JP2002151761A - Reference light source for fluorine laser - Google Patents

Reference light source for fluorine laser

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JP2002151761A
JP2002151761A JP2000345180A JP2000345180A JP2002151761A JP 2002151761 A JP2002151761 A JP 2002151761A JP 2000345180 A JP2000345180 A JP 2000345180A JP 2000345180 A JP2000345180 A JP 2000345180A JP 2002151761 A JP2002151761 A JP 2002151761A
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light source
reference light
electrodes
wavelength
discharge
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Application number
JP2000345180A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Kitagawa
鉄也 北川
Tomoyoshi Arimoto
智良 有本
Masaki Yoshioka
正樹 吉岡
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reference light source for stabilizing a wavelength in a practical fluorine laser device when the fluorine laser device is used as a light source of a projection aligner for a stepper or scan exposure, etc. SOLUTION: This reference light source for fluorine laser has an emission spectrum near to a laser-light wavelength emitted from a fluorine laser device and is used to stabilize the oscillated wavelength of the laser light emitted therefrom by using the emission spectral line. It is provided with a window member 3 on one end of an almost cylindrical discharging container 1 that radiates a vacuum ultraviolet light, and the container 1 contains at least either of bromine molecular and bromine compound as a light emitting substance, as well as a rare gas as a starting buffer gas. Furthermore, a pair of band-like electrodes 4a and 4b are arranged on the outer surface of the container 1, apart from each other in the lengthwise direction of the container 1 in a manner that its side is surrounded.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光の発振波
長を安定化するための基準光源ランプに関し、特に、波
長157nmの光を発振するフッ素レーザ装置用基準光
源に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reference light source lamp for stabilizing the oscillation wavelength of laser light, and more particularly to a reference light source for a fluorine laser device which emits light having a wavelength of 157 nm.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体回路の微細化、高集積化につれ、
投影露光装置では解像度の向上が要請されている。この
ため、光源から放出される露光光の短波長化が進められ
ており、半導体リソグラフィ用光源としては、従来の水
銀ランプの放射波長(365nm)より短波長の光を放
出するArFエキシマレーザ装置が採用されている。こ
のArFエキシマレーザ装置は発振波長193nm、ス
ペクトル幅数0.5pmであるが、最近では、より発振
波長が短いフッ素(分子)レーザ装置が次世代の光源と
して注目されている。このフッ素レーザ装置は発振波長
157nm(厳密には、157.6299nm)、スペ
クトル幅0.2pmである。
2. Description of the Related Art As semiconductor circuits become finer and more highly integrated,
The projection exposure apparatus is required to improve the resolution. For this reason, the exposure light emitted from the light source has been shortened in wavelength, and as a light source for semiconductor lithography, an ArF excimer laser device that emits light having a wavelength shorter than the emission wavelength (365 nm) of a conventional mercury lamp has been used. Has been adopted. This ArF excimer laser device has an oscillation wavelength of 193 nm and a spectral width of 0.5 pm. Recently, a fluorine (molecule) laser device having a shorter oscillation wavelength has attracted attention as a next-generation light source. This fluorine laser device has an oscillation wavelength of 157 nm (strictly, 157.6299 nm) and a spectrum width of 0.2 pm.

【0003】このようなArFエキシマレーザ装置およ
びフッ素レーザ装置は、放電動作中の発振波長が変動す
るため、レーザ装置としては発振波長を所定値に維持す
るための波長安定化制御が必要になる。安定化のレベル
は、ArFエキシマレーザ装置の場合で±0.05n
m、フッ素レーザ装置ではそれ以下の精度で要求され
る。そして、このような波長安定化制御を行うために
は、レーザ装置からの発振波長を測定する手段が必要に
なる。通常は、放射光が安定である(発光波長が変動し
ない)基準光源を使って、この基準光源からの放射光と
被測定光(レーザ光)を所定時間ごとに比較すること
で、当該比較値のズレをもって、被測定光の波長のズレ
を検知する方法が用いられている。
Since the oscillation wavelength of the ArF excimer laser device and the fluorine laser device fluctuate during the discharge operation, the laser device needs wavelength stabilization control for maintaining the oscillation wavelength at a predetermined value. The level of stabilization is ± 0.05 n in the case of an ArF excimer laser device.
m, a fluorine laser device is required with an accuracy lower than that. In order to perform such wavelength stabilization control, means for measuring the oscillation wavelength from the laser device is required. Normally, by using a reference light source whose emission light is stable (the emission wavelength does not fluctuate), the emission light from this reference light source is compared with the light to be measured (laser light) at predetermined time intervals. A method of detecting the deviation of the wavelength of the light to be measured with the deviation is used.

【0004】図9にArFエキシマレーザ装置の波長測
定装置を示す。基準光源から基準光が放射され、この基
準光はシャッターAを経てビームスプリッタに入射し、
さらにエタロン、集光レンズを経て光検出器としてのリ
ニアセンサ(CCD)に入射する。リニアセンサ上には
干渉縞(フリンジ)を形成し、このフリンジの位置デー
タから基準光源の放射光の線幅、中心波長を認識する。
FIG. 9 shows a wavelength measuring device of an ArF excimer laser device. Reference light is emitted from the reference light source, and the reference light enters the beam splitter through the shutter A,
Further, the light enters a linear sensor (CCD) as a photodetector via an etalon and a condenser lens. An interference fringe (fringe) is formed on the linear sensor, and the line width and center wavelength of the radiated light of the reference light source are recognized from the position data of the fringe.

【0005】次に、シャッターAを閉じて、ArFエキ
シマレーザからの波長193.4nm近傍の被測定光
(レーザ光)を入射開口、シャッターB、反射鏡を経
て、さらに凹面反射鏡、エタロンに導く。そして、エタ
ロンで多重干渉された被測定光が集光レンズを経てリニ
アセンサ(CCD)上に照射される。このリニアセンサ
上では、前記基準光源の場合と同様にフリンジが形成さ
れ、基準光源の場合と同様にCCD上に形成される位置
データから被測定光の線幅や中心波長が算出される。
Next, the shutter A is closed, and the light to be measured (laser light) having a wavelength of about 193.4 nm from the ArF excimer laser is guided through the entrance aperture, the shutter B, and the reflecting mirror, and further to the concave reflecting mirror and the etalon. . Then, the light to be measured, which is multiply interfered by the etalon, is irradiated on a linear sensor (CCD) via a condenser lens. On this linear sensor, a fringe is formed as in the case of the reference light source, and the line width and the center wavelength of the light to be measured are calculated from the position data formed on the CCD as in the case of the reference light source.

