JP2000294857A - ガス放電レーザシステム及びその制御方法 - Google Patents
ガス放電レーザシステム及びその制御方法Info
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- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
- F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24C7/082—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges, e.g. control panels, illumination
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス放電レーザの初期のガス組成または最適
なガス組成をレーザ稼働状態を乱すことなく安定化させ
るためのガス放電レーザシステムを提供する。 【解決手段】 レーザ混合ガスの成分ガスをガス供給ユ
ニット１０とプロセッサ１１を使って所定の分圧に維持
することによって、ガス放電レーザの出力ビームパラメ
ータが安定化される。レーザ混合ガスの成分ガスは初期
の分圧で提供されが、成分ガスはレーザ放電チャンバ１
内では減損しやすい。レーザ成分ガスの分圧と既知の対
応で変化する出力ビームパラメータを維持するために、
時間またはパルスカウンタ、駆動電圧などのパラメータ
がモニタされる。それぞれの成分ガスの注入は放電チャ
ンバ１内の分圧を選ばれた量だけ増加させるために実行
される。成分ガスを実質的に初期の分圧に維持するため
の多数の連続注入が、出力ビームパラメータを安定に維
持するために選ばれた間隔で実行される。
なガス組成をレーザ稼働状態を乱すことなく安定化させ
るためのガス放電レーザシステムを提供する。 【解決手段】 レーザ混合ガスの成分ガスをガス供給ユ
ニット１０とプロセッサ１１を使って所定の分圧に維持
することによって、ガス放電レーザの出力ビームパラメ
ータが安定化される。レーザ混合ガスの成分ガスは初期
の分圧で提供されが、成分ガスはレーザ放電チャンバ１
内では減損しやすい。レーザ成分ガスの分圧と既知の対
応で変化する出力ビームパラメータを維持するために、
時間またはパルスカウンタ、駆動電圧などのパラメータ
がモニタされる。それぞれの成分ガスの注入は放電チャ
ンバ１内の分圧を選ばれた量だけ増加させるために実行
される。成分ガスを実質的に初期の分圧に維持するため
の多数の連続注入が、出力ビームパラメータを安定に維
持するために選ばれた間隔で実行される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス放電レーザの
出力ビームパラメータを安定化させるための技術に関す
る。特に、本発明は、非常に小さなガス注入を使用し
て、長期の継続動作または静止期間にわたって、最適な
混合ガス組成を維持する技術に関する。
出力ビームパラメータを安定化させるための技術に関す
る。特に、本発明は、非常に小さなガス注入を使用し
て、長期の継続動作または静止期間にわたって、最適な
混合ガス組成を維持する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】深紫外（ＤＵＶ（deep ultraviolet））
あるいは真空紫外（ＶＵＶ（vacuum ultraviolet））に
おいて放出するエキシマレーザや分子レーザのようなパ
ルス放電レーザは、フォトリソグラフィのような産業応
用にとって非常に重要になってきた。このようなレーザ
は、一般にハロゲンと一つまたは二つの希ガスのような
二つ以上のガスを含む放電チャンバを備える。実例とし
て、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｘ
ｅＦ（３５０ｎｍ）、ＫｒＣｌ（２２２ｎｍ）、ＸｅＣ
ｌ（３０８ｎｍ）、及びＦ2（１５７ｎｍ）レーザが挙
げられる。
あるいは真空紫外（ＶＵＶ（vacuum ultraviolet））に
おいて放出するエキシマレーザや分子レーザのようなパ
ルス放電レーザは、フォトリソグラフィのような産業応
用にとって非常に重要になってきた。このようなレーザ
は、一般にハロゲンと一つまたは二つの希ガスのような
二つ以上のガスを含む放電チャンバを備える。実例とし
て、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｘ
ｅＦ（３５０ｎｍ）、ＫｒＣｌ（２２２ｎｍ）、ＸｅＣ
ｌ（３０８ｎｍ）、及びＦ2（１５７ｎｍ）レーザが挙
げられる。
【０００３】混合ガスの励起効率とこれらのレーザの出
力ビームの種々なパラメータは混合ガスの組成によって
敏感に変化する。ＫｒＦレーザの最適な混合ガス組成は
およそ０．１％のＦ2／１％のＫｒ／９８．９％のＮｅ
から成る好ましい混合ガス成分比率を有する（本願と同
じ譲受人に譲渡された米国特許第４，３９３，５０５号
参照）。Ｆ2レーザは、およそ０．１％のＦ2／９９．９
％のＮｅから成る好ましいガス成分比率を有する（本願
と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願番号０９／３１
７，５２６明細書参照）。少量のＸｅも、希ガスハロゲ
ン化合物混合ガスに加えられる場合がある（ＩＥＥＥジ
ャーナル・量子エレクトロニクス（IEEEJournal of Qua
ntum Electronics）第３１巻１２号（１９９５年１２
月）の２１９５−２２０７ページに記載されたＲ．Ｓ．
テーラー（R.S. Taylor）氏とＫ．Ｅ．レオポルド（K.
E. Leopold）氏による、希ガスハロゲン化物混合ガスに
おける予備電離の透過特性（Transmission Properties
of Spark Preionization Radiation in Rare-Gas Halid
e Laser Gas Mixes）、と題された論文参照）。これら
または他のエキシマもしくは分子レーザの最適なガス組
成からいかにずれても、一般に、ビームエネルギー、エ
ネルギー安定度、時間的パルス幅、時間コヒーレンス、
空間コヒーレンス、放電幅、バンド幅、及び長短軸のビ
ーム輪郭や発散度といった一つ以上の出力ビームパラメ
ータの最適値から不安定化または減少する結果となるで
あろう。
力ビームの種々なパラメータは混合ガスの組成によって
敏感に変化する。ＫｒＦレーザの最適な混合ガス組成は
およそ０．１％のＦ2／１％のＫｒ／９８．９％のＮｅ
から成る好ましい混合ガス成分比率を有する（本願と同
じ譲受人に譲渡された米国特許第４，３９３，５０５号
参照）。Ｆ2レーザは、およそ０．１％のＦ2／９９．９
％のＮｅから成る好ましいガス成分比率を有する（本願
と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願番号０９／３１
７，５２６明細書参照）。少量のＸｅも、希ガスハロゲ
ン化合物混合ガスに加えられる場合がある（ＩＥＥＥジ
ャーナル・量子エレクトロニクス（IEEEJournal of Qua
ntum Electronics）第３１巻１２号（１９９５年１２
月）の２１９５−２２０７ページに記載されたＲ．Ｓ．
テーラー（R.S. Taylor）氏とＫ．Ｅ．レオポルド（K.
E. Leopold）氏による、希ガスハロゲン化物混合ガスに
おける予備電離の透過特性（Transmission Properties
of Spark Preionization Radiation in Rare-Gas Halid
e Laser Gas Mixes）、と題された論文参照）。これら
または他のエキシマもしくは分子レーザの最適なガス組
成からいかにずれても、一般に、ビームエネルギー、エ
ネルギー安定度、時間的パルス幅、時間コヒーレンス、
空間コヒーレンス、放電幅、バンド幅、及び長短軸のビ
ーム輪郭や発散度といった一つ以上の出力ビームパラメ
ータの最適値から不安定化または減少する結果となるで
あろう。
【０００４】混合ガスにおけるハロゲン、例えばＦ2、
の濃度（あるいは分圧）がこの点に関して特に重要であ
る。ＫｒＦレーザの例えばＫｒとＮｅなどの希ガスの減
損はＦ2レーザの希ガスと比較して低い。図１は、Ｋｒ
レーザにおける、Ｆ2濃度に対するレーザ出力効率を示
しており、出力効率は中央の最大値から離れるにつれ減
少していく。図２は、Ｋｒレーザパルスの時間的なパル
ス幅（パルス幅または持続時間）がＦ2濃度が増大する
につれて如何に減少していくかを示している。図３〜図
４は、Ｆ2レーザの種々なＦ2濃度における、出力エネル
ギーの駆動電圧（すなわち放電回路の駆動電圧）に対す
る依存性を示している。図３〜図４から、どんな与えら
れた駆動電圧に対しても、Ｆ2濃度が減少するにつれパ
ルスエネルギーが減少する。図３において、例えば１．
９ｋＶにおいて、パルスエネルギーは３．４６ミリバー
ル、３．１６ミリバールおよび２．８６ミリバールのＦ
2分圧に対して、それぞれ１３ｍＪ，１１ｍＪおよび１
０ｍＪである。図３の凡例は、ＫｒＦレーザの放電チャ
ンバに補充される、２つのプレミックス（予め混合され
た混合ガス、premix）、すなわちプレミックスＡとプレ
ミックスＢ、の分圧を示している。プレミックスＡは実
質的に１％のＦ2と９９％のＮｅを含み、プレミックス
Ｂは実質的に１％のＫｒと９９％のＮｅを含む。それ故
に、三角形のデータポイントによって表示されたグラフ
では、プレミックスＡに対する３４６ミリバールの分圧
は、混合ガスが実質的に３．４６ミリバールのＦ2を有
することを示しており、プレミックスＢに対する３２０
０ミリバールの分圧は、混合ガスが実質的に３２ミリバ
ールのＫｒを有していたことを示している。混合ガスの
残りは緩衝ガスＮｅである。図５は、Ｆ2濃度の増大に
伴ってＫｒＦレーザのバンド幅が着実に増加する様子を
示している。
の濃度（あるいは分圧）がこの点に関して特に重要であ
る。ＫｒＦレーザの例えばＫｒとＮｅなどの希ガスの減
損はＦ2レーザの希ガスと比較して低い。図１は、Ｋｒ
レーザにおける、Ｆ2濃度に対するレーザ出力効率を示
しており、出力効率は中央の最大値から離れるにつれ減
少していく。図２は、Ｋｒレーザパルスの時間的なパル
ス幅（パルス幅または持続時間）がＦ2濃度が増大する
につれて如何に減少していくかを示している。図３〜図
４は、Ｆ2レーザの種々なＦ2濃度における、出力エネル
ギーの駆動電圧（すなわち放電回路の駆動電圧）に対す
る依存性を示している。図３〜図４から、どんな与えら
れた駆動電圧に対しても、Ｆ2濃度が減少するにつれパ
ルスエネルギーが減少する。図３において、例えば１．
９ｋＶにおいて、パルスエネルギーは３．４６ミリバー
ル、３．１６ミリバールおよび２．８６ミリバールのＦ
2分圧に対して、それぞれ１３ｍＪ，１１ｍＪおよび１
０ｍＪである。図３の凡例は、ＫｒＦレーザの放電チャ
ンバに補充される、２つのプレミックス（予め混合され
た混合ガス、premix）、すなわちプレミックスＡとプレ
ミックスＢ、の分圧を示している。プレミックスＡは実
質的に１％のＦ2と９９％のＮｅを含み、プレミックス
Ｂは実質的に１％のＫｒと９９％のＮｅを含む。それ故
に、三角形のデータポイントによって表示されたグラフ
では、プレミックスＡに対する３４６ミリバールの分圧
は、混合ガスが実質的に３．４６ミリバールのＦ2を有
することを示しており、プレミックスＢに対する３２０
０ミリバールの分圧は、混合ガスが実質的に３２ミリバ
ールのＫｒを有していたことを示している。混合ガスの
残りは緩衝ガスＮｅである。図５は、Ｆ2濃度の増大に
伴ってＫｒＦレーザのバンド幅が着実に増加する様子を
示している。
【０００５】工業的応用においては、より長い期間継続
的に稼働することが可能な、つまり最小の故障時間を持
つことが可能な、エキシマまたは分子レーザを手にする
ことは有利である。１年を通してノンストップで稼働す
ることができる、あるいは、予定されたメンテナンスに
要する停止期間数が最小で、かつその停止期間の継続時
間が最小となり得る、エキシマまたは分子レーザを得る
ことが望ましい。例えば９８％以上の使用可能時間に
は、出力ビームパラメータの正確な制御と安定化が必要
で、それには混合ガスの組成の正確な制御が必要であ
る。
的に稼働することが可能な、つまり最小の故障時間を持
つことが可能な、エキシマまたは分子レーザを手にする
ことは有利である。１年を通してノンストップで稼働す
ることができる、あるいは、予定されたメンテナンスに
要する停止期間数が最小で、かつその停止期間の継続時
間が最小となり得る、エキシマまたは分子レーザを得る
ことが望ましい。例えば９８％以上の使用可能時間に
は、出力ビームパラメータの正確な制御と安定化が必要
で、それには混合ガスの組成の正確な制御が必要であ
る。
【０００６】不幸なことに、電極浸食によるハロゲン減
損が、エキシマ及び分子レーザにおいて、その混合ガス
内のフッ素と塩素の攻撃的性質が原因で生じる。ハロゲ
ンガスは大いに反応性があり、混合ガスにおけるその濃
度は、それは汚染物質を跡に残しながら反応するにつ
れ、減少する。ハロゲンガスは、混合物の他のガスは言
うに及ばず、放電チャンバまたは放電管の金属とも反応
する。さらに、レーザが稼働（放電）していようがいな
くても、反応は起き、混合ガスは劣化する。不活動ガス
または静的ガス（すなわちレーザが放電または稼働して
いないとき）の寿命は一般的なＫｒレーザでは約１年で
ある。
損が、エキシマ及び分子レーザにおいて、その混合ガス
内のフッ素と塩素の攻撃的性質が原因で生じる。ハロゲ
ンガスは大いに反応性があり、混合ガスにおけるその濃
度は、それは汚染物質を跡に残しながら反応するにつ
れ、減少する。ハロゲンガスは、混合物の他のガスは言
うに及ばず、放電チャンバまたは放電管の金属とも反応
する。さらに、レーザが稼働（放電）していようがいな
くても、反応は起き、混合ガスは劣化する。不活動ガス
または静的ガス（すなわちレーザが放電または稼働して
いないとき）の寿命は一般的なＫｒレーザでは約１年で
ある。
【０００７】ＫｒＦエキシマレーザが稼働する間、Ｈ
Ｆ，ＣＦ4，ＣＯＦ2，ＳｉＦ4のような汚染物質は、そ
の濃度が急速に増加することが観測された（応用光学第
３１巻第１２号（１９９２年４月２０日）の１９７５〜
１９８１ページに掲載された、Ｇ．Ｍ．ジュリッシュ
（G.M. Jursich）氏等の、放電励起したＫｒレーザにお
けるガス汚染物質効果（Gas Contaminant Effects in D
ischarge-Excited KrF Lasers）、と題された論文を参
照）。静的な、すなわち放電していないＫｒレーザ混合
ガスについて、ＨＦ，Ｏ2，ＣＯ2およびＳｉＦ4の増加
が観測された（上記ジュリッシュ氏（Jurisch）等の文
献参照）。
Ｆ，ＣＦ4，ＣＯＦ2，ＳｉＦ4のような汚染物質は、そ
の濃度が急速に増加することが観測された（応用光学第
３１巻第１２号（１９９２年４月２０日）の１９７５〜
１９８１ページに掲載された、Ｇ．Ｍ．ジュリッシュ
（G.M. Jursich）氏等の、放電励起したＫｒレーザにお
けるガス汚染物質効果（Gas Contaminant Effects in D
ischarge-Excited KrF Lasers）、と題された論文を参
照）。静的な、すなわち放電していないＫｒレーザ混合
ガスについて、ＨＦ，Ｏ2，ＣＯ2およびＳｉＦ4の増加
が観測された（上記ジュリッシュ氏（Jurisch）等の文
献参照）。
【０００８】効率的にこのガス劣化を減少させる一つの
方法は、レーザ放電チャンバ内の汚染源を減少または除
去することによるものである。このことを念頭に置く
と、全金属・セラミックスレーザ管が開示されいる
（Ｄ．バスティング（D. Basting）氏等のハロゲンガス
放電レーザ管（Laserrohr fur halogenhaltige Gasentl
adungslaser）と題された独国Ｇ２９５ ２０ ２８
０．１明細書（１９９５年１月２５日／１９９６年４月
１８日）（ラムダ・フィジークＬＰノヴァチューブ（La
mbda Physik LP Novatube）を開示））。図６は、ハロ
ゲン浸食に対してより耐性がある材料を含む管を使用す
ること（プロットＢ）によっていかに、ハロゲン浸食に
対して耐性がない管を使用する場合（プロットＡ）と比
較して、混合ガスのＦ2濃度の減少を遅らせることがで
きるかを定性的に示している。プロットＡにおいて、Ｆ
2濃度は約７０００万パルスの後、初期値の約６０％ま
で減少し、その一方、プロットＢにおいて、Ｆ2濃度は
同数のパルス後、初期値の約８０％まで減少することが
示されている。低温ガスフィルタのようなガス浄化シス
テム（米国特許第４，５３４，０３４号参照）または静
電粒子フィルタ（米国特許第５，５８６，１３４号参
照）もＫｒＦレーザガス寿命を新規充填が必要とされる
前に１億ショットまで延長するために使用されている。
方法は、レーザ放電チャンバ内の汚染源を減少または除
去することによるものである。このことを念頭に置く
と、全金属・セラミックスレーザ管が開示されいる
（Ｄ．バスティング（D. Basting）氏等のハロゲンガス
放電レーザ管（Laserrohr fur halogenhaltige Gasentl
adungslaser）と題された独国Ｇ２９５ ２０ ２８
０．１明細書（１９９５年１月２５日／１９９６年４月
１８日）（ラムダ・フィジークＬＰノヴァチューブ（La
mbda Physik LP Novatube）を開示））。図６は、ハロ
ゲン浸食に対してより耐性がある材料を含む管を使用す
ること（プロットＢ）によっていかに、ハロゲン浸食に
対して耐性がない管を使用する場合（プロットＡ）と比
較して、混合ガスのＦ2濃度の減少を遅らせることがで
きるかを定性的に示している。プロットＡにおいて、Ｆ
2濃度は約７０００万パルスの後、初期値の約６０％ま
で減少し、その一方、プロットＢにおいて、Ｆ2濃度は
同数のパルス後、初期値の約８０％まで減少することが
示されている。低温ガスフィルタのようなガス浄化シス
テム（米国特許第４，５３４，０３４号参照）または静
電粒子フィルタ（米国特許第５，５８６，１３４号参
照）もＫｒＦレーザガス寿命を新規充填が必要とされる
前に１億ショットまで延長するために使用されている。
【０００９】しかしながら、迅速にオンライン調整を行
うためにレーザ管内のハロゲン濃度を直接測定すること
は簡単ではない（米国特許第５，１４９，６５９号（混
合ガス内の化学反応をモニタすることを開示）参照）。
従って、工業用レーザシステムに適用できる有利な方法
には、Ｆ2濃度と、既に言及されたＦ2濃度に依存する出
力ビームパラメータの一つといったレーザパラメータと
の間の既知の関係を使うことが含まれることが本発明で
は認識されている。このような方法においては、パラメ
ータの正確な値が直接測定され、Ｆ2濃度はそれらの値
から計算されるであろう。このようにして、Ｆ2濃度は
間接的にモニタできる。
うためにレーザ管内のハロゲン濃度を直接測定すること
は簡単ではない（米国特許第５，１４９，６５９号（混
合ガス内の化学反応をモニタすることを開示）参照）。
従って、工業用レーザシステムに適用できる有利な方法
には、Ｆ2濃度と、既に言及されたＦ2濃度に依存する出
力ビームパラメータの一つといったレーザパラメータと
の間の既知の関係を使うことが含まれることが本発明で
は認識されている。このような方法においては、パラメ
ータの正確な値が直接測定され、Ｆ2濃度はそれらの値
から計算されるであろう。このようにして、Ｆ2濃度は
間接的にモニタできる。
【００１０】狭帯域エキシマレーザにおけるハロゲン減
損をビーム輪郭（米国特許第５，６４２，３７４号参
照）とスペクトル（バンド）幅（米国特許第５，４５
０，４３６号参照）をモニタすることによって間接的に
モニタする方法が開示されている。しかしながら、ビー
