JP2003523091A - Gas discharge laser with stabilized average pulse energy - Google Patents

Gas discharge laser with stabilized average pulse energy

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JP2003523091A
JP2003523091A JP2001559108A JP2001559108A JP2003523091A JP 2003523091 A JP2003523091 A JP 2003523091A JP 2001559108 A JP2001559108 A JP 2001559108A JP 2001559108 A JP2001559108 A JP 2001559108A JP 2003523091 A JP2003523091 A JP 2003523091A
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ベルガー ファディム
ブラーギン イゴール
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ラムダ フィジーク アーゲー
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Abstract

(57)【要約】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーの出力エネルギーを所望のエネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧の許容範囲内に維持する方法および装置。エキシマまたは分子状フッ素レーザーは、ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービームを発生するための共振器とを有する。本方法および装置は、レーザーを作動して、前記所望のエネルギーの前記許容範囲内でレーザービームを放出することを含む。レーザービームのエネルギーを測定する。入力駆動電圧を調整してレーザービームのエネルギーを前記所望のエネルギーの前記許容範囲内に維持する。入力駆動電圧の値を決める。レーザー管内のガス混合物の全圧力を調整して入力駆動電圧を前記最適入力駆動電圧の前記許容範囲内に維持する。 (57) Abstract: A method and apparatus for maintaining the output energy of an excimer or molecular fluorine laser within a desired energy tolerance and maintaining an input drive voltage within an optimal input drive voltage tolerance. Excimer or molecular fluorine lasers consist of a laser tube filled with a gas mixture, several electrodes inside the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture, and a resonator for generating a laser beam. And The method and apparatus include activating a laser to emit a laser beam within the tolerance of the desired energy. Measure the energy of the laser beam. The input drive voltage is adjusted to maintain the energy of the laser beam within the tolerance of the desired energy. Determine the value of the input drive voltage. Adjusting the total pressure of the gas mixture in the laser tube to maintain the input drive voltage within the tolerance of the optimal input drive voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (優先権) 本出願は、2000年2月11日に出願した米国仮特許出願第60/182,
083号に対する優先権の利益を主張するものである。
(Priority) This application is based on US Provisional Patent Application No. 60/182, filed on February 11, 2000.
Claims the benefit of priority to No. 083.

【0002】 (発明の属する技術分野) 本発明は,ガス放電レーザーシステム、特には安定化した平均パルスエネルギ
ーを有する出力ビームを与え、かつ放電に対する最適入力高電圧付近で作動する
システムに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to gas discharge laser systems, and more particularly to systems which provide an output beam having a stabilized average pulse energy and which operates near the optimum input high voltage for discharge.

【0003】 (従来の技術) KrFおよびArFレーザー等のエキシマレーザー、ならびにフッ素分子(F )レーザーを含むガス放電レーザーシステムは、レーザー管および共振器光学
部品の状況により異なって作動する。例えば、実質的に新しいレーザー管、新し
い光学部品を有し、新しくガスを補充したガス放電レーザーは、古いレーザー管
、古い共振器部品および/または古いガス混合物を有するレーザーとは大幅に異
なる性能条件を示す。しかし、レーザー管の古さ、レーザー共振器の光学部品、
またはガス混合物の古さかかわらず、レーザーが、レーザーを使う応用プロセス
の仕様に基づいて予め決めた平均パルスエネルギー付近の安定した出力レーザー
パルスを発生することが期待されている。
[0003] (Conventional technology)   Excimer lasers such as KrF and ArF lasers, and molecular fluorine (F Two ) Gas discharge laser systems, including lasers, laser tube and cavity optics
It works differently depending on the situation of the parts. For example, a virtually new laser tube, a new
The gas discharge laser, which has new optical components and has new optical components, is an old laser tube.
, Significantly different from lasers with old cavity parts and / or old gas mixtures
Shows the following performance conditions. However, the age of the laser tube, the optical parts of the laser cavity,
Or a laser, no matter how old the gas mixture is, an applied process that uses a laser
Output laser near the average pulse energy predetermined based on the specifications of
Expected to generate a pulse.

【0004】 工業用途において、長時間連続的に作動可能な、すなわち停止時間が最小限で
あるエキシマレーザーまたは分子状フッ素レーザーを持つことは有利である。出
力ビームパラメーターを一定に保ちながら、通年停止することなく稼動すること
ができるか、または少なくとも定期保守のための停止時間の回数および所要時間
を最小限にすることのできるエキシマレーザーまたは分子レーザーを有すること
が望ましい。使用可能時間を例えば98%より多くするには、出力ビームパラメ
ーターを正確に制御することと安定化させることが必要であり、したがってガス
混合物の組成を正確に制御することが必要である。
In industrial applications, it is advantageous to have an excimer laser or a molecular fluorine laser that can be operated continuously for long periods of time, ie with a minimum downtime. Have excimer or molecular lasers that can operate without downtime all year while maintaining constant output beam parameters, or at least minimize the number and duration of downtime for routine maintenance Is desirable. More than 98% service life, for example, requires precise control and stabilization of the output beam parameters and thus precise composition of the gas mixture.

【0005】 残念ながら、ガス混合物中のフッ素または塩素の攻撃的な特性により、エキシ
マまたは分子状フッ素レーザーの作動中にガスコンタミネーションが発生する。
ハロゲンガスは反応性が高く、かつ反応をするにつれて微量のコンタミナントを
残しながらガス混合物中での濃度が低下する。ハロゲンガスは、混合物中の他の
ガスと反応するとともに、放電チャンバまたはレーザー管の材質とも反応する。
さらに、レーザーが作動(放電)しているか否かを問わず、反応が起きてガス混
合物が劣化する。典型的KrFレーザーの場合、受動的なガス寿命は約1週間で
ある。
Unfortunately, the aggressive nature of fluorine or chlorine in the gas mixture causes gas contamination during the operation of excimer or molecular fluorine lasers.
Halogen gas is highly reactive, and as it reacts, the concentration in the gas mixture decreases while leaving a trace amount of contaminants. The halogen gas reacts with the other gases in the mixture as well as the material of the discharge chamber or laser tube.
Furthermore, reactions occur and the gas mixture deteriorates whether or not the laser is operating (discharging). For a typical KrF laser, the passive gas life is about 1 week.

【0006】 KrFエキシマレーザーの作動中、例えばHF、CF、COF、SiF 等のコンタミナントの濃度が急速に増加することが観察されている(G.M.
Jurischら、放電励起KrFレーザーにおけるガスコンタミナント効果(
Gas Contaminant Effects in Discharge-Excited KrF Lasers)、応用光学、第
31巻、第12号、1975〜1981頁(1992年4月20日)参照のこと
)。静的、すなわち放電の起きていないKrFレーザーガス混合物においては、
HF、O、COおよびSiFの濃度上昇が観察されている(前記Juri
schらを参照のこと)。
During operation of a KrF excimer laser, it has been observed that the concentration of contaminants such as HF, CF 4 , COF 2 , SiF 4 etc. increases rapidly (GM.
Jurisch et al., Gas contamination effect in discharge pumped KrF laser (
Gas Contaminant Effects in Discharge-Excited KrF Lasers), Applied Optics, Vol. 31, No. 12, pp. 1975-1981 (April 20, 1992)). In a static, ie non-discharged KrF laser gas mixture,
Increasing concentrations of HF, O 2 , CO 2 and SiF 4 have been observed (see Juri, supra).
sch et al.).

【0007】 このガス劣化を効果的に減らす一つの方法としては、レーザー管内のコンタミ
ネーション源を減らすか、または無くすことである。これを念頭においた、全金
属セラミックレーザー管が開示されている(D.Bastingら、ハロゲン含
有ガス放電レーザー用レーザー管(Laserrohr fur halogenhaltige Gasentladun
gslaser)、G 295 20 280.1、1995年1月25日/1996
年4月18日、(ラムダフィジックスノバチューブを開示、これを参照して本出
願に組み込む)を参照のこと)。図1は、ハロゲンの腐食に対してより耐性のあ
る材料を含む管(線B)を使用することにより、ハロゲンの腐食に対して耐性の
ない管(線A)を使用した場合に比べて、ガス混合物中のF濃度の減少をどれ
ほど遅延することができるかを定性的に図示したものである。線Aで示したF 濃度は約7千万パルス後には初期値の約60%にまで減少しているのに対して、
線Bで示したF濃度は同じ回数のパルス後に初期値の約80%にまでしか減少
していない。極低温ガスフィルタ等のガス浄化システム(本譲受人に譲渡された
米国特許第4,534,034号、第5,136,605号、第5,430,7
52号、第5,111,473号および第5,001,721号を参照のこと。
これらを参照して本願に組み込む)、または静電微粒子フィルタ(本譲受人に譲
渡された米国特許第4,534,034号と、第5,586,134号とを参照
のこと。この両方を参照して組み込む)も使用することにより、新たに補充する
ことが妥当となるまでのKrFレーザーガスの寿命が1億ショットにまで延びる
One way to effectively reduce this gas degradation is to reduce or eliminate contamination sources within the laser tube. With this in mind, an all-metal ceramic laser tube is disclosed (D. Basting et al., Laser tube for halogen-containing gas discharge laser (Laserrohr fur halogenhaltige Gasentladun.
gslaser), G 295 20 280.1, January 25, 1995/1996.
Apr. 18, (See, Lambda Physics Novatube, incorporated herein by reference). FIG. 1 shows that by using a tube containing a material more resistant to halogen corrosion (line B), compared to using a tube that is not resistant to halogen corrosion (line A). 1 is a qualitative illustration of how the decrease in F 2 concentration in a gas mixture can be delayed. While the F 2 concentration shown by the line A has decreased to about 60% of the initial value after about 70 million pulses,
The F 2 concentration shown by line B has only decreased to about 80% of its initial value after the same number of pulses. Cryogenic gas filters and other gas purification systems (US Pat. Nos. 4,534,034, 5,136,605, 5,430,7 assigned to the assignee)
52, 5,111,473 and 5,001,721.
No. 4,534,034 and 5,586,134, assigned to the present assignee, both of which are incorporated herein by reference. Incorporation by reference) also extends the life of the KrF laser gas to 100 million shots before a fresh replenishment is warranted.

【0008】 典型的には、エキシマおよび分子状フッ素レーザー等のガス放電レーザーは、
放電チャンバ内の電極に幅広いダイナミックレンジ内にある入力電圧で電気的パ
ルスを印加可能な放電回路を有するように作られている。このように、レーザー
管および/またはレーザー共振器の光学部品が古くなるにつれ、またはガス混合
物が古くなるにつれ、新しいレーザー管および/または光学部品を備えたレーザ
ーと同じ所定の平均パルスエネルギーを有する出力パルスを連続して発光するた
めに、入力電圧が増加されるかもしれない。従来、電気放電回路の幅広いダイナ
ミックレンジの高位端および低位端においてレーザーを作動させる際に放電が不
安定性になったり、効率が低下したりすることは容認されていた。
[0008] Typically, gas discharge lasers such as excimer and molecular fluorine lasers
It is made to have a discharge circuit capable of applying electrical pulses to the electrodes in the discharge chamber with an input voltage within a wide dynamic range. Thus, as the optics of the laser tube and / or laser cavity age, or the gas mixture ages, an output with the same predetermined average pulse energy as the laser with the new laser tube and / or optics. The input voltage may be increased in order to continuously emit pulses. Heretofore, it has been accepted that the discharge becomes unstable and the efficiency decreases when the laser is operated at the high end and the low end of the wide dynamic range of the electric discharge circuit.

【0009】 あるガス組成および全ガス圧を有するガス混合物で満たされ、かつある距離で
離間した一組の主放電電極を含む放電チャンバをガス放電レーザーが有する場合
、電極間のガス混合物に関してある絶縁破壊電圧が存在するであろう。また、効
率および放電安定性を最高にするような、電極に印加した高電圧の最適値も存在
する。例えば、レーザー管、電極およびガス混合物が十分に新しい場合、または
非常に良い状態なので絶縁破壊電圧が実質的に最適値より低い場合、放電が非常
に不安定となり、かつ電極が破損するか、または大幅な磨耗を被り得る。さらに
、潜在的に多くのものがある中で、時間パルス幅、レーザー効率および/または
バンド幅等の他の出力レーザービームパラメーターも作動電圧が変わるにつれて
変わるが、これは望ましくない。あるガス組成を有し、かつある距離で離間した
1組の主放電電極を含むガス放電レーザーであって、放電回路の絶縁破壊電圧お
よび対応して印加する駆動電圧を低減した最適範囲内に維持しており、効率的で
安定した放電を起こすことができる、ガス放電レーザーが望まれる。
When a gas discharge laser has a discharge chamber that is filled with a gas mixture having a certain gas composition and total gas pressure and that includes a set of main discharge electrodes that are separated by a distance, some insulation with respect to the gas mixture between the electrodes. There will be a breakdown voltage. There is also an optimum value for the high voltage applied to the electrodes that maximizes efficiency and discharge stability. For example, if the laser tube, the electrode and the gas mixture are new enough, or if the breakdown voltage is so low that it is substantially below the optimum value, the discharge becomes very unstable and the electrode is damaged, or Can suffer significant wear. Moreover, among other potentially many things, other output laser beam parameters such as time pulse width, laser efficiency and / or bandwidth also change as the operating voltage changes, which is undesirable. A gas discharge laser having a certain gas composition and including a set of main discharge electrodes that are separated by a certain distance, and maintains the breakdown voltage of the discharge circuit and the corresponding drive voltage to be kept within the optimum range. Therefore, a gas discharge laser that can generate an efficient and stable discharge is desired.