【0006】なお、基準光源は波長変動が起きにくいの
で、一度だけ測定するか、あるいは事前に装置内のコン
ピュータ等に認識させておけば、レーザ動作開始後にお
ける定期的な測定は不要と考えられる。しかし、レーザ
動作の経過時間に伴って、エタロンにおける空気の屈折
率が変動し、ミラーの位置が微妙に変動する等の理由に
より、リニアセンサ上の干渉縞の位置も微妙に変化す
る。つまり、基準光源の放射光は変動しないが、測定系
において変動が生じるため、基準光源の測定も定期的、
あるいは頻繁に必要になる。つまり、エタロンやミラー
の状態が変化したとしても、その状態における基準光源
により形成される位置データとArFレーザ装置のレー
ザ光で形成される位置データを比較することでレーザ光
の発振波長のズレを測定することができるわけである。
Since the wavelength of the reference light source does not easily change, it is considered that periodic measurement after the start of the laser operation is unnecessary if the measurement is performed only once or if a computer or the like in the apparatus recognizes it beforehand. . However, the position of the interference fringes on the linear sensor also slightly changes due to the reason that the refractive index of air in the etalon fluctuates with the elapse of the laser operation and the position of the mirror slightly fluctuates. In other words, the emitted light of the reference light source does not fluctuate, but fluctuates in the measurement system.
Or you will need it frequently. In other words, even if the state of the etalon or the mirror changes, the deviation of the oscillation wavelength of the laser light can be obtained by comparing the position data formed by the reference light source and the position data formed by the laser light of the ArF laser device in that state. It can be measured.

【0007】上記従来例はArFエキシマレーザ装置の
場合について説明したが、フッ素レーザ装置についても
同様であって、発振レーザ光の波長安定化のためには基
準光源を使った制御が必要となる。特に、フッ素レーザ
装置の場合は、発振波長がArFエキシマレーザよりも
さらに短い真空紫外域であり、透過する気体媒質の温度
などによる密度の揺らぎ起因する屈折率の変化によっ
て、波長が微妙に変化して観測される恐れがあること、
線幅が小さく、発振波長のズレの許容度も小さいこと、
からフッ素レーザ装置の発振波長にきわめて近い波長の
光を放出する基準光源が必要となる。
Although the above-described conventional example has been described for the case of an ArF excimer laser device, the same applies to a fluorine laser device, and control using a reference light source is required to stabilize the wavelength of the oscillating laser light. In particular, in the case of a fluorine laser device, the oscillation wavelength is in a vacuum ultraviolet region shorter than that of the ArF excimer laser, and the wavelength slightly changes due to a change in refractive index caused by density fluctuation due to a temperature of a transmitting gaseous medium. May be observed
The line width is small and the tolerance for the deviation of the oscillation wavelength is small.
Requires a reference light source that emits light having a wavelength very close to the oscillation wavelength of the fluorine laser device.

【0008】ここで、フッ素レーザ装置の基準光源につ
いては、例えば、特開2000−249600号に説明
されており、この文献には、発光物質として炭素
(C)、鉄(Fe)、ナトリウム(Na)、フッ素
(F)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(A
l)、アルゴン(Ar)、カルシウム(Ca)、スカン
ジウム(Sc)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、
ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ゲルマニウム(G
e)、砒素(As)、臭素(Br)、白金(Pt)を使
うことが開示されている。
Here, the reference light source of the fluorine laser device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-249600. In this document, carbon (C), iron (Fe), sodium (Na) ), Fluorine (F), magnesium (Mg), aluminum (A
l), argon (Ar), calcium (Ca), scandium (Sc), chromium (Cr), manganese (Mn),
Nickel (Ni), copper (Cu), germanium (G
e), arsenic (As), bromine (Br), and platinum (Pt) are disclosed.

【0009】しかしながら、この文献の開示は、波長1
57nm近辺に僅かでも発光の可能性が見出せる原子を
単に羅列したにすぎず、発光強度を考慮して、実用上有
効な発光原子を特定しているものではない。言い方を変
えれば、ここに開示された原子を発光物質として選択し
て基準光源を作ったとしても、当該選択された原子によ
る発光ではその光強度が低すぎるか、あるいは他の波長
との相対強度が低いため、半導体製造装置である投影露
光装置(ステッパーやスキャン露光)の光源として使う
フッ素レーザ装置の基準光源として十分に利用できるも
のではない。また、この文献には放電ランプの構造や形
状について何ら記載するものではなく、どのような構造
や形状が基準光源として優れているか開示するものでも
ない。
However, the disclosure of this document discloses that the wavelength 1
It is merely a list of atoms that can possibly emit light even in the vicinity of 57 nm, and does not specify a practically effective light-emitting atom in consideration of the light-emission intensity. In other words, even if a reference light source is made by selecting the atoms disclosed herein as a luminescent substance, the light intensity of the light emitted by the selected atoms is too low, or the relative intensity with another wavelength. Therefore, it cannot be sufficiently used as a reference light source of a fluorine laser device used as a light source of a projection exposure apparatus (stepper or scan exposure) which is a semiconductor manufacturing apparatus. Further, this document does not disclose any structure or shape of the discharge lamp, nor does it disclose what structure or shape is excellent as a reference light source.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、波長157.6299nmの光
を放出するフッ素レーザ装置の波長安定化用の基準光源
であって、フッ素レーザ装置をステッパーやスキャン露
光等の投影露光装置の光源として使う場合にその基準光
源として実用性のあるものを提供することである。
An object of the present invention is to provide a reference light source for stabilizing the wavelength of a fluorine laser device that emits light having a wavelength of 157.6299 nm. It is an object of the present invention to provide a practical light source as a reference light source when used as a light source of a projection exposure apparatus such as a scanner or scan exposure.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の基準光源は、フッ素レーザ装置より出射
されるレーザ光の波長に近い発光スペクトルを有し、こ
の発光スペクトル線を利用してフッ素レーザ装置からの
レーザ光の発振波長を安定化させるためのフッ素レーザ
用基準光源であり、さらに基準光源は、概略円筒状の放
電容器の一端に真空紫外光を放射する窓部材を有すると
ともに、容器内には、発光物質として臭素と始動用バッ
ファガスとしての希ガスを有し、この放電容器の外面に
は、その側面を取巻くような概略帯状の一対の電極が放
電容器の長手方向に互いに離間して配置することを特徴
とする。
In order to solve the above problems, a reference light source of the present invention has an emission spectrum close to the wavelength of laser light emitted from a fluorine laser device, and utilizes this emission spectrum line. A reference light source for a fluorine laser for stabilizing the oscillation wavelength of the laser light from the fluorine laser device, the reference light source further having a window member for emitting vacuum ultraviolet light at one end of a substantially cylindrical discharge vessel. In the container, there are bromine as a luminescent substance and a rare gas as a buffer gas for starting, and on the outer surface of the discharge container, a pair of generally band-shaped electrodes surrounding the side surface is arranged in the longitudinal direction of the discharge container. It is characterized by being arranged apart from each other.

