結果がＹｅｓ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１１３に進む。
　ステップＳ１１３において、固体レーザシステム制御部３５０は第１のパルスエネルギモニタ３３０によって検出されたパルスエネルギＥｓの値を読み込む。
　ステップＳ１１４において、固体レーザシステム制御部３５０はパルスエネルギＥｓと目標パルスエネルギＥｓｔとの差ΔＥｓを計算する。
　ステップＳ１１５において、固体レーザシステム制御部３５０はΔＥｓが０に近づくように第１のパルス励起光源１３２のパルスエネルギを制御する。
　その後、ステップＳ１１６において、固体レーザシステム制御部３５０はΔＥｓの絶対値が許容範囲を示す許容上限値ΔＥｓｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ１１６の判定結果がＹｅｓ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１１７に進む。
　ステップＳ１１７において、固体レーザシステム制御部３５０はレーザ制御部１８に固体レーザシステム１０のパルスエネルギＯＫ信号、すなわちＦｓ＝１のフラグ信号を送信する。
　その一方、ステップＳ１１６の判定結果がＮｏ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１１８に進み、レーザ制御部１８に固体レーザシステム１０のパルスエネルギＮＧ信号、すなわちＦｓ＝０のフラグ信号を送信する。
　ステップＳ１１７又はステップＳ１１８の後、固体レーザシステム制御部３５０は図１６のフローチャートを終了し、図１２のフローチャートに復帰する。
　２．５　半導体レーザシステムの例
　２．５．１　構成
　図１７は、第１の半導体レーザシステム１１０の構成例を概略的に示す図である。第１の半導体レーザシステム１１０は、シングル縦モードの第１の半導体レーザ１１１と、第１の波長モニタ１１２と、第１の半導体レーザ制御部１１４と、第１のビームスプリッタ１１６と、第１の半導体光増幅器１２０と、を含む。
　第１の半導体レーザ１１１は、ＤＦＢレーザであり、半導体素子４０と、ペルチェ素子５０と、温度センサ５２と、電流制御部５４と、温度制御部５６と、を含む。半導体素子４０は、第１のクラッド層４１、活性層４２及び第２のクラッド層４３を含み、活性層４２と第２のクラッド層４３の境界にグレーティング４４を含む。
　２．５．２　動作
　第１の半導体レーザ１１１の発振波長は、半導体素子４０の電流値Ａ及び／又は設定温度Ｔを変化させることによって変更することができる。ここでの電流値Ａは、例えば、直流（ＤＣ）電流値であってよい。発振波長を狭い範囲で高速に変化させる場合は、電流値Ａを変化させる。発振波長を大きく変化させる場合は、設定温度Ｔを変更する。
　図１８は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光のスペクトル波形の例を示す。第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光は、図１８に示すように、シングル縦モード発振によるスペクトル線幅の狭いシングルラインのスペクトル形状を有する。
　２．６　第１の半導体レーザ制御部の処理例
　図１９は、第１の半導体レーザ制御部１１４における処理内容の例を示すフローチャートである。図１９のフローチャートに示す処理及び動作は、例えば、第１の半導体レーザ制御部１１４として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
　ステップＳ１２１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザ１１１の電流値と温度とをそれぞれ初期値に設定してＣＷ発振させる。例えば、第１の半導体レーザ制御部１１４は、図１３のステップＳ７８にて初期値に設定した第１の半導体レーザの電流値と温度との各値を読み込んで、第１の半導体レーザ１１１をＣＷ発振させる。
　ステップＳ１２２において、第１の半導体レーザ制御部１１４は目標中心波長λ１ｃｔのデータを読み込む。
　ステップＳ１２３において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の波長モニタ１１２を用いて発振中心波長λ１ｃを計測する。
　ステップＳ１２４において、第１の半導体レーザ制御部１１４は発振中心波長λ１ｃと目標中心波長λ１ｃｔとの差δλ１ｃを計算する。
　ステップＳ１２５において、第１の半導体レーザ制御部１１４はδλ１ｃの絶対値が許容範囲を示す許容上限値δλ１ｃｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ１２５の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１２６に進み、Ｆ１＝０のフラグ信号を固体レーザシステム制御部３５０に送信する。
　そして、ステップＳ１２７において、第１の半導体レーザ制御部１１４はδλ１ｃの絶対値が電流制御で波長制御可能な範囲を示す許容上限値δλ１ｃａｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ１２７の判定結果がＹｅｓ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１２９に進み、δλ１ｃが０に近づくように第１の半導体レーザ１１１の電流値Ａ１を制御する。
　ステップＳ１２７の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１３０に進み、δλ１ｃが０に近づくように第１の半導体レーザ１１１の温度Ｔ１を制御する。
　また、ステップＳ１２５の判定結果がＹｅｓ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１２８に進み、Ｆ１＝１のフラグ信号を固体レーザシステム制御部３５０に送信する。ステップＳ１２８の後、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１２９に進む。
　ステップＳ１２９又はステップＳ１３０の後、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１３１に進む。ステップＳ１３１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザシステム１１０の制御を中止するか否かを判定する。ステップＳ１３１の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ１２３に戻り、ステップＳ１２３からステップＳ１３１の処理を繰り返す。
　ステップＳ１３１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４は図１９のフローチャートを終了する。
　３．課題
　図５に示す第１の半導体レーザ１１１にシングル縦モードで発振する半導体レーザを使用する場合、以下のような課題がある。
　［課題１］シードレーザ光を高いパルスエネルギとなるようにファイバ増幅器を用いてパルス増幅すると、スペクトル線幅が狭いため、光ファイバ中の非線形現象である誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ：Stimulated Brillouin Scattering)の発生によって、固体レーザ装置が破損する恐れがある。そのため、ファイバ増幅器でのパルス増幅によるパルスレーザ光のパルスエネルギを高くすることが難しい。
　［課題２］露光装置２０にて所望の露光プロセスを実現するために、露光装置２０に入射させるパルスレーザ光（エキシマ光）のスペクトル線幅を制御する必要がある。しかし、シングル縦モードで発振する半導体レーザではレーザ光のスペクトル線幅を変更することが困難であるために、波長変換システム３００で波長変換して増幅したエキシマ光のスペクトル線幅を制御することが難しい。
　［課題３］また、仮に、固体レーザシステム１０において図示しないマルチ縦モード発振する半導体レーザを使用する場合は、ＳＢＳの発生を抑制できるものの、スペクトル線幅を目標スペクトル線幅に高精度に制御することが難しい。
　４．実施形態１
　４．１　構成
　図２０は、実施形態１に係るレーザシステム１Ａの構成を概略的に示す。図５との相違点を説明する。図２０に示す実施形態１に係るレーザシステム１Ａは、図５に示す第１の半導体レーザシステム１１０に代えて、第１の半導体レーザシステム１６０を含む。図２１は、第１の半導体レーザシステム１６０の例を示すブロック図である。
　第１の半導体レーザシステム１６０は、図５の第１の波長モニタ１１２に代えて、第１のスペクトルモニタ１６６を備え、さらに、第１の半導体レーザ１１１に流す電流を変調制御するための関数発生器１６７が追加されている。
　また、図２０におけるモニタモジュール１６は、ビームスプリッタ６０４と、スペクトルモニタ６０６と、をさらに含む。スペクトルモニタ６０６は、例えば、後述する図６８に示すような、ＡｒＦレーザ光（エキシマ光）のスペクトル線幅を計測するエタロン分光器を含む構成であってよい。
　露光制御部２２は、レーザ制御部１８にエキシマ光の目標スペクトル線幅Δλｔのデータを送信する信号ラインを有する。
　４．２　動作
　図２０に示すレーザシステム１Ａのレーザ制御部１８は、露光制御部２２からエキシマ光の目標スペクトル線幅Δλｔのデータを受信すると、目標スペクトル線幅Δλｔとなるような第１の半導体レーザシステム１６０の目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算する。レーザ制御部１８は、目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔのデータを固体レーザシステム制御部３５０に送信する。ここで、レーザ制御部１８がエキシマ光の目標スペクトル線幅Δλｔから目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算するに際し、ΔλｔとΔλ１ｃｈとの相関関係は、テーブルデータや関数として予めメモリ等の記憶部に保持されていてよい。このような相関関係を特定するデータは、レーザシステム１Ａの稼動に伴い更新されてもよい。
　さらに、レーザ制御部１８は、露光制御部２２からエキシマ光の目標中心波長λｃｔのデータを受信すると、目標中心波長λcｔとなるような、第１の半導体レーザシステム１６０の目標中心波長λ１ｃｈｔ＝８・λｃｔを計算する。レーザ制御部１８は、目標中心波長λ１ｃｔのデータを固体レーザシステム制御部３５０に送信する。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔと目標中心波長λ１ｃｔとの各データを受信すると、第１のスペクトルモニタ１６６で検出されたスペクトル線幅Δλ１ｃｈと中心波長λ１ｃとを計測する。第１の半導体レーザ制御部１１４は、計測されたスペクトル線幅Δλ１ｃｈと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔとの差ΔΔλ１ｃｈ（＝Δλ１ｃｈ－Δλ１ｃｈｔ）を計算する。また、第１の半導体レーザ制御部１１４は、計測された中心波長λ１ｃｈと目標中心波長λ１ｃｈｔとの差δλ１ｃ（＝λ１ｃ－λ１ｃｔ）を計算する。第１の半導体レーザ制御部１１４は、ΔΔλ１ｃｈが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流の電流制御パラメータのＡＣ（交流）成分の変動幅Ａ１ａｃを制御する。
　また、第１の半導体レーザ制御部１１４は、δλ１ｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流の電流制御パラメータのＤＣ成分値Ａ１ｄｃを制御する（図３３参照）。若しくは、第１の半導体レーザ制御部１１４は、δλ１ｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１の温度Ｔ１を制御する（図３４参照）。
　４．３　第１の半導体レーザシステムの動作
　分布帰還型半導体レーザの発振中心波長は、半導体素子４０の電流値及び／又は半導体設定温度を変化させることによって変更できる。
　高速で波長をチャーピングさせて、スペクトル線幅を制御する場合は、第１の半導体レーザ１１１に流れる電流の電流値を高速に変化させることによって制御が実現可能である。
　図２１に示すように、第１の半導体レーザ制御部１１４から関数発生器１６７に、電流制御パラメータとしてＤＣ成分値Ａ１ｄｃと、ＡＣ成分の変動幅Ａ１ａｃと、ＡＣ成分の周期Ａ１Ｔとの各パラメータの値を送信することによって、高速で波長をチャーピングさせて、スペクトル線幅を制御することが可能となる。関数発生器１６７は、第１の半導体レーザ制御部１１４から指定された電流制御パラメータに応じた波形の電気信号を電流制御部５４に出力する。電流制御部５４は関数発生器１６７からの電気信号に応じた電流を半導体素子４０に流すように電流制御を行う。なお、関数発生器１６７は、第１の半導体レーザ１１１の外部に設けられてもよい。例えば、関数発生器１６７は、第１の半導体レーザ制御部１１４に含まれてもよい。
　図２２は、チャーピングによって実現されるスペクトル線幅の概念図である。スペクトル線幅Δλ１ｃｈは、チャーピングによって生成される最大波長と最小波長との差として計測される。
　図２３は、第１の半導体レーザに流れる電流とチャーピングによる波長変化とスペクトル波形と光強度との関係を示す説明図である。図２３の下段左部に表示したグラフＧＡは、電流値Ａの変化を示すグラフである。図２３の下段中央部に表示したグラフＧＢは、グラフＧＡの電流によって発生するチャーピングを示すグラフである。図２３の上段に表示したグラフＧＣは、グラフＧＢのチャーピングによって得られるスペクトル波形の模式図である。図２３の下段右部に表示したグラフＧＤは、グラフＧＡの電流によって第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光の光強度の変化を示すグラフである。
　第１の半導体レーザシステム１６０の電流制御パラメータは、グラフＧＡに示すように、次の値を含む。
　Ａ１ｄｃ:半導体素子に流れる電流のＤＣ成分値
　Ａ１ａｃ：半導体素子に流れる電流のＡＣ成分の変動幅（電流の極大値と極小値との差）
　Ａ１Ｔ：半導体素子に流れる電流のＡＣ成分の周期
　図２３に示す例では、電流制御パラメータのＡＣ成分の例として、三角波の例が示されており、三角波の電流の変動によって、光強度の変動が少ない場合の例を示す。
　ここで、第１の半導体光増幅器１２０の増幅パルスの時間幅ＤとＡＣ成分の周期Ａ１Ｔとの関係は次の式（２）を満足するのが好ましい。
　　Ｄ＝ｎ・Ａ１Ｔ　　　　　ｎは１以上の整数である。　　　　（２）
　この式（２）の関係を満足させることによって、第１の半導体光増幅器１２０で、どのようなタイミングでパルス増幅を行っても、増幅されたパルスレーザ光のスペクトル波形の変化を抑制できる。
　また、式（２）を満足しなくても、第１の半導体光増幅器１２０でのパルス幅の範囲は、例えば１０ｎｓ～５０ｎｓである。半導体素子に流れる電流のＡＣ成分の周期Ａ１Ｔは、第１の半導体光増幅器１２０のパルス幅（増幅パルスの時間幅Ｄ）よりも十分短い周期である。例えば、この周期は第１の半導体光増幅器１２０でのパルス幅に対して、１／１０００以上１／１０以下、であることが好ましい。さらに好ましくは１／１０００以上１／１００以下であってもよい。
　また、第１の半導体光増幅器１２０の立ち上がり時間は、例えば２ｎｓ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１ｎｓ以下である。ここでいう立ち上がり時間とは、図２４に示すように、パルス電流の波形における振幅が、最大振幅の１０％から９０％まで増加するのに要する時間Ｒｔをいう。
　４．３．１　その他
　図２３に示した例では、電流のＡＣ成分の波形の例として三角波を示したが、この例に限定されることなく、例えば、一定周期で変化する波形であればよい。三角波以外の他の例として、ＡＣ成分の波形は、正弦波や矩形波などであってもよい。
　４．４　レーザ制御部の処理例
　図２５は、レーザ制御部１８における処理内容の例を示すフローチャートである。図８のフローチャートに代えて、図２５のフローチャートを適用することができる。図８との相違点を説明する。
