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Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外域から可視域までの波長範囲内で単一波長のレーザ光を発生させる単一波長発振レーザを有するレーザ光発生部と、
前記レーザ光発生部によって発生されたレーザ光を複数回増幅する複数のファイバー光増幅器を有する光増幅器と、
前記増幅されたレーザ光を複数の非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換する波長変換部とを備え、
単一波長の紫外光を発生することを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記単一波長発振レーザは、前記発生させるレーザ光の発振波長を制御する発振波長制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記単一波長発振レーザから発生されるレーザ光を複数に分岐する光分岐手段をさらに備え、前記光増幅器は、前記光分岐手段から発生される複数の分岐光をそれぞれ増幅することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記光分岐手段は、前記単一波長発振レーザから発生されるレーザ光を複数に並列分岐するスプリッタを有するとともに、前記スプリッタの射出側には、互いに長さの異なるファイバーが設けられることを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記互いに長さの異なるファイバーは、その出力端における前記複数の分岐光の遅延間隔が略一定間隔となるようにその長さがそれぞれ定められることを特徴とする請求項４に記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記互いに長さの異なるファイバーは、前記遅延間隔が、前記スプリッタに入射するレーザ光の繰り返し周波数と前記スプリッタにより並列分岐される分岐光路数との積の逆数となるようにその長さがそれぞれ定められることを特徴とする請求項５に記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記光分岐手段は、時分割光分岐手段（Time Division Multiplexer）を有することを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記光増幅器はその出力端におけるファイバー出力端部のコアがテーパ状に広がって形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記光増幅器はその出力端におけるファイバー出力端部に前記増幅したレーザ光を透過する窓部材が設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記光増幅器は、エルビウム・ドープ・ファイバー光増幅器を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記光増幅器は、エルビウムおよびイットリビウムをともにドープしたファイバー光増幅器を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記単一波長発振レーザから発生されるレーザ光を複数に分岐する光分岐手段をさらに備え、前記光増幅器は、前記複数のファイバー光増幅器の１つと並列に設けられる光ファイバー増幅器を有し、該並列に設けられる複数のファイバー光増幅器によって前記光分岐手段から発生される複数の分岐光をそれぞれ増幅することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記光増幅器は、前記紫外光の出力、あるいは前記増幅した複数の分岐光の各出力を調整するために、前記並列に設けられる複数のファイバー光増幅器の各々の励起強度を制御するファイバー出力制御手段を有することを特徴とする請求項１２に記載のレーザ装置。
【請求項１４】
前記光増幅器は、前記増幅した複数の分岐光をそれぞれ出力する複数のファイバー出力端が１つに束ねられる、もしくは複数の出力群に分けられ、かつ出力群毎に束ねられることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のレーザ装置。
【請求項１５】
前記光増幅器は、前記複数のファイバー出力端の一部を束ねた第１の出力群と、前記第１の出力群を除いた残りのファイバー出力端を１つに束ねる、もしくは複数の出力群に略均等に分けて各々束ねた第２の出力群とを有することを特徴とする請求項１４に記載のレーザ装置。
【請求項１６】
前記光増幅器は、前記複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、前記出力群毎にそのファイバー出力端部に設けられ、前記増幅した各分岐光を透過する窓部材を有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載のレーザ装置。
【請求項１７】
前記光増幅器は、前記複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、前記波長変換部は前記出力群ごとに設けられることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１８】
前記波長変換部の入力側には、前記光増幅器から射出されるレーザ光を前記非線形光学結晶に集光して入射させる集光光学素子を有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項１９】
前記光増幅器は、前記増幅したレーザ光を出力する複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、前記集光光学素子は、前記出力群ごとに設けられることを特徴とする請求項１８に記載のレーザ装置。
【請求項２０】
前記集光光学素子は、前記光増幅器の出力群ごとに束ねられた出力端部を、それぞれの出力群ごとにレンズとすることにより設けることを特徴とする請求項１９に記載のレーザ装置。
【請求項２１】
前記集光光学素子は、前記増幅したレーザ光を出力する前記光増幅器の複数のファイバー出力端にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１８に記載のレーザ装置。
【請求項２２】
前記集光光学素子は、前記光増幅器の複数のファイバー出力端部をそれぞれレンズとすることにより設けることを特徴とする請求項２１に記載のレーザ装置。
【請求項２３】
前記レーザ光発生部は、波長が１．５μｍ付近の単一波長のレーザ光を発生し、
前記波長変換部は、前記光増幅器から出力される前記波長１．５μｍ付近の基本波を、８倍高調波又は１０倍高調波の紫外光として発生させることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項２４】
前記単一波長発振レーザは、１．５１μｍ〜１．５９μｍの範囲内に発振波長を持つＤＦＢ半導体レーザもしくはファイバーレーザであり、
前記波長変換部は、発生波長が１８９ｎｍ〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波を発生することを特徴とする請求項２３に記載のレーザ装置。
【請求項２５】
前記単一波長発振レーザは、１．５４４μｍ〜１．５５２μｍの範囲内に発振波長を持つレーザ光を発生し、
前記波長変換部は、発生波長がＡｒＦエキシマレーザの発振波長と略同一波長である１９３ｎｍ〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波を発生することを特徴とする請求項２３又は２４に記載のレーザ装置。
【請求項２６】
前記波長変換部は、前記基本波と、前記基本波の７倍高調波とから、和周波発生により前記基本波の８倍高調波を発生する第１の非線形光学結晶を有することを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項２７】
前記波長変換部は、
前記基本波から２次高調波発生により２倍高調波を発生する第２の非線形光学結晶と、
前記基本波と前記２倍高調波とから和周波発生により前記基本波の３倍高調波を発生する第３の非線形光学結晶と、
前記２倍高調波の２次高調波発生により前記基本波の４倍高調波を発生する第４の非線形光学結晶と、
前記基本波の３倍高調波と前記基本波の４倍高調波とから和周波発生により前記基本波の７倍高調波を発生する第５の非線形光学結晶とを有することを特徴とする請求項２６に記載のレーザ装置。
【請求項２８】
前記第１〜第４の非線形光学結晶はＬｉＢ_３Ｏ_５（ＬＢＯ）結晶であり、
前記第５の非線形光学結晶はβ−ＢａＢ_２Ｏ_４（ＢＢＯ）結晶もしくはＣｓＬｉＢ_６Ｏ_１０（ＣＬＢＯ）結晶であることを特徴とする請求項２７に記載のレーザ装置。
【請求項２９】
前記単一波長発振レーザは、１．５１μｍ〜１．５９μｍの範囲内に発振波長を持つＤＦＢ半導体レーザもしくはファイバーレーザであり、
前記波長変換部は、発生波長が１５１ｎｍ〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波を発生することを特徴とする請求項２３に記載のレーザ装置。
【請求項３０】
前記単一波長発振レーザは、１．５７μｍ〜１．５８μｍの範囲内に発振波長を持つレーザ光を発生し、
前記波長変換部は、発生波長がＦ_２レーザの発振波長と略同一波長である１５７ｎｍ〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波を発生することを特徴とする請求項２３又は２９に記載のレーザ装置。
【請求項３１】
前記レーザ光発生部は、波長が１．１μｍ付近の単一波長のレーザ光を発生し、
前記波長変換部は、前記光増幅器から出力される前記波長１．１μｍ付近の基本波を、７倍高調波の紫外光として発生させることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項３２】
前記単一波長発振レーザは、１．０３μｍ〜１．１２μｍの範囲内に発振波長を持つＤＦＢ半導体レーザもしくはファイバーレーザであり、
前記波長変換部は、発生波長が１４７ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波を発生することを特徴とする請求項３１に記載のレーザ装置。
【請求項３３】
前記単一波長発振レーザは、１．０９９μｍ〜１．１０６μｍの範囲内に発振波長を持つレーザ光を発生し、
前記波長変換部は、発生波長がＦ_２レーザの発振波長と略同一波長である１５７ｎｍ〜１５８ｎｍの範囲内の７倍高調波を発生することを特徴とする請求項３１又は３２に記載のレーザ装置。
【請求項３４】
前記単一波長発振レーザは、イットリビウム・ドープ・ファイバーレーザであることを特徴とする請求項３１〜３３のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか一項に記載されるレーザ装置と、
前記レーザ装置から射出される紫外光の照射によって基板上にパターン像を形成する露光本体部とを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項３６】
前記露光本体部は、前記レーザ装置から射出される紫外光をマスク上に照射する照明光学系と、前記紫外光が照射されるマスクのパターン像を前記基板上に投影する投影光学系とを含むことを特徴とする請求項３５に記載の露光装置。
【請求項３７】
前記光増幅器は、前記増幅したレーザ光を出力する複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、
前記複数の出力群の少なくとも１つに対応して出力される紫外光を、前記露光装置のアライメント用光源として用いることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の露光装置。
【請求項３８】
前記露光本体部は、前記パターン像を基板上に投影する投影光学系と、前記レーザ装置から射出される紫外光を、前記投影光学系の物体面側又は像面側に配置されるマークパターンに照射するパターン検出系とを含むことを特徴とする請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項３９】
紫外光を用いて基板上にパターン像を転写する露光装置において、
単一波長のレーザ光を射出するレーザ光発生部と、前記レーザ光を増幅する第１のファイバー光増幅器と、前記増幅されたレーザ光を複数に分岐する光分岐手段と、前記複数の分岐光をそれぞれ増幅する第２のファイバー光増幅器と、前記第２のファイバー光増幅器から射出されるレーザ光を紫外光に変換する波長変換部とを有するレーザ装置と、
前記紫外光の照射によって前記基板上にパターン像を形成する露光本体部と、
前記レーザ装置から射出される紫外光を前記露光本体部に伝送する伝送光学系とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項４０】
前記レーザ光発生部は赤外光又は可視光を射出し、前記波長変換部は、前記赤外光又は可視光を、波長が２００ｎｍ以下の紫外光に変換することを特徴とする請求項３９に記載の露光装置。
【請求項４１】
前記レーザ装置は前記複数の分岐光の可干渉性を低減する光学手段を有することを特徴とする請求項３９又は４０に記載の露光装置。
【請求項４２】
連続光を発生する光源と、
前記連続光をパルス光に変換する光変調器と、
前記パルス光を増幅する第１ファイバー光増幅器と、
前記増幅されたパルス光を増幅する第２ファイバー光増幅器と、
前記第２ファイバー光増幅器で増幅されたパルス光を紫外光に変換する波長変換部とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
【請求項４３】
前記第１及び第２ファイバー光増幅器の少なくとも一方の入射側に光分岐手段を更に備え、前記光分岐手段で複数に分割されるパルス光がその後段に配置されるファイバー光増幅器に入射することを特徴とする請求項４２に記載のレーザ装置。
【請求項４４】
前記分割された複数のパルス光をそれぞれ遅延させて前記光分岐手段の後段に配置されるファイバー光増幅器に入射させる遅延手段を更に備えたことを特徴とする請求項４３に記載のレーザ装置。
【請求項４５】
前記第２ファイバー光増幅器は大モード径ファイバーであることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項４６】
前記第１及び第２ファイバー光増幅器はそれぞれ石英ファイバー、シリケイト系ファイバー、及びフッ化物系ファイバーのいずれか１つであることを特徴とする請求項４２〜４５のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項４７】
前記連続光は赤外光、又は可視光であり、前記紫外光はその波長が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４２〜４６のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項４８】
前記第２ファイバー光増幅器はＺＢＬＡＮファイバーであることを特徴とする請求項４７に記載のレーザ装置。
【請求項４９】
前記第１及び第２ファイバー光増幅器の間に配置される少なくとも１つの第３ファイバー光増幅器を更に備えたことを特徴とする請求項４２〜４８のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項５０】
請求項４２〜４９のいずれか一項に記載されたレーザ装置と、前記レーザ装置からパルス発振される紫外光をマスクに照射する照明光学系と、前記紫外光の発振、強度、及び波長の少なくとも１つを調整する調整装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項５１】
前記調整装置は、前記光変調器に印加する制御パルスの発振と大きさとを制御する第１制御器を有することを特徴とする請求項５０に記載の露光装置。
【請求項５２】
前記調整装置は、前記第１及び第２ファイバー光増幅器の少なくとも一方の利得を制御する第２制御器を有することを特徴とする請求項５０又は５１に記載の露光装置。
【請求項５３】
前記調整装置は、前記光源の温度を制御する第３制御器を有することを特徴とする請求項５０〜５２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５４】
前記マスクに形成されたマークを検出するアライメント系と、前記パルス発振される紫外光の少なくとも一部を前記アライメント系に導く伝送系とを更に備えたことを特徴とする請求項５０〜５３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５５】
前記伝送系は、前記パルス発振される紫外光を前記照明光学系と前記アライメント系とにそれぞれ導く第１及び第２ファイバーを有することを特徴とする請求項５４に記載の露光装置。
【請求項５６】
前記レーザ装置は前記波長変換部を複数有し、前記複数の波長変換部のうち第１波長変換部は、前記第２ファイバー光増幅器と前記第１ファイバーとの間、又は前記第１ファイバーと前記照明光学系との間に設けられることを特徴とする請求項５５に記載の露光装置。
【請求項５７】
前記第１波長変換部は、前記第１ファイバーと前記照明光学系との間に設けられ、かつ前記照明光学系の少なくとも一部と一体に保持されることを特徴とする請求項５６に記載の露光装置。
【請求項５８】
前記複数の波長変換部のうち第２波長変換部は、前記第２ファイバー光増幅器と前記第２ファイバーとの間、又は前記第２ファイバーと前記アライメント系との間に設けられることを特徴とする請求項５６又は５７に記載の露光装置。
【請求項５９】
前記第２波長変換部は、前記第２ファイバーと前記アライメント系との間に設けられ、かつ前記アライメント系の少なくとも一部と一体に保持されることを特徴とする請求項５８に記載の露光装置。
【請求項６０】
前記マスクに形成されたパターンの少なくとも一部を基板上に投影する投影光学系と、前記パターンの全体を前記基板上に走査露光するために、前記投影光学系の投影倍率にほぼ応じた速度比で前記マスクと前記基板とを同期移動する駆動装置とを更に備えたことを特徴とする請求項５０〜５９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６１】
光源から射出される連続光をパルス光に変換するとともに、前記パルス光を複数のファイバー光増幅器で複数回増幅し、該増幅されたパルス光を紫外光に波長変換し、前記紫外光をマスクに照射するとともに、前記マスクを介して前記紫外光で基板を露光することを特徴とする露光方法。
【請求項６２】
前記連続光はその波長が赤外域、又は可視域であり、前記紫外光はその波長が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６１に記載の露光方法。
【請求項６３】
前記基板の露光に先立ち、前記紫外光の少なくとも一部を前記マスク上のマークに照射して、該マークの位置情報を検出することを特徴とする請求項６２に記載の露光方法。
【請求項６４】
前記光源の温度を調整して、前記紫外光の波長を制御することを特徴とする請求項６２又は６３に記載の露光方法。
【請求項６５】
前記連続光を前記パルス光に変換する光変調器と、前記複数のファイバー光増幅器との少なくとも１つを制御して、前記紫外光の強度を調整することを特徴とする請求項６２〜６４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項６６】
前記光変調器から発生される前記パルス光の繰り返し周波数を制御して、前記紫外光の発振間隔を調整することを特徴とする請求項６５に記載の露光方法。
【請求項６７】
前記光変調器と前記複数のファイバー光増幅器の１つとの間に配置され、前記パルス光を複数に時分割する時分割光分岐手段を制御して、前記紫外光の発振間隔を調整することを特徴とする請求項６５又は６６に記載の露光方法。
【請求項６８】
請求項６１〜６７のいずれか一項に記載された露光方法を用いて、前記基板上にデバイスパターンを転写する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項６９】
前記光変調器は、前記光源をその電流制御によってパルス発振させるとともに、前記光源から発振されるパルス光のパルス幅を光変調素子で小さくすることを特徴とする請求項４２〜４９のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項７０】
前記第２ファイバー光増幅器から出力されるパルス光の出力変動を補償するように、前記光源と前記光変調器との少なくとも一方を制御する制御装置を更に備えることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項７１】
前記調整装置は、前記光源をパルス発振させるために、前記光源の電流制御を行うことを特徴とする請求項５０〜６０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７２】
前記レーザ光発生部は、１．５１〜１．５９μｍの範囲内で単一波長のレーザ光をパルス発振することを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項７３】
前記紫外光はその波長が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７２に記載のレーザ装置。
【請求項７４】
前記波長変換部はＮＣＰＭ（Non-Critical Phase Matching）で使用される非線形光学結晶を含むことを特徴とする請求項７２又は７３に記載のレーザ装置。
【請求項７５】
前記波長変換部は温度制御される非線形光学結晶を含むことを特徴とする請求項７２又は７３に記載のレーザ装置。
【請求項７６】
前記非線形光学結晶はその温度制御によって位相整合角が調整されることを特徴とする請求項７５に記載のレーザ装置。
【請求項７７】
前記複数の非線形光学結晶のうち光学的に最も下流に配置される非線形光学結晶の位相整合角が調整されることを特徴とする請求項７６に記載のレーザ装置。
【請求項７８】
前記単一波長発振レーザと前記波長変換部との間における光の波長幅の広がりを抑制する光学装置を更に備えることを特徴とする請求項７２〜７７のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項７９】
前記光学装置はその少なくとも一部が前記単一波長発振レーザと前記波長変換部との間に配置されることを特徴とする請求項７８に記載のレーザ装置。
【請求項８０】
前記光学装置の少なくとも一部は前記複数のファイバー光増幅器の間に配置されることを特徴とする請求項７９に記載のレーザ装置。
【請求項８１】
前記光学装置は狭帯域フィルタ及びアイソレータの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７８〜８０のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８２】
前記光学装置は、前記光増幅器のファイバー光増幅器のファイバー長の短縮により、そのファイバー光増幅器の非線形効果による前記波長幅の広がりを抑制することを特徴とする請求項７８〜８１のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８３】
前記複数のファイバー光増幅器のうち光学的に最も下流に配置されるファイバー光増幅器のファイバー長が短縮されることを特徴とする請求項８２に記載のレーザ装置。
【請求項８４】
前記光増幅器はその少なくとも一部がユニットとして交換可能であることを特徴とする請求項７２〜８３のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８５】
前記レーザ光発生部は、前記単一波長発振レーザからパルス発振されるレーザ光のパルス幅を狭める光変調器を含むことを特徴とする請求項７２〜８４のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８６】
前記レーザ光発生部は、前記単一波長発振レーザから発生される連続光をパルス光に変換する光変調器を含むことを特徴とする請求項７２〜８４のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８７】
前記紫外光は、波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内の８倍高調波、又は波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内の１０倍高調波であることを特徴とする請求項７２〜８６のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８８】
前記波長変換部は、前記増幅されたレーザ光を基本波とし、該基本波とその７倍高調波とから８倍高調波を生成して前記紫外光として発生することを特徴とする請求項７２〜８７のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項８９】
前記レーザ光発生部と前記光増幅器との少なくとも一方に接続され、前記紫外光の発振特性を調整する調整装置を更に備えることを特徴とする請求項７２〜８８のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項９０】
前記発振特性は、前記紫外光の強度、中心波長、波長幅、及び発振間隔の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８９に記載のレーザ装置。
【請求項９１】
前記発振特性は、前記紫外光と、前記紫外光と波長が異なる光との少なくとも一方の検出によって得られる情報に基づいて調整されることを特徴とする請求項８９又は９０に記載のレーザ装置。
【請求項９２】
請求項７２〜９１のいずれか一項に記載のレーザ装置と、
前記レーザ装置から発生される紫外光と物体に導く光学系とを備え、
前記光学系を介して前記紫外光を前記物体に照射することを特徴とする光照射装置。
【請求項９３】
前記紫外光の照射によって、前記物体上のパターンの検出、前記物体の加工、あるいは前記物体へのパターン像の形成を行うことを特徴とする請求項９２に記載の光照射装置。
【請求項９４】
前記物体は、デバイス製造工程で使用される基板であることを特徴とする請求項９２又は９３に記載の光照射装置。
【請求項９５】
請求項７２〜９１のいずれか一項に記載のレーザ装置から紫外光を発生させるとともに、前記レーザ装置に接続される光学系を介して、前記紫外光を物体に照射することを特徴とする光照射方法。
【請求項９６】
前記紫外光の照射によって、前記物体上のパターンの検出、前記物体の加工、あるいは前記物体へのパターン像の形成を行うことを特徴とする請求項９５に記載の光照射方法。
【請求項９７】
前記物体は、デバイス製造工程で使用される基板であることを特徴とする請求項９５又は９６に記載の光照射方法。 [Claims]
[Claim 1]
A laser light generator having a single wavelength oscillating laser that generates a single wavelength laser light in the wavelength range from the infrared region to the visible region,
An optical amplifier having a plurality of fiber optical amplifiers that amplify the laser light generated by the laser light generating unit a plurality of times, and
It is provided with a wavelength conversion unit that converts the amplified laser light into ultraviolet light using a plurality of nonlinear optical crystals.
A laser device characterized by generating ultraviolet light of a single wavelength.
2.
The laser apparatus according to claim 1, wherein the single-wavelength oscillating laser includes an oscillating wavelength controlling means for controlling the oscillating wavelength of the generated laser light.
3.
The optical amplifier further includes an optical branching means for branching the laser beam generated from the single wavelength oscillating laser into a plurality of branches, and the optical amplifier is characterized in that each of the plurality of branched lights generated from the optical branching means is amplified. The laser apparatus according to claim 1 or 2.
4.
Said light branching means, said single-wavelength laser beam that will be generated from the oscillation laser and has a splitter for parallel branches in a plurality, on the exit side of the splitter, characterized in that the different fiber lengths are provided from one another The laser device according to claim 3.
5.
The laser device according to claim 4, wherein the lengths of the fibers having different lengths are determined so that the delay intervals of the plurality of branched lights at the output ends are substantially constant.
6.
The lengths different fibers from each other, the delay interval is determined so that its length becomes the reciprocal of the product of branched light path number and which is parallel branches by the repetition frequency of the laser beam incident on the splitter splitter respectively The laser apparatus according to claim 5, wherein the laser apparatus is used.
7.
The laser apparatus according to claim 3, wherein the optical branching means includes a time division multiplexer.
8.
The laser apparatus according to any one of claims 1 to 7 wherein the optical amplifier is the core of the fiber output end at its output end, characterized in Rukoto formed spreads in a tapered shape.
9.
The laser apparatus according to the optical amplifier any one of claims 1 to 8, wherein Rukoto provided a window member for transmitting the laser light the amplified fiber output end at its output.
10.
The laser apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the optical amplifier includes an erbium-doped fiber optical amplifier.
11.
The laser apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the optical amplifier includes a fiber optical amplifier doped with both erbium and itribium.
12.
Further provided with an optical branching means for branching the laser beam generated from the single wavelength oscillating laser into a plurality of lasers, the optical amplifier has an optical fiber amplifier provided in parallel with one of the plurality of fiber optical amplifiers, and the parallel the laser apparatus according to any one of claims 1 to 11, characterized that you amplify each a plurality of branch light generated from the light branching means through a plurality of fiber optical amplifiers provided.
13.
The optical amplifier is a fiber output control means for controlling the excitation intensity of each of the plurality of fiber optical amplifiers provided in parallel in order to adjust the output of the ultraviolet light or the output of each of the plurality of amplified branch lights. 12. The laser apparatus according to claim 12.
14.
The optical amplifier, the plurality of fiber output ends for outputting amplified multiple branched light, respectively are bundled into one or divided into a plurality of output groups, and characterized by Rukoto bundled for each output group The laser apparatus according to claim 12 or 13.
15.
The optical amplifier bundles a first output group in which a part of the plurality of fiber output ends is bundled and the remaining fiber output ends excluding the first output group into one, or is combined into a plurality of output groups. The laser apparatus according to claim 14, further comprising a second output group that is substantially evenly divided and bundled with each other.
16.
In the optical amplifier, the plurality of fiber output ends are divided into a plurality of output groups and bundled , and each output group is provided at the fiber output end portion to provide a window member that transmits each of the amplified branch lights. the laser apparatus of claim 14 or 15, characterized in that it has.
17.
The optical amplifier, the plurality of fiber output ends are bundled respectively divided into a plurality of output groups, it claims 14 to 16 wherein the wavelength converter is characterized by Rukoto provided for each of said output group The laser apparatus according to one item.
18.
Any of claims 1 to 17, wherein the input side of the wavelength conversion unit has a condensing optical element that condenses and incidents laser light emitted from the optical amplifier onto the nonlinear optical crystal. The laser apparatus according to one item.
19.
The optical amplifier includes a plurality of fiber output ends for outputting a laser beam said amplification are bundled each divided into a plurality of output groups, the light converging optical element includes a characterized Rukoto provided for each of said output group 18. The laser apparatus according to claim 18.
20.
The laser device according to claim 19, wherein the condensing optical element is provided by forming an output end bundled for each output group of the optical amplifier as a lens for each output group.
21.
The light converging optical element is a laser device according to claim 18, characterized in Rukoto provided on each of the plurality of fibers output of the optical amplifier for outputting a laser light the amplification.
22.
The laser device according to claim 21, wherein the condensing optical element is provided by forming each of a plurality of fiber output ends of the optical amplifier as a lens.
23.
The laser light generator generates a single wavelength laser light having a wavelength of about 1.5 μm.
The wavelength conversion unit according to claim 1 to 22, wherein the fundamental wave having a wavelength of about 1.5 μm output from the optical amplifier is generated as ultraviolet light having an 8th harmonic or a 10th harmonic. The laser apparatus according to any one item.
24.
The single wavelength oscillating laser is a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillating wavelength in the range of 1.51 μm to 1.59 μm.
The laser device according to claim 23, wherein the wavelength conversion unit generates 8th harmonics having a wavelength in the range of 189 nm to 199 nm.
25.
