JP2002050811A - 分子フッ素レーザシステム及びレーザ・ビーム帯域幅調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザの放電管内のガス混合物の圧力を調整
することでレーザ・ビームの帯域幅を調整する分子フッ
素レーザ・システム及び、方法を実現する。 【解決手段】 分子フッ素レーザ・システムには、分子
フッ素と少なくとも１つのバッファ・ガスとを含み約２
５００ｍｂａｒ未満の全圧を有するガス混合物によって
充填された放電管と、その放電管内の多数の電極と、そ
の電極に接続されて上記ガス混合物に電圧を印加するパ
ルス放電回路と、上記の放電管から放出される約１５７
ｎｍの多数の密接した間隔の輝線の１つを選択する輝線
選択光学装置と、この輝線選択光学装置と上記の放電管
を含み０．６ｐｍ未満の帯域幅で約１５７ｎｍの波長を
有するレーザ・パルスのビームを発生するレーザ共振器
とが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザの放電管内
のガス混合物の圧力を調整することによって、Ｆ _２レー
ザ（例えば、λ_１＝１５７．６３０９４ｎｍ）の自然ま
たは狭線幅化された輝線（line-narrowed emission lin
e)の帯域幅を調整する方法に関する。

【０００２】

【従来技術と発明が解決しようとする課題】狭線幅化
（line-narrowing）は、光リソグラフィ用に使用される
エキシマ・レーザ・システムの重要な点である。一般に
使用されているＤＵＶまたはＶＵＶレーザの自然放出
（natural emission）の帯域幅は投影照射システム（pr
ojectionillumination system）で使用するには広すぎ
る。非常に小さな帯域幅は、投影レンズの開口数（Ｎ
Ａ：numerical aperture）が、０．７０またはそれ以上
というように非常に高いとき１ｐｍ未満の帯域幅が望ま
しい高ＮＡの屈折撮像システム（refractive imaging s
ystem)を使用する場合特に有用である。エキシマ・レー
ザの自然輝線の狭線幅化は普通、レーザ共振器内の高度
な分散装置（dispersive arrangement）によってなされ
る。例えば、エタロン出力結合器（etalon outcoupler)
と組み合わされたプリズム・ビーム拡大器−回折格子後
部光学装置狭線幅化モジュールによって行われるような
ＡｒＦレーザの自然放出の狭線幅化が米国特許第５，９
０１，１６３号に示されており、また米国特許第６，１
５４，４７０号、第５，１５０，３７０号、第５，５９
６，５９６号、第５，６４２，３７４号、第５，５５
９，８１６号、及び第５，８５２，６２７号、及びヨー
ロッパ特許ＥＰ０ ４７２ ７２７ Ｂ１は、上記の議
論および好適実施例の特徴の変形を開示する好適実施例
の議論において引用によって本出願の記載に援用されて
いる。こうした光学要素は全て高価で、多かれ少なかれ
レーザの高強度の、共振器内ＵＶ放出（intra-resonato
r UV emission)に照射されることによる劣化という欠点
を有している。特にＤＵＶ及び／またはＶＵＶマイクロ
リソグラフィ用の、０．６ｐｍ未満の自然帯域幅（natu
ral bandwidth)を有する狭帯域レーザを有することが望
ましい。先行技術では、自然放出輝線（natural emissi
on line)の狭線幅化のため高度な分散光学装置が使用さ
れ、この光学装置はレーザ共振器内に配置されている。
例えば，プリズム、回折格子、グリズム（grism)、及び
エタロンといった分散要素が使用される。こうした光学
要素は非常に高価で、レーザの高強度の共振器内ＵＶ放
出に照射される場合劣化するという欠点を有している。

【０００３】Ｆ_２レーザの主輝線（λ_１）の自然帯域幅
（ＢＷ：bandwidth)は、Ｆ_２（Ｎｅ中５％）：Ｈｅ（バ
ッファ）＝７０ｍｂａｒ：２７３０ｍｂａｒといったレ
ーザ・ガス用の通常の標準ガス混合物が使用される場
合、約０．６±０．１０ｐｍである。

【０００４】マイクロリソグラフィの目的の場合、高プ
ロミネンス（high prominence)となるレーザは、約１５
７ｎｍで放出する分子フッ素（Ｆ_２）レーザである。使
用されるべきＦ_２レーザの自然帯域幅の値は、帯域幅調
整の実現可能性及び限界と共に、１５７ｎｍウェハ照射
（wafer illumination）用光学撮像システム設計に対す
る検討事項である。したがって、これらの光学システム
の仕様を満たす帯域幅で放出することのできるＦ_２レー
ザ・システムを有することが望ましい。

【０００５】０．６〜１．０ｐｍの帯域幅に対しては、
反射屈折投影システム（cata-dioptric projection sys
tem)が使用される。約０．５〜０．６ｐｍより小さい帯
域幅の場合、二色性補正（dichroic correction)用の第
２材料（second material)（例えば、ＣａＦ_２と共にＢ
ａＦ_２）が使用される。例えば、約０．２ｐｍより小さ
い線幅（line width）の場合、１つの光学材料だけに基
づいた光学設計を使用できる。現在、ＣａＦ_２は、高い
品質と量という点で、こうした材料の中で最も利用可能
なものである。さらに、レーザの自然帯域幅が小さいほ
ど、個々の光学システムの仕様を満たす追加の狭線幅化
光学装置（line-narrowing optics)を提供することが容
易になる。λ_１での分子フッ素Ｆ_２レーザ主輝線の自然
帯域幅は、ほぼＦ_２（Ｎｅ中５％）：Ｈｅ（バッファ）
＝７０ｍｂａｒ：２７３０ｍｂａｒのガス混合物を使用
する場合約０．６+/-０．１ｐｍである。ここでさらに
認識されるように、その帯域幅はＦ_２レーザ放出を発生
するためのレーザ活性媒質（laser active medium)とし
て使用される一定のガス混合物に依存する。

【０００６】本発明は、Ｆ_２レーザのレーザ放出の自然
帯域幅が、レーザ管内の全圧に著しく依存するという注
目すべき発見に基づいている。別言すれば、ｄ（ＢＷ）
／ｄＰは、全圧が低下すると放出されるレーザ放射線
（laser radiation)の帯域幅が狭くなるというようにな
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の発見に基づいて、
本発明は、分子フッ素レーザによって放出されるレーザ
・ビームの帯域幅を調整する方法を提供するもので、前
記レーザは、分子フッ素と少なくとも１つのバッファ・
ガスとを含むガス混合物を充填された放電管と、放電管
内の電極と、この電極に接続されガス混合物に電圧を印
加する（energizing）パルス放電回路とを備え、前記方
法は、前記ガス混合物の全圧を３０００ｍｂａｒ未満に
調整するステップを含んでいる。

【０００８】好適には、レーザの放電管中のガス混合物
の前記全圧は２５００ｍｂａｒ未満である。以下説明さ
れるように、レーザ管内のガス混合物の全圧を、２００
０ｍｂａｒ、１５００ｍｂａｒまたは１０００ｍｂａｒ
といったさらに小さい値に低下させることによってレー
ザ放射線の帯域幅をさらに減らすことができる。

【０００９】本発明は必ずしもレーザ共振器内の狭線幅
化光学装置を必要としないが、それにもかかわらず、こ
うした狭線幅化光学装置はガス混合物の上記の低い全圧
の効果に加えて帯域幅をさらに縮小するために必要に応
じて利用される。

【００１０】好適には、輝線選択光学装置（line-selec
tion optic）が使用され、１５７ｎｍ付近に密接した間
隔で配置されたＦ_２レーザのいくつかの輝線の１つを選
択する。