【0010】 従来、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を所定の一定値付近に維
持するために、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を監視し、かつ駆
動電圧をフィードバックループ内で調節して、平均パルスエネルギーまたはエネ
ルギー投入量をこの所定の一定値に保っている。前記の通り、これにより駆動電
圧が最適駆動電圧から望ましくない量で外れてしまう。
Conventionally, in order to maintain the average pulse energy or the energy input amount near a predetermined constant value, the average pulse energy or the energy input amount is monitored, and the driving voltage is adjusted in the feedback loop so that the average pulse energy or the energy input amount is adjusted. Alternatively, the amount of energy input is kept at this predetermined constant value. As mentioned above, this causes the drive voltage to deviate from the optimum drive voltage by an undesirable amount.

【0011】 現在、ガス補充アルゴリズムが改良されており、米国特許出願第09/447
,882号および第09/734,459号に記載のマイクロハロゲン注入(μ
HI)等の少量ガス処置が行われている。これらの特許は、本譲受人に譲渡され
たものであり、本願に参照して組み込む。この少量ガス処置を行って、放電チャ
ンバ内のレーザー活性構成ガスをより頻繁に補充し、ガス処置間の少量領域にわ
たって高電圧を一般に変化させることができる(‘882号明細書を参照のこと
)。
Currently, the gas replenishment algorithm has been improved and is described in US patent application Ser. No. 09/447.
, 882 and 09 / 734,459.
A small amount of gas treatment such as HI) is performed. These patents are assigned to the present assignee and are hereby incorporated by reference. This low volume gas treatment can be performed to more frequently replenish the laser-active constituent gases in the discharge chamber and generally change the high voltage over the low volume region between gas treatments (see '882). .

【0012】 レーザー活性構成ガスが最適組成の場合でさえも、新規補充の間にコンタミナ
ントが蓄積することにより効率の低下を招く。前記のように駆動電圧を最適駆動
電圧より望ましくない量で高くするか、または作動電圧がこのように望ましくな
い量以上に最適動作電圧より高くならないように頻繁に新規補充を行う。作動電
圧を高くしすぎることの不利益については議論がなされており、短い間隔で新規
補充を行うことは余計な望ましくないレーザーの停止時間を招くであろう。さら
に、繰返し率を増やすことが望まれるので、コンタミナントの生成が対応した早
い速度で発生し、さらに頻繁に新規補充を行うという問題により、さらに長いレ
ーザー停止時間を招くであろう。
Even when the laser-active constituent gas has the optimum composition, the accumulation of contaminants during fresh replenishment leads to a reduction in efficiency. As described above, the driving voltage is increased by an undesired amount higher than the optimum driving voltage, or new replenishment is frequently performed so that the operating voltage does not exceed the optimum operating voltage by more than the undesired amount. The disadvantages of raising the operating voltage too high have been argued, and making new refills at short intervals would result in extra undesirable laser downtime. Furthermore, since it is desired to increase the repetition rate, the problem of contaminant generation occurring at a correspondingly fast rate and more frequent replenishment would lead to longer laser outage times.

【0013】 ガス放電レーザーシステムを、駆動または印加高電圧を新規補充直後に最適電
圧よりはるかに低くするように構成ことができる。このような構成により、駆動
電圧が最適値より高くなり、レーザーを停止して新規補充を行うことが妥当とな
るまでのレーザーの使用可能時間が長時間となるシステムが得られる。しかし、
駆動電圧が低すぎるので、この場合には放電の不安定性および電極の磨耗という
問題にぶつかる。したがって、新規補充を行わなくとも長時間作動可能なガス放
電レーザー、特にはエキシマまたは分子状フッ素レーザーであって、放電のため
の入力駆動電圧が僅かな範囲内でのみ変化して、前記したような作動電圧が大き
く変わることにより起きる問題を回避するレーザーが望まれる。
The gas discharge laser system can be configured so that the driving or applied high voltage is much lower than the optimum voltage immediately after a new refill. With such a configuration, it is possible to obtain a system in which the driving voltage becomes higher than the optimum value and the usable time of the laser becomes long until it is appropriate to stop the laser and perform new replenishment. But,
Since the drive voltage is too low, in this case the problems of discharge instability and electrode wear are encountered. Therefore, a gas discharge laser, especially an excimer or molecular fluorine laser, which can be operated for a long time without new replenishment, in which the input driving voltage for discharge changes only within a small range, A laser is desired that avoids the problems caused by large changes in the operating voltage.

【0014】 米国特許第5,450,436号は、放電チャンバ内に新しいガスを注入する
等のいくつかのガス補充法であって、最終ステップである量のガスを放出してチ
ャンバ内の圧力を最適圧力(例えば2.5バール)に戻す方法を説明している。
‘436号特許において説明している他の実施態様では、チャンバ内の圧力はガ
ス注入後も増加したままであり、圧力増加による出力エネルギーの微増は、圧力
を減少させた場合ほどには駆動電圧を上昇させないであろう。しかし、ハロゲン
注入による圧力増加は、レーザービームの出力エネルギーおよび対応して入力駆
動電圧に実質的に影響を与える、レーザーチャンバ内の圧力上昇を招かない。
US Pat. No. 5,450,436 describes some gas replenishment methods, such as injecting fresh gas into the discharge chamber, the final step of which is to expel a certain amount of gas to cause pressure in the chamber. Describes how to return the pressure to the optimum pressure (eg 2.5 bar).
In another embodiment described in the '436 patent, the pressure in the chamber remains increased after gas injection, and the slight increase in output energy due to the increase in pressure results in a drive voltage as low as the pressure. Will not rise. However, the pressure increase due to halogen implantation does not result in a pressure increase in the laser chamber, which substantially affects the output energy of the laser beam and correspondingly the input drive voltage.

【0015】 (発明が解決しようとする課題) 本発明の課題は、新たな補充までのレーザーの使用可能時間を維持または増加
しながら、作動入力高電圧範囲を従来のシステムよりも低くすることが可能なよ
うに構成したエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムを提供することであ
る。
(Problem to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to make the operating input high voltage range lower than that of the conventional system while maintaining or increasing the usable time of the laser until a new replenishment. It is to provide an excimer or molecular fluorine laser system configured as possible.

【0016】 (課題を解決するための手段) 前記の目的に従い、エキシマまたは分子状フッ素レーザーの出力エネルギーを
所望のエネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧
の許容領域内に維持する方法を提供する。該エキシマまたは分子状フッ素レーザ
ーは、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の中にありガス混合物を活
性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極およびレーザービームを発
生するための共振器とを有する。この方法は、レーザーを運転して所望のエネル
ギーの許容範囲内でレーザービームを放出することを含む。レーザービームのエ
ネルギーを測定する。入力駆動電圧を調節して、レーザービームのエネルギーを
所望のエネルギーの許容範囲内に維持する。入力駆動電圧の値を求める。レーザ
ー管内のガス混合物の全圧力を調節して、入力駆動電圧を前記最適入力駆動電圧
の前記許容範囲に維持する。
(Means for Solving the Problems) According to the above object, the output energy of the excimer or molecular fluorine laser is maintained within a desired energy allowable range, and the input driving voltage is set to the optimum input driving voltage allowable range. Provide a way to stay within. The excimer or molecular fluorine laser comprises a laser tube filled with a gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture, and a resonance for generating a laser beam. And a vessel. The method involves operating a laser to emit a laser beam within a desired energy tolerance. Measure the energy of the laser beam. The input drive voltage is adjusted to keep the laser beam energy within the desired energy tolerance. Calculate the value of the input drive voltage. The total pressure of the gas mixture in the laser tube is adjusted to maintain the input drive voltage within the acceptable range of the optimum input drive voltage.

【0017】 更に前記の課題に従い、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の中に
ありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極および
レーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素
レーザーのエネルギー安定化法を提供する。この方法は、レーザーを作動してレ
ーザービームを放出することを含む。レーザービームのエネルギーを第1エネル
ギーとして測定する。第1エネルギーが所望のエネルギーの許容範囲内にあるか
どうかを判定するステップを実行する。測定した第1エネルギーが所望のエネル
ギーの許容範囲外と判定された場合、レーザー管内のガス混合物の圧力を調整し
て、レーザービームのエネルギーを調整する。
Further in accordance with the above object, a laser tube filled with a gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture and a resonance for generating a laser beam. A method for stabilizing the energy of an excimer or molecular fluorine laser having a container is provided. The method includes activating a laser to emit a laser beam. The energy of the laser beam is measured as the first energy. Performing a step of determining if the first energy is within a desired energy tolerance range. If the measured first energy is determined to be outside the desired energy tolerance range, the pressure of the gas mixture in the laser tube is adjusted to adjust the energy of the laser beam.

【0018】 前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極お
よびレーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フ
ッ素レーザーの性能を最適化する方法を提供する。この方法は、最適レーザーシ
ステム性能を与えるように事前に決定した最適駆動電圧を含む入力駆動電圧範囲
内に入力駆動電圧値を設定することを含む。ガス混合物をレーザー管内に新規補
充する。入力駆動電圧の設定値でレーザーを作動してレーザービームを放出する
。レーザービームのエネルギーを測定する。測定したエネルギーが所望のエネル
ギーの許容範囲内かどうかを判定するステップを実行する。測定したエネルギー
が所望のエネルギーの許容範囲外と判定された場合、レーザー管内のガス混合物
の圧力を調整して、レーザービームのエネルギーを調整する。
Further in connection with the above problems, a laser tube filled with a gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture and a laser beam are generated. And a method for optimizing the performance of an excimer or molecular fluorine laser with a cavity for the purpose. The method includes setting an input drive voltage value within an input drive voltage range that includes a predetermined optimum drive voltage to provide optimum laser system performance. The gas mixture is newly replenished in the laser tube. The laser is activated by operating the laser at the set value of the input drive voltage. Measure the energy of the laser beam. Performing a step to determine if the measured energy is within a desired energy tolerance range. If the measured energy is determined to be outside the desired energy tolerance range, the pressure of the gas mixture in the laser tube is adjusted to adjust the energy of the laser beam.

【0019】 前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極お
よびレーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フ
ッ素レーザーの性能を最適化する方法を提供する。この方法は、最適レーザーシ
ステム性能を与えるように事前に決定した最適駆動電圧を含む許容入力駆動電圧
範囲内に入力駆動電圧値を設定することを含む。ガス混合物をレーザー管内に新
規補充する。レーザーを運転して所望のエネルギーでレーザービームを放出する
。所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動電圧が入力駆動電圧範囲内か
どうかを判定するステップを実行する。入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲外
と判定された場合、レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、レーザービー
ムのエネルギーを調整する。
Further related to the above problems, a laser tube filled with the gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture and a laser beam are generated. And a method for optimizing the performance of an excimer or molecular fluorine laser with a cavity for the purpose. The method includes setting an input drive voltage value within an acceptable input drive voltage range that includes a predetermined optimum drive voltage to provide optimum laser system performance. The gas mixture is newly replenished in the laser tube. The laser is operated to emit a laser beam with the desired energy. The step of determining whether the input drive voltage applied to obtain the desired energy is within the input drive voltage range is performed. If the input drive voltage is determined to be outside the allowable input drive voltage range, the pressure of the gas mixture in the laser tube is adjusted to adjust the energy of the laser beam.

【0020】 前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極、
所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、レーザー管内のガ
ス混合物の圧力よりも低い圧力の補助容量(auxiliary volume)を含むレーザー
管に接続されたガス交換ユニット、およびガス交換ユニットとレーザー管との間
のガス流を制御するプロセッサを含むエキシマまたは分子状フッ素レーザーを提
供する。駆動電圧が所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧範囲より低いと
判定された場合、ガス混合物を補助容量に放出してレーザー管内の圧力を下げ、
所望のエネルギーを得るために印加する駆動電圧を上げることができるように、
ガス交換ユニットおよびプロセッサを構成する。
Further related to the above problems, a laser tube filled with the gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture,
A resonator for generating a laser beam with a desired energy, a gas exchange unit connected to the laser tube containing an auxiliary volume at a pressure lower than the pressure of the gas mixture in the laser tube, and a gas exchange unit and a laser. An excimer or molecular fluorine laser is provided that includes a processor that controls the gas flow to and from the tube. If it is determined that the driving voltage is lower than the allowable driving voltage range for obtaining the desired energy, the gas mixture is discharged to the auxiliary volume to reduce the pressure in the laser tube,
In order to increase the drive voltage applied to obtain the desired energy,
It constitutes a gas exchange unit and a processor.

