JP2002084026A - F2 laser - Google Patents

F2 laser

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JP2002084026A
JP2002084026A JP2001184007A JP2001184007A JP2002084026A JP 2002084026 A JP2002084026 A JP 2002084026A JP 2001184007 A JP2001184007 A JP 2001184007A JP 2001184007 A JP2001184007 A JP 2001184007A JP 2002084026 A JP2002084026 A JP 2002084026A
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JP
Japan
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laser
emission line
resonator
discharge chamber
interferometer
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Pending
Application number
JP2001184007A
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Japanese (ja)
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Dirk Basting
バスティンク ディルク
Sergei V Govorkov
ブイ.ゴボルコフ セルゲイ
Juergen Kleinschmidt
クラインシュミット ユルゲン
Peter Lokai
ローカイ ペーター
Uwe Stamm
シュタム ウベ
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Lambda Physik AG
Original Assignee
Lambda Physik AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K26/127Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B23K26/128Laser beam path enclosures

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a molecular fluorine (F2) laser having enhanced efficiency, which can select the beam and narrow the selected beam, and control the wavelength. SOLUTION: An F2-laser includes a discharge chamber filled with a gas mixture including molecular fluorine for generating a spectrum emission in a wavelength range between 157 nm and 158 nm including a primary beam and a secondary beam, multiple electrodes coupled with a power supply circuit for producing a pulsed discharge to energize the molecular fluorine, a resonator including the discharge chamber and an interferometric device for generating a laser beam having a bandwidth less than 1 pm, and a wavelength monitor coupled in a feedback loop with a processor for monitoring a spectrum distribution of the laser beam. The processor controls an interferometric spectrum of the interferometic device based on the monitored spectrum distribution such that sidebands within the spectrum distribution are substantially minimized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は分子フッ素(F
レーザに関し、特に、効率の向上、輝線選択と選択され
た輝線の狭線幅化、及び波長制御を有するFレーザに
関する。
[0001] The present invention relates to molecular fluorine (F 2 ).
It relates laser, in particular, improved efficiency, narrow linewidth of the bright line and the selected bright line selection, and a F 2 laser with a wavelength control.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造業者は現在、約248nmで
動作するKrFエキシマ・レーザ・システムと、約19
3nmで動作する次世代ArFエキシマ・レーザ・シス
テムに基づく深紫外線(DUV:deep ultraviolet)リ
ソグラフィ・ツールを使用している。真空UV(VU
V)リソグラフィは約157nmで動作するFレーザ
を使用することがある。
2. Description of the Related Art Semiconductor manufacturers currently employ a KrF excimer laser system operating at about 248 nm, and about 19
It uses a deep ultraviolet (DUV) lithography tool based on the next generation ArF excimer laser system operating at 3 nm. Vacuum UV (VU
V) lithography may use an F 2 laser operating at about 157 nm.

【0003】Fレーザの放出には約λ=157.6
29nmとλ=157.523nmという少なくとも
2つの特性輝線が含まれる。各輝線は約15pm(.0
15nm)の自然線幅(natural linewidth)を有する。
2つの輝線の強度の比は|(λ)/|(λ)=7で
ある。V.N.Ishenko、S.A.Kochub
el、及びA.M.Razher、SOV.Jour
n.QE−16,5(ソビエト定量電子工学雑誌、1
6、5)(1986年)を参照されたい。図1は、F
レーザ自然放出スペクトル(spontaneous emission spe
ctrum)の2つの上記で説明された緊密な間隔のピークを
例示する。
[0003] The release of the F 2 laser about λ 1 = 157.6
At least two characteristic emission lines of 29 nm and λ 2 = 157.523 nm are included. Each emission line is approximately 15 pm (0.0
It has a natural linewidth of 15 nm).
The ratio of the intensities of the two bright lines is | (λ 1 ) / | (λ 2 ) = 7. V. N. Ishenko, S.M. A. Kotub
el, and A.I. M. Razher, SOV. Jour
n. QE-16,5 (Soviet Quantitative Electronics Journal, 1
6, 5) (1986). 1, F 2
Spontaneous emission spe
ctrum) illustrates two closely spaced peaks described above.

【0004】集積回路素子技術はサブクォータ体制に入
ったことで、微細光リソグラフィ技術を必要としてい
る。KrF及びArFエキシマ・レーザ・システムで
は、それらの自然放出スペクトルの幅が広い(>100
pm)ため狭線幅化(line narrowing)とチューニング
(tuning)が必要である。輝線幅の狭線幅化は最も一般
的には、こうしたレーザ・システムで1つかそれ以上の
プリズムと回折格子からなる波長セレクタの使用によっ
て達成される(リトロー構成(Littrow configuratio
n))。しかし、約157nmの波長で動作するFレー
ザの場合、反射型回折格子の使用はこの波長では反射率
が低く発振しきい値が高いため不満足なことがある。こ
の点で、本出願の2人の出願人によって、マスタ発振器
−パワー増幅器設計が提案されており(本出願と同じ譲
受人に譲渡され引用によって本出願の記載に援用される
米国特許出願第09/599,130号参照)、例え
ば、各々好適にはビーム拡大器と組み合わされた回折格
子及び/またはエタロンを使用して、出力ビームのパワ
ーを改善し、非常に狭い輝線幅(<1pm)を可能にし
ている。Fレーザのチューニング可能性(tunabilit
y)はレーザ共振器内のプリズムを使用して示されてい
る。M.Kakehata、E.Hashimoto、
F.Kannari、M.Obara、慶応大学Pro
c.of CLEO−90、106(1990年)を参
照されたい。制御された波長で狭帯域Fレーザから1
57nmビームを提供することが望ましい。
[0004] As integrated circuit device technology has entered a sub-quarter regime, it requires fine optical lithography technology. In KrF and ArF excimer laser systems, their spontaneous emission spectra are broad (> 100
pm), line narrowing and tuning are required. Linewidth narrowing is most commonly achieved in such laser systems by using a wavelength selector consisting of one or more prisms and diffraction gratings (Littrow configuration).
n)). However, when the F 2 laser operating at a wavelength of about 157 nm, the use of reflective diffraction grating is sometimes unsatisfactory because of the high oscillation threshold low reflectance at this wavelength. In this regard, a master oscillator-power amplifier design has been proposed by the two applicants of the present application (US patent application Ser. / 599,130), for example, using a diffraction grating and / or etalon, each preferably combined with a beam expander, to improve the power of the output beam and reduce the very narrow linewidth (<1 pm). Making it possible. F 2 laser of tunability (tunabilit
y) is shown using a prism in the laser cavity. M. Kakehata, E .; Hashimoto,
F. Kannari, M .; Obara, Keio University Pro
c. See CLEO-90, 106 (1990). From narrowband F 2 laser at a controlled wavelength 1
It is desirable to provide a 57 nm beam.

【0005】Fレーザはまた、ガス及び全ての光学要
素中、特に約157nmで強い吸収性を示す酸素と水蒸
気中の吸収と散乱による比較的高いキャビティ内損失
(intracavity loss)によって特徴づけられる。短い波
長(157nm)はFレーザの高い吸収及び散乱損失
(scattering loss)の原因となっており、これに対し、
例えば248nmで動作するKrFエキシマ・レーザは
このような損失を経験しない。従って、共振器効率を最
適化する手段を講じることが賢明であることが本明細書
で認識される。
[0005] F 2 laser is also the gas and all of the optical elements, characterized by a strong absorbent absorbing relatively high cavity loss due to scattering of oxygen and water vapor showing a (intracavity loss) in particular about 157 nm. Short wavelength (157 nm) has become a cause of high absorption and scattering losses of F 2 laser (scattering loss), contrast,
For example, a KrF excimer laser operating at 248 nm does not experience such losses. Accordingly, it is recognized herein that it is advisable to take measures to optimize the resonator efficiency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従って、約157nm
の複数の輝線の1つが有効に選択されるFレーザを提
供することが本発明の目的である。
Therefore, about 157 nm
One of the plurality of emission lines it is an object of the present invention to provide an F 2 laser is effectively selected.

【0007】選択された輝線を狭線幅化する有効な手段
を有するFレーザを提供することが本発明のさらに別
の目的である。
[0007] It is yet another object of the present invention to provide an F 2 laser with an effective means for line narrowing the selected emission lines.

【0008】輝線選択と選択された輝線の狭線幅化を有
し、その際出力波長が制御されるF レーザを提供する
ことが本発明のさらに別の目的である。
[0008] With bright line selection and narrowing of the selected bright line
In this case, the output wavelength is controlled by F 2Provide laser
This is yet another object of the present invention.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】これらと他の目的を考慮
して、1次輝線(primary line)と2次輝線(secondar
y line)とを含む157nmと158nmの間の波長範
囲内で多数の緊密な間隔の輝線を含むスペクトル放出
(spectral emission)を発生するための分子フッ素を含
むガス混合物によって充填された放電チャンバと、電源
回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパルス放電
を発生する多数の電極と、放電チャンバ、透過型干渉計
装置(transmissive interferometric device)、および
1対の共振反射器(resonator reflector)とを含み1p
m未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生するため
の共振器とを含むFレーザが提供される。この干渉計
装置は、2次輝線と1次輝線の非選択部分とをほぼ抑制
するために、1次輝線の選択された部分の透過率(tran
smissivity)を最大にし、2次輝線と1次輝線の非選択
部分の透過率を比較的低くするように構成されており、
それによって1次輝線を選択及び狭線幅化して、F
ーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するため
に、自走(free-running)Fレーザの1次輝線の帯域
幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一波長レーザ・
ビームを放出するようにするものである。
In view of these and other objects, a primary line and a secondary line are considered.
a discharge chamber filled with a gas mixture comprising molecular fluorine to generate a spectral emission comprising a number of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm including Includes a number of electrodes coupled to the power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to molecular fluorine, a discharge chamber, a transmissive interferometric device, and a pair of resonator reflectors. 1p
F 2 laser including a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than m are provided. This interferometer apparatus has a transmittance (tran) of a selected portion of the primary emission line in order to substantially suppress the secondary emission line and a non-selected portion of the primary emission line.
smissivity) is maximized, and the transmittance of the non-selected portions of the secondary emission line and the primary emission line is configured to be relatively low.
Thereby select and line narrowing a primary emission lines, F 2 laser, narrow in order to provide a band VUV laser beams, self-propelled (free-running) narrower than the bandwidth of the F 2 laser of primary emission lines Single wavelength laser with spectral bandwidth
It emits a beam.

【0010】さらに、1次輝線と2次輝線とを含む15
7nmと158nmの間の波長範囲内で多数の緊密な間
隔の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フ
ッ素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生するための多数の電極と、放電チャン
バ、反射型干渉計装置、および別の共振反射器とを含み
1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
共振器とを含むFレーザが提供される。この干渉計装
置は、2次輝線と前記1次輝線の非選択部分とをほぼ抑
制するために、1次輝線の選択された部分の透過率を最
大にし、2次輝線と1次輝線の非選択部分との透過率を
比較的低くするように構成され、それによって1次輝線
を選択及び狭線幅化して、Fレーザが、狭帯域VUV
レーザ・ビームを提供するために、自走Fレーザの1
次輝線の帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一
波長レーザ・ビームを放出するようにするものである。
[0010] Furthermore, 15 lines including a primary line and a secondary line are included.
A discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to generate a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines within a wavelength range between 7 nm and 158 nm; Includes a number of electrodes for generating an applied pulsed discharge, and a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm, including a discharge chamber, a reflective interferometer device, and another resonant reflector. F 2 laser is provided. This interferometer device maximizes the transmittance of the selected portion of the primary emission line to substantially suppress the secondary emission line and the non-selected portion of the primary emission line, and sets the non-selection of the secondary emission line and the primary emission line. The F 2 laser is configured to have a relatively low transmittance with the selected portion, thereby selecting and narrowing the primary emission line, so that the F 2 laser can emit a narrow band VUV.
To provide a laser beam, the free-running F 2 laser 1
A single wavelength laser beam having a spectral bandwidth narrower than the bandwidth of the next emission line is emitted.

【0011】また、1次輝線と2次輝線とを含む157
nmと158nmの間の波長範囲内で多数の緊密な間隔
の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フッ
素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生する多数の電極と、放電チャンバ、透過
型干渉計装置、および1対の共振反射器を含み1pm未
満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する共振器と
を含むFレーザが提供される。この干渉計装置は、2
次輝線をほぼ抑制するために、1次輝線の透過率を最大
にし、2次輝線の透過率を比較的低くするように構成さ
れ、それによって1次輝線を選択して、F レーザが、
狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するために、自走F
レーザの帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単
一波長レーザ・ビームを放出するようにするものであ
る。
157 including a primary emission line and a secondary emission line
Numerous tight spacings in the wavelength range between nm and 158 nm
Molecular emission to produce a spectral emission containing
Discharge chamber filled with a gas mixture containing nitrogen
And a power supply circuit that is coupled to the power supply circuit and applies a voltage to molecular fluorine.
Numerous electrodes that generate a loose discharge, discharge chamber, transmission
1pm including the interferometer device and a pair of resonant reflectors
A resonator for generating a laser beam having a full bandwidth;
F including2A laser is provided. This interferometer device has two
Maximize the transmittance of the primary emission line to almost suppress the secondary emission line
And the transmittance of the secondary emission line is made relatively low.
To select the primary emission line, and 2The laser
Free-running F to provide a narrow band VUV laser beam
2Units with a spectral bandwidth narrower than that of the laser
To emit a single wavelength laser beam.
You.

【0012】さらに、1次輝線と2次輝線とを含む15
7nmと158nmの間の波長範囲内で多数の緊密な間
隔の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フ
ッ素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生する多数の電極と、放電チャンバ、反射
型干渉計装置、および別の共振反射器を含み1pm未満
の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する共振器とを
含むFレーザが提供される。この干渉計装置は、2次
輝線をほぼ抑制するため、1次輝線の透過率を最大に
し、2次輝線の透過率を比較的低くするように構成さ
れ、それによって1次輝線を選択して、Fレーザが、
狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するために、自走F
レーザの帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単
一波長レーザ・ビームを放出するようにするものであ
る。
[0015] Furthermore, 15 including the primary emission line and the secondary emission line.
A discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine for generating a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in a wavelength range between 7 nm and 158 nm; a plurality of electrodes for generating a pulse discharge is applied, a discharge chamber, the reflection-type interferometer device, and another F 2 laser including a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1pm comprises a resonant reflector Is provided. This interferometer device is configured to maximize the transmittance of the primary emission line and to make the transmittance of the secondary emission line relatively low in order to substantially suppress the secondary emission line, thereby selecting the primary emission line. , F 2 laser,
Free-running F to provide a narrow band VUV laser beam
It is intended to emit a single wavelength laser beam having a spectral bandwidth narrower than the bandwidth of the two lasers.

【0013】また、1次輝線と2次輝線とを含む157
nmと158nmの間の波長範囲内で多数の緊密な間隔
の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フッ
素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生する多数の電極と、そして、放電チャン
バ、透過型干渉計装置、分散型光学装置(dispersive o
ptic)、および1対の共振反射器とを含み1pm未満の
帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する共振器とを含
むFレーザが提供される。この分散型光学装置は、1
次輝線だけが共振器の受光角(acceptance angle)内に
留まり、2次輝線を含むいかなる他の輝線も共振器の受
光角の外側に分散するように、1次及び2次輝線を含む
多数の緊密な間隔の輝線を分散させるための特定の方向
に配置される。干渉計装置は、前記1次輝線の非選択部
分をほぼ抑制するために、1次輝線の選択された部分の
透過率を最大にし、1次輝線の非選択部分の透過率を比
較的低くするように構成される。分散型光学装置及び干
渉計装置はそれによって1次輝線を選択及び狭線幅化
し、Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供
するために、自走Fレーザの1次輝線の帯域幅より狭
いスペクトル帯域幅を有する単一波長レーザ・ビームを
放出するようにするものである。
157 including a primary emission line and a secondary emission line
a discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to produce a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in the wavelength range between 158 nm and 158 nm; A large number of electrodes for generating a pulsed discharge to be applied, and a discharge chamber, a transmission interferometer,
PTIC), and F 2 laser including a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1pm and a pair of resonant reflector is provided. This dispersive optical device has
Multiple emission lines, including primary and secondary emission lines, such that only the next emission line remains within the acceptance angle of the resonator and any other emission lines, including the second emission line, are distributed outside the acceptance angle of the resonator. It is arranged in a specific direction to disperse closely spaced emission lines. The interferometer device maximizes the transmittance of the selected portion of the primary emission line and substantially lowers the transmittance of the non-selected portion of the primary emission line in order to substantially suppress the unselected portion of the primary emission line. It is configured as follows. Distributed optical device and the interferometer apparatus thereby to select and line narrowing a primary emission lines, F 2 laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, the bandwidth of the free-running F 2 laser of primary emission lines It is intended to emit a single wavelength laser beam having a narrower spectral bandwidth.

【0014】また、1次輝線と2次輝線とを含む157
nmと158nmの間の波長範囲内の多数の緊密な間隔
の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フッ
素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生するための多数の電極と、そして、放電
チャンバ、反射型干渉計装置、分散型光学装置、および
他の共振反射器を含み1pm未満の帯域幅を有するレー
ザ・ビームを発生するための共振器とを含むFレーザ
が提供される。この分散型光学装置は、1次輝線だけが
共振器の受光角内に留まり、2次輝線を含むいかなる他
の輝線も共振器の受光角の外側に分散するように、1次
及び2次輝線を含む多数の緊密な間隔の輝線を分散させ
るような特定の方向に配置される。干渉計装置は、1次
輝線の非選択部分をほぼ抑制するために、1次輝線の選
択された部分の反射率を最大にし、1次輝線の非選択部
分の反射率を比較的低くするように構成される。分散型
光学装置及び干渉計装置はそれによって1次輝線を選択
及び狭線幅化し、Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・
ビームを提供するために、自走Fレーザの1次輝線の
帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一波長レー
ザ・ビームを放出するようにするものである。
157 including a primary emission line and a secondary emission line
a discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to produce a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in the wavelength range between 158 nm and 158 nm; Generates a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm, including a number of electrodes for generating an applied pulsed discharge, and a discharge chamber, reflective interferometer device, dispersive optics, and other resonant reflectors F 2 laser including a resonator for is provided. The dispersive optical device includes a primary and a secondary emission line such that only the primary emission line remains within the acceptance angle of the resonator and any other emission lines, including the secondary emission line, are dispersed outside the acceptance angle of the resonator. Are arranged in a specific direction so as to disperse a large number of closely-spaced emission lines. The interferometer device maximizes the reflectance of the selected portion of the primary emission line to substantially suppress the non-selection portion of the primary emission line, and makes the reflectance of the non-selected portion of the primary emission line relatively low. Is composed of Distributed optical device and interferometer system to select and line narrowing it by the primary emission lines, F 2 laser, a narrow-band VUV laser
To provide a beam, and is to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the primary emission lines of the free-running F 2 laser.

【0015】また、1次輝線と2次輝線とを含む157
nmと158nmの間の波長範囲内の多数の緊密な間隔
の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フッ
素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生するための多数の電極と、そして、放電
チャンバと干渉計装置とを含み1pm未満の帯域幅を有
するレーザ・ビームを発生するための共振器と、を含む
レーザが提供される。この干渉計装置は、1次輝線
の選択された部分と比較して2次輝線と1次輝線の非選
択部分とをほぼ抑制するために、2次輝線と1次輝線の
選択された部分以外の1次輝線の部分とを比較的抑制す
るように構成され、それによって1次輝線を選択及び狭
線幅化し、Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビーム
を提供するために、自走Fレーザの1次輝線の帯域幅
より狭いスペクトル帯域幅を有する単一波長レーザ・ビ
ームを放出するようにするものである。
157 including a primary emission line and a secondary emission line
a discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to produce a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in the wavelength range between 158 nm and 158 nm; a plurality of electrodes for generating a pulse discharge to be applied, and, the F 2 laser including a resonator, a for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1pm comprises a discharge chamber and the interferometer system Provided. This interferometer device is used to substantially suppress the secondary emission line and the non-selection part of the primary emission line as compared with the selected part of the primary emission line. is configured in such a relatively suppress a portion of the primary emission lines, thereby to select and line narrowing a primary emission lines, F 2 laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, the free-running F It is intended to emit a single wavelength laser beam having a spectral bandwidth narrower than the bandwidth of the primary emission line of the two lasers.

【0016】さらに、1次輝線と2次輝線とを含む15
7nmと158nmの間の波長範囲内の多数の緊密な間
隔の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フ
ッ素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生するための多数の電極と、そして、放電
チャンバと干渉計装置とを含み1pm未満の帯域幅を有
するレーザ・ビームを発生する共振器と、を含むF
ーザが提供される。この干渉計装置は、1次輝線と比較
して2次輝線をほぼ抑制するために、2次輝線を比較的
抑制するように構成され、それによって1次輝線を選択
し、Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供
するために、自走Fレーザの帯域幅より狭いスペクト
ル帯域幅を有する単一波長レーザ・ビームを放出するよ
うにするものである。
In addition, 15 including the primary emission line and the secondary emission line
A discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to generate a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in a wavelength range between 7 nm and 158 nm; a plurality of electrodes for generating a pulse discharge to be applied, and, F 2 laser including a resonator, a for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1pm comprises a discharge chamber and the interferometer system is provided You. The interferometer device is configured to relatively suppress the secondary emission line to substantially suppress the secondary emission line as compared to the primary emission line, thereby selecting the primary emission line and causing the F 2 laser to: in order to provide a narrow-band VUV laser beam, it is intended to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the free-running F 2 laser.

【0017】さらに、1次輝線と2次輝線とを含む15
7nmと158nmの間の波長範囲内の多数の緊密な間
隔の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フ
ッ素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生する多数の電極と、そして、放電チャン
バ、干渉計装置、および分散型光学装置とを含み1pm
未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する共振器
と、を含むFレーザが提供される。この分散型光学装
置は、1次輝線だけが共振器の受光角内に留まり、2次
輝線を含むいかなる他の輝線も共振器の受光角の外側に
分散するように、1次及び2次輝線を含む多数の緊密な
間隔の輝線を分散させるような特定の方向に配置され
る。干渉計装置は、1次輝線の非選択部分をほぼ抑制す
るために、1次輝線の非選択部分を比較的抑制するよう
に構成されるものである。分散型光学装置及び干渉計装
置はそれによって1次輝線を選択及び狭線幅化し、F
レーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するため
に、自走Fレーザの1次輝線の帯域幅より狭いスペク
トル帯域幅を有する単一波長レーザ・ビームを放出する
ようにするものである。
In addition, 15 including the primary emission line and the secondary emission line
A discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to generate a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in a wavelength range between 7 nm and 158 nm; 1 pm including a large number of electrodes for generating a pulse discharge to be applied, and a discharge chamber, an interferometer device, and a dispersive optical device
F 2 laser is provided comprising a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than. The dispersive optical device includes a primary and a secondary emission line such that only the primary emission line remains within the acceptance angle of the resonator and any other emission lines, including the secondary emission line, are dispersed outside the acceptance angle of the resonator. Are arranged in a specific direction so as to disperse a large number of closely-spaced emission lines. The interferometer device is configured to relatively suppress non-selected portions of the primary emission line in order to substantially suppress non-selected portions of the primary emission line. Distributed optical device and the interferometer apparatus thereby to select and line narrowing a primary emission lines, F 2
Laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, is intended to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the primary emission lines of the free-running F 2 laser.

【0018】さらに、1次輝線と2次輝線とを含む15
7nmと158nmの間の波長範囲内の多数の緊密な間
隔の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フ
ッ素を含むガス混合物によって充填された放電チャンバ
と、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加するパ
ルス放電を発生するための多数の電極と、そして、放電
チャンバと干渉計装置とを含み1pm未満の帯域幅を有
するレーザ・ビームを発生するための共振器と、を含む
レーザが提供される。この干渉計装置は、2次輝線
と1次輝線の非選択部分とを1次輝線の選択された部分
と比較してほぼ抑制するために、2次輝線と1次輝線の
非選択部分とを比較的抑制するように構成され、それに
よって1次輝線を選択及び狭線幅化し、Fレーザが、
狭帯域VUVレーザ・システムを提供するために、自走
レーザの1次輝線の帯域幅より狭いスペクトル帯域
幅を有する単一波長レーザ・ビームを放出するようにす
るものである。波長監視装置がフィードバック・ループ
中で、レーザ・ビームのスペクトル分布を監視するため
のプロセッサに結合される。プロセッサは、監視された
スペクトル分布に基づいて干渉計装置の干渉スペクトル
(interferometricspectrum)を制御し、スペクトル分
布中の側波帯(sideband)がほぼ最小化されるようにす
る。
In addition, 15 including the primary emission line and the secondary emission line
A discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to generate a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in a wavelength range between 7 nm and 158 nm; a plurality of electrodes for generating a pulse discharge to be applied, and, the F 2 laser including a resonator, a for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1pm comprises a discharge chamber and the interferometer system Provided. The interferometer apparatus includes a secondary bright line and a non-selected primary bright line in order to substantially suppress the secondary bright line and the non-selected primary bright line compared to the selected primary bright line. The F 2 laser is configured to relatively suppress, thereby selecting and narrowing the primary emission line,
In order to provide a narrow-band VUV laser system, and it is to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the primary emission lines of the free-running F 2 laser. A wavelength monitor is coupled in a feedback loop to a processor for monitoring the spectral distribution of the laser beam. The processor controls the interferometric spectrum of the interferometer device based on the monitored spectral distribution such that sidebands in the spectral distribution are substantially minimized.