　図２５に示すフローチャートは、図８のステップＳ１２に代えて、ステップＳ１２Ａを含む。ステップＳ１２Ａにおいて、レーザ制御部１８は固体レーザシステム１０の制御サブルーチン（２）の処理を実施する。
　図２６は、固体レーザシステムの制御サブルーチン（２）の例を示すフローチャートである。図２６のフローチャートは図２５のステップＳ１２Ａに適用される。図２６のフローチャートについて図１０との相違点を説明する。
　図２６に示すフローチャートは、ステップＳ３３とステップＳ４０との間に、ステップＳ３４からステップＳ３８を含む。
　ステップＳ３１の判定結果がＮｏ判定である場合、又はステップＳ３３の後、レーザ制御部１８はステップＳ３４に進む。
　ステップＳ３４において、レーザ制御部１８は露光制御部２２から目標スペクトル線幅のデータを受信したか否かを判定する。
　ステップＳ３４の判定結果がＹｅｓ判定の場合、つまり、露光制御部２２から新しい目標スペクトル線幅のデータを受信すると、レーザ制御部１８はステップＳ３５に進み、目標スペクトル線幅Δλｔのデータを読み込む。
　そして、ステップＳ３６において、レーザ制御部１８は目標スペクトル線幅Δλｔから第１の半導体レーザシステム１６０の目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算する。
　その後、ステップＳ３８において、レーザ制御部１８は固体レーザシステム制御部３５０に目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔのデータを送信する。
　ステップＳ３８の後、レーザ制御部１８はステップＳ４０に進む。また、ステップＳ３４の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３５からステップＳ３８をスキップしてステップＳ４０に進む。ステップＳ４０以降の処理内容は図１０のフローチャートで説明した通りである。
　図２７は、第１の半導体システム１６０の目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算する処理の例を示すフローチャートである。図２７に示すフローチャートは図２６のステップＳ３６に適用される。
　図２７のステップＳ１６１において、レーザ制御部１８はエキシマ光のスペクトル線幅Δλと第１の半導体レーザシステムのスペクトル線幅Δλ１ｃｈとの関係を表す関数Δλ１ｃｈ＝ｆ（Δλ）を呼び出す。
　図２８に、関数Δλ１ｃｈ＝ｆ（Δλ）の例を示す。図２８は、エキシマ光のスペクトル線幅Δλと第１の半導体レーザシステム１６０のスペクトル線幅Δλ１ｃｈとの関係を表す関数の例を示すグラフである。このような関数は、例えば、エキシマ増幅器１４で増幅されたパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλと、第１の半導体レーザシステム１６０から出力されるパルスレーザ光のスペクトル線幅Δλ１ｃｈのデータとを予め測定しておき、その測定結果から近似関数を求めることによって得られる。
　レーザ制御部１８は、図２８のような近似関数をメモリから呼び出して、ΔλｔからΔλ１ｃｈｔを計算することができる。
　図２７のステップＳ１６２において、レーザ制御部１８は呼び出した関数を用い、エキシマ光の目標スペクトル線幅Δλｔから第１の半導体レーザシステム１６０の目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算する。
　ステップＳ１６２の後、レーザ制御部１８は図２７のフローチャートを終了し、図２６のフローチャートに復帰する。
　なお、図２８に示すような関数の代わりに、テーブルデータをメモリに記憶しておき、テーブルデータを呼び出して、ΔλｔからΔλ１ｃｈｔを計算してもよい。
　４．５　固体レーザシステム制御部の処理例
　図２９は、固体レーザシステム制御部３５０における処理内容の例を示すフローチャートである。図１２のフローチャートに代えて、図２９のフローチャートを適用することができる。図１２との相違点を説明する。
　図２９に示すフローチャートは、図１２のステップＳ６１、及びステップＳ６２の各ステップに代えて、ステップＳ６１Ａ、及びステップＳ６２Ａを含む。
　ステップＳ６１Ａにおいて、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステムの初期設定サブルーチン（２）の処理を実施する。
　ステップＳ６２Ａにおいて、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１６０の制御サブルーチンの処理を実施する。
　図３０は、固体レーザシステムの初期設定サブルーチン（２）の例を示すフローチャートである。図３０に示すフローチャートは図２９のステップＳ６１Ａに適用される。
　図３０のステップＳ１７１において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１６０の状態を示すフラグ信号をＮＧに設定する。つまり、固体レーザシステム制御部３５０はフラグＦ１の値を「０」に設定する。
　ステップＳ１７３において、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステム１０のエネルギの状態を示すフラグ信号をＮＧに設定する。つまり、固体レーザシステム制御部３５０は、フラグＦｓの値を「０」に設定する。
　ステップＳ１７４において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１６０の目標中心波長λ１ｃｔを初期値λ１ｃ０に設定する。λ１ｃ０は、例えば、λ１ｃ０＝１５４７．２ｎｍと設定してよい。
　ステップＳ１７６において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１６０のチャーピングによる目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを初期値Δλ１ｃｈ０に設定する。ここでは、Ｅｒファイバ増幅器１４０のＳＢＳの発生を抑制可能なスペクトル線幅である初期値Δλ１ｃｈ０に設定する。
　ステップＳ１８０において、固体レーザシステム制御部３５０は第１のパルス励起光源１３２のパルスエネルギの初期値を設定する。
　ステップＳ１８１において、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステム１０の目標パルスエネルギＥｓｔを初期値Ｅｓ０に設定する。
　ステップＳ１８２において、固体レーザシステム制御部３５０は同期システム１７にそれぞれのトリガ信号の遅延時間を設定する。
　ステップＳ１８３において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザ１１１の電流制御パラメータと温度とをそれぞれの初期値に設定する。すなわち、電流制御パラメータのＤＣ成分値Ａ１ｄｃ、ＡＣ成分の変動幅Ａ１ａｃ、及びＡＣ成分の周期Ａ１Ｔ、並びに温度Ｔ１の各値をそれぞれの初期値、Ａ１ｄｃ＝Ａ１ｄｃ０、Ａ１ａｃ＝Ａ１ａｃ０、Ａ１Ｔ＝Ａ１Ｔ０、及びＴ１＝Ｔ１０に設定する。これらの初期値は、第１の半導体レーザ１１１の発振波長とスペクトル線幅がそれぞれ、λ１ｃ０とΔλ１ｃｈ０に近い値となるような電流制御パラメータの各値と温度の値を初期値とする。
　ステップＳ１８４において、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１８３での設定に従い第１の半導体レーザ１１１をＣＷ発振させる。
　ステップＳ１８４の後、固体レーザシステム制御部３５０は図３０のフローチャートを終了し、図２５のフローチャートに復帰する。
　図３１は、第１の半導体レーザシステム１６０の制御サブルーチンの例を示すフローチャートである。図３１のフローチャートは、図２９のステップＳ６２Ａに適用される。
　図３１のフローチャートにおけるステップＳ９１からステップＳ９５は図１４と同様である。図３１において、ステップＳ９５の後、又はステップＳ９１の判定結果がＮｏ判定である場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１９１に進む。
　ステップＳ１９１において、固体レーザシステム制御部３５０は目標スペクトル線幅が変更されたか否かを判定する。ステップＳ１９１の判定結果がＹｅｓ判定の場合、つまり目標スペクトル線幅が変更された場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１９２に進み、第１の半導体レーザシステム１６０がＮＧであることを示すＦ１＝０のフラグ信号をレーザ制御部１８に送信する。
　そして、ステップＳ１９３において、固体レーザシステム制御部３５０はチャーピングによる目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔのデータを読み込む。
　ステップＳ１９４において、固体レーザシステム制御部３５０はチャーピングによる目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔのデータを第１の半導体レーザ制御部１１４に送信する。
　ステップＳ１９４の後、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１９６に進む。また、ステップＳ１９１の判定結果がＮｏ判定である場合、つまり、露光制御部２２から目標スペクトル線幅の変更を要求されていない場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１９２からステップＳ１９４をスキップしてステップＳ１９６に進む。
　ステップＳ１９６において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザシステム１６０からＯＫ信号を受信したか否かを判定する。
　ステップＳ１９６の判定結果がＹｅｓ判定の場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１９７に進み、レーザ制御部１８にＦ１＝１のフラグ信号を送信する。
　ステップＳ１９６の判定結果がＮｏ判定の場合、固体レーザシステム制御部３５０はステップＳ１９８に進み、レーザ制御部１８にＦ１＝０のフラグ信号を送信する。
　ステップＳ１９７又はステップＳ１９８の後、固体レーザシステム制御部３５０は図３１のフローチャートを終了し、図２９のフローチャートに復帰する。
　４．６　第１の半導体レーザ制御部の処理例
　図３２は、第１の半導体レーザ制御部１１４における処理内容の例を示すフローチャートである。図３２のフローチャートに示す処理及び動作は、例えば、第１の半導体レーザ制御部１１４として機能するプロセッサがプログラムを実行することによって実現される。
　ステップＳ２０１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザシステム１６０の制御パラメータの初期値を読み込む。制御パラメータには、目標中心波長λ１ｃｔ、目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔ、第１の半導体レーザ１１１の電流制御パラメータ｛Ａ１ｄｃ，Ａ１ａｃ，Ａ１Ｔ｝、及び温度Ｔ１が含まれる。ここでは、λ１ｃｔ＝λ１ｃ０、Δλ１ｃｈｔ＝Δλ１ｃｈ１０、Ａ１ｄｃ＝Ａ１ｄｃ０、Ａ１ａｃ＝Ａ１ａｃ０、Ａ１Ｔ＝Ａ１Ｔ０、及びＴ１＝Ｔ１０に設定される。
　ステップＳ２０２において、第１の半導体レーザ制御部１１４は目標中心波長λ１ｃｔのデータを読み込む。
　ステップＳ２０３において、第１の半導体レーザ制御部１１４はチャーピングによる目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔのデータを読み込む。
　ステップＳ２０４において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザの制御サブルーチン（２）の処理を実施する。ステップＳ２０４の処理内容の例は図３３を用いて後述する。ステップＳ２０４の後、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２０５に進む。
　ステップＳ２０５において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザシステム１６０のスペクトル線幅Δλ１ｃｈと中心波長λ１ｃとを計算し、それぞれの目標値に対する差が許容範囲内であるか否かを判定する。
　その後、ステップＳ２０６において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザ１１１の制御を中止するか否かを判定する。ステップＳ２０６の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２からステップＳ２０６の処理を繰り返す。
　ステップＳ２０６の判定結果がＹｅｓ判定になると、第１の半導体レーザ制御部１１４は図３２のフローチャートを終了する。
　図３３は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（２）の例１を示すフローチャートである。図３３のフローチャートは図３２のステップＳ２０４に適用される。
　図３３のフローチャートは、スペクトル線幅を変更する場合には電流制御パラメータのＡＣ成分の変動幅の値（ＡＣ成分値）を制御し、中心波長を変更する場合には電流制御パラメータのＤＣ成分値を制御する例である。
　図３３のステップＳ２１１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６によって第１の半導体レーザ１１１の中心波長λ１ｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈとを計測する。
　ステップＳ２１２において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル線幅と目標スペクトル線幅との差ΔΔλ１ｃｈと計算する。
　ΔΔλ１ｃｈ＝Δλ１ｃｈ－Δλ１ｃｈｔ　　　　　　　　　　（３）
　そして、ステップＳ２１３において、第１の半導体レーザ制御部１１４はΔΔλ１ｃｈの絶対値が許容範囲を示す許容上限値ΔΔλ１ｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２１３の判定結果がＹｅｓ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１５に進む。
　ステップＳ２１５において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６で計測された中心波長と目標中心波長との差δλ１ｃを計算する。
　δλ１ｃ＝λ１ｃ－λ１ｃｔ　　　　　　　　　　　　　（４）
　次にステップＳ２１６において、第１の半導体レーザ制御部１１４はδλ１ｃの絶対値が許容範囲を示す許容上限値δλ１ｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２１６の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１７に進む。
　ステップＳ２１７において、第１の半導体レーザ制御部１１４はδλ１ｃが０に近づくように第１の半導体レーザ１１１の電流制御パラメータのＤＣ成分の電流値、すなわちＤＣ成分値Ａ１ｄｃを制御する。
　ステップＳ２１３の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１９に進む。ステップＳ２１９において、第１の半導体レーザ制御部１１４は△△λ１ｃｈが０に近づくように第１の半導体レーザ１１１の電流制御パラメータのＡＣ成分の変動電流値、すなわちＡＣ成分値Ａ１ａｃを制御する。
　ステップＳ２１７の後、若しくは、ステップＳ２１９の後、又は、ステップＳ２１５の判定結果がＹｅｓ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４は図３３のフローチャートを終了し、図３２のフローチャートに復帰する。
　図３４は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（２）の例２を示すフローチャートである。図３４のフローチャートは図３２のステップＳ２０４に適用される。図３４のフローチャートは、スペクトル線幅を変更する場合には電流制御パラメータのＡＣ成分値を制御し、中心波長を変更する場合には温度を制御する例である。