【0021】 前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極、
所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、レーザー管に接続
されたガス交換ユニット、およびガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流
を制御するプロセッサを含むエキシマまたは分子状フッ素レーザーを提供する。
駆動電圧が所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧範囲より高いと判定され
た場合、ガスをレーザー管に加えてレーザー管内の圧力を上げ、所望のエネルギ
ーを得るために印加する駆動電圧を下げることができるように、ガス交換ユニッ
トおよびプロセッサを構成する。
Further related to the above problems, a laser tube filled with the gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture,
An excimer or molecular fluorine laser comprising a resonator for generating a laser beam at a desired energy, a gas exchange unit connected to the laser tube, and a processor controlling the gas flow between the gas exchange unit and the laser tube. provide.
When it is determined that the driving voltage is higher than the allowable driving voltage range for obtaining the desired energy, gas is added to the laser tube to increase the pressure inside the laser tube and lower the driving voltage applied to obtain the desired energy. The gas exchange unit and processor are configured so that

【0022】 (参照による組み込み) 以下は、引用文献の一覧である。好適な実施態様の要素または特徴に関する別
の態様であって、以下の説明で述べていないものを開示しているので、前記して
引用した文献に加えて、ここでの参照して引用文献のそれぞれを以下の好適な実
施態様の詳細な説明に組み込む。これらの文献を単独または2つ以上組み合わせ
ることにより、下記の詳細な説明で述べる好適な実施態様の変形物を得る助けと
なるであろう。さらに特許、特許出願および非特許文献が明細書に引用されてお
り、これらについても、次の文献に関して説明されているのと同じ効果をもって
、参照して好適な実施態様に組み込む。 米国特許第4,997,573号、第5,337,215号、第5,097,2
91号、第5,140,600号、第5,450,436号、第4,674,0
99号、第5,463,650号、第5,710,787号、第6,084,8
97号、第5,835,520号、第5,978,406号、第6,028,8
80号、第6,130,904号、第6,151,350号; 米国特許出願第09/418,052号、第09/447,882号、第09/
583,037号、第09/379,034号、第09/447,882号、第
09/379,034号、第09/484,818号、第09/418,052
号、第09/513,025号、第09/734,459号および第09/58
8,561号。これらはそれぞれ本願と同じ譲受人に譲渡されている;および 日本国公開特許公報昭63−86593号である。
(Incorporation by Reference) The following is a list of references. In addition to the references cited above, other aspects of the elements or features of the preferred embodiments are disclosed which are not referred to in the following description, and thus are incorporated herein by reference. Each is incorporated into the detailed description of the preferred embodiments below. These documents, alone or in combination of two or more, will help to obtain variants of the preferred embodiment described in the detailed description below. In addition, patents, patent applications and non-patent documents are cited in the specification, which are also incorporated by reference into the preferred embodiment with the same effect as described with respect to the following documents. U.S. Pat. Nos. 4,997,573, 5,337,215 and 5,097,2
No. 91, No. 5,140,600, No. 5,450,436, No. 4,674,0
99, 5,463,650, 5,710,787, 6,084,8
97, 5,835,520, 5,978,406, 6,028,8
No. 80, No. 6,130,904, No. 6,151,350; U.S. Patent Application Nos. 09 / 418,052, 09 / 447,882, 09 /
583,037, 09 / 379,034, 09 / 447,882, 09 / 379,034, 09 / 484,818, 09 / 418,052.
No. 09 / 513,025, 09 / 734,459 and 09/58
8,561. These are each assigned to the same assignee as the present application; and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-86593.

【0023】 (発明の実施の形態) エキシマまたは分子状フッ素レーザー、およびこれらを作動する方法を、好適
な実施態様に従い、以下に与える。出力パルスの平均パルスエネルギーまたはエ
ネルギー投入量を監視し、パルスエネルギーまたはエネルギー投入量が所定の一
定値から変動した場合、好ましくはプロセッサ、エネルギー検出器およびガス制
御ユニットを含むフィードバック装置内で、レーザー管内のレーザーガス混合物
の全圧力を調整することにより、出力パルスの平均エネルギーまたはエネルギー
投入量を所定の実質的に一定な値付近に維持する。このようにして、パルサーモ
ジュールからレーザー管またはレーザーの放電チャンバ内の電極に印加した駆動
放電電圧を、従来のレーザーシステムよりも小さな所定の電圧範囲内に維持する
。さらに、好ましくは新規補充の間隔を短くせず、より好ましくはこのような間
隔を実際には増やしながら、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を所
定の一定の平均エネルギーおよび/またはエネルギー投入量付近に維持する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Excimer or molecular fluorine lasers and methods of operating them are provided below, according to preferred embodiments. The average pulse energy or energy input of the output pulses is monitored and, if the pulse energy or energy input fluctuates from a predetermined constant value, preferably in a feedback device including a processor, an energy detector and a gas control unit, in a laser tube. Adjusting the total pressure of the laser gas mixture to maintain the average energy or energy input of the output pulse near a predetermined, substantially constant value. In this way, the drive discharge voltage applied from the pulser module to the electrodes in the laser tube or laser discharge chamber is maintained within a predetermined voltage range that is smaller than in conventional laser systems. Further, the average pulse energy or energy input is preferably maintained near a predetermined constant average energy and / or energy input, preferably without shortening the interval of new replenishment, and more preferably actually increasing such interval. To do.

【0024】 ここで、レーザー管とは励起してレーザービームを発生するガス混合物を満た
したレーザーシステムの部分であり、放電チャンバとはレーザー管の一部であっ
て、熱交換器およびファンも含む部分を指すことに留意する。しかし、ここでレ
ーザー管および放電チャンバのいずれの用語を使う場合にはいつでも、これらの
用語はそれぞれレーザー管を指すことを意味する。さらに、ここでエネルギーと
いう用語を使う場合には、いくつかのパルスに対する平均パルスエネルギー、工
作物におけるエネルギー投入量、パルスエネルギー、パルス出力レーザービーム
の平均出力を非網羅的に指すことに留意する。
Here, the laser tube is the part of the laser system that is filled with a gas mixture that is excited to generate a laser beam, and the discharge chamber is the part of the laser tube that also includes a heat exchanger and a fan. Note that it refers to parts. However, wherever the terms laser tube and discharge chamber are used herein, these terms are meant to refer to the respective laser tube. Furthermore, it should be noted that when the term energy is used herein, it refers non-exhaustively to the average pulse energy for several pulses, the energy input at the workpiece, the pulse energy, the average power of the pulsed output laser beam.

【0025】 駆動高電圧のある制限範囲内、すなわち最適にレーザーを作動させるためのH
V(HVopt)付近でレーザーを作動するための、レーザー管およびレーザー
共振器の光学部品の古さとは無関係な1つ以上の特別なガス手順を制御するため
のプロセッサと共に、好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザ
ーシステムを構成する。このようなアルゴリズムは、レーザー管内の全圧力の調
整を含む。さらに、圧力調整を実行する前に調整する圧力量を計算し、調整にお
いてより正確な圧力を与えるアルゴリズムを備える。レーザーのエキスパートシ
ステムのエネルギー制御アルゴリズム中の圧力調整を含み、出力レーザーエネル
ギーが偏差許容外にある、すなわち所望の平均パルスエネルギーまたはエネルギ
ー投入量より大きいか、またはより小さいかのいずれであるかの判定を含み、か
つレーザー管の全圧力に対して、それぞれの場合に圧力放出または圧力付加を行
うための、さらなるアルゴリズムを与える。
Within a certain limit of the driving high voltage, that is, H for optimally operating the laser
According to a preferred embodiment together with a processor for controlling one or more special gas procedures, independent of the age of the optics of the laser tube and the laser cavity, for operating the laser near V (HV opt ). Construct an excimer or molecular fluorine laser system. Such an algorithm involves adjusting the total pressure in the laser tube. Further, it comprises an algorithm that calculates the amount of pressure to be adjusted before performing the pressure adjustment and gives a more accurate pressure in the adjustment. Includes pressure adjustments in the energy control algorithm of the laser's expert system to determine if the output laser energy is out of tolerance, ie, greater than or less than the desired average pulse energy or energy input. And for a total pressure of the laser tube, in each case providing a further algorithm for pressure release or pressure application.

【0026】 レーザー管または共振器光学部品の経年劣化状態にかかわらず、新規補充の後
およびレーザー作動中にレーザー管内の全ガス圧を調整することにより、HV pt またはその付近で駆動電圧を電極に印加するように構成されたレーザーのパ
ルサー回路を用いて、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を好ましく
は安定にする。このため、HVoptのレーザーの放電への適用により、所望の
平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量付近のエネルギーのレーザービー
ムが発生する。したがって、入力駆動電圧以外のレーザーシステムの他のパラメ
ーターを調整することにより、平均パルスエネルギーを調整することのできるエ
キシマまたは分子状フッ素レーザーシステムが得られる。これによって、新規補
充の間隔を短くすることなく、従来のシステムよりも狭い電圧範囲内で入力駆動
電圧を操作することができる。
[0026] Regardless of the aging state of the laser tube or cavity optics, by adjusting the total gas pressure in the laser tube during and laser operation after a new refill, HV o pt or electrode driving voltage near its The average pulse energy or energy input is preferably stabilized using a pulsar circuit of the laser configured to apply to. Therefore, application of HV opt to laser discharge produces a laser beam with desired average pulse energy or energy near the desired energy input. Therefore, by adjusting other parameters of the laser system other than the input drive voltage, an excimer or molecular fluorine laser system can be obtained whose average pulse energy can be adjusted. This allows the input drive voltage to be operated within a narrower voltage range than conventional systems without shortening the new refill interval.

【0027】 図2は、好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステム
を概略的に示したものである。好適なガス放電レーザーシステムは、例えばAr
FまたはKrFといったエキシマレーザーシステム等のDUVまたはVUVレー
ザーシステム、あるいは深紫外(DUV)または真空紫外(VUV)リソグラフ
ィーシステムと共に用いる分子状フッ素(F)レーザーシステムであり、これ
を図示した。例えばTFTアニーリング、光切除および/またはマイクロ機械加
工等の他の工業用途に用いるレーザーシステム用の代替的構成は、図2に示すシ
ステムと類似および/または図2に示すシステムを変形して本出願の必要条件に
合致させたものであることは、当業者には分かる。このための、別のDUVまた
はVUVレーザーシステムおよび部品構成は、米国特許出願第09/317,6
95号、第09/130,277号、第09/244,554号、第09/45
2,353号、第09/317,527号、第09/343,333号、第09
/512,417号、第09/599,130号、第60/162,735号、
第60/166,952号、第60/171,172号、第60/141,67
8号、第60/173,993号、第60/166,967号、第60/147
,219号、第60/170,342号、第60/162,735号、第60/
178,445号、第60/166,277号、第60/167,835号、第
60/171,919号、第60/202,564号、第60/204,095
号、第60/172,674号、第09/574,921号、第09/734,
459号、第09/741,465号、第09/686,483号、第09/7
15,803号および60/181,156号、ならびに米国特許第6,005
,880号、第6,061,382号、第6,020,723号、第5,946
,337号、第6,014,206号、第6,157,662号、第6,154
,470号、第6,160,831号、第6,160,832号、第5,559
,816号、第4,611,270号、第5,761,236号で説明されてい
る。これらの各々は、本出願と同じ譲受人に譲渡されたものであり、参照して本
願に組み込む。
FIG. 2 is a schematic diagram of an excimer or molecular fluorine laser system according to a preferred embodiment. Suitable gas discharge laser systems are eg Ar
A DUV or VUV laser system, such as an excimer laser system such as F or KrF, or a molecular fluorine (F 2 ) laser system for use with a deep ultraviolet (DUV) or vacuum ultraviolet (VUV) lithography system, is illustrated. Alternative configurations for laser systems for other industrial applications such as TFT annealing, photoablation and / or micromachining are similar to and / or variations on the system shown in FIG. 2 of the present application. Those of ordinary skill in the art will recognize that the above requirements have been met. Another DUV or VUV laser system and component arrangement for this purpose is described in US patent application Ser. No. 09 / 317,6.
95, 09 / 130,277, 09 / 244,554, 09/45
No. 2,353, No. 09 / 317,527, No. 09 / 343,333, No. 09
/ 512,417, 09 / 599,130, 60 / 162,735,
60/166, 952, 60/171, 172, 60/141, 67
No. 8, 60 / 173,993, 60 / 166,967, 60/147
, 219, 60 / 170,342, 60 / 162,735, 60 /
178,445, 60 / 166,277, 60 / 167,835, 60 / 171,919, 60 / 202,564, 60 / 204,095
No. 60 / 172,674, 09 / 574,921, 09/734,
459, No. 09 / 741,465, No. 09 / 686,483, No. 09/7
15,803 and 60 / 181,156, and US Pat. No. 6,005.
, No. 880, No. 6,061,382, No. 6,020,723, No. 5,946.
, 337, 6,014,206, 6,157,662, 6,154
, 470, No. 6,160,831, No. 6,160,832, No. 5,559
, 816, 4,611,270, 5,761,236. Each of these was assigned to the same assignee as this application and is hereby incorporated by reference.