【0019】また、1次輝線と2次輝線とを含む157
nmと158nmの間の波長範囲内の多数の緊密な間隔
の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子フッ
素を含むガス混合物によって充填される放電チャンバ
と、分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を発生する
電源回路に結合される多数の電極と、そして、放電チャ
ンバと干渉計装置とを含み1pm未満の帯域幅を有する
レーザ・ビームを発生するための共振器と、を含むF
レーザが提供される。この干渉計装置は、2次輝線を1
次輝線と比較してほぼ抑制するために、2次輝線を比較
的抑制するように構成され、それによって1次輝線を選
択し、Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提
供するために、自走Fレーザの帯域幅より狭いスペク
トル帯域幅を有する単一波長レーザ・ビームを放出する
ようにするものである。波長監視装置がフィードバック
・ループ中で、レーザ・ビームのスペクトル分布を監視
するためのプロセッサに結合される。プロセッサは、監
視されたスペクトル分布に基づいて干渉計装置の干渉ス
ペクトルを制御し、スペクトル分布中の側波帯がほぼ最
小化されるようにする。
157 including a primary emission line and a secondary emission line
a discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to generate a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in the wavelength range between 158 nm and 158 nm; and a pulse discharge applying a voltage to the molecular fluorine. F 2 including a number of electrodes coupled to the generating power supply circuit, and a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm including the discharge chamber and the interferometer device.
A laser is provided. This interferometer device has one secondary emission line
To substantially suppressed as compared with the following emission lines, configured to relatively suppress the secondary emission lines, thereby selecting the primary emission lines, F 2 laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam it is intended to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the free-running F 2 laser. A wavelength monitor is coupled in a feedback loop to a processor for monitoring the spectral distribution of the laser beam. The processor controls the interference spectrum of the interferometer device based on the monitored spectral distribution such that sidebands in the spectral distribution are substantially minimized.

【0020】さらに、1次輝線と2次輝線とを含む15
7nmと158nmとの間の波長範囲内の多数の緊密な
間隔の輝線を含むスペクトル放出を発生するための分子
フッ素を含むガス混合物によって充填された放電チャン
バと、電源回路に結合され分子フッ素に電圧を印加する
パルス放電を発生するための多数の電極と、そして、放
電チャンバ、干渉計装置、および分散型光学装置を含み
1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
共振器と、を含むFレーザが提供される。この分散型
光学装置は、1次輝線だけが共振器の受光角内に留ま
り、2次輝線を含むいかなる他の輝線も共振器の受光角
の外側に分散するように、1次及び2次輝線を含む多数
の緊密な間隔の輝線を分散させるために特定の方向に配
置される。干渉計装置は、1次輝線の非選択部分をほぼ
抑制するために、1次輝線の非選択部分を比較的抑制す
るように構成されるものである。分散型光学装置及び干
渉計装置はそれによって1次輝線を選択及び狭線幅化
し、Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供
するために、自走Fレーザの1次輝線の帯域幅より狭
いスペクトル帯域幅を有する単一波長レーザ・ビームを
放出するようにするものである。波長監視装置がフィー
ドバック・ループ中で、レーザ・ビームのスペクトル分
布を監視するプロセッサに結合される。プロセッサは、
監視されたスペクトル分布に基づいて干渉計装置の干渉
スペクトルを制御し、スペクトル分布中の側波帯がほぼ
最小化されるようにする。
Further, 15 lines including a primary line and a secondary line are included.
A discharge chamber filled with a gas mixture containing molecular fluorine to produce a spectral emission containing a number of closely spaced emission lines in a wavelength range between 7 nm and 158 nm; And a resonator for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm, including a discharge chamber, an interferometer device, and a dispersive optic device. F 2 laser is provided. The dispersive optical device includes a primary and a secondary emission line such that only the primary emission line remains within the acceptance angle of the resonator and any other emission lines, including the secondary emission line, are dispersed outside the acceptance angle of the resonator. Are arranged in a particular direction to disperse a number of closely spaced emission lines, including: The interferometer device is configured to relatively suppress non-selected portions of the primary emission line in order to substantially suppress non-selected portions of the primary emission line. Distributed optical device and the interferometer apparatus thereby to select and line narrowing a primary emission lines, F 2 laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, the bandwidth of the free-running F 2 laser of primary emission lines It is intended to emit a single wavelength laser beam having a narrower spectral bandwidth. A wavelength monitor is coupled in a feedback loop to a processor that monitors the spectral distribution of the laser beam. The processor is
The interference spectrum of the interferometer device is controlled based on the monitored spectral distribution so that sidebands in the spectral distribution are substantially minimized.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】(優先権)本出願は、2000年
6月16日出願の米国仮特許出願第60/212,18
3号の優先権の利益を主張するものである。 (引用による援用)以下は参考文献の引用一覧であり、
これらは各々、上記の優先権の節で引用された参考文献
に加えて、以下では他には詳細には説明されない好適実
施例の要素または特徴の代替実施例を開示する際に、引
用によって以下の好適実施例の詳細な説明に援用され
る。これらの参考文献の1つ、または2つかそれ以上の
ものの組み合わせが参照され、以下の詳細な説明で説明
される好適実施例の変形が得られる。さらに別の特許、
特許出願及び非特許参考文献も記載された記述内で引用
され、また引用によって好適実施例に援用され、以下の
参考文献について今上記で説明されたのと全く同じ効力
を有する。すなわち、米国特許出願第09/453,6
70号、第09/447,882号、第09/317,
695号、第09/574,921号、第09/51
2,417号、第09/599,130号、第09/6
94,246号、第09/712,877号、第09/
738,849号、第09/718,809号、第09
/733,874号、第09/780,124号、第0
9/715,803号、第60/212,301号、第
60/212,257号、第60/267,567号
で、これらは各々本特許出願と同じ譲受人に譲渡されて
おり、また、米国特許第6,154,470号、第6,
157,662号、第6,219,368号、第6,0
28,879号、第6,240,110号及び第5,9
01,163号、および、E.Hecht、「光学装置
(Optics)」、Addison−Wesley社、第8
〜9章(1987年)、W.C.Driscoll編、
「光学装置便覧(Handbook of Optics)」、McGra
w−Hill社、8〜111ページ(1978年)、B
loom、「濾波複屈折プレートを含むレーザ共振器の
モード(Modes of aLaser Resonator Containing Filte
red Birefringent Plates)」、アメリカ光学会雑誌(J
Opt.Soc.Am.)、64、447ページ(1974年)、
および、本出願の背景または明細書中で言及された全て
の特許、特許出願及び非特許参考文献。 (好適実施例の詳細な説明)図2を参照すると、好適実
施例によるエキシマまたは分子フッ素レーザ・システム
の概略が示されている。好適なガス放電レーザ・システ
ムは、真空紫外線(VUV:vacuum ultraviolet)リソ
グラフィ・システムと共に使用するための分子フッ素
(F)レーザ・システムのようなVUVレーザ・シス
テムである。例えば、TFTアニール(annealing)、光
切除(photoablation)及び/または微細機械加工といっ
た他の工業用アプリケーションで使用するためのレーザ
・システムの代替構成には、そのアプリケーションの要
求を満たす、図2に示されるシステムと同様及び/また
はそれから修正されたものとして当業者に理解される構
成が含まれる。この目的で、代替DUVまたはVUVレ
ーザ・システム及び構成要素の構成は、米国特許出願第
09/317,695号、第09/130,277号、
第09/244,554号、第09/452,353
号、第09/512,417号、第09/599,13
0号、第09/694,246号、第09/712,8
77号、第09/574,921号、第09/738,
849号、第09/718,809号、第09/62
9,256号、第09/712,367号、第09/7
71,366号、第09/715,803号、第09/
738,849号、第60/202,564号、第60
/204,095号、第09/741,465号、第0
9/574,921号、第09/734,459号、第
09/741,465号、第09/686,483号、
第09/715,803号、及び第09/780,12
4号、及び米国特許第6,005,880号、第6,0
61,382号、第6,020,723号、第5,94
6,337号、第6,014,206号、第6,15
7,662号、第6,154,470号、第6,16
0,831号、第6,160,832号、第5,55
9,816号、第4,611,270号、第5,76
1,236号、第6,212,214号、第6,15
4,470号、及び第6,157,662号で説明され
ており、これらは各々、本出願と同じ譲受人に譲渡さ
れ、引用によって本出願の記載に援用される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Priority) The present application is related to US Provisional Patent Application No. 60 / 212,18, filed on June 16, 2000.
Claims the benefit of No. 3 priority. (Incorporated by citation) The following is a list of citations of references,
Each of these may, in addition to the references cited in the priorities section above, disclose the following by reference in disclosing alternative embodiments of elements or features of the preferred embodiments that are not described in detail below. Of the preferred embodiments of the present invention. Reference is made to one or a combination of two or more of these references, resulting in variations of the preferred embodiment described in the following detailed description. Yet another patent,
Patent application and non-patent references are also cited within the written description, and are incorporated by reference into the preferred embodiments, which have exactly the same potency as that just described above for the following references. That is, U.S. patent application Ser.
No. 70, No. 09 / 447,882, No. 09/317,
No. 695, No. 09 / 574,921, No. 09/51
No. 2,417, No. 09 / 599,130, No. 09/6
No. 94,246, No. 09 / 712,877, No. 09 /
No. 738,849, No. 09 / 718,809, No. 09
No./733,874, No. 09 / 780,124, No. 0
Nos. 9 / 715,803, 60 / 212,301, 60 / 212,257, and 60 / 267,567, each of which are assigned to the same assignee as the present patent application, and U.S. Patent Nos. 6,154,470, 6,
No. 157,662, No. 6,219,368, No. 6,0
Nos. 28,879, 6,240,110 and 5,9
01,163 and E.I. Hecht, "Optics", Addison-Wesley, No. 8
-9 (1987); C. Driscoll edition,
"Handbook of Optics", McGra
w-Hill, pages 8-111 (1978), B
room, "Modes of a Laser Resonator Containing Filte
red Birefringent Plates), American Optical Society Magazine (J
Opt. Soc. Am.), 64, 447 (1974),
And all patents, patent applications and non-patent references mentioned in the background or specification of the present application. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to FIG. 2, a schematic of an excimer or molecular fluorine laser system according to the preferred embodiment is shown. Suitable gas discharge laser systems, vacuum ultraviolet rays: a (VUV vacuuming ultraviolet) molecular fluorine (F 2) for use with a lithography system VUV laser system, such as a laser system. For example, an alternative configuration of a laser system for use in other industrial applications, such as TFT annealing, photoablation and / or micromachining, meets the requirements of that application as shown in FIG. Configurations include those understood by those skilled in the art as being similar to and / or modified from the described system. For this purpose, alternative DUV or VUV laser systems and component configurations are disclosed in U.S. Patent Application Nos. 09 / 317,695, 09 / 130,277,
No. 09 / 244,554, No. 09 / 452,353
No., 09 / 512,417, 09 / 599,13
No. 0, 09/694, 246, 09/712, 8
No. 77, No. 09 / 574,921, No. 09/738,
No. 849, No. 09 / 718,809, No. 09/62
9,256, 09 / 712,367, 09/7
No. 71,366, No. 09 / 715,803, No. 09 /
No. 738,849, No. 60 / 202,564, No. 60
No. / 204,095, No. 09 / 741,465, No. 0
No. 9 / 574,921, No. 09 / 734,459, No. 09 / 741,465, No. 09 / 686,483,
Nos. 09 / 715,803 and 09 / 780,12
No. 4, and U.S. Patent Nos. 6,005,880, 6,0
No. 61,382, No. 6,020,723, No. 5,94
No. 6,337, 6,014,206, 6,15
No. 7,662, No. 6,154,470, No. 6,16
No. 0,831, No. 6,160,832, No. 5,55
9,816, 4,611,270, 5,76
Nos. 1,236, 6,212,214, 6,15
No. 4,470, and 6,157,662, each of which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.

【0022】図2に示されるシステムには一般に、固体
パルサ・モジュール104及びガス処理モジュール10
6と接続された1対の主放電電極103を有するレーザ
・チャンバ102(または、熱交換器とチャンバ102
または管の中のガス混合物を循環させるファンを含むレ
ーザ管)が含まれる。ガス処理モジュール106はレー
ザ・チャンバ102への弁接続を有しているので、ハロ
ゲン及びバッファ・ガス(1つまたは複数)、及び必要
に応じてガス添加物が、好適には予混合形態(premixed
form)(本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願
第09/513,025号と、米国特許第4,977,
573号及び第6,157,662号参照、これらは各
々引用によって本出願の記載に援用される)でレーザ・
チャンバに注入あるいは充填される。固体パルサ・モジ
ュール104は高電圧電源108によって電力を供給さ
れる。サイラトロン・パルサ・モジュール(thyratron
pulser module)が代替的に使用されることもある。レー
ザ・チャンバ102は、共振器を形成する光学モジュー
ル110及び光学モジュール112によって取り囲まれ
ている。光学モジュール110及び112は光学制御モ
ジュール114によって制御されるか、または代替的
に、特にKrF、ArFまたはFレーザが光リソグラ
フィ用に使用される場合に好適なように、狭線幅化光学
装置(line-narrowing optics)が光学モジュール11
0、112の1つまたは両方に含まれる場合は、コンピ
ュータあるいはプロセッサ116によって直接制御され
る。
The system shown in FIG. 2 generally includes a solid pulsar module 104 and a gas treatment module 10.
6. A laser chamber 102 (or a heat exchanger and a chamber 102) having a pair of main discharge electrodes 103 connected to
Or a laser tube including a fan for circulating the gas mixture in the tube). Since the gas processing module 106 has a valve connection to the laser chamber 102, the halogen and buffer gas (es) and, optionally, gas additives are preferably in a premixed form.
form) (US patent application Ser. No. 09 / 513,025, assigned to the same assignee as the present application, and US Pat.
573 and 6,157,662, each of which is incorporated herein by reference).
The chamber is injected or filled. The solid pulser module 104 is powered by a high voltage power supply 108. Thyratron Pulsa Module (thyratron
pulser module) may be used instead. The laser chamber 102 is surrounded by an optical module 110 and an optical module 112 forming a resonator. Or optical modules 110 and 112 are controlled by the optical control module 114, or alternatively, especially KrF, as is preferable when ArF or F 2 laser is used for optical lithography, narrow linewidth optical device (Line-narrowing optics) is an optical module 11
If it is included in one or both of 0, 112, it is controlled directly by the computer or processor 116.

【0023】レーザ制御用のプロセッサ116は様々な
入力を受信し、システムの様々な動作パラメータを制御
する。診断モジュール118は、好適にはビーム・スプ
リッタ・モジュール(beam splitter module)122の
ような、モジュール118の方向にビームの小さな部分
を偏向させるための光学装置を介して主ビーム120の
分離された部分のパルス・エネルギー、平均エネルギー
及び/またはパワー、及び好適には波長といった1つか
それ以上のパラメータを受信し測定する。ビーム120
は好適には撮像システム(imaging system)(図示せ
ず)及び、特にリソグラフィ・アプリケーションの場合
は最終的には被加工物(やはり図示せず)へのレーザ出
力であり、アプリケーション・プロセスに直接出力され
ることもある。レーザ制御コンピュータ116はインタ
フェース124を通じてステッパ/スキャナ・コンピュ
ータ、他の制御ユニット126、128及び/または他
の外部システムと通信することができる。
A processor 116 for laser control receives various inputs and controls various operating parameters of the system. The diagnostic module 118 preferably includes a separate portion of the main beam 120 via optics for deflecting a small portion of the beam in the direction of the module 118, such as a beam splitter module 122. Receive and measure one or more parameters, such as pulse energy, average energy and / or power, and preferably wavelength. Beam 120
Is preferably the laser output to the imaging system (not shown) and, in particular, in the case of lithographic applications, ultimately the work piece (also not shown), which is output directly to the application process It may be done. The laser control computer 116 can communicate with the stepper / scanner computer, other control units 126, 128 and / or other external systems through the interface 124.

【0024】レーザ・チャンバ102はレーザ・ガス混
合物を収容し、1対の主放電電極103に加えて1つか
それ以上の予備イオン化電極(preionization electrod
e)(図示せず)を含む。好適な主電極103は、本出願
と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の記載に援
用される、フォトリソグラフィ・アプリケーションに関
する米国特許出願第09/453,670号で説明され
ているが、例えば狭い放電幅(discharge width)が好適
でない場合、代替的な構成にされることもある。他の電
極構成は、各々本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特
許第5,729,565号及び第4,860,300号
に記載されており、代替実施例は、全て引用によって本
出願の記載に援用される、米国特許第4,691,32
2号、第5,535,233号、及び第5,557,6
29号に記載されている。好適な予備イオン化ユニット
は、各々本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願
第09/692,265号(KrF、ArF、Fレー
ザの場合特に好適である)、第09/532,276号
及び09/247,887号に記載されており、代替実
施例は米国特許第5,337,330号、第5,81
8,865号及び第5,991,324号に記載されて
おり、上記の特許及び特許出願は全て引用によって本出
願の記載に援用される。
The laser chamber 102 contains a laser gas mixture and, in addition to a pair of main discharge electrodes 103, one or more preionization electrodes.
e) (not shown). Suitable main electrodes 103 are described in US patent application Ser. No. 09 / 453,670 for photolithography applications, assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference, but for example, If a narrow discharge width is not preferred, alternative configurations may be used. Other electrode configurations are described in U.S. Patent Nos. 5,729,565 and 4,860,300, each assigned to the same assignee as the present application, and alternative embodiments are all incorporated herein by reference. U.S. Pat. No. 4,691,32, which is incorporated herein by reference.
No. 2, No. 5,535,233, and No. 5,557,6
No. 29. Suitable preionization units are each present application and assigned to the same assignee US Patent Application No. 09 / 692,265 (KrF, ArF, is particularly suitable when the F 2 laser), 09 / 532,276 And alternative embodiments are described in U.S. Patent Nos. 5,337,330, 5,81
No. 8,865 and 5,991,324, and all of the above patents and patent applications are incorporated herein by reference.

【0025】固体またはサイラトロンのパルサ・モジュ
ール104及び高電圧電源108は圧縮電気パルス(co
mpressed electrical pulse)中の電気エネルギーをレー
ザ・チャンバ102内の予備イオン化電極及び主電極に
供給しガス混合物に電圧を印加する(energize)。好適
なパルサ・モジュール及び高電圧電源の構成要素は、各
々本出願と同じ譲受人に譲渡され、引用によって本出願
の記載に援用される、米国特許出願第09/640,5
95号、第60/198,058号、第60/204,
095号、第09/432,348号及び第09/39
0,146号、及び米国特許6,005,880号、第
6,226,307号及び第6,020,723号で説
明される。他の代替パルサ・モジュールは、各々引用に
よって本出願の記載に援用される、米国特許第5,98
2,800号、第5,982,795号、第5,94
0,421号、第5,914,974号、第5,94
9,806号、第5,936,988号、第6,02
8,872号、第6,151,346号及び第5,72
9,562号で説明されている。
The solid or thyratron pulsar module 104 and the high voltage power supply 108 are powered by compressed electrical pulses (co
Electrical energy during a mpressed electrical pulse is supplied to a pre-ionization electrode and a main electrode in the laser chamber 102 to energize the gas mixture. Suitable pulser modules and high voltage power supply components are each assigned to the same assignee as the present application and are incorporated by reference herein in US patent application Ser. No. 09 / 640,5.
No. 95, No. 60 / 198,058, No. 60/204,
Nos. 095, 09/432, 348 and 09/39
0,146, and U.S. Patent Nos. 6,005,880, 6,226,307 and 6,020,723. Other alternative pulsar modules are disclosed in US Pat. No. 5,985, each of which is incorporated herein by reference.
No. 2,800, No. 5,982,795, No. 5,94
No. 0,421, No. 5,914,974, No. 5,94
9,806, 5,936,988, 6,02
Nos. 8,872, 6,151,346 and 5,72
No. 9,562.

【0026】レーザ・ガス混合物を収容するレーザ・チ
ャンバ102を取り囲むレーザ共振器には、好適にはフ
ォトリソグラフィ用などの狭線幅化されたエキシマある
いは分子フッ素レーザのための狭線幅化光学装置を含む
光学モジュール110が含まれるが、これは、狭線幅化
が望ましくない(TFTアニールの場合等)か、または
狭線幅化が前部光学モジュール112で行われるか、ま
たは共振器の外部のスペクトル・フィルタ(spectral f
ilter)が使用されるか、または出力ビームの帯域幅を狭
くするため狭線幅化光学装置がHRミラーの前に配置さ
れる場合にはレーザ・システム中の高反射率ミラー(hi
gh reflectivity mirror)などによって置き換えられる
ことがある。本明細書の好適実施例によれば、例えば、
1つかそれ以上の分散プリズム(dispersive prism)、
複屈折プレート(birefringent plate)またはブロック
及び/または、エタロンまたは、第09/715,80
3号特許出願で説明されたような1対の向かい合う非平
行プレートを有する装置といった干渉計装置等の、15
7nm付近の多数の輝線の1つを選択するための光学装
置が使用されることがあり、その場合選択された輝線を
狭くするための同じ光学装置(1つまたは複数)または
追加の狭線幅化光学装置(1つまたは複数)が使用され
ることがある。ガス混合物全圧は、追加の狭線幅化光学
装置を使用せずに0.5pmまたはそれ未満といった狭
帯域幅で選択された輝線を発生するために、従来のシス
テムより低く、例えば3barより低くてもよい(本出
願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の記載に
援用される米国特許出願第60/212,301号参
照)。
The laser cavity surrounding the laser chamber 102 containing the laser gas mixture preferably includes a line narrowing optic for a line narrowed excimer or molecular fluorine laser such as for photolithography. Are included, which may be undesirable if narrowing is not desired (such as in the case of TFT annealing), or narrowing may be performed in the front optical module 112, or may be external to the resonator. Spectral filter (spectral f
high reflectivity mirrors (hi) in the laser system if ilters are used or narrow line optics are placed in front of the HR mirrors to narrow the bandwidth of the output beam.
gh reflectivity mirror). According to a preferred embodiment herein, for example,
One or more dispersive prisms,
Birefringent plate or block and / or etalon or 09 / 715,80
15 such as an interferometer device, such as a device having a pair of opposed non-parallel plates as described in the '3 patent application.
Optics may be used to select one of a number of bright lines around 7 nm, in which case the same optic (s) or additional narrow line widths to narrow the selected bright line Chemical optical device (s) may be used. The total gas mixture pressure is lower than conventional systems, for example lower than 3 bar, to generate selected emission lines with a narrow bandwidth, such as 0.5 pm or less, without using additional line narrowing optics. (See US Patent Application Serial No. 60 / 212,301, assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.)

【0027】レーザ・チャンバ102は、放出レーザ放
射線(emitted laser radiation)120の波長に対して
透明な窓によって密閉されている。この窓はブルースタ
ー窓(Brewster window)のことがあり、また共振ビーム
(resonating beam)の光学経路に対して別の角度、例え
ば5°にアラインされることもある。窓の1つはまたビ
ームを出力結合する(output couple)役目を果たすこと
があり、またビームが出力結合される(outcoupled)と
はチャンバ102の反対側での高反射共振反射器の役目
を果たすこともある。
The laser chamber 102 is sealed by a window that is transparent to the wavelength of the emitted laser radiation 120. This window may be a Brewster window and may be aligned at another angle, eg, 5 °, with respect to the optical path of the resonant beam. One of the windows may also serve to output couple the beam, and also serve as a highly reflective resonant reflector on the opposite side of the chamber 102 from which the beam is outcoupled. Sometimes.