【００１１】好適には、レーザの高強度の共振器内ＵＶ
放射線の照射を受ける追加の狭線幅化光学装置は利用さ
れない。

【００１２】本発明によれば、レーザの自然帯域幅を
０．６ｐｍあるいはさらには０．５ｐｍ未満に縮小する
ことができる。

【００１３】分子フッ素レーザによって放出されるレー
ザ・ビームの帯域幅を縮小する上記の方策はレーザ・パ
ルス・エネルギーを低下させるが、このエネルギーの損
失は、後続の増幅器を備えることによって、同等の従来
型狭線幅化光学要素を使用してレーザの放電管中のガス
全圧が最大の場合に得られるレベルと同じレベルまでパ
ルス・エネルギーを増大することによって克服すること
ができる。従って、本発明によれば、ＶＵＶ光線照射
（light exposure）下で劣化を示す複雑な光学設計と光
学要素を必ずしも使用しないで同じエネルギー・レベル
のパルス・エネルギーを得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のその他の利点及び特徴
は、以下の好適実施例の説明から明らかになるであろ
う。 （引用による援用）以下は参考文献の引用一覧である
が、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、ほかには以下で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て、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本明細書に引用さ
れ、また引用によって好適実施例に援用されており、以
下の参考文献についても上述したと同じ効力を有する。

【００１５】米国特許出願第０９／４５３，６７０号、
第０９／４４７，８８２号、第０９／３１７，６９５
号、第０９／５７４，９２１号、第０９／５１２，４１
７号、第０９／５９９，１３０号、第０９／６９４，２
４６号、第０９／７１２，８７７号、第０９／７３８，
８４９号、第０９／７１８，８０９号、第０９／７３
３，８７４号、及び第０９／７８０，１２４号、これら
は各々本特許出願と同じ譲受人に譲渡されているもので
あり、また米国特許第６，１５４，４７０号、第６，１
５７，６６２号、第６，２１９，３６８号、及び第５，
９０１，１６３号、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。 （好適実施形態の詳細な説明）以下説明される好適実施
例は、約１５７ｎｍのレーザ放出の帯域幅を調整するた
めの可変調整可能なガス全圧を有するＦ_２レーザに関す
る。Ｆ_２レーザは、制御されたガス全圧を備えている
が、これは約１５７ｎｍのレーザ放出の自然帯域幅を、
ほぼ０．５ｐｍまたはそれ未満に制御するために、通常
のエキシマ・レーザのレーザ管ガス全圧より低いのが好
適である。例えば、全圧は好適には２０００ｍｂａｒよ
り低く、１５００ｍｂａｒより低いことも、１０００ｍ
ｂａｒより低いこともある。Ｆ_２分圧は好適には、５０
〜１００ｍｂａｒ（５％Ｆ_２：９５％Ｎｅ）、すなわち
Ｆ_２が２〜５ｍｂａｒであるのに対してガス混合物の残
りがバッファ・ガスであるといった望ましい量に維持さ
れる。ガス全圧は好適にはガス混合物中のバッファ・ガ
スの分圧を制御することによって制御され、この場合Ｈ
ｅ及び／またはＮｅが好適なバッファ・ガスである。ま
た好適には、狭帯域出力レーザ・ビームのパワーあるい
はエネルギーは、光増幅器を通じて導かれること、また
は放電電極に印加される駆動電圧を増大すること、また
は当業者によって理解されるような他の方法によって増
強される。好適かつ有利には、レーザの共振器の設計に
おいては、ＶＵＶ光線照射の下で大きく劣化する傾向の
ある光学部品は最小となるようにする。

【００１６】図１を参照すると、好適実施例によるエキ
シマあるいは分子フッ素・レーザ・システムの概略が示
される。真空紫外線（ＶＵＶ：vaccum ultraviolet）リ
ソグラフィ・システムと共に使用される好適なガス放電
レーザ・システムは、分子フッ素（Ｆ_２）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／またはマイクロマシニングといった他の工業用ア
プリケーションで使用されるレーザ・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１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０
９／１３０，２７７号、第０９／２４４，５５４号、第
０９／４５２，３５３号、第０９／５１２，４１７号、
第０９／５９９，１３０号、第０９／６９４，２４６
号、第０９／７１２，８７７号、第０９／５７４，９２
１号、第０９／７３８，８４９号、第０９／７１８，８
０９号、第０９／６２９，２５６号、第０９／７１２，
３６７号、第０９／７７１，３６６号、第０９／７１
５，８０３号、第０９／７３８，８４９号、第６０／２
０２，５６４号、第６０／２０４，０９５号、第０９／
７４１，４６５号、第０９／５７４，９２１号、第０９
／７３４，４５９号、第０９／７４１，４６５号、第０
９／６８６，４８３号、第０９／７１５，８０３号、及
び第０９／７８０，１２４号、及び米国特許第６，００
５，８８０号、第６，０６１，３８２号、第６，０２
０，７２３号、第５，９４６，３３７号、第６，０１
４，２０６号、第６，１５７，６６２号、第６，１５
４，４７０号、第６，１６０，８３１号、第６，１６
０，８３２号、第５，５５９，８１６号、第４，６１
１，２７０号、第５，７６１，２３６号、第６，２１
２，２１４号、第６，１５４，４７０号、及び第６，１
５７，６６２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。

【００１７】図１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（あるいは、熱交換器とチャンバ１０
２または管の中のガス混合物を循環させるファンとを含
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、
ＡｒＦ、ＸｅＣｌ及びＫｒＦエキシマ・レーザの場合は
ハロゲン、希ガス及びバッファ・ガス、及び好適にはガ
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０９／５
１３，０２５号と、米国特許第４，９７７，５７３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、また、Ｆ_２レーザの場合はハロゲン及びバッフ
ァ・ガス、及び何らかのガス添加物が、レーザ・チャン
バに注入または充填される。高出力ＸｅＣｌレーザの場
合、ガス処理モジュールはシステム全体中に存在するこ
ともしないこともある。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・モジュールが代替的に使用されてもよ
い。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。光学モジュールには、高出力ＸｅＣｌ
レーザの場合好適なような、後部光学モジュール１１０
中の高反射共振反射器（highly reflective resonator
reflector)と前部光学モジュール１１２中の部分反射出
力結合ミラー（partially reflecting output coupling
mirror)だけが含まれることがある。光学モジュール１
１０及び１１２は光学装置制御モジュール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_２レーザが光リソグラフィ用に使用される場合
好適なように、狭線幅化光学装置が光学モジュール１１
０、１１２の１つまたは両方に含まれる場合は、コンピ
ュータまたはプロセッサ１１６によって直接制御され
る。

【００１８】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光学装置を介
して主ビーム１２０の分割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（図示せ
ず）及び、特にリソグラフィのアプリケーションのよう
な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。

【００１９】レーザ・チャンバ１０２はレーザ・ガス混
合物を中に含み、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（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、例えば狭放電
幅（narrow dischargewidth）が好適でない場合は、代
替的な構成にすることもできる。他の電極構成は、各々
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４，６９１，３２２号、第５，５３５，
２３３号、及び第５，５５７，６２９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０９／６９２，２６
５号（ＫｒＦ、ＡｒＦ、Ｆ_２レーザの場合特に好適であ
る）、第０９／５３２，２７６号及び０９／２４７，８
８７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５，８１８，８６５号及び第５，
９９１，３２４号に記載されているが、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。

【００２０】固体またはサイラトロン・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１
０３に供給しガス混合物に電圧を印加する。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０９／６４０，５９５
号、第６０／１９８，０５８号、第６０／２０４，０９
５号、第０９／４３２，３４８号及び第０９／３９０，
１４６号、及び第６０／２０４，０９５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５，９８２，８００号、第５，９８
２，７９５号、第５，９４０，４２１号、第５，９１
４，９７４号、第５，９４９，８０６号、第５，９３
６，９８８号、第６，０２８，８７２号、第６，１５
１，３４６号及び第５，７２９，５６２号で説明されて
いる。