【0028】 図2に示すシステムは、一般に固体パルサーモジュール4を接続した一対の主
放電電極3を有するレーザーチャンバ2(またはチャンバ2もしくはレーザー管
内に熱交換器およびガス混合物の循環用ファンを含むレーザー管)およびガス取
扱モジュールを含む。ガス取扱モジュール6はレーザーチャンバ2にバルブ接続
されており、ArFおよびKrFエキシマレーザーの場合にはハロゲンガス、希
ガス、バッファガス、および好ましくはガス添加物を、Fレーザーの場合には
ハロゲンガス、バッファガスおよび必要によりガス添加物を、好ましくは予混合
形態(本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第09/513,025号
、および米国特許第4,977,573号を参照のこと。それぞれを参照して本
願に組み込む。)で注入または補充することができる。固体パルサーモジュール
4は、高電圧電源装置8から動力を供給される。レーザーチャンバ2は光学部品
モジュール10および光学部品モジュール12に囲まれており、共振器を形成し
ている。光学部品モジュール10および12を、光学部品制御モジュール(図示
せず)により制御するか、または図示したようにコンピュータもしくはプロセッ
サ16により直接制御してもよい。
The system shown in FIG. 2 generally comprises a laser chamber 2 (or a laser including a heat exchanger and a fan for circulating a gas mixture in the chamber 2 or laser tube) having a pair of main discharge electrodes 3 connected to a solid pulser module 4. Tube) and gas handling module. The gas handling module 6 is valved to the laser chamber 2 and contains halogen gas, noble gas, buffer gas and preferably gas additive for ArF and KrF excimer lasers, halogen gas for F 2 lasers. , Buffer gas and optionally gas additives, preferably in premixed form (see US patent application Ser. No. 09 / 513,025, and US Pat. No. 4,977,573, assigned to the same assignee as the present application). Each of which is incorporated herein by reference). The solid pulser module 4 is powered by a high voltage power supply 8. The laser chamber 2 is surrounded by the optical component module 10 and the optical component module 12 and forms a resonator. Optics modules 10 and 12 may be controlled by an optics control module (not shown) or directly by a computer or processor 16 as shown.

【0029】 レーザー制御用プロセッサ16は種々の入力を受け取り、かつシステムの種々
の動作パラメーターを制御する。診断モジュール18は、好ましくはビーム分離
モジュール(特には図示せず)等の、ビームのごく一部をモジュール18に向け
て偏向させるための光学部品を介した主ビーム20の分離ポジションのパルスエ
ネルギー、平均エネルギーおよび/または電力ならびに波長等の1つ以上のパラ
メーターを受け取りかつ測定する。ビーム20は、好ましくは画像システム(図
示せず)および究極的にはリトグラフ用途等の工作物(これも図示せず)に向け
て出力したレーザーであり、適用プロセスに直接出力してもよい。レーザー制御
コンピュータ16は、インターフェース24を介してステッパー/スキャナーコ
ンピュータ、他の制御ユニットおよび/または他の外部システム(図示せず)と
交信する。
The laser control processor 16 receives various inputs and controls various operating parameters of the system. The diagnostic module 18 preferably has pulse energy at the separation position of the main beam 20 through optics for deflecting a small portion of the beam towards the module 18, such as a beam separation module (not specifically shown), Receives and measures one or more parameters such as average energy and / or power and wavelength. Beam 20 is preferably a laser that is directed towards a workpiece (not shown) such as an imaging system (not shown) and ultimately lithographic applications, and may also be output directly to the application process. The laser control computer 16 communicates with the stepper / scanner computer, other control units and / or other external systems (not shown) via the interface 24.

【0030】 レーザーチャンバ2はレーザーガス混合物を含有し、1組の主放電電極に加え
て1つ以上の予備イオン化電極(図示せず)を含む。好適な主電極3は米国特許
出願第09/453,670号および第60/184,705号に説明されてい
る。これらは本出願と同じ譲受人に譲渡されており、参照して本願に組み込む。
他の電極構成は、本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第5,729,
565号および第4,860,300号に記載されおり、代替的実施態様は米国
特許第4,691,322号、第5,535,233号および第5,557,6
29号に記載されており、これらの全てを参照して本願に組み込む。好適な予備
イオン化ユニットは、それぞれ本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第
09/692,265号、第09/532,276号および第09/247,8
87号に記載されており、代替的実施態様は米国特許第5,337,330号、
第5,818,865号および第5,991,324号に記載されており、これ
ら全ての特許および特許出願を参照して本願に組み込む。
The laser chamber 2 contains a laser gas mixture and includes a set of main discharge electrodes plus one or more preionization electrodes (not shown). Suitable main electrodes 3 are described in US patent application Ser. Nos. 09 / 453,670 and 60 / 184,705. These are assigned to the same assignee as the present application and are hereby incorporated by reference.
Other electrode configurations have been assigned to the same assignee as this application in US Pat.
565 and 4,860,300, alternate embodiments are U.S. Pat. Nos. 4,691,322, 5,535,233 and 5,557,6.
No. 29, all of which are incorporated herein by reference. Suitable preionization units are disclosed in U.S. patent application Ser.
87, an alternative embodiment is US Pat. No. 5,337,330,
No. 5,818,865 and No. 5,991,324, all of which are incorporated herein by reference.

【0031】 固体パルサーモジュール4および高電圧電源装置8は、レーザーチャンバ2内
の予備イオン化および主電極3に圧縮電気パルスで電気エネルギーを供給して、
ガス混合物を活性化する。好適なパルサーモジュールおよび高電圧電源装置の部
品は、米国特許出願第09/640,595号、第60/198,058号、第
60/204,095号、第09/432,348号および第09/390,1
46号、および第60/204,095号、ならびに米国特許第6,005,8
80号および第6,020,723号に説明されている。これらの各々は本出願
と同じ譲受人に譲渡されたものであり、ここで参照して本出願に組み込む。他の
代替パルサーモジュールは、米国特許第5,982,800号、第5,982,
795号、第5,940,421号、第5,914,974号、第5,949,
806号、第5,936,988号、第6,028,872号、第6,151,
346号および第5,729,562号に説明されている。これらを参照して本
願に組み込む。従来のパルサーモジュールは、1〜3ジュールの電力より大きな
電気パルスを発生することができる(前記‘988号特許を参照のこと)。
The solid-state pulser module 4 and the high-voltage power supply device 8 supply electric energy to the pre-ionization and main electrode 3 in the laser chamber 2 by compressed electric pulse,
Activate the gas mixture. Suitable pulser modules and components for high voltage power supplies are described in US patent application Ser. Nos. 09 / 640,595, 60 / 198,058, 60 / 204,095, 09 / 432,348 and 09. / 390,1
46, and 60 / 204,095, and US Pat. No. 6,005,8.
80 and 6,020,723. Each of these was assigned to the same assignee as this application and is hereby incorporated by reference. Other alternative pulser modules are US Pat. Nos. 5,982,800 and 5,982.
795, No. 5,940,421, No. 5,914,974, No. 5,949,
No. 806, No. 5,936,988, No. 6,028,872, No. 6,151.
346 and 5,729,562. These are referenced and incorporated herein. Conventional pulser modules can generate electrical pulses greater than 1-3 Joules of power (see the '988 patent).

【0032】 レーザーガス混合物を含有するレーザーチャンバ2を取り囲むレーザー共振器
は、好ましくは狭線エキシマ用または分子状フッ素レーザー用狭線化光学部品を
含む光学部品モジュール10を含む。狭線化が望ましくないか、狭線化を前光学
部品モジュール12で行うか、共振器の外部にあるスペクトルフィルターを用い
るか、または高反射鏡の前に狭線化光学部品を配置したレーザーシステムにおい
ては、この光学部品モジュールを高反射率(HR)鏡等で置換して、出力ビーム
の帯域幅を狭くすることができる。
The laser cavity surrounding the laser chamber 2 containing the laser gas mixture preferably comprises an optics module 10 containing narrowing optics for a narrow line excimer or molecular fluorine laser. If narrowing is not desired, narrowing is done in the pre-optics module 12, using a spectral filter outside the resonator, or a laser system with narrowing optics in front of the high reflector. In, the optical component module can be replaced with a high reflectance (HR) mirror or the like to narrow the bandwidth of the output beam.

【0033】 放出されたレーザー光20の波長に対して透過性の窓によりレーザーチャンバ
2を密閉する。この窓はブルースター窓であってもよく、または共振ビームの光
路に対して別の角度、例えば5°の角度で傾いてもよい。また、窓の1つがビー
ム外部結合の役目を果してもよい。
The laser chamber 2 is closed by a window that is transparent to the wavelength of the emitted laser light 20. This window may be a Brewster window or it may be tilted at another angle to the optical path of the resonant beam, for example at an angle of 5 °. Also, one of the windows may serve the beam outcoupling.

【0034】 出力ビーム20の一部は光学部品モジュール12の外部結合器(outcoupler)
を通過した後、その出力部分は好ましくはビーム分割モジュール(図示せず)に
衝突する。該ビーム分割モジュールは、ビーム20の主要部をレーザーシステム
の出力ビーム20とし続ける一方、ビームの一部を診断モジュール18に向けて
偏向するか、または外部結合したビームのごく一部が診断モジュールに到達する
のを可能にする光学部品を含む(本発明と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願
第60/177,809号、第09/598,552号および第60/166,
952号、および米国特許第4,611,270号を参照のこと。これらのそれ
ぞれを参照して本願に組み込む)。好適な光学部品はビーム分割器か、そうでな
ければ部分反射表面光学部品を含む。該光学部品は、鏡またはビーム分割器を第
2反射部品として含んでもよい。2つ以上のビーム分割器および/またはHR鏡
および/または診断鏡を用いて、ビームの一部を診断モジュール18の部品に向
けてもよい。ホログラフィックビームサンプラー、透過格子、部分透過反射回折
格子、グリズム、プリズムまたは他の反射性、分散性および/または透過性の1
つまたは複数の光学部品を用いて、主ビーム20の大部分を適用プロセスに直接
または画像システムもしくは他のものを介して到達させながら、診断モジュール
18で検出するために主ビーム20からごく一部のビームを分離してもよい。
A portion of output beam 20 is an outcoupler of optics module 12.
After passing through, its output portion preferably impinges on a beam splitting module (not shown). The beam splitting module continues the main part of the beam 20 as the output beam 20 of the laser system, while deflecting a part of the beam towards the diagnostic module 18 or a small part of the externally coupled beam to the diagnostic module. Includes optics to allow access (US patent applications 60 / 177,809, 09 / 598,552 and 60/166, assigned to the same assignee as the present invention.
See 952, and U.S. Pat. No. 4,611,270. Incorporated herein by reference to each of these). Suitable optics include beam splitters or otherwise partially reflective surface optics. The optical component may include a mirror or a beam splitter as the second reflective component. More than one beam splitter and / or HR mirror and / or diagnostic mirror may be used to direct a portion of the beam to a component of diagnostic module 18. Holographic beam sampler, transmission grating, partially transmissive reflection diffraction grating, grism, prism or other reflective, dispersive and / or transmissive 1
Using one or more optics, only a small portion of the main beam 20 is detected for detection by the diagnostic module 18, while allowing the majority of the main beam 20 to reach the application process either directly or through an imaging system or otherwise. The beams may be separated.

【0035】 反射ビーム部を診断モジュール18に向ける一方、出力ビーム20がビーム分
割モジュールを透過してもよい。または、ごく一部が透過して診断モジュール1
8に届く一方、主ビーム20が反射してもよい。連続してビーム分割器を通過す
る外部連結したビーム部がレーザーの出力ビーム20であり、これが画像システ
ムおよび写真平板用途の加工物等の工業用途または実験的用途に向かって広がる
The output beam 20 may pass through the beam splitting module while the reflected beam portion is directed at the diagnostic module 18. Or, a small part is transparent and diagnostic module 1
While reaching 8, the main beam 20 may be reflected. The externally coupled beam portion that successively passes through the beam splitter is the output beam 20 of the laser, which expands towards industrial or experimental applications such as imaging systems and workpieces for photolithographic applications.