　図３４のフローチャートは、図３３のステップＳ２１７に代えて、ステップＳ２１８を含む。
　図３４においてステップＳ２１６の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８において、第１の半導体レーザ制御部１１４は、δλ１ｃが０に近づくように第１の半導体レーザの温度Ｔ１を制御する。ステップＳ２１８の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図３４のフローチャートを終了し、図３２のフローチャートに復帰する。
　図３５は、中心波長λ１ｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈの計測処理の例を示すフローチャートである。図３５のフローチャートは図３３のステップＳ２１１に適用される。
　図３５のステップＳ２２１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６によるスペクトル波形の計測を行う。
　ステップＳ２２２において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する。
　ステップＳ２２３において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する。
　ステップＳ２２３の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図３５のフローチャートを終了し、図３３のフローチャートに復帰する。
　図３６は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の例１を示すフローチャートである。ここでは、重心波長を計算する場合の例を示す。図３６のフローチャートは図３５のステップＳ２２２に適用される。
　図３６のステップＳ２３１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は、中心波長λ１ｃをスペクトル波形の重心から求める計算を行う。
　λ１ｃ＝∫（Ｉ１（λ）・λ）ｄλ／∫Ｉ１（λ）ｄλ　　　　（５）
　図３７は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形の重心から中心波長λ１ｃを計算する処理の説明図である。式中のＩ１（λ）は、波長λの光強度Ｉ１を示す関数である。
　図３６のステップＳ２３１の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図３６のフローチャートを終了し、図３５のフローチャートに復帰する。
　図３８は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の例２を示すフローチャートである。ここでは、スペクトル波形の光強度閾値Ｉ１ｍａｘ・ａとなる最大波長と最小波長との平均値から中心波長を計算する場合の例を示す。図３８のフローチャートは図３５のステップＳ２２２に適用される。
　図３９は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の説明図である。
　図３８のステップＳ２３２において、第１の半導体レーザ制御部１１４はスペクトル波形の光強度閾値Ｉ１ｍａｘ・ａ以上の光強度となる波長領域（バンド幅）のうち最大の波長λ１Ｒａと最小の波長λ１Ｌａとの平均値から中心波長λ１ｃを求める計算を行う。ａは、例えば０．０５以上０．５以下の定数である。
　λ１ｃ＝（λ１Ｌａ＋λ１Ｒａ）／２　　　　　　　　　　　（６）
　図３９に示すように、スペクトル波形の最大光強度をＩ１ｍａｘとする場合、光強度閾値Ｉ１ｍａｘ・ａのバンド幅の最大値と最小値との平均値を中心波長λ１ｃとして計算してもよい。
　図３８のステップＳ２３２の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図３８のフローチャートを終了し、図３５のフローチャートに復帰する。
　図４０は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する処理の例１を示すフローチャートである。ここでは、スペクトル波形のエネルギ割合からスペクトル線幅を計算する場合の例を示す。図４０のフローチャートは図３５のステップＳ２２３に適用される。
　図４１は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形から中心波長λ１ｃを計算する処理の説明図である。
　図４０のステップＳ２４１において、第１の半導体レーザ制御部１１４はスペクトル波形のエネルギ割合Ｂからスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　例えば、Ｂ＝０．９５であってもよい。
　図４１に示すように、スペクトル波形のエネルギ割合Ｂのバンド幅をスペクトル線幅Δλ１ｃｈとして計算してもよい。
　図４０のステップＳ２４１の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図４０のフローチャートを終了し、図３５のフローチャートに復帰する。
　図４２は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されたスペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する処理の例２を示すフローチャートである。ここでは、スペクトル波形の光強度閾値以上の光強度となる波長領域の最大波長と最小波長との差からスペクトル線幅を計算する場合の例を示す。図４２のフローチャートは図３５のステップＳ２２３に適用される。
　図４３は、第１のスペクトルモニタ１６６で計測されるスペクトル波形の例であり、スペクトル波形からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する処理の説明図である。
　図４２のステップＳ２４２において、第１の半導体レーザ制御部１１４はスペクトル波形の光強度閾値Ｉ１ｍａｘ／ｂ以上の光強度となる波長領域の最大波長λ１Ｒｂと最小波長λ１Ｌｂとの差からスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計算する。
　Δλ１ｃｈ＝（λ１Ｒｂ－λ１Ｌｂ）　　　　　　　　　　　（８）
　例えば、ｂ＝２以上１０以下の範囲の定数であってよい。
　図４３に示すように、スペクトル波形の最大光強度をＩ１ｍａｘとする場合、光強度閾値Ｉ１ｍａｘ／ｂのバンド幅の最大値と最小値との差をスペクトル線幅Δλ１ｃｈとして計算してもよい。
　図４２のステップＳ２４２の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図４２のフローチャートを終了し、図３５のフローチャートに復帰する。
　図４４は、第１の半導体レーザシステム１６０のスペクトル線幅Δλ１ｃｈと中心波長λ１ｃとを計算及び判定する処理の例を示すフローチャートである。図４４のフローチャートは図３２のステップＳ２０５に適用される。
　図４４のステップＳ２５１において、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１のスペクトルモニタ１６６を用いて計測されたスペクトルから第１の半導体レーザシステム１６０の中心波長λ１ｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈを計測する。
　次に、ステップＳ２５２において、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２５１で得られたスペクトル線幅Δλ１ｃｈと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔとの差ΔΔλ１ｃｈを計算する。
　ΔΔλ１ｃｈ＝Δλ１ｃｈ－Δλ１ｃｈｔ　　　　　　　　　（９）
　ステップＳ２５３において、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２５１で得られた中心波長λ１ｃと目標中心波長λ１ｃｔとの差δλ１ｃを計算する。
　そして、ステップＳ２５４において、第１の半導体レーザ制御部１１４はΔΔλ１ｃｈの絶対値が許容範囲を示す許容上限値ΔΔλ１ｔｒ以下であり、かつ、δλ１ｃの絶対値が許容範囲を示す許容上限値δλ１ｃｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ２５４の判定結果がＹｅｓ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２５５に進み、第１の半導体レーザシステム１６０がＯＫの状態であることを示すＦ１＝１のフラグ信号を固体レーザシステム制御部３５０に送信する。
　一方、ステップＳ２５４の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２５６に進み、第１の半導体レーザシステム１６０がＮＧの状態であることを示すＦ１＝０のフラグ信号を固体レーザシステム制御部３５０に送信する。
　ステップＳ２５５又はステップＳ２５６の後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図４４のフローチャートを終了し、図３２のフローチャートに復帰する。
　４．７　作用・効果
　実施形態１に係るレーザシステム１Ａによれば、次のような効果が得られる。
　［１］第１の半導体レーザシステム１６０に用いられている第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光の波長をチャーピングさせ、そのチャーピングによるスペクトル線幅（チャーピング量）を制御することによって、パルス増幅後のエキシマレーザ光のスペクトル線幅を高精度に制御できる。
　［２］レーザ制御部１８が露光制御部２２から目標スペクトル線幅Δλｔのデータを受信すると、パルス増幅を行う前にフィードバック制御を行うことができるので、スペクトル線幅の制御スピードが改善される。
　［３］第１の半導体レーザシステム１６０に用いられている第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光の波長をチャーピングさせることによってＥｒファイバ増幅器１４０でＳＢＳの発生を抑制するように制御しているので、Ｅｒファイバ増幅器１４０や第１の半導体レーザシステム１６０の破損を抑制できる。
　実施形態１において、第１の半導体レーザ１１１から出力されるＣＷのレーザ光は本開示における「第１のレーザ光」の一例である。第１の半導体光増幅器１２０から出力されるパルスレーザ光は本開示における「第１のパルスレーザ光」の一例である。電流制御部５４と関数発生器１６７との組み合わせは本開示における「第１の電流制御器」の一例である。Ｅｒファイバ増幅器１４０は本開示における「第１の増幅器」の一例である。Ｅｒファイバ増幅器１４０によって増幅されて第１の固体レーザ装置１００から出力されるパルスレーザ光は本開示における「第２のパルスレーザ光」の一例である。波長変換システム３００から出力される紫外線の波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光は本開示における「第３のパルスレーザ光」の一例である。レーザ制御部１８と固体レーザシステム制御部３５０と第１の半導体レーザ制御部１１４との組み合わせは本開示における「制御部」の一例である。露光装置２０は本開示における「外部装置」の一例である。露光制御部２２から指令される目標スペクトル線幅Δλｔに応じてチャーピングによるスペクトル線幅Δλ１ｃｈを可変制御する構成は本開示における「チャーピング量を制御する」ことの一例である。
　４．８　変形例１
　実施形態１の例では、第１の半導体レーザ１１１から出力されたレーザ光を第１のスペクトルモニタ１６６によってモニタしてフィードバック制御をしているが、この例に限定されない。例えば、スペクトルモニタ６０６で計測されたエキシマレーザ光のスペクトル線幅Δλと中心波長λｃとを計測して直接フィードバック制御してもよい。
　例えば、スペクトルモニタ６０６で計測されたエキシマレーザ光のスペクトル線幅Δλと目標スペクトル線幅Δλtとの差ΔΔλが小さくなるように、第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光の波長のチャーピングを制御してもよい。具体的には、ΔΔλが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流の電流制御パラメータのＡＣ成分値Ａ１ａｃを制御してもよい。
　また、例えば、スペクトルモニタ６０６で計測されたエキシマレーザ光の中心波長λｃと目標中心波長λｃｔとの差δλｃが小さくなるように、第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光のチャーピングを制御してもよい。具体的には、δλｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流の電流制御パラメータのＤＣ成分値Ａ１ｄｃを制御してもよい。
　４．９　変形例２
　４．９．１　構成
　図４５に、第１の半導体レーザシステムの変形例を示す。図２１で説明した第１の半導体レーザシステム１６０に代えて、図４５に示す第１の半導体レーザシステム１６０Ａを採用してもよい。図２１との相違点を説明する。
　図４５に示す第１の半導体レーザシステム１６０Ａは、第１の半導体レーザ１１１と第１のビームスプリッタ１１６との間の光路上に、半導体光増幅器１２４が配置されている。また、第１の半導体レーザシステム１６０Ａは、半導体光増幅器１２４に流す電流を変調制御するための関数発生器１２６を含む。関数発生器１２６は、半導体光増幅器１２４の電流制御パラメータに基づいて様々な波形の信号を生成する。
　図４５において、第１の半導体レーザ１１１から出力されたレーザ光の半導体光増幅器１２４による増幅前の光強度を「Ｉ１」と表記し、半導体増幅器１２４によって増幅された増増幅後のレーザ光の光強度を「Ｉ１１」と表記する。
　４．９．２　動作
　図４５に示す構成において、第１の半導体レーザ制御部１１４は、中心波長に対して対称なスペクトル波形が生成するように、半導体光増幅器１２４の電流を高精度に制御する。
　図４６は、第１の半導体レーザ１１１に流れる電流値とスペクトル波形とチャーピングと光強度との関係を示す説明図である。図４６は、図２３の例と比較して、目標スペクトル線幅が大きく、第１の半導体レーザ１１１における波長のチャーピング量が大きくなるように制御する場合の例である。この場合、図４６の下段最左のグラフに示すように、電流制御パラメータであるＡＣ成分の変動量を示すＡＣ成分値Ａ１ａｃも大きくなるため、第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光の光強度Ｉ１の変動幅も大きくなる（図４６の下段左から３番目のグラフ参照）。その結果、図４６の上段のグラフに示すように、スペクトルの光強度分布がチャーピングの中心波長λ１ｃｈｃに対して非対称となる場合がある。図４６の上段に示すグラフでは、波長λ１ｃｈｍｉｎから波長λ１ｃｈｍａｘまでの波長領域のスペクトル形状において光強度が一定ではなく、波長が短いほど光強度が小さくなっている例が示されている。
　このようなスペクトル形状の非対称性を補正すべく、スペクトル線幅Δλ１ｃｈの範囲で光強度が一定値になるように、図４６の下段右から２番目のグラフに示すように、半導体光増幅器１２４に流れる電流を制御する。これにより、半導体光増幅器１２４による増幅後の光強度Ｉ１１が一定化され、スペクトル波形の対称性が改善される。
　図４６の上段に示すスペクトル波形における破線で囲んだ領域は、半導体光増幅器１２４を用いて光強度分布を補正した部分を表している。半導体光増幅器１２４の電流制御パラメータは、次の値を含む。
　Ａ１１ｄｃ:半導体素子に流れる電流のＤＣ成分値
　Ａ１１ａｃ：半導体素子に流れる電流のＡＣ成分の変動幅（電流の極大値と極小値との差）
　Ａ１１Ｔ：半導体素子に流れる電流のＡＣ成分の周期
　第１の半導体レーザ制御部１１４は関数発生器１２６に電流制御パラメータを送信することによって、光強度分布を制御することが可能である。
　このように半導体光増幅器１２４を用いてスペクトル波形の補正を行うことで、図４６の下段の最右のグラフに示すように、光強度Ｉ１１を一定化することができる。