【００２１】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）、または狭
線幅化が前部光学モジュール１１２で行われる、または
共振器の外部のスペクトル・フィルタが使用される、ま
たは出力ビームの帯域幅を狭くするために、狭線幅化光
学装置がＨＲミラーの前に配置される場合は、レーザ・
システム中の高反射率ミラー（high reflectivity mirr
or）等によって置き換えられることがある。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また
は複屈折プレート（birefringent plate）またはブロッ
クといった、１５７ｎｍ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追加の狭線幅化光学装置は省
略することができる。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、好適
には従来のシステムより低く、例えば３ｂａｒ未満であ
る。

【００２２】レーザ・チャンバ１０２は、放出されたレ
ーザ放射線１２０の波長に対して透過性な窓によって密
閉されている。この窓はブルースター窓（Brewster win
dow）のことがあり、また共振ビーム（resonating bea
m）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つはビームを出力結合する
（output couple)役目を果たすことができ、またビーム
が出力結合される（outcoupled）場合チャンバ１０２の
反対側で高反射共振反射器の役目を果たすこともでき
る。

【００２３】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に達するこ
とができ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１２０として
持続可能である（本発明と同じ譲受人に譲渡されてい
る、米国特許出願第０９／７７１，０１３号、第０９／
５９８，５５２号、及び第０９／７１２，８７７号と、
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
４，６１１，２７０号参照。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（partia
lly reflecting surface optic）が含まれる。光学装置
には第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 mirror）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。ホログラフィ式ビームサンプラ（holographic
beam sampler）、透過型回折格子（transmission grati
ng）、部分透過型反射回折格子（partially transmissi
ve reflectiondiffraction grating）、グリズム、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）が使用されて、主ビーム１２０
の大部分が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ことがで
きるようにする一方で、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。こうした光学装置または追加の光学装置は、検出に
先立って分割されたビームから、ガス混合物中の原子フ
ッ素（atomic fluorine)に起因する赤色放出（red emis
sion）のような可視放射線をフィルタにかけて取り除く
ために使用される。

【００２４】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は診断モジュ
ール１１８に向けられるか、または主ビーム１２０が反
射され小さな部分が診断モジュール１１８に透過される
こともある。ビーム・スプリッタ・モジュールを通過し
て持続する出力結合されたビームの部分がレーザの出力
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。

【００２５】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の物
質（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１２
０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の間、及びビーム・スプリッタ１２２と診断モジ
ュール１１８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０９／５９
８，５５２号、第０９／５９４，８９２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５，５
５９，５８４号、第５，２２１，８２３号、第５，７６
３，８５５号、第５，８１１，７５３号及び第４，６１
６，９０８号で詳細に説明されている。

【００２６】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対応するビーム部
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
コーティングなどの光減衰器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
その他のパラメータを制御することができる（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０９／１７２，８０５号、
第０９／７４１，４６５号、第０９／７１２，８７７
号、第０９／７７１，０１３号及び第０９／７７１，３
６６号参照）。

【００２７】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）または回
折格子分光計（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（各々本発明と同
じ譲受人に譲渡されている米国特許出願第０９／４１
６，３４４号、第０９／６８６，４８３号、及び第０９
／７９１，４３１号と、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
に援用される米国特許第４，９０５，２４３号、第５，
９７８，３９１号、第５，４５０，２０７号、第４，９
２６，４２８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。）。本
明細書の好適実施例によれば、帯域幅は、プロセッサ１
１６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
する特定の値に制御される。

【００２８】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出願第０９／４８４，８１８号
及び第０９／４１８，０５２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あるいはＡＳＥ検出器が、
ガス制御及び／または出力ビーム・エネルギー安定化等
のために、あるいは以下にさらに詳細に記載されるよう
に、ビーム中の増幅自然放出（ＡＳＥ：amplified spon
taneous emission）の量を監視してＡＳＥが所定のレベ
ル以下に留まるようにするために含まれることがある。
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 align
ment monitor）か、また例えば本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 monitor）が存
在することがあり、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。

【００２９】プロセッサあるいは制御コンピュータ１１
６は、レーザ・システム及び出力ビームの入力または出
力パラメータのうちでとりわけ、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（spectral purity)及び／または帯域幅のうち
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（moving average）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）が望ましい値付近で安定するよ
うにする。さらに、コンピュータ１１６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する、及び／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０９／５８
８，５６１号で詳細に説明されている。

【００３０】図１に示されるように、プロセッサ１１６
は好適には、固体またはサイラトロンのパルサ・モジュ
ール１０４及びＨＶ電源１０８と、個別にまたは組み合
わせで、ガス処理モジュール１０６、光学モジュール１
１０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。こうしたレーザ・シ
ステムの構成要素はまた図２に示される。パルサ１０４
及び電源１０８によって電極１０３に供給されるエネル
ギーを制御するための特定のエネルギー制御構成要素１
３０も図２に示される。プロセッサ１１６はまた補助容
積（auxiliaryvolume）１２６（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）を制御すること
もでき、これは、以下にさらに詳細に記載される好適実
施例により真空ポンプ１２８に接続され、レーザ管１０
２からガスを放出し、管１０２内の全圧を低下させる。
全圧は初めは、５ｐｍまたはそれ以下の帯域幅を生じさ
せるために望ましい低圧力であり、好適には補助容積１
２６は使用されない。しかし、補助容積１２６を使用す
ることでレーザ管１０２内の圧力として広い範囲の圧力
を制御することができ、それによって全圧の敏速な調整
をすることができる。

【００３１】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内の全圧の低減は好適には補助容積１
２６を使用することで容易に行われる。圧力放出（pres
surerelease）の前またはその間に、好適には補助容積
１２６に接続されている真空ポンプ１２８により補助容
積１２６がレーザ管１０２より低い圧力になる場合、補
助容積１２６とレーザ管１０２中のガス混合物の間の弁
が開かれる。全圧の増大という形態の全圧調整は、ガス
処理ユニット１０６の弁を使用して、ヘリウム、ネオン
またはその組み合わせのバッファ・ガスといったガスの
組み合わせまたは単一のガスのみを注入することによっ
て行われる。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断される場合
は、全圧調整に続いてガス組成調整（gas composition
adjastment）が行われる。全圧調整はガス補充操作の後
に行われることもあり、また放電への駆動電圧の調整と
組み合わされて行われることもあり、この場合の駆動電
圧の調整は、圧力調整が組み合わせて行われない場合に
なされるより小さい。

【００３２】補助容積１２６はレーザ管１０２に接続さ
れ、プロセッサ１１６から受信される制御信号に基づい
てレーザ管１０２から容積１２６にガスを放出する。プ
ロセッサ１１６は弁組立体を介して補助容積１２６への
ガスの放出を調節し、また弁組立体またはガス処理ユニ
ット１０６に関連する弁のシステムを介してレーザ管１
０２へのガスまたはガスの混合物の供給をも調節する。

【００３３】補助容積１２６には好適には、既知の容積
を有し、好適には補助容積内の圧力を測定するように取
り付けられた圧力計を有する貯蔵器または区画室が含ま
れる。圧力計の代わりまたはそれと組み合わせた流量
（flow rate)制御装置１３２によって、プロセッサは管
１０２から補助容積１２６へのガスの流量を制御できる
ようになるので、プロセッサはどれだけのガスが放出さ
れているか、またすでにどれだけ放出されたかを正確に
制御及び／または決定することができる。補助容積１２
６はレーザ管と同じく、また各々が熱電対装置のよう
な、容積１２６及び管１０２内のガスの温度を測定する
手段を有することができる。区画室の容積は数ｃｍ^３〜
数千ｃｍ^３といったものである（レーザ管１０２の容積
は約４２，０００ｃｍ^３である）。