The single wavelength oscillating laser generates laser light having an oscillating wavelength in the range of 1.544 μm to 1.552 μm.
The laser apparatus according to claim 23 or 24, wherein the wavelength conversion unit generates 8th harmonics in the range of 193 nm to 194 nm, which is substantially the same wavelength as the oscillation wavelength of the ArF excimer laser. ..
26.
The wavelength conversion unit is characterized by having a first nonlinear optical crystal that generates an 8th harmonic of the fundamental wave by generating a sum frequency from the fundamental wave and a 7th harmonic of the fundamental wave. The laser apparatus according to any one of claims 23 to 25.
27.
The wavelength conversion unit
A second nonlinear optical crystal that generates a second harmonic from the fundamental wave by generating a second harmonic,
A third nonlinear optical crystal that generates a third harmonic of the fundamental wave by generating a sum frequency from the fundamental wave and the second harmonic.
A fourth nonlinear optical crystal that generates a fourth harmonic of the fundamental wave by generating a second harmonic of the second harmonic, and
The claim is characterized by having a fifth nonlinear optical crystal that generates a 7th harmonic of the fundamental wave by generating a sum frequency from the 3rd harmonic of the fundamental wave and the 4th harmonic of the fundamental wave. 26. The laser apparatus.
28.
The first to fourth nonlinear optical crystals are LiB ₃ O ₅ (LBO) crystals.
The laser apparatus according to claim 27, wherein the fifth nonlinear optical crystal is a β-BaB ₂ O ₄ (BBO) crystal or a CsLiB ₆ O _{10 (CLBO) crystal.}
29.
The single wavelength oscillating laser is a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillating wavelength in the range of 1.51 μm to 1.59 μm.
The laser apparatus according to claim 23, wherein the wavelength conversion unit generates 10th harmonics having a wavelength in the range of 151 nm to 159 nm.
30.
The single wavelength oscillating laser generates laser light having an oscillating wavelength in the range of 1.57 μm to 1.58 μm.
The wavelength conversion unit, a laser device according to claim 23 or 29, characterized in that an oscillation wavelength generates a 10 harmonic in the range of 157nm~158nm is substantially the same wavelength as the oscillation wavelength of F ₂ laser ..
31.
The laser light generator generates a single wavelength laser light having a wavelength of about 1.1 μm.
The invention according to any one of claims 1 to 22, wherein the wavelength conversion unit generates a fundamental wave having a wavelength of about 1.1 μm output from the optical amplifier as ultraviolet light having a 7th harmonic. The laser device described.
32.
The single wavelength oscillating laser is a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillating wavelength in the range of 1.03 μm to 1.12 μm.
The laser device according to claim 31, wherein the wavelength conversion unit generates 7th harmonics having a wavelength in the range of 147 nm to 160 nm.
33.
The single wavelength oscillating laser generates laser light having an oscillating wavelength in the range of 1.099 μm to 1.106 μm.
The wavelength conversion unit, a laser device according to claim 31 or 32 generated wavelength is characterized in that to generate the 7 harmonic in the range of 157nm~158nm is substantially the same wavelength as the oscillation wavelength of F ₂ laser ..
34.
The laser apparatus according to any one of claims 31 to 33, wherein the single wavelength oscillating laser is an itribium-doped fiber laser.
35.
The laser apparatus according to any one of claims 1 to 34 ,
Exposure apparatus according to claim Rukoto a exposure main portion forming a pattern image on a substrate by irradiation of ultraviolet light emitted from the laser device.
36.
The exposure body portion includes an illumination optical system for irradiating the ultraviolet light emitted from said laser device on the mask, a projection optical system for the ultraviolet light to project a pattern image of the mask to be irradiated onto the substrate The exposure apparatus according to claim 35.
37.
In the optical amplifier , a plurality of fiber output ends that output the amplified laser beam are divided into a plurality of output groups and bundled with each other.
The exposure apparatus according to claim 35 or 36, wherein the ultraviolet light output corresponding to at least one of the plurality of output groups is used as an alignment light source of the exposure apparatus.
38.
The exposure main body has a projection optical system that projects the pattern image onto a substrate and a mark pattern that emits ultraviolet light emitted from the laser device on the object surface side or the image surface side of the projection optical system. The exposure apparatus according to any one of claims 35 to 37, which includes a pattern detection system for irradiating.
39.
In an exposure apparatus that transfers a pattern image onto a substrate using ultraviolet light,
A laser beam generator that emits a laser beam of a single wavelength, a first fiber optical amplifier that amplifies the laser beam, an optical branching means that splits the amplified laser beam into a plurality of branches, and the plurality of branched lights. A laser device having a second fiber optical amplifier that amplifies each of the above, and a wavelength conversion unit that converts the laser light emitted from the second fiber optical amplifier into ultraviolet light .
An exposure main body that forms a pattern image on the substrate by irradiation with ultraviolet light,
An exposure apparatus including a transmission optical system that transmits ultraviolet light emitted from the laser apparatus to the exposure main body portion.
40.
The laser beam generating unit emits a infrared light or visible light, the wavelength converting portion, the infrared light or visible light, to claim 39 having a wavelength and converting the following ultraviolet light 200nm The exposure apparatus according to the description.
41.
The exposure apparatus according to claim 39 or 40, wherein the laser apparatus has an optical means for reducing the coherence of the plurality of branched lights.
42.
A light source that generates continuous light and
An optical modulator that converts continuous light into pulsed light,
A first fiber optical amplifier that amplifies the pulsed light,
A second fiber optical amplifier that amplifies the amplified pulsed light,
A laser apparatus including a wavelength conversion unit that converts pulsed light amplified by the second fiber optical amplifier into ultraviolet light.
43.
An optical branching means is further provided on at least one incident side of the first and second fiber optical amplifiers, and pulsed light divided into a plurality of light by the optical branching means is incident on a fiber optical amplifier arranged in a subsequent stage. The laser apparatus according to claim 42.
44.
The laser apparatus according to claim 43, further comprising a delay means for delaying each of the divided plurality of pulsed lights and causing them to enter a fiber optical amplifier arranged after the optical branching means.
45.
The laser apparatus according to any one of claims 42 to 44, wherein the second fiber optical amplifier is a large mode diameter fiber.
46.
The laser apparatus according to any one of claims 42 to 45, wherein the first and second fiber optical amplifiers are any one of a quartz fiber, a silicate-based fiber, and a fluoride-based fiber, respectively. ..
47.
The laser apparatus according to any one of claims 42 to 46, wherein the continuous light is infrared light or visible light, and the ultraviolet light has a wavelength of 200 nm or less.
48.
The laser apparatus according to claim 47, wherein the second fiber optical amplifier is a ZBLAN fiber.
49.
The laser apparatus according to any one of claims 42 to 48, further comprising at least one third fiber optical amplifier arranged between the first and second fiber optical amplifiers.
50.
A laser device according to any one of claims 42 to 49, an illuminating optical system for irradiating a mask with ultraviolet light pulsed from the laser device, the oscillation of the ultraviolet light intensity, and at least the wavelength An exposure apparatus including an adjusting device for adjusting one.
51.
The exposure apparatus according to claim 50, wherein the adjusting apparatus includes a first controller that controls oscillation and magnitude of a control pulse applied to the optical modulator.
52.
The exposure apparatus according to claim 50 or 51, wherein the adjusting device includes a second controller that controls the gain of at least one of the first and second fiber optical amplifiers.
53.
The exposure device according to any one of claims 50 to 52, wherein the adjusting device includes a third controller that controls the temperature of the light source.
54.
Any of claims 50 to 53, further comprising an alignment system for detecting a mark formed on the mask and a transmission system for guiding at least a part of the pulse-oscillated ultraviolet light to the alignment system. The exposure apparatus according to item 1.
55.
The exposure apparatus according to claim 54, wherein the transmission system has first and second fibers that guide the pulse-oscillated ultraviolet light to the illumination optical system and the alignment system, respectively.
56.
The laser device has a plurality of wavelength conversion units, and the first wavelength conversion unit among the plurality of wavelength conversion units is between the second fiber optical amplifier and the first fiber, or between the first fiber and the first fiber. The exposure apparatus according to claim 55, wherein the exposure apparatus is provided between the illumination optical system and the illumination optical system.
57.
The 56th aspect of the present invention, wherein the first wavelength conversion unit is provided between the first fiber and the illumination optical system, and is held integrally with at least a part of the illumination optical system. Exposure device.
58.
Among the plurality of wavelength conversion units, the second wavelength conversion unit is provided between the second fiber optical amplifier and the second fiber, or between the second fiber and the alignment system. The exposure apparatus according to claim 56 or 57.
59.
The exposure apparatus according to claim 58, wherein the second wavelength conversion unit is provided between the second fiber and the alignment system, and is held integrally with at least a part of the alignment system. ..
60.
A projection optical system that projects at least a part of the pattern formed on the mask onto a substrate, and a speed ratio substantially corresponding to the projection magnification of the projection optical system in order to scan-expose the entire pattern onto the substrate. The exposure apparatus according to any one of claims 50 to 59, further comprising a driving device for synchronously moving the mask and the substrate.
61.
The continuous light emitted from the light source is converted into pulsed light, the pulsed light is amplified multiple times by a plurality of fiber optical amplifiers, the amplified pulsed light is wavelength-converted into ultraviolet light, and the ultraviolet light is used as a mask. An exposure method characterized by irradiating and exposing a substrate with the ultraviolet light through the mask.
62.
The continuous light is infrared region that wavelength or a visible range, the ultraviolet light exposure method according to claim 61 in which the wavelength is characterized in der Rukoto below 200 nm.
63.
The exposure method according to claim 62, wherein at least a part of the ultraviolet light is applied to the mark on the mask to detect the position information of the mark prior to the exposure of the substrate.
64.
The exposure method according to claim 62 or 63, wherein the temperature of the light source is adjusted to control the wavelength of the ultraviolet light.
65.
62 to 64, wherein the intensity of the ultraviolet light is adjusted by controlling at least one of the light modulator that converts the continuous light into the pulsed light and the plurality of fiber optical amplifiers. The exposure method according to any one item.
66.
The exposure method according to claim 65, wherein the repetition frequency of the pulsed light generated from the light modulator is controlled to adjust the oscillation interval of the ultraviolet light.
67.
A time-division optical branching means that is arranged between the light modulator and one of the plurality of fiber optical amplifiers and divides the pulsed light into a plurality of times is controlled to adjust the oscillation interval of the ultraviolet light. The exposure method according to claim 65 or 66.
68.
Using the exposure method according to any one of claims 61 to 6 7, device manufacturing method characterized by comprising the step of transferring a device pattern on the substrate.
69.
The optical modulator, as well is pulsed by the current control the light source, any one of claims 42-4 10, wherein the reducing the pulse width of the pulse beam emitted from the light source in the light modulation element The laser apparatus according to one item.
70.
42 to 44, further comprising a control device that controls at least one of the light source and the light modulator so as to compensate for output fluctuations of pulsed light output from the second fiber optical amplifier. The laser apparatus according to any one of the above.
71.
The exposure apparatus according to any one of claims 50 to 60, wherein the adjusting device controls a current of the light source in order to oscillate the light source in a pulsed manner.
72.
The laser device according to any one of claims 1 to 22, wherein the laser light generating unit pulse-oscillates a laser light having a single wavelength within a range of 1.51 to 1.59 μm.
73.
The laser device according to claim 72, wherein the ultraviolet light has a wavelength of 200 nm or less.
74.
The laser apparatus according to claim 72 or 73, wherein the wavelength conversion unit includes a nonlinear optical crystal used in NCPM (Non-Critical Phase Matching).
75.
The laser apparatus according to claim 72 or 73, wherein the wavelength conversion unit includes a temperature-controlled nonlinear optical crystal.
76.
The laser apparatus according to claim 75, wherein the non-linear optical crystal has a phase matching angle adjusted by its temperature control.
77.
The laser apparatus according to claim 76, wherein the phase matching angle of the nonlinear optical crystal optically located at the downstreammost position among the plurality of nonlinear optical crystals is adjusted.
78.
The laser device according to any one of claims 72 to 77, further comprising an optical device that suppresses the spread of the wavelength width of light between the single wavelength oscillating laser and the wavelength conversion unit.
79.
The laser device according to claim 78, wherein at least a part of the optical device is arranged between the single wavelength oscillating laser and the wavelength conversion unit.
80.
The laser apparatus according to claim 79, wherein at least a part of the optical apparatus is arranged between the plurality of fiber optical amplifiers.
81.
The laser device according to any one of claims 78 to 80, wherein the optical device includes at least one of a narrow band filter and an isolator.
82.
One of claims 78 to 81, wherein the optical device suppresses the spread of the wavelength width due to the non-linear effect of the fiber optical amplifier by shortening the fiber length of the fiber optical amplifier of the optical amplifier. The laser apparatus according to.
83.
The laser apparatus according to claim 82, wherein the fiber length of the fiber optical amplifier arranged optically most downstream among the plurality of fiber optical amplifiers is shortened.
84.
The laser apparatus according to any one of claims 72 to 83, wherein at least a part of the optical amplifier is replaceable as a unit.
85.
The laser apparatus according to any one of claims 72 to 84, wherein the laser light generating unit includes an optical modulator that narrows the pulse width of the laser light pulse-oscillated from the single-wavelength oscillating laser. ..
86.
The laser apparatus according to any one of claims 72 to 84, wherein the laser light generating unit includes an optical modulator that converts continuous light generated from the single wavelength oscillating laser into pulsed light. ..
87.
The ultraviolet light is any one of claims 72 to 86, characterized in that the ultraviolet light is an 8th harmonic in the wavelength range of 189 to 199 nm or a 10th harmonic in the wavelength range of 151 to 159 nm. The laser apparatus according to.
88.
The wavelength conversion unit uses the amplified laser light as a fundamental wave, generates an 8th harmonic from the fundamental wave and its 7th harmonic, and generates it as the ultraviolet light 72. 8. The laser apparatus according to any one of 87.
89.
The laser according to any one of claims 72 to 88, further comprising an adjusting device that is connected to at least one of the laser light generating unit and the optical amplifier and that adjusts the oscillation characteristics of the ultraviolet light. apparatus.
90.
The laser apparatus according to claim 89, wherein the oscillation characteristic includes at least one of the intensity of the ultraviolet light, the center wavelength, the wavelength width, and the oscillation interval.
91.
The laser apparatus according to claim 89 or 90, wherein the oscillation characteristic is adjusted based on information obtained by detecting at least one of the ultraviolet light and light having a wavelength different from that of the ultraviolet light.
92.
The laser apparatus according to any one of claims 72 to 91,
It is equipped with ultraviolet light generated from the laser device and an optical system that guides it to an object.
A light irradiating device for irradiating the object with the ultraviolet light via the optical system.
93.
The light irradiation apparatus according to claim 92, wherein the irradiation of ultraviolet light is used to detect a pattern on the object, process the object, or form a pattern image on the object.
94.
The light irradiation device according to claim 92 or 93, wherein the object is a substrate used in a device manufacturing process.
95.
Light that generates ultraviolet light from the laser device according to any one of claims 72 to 91 and irradiates an object with the ultraviolet light via an optical system connected to the laser device. Irradiation method.
96.
The light irradiation method according to claim 95, wherein the irradiation of ultraviolet light is used to detect a pattern on the object, process the object, or form a pattern image on the object.
97.
The light irradiation method according to claim 95 or 96, wherein the object is a substrate used in a device manufacturing process.