ム輪郭とバンド幅は、繰り返し率、同調精度、熱的条
件、及びレーザ管の老化といった様々な他の稼働状態に
よって影響されるので、これらの方法のいずれもが特に
信頼できるものではない。すなわち、同じバンド幅はこ
れらの他の稼働状態に依存する異なったガス組成によっ
て生成可能である。
損をビーム輪郭（米国特許第５，６４２，３７４号参
照）とスペクトル（バンド）幅（米国特許第５，４５
０，４３６号参照）をモニタすることによって間接的に
モニタする方法が開示されている。しかしながら、ビー
ム輪郭とバンド幅は、繰り返し率、同調精度、熱的条
件、及びレーザ管の老化といった様々な他の稼働状態に
よって影響されるので、これらの方法のいずれもが特に
信頼できるものではない。すなわち、同じバンド幅はこ
れらの他の稼働状態に依存する異なったガス組成によっ
て生成可能である。
【００１１】出力ビームを一定のエネルギーに維持する
ために放電回路の駆動電圧を一定の割合で増加させるこ
とによってハロゲン減損によるレーザ効率の劣化を補正
することが知られている。これを説明するため、図７
は、一定の駆動電圧において、出力レーザパルスのエネ
ルギーがいかにパルスカウントが増加するにつれ減少す
るかを示している。次いで図８は、ハロゲン減損を補正
するために一定の割合で駆動電圧を増大させて、それに
よって一定のエネルギーを有する出力パルスエネルギー
を如何に作り出すことができるかを示している。
ために放電回路の駆動電圧を一定の割合で増加させるこ
とによってハロゲン減損によるレーザ効率の劣化を補正
することが知られている。これを説明するため、図７
は、一定の駆動電圧において、出力レーザパルスのエネ
ルギーがいかにパルスカウントが増加するにつれ減少す
るかを示している。次いで図８は、ハロゲン減損を補正
するために一定の割合で駆動電圧を増大させて、それに
よって一定のエネルギーを有する出力パルスエネルギー
を如何に作り出すことができるかを示している。
【００１２】このアプローチの欠点は、図１から図５に
関してすでに議論された混合ガス劣化によって影響を与
えられるエネルギー以外の出力ビームパラメータが、駆
動電圧を一定の割合で増大させることによって相応じて
補正されることはない、ということである。図９から図
１１はこの点を示しており、それぞれ、長軸及び短軸ビ
ーム輪郭、短軸ビーム発散度、及びエネルギー安定度信
号を示している。さらに、ある時点でハロゲンは、駆動
電圧がその最大値に達し、パルスエネルギーが混合ガス
をリフレッシュすることなく維持することができないほ
ど、減損する。
関してすでに議論された混合ガス劣化によって影響を与
えられるエネルギー以外の出力ビームパラメータが、駆
動電圧を一定の割合で増大させることによって相応じて
補正されることはない、ということである。図９から図
１１はこの点を示しており、それぞれ、長軸及び短軸ビ
ーム輪郭、短軸ビーム発散度、及びエネルギー安定度信
号を示している。さらに、ある時点でハロゲンは、駆動
電圧がその最大値に達し、パルスエネルギーが混合ガス
をリフレッシュすることなく維持することができないほ
ど、減損する。
【００１３】出力パルスのエネルギーによってではなく
ハロゲン減損によって影響が与えられる全ての出力パラ
メータを安定化させる方法を持つことが望ましい。本発
明では、これは、ハロゲンと希ガスの濃度それ自身を調
整することによって最も有利に実現される。
ハロゲン減損によって影響が与えられる全ての出力パラ
メータを安定化させる方法を持つことが望ましい。本発
明では、これは、ハロゲンと希ガスの濃度それ自身を調
整することによって最も有利に実現される。
【００１４】放電チャンバ内に追加的な希ガスとハロゲ
ンガスを注入し、ガス圧を調整することによって混合ガ
スを補充するの有効な技術が存在する（米国特許第５，
３９６，５１４号参照）。より複雑なシステムは混合ガ
スの劣化をモニターして、混合ガスの各ガスに対して選
択的補充アルゴリズムを使用して混合ガスを再調整する
（米国特許第５，４４０，５７８号参照）。第３の技術
は、異なった混合ガスとレーザ稼働状態に対応する情報
及びグラフのデータベースを使用するエキスパートシス
テムを使用する（本願と同じ譲受人に譲渡された米国特
許出願番号０９／１６７，６５３明細書）。例えば出力
パルスエネルギーに対する駆動電圧のデータセットが、
測定され、そして新規充填後の放電チャンバに存在する
はずの最適なガス組成に対応する蓄積された「マスタ」
データセットと比較される。データセットと／またはデ
ータセットから生成されたグラフの勾配の値の比較か
ら、現在の混合ガスの状態と適切なガス交換手続きが、
もしあれば、決定され、混合ガスの再最適化が実行でき
る。いくつかのガス補充手続きは、本願と同じ譲受人に
譲渡された米国特許第４，９７７，５７３号に記述され
ている。
ンガスを注入し、ガス圧を調整することによって混合ガ
スを補充するの有効な技術が存在する（米国特許第５，
３９６，５１４号参照）。より複雑なシステムは混合ガ
スの劣化をモニターして、混合ガスの各ガスに対して選
択的補充アルゴリズムを使用して混合ガスを再調整する
（米国特許第５，４４０，５７８号参照）。第３の技術
は、異なった混合ガスとレーザ稼働状態に対応する情報
及びグラフのデータベースを使用するエキスパートシス
テムを使用する（本願と同じ譲受人に譲渡された米国特
許出願番号０９／１６７，６５３明細書）。例えば出力
パルスエネルギーに対する駆動電圧のデータセットが、
測定され、そして新規充填後の放電チャンバに存在する
はずの最適なガス組成に対応する蓄積された「マスタ」
データセットと比較される。データセットと／またはデ
ータセットから生成されたグラフの勾配の値の比較か
ら、現在の混合ガスの状態と適切なガス交換手続きが、
もしあれば、決定され、混合ガスの再最適化が実行でき
る。いくつかのガス補充手続きは、本願と同じ譲受人に
譲渡された米国特許第４，９７７，５７３号に記述され
ている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】これらの技術の全ては
一般にガスが補充されるときにレーザ動作状態に望まし
くない乱れを引き起こす。例えば、図１２に示されてい
るように、駆動電圧の強い顕著なジャンプがハロゲン注
入（ＨＩ）の結果として引き起こされる。その結果、パ
ルスからパルスへの安定度といった意味ある出力ビーム
パラメータが大きく変形される。この理由のため、レー
ザは一般にガス補充のためにシャットダウンされ、そし
て再スタートされる（米国特許第５，４５０，４３６号
参照）。そのためにレーザの使用可能時間が著しく減少
する。
一般にガスが補充されるときにレーザ動作状態に望まし
くない乱れを引き起こす。例えば、図１２に示されてい
るように、駆動電圧の強い顕著なジャンプがハロゲン注
入（ＨＩ）の結果として引き起こされる。その結果、パ
ルスからパルスへの安定度といった意味ある出力ビーム
パラメータが大きく変形される。この理由のため、レー
ザは一般にガス補充のためにシャットダウンされ、そし
て再スタートされる（米国特許第５，４５０，４３６号
参照）。そのためにレーザの使用可能時間が著しく減少
する。
【００１６】そこで本発明の課題は、混合ガス状態が正
確かつ周期的に決定され、スムーズに調整されるエキシ
マまたは分子レーザを提供することにある。
確かつ周期的に決定され、スムーズに調整されるエキシ
マまたは分子レーザを提供することにある。
【００１７】本発明のさらなる課題は、ガスが補充され
るときにレーザの動作状態を乱すことなく混合ガス劣化
を自動的に補正する技術を提供することにある。
るときにレーザの動作状態を乱すことなく混合ガス劣化
を自動的に補正する技術を提供することにある。
【００１８】本発明のもう一つの課題は、一定の出力ビ
ームパラメータを維持しながら継続的に運転することが
可能なエキシマまたは分子レーザシステムを提供するこ
とにある。
ームパラメータを維持しながら継続的に運転することが
可能なエキシマまたは分子レーザシステムを提供するこ
とにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し得るガス放電レーザシステムを提供する。このレーザ
システムは、第１の成分ガスを含むレーザ混合ガスを含
む放電チャンバと、パルス放電を生じさせて混合ガスを
活性化させるための駆動電圧を含む電源回路に接続され
た一対の電極と、放電チャンバを取り囲む、パルスレー
ザビームを生成するための共振器とを備える。ガス供給
ユニットは、成分ガスを含む第１の混合ガスを補充する
ために放電チャンバに接続される。ガス供給ユニット
は、第２の混合ガスが放電チャンバ内に注入され、その
中で第１の混合ガスと混ざることを可能にするバルブを
有するガス吸込口を含む。プロセッサは、成分ガスの分
圧を示すパラメータをモニターし、連続する所定の間隔
でバルブを制御して、第１の混合ガスの成分ガスの劣化
を補正する。第１の成分ガスの分圧は、連続注入のそれ
ぞれの注入の結果として、０．０１ミリバールと１０ミ
リバールとの間、好ましくは０．１ミリバールと１もし
くは２ミリバールとの間の量だけ増加させられる。第２
の混合ガスは好ましくは１％の第１の成分ガス、好まし
くは１％のハロゲン含有化学種と、９９％の緩衝ガスを
含み、その結果、放電チャンバ内の成分ガスの分圧は
０．０００１ミリバールと０．１ミリバールとの間、好
ましくは０．００１ミリバールと０．０１ミリバールも
しくは０．０２のミリバールの間の量だけ増加する。プ
ロセッサは、成分ガスの分圧を示す、成分ガスの分圧と
既知の対応で変動するパラメータをモニタする。小さな
ガス注入はそれぞれ、第１の混合ガスの成分ガスの分圧
に小さな変化を引き起こし、その結果、レーザ出力パラ
メータの不連続性が減じられ、あるいは完全に回避され
る。
し得るガス放電レーザシステムを提供する。このレーザ
システムは、第１の成分ガスを含むレーザ混合ガスを含
む放電チャンバと、パルス放電を生じさせて混合ガスを
活性化させるための駆動電圧を含む電源回路に接続され
た一対の電極と、放電チャンバを取り囲む、パルスレー
ザビームを生成するための共振器とを備える。ガス供給
ユニットは、成分ガスを含む第１の混合ガスを補充する
ために放電チャンバに接続される。ガス供給ユニット
は、第２の混合ガスが放電チャンバ内に注入され、その
中で第１の混合ガスと混ざることを可能にするバルブを
有するガス吸込口を含む。プロセッサは、成分ガスの分
圧を示すパラメータをモニターし、連続する所定の間隔
でバルブを制御して、第１の混合ガスの成分ガスの劣化
を補正する。第１の成分ガスの分圧は、連続注入のそれ
ぞれの注入の結果として、０．０１ミリバールと１０ミ
リバールとの間、好ましくは０．１ミリバールと１もし
くは２ミリバールとの間の量だけ増加させられる。第２
の混合ガスは好ましくは１％の第１の成分ガス、好まし
くは１％のハロゲン含有化学種と、９９％の緩衝ガスを
含み、その結果、放電チャンバ内の成分ガスの分圧は
０．０００１ミリバールと０．１ミリバールとの間、好
ましくは０．００１ミリバールと０．０１ミリバールも
しくは０．０２のミリバールの間の量だけ増加する。プ
ロセッサは、成分ガスの分圧を示す、成分ガスの分圧と
既知の対応で変動するパラメータをモニタする。小さな
ガス注入はそれぞれ、第１の混合ガスの成分ガスの分圧
に小さな変化を引き起こし、その結果、レーザ出力パラ
メータの不連続性が減じられ、あるいは完全に回避され
る。
【００２０】ガス供給ユニットとプロセッサを使用し
て、ガス放電レーザの放電チャンバ内でレーザ混合ガス
の成分ガスを所定の分圧に維持することによってレーザ
出力を安定化させるための方法も提供される。この方法
は、放電チャンバ内の、減損しやすい成分ガスを初期の
分圧で含むレーザ混合ガスを提供することから開始され
る。次に、成分ガスの分圧に既知の対応で変化するパラ
メータがモニタされる。成分ガスの選択された分圧ある
いは分圧減少に対応するパラメータの値が選択され、そ
のパラメータの所定の値または値の変化が測定されると
きに、その成分ガスまたはその成分ガスを含む混合ガス
の注入が実行される。放電チャンバ内のガス圧は、約１
％の成分ガスを含む混合ガスが注入されるとき、それぞ
れの注入の結果として、０．０１ミリバールと１０ミリ
バールとの間、好ましくは０．１ミリバールと１もしく
は２ミリバールとの間の量だけ増加させられる。成分ガ
スの分圧は、それぞれの注入の結果として、０．０００
１ミリバールと０．１ミリバールとの間、好ましくは
０．００１ミリバールと０．０１ミリバールもしくは
０．０２ミリバールとの間の量だけ増加させられる。注
入は、実質的にレーザ混合ガス内の初期の分圧に、ある
いはその分圧まで、成分ガスを維持または戻すのに十分
な間隔で実行される。
て、ガス放電レーザの放電チャンバ内でレーザ混合ガス
の成分ガスを所定の分圧に維持することによってレーザ
出力を安定化させるための方法も提供される。この方法
は、放電チャンバ内の、減損しやすい成分ガスを初期の
分圧で含むレーザ混合ガスを提供することから開始され
る。次に、成分ガスの分圧に既知の対応で変化するパラ
メータがモニタされる。成分ガスの選択された分圧ある
いは分圧減少に対応するパラメータの値が選択され、そ
のパラメータの所定の値または値の変化が測定されると
きに、その成分ガスまたはその成分ガスを含む混合ガス
の注入が実行される。放電チャンバ内のガス圧は、約１
％の成分ガスを含む混合ガスが注入されるとき、それぞ
れの注入の結果として、０．０１ミリバールと１０ミリ
バールとの間、好ましくは０．１ミリバールと１もしく
は２ミリバールとの間の量だけ増加させられる。成分ガ
スの分圧は、それぞれの注入の結果として、０．０００
１ミリバールと０．１ミリバールとの間、好ましくは
０．００１ミリバールと０．０１ミリバールもしくは
０．０２ミリバールとの間の量だけ増加させられる。注
入は、実質的にレーザ混合ガス内の初期の分圧に、ある
いはその分圧まで、成分ガスを維持または戻すのに十分
な間隔で実行される。
【００２１】成分ガスは一般にフッ素または塩化水素の
ようなハロゲン含有化学種である。成分ガスは活性希ガ
スあるいはガス添加物でよい。モニタされるパラメータ
は好ましくは、一定のレーザビーム出力エネルギー、パ
ルス形状、パルス持続時間、パルス安定度、ビーム輪
郭、レーザビームのバンド幅、エネルギー安定度、移動
平均エネルギー投与量（dose）、時間的パルス幅、時間
コヒーレンス、空間コヒーレンス、放電幅、そして長短
軸ビーム輪郭と発散度、またはそれらの組み合わせを維
持するために、時間、パルスカウント、放電及び駆動電
圧への全累積エネルギー入力から成るグループから選択
される。これらのパラメータは、それぞれハロゲンの分
圧に既知の対応で変化し、そのとき、そのハロゲン分圧
は安定した出力ビームパラメータを与えるための小さな
ガス注入を使用して正確に制御される。
ようなハロゲン含有化学種である。成分ガスは活性希ガ
スあるいはガス添加物でよい。モニタされるパラメータ
は好ましくは、一定のレーザビーム出力エネルギー、パ
ルス形状、パルス持続時間、パルス安定度、ビーム輪
郭、レーザビームのバンド幅、エネルギー安定度、移動
平均エネルギー投与量（dose）、時間的パルス幅、時間
コヒーレンス、空間コヒーレンス、放電幅、そして長短
軸ビーム輪郭と発散度、またはそれらの組み合わせを維
持するために、時間、パルスカウント、放電及び駆動電
圧への全累積エネルギー入力から成るグループから選択
される。これらのパラメータは、それぞれハロゲンの分
圧に既知の対応で変化し、そのとき、そのハロゲン分圧
は安定した出力ビームパラメータを与えるための小さな
ガス注入を使用して正確に制御される。
【００２２】本発明では、ガス供給ユニットは好ましく
は、放電チャンバに注入される前の成分ガスまたは第２
の混合ガスを蓄積するための小さなガスだめ（reservoi
r）を含む（こうしたガスだめが如何に使用されるかの
一般的な説明は、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特
許出願番号５，３９６，５１４明細書を参照）。ガスだ
めはバルブ組立体の容積あるいは追加的なアキュムレー
タでよい。アキュムレータは注入されるガス量を制御す
るには有利である。第２の混合ガスの圧力と体積は、各
注入において、放電チャンバ内の圧力が１０ミリバール
未満の所定量、好ましくは０．１ミリバールと２ミリバ
ールとの間の量だけ増加するように選ばれる。これらの
好ましい第２の混合ガス分圧は、第２の混合ガス中のハ
ロゲン含有化学種の百分率濃度に依存して変化すること
がある。
は、放電チャンバに注入される前の成分ガスまたは第２
の混合ガスを蓄積するための小さなガスだめ（reservoi
r）を含む（こうしたガスだめが如何に使用されるかの
一般的な説明は、本願と同じ譲受人に譲渡された米国特
許出願番号５，３９６，５１４明細書を参照）。ガスだ
めはバルブ組立体の容積あるいは追加的なアキュムレー
タでよい。アキュムレータは注入されるガス量を制御す
るには有利である。第２の混合ガスの圧力と体積は、各
注入において、放電チャンバ内の圧力が１０ミリバール
未満の所定量、好ましくは０．１ミリバールと２ミリバ
ールとの間の量だけ増加するように選ばれる。これらの
好ましい第２の混合ガス分圧は、第２の混合ガス中のハ
ロゲン含有化学種の百分率濃度に依存して変化すること
がある。
【００２３】レーザの稼働中に、注入が選ばれた量で、
選ばれた小さな間隔において実行されてよい。代わり
に、一連の注入が小さな間隔で実行され、その小さな間
隔後に注入が一切行われない期間が続くようにしてよ
い。そのとき、待機期間がその後に続く一連の注入が所
定のより大きな間隔で繰り返されてよい。
選ばれた小さな間隔において実行されてよい。代わり
に、一連の注入が小さな間隔で実行され、その小さな間
隔後に注入が一切行われない期間が続くようにしてよ
い。そのとき、待機期間がその後に続く一連の注入が所
定のより大きな間隔で繰り返されてよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の好ましい実施の態様を詳細に説明する。図１３は本
発明によるエキシマまたはフッ素分子レーザの好ましい
実施態様の略ブロック図である。図１３のレーザシステ
ムは、電極または放電チャンバとガス流容器とを含むレ
ーザ管１を備える。ガス流容器は一般に送風機と熱交換
器あるいは冷却ユニットを含む。レーザ管１はレーザ混
合ガスを含み、圧力計Ｐはレーザ管１内の圧力をモニタ
するために好ましくは与えられる。共振器は管１を取り
囲み、後部光学モジュール２と前部光学モジュール３を
含む。
明の好ましい実施の態様を詳細に説明する。図１３は本
発明によるエキシマまたはフッ素分子レーザの好ましい
実施態様の略ブロック図である。図１３のレーザシステ
ムは、電極または放電チャンバとガス流容器とを含むレ
ーザ管１を備える。ガス流容器は一般に送風機と熱交換
器あるいは冷却ユニットを含む。レーザ管１はレーザ混
合ガスを含み、圧力計Ｐはレーザ管１内の圧力をモニタ
するために好ましくは与えられる。共振器は管１を取り
囲み、後部光学モジュール２と前部光学モジュール３を
含む。
【００２５】後部光学モジュール２は、高反射性ミラー
または格子またはエタロンもしくはプリズムといった別
の光学構成部品の高反射面でよい、共振器反射鏡を含
む。波長較正モジュールは好ましくは光学モジュールの
１つに含まれる。好ましい波長較正ユニットまたはデバ
イスと技術は、そのぞれぞれが本願譲受人に譲渡された
米国特許第４，９０５，２４３号と米国特許出願番号０
９／１３６，２７５、米国特許出願番号０９／１６７，
６５７、及び米国特許出願番号０９／１７９，２６２明
細書に開示されている。
または格子またはエタロンもしくはプリズムといった別
の光学構成部品の高反射面でよい、共振器反射鏡を含