【0028】出力ビーム120の一部が光学モジュール
112の出力結合器(outcoupler)を通過した後、その
出力部分はビームの一部を診断モジュール118に向か
って偏向させるか、または別の方法で出力結合されたビ
ームの小さな部分が診断モジュール118に達するよう
にするための光学装置を含むビーム・スプリッタ・モジ
ュール(beam splitter module)122に入射し、一方
主ビーム部分120はレーザ・システムの出力ビーム1
20として持続可能である(本発明と同じ譲受人に譲渡
された米国特許出願第09/771,013号、第09
/598,552号、及び第09/712,877号
と、米国特許第4,611,270号参照。これらは各
々引用によって本出願の記載に援用される)。好適な光
学装置にはビーム・スプリッタまたは他の部分反射表面
光学装置が含まれる。光学装置にはまた第2反射光学装
置としてミラーまたはビーム・スプリッタが含まれるこ
ともある。1つより多いビーム・スプリッタ及び/また
はHRミラー、及び/または二色性ミラー(dichroic m
irror)が、ビームの一部を診断モジュール118の構成
要素に向けるため使用されることがある。ホログラフィ
ックビームサンプラ(holographic beam sampler)、透
過型回折格子(transmission grating)、部分透過型反
射回折格子(partially transmissive reflection diff
raction grating)、グリズム(grism)、プリズムまたは
他の屈折型、分散型及び/または透過型光学装置(1つ
または複数)が診断モジュール118で検出するため主
ビーム120から小さなビーム部分を分離するために使
用されることもあり、一方、主ビーム120の大部分は
直接または撮像システムを介して、または他の形でアプ
リケーション・プロセスに到達するようにされる。こう
した光学装置または追加の光学装置は、検出に先立って
分離されたビームから、ガス混合物中の原子フッ素(at
omic fluorine)からの赤色放出(red emission)のよう
な可視放射線(visible radiation)を濾過するために使
用されてもよい。
After a portion of the output beam 120 passes through the output coupler of the optical module 112, the output portion deflects a portion of the beam toward the diagnostic module 118 or otherwise outputs the beam. A small portion of the combined beam is incident on a beam splitter module 122, which includes optics to cause the diagnostic module 118 to reach, while the main beam portion 120 is the output beam 1 of the laser system.
20 (US patent application Ser. No. 09 / 771,013, 09, assigned to the same assignee as the present invention).
Nos./598,552, and 09 / 712,877 and U.S. Pat. No. 4,611,270. Each of which is incorporated herein by reference.) Suitable optics include a beam splitter or other partially reflective surface optics. The optical device may also include a mirror or beam splitter as the second reflective optical device. More than one beam splitter and / or HR mirror and / or dichroic mirror
irror) may be used to direct a portion of the beam to components of the diagnostic module 118. Holographic beam sampler, transmission grating, partially transmissive reflection diff
raction grating, grism, prism or other refractive, dispersive and / or transmission optic (s) to separate small beam portions from main beam 120 for detection by diagnostic module 118 While the majority of the main beam 120 is made to reach the application process directly or via an imaging system or otherwise. These optics or additional optics can be used to separate atomic fluorine (at
It may be used to filter visible radiation, such as red emission from omic fluorine.

【0029】出力ビーム120はビーム・スプリッタ・
モジュールを透過する一方反射ビーム部分が診断モジュ
ール118に向けられてもよく、また主ビーム120が
反射され、一方小さな部分が診断モジュール118に透
過してもよい。ビーム・スプリッタ・モジュールを継続
して通過する出力結合されたビームの部分はレーザの出
力ビーム120であり、これはフォトリソグラフィ・ア
プリケーション用の撮像システムや被加工物といった工
業用または実験用アプリケーションに向かって伝播す
る。
The output beam 120 is a beam splitter.
The reflected beam portion while passing through the module may be directed to the diagnostic module 118, and the main beam 120 may be reflected while a smaller portion is transmitted through the diagnostic module 118. The portion of the out-coupled beam that continues to pass through the beam splitter module is the output beam 120 of the laser, which is intended for industrial or laboratory applications such as imaging systems and workpieces for photolithographic applications. And propagate.

【0030】特に分子フッ素レーザ・システムと、Ar
Fレーザ・システムの場合、ビーム経路が光吸収性物質
(photoabsoroing species)の影響を受けないようにす
るなどのため、エンクロージャ(図示せず)が好適には
ビーム120のビーム経路を密閉する。より小さなエン
クロージャが好適にはチャンバ102と光学モジュール
110及び112との間、及びビーム・スプリッタ12
2と診断モジュール118との間のビーム経路を密閉す
る。好適なエンクロージャは、本出願と同じ譲受人に譲
渡され引用によって本出願の記載に援用される米国特許
出願第09/598,552号、第09/594,89
2号、第09/727,600号及び第09/131,
580号と、全て引用によって本出願の記載に援用され
る米国特許第6,219,368号、第5,559,5
84号、第5,221,823号、第5,763,85
5号、第5,811,753号及び第4,616,90
8号で詳細に説明されている。
In particular, a molecular fluorine laser system and Ar
In the case of an F-laser system, an enclosure (not shown) preferably seals the beam path of beam 120, such as to keep the beam path unaffected by photoabsoroing species. A smaller enclosure is preferably between the chamber 102 and the optical modules 110 and 112, and the beam splitter 12
The beam path between 2 and the diagnostic module 118 is sealed. Suitable enclosures are described in U.S. patent application Ser. Nos. 09 / 598,552, 09 / 594,89, assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.
No. 2, 09 / 727,600 and 09/131,
580 and U.S. Patent Nos. 6,219,368, 5,559,5, all of which are incorporated herein by reference.
No. 84, No. 5,221,823, No. 5,763,85
No. 5, No. 5,811,753 and No. 4,616,90
No. 8 explains this in detail.

【0031】診断モジュール118には好適には少なく
とも1つのエネルギー検出器が含まれる。この検出器は
出力ビーム120のエネルギーに直接相当するビーム部
分の総エネルギーを測定する(引用によって本出願の記
載に援用される、米国特許第4,611,270号及び
第6,212,214号参照)。例えばプレートまたは
コーティングである光減衰器(optical attenuator)の
ような光学的構成、または他の光学装置が検出器または
ビーム・スプリッタ・モジュール122の上またはその
近くに形成され、検出器に入射する放射線の強度、スペ
クトル分布及び/または他のパラメータを制御する(各
々本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の
記載に援用される、米国特許出願第09/172,80
5号、第09/741,465号、第09/712,8
77号、第09/771,013号及び第09/77
1,366号参照)。
The diagnostic module 118 preferably includes at least one energy detector. This detector measures the total energy of the beam portion that directly corresponds to the energy of the output beam 120 (US Pat. Nos. 4,611,270 and 6,212,214, which are incorporated herein by reference). reference). An optical arrangement, such as an optical attenuator, for example a plate or a coating, or other optical device is formed on or near the detector or beam splitter module 122 and the radiation incident on the detector (US patent application Ser. No. 09 / 172,80, each assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference).
No. 5, No. 09/741, 465, No. 09/712, 8
No. 77, 09/771, 013 and 09/77
1,366).

【0032】診断モジュール118の他の構成要素の1
つは好適には監視エタロン(monitor etalon)または格
子分光計(grating spectrometer)のような波長及び/
または帯域幅検出構成要素である(本出願の図5〜図6
に関連する以下の説明、及び各々本発明と同じ譲受人に
譲渡される米国特許出願第09/416,344号、第
09/686,483号、及び第09/791,431
号と、米国特許第4,905,243号、第5,97
8,391号、第5,450,207号、第4,92
6,428号、第5,748,346号、第5,02
5,445号、第6,160,832号、第6,16
0,831号及び第5,978,394号参照。上記の
波長及び/または帯域幅検出及び監視構成要素は全て引
用によって本出願の記載に援用される)。本明細書の好
適実施例によれば、帯域幅は、プロセッサ116と光学
装置制御モジュールとガス処理モジュール106を含む
フィードバック・ループ内で監視及び制御される。レー
ザ管102内のガス混合物の全圧は、特定の帯域幅で出
力ビームを発生するための特定の値に制御される。
One of the other components of the diagnostic module 118
One preferably has a wavelength and / or a wavelength such as a monitor etalon or a grating spectrometer.
Or a bandwidth detection component (see FIGS. 5-6 of the present application).
And US patent application Ser. Nos. 09 / 416,344, 09 / 686,483, and 09 / 791,431, each assigned to the same assignee as the present invention.
And U.S. Pat. Nos. 4,905,243 and 5,979.
No. 8,391, No. 5,450,207, No. 4,92
No. 6,428, No. 5,748,346, No. 5,02
No. 5,445, No. 6,160,832, No. 6,16
See 0,831 and 5,978,394. All of the above wavelength and / or bandwidth detection and monitoring components are incorporated herein by reference. According to the preferred embodiment herein, the bandwidth is monitored and controlled in a feedback loop including a processor 116, an optics control module, and a gas processing module 106. The total pressure of the gas mixture in the laser tube 102 is controlled to a specific value to generate an output beam at a specific bandwidth.

【0033】診断モジュールの他の構成要素には、各々
本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の記
載に援用される米国特許第6,243,405号及び米
国特許出願第09/842,281号及び第09/41
8,052号でそれぞれ説明されたもののようなパルス
形状検出器(pulse shape detector)またはASE検出
器が含まれて、以下にさらに詳細に記載されるように、
ガス制御及び/または出力ビーム・エネルギー安定化等
を行い、あるいはビーム中の増幅自然放出(ASE:am
plified spontaneous emission)の量を監視してASE
が所定のレベルより低いレベルに確実に留まるようにす
る。例えば、米国特許第6,014,206号で説明さ
れているようなビーム・アライメント監視装置(beam a
lignmentmonitor)か、また例えば本出願と同じ譲受人
に譲渡された米国特許出願第09/780,124号の
ビーム・プロフィール監視装置(beam profile monito
r)が存在してもよく、ここでこれらの特許文書は各々
引用によって本出願の記載に援用される。
Other components of the diagnostic module include US Pat. No. 6,243,405 and US patent application Ser. No. 09/842, each assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. , No. 281 and 09/41
No. 8,052, including a pulse shape detector or an ASE detector, respectively, as described in further detail below.
Gas control and / or output beam energy stabilization, etc., or amplified spontaneous emission (ASE: am
ASE by monitoring the amount of plified spontaneous emission)
Ensure that stays below a predetermined level. For example, a beam alignment monitor (beam a) as described in US Pat. No. 6,014,206.
lignment monitor, or, for example, the beam profile monitor of US patent application Ser. No. 09 / 780,124, assigned to the same assignee as the present application.
r) may be present, where each of these patent documents is incorporated by reference in the description of this application.

【0034】プロセッサまたは制御コンピュータ116
は、レーザ・システム及び出力ビームの入力または出力
パラメータの中で、パルス形状、エネルギー、ASE、
エネルギー安定性、バースト・モード動作の場合のエネ
ルギーのオーバーシュート、波長、スペクトル純度(sp
ectral purity)及び/または帯域幅の中のいくつかの値
を受信し処理する。プロセッサ116はまた、狭線幅化
モジュールを制御して波長及び/または帯域幅またはス
ペクトル純度をチューニングし、電源及びパルサ・モジ
ュール104及び108を制御して好適には移動平均パ
ルス・パワーまたはエネルギーを制御し、被加工物のあ
る点でのエネルギー照射量(energy dose)が所望値付近
で安定化されるようにする。さらに、コンピュータ11
6は、様々なガス供給源に接続されたガス供給弁を含む
ガス処理モジュール106を制御する。オーバーシュー
ト制御、エネルギー安定性制御を提供し、かつ/または
放電への入力エネルギーを監視するといったプロセッサ
116のさらに別の機能は、本出願と同じ譲受人に譲渡
され引用によって本出願の記載に援用される米国特許出
願第09/588,561号で詳細に説明されている。
Processor or control computer 116
Are the input or output parameters of the laser system and output beam, pulse shape, energy, ASE,
Energy stability, energy overshoot for burst mode operation, wavelength, spectral purity (sp
ectral purity) and / or some value in bandwidth. Processor 116 also controls the line narrowing module to tune wavelength and / or bandwidth or spectral purity, and controls the power and pulser modules 104 and 108 to preferably reduce the moving average pulse power or energy. Control so that the energy dose at a point on the workpiece is stabilized near a desired value. Further, the computer 11
6 controls a gas processing module 106 that includes gas supply valves connected to various gas sources. Still other functions of processor 116, such as providing overshoot control, energy stability control, and / or monitoring input energy to the discharge, are assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. No. 09 / 588,561, which is incorporated herein by reference.

【0035】図2に示されるように、プロセッサ116
は好適には、個別または組み合わせて固体またはサイラ
トロン・パルサ・モジュール104及びHV電源10
8、ガス処理モジュール106、光学モジュール110
及び/または112、診断モジュール118、及びイン
タフェース124と通信する。レーザ・ガス混合物を収
容するレーザ・チャンバ102を取り囲むレーザ共振器
には、狭線幅化されたエキシマあるいは分子フッ素レー
ザのための狭線幅化光学装置を含む光学モジュール11
0が含まれるが、これは、狭線幅化が望ましくないか、
または狭線幅化が前部光学モジュール112で行われる
か、または出力ビームの線幅を狭くするために共振器の
外部のスペクトル・フィルタが使用される場合にはレー
ザ・システム中の高反射率ミラー等によって置き換えら
れることがある。狭線幅化光学装置のいくつかの変形は
以下に詳細に記載される。
As shown in FIG.
Preferably, individually or in combination, the solid or thyratron pulsar module 104 and the HV power supply 10
8, gas processing module 106, optical module 110
And / or 112, in communication with the diagnostic module 118, and the interface 124. The laser cavity surrounding the laser chamber 102 containing the laser gas mixture contains an optical module 11 including line narrowing optics for a narrow line excimer or molecular fluorine laser.
0, which indicates whether narrowing is undesirable or
Or high reflectivity in the laser system if narrowing is performed at the front optics module 112 or a spectral filter external to the resonator is used to narrow the output beam width It may be replaced by a mirror or the like. Some variations of the line narrowing optics are described in detail below.

【0036】レーザ・ガス混合物は、本出願で「新規充
填」と呼ばれる工程でレーザ・チャンバ102に初期充
填される。この処置では、レーザ管からレーザ・ガスと
汚染物質が排気され、理想的なガス組成の新鮮なガスで
再充填される。好適実施例による非常に安定したエキシ
マあるいは分子フッ素レーザ用のガス組成は、使用され
る個々のレーザに応じて、ヘリウムまたはネオンまたは
ヘリウムとネオンの混合物をバッファ・ガスとして使用
する。好適なガス組成は、各々本出願と同じ譲受人に譲
渡され引用によって本出願の記載に援用される、米国特
許第4,393,405号、第6,157,162号及
び第4,977,573号及び米国特許出願第09/5
13,025号、第09/447,882号、第09/
418,052号、及び第09/588,561号で説
明されている。ガス混合物中のフッ素の濃度は0.00
3%〜1.00%の範囲であり、好適には約0.1%で
ある。希ガスまたはその他のガスのような追加のガス添
加物が、上記で引用によって本出願の記載に援用された
第09/513,025号出願で説明されるように、エ
ネルギー安定性とオーバーシュート制御の向上及び/ま
たは減衰器として追加されることがある。特に、F
ーザの場合は、キセノン、クリプトン及び/またはアル
ゴンの添加が使用されることがある。混合物中のキセノ
ンまたはアルゴンの濃度は0.0001%〜0.1%の
範囲であってよい。ArFレーザの場合、やはり0.0
001%〜0.1%の間の濃度を有するキセノンまたは
クリプトンの添加が使用されることがある。KrFレー
ザの場合、やはり0.0001%〜0.1%の間の濃度
を有するキセノンまたはアルゴンの添加が使用されるこ
とがある。本出願の好適実施例は特にFレーザを使用
することに関連しているが、ArF、KrF、及びXe
Clエキシマ・レーザといった他のシステムのガス混合
物組成に対するいくつかのガス補充操作(gas replenis
hment action)が説明されており、その際本出願に記載
の考えも有利にもこれらのシステムに組み込むことがで
きる。
The laser gas mixture is initially filled into the laser chamber 102 in a process referred to in the present application as "new fill". In this procedure, the laser tube is evacuated of laser gas and contaminants and refilled with fresh gas of the ideal gas composition. The gas composition for a very stable excimer or molecular fluorine laser according to the preferred embodiment uses helium or neon or a mixture of helium and neon as the buffer gas, depending on the particular laser used. Suitable gas compositions are described in US Pat. Nos. 4,393,405, 6,157,162 and 4,977, each assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. No. 573 and US patent application Ser. No. 09/5.
No. 13,025, No. 09 / 447,882, No. 09 /
418,052, and 09 / 588,561. The concentration of fluorine in the gas mixture is 0.00
It is in the range of 3% to 1.00%, preferably about 0.1%. Additional gas additives, such as noble gases or other gases, provide energy stability and overshoot control as described in the 09 / 513,025 application incorporated herein by reference. And / or may be added as an attenuator. Particularly, in the case of the F 2 laser, it may xenon, the addition of krypton and / or argon is used. The concentration of xenon or argon in the mixture may range from 0.0001% to 0.1%. In the case of an ArF laser, 0.0
Addition of xenon or krypton having a concentration between 001% and 0.1% may be used. For a KrF laser, the addition of xenon or argon, also having a concentration between 0.0001% and 0.1%, may be used. The preferred embodiment of the present application specifically relates to using an F 2 laser, but with ArF, KrF, and Xe
Several gas replenishment operations on the gas mixture composition of other systems such as Cl excimer lasers
hment action) is described, wherein the ideas described in this application can also be advantageously incorporated into these systems.

【0037】例えば100リットルのレーザ管102中
の総ガス容積を注入する毎に、例えば20〜60ミリリ
ットルのバッファ・ガス、または希ガス−ハライド・エ
キシマ・レーザ(rare gas-halide excimer laser)の場
合はハロゲン・ガス、バッファ・ガス及び活性希ガス
(active rase gas)の混合物と混合された例えば1〜3
ミリリットルのハロゲン・ガスのマイクロ・ハロゲン注
入(micro-halogen injection)を含むハロゲンガス注
入、全圧調整及びガス置換処置は、好適には真空ポン
プ、弁管路網及び1つかそれ以上のガス区画室を含むガ
ス処理モジュール106を使用して行われることがあ
る。ガス処理モジュール106はガス容器、タンク、か
ん及び/またはボトルに接続されたガス管路を通じてガ
スを受け取る。本出願で特に説明されているもの(下記
参照)以外のいくつかの好適かつ代替的なガス処理及び
/または補充処置は、各々本出願と同じ譲受人に譲渡さ
れる米国特許第4,977,573号、第6,212,
214号及び第5,396,514号及び米国特許出願
第09/447,882号、第09/418,052
号、第09/734,459号、第09/513,02
5号及び第09/588,561号、及び米国特許第
5,978,406号、第6,014,398号及び第
6,028,880号で説明されており、これらは全て
引用によって本出願の記載に援用される。キセノン・ガ
スまたは他のガス添加物の供給源は、上記で言及された
'025号特許出願によりレーザ・システムの内部また
は外部の何れかに含まれることがある。
For each injection of the total gas volume in, for example, a 100 liter laser tube 102, for example, a buffer gas of 20 to 60 milliliters, or a rare gas-halide excimer laser Are mixed with a mixture of a halogen gas, a buffer gas and an active rare gas, for example 1 to 3
Halogen gas injection, including micro-halogen injection of milliliters of halogen gas, total pressure regulation and gas displacement procedures are preferably performed with vacuum pumps, valve networks and one or more gas compartments. May be performed using the gas processing module 106 including The gas treatment module 106 receives gas through gas lines connected to gas containers, tanks, cans, and / or bottles. Some suitable and alternative gassing and / or replenishing measures other than those specifically described in the present application (see below) are described in U.S. Pat. No. 4,977,497, assigned to the same assignee as the present application. No. 573, No. 6,212,
Nos. 214 and 5,396,514 and U.S. Patent Application Nos. 09 / 447,882, 09 / 418,052.
No., 09/734, 459, 09/513, 02
No. 5,09,588,561, and US Pat. Nos. 5,978,406, 6,014,398 and 6,028,880, all of which are incorporated herein by reference. Is incorporated by reference. Sources of xenon gas or other gas additives were mentioned above.
The '025 patent application may be included either inside or outside the laser system.

【0038】ガスの放出という形態での全圧調整あるい
はレーザ管102内の全圧の低減が行われることもあ
る。例えば、全圧調整の後レーザ管102内のハロゲン
・ガスの分圧が望ましいものでないと判定された場合、
全圧調整に続いてガス組成調整(gas composition adju
stment)が行われる。全圧調整はまたガス補充操作の後
で行われることもあり、またそれは圧力調整が組み合わ
せて行われない場合よりは小さな放電への駆動電圧の調
整と組み合わせて行われることもある。
In some cases, the total pressure is adjusted in the form of gas release or the total pressure in the laser tube 102 is reduced. For example, when it is determined that the partial pressure of the halogen gas in the laser tube 102 is not desirable after the total pressure adjustment,
Following total pressure adjustment, gas composition adjustment (gas composition adju)
stment) is performed. The total pressure adjustment may also be performed after the gas refill operation, and may be performed in combination with adjusting the drive voltage to a smaller discharge than if the pressure adjustment were not performed in combination.

【0039】ガス置換操作が行われることがあり、それ
は上記で引用によって本出願の記載に援用される第09
/734,459号特許出願に記載されているように、
例えば、数ミリリットルから50リットルまたはそれ以
上であるが、しかし新規充填よりは小さい何れかの値と
いった置換されるガスの量に応じて、部分、ミニ、また
はマクロ・ガス置換操作、または部分新規充填操作と呼
ばれる場合がある。一例として、直接または、注入され
るガスの量を調節するための小さな区画室を含むような
( '459号特許出願参照)追加の弁組立体を通じて、
レーザ管102に接続されるガス処理ユニット106に
は、1%のF:99%のNeまたはHeのような他の
バッファ・ガスを含む予混合ガスAを注入するためのガ
ス管路と、希ガス−ハライド・エキシマ・レーザの場合
は1%の希ガス:99%のバッファ・ガスを含む予混合
ガスBを注入する別のガス管路と、が含まれる場合があ
り、ここでFレーザの場合は予混合ガスBは使用され
ない。全圧の追加または低減のために、すなわち、バッ
ファ・ガスをレーザ管内に流入させるか、またはその管
内のガス混合物の一部を放出させるために、できればハ
ロゲン濃度を維持するためのハロゲン注入を伴って、別
の管路が使用されることがある。すなわち、予混合ガス
A(及び希ガス−ハライド・エキシマ・レーザの場合予
混合ガスB)を弁組立体を介して管102に注入するこ
とによって、レーザ管102中のフッ素の濃度を補充す
ることができる。次に、注入された量に対応するある量
のガスが放出されて、全圧を選択されたレベルに維持す
ることができる。追加のガス混合物を注入するために追
加のガス管路及び/または弁が使用されることがある。
新規充填、部分及びミニ・ガス置換及びガス注入処置、
例えば1ミリリットルまたはそれ未満と3〜10ミリリ
ットルの間といった強化及び通常マイクロ・ハロゲン注
入、及び任意かつ全ての他のガス補充操作は、フィード
バック・ループにおける様々な入力情報に基づいてガス
処理ユニット106とレーザ管102の弁組立体を制御
するプロセッサ116によって開始され制御される。こ
れらのガス補充処置はガス循環ループ及び/または窓の
交換処置(window replacement procedure)と組み合わ
せて使用され、ガス混合物とレーザ管窓の両方について
点検間隔を延長したレーザ・システムを達成することが
できる。
A gas displacement operation may be performed, which is described in Section 09, which is incorporated herein by reference.
As described in the / 734,459 patent application,
Depending on the amount of gas to be replaced, for example, any value from a few milliliters to 50 liters or more, but less than a new fill, a partial, mini, or macro gas replacement operation, or a partial fresh fill Sometimes called an operation. As an example, either directly or through an additional valve assembly that includes a small compartment to regulate the amount of gas injected (see the '459 patent application)
A gas line for injecting a premixed gas A containing 1% F 2 : 99% other buffer gas such as Ne or He into the gas processing unit 106 connected to the laser tube 102; noble gas - halide excimer laser 1% noble gas in the case of: a separate gas line for injecting a premixed gas B containing 99% of the buffer gas may comprise, where F 2 In the case of a laser, the premixed gas B is not used. In order to add or reduce the total pressure, i.e., to inject the buffer gas into the laser tube or to release part of the gas mixture in the tube, preferably with a halogen injection to maintain the halogen concentration Thus, another conduit may be used. That is, replenishing the concentration of fluorine in laser tube 102 by injecting premixed gas A (and premixed gas B in the case of a rare gas-halide excimer laser) into tube 102 via a valve assembly. Can be. Then, an amount of gas corresponding to the amount injected is released, and the total pressure can be maintained at the selected level. Additional gas lines and / or valves may be used to inject additional gas mixtures.
New filling, part and mini gas replacement and gas injection procedures,
Enhancement and normal micro-halogen injection, for example between 1 or less and 3 to 10 milliliters, and any and all other gas replenishment operations are performed by the gas processing unit 106 based on various inputs in the feedback loop. Initiated and controlled by processor 116 which controls the valve assembly of laser tube 102. These gas replacement procedures can be used in conjunction with a gas circulation loop and / or window replacement procedure to achieve a laser system with extended inspection intervals for both the gas mixture and the laser tube window. .