【0036】 特に分子状フッ素レーザーシステムおよびArFレーザーシステム向けに、ビ
ーム路を光吸収種の無い状態に保つ等のためにビーム路を囲い(図示せず)によ
り密封してもよい。より小さな囲いによりチャンバ2と光学モジュール10およ
び12との間、ならびにビーム分割器(図示せず。前記参照)と診断モジュール
18との間を密封してもよい。好適な囲いは、同じ譲受人に譲渡され、かつ参照
して本願に組み込む米国特許出願第09/343,333号、第09/598,
552号、第09/594,892号および第9/131,580号、ならびに
参照して本願に組み込む米国特許第5,559,584号、第5,221,82
3号、第5,763,855号、第5,811,753号および第4,616,
908号に詳細に説明されている。
Particularly for molecular fluorine laser systems and ArF laser systems, the beam path may be enclosed by an enclosure (not shown), such as to keep the beam path free of light absorbing species. A smaller enclosure may provide a seal between the chamber 2 and the optics modules 10 and 12, as well as between the beam splitter (not shown; see above) and the diagnostic module 18. A suitable enclosure is US patent application Ser. Nos. 09 / 343,333, 09/598, assigned to the same assignee and incorporated herein by reference.
552, 09 / 594,892 and 9 / 131,580, and US Pat. Nos. 5,559,584, 5,221,82, which are incorporated herein by reference.
3, No. 5,763,855, No. 5,811,753 and No. 4,616.
No. 908 for further details.

【0037】 診断モジュール18は好ましくは少なくとも1つのエネルギー検出器を含む。
この検出器は、出力ビーム20のエネルギーに直接対応するビーム部の総エネル
ギーを測定する(米国特許第4,611,270号および米国特許出願第09/
379,034号を参照のこと。それぞれ本譲受人に譲渡されたものであり、か
つ参照して本願に組み込む)。光減衰器、例えば平板もしくは被覆光減衰器、ま
たは他の光学部品等の光学構造を検出器またはビーム分割モジュール21の上ま
たは近傍に形成して、検出器に衝突する放出の強度、スペクトル分布および/ま
たは他のパラメーターを制御する(米国特許出願第09/172,805号、第
60/172,749号、第60/166,952号、第60/177,809
号および第60/178,620号を参照のこと。これらのそれぞれは本出願と
同じ譲受人に譲渡されたものであり、参照して本願に組み込む)。
The diagnostic module 18 preferably includes at least one energy detector.
This detector measures the total energy in the beam section which directly corresponds to the energy of the output beam 20 (US Pat. No. 4,611,270 and US patent application Ser. No. 09 /
See 379,034. Each of which was assigned to the present assignee and is incorporated herein by reference). Optical structures such as optical attenuators, eg flat or coated optical attenuators, or other optical components are formed on or near the detector or beam splitting module 21 to determine the intensity of the emission impinging on the detector, the spectral distribution and And / or controlling other parameters (US patent application Ser. Nos. 09 / 172,805, 60 / 172,749, 60 / 166,952, 60 / 177,809).
No. 60 / 178,620. Each of these was assigned to the same assignee as the present application and is hereby incorporated by reference).

【0038】 診断モジュール18のもう一つの部品は、好ましくはモニターエタロンまたは
格子分光計等の波長および/または帯域幅検出部品である(本出願と同じ譲受人
に譲渡された米国特許出願第09/416,344号、第60/186,003
号、第60/158,808号、第60/186,096号、第60/186,
096号および第60/186,096号および第60/202,564号、な
らびに米国特許第4,905,243号、第5,978,391号、第5,45
0,207号、第4,926,428号、第5,748,346号、第5,02
5,445号、および第5,978,394号を参照のこと。前記の全ての波長
および/または帯域幅の検出部品および監視部品を参照して本願に組み込む。
Another component of diagnostic module 18 is preferably a wavelength and / or bandwidth detection component such as a monitor etalon or grating spectrometer (US patent application Ser. No. 09 / assigned to the same assignee as this application). 416, 344, 60 / 186,003
No. 60 / 158,808, 60 / 186,096, 60/186,
096 and 60 / 186,096 and 60 / 202,564, and U.S. Patents 4,905,243, 5,978,391 and 5,45.
0,207, 4,926,428, 5,748,346, 5,02
See 5,445, and 5,978,394. All wavelength and / or bandwidth detection and monitoring components mentioned above are incorporated herein by reference.

【0039】 ガス制御および/または出力ビームエネルギー安定化のため、または次に詳細
に説明するようなビーム内の増幅自然放出(ASE)の量を監視してASEが所
定のレベル未満にあることを確認する等のために、診断モジュールの他の部品は
、それぞれ本出願と同じ譲受人に譲渡され、参照して本願に組み込む米国特許出
願第09/484,818号および第09/418,052号でそれぞれ説明さ
れているパルス形状検出器またはASE検出器を含んでもよい。例えば米国特許
第6,014,206号に記載されているようなビームアラインメントモニター
、または同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第60/181,156号のビー
ムプロファイルモニターがあってもよい。これらの特許文献のそれぞれを参照し
て本願に組み込む。
For gas control and / or output beam energy stabilization, or by monitoring the amount of amplified spontaneous emission (ASE) in the beam as described in detail below, the ASE is below a predetermined level. Other components of the diagnostic module, such as for confirmation, are each assigned to the same assignee as the present application and are incorporated by reference into US patent application Ser. Nos. 09 / 484,818 and 09 / 418,052. It may also include a pulse shape detector or an ASE detector, each of which is described in. There may be, for example, a beam alignment monitor as described in US Pat. No. 6,014,206, or a beam profile monitor of US patent application 60 / 181,156 assigned to the same assignee. Each of these patent documents is referenced and incorporated herein.

【0040】 プロセッサまたは制御コンピュータ16は、レーザーシステムおよび出力ビー
ムの入力および出力パラメーターの中でも、パルス形状、エネルギー、ASE、
エネルギー安定性、バーストモード作動用エネルギーオーバーシュート、波長、
スペクトル純度および/または帯域幅のいくつかの値を受け、かつ処理する。ま
た、プロセッサ16は狭線モジュールを制御して、波長および/または帯域幅ま
たはスペクトル純度を調整し、かつ電源装置ならびにパルサーモジュール4およ
び8を制御して、好ましくは移動平均パルス出力およびエネルギーを制御し、工
作物におけるエネルギー投入量を所望の値付近で安定にする。さらに、コンピュ
ータ16は、種々のガス源に接続したガス供給バルブを含むガス取扱モジュール
6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および/または放
電用入力エネルギーの監視等のプロセッサ16のさらなる機能は、本譲受人に譲
渡され、参照して本願に組み込む米国特許出願第09/588,561号におい
て詳細に説明されている。
The processor or control computer 16 determines the pulse shape, energy, ASE, among other input and output parameters of the laser system and output beam.
Energy stability, energy overshoot for burst mode operation, wavelength,
It receives and processes several values of spectral purity and / or bandwidth. The processor 16 also controls the narrow line module to adjust wavelength and / or bandwidth or spectral purity and to control the power supply and pulser modules 4 and 8, preferably moving average pulse power and energy. Then, the amount of energy input to the workpiece is stabilized near a desired value. In addition, the computer 16 controls the gas handling module 6 which includes gas supply valves connected to various gas sources. Further functions of the processor 16, such as overshoot control, energy stability control and / or monitoring input energy for discharge, are assigned to the assignee of the present application and in US patent application Ser. No. 09 / 588,561 incorporated herein by reference. Described in detail.

【0041】 図2に示す通り、プロセッサは、固体パルサーモジュール4とHV電源装置8
とを別々にまたは組み合わせて、ガス取扱モジュール6、光学部品モジュール1
0および/または12、診断モジュール18およびインターフェース24と好ま
しくは通信する。また、プロセッサは、好ましくは真空ポンプ28に接続されレ
ーザー管2からガスを放出して、以下に詳細を述べる好適な実施態様に従って管
2内の全圧力を減らす補助容量26を制御する。このようにして、プロセッサは
パルスエネルギーおよび/またはビーム出力データを診断モジュール18から受
け、かつ好ましくは図3〜6を参照して以下に説明する1つまたは複数のアルゴ
リズムによるフィードバック制御ループ内で放電用入力電圧30およびレーザー
管全圧力32を制御して、レーザーにより出力されたレーザービーム20中の平
均エネルギーまたはエネルギー投入量を制御する。
As shown in FIG. 2, the processor includes a solid-state pulser module 4 and an HV power supply device 8.
And separately or in combination, the gas handling module 6, the optical component module 1
0 and / or 12, preferably in communication with diagnostic module 18 and interface 24. The processor also controls an auxiliary volume 26 which is preferably connected to a vacuum pump 28 to expel gas from the laser tube 2 to reduce the total pressure in the tube 2 in accordance with the preferred embodiment detailed below. In this way, the processor receives pulse energy and / or beam output data from the diagnostic module 18 and preferably discharges in a feedback control loop according to one or more algorithms described below with reference to FIGS. The input voltage 30 and the total laser tube pressure 32 are controlled to control the average energy or energy input in the laser beam 20 output by the laser.

【0042】 ここで「新規補充(new fill)」と呼ぶ工程により、最初にレーザーガス混合
物をレーザーチャンバ2内に満たす。この処理において、レーザー管のレーザー
ガスおよびコンタミナントを排出し、最適ガス組成の新しいガスで再補充する。
好適な実施態様に関する、非常に安定なエキシマ用または分子状フッ素レーザー
用ガス組成物では、バッファガスとしてヘリウムまたはネオンまたはヘリウムと
ネオンとの混合物を用いる。好適なガス組成物は、それぞれ本譲受人に譲渡され
、参照して本願に組み込む米国特許4,393,405号、第6,157,16
2号および第4,977,573号ならびに米国特許出願第09/513,02
5号、第09/447,882号、第09/418,052号および第09/5
88,561号に記載されている。ガス混合物中のフッ素の濃度は0.003%
〜1.00%の範囲であり、好ましくは0.1%付近である。エネルギー安定性
、オーバーシュート制御を増すため、および/または前記して参照して組み込ん
だ第09/513,025号出願に記載の減衰器として希ガス等の付加的ガス添
加物を加えてもよい。特に、Fレーザーに対して、キセノン、クリプトンおよ
び/またはアルゴンを加えてもよい。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レーザーに対して、やはり
0.0001%〜0.1%の濃度を有するキセノンまたはクリプトンを加えても
よい。KrFレーザーに対して、やはり0.0001%〜0.1%の濃度を有す
るキセノンまたはアルゴンを加えてもよい。
The laser gas mixture is first filled into the laser chamber 2 by a process referred to herein as “new fill”. In this process, the laser gas and contaminants in the laser tube are evacuated and replenished with fresh gas of optimum gas composition.
The highly stable gas composition for excimer or molecular fluorine lasers according to the preferred embodiment uses helium or neon or a mixture of helium and neon as buffer gas. Suitable gas compositions are each assigned to the present assignee and are incorporated herein by reference US Pat. No. 4,393,405, 6,157,16.
2 and 4,977,573 and US patent application Ser. No. 09 / 513,02.
5, No. 09 / 447,882, No. 09 / 418,052 and No. 09/5
88,561. The concentration of fluorine in the gas mixture is 0.003%
To 1.00%, preferably around 0.1%. Additional gas additives such as noble gases may be added to increase energy stability, overshoot control, and / or as an attenuator as described in the 09 / 513,025 application incorporated by reference above. . In particular, xenon, krypton and / or argon may be added to the F 2 laser. The concentration of xenon or argon in the mixture ranges from 0.0001% to 0.1%. Xenon or krypton, which also has a concentration of 0.0001% to 0.1%, may be added to the ArF laser. Xenon or argon, which also has a concentration of 0.0001% to 0.1%, may be added to the KrF laser.

【0043】 好ましくは真空ポンプ、バルブネットワークおよび1つ以上のガス区画室を含
むガス取扱モジュール6を用いて、ハロゲンと希ガスとの注入、全圧力調整およ
びガス交換処理を行う。ガス取扱モジュール6は、ガス容器、タンク、缶および
/またはボトルに接続されたガスラインを介してガスを受ける。ここで特に説明
するもの(下記参照)以外のいくつかの好適かつ代替的ガス取扱および/または
補充手順は、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第4,977,573号
および第5,396,514号ならびに米国特許出願第09/447,882号
、第09/418,052号、第09/379,034号、第09/734,4
59号、第09/513,025号および09/588,561号、および米国
特許第5,978,406号、第6,014,398号および第6,028,8
80号で説明されている。これらの全てを参照して本願に組み込む。前記の‘0
25出願に従い、レーザーシステムに対してキセノンガスを内的に供給するか、
または外的に供給するかのいずれとしてもよい。
The gas handling module 6, which preferably comprises a vacuum pump, a valve network and one or more gas compartments, is used to carry out the halogen and noble gas injection, total pressure regulation and gas exchange processes. The gas handling module 6 receives gas via gas lines connected to gas containers, tanks, cans and / or bottles. Some suitable and alternative gas handling and / or replenishment procedures other than those specifically described herein (see below) are US Pat. Nos. 4,977,573 and 5 assigned to the same assignee as this application. , 396,514 and U.S. Patent Applications Nos. 09 / 447,882, 09 / 418,052, 09 / 379,034, 09 / 734,4.
59, 09 / 513,025 and 09 / 588,561, and U.S. Patents 5,978,406, 6,014,398 and 6,028,8.
No. 80 is explained. All of these are incorporated herein by reference. '0 above
According to the 25th application, xenon gas is internally supplied to the laser system, or
Alternatively, it may be supplied externally.