【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明のレーザ装置は、赤外域から可視域までの波長範囲内で単一波長のレーザ光を発生させる単一波長発振レーザを有するレーザ光発生部と、このレーザ光発生部によって発生されたレーザ光を複数回増幅する複数のファイバー光増幅器を有する光増幅器と、増幅されたレーザ光を複数の非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換する波長変換部とを備え、単一波長の紫外光を発生するように構成される。 0020
[Means for solving problems]
In order to achieve the above object, the laser apparatus of the invention according to claim 1 includes a laser light generating unit having a single wavelength oscillating laser that generates laser light of a single wavelength in a wavelength range from an infrared region to a visible region. , An optical amplifier having a plurality of fiber optical amplifiers that amplify the laser light generated by this laser light generator multiple times, and wavelength conversion that converts the amplified laser light into ultraviolet light using a plurality of nonlinear optical crystals. It is configured to be equipped with a unit and to generate ultraviolet light of a single wavelength.

請求項２に係る発明のレーザ装置は、請求項１に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザに、前記発生させるレーザ光の発振波長を制御する発振波長制御手段を備えて構成される。The laser device of the invention according to claim 2 is the laser device according to claim 1, wherein the single wavelength oscillating laser is provided with an oscillating wavelength control means for controlling the oscillating wavelength of the generated laser light. ..
請求項３に係る発明のレーザ装置は、請求項１または２に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザから発生されるレーザ光を複数に分岐する光分岐手段をさらに備え、前記光増幅器は、光分岐手段から発生される複数の分岐光をそれぞれ増幅するように構成される。 The laser device of the invention according to claim 3 further includes an optical branching means for branching a laser beam generated from the single wavelength oscillating laser into a plurality of laser devices according to claim 1 or 2, and the optical amplifier. Is configured to amplify each of a plurality of branched lights generated from the optical branching means.
請求項４に係る発明のレーザ装置は、請求項３に記載のレーザ装置において、前記光分岐手段は、前記単一波長発振レーザから発生されるレーザ光を複数に並列分岐するスプリッタを有するとともに、このスプリッタの射出側には、互いに長さの異なるファイバーが設けられて構成される。 The laser apparatus according to the fourth aspect of the present invention is the laser apparatus according to the third aspect, wherein the optical branching means has a splitter for splitting a plurality of laser beams generated from the single wavelength oscillating laser in parallel. Fibers having different lengths are provided on the injection side of the splitter.
請求項５に係る発明のレーザ装置は、請求項４に記載のレーザ装置において、前記互いに長さの異なるファイバーは、その出力端における前記複数の分岐光の遅延間隔が略一定間隔となるようにその長さがそれぞれ定められて構成される。 The laser apparatus according to the fifth aspect of the present invention is the laser apparatus according to the fourth aspect, wherein the fibers having different lengths have a substantially constant delay interval of the plurality of branched lights at the output end thereof. The length is determined and configured.
請求項６に係る発明のレーザ装置は、請求項５に記載のレーザ装置において、前記互いに長さの異なるファイバーは、前記遅延間隔が前記スプリッタに入射するレーザ光の繰り返し周波数とスプリッタにより並列分岐される分岐光路数との積の逆数となるようにその長さがそれぞれ定められて構成される。 The laser device of the invention according to claim 6 is the laser device according to claim 5, wherein the fibers having different lengths are branched in parallel by the repeating frequency of the laser light incident on the splitter and the splitter. The length is determined and configured so that it is the reciprocal of the product with the number of branch optical paths.