　半導体光増幅器１２４は本開示における「第３の半導体光増幅器」の一例である。
　５．実施形態２
　５．１　構成
　図４７は、実施形態２に係るレーザシステム１Ｂの要部構成を概略的に示す図である。図２０で説明した第１の半導体レーザシステム１６０に代えて、図４７に示す第１の半導体レーザシステム１６０Ｂを採用してもよい。ここでは、第１の固体レーザ装置１００とその制御系の部分を示す。図４７に示されていない他の要素は図２０に示した実施形態１の構成と同様である。実施形態１との相違点を説明する。
　実施形態２に係るレーザシステム１Ｂは、図２０で説明した実施形態１の構成と比較して、第１の半導体レーザシステム１６０Ｂと同期システム１７Ｂとが変更されている。第１の半導体レーザシステム１６０Ｂは、第１の半導体レーザ１１１をパルス発振させる構成であり、第１の半導体レーザ１１１からパルスレーザ光ＬＰ０１が出力される。また、第１の半導体レーザシステム１６０Ｂは、光シャッタ１６９を含む。光シャッタ１６９は、第１の半導体光増幅器１２０から出力されるパルスレーザ光ＬＰ０２の光路上に配置される。光シャッタ１６９は、例えば、ＥＯ（Electro-Optic）ポッケルスセルと２つの偏光子とを組み合わせた光シャッタであってもよい。
　第１の半導体光増幅器１２０と光シャッタ１６９との間の光路上にビームスプリッタ１６４Ｂが配置される。ビームスプリッタ１６４Ｂは、その反射光が第１のスペクトルモニタ１６６に入射するように配置される。
　図４８は、同期システム１７Ｂの構成の例を概略的に示すブロック図である。図６との相違点を説明する。図４８に示す同期システム１７Ｂは、図６の構成に対して、さらに、基準クロック発生器１７６と、第１のカウンタ１７８と、第２のワンショット回路１８２と、第４の遅延回路１７４と、が追加されている。
　基準クロック発生器１７６は、例えば１ＭＨｚ～１０ＭＨｚ以上の周波数で基準クロック（ＣＬ）信号を生成するように構成される。基準クロック信号の周波数は、露光装置２０が許容するジッタ(Jitter)よりも高い周波数である。基準クロック信号の周波数は、露光制御部２２から出力される発光トリガ信号の最大周波数以上とする。好ましくは、基準クロック信号の周波数は発光トリガ信号の最大周波数の１０倍以上である。さらに好ましくは、基準クロック信号の周波数は発光トリガ信号の最大周波数の１００倍以上である。
　基準クロック発生器１７６の基準クロック信号の出力端子は関数発生器１６７と第４の遅延回路１７４の各々の入力端子に接続される。
　第４の遅延回路１７４の出力端子は、関数発生器１２２と第１のカウンタ１７８の各々の入力端子に接続される。
　第１のカウンタ１７８は、第４の遅延回路１７４から出力される第１のカウントパルスが入力されると、この第１のカウントパルスに同期してパルス信号を出力するよう構成される。
　第１のカウンタ１７８の出力端子は、第１の遅延回路１７１、第２の遅延回路１７２、及び第３の遅延回路１７３の各々の入力端子に接続される。
　第３の遅延回路１７３の出力端子は、第２のワンショット回路１８２の入力端子に接続される。
　第２のワンショット回路１８２から出力される信号の出力波形は、基準クロック信号の周期と同じ時間幅に設定される。
　第２のワンショット回路１８２の出力端子は、光シャッタ１６９に接続される。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、同期システム制御部１７０に遅延時間Ｔｄ４を設定する。同期システム制御部１７０は、第１の半導体レーザ制御部１１４から設定された遅延時間ｔｄ４を第４の遅延回路１７４に設定することができる。ここで、遅延時間Ｔｄ４は、第１の半導体レーザ１１１に流すパルス電流の流すタイミングと第１の半導体光増幅器１２０に流すパルス電流を流すタイミングとの差となるように設定される。
　５．２　動作
　図４９は、実施形態２に係るレーザシステム１Ｂのタイミングチャートである。第４の遅延回路１７４は、基準クロック発生器１７６からの基準クロック信号Ｔｒ１ｓｃに同期して、遅延時間Ｔｄ４だけ遅れて第１の半導体光増幅器１２０にトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１信号を送信する。なお、図４９において基準クロック信号Ｔｒ１ｓｃの周波数は「Ｆｃｌ」であり、周期は「Ｔｃｌ」である。図中の「Ｔｄｃ」は、発光トリガ信号Ｔｒの入力後、第１の半導体光増幅器１２０に最初の電流パルス（トリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１）が入力されるまでの時間である。
　基準クロック信号Ｔｒ１ｓｃが関数発生器１６７に入力されると、これに同期して、関数発生器１６７から第１の半導体レーザ１１１のパルス電流制御パラメータであるパルス電流値Ａ１ｐ及びパルス幅Ｄ１に応じたパルス電流が第１の半導体レーザ制御部１１４を介して第１の半導体レーザ１１１の電流制御部５４に入力される。
　電流制御部５４を介して第１の半導体レーザ１１１にパルス電流が流れることにより、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光ＬＰ０１は光パルスの開始から終了までの期間、発振波長が時間的に変動するチャーピングが起こる。
　ここで、基準クロック信号Ｔｒ１ｓｃから遅延時間Ｔｄ４だけ遅延して第１の半導体光増幅器１２０のトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１が関数発生器１２２に入力されると、第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータであるパルス電流値Ａ１１ｐ及びパルス幅Ｄ１１に応じたパルスの電流が、トリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１信号に同期して第１の半導体光増幅器１２０に流れる。これにより、パルスレーザ光ＬＰ０１の一部の光が第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されて、パルスレーザ光ＬＰ０２が出力される（図４７参照）。
　図５０は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器１２０による増幅との関係を示すグラフである。図５０において破線で示すパルス幅Ｄ１の矩形のグラフＩｇ１（ｔ）は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光の光強度を表す。
　図５０において一点鎖線で示す曲線のグラフλｇ１（ｔ）は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングによる波長変化を表す。
　図５０において実線で示すパルス幅Ｄ１１の矩形の領域ＡＩｓ１（ｔ）は、第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるパルス領域である。
　図５０において二点鎖線で示す曲線の部分ＣＡ１（ｔ）は、第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるチャーピング領域である。このチャーピング領域の波長範囲の概ね中央の波長が中心波長λ１ｃに相当し、チャーピング領域の波長範囲の幅がスペクトル線幅Δλ１ｃｈに相当する。
　パルス幅Ｄ１、遅延時間Ｔｄ４、及びパルス幅Ｄ１１が、Ｄ１＞Ｔｄ４＋Ｄ１１の関係を満たすように設定されており、第１の半導体光増幅器１２０によるパルス増幅は、第１の半導体レーザ１１１から出力された一部のレーザ光を増幅する。
　パルス幅Ｄ１の典型値は、例えば５０ｎｓ以上１００ｎｓ以下である。遅延時間Ｔｄ４の典型値は、例えば２ｎｓ以上３０ｎｓ以下である。パルス幅Ｄ１１の典型値は、例えば５ｎｓ以上２０ｎｓ以下である。
　第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されたパルスレーザ光の一部はビームスプリッタ１６４Ｂによって反射され、第１のスペクトルモニタ１６６に入射する。第１のスペクトルモニタ１６６は、ビームスプリッタ１６４Ｂを介して入射するパルスレーザ光のスペクトル形状から中心波長λ１ｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈとを計測する。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔと目標中心波長λ１ｃｔの各データを受信すると、第１のスペクトルモニタ１６６によって計測されたスペクトルのスペクトル線幅Δλ１ｃｈと中心波長λ１ｃとを計算し、それぞれの目標値との差を計算する。すなわち、第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１のスペクトルモニタ１６６を用いて計測されたスペクトル線幅Δλ１ｃｈと目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔとの差ΔΔλ１ｃｈ（＝Δλ１ｃh－Δλｃｈｔ）を計算する。また、第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１のスペクトルモニタ１６６を用いて計測された中心波長λ１ｃと目標中心波長λ１ｃｈｔとの差δλ１ｃ（＝λ１ｃ－λ１ｃｔ）を計算する。
　その後例えば、第１の半導体レーザ制御部１はΔΔλ１ｃｈが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流のパルス電流制御パラメータであるパルス電流値Ａ１ｐを制御する。そして、第１の半導体レーザ制御部１はδλ１ｃが０に近づくように、温度Ｔ１を制御する（図５４参照）。
　固体レーザシステム制御部３５０を介して発光トリガ信号Ｔｒが同期システム１７Ｂの第１のカウンタ１７８に入力されると、パルスカウントがセットされ、第４の遅延回路１７４から出力されたパルスが１つカウントされると、第１のカウンタ１７８からパルスが出力され、パルスカウントがリセットされる。
　第１のカウンタ１７８からの出力パルスは、第１の遅延回路１７１、第２の遅延回路１７２、及び第３の遅延回路１７３に入力され、それぞれの遅延回路から遅延時間がそれぞれ、Ｔｄｅｘ、Ｔｄ２、及びＴｄ３だけ遅延させたパルス信号が出力される。
　第１の遅延回路１７１は、入力されたパルスに対して遅延時間Ｔｄｅｘだけ遅延させたパルス信号Ｔｒｅｘを出力する。第１の遅延回路１７１から出力されるパルス信号Ｔｒｅｘは、エキシマ増幅器１４の放電のトリガパルスとして用いられる信号であり、パルス信号Ｔｒｅｘはエキシマ増幅器１４の増幅器制御部４００に入力される。
　第２の遅延回路１７２は、入力されたパルスに対して遅延時間Ｔｄ２だけ遅延させたパルス信号を第１のワンショット回路１８１に出力する。第１のワンショット回路１８１は第２の遅延回路１７２からのパルス信号に同期してワンショットのパルス信号Ｔｒ１１ａｍｐを出力する。第１のワンショット回路１８１から出力されるパルス信号Ｔｒ１１ａｍｐは、第１のパルス励起光源１３２の発光制御パルスとして第１のパルス励起光源１３２に入力される。
　第３の遅延回路１７３は、入力されたパルスに対して遅延時間Ｔｄ３だけ遅延させたパルス信号を第２のワンショット回路１８２に出力する。第２のワンショット回路１８２は第３の遅延回路１７３からのパルス信号に同期してワンショットのパルス信号であるトリガ信号Ｔｒ１１ｓｈｕｔを出力する。第２のワンショット回路１８２から出力されるトリガ信号Ｔｒ１１ｓｈｕｔは、光シャッタ１６９の開閉の制御パルスとして光シャッタ１６９に入力される。
　この同期システム１７Ｂによって、第１の半導体レーザ１１１と第１の半導体光増幅器１２０とは、発光トリガ信号Ｔｒの繰り返し周波数よりも高い周波数のトリガ信号を発生させる基準クロック信号の周波数と同じ周波数で動作し、第１のスペクトルモニタ１６６において、中心波長λ１ｃとスペクトル線幅Δλ１ｃｈとを検出して、フィードバック制御させる。
　また、同期システム１７Ｂでは、発光トリガ信号Ｔｒに応じて、光シャッタ１６９を開閉し、光シャッタ１６９を通過したパルスレーザ光をＥｒファイバ増幅器１４０でパルス増幅し、波長変換システム３００で波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光に変換される。
　固体レーザシステム１０から出力された波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光は、エキシマ増幅器１４の放電空間に入射するのと同期して、放電が発生して、さらに、増幅される。
　５．２．１　固体レーザシステム制御部の処理例
　図５１は、固体レーザシステム制御部３５０における処理内容の例を示すフローチャートである。図２９のフローチャートに代えて、図５１のフローチャートを適用することができる。図２９との相違点を説明する。
　図５１に示すフローチャートは、図２９のステップＳ６１Ａに代えて、ステップＳ６１Ｂを含む。
　図５１のステップＳ６１Ｂにおいて、固体レーザシステム制御部３５０は固体レーザシステムの初期設定サブルーチン（３）の処理を実施する。
　図５２は、固体レーザシステムの初期設定サブルーチン（３）の例を示すフローチャートである。図５２に示すフローチャートは図５１のステップＳ６１Ｂに適用される。
　図５２において、図３０のフローチャートと同一のステップには同一のステップ番号を付し、重複する説明は省略する。図３０との相違点を説明する。
　図５２に示すフローチャートは、図３０のステップＳ１８３及びステップＳ１８４に代えて、ステップＳ１８５～ステップＳ１８７を含む。
　ステップＳ１８５において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体レーザ１１１に流すパルス電流のパルス電流制御パラメータと温度をそれぞれ初期値に設定する。すなわち、固体レーザシステム制御部３５０は、第１の半導体レーザ１１１のパルス電流制御パラメータであるパルス電流値Ａ１ｐ及びパルス幅Ｄ１、並びに温度Ｔ１の各値をそれぞれの初期値、Ａ１ｐ＝Ａ１ｐ０、Ｄ１＝Ｄ１０、及びＴ１＝Ｔ１０に設定する。
　これらの初期値は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光の中心波長とスペクトル線幅とがそれぞれ、λ１ｃ０とΔλ１ｃｈ０に近い値となるようなパルス電流制御パラメータの各値と温度の値とする。
　ステップＳ１８６において、固体レーザシステム制御部３５０は第１の半導体光増幅器１２０の半導体素子に流すパルス電流のパルス電流制御パラメータを初期値に設定する。すなわち、固体レーザシステム制御部３５０は、第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータである遅延時間Ｔｄ４、パルス電流値Ａ１１ｐ、及びパルス幅Ｄ１１の各値をそれぞれの初期値、Ｔｄ４＝Ｔｄ４０、Ａ１１ｐ＝Ａ１１ｐ０、及びＤ１１＝Ｄ１１０に設定する。
　その後ステップＳ１８７において、第１の半導体レーザ制御部１１４を介して基準クロック（ＣＬ）信号を関数発生器１２２に入力することによって、第１の半導体レーザ１１１にパルス電流が流れる。その結果、基準クロック信号に同期して、第１の半導体レーザ１１１からパルス発振によりパルスレーザ光が出力される。
　ステップＳ１８７の後、固体レーザシステム制御部３５０は図５２のフローチャートを終了し、図５１のフローチャートに復帰する。
　５．２．２　第１の半導体レーザ制御部の処理例
　図５３は、実施形態２に係るレーザシステム１Ｂの第１の半導体レーザ制御部１１４における処理内容の例を示すフローチャートである。図３２のフローチャートとの相違点を説明する。
　図５３に示すフローチャートは、図３２のステップＳ２０１に代えて、ステップＳ２０１Ａ及びステップＳ２０１Ｂを含む。また、図５３に示すフローチャートは、図３２のステップＳ２０４に代えて、ステップＳ２０４Ａを含む。
　図５３のステップＳ２０１Ａにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１の半導体レーザ１１１の制御パラメータの初期値を読み込む。第１の半導体レーザ１１１の制御パラメータには、パルス電流制御パラメータであるパルス電流値Ａｐ１及びパルス幅Ｄ１、並びに設定温度である温度Ｔ１が含まれる。第１の半導体レーザ制御部１１４は、パルス電流値Ａｐ１、パルス幅Ｄ１、及び温度Ｔ１の各々をそれぞれの初期値、Ａ１ｐ＝Ａ１ｐ０、Ｄ１＝Ｄ１０、及びＴ１＝Ｔ１０に設定する。