【００３４】レーザ管１０２と補助容積１２６の間のガ
スの流れを制御するために少なくとも１つの弁が含まれ
る。その間に追加の弁が含まれることもある。また、真
空ポンプ１２８と補助容積１２６の間にも別の弁が含ま
れ、真空ポンプ１２８と補助容積１２６の間のアクセス
（access）を制御する。真空ポンプ１２８と補助容積１
２６の間、及びレーザ管１０２と補助容積１２６の間の
何れかまたは両方にさらに別の弁（１つまたは複数）が
備えられてそれらの間の管路中の雰囲気を制御すること
があり、また追加のポンプまたは同じ真空ポンプ１２８
が使用されてレーザ管１０２と補助容積１２６の間の管
路を直接または補助容積１２６を通じて排気することも
ある。

【００３５】管１０２内の所定の量のガス混合物は好適
には、プロセッサ１１６に命令を与えるアルゴリズムに
より、全圧の放出のためにレーザ管１０２から補助容積
１２６に放出される（第０９／７８０，１２０号特許出
願参照）。この同じ補助容積１２６は、上記の引用によ
って本出願の記載に援用される、第０９／７３４，４５
９号特許出願に記載されているような、部分、ミニ、ま
たはマクロ・ガス置換（macro-gas replacement)操作で
使用されてもよい。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い区画室を含む（ '４
５９号特許出願参照）といったような追加の弁組立体を
通じてレーザ管１０２に接続されるガス処理ユニット１
０６には、１％のＦ_２：９９％のＮｅ（または５％のＦ
_２：９５％のＮｅ、またはその他の混合物）を含む予混
合ガス（premix）Ａを注入するためのガス管路と、Ｆ_２
レーザの場合ヘリウム及び／またはネオンのバッファ・
ガスを注入するための別のガス管路が含まれてもよい。
すなわち、弁組立体を介して予混合ガスＡを管１０２に
注入することによって、（例えば、Ｆ_２レーザの場合）
レーザ管１０２中のフッ素濃度を補充することができ
る。従って、注入された量に対応するある量のガスが放
出される。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てもよい。新規充填、
部分及びミニ・ガス置換及びガス注入処理、たとえば強
化された及び通常のマイクロ・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、レーザ管１０２、補助容積１２６及び真空ポン
プ１２８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。

【００３６】次に、レーザ管１０２から補助容積１２６
へ正確かつ精密にガスを放出するための、本発明による
例示方法が説明される。注目されることは、レーザ管１
０２への注入を含む、ガスを正確かつ精密に補充するた
めの同様の処置は好適には、重要な出力ビーム・パラメ
ータが、各ガス注入によって変化したとしてもごくわず
かで、あまり大きく変動しないような少量のガスを注入
するために使用される。例えば、レーザ管１０２中のフ
ッ素濃度を示すパラメータを監視するプロセッサ１１６
は、プロセッサ１１６がレーザ管１０２中のガス混合物
のハロゲン濃度を増大させるときであると判断するとき
マイクロ・ハロゲン注入（micro-halogen injection)
（μＨＩ）を開始することができる（好適なガス補充操
作のさらに詳細な説明は '４５９号特許出願に述べられ
ている）。

【００３７】本出願の好適実施例による好適な全圧の放
出に関して、プロセッサ１１６は圧力放出の時間である
ことを決定する。次にプロセッサ１１６は、補助容積１
２６が所定の圧力になるまでか、または弁を開くべき既
知の流量と時間により、管１０２と容積１２６の間の弁
を開き、管１０２から容積１２６にガスが流れるように
する信号を送信する。次に弁が閉じる。好適には、放出
後の管１０２中の圧力は、管１０２の圧力計によって
か、または放出されたガスの既知の量と放出前に管内に
あったガスの量とを用いて計算することによって決定さ
れる。次に真空ポンプ１２８と補助容積１２６の間の弁
が好適には開かれ、容積１２６中のガスをその容積から
排出できるようにする。

【００３８】放出前の管内の圧力が３バール（ｂａｒ）
で、補助容積中の圧力が、例えば放出後約３ｂａｒに増
大するように放出が行われた場合、放出の結果としての
管１０２中の圧力低下は０．５×［（補助容積１２６の
容積）／４２，０００］ｂａｒである。特定の全圧の放
出または追加アルゴリズムは第０９／７８０，１２０号
特許出願に記載されている。

【００３９】上記の計算はプロセッサ１１６によって行
われ、どれだけの量のガスが放出されたかをさらに精密
に決定し、あるいは放出の前に、プロセッサ１１６によ
って受信される情報に基づきかつ／または事前プログラ
ムされた基準に基づいてどれだけの量のガスを放出すべ
きかということに関するプロセッサ１１６による計算に
よって補助容積１２６中の圧力を設定することができ
る。好適には、補助容積１２６は、ほぼゼロの圧力近似
が使用されるか、または容積１２６の内部の圧力を測定
する圧力計によって測定される圧力が非常に低くなるよ
うに排気（pump down)される。さらに正確にするため、
管１０２中と補助容積１２６中のガスの温度の差の補正
がやはりプロセッサ１１６によって行われるか、または
補助容積中の温度は、例えばレーザ管１０２中の温度に
事前設定される。

【００４０】上記で説明されたように、容積１２６のよ
うな補助容積が１つより多く存在し、その各々が容積空
間のような異なった特性を有することができる。例え
ば、１つがガス置換処置用で、もう１つが全圧の放出用
の２つの区画室が存在してもよい。放出されるべきガス
の量の融通性をより一層大きくし、様々なガス操作アル
ゴリズムに対応して駆動電圧範囲を調整するため２つよ
り多い区画室が存在してもよい（ '４５９号特許出願参
照）。

【００４１】ガス混合物の寿命は、本出願で説明される
ガス補充処置を使用することによって有利に増大させる
ことができる。以下の議論は、これらは本出願と同じ譲
受人に譲渡されている米国特許出願第０９／４４７，８
８２号、第０９／７３４，４５９号及び／または第０９
／７８０，１２０号、及び／また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６，２１２，２１４
号の何れかの説明によって補足することができる。

【００４２】レーザ・ガス混合物は、初め本出願で「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０９／５１３，０
２５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０．００３％〜
１．００％の範囲であり、好適には約０．１％である。
希ガスまたは他の追加ガス添加物が、上記で引用によっ
て本出願の記載に援用される第０９／５１３，０２５号
特許出願で説明されるように、エネルギー安定性の増大
とオーバーシュート制御のため及び／または減衰器とし
て追加されてもよい。特に、Ｆ_２レーザの場合、キセノ
ン、クリプトン及び／またはアルゴンの添加を使用する
ことができる。混合物中のキセノンまたはアルゴンの濃
度は０．０００１％〜０．１％の範囲である。ＡｒＦ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クリプトンの添加を使用する
ことができる。ＫｒＦレーザの場合、やはり０．０００
１％〜０．１％の間の濃度を有するキセノンまたはアル
ゴンの添加を使用することができる。本出願の好適実施
例は特にＦ_２レーザと共に使用することに関連している
が、ＡｒＦ、ＫｒＦ、及びＸｅＣｌエキシマ・レーザと
いった他のシステムの帯域幅を制御するために全圧に対
する調整が行われることもある。

【００４３】例えば１００リットルのレーザ管１０２中
の総ガス容積に対する注入毎に、例えば２０〜６０ミリ
リットルのバッファ・ガスまたはハロゲン・ガス、バッ
ファ・ガス及び活性希ガス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
ゲン注入を含むハロゲン及び希ガス注入、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（valv
e network)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。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
びん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、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（これらは各々本出
願と同じ譲受人に譲渡されている）、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むこ
とができる。