請求項７に係る発明のレーザ装置は、請求項３に記載のレーザ装置において、前記光分岐手段に、時分割光分岐手段（Time Division Multiplexer）を有して構成される。The laser apparatus according to claim 7 is the laser apparatus according to claim 3, wherein the optical branching means includes a time division multiplexer.
請求項８に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、その出力端におけるファイバー出力端部のコアがテーパ状に広がって形成されることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 8 is the laser device according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical amplifier is formed by expanding the core of the fiber output end portion at the output end in a tapered shape. It is characterized by being done.
請求項９に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、その出力端におけるファイバー出力端部に前記増幅したレーザ光を透過する窓部材が設けられて構成される。 The laser device of the invention according to claim 9 is the laser device according to any one of claims 1 to 8, wherein the optical amplifier transmits the amplified laser light to a fiber output end portion at the output end thereof. A window member is provided and configured.
請求項１０に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、エルビウム・ドープ・ファイバー光増幅器を有して構成される。 The laser device of the invention according to claim 10 is the laser device according to any one of claims 1 to 9, wherein the optical amplifier includes an erbium-doped fiber optical amplifier.
請求項１１に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、エルビウムおよびイットリビウムをともにドープしたファイバー光増幅器を有して構成される。 The laser device of the invention according to claim 11 is the laser device according to any one of claims 1 to 9, wherein the optical amplifier includes a fiber optical amplifier doped with both erbium and itribium. ..