　ステップＳ２０１Ｂにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータの初期値を読み込む。第１の半導体レーザ制御部１１４は、第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータである遅延時間Ｔｄ４、パルス電流値Ａ１１ｐ、及びパルス幅Ｄ１１の各値をそれぞれの初期値、Ｔｄ４＝Ｔｄ４０、Ａ１１ｐ＝Ａ１１ｐ０、及びＤ１１＝Ｄ１１０に設定する。
　ステップＳ２０４Ａにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４は第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の処理を実施する。
　５．２．３　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例１
　図５４は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例１を示すフローチャートである。図５４のフローチャートは図５３のステップＳ２０４Ａに適用される。図５４のフローチャートは、スペクトル線幅を変更する場合にはパルス電流制御パラメータのパルス電流値Ａ１ｐを制御し、中心波長を変更する場合には温度Ｔ１を制御する場合の例である。図５４のフローチャートについて、図３４のフローチャートとの相違点を説明する。
　図５４のフローチャートは、図３４のステップＳ２１９に代えて、ステップＳ２１９Ｂを含む。
　図５４のステップＳ２１３の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１９Ｂに進む。
　ステップＳ２１９Ｂにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４は、ΔΔλ１ｃｈが０に近づくように第１の半導体レーザ１１１のパルス電流制御パラメータのパルス電流値Ａ１ｐを制御する。ステップＳ２１９Ｂの後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図５４のフローチャートを終了し、図５３のフローチャートに復帰する。
　図５５は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器１２０による増幅との関係を示すグラフであり、第１の半導体レーザ１１１に流れるパルス電流の電流値（パルス電流値Ａｐ１）を変化させる前と後の状態の変化を示す。すなわち、図５５には、パルス電流値Ａｐ１を増加させる前の状態のグラフと、パルス電流値をＡｐ１ａに増加させた後の状態のグラフとが表示されている。パルス電流値Ａｐ１を増加させる前の状態のグラフは、図５０に示したものと同じグラフである。
　図５５において破線で示すパルス幅Ｄ１の矩形のグラフＩｇ１ａ（ｔ）は、パルス電流値Ａｐ１を増加させた後の第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光ＬＰ０１の光強度を表す。
　図５５において一点鎖線で示す曲線のグラフλｇ１ａ（ｔ）は、パルス電流値Ａｐ１を増加させた後の第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングによる波長変化を表す。
　図５５において実線で示すパルス幅Ｄ１１の矩形の領域ＡＩｓ１ａ（ｔ）は、パルス電流値Ａｐ１を増加させた後の第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるパルス領域である。
　図５５において二点鎖線で示す曲線の部分ＣＡ１ａ（ｔ）は、パルス電流値Ａｐ１を増加させた後の第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるチャーピング領域である。パルス電流値Ａ１ｐの変更によって、スペクトル線幅はΔλ１ｃｈからΔλ１ｃｈａに変化し、中心波長はλ１ｃからλ１ｃａに変化する。
　５．３　作用・効果
　実施形態２に係るレーザシステム１Ｂによれば、発光トリガ信号Ｔｒが入力されなくても、目標中心波長λｃｔと目標スペクトル線幅Δλｃｔとに基づいて、高繰り返し周波数である基準クロック（ＣＬ）信号に同期して常に第１の半導体レーザ１１１と第１の半導体光増幅器１２０とをパルス動作させて、第１の半導体レーザ１１１の発振波長及びスペクトル線幅のフィードバック制御が可能なので、高速で高精度にスペクトル線幅と波長を安定化できる。
　また、実施形態２に係るレーザシステム１Ｂによれば、第１の半導体光増幅器１２０のトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１に同期させて、光シャッタ１６９の開閉タイミングを制御するトリガ信号Ｔｒ１１ｓｈｕｔ、第１のパルス励起光源１３２の発光タイミングを制御するトリガ信号Ｔｒ１１ａｍｐ及びエキシマ増幅器１４の放電タイミングを制御するトリガ信号Ｔｒｅｘが出力されるため、高精度な同期が可能となり、エキシマ増幅されたパルスレーザ光のパルスエネルギが安定する。トリガ信号Ｔｒｓｏａ＃１は、第１の半導体光増幅器１２０に電流を流すタイミングを制御するトリガ信号であり、本開示における「電流トリガ信号」の一例である。
　５．４　変形例
　５．４．１　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例２
　実施形態２では、第１の半導体レーザ１１１に流すパルス電流のパルス電流値Ａｐ１を制御してスペクトル線幅を制御する例を説明したが、第１の半導体光増幅器１２０にパルス電流を流すタイミングの遅延時間Ｔｄ４を変化させることによってスペクトル線幅を制御してもよい。遅延時間Ｔｄ４は第１の半導体光増幅器１２０による増幅の開始タイミングを規定する。
　図５６は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例２を示すフローチャートである。図５６のフローチャートは図５３のステップＳ２０４Ａに適用される。図５６のフローチャートは、スペクトル線幅を変更する場合には第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータの遅延時間Ｔｄ４を制御し、中心波長を変更する場合には温度Ｔ１を制御する場合の例である。図５４のフローチャートに代えて、図５６のフローチャートを採用してもよい。図５６のフローチャートについて、図５４のフローチャートとの相違点を説明する。
　図５６のフローチャートは、図５４のステップＳ２１９Ｂに代えて、ステップＳ２１９Ｃを含む。図５６のステップＳ２１３の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１９Ｃに進む。
　ステップＳ２１９Ｃにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４はΔΔλ１ｃｈが０に近づくように第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータの遅延時間Ｔｄ４を制御する。ステップＳ２１９Ｃの後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図５６のフローチャートを終了し、図５３のフローチャートに復帰する。
　図５７は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器１２０による増幅との関係を示すグラフであり、第１の半導体光増幅器１２０にパルス電流を流すタイミングの遅延時間Ｔｄ４を変化させる前と後の状態を示す。すなわち、図５７には、遅延時間Ｔｄ４を変更する前の状態のグラフと、遅延時間をＴｄ４ａに変更した後の状態のグラフとが表示されている。遅延時間Ｔｄ４を変更する前の状態のグラフは、図５０に示したものと同じグラフである。図５７ではＴｄ４ａ＜Ｔｄ４の例が示されている。
　図５７に示すように、遅延時間をＴｄ４ａに変更すると、第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるパルス領域が変更される。第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるチャーピング領域が変更され、スペクトル線幅はΔλ１ｃｈからΔλ１ｃｈａに変化し、中心波長はλ１ｃからλ１ｃａに変化する。
　図５７に示すような動作原理に従い、遅延時間Ｔｄ４の値を制御することにより、目標スペクトル線幅を実現できる。
　５．４．２　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例３
　遅延時間Ｔｄ４を制御する例に限らず、第１の半導体光増幅器１２０に流すパルス電流のパルス幅Ｄ１１を変化させることによってスペクトル線幅を制御してもよい。
　図５８は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例３を示すフローチャートである。図５８のフローチャートは図５３のステップＳ２０４Ａに適用される。図５８のフローチャートは、スペクトル線幅を変更する場合には第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータのパルス幅Ｄ１１を制御し、中心波長を変更する場合には温度Ｔ１を制御する場合の例である。図５４のフローチャートに代えて、図５８のフローチャートを採用してもよい。図５８のフローチャートについて、図５４のフローチャートとの相違点を説明する。
　図５８のフローチャートは、図５４のステップＳ２１９Ｂに代えて、ステップＳ２１９Ｄを含む。図５８のステップＳ２１３の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１９Ｄに進む。
　ステップＳ２１９Ｄにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４はΔΔλ１ｃｈが０に近づくように第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータのパルス幅Ｄ１１を制御する。ステップＳ２１９Ｄの後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図５８のフローチャートを終了し、図５３のフローチャートに復帰する。
　図５９は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器１２０による増幅との関係を示すグラフであり、第１の半導体光増幅器１２０に流すパルス電流のパルス幅Ｄ１１を変化させる前と後の状態を示す。すなわち、図５９には、パルス幅Ｄ１１を変更する前の状態のグラフと、パルス幅をＤ１１ａに変更した後の状態のグラフとが示されている。パルス幅Ｄ１１を変更する前の状態のグラフは、図５０に示したものと同じグラフである。図５９ではＤ１１＜Ｄ１１ａの例が示されている。
　図５９に示すように、パルス幅をＤ１１からＤ１１ａに変更すると、第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるパルス領域が変更される。これより第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるチャーピング領域が変更され、スペクトル線幅はΔλ１ｃｈからΔλ１ｃｈａに変化し、中心波長はλ１ｃからλ１ｃａに変化する。
　このような動作原理に従い、パルス幅Ｄ１１の値を制御することにより、目標スペクトル線幅を実現できる。
　５．４．３　第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例４
　第１の半導体光増幅器１２０にパルス電流を流すタイミングの遅延時間Ｔｄ４と、パルス電流のパルス幅Ｄ１１との両方を変化させることによってスペクトル線幅と中心波長とを制御してもよい。
　図６０は、第１の半導体レーザの制御サブルーチン（３）の例４を示すフローチャートである。図６０のフローチャートは図５３のステップＳ２０４Ａに適用される。図６０のフローチャートは、スペクトル線幅を変更する場合には第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータのパルス幅Ｄ１１を制御し、中心波長を変更する場合には遅延時間Ｔｄ４を制御する場合の例である。図５８のフローチャートに代えて、図６０のフローチャートを採用してもよい。図６０のフローチャートについて、図５８のフローチャートとの相違点を説明する。
　図６０のフローチャートは、図５８のステップＳ２１８に代えて、ステップＳ２１８Ｄを含む。図５９のステップＳ２１６の判定結果がＮｏ判定である場合、第１の半導体レーザ制御部１１４はステップＳ２１８Ｄに進む。
　ステップＳ２１８Ｄにおいて、第１の半導体レーザ制御部１１４はδλ１ｃが０に近づくように、第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータの遅延時間Ｔｄ４を制御する。ステップＳ２１８Ｄの後、第１の半導体レーザ制御部１１４は図６０のフローチャートを終了し、図５３のフローチャートに復帰する。
　図６１は、第１の半導体レーザ１１１から出力されるパルスレーザ光のチャーピングと第１の半導体光増幅器１２０による増幅との関係を示すグラフであり、第１の半導体光増幅器１２０にパルス電流を流すタイミングの遅延時間Ｔｄ４とパルス電流のパルス幅Ｄ１１の両方を変更する場合の変更前と変更後の状態の変化を示す。すなわち、図６１には、遅延時間Ｔｄ４とパルス幅Ｄ１１を変更する前の状態のグラフと、遅延時間とパルス幅をＴｄ４ａとＤ１１ａにそれぞれ変更した後の状態のグラフとが示されている。遅延時間Ｔｄ４とパルス幅Ｄ１１を変更する前の状態のグラフは、図５０に示したものと同じグラフである。図６１ではＴｄ４ａ＜Ｔｄ４、かつ、Ｄ１１＜Ｄ１１ａの例が示されている。
　図６０に示すように、遅延時間をＴｄ４からＴｄ４ａに変更し、かつ、パルス幅をＤ１１からＤ１１ａに変更すると、第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるパルス領域が変更される。これより第１の半導体光増幅器１２０によって増幅されるチャーピング領域が変更され、スペクトル線幅はΔλ１ｃｈからΔλ１ｃｈａに変化し、中心波長はλ１ｃからλ１ｃａに変化する。
　このような動作原理に従い、遅延時間Ｔｄ４及びパルス幅Ｄ１１の各値を制御することにより、目標スペクトル線幅と目標中心波長を実現できる。この方式では、第１の半導体レーザ１１１の制御パラメータを変更せずに、第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータの変更で対処できるため、制御スピードがより一層速くなる。
　６．実施形態３
　６．１　構成
　図６２は、実施形態３に係るレーザシステム１Ｃの構成を概略的に示す。図２０との相違点を説明する。図６２に示すレーザシステム１Ｃは、図２０における固体レーザシステム１０及び同期システム１７に代えて、固体レーザシステム１０Ｃ及び同期システム１７Ｃを含む。
　固体レーザシステム１０Ｃは、第１の固体レーザ装置１００と、第２の固体レーザ装置２００と、波長変換システム３６０と、を含む。第１の固体レーザ装置１００の構成は、図２０で説明した構成と同様である。ただし、図２０における第１の固体レーザ装置１００は、発振波長が約１５４７．２ｎｍであるのに対し、図６２に示す第１の固体レーザ装置１００の発振波長は約１５５４．０ｎｍである点で相違する。
　第２の固体レーザ装置２００は、波長約１０３０ｎｍのレーザ光を出力する第２の半導体レーザシステム２１０と、第２のダイクロイックミラー２３０と、第２のパルス励起光源２３２と、Ｙｂファイバ増幅器２４０と、第３のダイクロイックミラー２４２と、第３のパルス励起光源２４４と、固体増幅器２５０と、を含む。
　第２の半導体レーザシステム２１０は、第１の半導体レーザシステム１６０と同様の構成であり、シングル縦モードでＣＷ発振して波長約１０３０ｎｍのレーザ光を出力する第２の半導体レーザ２１１と、第２のビームスプリッタ２１６と、第２の半導体光増幅器２２０と、第２のスペクトルモニタ２６６と、関数発生器２２２と、関数発生器２６７と、第２の半導体レーザ制御部２１４と、を含む。
　第２の半導体レーザ２１１は、例えば、ＤＦＢレーザであってよく、電流制御及び／又は温度制御により、波長１０３０ｎｍ付近で発振波長を変更することができる。第２の半導体レーザ２１１の構成は、図２１と同様の構成であってよい。