【0040】特にフォトリソグラフィ・アプリケーショ
ンで使用されるレーザ・システムの実施例の狭線幅化の
特徴の一般的な説明がここで提供され、それに続いて、
高いスペクトル純度または帯域幅(例えば、1pm未満
及び好適には0.6pmまたはそれ未満)を有する出力
ビームを提供する本出願の好適実施例の範囲内で使用さ
れる変形と特徴を説明するものとして引用によって本出
願の記載に援用される特許及び特許出願が列挙される。
これらの例示実施例は1次輝線λを選択するためにだ
け使用されるか、または輝線選択を行うと共に追加の輝
線狭線幅化を提供するために使用され、または共振器に
輝線選択のための光学装置と選択された輝線を狭線幅化
するための追加の光学装置とが含まれ、全圧を制御(す
なわち、低減)することによって狭線幅化が提供される
こともある(本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によっ
て本出願の記載に援用される米国特許出願第60/21
2,301号参照)。本出願の好適実施例による輝線選
択及び狭線幅化分子フッ素レーザ共振器は図3を参照し
て以下さらに詳細に説明される。
A general description of the linewidth narrowing features of an embodiment of a laser system used specifically in photolithography applications is provided herein, followed by:
To illustrate the variations and features used within the preferred embodiment of the present application to provide an output beam having high spectral purity or bandwidth (eg, less than 1 pm and preferably 0.6 pm or less). Patents and patent applications incorporated by reference in the description of this application are listed.
These exemplary embodiments may be used only to select the primary emission line λ 1 , or may be used to provide emission line selection and provide additional emission line narrowing, or to provide the resonator with emission line selection. And additional optics for narrowing the selected bright line, and controlling (i.e., reducing) the total pressure may provide narrowing ( US patent application Ser. No. 60/21, assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.
2,301). The bright line selection and line narrowing molecular fluorine laser resonator according to the preferred embodiment of the present application is described in further detail below with reference to FIG.

【0041】光学モジュール110中に含まれる例示狭
線幅化光学装置には、ビーム拡大器と、エタロン、また
は本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の
記載に援用される第09/715,803号または第6
0/280,398号特許出願で説明されているような
1対の対抗する非平面反射プレート(opposed non-plan
ar reflection plate)を有する装置と、回折格子とが含
まれ、代替的に1つかそれ以上の分散プリズムが使用さ
れることもあり、その際回折格子はプリズムより比較的
高い分散度(degree of dispersion)を生じるが、屈折
型または反射屈折型光リソグラフィ撮像システムと共に
使用されるような狭帯域レーザの場合は、一般に分散プ
リズム(1つまたは複数)よりいくらか低い効率を示
す。上記で言及されたように、前部光学装置にも、各々
本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の記
載に援用される、第09/715,803号、第09/
738,849号、及び第09/718,809号特許
出願の何れかで説明されるような狭線幅化光学装置が含
まれることがある。
Exemplary line narrowing optics included in the optical module 110 include a beam expander, an etalon, or 09 / which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. No. 715, 803 or No. 6
A pair of opposing non-planar reflective plates as described in the '0 / 280,398 patent application.
An apparatus having an ar reflection plate and a diffraction grating are included, and one or more dispersing prisms may alternatively be used, where the diffraction grating has a relatively higher degree of dispersion than the prism. ), But narrowband lasers such as those used with refractive or catadioptric photolithographic imaging systems generally exhibit somewhat lower efficiencies than the dispersing prism (s). As mentioned above, the front optics also have the numbers 09/715, 803, 09/09, each assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.
No. 738,849 and 09 / 718,809 patent applications may include line narrowing optics as described in any of the patent applications.

【0042】後部光学装置モジュール110中に再帰反
射型回折格子(retro-reflective grating)を有する代
わりに、回折格子が高反射率ミラーによって置き換えら
れ、かつ分散型プリズムによってより低い分散度が生じ
ることがあり、またビーム拡大器及びエタロンまたは非
平面対抗プレートを有する装置のような干渉計装置が輝
線選択及び狭線幅化のために使用されることがあり、ま
た代替的には後部光学モジュール110においては狭線
幅化あるいは輝線選択が行われないことがある。全反射
型撮像システム(all-reflective imaging system)を使
用する場合、レーザは、レーザの特性広帯域帯域幅(ch
aracteristic broadband bandwidth)に応じて、0.5
pmを越える出力ビーム線幅を有するような半狭帯域動
作(semi-narrow band operation)用に構成されうるの
で、光学装置かまたはレーザ管内の全圧の低減の何れか
によって提供される、選択された輝線の追加の狭線幅化
は使用されないであろう。
Instead of having a retro-reflective grating in the rear optics module 110, the grating may be replaced by a high reflectivity mirror and a dispersive prism may result in lower dispersion. Yes, and interferometer devices such as beam expanders and devices with etalons or non-planar opposing plates may be used for line selection and linewidth narrowing, and alternatively in the rear optics module 110 In some cases, line narrowing or bright line selection may not be performed. When using an all-reflective imaging system, the laser uses the characteristic broadband bandwidth (ch) of the laser.
0.5 depending on the aracteristic broadband bandwidth)
It can be configured for semi-narrow band operation, such as having an output beam line width in excess of pm, such that it is provided by either an optical device or by reducing the total pressure in the laser tube. No additional narrowing of the bright line will be used.

【0043】光学モジュール110の上記の例示狭線幅
化光学装置のビーム拡大器には好適には1つかそれ以上
のプリズムが含まれる。ビーム拡大器には、レンズ組立
体または収束/発散レンズ対といった他のビーム拡大光
学装置が含まれることがある。回折格子または高反射率
ミラーは好適には回転可能であり、共振器の受光角内に
反射される波長を選択またはチューニングすることがで
きる。また、代替的に回折格子、または他の光学装置
(1つまたは複数)、または狭線幅化モジュール全体
が、各々が本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によって
本出願の記載に援用される第09/771,366号特
許出願及び第6,154,470号特許に記載されてい
るように圧力調整(pressure tuned)されることがあ
る。回折格子は狭い帯域幅を達成するためビームを分散
させ、かつまた好適にはビームをレーザ管の方向に再帰
反射する(retroreflecting)ための両方の目的で使用す
ることができる。また、代替的に高反射率ミラーが回折
格子の後に配置されて回折格子からの反射を受け取り、
リットマン構成(Littman configuration)の回折格子の
方向にビームを反射して戻すこともあり、また回折格子
が透過型回折格子であることもある。1つかそれ以上の
分散プリズムが使用されることもあり、1つより多いエ
タロンまたは他の干渉計装置が使用されることもある。
The beam expander of the above exemplary line narrowing optics of optical module 110 preferably includes one or more prisms. The beam expander may include other beam expansion optics such as a lens assembly or a converging / diverging lens pair. The diffraction grating or high reflectivity mirror is preferably rotatable so that the wavelength reflected within the acceptance angle of the resonator can be selected or tuned. Also, alternatively, the diffraction grating, or other optical device (s), or the entire line narrowing module, may each be assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. It may be pressure tuned as described in the 09 / 771,366 patent application and the 6,154,470 patent. Diffraction gratings can be used for both purposes to disperse the beam to achieve a narrow bandwidth, and preferably also to retroreflect the beam in the direction of the laser tube. Alternatively, a high reflectivity mirror is positioned after the diffraction grating to receive the reflection from the diffraction grating,
The beam may be reflected back in the direction of a Littman configuration diffraction grating, or the diffraction grating may be a transmission diffraction grating. One or more dispersive prisms may be used, and more than one etalon or other interferometer device may be used.

【0044】狭線幅化の種類と程度及び/または望まし
い選択とチューニング、及び狭線幅化光学装置が設置さ
れるべき個々のレーザに応じて、図3に関連して以下に
特に説明されるもの以外にも多くの代替の光学装置構成
を使用できる。この目的で、米国特許第4,399,5
40号、第4,905,243号、第5,226,05
0号、第5,559,816号、第5,659,419
号、第5,663,973号、第5,761,236
号、第6,081,542号、第6,061,382
号、第6,154,470号、第5,946,337
号、第5,095,492号、第5,684,822
号、第5,835,520号、第5,852,627
号、第5,856,991号、第5,898,725
号、第5,901,163号、第5,917,849
号、第5,970,082号、第5,404,366
号、第4,975,919号、第5,142,543
号、第5,596,596号、第5,802,094
号、第4,856,018号、第5,970,082
号、第5,978,409号、第5,999,318
号、第5,150,370号及び第4,829,536
号、及びドイツ国特許第DE 298 22090.3
号、及び本出願の上記及び下記で言及される特許出願の
何れかに示されるものが本出願の好適なレーザ・システ
ムで使用される狭線幅化構成を得るために参照され、こ
れらの特許参考文献は各々引用によって本出願の記載に
援用される。
Depending on the type and degree of line narrowing and / or the desired selection and tuning, and the particular laser on which the line narrowing optics is to be installed, it is specifically described below in connection with FIG. Many alternative optical device configurations besides the ones can be used. For this purpose, US Pat. No. 4,399,5
No. 40, No. 4,905,243, No. 5,226,05
No. 5, No. 5,559,816, No. 5,659,419
No. 5,663,973, No. 5,761,236
No. 6,081,542, No. 6,061,382
No. 6,154,470, 5,946,337
No. 5,095,492, 5,684,822
No. 5,835,520, 5,852,627
No. 5,856,991, No. 5,898,725
No. 5,901,163, 5,917,849
No. 5,970,082, 5,404,366
No. 4,975,919, 5,142,543
No. 5,596,596, 5,802,094
No. 4,856,018, 5,970,082
No. 5,978,409, No. 5,999,318
No. 5,150,370 and 4,829,536
And German Patent DE 298 22090.3
And any of the patent applications referred to above and below in this application are referenced to obtain the line narrowing configuration used in the preferred laser system of this application, and these patents are referenced. The references are each incorporated herein by reference.

【0045】光学モジュール112には好適には、部分
反射型共振反射器のようなビーム120を出力結合する
手段が含まれる。ビーム120は共振器内(intra-reso
nator)ビーム・スプリッタまたは別の光学要素の部分反
射表面によるなどして他の方法で出力結合されることも
あり、その場合は光学モジュール112には高反射率ミ
ラーが含まれるであろう。光学装置制御モジュール11
4は好適には、プロセッサ116からの信号を受信及び
解釈し、再アライメント(realignment)、モジュール1
10、112におけるガス圧力調整、または再設定手順
(reconfiguration procedure)を開始するなどして光学
モジュール110及び112を制御する(上記で言及さ
れた '353号、 '695号、 '277号、 '554
号、及び '527号特許出願参照)。
The optical module 112 preferably includes means for outcoupling the beam 120, such as a partially reflecting resonant reflector. Beam 120 is intra-reso
nator) may be output coupled in other ways, such as by a partially reflecting surface of a beam splitter or another optical element, in which case the optical module 112 would include a high reflectivity mirror. Optical device control module 11
4 preferably receives and interprets signals from the processor 116 and realigns, module 1
Control the optical modules 110 and 112, such as by initiating a gas pressure adjustment at 10, 112, or a reconfiguration procedure ('353,' 695, '277,' 554 referred to above).
And the '527 patent application).

【0046】ガス混合物中のハロゲン濃度は、本出願の
好適な分子フッ素レーザのためにレーザ管中のハロゲン
の量を補充することによるガス補充操作によってレーザ
動作中一定に維持されるので、これらのガスは、新規充
填処置の後にレーザ管102中にあるのと同じ所定の比
に維持される。さらに、上記で言及される '882号特
許出願から理解されるようなμHIのようなガス注入操
作は有利にもマイクロ・ガス置換処置に修正され、従っ
て出力レーザ・ビームのエネルギーの増大は全圧を低減
させることによって補償することができる。さらに、レ
ーザ・システムは好適には、出力ビームのエネルギーが
所定の望ましいエネルギーとなるように入力駆動電圧を
制御するよう構成される。駆動電圧は好適にはHV
opt付近の小さな範囲内に維持され、一方ガス処置は
ガスを補充し、レーザ管102を通るガス混合物の出力
変化率またはガス流量(rate of gas flow)を制御する
ことなどによって平均パルス・エネルギーあるいはエネ
ルギー照射線量を維持するよう動作する。有利には、本
出願に記載のガス処置によれば、レーザ・システムは、
平均パルス・エネルギー制御とガス補充を達成し、ガス
混合物の寿命または新規充填間の時間を延長する一方で
HVopt付近の非常に小さい範囲内で動作できるよう
になる(本出願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本
出願の記載に援用される米国特許出願第09/780,
120号参照)。
The halogen concentration in the gas mixture is maintained constant during laser operation by a gas refill operation by refilling the amount of halogen in the laser tube for the preferred molecular fluorine laser of the present application. The gas is maintained at the same predetermined ratio as in laser tube 102 after a new fill procedure. In addition, gas injection operations such as μHI as understood from the '882 patent application referred to above are advantageously modified to a micro gas displacement procedure, so that the increase in energy of the output laser beam is reduced by the total pressure. Can be compensated for by reducing Further, the laser system is preferably configured to control the input drive voltage such that the energy of the output beam is at a predetermined desired energy. The drive voltage is preferably HV
The gas treatment is maintained within a small range around opt , while the gas treatment replenishes the gas and average pulse energy or by controlling the rate of gas flow through the laser tube 102 or the rate of gas flow, or the like. Operate to maintain energy exposure dose. Advantageously, according to the gas treatment described in the present application, the laser system comprises:
Achieves average pulse energy control and gas replenishment, extending the life of the gas mixture or time between new fills while allowing operation within a very small range near HV opt (to the same assignee as the present application). US patent application Ser. No. 09/780, assigned to and incorporated by reference herein.
No. 120).

【0047】上記及び下記の全ての実施例では、分散型
プリズム、ビーム拡大器のプリズム、エタロンまたは他
の干渉計装置、レーザ窓及び出力結合器のために使用さ
れる材料は好適には、分子フッ素レーザの157nm出
力放出波長のような200nm未満の波長で高透過性で
あるものである。この材料はまた、最小の劣化作用で紫
外線光の長期照射に耐えることができる。こうした材料
の例はCaF、MgF、BaF、LiF及びSr
であり、場合によってはフッ素ドープ石英(fluori
ne-doped quartz)が使用されることもある。また、全て
の実施例で、多くの光学表面、特にプリズムの光学表面
は、反射損失を最小にしそれらの寿命を延ばすため1つ
かそれ以上の光学表面上に反射防止被覆(anti-reflect
ive coating)を有することも有しないこともある。
In all of the above and below embodiments, the materials used for the dispersive prism, the beam expander prism, the etalon or other interferometer device, the laser window and the output coupler are preferably molecular It is highly transmissive at wavelengths less than 200 nm, such as the 157 nm output emission wavelength of a fluorine laser. This material can also withstand long-term irradiation with ultraviolet light with minimal degradation. Examples of such materials are CaF 2 , MgF 2 , BaF 2 , LiF and Sr
It is F 2, optionally fluorine-doped silica (Fluori
ne-doped quartz) may be used. Also, in all embodiments, many optical surfaces, especially prism optical surfaces, have anti-reflecting coatings on one or more optical surfaces to minimize reflection losses and extend their life.
ive coating) or not.

【0048】また、上記の構成のFレーザのためのガ
ス組成は、バッファ・ガスとしてヘリウム、ネオン、ま
たはヘリウムとネオンの混合物の何れかを使用する。バ
ッファ・ガス中のフッ素の濃度は好適には0.003%
〜約1.0%の範囲であり、好適には約0.1%であ
る。しかし、帯域幅を狭くするため全圧が低減される場
合はフッ素濃度は、例えば、管内の全圧またはガス混合
物中のハロゲンの百分率濃度にかかわらず1〜7mba
rの間、さらに好適には約3〜5mbarの間に維持さ
れるように、0.1%より高くなることがある。エネル
ギー安定性、バースト制御、及び/またはレーザ・ビー
ムの出力エネルギーを向上させるため、微量(trace am
ount)のキセノン、及び/またはアルゴン、及び/また
は酸素、及び/またはクリプトン及び/またはその他の
ガス( '025号出願参照)の添加が使用されることが
ある。混合物中のキセノン、アルゴン、酸素、またはク
リプトンの濃度は0.0001%〜0.1%の範囲であ
り、好適には0.1%よりかなり低いであろう。微量ガ
ス添加物を含むいくつかの代替のガス構成は、各々本出
願と同じ譲受人に譲渡され引用によって本出願の記載に
援用される米国特許出願第09/513,025号及び
米国特許第6,157,662号に記載されている。
[0048] Further, the gas composition for the F 2 laser of the above configuration, use helium, neon, or any mixture of helium and neon, as a buffer gas. The concentration of fluorine in the buffer gas is preferably 0.003%
To about 1.0%, preferably about 0.1%. However, if the total pressure is reduced to narrow the bandwidth, the fluorine concentration may be, for example, 1-7 mba regardless of the total pressure in the tube or the percentage concentration of halogen in the gas mixture.
r, more preferably between 0.1 and 3% so as to be maintained between about 3 and 5 mbar. To improve energy stability, burst control, and / or output energy of the laser beam, trace
Xenon and / or argon, and / or oxygen, and / or krypton and / or other gases (see the '025 application) may be used. The concentration of xenon, argon, oxygen, or krypton in the mixture will range from 0.0001% to 0.1%, and will suitably be well below 0.1%. Some alternative gas configurations, including trace gas additives, are disclosed in U.S. patent application Ser. No. 09 / 513,025 and U.S. Pat. 157,662.

【0049】例えば上記で記載されたもののような狭線
幅化された発振器(line-narrowedoscillator)の後に
パワー増幅器が置かれて、発振器によって出力されるビ
ームのパワーを増大させることができる。発振−増幅器
セットアップの好適な特徴は、本出願と同じ譲受人に譲
渡され引用によって本出願の記載に援用される米国特許
出願第09/599,130号及び第60/228,1
84号に記載されている。増幅器は放電チャンバ102
と同じであってもよいし、あるいは別個であってもよ
い。増幅器での放電のタイミングを発振器から増幅器に
光パルスが到達する時間に合わせるために、光学的また
は電気的遅延が使用されることがある。特に本発明に関
連して、分子フッ素レーザ発振器は、λで最大、かつ
λで最小の透過干渉(transmission interference)を
有する有利な出力結合器(output coupler)を有する
が、これは以下にさらに詳細に説明される。157nm
ビームが出力結合器から出力され、この実施例の増幅器
に入射してビームのパワーを増大させる。すなわち、非
常に狭い帯域巾のビームは、2次輝線λの高度な抑制
と、高パワー(少なくとも数ワットから10ワット以
上)で達成される。(狭線幅化されたFレーザ発振
器)図3は、輝線選択及び/または狭線幅化のための、
プリズム・ビーム拡大器46と、エタロン48または非
平面の平行して対抗したプレートを有する干渉計装置と
を有する狭線幅化モジュール50を含む分子フッ素(F
)レーザ用共振器装置の好適実施例の概略を示す。第
7実施例の共振器装置には、分子フッ素とネオン及び/
またはヘリウムのような1つかそれ以上のバッファ・ガ
スとを含むガス混合物によって充填される放電チャンバ
2が含まれる。1対の主放電電極3a、3bは放電チャ
ンバ2内にあってパルサ回路(図示せず)に接続され、
分子フッ素に電圧を印加する。放電チャンバ2は好適に
は図2に関して上記で説明されたチャンバ102と同様
である。1つかそれ以上の予備イオン化ユニットも放電
チャンバ内にある(図示せず、但し上記で言及された第
09/692,265号特許出願参照)。放電チャンバ
2の他の態様は第09/453,670号特許出願に見
られ、それ以外では上記の記載及び/または当業者によ
って理解されるようなものである。
A power amplifier can be placed after a line-narrowed oscillator, such as those described above, to increase the power of the beam output by the oscillator. Preferred features of the oscillator-amplifier setup are described in U.S. patent application Ser. Nos. 09 / 599,130 and 60 / 228,1 which are assigned to the same assignee as the present application and are hereby incorporated by reference.
No. 84. The amplifier is the discharge chamber 102
Or may be separate. Optical or electrical delays may be used to time the discharge at the amplifier with the time at which the light pulse arrives from the oscillator to the amplifier. In particular, in connection with the present invention, the molecular fluorine laser oscillator has an advantageous output coupler having a maximum transmission interference at λ 1 and a minimum at λ 2 , which is described below. This will be described in more detail. 157 nm
The beam is output from the output combiner and is incident on the amplifier of this embodiment to increase the power of the beam. That is, a very narrow bandwidth beam is achieved with high suppression of the secondary emission line λ 2 and high power (at least a few watts to 10 watts or more). (Narrow Linewidth F 2 Laser Oscillator) FIG.
Molecular fluorine (F) including a line narrowing module 50 having a prism beam expander 46 and an etalon 48 or interferometer device having non-planar, parallel, opposed plates.
2 ) An outline of a preferred embodiment of a laser resonator device is shown. In the resonator device of the seventh embodiment, molecular fluorine, neon and / or
Or a discharge chamber 2 filled with a gas mixture comprising one or more buffer gases such as helium. A pair of main discharge electrodes 3a and 3b are inside the discharge chamber 2 and connected to a pulser circuit (not shown),
A voltage is applied to molecular fluorine. Discharge chamber 2 is preferably similar to chamber 102 described above with respect to FIG. One or more pre-ionization units are also in the discharge chamber (not shown, but see the above-referenced 09 / 692,265 patent application). Other aspects of the discharge chamber 2 can be found in the 09 / 453,670 patent application, otherwise as described above and / or as understood by those skilled in the art.

【0050】図3に示される構成の1つの窓40は、出
力結合器(outcoupler)の役目を果たす平面平行光学窓
(plano-parallel optical window)である。部分反射ミ
ラーが代替的にチャンバ窓40と別個に使用され、ビー
ムを出力結合することがある。窓40は、チャンバ2を
密閉しビームを出力結合する二重の役目を果たしてお
り、共振器内の光学表面の数を減少させそれによって有
利にも効率を向上させる。窓40は好適には光学軸に垂
直にアラインされるが、所望の反射率及び透過率特性を
達成し、かつ/または寄生振動を防止するため5°とい
ったある角度またはブルースター角度(Brewster's ang
le)または他の選択された角度に方向付けられることも
ある。
One window 40 of the configuration shown in FIG. 3 is a plano-parallel optical window that serves as an outcoupler. A partially reflecting mirror may alternatively be used separately from the chamber window 40 to output couple the beam. The window 40 serves the dual role of sealing the chamber 2 and coupling out the beam, reducing the number of optical surfaces in the resonator and thereby advantageously increasing efficiency. The window 40 is preferably aligned perpendicular to the optical axis, but at an angle such as 5 ° or Brewster's angle to achieve the desired reflectivity and transmittance characteristics and / or prevent parasitic oscillations.
le) or other selected angles.

【0051】真空ベロー(vacuum bellow)56または同
様の装置は、調整の自由度という点での融通性と、真空
気密シールを提供する。別の窓44は好適には平凸レン
ズ(plano-convex lens)であり、各々本出願と同じ譲受
人に譲渡され引用によって本出願の記載に援用される米
国特許第6,061,382号及び欧州特許出願第EP
00955706 A1号で説明されているように波
面曲率(wavefront curvature)を補償する役目を果た
す。シールの機密性はシール42によって提供される。
レンズ44は方向が可調整であってもよいしそうでない
こともある。レンズ44は、寄生振動を抑制または回避
するためビームに対して垂直な角度からわずかに(5度
程度)傾けられることがある。好適には、このレンズ4
4は反射防止被覆されている。
A vacuum bellow 56 or similar device provides flexibility in terms of freedom of adjustment and a vacuum tight seal. Another window 44 is preferably a plano-convex lens, each of which is assigned to the same assignee as the present application and is incorporated by reference herein into US Pat. No. 6,061,382 and EP. Patent Application No. EP
It serves to compensate for wavefront curvature as described in 0095706 A1. Seal security is provided by seal 42.
Lens 44 may or may not be adjustable in direction. Lens 44 may be tilted slightly (about 5 degrees) from an angle perpendicular to the beam to suppress or avoid parasitic oscillations. Preferably, this lens 4
Reference numeral 4 denotes an anti-reflection coating.

