[发明专利]固体激光系统和波长转换系统

说明书

本公开的固体激光系统具有：第1固体激光装置，其输出第1波长的第1脉冲激光束；第2固体激光装置，其输出第2波长的第2脉冲激光束；第1非线性晶体，其配置在第1脉冲激光束和第2脉冲激光束行进的第1光路上，通过和频产生过程将第1脉冲激光束和第2脉冲激光束波长转换为第3波长的第3脉冲激光束而输出；以及第2非线性晶体，其配置在第2脉冲激光束和第3脉冲激光束行进的第2光路上，通过和频产生过程将第2脉冲激光束和第3脉冲激光束波长转换为第4波长的第4脉冲激光束而输出，使第2脉冲激光束在入射到第1非线性晶体之前的第1时机入射到第2非线性晶体，使第2脉冲激光束中的在和频产生过程中未被使用而穿过第2非线性晶体的剩余光，在比第1时机晚的第2时机入射到第1非线性晶体。

技术领域

本公开涉及固体激光系统和波长转换系统。

背景技术

近年来，在半导体曝光装置(以下称为“曝光装置”)中，随着半导体集成电路的微细化和高集成化，要求分辨率的提高。因此，从曝光用光源放出的光的短波长化发展。一般而言，在曝光用光源中，代替现有的汞灯而使用气体激光装置。例如，作为曝光用的气体激光装置，使用输出波长为248nm的紫外线的激光束的KrF准分子激光装置、以及输出波长为193nm的紫外线的激光束的ArF准分子激光装置。

作为下一代的曝光技术，曝光装置侧的曝光用透镜与晶片之间被液体填满的液浸曝光已经实用化。在该液浸曝光中，曝光用透镜与晶片之间的折射率变化，因此，曝光用光源的外观的波长变短。在将ArF准分子激光装置作为曝光用光源来进行液侵曝光的情况下，对晶片照射水中的波长为134nm的紫外光。将该技术称为ArF液浸曝光(或ArF液浸光刻)。

KrF准分子激光装置和ArF准分子激光装置的自然振荡幅度较宽，大约为350～400pm。因此，在利用透射KrF和ArF激光束这种紫外线的材料构成投影透镜时，有时产生色差。其结果，分辨率可能降低。因此，需要对从气体激光装置输出的激光束的光谱线宽度进行窄带化，直到成为能够忽略色差的程度为止。因此，有时在气体激光装置的激光谐振器内设置具有窄带化元件(标准具、光栅等)的窄带化模块(Line Narrow Module：LNM)，以对光谱线宽度进行窄带化。下面，将对光谱线宽度进行窄带化的激光装置称为窄带化激光装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/143071号

专利文献2：国际公开第2001/020651号

专利文献3：日本特开2009-145791号公报

专利文献4：日本特开平7-170009号公报

发明内容

本公开的固体激光系统具有：第1固体激光装置，其输出第1波长的第1脉冲激光束；第2固体激光装置，其输出第2波长的第2脉冲激光束；第1非线性晶体，其配置在第1脉冲激光束和第2脉冲激光束行进的第1光路上，通过和频产生过程将第1脉冲激光束和第2脉冲激光束波长转换为第3波长的第3脉冲激光束而输出；以及第2非线性晶体，其配置在第2脉冲激光束和第3脉冲激光束行进的第2光路上，通过和频产生过程将第2脉冲激光束和第3脉冲激光束波长转换为第4波长的第4脉冲激光束而输出，使第2脉冲激光束在入射到第1非线性晶体之前的第1时机入射到第2非线性晶体，使第2脉冲激光束中的在和频产生过程中未被使用而穿过第2非线性晶体的剩余光、在比第1时机晚的第2时机入射到第1非线性晶体。