　第２のビームスプリッタ２１６は、第２の半導体レーザ２１１から出力されたレーザ光の一部を反射して第２のスペクトルモニタ２６６に入射するように配置される。第２のスペクトルモニタ２６６は、入射したレーザ光のスペクトルをモニタし、第２の半導体レーザ２１１の発振波長及びスペクトル線幅を検出する。
　第２の半導体レーザ制御部２１４は、第２のスペクトルモニタ２６６及び固体レーザシステム制御部３５０と接続され、第２の半導体レーザ２１１の動作を制御する。
　第２の半導体光増幅器２２０は、第２のビームスプリッタ２１６を透過したレーザ光の光路に配置される。第２の半導体光増幅器２２０は、第２の半導体レーザ２１１から出力されたレーザ光をパルス増幅する。
　第２のダイクロイックミラー２３０は、第２の半導体光増幅器２２０から出力されるレーザ光を高透過し、第２のパルス励起光源２３２から出力される励起光を高反射する膜がコートされたミラーである。第２のダイクロイックミラー２３０は、第２の半導体光増幅器２２０から出力されるパルスレーザ光と第２のパルス励起光源２３２から出力される励起光とがＹｂファイバ増幅器２４０に入射するように配置される。
　Ｙｂファイバ増幅器２４０は、Ｙｂ（イッテルビウム）がドープされた光ファイバを用いる光ファイバ増幅器である。第３のダイクロイックミラー２４２は、Ｙｂファイバ増幅器２４０から出力されるレーザ光を高透過し、第３のパルス励起光源２４４から出力される励起光を高反射する膜がコートされたミラーである。第３のダイクロイックミラー２４２は、Ｙｂファイバ増幅器２４０から出力されるパルスレーザ光と第３のパルス励起光源２４４から出力される励起光とが固体増幅器２５０に入射するように配置される。
　固体増幅器２５０は、例えば、Ｙｂがドープされた結晶又はセラミックスを含んでもよい。固体増幅器２５０によって増幅されたパルスレーザ光は、波長変換システム３６０に入射する。第２の固体レーザ装置２００から出力されるパルスレーザ光ＬＰ３は、固体増幅器２５０によって増幅されたパルスレーザ光であってよい。
　波長変換システム３６０は、第２の固体レーザ装置２００から出力されるパルスレーザ光ＬＰ３の第４高調波光（波長約２６７．５ｎｍ）と第１の固体レーザ装置１００から出力されるパルスレーザ光ＬＰ１（波長約１５５４ｎｍ）との和周波のパルスレーザ光ＬＰ５（波長約２２０．９ｎｍ）を生成し、この和周波のパルスレーザ光ＬＰ５（波長約２２０．９ｎｍ）とパルスレーザ光ＬＰ１（波長約１５５４ｎｍ）との和周波から波長約１９３．４ｎｍに波長変換するシステムである。
　波長変換システム３６０は、非線形結晶であるＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ５）結晶１３１０及び第１のＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ６Ｏ１０）結晶１３１２と、第４のダイクロイックミラー１３１４と、第２のＣＬＢＯ結晶１３１６と、第５のダイクロイックミラー１３１８と、第３のＣＬＢＯ結晶１３２０と、第６のダイクロイックミラー１３２２と、第３の高反射ミラー１３２４と、第４の高反射ミラー１３２６と、ビームスプリッタ１３２８と、を含む。
　ＬＢＯ結晶１３１０及び第１のＣＬＢＯ結晶１３１２は、波長約１０３０ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ３の光路上であって、パルスレーザ光ＬＰ３を第４高調波であるパルスレーザ光ＬＰ４（波長約２５７．５ｎｍ）に波長変換するように配置される。
　第３の高反射ミラー１３２４は、第１の固体レーザ装置１００から出力されるパルスレーザ光ＬＰ１（波長約１５５４ｎｍ）を高反射し、第４のダイクロイックミラー１３１４に入射するように配置される。
　第４のダイクロイックミラー１３１４は、第１のＣＬＢＯ結晶１３１２から出力されたパルスレーザ光ＬＰ４を高透過し、第１の固体レーザ装置１００から出力されたパルスレーザ光ＬＰ１を高反射する膜がコートされている。第４のダイクロイックミラー１３１４は、第１のＣＬＢＯ結晶１３１２と第２のＣＬＢＯ結晶１３１６の間の光路上に配置され、パルスレーザ光ＬＰ１及びパルスレーザ光ＬＰ４の光路軸が一致して、第２のＣＬＢＯ結晶１３１６に入射するように配置される。
　第２のＣＬＢＯ結晶１３１６と第５のダイクロイックミラー１３１８と第３のＣＬＢＯ結晶１３２０と第６のダイクロイックミラー１３２２は、この順序でパルスレーザ光ＬＰ４を含むパルスレーザ光の光路上に配置される。
　第２のＣＬＢＯ結晶１３１６は、パルスレーザ光ＬＰ３とパルスレーザ光ＬＰ４との和周波のパルスレーザ光ＬＰ５（波長約２２０．９ｎｍ）を生成する。第５のダイクロイックミラー１３１８は、第２のＣＬＢＯ結晶１３１６を透過したパルスレーザ光ＬＰ４（波長約２５７．５ｎｍ）を高反射し、パルスレーザ光ＬＰ１（波長約１５５４ｎｍ）とパルスレーザ光ＬＰ５（波長約２２０．９ｎｍ）とを高透過する膜がコートされている。
　第３のＣＬＢＯ結晶１３２０は、パルスレーザ光ＬＰ１とパルスレーザ光ＬＰ５との和周波のパルスレーザ光（波長約１９３．４ｎｍ）を生成する。第３のＣＬＢＯ結晶１３２０から出力される波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光が固体レーザシステム１０Ｃから出力されるパルスレーザ光ＬＰ２となる。
　第６のダイクロイックミラー１３２２は、第３のＣＬＢＯ結晶１３２０を透過したパルスレーザ光ＬＰ１（波長約１５５４ｎｍ）及びパルスレーザ光ＬＰ５（波長約２２０．９ｎｍ）を高透過し、波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ２を高反射する膜がコートされている。
　第４の高反射ミラー３２６は、波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光ＬＰ２が波長変換システム３００から出力されるように配置される。
　ビームスプリッタ３２８は、第４の高反射ミラー３２６からの反射光の光路上であって、一部反射されたレーザ光が第１のパルスエネルギモニタ３３０に入射するように配置される。
　同期システム１７Ｃは、固体レーザシステム１０Ｃにおける第２の固体レーザ装置２００の追加に伴って、この第２の固体レーザ装置２００を同期させるための構成が追加されている。
　図６３は、同期システム１７Ｃの構成を概略的に示すブロック図である。同期システム１７Ｃは、第１の同期回路１７１１と、第２の同期回路１７１２と、同期システム制御部１７０と、を含む。図６３において「同期回路１」及び「同期回路２」の表記はそれぞれ第１の同期回路１７１１及び第２の同期回路１７１２を表す。第１の同期回路１７１１の構成は図６で説明した構成と同様である。
　第２の同期回路１７１２は、第２の固体レーザ装置２００を動作させる各トリガ信号Ｔｒｓｏａ＃２、Ｔｒ２１ａｍｐ及びＴｒ２２ａｍｐを生成する回路である。トリガ信号Ｔｒｓｏａ＃２は、第２の半導体光増幅器２２０の増幅タイミングを制御する信号である。トリガ信号Ｔｒ２１ａｍｐは、第２のパルス励起光源２３２の発光タイミングを制御する信号である。トリガ信号Ｔｒ２２ａｍｐは第３のパルス励起光源２４４の発光タイミングを制御する信号である。
　第２の同期回路１７１２は、第４の遅延回路１７２０、第５の遅延回路１７２１、第６の遅延回路１７２２、第２のワンショット回路１８２１及び第３のワンショット回路１８２２を含む。
　第４の遅延回路１７２０は、発光トリガ信号Ｔｒに対して遅延時間Ｔｄ２＃２の遅延時間でトリガ信号Ｔｒｓｏａ＃２を出力する。トリガ信号Ｔｒｓｏａ＃２は関数発生器２２２に入力される。
　第５の遅延回路１７２１は、発光トリガ信号Ｔｒに対して遅延時間Ｔｄ２１の遅延時間でパルス信号を出力する。第２のワンショット回路１８２１は第５の遅延回路１７２１からのパルス信号に同期したトリガ信号Ｔｒ２１ａｍｐを出力する。トリガ信号Ｔｒ２１ａｍｐは第２のパルス励起光源２３２に入力される。
　第６の遅延回路１７２２は、発光トリガ信号Ｔｒに対して遅延時間Ｔｄ２２の遅延時間でパルス信号を出力する。第３のワンショット回路１８２２は第６の遅延回路１７２２からのパルス信号に同期したトリガ信号Ｔｒ２２ａｍｐを出力する。トリガ信号Ｔｒ２２ａｍｐは第３のパルス励起光源２４４に入力される。
　それぞれの遅延時間Ｔｄ２＃２、Ｔｄ２１、及びＴｄ２２は、第２の半導体光増幅器２２０で増幅されたパルスレーザ光がＹｂファイバ増幅器２４０と固体増幅器２５０とで増幅されるように設定され、さらに、波長変換システム３６０において、第４高調波光（２５７．５ｎｍ）と第１の固体レーザ装置から出力されるパルスレーザ光（１５５４ｎｍ）とが時間的に一致するように調整される。
　同期システム制御部１７０は、第４の遅延回路１７２０、第５の遅延回路１７２１、及び第６の遅延回路１７２２にそれぞれの遅延時間Ｔｄ２＃２、Ｔｄ２１、及びＴｄ２２を設定する。
　６．２　動作
　レーザ制御部１８は、固体レーザシステム制御部３５０を介して第２の固体レーザ装置２００の第２の半導体レーザ制御部２１４に目標中心波長λ２ｃｔ及び目標スペクトル線幅Δλ２ｃｈｔのデータを送信する。目標中心波長λ２ｃｔは例えば、１０３０ｎｍである。目標スペクトル線幅Δλ２ｃｈｔは例えば、Ｙｂファイバ増幅器２４０でのＳＢＳの発生が抑制されるスペクトル線幅Δλ２ｃｈ０であってよい。
　第２の半導体レーザ制御部２１４は、第２のスペクトルモニタ２６６で検出された中心波長及びスペクトル線幅の値に基づいて、中心波長及びスペクトル線幅の両方がそれぞれの目標値となるように関数発生器２２２に送る電流制御パラメータの値を制御する。
　固体レーザシステム制御部３５０は、露光制御部２２からレーザ制御部１８を介して目標中心波長λｃｔのデータを受信すると、目標中心波長λｃｔとなるような、第１の半導体レーザシステム１６０の目標中心波長λ１ｃｔを以下の計算式で計算する。
　　　ｆt＝４・ｆ２ｔ＋２・ｆ１ｔ　　　　　　　（１０）
　ｆｔ：和周波によって波長変換されたレーザ光の周波数
　ｆ１ｔ：第１の固体レーザ装置のレーザ光の周波数
　ｆ２ｔ：第２の固体レーザ装置のレーザ光の周波数
　式（１０）を変形すると、次式（１１）となる。
　　ｆ１t＝（ｆｔ－４・ｆ２ｔ）／２　　　　　（１１）
　ここで、ｆ１ｔ＝Ｃ／λ１ｃｔ、ｆｔ＝Ｃ／λｃｔを式（１１）に代入してｆ１ｔを計算し、得られたｆ１ｔを波長に変換すると、第１の固体レーザ装置１００の目標中心波長が計算できる。なお、周波数から波長への変換は、次の式（１２）で表される。
　　　λ１ｃｔ＝Ｃ／ｆ１ｔ　　　　　　　　　　（１２）
　なお、式中のＣは光速である。
　レーザ制御部１８は、固体レーザシステム制御部３５０に目標中心波長λ１ｃｔのデータを送信する。
　レーザ制御部１８は、露光制御部２２から目標スペクトル線幅Δλcｔのデータを受信すると、目標スペクトル線幅Δλcｔとなるような、第１の半導体レーザシステム１６０の目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを計算し、固体レーザシステム制御部３５０に第１の固体レーザ装置１００の目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔのデータを送信する。ここで、ΔλｔとΔλ１ｃｈの相関関係は、テーブルデータや関数として予め保存してもよい。
　第１の半導体レーザ制御部１１４は、目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔと目標中心波長λ１ｃｔのデータを受信すると、第１のスペクトルモニタ１６６で検出されたスペクトル線幅Δλ１ｃｈと中心波長λ１ｃを計測し、それぞれの目標値との差ΔΔλ１ｃｈ（＝Δλ１ｃｈ－Δλｃｈｔ）及び差δλ１ｃ（＝λ１ｃ－λ１ｃｔ）を計算する。
　そして、ΔΔλ１ｃｈが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流の電流制御パラメータであるＡＣ成分の変動量を示すＡＣ成分値Ａ１ａｃを制御する。
　また、第１の半導体レーザ制御部１１４は、δλ１ｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１に流す電流の電流制御パラメータであるＤＣ成分値Ａ１ｄｃを制御する（図３３参照）。若しくは、第１の半導体レーザ制御部１１４は、δλ１ｃが０に近づくように、第１の半導体レーザ１１１の温度Ｔ１を制御する（図３４参照）。
　６．３　作用・効果
　実施形態３に係るレーザシステム１Ｃによれば、次のような効果が得られる。
　［１］第１の半導体レーザシステム１６０における第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光をチャーピングさせることによって、パルス増幅後のエキシマレーザ光のスペクトル線幅を高精度に制御できる。
　［２］レーザシステム１Ｃでは、露光制御部２２から目標スペクトル線幅のデータを受信するとパルス増幅を行う前に、第１の半導体レーザシステム１６０においてフィードバック制御を行うことができるので、スペクトル線幅の制御スピードが改善される。
　［３］レーザシステム１Ｃでは、第１の半導体レーザシステム１６０における第１の半導体レーザ１１１及び第２の半導体レーザシステム２１０における第２の半導体レーザ２１１の各々をチャーピングさせることによってＥｒファイバ増幅器１４０とＹｂファイバ増幅器２４０とでそれぞれのＳＢＳの発生を抑制するように制御している。このため、Ｅｒファイバ増幅器１４０及びＹｂファイバ増幅器２４０、並びに第１の半導体レーザシステム１６０及び第２の半導体レーザシステム２１０の破損を抑制できる。
　実施形態３において、第２の半導体レーザ２１１から出力されるレーザ光は本開示における「第２のレーザ光」の一例である。第２の半導体光増幅器２２０から出力されるパルスレーザ光は本開示における「第４のパルスレーザ光」の一例である。Ｙｂファイバ増幅器２４０は本開示における「第２の増幅器」の一例である。Ｙｂファイバ増幅器２４０から出力されるパルスレーザ光は本開示における「第５のパルスレーザ光」の一例である。固体増幅器２５０から出力されるパルスレーザ光は本開示における「第６のパルスレーザ光」の一例である。第２の半導体レーザ２１１に用いられる電流制御部５４と関数発生器２６７との組み合わせは本開示における「第２の電流制御器」の一例である。
　６．４　変形例
　６．４．１　マルチ縦モードで発振する半導体レーザの利用
　実施形態３の例では、第２の固体レーザ装置２００の第２の半導体レーザ２１１をチャーピングさせることによってＳＢＳを抑制しているが、この例に限定されることなく、第２の半導体レーザとして、ＳＢＳを抑制可能なマルチ縦モードで発振するＣＷ発振の半導体レーザを適用してもよい。
　６．４．２　実施形態２で説明した構成との組み合わせ
　実施形態３の例では、第１の半導体レーザ１１１の電流制御パラメータであるＡＣ成分値Ａ１ａｃとＤＣ成分値Ａ１ｄｃを制御してチャーピングを制御する場合を示したが、この例に限定されることなく、実施形態２で説明したように、第１の半導体レーザ１１１のパルス電流制御パラメータの値と第１の半導体光増幅器１２０のパルス電流制御パラメータの値とを制御することによって、チャーピングを制御してもよい。また、図４５及び図４６で説明した構成を実施形態３の構成に適用してもよい。
　６．４．３　第２の固体レーザ装置のチャーピング制御
　実施形態３の例では、第１の固体レーザ装置１００から出力されるパルスレーザ光の中心波長とスペクトル線幅を変更することによって、波長変換システム３６０にて波長変換されるパルスレーザ光の中心波長とスペクトル線幅を制御しているが、この例に限定されることなく、第１の固体レーザ装置１００と第２の固体レーザ装置２００から出力されるパルスレーザ光の少なくとも一方のパルスレーザ光のチャーピングを制御することにより、中心波長とスペクトル線幅を制御する。これにより、エキシマ増幅後のパルスレーザ光のスペクトル線幅を高精度に制御可能である。
　７．スペクトルモニタの具体例
　７．１　分光器と基準レーザ光源とを用いるスペクトルモニタの例
　７．１．１　構成
　図６４は、スペクトルモニタの構成例を概略的に示す図である。なお、図６４では第１のスペクトルモニタ１６６の例を示すが、第２のスペクトルモニタ２６６についても、図６４と同様の構成を適用してもよい。
　図６４に示す第１のスペクトルモニタ１６６は、グレーティング７００を含む分光器７０２と、ラインセンサ７０３と、スペクトル解析部７０４と、ＣＷ発振基準レーザ光源７０６と、ビームスプリッタ７０８と、を含む。