【0012】さらに、請求項2に係る発明は、前記一対
の電極のうち、前記窓部材側に配置された電極が、電気
的にグランドに接続したことを特徴とする。さらに、請
求項3に係る発明は、前記一対の電極のうち、前記窓部
材側に設けられた電極の面積が、他方の電極の面積より
大きくなるようにしたことを特徴とする。さらに、請求
項4に係る発明は、前記一対の外部電極間に形成される
放電空間の内径が、外部電極を取付けた部分に対応する
放電空間の内径の1/2以下であることを特徴とする。
さらに、請求項5に係る発明は、前記一対の外部電極
同士の間隔が、5mm以上150mm以下であることを
特徴とする。
Further, the invention according to claim 2 is characterized in that, of the pair of electrodes, an electrode arranged on the window member side is electrically connected to ground. Furthermore, the invention according to claim 3 is characterized in that, of the pair of electrodes, an area of the electrode provided on the window member side is larger than an area of the other electrode. Further, the invention according to claim 4 is characterized in that the inner diameter of the discharge space formed between the pair of external electrodes is not more than の of the inner diameter of the discharge space corresponding to the portion where the external electrodes are attached. I do.
Further, the invention according to claim 5 is characterized in that an interval between the pair of external electrodes is 5 mm or more and 150 mm or less.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の発明では、フッ素(F2)レーザ装
置の基準光源として、第一に発光物質として臭素原子を
利用することが有効であることを見出し、第二に放電容
器とその外面に配置された電極の構造、形状を特定した
ことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, it is found that it is effective to use a bromine atom as a luminescent material as a reference light source of a fluorine (F2) laser device. The structure and shape of the arranged electrodes are specified.

【0014】上記第一の点について、放電容器内に、臭
素分子あるいは臭素化合物という形で臭素を封入するこ
とにより、放電プラズマ中に臭素励起原子が多数発生さ
せ、この臭素励起原子からF2レーザの波長に近い所望
の発光スペクトルが効率良く得られ、放電容器の窓部材
を通じて外部に放射光を取り出すことができる。特に、
臭素原子の発光スペクトルは157.6387nmであ
り、フッ素レーザの発振波長である157.6299n
mに極めて近く、また、臭素原子はその他の原子に比べ
て、この発光波長に高い光強度を有するので、他の原子
に比較しても実用性は十分に有している。
Regarding the first point, by enclosing bromine in the form of bromine molecules or bromine compounds in the discharge vessel, a large number of bromine-excited atoms are generated in the discharge plasma. A desired emission spectrum close to the wavelength can be efficiently obtained, and emitted light can be extracted to the outside through the window member of the discharge vessel. In particular,
The emission spectrum of the bromine atom is 157.6387 nm, which is the oscillation wavelength of the fluorine laser of 157.6299 n.
m, and the bromine atom has a higher light intensity at this emission wavelength than other atoms, so that it has sufficient practicality as compared with other atoms.

【0015】第二の点について、放電容器の全体形状を
概略円筒状として、その一端に窓部材を設けるととも
に、外側電極は放電容器の外側側面を取巻くように円筒
状(帯状)のものを放電容器の長手方向に互いに離間さ
せて密着させている。このような構造により、放電容器
内で発生する放電プラズマからの発光を円筒の中心軸か
らから窓を通しで光を取り出す場合に、放電プラズマ内
に光学的に最も明るい位置を円筒状の放電容器のほぼ中
心付近に安定に発生させることができ、この光学的に最
も明るい位置を容易に見積もることができるので、後段
のレンズあるいはスリット等の光学系とも関連させて、
これらの位置調整を容易に行うことができる。また、外
部電極型構造とすることで放電容器に電極棒を導入する
ような構造が不要となり、放電容器を完全な気密封止と
することができる。このため、従来のランプに見られる
ような封入ガスのリークや封止部でのクラックの発生な
どの問題を良好に解決することができ、結果として長時
間安定な発光を得ることができる。
Regarding the second point, the entire shape of the discharge vessel is substantially cylindrical, a window member is provided at one end thereof, and the outer electrode is formed by discharging a cylindrical (strip-like) one surrounding the outer side surface of the discharge vessel. The containers are closely spaced apart from each other in the longitudinal direction of the container. With such a structure, when light emission from the discharge plasma generated in the discharge vessel is extracted from the center axis of the cylinder through a window, the optically brightest position in the discharge plasma is set in the cylindrical discharge vessel. Can be generated stably in the vicinity of the center, and since the optically brightest position can be easily estimated, in connection with an optical system such as a lens or a slit at the subsequent stage,
These position adjustments can be easily performed. In addition, the external electrode type structure eliminates the need for a structure for introducing the electrode rod into the discharge vessel, and the discharge vessel can be completely hermetically sealed. For this reason, problems such as leakage of the sealed gas and generation of cracks in the sealing portion as seen in conventional lamps can be solved satisfactorily, and as a result, stable light emission can be obtained for a long time.

【0016】次に、請求項2に係る発明では、一対の電
極のうち窓部材側に設けた電極を電気的にグランドとす
るので、窓部材近傍の放電容器の外面に、金属フランジ
等の他の金属部品が接触した場合であっても、当該金属
部品と電極間で不所望な放電の発生が抑えられる。
Next, in the invention according to claim 2, since the electrode provided on the window member side of the pair of electrodes is electrically grounded, the outer surface of the discharge vessel in the vicinity of the window member is provided with another metal flange or the like. Even when the metal parts contact, the occurrence of undesired discharge between the metal parts and the electrodes can be suppressed.

【0017】さらに、請求項3に係る発明では、上記請
求項2の場合と同様に、窓部材近傍に金属部品が接触し
た場合に、金属部品と電極間で不所望な放電の発生がよ
り一層抑えられる。
Further, in the invention according to the third aspect, similarly to the case of the second aspect, when the metal component comes into contact with the vicinity of the window member, generation of an undesired discharge between the metal component and the electrode is further increased. Can be suppressed.

【0018】さらに、請求項4に係る発明では、一対の
外部電極間に形成される放電空間の内径が、外部電極を
取付けた部分に対応する放電空間の内径の1/2以下と
したことによって、放電容器内で発生する放電プラズマ
からの発光を円筒の中心軸からから窓を通して光を取り
出す場合に、放電プラズマ内に光学的に最も明るい位置
を容易に特定でき、かつその位置において所望の発光ス
ペクトル強度を増加することができる。
Further, in the invention according to claim 4, the inner diameter of the discharge space formed between the pair of external electrodes is set to be not more than 1/2 of the inner diameter of the discharge space corresponding to the portion where the external electrodes are attached. When light emitted from the discharge plasma generated in the discharge vessel is extracted from the center axis of the cylinder through a window, the optically brightest position in the discharge plasma can be easily specified, and the desired light emission at that position The spectral intensity can be increased.