【００４４】ガスの放出という形態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、全圧調整の後にレーザ管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が行われる。全圧調整はガ
ス補充操作の後で行われることもあり、圧力調整が組み
合わせて行われない場合より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。

【００４５】ガス置換操作が行われることがあり、これ
は、上記で引用によって本出願の記載に援用される第０
９／７３４，４５９号特許出願に記載されているよう
に、例えば、だいたい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少ない
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、または部分的な新規充填操
作と呼ばれる。一例として、直接または、注入されるガ
スの量を調節する小さな区画室を含むような追加弁組立
体を通じて（ '４５９号特許出願参照）レーザ管１０２
に接続されるガス処理ユニット１０６は、１％のＦ_２：
９９％のＮｅを含む予混合ガスＡを注入するガス管路
と、ＫｒＦレーザの場合１％のＫｒ：９９％のＮｅを含
む予混合ガスＢを注入する別のガス管路とを含むことが
できる。ＡｒＦレーザの場合予混合ガスＢはＫｒの代わ
りにＡｒを有し、Ｆ_２レーザの場合予混合ガスＢは使用
されないであろう。すなわち、予混合ガスＡと予混合ガ
スＢを弁組立体を介して管１０２に注入することによっ
て、（例えばＫｒＦレーザの場合）レーザ管１０２中の
フッ素とクリプトンの濃度がそれぞれ補充される。次
に、注入された量に対応するある量のガスが放出され
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／または弁を使用することができる。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
いった強化された及び通常のマイクロ・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。こうし
た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。

【００４６】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与えられ、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発明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（primary line）λ_１だけを選択する
ために使用できるものもあり、また全圧を制御すること
によって提供されるものに追加の狭線幅化を備えるため
に使用することもできるものもある。光学モジュール１
１０中に含まれる例示狭線幅化光学装置には、ビーム拡
大器（beam expander)、上記で引用によって本出願の記
載に援用される特許出願第０９／７１５，８０３号で説
明されているエタロンまたはその他のような任意の干渉
計装置（optional interferometric device)、屈折型ま
たは反射屈折型光リソグラフィ撮像システムで使用され
るような狭帯域レーザに対して比較的高い分散度を生じ
る回折格子が含まれる。上記で言及されたように、前部
光学装置にも同様に狭線幅化光学装置が含まれることが
ある（各々本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
号特許出願参照）。

【００４７】全反射型撮像システム（all-reflective i
maging system)で使用されるような半狭帯域レーザ（se
mi-narrow band laser）の場合、回折格子を高反射率ミ
ラーによって置換し、分散プリズム（dispensive pris
m）によって低度の分散を生じさせることができる。半
狭帯域レーザは通常１ｐｍを越える出力ビーム線幅を有
し、レーザ・システムによってはレーザの特性広帯域幅
（characteristic broadband bandwidth）に応じて１０
０ｐｍ程度になることがある。

【００４８】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式であり、共振器の受け入れ角度
（acceptance angle）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、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、各々本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０９／７７１，３
６６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。回折格子は狭帯域幅を達成するためにビーム
を分散させることと、かつ好適にはビームをレーザ管の
方向に逆反射（retroreflecting)して戻すことの両方の
目的で使用することができる。また、高反射率ミラーが
回折格子の後に位置決め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
り多いエタロンが使用されることもある。

【００４９】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、多くの代替光学装置構
成を使用することができる。この目的のために、米国特
許第４，３９９，５４０号、第４，９０５，２４３号、
第５，２２６，０５０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ＤＥ２９８ ２２ ０９０．３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にも
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。

【００５０】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に
よる他の方法で出力結合されることもあり、この場合光
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。光学制御モジュール１１４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
または再設定（reconfiguration)手順を開始するなどに
よって光学モジュール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）。

【００５１】好適実施例は特に、レーザ管１０２中のガ
ス混合物の、全圧の放出及び増大を含む、ガス処理処置
を使用することによってレーザ管１０２中の全圧を調整
するよう構成されたエキシマ及び分子フッ素レーザ・シ
ステムに関する。ハロゲン及び希ガスの濃度は、ＫｒＦ
及びＡｒＦエキシマ・レーザの場合はレーザ管中のハロ
ゲン、希ガス及びバッファ・ガスの量を、そして分子フ
ッ素レーザの場合はハロゲン及びバッファ・ガスの量を
補充するためのガス補充操作によってレーザ操作の間一
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中にあると同じ所定の比に維持される
ものである。さらに、上記で言及された'８８２号特許
出願から理解されるようなμＨＩといったガス注入操作
は有利にマイクロ・ガス置換処置に修正され、出力レー
ザ・ビームのエネルギーの増大は全圧の低減によって補
償されるようにすることができる。それと対照的に、ま
たは代替的に、従来のレーザ・システムは、出力ビーム
のエネルギーが所定の望ましいエネルギーの値になるよ
うに入力駆動電圧を低下させるものである。本方法で
は、駆動電圧は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
るガス混合物のアウトプットの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
規充填の間の時間を延長する一方でさらにＨＶ_opt付近
の非常に小さい範囲内で動作できるようになる。

【００５２】レーザ・チャンバ１０２は分子フッ素及び
１つかそれ以上のバッファ・ガスを含むレーザ・ガス混
合物を収容し、この際、以下さらに詳細に論じられるよ
うに、全圧を所定の圧力に調整してレーザ放出の帯域幅
を調整することができる。好適かつ有利には、好適実施
例はレーザ共振器中に追加の狭線幅化光学装置を有さな
い、あるいはλ_１≒１５７．６３０９４ｎｍで主輝線
（main line)を選択し、Ｆ_２レーザによって自然に放出
されうる１５７ｎｍ付近の他のいかなる輝線をも抑制す
るための輝線選択光学装置（line-selection optics)だ
けが含まれる。従って、１つの実施例では、光学モジュ
ール１１０は高反射共振ミラーだけを有し、光学モジュ
ール１１２は部分反射型共振反射器だけを有する。別の
実施例では、１５７ｎｍ付近の他の（すなわち、λ_１以
外の）輝線の抑制は出力結合器によって行われ、この出
力結合器は部分反射内部表面を有し、複屈折材料のブロ
ックまたはコーティングを有するＶＵＶ透過性ブロック
から作られており、これらはいずれも干渉及び／または
複屈接（birefringence)のため周期的である伝送スペク
トルを有し、λ_１で最大値、２次輝線で最小値を有す
る。別の実施例では、分散プリズム（１つまたは複数）
のような簡単な光学装置が、λ_１で主輝線を狭線幅化す
るためではなく輝線選択のためにだけ使用される。好適
実施例の有利なガス混合物組成により、追加光学装置を
使用してλ_１で自走主輝線（free-runningmain line）
を狭線幅化することなく例えば約５ｐｍまたは０．５ｐ
ｍ未満の狭帯域幅を得るとが可能となる。

【００５３】プロセッサ１１６は診断モジュール１１８
の分光計から帯域幅の値を受信し、ガス処理モジュール
１０６と共に放電チャンバ１０２中の全圧を制御して安
定で選択された帯域幅の出力ビームを提供する。レーザ
・ガス混合物は初めに新規充填の間レーザ・チャンバ１
０２に充填される。好適実施例による非常に安定なエキ
シマ・レーザ用のガス組成は、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。好適には、放電チャンバ１０
２中で、Ｎｅ中に５％（またはそれ未満）のＦ_２を含
み、残りのバッファ・ガスとしてＨｅを有する混合物が
使用される。ガス全圧はレーザの帯域幅を調整するため
に有利にも約１５００〜４０００ｍｂａｒの間で調整可
能である。全圧はさらに、１５００ｍｂａｒ未満からお
そらく１０００ｍｂａｒ程度、またはさらに低く低減さ
れることがある。レーザ管１０２中の分子フッ素の量が
最適な予め選択された量から変化しないように全圧を調
整するために、Ｈｅバッファ・ガスの分圧が好適には調
整される。