む。波長較正モジュールは好ましくは光学モジュールの
１つに含まれる。好ましい波長較正ユニットまたはデバ
イスと技術は、そのぞれぞれが本願譲受人に譲渡された
米国特許第４，９０５，２４３号と米国特許出願番号０
９／１３６，２７５、米国特許出願番号０９／１６７，
６５７、及び米国特許出願番号０９／１７９，２６２明
細書に開示されている。
【００２６】前部光学モジュール３は、好ましくは出力
カプラである共振器反射鏡を好ましくは含む。前部光学
モジュールの共振器反射鏡は代わりに高反射性ミラーで
よく、ビーム１３を出力するための、ビームスプリッタ
または他のある角度に向けられた部分的反射面（angled
partially reflecting surface）といった他の手段が
使用できる。前部光学モジュール３は、線狭化（line n
arrowing）及び／または選択ユニット及び／または波長
調整ユニットも含んでよい。
カプラである共振器反射鏡を好ましくは含む。前部光学
モジュールの共振器反射鏡は代わりに高反射性ミラーで
よく、ビーム１３を出力するための、ビームスプリッタ
または他のある角度に向けられた部分的反射面（angled
partially reflecting surface）といった他の手段が
使用できる。前部光学モジュール３は、線狭化（line n
arrowing）及び／または選択ユニット及び／または波長
調整ユニットも含んでよい。
【００２７】代わりに、線狭化及び／または選択ユニッ
ト及び／または波長調整ユニットは、後部光学モジュー
ルに含まれてよい。ビーム拡大プリズム及び／またはレ
ンズ配列といった一つ以上のビーム拡大素子、分散プリ
ズム及び／または格子といった一つ以上の分散性素子、
一つ以上のエタロン、複屈折プレート、あるいはプリズ
ムといった、光学素子が、線狭化、選択及び／調整のた
めに含まれてよい。そのそれぞれが本願と同じ譲受人に
譲渡された、米国特許第５，７６１，２３６号と米国特
許出願番号０９／２４４，５５４、米国特許出願番号０
９／１３０，２７７、米国特許出願番号６０／１２４，
８０４、米国特許出願番号６０／１２４，２４１と米国
特許出願番号６０／１４０，５３２明細書には、本発明
において使用される線狭化、選択及び／または調整素
子、デバイス及び／または技術が記述されている
ト及び／または波長調整ユニットは、後部光学モジュー
ルに含まれてよい。ビーム拡大プリズム及び／またはレ
ンズ配列といった一つ以上のビーム拡大素子、分散プリ
ズム及び／または格子といった一つ以上の分散性素子、
一つ以上のエタロン、複屈折プレート、あるいはプリズ
ムといった、光学素子が、線狭化、選択及び／調整のた
めに含まれてよい。そのそれぞれが本願と同じ譲受人に
譲渡された、米国特許第５，７６１，２３６号と米国特
許出願番号０９／２４４，５５４、米国特許出願番号０
９／１３０，２７７、米国特許出願番号６０／１２４，
８０４、米国特許出願番号６０／１２４，２４１と米国
特許出願番号６０／１４０，５３２明細書には、本発明
において使用される線狭化、選択及び／または調整素
子、デバイス及び／または技術が記述されている
【００２８】波長、パルスエネルギー、及びガス制御情
報は、レーザシステムについての他の情報と共に、プロ
セッサ１１によって受信される。プロセッサ１１は、そ
れが受信した波長情報に基づいて線調整モジュールを制
御し、電気パルスパワー・放電モジュール（「パルスパ
ワーモジュール」）５をそれが受信したパルスエネルギ
ー情報に基づいて制御し、ガス制御構成部品６〜１０及
び１２を混合ガスに関係するそれが受信した情報と、デ
ータベース（前記米国特許出願番号’６５３明細書参
照）に記憶されたデータとに基づいて制御することによ
って、出力ビーム１３の波長を制御する。
報は、レーザシステムについての他の情報と共に、プロ
セッサ１１によって受信される。プロセッサ１１は、そ
れが受信した波長情報に基づいて線調整モジュールを制
御し、電気パルスパワー・放電モジュール（「パルスパ
ワーモジュール」）５をそれが受信したパルスエネルギ
ー情報に基づいて制御し、ガス制御構成部品６〜１０及
び１２を混合ガスに関係するそれが受信した情報と、デ
ータベース（前記米国特許出願番号’６５３明細書参
照）に記憶されたデータとに基づいて制御することによ
って、出力ビーム１３の波長を制御する。
【００２９】ビームの一部分は好ましくはエネルギーモ
ニタ４によって受信され、エネルギーモニタ４は受信し
たビーム部分のエネルギーを測定する。その後、そのビ
ーム部分のエネルギーに対応しているデータは、エネル
ギーモニタ４に接続されたプロセッサ１１に送られる。
その後、プロセッサ１１はこの情報を使用して、駆動電
圧及び／または波長及び／またはバンド幅の制御、ある
いは出力ビーム１３のエネルギーといった一つ以上のパ
ラメータ（上記参照）に関係するガス作用の制御といっ
た機能を決定及び／または実行する。
ニタ４によって受信され、エネルギーモニタ４は受信し
たビーム部分のエネルギーを測定する。その後、そのビ
ーム部分のエネルギーに対応しているデータは、エネル
ギーモニタ４に接続されたプロセッサ１１に送られる。
その後、プロセッサ１１はこの情報を使用して、駆動電
圧及び／または波長及び／またはバンド幅の制御、ある
いは出力ビーム１３のエネルギーといった一つ以上のパ
ラメータ（上記参照）に関係するガス作用の制御といっ
た機能を決定及び／または実行する。
【００３０】パルスパワーモジュール５は放電チャンバ
１内の一対の電極１４によって混合ガスにエネルギーを
供給する。好ましくは、予備電離ユニット（図示されて
いない）も主放電に先立って混合ガスを予備電離させる
ためにパルスパワーモジュールによって活性化される。
レーザシステムの出力ビーム１３のエネルギーはパルス
パワーモジュール５の「駆動電圧」に対する既知の依存
性を有する。駆動電圧はレーザの稼働中に出力ビーム１
３のエネルギーを制御して安定化させるために調整され
る。プロセッサ１１は、エネルギーモニタ４から受信し
たエネルギー情報に基づいて駆動電圧を制御する。本発
明によれば、プロセッサ１１は同じく、混合ガスの状態
を制御して安定化させ、こうしてレーザ管１内の混合ガ
スの状態を制御することによって、エネルギー安定度、
時間的パルス幅、空間及び時間コヒーレンス、バンド
幅、と長短軸ビーム輪郭及び発散度といった他のレーザ
出力ビームパラメータを間接的に制御して安定化させ
る。
１内の一対の電極１４によって混合ガスにエネルギーを
供給する。好ましくは、予備電離ユニット（図示されて
いない）も主放電に先立って混合ガスを予備電離させる
ためにパルスパワーモジュールによって活性化される。
レーザシステムの出力ビーム１３のエネルギーはパルス
パワーモジュール５の「駆動電圧」に対する既知の依存
性を有する。駆動電圧はレーザの稼働中に出力ビーム１
３のエネルギーを制御して安定化させるために調整され
る。プロセッサ１１は、エネルギーモニタ４から受信し
たエネルギー情報に基づいて駆動電圧を制御する。本発
明によれば、プロセッサ１１は同じく、混合ガスの状態
を制御して安定化させ、こうしてレーザ管１内の混合ガ
スの状態を制御することによって、エネルギー安定度、
時間的パルス幅、空間及び時間コヒーレンス、バンド
幅、と長短軸ビーム輪郭及び発散度といった他のレーザ
出力ビームパラメータを間接的に制御して安定化させ
る。
【００３１】図１４は、図１３のガス制御ボックス１０
の詳細を示している。ガス制御ボックス１０は、プロセ
ッサ１１から受信した制御信号に基づいてガスを供給す
るためにレーザ管に接続されている。プロセッサ１１
は、バルブ組立体６またはバルブ系によってレーザ管１
へのガスまたは混合ガスの送り出しを調節する。バルブ
組立体は、好ましくは既知の容積を持ち、かつその内部
の圧力を測定するために付加された圧力計Ｐを持つタン
クまたはコンパートメント７を有する。コンパートメン
ト７は２０ｃｍ3あるいは容積測定的サイズにおいてそ
れくらいでよい（対照的に、レーザ管１は容積測定的に
４２，０００ｃｍ3でよい）。４つのバルブ８ａ〜８ｄ
は、外部ガス容器からコンパートメント７へのガス流を
制御するものとして示されている。もちろん、４つ以上
または４つ以下のこうしたバルブが提供される場合があ
る。もう１つのバルブ３２は、真空ポンプＶＰから、ハ
ロゲンフィルタＨＦを経由して接続されたコンパートメ
ント７へのアクセスを制御するものとして示されてい
る。もう１つのバルブ３４は、コンパートメント７とレ
ーザ管１との間のガス流を制御するものとして示されて
いる。更なる少なくとも一つのバルブ（図示されていな
い）が、バルブ３４からレーザ管１へのガスライン３５
に沿って、ガスライン３５の気圧を、例えばガスライン
３５を排気するためのポンプを使用して制御するため
に、提供される場合がある。
の詳細を示している。ガス制御ボックス１０は、プロセ
ッサ１１から受信した制御信号に基づいてガスを供給す
るためにレーザ管に接続されている。プロセッサ１１
は、バルブ組立体６またはバルブ系によってレーザ管１
へのガスまたは混合ガスの送り出しを調節する。バルブ
組立体は、好ましくは既知の容積を持ち、かつその内部
の圧力を測定するために付加された圧力計Ｐを持つタン
クまたはコンパートメント７を有する。コンパートメン
ト７は２０ｃｍ3あるいは容積測定的サイズにおいてそ
れくらいでよい（対照的に、レーザ管１は容積測定的に
４２，０００ｃｍ3でよい）。４つのバルブ８ａ〜８ｄ
は、外部ガス容器からコンパートメント７へのガス流を
制御するものとして示されている。もちろん、４つ以上
または４つ以下のこうしたバルブが提供される場合があ
る。もう１つのバルブ３２は、真空ポンプＶＰから、ハ
ロゲンフィルタＨＦを経由して接続されたコンパートメ
ント７へのアクセスを制御するものとして示されてい
る。もう１つのバルブ３４は、コンパートメント７とレ
ーザ管１との間のガス流を制御するものとして示されて
いる。更なる少なくとも一つのバルブ（図示されていな
い）が、バルブ３４からレーザ管１へのガスライン３５
に沿って、ガスライン３５の気圧を、例えばガスライン
３５を排気するためのポンプを使用して制御するため
に、提供される場合がある。
【００３２】少量のガスまたは混合ガスは好ましくはコ
ンパートメント７から放電チャンバ１に注入される。一
例として、ＫｒＦレーザに対して、ガスライン３６ａを
経由してバルブ組立体６に接続されたガス供給は１％の
Ｆ2：９９％のＮｅを含むプレミックスＡでよく、ガス
ライン３６ｂを経由してバルブ組立体６に接続されたガ
ス供給は１％のＫｒ：９９％のＮｅを含むプレミックス
Ｂでよい。ＡｒＦレーザに対しては、プレミックスＢは
Ｋｒの代わりにＡｒを持つことになり、Ｆ2レーザに対
しては、純粋な緩衝ガスが使用される。こうして、バル
ブ組立体を介してレーザ管１にプレミックスＡとプレミ
ックスＢが注入されることによって、レーザ管１におけ
るフッ素とクリプトンの濃度がそれぞれ補充できる。ガ
スライン３６ｃと３６ｄは、異なった追加の混合ガスに
対して使用できる。図示されていないけれども、レーザ
管１は好ましくはガスを放出するための追加の手段を有
する、あるいは代わりに、ガスは、バルブ３４及び３２
といったバルブ組立体により放出される。新規充填、部
分的ガス交換及びミニガス交換とガス注入手続き、例え
ばマイクロハロゲン注入、と他のガス補充作用のいずれ
か及び全てが、フィードバックループにおける様々な入
力情報に基づいてバルブ組立体６とポンプＶＰを制御す
るプロセッサ１１によって開始かつ制御される。
ンパートメント７から放電チャンバ１に注入される。一
例として、ＫｒＦレーザに対して、ガスライン３６ａを
経由してバルブ組立体６に接続されたガス供給は１％の
Ｆ2：９９％のＮｅを含むプレミックスＡでよく、ガス
ライン３６ｂを経由してバルブ組立体６に接続されたガ
ス供給は１％のＫｒ：９９％のＮｅを含むプレミックス
Ｂでよい。ＡｒＦレーザに対しては、プレミックスＢは
Ｋｒの代わりにＡｒを持つことになり、Ｆ2レーザに対
しては、純粋な緩衝ガスが使用される。こうして、バル
ブ組立体を介してレーザ管１にプレミックスＡとプレミ
ックスＢが注入されることによって、レーザ管１におけ
るフッ素とクリプトンの濃度がそれぞれ補充できる。ガ
スライン３６ｃと３６ｄは、異なった追加の混合ガスに
対して使用できる。図示されていないけれども、レーザ
管１は好ましくはガスを放出するための追加の手段を有
する、あるいは代わりに、ガスは、バルブ３４及び３２
といったバルブ組立体により放出される。新規充填、部
分的ガス交換及びミニガス交換とガス注入手続き、例え
ばマイクロハロゲン注入、と他のガス補充作用のいずれ
か及び全てが、フィードバックループにおける様々な入
力情報に基づいてバルブ組立体６とポンプＶＰを制御す
るプロセッサ１１によって開始かつ制御される。
【００３３】次に、重要な出力ビームパラメータが、も
し仮にあれば、各注入であまり乱されることのないよう
に少量だけレーザ管１のフッ素濃度をきちんと正確に補
充するための本発明による模範的な方法が説明される。
レーザ管１のフッ素濃度を示すパラメータをモニタする
プロセッサ１１は、マイクロハロゲン注入（ＨＩ）の時
（時点）を決定する。
し仮にあれば、各注入であまり乱されることのないよう
に少量だけレーザ管１のフッ素濃度をきちんと正確に補
充するための本発明による模範的な方法が説明される。
レーザ管１のフッ素濃度を示すパラメータをモニタする
プロセッサ１１は、マイクロハロゲン注入（ＨＩ）の時
（時点）を決定する。
【００３４】その後、プロセッサ１１は、バルブ８ａを
開かせ、プレミックスＡがコンパートメント７を所定の
圧力、例えば５ミリバールで満たすことを許可する信号
を送る。次いで、バルブ８ａが閉じられ、そしてバルブ
３４が開かれ、コンパートメント７に満たされたプレミ
ックスＡの少なくとも一部がレーザ管１内に放出され
る。
開かせ、プレミックスＡがコンパートメント７を所定の
圧力、例えば５ミリバールで満たすことを許可する信号
を送る。次いで、バルブ８ａが閉じられ、そしてバルブ
３４が開かれ、コンパートメント７に満たされたプレミ
ックスＡの少なくとも一部がレーザ管１内に放出され
る。
【００３５】もし管の中の圧力が注入前に３バールであ
り、管が約４０，０００ｃｍ3の容積を有し、そして注
入が、アキュムレータ内の圧力が注入後に３バールまで
減少するようなものであったならば、２×２０／４０，
０００バールあるいは１ミリバールが注入の結果として
管１の圧力増加となるであろう。もしプレミックスＡが
１％のＦ2：９９％のＮｅを含んでいるなら、注入の結
果としてレーザ管内のＦ2分圧の増加は約０．０１ミリ
バールとなるであるであろう。
り、管が約４０，０００ｃｍ3の容積を有し、そして注
入が、アキュムレータ内の圧力が注入後に３バールまで
減少するようなものであったならば、２×２０／４０，
０００バールあるいは１ミリバールが注入の結果として
管１の圧力増加となるであろう。もしプレミックスＡが
１％のＦ2：９９％のＮｅを含んでいるなら、注入の結
果としてレーザ管内のＦ2分圧の増加は約０．０１ミリ
バールとなるであるであろう。
【００３６】上の計算はより正確にどれぐらいＦ2が注
入されたか決定するためにプロセッサ１１によって実行
されてよい。あるいは注入前に、コンパートメント７内
の圧力は、プロセッサ１１によって受信されたモニタさ
れたパラメータの状態情報に基づいて、あるいは前もっ
てプログラムされた基準に基づいて、どれくらいのＦ 2
が注入されるべきかに関するプロセッサ１１による計算
に従って設定されてよい。コンパートメント７のガスと
管１のガスとの間の温度の違いの補正もより正確さを期
すためにプロセッサ１１によって実行されてよい。ある
いはコンパートメント７のガスの温度は、例えばレーザ
管１内の温度に、前もって設定されてよい。
入されたか決定するためにプロセッサ１１によって実行
されてよい。あるいは注入前に、コンパートメント７内
の圧力は、プロセッサ１１によって受信されたモニタさ
れたパラメータの状態情報に基づいて、あるいは前もっ
てプログラムされた基準に基づいて、どれくらいのＦ 2
が注入されるべきかに関するプロセッサ１１による計算
に従って設定されてよい。コンパートメント７のガスと
管１のガスとの間の温度の違いの補正もより正確さを期
すためにプロセッサ１１によって実行されてよい。ある
いはコンパートメント７のガスの温度は、例えばレーザ
管１内の温度に、前もって設定されてよい。
【００３７】好ましくは、レーザ管における１０ミリバ
ールより小さな全ガス圧力、または０．１ミリバールの
Ｆ2分圧の増加に対応する量のガスプレミックスがコン
パートメント７から注入される。より好ましくは、レー
ザ管１における５ミリバール未満あるいはちょうど２ミ
リバールの全ガス圧力（０．０５または０．０２ミリバ
ールのＦ2分圧）増加がガス注入の結果として起こる。
ールより小さな全ガス圧力、または０．１ミリバールの
Ｆ2分圧の増加に対応する量のガスプレミックスがコン
パートメント７から注入される。より好ましくは、レー
ザ管１における５ミリバール未満あるいはちょうど２ミ
リバールの全ガス圧力（０．０５または０．０２ミリバ
ールのＦ2分圧）増加がガス注入の結果として起こる。
【００３８】コンパートメント７はただバルブ組立体６
そのものでよく、あるいは（以下に詳細に記述される
が）追加的なアキュムレータでよい。コンパートメント
７は、ＡｒＦまたはＦ2レーザのような分子レーザの放
電チャンバ１内のハロゲンガス及び／または他のガスの
劣化を補正するために少量のガスが連続的な非常に短い
間隔で注入されるようにも構成される。
そのものでよく、あるいは（以下に詳細に記述される
が）追加的なアキュムレータでよい。コンパートメント
７は、ＡｒＦまたはＦ2レーザのような分子レーザの放
電チャンバ１内のハロゲンガス及び／または他のガスの
劣化を補正するために少量のガスが連続的な非常に短い
間隔で注入されるようにも構成される。
【００３９】それぞれが容積空間といった異なった特性
を有する、コンパートメント７のような一つ以上のコン
パートメントが存在してもよい。異なったプレミックス
が異なったコンパートメントから注入されてよい。特定
のガス組成、しかし多くの異なったガス組成から成るプ
レミックスを使用する前記模範的な方法も本発明によれ
ば使用できる。例えば、１％の代わりに５％といったフ
ッ素（あるいは塩化水素）のより高い百分率濃度を有す
るガス組成が使用できる。緩衝ガス１００％の容器に接
続された追加のバルブも存在できる。
を有する、コンパートメント７のような一つ以上のコン
パートメントが存在してもよい。異なったプレミックス
が異なったコンパートメントから注入されてよい。特定
のガス組成、しかし多くの異なったガス組成から成るプ
レミックスを使用する前記模範的な方法も本発明によれ
ば使用できる。例えば、１％の代わりに５％といったフ
ッ素（あるいは塩化水素）のより高い百分率濃度を有す
るガス組成が使用できる。緩衝ガス１００％の容器に接
続された追加のバルブも存在できる。
【００４０】プロセッサ１１とガス供給ユニットは、放
電チャンバ１へ非常に少量の一つ以上のガスまたは混合
ガスの送出または注入ができるように構成されると有利
である。少量のガスまたは混合ガスの注入の結果、放電
チャンバ１内に１０ミリバール未満、好ましくは０．１
ミリバールと２ミリバールとの間の圧力増加がもたらさ
れる。放電チャンバ１内の混合ガスに属する各ガスは、
放電チャンバ内のガス組成が正確に制御されるよう別々
に調節できる。例えば、Ｋｒ、ＡｒあるいはＸｅの類似
の注入が実行でき、レーザ管１のそれらのガスが補充さ
れる。
電チャンバ１へ非常に少量の一つ以上のガスまたは混合
ガスの送出または注入ができるように構成されると有利
である。少量のガスまたは混合ガスの注入の結果、放電
チャンバ１内に１０ミリバール未満、好ましくは０．１
ミリバールと２ミリバールとの間の圧力増加がもたらさ