【0052】図3に示される好適実施例によるFレー
ザの共振器には、ベロー56及びシール42を介してチ
ャンバ2と結合された輝線選択及び/または狭線幅化ユ
ニットが含まれる。ビームはビーム発散を低減するため
に好適には1つかそれ以上のビーム拡大プリズム46に
よって拡大される。いくつかのプリズム46が使用され
ることがあり、収束発散レンズ対(converging diversi
ng lens pair)または当業者に周知の他のビーム拡大手
段が使用されることがある。
The resonator of the F 2 laser according to the preferred embodiment shown in FIG. 3 includes a bright line selection and / or line narrowing unit coupled to the chamber 2 via bellows 56 and seal 42. The beam is preferably expanded by one or more beam expansion prisms 46 to reduce beam divergence. Several prisms 46 may be used, and a converging divergence lens pair may be used.
(ng lens pair) or other means of beam expansion known to those skilled in the art.

【0053】透過型エタロンが好適にはビーム拡大器プ
リズム46の後に配置され、波長選択器の役目を果た
す。また、代替的に、第09/715,803号及び第
280,398号でさらに詳細に説明されるような、非
平行対抗内部反射プレートを有する干渉計装置が使用さ
れることもある。最後に、高反射ミラー32が共振器を
通じてビームを戻す。
A transmission etalon is preferably placed after the beam expander prism 46 and serves as a wavelength selector. Alternatively, interferometer devices having non-parallel opposing internal reflector plates, as described in more detail in 09 / 715,803 and 280,398, may be used. Finally, the highly reflective mirror 32 returns the beam through the resonator.

【0054】狭線幅化ユニットは、ベロー56及びシー
ル42を使用してレーザ・チャンバ2に結合されるエン
クロージャ50内にあるので、レーザ共振器の狭線幅化
ユニットは外気から密閉される。不活性パージ・ガス
(inert purge gas)が好適には入口及び出口ポート5
2、54を介してエンクロージャ50を通じて流され
る。真空ポートが含まれるか、またはポンプがポート5
2または54の何れかを介して接続されて、エンクロー
ジャ50が低圧力でほぼ排気された状態に維持される場
合は不活性ガス・パージが使用されないこともある。エ
ンクロージャ内の雰囲気を制御する方法は、ポンプを使
用して排気された状態下にエンクロージャを維持する
か、またはエンクロージャ50を通じて急速にパージ・
ガスを流すか、または好適にはまずエンクロージャを排
気し、次に低い流量でパージ・ガスを流すことである。
排気の後パージ・ガスの埋め戻し(backfill)が続き、
この処置は、パージ・ガスが低速度で流し出される前に
数回、例えば1〜10回繰り返される。エンクロージャ
の雰囲気を準備し維持するためのさらなる詳細と代替処
置については、各々本出願と同じ譲受人に譲渡され引用
によって本出願の記載に援用される(Fレーザ用のビ
ーム供給経路のエンクロージャと診断ビーム・スプリッ
タ・モジュールに関する)米国特許第6,219,36
8号及び米国特許出願第09/594,892号及び第
09/598,522号を参照されたい。
Since the line narrowing unit is in the enclosure 50 which is coupled to the laser chamber 2 using the bellows 56 and the seal 42, the line narrowing unit of the laser resonator is sealed from the outside air. An inert purge gas is preferably provided at the inlet and outlet ports 5
2, 54 through the enclosure 50. Vacuum port included or pump connected to port 5
An inert gas purge may not be used if connected via either 2 or 54 and enclosure 50 is maintained at a substantially low pressure at a low pressure. Methods of controlling the atmosphere within the enclosure include maintaining the enclosure under evacuated conditions using a pump or rapidly purging through the enclosure 50.
Flow the gas, or preferably first evacuate the enclosure and then flow the purge gas at a lower flow rate.
Followed by backfill of the purge gas after evacuation,
This procedure is repeated several times, for example 1 to 10 times, before the purge gas is drained at a low speed. For further details and alternative treatments for maintaining prepare the atmosphere of the enclosure, and is hereby incorporated by reference and assigned to the same assignee as the respective present application (F 2 beam delivery path for the laser enclosure US Patent 6,219,36 (for diagnostic beam splitter module)
No. 8, and U.S. Patent Application Nos. 09 / 594,892 and 09 / 598,522.

【0055】チャンバ2と高反射ミラー32の間のビー
ム経路全体は、好適には窒素、またはヘリウム、アルゴ
ン、クリプトン等といった何らかの不活性ガスによって
パージされたエンクロージャ50内に好適には実際に封
入される。高純度窒素が好適にはこの目的で使用され
る。
The entire beam path between the chamber 2 and the highly reflective mirror 32 is preferably actually enclosed in an enclosure 50 which is preferably purged with nitrogen or some inert gas such as helium, argon, krypton or the like. You. High-purity nitrogen is preferably used for this purpose.

【0056】エンクロージャ50中の窒素ガス、または
他の不活性ガスの圧力は調整可能であり、ガスの圧力を
変化させることによって、干渉計装置48の透過スペク
トルを調整することができる(例えば、本出願と同じ譲
受人に譲渡され引用によって本出願の記載に援用され
る、回折格子とビーム拡大器とを含む狭線幅化ユニット
の圧力調整に関する、米国特許出願第09/771,3
66号を参照)。干渉計装置48は不活性ガス充填外被
(図示せず)内に封入されており、この際この外被内の
圧力は、干渉計装置48の透過スペクトルを制御するた
めに制御される。干渉計装置48の透過(transmissio
n)の最大は好適には、自走Fレーザの自然放出スペ
クトルの、好適には抑制される157.52nm付近の
2次輝線を含む157nm付近の多数の輝線の中で、1
57.62nm付近のλでの1次輝線の最大に一致す
るよう調整される。
The pressure of the nitrogen gas or other inert gas in the enclosure 50 is adjustable, and the transmission spectrum of the interferometer device 48 can be adjusted by changing the pressure of the gas (eg, the present invention). U.S. patent application Ser. No. 09 / 771,3, relating to pressure regulation of a line narrowing unit including a diffraction grating and a beam expander, assigned to the same assignee as the application and incorporated herein by reference.
No. 66). The interferometer device 48 is enclosed in an inert gas-filled envelope (not shown), wherein the pressure in the envelope is controlled to control the transmission spectrum of the interferometer device 48. The transmission (transmissio
maximum n) is suitably, in a number of emission lines in the vicinity of 157nm, including the spontaneous emission spectrum of the free-running F 2 laser, the secondary emission lines around Suitably 157.52nm which is suppressed, 1
It is adjusted to match the maximum of the primary emission line at λ 1 near 57.62 nm.

【0057】干渉計装置の透過スペクトルのこの圧力調
整が図4(a)〜図4(c)で例示されている。干渉計
装置はまた代替的に回転調整可能であることもあり、ま
たは対抗する内部プレートの間のギャップ間隔が調整可
能なように構成されることもある。図4(b)では、干
渉計装置48の透過スペクトルは波長の周期関数(peri
odic function)として示されている。各透過ピーク(tr
ansmission peak)の幅はほぼそのフィネス(finesse)で
除算された干渉計装置48の自由スペクトル範囲であ
り、フィネスは光学表面の質によって制限されるので、
透過ピークの幅を最小化するにはできる限り自由スペク
トル範囲を縮小することが好適である。最小自由スペク
トル範囲は、中心ピークに隣接するピークが発振を発生
しないという仕様によって決定される。近似自然帯域幅
(図4(a)参照)は0.6pm〜1.0pmであるの
で、最適な自由スペクトル範囲は約1.0pmである。
図4(a)〜図4(c)の実線は干渉計装置が図4
(a)に示される選択された輝線と完全にスペクトル・
アラインメント(spectral alignment)した状態を例示
しており、これに対し図4(b)〜図4(c)に示され
る破線は、透過スペクトルが最適状態からずれている時
のレーザ出力中の第2ピークの発生を例示している。エ
タロンの透過スペクトルの圧力依存性は第6,154,
470号特許で説明されている。圧力を変える1つの方
法は、図3に示されるニードル弁(needle valve)52
及び54を使用して窒素の吸入及び排出量(intake and
escape rate)を制御することである。出口弁54を閉
じかつ/または入口弁52を開くことで圧力を上昇させ
る、またその逆が行われる。
This pressure adjustment of the transmission spectrum of the interferometer device is illustrated in FIGS. 4 (a) to 4 (c). The interferometer device may alternatively be rotationally adjustable, or may be configured such that the gap spacing between opposing internal plates is adjustable. In FIG. 4B, the transmission spectrum of the interferometer device 48 is a periodic function of wavelength (peri
odic function). Each transmission peak (tr
the width of the interference peak) is approximately the free spectral range of the interferometer device 48 divided by its finesse, since the finesse is limited by the quality of the optical surface,
To minimize the width of the transmission peak, it is preferable to reduce the free spectral range as much as possible. The minimum free spectral range is determined by the specification that the peak adjacent to the center peak does not oscillate. Since the approximate natural bandwidth (see FIG. 4A) is between 0.6 pm and 1.0 pm, the optimal free spectral range is about 1.0 pm.
4 (a) to 4 (c) show the solid lines in FIG.
The selected emission line shown in FIG.
FIG. 4 (b) to FIG. 4 (c) show a second example of the laser output when the transmission spectrum deviates from the optimum state. 9 illustrates the occurrence of a peak. Pressure dependence of the transmission spectrum of etalon is 6,154,
This is described in the '470 patent. One way to change the pressure is to use a needle valve 52 shown in FIG.
Intake and emission of nitrogen (intake and
escape rate). The pressure is increased by closing outlet valve 54 and / or opening inlet valve 52, and vice versa.

【0058】この実施例の変形は独立した光学要素とし
て出力結合器40を有し、平面平面窓(plano-plano wi
ndow)であるチャンバの出力窓を有するものでありう
る。これは、共振器光学装置を、チャンバから分離され
た機械的に安定な構造上に設置する機会を提供する。し
かし、これは光学的損失を増大させレーザの効率を低下
させることがある。
A variant of this embodiment has the output coupler 40 as an independent optical element and a planar plane window (plano-plano wi).
ndow) having an output window of the chamber. This provides an opportunity to place the resonator optics on a mechanically stable structure separate from the chamber. However, this can increase optical losses and reduce the efficiency of the laser.

【0059】説明されたレーザ発振器は通常、自走共振
器(free-running resonator)と比較して低い出力パワ
ーを発生する。従って、本実施例では増幅器(図示せ
ず、但し第09/599,130号特許出願参照)が使
用されることがある。
The laser oscillator described typically produces a lower output power compared to a free-running resonator. Therefore, in this embodiment, an amplifier (not shown, but refer to the 09 / 599,130 patent application) may be used.

【0060】全ての光学要素の好適な材料はCaF
あるが、MgF、BaF、SrFまたはLiFも
使用することができる。干渉計装置48は、好適には9
0%〜97%の反射率を有する薄膜誘電体被覆(film d
ielectric coating)によって被覆された内面を有し、外
面は好適には反射防止被覆されている。 (代替実施例)狭線幅化は好適にはエタロンのような干
渉計装置によって提供され、干渉計装置は出力結合器ま
たは高反射共振反射器の役目を果たす。干渉計装置はま
た、好適実施例に示されるように、高反射または部分反
射共振反射ミラー(partiallyreflective resonator re
flector mirror)の前に備えられることもある。干渉計
装置は、望ましい自由スペクトル範囲と、反射モードで
共振反射器として使用されるのか、それとも図3の実施
例で示されるように透過モードで使用されるのかという
こととに応じて、高フィネスまたは低フィネスを有す
る。
The preferred material for all optical elements is CaF 2 , but MgF 2 , BaF 2 , SrF 2 or LiF can also be used. Interferometer device 48 is preferably 9
Film d having a reflectivity of 0% to 97%
It has an inner surface coated by an ielectric coating) and the outer surface is preferably anti-reflective coated. (Alternative Embodiment) Narrowing is preferably provided by an interferometer device such as an etalon, which acts as an output coupler or a high reflection resonant reflector. The interferometer device may also include a highly or partially reflective resonator mirror, as shown in the preferred embodiment.
flector mirror). Depending on the desired free spectral range and whether it is used as a resonant reflector in the reflection mode or in the transmission mode as shown in the embodiment of FIG. Or have a low finesse.

【0061】代替実施例は、好適にはプリズム、及び代
替的には回折格子といった分散要素を有する1つかそれ
以上の開口(aperture)を使用して実現されてもよい。
開口は、プリズムがFレーザの放出を分散するとき輝
線選択のために使用される。選択された輝線は開口を通
り抜け、選択されない輝線は開口によって阻止される。
次に干渉計装置またはプリズムが使用され選択された輝
線を狭線幅化する。
[0061] Alternative embodiments may be implemented using one or more apertures, preferably having dispersive elements such as prisms and, alternatively, diffraction gratings.
Opening, a prism is used for the bright line selection time to distribute the release of the F 2 laser. Selected bright lines pass through the aperture, and unselected bright lines are blocked by the aperture.
Next, an interferometer device or prism is used to narrow the selected bright line.

【0062】干渉計装置の自由スペクトル範囲(FS
R:free spectral range)は、自走レーザの選択された
輝線の線幅とほぼ等しいが、それよりいくらか小さいの
で、選択された輝線の出力線幅は狭くなる。隣接干渉次
数(adjacent interference order)で側波帯が発生する
のを防止するため、FSRは自走線幅よりあまり小さく
てはならない。FSRが小さすぎると、透過(または反
射)スペクトルの外側ピークが選択された輝線と大きく
重なり合うことになる。「寄生」側波帯が共振するのを
許すと、ビーム品質は劣化する。共振器中にプリズム4
または他のプリズム(1つまたは複数)または回折格子
といった分散要素がある場合、選択された輝線は、さら
に干渉計装置の透過(または反射)最大値の幅を縮小す
ることによって狭線幅化されるので、側波帯は抑制され
ないが、その一方で側波帯を切断するように開口が共振
器内に配置され、その結果最終的には狭い、高品質出力
ビームが得られる。
The free spectral range (FS) of the interferometer device
The free spectral range (R) is approximately equal to the linewidth of the selected emission line of the free-running laser, but somewhat smaller, so that the output linewidth of the selected emission line becomes narrower. The FSR must not be much smaller than the free running line width to prevent sidebands from occurring in the adjacent interference order. If the FSR is too small, the outer peak of the transmission (or reflection) spectrum will overlap the selected bright line significantly. Allowing "parasitic" sidebands to resonate degrades beam quality. Prism 4 in resonator
Or if there is a dispersive element such as a prism (s) or diffraction grating, the selected emission line is narrowed by further reducing the width of the transmission (or reflection) maximum of the interferometer device. Thus, the sidebands are not suppressed, while the apertures are placed in the resonator to cut the sidebands, resulting in a narrow, high quality output beam.

【0063】干渉計装置48は、チャンバ102を密閉
する追加光学窓の損失の大きい光インタフェースを除去
するために、放電チャンバ102を密閉するように構成
されると共に窓として構成され、共振器機構全体の寸法
を縮小する。干渉計装置は、例示実施例では、第09/
657,396号特許出願の図4に示されるように、ベ
ローとOリングによってチャンバ102を密閉する。
The interferometer device 48 is configured to seal the discharge chamber 102 and as a window to eliminate the lossy optical interface of the additional optical window that seals the chamber 102, and is configured as a window. Reduce the dimensions of. The interferometer device is, in the illustrated embodiment, 09 /
The chamber 102 is sealed by bellows and O-rings, as shown in FIG. 4 of the '657 application.

【0064】言及されたように、干渉計装置は外被内に
収容されることがある。この実施例ではガス入口が好適
には備えられ、ヘリウム、ネオン、クリプトン、アルゴ
ン、窒素、その他の不活性ガスまたは157nm付近で
強く吸収しないその他のガスといった1つかそれ以上の
ガスを選択された圧力で外被に充填可能にする。外被は
その内部のガスの圧力及び/または温度を測定する手段
を備えていることがあり、その際この圧力及び/または
温度の情報は、圧力及び/または温度を制御するプロセ
ッサ116に中継されてもよい。また、ガス入口は、例
えば、機械式ポンプを使用して、干渉計装置のプレート
間のギャップを含む外被を排気して低圧力にするよう使
用されることもある。
As mentioned, the interferometer device may be housed in a jacket. In this embodiment, a gas inlet is preferably provided and one or more gases such as helium, neon, krypton, argon, nitrogen, other inert gases or other gases that do not absorb strongly around 157 nm are selected at a selected pressure. To enable filling of the jacket. The envelope may include means for measuring the pressure and / or temperature of the gas therein, wherein the pressure and / or temperature information is relayed to a processor 116 that controls the pressure and / or temperature. You may. The gas inlet may also be used to evacuate the envelope, including the gap between the plates of the interferometer device, to a low pressure, for example, using a mechanical pump.

【0065】干渉計装置のプレートの反射性内面は、反
射性膜で被覆されることがあり、また被覆されないまま
にしておくこともある。干渉計装置のスペーサは、イン
バール(invar:登録商標)、ゼロデュア(zerodur)、
超低膨張材(ULE(登録商標)ガラス)または石英、
または、対抗内部プレート間のギャップ厚さの温度感受
性が最も小さくなるような低い熱膨張係数を有する別の
材料を含んでもよい。これは干渉計装置の透過(または
反射)作用がギャップ間隔に依存するため有利である。
The reflective inner surface of the plate of the interferometer device may be coated with a reflective film, or may be left uncoated. The spacers of the interferometer device are invar (registered trademark), zerodur,
Ultra low expansion material (ULE (registered trademark) glass) or quartz,
Alternatively, another material having a low coefficient of thermal expansion such that the temperature sensitivity of the gap thickness between the opposing inner plates is minimized may be included. This is advantageous because the transmission (or reflection) action of the interferometer device depends on the gap spacing.

【0066】以下は好適なギャップ厚さの推定を決定す
る方法を例示する。自走Fレーザの線幅は約1pmま
たはそれ未満であり、波長は約157nmであるので、
FSRは約0.4cm-1である。これは、プレート間の
ギャップが(MgF、CaF、LiF、Ba
、SrF、結晶石英またはフッ素ドープ石英とい
った)約1.5の屈折率を有する固体材料で充填されて
いる場合はエタロン間隔(etalon spacing)は8.3m
mとなることを意味する。ギャップが窒素またはヘリウ
ムといった不活性ガスで充填された好適な干渉計装置
は、約12.5mm程度のギャップ厚さを有することに
なる。こうしたギャップ間隔はどちらも容易に達成でき
る。
The following illustrates a method of determining a suitable gap thickness estimate. The line width of the free-running F 2 laser is about 1pm or less, the wavelength is about 157 nm,
The FSR is about 0.4 cm -1 . This is because the gap between the plates (MgF 2 , CaF 2 , LiF 2 , Ba)
When filled with a solid material having a refractive index of about 1.5 (such as F 2 , SrF 2 , crystalline quartz or fluorine-doped quartz), the etalon spacing is 8.3 m
m. A suitable interferometer device whose gap is filled with an inert gas such as nitrogen or helium will have a gap thickness on the order of about 12.5 mm. Both of these gap spacings are easily achievable.

【0067】上記で示唆されたように、キャビティ内干
渉計装置の設計上の考慮事項は、温度のような周囲状態
の変化に対する透過(または反射)の最大値及び最小値
の安定性が望ましいということである。窒素のような不
活性ガスの場合、屈折率は圧力1バール(bar)毎に
約300ppmだけ変化する。従って、反射表面間の間
隔が約12.5mmであるとき、FSRの10%以内の
周波数制御は分解能(resolution)2mbar以内の圧
力制御に対応する。上記で論じられたように、圧力調整
されたエタロン6内でヘリウム、またはその代りに窒
素、アルゴンまたは他の不活性ガスまたは真空を使用す
る理由は、主として、空気中には各々約157nmで強
く吸収する酸素、水蒸気及び二酸化炭素が存在するため
に、空気は対象となる157nm波長で透明でないから
である。
As suggested above, a design consideration for an intracavity interferometer device is that the stability of the maximum and minimum transmission (or reflection) to changes in ambient conditions such as temperature is desirable. That is. For an inert gas such as nitrogen, the refractive index changes by about 300 ppm per bar of pressure. Thus, when the spacing between the reflective surfaces is about 12.5 mm, a frequency control within 10% of the FSR corresponds to a pressure control within 2 mbar of resolution. As discussed above, the reason for using helium, or alternatively nitrogen, argon or other inert gas or vacuum in the pressure regulated etalon 6, is mainly due to the strong presence of about 157 nm each in air. Air is not transparent at the 157 nm wavelength of interest due to the presence of absorbing oxygen, water vapor and carbon dioxide.

【0068】さらに、干渉計装置の内面は、部分反射被
覆で被覆されるか、または被覆されないかの何れかであ
る。後者の場合、各表面の反射率は約4〜6%であり、
その結果エタロンの最大反射率は16〜24%となる。
また、代替的に図3の透過型干渉計(transmission int
erferometric)装置の場合好適なように、高反射率のた
めに各表面が50%より高く、おそらくは90%または
それ以上、例えば97%までといった高反射率を示すよ
うに誘電体被覆が備えられることもある。同様の考慮事
項は、固体エタロンが使用される場合にも適用される。
Further, the inner surface of the interferometer device is either coated with a partially reflective coating or not. In the latter case, the reflectivity of each surface is about 4-6%,
As a result, the maximum reflectance of the etalon is 16 to 24%.
Alternatively, the transmission interferometer (transmission int
As is preferred in the case of erferometric devices, the dielectric coating should be provided such that each surface exhibits a high reflectivity of greater than 50%, possibly 90% or more, for example up to 97% for high reflectivity. There is also. Similar considerations apply when a solid etalon is used.

【0069】干渉計装置が、図3に示される好適実施例
の場合のように透過モードで使用される場合でも、また
出力結合器または高反射共振反射器のような反射モード
で使用される場合でも、干渉計装置は輝線選択及び、同
時に、選択された単一輝線(single line)の狭線幅化の
両方のために使用されてもよい。輝線選択は、望ましい
波長で透過(または反射)が最大化され、他の選択され
ない波長で透過(または反射)がその最小またはほぼ最
小になるような方法で、干渉計装置のFSRと最大透過
(または反射)の波長を調整することによって達成され
る。
Whether the interferometer device is used in transmission mode, as in the preferred embodiment shown in FIG. 3, or in reflection mode, such as an output coupler or a high reflection resonant reflector. However, the interferometer device may be used for both line selection and, at the same time, narrowing of the selected single line. The line selection is such that the transmission (or reflection) at the desired wavelength is maximized and the transmission (or reflection) at other non-selected wavelengths is at or near its minimum, with the FSR of the interferometer device and the maximum transmission (or reflection). Or reflection).