請求項１２に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザから発生されるレーザ光を複数に分岐する光分岐手段をさらに備え、前記光増幅器は前記複数のファイバー光増幅器の１つと並列に設けられる光ファイバー増幅器を有し、該並列に設けられる複数のファイバー光増幅器によって上記光分岐手段から発生される複数の分岐光をそれぞれ増幅するように構成される。The laser device of the invention according to claim 12 further comprises an optical branching means for branching a laser beam generated from the single wavelength oscillating laser into a plurality of laser devices according to any one of claims 1 to 11. The optical amplifier has an optical fiber amplifier provided in parallel with one of the plurality of fiber optical amplifiers, and a plurality of branched lights generated from the optical branching means by the plurality of fiber optical amplifiers provided in parallel are respectively provided. It is configured to be amplified.
請求項１３に係る発明のレーザ装置は、請求項１２に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、前記紫外光の出力、あるいは前記増幅した複数の分岐光の各出力を調整するために、前記並列に設けられる複数のファイバー光増幅器の各々の励起強度を制御するファイバー出力制御手段を有して構成される。 The laser device of the invention according to claim 13 is the laser device according to claim 12, wherein the optical amplifier adjusts the output of the ultraviolet light or the output of each of the plurality of amplified branch lights. It is configured to have a fiber output control means for controlling the excitation intensity of each of a plurality of fiber optical amplifiers provided in parallel.
請求項１４に係る発明のレーザ装置は、請求項１２又は１３に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、前記増幅した複数の分岐光をそれぞれ出力する複数のファイバー出力端が１つに束ねられる、もしくは複数の出力群に分けられ、かつ出力群毎に束ねられて構成される。 The laser device of the invention according to claim 14 is the laser device according to claim 12 or 13, wherein in the optical amplifier, a plurality of fiber output ends for outputting the amplified plurality of branched lights are bundled into one. Or, it is divided into a plurality of output groups, and is bundled for each output group.
請求項１５に係る発明のレーザ装置は、請求項１４に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、前記複数のファイバー出力端の一部を束ねた第１の出力群と、この第１の出力群を除いた残りのファイバー出力端を１つに束ねる、もしくは複数の出力群に略均等に分けて各々束ねた第２の出力群とを有することを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 15 is the laser device according to claim 14, wherein the optical amplifier has a first output group in which a part of the plurality of fiber output ends is bundled, and the first output. It is characterized by having a second output group in which the remaining fiber output ends excluding the group are bundled into one, or divided into a plurality of output groups and bundled with each other substantially evenly.
請求項１６に係る発明のレーザ装置は、請求項１４又は１５に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、前記複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、この出力群毎にそのファイバー出力端部に設けられ、前記増幅した各分岐光を透過する窓部材を有して構成される。 The laser device of the invention according to claim 16 is the laser device according to claim 14 or 15, wherein in the optical amplifier, the plurality of fiber output ends are divided into a plurality of output groups and bundled, and the output group thereof. Each is provided at the fiber output end portion, and is configured to have a window member that transmits each of the amplified branch lights.
請求項１７に係る発明のレーザ装置は、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、前記複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、前記波長変換部は出力群ごとに設けられることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 17 is the laser device according to any one of claims 14 to 16, wherein in the optical amplifier, the plurality of fiber output ends are divided into a plurality of output groups and bundled with each other. The wavelength conversion unit is provided for each output group.
請求項１８に係る発明のレーザ装置は、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記波長変換部の入力側には、前記光増幅器から射出されるレーザ光を前記非線形光学結晶に集光して入射させる集光光学素子を有して構成される。 The laser device of the invention according to claim 18 is the laser device according to any one of claims 14 to 16, wherein the laser light emitted from the optical amplifier is non-linear on the input side of the wavelength conversion unit. It is configured to have a condensing optical element that condenses and incidents on an optical crystal.
請求項１９に係る発明のレーザ装置は、請求項１８に記載のレーザ装置において、前記光増幅器は、前記増幅したレーザ光を出力する複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、前記集光光学素子は、出力群ごとに設けられることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 19 is the laser device according to claim 18, wherein in the optical amplifier, a plurality of fiber output ends for outputting the amplified laser light are divided into a plurality of output groups and bundled with each other. The condensing optical element is provided for each output group.
請求項２０に係る発明のレーザ装置は、請求項１９に記載のレーザ装置において、前記集光光学素子は、前記光増幅器の出力群ごとに束ねられた出力端部を、それぞれの出力群ごとにレンズとすることにより設けることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 20 is the laser device according to claim 19, wherein the condensing optical element has an output end bundled for each output group of the optical amplifier for each output group. It is characterized in that it is provided by using it as a lens.
請求項２１に係る発明のレーザ装置は、請求項１８に記載のレーザ装置において、前記集光光学素子は、前記増幅したレーザ光を出力する前記光増幅器の複数のファイバー出力端にそれぞれ設けられることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 21 is the laser device according to claim 18, wherein the condensing optical element is provided at each of a plurality of fiber output ends of the optical amplifier that outputs the amplified laser light. It is characterized by.
請求項２２に係る発明のレーザ装置は、前記集光光学素子は、前記光増幅器の複数のファイバー出力端部をそれぞれレンズとすることにより設けることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 22 is characterized in that the condensing optical element is provided by forming each of a plurality of fiber output ends of the optical amplifier as a lens.

請求項２３に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記レーザ光発生部は波長が１．５μｍ付近の単一波長のレーザ光を発生し、前記波長変換部は前記光増幅器から出力される前記波長１．５μｍ付近の基本波を８倍高調波又は１０倍高調波の紫外光として発生させるように構成される。The laser device of the invention according to claim 23 is the laser device according to any one of claims 1 to 22, wherein the laser light generating unit generates a single wavelength laser light having a wavelength of about 1.5 μm. The wavelength conversion unit is configured to generate a fundamental wave having a wavelength of about 1.5 μm output from the optical amplifier as ultraviolet light having an 8th harmonic or a 10th harmonic.
請求項２４に係る発明のレーザ装置は、請求項２３に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは１．５１μｍ〜１．５９μｍの範囲内に発振波長を持つＤＦＢ半導体レーザもしくはファイバーレーザであり、前記波長変換部は発生波長が１８９ｎｍ〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波を発生するように構成される。 The laser device of the invention according to claim 24 is the laser device according to claim 23, wherein the single wavelength oscillating laser is a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillating wavelength in the range of 1.51 μm to 1.59 μm. The wavelength conversion unit is configured to generate 8th harmonics having a wavelength in the range of 189 nm to 199 nm.
請求項２５に係る発明のレーザ装置は、請求項２３又は２４に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは１．５４４μｍ〜１．５５２μｍの範囲内に発振波長を持つレーザ光を発生し、前記波長変換部は発生波長がＡｒＦエキシマレーザの発振波長と略同一波長である１９３ｎｍ〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波を発生するように構成される。 The laser device of the invention according to claim 25 is the laser device according to claim 23 or 24, wherein the single wavelength oscillating laser generates laser light having an oscillating wavelength in the range of 1.544 μm to 1.552 μm. The wavelength conversion unit is configured to generate 8th harmonics in the range of 193 nm to 194 nm, which is substantially the same wavelength as the oscillation wavelength of the ArF excimer laser.
請求項２６に係る発明のレーザ装置は、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記波長変換部は、前記基本波とこの基本波の７倍高調波とから、和周波発生により基本波の８倍高調波を発生する第１の非線形光学結晶を有して構成される。 The laser device of the invention according to claim 26 is the laser device according to any one of claims 23 to 25, wherein the wavelength conversion unit is a sum of the fundamental wave and the 7th harmonic of the fundamental wave. It is composed of a first nonlinear optical crystal that generates 8th harmonic of the fundamental wave by frequency generation.

請求項２７に係る発明のレーザ装置は、請求項２６に記載のレーザ装置において、前記波長変換部は、前記基本波から２次高調波発生により２倍高調波を発生する第２の非線形光学結晶と、前記基本波と前記２倍高調波とから和周波発生により基本波の３倍高調波を発生する第３の非線形光学結晶と、前記２倍高調波の２次高調波発生により前記基本波の４倍高調波を発生する第４の非線形光学結晶と、前記基本波の３倍高調波と前記基本波の４倍高調波とから和周波発生により前記基本波の７倍高調波を発生する第５の非線形光学結晶とを有することを特徴とする。The laser device of the invention according to claim 27 is the laser device according to claim 26, wherein the wavelength conversion unit generates a second harmonic by generating a second harmonic from the fundamental wave. A third non-linear optical crystal that generates a third harmonic of the fundamental wave by generating a sum frequency from the fundamental wave and the second harmonic, and the fundamental wave by generating a second harmonic of the second harmonic. A fourth non-linear optical crystal that generates the 4th harmonic of the above, a 3rd harmonic of the fundamental wave, and a 4th harmonic of the fundamental wave generate a 7th harmonic of the fundamental wave by sum frequency generation. It is characterized by having a fifth non-linear optical crystal.
請求項２８に係る発明のレーザ装置は、請求項２７に記載のレーザ装置において、前記第１〜第４の非線形光学結晶はＬｉＢ The laser apparatus according to claim 28 is the laser apparatus according to claim 27, wherein the first to fourth nonlinear optical crystals are LiB. _３3 ＯO _５5 （ＬＢＯ）結晶であり、前記第５の非線形光学結晶はβ−ＢａＢIt is a (LBO) crystal, and the fifth nonlinear optical crystal is β-BaB. _２2 ＯO _４4 （ＢＢＯ）結晶もしくはＣｓＬｉＢ(BBO) Crystal or CsLiB _６6 ＯO _１０10 （ＣＬＢＯ）結晶であることを特徴とする。It is characterized by being a (CLBO) crystal.