【0019】さらに、請求項5に係る発明では、前記一
対の外部電極同士の間隔が、5mm以上150mm以下
としたことによって、放電容器内で発生する放電プラズ
マの抵抗成分が外部電極同士の間隔に比例して変化し、
基準光源として要求される電力範囲内において、ランプ
入力電力を容易に設定でき、かつランプ入力の微調整が
可能である。ここで5mm未満では、電極同士の沿面放
電による短絡の恐れがあり、150mmを越えると臭素
原子が電子を捕獲しやすいため、放電の始動電圧が必要
以上に高くなる。
Further, in the invention according to claim 5, the distance between the pair of external electrodes is set to 5 mm or more and 150 mm or less, so that the resistance component of the discharge plasma generated in the discharge vessel is reduced to the distance between the external electrodes. Change proportionally,
Within the power range required as the reference light source, the lamp input power can be easily set and the lamp input can be finely adjusted. If the distance is less than 5 mm, a short circuit may occur due to creeping discharge between the electrodes. If the distance exceeds 150 mm, bromine atoms easily capture electrons, and the discharge starting voltage becomes unnecessarily high.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明のフッ素(F2)レ
ーザ装置の発振レーザ光を制御するための基準光源を示
す。放電容器1は本体ケース2と窓部材3から構成され
る。本体ケース2は概略円筒形状をしており、例えば、
ホウケイ酸ガラスから形成される。窓部材3は容器内部
で生成した真空紫外光を取り出すためのもので合成石英
ガラスからなる概略円盤状部材が本体ケース2の一端を
塞ぐように取付けられる。ここで、本体ケース2の一端
2aは、窓部材3との接着を容易にするために、熱膨張
係数を少しずつ変化させたガラスを段継ぎに接続してい
る。なお、本体ケース2は合成石英ガラスにより形成す
ることが可能であり、この場合には窓部材3と同一材料
であるため、段継ぎ構造を採用することなく直接接着す
ることで気密封止構造を形成できる。また、本体ケース
2はソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミナ珪酸ガラス
なども利用でき、窓部材3は合成石英ガラス以外にフッ
化マグネシウムを採用することができる。この場合、フ
ッ化マグネシウムは結晶構造の異方性から結晶方向によ
り膨張係数が異なるので、この方向を考慮して本体ケー
スと封着することで熱衝撃性を緩和できるという利点が
ある。放電容器について、数値例をあげると、長さ15
0mm、外径20mm、厚さ1mmである。
FIG. 1 shows a reference light source for controlling the oscillation laser light of a fluorine (F2) laser device according to the present invention. The discharge vessel 1 includes a main body case 2 and a window member 3. The main body case 2 has a substantially cylindrical shape.
Formed from borosilicate glass. The window member 3 is for extracting vacuum ultraviolet light generated inside the container, and is attached so that a substantially disk-shaped member made of synthetic quartz glass closes one end of the main body case 2. Here, one end 2a of the main body case 2 is connected to a step joint of glass whose thermal expansion coefficient is slightly changed to facilitate adhesion to the window member 3. The main body case 2 can be formed of synthetic quartz glass. In this case, since the main body case 2 is made of the same material as the window member 3, the hermetic sealing structure is obtained by directly bonding without employing a step joint structure. Can be formed. The main body case 2 can also use soda-lime glass, lead glass, alumina silicate glass, or the like, and the window member 3 can use magnesium fluoride in addition to synthetic quartz glass. In this case, since magnesium fluoride has a different expansion coefficient depending on the crystal direction due to the anisotropy of the crystal structure, there is an advantage that thermal shock resistance can be reduced by sealing the magnesium fluoride with the main body case in consideration of this direction. A numerical example of a discharge vessel has a length of 15
0 mm, outer diameter 20 mm, thickness 1 mm.

【0021】本体ケース2の外表面には、一対の概略帯
状の電極4(4a、4b)が巻き付けられており、この
電極4(4a、4b)からの接続線が交流電源5に接続
される。この電極4(4a、4b)は、後述するように
放電容器2の長手方向に対して互いに離間するように配
置して、一方の電極が窓部材3に近く、他方の電極は窓
部材3から離れているという構造を形成する。電極4
は、例えば、銅、アルミニウムからなるもので薄膜状の
ものが本体ケース2に密着する形で巻き付けられる。ま
た、あらかじめ型成形した金属部材を取り付け、接着剤
あるいは、ネジ固定してもよい。数値例をあげると、電
極4の幅はともに10mmであり、電極4aと放電容器
の端部との距離約20mm、電極4bと窓部材3との距
離50mmである。電極間の距離は、後述するが、5m
m以上150mm以下の範囲から選択される。
A pair of generally band-shaped electrodes 4 (4a, 4b) are wound around the outer surface of the main body case 2, and connection wires from the electrodes 4 (4a, 4b) are connected to an AC power supply 5. . The electrodes 4 (4a, 4b) are arranged so as to be separated from each other in the longitudinal direction of the discharge vessel 2 as described later, and one electrode is close to the window member 3 and the other electrode is from the window member 3. Form a structure that is separated. Electrode 4
For example, a thin film made of copper and aluminum is wound around the main body case 2 in close contact therewith. Alternatively, a metal member that has been molded in advance may be attached and fixed with an adhesive or a screw. To give a numerical example, the width of each of the electrodes 4 is 10 mm, the distance between the electrode 4 a and the end of the discharge vessel is about 20 mm, and the distance between the electrode 4 b and the window member 3 is 50 mm. The distance between the electrodes will be described later.
It is selected from the range of m or more and 150 mm or less.

【0022】放電容器1の内部には、発光成分として臭
素分子またはその化合物、点灯始動用バッファガスとし
て希ガスが封入される。一例をあげると、臭素分子また
はその化合物は、臭素原子が、例えば0.015μmo
l/ccとなるように封入され、希ガスはアルゴンが
2.67kPa封入される。このランプを点灯すると、
電極4aと電極4b間に放電プラズマ6が形成される。
放電容器全体に均一に放電プラズマが形成される場合も
あるが、この例では、放電プラズマが狭窄した形が示さ
れている。なお、臭素化合物は臭化水素(HBr)、臭
化アンモニウム(NH4Br)、臭化エチレン(CH2
2)、臭化エチル(CH3Br)という形で封入でき
る。
The inside of the discharge vessel 1 is filled with bromine molecules or a compound thereof as a light emitting component, and a rare gas as a buffer gas for starting lighting. As an example, a bromine molecule or a compound thereof has a bromine atom of, for example, 0.015 μmo.
The rare gas is filled with 2.67 kPa of argon. When this lamp is turned on,
Discharge plasma 6 is formed between electrode 4a and electrode 4b.
In some cases, the discharge plasma is uniformly formed in the entire discharge vessel, but in this example, the discharge plasma is narrowed. The bromine compounds include hydrogen bromide (HBr), ammonium bromide (NH 4 Br), and ethylene bromide (CH 2 B).
r 2 ) and ethyl bromide (CH 3 Br).