　分光器７０２は、入射スリット７１０と、コリメータレンズ７１２と、高反射ミラー７１４とを含む。ＣＷ発振基準レーザ光源７０６はＣＷ発振により基準波長のレーザ光を出力する基準光源である。ここでは、ＣＷ発振基準レーザ光源７０６から出力される基準波長のレーザ光を「基準レーザ光」という。第１の半導体レーザ１１１から出力されるレーザ光を「第１の半導体レーザ光」という。図６４において「λ１」は第１の半導体レーザ光の波長を表す。
　７．１．２　動作
　図６４において、第１の半導体レーザ１１１から出力されたレーザ光（第１の半導体レーザ光）の一部は第１のビームスプリッタ１１６で反射される。第１のビームスプリッタ１１６で反射されたレーザ光はビームスプリッタ７０８を透過する。また、ＣＷ発振基準レーザ光源７０６から出力された基準レーザ光は、ビームスプリッタ７０８で反射され、ビームスプリッタ７０８を透過した第１の半導体レーザ光と重ね合わされる。
　ビームスプリッタ７０８にて基準レーザ光と重ね合わされたレーザ光は、入射スリット７１０から分光器７０２に入射する。入射スリット７１０を透過したレーザ光は、コリメータレンズ７１２を介してグレーティング７００に入射し、グレーティング７００によって分光される。コリメータレンズ７１２及び高反射ミラー７１４を介してラインセンサ７０３に結像する第１の半導体レーザ光と基準レーザ光とのスリット像を計測することによって、第１の半導体レーザ１１１の中心波長とスペクトル線幅を計測することができる。
　なお、図６４ではグレーティング７００を含む分光器７０２の例を示したが、後述する図６８に示すようなエタロン分光器を用いてもよい。
　７．２　ヘテロダイン干渉計を用いるスペクトルモニタの例
　７．２．１　構成
　図６５は、スペクトルモニタの他の構成例を概略的に示す。なお、図６５では第１のスペクトルモニタ１６６の例を示す。第１のスペクトルモニタ１６６として、図６５に示すように、ヘテロダイン干渉計を含む構成を採用してもよい。図６５に示す第１のスペクトルモニタ１６６は、ＣＷ発振基準レーザ光源７０６と、ビームスプリッタ７０８と、光強度センサ７２０と、スペクトル解析部７０４と、を含む。
　図６５に示すように、第１のビームスプリッタ１１６と光強度センサ７２０との間の光路にビームスプリッタ７０８が配置される。ビームスプリッタ７０８は、ＣＷ発振基準レーザ光源７０６からの基準レーザ光と、第１の半導体レーザ１１１から出力された第１の半導体レーザ光の一部とを重ね合わせた光を光強度センサ７２０に入射させるように配置される。
　７．２．２　動作
　図６５に示す第１のスペクトルモニタ１６６は、ＣＷ発振基準レーザ光源７０６から出力された基準レーザ光と、第１の半導体レーザ１１１から出力されたレーザ光の一部とを重ね合わせた光の光強度の変化を光強度センサ７２０によって計測する。
　光強度センサ７２０によって検出されるビート信号をスペクトル解析部７０４において解析することによって、第１の半導体レーザ１１１のレーザ光と基準レーザ光との周波数差と光強度とを計測できる。また周波数差から波長差を求めることができる。
　ビート信号は、次の式（１３）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ＩＰＤ：センサ出力信号（ビート信号）
　Ｒ：受光感度
　ｔ：時間
　ＰＣ：基準光源の光強度
　ＰＱ：検出光の光強度
　ｆＣ　：基準光源の周波数
　ｆｑ　：被検出光の周波数
　チャーピングによるスペクトル線幅を計測する場合は、ビート信号に高速フーリエ変換（ＦＦＴ：fast Fourier transform）処理を施して、スペクトル線幅Δλ１ｃｈを求めてもよい。
　第１のスペクトルモニタ１６６に限らず、第２のスペクトルモニタ２６６（図２０参照）についても、図６５と同様の構成を適用することができる。
　８．エキシマ増幅器の例
　８．１　マルチパスで増幅する形態
　図６６は、エキシマ増幅器１４の構成例を概略的に示す図である。図６６に示すエキシマ増幅器１４は、一対の放電電極４１２、４１３の間の放電空間に、波長１９３．４ｎｍのシード光を３回通して増幅を行う例である。ここで、波長１９３．４ｎｍのシード光は固体レーザシステム１０から出力されたパルスレーザ光ＬＰ２である。
　図６６において、エキシマ増幅器１４は、チャンバ４１０の外側におけるシード光の光路に凸面ミラー４２０と凹面ミラー４２２とを備えている。凸面ミラー４２０と凹面ミラー４２２とは、それぞれの焦点の位置ＦＰが略一致するように配置される。
　エキシマ増幅器１４に入射した波長１９３．４ｎｍのシード光は、凸面ミラー４２０及び凹面ミラー４２２で反射することにより、一対の放電電極４１２、４１３の間の放電空間を３回通過する。これにより、シード光のビームが拡大されて増幅され、露光装置２０に向けて出力される。
　８．２　リング共振器で増幅する形態
　図６７は、エキシマ増幅器１４として、リング共振器を採用した例を示す。リング共振器は、出力結合ミラー４３０と、高反射ミラー４３１～４３３とを含む。なお、エキシマ増幅器１４は、さらに、波長１９３．４ｎｍのシード光をリング共振器に導く図示しない高反射ミラーを含んでもよいし、リング共振器から出力されたパルスレーザ光を露光装置２０に導く図示しない高反射ミラーを含んでもよい。
　チャンバ４１０には、ウインドウ４１５、４１６が設けられている。チャンバ４１０の中には、一対の放電電極４１２、４１３が配置されている。一対の放電電極４１２、４１３は、図６７において、紙面に直交する方向に対向して配置される。放電方向は紙面に直交する方向である。
　エキシマ増幅器１４では、出力結合ミラー４３０、高反射ミラー４３１、一対の放電電極４１２、４１３の間の放電空間、高反射ミラー４３２、高反射ミラー４３３、一対の放電電極４１２、４１３の間の放電空間の順にシード光が繰り返し進行して増幅される。 
　９．エタロン分光器を用いるスペクトルモニタの例
　図６８は、エタロン分光器を用いるスペクトルモニタの構成例を概略的に示す図である。図６８に示すエタロン分光器６０６Ａは、エキシマレーザ光のスペクトルを計測するスペクトルモニタ６０６（図２０参照）に適用できる。
　図６８に示すように、エタロン分光器６０６Ａは、拡散素子６１０と、エタロン６１２と、集光レンズ６１４と、イメージセンサ６１６とを備える。イメージセンサ６１６の例としては、１次元又は２次元のフォトダイオードアレイでもよい。
　レーザ光は、まず、拡散素子６１０に入射する。拡散素子６１０は、表面に多数の凹凸を有する透過型の光学素子であってよい。拡散素子６１０は、拡散素子６１０に入射したレーザ光を散乱光として透過させる。この散乱光はエタロン６１２に入射する。エタロン６１２は、所定の反射率を有する２枚の部分反射ミラーを含むエアギャップエタロンであってよい。このエアギャップエタロンにおいては、２枚の部分反射ミラーが、所定距離のエアギャップを有して対向し、スペーサを介して貼り合わせられた構成である。
　エタロン６１２に入射した光の入射角度θに応じて、２枚の部分反射ミラーの間で往復せずにエタロン６１２を透過する光と、２枚の部分反射ミラーの間で１回往復した後でエタロン６１２を透過する光と、の光路差が異なる。この光路差が波長の整数倍である場合に、エタロン６１２に入射した光は、高い透過率でエタロン６１２を透過する。
　エタロン６１２を透過した光は、集光レンズ６１４に入射する。集光レンズ６１４を透過したレーザ光は、集光レンズ６１４から集光レンズ６１４の焦点距離ｆに相当する位置に配置されたイメージセンサ６１６に入射する。すなわち、集光レンズ６１４によって集光された透過光は、集光レンズ６１４の焦点面上に干渉縞を形成する。
　イメージセンサ６１６は、集光レンズ６１４の焦点面に配置されている。イメージセンサ６１６は、集光レンズ６１４を透過した光を受光し、干渉縞を検出する。この干渉縞の半径の２乗は、レーザ光の波長と比例関係にあり得る。そのため、検出した干渉縞からレーザ光全体のスペクトル線幅（スペクトルプロファイル）と中心波長とを検出する。
　スペクトル線幅と中心波長は、検出した干渉縞から図示せぬ情報処理装置によって求めてもよいし、レーザ制御部１８で算出してもよい。
　干渉縞の半径ｒと波長λの関係は、次の式（１４）で近似される。
　波長λ＝λｃ＋α・ｒ２　　　　　　　　　　　　（１４）
　α：比例定数
　ｒ：干渉縞の半径、
　λｃ：干渉縞の中央の光強度が最大となった時の波長
　式（１４）から、図６９に示すように、光強度と波長との関係を示すスペクトル波形に変換した後、スペクトル線幅Δλを計算してもよい。スペクトル線幅Δλは、全エネルギの９５％を含む幅（Ｅ９５）であってよい。
　１０．ＣＷ発振基準レーザ光源の例
　１０．１　１５４７．２ｎｍ又は１５５４ｎｍの波長領域のＣＷ発振基準レーザ光源
　図７０は、ＣＷ発振基準レーザ光源の例を示すブロック図である。ＣＷ発振基準レーザ光源７７０は、第１の基準半導体レーザ７７２と、ビームスプリッタ７７４と、高反射ミラー７７５と、シアン化水素同位体の吸収セル７７７と、第１の光強度センサ７７８と、第１の基準レーザ制御部７８２と、を含む。
　第１の基準半導体レーザ７７２は、１５５４ｎｍの波長領域のレーザ光をＣＷ発振する。ビームスプリッタ７７４で反射されたレーザ光は高反射ミラー７７５を介してシアン化水素同位体の吸収セル７７７に入射する。
　吸収セル７７７は、同位体のシアン化水素ガスを含む。シアン化水素同位体の具体的な吸収ラインとしては、例えば、１５５３．７５６ｎｍの吸収ラインが挙げられる。
　また、この波長領域の吸収セルとして、アセチレン同位体の吸収セルを用いてもよい。すなわち、シアン化水素同位体の吸収セル７７７に代えて、同位体のアセチレンガスを含む吸収セルを採用してもよい。
　シアン化水素同位体の吸収セル７７７を透過したレーザ光は第１の光強度センサ７７８に受光される。
　第１の基準レーザ制御部７８２は、第１の光強度センサ７７８からの検出信号を基に、シアン化水素同位体の吸収セル７７７の吸収ラインと、第１の基準半導体レーザ７７２のレーザ光の波長とを一致させるように、第１の基準半導体レーザ７７２の発振波長を制御する。
　ＣＷ発振基準レーザ光源７７０は、図２０、図４７及び図６２に示した第１のスペクトルモニタ１６６のＣＷ発振基準レーザ光源７０６として適用できる。
　１０．２　１０３０ｎｍの波長領域のＣＷ発振基準レーザ光源
　図７１は、ＣＷ発振基準レーザ光源の他の一例を示すブロック図である。ＣＷ発振基準レーザ光源７５０は、第２の基準半導体レーザ７５１と、ビームスプリッタ７５４と、高反射ミラー７５５と、非線形結晶７５６と、ヨウ素吸収セル７５７と、第２の光強度センサ７５８と、第２の基準レーザ制御部７６１と、を含む。
　第２の基準半導体レーザ７５１は、１０３０ｎｍの波長領域のレーザ光をＣＷ発振する。ビームスプリッタ７５４で反射されたレーザ光は高反射ミラー７５５を介して非線形結晶７５６に入射する。非線形結晶７５６によって第２高調波光が発生し、波長約５１５ｎｍのレーザ光が得られる。波長約５１５ｎｍのレーザ光はヨウ素吸収セル７５７に入射する。
　ヨウ素吸収セル７５７は、ヨウ素ガスを含む。ヨウ素吸収セル７５７における具体的なヨウ素の吸収ラインとしては、例えば、５１４．５８１ｎｍの吸収ラインが挙げられる。ヨウ素吸収セル７５７を透過したレーザ光は第２の光強度センサ７５８に受光される。
　第２の基準レーザ制御部７６１は、第２の光強度センサ７５８からの検出信号を基に、ヨウ素吸収セル７５７の吸収ラインと第２高調波光の波長とを一致させるように、第２の基準半導体レーザ７５１の発振波長を制御する。
　ＣＷ発振基準レーザ光源７５０は、図６２に示した第２のスペクトルモニタ２６６のＣＷ発振基準レーザ光源として適用することができる。
　１１．半導体光増幅器の例
　１１．１　構成
　図７２は、半導体光増幅器の構成例を概略的に示す図である。ここでは、第１の半導体光増幅器１２０を例に説明するが、図４５における半導体光増幅器１２４及び図６２における第２の半導体光増幅器２２０など、他の半導体光増幅器についても図７２と同様の構成を適用することができる。
　第１の半導体光増幅器１２０は、半導体素子５００と、電流制御部５２０と、を含む。半導体素子５００は、Ｐ型半導体素子５０１と、活性層５０２と、Ｎ型半導体素子５０３と、第１の電極５１１と、第２の電極５１２と、を含む。電流制御部５２０は、第１の電極５１１と第２の電極５１２とに接続される。
　１１．２　動作
　第１の電極５１１から第２の電極５１２に電流を流すと、活性層５０２が励起される。この励起された活性層５０２にシード光が入射して、活性層５０２を通過すると、シード光は増幅される。
　ここで、ＣＷのシード光を活性層５０２に入射させた状態で、パルス状の電流を流すことによって、活性層５０２を通過したシード光は、パルスレーザ光として出力される。
　その結果、例えば、関数発生器１２２からの電気信号に基づいて電流制御部５２０が半導体素子５００を流れる電流値を制御することによって、シード光は電流値に応じたレーザ光の光強度に増幅される。
　図２０における第１の半導体光増幅器１２０及び図６２における第２の半導体光増幅器２２０の各々は、パルス電流を流すことによってＣＷのシード光がパルス状に増幅される。
　また、図４５に示した半導体光増幅器１２４の場合のように、電流を変調制御してシード光を増幅してもよい。
　１２．実施形態４
　１２．１　構成
　図７３は、実施形態４に係るレーザシステムの例を概略的に示す図である。ここでは、固体レーザシステム１０Ｄの部分のみが示されている。図２０で説明した実施形態１及び実施形態２の固体レーザシステム１０に代えて、図７２に示す固体レーザシステム１０Ｄを適用してもよい。図２０との相違点を説明する。
　図７３に示す固体レーザシステム１０Ｄは、図２０における第１の固体レーザ装置１００及び波長変換システム３００に代えて、第１の固体レーザ装置１００Ｄ及び波長変換システム３７０を含む。
　固体レーザシステム１０Ｄは、第１の固体レーザ装置１００Ｄから波長約７７３．６ｎｍのパルスレーザ光を出力し、波長変換システム３７０で第４高調波光（４倍高調波光）に波長変換して波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光を得る。
　第１の固体レーザ装置１００Ｄの構成は、図２０における第１の固体レーザ装置１００と同様である。ただし、図２０における第１の固体レーザ装置１００は発振波長が約１５４７．２ｎｍであるのに対し、図７２に示す第１の固体レーザ装置１００Ｄの発振波長は約７７３．６ｎｍである点で相違する。
　また、第１の固体レーザ装置１００Ｄでは、図２０のＥｒファイバ増幅器１４０からチタンサファイヤ増幅器１４１に変更されており、第１のパルス励起光源１３２として、ＹＦＬレーザの第２高調波光であるパルスレーザ光を出力するレーザ装置が用いられる。チタンサファイヤ増幅器１４１はゲイン媒質としてチタンサファイヤ結晶を含む。ＹＦＬ（イットリウムリチウムフルオライド）は、化学式ＬｉＹＦ４で表される固体レーザ結晶である。
　波長変換システム３７０は、複数の非線形結晶を含み、入射したパルスレーザ光を波長変換して４倍高調波のパルスレーザ光を出力する。例えば、波長変換システム３７０は、ＢＢＯ結晶３７１と、ＫＢＢＦ結晶３７２と、を含む。「ＢＢＯ」は化学式β－ＢａＢ２Ｏ４で表される。「ＫＢＢＦ」は化学式ＫＢｅ２ＢＯ３Ｆ２で表される。
　１２．２　動作
　第１の固体レーザ装置１００Ｄから出力されたパルスレーザ光は、波長変換システム３７０のＢＢＯ結晶３７１に入射する。ＢＢＯ結晶３７１は、波長約７７３．６ｎｍのパルスレーザ光を第２高調波光である波長約３８６．８ｎｍのパルスレーザ光に変換する。
　ＫＢＢＦ結晶３７２は、ＢＢＯ結晶３７１から出力された波長約３８６．８ｎｍのパルスレーザ光を第２高調波光である波長約１９３．４ｎｍのパルスレーザ光に変換する。
　波長変換システム３７０から出力されたパルスレーザ光は、ビームスプリッタ３２８を介して固体レーザシステム１０Ｄから出力される。中心波長及びスペクトル線幅の制御方法については、実施形態１～３で説明した例を適用できる。
　固体レーザシステム１０Ｄを含むレーザシステムから出力されるパルスレーザ光の波長の可変範囲が例えば１９３．２ｎｍ～１９３．５ｎｍである場合、第１の半導体レーザ１１１の波長可変範囲は、７７２．８ｎｍ～７７４．０ｎｍとなる。
　実施形態４において、チタンサファイヤ増幅器１４１は本開示における「第１の増幅器」の一例である。
　１３．実施形態５
　１３．１　構成
　実施形態５に係るレーザシステムの構成は、図２０に示す実施形態１と同様の構成であってよい。