れる。放電チャンバ１内の混合ガスに属する各ガスは、
放電チャンバ内のガス組成が正確に制御されるよう別々
に調節できる。例えば、Ｋｒ、ＡｒあるいはＸｅの類似
の注入が実行でき、レーザ管１のそれらのガスが補充さ
れる。
【００４１】ガス注入またはガス交換の間に注入された
ガスの量は小さいために、レーザ出力パラメータはそれ
ぞれの注入においてあまり大きく変化しない。注入は好
ましくは、既知のガス減損量に対応する所定の間隔で周
期的に実行される。本発明によれば例えば、もしＦ2レ
ーザの混合ガスのハロゲン分圧が、最新の稼働状態の下
で、新規充填後に約３ミリバールであり、Ｘ分またはＹ
ショット毎に０．１ミリバール減損することがわかれ
ば、１％のＦ2を含む１ミリバール（管１における圧力
増加）のプレミックスのハロゲン注入がＸ／１０分また
はＹ／１０ショット毎に実行されてハロゲン濃度が維持
されるか、あるいは２ミリバールのプレミックスのハロ
ゲン注入がＸ／５分毎に実行できる、などといった具合
である。同じく、１％のＦ2と９９％のＮｅ緩衝ガスを
含む１ミリバールのプレミックスＡのマイクロハロゲン
注入（μＨＩ）が、一切注入が実行されない１００分間
という期間がその後に続く１００分間の間にＸ／５分毎
に注入される場合もある。プロセッサによって決定され
る不規則なガス作用を含む多くの変形例が、本発明の請
求の範囲内で可能である。
ガスの量は小さいために、レーザ出力パラメータはそれ
ぞれの注入においてあまり大きく変化しない。注入は好
ましくは、既知のガス減損量に対応する所定の間隔で周
期的に実行される。本発明によれば例えば、もしＦ2レ
ーザの混合ガスのハロゲン分圧が、最新の稼働状態の下
で、新規充填後に約３ミリバールであり、Ｘ分またはＹ
ショット毎に０．１ミリバール減損することがわかれ
ば、１％のＦ2を含む１ミリバール（管１における圧力
増加）のプレミックスのハロゲン注入がＸ／１０分また
はＹ／１０ショット毎に実行されてハロゲン濃度が維持
されるか、あるいは２ミリバールのプレミックスのハロ
ゲン注入がＸ／５分毎に実行できる、などといった具合
である。同じく、１％のＦ2と９９％のＮｅ緩衝ガスを
含む１ミリバールのプレミックスＡのマイクロハロゲン
注入（μＨＩ）が、一切注入が実行されない１００分間
という期間がその後に続く１００分間の間にＸ／５分毎
に注入される場合もある。プロセッサによって決定され
る不規則なガス作用を含む多くの変形例が、本発明の請
求の範囲内で可能である。
【００４２】本発明とは対照的に、もし、例えば５０ミ
リバール（管１の圧力増加）のプレミックスＡ注入（再
びこれは、管１におけるＦ2分圧増加が０．５ミリバー
ルで、かつ管１のＦ2濃度の１７％増加に対応するよう
に１％のＦ2を有する）が５Ｘ分毎または５Ｙショット
毎、あるい随時に実行されるならば、大きな注入量によ
ってレーザビームの出力ビームパラメータはそれに応答
して顕著に望まれないほど揺らいでしまうだろう。例え
ば、パルスエネルギーまたは駆動電圧は、大きな注入が
実行されると、１０％以上揺らぐ場合がある。もし大き
な注入が実行されるときにレーザがシャットダウンして
いるか、あるいは工業処理が中断されるならば、不正確
な工業処理が意味のある出力ビームパラメータの乱れに
よって生じる。
リバール（管１の圧力増加）のプレミックスＡ注入（再
びこれは、管１におけるＦ2分圧増加が０．５ミリバー
ルで、かつ管１のＦ2濃度の１７％増加に対応するよう
に１％のＦ2を有する）が５Ｘ分毎または５Ｙショット
毎、あるい随時に実行されるならば、大きな注入量によ
ってレーザビームの出力ビームパラメータはそれに応答
して顕著に望まれないほど揺らいでしまうだろう。例え
ば、パルスエネルギーまたは駆動電圧は、大きな注入が
実行されると、１０％以上揺らぐ場合がある。もし大き
な注入が実行されるときにレーザがシャットダウンして
いるか、あるいは工業処理が中断されるならば、不正確
な工業処理が意味のある出力ビームパラメータの乱れに
よって生じる。
【００４３】次のガス作用（next gas action）におけ
る上記詳細を決定する際に好ましくは考慮されるファク
タは、前のガス作用（previous gas action）の間に注
入されたハロゲンの特定の量である。その量は、そこか
ら前のガス作用の間にガスが注入されたアキュムレータ
におけるガス圧力の測定値に基づいて（そして選択的に
レーザ管の圧力に基づいても）決定できる（米国特許出
願番号’７８５明細書参照）。レーザ管とアキュムレー
タの混合ガスの温度も考慮される場合がある。
る上記詳細を決定する際に好ましくは考慮されるファク
タは、前のガス作用（previous gas action）の間に注
入されたハロゲンの特定の量である。その量は、そこか
ら前のガス作用の間にガスが注入されたアキュムレータ
におけるガス圧力の測定値に基づいて（そして選択的に
レーザ管の圧力に基づいても）決定できる（米国特許出
願番号’７８５明細書参照）。レーザ管とアキュムレー
タの混合ガスの温度も考慮される場合がある。
【００４４】バルブ組立体は好ましくは、既知の容積を
持ち、かつその内部の圧力を測定するために付加された
圧力計Ｐを持つ、ガスだめまたはコンパートメント７を
有する。レーザ管と同様にコンパートメントは好ましく
は、コンパートメントと管内部のガスの温度を測定する
ための熱電対装置といった手段もそれぞれ備える。
持ち、かつその内部の圧力を測定するために付加された
圧力計Ｐを持つ、ガスだめまたはコンパートメント７を
有する。レーザ管と同様にコンパートメントは好ましく
は、コンパートメントと管内部のガスの温度を測定する
ための熱電対装置といった手段もそれぞれ備える。
【００４５】図１６は、プロセッサ１１に付属するディ
スプレイモニタがレーザシステムが稼働しているときに
表示している様子を示している。ガス多岐管（これは図
１３のコンパートメント７または図１５のアキュムレー
タ６ａに対応する）内の圧力が４０７６ミリバールであ
るのに対して、レーザ管は２０６４ミリバールの内圧を
有することが示されている。論じられたように、レーザ
管に注入されたガスの正確な量は部分的にこれらの圧力
測定値に基づいて計算できる。再び、より正確な決定を
行うために温度が考慮される場合がある。
スプレイモニタがレーザシステムが稼働しているときに
表示している様子を示している。ガス多岐管（これは図
１３のコンパートメント７または図１５のアキュムレー
タ６ａに対応する）内の圧力が４０７６ミリバールであ
るのに対して、レーザ管は２０６４ミリバールの内圧を
有することが示されている。論じられたように、レーザ
管に注入されたガスの正確な量は部分的にこれらの圧力
測定値に基づいて計算できる。再び、より正確な決定を
行うために温度が考慮される場合がある。
【００４６】最新と次の注入との間の間隔は、駆動電圧
または上記出力ビームパラメータのいずれかといったパ
ラメータのどれか一つまたはその組み合わせに基づいて
設定される。加えて、最新の注入で注入されたハロゲン
量と／または以前と最新の注入の間の間隔が考慮されて
よい。
または上記出力ビームパラメータのいずれかといったパ
ラメータのどれか一つまたはその組み合わせに基づいて
設定される。加えて、最新の注入で注入されたハロゲン
量と／または以前と最新の注入の間の間隔が考慮されて
よい。
【００４７】本発明によれば、どんなμＨＩあるいは拡
大されたμＨＩにおいて注入されたハロゲン量も、アキ
ュムレータ（図１４と図１５参照）とレーザ管の圧力を
注入時及び／または注入直前、及び／または注入直後で
測定することによって決定できる。アキュムレータと管
のガスの温度も測定される場合がある。管とアキュムレ
ータの内部容積は前もって知られている。よく知られて
いる公式ＰＶ＝ＮｋBＴは、どんな注入の間にも管に注
入されたハロゲン量を計算するために使用される。
大されたμＨＩにおいて注入されたハロゲン量も、アキ
ュムレータ（図１４と図１５参照）とレーザ管の圧力を
注入時及び／または注入直前、及び／または注入直後で
測定することによって決定できる。アキュムレータと管
のガスの温度も測定される場合がある。管とアキュムレ
ータの内部容積は前もって知られている。よく知られて
いる公式ＰＶ＝ＮｋBＴは、どんな注入の間にも管に注
入されたハロゲン量を計算するために使用される。
【００４８】例えば、もしアキュムレータが測定された
ハロゲン分圧Ｐa'と温度Ｔa'と体積Ｖa'を持っているな
ら、アキュムレータはＮa個のフッ素分子を含む。もし
Ｎa個の分子すべてが注入の間にレーザ管に注入され、
レーザ管が温度ＴTと体積ＶTを持っているなら、管内の
フッ素分圧の変化は注入の結果としてΔＰ（Ｆ2）T＝Ｐ
aＶaＴT／ＶTＴaとなる。管内におけるフッ素分子の総
数を維持することは望ましいので、管内におけるフッ素
分子数の変化、すなわちΔＮ（Ｆ2）T＝ΔＰ（Ｆ 2）TＶ
T／ｋBＴT、を計算し、その量の記録を取ることがより
適切かもしれない。そのとき、次の注入前のハロゲン量
及び／または間隔は、前の注入において注入された計算
されたハロゲン量、前の注入後の管内のハロゲン分圧及
び／または次の注入後に管内において持つことが望まし
いハロゲン量、に基づいて決定される。
ハロゲン分圧Ｐa'と温度Ｔa'と体積Ｖa'を持っているな
ら、アキュムレータはＮa個のフッ素分子を含む。もし
Ｎa個の分子すべてが注入の間にレーザ管に注入され、
レーザ管が温度ＴTと体積ＶTを持っているなら、管内の
フッ素分圧の変化は注入の結果としてΔＰ（Ｆ2）T＝Ｐ
aＶaＴT／ＶTＴaとなる。管内におけるフッ素分子の総
数を維持することは望ましいので、管内におけるフッ素
分子数の変化、すなわちΔＮ（Ｆ2）T＝ΔＰ（Ｆ 2）TＶ
T／ｋBＴT、を計算し、その量の記録を取ることがより
適切かもしれない。そのとき、次の注入前のハロゲン量
及び／または間隔は、前の注入において注入された計算
されたハロゲン量、前の注入後の管内のハロゲン分圧及
び／または次の注入後に管内において持つことが望まし
いハロゲン量、に基づいて決定される。
【００４９】計算全体はハロゲンガスが注入の合間に経
験した（経験するであろう）減損量にも依存する。この
ような減損は、原則的に、例えば時間とパルスカウント
（できるなら上で列挙されたパラメータのいずれかまた
は他）を含む、多くのファクタの関数として知られる。
例えば、レーザ管内における注入の合間におけるハロゲ
ン分圧（あるいは、代わりに、ハロゲン分子数）の変化
が計算でき、ｋt×Δｔとｋp×Δｐに依存する。ここ
で、ｋtとｋpは、それぞれ時間とパルスカウントに関す
るハロゲン減損率に依存する定数、ΔｔとΔｐはそれぞ
れ、考慮中の間隔における、時間量とパルス数である。
パルス数Δｐそれ自体は繰り返し率に依存し、バースト
モードで稼働するレーザに対する一回のバーストにおけ
るパルス数とバースト間の休止間隔も考慮する。再び、
他のパラメータが効果を持ち、この計算に追加される追
加項となる場合がある。
験した（経験するであろう）減損量にも依存する。この
ような減損は、原則的に、例えば時間とパルスカウント
（できるなら上で列挙されたパラメータのいずれかまた
は他）を含む、多くのファクタの関数として知られる。
例えば、レーザ管内における注入の合間におけるハロゲ
ン分圧（あるいは、代わりに、ハロゲン分子数）の変化
が計算でき、ｋt×Δｔとｋp×Δｐに依存する。ここ
で、ｋtとｋpは、それぞれ時間とパルスカウントに関す
るハロゲン減損率に依存する定数、ΔｔとΔｐはそれぞ
れ、考慮中の間隔における、時間量とパルス数である。
パルス数Δｐそれ自体は繰り返し率に依存し、バースト
モードで稼働するレーザに対する一回のバーストにおけ
るパルス数とバースト間の休止間隔も考慮する。再び、
他のパラメータが効果を持ち、この計算に追加される追
加項となる場合がある。
【００５０】次に、ある１つの間隔から次の間隔まで、
計算は以下のように実行できる。その間隔にわたるレー
ザ管内のフッ素分圧の増加量（または負の和を反転させ
れば減少）は、ΔＰ（Ｆ2）interval≒ΔＰ（Ｆ2）
T injection−ｋt×Δｔ−ｋp×Δｐと計算される。再
び、フッ素分子の総数は一定にしておくことが望ましい
ので、分子数の変化は、ΔＮ（Ｆ2）interval≒ΔＮ
（Ｆ2）T injection−ｋt×Δｔ−ｋp×Δｐのように計
算される。ここで定数ｋtとｋpは、分圧計算とは単位換
算によって異なる。
計算は以下のように実行できる。その間隔にわたるレー
ザ管内のフッ素分圧の増加量（または負の和を反転させ
れば減少）は、ΔＰ（Ｆ2）interval≒ΔＰ（Ｆ2）
T injection−ｋt×Δｔ−ｋp×Δｐと計算される。再
び、フッ素分子の総数は一定にしておくことが望ましい
ので、分子数の変化は、ΔＮ（Ｆ2）interval≒ΔＮ
（Ｆ2）T injection−ｋt×Δｔ−ｋp×Δｐのように計
算される。ここで定数ｋtとｋpは、分圧計算とは単位換
算によって異なる。
【００５１】アルゴリズム全体はハロゲン分子の総数
（またはハロゲン分圧）を一定に維持しようとする。従
って、粒子数（または分圧）の変化は多数の間隔、ある
いは好ましくは最近の新規充填以来全ての間隔にわたっ
て継続的に合計される。その総和は本発明によれば出来
るかぎりゼロ近くに維持される。
（またはハロゲン分圧）を一定に維持しようとする。従
って、粒子数（または分圧）の変化は多数の間隔、ある
いは好ましくは最近の新規充填以来全ての間隔にわたっ
て継続的に合計される。その総和は本発明によれば出来
るかぎりゼロ近くに維持される。
【００５２】本発明のハロゲン注入アルゴリズムはより
長い期間または多数のパルスカウントにわたって全ハロ
ゲン注入を延長させると考えられる。意味のある出力ビ
ームパラメータの中でも特にパルスエネルギーとパルス
エネルギー安定度の大きな変化が除去されるよう、いく
つかのハロゲン注入の期間にわたって、高電圧とＦ2濃
度はあまり変化しない。再び、これらの他の出力ビーム
パラメーターのいくつかは上で列挙されており、それぞ
れ本発明の方法を使用すればかなり安定的である。
長い期間または多数のパルスカウントにわたって全ハロ
ゲン注入を延長させると考えられる。意味のある出力ビ
ームパラメータの中でも特にパルスエネルギーとパルス
エネルギー安定度の大きな変化が除去されるよう、いく
つかのハロゲン注入の期間にわたって、高電圧とＦ2濃
度はあまり変化しない。再び、これらの他の出力ビーム
パラメーターのいくつかは上で列挙されており、それぞ
れ本発明の方法を使用すればかなり安定的である。
【００５３】図１５は、アキュムレータ６ａを使用する
図１３のレーザの放電チャンバ１へのハロゲンガス注入
のためのガスラインの別の構成を概略的に示している。
アキュムレータ６ａはレーザヘッドバルブＬＨを経由し
てレーザ管１に接続されている。アキュムレータ６ａ
は、ハロゲンまたはハロゲン・プレミックスを含むガス
容器１３に接続されたハロゲンバルブＨを経由してガス
ライン１２ａにも接続されている。例えば、ガス容器１
３は、Ｆ2混合物（他の可能性もあるが例えば、５％の
Ｆ2／９５％のＮｅまたはネオンにおける５％のＨＣｌ
／１％のＨ2または１％のＦ2：９９％のＮｅプレミック
ス）を含む混合ガスで満たされていてよい。ポンプ１０
ａは真空バルブＶを経由してアキュムレータ６ａとレー
ザ管１のそれぞれに接続されている。レーザ管１は追加
のガスラインとバルブにバルブ接続されており、バルブ
Ｂを経由して緩衝ガス、バルブＲを経由して希ガスまた
は希ガス・プレミックス、バルブＩを経由して不活性ガ
ス、を含む。不活性ガスバルブＩまたは図示されていな
い別のバルブが、管１内の混合ガスにおける追加的なガ
スとして使用されるＸｅのソースにバルブ接続される場
合がある。
図１３のレーザの放電チャンバ１へのハロゲンガス注入
のためのガスラインの別の構成を概略的に示している。
アキュムレータ６ａはレーザヘッドバルブＬＨを経由し
てレーザ管１に接続されている。アキュムレータ６ａ
は、ハロゲンまたはハロゲン・プレミックスを含むガス
容器１３に接続されたハロゲンバルブＨを経由してガス
ライン１２ａにも接続されている。例えば、ガス容器１
３は、Ｆ2混合物（他の可能性もあるが例えば、５％の
Ｆ2／９５％のＮｅまたはネオンにおける５％のＨＣｌ
／１％のＨ2または１％のＦ2：９９％のＮｅプレミック
ス）を含む混合ガスで満たされていてよい。ポンプ１０
ａは真空バルブＶを経由してアキュムレータ６ａとレー
ザ管１のそれぞれに接続されている。レーザ管１は追加
のガスラインとバルブにバルブ接続されており、バルブ
Ｂを経由して緩衝ガス、バルブＲを経由して希ガスまた
は希ガス・プレミックス、バルブＩを経由して不活性ガ
ス、を含む。不活性ガスバルブＩまたは図示されていな
い別のバルブが、管１内の混合ガスにおける追加的なガ
スとして使用されるＸｅのソースにバルブ接続される場
合がある。
【００５４】アキュムレータ６ａは、本発明による各ハ
ロゲン注入によって注入されるＦ2プレミックス内のＦ2
を含む少量のガスが正確に制御され得るという特別な利
点を有する。アキュムレータは容易に排気されて低圧に
なる。正確な量のＦ2ガスあるいはＦ2ガス・プレミック
スがアキュムレータ６ａ内に放出され、アキュムレータ
内の全ガス圧、アキュムレータ６ａとレーザ管１の既知
の容積、そしてＦ 2の既知濃度またはプレミックスガス
内のＦ2百分率濃度、によってＦ2量が決定される。注入
後のレーザ管１内のＦ2分圧増加量は注入前（注入後も
可能）のアキュムレータ６ａ内に存在することが知られ
ているＦ2量に基づいて決定される。
ロゲン注入によって注入されるＦ2プレミックス内のＦ2
を含む少量のガスが正確に制御され得るという特別な利
点を有する。アキュムレータは容易に排気されて低圧に
なる。正確な量のＦ2ガスあるいはＦ2ガス・プレミック
スがアキュムレータ６ａ内に放出され、アキュムレータ
内の全ガス圧、アキュムレータ６ａとレーザ管１の既知
の容積、そしてＦ 2の既知濃度またはプレミックスガス
内のＦ2百分率濃度、によってＦ2量が決定される。注入
後のレーザ管１内のＦ2分圧増加量は注入前（注入後も
可能）のアキュムレータ６ａ内に存在することが知られ
ているＦ2量に基づいて決定される。
【００５５】図１６は、レーザシステムが稼働している
ときの。プロセッサ１１に接続されたディスプレイモニ
タの様子を示している。レーザ管は２０６４ミリバール
の内圧を有しており、他方ガス多岐管（これは図１３の
コンパートメント７または図１５のアキュムレータ６ａ
に対応する）は４７０６ミリバールの内圧を有している
ことが示されている。議論されたように、レーザ管に注
入されたガスの正確な量は部分的にこれらの圧力測定値
に基づいて計算できる。
ときの。プロセッサ１１に接続されたディスプレイモニ
タの様子を示している。レーザ管は２０６４ミリバール
の内圧を有しており、他方ガス多岐管（これは図１３の
コンパートメント７または図１５のアキュムレータ６ａ
に対応する）は４７０６ミリバールの内圧を有している
ことが示されている。議論されたように、レーザ管に注
入されたガスの正確な量は部分的にこれらの圧力測定値
に基づいて計算できる。
【００５６】様々なガス作用と手続きが次に説明され
る。エキシマレーザ（例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣ
ｌとＸｅＦ）とＦ2レーザが本発明によって大いに利益
を得るけれども、手続はすべてのガス放電レーザに適用
できる可能性がある。ＫｒＦレーザが以下、特別な例と
して使用される。
る。エキシマレーザ（例えば、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＣ
ｌとＸｅＦ）とＦ2レーザが本発明によって大いに利益
を得るけれども、手続はすべてのガス放電レーザに適用
できる可能性がある。ＫｒＦレーザが以下、特別な例と
して使用される。
【００５７】プロセスは、レーザシステムを稼働させる