【0070】好適には本出願のFレーザで使用される
干渉計装置のFSRは以下の方法で調整可能である。内
部に上記装置を有する図3の後部光学モジュール50ま
たは内部に上記装置のみを有する外被の何れかを充填す
るガスの圧力、及び特に上記装置のプレート間のガスの
圧力を変えて、ガスの屈折率を調整することができる。
また、代りに例えばスペーサとして圧電素子を使用して
プレート間の間隔を変えるかあるいは、装置が回転可能
であってもよい。FSRはガスの屈折率、ビームが上記
装置に入射する角度、及びプレート間の間隔の各々に依
存するので、これらの方法の何れによっても、FSRは
調整できる。干渉計装置が共振反射器として反射モード
で使用される場合、回転チューニングの選択肢は不可能
である。装置のFSRを調整することにより、輝線選択
は、装置の透過(または反射)スペクトルの最大値を選
択すべき望ましい輝線にアラインさせ、同時に装置の反
射率スペクトル(reflectivity spectrum)の最小値を
自走Fレーザのどの非選択輝線にもアラインさせるこ
とによって正確に行うことができる。この構成の利点は
簡素性であり、これは輝線選択のために、開口を有する
場合でも有しない場合でも、分散プリズム、回折格子、
グリズム、複屈折プレート、または他の光学装置が使用
されないためである(図3に示されるプリズム46は好
適にはビーム拡大プリズム46であるが、プリズム46
の1つまたは両方が輝線選択を行うため分散型であるこ
ともあることに注意されたい)。しかし、このシステム
は不要な輝線を抑制する際効率が低く、そうした波長で
の残留放出(residual emission)を生じることがある。
[0070] FSR of preferably interferometer apparatus used in the F 2 laser of the present application can be prepared by the following method. The gas pressure to fill either the rear optics module 50 of FIG. 3 with the device inside or the envelope with only the device inside, and especially the pressure of the gas between the plates of the device, changes the gas pressure. The refractive index can be adjusted.
Alternatively, the spacing between the plates may be changed, for example using piezoelectric elements as spacers, or the device may be rotatable. Since the FSR depends on each of the refractive index of the gas, the angle at which the beam is incident on the device, and the spacing between the plates, the FSR can be adjusted by any of these methods. If the interferometer device is used in reflection mode as a resonant reflector, no rotational tuning option is possible. By adjusting the FSR of the device, the emission line selection aligns the maximum of the transmission (or reflection) spectrum of the device with the desired emission line to be selected, while free-running the minimum of the reflectance spectrum of the device. it can be carried out accurately by also be aligned in any unselected emission lines of F 2 laser. The advantage of this configuration is simplicity, which is due to the choice of emission lines, with or without apertures, dispersion prisms, diffraction gratings,
Because no grism, birefringent plate, or other optical device is used (the prism 46 shown in FIG. 3 is preferably a beam expanding prism 46, but the prism 46
Note that one or both of these may be distributed to provide bright line selection). However, this system is inefficient in suppressing unwanted emission lines and can result in residual emission at such wavelengths.

【0071】分子フッ素に加えて、好適実施例のF
ーザの放電チャンバ内のガス混合物にはさらに、少なく
とも1つのバッファ・ガスを含む1つかそれ以上の他の
ガスが含まれ、バッファ・ガスは好適にはヘリウム、ネ
オンまたはヘリウムとネオンの混合物である。例えば、
放電チャンバ102は初め、60mbarのNe中5%
と残りのHe(balance He)(例えば、244
0mbarのHe)または3〜5mbarのFと、N
e及びHeの混合物とによって充填され、チャンバ10
2を1〜5barに加圧する。
[0071] In addition to molecular fluorine, the F 2 laser gas mixture in the discharge chamber of the preferred embodiment further includes one or more other gases including at least one buffer gas, the buffer gas Is preferably helium, neon or a mixture of helium and neon. For example,
The discharge chamber 102 is initially 5% in 60 mbar Ne
F 2 and the remaining He (balance He) (for example, 244)
And F 2 of 0mbar of He) or 3~5mbar, N
chamber and filled with a mixture of e and He.
2 is pressurized to 1-5 bar.

【0072】本出願のFレーザのいずれの実施例で
も、パルス持続期間が長いほど、通常達成可能なスペク
トル線幅は狭くなる。共振器内のレーザ・ビームの各1
往復(roundtrip)毎に、ビームのスペクトル濾過(spec
tral filtering)が生ずる。例えば図3の好適実施例の
干渉計装置48を毎回透過(またはそこから反射)した
後、ビームの強度スペクトルは装置の透過(または反
射)関数と入射スペクトル(incident spectrum)の積で
ある。ビームのスペクトル幅はほぼ往復回数の平方根の
逆数として減少する。1つの実施例では、分子フッ素レ
ーザのパルスの長さはバッファ・ガスとして利用するネ
オンの量を多くすることによって増大させることができ
る。そのパルスは、電極3に印加される電気パルスを長
くすることによって同様に長くすることができる。
[0072] In either embodiment of the F 2 laser of the present application, as the pulse duration is long, usually achievable spectral linewidth narrower. Each one of the laser beams in the cavity
For each roundtrip, spectral filtering of the beam (spec
tral filtering) occurs. For example, after each transmission (or reflection) from the preferred embodiment interferometer device 48 of FIG. 3, the intensity spectrum of the beam is the product of the transmission (or reflection) function of the device and the incident spectrum. The spectral width of the beam decreases approximately as the reciprocal of the square root of the number of round trips. In one embodiment, the pulse length of the molecular fluorine laser can be increased by using more neon as a buffer gas. The pulse can likewise be lengthened by lengthening the electrical pulse applied to the electrode 3.

【0073】ガス混合物は好適にはパルス・エネルギー
(利得)とパルス・エネルギー安定性について最適化さ
れる。圧力とフッ素濃度が各々高いほど通常高いエネル
ギーの結果が達成されるが、パルス・エネルギー変動も
高くなる。好適な装置はこの考慮事項のバランスを取っ
たものである。約3〜5barの全圧と0.05%〜
0.2%の範囲のフッ素濃度が好適である。
The gas mixture is preferably optimized for pulse energy (gain) and pulse energy stability. Higher pressures and fluorine concentrations each generally achieve higher energy results, but also higher pulse energy fluctuations. The preferred device balances these considerations. About 3-5bar total pressure and 0.05% ~
Fluorine concentrations in the range of 0.2% are preferred.

【0074】上記で注意されたように、1つかそれ以上
の開口が本出願の何れの実施例の共振器にも挿入される
ことがある。この開口は、分散要素の分散スペクトルの
側帯波及び/または干渉計装置48の透過(または反
射)最大値とFレーザの選択された放出輝線との重ね
合せの側波帯を切断する役目を果たす。 (狭線幅化されたFレーザ放出)図4(a)〜図4
(c)は、エタロンまたは非平行内部反射表面を有する
装置のような干渉計装置が如何に選択された輝線、例え
ば、図2〜図3の実施例のF レーザの約157.62
nmの1次輝線を狭線幅化するために調整されるかを例
示するものである。図4(a)は、Fレーザの約15
7.62nmの1次輝線の自然放出スペクトルを例示す
る。干渉計装置の透過(または反射)は図4(b)に例
示されるように、波長の周期関数である。図4(b)の
実線は装置の第1チューニング設定(tuning configura
tion)を表し、破線は装置の第2チューニング設定を表
している。干渉計装置は圧電的(piezo-ellectrically)
にまたは他の方法で幾何学的ギャップ間隔を調整するこ
と、装置の反射表面上へのビームの入射角を回転によっ
て調整すること、及び/またはそのプレート間のギャッ
プ内の圧力またはその他のパラメータを調整してそのプ
レート間のガスの屈折率を調整することによってチュー
ニングされる。圧力を変える1つの方法は、ニードル弁
52及び54を使用して図3に示される窒素パージ・ガ
スの吸入及び排出量を制御することである。例えば、出
力弁54を閉じかつ/または入口弁52を開くことで圧
力を上昇させ、またその逆の操作を行う。上記で言及さ
れたように、図3の干渉計装置48は、装置の外被の外
のモジュール50内の圧力とは別個に圧力制御される固
有の外被内に置かれることがある。
As noted above, one or more
Opening is inserted into the resonator of any of the embodiments of the present application.
Sometimes. This aperture is used for the dispersion spectrum of the dispersion element.
Sideband and / or transmission through interferometer device 48 (or
射) Maximum and F2Laser overlay with selected emission lines
It serves to cut the sidebands of the combination. (F with reduced line width2Laser emission) FIGS. 4 (a) to 4
(C) has an etalon or non-parallel internal reflection surface
How an interferometer device, such as a device, is selected, e.g.
For example, F of the embodiment shown in FIGS. 2About 157.62 of laser
Example of how to adjust the primary emission line of nm to narrow the line width
It is shown. FIG.2About 15 of laser
The spontaneous emission spectrum of the primary emission line of 7.62 nm is shown as an example.
You. The transmission (or reflection) of the interferometer is shown in Fig. 4 (b).
As shown, it is a periodic function of wavelength. 4 (b)
The solid line indicates the first tuning setting (tuning configura) of the device.
) and the dashed line indicates the second tuning setting of the device.
are doing. The interferometer device is piezo-ellectrically
Or otherwise adjust the geometric gap spacing.
The angle of incidence of the beam on the reflective surface of the instrument
Adjustment and / or gap between the plates.
Adjust the pressure or other parameters in the
Tuning by adjusting the refractive index of the gas between the rates
Be tuned. One way to change the pressure is to use a needle valve
The nitrogen purge gas shown in FIG.
This is to control the inhalation and discharge of gas. For example,
By closing the force valve 54 and / or opening the inlet valve 52
Increase power and vice versa. Mentioned above
As shown, the interferometer device 48 of FIG.
Fixed pressure controlled separately from the pressure in the module 50
May be placed inside an existing envelope.

【0075】各透過ピークの幅はほぼ干渉計装置の自由
スペクトル範囲をそのフィネスで除算したものであり、
このフィネスは光学表面の質によって制限されるので、
透過ピークの幅を最小化するにはできる限り自由スペク
トル範囲を縮小することが好適である。最小自由スペク
トル範囲は、中央のピークに隣接するピークがほぼ発振
を発生しないという仕様によって決定される。図4
(a)に例示される放出ピークの近似自然帯域幅はほぼ
0.5pm〜1.0pmであるので、好適な、最適自由
スペクトル範囲は1.0pmのオーダの何れかの範囲で
ある。図4(b)及び図4(c)に示される実線は好適
なスペクトル・アラインメントを例示し、ここで図4
(c)は単一の狭線幅化されたピークを示す。図4
(b)及び図4(c)の破線は望ましくないスペクトル
・アラインメントを例示するが、それは干渉計装置の透
過スペクトルが図4(b)〜図4(c)の実線によって
示される最適値からずれているときのレーザ出力中の第
2のピークの発生を含む、2つのピークが図4(c)の
破線によって示されているためである。
The width of each transmission peak is approximately the free spectral range of the interferometer device divided by its finesse,
This finesse is limited by the quality of the optical surface,
To minimize the width of the transmission peak, it is preferable to reduce the free spectral range as much as possible. The minimum free spectral range is determined by the specification that the peaks adjacent to the central peak generate almost no oscillation. FIG.
Since the approximate natural bandwidth of the emission peak illustrated in (a) is approximately 0.5 pm to 1.0 pm, the preferred optimal free spectral range is any range on the order of 1.0 pm. The solid lines shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c) illustrate a preferred spectral alignment, where FIG.
(C) shows a single peak with a reduced line width. FIG.
The dashed lines in (b) and FIG. 4 (c) illustrate the undesirable spectral alignment, where the transmission spectrum of the interferometer device deviates from the optimum shown by the solid lines in FIGS. 4 (b)-(c). This is because two peaks, including the occurrence of the second peak in the laser output during the operation, are indicated by broken lines in FIG.

【0076】本出願の実施例で、かつ図3を参照する
と、干渉計装置48はエタロンであるか、または装置4
8には非平行内部反射プレートが含まれる。また、干渉
計装置48は、代替的にチャンバ2の他の側、つまり出
力結合側上などに配置され、そして図3に示される装置
48の構成のように透過モードに構成されることもあ
る。また、装置48は反射モードに設定され、高反射ま
たは部分反射(すなわち、出力結合)共振反射器として
配置されることもある。
In an embodiment of the present application and with reference to FIG. 3, the interferometer device 48 is an etalon or the device 4
8 includes a non-parallel internal reflection plate. Also, the interferometer device 48 may alternatively be located on the other side of the chamber 2, i.e., on the output coupling side, and may be configured in a transmission mode, such as the configuration of the device 48 shown in FIG. . Also, the device 48 may be set in a reflective mode and may be arranged as a highly reflective or partially reflective (ie, output coupled) resonant reflector.

【0077】装置48が非平行プレートを有して構成さ
れる場合、そのプレートは好適には、第09/715,
803号特許出願での開示によりプレートの幾何学的広
がり(geometric extent)に沿って変るギャップ間隔を
有する。ビームは図3のプリズム46のような分散要素
(1つまたは複数)を通過するために、干渉計装置に入
射するビームはビーム内の波長により幾何学的に配置さ
れるかまたはビーム・プロフィールの断面に沿って配置
されるように作られる。
If the device 48 is constructed with non-parallel plates, the plates are preferably 09/715,
According to the disclosure in the '803 patent application, the gap spacing varies along the geometric extent of the plate. Because the beam passes through the dispersive element (s), such as the prism 46 of FIG. 3, the beam incident on the interferometer device is either geometrically arranged according to the wavelength in the beam or the beam profile Made to be placed along a cross section.

【0078】装置48のプレートの中心点でのギャップ
間隔は選択された波長の強め合う干渉(constructive i
nterference)を提供するようなものである。次に、通常
のエタロンが使用された場合側波帯を表す波長での中心
から離れた幾何学的位置では、ギャップ間隔はその波長
で弱め合う干渉(destructive interference)を提供す
るようなものであるので、それによって側波帯は抑制さ
れる。
The gap spacing at the center of the plate of device 48 is determined by constructive interference of selected wavelengths.
It is like providing a nterference). Second, at off-center geometries at wavelengths representing sidebands when a normal etalon is used, the gap spacing is such as to provide destructive interference at that wavelength. Therefore, sidebands are thereby suppressed.

【0079】この実施例によれば、装置48のFSRは
選択されたピークを狭線幅化するようなものとなり、そ
の際通常のエタロンが使用された場合は、側波帯は透過
(または反射)されることになろう。有利には、側波帯
なしで、通常のエタロンが透過することができるよりも
狭いピークが装置48によって透過(または反射)され
る。上記で論じられたように、より狭い帯域幅のビーム
を放出する分子フッ素レーザを有することが有利であ
る。 (波長及び帯域幅監視装置)上記の議論から理解される
ように、側波帯を抑制しつつ図3の干渉計装置48によ
って選択された中心波長を注意深く制御することが望ま
しい。図5に示される波長/帯域幅監視装置が、選択及
び狭線幅化されたスペクトル輝線を含む、分子フッ素レ
ーザによって放出されたビームのスペクトル分布を監視
するために有利に使用される。この方法で、干渉計装置
48の透過(または反射)スペクトルは図5の波長監視
装置によって得られた情報に基づいて図4(c)の破線
のスペクトルのようではなく、図4(c)の実線のスペ
クトルのようになるように制御される。
According to this embodiment, the FSR of the device 48 is such as to narrow the selected peak, with the sideband being transmitted (or reflected) if a normal etalon is used. ). Advantageously, without sidebands, a narrower peak is transmitted (or reflected) by device 48 than a normal etalon can transmit. As discussed above, it would be advantageous to have a molecular fluorine laser that emits a narrower bandwidth beam. (Wavelength and Bandwidth Monitoring Device) As understood from the above discussion, it is desirable to carefully control the center wavelength selected by the interferometer device 48 of FIG. 3 while suppressing sidebands. The wavelength / bandwidth monitor shown in FIG. 5 is advantageously used to monitor the spectral distribution of the beam emitted by a molecular fluorine laser, including selected and narrowed spectral emission lines. In this way, the transmission (or reflection) spectrum of the interferometer device 48 is not based on the information obtained by the wavelength monitoring device of FIG. It is controlled so as to be like the spectrum of the solid line.

【0080】図5は、分子フッ素レーザ・システム、特
に図3の装置48のようなキャビティ内干渉計装置を有
するもので使用される波長監視装置の好適な設計の概略
を例示する。上記で説明されたように電極3を有する放
電チャンバ2を含む共振器の出力結合器4で出力結合さ
れた出力レーザ・ビーム13の小さな部分はビーム・ス
プリッタ14によって分離され、ミラー16によって、
好適には監視エタロン装置(monitor etalon)である分
光計装置18に向けられる。波長監視装置は好適には、
共振器からのビーム経路を密閉するエンクロージャ22
内に収容されており、その際ベロー5が使用されるの
で、エンクロージャ22内の雰囲気をパージするか、ま
たはエンクロージャ22を排気することによって光吸収
性物質(photoabsorbing species)がビーム経路に入る
ことから防止される。
FIG. 5 schematically illustrates a preferred design of a wavelength monitoring device for use in a molecular fluorine laser system, particularly one having an intracavity interferometer device, such as device 48 of FIG. A small portion of the output laser beam 13, which is coupled out by the output coupler 4 of the resonator including the discharge chamber 2 with the electrodes 3 as described above, is separated by a beam splitter 14 and by a mirror 16
It is directed to a spectrometer device 18, which is preferably a monitor etalon device. The wavelength monitoring device is preferably
Enclosure 22 for sealing the beam path from the resonator
Since the bellows 5 are used in this case, the atmosphere inside the enclosure 22 is purged, or the enclosure 22 is evacuated, so that photoabsorbing species enter the beam path. Is prevented.

【0081】ビームの分離された部分は好適には監視エ
タロン装置18に入る前に負レンズ(negative lens)1
7によって拡大される。また、代案として負レンズの代
わりに光拡散器プレートを使用することもできるが、こ
の場合検出器20上の光の強度はかなり低下するかも知
れない。また、代りにビーム拡大器が使用されることも
あり、別の実施例では、ビームは拡大なしに監視エタロ
ン装置18に直接入射する。エタロン18の後に正レン
ズ(positive lens)19が配置され、レンズ19の焦点
面内に配置されたリニア・ダイオード・アレイ20上に
干渉パターンを形成する。検出器20の出力21はデー
タ取得装置に向けられるが、このデータ取得装置は図2
のプロセッサ116であってもよく、図6に関連して以
下にさらに詳細に説明されるようなものである。
The separated portion of the beam is preferably placed on the negative lens 1 before entering the monitoring etalon device 18.
7 is magnified. Alternatively, a light diffuser plate could be used instead of a negative lens, but in this case the intensity of light on the detector 20 may be significantly reduced. Alternatively, a beam expander may be used; in another embodiment, the beam is directly incident on the monitoring etalon device 18 without expansion. A positive lens 19 is disposed after the etalon 18 and forms an interference pattern on a linear diode array 20 disposed in the focal plane of the lens 19. The output 21 of the detector 20 is directed to a data acquisition device, which
Processor 116, as described in further detail below with respect to FIG.

【0082】波長監視装置全体は好適には、高純度窒素
または他の157nmを吸収しない不活性ガスといった
不活性ガスによってパージされるか、または排気された
箱22の中に封入され、パージ・ガスの圧力の変動によ
る監視エタロン装置18の自由範囲(free range)の不
安定性を回避することが望ましい。監視エタロン装置1
8は、好適には排気されるか、また代替的には正確に制
御された圧力を有する不活性ガスで充填された小さいエ
ンクロージャ23の中に配置されてもよい。このような
エンクロージャ23は光学窓(図示せず)を有するべき
である。別の実施例では、箱22全体が排気される。
The entire wavelength monitor is preferably purged with an inert gas, such as high purity nitrogen or other inert gas that does not absorb 157 nm, or is enclosed in an evacuated box 22 and contains a purge gas. It is desirable to avoid instability in the free range of the monitoring etalon device 18 due to fluctuations in the pressure of the etalon. Monitoring etalon device 1
8 may be located in a small enclosure 23, preferably evacuated or alternatively filled with an inert gas having a precisely controlled pressure. Such an enclosure 23 should have an optical window (not shown). In another embodiment, the entire box 22 is evacuated.

【0083】スペクトル帯域幅と中心波長の情報は、好
適には米国特許第4,905,243号から理解される
ような標準的な方法、または当業者によって理解される
ような他の標準的な方法で検出器20上に観察される干
渉パターンから抽出される。例えば、KrFまたはAr
Fレーザの波長を監視する際に当業者によって理解され
るような方法を使用してもよい。 (波長及び/または帯域幅の閉ループ制御)閉サイクル
制御ループ(closed cycle control loop)の概略が図6
に例示される。レーザ30の出力スペクトルが波長監視
装置32によって検出される。データ33が中央処理ユ
ニット34に入力される。このユニット34は中心波長
と「サイドピーク(side-peak)」が存在するかどうかを
判定する。これらの判断基準に基づいて、狭線幅化モジ
ュール31中のパージ・ガスの圧力が、制御信号35を
通じて上昇または低下するよう調整される。また、その
代りに干渉計装置48が上記で説明されたようにチュー
ニングされることもある。この制御ループはビーム13
の指定された出力放出波長を維持し、いかなる側波帯の
エネルギー含有量をも最小化するように作用する。
The spectral bandwidth and center wavelength information is preferably provided in a standard manner as understood from US Pat. No. 4,905,243 or other standard as understood by those skilled in the art. It is extracted from the interference pattern observed on the detector 20 in a manner. For example, KrF or Ar
In monitoring the wavelength of the F-laser, any method as understood by those skilled in the art may be used. (Closed Loop Control of Wavelength and / or Bandwidth) FIG. 6 schematically shows a closed cycle control loop.
Is exemplified. The output spectrum of the laser 30 is detected by the wavelength monitor 32. Data 33 is input to the central processing unit 34. This unit 34 determines whether the center wavelength and the "side-peak" are present. Based on these criteria, the pressure of the purge gas in the line narrowing module 31 is adjusted to increase or decrease through the control signal 35. Alternatively, the interferometer device 48 may be tuned as described above. This control loop is
, And acts to minimize the energy content of any sideband.

【0084】本発明の例示図面と特定の実施例が説明さ
れ例示されたが、理解されるように本発明の範囲はここ
で議論された特定の実施例に制限されるべきものではな
い。すなわち、実施例は制限的なものではなくむしろ例
示的なものであるとみなされるべきであり、当業者によ
って、特許請求の範囲の請求項に記載の本発明の範囲と
その同等物から逸脱することなく、これらの実施例にお
いて変形がなされることがあることは理解されるべきで
ある。
While illustrative drawings and specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, it will be understood that the scope of the invention is not to be limited to the specific embodiments discussed herein. That is, the embodiments are to be considered illustrative rather than restrictive, and depart from the scope of the invention as set forth in the appended claims and equivalents by those skilled in the art. It should be understood that modifications may be made in these embodiments without departing from the invention.

【0085】さらに、特許請求の範囲の方法請求項(me
thod claim)では、ステップは選択された順序で与えら
れているが、これは印刷上の便宜のためのみであってス
テップを実行するためのいかなる特定の順序をも意味す
るものではない。すなわち、ステップは、特定の順序が
明白に示されるか、または当業者によって必要であると
理解されるもの以外は、これらの請求項の範囲内で種々
さまざまな順序で行うことができる。例えば、特許請求
の範囲のいくつかの方法請求項では、複数の輝線の1つ
を選択しその選択された輝線を狭線幅化するステップ
は、ビームが狭線幅化及び/または輝線選択要素を通過
しレーザ共振器から出力結合される時間的順序の何れか
またはその組み合わせ内で行われる。
Further, the method claims (me
In a thod claim, the steps are given in a selected order, but this is for printing convenience only and does not imply any particular order for performing the steps. That is, the steps may be performed in a wide variety of orders within the scope of these claims, unless a particular order is explicitly indicated or understood by one of ordinary skill in the art to be necessary. For example, in some method claims of the claims, the step of selecting one of the plurality of bright lines and narrowing the selected bright line includes the step of causing the beam to be narrow and / or a bright line selection element. , And out of the laser resonator.

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

【図1】輝線選択または狭線幅化のないFレーザの放
出スペクトルを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an emission spectrum of an F 2 laser without bright line selection or line narrowing.

【図2】好適実施例によるFレーザ・システムの概略
を示す図である。
2 is a diagram showing an outline of a F 2 laser system according to a preferred embodiment.

【図3】好適実施例による狭線幅化されたFレーザの
共振器の概略を示す図である。
3 is a diagram showing an outline of the cavity of the preferred embodiment line narrowing has been F 2 laser according to Example.

【図4】(a)は、Fレーザの選択された放出輝線の
自走スペクトルを例示する図である。(b)は、干渉計
装置の2つのチューニング状態でのエタロンのような干
渉計装置の透過スペクトルを例示する図である。(c)
は、図4(a)の自走輝線を発生し、図4(b)に示さ
れる透過スペクトルを有するキャビティ内干渉計装置を
含むFレーザの出力放出スペクトルを例示する図であ
る。
4 (a) is a diagram illustrating the free-running spectrum of the emitted emission lines that are selected in the F 2 laser. (B) is a figure which illustrates the transmission spectrum of an interferometer apparatus like an etalon in two tuning states of an interferometer apparatus. (C)
It generates a free-running emission lines of FIG. 4 (a), a diagram illustrating the output emission spectra of F 2 laser including a cavity interferometer arrangement having a transmission spectrum shown in Figure 4 (b).

【図5】好適実施例によるFレーザ・システムの波長
監視装置の概略を例示する図である。
5 is a diagram illustrating an outline of a wavelength monitoring device F 2 laser system according to a preferred embodiment.

【図6】好適実施例によるFレーザ・システムの閉ル
ープ波長制御を例示する図である。
6 is a diagram illustrating a closed loop wavelength control of F 2 laser system according to a preferred embodiment.