【0044】 レーザー管2内のガスの放出または全圧力の減圧という形式での全圧力調整を
、好ましくは補助容量26を用いて行う。好ましくは圧力放出前または放出中に
補助容量に接続された真空ポンプにより、補助容量26がレーザー管2よりも低
い圧力となった場合、補助容量26とレーザー管2との間でバルブを開く。ガス
取扱ユニット6のバルブを用い、かつヘリウム、ネオンまたはこれらの組み合わ
せのバッファガス等を複数組み合わせてまたは単一で注入することにより、全圧
力を加圧するという形式での全圧力調整を行ってもよい。例えばハロゲンガスの
所望の分圧が全圧力調整後のレーザー管2内であると判定された場合、全圧力調
整の後、ガス組成調整を行ってもよい。また、ガス補充後に全圧力調整を行って
もよく、圧力調整を組み合わせて行わない場合よりも小さな放電駆動圧力の調整
と組み合わせて行ってもよい。
The total pressure adjustment in the form of gas release or total pressure reduction in the laser tube 2 is preferably carried out using the auxiliary volume 26. A valve is opened between the auxiliary volume 26 and the laser tube 2 when the auxiliary volume 26 has a lower pressure than the laser tube 2, preferably by means of a vacuum pump connected to the auxiliary volume before or during the pressure release. Even if the total pressure is adjusted by using the valve of the gas handling unit 6 and injecting a plurality of buffer gases such as helium, neon or a combination thereof in a single combination or by injecting them singly. Good. For example, when it is determined that the desired partial pressure of the halogen gas is in the laser tube 2 after the total pressure adjustment, the gas composition adjustment may be performed after the total pressure adjustment. Further, the total pressure may be adjusted after the gas is replenished, or may be combined with the adjustment of the discharge driving pressure which is smaller than the case where the pressure adjustment is not combined.

【0045】 補助容量26をレーザー管2に接続して、プロセッサ11から受信した制御信
号に基づき、レーザー管2から容量26内にガスを放出する。プロセッサ11は
、バルブ集合体を介して補助容量26に放出するガスを調整し、かつガス取扱ユ
ニット6に付随するバルブ集合体またはバルブシステムを介してレーザー管2へ
のガスまたはガス混合物の送出も調整する。
An auxiliary volume 26 is connected to the laser tube 2 to emit gas from the laser tube 2 into the volume 26 based on a control signal received from the processor 11. The processor 11 regulates the gas released to the auxiliary volume 26 via the valve assembly and also delivers the gas or gas mixture to the laser tube 2 via the valve assembly or valve system associated with the gas handling unit 6. adjust.

【0046】 好ましくは、補助容量は既知の体積を有し、かつ好ましくは補助容量内の圧力
を測定するために取り付けた圧力計を有する予備室または区画室を含む。圧力計
の代わりにまたは圧力計と組み合わせて、流速制御器によりプロセッサが管2か
ら補助容量26へのガスの流速を制御することができ、プロセッサはどれだけの
量のガスが放出されているまたは放出されたかを正確に制御および/または計測
できる。また、レーザー管および外部ボリューム26は、それぞれ熱電対配列等
の、容量26および管2内のガスの温度を測定する手段も有する。区画室7は、
体積で、数〜数千cmであってよい(好ましくは、レーザー管2は体積が42
,000cm程度である)。
Preferably, the auxiliary volume has a known volume and preferably comprises a reserve chamber or compartment with a pressure gauge attached to measure the pressure in the auxiliary volume. Instead of or in combination with a pressure gauge, the flow rate controller allows the processor to control the flow rate of gas from the tube 2 to the auxiliary volume 26, and how much gas is being discharged by the processor or It can be precisely controlled and / or measured if it has been released. The laser tube and external volume 26 also have means for measuring the temperature of the gas in the volume 26 and tube 2, such as a thermocouple array, respectively. Compartment 7
The volume may be several to several thousand cm 3 (preferably, the laser tube 2 has a volume of 42
3,000 cm 3 ).

【0047】 レーザー管2と補助容量26との間のガスの流れを制御するために少なくとも
1つのバルブを含む。この間に更にバルブを含んでもよい。また、真空ポンプ2
8と補助容量26との間に別のバルブを含んで、真空ポンプ28と補助容量26
との間のアクセスを制御してもよい。さらに、真空ポンプ28および外部ボリュ
ーム26との間、およびレーザー管2と外部ボリューム26との間の一方または
両方に1つまたは複数のバルブを設けてこれらの間の配管内の大気を制御し、付
加的ポンプまたは同じ真空ポンプ28を用いて、直接または補助容量を介してレ
ーザー管と補助容量との間の配管を排気する。
At least one valve is included to control the flow of gas between the laser tube 2 and the auxiliary volume 26. A valve may be further included between them. Also, the vacuum pump 2
8 and auxiliary volume 26, another valve is included to provide vacuum pump 28 and auxiliary volume 26.
You may control the access to and from. Further, one or more valves are provided between the vacuum pump 28 and the external volume 26 and / or between the laser tube 2 and the external volume 26 to control the atmosphere in the pipe between them. An additional pump or the same vacuum pump 28 is used to evacuate the tubing between the laser tube and the auxiliary volume either directly or via the auxiliary volume.

【0048】 全圧力放出のために、ここで説明した好適な実施態様のアルゴリズムに従い、
管2内の所定量のガス混合物を好ましくはレーザー管2から補助容量26内に放
出する。例えば前記して参照して組み込んだ第09/734,459号出願に記
載の部分、少量または微量ガス置換操作に、これと同じ補助容量を用いてもよい
。一例として、注入されたガス量を制御する小区画室を含むもの(‘459出願
参照)等の、直接または付加バルブ集合体を介してレーザー管2に接続されたガ
ス取扱ユニット6は、KrFレーザーに対して、1%F:99%Neを含むプ
レミックスAを注入するためのガス配管、および1%Kr:99%Neを含むプ
レミックスBを注入するための別の配管を含む。ArFレーザーに対してプレミ
ックスBはKrの代わりにArを有し、Fレーザーに対してはプレミックスB
を使用しない。したがって、バルブ集合体を介して管2内にプレミックスAおよ
びプレミックスBを注入することにより、レーザー管内のフッ素およびクリプト
ン濃度(例えばKrFレーザーに対して)をそれぞれ補充することができる。次
いで、注入された量に対応して、ある量のガスを放出する。補助ガス配管および
/またはバルブを用いて補助ガス混合物を注入してもよい。新規補充、部分およ
び少量ガス置換、強化および通常微量ハロゲン注入等のガス注入手順、ならびに
あらゆる他のガス補充行為をプロセッサ11により開始し、かつ制御する。プロ
セッサ11は、フィードバックループ内の種々の入力情報に基づき、ガス取扱ユ
ニット6のバルブ集合体、レーザー管2、補助容量26および真空ポンプ28を
制御する。
For total pressure release, according to the algorithm of the preferred embodiment described herein,
A quantity of the gas mixture in the tube 2 is preferably discharged from the laser tube 2 into the auxiliary volume 26. For example, the same auxiliary volume may be used for the partial, minor or trace gas displacement operations described in the 09 / 734,459 application incorporated by reference above. As an example, a gas handling unit 6 connected to the laser tube 2 directly or via an additional valve assembly, such as one that includes a small compartment controlling the amount of injected gas (see the '459 application), is a KrF laser. On the other hand, it includes a gas pipe for injecting the premix A containing 1% F 2 : 99% Ne and another pipe for injecting the premix B containing 1% Kr: 99% Ne. Premix B has Ar instead of Kr for ArF laser and Premix B for F 2 laser
Not used. Therefore, by injecting the premix A and the premix B into the tube 2 via the valve assembly, it is possible to replenish the fluorine and krypton concentrations (for KrF laser, for example) in the laser tube, respectively. Then, a certain amount of gas is released corresponding to the injected amount. Auxiliary gas lines and / or valves may be used to inject the auxiliary gas mixture. A gas injection procedure, such as a new refill, partial and low volume gas replacement, enrichment and normal micro halogen injection, and any other gas replenishment actions are initiated and controlled by the processor 11. The processor 11 controls the valve assembly of the gas handling unit 6, the laser tube 2, the auxiliary volume 26 and the vacuum pump 28 based on various input information in the feedback loop.

【0049】 レーザー管2から補助容量26内へガスを正確かつ的確に放出する、本発明に
よる方法の一例を次に説明する。レーザー管2内への注入を含む、正確かつ的確
なガスを補充するための同様の手順を、好ましくは少量のガス注入に用い、した
がってガス注入ごとに、顕著な出力ビームパラメーターが顕著に分布しないこと
に留意されたい。例えば、レーザー管2内のフッ素濃度を示すパラメーターを監
視しているプロセッサ16が、レーザー管2内のガス混合物中のハロゲン濃度を
上げる時期だと判定した場合、プロセッサ16は微量ハロゲン注入(μHI)を
開始してもよい(好適なガス補充行為のさらなる説明は‘459号出願に記載さ
れている)。
An example of the method according to the invention for the precise and precise release of gas from the laser tube 2 into the auxiliary volume 26 will now be described. Similar procedures for replenishing the gas accurately and accurately, including injection into the laser tube 2, are preferably used for small gas injections, so that there is no significant distribution of the output beam parameters with each gas injection. Please note that. For example, when the processor 16 monitoring the parameter indicating the fluorine concentration in the laser tube 2 determines that it is time to increase the halogen concentration in the gas mixture in the laser tube 2, the processor 16 injects a trace amount of halogen (μHI). May be initiated (further description of suitable gas replenishment practices can be found in the '459 application).

【0050】 この好適な実施態様による好適な全圧力放出に関して、プロセッサ16は圧力
放出の時期を判定する。次いで、プロセッサ16が信号を送り、補助容量26内
が所定の圧力になるまで、または既知の流速とバルブを開けるべき時期とに従っ
て、管2と容量26との間のバルブを開けて、管2から容量26へガスが流れる
ようにする。その後、バルブを閉じる。好ましくは、放出後の管2内の圧力を管
2の圧力計により測定するか、既知のガス放出量と放出前の管2内のガス量とを
用いて計算して求める。次に、真空ポンプと補助容量との間のバルブを好ましく
は開けて、容量26内のガスを容量から排気する。
For the preferred total pressure release according to this preferred embodiment, the processor 16 determines the timing of the pressure release. The processor 16 then sends a signal to open the valve between the tube 2 and the volume 26 until a predetermined pressure is reached in the auxiliary volume 26, or according to a known flow rate and when the valve should be opened. To allow gas to flow from volume 26. Then close the valve. Preferably, the pressure in the pipe 2 after the discharge is measured by a pressure gauge of the pipe 2 or calculated by using a known gas discharge amount and the gas amount in the pipe 2 before the discharge. The valve between the vacuum pump and the auxiliary volume is then preferably opened to evacuate the volume 26 of gas.

【0051】 放出前の管内の圧力が3バールであり、管が42,000cmであり、放出
後の補助容量内の圧力が例えば3バール付近上昇するように放出を行った場合、
0.5×[(補助容量26の体積)/42,000]バールが放出の結果減少し
たチューブ2内の圧力となる。具体的な全圧力放出または付加アルゴリズムを、
図3〜6を参照して以下に説明する。
When the pressure in the pipe before discharge is 3 bar, the pressure in the pipe is 42,000 cm 3 , and the pressure in the auxiliary capacity after discharge rises, for example, around 3 bar,
0.5 × [(volume of the auxiliary volume 26) / 42,000] bar results in a reduced pressure in the tube 2 as a result of the discharge. Specific total pressure release or additional algorithm,
This will be described below with reference to FIGS.

【0052】 前記の計算をプロセッサ16で行い、放出したガスの量または放出前のガスの
量をより正確に求め、プロセッサ16が受信した情報および/または予めプログ
ラムされた基準に基づき、プロセッサ16により計算された放出すべきガスの量
に従って補助容量26内の圧力を設定してもよい。好ましくは、容量26の内部
の圧力を測定する計器により計測される圧力が実質的にゼロ、また非常に低圧と
なるように、補助容量を排気する。また、管2内のガスと補助容量26との間の
温度差の補正をプロセッサ16により非常に正確に行うか、または補助容量内の
温度を例えばレーザー管2内の温度に前もって設定してもよい。
The above calculation is performed by the processor 16 to more accurately determine the amount of gas released or the amount of gas before release, and based on the information received by the processor 16 and / or pre-programmed criteria, the processor 16 The pressure in the auxiliary volume 26 may be set according to the calculated amount of gas to be released. Preferably, the auxiliary volume is evacuated so that the pressure measured by the gauge measuring the pressure inside volume 26 is substantially zero and very low. Also, the temperature difference between the gas in the tube 2 and the auxiliary volume 26 can be corrected very accurately by the processor 16, or the temperature in the auxiliary volume can be preset to the temperature in the laser tube 2, for example. Good.