【0023】次に、放電容器2が円筒状である点、窓部
材3が放電容器の一端に設けられている点、概略帯状の
電極が放電容器の外面に設けられた点について説明す
る。図2(a)は、図1に示した放電容器の窓部材側に
金属フランジ20、フィルタF、スリットSLが配置さ
れる。金属フランジ20は放電容器20を取付けて固定
するためのものであって、フィルタFは所望のスペクト
ル線のみを選択するためのものであって、スリットSL
は図6で示す光学系に向けて良好に放射光を導くための
ものである。スリットSLから光は図6に示す光学系に
導かれる。図2(b)は電極4の任意の位置における断
面図を示す。
Next, the point that the discharge vessel 2 is cylindrical, the point that the window member 3 is provided at one end of the discharge vessel, and the point that the generally strip-shaped electrode is provided on the outer surface of the discharge vessel will be described. In FIG. 2A, a metal flange 20, a filter F, and a slit SL are arranged on the window member side of the discharge vessel shown in FIG. The metal flange 20 is for mounting and fixing the discharge vessel 20, and the filter F is for selecting only a desired spectral line, and has a slit SL
Is for guiding the emitted light satisfactorily toward the optical system shown in FIG. Light is guided from the slit SL to the optical system shown in FIG. FIG. 2B is a cross-sectional view of the electrode 4 at an arbitrary position.

【0024】一対の電極4a、4bに所定の高周波電圧
を印加することにより、放電容器2の内部で放電プラズ
マ6が発生する。この放電プラズマは、電極間隔、ガス
圧、高周波電圧の選び方のより、図に示すように、電極
4a、4b間で放電が狭窄した形として実現することが
できる。このような放電形態の場合には、図中×で示す
部分を光学的に最も明るい位置とみなすことができる。
なお高周波電圧としては、周波数領域としては、商用周
波数である50Hz〜100MHz程度まで可能であ
り、電圧波形についても、正弦波、矩形波、フライバッ
クによるパルス点灯、あるいはバースト点灯なども可能
である。そして、この光学的に最も明るい位置を基準と
して放電容器とスリットSLの位置関係を調整すること
で、スリットSLに入射する光束量を最大になるように
決めることができる。
When a predetermined high-frequency voltage is applied to the pair of electrodes 4a and 4b, a discharge plasma 6 is generated inside the discharge vessel 2. This discharge plasma can be realized as a form in which the discharge is narrowed between the electrodes 4a and 4b, as shown in the figure, depending on how to select the electrode interval, gas pressure, and high-frequency voltage. In the case of such a discharge mode, the portion indicated by x in the figure can be regarded as the optically brightest position.
The high-frequency voltage can be in the frequency range of about 50 Hz to 100 MHz, which is a commercial frequency, and the voltage waveform can be a sine wave, a rectangular wave, pulse lighting by flyback, burst lighting, or the like. Then, by adjusting the positional relationship between the discharge vessel and the slit SL with reference to the optically brightest position, the amount of light flux incident on the slit SL can be determined to be the maximum.

【0025】そして、放電容器20と電極4の両方が概
略円筒形であることから、放電容器内では全周囲から均
等に電圧が印加されているものとみなすことができ、放
電容器20と電極4の構造のみから光学的に最も明るい
位置×の位置を容易に決定することができる。つまり、
(b)図を参照すると、断面円形の中心に光学的に最も
明るい位置×が形成されるので、窓部材3の中心の基準
に位置合わせすることができる。このことはフッ素レー
ザ装置に使う基準光源の形状として、放電容器が円筒状
であること、窓部材が放電容器の一端に設けられている
こと、概略帯状の電極が放電容器の外面を取巻くように
設けたことが有利であることを意味する。
Since both the discharge vessel 20 and the electrode 4 are substantially cylindrical, it can be considered that a voltage is uniformly applied from all around the discharge vessel. The position of the optically brightest position x can be easily determined from only the structure of. That is,
(B) Referring to the figure, the optically brightest position x is formed at the center of the circular section, so that the window member 3 can be aligned with the center reference. This means that the shape of the reference light source used in the fluorine laser device is such that the discharge vessel is cylindrical, the window member is provided at one end of the discharge vessel, and the roughly band-shaped electrode surrounds the outer surface of the discharge vessel. This means that the provision is advantageous.

【0026】また、図2においては、金属フランジ20
が窓部材3に配置され、窓部材3に近い側の電極4bが
接地されている。このため放電容器3を金属フランジ2
0で安定に固定配置できるとともに、金属フランジ20
は通常接地されているので、金属フランジ20と電極4
bの間での不所望な放電の発生を抑えることができる。
つまり、電極4a、4b間で安定な放電を維持させるこ
とができる。このことは、フランジ内に挿入されている
窓材と円筒放電容器の一部がシールされている場合に、
シール部近傍に不所望な放電が発生し、シール部が侵さ
れ、気密性を損なうことを回避できる。また、金属フラ
ンジでない場合であっても、他の金属部品が窓部材3の
近傍に配置されることは多く、このような場合に同様な
理由で有効である。
Also, in FIG.
Are arranged on the window member 3, and the electrode 4b on the side close to the window member 3 is grounded. Therefore, the discharge vessel 3 is connected to the metal flange 2.
0 and the metal flange 20
Is normally grounded, so that the metal flange 20 and the electrode 4
It is possible to suppress the occurrence of an undesired discharge during the period b.
That is, stable discharge can be maintained between the electrodes 4a and 4b. This means that if the window material inserted into the flange and part of the cylindrical discharge vessel are sealed,
It is possible to prevent an undesirable discharge from being generated in the vicinity of the seal portion, thereby eroding the seal portion and impairing the airtightness. Even if it is not a metal flange, other metal parts are often arranged in the vicinity of the window member 3, and it is effective in such a case for the same reason.

【0027】さらに、図3に示すように、電極4bが接
地されていて、電極4bの幅を電極4aに比べて大きく
することが、上述した点についてより効果的である。こ
れは、窓部材3に近い側の電極4bを接地したとして
も、金属フランジ20の表面積が電極4bの表面積より
も大きい場合に、電極4aから飛んでくる電子は、電極
4bにおいて捕獲されるのではなく、金属フランジ20
に向けて飛んでしまい、その結果、窓部材3に蓄積する
ことがあるからである。窓部材3が帯電することは気密
性を損なう等の理由で好ましくなく、本願発明は窓部材
3に近い側の電極4bの面積を大きくすることでこのよ
うな問題を解決することができる。一例をあげると電極
4aが10mmに対して、電極4bが50mmである。
Further, as shown in FIG. 3, it is more effective in terms of the above points that the electrode 4b is grounded and the width of the electrode 4b is made larger than that of the electrode 4a. This is because even if the electrode 4b on the side close to the window member 3 is grounded, if the surface area of the metal flange 20 is larger than the surface area of the electrode 4b, electrons flying from the electrode 4a will be captured by the electrode 4b. Not the metal flange 20
This is because they may fly toward the window member 3 and accumulate in the window member 3 as a result. It is not preferable that the window member 3 is charged because airtightness is impaired, and the present invention can solve such a problem by increasing the area of the electrode 4b closer to the window member 3. For example, the electrode 4a is 10 mm and the electrode 4b is 50 mm.