【符合の説明】[Description of sign]

102…レーザ・チャンバ 103…主放電電極 104…放電回路(固体パルサ・モジュール) 106…ガス処理モジュール 108…高電圧電源 110…後部光学モジュール 112…前部光学モジュール 114…光学装置制御モジュール 116…プロセッサ(制御コンピュータ) 118…診断モジュール 120…主レーザ・ビーム 122…ビーム・スプリッタ・モジュール 124…インタフェース 126…ステッパ/スキャナコンピュータ 128…制御ユニット Reference Signs List 102 laser chamber 103 main discharge electrode 104 discharge circuit (solid pulser module) 106 gas processing module 108 high voltage power supply 110 rear optical module 112 front optical module 114 optical device control module 116 processor (Control computer) 118 ... Diagnostic module 120 ... Main laser beam 122 ... Beam splitter module 124 ... Interface 126 ... Stepper / scanner computer 128 ... Control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セルゲイ ブイ.ゴボルコフ アメリカ合衆国,フロリダ 33433,ボカ ラトン,ラコスタ ドライブ 6315 ナ ンバーエム (72)発明者 ユルゲン クラインシュミット ドイツ連邦共和国,バイセンフェルス 06667,ロザ−ルクセンブルク シュトラ ーセ 18 (72)発明者 ペーター ローカイ ドイツ連邦共和国,ゲッティンゲン 37085,メルケルシュトラーセ 27 ヨッ ト (72)発明者 ウベ シュタム ドイツ連邦共和国,ゲッティンゲン 37085,ハインホルツベーク 29 Fターム(参考) 5F071 AA06 HH02 HH07 JJ02 JJ05 5F072 AA06 HH02 JJ02 JJ05 KK06 KK08 MM08 RR05 YY08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Sergey V. Govolkov, United States, 33433, Boca Raton, Lacosta Drive 6315 Nambaem (72) Inventor Jurgen Kleinschmidt, Germany Weissenfels 06667, Rosa-Luxembourg Straße 18 (72) Inventor Peter Lokay, Germany Göttingen 37085 , Merkelstrasse 27 Yacht (72) Inventor Ube Stam Göttingen 37085, Germany, Heinholzbeek 29 F-term (reference) 5F071 AA06 HH02 HH07 JJ02 JJ05 5F072 AA06 HH02 JJ02 JJ05 KK06 KK08 MM08 RR05Y08

Claims (78)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生するための分子フッ素を含むガス混合物
で充填された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、透過型干渉計装置と、1
対の共振反射器とを含む共振器であって、前記干渉計装
置が、前記2次輝線と前記1次輝線の非選択部分とをほ
ぼ抑制するように、前記1次輝線の選択された部分の透
過率を最大にし前記2次輝線と前記1次輝線の前記非選
択部分との透過率を比較的低くするように構成され、そ
れによって前記Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビ
ームを提供するために、自走Fレーザの前記1次輝線
の帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一波長レ
ーザ・ビームを放出するように前記1次輝線を選択及び
狭線幅化する共振器と、を具備するFレーザ。
1. An F 2 laser for producing a spectral emission comprising a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm including a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture comprising: a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. The transmission chamber, a transmission interferometer device,
A resonator comprising: a pair of resonant reflectors, wherein the interferometer device selects a portion of the primary emission line so as to substantially suppress the secondary emission line and a non-selected portion of the primary emission line. It is composed of the transmittance to maximize the secondary emission line transmittance of the non-selected portion of the primary emission lines to relatively low, providing the F 2 laser, a narrow-band VUV laser beam thereby to a resonator for selecting and line narrowing the primary emission line to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the primary emission lines of the free-running F 2 laser It comprises a F 2 laser.
【請求項2】 前記共振器がさらに、前記干渉計装置に
入射する前に前記ビームを拡大し該ビームの発散を低減
するために、前記透過型干渉計装置の前のビーム拡大器
を含む請求項1に記載のレーザ。
2. The system of claim 1, wherein the resonator further includes a beam expander in front of the transmission interferometer to expand the beam and reduce divergence of the beam before entering the interferometer. Item 2. The laser according to Item 1.
【請求項3】 前記透過型干渉計装置と前記ビーム拡大
器とが、前記放電チャンバの前記ビームが前記共振器か
ら出力結合されるとは反対の側で前記共振器の後部光学
モジュール内に配置される請求項2に記載のレーザ。
3. The transmission interferometer device and the beam expander are located in a rear optical module of the resonator on the side of the discharge chamber opposite the side where the beam is outcoupled from the resonator. 3. The laser of claim 2, wherein said laser is applied.
【請求項4】 前記後部光学モジュール内の雰囲気が、
約157nmを光吸収する物質がほぼない状態に維持さ
れ、前記後部光学モジュールと前記放電チャンバとの間
のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを光吸収
する前記物質がほぼない状態に維持するように周囲空気
から密閉される請求項3に記載のレーザ。
4. The atmosphere in the rear optical module,
The material path is maintained substantially free of light absorbing about 157 nm, and the beam path between the rear optical module and the discharge chamber maintains the beam path substantially free of the material light absorbing about 157 nm. 4. The laser of claim 3, wherein the laser is sealed from ambient air.
【請求項5】 前記透過型干渉計装置が、前記放電チャ
ンバの前記ビームが前記共振器から出力結合されるとは
反対の側で前記共振器の後部光学モジュール内に配置さ
れる請求項1に記載のレーザ。
5. The transmission interferometer apparatus of claim 1, wherein the transmission interferometer device is disposed in a rear optical module of the resonator on a side of the discharge chamber opposite the side from which the beam is coupled out. The laser as described.
【請求項6】 前記後部光学モジュール内の雰囲気が、
約157nmを光吸収する物質がほぼない状態に維持さ
れ、前記後部光学モジュールと前記放電チャンバとの間
のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを光吸収
する前記物質がほぼない状態に維持するように周囲空気
から密閉される請求項5に記載のレーザ。
6. The atmosphere in the rear optical module,
The material path is maintained substantially free of light absorbing about 157 nm, and the beam path between the rear optical module and the discharge chamber maintains the beam path substantially free of the material light absorbing about 157 nm. 6. The laser of claim 5, wherein the laser is sealed from ambient air.
【請求項7】 前記後部光学モジュールが、前記干渉計
装置の干渉スペクトルを制御するために、不活性ガスの
屈折率を制御するように制御された圧力を有する前記不
活性ガスでパージされる請求項6に記載のレーザ。
7. The rear optical module is purged with the inert gas having a pressure controlled to control a refractive index of the inert gas to control an interference spectrum of the interferometer device. Item 7. A laser according to item 6.
【請求項8】 さらに、前記レーザ・ビームのエネルギ
ーを増強するための増幅器を含む請求項1に記載のレー
ザ。
8. The laser of claim 1, further comprising an amplifier for enhancing the energy of said laser beam.
【請求項9】 前記1対の共振反射器の1つがまた前記
放電チャンバを密閉する請求項1に記載のレーザ。
9. The laser of claim 1, wherein one of said pair of resonant reflectors also seals said discharge chamber.
【請求項10】 レンズが、前記放電チャンバから出て
光ビーム経路に沿って前記干渉計装置の方向に伝播する
光を透過する前記放電チャンバ上の窓として前記放電チ
ャンバを密閉する請求項1に記載のレーザ。
10. The method of claim 1, wherein a lens seals the discharge chamber as a window on the discharge chamber that transmits light exiting the discharge chamber and traveling along the light beam path toward the interferometer device. The laser as described.
【請求項11】 前記干渉計装置がエタロンを含む請求
項1に記載のレーザ。
11. The laser of claim 1, wherein said interferometer device comprises an etalon.
【請求項12】 前記干渉計装置が1対の対抗反射表面
を含み、ここで該1対の対抗反射表面の第1及び第2の
対抗反射表面が、スペクトル純度を縮小するために前記
1次輝線の外側部分を抑制する役目を果たす、入射ビー
ム断面にわたって相互間で変る光学距離を有するように
少くとも前記第1の対抗反射表面が構成される請求項1
に記載のレーザ。
12. The interferometer device includes a pair of counter-reflective surfaces, wherein the first and second counter-reflective surfaces of the pair of counter-reflective surfaces are configured to reduce the primary purity to reduce spectral purity. The at least first counter-reflective surface is configured to have an optical distance that varies from one another over the incident beam cross-section, which serves to suppress outer portions of the emission lines.
A laser according to claim 1.
【請求項13】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、透過型干渉計装置と、1
対の共振反射器とを含む共振器であって、前記干渉計装
置が、前記2次輝線をほぼ抑制するために、前記1次輝
線の透過率を最大にし前記2次輝線の透過率を比較的低
くするように構成され、それによって前記Fレーザ
が、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するために、自
走Fレーザの帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有す
る単一波長レーザ・ビームを放出するように前記1次輝
線を選択する共振器と、を備えるFレーザ。
13. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm, including a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. The discharge chamber, the transmission interferometer device,
A resonator including a pair of resonant reflectors, wherein the interferometer device maximizes the transmittance of the primary emission line and compares the transmittance of the secondary emission line to substantially suppress the secondary emission line. is configured to target low, the F 2 laser by it, narrowband VUV to provide a laser beam, a single-wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the free-running F 2 laser F 2 laser and a resonator for selecting said primary emission lines to release.
【請求項14】 前記共振器がさらに、前記干渉計装置
に入射する前に前記ビームを拡大し該ビームの発散を低
減するために、前記透過型干渉計装置の前のビーム拡大
器を具備する請求項13に記載のレーザ。
14. The resonator further comprises a beam expander in front of the transmission interferometer device for expanding the beam and reducing divergence of the beam before entering the interferometer device. A laser according to claim 13.
【請求項15】 前記透過型干渉計装置と前記ビーム拡
大器とが、前記放電チャンバの前記ビームが前記共振器
から出力結合されるとは反対の側で前記共振器の後部光
学モジュール内に配置される請求項14に記載のレー
ザ。
15. The transmission interferometer device and the beam expander are located in the rear optical module of the resonator on the side of the discharge chamber opposite the side where the beam is coupled out of the resonator. 15. The laser of claim 14, wherein said laser is applied.
【請求項16】 前記後部光学モジュール内の雰囲気
が、約157nmを光吸収する物質がほぼない状態に維
持され、前記後部光学モジュールと前記放電チャンバと
の間のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを光
吸収する前記物質がほぼない状態に維持するように周囲
空気から密閉される請求項15に記載のレーザ。
16. The atmosphere within the rear optical module is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, and the beam path between the rear optical module and the discharge chamber is approximately about 157 nm. 16. The laser of claim 15, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the material that absorbs 157 nm substantially free of light.
【請求項17】 前記透過型干渉計装置が、前記放電チ
ャンバの前記ビームが前記共振器から出力結合されると
は反対の側で前記共振器の後部光学モジュール内に配置
される請求項13に記載のレーザ。
17. The apparatus of claim 13, wherein the transmission interferometer device is disposed in a rear optical module of the resonator on a side of the discharge chamber opposite the side at which the beam is outcoupled from the resonator. The laser as described.
【請求項18】 前記後部光学モジュール内の雰囲気
が、約157nmを光吸収する物質がほぼない状態に維
持され、前記後部光学モジュールと前記放電チャンバと
の間のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを光
吸収する前記物質がほぼない状態に維持するように周囲
空気から密閉される請求項17に記載のレーザ。
18. The atmosphere in the rear optical module is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, and the beam path between the rear optical module and the discharge chamber is approximately about 157 nm. 18. The laser of claim 17, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the material that absorbs 157 nm substantially free of light.
【請求項19】 前記後部光学モジュールが、前記干渉
計装置の干渉スペクトルを制御するために、不活性ガス
の屈折率を制御するように制御された圧力を有する前記
不活性ガスによってパージされる請求項18に記載のレ
ーザ。
19. The rear optical module is purged with an inert gas having a pressure controlled to control a refractive index of the inert gas to control an interference spectrum of the interferometer device. Item 19. The laser according to Item 18.
【請求項20】 さらに、前記レーザ・ビームのエネル
ギーを増強する増幅器を含む請求項13に記載のレー
ザ。
20. The laser of claim 13, further comprising an amplifier for enhancing the energy of the laser beam.
【請求項21】 前記1対の共振反射器の1つがまた前
記放電チャンバを密閉する請求項13に記載のレーザ。
21. The laser of claim 13, wherein one of said pair of resonant reflectors also seals said discharge chamber.
【請求項22】 レンズが、前記放電チャンバから出て
光ビーム経路に沿って前記干渉計装置の方向に伝播する
光を透過する前記放電チャンバ上の窓として前記放電チ
ャンバを密閉する請求項13に記載のレーザ。
22. The method according to claim 13, wherein a lens seals the discharge chamber as a window on the discharge chamber that transmits light exiting the discharge chamber along the light beam path toward the interferometer device. The laser as described.
【請求項23】 前記スペクトル帯域幅が、前記ガス混
合物が2barより大きい圧力に維持された場合より狭
くなるように、前記ガス混合物がほぼ2barより低い
圧力に維持される請求項13に記載のレーザ。
23. The laser of claim 13, wherein the gas mixture is maintained at a pressure less than about 2 bar, such that the spectral bandwidth is narrower than if the gas mixture were maintained at a pressure of more than 2 bar. .
【請求項24】 前記スペクトル帯域幅が、前記ガス混
合物が1.5barより大きい圧力に維持された場合よ
り狭くなるように、前記ガス混合物がほぼ1.5bar
より低い圧力に維持される請求項13に記載のレーザ。
24. The gas mixture according to claim 19, wherein the spectral bandwidth is narrower than when the gas mixture is maintained at a pressure greater than 1.5 bar.
14. The laser of claim 13, wherein the laser is maintained at a lower pressure.
【請求項25】 前記スペクトル帯域幅が、前記ガス混
合物が1barより大きい圧力に維持された場合より狭
くなるように、前記ガス混合物がほぼ1barより低い
圧力に維持される請求項13に記載のレーザ。
25. The laser of claim 13, wherein the gas mixture is maintained at a pressure of less than about 1 bar, such that the spectral bandwidth is narrower than if the gas mixture was maintained at a pressure of more than 1 bar. .
【請求項26】 前記干渉計装置がエタロンを含む請求
項13に記載のレーザ。
26. The laser of claim 13, wherein said interferometer device comprises an etalon.
【請求項27】 前記干渉計装置が1対の対抗反射表面
を含み、ここで前記1対の対抗反射表面の第1及び第2
の対抗反射表面が、スペクトル純度を縮小するために前
記第1輝線の外側部分を抑制する役目を果たす、入射ビ
ーム断面にわたって相互間で変る光学距離を有するよう
に少くとも前記第1の対抗反射表面が構成される請求項
13に記載のレーザ。
27. The interferometer device includes a pair of counter-reflective surfaces, wherein the first and second of the pair of counter-reflective surfaces.
At least said first counter-reflective surface such that said counter-reflective surface has an optical distance varying from one another across the incident beam cross-section, serving to suppress outer portions of said first bright line to reduce spectral purity. 14. The laser according to claim 13, wherein
【請求項28】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、透過型干渉計装置と、分
散型光学装置と、1対の共振反射器とを含む共振器であ
って、前記分散型光学装置が、前記1次輝線だけが前記
共振器の受光角内に留まり、前記2次輝線を含む他のい
かなる輝線も前記共振器の前記受光角の外側に分散され
るように、前記1次及び2次輝線を含む前記複数の緊密
な間隔の輝線を分散させるために特定の方向に向けて配
置され、前記干渉計装置が、前記1次輝線の非選択部分
をほぼ抑制するために、前記1次輝線の選択された部分
の透過率を最大にし前記1次輝線の前記非選択部分の透
過率を比較的低くするように構成され、前記分散型光学
装置及び干渉計装置がそれによって前記Fレーザが、
狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するために、自走F
レーザの前記1次輝線の帯域幅より狭いスペクトル帯
域幅を有する単一波長レーザ・ビームを放出するように
前記1次輝線を選択及び狭線幅化する共振器と、を具備
するFレーザ。
28. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm, including a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A resonator including the discharge chamber, a transmission interferometer device, a dispersive optical device, and a pair of resonant reflectors, wherein the dispersive optical device is configured such that only the primary emission line has the resonance. The plurality of tight spacings, including the primary and secondary emission lines, such that any other emission lines, including the secondary emission lines, remain within the acceptance angle of the cavity and are dispersed outside the acceptance angle of the resonator. Min the emission line And the interferometer device maximizes the transmittance of a selected portion of the primary emission line to substantially suppress a non-selected portion of the primary emission line. is configured to relatively low permeability of the non-selected part of the next bright lines, the distributed optical devices and the interferometer apparatus is the F 2 laser by it,
Free-running F to provide a narrow band VUV laser beam
F 2 laser having a, a resonator for selecting and line narrowing the primary emission line to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the primary emission line 2 laser .
【請求項29】 前記共振器がさらに、前記干渉計装置
に入射する前に前記ビームを拡大し該ビームの発散を低
減するために、前記透過型干渉計装置の前のビーム拡大
器を具備する請求項28に記載のレーザ。
29. The resonator further comprises a beam expander in front of the transmission interferometer device for expanding the beam before entering the interferometer device and reducing the divergence of the beam. A laser according to claim 28.
【請求項30】 前記透過型干渉計装置と前記ビーム拡
大器とが、前記放電チャンバの前記ビームが前記共振器
から出力結合されるとは反対の側で前記共振器の後部光
学モジュール内に配置される請求項29に記載のレー
ザ。
30. The transmission interferometer device and the beam expander are located in the rear optical module of the resonator on the side of the discharge chamber opposite the side where the beam is outcoupled from the resonator. 30. The laser according to claim 29, wherein
【請求項31】 前記後部光学モジュール内の雰囲気が
約157nmを光吸収する物質がほぼない状態に維持さ
れ、前記後部光学モジュールと前記放電チャンバとの間
のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを光吸収
する前記物質がほぼない状態に維持するように周囲空気
から密閉される請求項30に記載のレーザ。
31. The atmosphere in the rear optical module is maintained substantially free of material that absorbs light of about 157 nm, and the beam path between the rear optical module and the discharge chamber has a beam path of about 157 nm. 31. The laser of claim 30, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the material substantially free of light absorbing.
【請求項32】 前記透過型干渉計装置が、前記放電チ
ャンバの前記ビームが前記共振器から出力結合されると
は反対の側で前記共振器の後部光学モジュール内に配置
される請求項28に記載のレーザ。
32. The transmission interferometer of claim 28, wherein the transmission interferometer device is located in a rear optical module of the resonator on a side of the discharge chamber opposite the side at which the beam is outcoupled from the resonator. The laser as described.
【請求項33】 前記後部光学モジュール内の雰囲気
が、約157nmを光吸収する物質がほぼない状態に維
持され、前記後部光学モジュールと前記放電チャンバと
の間のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを光
吸収する前記物質がほぼない状態に維持するように周囲
空気から密閉される請求項32に記載のレーザ。
33. The atmosphere in the rear optical module is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, and the beam path between the rear optical module and the discharge chamber is approximately 33. The laser of claim 32, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the material that absorbs 157 nm substantially free.
【請求項34】 前記後部光学モジュールが、前記干渉
計装置の干渉計スペクトルを制御するために、不活性ガ
スの屈折率を制御するように制御された圧力を有する前
記不活性ガスによってパージされる請求項33に記載の
レーザ。
34. The rear optics module is purged with an inert gas having a pressure controlled to control a refractive index of the inert gas to control an interferometer spectrum of the interferometer device. A laser according to claim 33.
【請求項35】 さらに、前記レーザ・ビームのエネル
ギーを増強する増幅器を含む請求項28に記載のレー
ザ。
35. The laser of claim 28, further comprising an amplifier that boosts the energy of the laser beam.
【請求項36】 前記1対の共振反射器の1つがまた前
記放電チャンバを密閉する請求項28に記載のレーザ。
36. The laser of claim 28, wherein one of said pair of resonant reflectors also seals said discharge chamber.
【請求項37】 レンズが、前記放電チャンバから出て
光ビーム経路に沿って前記干渉計装置の方向に伝播する
光を透過する前記放電チャンバ上の窓として前記放電チ
ャンバを密閉する請求項28に記載のレーザ。
37. A lens as in claim 28, wherein a lens seals the discharge chamber as a window on the discharge chamber that transmits light exiting the discharge chamber along the light beam path toward the interferometer device. The laser as described.
【請求項38】 前記干渉計装置がエタロンを含む請求
項28に記載のレーザ。
38. The laser of claim 28, wherein said interferometer device comprises an etalon.
【請求項39】 前記干渉計装置が1対の対抗反射表面
を含み、前記1対の対抗反射表面の第1及び第2の対抗
反射表面が、スペクトル純度を縮小するために前記1次
輝線の外側部分を抑制する役目を果たす、入射ビーム断
面にわたって相互間で変る光学距離を有するように少く
とも前記第1の対抗反射表面が構成される請求項28に
記載のレーザ。
39. The interferometer device includes a pair of counter-reflective surfaces, wherein the first and second counter-reflective surfaces of the pair of counter-reflective surfaces are configured to reduce the spectral purity of the primary emission line. 29. The laser of claim 28, wherein at least the first counter-reflective surface is configured to have an optical distance that varies from one another across the incident beam cross-section, which serves to suppress outer portions.
【請求項40】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを生成する
ための、前記放電チャンバと、干渉計装置とを含む共振
器であって、前記干渉計装置が、前記1次輝線の選択さ
れた部分と比較して前記2次輝線と前記1次輝線の非選
択部分をほぼ抑制するために、前記2次輝線と前記1次
輝線の前記非選択部分とを比較的抑制するように構成さ
れ、それによって前記Fレーザが、狭帯域VUVレー
ザ・ビームを提供するために、自走Fレーザの前記1
次輝線の帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一
波長レーザ・ビームを放出するように前記1次輝線を選
択及び狭線幅化し、その際前記共振器がさらに、前記干
渉計装置に入射する前に前記ビームを拡大し該ビームの
発散を低減するために前記干渉計装置の前のビーム拡大
器を含む共振器と、を具備するFレーザ。
40. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm that includes a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A resonator including the discharge chamber and an interferometer device, wherein the interferometer device deselects the secondary emission line and the primary emission line compared to a selected portion of the primary emission line. to substantially suppress section, the constructed a secondary emission lines and the unselected portions of the primary emission lines to relatively suppress, providing the F 2 laser, a narrow-band VUV laser beam thereby Because the, the free-running F 2 laser 1
Selecting and narrowing the primary emission line to emit a single wavelength laser beam having a spectral bandwidth narrower than the bandwidth of the secondary emission line, wherein the resonator further enters the interferometer device F 2 laser having a, a resonator including a front of the beam expander of the interferometer device to expand the beam prior to reduce the divergence of the beam.
【請求項41】 前記干渉計装置が、約157nmを光
吸収する物質がほぼない状態に維持される光学モジュー
ル内に配置され、該光学モジュールと前記放電チャンバ
との間のビーム経路が、該ビーム経路を約157nmを
光吸収する前記物質がほぼない状態に維持するように周
囲空気から密閉される請求項40に記載のレーザ。
41. The interferometer device is disposed in an optical module that is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, and wherein a beam path between the optical module and the discharge chamber includes the beam path. 41. The laser of claim 40, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the path substantially free of the material that absorbs about 157 nm.
【請求項42】 前記光学モジュールが、前記干渉計装
置の干渉スペクトルを制御するために、不活性ガスの屈
折率を制御するように制御された圧力を有する前記不活
性ガスでパージされる請求項41に記載のレーザ。
42. The optical module is purged with the inert gas having a pressure controlled to control a refractive index of the inert gas to control an interference spectrum of the interferometer device. 42. The laser according to 41.
【請求項43】 さらに、前記レーザ・ビームのエネル
ギーを増強する増幅器を含む請求項40に記載のレー
ザ。
43. The laser according to claim 40, further comprising an amplifier for enhancing the energy of the laser beam.
【請求項44】 前記干渉計装置が1対の対抗反射表面
を含み、前記1対の対抗反射表面の第1及び第2の対抗
反射表面が、スペクトル純度を縮小するために前記第1
輝線の外側部分を抑制する役目を果たす、入射ビーム断
面にわたって相互間で変る光学距離を有するように少く
とも前記第1の対抗反射表面が構成される請求項40に
記載のレーザ。
44. The interferometer device includes a pair of counter-reflective surfaces, wherein the first and second counter-reflective surfaces of the pair of counter-reflective surfaces are configured to reduce the spectral purity.
41. The laser of claim 40, wherein at least the first counter-reflective surface is configured to have an optical distance that varies from one another across the incident beam cross-section, which serves to suppress outer portions of the emission line.
【請求項45】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
される放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、干渉計装置とを含む共振
器であって、前記干渉計装置が、前記1次輝線と比較し
て前記2次輝線をほぼ抑制するために前記2次輝線を比
較的抑制するように構成され、それによって前記F
ーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するため
に、自走Fレーザの帯域幅より狭いスペクトル帯域幅
を有する単一波長レーザ・ビームを放出するように前記
1次輝線を選択し、その際前記共振器がさらに、前記干
渉計装置に入射する前に前記ビームを拡大し該ビームの
発散を低減するために前記干渉計装置の前のビーム拡大
器を含む共振器と、を具備するFレーザ。
45. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm that includes a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A resonator including the discharge chamber and an interferometer device, wherein the interferometer device relatively disperses the secondary emission line in order to substantially suppress the secondary emission line compared to the primary emission line. configured to suppress, whereby the F 2 laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, single wavelength les having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the free-running F 2 laser The primary emission line to emit a laser beam, wherein the resonator further increases the beam before entering the interferometer device to reduce the divergence of the beam. F 2 laser having a, a resonator including a front of the beam expander of the total device.
【請求項46】 前記スペクトル帯域幅が、前記ガス混
合物が2barより大きい圧力に維持された場合より狭
くなるように、前記ガス混合物がほぼ2barより低い
圧力に維持される請求項45に記載のレーザ。
46. The laser of claim 45, wherein the gas mixture is maintained at a pressure less than approximately 2 bar, such that the spectral bandwidth is narrower than if the gas mixture was maintained at a pressure greater than 2 bar. .
【請求項47】 前記スペクトル帯域幅が、前記ガス混
合物が1.5barより大きい圧力に維持された場合よ
り狭くなるように、前記ガス混合物がほぼ1.5bar
より低い圧力に維持される請求項45に記載のレーザ。
47. The method according to claim 47, wherein the gas mixture is approximately 1.5 bar so that the spectral bandwidth is narrower than if the gas mixture were maintained at a pressure greater than 1.5 bar.
46. The laser of claim 45, wherein the laser is maintained at a lower pressure.
【請求項48】 前記スペクトル帯域幅が、前記ガス混
合物が1barより大きい圧力に維持された場合より狭
くなるように、前記ガス混合物がほぼ1barより低い
圧力に維持される請求項45に記載のレーザ。
48. The laser of claim 45, wherein the gas mixture is maintained at a pressure of less than about 1 bar, such that the spectral bandwidth is narrower than if the gas mixture were maintained at a pressure of more than 1 bar. .
【請求項49】 前記干渉計装置が、約157nmを光
吸収する物質がほぼない状態に維持される光学モジュー
ル内に配置され、前記光学モジュールと前記放電チャン
バとの間のビーム経路が、該ビーム経路を約157nm
を光吸収する前記物質がほぼない状態に維持するように
周囲空気から密閉される請求項45に記載のレーザ。
49. The interferometer device is disposed in an optical module that is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, and wherein a beam path between the optical module and the discharge chamber includes the beam path. Route about 157nm
46. The laser of claim 45, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the material light absorbing.
【請求項50】 前記光学モジュールが、前記干渉計装
置の干渉スペクトルを制御するために、不活性ガスの屈
折率を制御するように制御された圧力を有する前記不活
性ガスによってパージされる請求項49に記載のレー
ザ。
50. The optical module is purged with an inert gas having a pressure controlled to control a refractive index of the inert gas to control an interference spectrum of the interferometer device. 49. The laser according to 49.
【請求項51】 さらに、前記レーザ・ビームのエネル
ギーを増強する増幅器を含む請求項45に記載のレー
ザ。
51. The laser of claim 45, further comprising an amplifier that enhances the energy of the laser beam.
【請求項52】 前記干渉計装置が1対の対抗反射表面
を含み、前記1対の対抗反射表面の第1及び第2対抗反
射表面が、スペクトル純度を縮小するために前記第1輝
線の外側部分を抑制する役目を果たす、入射ビーム断面
にわたって相互間で変る光学距離を有するように少くと
も前記第1の対抗反射表面が構成される請求項45に記
載のレーザ。
52. The interferometer device includes a pair of counter-reflective surfaces, wherein the first and second counter-reflective surfaces of the pair of counter-reflective surfaces are outside of the first bright line to reduce spectral purity. 46. The laser of claim 45, wherein at least the first counter-reflective surface is configured to have an optical distance varying from one another across an incident beam cross-section that serves to suppress portions.
【請求項53】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、干渉計装置と、分散型光
学装置とを含む共振器であって、前記分散型光学装置
が、前記1次輝線だけが前記共振器の受光角内に留ま
り、前記2次輝線を含む他のいずれの輝線も前記共振器
の前記受光角の外側に分散されるように前記1次及び2
次輝線を含む前記複数の緊密な間隔の輝線を分散させる
ために特定の方向に向けて配置され、前記干渉計装置成
が、前記1次輝線の非選択部分をほぼ抑制するために、
前記1次輝線の前記非選択部分を比較的抑制するように
構成され、前記分散型光学装置及び前記干渉計装置がそ
れによって前記Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビ
ームを提供するために、自走Fレーザの前記1次輝線
の帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一波長レ
ーザ・ビームを放出するように前記1次輝線を選択及び
狭線幅化し、その際前記共振器がさらに、前記干渉計装
置に入射する前に前記ビームを拡大し該ビームの発散を
低減するために前記干渉計装置の前のビーム拡大器を含
む共振器と、を具備するFレーザ。
53. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm that includes a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A resonator including the discharge chamber, the interferometer device, and the dispersive optical device, wherein the dispersive optical device is such that only the primary emission line remains within the light receiving angle of the resonator, The primary and secondary emission lines are dispersed so that any other emission line including the next emission line is dispersed outside the acceptance angle of the resonator.
Arranged in a specific direction to disperse the plurality of closely spaced emission lines including the secondary emission line, wherein the interferometer device substantially suppresses a non-selected portion of the primary emission line,
The non-selected portion of the primary emission lines are configured to relatively suppress the F 2 laser the dispersive optical device and said interferometer device by it, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, free-running F 2 laser the primary emission line selection and line narrowing the primary emission line to emit a single wavelength laser beam having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the, whereby the resonator is further , F 2 laser having a, a resonator including a front of the beam expander of the interferometer device to reduce the divergence of the beam to expand the beam prior to entering the interferometer.
【請求項54】 前記干渉計装置が、約157nmを光
吸収する物質がほぼない状態に維持され、前記光学モジ
ュールと前記放電チャンバとの間のビーム経路が、該ビ
ーム経路を約157nmを光吸収する前記物質がほぼな
い状態に維持するために周囲空気から密閉される請求項
53に記載のレーザ。
54. The interferometer device is maintained substantially free of material that absorbs about 157 nm, and the beam path between the optical module and the discharge chamber has a beam path that absorbs about 157 nm. 54. The laser of claim 53, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the material substantially free of.
【請求項55】 前記光学モジュールが、前記干渉計装
置の干渉スペクトルを制御するために、不活性ガスの屈
折率を制御するように制御された圧力を有する前記不活
性ガスでパージされる請求項54に記載のレーザ。
55. The optical module is purged with an inert gas having a pressure controlled to control a refractive index of the inert gas to control an interference spectrum of the interferometer device. 54. The laser according to 54.
【請求項56】 さらに、前記レーザ・ビームのエネル
ギーを増強する増幅器を含む請求項53に記載のレー
ザ。
56. The laser of claim 53, further comprising an amplifier that enhances the energy of the laser beam.
【請求項57】 前記干渉計装置が1対の対抗反射表面
を含み、前記1対の対抗反射表面の第1及び第2の対抗
反射表面が、スペクトル純度を縮小するために前記1次
輝線の外側部分を抑制する役目を果たす、入射ビーム断
面にわたって相互間で変る光学距離を有するように少く
とも前記第1の対抗反射表面が構成される請求項53に
記載のレーザ。
57. The interferometer device includes a pair of counter-reflective surfaces, wherein the first and second counter-reflective surfaces of the pair of counter-reflective surfaces are configured to reduce the spectral purity of the primary emission line. 54. The laser of claim 53, wherein at least the first counter-reflective surface is configured to have an optical distance varying from one another across an incident beam cross-section that serves to suppress outer portions.
【請求項58】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
される放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、干渉計装置とを含む共振
器であって、前記干渉計装置が、前記1次輝線の選択さ
れた部分と比較して前記2次輝線と前記1次輝線の非選
択部分とをほぼ抑制するために前記2次輝線と前記1次
輝線の前記非選択部分とを比較的抑制するように構成さ
れ、それによって前記Fレーザが、狭帯域VUVレー
ザ・ビームを提供するために、自走Fレーザの前記1
次輝線の帯域幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一
波長レーザ・ビームを放出するように前記1次輝線を選
択及び狭線幅化する共振器と、 フィードバック・ループ中でプロセッサと結合され、前
記レーザ・ビームのスペクトル分布を監視する波長監視
装置であって、ここで前記プロセッサが、前記スペクト
ル分布中の側波帯がほぼ最小化されるように、前記の監
視されたスペクトル分布に基づいて前記干渉計装置の干
渉スペクトルを制御する波長監視装置と、を具備するF
レーザ。
58. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm, including a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A resonator including the discharge chamber and an interferometer device, wherein the interferometer device deselects the secondary emission line and the primary emission line compared to a selected portion of the primary emission line. It is configured and the secondary emission lines and the unselected portions of the primary emission lines in order to substantially suppress a part to relatively suppress, providing the F 2 laser, a narrow-band VUV laser beam thereby Because the, the free-running F 2 laser 1
A resonator for selecting and narrowing the primary emission line to emit a single wavelength laser beam having a spectral bandwidth narrower than a bandwidth of the secondary emission line; and a resonator coupled to a processor in a feedback loop, A wavelength monitoring device for monitoring a spectral distribution of a laser beam, wherein the processor determines the spectral distribution based on the monitored spectral distribution such that sidebands in the spectral distribution are substantially minimized. A wavelength monitoring device for controlling an interference spectrum of the interferometer device.
2 lasers.
【請求項59】 前記波長監視装置が、約157nmを
光吸収する物質がほぼない状態に維持される外被内に配
置され、前記外被と前記共振器との間のビーム経路が、
該ビーム経路を約157nmを光吸収する前記物質がほ
ぼない状態に維持するために周囲空気から密閉される請
求項58に記載のレーザ。
59. The wavelength monitoring device is disposed in a jacket that is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, wherein a beam path between the jacket and the resonator is:
59. The laser of claim 58, wherein the laser is sealed from ambient air to maintain the beam path substantially free of the material that absorbs about 157 nm.
【請求項60】 前記帯域幅の監視装置が、ほぼ一定の
屈折率を有する雰囲気によって維持される外被内に配置
される監視エタロン装置を含む請求項58に記載のレー
ザ。
60. The laser of claim 58, wherein said bandwidth monitoring device includes a monitoring etalon device located within a jacket maintained by an atmosphere having a substantially constant refractive index.
【請求項61】 前記外被が排気される請求項60に記
載のレーザ。
61. The laser according to claim 60, wherein the envelope is evacuated.
【請求項62】 前記外被が、ほぼ一定の圧力に制御さ
れた圧力を有する不活性ガスによってパージされる請求
項60に記載のレーザ。
62. The laser of claim 60, wherein the envelope is purged with an inert gas having a controlled pressure at a substantially constant pressure.
【請求項63】 前記波長監視装置が、監視エタロン装
置と、該監視エタロン装置の前のビーム拡大光学装置
と、前記監視エタロン装置の後の撮像光学装置と、該撮
像光学装置の焦平面に配置されたアレイ検出器と、を含
む請求項58に記載のレーザ。
63. The wavelength monitoring device is disposed in a monitoring etalon device, a beam expanding optical device in front of the monitoring etalon device, an imaging optical device after the monitoring etalon device, and a focal plane of the imaging optical device. 59. The laser of claim 58, comprising: an array detector configured.
【請求項64】 前記波長監視装置が、前記スペクトル
分布から赤色光を濾過する光学装置を含む請求項58に
記載のレーザ。
64. The laser of claim 58, wherein said wavelength monitoring device includes an optical device for filtering red light from said spectral distribution.
【請求項65】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、干渉計装置とを含む共振
器であって、前記干渉計装置が、前記1次輝線と比較し
て前記2次輝線をほぼ抑制するために前記2次輝線を比
較的抑制するように構成され、それによって前記F
ーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを提供するため
に、自走Fレーザの帯域幅より狭いスペクトル帯域幅
を有する単一波長レーザ・ビームを放出するように前記
1次輝線を選択する共振器と、 フィードバック・ループ中でプロセッサと結合され、前
記レーザ・ビームのスペクトル分布を監視する波長監視
装置であって、ここで前記プロセッサが、前記スペクト
ル分布中の側波帯がほぼ最小化されるように、前記の監
視されたスペクトル分布に基づいて前記干渉計装置の干
渉スペクトルを制御する波長監視装置と、を具備するF
レーザ。
65. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission including a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm including a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A resonator including the discharge chamber and an interferometer device, wherein the interferometer device relatively disperses the secondary emission line in order to substantially suppress the secondary emission line compared to the primary emission line. configured to suppress, whereby the F 2 laser, in order to provide a narrow-band VUV laser beam, single wavelength les having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the free-running F 2 laser A resonator for selecting the primary emission line to emit a laser beam; and a wavelength monitoring device coupled to the processor in a feedback loop for monitoring a spectral distribution of the laser beam, wherein the wavelength monitoring device includes: A processor for controlling an interference spectrum of the interferometer device based on the monitored spectral distribution such that a sideband in the spectral distribution is substantially minimized.
2 lasers.
【請求項66】 前記波長監視装置が、約157nmを
光吸収する物質がほぼない状態に維持される外被内に配
置され、該外被と前記共振器との間のビーム経路が、該
ビーム経路を約157nmを光吸収する前記物質がほぼ
ない状態に維持するために周囲空気から密閉される請求
項65に記載のレーザ。
66. The wavelength monitoring device is located in a jacket that is maintained substantially free of materials that absorb about 157 nm, and wherein a beam path between the jacket and the resonator is the beam path. 66. The laser of claim 65, wherein the laser is sealed from ambient air to maintain the path substantially free of the material that absorbs about 157 nm.
【請求項67】 前記帯域幅の監視装置が、ほぼ一定の
屈折率を有する雰囲気で維持される外被内に配置された
監視エタロン装置を含む請求項65に記載のレーザ。
67. The laser of claim 65, wherein said bandwidth monitoring device comprises a monitoring etalon device located within a jacket maintained in an atmosphere having a substantially constant refractive index.
【請求項68】 前記外被が排気される請求項67に記
載のレーザ。
68. The laser of claim 67, wherein said envelope is evacuated.
【請求項69】 前記外被が、ほぼ一定の圧力に制御さ
れた圧力を有する不活性ガスでパージされる請求項67
に記載のレーザ。
69. The envelope is purged with an inert gas having a controlled pressure at a substantially constant pressure.
A laser according to claim 1.
【請求項70】 前記波長監視装置が、監視エタロン装
置と、前記監視エタロン装置の前のビーム拡大光学装置
と、前記監視エタロン装置の後の撮像光学装置と、該撮
像光学装置の焦平面に配置されたアレイ検出器と、を含
む請求項65に記載のレーザ。
70. The wavelength monitoring device includes a monitoring etalon device, a beam expanding optical device in front of the monitoring etalon device, an imaging optical device after the monitoring etalon device, and a focal plane of the imaging optical device. 65. The laser of claim 65, comprising: an array detector configured.
【請求項71】 前記波長監視装置が、前記スペクトル
分布から赤色光を濾過する光学装置を含む請求項65に
記載のレーザ。
71. The laser of claim 65, wherein said wavelength monitoring device includes an optical device for filtering red light from said spectral distribution.
【請求項72】 Fレーザであって、 1次輝線と2次輝線とを含む157nmと158nmの
間の波長範囲内の複数の緊密な間隔の輝線を含むスペク
トル放出を発生する分子フッ素を含むガス混合物で充填
された放電チャンバと、 前記分子フッ素に電圧を印加するパルス放電を生成する
ための電源回路に結合される複数の電極と、 1pm未満の帯域幅を有するレーザ・ビームを発生する
ための、前記放電チャンバと、干渉計装置と、分散型光
学装置とを含む共振器であって、前記分散型光学装置
が、前記1次輝線だけが前記共振器の受光角内にあり、
前記2次輝線を含む他のいかなる輝線も前記共振器の前
記受光角の外側に分散するように前記1次及び2次輝線
を含む前記複数の緊密な間隔の輝線を分散させるために
特定の方向に向けて配置され、前記干渉計装置が、前記
1次輝線の非選択部分をほぼ抑制するために、前記1次
輝線の前記非選択部分を比較的抑制するように構成さ
れ、前記分散型光学装置及び前記干渉計装置がそれによ
って前記Fレーザが、狭帯域VUVレーザ・ビームを
提供するために、自走Fレーザの前記1次輝線の帯域
幅より狭いスペクトル帯域幅を有する単一波長レーザ・
ビームを放出するように前記1次輝線を選択及び狭線幅
化する共振器と、 フィードバック・ループ中でプロセッサと結合され、前
記レーザ・ビームのスペクトル分布を監視する波長監視
装置であって、ここで前記プロセッサが、前記スペクト
ル分布中の側波帯がほぼ最小化されるように、前記の監
視されたスペクトル分布に基づいて前記干渉計装置の干
渉スペクトルを制御する波長監視装置と、を具備するF
レーザ。
72. An F 2 laser, comprising molecular fluorine that produces a spectral emission that includes a plurality of closely spaced emission lines in a wavelength range between 157 nm and 158 nm, including a primary emission line and a secondary emission line. A discharge chamber filled with a gas mixture; a plurality of electrodes coupled to a power supply circuit for generating a pulsed discharge for applying a voltage to the molecular fluorine; and for generating a laser beam having a bandwidth of less than 1 pm. A discharge chamber, an interferometer device, and a resonator including a dispersive optical device, wherein the dispersive optical device is such that only the primary emission line is within a light receiving angle of the resonator,
A particular direction to distribute the plurality of closely spaced emission lines, including the primary and secondary emission lines, such that any other emission lines, including the secondary emission lines, are distributed outside the acceptance angle of the resonator. Wherein the interferometer device is configured to relatively suppress the non-selected portion of the primary emission line so as to substantially suppress the non-selected portion of the primary emission line; the F 2 laser device and the interferometer device by it, narrowband VUV to provide a laser beam, single wavelength having a narrow spectral bandwidth than the bandwidth of the primary emission lines of the free-running F 2 laser laser·
A resonator for selecting and narrowing the primary emission line to emit a beam, and a wavelength monitoring device coupled to a processor in a feedback loop for monitoring the spectral distribution of the laser beam, A wavelength monitoring device that controls the interference spectrum of the interferometer device based on the monitored spectral distribution such that sidebands in the spectral distribution are substantially minimized. F
2 lasers.
【請求項73】 前記波長監視装置が、約157nmを
光吸収する物質がほぼない状態に維持された外被内に配
置され、該外被と前記共振器との間のビーム経路が、該
ビーム経路を約157nmを光吸収する前記物質がほぼ
ない状態に維持するために周囲空気から密閉される請求
項72に記載のレーザ。
73. The wavelength monitoring device is located in a jacket maintained substantially free of material that absorbs about 157 nm, and wherein a beam path between the jacket and the resonator is the beam path. 73. The laser of claim 72, wherein the laser is sealed from ambient air to keep the path substantially free of the material that absorbs about 157 nm.
【請求項74】 前記帯域幅の監視装置が、ほぼ一定の
屈折率を有する雰囲気で維持される外被内に配置された
監視エタロン装置を含む請求項72に記載のレーザ。
74. The laser of claim 72, wherein the bandwidth monitoring device includes a monitoring etalon device located within a jacket maintained in an atmosphere having a substantially constant refractive index.
【請求項75】 前記外被が排気される請求項73に記
載のレーザ。
75. The laser according to claim 73, wherein the envelope is evacuated.
【請求項76】 前記外被が、ほぼ一定の圧力に制御さ
れた圧力を有する不活性ガスでパージされる請求項73
に記載のレーザ。
76. The envelope is purged with an inert gas having a controlled pressure at a substantially constant pressure.
A laser according to claim 1.
【請求項77】 前記波長監視装置が、監視エタロン装
置と、該監視エタロン装置の前のビーム拡大光学装置
と、前記監視エタロン装置の後の撮像光学装置と、該撮
像光学装置の焦平面に配置されたアレイ検出器と、を含
む請求項72に記載のレーザ。
77. The wavelength monitoring device is disposed on a monitoring etalon device, a beam expanding optical device in front of the monitoring etalon device, an imaging optical device after the monitoring etalon device, and a focal plane of the imaging optical device. 73. The laser of claim 72, comprising: an array detector configured.
【請求項78】 前記波長監視装置が、前記スペクトル
分布から赤色光を濾過する光学装置を含む請求項72に
記載のレーザ。
78. The laser of claim 72, wherein said wavelength monitoring device includes an optical device for filtering red light from said spectral distribution.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108963727A (en) * 2018-07-27 2018-12-07 北京科益虹源光电技术有限公司 Linewidth narrowing module and excimer laser with alignment device
CN108963728A (en) * 2018-07-27 2018-12-07 北京科益虹源光电技术有限公司 Linewidth narrowing module and excimer laser with alignment device
US10205297B2 (en) 2015-10-28 2019-02-12 Gigaphoton Inc. Narrow band excimer laser apparatus
US10394133B2 (en) 2015-10-19 2019-08-27 Gigaphoton Inc. Laser unit management system
CN111819740A (en) * 2018-02-26 2020-10-23 松下知识产权经营株式会社 Optical resonator and laser processing machine