【００５４】図３は、高解像度真空エタロン分光計によ
って測定されたＦ_２レーザの自然帯域幅を示す。分光計
はｆ＝約０．１ｐｍの装置関数（apparatus function）
を有していた。図３のグラフを作成するデータを測定す
るために使用されたレーザ・システムはＦ_２（Ｎｅ中５
％）：残りはＨｅ（balance He）のもので、その際全圧
は約３０００ｍｂａｒであった。単一放出輝線（single
emission line）のスペクトル幅あるいは帯域幅は図３
のグラフ中に示されるデータから０．６ｐｍ+/-０．１
ｐｍであると決定され、測定されたビームのエネルギー
は１０ｍＪであった。このエネルギーはほぼフォトリソ
グラフィ・アプリケーションで望ましいものであるが、
帯域幅は望ましい範囲を越えている。

【００５５】図４は、図３のグラフを得るために使用さ
れたものと同じまたは同様の高解像度エタロン分光計、
及びＣＣＤアレイを使用した、１５００ｍｂａｒ〜４０
００ｍｂａｒの圧力範囲内での帯域幅のガス混合物全圧
依存性を示す。様々なＦ_２含有率を有する４つのガス混
合物が使用された。すなわち、第１のものは約２０ｍｂ
ａｒＦ_２（Ｎｅ中５％）、第２のものは約５０ｍｂａｒ
Ｆ_２（Ｎｅ中５％）、第３のものは約８０ｍｂａｒＦ_２
（Ｎｅ中５％）、第４のものは約１００ｍｂａｒ（Ｎｅ
中５％Ｆ_２）を有し、ガス混合物中の残りのガスはＨｅ
バッファ・ガスであった。図４の縦軸はＣＣＤアレイ上
のピクセル（pixel)で測定されるが、測定される対応す
る帯域幅は分光計の分散解像度（dispersive resolutio
n)が約０．０８２ｐｍ／ピクセルであることに基づいて
容易に決定される。全圧が低下すると帯域幅が縮小され
る一般的な傾向は図４において容易に観察される。

【００５６】図４のグラフの観察から圧力依存性はほぼ
ｄ（帯域幅）／ｄ（全圧）≒０．１ｐｍ／ｂａｒであっ
た。縦軸に関しては、８．５ピクセルが約０．７０ｐｍ
の帯域幅に相当し、７．０ピクセルは約０．５８ｐｍ
に、そして、１０ピクセルは約０．８２ｐｍに相当す
る。こうした予備データから、好適には約５０ｍｂａｒ
Ｆ _２（Ｎｅ中５％）：残りはＨｅ（すなわち約９５０ｍ
ｂａｒのＨｅ）のガス混合物中において１０００ｍｂａ
ｒの全圧を使用して０．４ｐｍ未満の帯域幅が達成され
ることが予想される。ガス混合物において２ｂａｒの全
圧を使用して約０．５ｐｍまたはそれ未満の帯域幅が達
成される。図３及び図４の両方で例示されるように、３
ｂａｒのガス圧力で約０．６ｐｍの帯域幅が達成され
る。

【００５７】図５は、キャビティ内狭線幅化光学装置
（intracavity line-narrowing optics)を使用するＦ_２
レーザの狭線幅化された帯域幅を示す。Ｆ_２レーザの共
振器中で使用されるキャビティ内狭線幅化光学装置は約
０．１５ｐｍ未満の非常に狭い帯域幅を可能にした。ビ
ームのエネルギーは約１ｍＪまで低減されたが、これは
フォトリソグラフィ・アプリケーションの場合望ましい
値より低い。第０９／７１５，８０３号特許出願に記載
のエタロンまたは他のもののような干渉計装置、または
回折格子、またはグリズム、または分散プリズムとの組
み合わせで好適には分散される前に発散を低下させビー
ムを拡大するためのビーム拡大器を使用するもののよう
な、上記で説明されたキャビティ内狭線幅化光学装置が
使用されて，例えば１０００〜２５００ｍｂａｒの低い
全圧を使用することの代わりに、またはそれとの組み合
わせで、選択されたＦ_２レーザ放出輝線を狭線幅化し、
非常に狭い帯域幅を達成する。本出願の好適実施例で
は、上記の低圧力は単独で、すなわちキャビティ内狭線
幅化なしでか、またはそれとの組み合わせで使用され
る。どちらの場合でも、放電への入力電気エネルギーが
同じである場合出力エネルギーは低下する。低圧力とキ
ャビティ内狭線幅化光学装置の両方を使用する場合、エ
ネルギーはこれらの両方の要因によって低下する。

【００５８】図６は、Ｆ_２レーザの場合のパルス・エネ
ルギーのＦ_２分圧への依存性を例示する。パルス・エネ
ルギー対Ｆ_２分圧のグラフを作成するために使用される
Ｆ_２レーザのガス混合物の全圧は１６００ｍｂａｒでほ
ぼ一定に維持された。図６中のグラフはＦ_２分圧が非常
に低い場合、パルス・エネルギーはかなり低いことを示
している。しかし、１００ｍｂａｒＮｅ中の５％Ｆ_２を
越えた後はガス混合物にフッ素を追加してもパルス・エ
ネルギーはそれほど増大しない。１００ｍｂａｒのＮｅ
中の５％Ｆ_２を含み残りがＨｅである１６００ｍｂａｒ
の全圧で約５．５ｍＪのパルス・エネルギーが達成され
た。

【００５９】図７は、全圧３０２０ｍｂａｒ、８０ｍｂ
ａｒＮｅ中の５％Ｆ_２と、全圧１５１０ｍｂａｒ、４０
ｍｂａｒＮｅ中の５％Ｆ_２とでの選択されたＦ_２レーザ
放出輝線の線幅つまり帯域幅のグラフを示す。ＣＣＤア
レイ上のピクセルで測定された帯域幅が示されており、
これは上記で図４を参照して説明されたようにｐｍ単位
の帯域幅に比例する。図７が示すところによれば、帯域
幅は３０２０ｍｂａｒの全圧に対して１５１０ｍｂａｒ
の全圧で大きく縮小しているが、しかし、レーザ放電電
極への入力動作高電圧に対する帯域幅の感知可能な依存
性は存在しない。周知のように、レーザ・パルスの出力
エネルギーは駆動電圧（ＨＶ）が増大するに連れて増大
する。全圧が、例えば１５１０ｍｂａｒまで低下すると
きにこうむるパルス・エネルギーの低下は、好適実施例
により駆動電圧をより高いレベルに増大することによっ
て補償することができる。上記で説明されたパルサ及び
電源回路は追加の電力を供給するよう修正されよう。

【００６０】図８は、レーザ・ガス混合物が１５００ｍ
ｂａｒ及び３０２０ｍｂａｒであるときのパルス放電の
反復率の関数としてのＦ_２レーザ・ビームの出力パワー
のグラフを示す。図８が示すところによれば、８０ｍｂ
ａｒＦ_２（Ｎｅ中５％）：２９４０ｍｂａｒのＨｅとい
うガス混合物による２００Ｈｚでの出力パワーは、１０
０ｍｂａｒＦ_２（Ｎｅ中５％）：１４００ｍｂａｒのＨ
ｅというガス混合物によるものより４倍大いが、一方５
０Ｈｚでは、パワーの差はもっと小さい。しかし、５０
Ｈｚ、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ及び２００Ｈｚの各周波
数での差は約４倍であるように思われる。１〜２ｋＨｚ
以上といったより高い反復率では、この４倍の差はさら
に大きなパワーの差になる結果となろう。