前に実行される新規充填で開始される。新規充填では、
レーザ管１は排気され、新鮮な混合ガスが充填される。
ＫｒＦレーザの新規充填によって一般にほぼＦ2：Ｋ
ｒ：Ｎｅ＝０．１％：１．０％：９８．９％というガス
分配を有する混合ガスがもたらされる。もしＫｒレーザ
放電チャンバ内の混合ガスが一般的な約３０００ミリバ
ールの全圧を有するなら、Ｆ2とＫｒの分圧はそれぞれ
一般に約３ミリバールと３０ミリバールになる。Ｆ2レ
ーザの新規充填によって、Ｆ2：Ｎｅ＝０．１％：９
９．９％という一般的なガス分配が作り出される。Ｆ2
レーザに関しては、ＨｅまたはＨｅ及びＮｅの混合ガス
は、Ｎｅのみの代わりの緩衝ガスとして使用できる（上
記米国特許出願’５２６明細書参照）。
前に実行される新規充填で開始される。新規充填では、
レーザ管１は排気され、新鮮な混合ガスが充填される。
ＫｒＦレーザの新規充填によって一般にほぼＦ2：Ｋ
ｒ：Ｎｅ＝０．１％：１．０％：９８．９％というガス
分配を有する混合ガスがもたらされる。もしＫｒレーザ
放電チャンバ内の混合ガスが一般的な約３０００ミリバ
ールの全圧を有するなら、Ｆ2とＫｒの分圧はそれぞれ
一般に約３ミリバールと３０ミリバールになる。Ｆ2レ
ーザの新規充填によって、Ｆ2：Ｎｅ＝０．１％：９
９．９％という一般的なガス分配が作り出される。Ｆ2
レーザに関しては、ＨｅまたはＨｅ及びＮｅの混合ガス
は、Ｎｅのみの代わりの緩衝ガスとして使用できる（上
記米国特許出願’５２６明細書参照）。
【００５８】新規充填手続きは、純粋または前もって混
合されたガスを送出する別個のガスラインを使用して実
行できる。半導体産業製造工程で正規に使用される一般
的なガス・プレミックスはプレミックスＡとＢである。
ここでプレミックスＡは１％のＦ2／１％のＫｒ／Ｎｅ
を含み、プレミックスＢは１％Ｋｒ／Ｎｅを含む。
合されたガスを送出する別個のガスラインを使用して実
行できる。半導体産業製造工程で正規に使用される一般
的なガス・プレミックスはプレミックスＡとＢである。
ここでプレミックスＡは１％のＦ2／１％のＫｒ／Ｎｅ
を含み、プレミックスＢは１％Ｋｒ／Ｎｅを含む。
【００５９】新規充填が行われた後、ハロゲンガスは、
レーザが稼働しているか否かにかかわらず、接触するレ
ーザ管１の構成部品と反応し始める。「ガス補充」はガ
ス交換とガス注入を含む一般的用語であり、混合ガス状
態を新規充填状態により近い状態に戻すために実行され
る。
レーザが稼働しているか否かにかかわらず、接触するレ
ーザ管１の構成部品と反応し始める。「ガス補充」はガ
ス交換とガス注入を含む一般的用語であり、混合ガス状
態を新規充填状態により近い状態に戻すために実行され
る。
【００６０】どんなガス補充手続きも、混合ガスのそれ
ぞれのガスが、上述したハロゲン減損が原因で異なった
減損率で減損することを考慮して、それに応じて実行さ
れる。狭帯域ＫｒＦレーザに関しては、例えばＦ2減損
は百万ショット当たり０．１％と０．３％の間（ときど
き最大ほぼ１％）の割合で生じる。ところが、Ｋｒ減損
は約１０倍から５０倍以上遅く生じる。Ｎｅ緩衝ガスは
それほど重要ではないが、しかし例えばレーザ管１内の
望ましい圧力を維持するためのガス補充作業全体の一部
として考えられてもよい。
ぞれのガスが、上述したハロゲン減損が原因で異なった
減損率で減損することを考慮して、それに応じて実行さ
れる。狭帯域ＫｒＦレーザに関しては、例えばＦ2減損
は百万ショット当たり０．１％と０．３％の間（ときど
き最大ほぼ１％）の割合で生じる。ところが、Ｋｒ減損
は約１０倍から５０倍以上遅く生じる。Ｎｅ緩衝ガスは
それほど重要ではないが、しかし例えばレーザ管１内の
望ましい圧力を維持するためのガス補充作業全体の一部
として考えられてもよい。
【００６１】個々のガス作用は好ましくは混合ガスのそ
れぞれの成分ガスを補充するため実行される。ＫｒＦレ
ーザに関しては、例えば、Ｆ2はハロゲン注入またはハ
ロゲン／希ガス注入またはプレミックスＡ注入によって
補充でき、Ｋｒは希ガス注入またはプレミックスＢ注入
によって補充できる。個別の減損率は、レーザが広帯域
または狭帯域モードにあるかどうかとか、動作エネルギ
ーレベル、レーザがターンオフ状態または続行中、待機
中もしくは他のバーストパタン動作中にあるかどうかと
か、動作繰り返し率、といった稼働状態にも依存する。
プロセッサ１１はレーザの働きの全ての変化を考慮する
ようプログラムされる。
れぞれの成分ガスを補充するため実行される。ＫｒＦレ
ーザに関しては、例えば、Ｆ2はハロゲン注入またはハ
ロゲン／希ガス注入またはプレミックスＡ注入によって
補充でき、Ｋｒは希ガス注入またはプレミックスＢ注入
によって補充できる。個別の減損率は、レーザが広帯域
または狭帯域モードにあるかどうかとか、動作エネルギ
ーレベル、レーザがターンオフ状態または続行中、待機
中もしくは他のバーストパタン動作中にあるかどうかと
か、動作繰り返し率、といった稼働状態にも依存する。
プロセッサ１１はレーザの働きの全ての変化を考慮する
ようプログラムされる。
【００６２】混合ガス状態は、フッ素とクリプトン内容
物の偏差が５％以下、好ましくは３％以下にあると、本
発明では十分安定であるとされる。ガス補充作用が一切
なければ、１億ショット後にＦ2とＫｒの分圧は、それ
ぞれ、１０％と１００％との間の割合、０．５％と５％
との間の割合、で劣化する。
物の偏差が５％以下、好ましくは３％以下にあると、本
発明では十分安定であるとされる。ガス補充作用が一切
なければ、１億ショット後にＦ2とＫｒの分圧は、それ
ぞれ、１０％と１００％との間の割合、０．５％と５％
との間の割合、で劣化する。
【００６３】放電チャンバ内のガスの様々な減損率を補
正するために、本発明は、異なったレーザ稼働状態の包
括的なデータベースを参照することによって様々な個別
の劣化率を考慮した、様々な別個のガス補充手続きと、
交差結合した（cross-linked）ガス補充手続きとを実行
する。好ましい技術は上記米国特許出願番号’６５３明
細書に記述されている。稼働中の特定のレーザの振る舞
いと異なった稼働状態下でのガス劣化に関連した経験は
そのデータベースに蓄積され、レーザの最新の状態を決
定してガス補充または修復作業を管理するためにプロセ
ッサ制御された「エキスパートシステム」によって使用
される。
正するために、本発明は、異なったレーザ稼働状態の包
括的なデータベースを参照することによって様々な個別
の劣化率を考慮した、様々な別個のガス補充手続きと、
交差結合した（cross-linked）ガス補充手続きとを実行
する。好ましい技術は上記米国特許出願番号’６５３明
細書に記述されている。稼働中の特定のレーザの振る舞
いと異なった稼働状態下でのガス劣化に関連した経験は
そのデータベースに蓄積され、レーザの最新の状態を決
定してガス補充または修復作業を管理するためにプロセ
ッサ制御された「エキスパートシステム」によって使用
される。
【００６４】上記のとおり、一連の小さなガス注入（マ
イクロガスまたはハロゲン注入、あるいはＨＩと喚ばれ
る）がエキシマまたは分子レーザのいずれかの成分ガ
ス、特に非常に活性的なハロゲン、を重要な出力ビーム
パラメータを乱すことなく放電チャンバ内での最適濃度
まで戻すために使用できる。しかしながら、汚染物質が
放電チャンバ内で増加するために混合ガスも長い時間に
劣化する。従って、ミニガス交換（ＭＧＲ）と部分的ガ
ス交換（ＰＧＲ）も好ましい方法において実行される。
ガス交換は一般に放電チャンバから一部のガスを放出す
ることを含むが、一部の汚染物質の排出も含む。ＭＧＲ
は少量のガスを周期的に、小さなＨＩが実行されるより
も長い間隔において交換することを含む。ＰＧＲはさら
により大きなガス交換を含み、さらにより長い周期的間
隔で実行される。それぞれのケースにおける正確な間隔
は最新のレーザ稼働状態とエキスパートシステムと包括
的データベースを調べることに依存する。間隔は混合ガ
スの劣化に対して既知の関係で変化するパラメータの変
化である。そういうものとして、間隔は、時間、パルス
カウントまたは駆動電圧変動、パルス形状、パルス持続
時間、パルス安定度、ビーム輪郭、コヒーレンス、放電
幅またはバンド幅の一つあるいはそれらの組み合わせで
よい。ＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲはそれぞれ、レーザシステ
ムが動作している間に実行できるので、従ってレーザ使
用可能時間が保証される。
イクロガスまたはハロゲン注入、あるいはＨＩと喚ばれ
る）がエキシマまたは分子レーザのいずれかの成分ガ
ス、特に非常に活性的なハロゲン、を重要な出力ビーム
パラメータを乱すことなく放電チャンバ内での最適濃度
まで戻すために使用できる。しかしながら、汚染物質が
放電チャンバ内で増加するために混合ガスも長い時間に
劣化する。従って、ミニガス交換（ＭＧＲ）と部分的ガ
ス交換（ＰＧＲ）も好ましい方法において実行される。
ガス交換は一般に放電チャンバから一部のガスを放出す
ることを含むが、一部の汚染物質の排出も含む。ＭＧＲ
は少量のガスを周期的に、小さなＨＩが実行されるより
も長い間隔において交換することを含む。ＰＧＲはさら
により大きなガス交換を含み、さらにより長い周期的間
隔で実行される。それぞれのケースにおける正確な間隔
は最新のレーザ稼働状態とエキスパートシステムと包括
的データベースを調べることに依存する。間隔は混合ガ
スの劣化に対して既知の関係で変化するパラメータの変
化である。そういうものとして、間隔は、時間、パルス
カウントまたは駆動電圧変動、パルス形状、パルス持続
時間、パルス安定度、ビーム輪郭、コヒーレンス、放電
幅またはバンド幅の一つあるいはそれらの組み合わせで
よい。ＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲはそれぞれ、レーザシステ
ムが動作している間に実行できるので、従ってレーザ使
用可能時間が保証される。
【００６５】最適な混合ガスを安定化させるための３つ
の模範的なガス補充方法が以下説明される。多くの他の
方法は以下説明される方法の組み合わせを含めて可能で
ある。使用される方法及びパラメータもレーザの稼働中
にレーザの稼働状態に依存して、そしてデータベースと
エキスパートシステムに基づいて変化してよい。プロセ
ッサとガス供給ユニットは、レーザ稼働状態と混合ガス
状態の包括的データベースに基づいて多くの方法を実行
するよう構成される。
の模範的なガス補充方法が以下説明される。多くの他の
方法は以下説明される方法の組み合わせを含めて可能で
ある。使用される方法及びパラメータもレーザの稼働中
にレーザの稼働状態に依存して、そしてデータベースと
エキスパートシステムに基づいて変化してよい。プロセ
ッサとガス供給ユニットは、レーザ稼働状態と混合ガス
状態の包括的データベースに基づいて多くの方法を実行
するよう構成される。
【００６６】各方法は、レーザ動作と出力ビームパラメ
ータを乱さないために、好ましくは５％以下を含む濃度
のハロゲン含有化学種を含む、好ましくは１０ミリバー
ル未満、より好ましくは０．１と２ミリバールとの間の
プレミックスを注入することによる、小さな連続的なガ
ス注入を伴う良く確定された非常に小さなガス作用を含
む。プレミックスの組成が何であるとしても、最も重要
なのはプレミックスにおけるハロゲン量である。すなわ
ち、小さなガス作用において注入されるハロゲン含有化
学種の好ましい量は、レーザ管１における好ましくは
０．１ミリバール、より好ましくは０．００１ミリバー
ルと０．０２ミリバールとの間の分圧増加量に対応す
る。
ータを乱さないために、好ましくは５％以下を含む濃度
のハロゲン含有化学種を含む、好ましくは１０ミリバー
ル未満、より好ましくは０．１と２ミリバールとの間の
プレミックスを注入することによる、小さな連続的なガ
ス注入を伴う良く確定された非常に小さなガス作用を含
む。プレミックスの組成が何であるとしても、最も重要
なのはプレミックスにおけるハロゲン量である。すなわ
ち、小さなガス作用において注入されるハロゲン含有化
学種の好ましい量は、レーザ管１における好ましくは
０．１ミリバール、より好ましくは０．００１ミリバー
ルと０．０２ミリバールとの間の分圧増加量に対応す
る。
【００６７】第１の模範的なガス安定化方法では、稼働
時間に基づいてガス注入が実行される。その方法は、レ
ーザが稼働しているか否か、すなわち、レーザシステム
が活動中で工業処理を実行しているか、待機中か、単に
止まっているかどうか、を考慮する。第１の方法は従っ
て活性的なガス組成状態または不活性的なガス組成状態
のいずれかを維持するには有用である。時間に関連する
μＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲは稼働状態に基づいて選択可能
な時間間隔に従って実行される。例えば、μＨＩは時間
間隔ｔ１後に実行され、ＭＧＲは時間間隔ｔ２後に実行
され、そしてＰＧＲは時間間隔ｔ３後に実行されるとい
う具合である。
時間に基づいてガス注入が実行される。その方法は、レ
ーザが稼働しているか否か、すなわち、レーザシステム
が活動中で工業処理を実行しているか、待機中か、単に
止まっているかどうか、を考慮する。第１の方法は従っ
て活性的なガス組成状態または不活性的なガス組成状態
のいずれかを維持するには有用である。時間に関連する
μＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲは稼働状態に基づいて選択可能
な時間間隔に従って実行される。例えば、μＨＩは時間
間隔ｔ１後に実行され、ＭＧＲは時間間隔ｔ２後に実行
され、そしてＰＧＲは時間間隔ｔ３後に実行されるとい
う具合である。
【００６８】以下、本発明による稼働中のレーザシステ
ムに対する詳細なグラフが説明される。一般に、もしレ
ーザがパルスを発していない待機モードにある、または
低繰り返し率（＜１００Ｈｚ）でパルスを発しているな
ら、ガス作用は数時間後に生じる。もしレーザが完全に
スイッチオフされている（パワーオフモード）なら、バ
ッテリ駆動の内部クロックはまだ動いているので、エキ
スパートシステムはレーザの再スタート後のウォームア
ップ段階の間に、十分な、時間制御された注入量を放出
することがきる。注入の数と量は、最適なガスクォリテ
ィを再構築するための好ましい一連のガス作用を開始さ
せるある決まった駆動電圧開始条件とも関係する場合が
ある。
ムに対する詳細なグラフが説明される。一般に、もしレ
ーザがパルスを発していない待機モードにある、または
低繰り返し率（＜１００Ｈｚ）でパルスを発しているな
ら、ガス作用は数時間後に生じる。もしレーザが完全に
スイッチオフされている（パワーオフモード）なら、バ
ッテリ駆動の内部クロックはまだ動いているので、エキ
スパートシステムはレーザの再スタート後のウォームア
ップ段階の間に、十分な、時間制御された注入量を放出
することがきる。注入の数と量は、最適なガスクォリテ
ィを再構築するための好ましい一連のガス作用を開始さ
せるある決まった駆動電圧開始条件とも関係する場合が
ある。
【００６９】図１７と１８は、本発明による完全に動作
しているシステムにおける、周期的なμＨＩと、周期的
なμＨＩ及びＭＧＲのそれぞれについての、時間に対す
る駆動電圧のグラフを示している。図１７は、時間に対
する駆動電圧のプロット（Ａ）を含む。ここでは、２０
００Ｈｚのバーストモード、１０ｍＪの出力ビームエネ
ルギーで動いている狭帯域レーザに対し、μＨＩはグラ
フの垂直線（その一部が「Ｂ」と記されている）によっ
て示されているように約１２分毎に実行される。縦軸は
ただグラフＡに対応するだけである。グラフＡに示され
ているように、小さなμＨＩは駆動電圧おいて目立った
不連続性を引き起こさない。
しているシステムにおける、周期的なμＨＩと、周期的
なμＨＩ及びＭＧＲのそれぞれについての、時間に対す
る駆動電圧のグラフを示している。図１７は、時間に対
する駆動電圧のプロット（Ａ）を含む。ここでは、２０
００Ｈｚのバーストモード、１０ｍＪの出力ビームエネ
ルギーで動いている狭帯域レーザに対し、μＨＩはグラ
フの垂直線（その一部が「Ｂ」と記されている）によっ
て示されているように約１２分毎に実行される。縦軸は
ただグラフＡに対応するだけである。グラフＡに示され
ているように、小さなμＨＩは駆動電圧おいて目立った
不連続性を引き起こさない。
【００７０】図１８は、２０００Ｈｚのバーストモー
ド、１０ｍＪの出力ビームエネルギーで動いている狭帯
域レーザに関するもので、時間に対する駆動電圧のプロ
ット（「Ａ」でラベルされた）である。ここで、グラフ
上で短い垂直線（再びその一部が「Ｂ」で記されてお
り、縦軸はハロゲン注入を全く記述しない）によって示
されているように、μＨＩは約１２分毎に実行される。
またＭＧＲは約９０分毎に実行され、グラフではより高
い垂直線（その一部は「Ｃ」で記され、再び縦軸は示さ
れたＭＧＲに関して意味はない）によって示されてい
る。再び、駆動電圧はほぼ１．８ｋＶで実質的に一定で
あり、主な変化、例えば５％を越える変化、は一切観測
されない。
ド、１０ｍＪの出力ビームエネルギーで動いている狭帯
域レーザに関するもので、時間に対する駆動電圧のプロ
ット（「Ａ」でラベルされた）である。ここで、グラフ
上で短い垂直線（再びその一部が「Ｂ」で記されてお
り、縦軸はハロゲン注入を全く記述しない）によって示
されているように、μＨＩは約１２分毎に実行される。
またＭＧＲは約９０分毎に実行され、グラフではより高
い垂直線（その一部は「Ｃ」で記され、再び縦軸は示さ
れたＭＧＲに関して意味はない）によって示されてい
る。再び、駆動電圧はほぼ１．８ｋＶで実質的に一定で
あり、主な変化、例えば５％を越える変化、は一切観測
されない。
【００７１】図１７及び図１８を図８または図１２と比
較すると、本発明は、混合ガスが劣化するにつれ駆動電
圧を激しく増加させる従来のアプローチを有利に回避す
ることができることが明らかとなる。駆動電圧の不連続
性、揺らぎまたは変化をこの方法で避けることによっ
て、意味のある出力ビームパラメータの乱れも避けられ
る。
較すると、本発明は、混合ガスが劣化するにつれ駆動電
圧を激しく増加させる従来のアプローチを有利に回避す
ることができることが明らかとなる。駆動電圧の不連続
性、揺らぎまたは変化をこの方法で避けることによっ
て、意味のある出力ビームパラメータの乱れも避けられ
る。
【００７２】図１９は、本発明によるシステムのレーザ
パルスの時間に対するパルスエネルギー安定度のグラフ
を含む。「Ａ」でラベルされたグラフは標準偏差（ＳＤ
ＥＶ（standard deviation））を、「Ｂ」と「Ｃ」でラ
ベルされたグラフは移動平均安定度（±ＭＡＶ（moving
average stabilities））を絶対パルスエネルギーの百
分率で表している。「Ｂ」と「Ｃ」でラベルされたグラ
フはそれぞれ４０パルスのグループに対する移動平均を
示している。この実行の間、マイクロハロゲン注入が実
行され、ガス補充作用によって検出可能なずれが一切引
き起こされることなく非常に安定した継続的なレーザ動
作がもたらされる。
パルスの時間に対するパルスエネルギー安定度のグラフ
を含む。「Ａ」でラベルされたグラフは標準偏差（ＳＤ
ＥＶ（standard deviation））を、「Ｂ」と「Ｃ」でラ
ベルされたグラフは移動平均安定度（±ＭＡＶ（moving
average stabilities））を絶対パルスエネルギーの百
分率で表している。「Ｂ」と「Ｃ」でラベルされたグラ
フはそれぞれ４０パルスのグループに対する移動平均を
示している。この実行の間、マイクロハロゲン注入が実
行され、ガス補充作用によって検出可能なずれが一切引
き起こされることなく非常に安定した継続的なレーザ動
作がもたらされる。
【００７３】第２の模範的なガス安定化方法は、ショッ
トまたはパルスカウンタ（ショットまたはパルス計数