　１３．２　動作
　実施形態５に係るレーザシステム１は、実施形態１で説明した動作に加え、さらに、エキシマ増幅器１４によって増幅されたエキシマ光をスペクトルモニタ６０６によって検出して、エキシマ光のスペクトル線幅から固体レーザシステム１０をフィードバック制御する。
　図７４は、レーザ制御部１８の処理例を示すフローチャートである。図７４のフローチャートについて、図８との相違点を説明する。
　図７４のフローチャートは、ステップＳ１２及びステップＳ１３の後に、ステップＳ３００を含む。ステップＳ３００において、レーザ制御部１８はエキシマレーザ光のスペクトル線幅確認サブルーチンを実施し、ステップＳ３００の後にステップＳ１４に進む。
　図７５は、エキシマレーザ光のスペクトル線幅確認サブルーチンの例を示すフローチャートである。図７５のフローチャートは図７４のステップＳ３００に適用される。
　図７５のステップＳ３１１において、レーザ制御部１８はスペクトルモニタ６０６によってエキシマ光の発光パルスが検出されたか否かを判定する。
　ステップＳ３１１の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３１２に進み、スペクトルモニタ６０６においてエキシマ光のスペクトル線幅Δλｅｘを計測する。例えば、レーザ制御部１８は、スペクトルモニタ６０６によって検出されたスペクトル形状から全エネルギの９５％幅をスペクトル線幅Δλｅｘとして計測する。
　ステップＳ３１３において、レーザ制御部１８は計測されたスペクトル線幅Δλｅｘと目標スペクトル線幅Δλｅｘｔとの差ΔΔλｅｘを計算する。
　ΔΔλｅｘ＝Δλｅｘ－Δλｅｘｔ　　　　　　　　　　　　　（１５）
　なお、目標スペクトル線幅Δλｅｘｔは、露光制御部２２から指令される目標スペクトル線幅Δλｔであってよい。
　そして、ステップＳ３１４において、レーザ制御部１８はΔΔλｅｘの絶対値が許容範囲を示す許容上限値ΔΔλｅｘｔｒ以下であるか否かを判定する。ステップＳ３１４の判定結果がＹｅｓ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３１５に進む。
　ステップＳ３１５において、レーザ制御部１８は露光制御部２２にエキシマ光のスペクトル線幅ＯＫ信号を送信する。
　一方、ステップＳ３１４の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３１６に進む。ステップＳ３１６においてレーザ制御部１８は露光制御部２２にエキシマ光のスペクトル線幅ＮＧ信号を送信する。
　ステップＳ３１６の後、レーザ制御部１８はステップＳ３１７に進み、ΔΔλｅｘが０に近づくように目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを補正する処理を行う。
　図７６は、ΔΔλｅｘが０に近づくように目標スペクトル線幅Δλ１ｃｈｔを補正する処理の例を示すフローチャートである。図７６のフローチャートは図７５のステップＳ３１７に適用される。
　図７６のステップＳ３２１において、レーザ制御部１８は、エキシマ光のスペクトル線幅Δλと第１の半導体レーザシステム１６０のスペクトル線幅Δλ１との関係を再計測し、新しいテーブルデータ又は近似関数を求めて、相関関係のデータを記憶する。これは、図２７で説明した関係データを補正して、新しい関係データに更新することを意味する。　　　
　ΔΔλｅｘが許容範囲を超える場合は、エキシマ光のスペクトル線幅Δλと第１の半導体レーザシステム１６０のスペクトル線幅Δλ１との関係がずれていると考えられる。このため、レーザ制御部１８は、所定の間隔で、第１の半導体レーザ１１１のスペクトル線幅Δλｃｈｔを変化させ、エキシマ光のスペクトルモニタ６０６によって計測されたそれぞれのスペクトル線幅Δλexから、エキシマ光のスペクトル線幅Δλと第１の半導体レーザシステム１６０のスペクトル線幅Δλ１との関係を示すテーブルデータ又は近似曲線を更新する。
　ステップＳ３２１の後、レーザ制御部１８は図７６のフローチャートを終了し、図７５のフローチャートに復帰する。
　図７５のステップＳ３１５又はステップＳ１１７の後、図７５のフローチャートを終了し、図７４のフローチャートに復帰する。また、図７５のステップＳ３１１の判定結果がＮｏ判定である場合、レーザ制御部１８はステップＳ３１２～ステップＳ３１７をスキップして、図７５のフローチャートを終了し、図７４のフローチャートに復帰する。
　１３．３　作用・効果
　実施形態５によれば、実施形態１と同様の効果が得られることに加え、エキシマ光のスペクトル線幅を一層高精度に制御することができる。
　１４．電子デバイスの製造方法
　図７７は、露光装置２０の構成例を概略的に示す図である。図７７において、露光装置２０は、照明光学系２４と投影光学系２５とを含む。照明光学系２４は、レーザシステム１から入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴのレチクルパターンを照明する。投影光学系２５は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置２０は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで半導体デバイスを製造することができる。レーザシステム１は、各実施形態で説明したレーザシステム１Ａ～１Ｃであってもよい。
　１５．外部装置の他の例
　外部装置の実施形態として、半導体製造に用いる露光装置２０の例を説明したが、外部装置はこの例に限定されることなく、例えば、以下のような外部装置の例がある。
　［１］被加工材料にレーザ光を照射して材料を加工するレーザ加工装置。
　［２］半導体材料にパルスレーザ光を照射することによって、レーザアニールするレーザアニール装置。
　［３］半導体材料にパルスレーザ光を照射することによって、レーザドーピングするレーザドーピング装置。
　［４］処理材料にレーザ光を照射して材料の表面を処理するレーザ照射処理装置。
　１６．その他
　上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。したがって、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
　本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、及び添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (20)

  1. 　第１のパルスレーザ光を出力する第１の半導体レーザシステムであって、
    　シングル縦モードで発振する第１の半導体レーザと、
    　前記第１の半導体レーザから出力される第１のレーザ光にチャーピングを発生させるように前記第１の半導体レーザに流す電流を制御する第１の電流制御器と、
    　前記第１のレーザ光をパルス増幅する第１の半導体光増幅器と、を含む前記第１の半導体レーザシステムと、
    　前記第１の半導体光増幅器によって増幅されて前記第１の半導体レーザシステムから出力された前記第１のパルスレーザ光を増幅する第１の増幅器と、
    　前記第１の増幅器によって増幅された第２のパルスレーザ光を紫外線の第３のパルスレーザ光に波長変換する波長変換システムと、
    　前記第３のパルスレーザ光を増幅するエキシマ増幅器と、
    　外部装置から指令された目標スペクトル線幅のエキシマレーザ光が得られるように、前記第１の半導体レーザシステムから出力される前記第１のパルスレーザ光のチャーピング量を制御する制御部と、
    　を備えるレーザシステム。
  2. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の半導体レーザは、分布帰還型半導体レーザである、
    レーザシステム。
  3. 　請求項２に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の電流制御器は、前記第１の半導体レーザに流す電流のＡＣ成分とＤＣ成分とを制御するように構成され、
    　前記制御部は、前記外部装置から指令された前記目標スペクトル線幅の前記エキシマレーザ光が得られるように、前記第１の電流制御器を介して前記第１の半導体レーザに流す電流の前記ＡＣ成分を制御する、
    レーザシステム。
  4. 　請求項３に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記第１のレーザ光の一部を受光することにより、前記第１のレーザ光のスペクトル線幅を検出する第１のスペクトルモニタを備え、
    　前記制御部は、前記第１のスペクトルモニタによって検出されたスペクトル線幅に基づいて、前記ＡＣ成分の電流制御パラメータの値を制御する、
    レーザシステム。
  5. 　請求項４に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記エキシマ増幅器によって増幅されたパルスレーザ光である前記エキシマレーザ光の一部を受光することにより、前記エキシマレーザ光のスペクトル線幅を検出するスペクトルモニタと、を備え、
    　前記制御部は、前記スペクトルモニタによって検出された前記エキシマレーザ光のスペクトル線幅に基づいて、前記ＡＣ成分の電流制御パラメータの値を制御する、
    レーザシステム。
  6. 　請求項３に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の半導体光増幅器に流す電流のパルス幅は、前記第１の半導体レーザに流す電流の前記ＡＣ成分の周期の１以上の整数倍である、
    レーザシステム。
  7. 　請求項３に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記外部装置から入力される発光トリガ信号に応じて、前記波長変換システムから出力された前記第３のパルスレーザ光が前記エキシマ増幅器に入射するタイミングで前記エキシマ増幅器を放電させる同期システムを備える、
    レーザシステム。
  8. 　請求項７に記載のレーザシステムであって、
    　前記同期システムは、前記発光トリガ信号と同期して、かつ、前記第１の半導体光増幅器に流れるパルス電流のタイミングと同期して、前記エキシマ増幅器の放電タイミングを制御する、
    レーザシステム。
  9. 　請求項２に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の電流制御器は、前記第１の半導体レーザに流すパルス電流を制御するように構成され、
    　前記制御部は、前記外部装置から指令された前記目標スペクトル線幅の前記エキシマレーザ光が得られるように、前記第１の電流制御器を介して前記第１の半導体レーザに流す前記パルス電流のパルス電流値を制御する、
    レーザシステム。
  10. 　請求項９に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の半導体光増幅器は、前記第１の半導体レーザから出力されたパルスレーザ光である前記第１のレーザ光の一部をパルス増幅するように構成され、
    　前記制御部は、前記第１の半導体光増幅器による増幅の開始タイミングと増幅パルスの時間幅のうち少なくとも１つを制御する、
    　レーザシステム。
  11. 　請求項９に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記第１の半導体光増幅器によって増幅された前記第１のパルスレーザ光の通過を制御する光シャッタと、
    　前記第１の半導体レーザ及び前記第１の半導体光増幅器の両方を動作させる基準クロック発生器と、
    　を備えるレーザシステム。
  12. 　請求項１１に記載のレーザシステムであって、
    　前記第１の半導体レーザと前記第１の半導体光増幅器とは、前記基準クロック発生器から出力される基準クロック信号に同期して、それぞれにパルス電流が流れるように構成されている、
    レーザシステム。
  13. 　請求項１１に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記外部装置から入力される発光トリガ信号に応じて、前記波長変換システムから出力された前記第３のパルスレーザ光が前記エキシマ増幅器に入射するタイミングで前記エキシマ増幅器を放電させる同期システムを備え、
    　前記同期システムは、前記発光トリガ信号の入力後、前記第１の半導体光増幅器に電流トリガ信号が入力されるタイミングに同期して、前記光シャッタの開閉タイミングと前記エキシマ増幅器の放電タイミングとを制御する、
    レーザシステム。
  14. 　請求項１３に記載のレーザシステムであって、
    　前記同期システムに用いられる基準クロック信号の周波数は、
    　前記発光トリガ信号の最大周波数以上である、
    レーザシステム。
  15. 　請求項１３に記載のレーザシステムであって、
    　前記同期システムに用いられる基準クロック信号の周波数は、
    　前記発光トリガ信号の最大周波数の１０倍以上である、
    レーザシステム。
  16. 　請求項１３に記載のレーザシステムであって、
    　前記同期システムに用いられる基準クロック信号の周波数は、
    　前記発光トリガ信号の最大周波数の１００倍以上である、
    レーザシステム。
  17. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　シングル縦モードで発振する第２の半導体レーザと、
    　前記第２の半導体レーザから出力される第２のレーザ光にチャーピングを発生させるように前記第２の半導体レーザに流す電流を制御する第２の電流制御器と、
    　前記第２のレーザ光をパルス増幅する第２の半導体光増幅器と、
    　を含む第２の半導体レーザシステムと、
    　前記第２の半導体レーザシステムから出力された第４のパルスレーザ光を増幅する第２の増幅器と、
    　前記第２の増幅器により増幅された第５のパルスレーザ光を増幅する固体増幅器と、
    　を備え、
    　前記固体増幅器により増幅された第６のパルスレーザ光が前記波長変換システムに入射される、
    レーザシステム。
  18. 　請求項１７に記載のレーザシステムであって、
    　前記波長変換システムは、非線形結晶を含み、前記第２のパルスレーザ光と第６のパルスレーザ光とから前記第３のパルスレーザ光を生成する、
    レーザシステム。
  19. 　請求項１に記載のレーザシステムであって、さらに、
    　前記第１の半導体レーザシステムは、
    　前記第１の半導体レーザと前記第１の半導体光増幅器との間の光路上に配置された第３の半導体光増幅器を含み、
    　前記制御部は、前記第１の半導体光増幅器に入射するレーザ光のスペクトル形状が中心波長に対して対称なスペクトル形状となるように前記第３の半導体光増幅器に流す電流を制御する、
    レーザシステム。
  20. 　電子デバイスの製造方法であって、
    　シングル縦モードで発振する第１の半導体レーザと、
    　前記第１の半導体レーザから出力される第１のレーザ光にチャーピングを発生させるように前記第１の半導体レーザに流す電流を制御する第１の電流制御器と、
    　前記第１のレーザ光をパルス増幅する第１の半導体光増幅器と、
    　を含む第１の半導体レーザシステムと、
    　前記第１の半導体光増幅器によって増幅されて前記第１の半導体レーザシステムから出力された第１のパルスレーザ光を増幅する第１の増幅器と、
    　前記第１の増幅器によって増幅された第２のパルスレーザ光を紫外線の第３のパルスレーザ光に波長変換する波長変換システムと、
    　前記第３のパルスレーザ光を増幅するエキシマ増幅器と、
    　外部装置から指令された目標スペクトル線幅のエキシマレーザ光が得られるように、前記第１の半導体レーザシステムから出力される前記第１のパルスレーザ光のチャーピング量を制御する制御部と、
    　を備えるレーザシステムによって前記エキシマレーザ光を生成し、
    　前記エキシマレーザ光を露光装置に出力し、
    　電子デバイスを製造するために、前記露光装置内で感光基板上に前記エキシマレーザ光を露光すること
    　を含む電子デバイスの製造方法。
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