【0053】 前記した補助容量26のような補助容量が複数あり、それぞれが体積空間等の
異なる特性を有していてもよい。例えば、2つの区画室があり、一方をガス置換
手順用とし、他方を全圧力放出用とすることができる。2つより多くの区画室が
あり、放出するガスの量を多様にしたり、異なるガス作動アルゴリズムに対応す
る駆動電圧範囲を調整したりしてもよい(‘459号出願参照のこと)。
There may be a plurality of auxiliary capacitors such as the above-mentioned auxiliary capacitor 26, and each may have different characteristics such as volume space. For example, there may be two compartments, one for the gas replacement procedure and the other for the total pressure release. There may be more than two compartments and the amount of gas released may be varied or the drive voltage range corresponding to different gas actuation algorithms adjusted (see the '459 application).

【0054】 本発明のいくつかの実施態様の狭線化特徴に関する一般的説明をここで行い、
続いて本発明の範囲内で使用して高いスペクトル純度または帯域幅(例えば、1
pm未満、好ましくは0.6pm以下)を有する出力ビームを得ることのできる
変形および特徴をしつつ、参照して組み込む特許および特許出願を列挙する。光
学部品モジュール10に収容された狭線化光学部品の例には、ビーム拡張器、エ
タロン等の選択的干渉装置および回折格子が含まれる。この回折格子は、反射ま
たは反射屈折光リソグラフィー画像システムと共に用いるもの等の狭帯域レーザ
ーに対して、比較的高度な散乱を起こす。前記の通り、前光学部品モジュールは
、狭線化光学部品も含んでよい(第09/715,803号、第60/173,
993号、第60/170,919号および第60/166,967号出願参照
のこと。これらのそれぞれは本譲受人に譲渡されたものであり、参照して本願に
組み込む)。
A general description of the narrowing features of some embodiments of the invention will now be given,
High spectral purity or bandwidth (eg, 1
Listed are patents and patent applications incorporated by reference, with variations and features that can result in an output beam having less than pm, preferably less than or equal to 0.6 pm. Examples of narrowing optics housed in the optics module 10 include a beam expander, a selective interference device such as an etalon, and a diffraction grating. This grating produces a relatively high degree of scattering for narrow band lasers such as those used with catadioptric or catadioptric photolithography imaging systems. As mentioned above, the front optics module may also include line narrowing optics (09 / 715,803, 60/173).
See applications 993, 60 / 170,919 and 60 / 166,967. Each of these has been assigned to the assignee and is hereby incorporated by reference).

【0055】 全反射画像システムと共に用いるもの等の半狭帯域レーザーに対して、格子を
高反射率鏡と取り替え、散乱プリズムでわずかに散乱を起こしてもよい。半狭帯
域レーザーは、典型的には出力ビーム線幅が1pmより大きく、レーザーの特徴
的広帯域帯域幅によっては、あるレーザーシステムでは100pmもの高さとな
る。
For semi-narrow band lasers such as those used with total internal reflection imaging systems, the grating may be replaced with a high reflectivity mirror and the scattering prisms cause slight scattering. Semi-narrowband lasers typically have an output beam linewidth of greater than 1 pm and can be as high as 100 pm in some laser systems, depending on the laser's characteristic wide bandwidth.

【0056】 前記光学部品モジュール10の狭線化光学部品の例のビーム拡張器は、好まし
くは1つ以上のプリズムを含む。ビーム拡張器は、レンズ集合体または収束/発
散レンズ対等の他のビーム拡張光学部品を含んでもよい。格子または高反射率鏡
は、好ましくは回転可能であり、共振器の許容角度内に反射する波長を選択また
は調整することができる。または、格子、他の部品もしくは光学部品、または狭
線化モジュール全体の圧力を、本譲受人に譲渡された、参照して本願に組み込む
第60/178,445号および第09/317,527号出願の記載等により
調整してもよい。ビームを散乱して狭帯域幅を達成するため、および好ましくは
レーザー管にビームを逆反射させるために格子を用いてもよい。または、格子か
らの反射を受け、リットマン構成の格子にビームを跳ね返す高反射率鏡を格子の
後方に配置するか、格子を透過格子としてもよい。1つ以上の散乱プリズムも用
いることができ、1つより多いエタロンを用いることができる。
The beam expander of the exemplary narrowing optics of the optics module 10 preferably includes one or more prisms. The beam expander may include lens assemblies or other beam expanding optics such as converging / diverging lens pairs. The grating or high-reflectance mirror is preferably rotatable and the wavelengths reflected within the acceptance angle of the resonator can be selected or tuned. Alternatively, the pressure of the grating, other components or optical components, or the entire narrowing module is assigned to the present assignee and is incorporated herein by reference, 60 / 178,445 and 09 / 317,527 It may be adjusted according to the description of the application. A grating may be used to scatter the beam to achieve a narrow bandwidth, and preferably to retroreflect the beam on the laser tube. Alternatively, a high-reflectance mirror that receives the reflection from the grating and bounces the beam on the grating having the Littman configuration may be arranged behind the grating, or the grating may be a transmission grating. One or more scattering prisms can also be used and more than one etalon can be used.

【0057】 狭線化の種類と程度および/または望まれる選択と調整、ならびに狭線化光学
部品を組み込む特定のレーザーによっては、使用可能な代替光学構成が多くある
。このために、以下の中に示されたものを参照して本願明細書に取り込む。本出
願と同じ譲受人に譲渡された、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号および第5,946,337号、ならびに
米国特許出願第09/317,695号、第09/130,277号、第09/
244,554号、第09/317,527号、第09/073,070号、第
09/452,353号、第09/602,184号、第09/629,256
号、第09/599,130号、第60/170,342号、第60/172,
749号、第60/178,620号、第60/173,993号、第60/1
66,277号、第60/177,967号、第60/167,835号、第6
0/170,919号、第60/186,096号。米国特許第5,095,4
92号、第5,684,822号、第5,835,520号、第5,852,6
27号、第5,856,991号、第5,898,725号、第5,901,1
63号、第5,917,849号、第5,970,082号、第5,404,3
66号、第4,975,919号、第5,142,543号、第5,596,5
96号、第5,802,094号、第4,856,018号、第5,970,0
82号、第5,978,409号、第5,999,318号、第5,150,3
70号および第4,829,536号、ならびにドイツ国特許DE 298 2
2 090.3号。
There are many alternative optical configurations that can be used, depending on the type and degree of narrowing and / or the desired selection and adjustment, as well as the particular laser incorporating the narrowing optics. To this end, the references set forth below are incorporated herein by reference. U.S. Pat. Nos. 4,399,540, 4,905 assigned to the same assignee as the present application
, 243, 5,226,050, 5,559,816, 5,659
, 419, 5,663,973, 5,761,236, 6,081
, 542, 6,061,382 and 5,946,337, and U.S. Patent Applications Nos. 09 / 317,695, 09 / 130,277, 09 /
244,554, 09 / 317,527, 09 / 073,070, 09 / 452,353, 09 / 602,184, 09 / 629,256
No. 09 / 599,130, 60 / 170,342, 60/172,
749, 60 / 178,620, 60 / 173,993, 60/1
66,277, 60 / 177,967, 60 / 167,835, 6
0 / 170,919, 60 / 186,096. US Pat. No. 5,095,4
No. 92, No. 5,684,822, No. 5,835,520, No. 5,852,6
No. 27, No. 5,856,991, No. 5,898,725, No. 5,901,1
63, 5,917,849, 5,970,082, 5,404,3
66, 4,975,919, 5,142,543, 5,596,5
96, No. 5,802,094, No. 4,856,018, No. 5,970,0
No. 82, No. 5,978,409, No. 5,999,318, No. 5,150,3
70 and 4,829,536 and German Patent DE 298 2.
No.2090.3.

【0058】 光学部品モジュール12は、好ましくは部分反射共振反射器等のビーム20を
外部結合する手段を含む。そうでなければ、共振器内ビーム分割器または他の光
学要素の部分反射表面等によりビーム20を外部結合してもよく、この場合光学
部品モジュール12は高反射鏡を含む。光学部品制御モジュール14は、好まし
くはプロセッサ16からの信号を受信・解読し、再調整または再構成手順を開始
する等により、光学部品モジュール10および12を制御する(前記の‘353
号、‘695号、‘277号、‘554号、および‘527号出願を参照のこと
)。
The optics module 12 preferably includes means for outcoupling the beam 20, such as a partially reflective resonant reflector. Otherwise, the beam 20 may be outcoupled, such as by a partially reflecting surface of an intracavity beam splitter or other optical element, in which case the optics module 12 comprises a high reflector. Optics control module 14 controls optics modules 10 and 12, preferably by receiving and decoding signals from processor 16 and initiating reconditioning or reconfiguration procedures (see '353, supra).
, '695,' 277, '554, and' 527 applications).

【0059】 好適な実施態様は、レーザー管2内のガス混合物の全圧力調整を含むガス取扱
手順を用いることによりレーザーシステムの出力ビームの平均パルスエネルギー
を調整するように構成されたエキシマおよび分子状フッ素レーザーシステムに特
に関する。最適駆動電圧レベル、すなわちHVoptより低い電圧で新しいレー
ザー管および光学部品を有するレーザーの運転を避けるために、所望の平均パル
スエネルギーがHVopt付近の高電圧の許容範囲内の入力駆動電圧に対応する
まで、新規補充後の全ガス圧を図2を参照して前記したように全圧力放出により
有利に減らす。
The preferred embodiment is an excimer and molecular device configured to adjust the average pulse energy of the output beam of the laser system by using a gas handling procedure that involves adjusting the total pressure of the gas mixture in the laser tube 2. Specially related to fluorine laser system. The desired average pulse energy corresponds to the input drive voltage within a high voltage tolerance around HV opt to avoid operating lasers with new laser tubes and optics at optimum drive voltage levels, ie below HV opt Until then, the total gas pressure after fresh replenishment is advantageously reduced by total pressure release as described above with reference to FIG.

【0060】 レーザー運転中、KrFおよびArFエキシマレーザーに対してはレーザー管
内のハロゲン、希ガスおよびバッファガスの量を補充し、分子状フッ素レーザー
に対してはハロゲンおよびバッファガスを補充するガス補充処置によりハロゲン
および希ガス濃度を一定に保ち、新規補充手順の後のこれらのガスをレーザー管
2内と同一の所定の比率に保つ。前記の通り、得られる管2内の全圧力の低下は
、管2から補助容量26を通ってガスを排気することにより達成される。前記の
‘459号出願から理解されるようなμHI等のガス注入動作をマイクロガス置
換手順に有利に変更して、全圧力を減少することにより出力レーザービームのエ
ネルギー増加を補償する。対照的に、またはその代わりに、従来のレーザーシス
テムは入力駆動電圧を減らして、出力ビームのエネルギーを予め決まった所望の
エネルギーにする。このようにして、ガス混合物の交換速度またはレーザー管2
を通過するガス流速度を制御する等により、ガス手順がガスを補充し、かつ平均
パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を維持する一方、駆動電圧をHVop 付近の狭い範囲内に保つ。
During the laser operation, a gas replenishment procedure for the KrF and ArF excimer lasers to replenish the amounts of halogen, noble gas and buffer gas in the laser tube, and for molecular fluorine lasers to replenish the halogen and buffer gas. Keep the halogen and noble gas concentrations constant by means of and keep these gases after the new replenishment procedure in the same predetermined ratio as in the laser tube 2. As mentioned above, the resulting reduction in the total pressure in the tube 2 is achieved by venting the gas from the tube 2 through the auxiliary volume 26. Gas injection operations such as μHI, as understood from the aforementioned '459 application, are advantageously modified for microgas replacement procedures to reduce the total pressure to compensate for the increased energy of the output laser beam. In contrast, or in the alternative, conventional laser systems reduce the input drive voltage to bring the energy of the output beam to a predetermined desired energy. In this way, the exchange rate of the gas mixture or the laser tube 2
Such as by controlling the gas flow velocity through the gas procedure is supplemented with a gas, and while maintaining the average pulse energy or energy input, keeps the driving voltage within a narrow range around HV op t.

【0061】 レーザー運転中の平均パルスエネルギーを増やすことによるさらなる安定化を
、レーザー管内のガス混合物の全圧力をPmaxまで上げることにより有利に行
うことができる。ガス注入を注入後のガス放出で補償しない場合、全圧力の上昇
は自動的に起きる。または、レーザー管2内の全ガス圧の積極的上昇によって起
きる。この全圧力上昇は、いかなるガス補充手順、またはガス組成を所望の組成
に調整する手順、全圧力上昇による平均パルスエネルギーの上昇を制御する手順
にも依存しない。有利には、ここで述べるガス手順により、平均パルスエネルギ
ー制御およびガス補充を行いながら、レーザーシステムをHVopt付近の非常
に狭い範囲内で運転することが可能になる。
Further stabilization by increasing the average pulse energy during laser operation can advantageously be carried out by raising the total pressure of the gas mixture in the laser tube to P max . If the gas injection is not compensated by outgassing after injection, the increase in total pressure will occur automatically. Or, it is caused by the positive rise of the total gas pressure in the laser tube 2. This total pressure increase does not depend on any gas replenishment procedure, or adjusting the gas composition to the desired composition, or controlling the increase in average pulse energy due to the total pressure increase. Advantageously, the gas procedure described herein allows the laser system to operate within a very narrow range near the HV opt while providing average pulse energy control and gas replenishment.