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4911558B2 (en) * 2005-06-29 2012-04-04 株式会社小松製作所 Narrow band laser equipment
JP5410396B2 (en) 2010-03-23 2014-02-05 ギガフォトン株式会社 Laser equipment
JP5607592B2 (en) * 2011-09-05 2014-10-15 株式会社小松製作所 Narrow band laser equipment
JP6113426B2 (en) 2011-09-08 2017-04-12 ギガフォトン株式会社 Master oscillator system and laser device
JP6170928B2 (en) 2012-09-18 2017-07-26 ギガフォトン株式会社 Slab-type amplifier, laser apparatus including the same, and ultrashort ultraviolet light generation apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6216589A (en) * 1985-07-16 1987-01-24 Toshiba Corp Laser device for separating isotope
JPH0196619A (en) * 1987-10-08 1989-04-14 Toshiba Corp Wavelength sweeping device
JP2000003853A (en) * 1998-06-12 2000-01-07 Canon Inc Aligner
JP2000012946A (en) * 1998-06-04 2000-01-14 Lambda Physik G Zur Herstellung Von Lasern Mbh F2 laser capable of selecting spectral line and method for selecting spectral lines
JP2000236130A (en) * 1999-02-10 2000-08-29 Lambda Physik G Zur Herstellung Von Lasern Mbh Molecular fluorine (f2) laser and method of generating and outputting f2 laser beam
JP2000357836A (en) * 1999-06-16 2000-12-26 Komatsu Ltd Super narrow frequency band fluorine laser device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6216589A (en) * 1985-07-16 1987-01-24 Toshiba Corp Laser device for separating isotope
JPH0196619A (en) * 1987-10-08 1989-04-14 Toshiba Corp Wavelength sweeping device
JP2000012946A (en) * 1998-06-04 2000-01-14 Lambda Physik G Zur Herstellung Von Lasern Mbh F2 laser capable of selecting spectral line and method for selecting spectral lines
JP2000003853A (en) * 1998-06-12 2000-01-07 Canon Inc Aligner
JP2000236130A (en) * 1999-02-10 2000-08-29 Lambda Physik G Zur Herstellung Von Lasern Mbh Molecular fluorine (f2) laser and method of generating and outputting f2 laser beam
JP2000357836A (en) * 1999-06-16 2000-12-26 Komatsu Ltd Super narrow frequency band fluorine laser device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10394133B2 (en) 2015-10-19 2019-08-27 Gigaphoton Inc. Laser unit management system
US10205297B2 (en) 2015-10-28 2019-02-12 Gigaphoton Inc. Narrow band excimer laser apparatus
CN111819740A (en) * 2018-02-26 2020-10-23 松下知识产权经营株式会社 Optical resonator and laser processing machine
CN108963727A (en) * 2018-07-27 2018-12-07 北京科益虹源光电技术有限公司 Linewidth narrowing module and excimer laser with alignment device
CN108963728A (en) * 2018-07-27 2018-12-07 北京科益虹源光电技术有限公司 Linewidth narrowing module and excimer laser with alignment device

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