請求項２９に係る発明のレーザ装置は、請求項２３に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは１．５１μｍ〜１．５９μｍの範囲内に発振波長を持つＤＦＢ半導体レーザもしくはファイバーレーザであり、前記波長変換部は発生波長が１５１ｎｍ〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波を発生するように構成される。The laser device of the invention according to claim 29 is the laser device according to claim 23, wherein the single wavelength oscillating laser is a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillating wavelength in the range of 1.51 μm to 1.59 μm. The wavelength conversion unit is configured to generate a 10th harmonic whose wavelength is in the range of 151 nm to 159 nm.
請求項３０に係る発明のレーザ装置は、請求項２３又は２９に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは１．５７μｍ〜１．５８μｍの範囲内に発振波長を持つレーザ光を発生し、前記波長変換部は発生波長がＦ The laser device of the invention according to claim 30 is the laser device according to claim 23 or 29, wherein the single wavelength oscillating laser generates laser light having an oscillating wavelength in the range of 1.57 μm to 1.58 μm. , The wavelength conversion unit has a wavelength of F. _２2 レーザの発振波長と略同一波長である１５７ｎｍ〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波を発生するように構成される。It is configured to generate 10th harmonics in the range of 157 nm to 158 nm, which is substantially the same wavelength as the oscillation wavelength of the laser.
請求項３１に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記レーザ光発生部は波長が１．１μｍ付近の単一波長のレーザ光を発生し、前記波長変換部は前記光増幅器から出力される前記波長１．１μｍ付近の基本波を、７倍高調波の紫外光として発生させるように構成される。 The laser device of the invention according to claim 31 is the laser device according to any one of claims 1 to 22, wherein the laser light generating unit generates a single wavelength laser light having a wavelength of about 1.1 μm. The wavelength conversion unit is configured to generate a fundamental wave having a wavelength of about 1.1 μm output from the optical amplifier as ultraviolet light having a 7th harmonic.
請求項３２に係る発明のレーザ装置は、請求項３１に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは１．０３μｍ〜１．１２μｍの範囲内に発振波長を持つＤＦＢ半導体レーザもしくはファイバーレーザであり、前記波長変換部は発生波長が１４７ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲内である７倍高調波を発生するように構成される。 The laser device of the invention according to claim 32 is the laser device according to claim 31, wherein the single wavelength oscillating laser is a DFB semiconductor laser or a fiber laser having an oscillating wavelength in the range of 1.03 μm to 1.12 μm. The wavelength conversion unit is configured to generate 7th harmonics having a wavelength in the range of 147 nm to 160 nm.
請求項３３に係る発明のレーザ装置は、請求項３１又は３２に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは１．０９９μｍ〜１．１０６μｍの範囲内に発振波長を持つレーザ光を発生し、前記波長変換部は発生波長がＦ The laser device of the invention according to claim 33 is the laser device according to claim 31 or 32, wherein the single wavelength oscillating laser generates laser light having an oscillating wavelength in the range of 1.099 μm to 1.106 μm. , The wavelength conversion unit has a wavelength of F. _２2 レーザの発振波長と略同一波長である１５７ｎｍ〜１５８ｎｍの範囲内の７倍高調波を発生するように構成される。It is configured to generate 7th harmonics in the range of 157 nm to 158 nm, which is substantially the same wavelength as the oscillation wavelength of the laser.
請求項３４に係る発明のレーザ装置は、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザは、イットリビウム・ドープ・ファイバーレーザであることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 34 is the laser device according to any one of claims 31 to 33, wherein the single wavelength oscillating laser is an itribium-doped fiber laser.

請求項３５に係る発明は露光装置に関し、この露光装置は、請求項１〜３４のいずれか一項に記載されるレーザ装置と、前記レーザ装置から射出される紫外光の照射によって基板上にパターン像を形成する露光本体部とを備えて構成される。The invention according to claim 35 relates to an exposure apparatus, wherein the exposure apparatus has a pattern on a substrate by irradiation with the laser apparatus according to any one of claims 1 to 34 and ultraviolet light emitted from the laser apparatus. It is configured to include an exposure main body portion that forms an image.
請求項３６に係る発明の露光装置は、請求項３５に記載の露光装置において、前記露光本体部は、前記レーザ装置から射出される紫外光をマスク上に照射する照明光学系と、紫外光が照射されるマスクのパターン像を前記基板上に投影する投影光学系とを含んで構成される。 The exposure apparatus according to claim 36 is the exposure apparatus according to claim 35, wherein the exposure main body includes an illumination optical system that irradiates an ultraviolet light emitted from the laser apparatus onto a mask, and ultraviolet light. It includes a projection optical system that projects a pattern image of the irradiated mask onto the substrate.
請求項３７に係る発明の露光装置は、請求項３５又は３６に記載の露光装置において、前記光増幅器は、増幅したレーザ光を出力する複数のファイバー出力端が複数の出力群に分けられて各々束ねられ、これら複数の出力群の少なくとも１つに対応して出力される紫外光を、前記露光装置のアライメント用光源として用いることを特徴とする。 The exposure apparatus according to the invention according to claim 37 is the exposure apparatus according to claim 35 or 36. In the optical amplifier, a plurality of fiber output ends for outputting amplified laser light are divided into a plurality of output groups, respectively. The ultraviolet light that is bundled and output corresponding to at least one of these plurality of output groups is used as an alignment light source of the exposure apparatus.
請求項３８に係る発明の露光装置は、請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の露光装置において、前記露光本体部は、前記パターン像を基板上に投影する投影光学系と、前記レーザ装置から射出される紫外光を、前記投影光学系の物体面側又は像面側に配置されるマークパターンに照射するパターン検出系とを含むことを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 38 is the exposure apparatus according to any one of claims 35 to 37, wherein the exposure main body includes a projection optical system for projecting the pattern image onto a substrate and the laser. It is characterized by including a pattern detection system that irradiates a mark pattern arranged on the object surface side or the image surface side of the projection optical system with ultraviolet light emitted from the apparatus.

請求項３９に係る発明の露光装置は、紫外光を用いて基板上にパターン像を転写する露光装置において、単一波長のレーザ光を射出するレーザ光発生部と、このレーザ光を増幅する第１のファイバー光増幅器と、増幅されたレーザ光を複数に分岐する光分岐手段と、複数の分岐光をそれぞれ増幅する第２のファイバー光増幅器と、この第２のファイバー光増幅器から射出されるレーザ光を紫外光に変換する波長変換部とを有するレーザ装置と、前記紫外光の照射によって基板上にパターン像を形成する露光本体部と、前記レーザ装置から射出される紫外光を前記露光本体部に伝送する伝送光学系とを備えて構成される。The exposure apparatus according to claim 39 is an exposure apparatus that transfers a pattern image onto a substrate using ultraviolet light, and includes a laser light generating unit that emits a laser beam of a single wavelength and a third portion that amplifies the laser beam. A fiber optical amplifier of 1, an optical branching means for branching the amplified laser light into a plurality of layers, a second fiber optical amplifier for amplifying the plurality of branched lights, and a laser emitted from the second fiber optical amplifier. A laser device having a wavelength conversion unit that converts light into ultraviolet light, an exposure main body that forms a pattern image on a substrate by irradiation with the ultraviolet light, and an exposure main body that emits ultraviolet light emitted from the laser device. It is configured with a transmission optical system to transmit to.
請求項４０に係る発明の露光装置は、請求項３９に記載の露光装置において、前記レーザ光発生部は赤外光又は可視光を射出し、前記波長変換部は赤外光又は可視光を、波長が２００ｎｍ以下の紫外光に変換することを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 40 is the exposure apparatus according to claim 39, wherein the laser light generating unit emits infrared light or visible light, and the wavelength conversion unit emits infrared light or visible light. It is characterized by converting to ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less.
請求項４１に係る発明の露光装置は、請求項３９又は４０に記載の露光装置において、前記レーザ装置は前記複数の分岐光の可干渉性を低減する光学手段を有することを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 41 is the exposure apparatus according to claim 39 or 40, wherein the laser apparatus has an optical means for reducing the coherence of the plurality of branched lights.

請求項４２に係る発明のレーザ装置は、連続光を発生する光源と、連続光をパルス光に変換する光変調器と、パルス光を増幅する第１ファイバー光増幅器と、増幅されたパルス光を増幅する第２ファイバー光増幅器と、第２ファイバー光増幅器で増幅されたパルス光を紫外光に変換する波長変換部とを備えて構成される。The laser device of the invention according to claim 42 uses a light source that generates continuous light, an optical modulator that converts continuous light into pulsed light, a first fiber optical amplifier that amplifies pulsed light, and amplified pulsed light. It is configured to include a second fiber optical amplifier for amplification and a wavelength conversion unit for converting pulsed light amplified by the second fiber optical amplifier into ultraviolet light.
請求項４３に係る発明のレーザ装置は、請求項４２に記載のレーザ装置において、前記第１及び第２ファイバー光増幅器の少なくとも一方の入射側に光分岐手段を更に備え、前記光分岐手段で複数に分割されるパルス光がその後段に配置されるファイバー光増幅器に入射するように構成される。 The laser device of the invention according to claim 43 is the laser device according to claim 42, further comprising an optical branching means on at least one incident side of the first and second fiber optical amplifiers, and a plurality of the optical branching means. The pulsed light divided into two is configured to enter the fiber optical amplifier arranged in the subsequent stage.
請求項４４に係る発明のレーザ装置は、請求項４３に記載のレーザ装置において、前記分割された複数のパルス光をそれぞれ遅延させて前記光分岐手段の後段に配置されるファイバー光増幅器に入射させる遅延手段を更に備えて構成される。 The laser device of the invention according to claim 44 delays each of the divided plurality of pulsed lights in the laser device according to claim 43 and causes the laser device to be incident on a fiber optical amplifier arranged after the optical branching means. It is configured with additional delay means.
請求項４５に係る発明のレーザ装置は、請求項４２〜４４のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記第２ファイバー光増幅器が大モード径ファイバーであることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 45 is the laser device according to any one of claims 42 to 44, wherein the second fiber optical amplifier is a large mode diameter fiber.
請求項４６に係る発明のレーザ装置は、請求項４２〜４５のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記第１及び第２ファイバー光増幅器はそれぞれ石英ファイバー、シリケイト系ファイバー、及びフッ化物系ファイバーのいずれか１つであることを特徴とする。 The laser apparatus according to claim 46 is the laser apparatus according to any one of claims 42 to 45, wherein the first and second fiber optical amplifiers are quartz fiber, silicate fiber, and fluoride, respectively. It is characterized by being any one of fibers.
請求項４７に係る発明のレーザ装置は、請求項４２〜４６のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記連続光は赤外光、又は可視光であり、前記紫外光はその波長が２００ｎｍ以下であることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 47 is the laser device according to any one of claims 42 to 46, wherein the continuous light is infrared light or visible light, and the ultraviolet light has a wavelength of 200 nm. It is characterized by the following.
請求項４８に係る発明のレーザ装置は、請求項４７に記載のレーザ装置において、前記第２ファイバー光増幅器はＺＢＬＡＮファイバーであることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 48 is the laser device according to claim 47, wherein the second fiber optical amplifier is a ZBLAN fiber.
請求項４９に係る発明のレーザ装置は、請求項４２〜４８のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記第１及び第２ファイバー光増幅器の間に配置される少なくとも１つの第３ファイバー光増幅器を更に備えて構成される。 The laser apparatus according to claim 49 is the laser apparatus according to any one of claims 42 to 48, wherein at least one third fiber optical amplifier is arranged between the first and second fiber optical amplifiers. It is configured with an additional amplifier.