器）を使用してショットまたはパルスカウント（ショッ
トまたはパルス計数）に基づいてガス注入を実行するこ
とを含む。再びレーザの動作モードに依存するある特定
数、例えばＮ（ＨＩ）、Ｎ（ＭＧＲ）とＮ（ＰＧＲ）の
レーザパルスの後、ＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲはそれぞれ実
行され得る。一般に、ＨＩは、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ
またはＦ2レーザ（Ｎｅは、ＨｅとまたはＨｅ及びＮｅ
の混合ガスと交換可能）に対しては合計で約０．
５．．．．２．０ミリバールのフッ素プレミックス（例
えば、１−５％のＦ2：９５−９９％のＮｅ）、それか
らＸｅＣＩまたはＫｒＣｌレーザに対しては約０．
５．．．．２．０ミリバールのＨＣｌプレミックス（例
えば、ＮｅまたはＨｅにおいて１−５％のＨＣｌ）にな
り、数十万レーザショット後またはさらに数百万レーザ
ショット後に放出される。各ＨＩは最後のガス作用から
のハロゲン減損を補正し、一般に例えば百万ショット毎
に、レーザ管１におけるハロゲン含有化学種の０．１ミ
リバール未満の分圧増加、より好ましくは０．００１ミ
リバールと０．０２ミリバールとの間の分圧増加に対応
する。実際の量とショット間隔は、レーザのタイプ、放
電チャンバの構成及び老化、初期の混合ガス組成、と使
用されている動作モード、例えばエネルギーまたは繰り
返し率、に依存して変化する。
トまたはパルスカウンタ（ショットまたはパルス計数
器）を使用してショットまたはパルスカウント（ショッ
トまたはパルス計数）に基づいてガス注入を実行するこ
とを含む。再びレーザの動作モードに依存するある特定
数、例えばＮ（ＨＩ）、Ｎ（ＭＧＲ）とＮ（ＰＧＲ）の
レーザパルスの後、ＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲはそれぞれ実
行され得る。一般に、ＨＩは、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ
またはＦ2レーザ（Ｎｅは、ＨｅとまたはＨｅ及びＮｅ
の混合ガスと交換可能）に対しては合計で約０．
５．．．．２．０ミリバールのフッ素プレミックス（例
えば、１−５％のＦ2：９５−９９％のＮｅ）、それか
らＸｅＣＩまたはＫｒＣｌレーザに対しては約０．
５．．．．２．０ミリバールのＨＣｌプレミックス（例
えば、ＮｅまたはＨｅにおいて１−５％のＨＣｌ）にな
り、数十万レーザショット後またはさらに数百万レーザ
ショット後に放出される。各ＨＩは最後のガス作用から
のハロゲン減損を補正し、一般に例えば百万ショット毎
に、レーザ管１におけるハロゲン含有化学種の０．１ミ
リバール未満の分圧増加、より好ましくは０．００１ミ
リバールと０．０２ミリバールとの間の分圧増加に対応
する。実際の量とショット間隔は、レーザのタイプ、放
電チャンバの構成及び老化、初期の混合ガス組成、と使
用されている動作モード、例えばエネルギーまたは繰り
返し率、に依存して変化する。
【００７４】ショットカウンタも時間に関連するガス補
充と組み合わせて使用できる。ショットカウンタは異な
ったレーザパルス動作モード、例えばバーストパタン、
または異なったパルス繰り返し率での継続的パルシング
モード、のため存在できる。ここでは、多数の個別のシ
ョットカウンタＮi（ＨＩ）が使用される。これらすべ
ての異なったショットカウンタはエキスパートシステム
のデータベースに蓄積可能である。異なったショットカ
ウンタＮi（ＨＩ）のいずれが使用されるかは、エキス
パートシステムのソフトウェアによって決定される。
充と組み合わせて使用できる。ショットカウンタは異な
ったレーザパルス動作モード、例えばバーストパタン、
または異なったパルス繰り返し率での継続的パルシング
モード、のため存在できる。ここでは、多数の個別のシ
ョットカウンタＮi（ＨＩ）が使用される。これらすべ
ての異なったショットカウンタはエキスパートシステム
のデータベースに蓄積可能である。異なったショットカ
ウンタＮi（ＨＩ）のいずれが使用されるかは、エキス
パートシステムのソフトウェアによって決定される。
【００７５】図２０は、本発明によるＨＩによって放電
チャンバに小さな分圧増加がもたらされるときの不連続
性がない駆動電圧を定性的に示している。駆動電圧は、
ＨＩがほぼ１２００万パルス毎に一度だけ実行される
間、１億５０００万パルスにわたって約１．７ｋＶにお
いて実質的に一定であることが示されている。パルスエ
ネルギーも一定のレベルに維持される。
チャンバに小さな分圧増加がもたらされるときの不連続
性がない駆動電圧を定性的に示している。駆動電圧は、
ＨＩがほぼ１２００万パルス毎に一度だけ実行される
間、１億５０００万パルスにわたって約１．７ｋＶにお
いて実質的に一定であることが示されている。パルスエ
ネルギーも一定のレベルに維持される。
【００７６】図２０を図１２の駆動電圧と比較すると、
本発明の利点が明らかになる。図１２では、駆動電圧
は、ハロゲン注入（ＨＩ）が実行されるまで着実に増加
することが観測され、その後、従来のガス補充によって
大量にハロゲンが注されると、急激に降下することが観
測される。図１２の駆動電圧曲線におけるこれらの乱れ
は、注入されたハロゲン量がその乱れを抑えるにはＨＩ
の間隔があまりに大きく、あまりにも量が大きすぎるた
めに、生じるのである。図９から図１１までから導かれ
るように、望ましくないこれらの大きな駆動電圧の乱れ
は意味ある出力ビームパラメータに影響を与える。他方
図２０は、本発明に従って実行されたマイクロハロゲン
注入に応じた駆動電圧の揺らぎは一切存在しない。
本発明の利点が明らかになる。図１２では、駆動電圧
は、ハロゲン注入（ＨＩ）が実行されるまで着実に増加
することが観測され、その後、従来のガス補充によって
大量にハロゲンが注されると、急激に降下することが観
測される。図１２の駆動電圧曲線におけるこれらの乱れ
は、注入されたハロゲン量がその乱れを抑えるにはＨＩ
の間隔があまりに大きく、あまりにも量が大きすぎるた
めに、生じるのである。図９から図１１までから導かれ
るように、望ましくないこれらの大きな駆動電圧の乱れ
は意味ある出力ビームパラメータに影響を与える。他方
図２０は、本発明に従って実行されたマイクロハロゲン
注入に応じた駆動電圧の揺らぎは一切存在しない。
【００７７】図２１は２つのプロットを含むグラフであ
る。黒く塗りつぶされた三角形を結ぶ、「従来のＨＩ」
と表示された第１のプロットは、従来のＨＩアルゴリズ
ムを使用するシステムのパルスカウントに対するエネル
ギー安定度で、エネルギー安定度における鋭い不連続性
を示している。例えば、第１のＨＩは、ＨＩにほとんど
即座に応答して０．９５％から１．１０％までの飛躍を
引き起こすことが示されている。黒く塗りつぶされた円
形を結ぶ、「本発明によるＨＩ」と表示された第２のプ
ロットは、本発明によるＨＩアルゴリズムを使用するシ
ステムのパルスカウントに対するエネルギー安定度で、
エネルギー安定度における不連続性は実質的に最小化さ
れている。
る。黒く塗りつぶされた三角形を結ぶ、「従来のＨＩ」
と表示された第１のプロットは、従来のＨＩアルゴリズ
ムを使用するシステムのパルスカウントに対するエネル
ギー安定度で、エネルギー安定度における鋭い不連続性
を示している。例えば、第１のＨＩは、ＨＩにほとんど
即座に応答して０．９５％から１．１０％までの飛躍を
引き起こすことが示されている。黒く塗りつぶされた円
形を結ぶ、「本発明によるＨＩ」と表示された第２のプ
ロットは、本発明によるＨＩアルゴリズムを使用するシ
ステムのパルスカウントに対するエネルギー安定度で、
エネルギー安定度における不連続性は実質的に最小化さ
れている。
【００７８】図２２も２つのプロットを含むグラフであ
る。黒く塗りつぶされた三角形を結ぶ、「従来のＨＩ」
と表示された第１のプロットは、従来のＨＩアルゴリズ
ムを使用するシステムのパルスカウントに対するビーム
発散度で、ビーム発散度における鋭い不連続性を示して
いる。例えば、第１のＨＩは、ＨＩにほとんど即座に応
答して１．１７５ｍｒａｄから１．１２５ｍｒａｄまで
の鋭い降下を引き起こすことが示されている。黒く塗り
つぶされた円形を結ぶ、「本発明によるμＨＩ」と表示
された第２のプロットは、本発明によるＨＩアルゴリズ
ムを使用するシステムのパルスカウントに対するビーム
発散度で、ビーム発散度における不連続性は実質的に最
小化されている。
る。黒く塗りつぶされた三角形を結ぶ、「従来のＨＩ」
と表示された第１のプロットは、従来のＨＩアルゴリズ
ムを使用するシステムのパルスカウントに対するビーム
発散度で、ビーム発散度における鋭い不連続性を示して
いる。例えば、第１のＨＩは、ＨＩにほとんど即座に応
答して１．１７５ｍｒａｄから１．１２５ｍｒａｄまで
の鋭い降下を引き起こすことが示されている。黒く塗り
つぶされた円形を結ぶ、「本発明によるμＨＩ」と表示
された第２のプロットは、本発明によるＨＩアルゴリズ
ムを使用するシステムのパルスカウントに対するビーム
発散度で、ビーム発散度における不連続性は実質的に最
小化されている。
【００７９】エキスパートシステムは他のタイプのガス
作用（すなわちＮ（μＨＩ）とは異なる）に対して異な
った種類のショットカウンタ、例えば、Ｎ（ＭＧＲ）及
び／またはＮ（ＰＧＲ）を使うことができる。ＭＧＲと
ＰＧＲはレーザ管内の混合ガスの異なったガスを所定量
だけ交換または置換することができる。言及されたよう
に、ＭＧＲとＰＧＲはレーザ管からのガス放出を伴うガ
ス注入を含む。ただしμＨＩはガス放出を含まない。ガ
ス放出は、混合ガスから汚染物質を排出することのみな
らず、単にレーザ管の圧力を減少させるためにも実行す
ることができる。混合ガスの個別のガス成分の不均一な
劣化はＭＧＲとＰＧＲを使ってうまく補正され、再び、
異なった動作モードと状態に対して、エキスパートシス
テムによって決定される異なった数Ｎi（ＭＧＲ）とＮi
（ＰＧＲ）が使用できる。これらすべての設定、すなわ
ち、Ｎi（μＨＩ）、Ｎi（ＭＧＲ）、Ｎi（ＰＧＲ）
と、各ガスに対して別々に選択できる注入の一部は、レ
ーザ管が老化するにつれて変化するガス消費及び補充の
状態を考慮して、レーザ管の老化に適用できる。補正量
は、手動設定または、コンピュータ制御のエキスパート
システムのデータベースにおける設定に基づいて、事前
に選択できる。ＭＧＲについて、μＨＩと同じように、
注射されたガスの部分は数ミリバール（あるいは数パー
セントのみ）に及ぶ。ＭＧＲは管の圧力のおよそ１０ミ
リバールという小さな圧力放出と組み合わされる。
作用（すなわちＮ（μＨＩ）とは異なる）に対して異な
った種類のショットカウンタ、例えば、Ｎ（ＭＧＲ）及
び／またはＮ（ＰＧＲ）を使うことができる。ＭＧＲと
ＰＧＲはレーザ管内の混合ガスの異なったガスを所定量
だけ交換または置換することができる。言及されたよう
に、ＭＧＲとＰＧＲはレーザ管からのガス放出を伴うガ
ス注入を含む。ただしμＨＩはガス放出を含まない。ガ
ス放出は、混合ガスから汚染物質を排出することのみな
らず、単にレーザ管の圧力を減少させるためにも実行す
ることができる。混合ガスの個別のガス成分の不均一な
劣化はＭＧＲとＰＧＲを使ってうまく補正され、再び、
異なった動作モードと状態に対して、エキスパートシス
テムによって決定される異なった数Ｎi（ＭＧＲ）とＮi
（ＰＧＲ）が使用できる。これらすべての設定、すなわ
ち、Ｎi（μＨＩ）、Ｎi（ＭＧＲ）、Ｎi（ＰＧＲ）
と、各ガスに対して別々に選択できる注入の一部は、レ
ーザ管が老化するにつれて変化するガス消費及び補充の
状態を考慮して、レーザ管の老化に適用できる。補正量
は、手動設定または、コンピュータ制御のエキスパート
システムのデータベースにおける設定に基づいて、事前
に選択できる。ＭＧＲについて、μＨＩと同じように、
注射されたガスの部分は数ミリバール（あるいは数パー
セントのみ）に及ぶ。ＭＧＲは管の圧力のおよそ１０ミ
リバールという小さな圧力放出と組み合わされる。
【００８０】二つ以上のガスが同じガス作用において注
入または置換されてよい。例えば、エキシマレーザに対
するある決まった量のハロゲンとある決まった量の活性
希ガスがレーザ管に一緒に注入されてよい。この注入は
ＭＧＲのように小さなガス放出が伴う。代わりに、この
ハロゲンと希ガスの混合ガスはガス放出が伴うことなく
放電チャンバの各ガスの分圧を単に増加させるために注
入されてよい。
入または置換されてよい。例えば、エキシマレーザに対
するある決まった量のハロゲンとある決まった量の活性
希ガスがレーザ管に一緒に注入されてよい。この注入は
ＭＧＲのように小さなガス放出が伴う。代わりに、この
ハロゲンと希ガスの混合ガスはガス放出が伴うことなく
放電チャンバの各ガスの分圧を単に増加させるために注
入されてよい。
【００８１】第３の模範的なガス安定化方法は、レーザ
の動作駆動電圧に基づくガス注入を含む。この方法は特
に第１及び第２の模範的な方法の両方、あるいはいずれ
かと組み合わされてよい。時間に関連するｔ１（Ｈ
Ｉ）、ｔ２（ＭＧＲ）、ｔ３（ＰＧＲ）ガス作用と、カ
ウンタに関連するＮi（μＨＩ）、Ｎi（ＭＧＲ）、Ｎi
（ＰＧＲ）ガス作用は、一般的に駆動電圧のある決まっ
た動作帯域において動作する。
の動作駆動電圧に基づくガス注入を含む。この方法は特
に第１及び第２の模範的な方法の両方、あるいはいずれ
かと組み合わされてよい。時間に関連するｔ１（Ｈ
Ｉ）、ｔ２（ＭＧＲ）、ｔ３（ＰＧＲ）ガス作用と、カ
ウンタに関連するＮi（μＨＩ）、Ｎi（ＭＧＲ）、Ｎi
（ＰＧＲ）ガス作用は、一般的に駆動電圧のある決まっ
た動作帯域において動作する。
【００８２】図２３において、いくつかの駆動電圧レベ
ル（ＨＶi）は、どの追加的な他のガス作用が実行され
るかに基づいて確定できる。例えば、駆動電圧ＨＶがＨ
Ｖ1（すなわち、ＨＶ＜ＨＶ1）以下にあるとき、混合ガ
ス中に十分な量のハロゲンが存在するので、一切のガス
作用は実行されない。駆動電圧がＨＶ1とＨＶ2（すなわ
ち、ＨＶ1＜ＨＶ＜ＨＶ2）の間にあるとき、ＭＧＲ１と
μＨＩが周期的に実行される。駆動電圧がＨＶ2とＨＶ
replの間にあるとき（すなわち、ＨＶ2＞ＨＶ＞ＨＶ
repl）、μＨＩのみならず、普通量のＭＧＲ１より大き
な量のＭＧＲ２が混合ガスを修繕するために周期的に実
行される。駆動電圧がＨＶrepl以上にあるとき（すなわ
ち、ＨＶ＞ＨＶrepl）、さらに大きなガス交換ＰＧＲが
実行されてよい。
ル（ＨＶi）は、どの追加的な他のガス作用が実行され
るかに基づいて確定できる。例えば、駆動電圧ＨＶがＨ
Ｖ1（すなわち、ＨＶ＜ＨＶ1）以下にあるとき、混合ガ
ス中に十分な量のハロゲンが存在するので、一切のガス
作用は実行されない。駆動電圧がＨＶ1とＨＶ2（すなわ
ち、ＨＶ1＜ＨＶ＜ＨＶ2）の間にあるとき、ＭＧＲ１と
μＨＩが周期的に実行される。駆動電圧がＨＶ2とＨＶ
replの間にあるとき（すなわち、ＨＶ2＞ＨＶ＞ＨＶ
repl）、μＨＩのみならず、普通量のＭＧＲ１より大き
な量のＭＧＲ２が混合ガスを修繕するために周期的に実
行される。駆動電圧がＨＶrepl以上にあるとき（すなわ
ち、ＨＶ＞ＨＶrepl）、さらに大きなガス交換ＰＧＲが
実行されてよい。
【００８３】ＰＧＲは混合ガスの最高１０パーセント以
上を交換するために使用できる。ある特定の予防措置
が、例えばレーザ調整されているときに、望まれないガ
ス作用が起きるのを防ぐために使用されてよい。その一
つは、ガス作用の実行が許される前にＨＶ2またはＨＶ
replレベルが横断された後、（数分といった）ある決ま
った時間を経過させ、混合ガス劣化により駆動電圧が実
際に増加することを確かにする、というものである。
上を交換するために使用できる。ある特定の予防措置
が、例えばレーザ調整されているときに、望まれないガ
ス作用が起きるのを防ぐために使用されてよい。その一
つは、ガス作用の実行が許される前にＨＶ2またはＨＶ
replレベルが横断された後、（数分といった）ある決ま
った時間を経過させ、混合ガス劣化により駆動電圧が実
際に増加することを確かにする、というものである。
【００８４】図２４は、第３の模範的な方法に従ってμ
ＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲを実行するための手順の流れを示
している。手続きは、放電チャンバが最適な混合ガスで
満たされる新規充填から始まる。レーザはその後、工業
的応用のため作動中、待機モード、あるいは完全停止状
態になることができる。最新の駆動電圧（ＨＶ）が測定
された後、駆動電圧チェック（ＨＶチェック）が実行さ
れる。
ＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲを実行するための手順の流れを示
している。手続きは、放電チャンバが最適な混合ガスで
満たされる新規充填から始まる。レーザはその後、工業
的応用のため作動中、待機モード、あるいは完全停止状
態になることができる。最新の駆動電圧（ＨＶ）が測定
された後、駆動電圧チェック（ＨＶチェック）が実行さ
れる。
【００８５】測定された駆動電圧（ＨＶ）はＨＶ1、Ｈ
Ｖ2とＨＶreplに対する所定値と比較される。プロセッ
サは、ＨＶがＨＶ1とＨＶ2（すなわち、ＨＶ1＜ＨＶ＜
ＨＶ2）の間、つまり正常な動作駆動電圧帯域内にある
かどうかを決定する。もしそれが正常な動作駆動電圧帯
域内にあれば、稼働状態に基づいてエキスパートシステ
ムによって予め決定された時間及び／パルスカウント間
隔に好ましくは基づいてμＨＩとＭＧＲ１が実行され
る、経路（１）へと進む。
Ｖ2とＨＶreplに対する所定値と比較される。プロセッ
サは、ＨＶがＨＶ1とＨＶ2（すなわち、ＨＶ1＜ＨＶ＜
ＨＶ2）の間、つまり正常な動作駆動電圧帯域内にある
かどうかを決定する。もしそれが正常な動作駆動電圧帯
域内にあれば、稼働状態に基づいてエキスパートシステ
ムによって予め決定された時間及び／パルスカウント間
隔に好ましくは基づいてμＨＩとＭＧＲ１が実行され
る、経路（１）へと進む。
【００８６】経路（１）へと進んだときに実行されるμ
ＨＩとＭＧＲ１は、米国特許出願番号０９／１６７，６
５３明細書に記述されたいずれかの方法に従って決定で
きる。もしＨＶが正常な動作駆動電圧帯域内にないな
ら、次いでＨＶがＨＶ1以下（すなわち、ＨＶ＜ＨＶ1）
にあるか否かが決定される。もしＨＶがＨＶ1以下にあ
るなら、そのときは経路（２）が取られ、ガス作用は一
切行われない。
ＨＩとＭＧＲ１は、米国特許出願番号０９／１６７，６
５３明細書に記述されたいずれかの方法に従って決定で
きる。もしＨＶが正常な動作駆動電圧帯域内にないな
ら、次いでＨＶがＨＶ1以下（すなわち、ＨＶ＜ＨＶ1）
にあるか否かが決定される。もしＨＶがＨＶ1以下にあ
るなら、そのときは経路（２）が取られ、ガス作用は一
切行われない。
【００８７】もしＨＶがＨＶ2とＨＶreplの間（すなわ
ち、ＨＶ2＞ＨＶ＞ＨＶrepl）にあるなら、経路（３）
が取られ、ＭＧＲ２が行われる。注入及び放出されるガ
スの正確な量と組成は、好ましくはエキスパートシステ
ムによって決定され、それは稼働状態に依存する。
ち、ＨＶ2＞ＨＶ＞ＨＶrepl）にあるなら、経路（３）
が取られ、ＭＧＲ２が行われる。注入及び放出されるガ
スの正確な量と組成は、好ましくはエキスパートシステ
ムによって決定され、それは稼働状態に依存する。
【００８８】もしＨＶがＨＶrepl以上（すなわち、ＨＶ
＞ＨＶrepl）にあるなら、経路（４）が取られ、ＰＧＲ
が実行される。再び、注入及び放出されるガスの正確な
量と組成は、好ましくはエキスパートシステムによって
決定され、それは稼働状態に依存する。経路（１）〜
（４）のいずれかが取られた後、それに対応するガス作
用が実行される。そして好ましくは特定の整定時間（se
ttling time）の後、レーザの動作モードを決定するス