【0028】次に、放電空間の内径を部分的に小さくす
る点について説明する。図4は、本発明の基準光源の実
施例であって、放電容器2の一部に細管部を設けて放電
空間の内径を小さくした構造を示すもので、その他の構
造は基本的に図2に示したものと同一である。具体的に
は、外部電極4a、4bが設けられた部分に対応する放
電容器の部分30a、30bと、その間に細管部31を
形成することで構成されている。
Next, the point of partially reducing the inner diameter of the discharge space will be described. FIG. 4 shows an embodiment of the reference light source of the present invention, which shows a structure in which a small tube portion is provided in a part of the discharge vessel 2 to reduce the inner diameter of the discharge space. Are the same as those shown in FIG. Specifically, it is configured by forming portions 30a and 30b of the discharge vessel corresponding to portions where the external electrodes 4a and 4b are provided, and a thin tube portion 31 therebetween.

【0029】このように、放電容器の中で部分的に小径
部を形成する狙いは、放電プラズマ中で励起される臭素
原子の密度を上げ、(1)見かけ上の光源の大きさを小
さくすることと、(2)より高い照度を得るためであ
る。これら2つの要求を満足するには、効率良く励起臭
素原子を生成するための放電プラズマを最適な電子温度
すること、単位体積あたりの励起臭素原子の密度を上げ
ることを同時に達成しなければならない。ここで、放電
プラズマの電子温度を最適にするには、ガス圧と管内径
の積をある定数K[Pa・cm]にすることで決定され
る。従って、見かけ上の光源の大きさを小さくかつ明る
くするためには、管内径を小さくし、最適な電子温度と
なるように、ガス圧をK/D[Pa]とすることで決定す
ることが可能である。
As described above, the purpose of partially forming the small diameter portion in the discharge vessel is to increase the density of bromine atoms excited in the discharge plasma and (1) reduce the apparent size of the light source. And (2) to obtain higher illuminance. In order to satisfy these two requirements, it is necessary to simultaneously achieve the optimum electron temperature of the discharge plasma for efficiently generating excited bromine atoms and increase the density of excited bromine atoms per unit volume. Here, to optimize the electron temperature of the discharge plasma, it is determined by setting the product of the gas pressure and the inner diameter of the tube to a certain constant K [Pa · cm]. Therefore, in order to make the apparent size of the light source smaller and brighter, it is necessary to reduce the inner diameter of the tube and set the gas pressure to K / D [Pa] so as to obtain an optimum electron temperature. It is possible.

【0030】そして、このような場合であっても、細管
部31の端部付近を光学的に最も明るい位置×とみなす
ことができ、窓部材3の外側に配置したレンズLによ
り、この光学的に最も明るい位置×がスリットSL1上
に結像する。つまり、前記と同じように、細管部31の
端部にできる光学的に最も明るい位置×の位置を容易に
見積もることができ、レンズやスリットとの位置調整を
容易に行うことができる。なお、この形態の放電容器の
場合に図2、図3に示す構造のようにレンズを設けるこ
となくスリットだけ設ける光学系にも適用でき、図2、
図3の構造においてレンズを設ける光学系にも適用でき
る。ようは、レンズの有無は波長測定の光学系の問題で
あり、基準光源の構造に影響するものではない。
Even in such a case, the vicinity of the end of the thin tube portion 31 can be regarded as the optically brightest position X, and this optical position is determined by the lens L disposed outside the window member 3. The brightest position x forms an image on the slit SL1. That is, similarly to the above, the position of the optically brightest position x that can be formed at the end of the thin tube portion 31 can be easily estimated, and the position adjustment with the lens and the slit can be easily performed. In addition, in the case of the discharge vessel of this embodiment, the present invention can be applied to an optical system in which only a slit is provided without providing a lens as in the structure shown in FIGS.
The present invention can be applied to an optical system provided with a lens in the structure of FIG. As described above, the presence or absence of the lens is a problem of the optical system for measuring the wavelength, and does not affect the structure of the reference light source.

【0031】さらに、図5(a)(b)は基準光源の他
の実施例を示す。この実施例では、放電容器の細管が極
めて短いか、あるいは小径部が短い場合に光学的に最も
明るい位置×が小径部と略同じ大きさに決定される状態
を示している。このような小径部の短い構造は、自己吸
収のおそれのある励起原子・分子からの発光について、
自己吸収によるスペクトル線幅の広がりの影響を極力少
なくする有効な手段である。
FIGS. 5A and 5B show another embodiment of the reference light source. This embodiment shows a state where the optically brightest position x is determined to be approximately the same size as the small diameter portion when the narrow tube of the discharge vessel is extremely short or the small diameter portion is short. Such a short structure with a small diameter part allows light emission from excited atoms and molecules that may be self-absorbing.
This is an effective means for minimizing the influence of the spread of the spectral line width due to self-absorption.

【0032】次に、他の放電容器の構造を説明する。図
6には、図2〜図5に示す構造と異なり、電極が配置さ
れた部分に対向する放電空間の内径全体が小さい構造を
示す。このような構造においては、放電プラズマ6は放
電空間の内部全体に均一に広がっており、狭窄する形態
をとらなくても、光学的に最も明るい位置×が放電プラ
ズマ6内に形成される。この構造においても、この光学
的に最も明るい位置×の位置を考慮して、窓部材3をレ
ンズLやスリットSLとの関係で最適な位置に配置させ
ることができ、前記実施例の場合と同様の効果を期待で
きる。この実施例のように放電空間の内径より窓部材3
が大きい場合には、光学的に最も明るい位置×を点光源
とみなした場合、大きな立体角を見込むことができ、よ
り多くの光を取り出すことができる。
Next, the structure of another discharge vessel will be described. FIG. 6 shows a structure different from the structures shown in FIGS. 2 to 5 in that the entire inner diameter of the discharge space facing the portion where the electrodes are arranged is small. In such a structure, the discharge plasma 6 is uniformly spread throughout the inside of the discharge space, and an optically brightest position x is formed in the discharge plasma 6 without taking a narrowed form. Also in this structure, the window member 3 can be arranged at an optimal position in relation to the lens L and the slit SL in consideration of the position of the optically brightest position x, as in the case of the above embodiment. The effect of can be expected. As in this embodiment, the window member 3 is located at the inner side of the discharge space.
Is large, when the optically brightest position x is regarded as a point light source, a large solid angle can be expected, and more light can be extracted.