請求項５０に係る発明の露光装置は、請求項４２〜４９のいずれか一項に記載されたレーザ装置と、前記レーザ装置からパルス発振される紫外光をマスクに照射する照明光学系と、前記紫外光の発振、強度、及び波長の少なくとも１つを調整する調整装置とを備えて構成される。The exposure apparatus of the invention according to claim 50 includes the laser apparatus according to any one of claims 42 to 49, an illumination optical system that irradiates a mask with ultraviolet light pulse-oscillated from the laser apparatus, and the above. It is configured with an adjusting device that adjusts at least one of the oscillation, intensity, and wavelength of ultraviolet light.
請求項５１に係る発明の露光装置は、請求項５０に記載の露光装置において、前記調整装置は、前記光変調器に印加する制御パルスの発振と大きさとを制御する第１制御器を有することを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 51 is the exposure apparatus according to claim 50, wherein the adjustment device has a first controller that controls oscillation and magnitude of a control pulse applied to the light modulator. It is characterized by.
請求項５２に係る発明の露光装置は、請求項５０又は５１に記載の露光装置において、前記調整装置は、前記第１及び第２ファイバー光増幅器の少なくとも一方の利得を制御する第２制御器を有することを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 52 is the exposure apparatus according to claim 50 or 51, wherein the adjustment apparatus includes a second controller that controls the gain of at least one of the first and second fiber optical amplifiers. It is characterized by having.
請求項５３に係る発明の露光装置は、請求項５０〜５２のいずれか一項に記載の露光装置において、前記調整装置は、前記光源の温度を制御する第３制御器を有することを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 53 is the exposure apparatus according to any one of claims 50 to 52, wherein the adjustment apparatus includes a third controller that controls the temperature of the light source. To do.
請求項５４に係る発明の露光装置は、請求項５０〜５３のいずれか一項に記載の露光装置において、前記マスクに形成されたマークを検出するアライメント系と、前記パルス発振される紫外光の少なくとも一部を前記アライメント系に導く伝送系とを更に備えて構成される。 The exposure apparatus according to claim 54 is the exposure apparatus according to any one of claims 50 to 53, wherein the alignment system for detecting a mark formed on the mask and the pulse-oscillated ultraviolet light are used. It is further provided with a transmission system that guides at least a part of the alignment system to the alignment system.
請求項５５に係る発明の露光装置は、請求項５４に記載の露光装置において、前記伝送系は、前記パルス発振される紫外光を前記照明光学系と前記アライメント系とにそれぞれ導く第１及び第２ファイバーを有することを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 55 is the exposure apparatus according to claim 54, wherein the transmission system guides the pulse-oscillated ultraviolet light to the illumination optical system and the alignment system, respectively. It is characterized by having two fibers.
請求項５６に係る発明の露光装置は、請求項５５に記載の露光装置において、前記レーザ装置は前記波長変換部を複数有し、これら複数の波長変換部のうち第１波長変換部は、前記第２ファイバー光増幅器と前記第１ファイバーとの間、又は前記第１ファイバーと前記照明光学系との間に設けられることを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 56 is the exposure apparatus according to claim 55, wherein the laser apparatus has a plurality of wavelength conversion units, and the first wavelength conversion unit among the plurality of wavelength conversion units is described above. It is characterized in that it is provided between the second fiber optical amplifier and the first fiber, or between the first fiber and the illumination optical system.
請求項５７に係る発明の露光装置は、請求項５６に記載の露光装置において、前記第１波長変換部は、前記第１ファイバーと前記照明光学系との間に設けられ、かつ前記照明光学系の少なくとも一部と一体に保持されることを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 57 is the exposure apparatus according to claim 56, wherein the first wavelength conversion unit is provided between the first fiber and the illumination optical system, and the illumination optical system is provided. It is characterized in that it is held integrally with at least a part of.
請求項５８に係る発明の露光装置は、請求項５６又は５７に記載の露光装置において、前記複数の波長変換部のうち第２波長変換部は、前記第２ファイバー光増幅器と前記第２ファイバーとの間、又は前記第２ファイバーと前記アライメント系との間に設けられることを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 58 is the exposure apparatus according to claim 56 or 57, wherein the second wavelength conversion unit among the plurality of wavelength conversion units includes the second fiber optical amplifier and the second fiber. It is characterized in that it is provided between the second fiber and the alignment system.
請求項５９に係る発明の露光装置は、請求項５８に記載の露光装置において、前記第２波長変換部は、前記第２ファイバーと前記アライメント系との間に設けられ、かつ前記アライメント系の少なくとも一部と一体に保持されることを特徴とする。 The exposure apparatus according to claim 59 is the exposure apparatus according to claim 58, wherein the second wavelength conversion unit is provided between the second fiber and the alignment system, and at least the alignment system is provided. It is characterized in that it is held integrally with a part.
請求項６０に係る発明の露光装置は、請求項５０〜５９のいずれか一項に記載の露光装置において、前記マスクに形成されたパターンの少なくとも一部を基板上に投影する投影光学系と、前記パターンの全体を前記基板上に走査露光するために、前記投影光学系の投影倍率にほぼ応じた速度比でマスクと基板とを同期移動する駆動装置とを更に備えて構成される。 The exposure apparatus according to claim 60 includes a projection optical system that projects at least a part of a pattern formed on the mask onto a substrate in the exposure apparatus according to any one of claims 50 to 59. In order to scan and expose the entire pattern on the substrate, a drive device for synchronously moving the mask and the substrate at a speed ratio substantially corresponding to the projection magnification of the projection optical system is further provided.

請求項６１に係る発明は露光方法に関し、この露光方法は、光源から射出される連続光をパルス光に変換するとともに、パルス光を複数のファイバー光増幅器で複数回増幅し、該増幅されたパルス光を紫外光に波長変換し、紫外光をマスクに照射するとともに、マスクを介して紫外光で基板を露光するように構成される。The invention according to claim 61 relates to an exposure method, which converts continuous light emitted from a light source into pulsed light, amplifies the pulsed light a plurality of times with a plurality of fiber optical amplifiers, and the amplified pulse. The wavelength of the light is converted to ultraviolet light, the mask is irradiated with the ultraviolet light, and the substrate is exposed with the ultraviolet light through the mask.
請求項６２に係る発明の露光方法は、請求項６１に記載の露光方法において、前記連続光はその波長が赤外域、又は可視域であり、前記紫外光はその波長が２００ｎｍ以下であることを特徴とする。 The exposure method of the invention according to claim 62 is the exposure method according to claim 61, wherein the continuous light has a wavelength in the infrared region or a visible region, and the ultraviolet light has a wavelength of 200 nm or less. It is a feature.
請求項６３に係る発明の露光方法は、請求項６２に記載の露光方法において、前記基板の露光に先立ち、前記紫外光の少なくとも一部を前記マスク上のマークに照射して、該マークの位置情報を検出することを特徴とする。 In the exposure method according to claim 62, the exposure method according to claim 63 is the position of the mark by irradiating the mark on the mask with at least a part of the ultraviolet light prior to the exposure of the substrate. It is characterized by detecting information.
請求項６４に係る発明の露光方法は、請求項６２又は６３に記載の露光方法において、前記光源の温度を調整して、前記紫外光の波長を制御することを特徴とする。 The exposure method of the invention according to claim 64 is characterized in that, in the exposure method according to claim 62 or 63, the temperature of the light source is adjusted to control the wavelength of the ultraviolet light.
請求項６５に係る発明の露光方法は、請求項６２〜６４のいずれか一項に記載の露光方法において、前記連続光を前記パルス光に変換する光変調器と、前記複数のファイバー光増幅器との少なくとも１つを制御して、前記紫外光の強度を調整することを特徴とする。 The exposure method of the invention according to claim 65 is the exposure method according to any one of claims 62 to 64, wherein the light modulator that converts the continuous light into the pulsed light, and the plurality of fiber optical amplifiers. It is characterized in that at least one of the above is controlled to adjust the intensity of the ultraviolet light.
請求項６６に係る発明の露光方法は、請求項６５に記載の露光方法において、前記光変調器から発生される前記パルス光の繰り返し周波数を制御して、前記紫外光の発振間隔を調整することを特徴とする。 The exposure method of the invention according to claim 66 is the exposure method according to claim 65, in which the repetition frequency of the pulsed light generated from the light modulator is controlled to adjust the oscillation interval of the ultraviolet light. It is characterized by.
請求項６７に係る発明の露光方法は、請求項６５又は６６に記載の露光方法において、前記光変調器と前記複数のファイバー光増幅器の１つとの間に配置され、前記パルス光を複数に時分割する時分割光分岐手段を制御して、前記紫外光の発振間隔を調整することを特徴とする。 The exposure method of the invention according to claim 67 is the exposure method according to claim 65 or 66, wherein the light modulator is arranged between the light modulator and one of the plurality of fiber optical amplifiers, and the pulsed light is generated in a plurality of times. It is characterized in that the time-dividing optical branching means for dividing is controlled to adjust the oscillation interval of the ultraviolet light.
請求項６８に係る発明はデバイス製造方法に関し、請求項６１〜６７のいずれか一項に記載された露光方法を用いて、前記基板上にデバイスパターンを転写する工程を含んで構成される。 The invention according to claim 68 relates to a device manufacturing method, and includes a step of transferring a device pattern onto the substrate by using the exposure method according to any one of claims 61 to 67.