テップに戻り、再びＨＶを測定して、所定のＨＶレベル
ＨＶ1、ＨＶ2とＨＶreplと比較する。
＞ＨＶrepl）にあるなら、経路（４）が取られ、ＰＧＲ
が実行される。再び、注入及び放出されるガスの正確な
量と組成は、好ましくはエキスパートシステムによって
決定され、それは稼働状態に依存する。経路（１）〜
（４）のいずれかが取られた後、それに対応するガス作
用が実行される。そして好ましくは特定の整定時間（se
ttling time）の後、レーザの動作モードを決定するス
テップに戻り、再びＨＶを測定して、所定のＨＶレベル
ＨＶ1、ＨＶ2とＨＶreplと比較する。
【００８９】これらの異なった駆動電圧レベルと時間及
びパルスカウントのスケジュールの全ての設定は個々に
することができ、あるいはそれらが異なった稼働状態に
対して蓄積されたコンピュータ制御データベースを参照
することができる。連続パルシングまたはバーストモー
ドといった異なった稼働状態の下での異なったＨＶレベ
ルにおけるレーザの動作を考慮に入れることができる。
びパルスカウントのスケジュールの全ての設定は個々に
することができ、あるいはそれらが異なった稼働状態に
対して蓄積されたコンピュータ制御データベースを参照
することができる。連続パルシングまたはバーストモー
ドといった異なった稼働状態の下での異なったＨＶレベ
ルにおけるレーザの動作を考慮に入れることができる。
【００９０】これらの異なった種類のガス制御及び補充
機構の全ての組み合わせは多くのファクタと変数を調和
させることを含む。エキスパートシステム及びデータベ
ースと組合わさって、本発明のプロセッサ制御レーザシ
ステムは新規充填が必要になるまでの寿命を延長させ
る。原理的に、新規充填のためにレーザシステムを停止
させることは完全に防止できる。レーザシステムの寿命
はそのとき、レーザ管窓といった他のレーザ部品あるい
は光学部品交換によって決定される予定されたメンテナ
ンス間隔に依存する。
機構の全ての組み合わせは多くのファクタと変数を調和
させることを含む。エキスパートシステム及びデータベ
ースと組合わさって、本発明のプロセッサ制御レーザシ
ステムは新規充填が必要になるまでの寿命を延長させ
る。原理的に、新規充填のためにレーザシステムを停止
させることは完全に防止できる。レーザシステムの寿命
はそのとき、レーザ管窓といった他のレーザ部品あるい
は光学部品交換によって決定される予定されたメンテナ
ンス間隔に依存する。
【００９１】上記ガス補充手続は低温ガス浄化技術と組
み合わされてよく、それによってフッ化希ガス、すなわ
ちＡＦn分子（ここでＡ＝Ｘｅ、ｎ＝２，４または６）
といった汚染物質またはすでに言及した他の汚染物質が
混合ガスから除去される。この目的に関して、米国特許
第５，００１，７２１号、米国特許第５，１１１，４７
３号、米国特許第５，１３６，６０５号と米国特許第
５，４３０，７５２号を参照されたい。標準的な方法に
は一般に、放電チャンバにガスを戻して再利用する前に
汚染物質を追い出す（freeze out）冷トラップが含まれ
る。汚染物質はエキシマレーザのハロゲンガスの分子化
合物である。そのため、著しい量のハロゲンが放電チャ
ンバの混合ガスから除去される。その結果、出力ビーム
パラメータに悪影響を与えるハロゲ濃度が急速に減少す
る。
み合わされてよく、それによってフッ化希ガス、すなわ
ちＡＦn分子（ここでＡ＝Ｘｅ、ｎ＝２，４または６）
といった汚染物質またはすでに言及した他の汚染物質が
混合ガスから除去される。この目的に関して、米国特許
第５，００１，７２１号、米国特許第５，１１１，４７
３号、米国特許第５，１３６，６０５号と米国特許第
５，４３０，７５２号を参照されたい。標準的な方法に
は一般に、放電チャンバにガスを戻して再利用する前に
汚染物質を追い出す（freeze out）冷トラップが含まれ
る。汚染物質はエキシマレーザのハロゲンガスの分子化
合物である。そのため、著しい量のハロゲンが放電チャ
ンバの混合ガスから除去される。その結果、出力ビーム
パラメータに悪影響を与えるハロゲ濃度が急速に減少す
る。
【００９２】要約すれば、本発明は、ガス放電レーザ、
特にエキシマまたは分子（例えばＦ 2）レーザ、の初期
のガス組成または最適なガス組成を安定化させるための
方法及びシステムを提供する。動作または待機モードに
あるレーザの長い稼働期間の間、レーザガスの減損は、
高電圧、レーザパルス形状、新規充填後の経過時間、ま
たはその一部がすでに述べられた他の追加的なレーザパ
ラメータをモニタかつ制御することによって継続的にモ
ニタされる。様々な条件の下で稼働する様々なレーザに
対する重要な動作パラメータの既知の履歴及び傾向のデ
ータベースに従って、プロセッサ制御の手続きが適用さ
れガス劣化が修復される。安定化方法では、指定された
時間、駆動電圧変化及び／またはショットカウント間
隔、それらの組み合わせまたは混合ガス劣化と既知の関
係で変化するパラメータに関係する何か他の間隔に基づ
いて実行される多数の小さいガス作用（マイクロ注入）
が使用される。μＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲの注意深い組み
合わせが、無制限の継続時間にわたってレーザ混合ガス
を非常に完全に近い安定化を実現させるために使用され
る。最も重要なことに、ここに記述されたガス作用は、
レーザシステムの無数の稼働状態を含むエキスパートシ
ステムに基づいてスムーズ化され制御されるので、意味
のある出力ビームパラメータまたはレーザの動作を乱す
ことはない。こうして、レーザはガス補充作用の間に中
断なく動作することができ、工業処理は高効率で実行で
きる。
特にエキシマまたは分子（例えばＦ 2）レーザ、の初期
のガス組成または最適なガス組成を安定化させるための
方法及びシステムを提供する。動作または待機モードに
あるレーザの長い稼働期間の間、レーザガスの減損は、
高電圧、レーザパルス形状、新規充填後の経過時間、ま
たはその一部がすでに述べられた他の追加的なレーザパ
ラメータをモニタかつ制御することによって継続的にモ
ニタされる。様々な条件の下で稼働する様々なレーザに
対する重要な動作パラメータの既知の履歴及び傾向のデ
ータベースに従って、プロセッサ制御の手続きが適用さ
れガス劣化が修復される。安定化方法では、指定された
時間、駆動電圧変化及び／またはショットカウント間
隔、それらの組み合わせまたは混合ガス劣化と既知の関
係で変化するパラメータに関係する何か他の間隔に基づ
いて実行される多数の小さいガス作用（マイクロ注入）
が使用される。μＨＩ、ＭＧＲとＰＧＲの注意深い組み
合わせが、無制限の継続時間にわたってレーザ混合ガス
を非常に完全に近い安定化を実現させるために使用され
る。最も重要なことに、ここに記述されたガス作用は、
レーザシステムの無数の稼働状態を含むエキスパートシ
ステムに基づいてスムーズ化され制御されるので、意味
のある出力ビームパラメータまたはレーザの動作を乱す
ことはない。こうして、レーザはガス補充作用の間に中
断なく動作することができ、工業処理は高効率で実行で
きる。
【００９３】本明細書及び図面に記述された特定の実施
態様は本発明の請求の範囲を限定することを意図するも
のではなく、あくまでも説明目的のため本発明の具体例
として提供された。本発明の請求の範囲内で、さまざま
な修正、変更、構造的機能的均等を考えることができ
る。
態様は本発明の請求の範囲を限定することを意図するも
のではなく、あくまでも説明目的のため本発明の具体例
として提供された。本発明の請求の範囲内で、さまざま
な修正、変更、構造的機能的均等を考えることができ
る。
【図１】エキシマまたは分子レーザにおけるＦ2濃度に
対する出力効率のグラフを示した図。
対する出力効率のグラフを示した図。
【図２】エキシマまたは分子レーザにおけるＦ2濃度に
対する積分パルス幅（integrated pulse width）のグラ
フを示した図。
対する積分パルス幅（integrated pulse width）のグラ
フを示した図。
【図３】Ｋｒエキシマレーザにおける種々な混合ガス成
分分圧についての駆動電圧に対する出力ビームエネルギ
ーのいくつかのグラフを示した図。
分分圧についての駆動電圧に対する出力ビームエネルギ
ーのいくつかのグラフを示した図。
【図４】エキシマまたは分子レーザにおける種々なＦ2
濃度についての駆動電圧に対する出力ビームエネルギー
のいくつかのグラフを示すした図。
濃度についての駆動電圧に対する出力ビームエネルギー
のいくつかのグラフを示すした図。
【図５】エキシマレーザにおけるＦ2濃度に対するバン
ド幅のグラフを示した図。
ド幅のグラフを示した図。
【図６】エキシマまたは分子レーザにおいて、放電チャ
ンバ組成に依存してＦ2減損率が変化する様子を示した
図。
ンバ組成に依存してＦ2減損率が変化する様子を示した
図。
【図７】一定の駆動電圧で稼働するエキシマまたは分子
のレーザにおける、パルスカウントに対するパルスエネ
ルギーのグラフを示した図。
のレーザにおける、パルスカウントに対するパルスエネ
ルギーのグラフを示した図。
【図８】一定の出力エネルギーで稼働するエキシマまた
は分子のレーザにおける、パルスカウントに対する駆動
電圧のグラフを示した図。
は分子のレーザにおける、パルスカウントに対する駆動
電圧のグラフを示した図。
【図９】一定の出力パルスエネルギーで稼働するエキシ
マまたは分子のレーザにおける、駆動電圧に対する長軸
ビーム輪郭の第１のグラフと、駆動電圧に対する短軸ビ
ーム輪郭の第２のグラフを示した図。
マまたは分子のレーザにおける、駆動電圧に対する長軸
ビーム輪郭の第１のグラフと、駆動電圧に対する短軸ビ
ーム輪郭の第２のグラフを示した図。
【図１０】一定の出力パルスエネルギーで稼働するエキ
シマまたは分子のレーザにおける駆動電圧に対する短軸
ビーム輪郭の発散度のグラフを示した図。
シマまたは分子のレーザにおける駆動電圧に対する短軸
ビーム輪郭の発散度のグラフを示した図。
【図１１】一定の出力パルスエネルギーで稼働するエキ
シマまたは分子のレーザにおける、駆動電圧に対する出
力パルスエネルギー安定度のグラフを示した図。
シマまたは分子のレーザにおける、駆動電圧に対する出
力パルスエネルギー安定度のグラフを示した図。
【図１２】放電チャンバ内においてハロゲン分圧の大き
な増加がハロゲン注入によって生じるときの、駆動電圧
の強い顕著な不連続性を示した図。
な増加がハロゲン注入によって生じるときの、駆動電圧
の強い顕著な不連続性を示した図。
【図１３】本発明によるエキシマまたは分子レーザの略
ブロック構成図、
ブロック構成図、
【図１４】図１３のエキシマまたは分子レーザのガス制
御ユニットの略ブロック構成図。
御ユニットの略ブロック構成図。
【図１５】図１３に示されたレーザの放電チャンバへの
アキュムレータを使用したハロゲン注入のためのガスラ
インの略図。
アキュムレータを使用したハロゲン注入のためのガスラ
インの略図。
【図１６】図１３のプロセッサに接続されたコンピュー
タディスプレイ上に視覚化されたガスラインとバルブを
示し、なおかつプロセッサがガス補充過程を制御してい
る様子を示した図。
タディスプレイ上に視覚化されたガスラインとバルブを
示し、なおかつプロセッサがガス補充過程を制御してい
る様子を示した図。
【図１７】本発明によるシステムにおいて周期的ハロゲ
ン注入（Ｂ）が実行されているときの時間に対する駆動
電圧のグラフを示した図（ガス作用は周期的な垂直線で
示されている）。
ン注入（Ｂ）が実行されているときの時間に対する駆動
電圧のグラフを示した図（ガス作用は周期的な垂直線で
示されている）。
【図１８】本発明によるシステムにおいて周期的ハロゲ
ン注入（Ｂ）とミニガス交換（Ｃ）が実行されていると
きの時間に対する駆動電圧のグラフを示した図（ガス作
用はここでも周期的な垂直線で示されおり、ただし異な
る垂直線は異なったタイプのガス作用を示している）。
ン注入（Ｂ）とミニガス交換（Ｃ）が実行されていると
きの時間に対する駆動電圧のグラフを示した図（ガス作
用はここでも周期的な垂直線で示されおり、ただし異な
る垂直線は異なったタイプのガス作用を示している）。
【図１９】本発明による２ｋＨｚで動作するレーザシス
テムにおける、時間に対するパルスエネルギー安定度
（標準偏差、上位グラフ）、移動平均（４０パルス間隔
以上、最悪、最大、最小）のグラフを示した図。
テムにおける、時間に対するパルスエネルギー安定度
（標準偏差、上位グラフ）、移動平均（４０パルス間隔
以上、最悪、最大、最小）のグラフを示した図。
【図２０】本発明によるシステムにおいて周期的マイク
ロハロゲン注入（μＨＩ）が実行されているときの時間
に対する駆動電圧の定性的グラフを示した図。
ロハロゲン注入（μＨＩ）が実行されているときの時間
に対する駆動電圧の定性的グラフを示した図。
【図２１】本発明によるシステムとマイクロハロゲン注
入を使用しない従来のシステムとを比較するための、パ
ルスカウントに対するエネルギー安定度の変動のグラフ
を示した図。
入を使用しない従来のシステムとを比較するための、パ
ルスカウントに対するエネルギー安定度の変動のグラフ
を示した図。
【図２２】本発明によるシステムとマイクロハロゲン注
入を使用しない従来のシステムとを比較するための、パ
ルスカウントに対するビーム発散度のグラフを示した
図。
入を使用しない従来のシステムとを比較するための、パ
ルスカウントに対するビーム発散度のグラフを示した
図。
【図２３】本発明によるシステムにおいて、周期的なハ
ロゲン注入、ミニガス交換、部分的ガス交換が実行され
ているときのパルスカウントに対する駆動電圧の定性的
グラフを示した図。
ロゲン注入、ミニガス交換、部分的ガス交換が実行され
ているときのパルスカウントに対する駆動電圧の定性的
グラフを示した図。
【図２４】本発明による、ハロゲン注入、ミニガス交
換、及び部分的ガス交換を実行するための手順流れ図。
換、及び部分的ガス交換を実行するための手順流れ図。
１ レーザ管 ２ 後部光学モジュール ３ 前部光学モジュール ４ エネルギー検出器 ５ 電気パルスパワー・放電モジュール ６ バルブ組立体 ７ ガスコンパートメント ８ａ〜８ｄ、３４、３２ ガスバルブ １０ ガス制御ボックス １１ コンピュータ制御ボックス １２、３６ａ〜３６ｄ，３５ ガスライン １３ レーザ出力ビーム １４ 電極
フロントページの続き (71)出願人 591283936 ラムダ・フィジーク・ゲゼルシャフト・ツ ァ・ヘルシュテルンク・フォン・ラーゼル ン・ミット・ベシュレンクテル・ハフツン グ ＬＡＭＢＤＡ ＰＨＹＳＩＫ ＧＥＳＥＬ ＬＳＣＨＡＦＴ ＺＵＲ ＨＥＲＳＴＥＬ ＬＵＮＧ ＶＯＮ ＬＡＳＥＲＮ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵ ＮＧ ドイツ連邦共和国、37079 ゲッティンゲ ン、ハンス−ベックラー−シュトラーセ 12 (72)発明者 ブルーノ・ベッカー・デ・モス ドイツ連邦共和国、64584 ビーベスハイ ム、フリーデンスシュトラーセ ４ (72)発明者 ウーヴェ・シュタム ドイツ連邦共和国、37085 ゲッティンゲ ン、ハインホルツヴェーク 29 (72)発明者 クラウス・フォーグラー ドイツ連邦共和国、37081 ゲッティンゲ ン、リヒテンヴァルダーシュトラーセ 13
Claims (78)
- 【請求項１】 減損しやすい第１の成分ガスを含むレー
ザ混合ガスを含む放電チャンバと、 パルス放電を生じさせて前記混合ガスを活性化させるた
めの駆動電圧を与える電源回路に接続された一対の電極
と、 前記放電チャンバを取り囲む、パルスレーザビームを生
成するための共振器と、 前記放電チャンバに接続されたガス供給ユニットと、 前記ガス供給ユニットと前記放電チャンバとの間のガス
流を制御するためプロセッサとを備え、 前記ガス供給ユニットと前記プロセッサは、前記第１の
成分ガスを０．０００１ミリバールと０．２ミリバール
との間の圧力において選ばれた間隔で前記放電チャンバ
内に注入するように構成されたことを特徴とするガス放
電レーザシステム。 - 【請求項２】 前記ガス供給ユニットと前記プロセッサ
は、前記第１の成分ガスを０．００１ミリバールと０．
１ミリバールとの間の圧力において選ばれた間隔で前記
放電チャンバ内に注入するように構成されたことを特徴
とする請求項１に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項３】 前記ガス供給ユニットと前記プロセッサ
は、前記第１の成分ガスを０．０００１ミリバールと
０．０５ミリバールとの間の圧力において選ばれた間隔
で前記放電チャンバ内に注入するように構成されたこと
を特徴とする請求項１に記載のガス放電レーザシステ
ム。 - 【請求項４】 前記ガス供給ユニットと前記プロセッサ
は、前記第１の成分ガスを０．０００１ミリバールと
０．０２ミリバールとの間の圧力において選ばれた間隔
で前記放電チャンバ内に注入するように構成されたこと
を特徴とする請求項１に記載のガス放電レーザシステ
ム。 - 【請求項５】 前記選ばれた間隔は、少なくとも一部分
が時間に基づく間隔であることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項６】 前記時間に基づく間隔は、５秒と５時間
との間にあることを特徴とする請求項５に記載のガス放
電レーザシステム。 - 【請求項７】 前記時間に基づく間隔は、５秒と３０分
との間にあることを特徴とする請求項５に記載のガス放
電レーザシステム。 - 【請求項８】 前記時間に基づく間隔は、５秒と２０分
との間にあることを特徴とする請求項５に記載のガス放
電レーザシステム。 - 【請求項９】 前記選ばれた間隔は、選ばれた数のパル
スから成る間隔であることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１０】 前記パルスから成る間隔は、１万パル
スと１０００万パルスとの間にあることを特徴とする請
求項９に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１１】 前記パルスから成る間隔は、１万パル
スと１００万パルスとの間にあることを特徴とする請求
項９に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１２】 前記選ばれた間隔は少なくとも一部分
が、レーザビーム出力エネルギーを一定に維持するため
の駆動電圧の変化に基づく間隔であることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれかに記載のガス放電レーザシス
テム。 - 【請求項１３】 前記駆動電圧の変化に基づく間隔は、
０．５％と１０％の間の変化に相当することを特徴とす
る請求項１２に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１４】 前記駆動電圧の変化に基づく間隔は、
０．１％と５％の間の変化に相当することを特徴とする
請求項１２に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１５】 前記駆動電圧の変化に基づく間隔は、
０．０１％と５％の間の変化に相当することを特徴とす
る請求項１２に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１６】 前記選ばれた間隔は少なくとも一部分
が、レーザビーム出力エネルギーを一定に維持するため
の時間の変化及び駆動電圧の変化の組み合わせに基づく
間隔であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１７】 前記選ばれた間隔は少なくとも一部分
が、レーザビーム出力エネルギーを一定に維持するため
のパルスカウントの変化及び駆動電圧の変化の組み合わ