【００６１】上記で言及されたように、このパワーの低
下の一部または全ては、放電回路の修正を必要とすると
しても、駆動電圧を増大することによって補償される。
高電圧を増大する代わり、または高電圧を増大させるこ
とと組み合わせて、Ｆ_２レーザ・システム全体は好適実
施例により発振器の後に増幅器を含むことができる。増
幅器自体は、例えば１００ｍｂａｒＦ_２（Ｎｅ中５％）
と混合された１４００〜３４００ｍｂａｒのＨｅバッフ
ァのガス混合物によって充填された放電管であってもよ
い。別の実施例では、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０
９／７９１，４３０号で説明されているように、図１及
び図２に示されるシステムの電極１０３は、７６．２〜
１０１．６ｃｍ（３０〜４０インチ）またはそれ以上と
いった、７１．１２ｃｍ（２８インチ）の長さより大き
い長さに延長されることがある。別の実施例では、Ｆ_２
レーザの低全圧及び／あるいはキャビティ内狭線幅化光
学装置により帯域幅は有利に約０．５ｐｍまたはそれ未
満である一方で、エネルギーを、例えば約１０ｍＪとい
った望ましいエネルギーまで高めるために、部分反射出
力結合ミラー（partially reflecting outcoupling mir
ror)の反射率（reflectivity）を増大させることがあ
り、またパルス・エネルギーを増大させるこれら及び／
またはその他の方法の組み合わせが使用されることがあ
る。

【００６２】図９は、ガス混合物中のＦ_２の分圧とガス
混合物の全圧とに対するＦ_２レーザ自然放出の選択され
た輝線の帯域幅の依存性を示す。１５００ｍｂａｒの全
圧での帯域幅は明らかに、２５００ｍｂａｒ、３０００
ｍｂａｒ及び４０００ｍｂａｒの各々での帯域幅より低
い。例えば、１５００ｍｂａｒ全圧では帯域幅は約６．
７〜７ピクセル（０．５５ｐｍ〜０．５８ｐｍ）である
が、一方４０００ｍｂａｒ全圧での帯域幅は約９〜９．
９ピクセル（０．７４ｐｍ〜０．８１ｐｍ）である。ま
た図９が示すところによれば、Ｆ_２分圧に対する帯域幅
の依存性はほとんどないが、ガス混合物の全圧に対する
帯域幅の依存性は高いことが明らかに観察される。

【００６３】図１０は、ガス組成に対するＦ_２レーザの
自然放出の帯域幅を示すが、ここでは混合物中のＮｅの
量を変えて全圧が変えられた。図１０は、以前に図４及
び図９で観察され上記で説明されたようにＮｅ分圧に対
する帯域幅の依存性は少ないか全く存在せず、全圧に対
して高い依存性が存在することを示す。図１１は、引用
によって本出願の記載に援用される関連参考文献の一覧
と、これらの参考文献の著者によって測定された帯域幅
の表を示す。

【００６４】分子フッ素レーザ管内におけるバッファ・
ガスまたはガス全圧に対する帯域幅の依存性が、有利に
もガス混合物中のバッファ・ガスが減少するに従って減
少するものであることが示され、特に図４、図９及び図
１０を参照して上記で説明された。すなわち、レーザ管
内のバッファ・ガスの分圧はレーザ放出の帯域幅を調整
するために調整することができる。好適実施例では、バ
ッファ・ガス圧力はエキシマ・レーザ管内の通常の全圧
未満に維持され、これは、上記で説明されたように、例
えば３ｂａｒ〜５ｂａｒに維持され、約１ｂａｒの全圧
の低減によって帯域幅は約０．１ｐｍだけ縮小する。

【００６５】ガス組成及び供給技術の変形は、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４，９
７７，５７３号及び第６，１５７，６６２号及び米国特
許出願第０９／５１３，０２５号、第０９／４４７，８
８２号及び第０９／４１８，０５２号で説明されてい
る。ガス混合物中のフッ素の濃度は０．０５ｍｂａｒ〜
３０ｍｂａｒの範囲であり、好適には約３ｍｂａｒであ
る。ハロゲン及び希ガス注入、全圧調整及びガス置換の
処置は、好適には真空ポンプ１２８と、弁管路網と、１
つかそれ以上のガス区画室１２６とを含むガス処理モジ
ュール１０６（図１〜図２参照）を使用して行われる。
ガス処理モジュール１０６は、ガス容器、タンク、かん
及び／またはびんに接続されたガス管路を介してガスを
受け取る。本出願で特に説明されているもの以外の、好
適実施例の好適なガス処理及び／または補充処置は、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０
９／７３４，４５９号、及び第０９／５１３，０２５号
（これらは各々本出願と同じ譲受人に譲渡されてい
る）、及び米国特許第５，９７８，４０６号、第６，０
１４，３９８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。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、微量（tr
acs amount）の希ガス（１つまたは複数）を追加してエ
ネルギーを増強し、またさらに好適にはレーザのエネル
ギー安定性及び／またはオーバーシュート制御を増強す
るために希ガス供給源が含まれることがある。

【００６６】上記で論じられたように、好適には劣化し
やすい共振器中の狭線幅化光学装置がなく、代替的には
単一の輝線（すなわち、λ_１）を選択するための光学装
置だけが使用されてもよい。しかし、狭線幅化光学装置
は、レーザ・チャンバ中の全圧を調整／低減することに
よって行われる狭線幅化及び／あるいは帯域幅チューニ
ングと組み合わせたさらなる狭線幅化のために使用され
ることがある。例えば、自然帯域幅は、バッファ・ガス
分圧を１０００〜１５００ｍｂａｒに低下させることに
よって０．５ｐｍに調整することができる。帯域幅はさ
らに、共振器内または共振器の外部の何れかの狭線幅化
光学装置を使用して０．２ｐｍまたはそれ以下に低減す
ることができる。従って、使用されうる狭線幅化光学装
置の一般的な説明が上記でなされている。

【００６７】上記及び下記の全ての実施例では、分散型
またはビーム拡大器の何れかのプリズム、何らかのエタ
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の出力放出波長のような２００ｎｍ未満の
波長で高透過性である材料である。この材料はまた、最
小の劣化作用で紫外線の長期照射に耐えることができる
ものである。こうした材料の例にはＣａＦ_２、Ｍｇ
Ｆ_２、ＢａＦ_２、ＬｉＦ及びＳｒＦ_２があるが、ＣａＦ
_２が一般に好適であり、場合によっては石英またはフッ
素ドープ石英（fluorine-doped quartz)が使用されるこ
ともある。また、どの実施例でも、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の寿命を延ば
すために１つかそれ以上の光学表面上に反射防止被覆を
有することができる。

【００６８】例えば上記で記載されたもののような狭線
幅化発振器の後にパワー増幅器が置かれ、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−増幅器のセットアップの好適な特徴は、原出
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６０／２２８，１８４号に記載されている。増幅器は
放電チャンバ１０２（図１〜図２参照）と同じかまたは
別個のものである。増幅器での放電のタイミングを発信
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。
特に本出願の好適実施例に関連して、分子フッ素レーザ
発振器は、例えば０．５ｐｍ未満といった非常に狭い帯
域幅を達成するためには他の場合であれば、使用される
であろう光学装置なしで、λ_１での非常に狭い帯域の放
出を発生する有利なガス全圧またはガス組成を有する。
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、非常に狭い帯域幅のビーム（例えば、０．５ｐ
ｍ未満）が高パワー（少なくとも数ワット〜１０ワット
以上）で達成されるので、１０ｍＪ、０．６ｐｍ未満の
１５７ｎｍレーザ・パルスが高度な非常に狭い帯域幅の
狭線幅化光学装置なしで達成され、あるいは、こうした
光学装置を使用すれば０．２ｐｍまたはそれ未満の帯域
幅のレーザ・パルスが得られる。