請求項６９に係る発明のレーザ装置は、請求項４２〜４９のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光変調器は、前記光源をその電流制御によってパルス発振させるとともに、前記光源から発振されるパルス光のパルス幅を光変調素子で小さくするように構成される。The laser device of the invention according to claim 69 is the laser device according to any one of claims 42 to 49, wherein the light modulator pulsates the light source by its current control and oscillates from the light source. The pulse width of the pulsed light to be generated is configured to be reduced by the light modulation element.
請求項７０に係る発明のレーザ装置は、請求項４２〜４４のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記第２ファイバー光増幅器から出力されるパルス光の出力変動を補償するように、前記光源と前記光変調器との少なくとも一方を制御する制御装置を更に備えて構成される。 The laser device of the invention according to claim 70 is the laser device according to any one of claims 42 to 44, wherein the laser device of the invention compensates for output fluctuation of pulsed light output from the second fiber optical amplifier. A control device for controlling at least one of the light source and the light modulator is further provided.
請求項７１に係る発明の露光装置は、請求項５０〜６０のいずれか一項に記載の露光装置において、前記調整装置は、前記光源をパルス発振させるために、前記光源の電流制御を行うように構成される。 The exposure apparatus according to claim 71 is the exposure apparatus according to any one of claims 50 to 60, wherein the adjusting device controls the current of the light source in order to oscillate the light source in a pulsed manner. It is composed of.

請求項７２に係る発明のレーザ装置は、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記レーザ光発生部は、１．５１〜１．５９μｍの範囲内で単一波長のレーザ光をパルス発振することを特徴とする。The laser device of the invention according to claim 72 is the laser device according to any one of claims 1 to 22, wherein the laser light generating unit has a single wavelength within a range of 1.51 to 1.59 μm. It is characterized by pulsing a laser beam.
請求項７３に係る発明のレーザ装置は、請求項７２に記載のレーザ装置において、前記紫外光はその波長が２００ｎｍ以下であることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 73 is the laser device according to claim 72, wherein the ultraviolet light has a wavelength of 200 nm or less.
請求項７４に係る発明のレーザ装置は、請求項７２又は７３に記載のレーザ装置において、前記波長変換部はＮＣＰＭ（Non-Critical Phase Matching）で使用される非線形光学結晶を含むことを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 74 is the laser device according to claim 72 or 73, wherein the wavelength conversion unit includes a nonlinear optical crystal used in NCPM (Non-Critical Phase Matching). ..
請求項７５に係る発明のレーザ装置は、請求項７２又は７３に記載のレーザ装置において、前記波長変換部は温度制御される非線形光学結晶を含むことを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 75 is the laser device according to claim 72 or 73, wherein the wavelength conversion unit includes a temperature-controlled nonlinear optical crystal.
請求項７６に係る発明のレーザ装置は、請求項７５に記載のレーザ装置において、前記非線形光学結晶はその温度制御によって位相整合角が調整されるように構成される。 The laser device of the invention according to claim 76 is the laser device according to claim 75, wherein the non-linear optical crystal is configured such that the phase matching angle is adjusted by its temperature control.
請求項７７に係る発明のレーザ装置は、請求項７６に記載のレーザ装置において、前記複数の非線形光学結晶のうち光学的に最も下流に配置される非線形光学結晶の位相整合角が調整されるように構成される。 The laser device of the invention according to claim 77 is such that in the laser device according to claim 76, the phase matching angle of the nonlinear optical crystal optically closest to the plurality of nonlinear optical crystals is adjusted. It is composed of.
請求項７８に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜７７のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記単一波長発振レーザと前記波長変換部との間における光の波長幅の広がりを抑制する光学装置を更に備えて構成される。 The laser device of the invention according to claim 78 is the laser device according to any one of claims 72 to 77, which spreads the wavelength width of light between the single wavelength oscillating laser and the wavelength conversion unit. It is configured to further include a suppressing optical device.

請求項７９に係る発明のレーザ装置は、請求項７８に記載のレーザ装置において、前記光学装置は、その少なくとも一部が前記単一波長発振レーザと前記波長変換部との間に配置されることを特徴とする。The laser device of the invention according to claim 79 is the laser device according to claim 78, wherein at least a part of the optical device is arranged between the single wavelength oscillating laser and the wavelength conversion unit. It is characterized by.
請求項８０に係る発明のレーザ装置は、請求項７９に記載のレーザ装置において、前記光学装置の少なくとも一部は前記複数のファイバー光増幅器の間に配置されることを特徴とする。 The laser apparatus according to claim 80 is the laser apparatus according to claim 79, wherein at least a part of the optical apparatus is arranged between the plurality of fiber optical amplifiers.
請求項８１に係る発明のレーザ装置は、請求項７８〜８０のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光学装置は狭帯域フィルタ及びアイソレータの少なくとも一方を含んで構成される。 The laser device of the invention according to claim 81 is the laser device according to any one of claims 78 to 80, wherein the optical device includes at least one of a narrow band filter and an isolator.
請求項８２に係る発明のレーザ装置は、請求項７８〜８１のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光学装置は、前記光増幅器のファイバー光増幅器のファイバー長の短縮により、そのファイバー光増幅器の非線形効果による前記波長幅の広がりを抑制するように構成される。 The laser device of the invention according to claim 82 is the laser device according to any one of claims 78 to 81, wherein the optical device is the fiber optical device of the optical amplifier by shortening the fiber length of the optical amplifier. It is configured to suppress the spread of the wavelength width due to the non-linear effect of the amplifier.
請求項８３に係る発明のレーザ装置は、請求項８２に記載のレーザ装置において、前記複数のファイバー光増幅器のうち光学的に最も下流に配置されるファイバー光増幅器のファイバー長が短縮されることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 83 is the laser device according to claim 82, wherein the fiber length of the fiber optical amplifier arranged optically most downstream among the plurality of fiber optical amplifiers is shortened. It is a feature.
請求項８４に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜８３のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記光増幅器はその少なくとも一部がユニットとして交換可能に構成されることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 84 is the laser device according to any one of claims 72 to 83, wherein at least a part of the optical amplifier is interchangeably configured as a unit. ..

請求項８５に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜８４のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記レーザ光発生部は、前記単一波長発振レーザからパルス発振されるレーザ光のパルス幅を狭める光変調器を含んで構成される。The laser device of the invention according to claim 85 is the laser device according to any one of claims 72 to 84, wherein the laser light generating unit is a pulse of laser light oscillated from the single wavelength oscillating laser. It is configured to include a narrowing optical modulator.
請求項８６に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜８４のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記レーザ光発生部は、前記単一波長発振レーザから発生される連続光をパルス光に変換する光変調器を含んで構成される。 The laser device of the invention according to claim 86 is the laser device according to any one of claims 72 to 84, wherein the laser light generating unit pulses continuous light generated from the single wavelength oscillating laser. Consists of an optical modulator that converts to.
請求項８７に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜８６のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記紫外光は、波長が１８９〜１９９ｎｍの範囲内の８倍高調波、又は波長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内の１０倍高調波であることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 87 is the laser device according to any one of claims 72 to 86, wherein the ultraviolet light has an 8th harmonic or a wavelength in the range of 189 to 199 nm. It is characterized by having 10 harmonics in the range of 151 to 159 nm.
請求項８８に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜８７のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記波長変換部は、前記増幅されたレーザ光を基本波とし、該基本波とその７倍高調波とから８倍高調波を生成して前記紫外光として発生することを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 88 is the laser device according to any one of claims 72 to 87, wherein the wavelength conversion unit uses the amplified laser light as a fundamental wave, and the fundamental wave and the same. It is characterized in that an 8th harmonic is generated from a 7th harmonic and is generated as the ultraviolet light.
請求項８９に係る発明のレーザ装置は、請求項７２〜８８のいずれか一項に記載のレーザ装置において、前記レーザ光発生部と前記光増幅器との少なくとも一方に接続され、前記紫外光の発振特性を調整する調整装置を更に備えて構成される。 The laser device of the invention according to claim 89 is connected to at least one of the laser light generating unit and the optical amplifier in the laser device according to any one of claims 72 to 88, and oscillates the ultraviolet light. It is configured to further include an adjusting device for adjusting the characteristics.
請求項９０に係る発明のレーザ装置は、請求項８９に記載のレーザ装置において、前記発振特性は、前記紫外光の強度、中心波長、波長幅、及び発振間隔の少なくとも１つを含むことを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 90 is the laser device according to claim 89, wherein the oscillation characteristic includes at least one of the intensity of the ultraviolet light, the center wavelength, the wavelength width, and the oscillation interval. And.
請求項９１に係る発明のレーザ装置は、請求項８９又は９０に記載のレーザ装置において、前記発振特性は、前記紫外光と、前記紫外光と波長が異なる光との少なくとも一方の検出によって得られる情報に基づいて調整されることを特徴とする。 The laser device of the invention according to claim 91 is the laser device according to claim 89 or 90, wherein the oscillation characteristic is obtained by detecting at least one of the ultraviolet light and light having a wavelength different from that of the ultraviolet light. It is characterized by being adjusted based on information.

請求項９２に係る発明は光照射装置に関し、請求項７２〜９１のいずれか一項に記載のレーザ装置と、前記レーザ装置から発生される紫外光と物体に導く光学系とを備え、前記光学系を介して前記紫外光を前記物体に照射するように構成される。The invention according to claim 92 relates to a light irradiation device, comprising the laser device according to any one of claims 72 to 91, ultraviolet light generated from the laser device, and an optical system for guiding the object. It is configured to irradiate the object with the ultraviolet light through the system.
請求項９３に係る発明の光照射装置は、請求項９２に記載の光照射装置において、前記紫外光の照射によって、前記物体上のパターンの検出、前記物体の加工、あるいは前記物体へのパターン像の形成を行うことを特徴とする。 The light irradiation device of the invention according to claim 93 is the light irradiation device according to claim 92, which detects a pattern on an object, processes the object, or a pattern image on the object by irradiating the object with ultraviolet light. It is characterized by forming.
請求項９４に係る発明の光照射装置は、請求項９２又は９３に記載の光照射装置において、前記物体は、デバイス製造工程で使用される基板であることを特徴とする。 The light irradiation device of the invention according to claim 94 is the light irradiation device according to claim 92 or 93, wherein the object is a substrate used in a device manufacturing process.

請求項９５に係る発明は光照射方法に関し、請求項７２〜９１のいずれか一項に記載のレーザ装置から紫外光を発生させるとともに、前記レーザ装置に接続される光学系を介して、前記紫外光を物体に照射するように構成される。The invention according to claim 95 relates to a light irradiation method, in which ultraviolet light is generated from the laser device according to any one of claims 72 to 91, and the ultraviolet light is generated via an optical system connected to the laser device. It is configured to irradiate an object with light.
請求項９６に係る発明の光照射方法は、請求項９５に記載の光照射方法において、前記紫外光の照射によって、前記物体上のパターンの検出、前記物体の加工、あるいは前記物体へのパターン像の形成を行うことを特徴とする。 The light irradiation method of the invention according to claim 96 is the light irradiation method according to claim 95, wherein a pattern on the object is detected, the object is processed, or a pattern image on the object is obtained by irradiation with the ultraviolet light. It is characterized by forming.
請求項９７に係る発明の光照射方法は、請求項９５又は９６に記載の光照射方法において、前記物体は、デバイス製造工程で使用される基板であることを特徴とする。 The light irradiation method of the invention according to claim 97 is the light irradiation method according to claim 95 or 96, wherein the object is a substrate used in a device manufacturing process.

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