せに基づく間隔であることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項１８】 前記選ばれた間隔は少なくとも一部分
が、レーザビーム出力エネルギーを一定に維持するため
の時間の変化及びパルスカウントの変化及び駆動電圧の
変化との組み合わせに基づく間隔であることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載のガス放電レーザシ
ステム。 - 【請求項１９】 前記選ばれた間隔は、レーザビーム出
力エネルギーとパルス形状とパルス持続時間とパルスエ
ネルギー安定度と前記レーザビームの発散度及びバンド
幅とを一定に維持するための、時間及びパルスカウント
及び駆動電圧の中の少なくとも一つの変化に基づくこと
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガス放
電レーザシステム。 - 【請求項２０】 前記選ばれた間隔は少なくとも一部分
が、レーザビーム出力エネルギーとパルス形状とパルス
持続時間とパルスエネルギー安定度と前記レーザビーム
の輪郭及びバンド幅とを一定に維持するための、時間及
びパルスカウント及び駆動電圧の中の少なくとも二つの
変化の組み合わせに基づくことを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかに記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項２１】 前記ガス供給ユニットは、前記第１の
成分ガスを前記放電チャンバに注入する前に該第１の成
分ガスを蓄えるためのコンパートメントを有することを
特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガス放電
レーザシステム。 - 【請求項２２】 前記コンパートメントは、前記第１の
成分ガスの前記放電チャンバへの注入後に該放電チャン
バ内で該第１の成分ガスの分圧が増加する量が、その内
部容積及び内部圧力によって決定されるアキュムレータ
であることを特徴とする請求項２１に記載のガス放電レ
ーザシステム。 - 【請求項２３】 前記コンパートメントは、前記第１の
成分ガスの前記放電チャンバへの注入後に該放電チャン
バ内で該第１の成分ガスの分圧が増加する量が、その内
部容積及び内部圧力によって決定されるバルブ組立体
（バルブアセンブリ）であることを特徴とする請求項２
１に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項２４】 前記ガス供給ユニットと前記プロセッ
サは、前記放電チャンバ内に第２の成分ガスが前記第１
の成分ガスと一緒に注入されるように構成されたことを
特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガス放電
レーザシステム。 - 【請求項２５】 前記プロセッサと前記ガス供給ユニッ
トは、Ｆ2及びＨＣｌの中の一つが０．１％と５％の間
の割合で、そして不活性ガスが９９．１％と９５％の間
の割合で混合されたプレミックス（予め混合された混合
ガス）に含まれる形で前記第１の成分ガスが前記放電チ
ャンバ内に注入されるように構成されたことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載のガス放電レーザシ
ステム。 - 【請求項２６】 前記プロセッサと前記ガス供給ユニッ
トは、Ｆ2及びＨＣｌの中の一つが０．１％と５％の間
の割合で、そして不活性ガスが９９．９％と９５％の間
の割合で混合されたプレミックスに含まれる形で前記第
１の成分ガスが前記放電チャンバ内に注入されるように
構成され、前記第２の成分ガスは、Ｋｒ，Ｘｅ，Ｎｅと
Ａｒの中の一つ以上を含み、前記第１の成分ガスと前記
第２の成分ガスが前記放電チャンバ内に注入される毎に
該放電チャンバ内の全圧が０．１ミリバールと１０ミリ
バールとの間で増加することを特徴とする請求項２４に
記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項２７】 前記放電チャンバは、その中に前記第
１及び第２の成分ガスが注入されるときに、該放電チャ
ンバ内の混合ガスの一部を放出するように構成されたこ
とを特徴とする請求項２４に記載のガス放電レーザシス
テム。 - 【請求項２８】 前記プロセッサは、前記第１の成分ガ
スを含む前記コンパートメント内で測定された圧力に基
づいて前記間隔を選ぶように構成されたことを特徴とす
る請求項２１に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項２９】 前記プロセッサは、前記第１の成分ガ
スを含む前記コンパートメント内で測定された圧力に基
づいて、前記第１の成分ガスの注入量を選ぶように構成
されたことを特徴とする請求項２１に記載のガス放電レ
ーザシステム。 - 【請求項３０】 前記プロセッサと前記ガス供給ユニッ
トは、前記第１の成分ガスを前記間隔にて一群の回数注
入し、その一群の注入を周期的に繰り返すように構成さ
れたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
のガス放電レーザシステム。 - 【請求項３１】 前記第１の成分ガスはハロゲン含有分
子であり、不活性ガスとのプレミックス（premix）中に
０．１％と５％の間の割合で含まれることを特徴とする
請求項１または４に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項３２】 前記第１の成分ガスは、Ｆ2とＨＣｌ
の中の一つを０．５％と５％との間の割合で含むことを
特徴とする請求項１または４に記載のガス放電レーザシ
ステム。 - 【請求項３３】 前記ガス供給ユニットと前記プロセッ
サは、前記注入が前記間隔で継続的に実行されるように
構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
に記載のガス放電レーザシステム。 - 【請求項３４】 前記ガス供給ユニットと前記プロセッ
サは、複数の注入が前記間隔で実行され、その後に注入
が一切行われない期間が続くように構成されたことを特
徴とする請求項１または４に記載のガス放電レーザシス
テム。 - 【請求項３５】 ガス放電レーザの放電チャンバ内のレ
ーザ混合ガスに含まれる減損しやすい成分ガスをガス供
給ユニットを使用して所定の分圧に維持制御するための
方法であって、 減損しやすい前記成分ガスを前記所定の分圧で含むレー
ザ混合ガスを前記放電チャンバ内に提供するステップ
と、 前記放電チャンバ内の前記成分ガスの分圧に対して既知
の対応で変化する、少なくとも一つのパラメータをモニ
タするステップと、 前記放電チャンバ内に前記成分ガスを周期的な間隔で注
入して該放電チャンバ内における該成分ガスの分圧を
０．０００１ミリバールと０．２ミリバールとの間の圧
力だけ増加させ、前記成分ガスの分圧を実質的に前記所
定の分圧に戻すステップとを有することを特徴とするガ
ス放電レーザ制御方法。 - 【請求項３６】 前記成分ガスは、少なくとも９５％の
割合で緩衝ガスが含まれたプレミックスに含まれる形で
注入され、前記注入ステップにおいて該プレミックスが
前記放電チャンバ内に注入されることを特徴とする請求
項３５に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項３７】 前記パラメータは時間であることを特
徴とする請求項３５に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項３８】 前記間隔は、１０秒と５時間との間に
あることを特徴とする請求項３７に記載のガス放電レー
ザ制御方法。 - 【請求項３９】 前記間隔は、１０秒と３０分との間に
あることを特徴とする請求項３７に記載のガス放電レー
ザ制御方法。 - 【請求項４０】 前記パラメータはパルスカウントであ
ることを特徴とする請求項３５に記載のガス放電レーザ
制御方法。 - 【請求項４１】 前記間隔は、１０万パルスと１０００
万パルスとの間にあることを特徴とする請求項４０に記
載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４２】 前記間隔は、１０万パルスと５００万
パルスとの間にあることを特徴とする請求項４０に記載
のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４３】 前記パラメータは駆動電圧の変化であ
ることを特徴とする請求項３５に記載のガス放電レーザ
制御方法。 - 【請求項４４】 前記間隔は、０．１％と５％との間の
駆動電圧の変化に相当することを特徴とする請求項４３
に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４５】 前記間隔は、０．１％と２％との間の
駆動電圧の変化に相当することを特徴とする請求項４３
に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４６】 前記少なくとも一つのパラメータは、
レーザ出力エネルギーを一定に維持するための、時間、
パルスカウント、及び駆動電圧を含むことを特徴とする
請求項３５に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４７】 前記少なくとも一つのパラメータは、
レーザ出力エネルギーを一定に維持するための、パルス
カウント及び駆動電圧を含むことを特徴とする請求項３
５に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４８】 前記少なくとも一つのパラメータは、
レーザ出力エネルギーを一定に維持するための、時間及
び駆動電圧を含むことを特徴とする請求項３５に記載の
ガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項４９】 前記少なくとも一つのパラメータは、
レーザビーム出力エネルギーとパルス形状とパルス持続
時間とパルス安定度とビーム輪郭と前記レーザビームの
バンド幅とを一定に維持するための、時間、パルスカウ
ント、及び駆動電圧の中の少なくとも一つを含むことを
特徴とする請求項３５に記載のガス放電レーザ制御方
法。 - 【請求項５０】 前記少なくとも一つのパラメータは、
レーザビーム出力エネルギーとパルス形状とパルス持続
時間とパルス安定度とビーム輪郭と前記レーザビームの
バンド幅とを一定に維持するための、時間、パルスカウ
ント、及び駆動電圧の中の少なくとも二つ以上の組み合
わせを含むことを特徴とする請求項３５に記載のガス放
電レーザ制御方法。 - 【請求項５１】 前記放電チャンバに前記成分ガスを注
入するステップに先立って、前記成分ガスを保持するた
めのコンパートメントに該成分ガスを満たすステップを
さらに有することを特徴とする請求項３５または３６に
記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５２】 前記放電チャンバに前記成分ガスを注
入するステップによって、前記放電チャンバ内での前記
成分ガスの分圧が０．０００１ミリバールと０．１ミリ
バールとの間の圧力だけ増加することを特徴とする請求
項３５または３６に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５３】 前記放電チャンバに前記成分ガスを注
入するステップによって、前記放電チャンバ内での前記
成分ガスの分圧が０．０００１ミリバールと０．０５ミ
リバールとの間の圧力だけ増加することを特徴とする請
求項３５または３６に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５４】 前記放電チャンバに前記成分ガスを注
入するステップは、前記間隔にて一群の回数だけ注入す
るステップを含み、該ステップによる一群の注入は周期
的に繰り返されることを特徴とする請求項３５または３
６に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５５】 前記放電チャンバに前記成分ガスを注
入するステップが実行された後に注入が一切行われない
期間が続き、その後、前記放電チャンバへの前記成分ガ
スを注入するもう一つのステップが実行されることを特
徴とする請求項３５に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５６】 連続する注入のそれぞれの注入によっ
て、前記成分ガスの分圧が実質的に前記所定の分圧に戻
されることを特徴とする請求項３５または３６に記載の
ガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５７】 前記成分ガスはハロゲン含有分子であ
ることを特徴とする請求項３５または３６に記載のガス
放電レーザ制御方法。 - 【請求項５８】 前記成分ガスはＦ2及びＨＣｌの中の
一つであることを特徴とする請求項３５または３６に記
載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項５９】 前記成分ガスはハロゲン含有分子であ
り、前記プレミックスは不活性ガスと０．１％と５％と
の間の割合で前記ハロゲン含有分子を含むことを特徴と
する請求項３６に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項６０】 その稼働中に汚染されやすい少なくと
も一つのガス成分を含む混合ガスで満たされたガス放電
チャンバを有するエキシマレーザまたは分子ガス放電レ
ーザを制御する方法であって、 前記レーザの稼働中に前記ガス放電チャンバ内に前記ガ
ス成分の少なくとも一つを０．２ミリバール未満の分圧
増加に相当する量を注入するステップと、 前記レーザが比較的一定の出力を維持しながら稼働し続
けることができるように、前記注入ステップを複数回繰
り返すステップとを有することを特徴とするガス放電レ
ーザ制御方法。 - 【請求項６１】 前記注入ステップは、レーザ出力パル
スの変動が１％未満となるように選ばれることを特徴と
する請求項６０に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項６２】 前記注入ステップは、ビーム発散度の
変動が０．０２５ｍｒａｄ未満となるように選ばれるこ
とを特徴とする請求項６０に記載のガス放電レーザ制御
方法。 - 【請求項６３】 前記レーザのパラメータをモニタし
て、モニタされた該パラメータの変化に応じて前記注入
ステップを開始するステップをさらに有することを特徴
とする請求項６０に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項６４】 前記モニタされたパラメータは時間で
あることを特徴とする請求項６３に記載のガス放電レー
ザ制御方法。 - 【請求項６５】 前記モニタされたパラメータはパルス
カウントであることを特徴とする請求項６３に記載のガ
ス放電レーザ制御方法。 - 【請求項６６】 前記モニタされたパラメータは駆動電
圧であることを特徴とする請求項６３に記載のガス放電
レーザ制御方法。 - 【請求項６７】 前記モニタされたパラメータはビーム
発散度であることを特徴とする請求項６３に記載のガス
放電レーザ制御方法。 - 【請求項６８】前記モニタされたパラメータはバンド幅
であることを特徴とする請求項６３に記載のガス放電レ
ーザ制御方法。 - 【請求項６９】 前記モニタされたパラメータはビーム
輪郭であることを特徴とする請求項６３に記載のガス放
電レーザ制御方法。 - 【請求項７０】 前記ガス成分の少なくとも一つを０．
２ミリバールを越える分圧増加に相当する量で周期的に
注入するステップをさらに有し、但し、該量での注入の
頻度は、前記０．２ミリバール未満の分圧増加に相当す
る量での注入の頻度よりしばしば小さいことを特徴とす
る請求項６０に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項７１】 前記ガス放電チャンバから前記混合ガ
スの一部を周期的に放出するステップをさらに有するこ
とを特徴とする請求項６０に記載のガス放電レーザ制御
方法。 - 【請求項７２】 前記注入ステップは、レーザ出力パル
スのエネルギー安定度の標準偏差が１％未満となるよう
に選ばれることを特徴とする請求項６０に記載のガス放
電レーザ制御方法。 - 【請求項７３】 前記注入ステップは、前記成分ガスを
含むコンパートメント内で測定された圧力に基づく間隔
で起こるよう選ばれることを特徴とする請求項３５また
は６０のいずれかに記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項７４】 前記成分ガスを含むコンパートメント
内で測定された圧力に基づいて、注入される該成分ガス
の量を選ぶステップをさらに有することを特徴とする請
求項３５または６０のいずれかに記載のガス放電レーザ
制御方法。 - 【請求項７５】 その稼働中に減損しやすい少なくとも
一つのガス成分を含む混合ガスで満たされたガス放電チ
ャンバを有するエキシマレーザまたは分子ガス放電レー
ザを制御する方法であって、 前記レーザの稼働中に前記ガス放電チャンバ内に前記減
損しやすい少なくとも一つのガス成分を、前記放電チャ
ンバ内にすでに存在する総量の５％未満の注入量で注入
するステップと、 前記レーザが比較的一定の出力を維持しながら稼働し続
けることができるように、前記注入ステップを複数回繰
り返すステップとを有することを特徴とするガス放電レ
ーザ制御方法。 - 【請求項７６】 前記注入量は前記放電チャンバ内にす
でに存在する総量の３％未満であることを特徴とする請
求項７５に記載のガス放電レーザ制御方法。 - 【請求項７７】 前記注入ステップは、時間積分スクエ
ア（time integralsquare）として測定された出力パル
スのパルス幅が１０％未満だけ変動するように選ばれる
ことを特徴とする請求項６０または７５に記載のガス放
電レーザ制御方法。 - 【請求項７８】 前記注入ステップは、時間積分スクエ
アとして測定された出力パルスのパルス幅が５％未満だ
け変動するように選ばれることことを特徴とする請求項
６０または７５に記載のガス放電レーザ制御方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12478599P | 1999-03-17 | 1999-03-17 | |
| US09/447882 | 1999-11-23 | ||
| US09/447,882 US6490307B1 (en) | 1999-03-17 | 1999-11-23 | Method and procedure to automatically stabilize excimer laser output parameters |
| US60/124785 | 1999-11-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000075152A Pending JP2000294857A (ja) | 1999-03-17 | 2000-03-17 | ガス放電レーザシステム及びその制御方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6490307B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000294857A (ja) |
| KR (1) | KR20000076866A (ja) |
| TW (1) | TW454370B (ja) |
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