【００６９】図１２は、放電管中のガスの全圧ｐ（全
圧）の関数として放出レーザ放射線の帯域幅の依存性を
明らかに示す。帯域幅（ＦＷＨＭ）は４０００ｍｂａｒ
での１より大きい値から２０００ｍｂａｒ未満の圧力で
の０．５（ｐｍ）未満まで低下する。

【００７０】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ものではない。
すなわち、実施例は制限的なものではなく例示的なもの
であるとみなされるべきであり、当業者によって、特許
請求の範囲に記載の本発明の範囲とその同等なものから
離れることなしに、これらの実施例において変形がなさ
れうることが理解されよう。

【００７１】さらに、以下の方法の請求項（method cla
im）では、操作は選択された印刷の順序に配列されてい
る。しかし、この順序は、ステップの特定の順序が明記
されているかあるいは当業者によって必要と認められる
請求項以外は、印刷上の便宜のために選択されそのよう
に配列されたものであって、操作を行う何らかの特定の
順序を意味することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】好適実施例による分子フッ素レーザ・システム
を示す図である。

【図２】好適実施例による補助容積を含む分子フッ素レ
ーザ・システムを示す図である。

【図３】高解像度真空エタロン分光計によって測定され
たＦ_２レーザの自然帯域幅を示す図である。

【図４】図３のスペクトルを得るために使用される高解
像度エタロン分光計とＣＣＤアレイを使用して１５００
ｍｂａｒ〜４０００ｍｂａｒの圧力範囲内での帯域幅の
圧力への依存性を示す図である。

【図５】キャビティ内狭線幅化光学装置を使用するＦ_２
レーザの狭線幅化された帯域幅を測定する高解像度ＶＵ
Ｖエタロン分光計のフリンジ・パターンを示す図であ
る。

【図６】Ｆ_２レーザ用パルス・エネルギーのＦ_２分圧へ
の依存性を示す図である。

【図７】レーザ放電電極への入力動作高電圧に対して帯
域幅の感知可能な依存性がないことを示す図である。

【図８】パルス放電の反復率の関数としてのＦ_２レーザ
・ビームの出力パワーを示す図である。

【図９】ガス混合物中のＦ_２の分圧とガス混合物の全圧
に対するＦ_２レーザ自然放出の帯域幅の依存性を示す図
である。

【図１０】混合物中のＮｅの量が変化し全圧が変化した
ガス混合物に対するＦ_２レーザの自然放出の帯域幅依存
性を示す図である。

【図１１】関連参考文献と、これらの参考文献の著者に
よって測定された帯域幅の表を一覧表示する図である。

【図１２】全圧の関数として帯域幅（ＦＷＨＭ）を示す
図である。

【符合の説明】

１０２…レーザ・チャンバ １０４…放電回路 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…レーザ制御用コンピュータ（プロセッサ） １１８…診断モジュール １２０…撮像システム及び／または被加工物へのレーザ
出力 １２２…ビーム・スプリッタ 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（手持ち式端末）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス フォグラー ドイツ連邦共和国，37085 ゲティンゲン, リエヒテンバルダー シュトラーセ 13 (72)発明者 ライナー パエツェル ドイツ連邦共和国，37127 ドランスフェ ルト，ボルデラー ベルク 18 Ｆターム(参考） 5F071 AA04 HH01 HH05 JJ05 JJ10

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子フッ素レーザによって放出されるレ
   ーザ・ビーム帯域幅調整方法であって、前記レーザが、
   分子フッ素と少なくとも１つのバッファ・ガスとを含む
   ガス混合物によって充填された放電管（１０２）と、該
   放電管内の電極（１０３）と、該電極に接続され前記ガ
   ス混合物に電圧を印加するためのパルス放電回路（１０
   ４）とを具備し、前記方法が、前記ガス混合物の全圧を
   ３０００ｍｂａｒ未満に調整するステップを含むレーザ
   ・ビーム帯域幅調整方法。
2. 【請求項２】 前記調整するステップが、前記ガス混合
   物の全圧を２５００ｍｂａｒ未満に調整するステップを
   含む請求項１に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方法。
3. 【請求項３】 前記調整するステップが、前記ガス混合
   物の全圧を２０００ｍｂａｒ未満に調整するステップを
   含む請求項１に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方法。
4. 【請求項４】 前記調整するステップが、前記ガス混合
   物の全圧を１５００ｍｂａｒ未満に調整するステップを
   含む請求項１に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方法。
5. 【請求項５】 前記調整するステップが、前記ガス混合
   物の全圧を１０００ｍｂａｒ未満に調整するステップを
   含む請求項１に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方法。
6. 【請求項６】 前記レーザ・ビームの自然帯域幅が調整
   される請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ・ビ
   ーム帯域幅調整方法。
7. 【請求項７】 前記フッ素レーザの放出輝線が輝線選択
   光学装置（１１０、１１２）によって選択される請求項
   １に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方法。
8. 【請求項８】 前記パルス放電回路（１０４）が、前記
   レーザのパルスがフォトリソグラフィ処理のために望ま
   しいエネルギーを有するような電圧パルスを供給する電
   源を含む請求項１に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方
   法。
9. 【請求項９】 前記レーザのパルスが少なくとも約１０
   ｍＪのエネルギーを有する請求項１に記載のレーザ・ビ
   ーム帯域幅調整方法。
10. 【請求項１０】 前記レーザの共振器内ＵＶ放出の照射
    を受ける狭帯域幅化光学装置を利用しない請求項１〜９
    のいずれか１項に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整方
    法。
11. 【請求項１１】 前記帯域幅が０．６ｐｍ未満である請
    求項１〜１０のいずれか１項に記載のレーザ・ビーム帯
    域幅調整方法。
12. 【請求項１２】 前記レーザのパルスのエネルギーを増
    強するために増幅器が利用される請求項１〜１１のいず
    れか１項に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記レーザのパルスのスペクトル情報
    を測定するために診断モジュール（１１８）が使用さ
    れ、該スペクトル情報がプロセッサ（１１６）に入力さ
    れ、該プロセッサ（１１６）が、前記スペクトル情報中
    に含まれる情報に基づいて前記ガス混合物を調整するた
    めにガス処理ユニット（１０６）を制御する請求項１〜
    １２のいずれか１項に記載のレーザ・ビーム帯域幅調整
    方法。
14. 【請求項１４】 分子フッ素と少なくとも１つのバッフ
    ァ・ガスとを含むガス混合物によって充填された放電管
    （１０２）と、該放電管（１０２）内の電極（１０３）
    と、該電極（１０３）に接続されて前記ガス混合物に電
    圧を印加するパルス放電回路（１０４）と、を具備する
    分子フッ素レーザ・システムであって、前記放電管（１
    ０２）内の前記ガス混合物が約２５００ｍｂａｒ未満の
    全圧を有する分子フッ素レーザ・システム。
15. 【請求項１５】 前記ガス混合物の前記全圧が約２００
    ０ｍｂａｒ未満である請求項１４に記載の分子フッ素レ
    ーザ・システム。
16. 【請求項１６】 前記ガス混合物の前記全圧が約１５０
    ０ｍｂａｒ未満である請求項１４に記載の分子フッ素レ
    ーザ・システム。
17. 【請求項１７】 前記ガス混合物の前記全圧が約１００
    ０ｍｂａｒ未満である請求項１４に記載の分子フッ素レ
    ーザ・システム。