【0033】次に、電極同士の距離について説明する。
図10は、本発明のランプの等価回路を示した一例であ
る。電極と放電容器を構成する誘電体は、一種のコンデ
ンサとみなすことができる。さらに電極4a、4b間に
おいて発生する放電プラズマは、抵抗成分Rとみなすこ
とができる。つまり、本発明のランプは、電極4aで形
成されるコンデンサCaと電極4bで形成されるコンデ
ンサCbと放電プラズマの抵抗成分Rの直列接続によっ
て構成されている。C0は放電プラズマによる容量であ
り、Ca、Cbに比較して小さいことからここでは無視
する。ここで、電極4a、4bの間隔を変えるとCa,
Cbは変化せず、放電プラズマの抵抗成分Rのみが変化
する。したがって電極間に印加する電圧を一定に保持し
て、電極間の間隔を広げると放電プラズマへの電気入力
は下がり、電極に印加する電圧を電極間の間隔に比例し
て増加すると放電プラズマへの電気入力も増加する。本
発明者らは、上述した等価回路の考え方より、この発明
に係る基準光源は、放電容器の外径5〜40mm、厚み
0.5mmから2mm程度の場合に、電極間距離が5〜
150mmの範囲で光学的に最も明るい位置の大きさと
良好な光出力が得られることを確認している。
Next, the distance between the electrodes will be described.
FIG. 10 is an example showing an equivalent circuit of the lamp of the present invention. The electrodes and the dielectric constituting the discharge vessel can be regarded as a kind of capacitor. Further, the discharge plasma generated between the electrodes 4a and 4b can be regarded as the resistance component R. That is, the lamp of the present invention is configured by connecting the capacitor Ca formed by the electrode 4a, the capacitor Cb formed by the electrode 4b, and the resistance component R of the discharge plasma in series. C0 is the capacity due to the discharge plasma, and is ignored here because it is smaller than Ca and Cb. Here, when the distance between the electrodes 4a and 4b is changed, Ca,
Cb does not change, and only the resistance component R of the discharge plasma changes. Therefore, when the voltage applied between the electrodes is held constant and the distance between the electrodes is increased, the electric input to the discharge plasma decreases, and when the voltage applied to the electrodes is increased in proportion to the distance between the electrodes, the electric power applied to the discharge plasma decreases. Electric input also increases. Based on the concept of the equivalent circuit described above, the present inventors have found that the reference light source according to the present invention has a distance between electrodes of 5 to 40 mm when the outer diameter of the discharge vessel is 5 to 40 mm and the thickness is about 0.5 to 2 mm.
It has been confirmed that the size of the optically brightest position and good light output can be obtained in the range of 150 mm.

【0034】次に、図7を使って、このような基準光源
を使ったフッ素レーザ装置の全体構造について説明す
る。フッ素レーザ装置はレーザチャンバ10、狭帯域モ
ジュール20、波形検出光学系30、制御回路40から
を主要素として構成され、これらで投影露光装置用の光
源として機能すべく波長157nmの光を放射する。レ
ーザチャンバ10の両端には、窓が設けられており、チ
ェンバ内にフッ素ガス、およびヘリウムを主体とするバ
ッファガスが封入される。レーザチャンバ10の内部に
は所定間隔だけ離間して対向した一対の放電電極が設け
られ、図示略の高電圧発生装置からの高電圧パルスが印
加されると放電電極間に放電が生じてレーザガスである
フッ素ガスが励起される。この励起によってレーザ光が
生じるが狭帯域化モジュール20にはレーザ光のスペク
トル幅を狭帯域化するためのプリズムや回折格子が配置
する。そして、レーザチャンバ10の他方の窓の外には
出力鏡が設けられるとともにその先にビームスプリッタ
31が設けられ、ここからレーザ光を公正するための検
出光が一部取り出される。この検出光を受ける波形検出
光学系30は、図9に示す構造を有し、すなわち図9に
おけるリニアセンサからの信号が制御回路40に送信さ
れる。
Next, the overall structure of a fluorine laser device using such a reference light source will be described with reference to FIG. The fluorine laser device includes a laser chamber 10, a narrow-band module 20, a waveform detection optical system 30, and a control circuit 40 as main components, and emits light having a wavelength of 157 nm to function as a light source for a projection exposure apparatus. Windows are provided at both ends of the laser chamber 10, and a fluorine gas and a buffer gas mainly composed of helium are sealed in the chamber. A pair of discharge electrodes facing each other are provided inside the laser chamber 10 at a predetermined interval, and when a high-voltage pulse is applied from a high-voltage generator (not shown), a discharge is generated between the discharge electrodes to generate a laser gas. A certain fluorine gas is excited. Although the laser light is generated by this excitation, the narrowing module 20 is provided with a prism or a diffraction grating for narrowing the spectrum width of the laser light. An output mirror is provided outside the other window of the laser chamber 10, and a beam splitter 31 is provided ahead of the output mirror, from which a part of the detection light for fairening the laser light is extracted. The waveform detection optical system 30 receiving this detection light has the structure shown in FIG. 9, that is, the signal from the linear sensor in FIG.

【0035】一方、臭素を発光物質とする基準光源50
からの放射光も同様に波形検出光学系30に入射され
る。この説明も図9における基準光源として本発明のラ
ンプを適用するだけで同様の説明をすることができる。
そして、基準光源50からの放射光もリニアセンサから
の信号として制御回路40に送信される。なお、現実の
動作としては、フッ素レーザ装置からのレーザ光が定期
的に測定されるととものに、それに前後して基準光源5
0からの放射光を測定することになる。この理由は前記
したが、波形検出回路30に含まれるエタロンやミラー
等の光学部品の状態が微妙に変化するためであり、その
都度、両方の光を検出してその状態におけるフッ素レー
ザ装置のレーザ光を基準光源の波長を基準にして測定す
るものである。そして、フッ素レーザ装置からのレーザ
光の発振スペクトルにズレがある場合には、制御回40
から狭帯域モジュール20に信号を送り、回折格子を動
かす等によって適正化を図る。
On the other hand, a reference light source 50 using bromine as a light emitting substance
Is also incident on the waveform detection optical system 30. This description can be similarly applied only by applying the lamp of the present invention as the reference light source in FIG.
Then, the radiation light from the reference light source 50 is also transmitted to the control circuit 40 as a signal from the linear sensor. In actual operation, the laser light from the fluorine laser device is periodically measured, and the reference light source 5
The emission light from 0 will be measured. The reason for this is as described above, because the state of the optical components such as the etalon and the mirror included in the waveform detection circuit 30 is slightly changed. Each time, both lights are detected and the laser of the fluorine laser device in that state is detected. The light is measured with reference to the wavelength of the reference light source. If there is a deviation in the oscillation spectrum of the laser light from the fluorine laser device, the control circuit 40
, A signal is sent to the narrow band module 20, and the optimization is achieved by moving the diffraction grating.

【0036】図8に本発明の基準光源の分光スペクトル
を示す。縦軸はこの基準光源から放射される全放射光の
うち、各々の波長における光の相対強度を示す。図にお
いて、波長157.6387nmに高い放射強度を示し
ていることがわかる(なお、図においては波長163n
m付近にもより高いピークを有しているが、157.6
387nmにも高いピークが存在することがわかる)。
この基準光源は臭素0.025μmol/cc、希ガス
としてアルゴン6.60kPa封入したランプである。
FIG. 8 shows a spectrum of the reference light source of the present invention. The vertical axis indicates the relative intensity of light at each wavelength of the total radiation emitted from the reference light source. In the figure, it can be seen that a high radiation intensity is shown at a wavelength of 157.6387 nm (in the figure, the wavelength is 163n).
It also has a higher peak around m, but at 157.6.
It can be seen that a high peak also exists at 387 nm).
The reference light source is a lamp containing 0.025 μmol / cc of bromine and 6.60 kPa of argon as a rare gas.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、説明したようにこの発明に係るフ
ッ素レーザ装置の波長安定化用基準光源は、まず、発光
物質として臭素原子を利用しているのでフッ素レーザの
発振波長にきわめて近い波長の光を取り出すことがで
き、かつ、他の原子に比べて当該波長における光強度が
高いので実用性は十分に有している。
As described above, the reference light source for stabilizing the wavelength of the fluorine laser device according to the present invention uses a bromine atom as a light-emitting substance, and therefore has a wavelength very close to the oscillation wavelength of the fluorine laser. Since light can be extracted and the light intensity at the wavelength is higher than that of other atoms, it has sufficient practicality.

【0038】また、放電容器の全体形状を概略円筒状と
して、その一端に窓部材を設けるとともに、外側電極は
放電容器の外側側面を取巻くように円筒状(帯状)のも
のを放電容器の長手方向に互いに離間させて密着させて
いるので、放電容器内で発生する放電プラズマ中の光学
的に最も明るい位置を円筒状の放電容器のほぼ中心付近
に安定に発生させることができ、この光学的に最も明る
い位置の位置を容易に見積もることができる。このた
め、放射光が導かれるレンズあるいはスリット等の光学
系とも関連させて、これらの位置調整を容易に行うこと
ができる。
Further, the discharge vessel has a generally cylindrical shape, a window member is provided at one end thereof, and the outer electrode is formed in a cylindrical (band) shape so as to surround the outer side surface of the discharge vessel in the longitudinal direction of the discharge vessel. Since it is separated from and closely attached to the discharge vessel, an optically brightest position in the discharge plasma generated in the discharge vessel can be stably generated almost in the vicinity of the center of the cylindrical discharge vessel. The position of the brightest position can be easily estimated. For this reason, these positions can be easily adjusted in relation to an optical system such as a lens or a slit to which the emitted light is guided.

【0039】また、外部電極型構造とすることで放電容
器に電極棒を導入するような構造が不要となり、放電容
器を完全な気密封止とすることができる。このため、従
来のランプに見られるような封入ガスのリークや封止部
でのクラックの発生などの問題を良好に解決することが
でき、結果として長時間安定な発光を得ることができ
る。
Further, the external electrode type structure eliminates the need for a structure in which an electrode rod is introduced into the discharge vessel, and the discharge vessel can be completely hermetically sealed. For this reason, problems such as leakage of the sealed gas and generation of cracks in the sealing portion as seen in conventional lamps can be solved satisfactorily, and as a result, stable light emission can be obtained for a long time.

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

【図1】本発明に係るフッ素レーザ装置の波長安定化用
基準光源の基本構成を示す。
FIG. 1 shows a basic configuration of a wavelength stabilizing reference light source of a fluorine laser device according to the present invention.

【図2】本発明に係る基準光源の他の実施例を示す。FIG. 2 shows another embodiment of the reference light source according to the present invention.

【図3】本発明に係る基準光源の他の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment of the reference light source according to the present invention.

【図4】本発明に係る基準光源の他の実施例を示す。FIG. 4 shows another embodiment of the reference light source according to the present invention.

【図5】本発明に係る基準光源の他の実施例を示す。FIG. 5 shows another embodiment of the reference light source according to the present invention.

【図6】本発明に係る基準光源の他の実施例を示す。FIG. 6 shows another embodiment of the reference light source according to the present invention.

【図7】本発明の基準光源とフッ素レーザ装置の全体が
外観図を示す。
FIG. 7 is an external view of the entire reference light source and fluorine laser device of the present invention.

【図8】本発明に係る基準光源の分光スペクトルを示
す。
FIG. 8 shows a spectrum of a reference light source according to the present invention.

【図9】波長測定装置の概略図を示す。FIG. 9 shows a schematic diagram of a wavelength measuring device.

【図10】本発明のランプの等価回路を示す。FIG. 10 shows an equivalent circuit of the lamp of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放電容器 2 本体ケース 3 窓部材 4 電極 5 交流電源 6 放電プラズマ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge container 2 Main body case 3 Window member 4 Electrode 5 AC power supply 6 Discharge plasma

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F071 AA04 BB01 CC10 DD06 DD08 GG03 HH05 JJ10 5F072 AA04 GG03 HH05 JJ20 KK01 KK05 KK07 KK08 KK09 KK15 YY09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F071 AA04 BB01 CC10 DD06 DD08 GG03 HH05 JJ10 5F072 AA04 GG03 HH05 JJ20 KK01 KK05 KK07 KK08 KK09 KK15 YY09

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フッ素レーザ装置より出射されるレーザ光
の波長に近い発光スペクトルを有し、この発光スペクト
ル線を利用してフッ素レーザ装置からのレーザ光の発振
波長を安定化させるためのフッ素レーザ用基準光源にお
いて、 前記放電ランプは、概略円筒状の放電容器の一端に真空
紫外光を放射する窓部材を有するとともに、容器内に
は、発光物質として臭素と始動用バッファガスとしての
希ガスを有し、 この放電容器の外面には、その側面を取巻くような概略
帯状の一対の電極が放電容器の長手方向に互いに離間し
て配置することを特徴とするフッ素レーザ用基準光源。
1. A fluorine laser having an emission spectrum close to the wavelength of laser light emitted from a fluorine laser device, and stabilizing the oscillation wavelength of the laser light from the fluorine laser device using the emission spectrum line. In the reference light source for use, the discharge lamp has a window member that emits vacuum ultraviolet light at one end of a substantially cylindrical discharge vessel, and contains bromine as a luminescent substance and a rare gas as a starting buffer gas in the vessel. A reference light source for a fluorine laser, wherein a pair of generally band-shaped electrodes surrounding the side surface of the discharge vessel are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the discharge vessel.
【請求項2】前記一対の電極のうち、前記窓部材側に配
置された電極が、電気的にグランドに接続したことを特
徴とする請求項1に記載のフッ素レーザ用基準光源。
2. The fluorine laser reference light source according to claim 1, wherein an electrode disposed on the window member side among the pair of electrodes is electrically connected to a ground.
【請求項3】前記一対の電極のうち、前記窓部材側に設
けられた電極の面積が、他方の電極の面積より大きいこ
とを特徴とする請求項2に記載のフッ素レーザ用基準光
源。
3. The reference light source for a fluorine laser according to claim 2, wherein, of the pair of electrodes, an area of an electrode provided on the window member side is larger than an area of the other electrode.
【請求項4】前記一対の電極間に形成される放電空間の
内径が、外部電極を取付けた部分に対応する放電空間の
内径の1/2以下であることを特徴とする請求項1のフ
ッ素レーザ用基準光源。
4. The fluorine according to claim 1, wherein the inner diameter of the discharge space formed between the pair of electrodes is not more than 1/2 of the inner diameter of the discharge space corresponding to the portion where the external electrode is attached. Reference light source for laser.
【請求項5】前記一対の電極同士の間隔が、5mm以上
150mm以下であることを特徴とする請求項1のフッ
素レーザ用基準光源。
5. The fluorine laser reference light source according to claim 1, wherein a distance between said pair of electrodes is 5 mm or more and 150 mm or less.
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