【0062】 放電チャンバまたはレーザー管2を有し、同じガス混合物、全ガス圧、一定の
電極間距離およびパルサーモジュール4のレーザーピークコンデンサの一定の充
電上昇時間を有するレーザーシステムは、一定の放電破壊電圧を有する。レーザ
ーの運転には、レーザービームの発生が最も効率的で最も放電が安定な最適駆動
電圧HVoptがある。
A laser system having a discharge chamber or laser tube 2 with the same gas mixture, total gas pressure, constant electrode distance and constant charge rise time of the laser peak capacitor of the pulsar module 4 has a constant discharge breakdown. Have a voltage. In the operation of the laser, there is an optimum driving voltage HV opt in which the laser beam is most efficiently generated and the discharge is stable.

【0063】 上で簡単に述べたように、HVoptよりかなり低い入力駆動電圧でレーザー
を運転した場合、従来のレーザー管にとって望ましくない情況が発生し得る。こ
のような低駆動電圧は、好適な実施態様のレーザーを運転する駆動電圧範囲外で
ある。この低放電電圧でレーザーを運転すると、放電が安定せず、従来のレーザ
ーシステムの電極は急速に腐食するか、激しく燃焼し得る。HVopt未満の電
圧で新しいレーザー管および光学部品を有するレーザーの運転を避けるには、古
くなったレーザー管2および/または光学部品を有するレーザーに新規補充した
後の全ガス圧に比べて、新規補充後のレーザー管2内の全ガス圧を好適な実施態
様に従って有利に低減する。このようにして、所望の平均パルスエネルギーを達
成し、最大でも最適駆動電圧HVoptからのずれにのみ対応する。例えば、従
来のレーザーは典型的には1.5kVまたは従来の範囲の下端で通常の全レーザ
ー管圧で運転するが、好適な実施態様のレーザーは1.7kV付近、または最適
入力駆動電圧付近で運転し、かつレーザー管圧を例えば最小許容圧力Pmin
近の低圧まで減圧する。
As briefly mentioned above, operating a laser with an input drive voltage well below the HV opt can create undesired situations for conventional laser tubes. Such low drive voltages are outside the drive voltage range for operating the laser of the preferred embodiment. When operating the laser at this low discharge voltage, the discharge is not stable and the electrodes of conventional laser systems can quickly corrode or burn violently. To avoid operating a laser with new laser tube and optics at a voltage below HV opt , a new The total gas pressure in the laser tube 2 after replenishment is advantageously reduced according to the preferred embodiment. In this way, the desired average pulse energy is achieved and at most only the deviations from the optimum drive voltage HV opt are dealt with. For example, conventional lasers typically operate at 1.5 kV or normal total laser tube pressure at the lower end of the conventional range, while preferred embodiment lasers near 1.7 kV, or near the optimum input drive voltage. In operation, the laser tube pressure is reduced to, for example, a low pressure around the minimum allowable pressure P min .

【0064】 この手順による第1の好適なアルゴリズムを、図3のフローダイアグラムに示
す。図3を参照して、S31ステップでE、U、ΔE、ΔPおよびPmi を含むパラメーターを設定する。ここで、 Eはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、好ましくは
10mJ付近であり、 Uは平均パルスエネルギーEを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはHVoptまたはその付近であり、前記の通り、HV pt およびそれに対応してUは好ましくは1.7kV付近であり、 ΔEは駆動電圧Uにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、好ましくは0.5mJ付近またはそれより小さく、 ΔPは放出したガス混合物の所定の量、例えば約100mbarがステップ中
に放出され、および Pminはレーザー管2内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、2200
と2800mbarとの間であり、最小圧力Pminはレーザーシステムのガス
混合物に依存し、したがって変動する。
The first preferred algorithm according to this procedure is shown in the flow diagram of FIG. Referring to FIG. 3, E s in S31 step, to set parameters including the U s, ΔE s, ΔP and P mi n. Where E s corresponds to the desired average output pulse energy of the laser oscillation, preferably around 10 mJ, and U s corresponds to the desired drive voltage for laser operation with the average pulse energy E s , preferably It is around HV opt or may, as described above, HV o pt and U s correspondingly is preferably around 1.7 kV, Delta] E s is the desired average pulse energy by the laser operating in the driving voltage U s Corresponding to the tolerance range, preferably around 0.5 mJ or less, ΔP is a given amount of the released gas mixture, eg about 100 mbar, is released during the step, and P min is the total gas pressure in the laser tube 2. Corresponding to the predetermined minimum allowable value of 2200
And 2800 mbar, the minimum pressure P min depends on the gas mixture of the laser system and therefore varies.

【0065】 S32ステップにおいて、前記したようにして、および/または当業者により
理解されるようにして、新規補充を行う。S33ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Uおよび負荷サイクル100%でレーザーを作動する
。次に、S34ステップで、出力された平均パルスエネルギーEをエネルギー検
出器で測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図2のプロセッサ16
に送る。
In step S32, a new replenishment is performed as described above and / or as understood by one of ordinary skill in the art. In step S33, the laser is operated at a constant or substantially constant drive voltage U s and a duty cycle of 100%. Next, in step S34, the output average pulse energy E is measured by the energy detector. The energy measured here is preferably the processor 16 of FIG.
Send to.

【0066】 次にプロセッサ16は、測定されたエネルギーEが許容範囲より大きくないか
、すなわちE>E+ΔEでないかを判定する。S35ステップで、エネルギ
ーEが許容限度E+ΔEより大きいとプロセッサ16が判定した場合、S3
6ステップで、レーザー管2からΔPの量の圧力放出を行う。次いで、S37ス
テップで圧力放出後の管2内の圧力PがPminより大きいと判定された場合、
手順をS33ステップに戻す。しかし、S38ステップで圧力放出後の管2内の
圧力PがPmin以下であると判定された場合、ガス最適化手順はSFステップ
で終了する。S34ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ16は測定し
たエネルギーEが許容範囲内またはそれより小さい、すなわちE<E+ΔE とS39ステップで判定した場合、ガス最適化手順はSFステップで終了する。
The processor 16 then determines if the measured energy E is not greater than the acceptable range, ie E> E s + ΔE s . If the processor 16 determines in step S35 that the energy E is larger than the allowable limit E s + ΔE s , then step S3
In 6 steps, pressure discharge of ΔP is performed from the laser tube 2. Next, when it is determined in step S37 that the pressure P in the pipe 2 after the pressure release is greater than P min ,
The procedure is returned to step S33. However, if it is determined in step S38 that the pressure P in the pipe 2 after pressure release is equal to or lower than P min , the gas optimization procedure ends in step SF. After the energy measurement in step S34, the processor 16 terminates the gas optimization procedure in step SF if the measured energy E is within or below the acceptable range, ie E <E s + ΔE s and step S39 is determined. .

【0067】 好適な実施態様のガス最適化手順による第2の好適なアルゴリズムを図4のフ
ローダイアグラムに示す。図4を参照して、S41ステップでE、U、ΔE 、QおよびPminを含むパラメーターを設定する。ここで、 Eはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Uは平均パルスエネルギーEを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはHVoptまたはその付近であり、 ΔEは駆動電圧Uにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Qは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、通常2と4との間であり、
および Pminはレーザー管2内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応する。これら
の量のいくつかの好適な値については前記した。
[0067]   A second preferred algorithm according to the gas optimization procedure of the preferred embodiment is shown in FIG.
Shown in the raw diagram. Referring to FIG. 4, in step S41, Es, Us, ΔE s , Q and PminSet parameters including. here,   EsCorresponds to the desired average output pulse energy of the laser oscillation,   UsIs the average pulse energy EsDrive power for laser operation with
Equivalent to pressure, preferably HVoptOr near it,   ΔEsIs the drive voltage UsOf average pulse energy by laser operation in
Corresponds to the desired tolerance,   Q is the desired reduction in average laser pulse energy and the discharge pressure of the gas mixture.
Corresponding to a factor determined based on the relationship with the required value, usually between 2 and 4,
and   PminCorresponds to a predetermined minimum permissible value of the total gas pressure in the laser tube 2. these
Some suitable values for the amount of

【0068】 S42ステップにおいて、前記したようにして、および/または当業者により
理解されるようにして、新規補充を行う。S43ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Uおよび負荷サイクル100%でレーザーを作動する
。次に、S44ステップで、出力された平均パルスエネルギーEをエネルギー検
出器で測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図2のプロセッサ16
に送る。
In step S42, new replenishment is performed as described above and / or as understood by one of ordinary skill in the art. In step S43, the laser is operated at a constant or substantially constant drive voltage U s and a duty cycle of 100%. Next, in step S44, the output average pulse energy E is measured by the energy detector. The energy measured here is preferably the processor 16 of FIG.
Send to.

【0069】 次にプロセッサ16は、測定されたエネルギーEが許容範囲より大きくないか
、すなわちE>E+ΔEでないかを判定する。S45ステップで、エネルギ
ーEが許容限度E+ΔEより大きいとプロセッサ16が判定した場合、S4
6ステップで、プロセッサ16により放出すべき圧力量ΔPを計算する。S46
ステップで、エネルギー差δEを、δE=(E−E)/Eとして計算する。次
に、圧力差δPを、δP=δE/Qとして計算する。そして、圧力放出量ΔPを
、ΔP=P×δP=P×(E−E)/(Q×E)として計算する。ここでPは
圧力放出ΔPの前の管内の圧力である。
The processor 16 then determines if the measured energy E is not greater than the acceptable range, ie E> E s + ΔE s . If the processor 16 determines in step S45 that the energy E is greater than the allowable limit E s + ΔE s , then step S4
In step 6, the processor 16 calculates the amount of pressure ΔP to be released. S46
In step, the energy difference δE is calculated as δE = (E−E s ) / E. Next, the pressure difference δP is calculated as δP = δE / Q. Then, the pressure release amount ΔP is calculated as ΔP = P × δP = P × (E−E s ) / (Q × E). Where P is the pressure in the tube before the pressure release ΔP.

【0070】 次いで、S47ステップで、レーザー管2から計算した量ΔPの圧力放出を行
う。その後、S48ステップで、圧力放出後の管2内の圧力PがPminより大
きいと判定された場合、手順をS43ステップに戻す。しかし、S49ステップ
で圧力放出後の管2内の圧力PがPmin以下であると判定された場合、ガス最
適化手順はSFステップで終了する。S44ステップでのエネルギー測定の後、
プロセッサ16は測定したエネルギーEが許容範囲内またはそれより小さい、す
なわちE≦E+ΔEとS50ステップで判定した場合、ガス最適化手順はS
Fステップで終了する。
Next, in step S47, pressure discharge of the amount ΔP calculated from the laser tube 2 is performed. After that, in step S48, when it is determined that the pressure P in the pipe 2 after the pressure release is higher than P min , the procedure is returned to step S43. However, if it is determined in step S49 that the pressure P in the pipe 2 after pressure release is equal to or lower than P min , the gas optimization procedure ends in step SF. After the energy measurement in step S44,
If the measured energy E is within or below the acceptable range, ie E ≦ E s + ΔE s , the processor 16 determines that the gas optimization procedure is S
It ends in F step.

【0071】 図4は、レーザー管内の全ガス圧力を下げることによる平均パルスエネルギー
の調整を、S47ステップで放出する前に、S46ステップで計算した量での圧
力放出により行う、図3に示したアルゴリズムの代替アルゴリズムである。図3
に示すアルゴリズムとは対照的に、圧力放出量ΔPを先に求める。
FIG. 4 shows in FIG. 3 that the adjustment of the average pulse energy by lowering the total gas pressure in the laser tube is carried out by the pressure release in the amount calculated in the step S46 before the release in the step S47. It is an alternative algorithm to the algorithm. Figure 3
In contrast to the algorithm shown in (1), the pressure release amount ΔP is obtained first.

【0072】 図5は、前記を参照し、図4のアルゴリズムのS46ステップで放出すべき圧
力の量を決定するのに用いたQ因子が種々の値である場合の、平均レーザー出力
エネルギー対同じ量の放出圧力である圧力開放の線図を表す。図5のグラフは、
Q=2のQ因子でレーザーを運転する場合、平均出力パルスエネルギーが約2m
J減少し、一方Q=9で運転するレーザーで同じ量の圧力開放を行った場合、平
均出力パルスエネルギーは約0.4mJしか減少しない。Q因子がQ=3とQ=
8との間で運転するレーザーに対し、圧力放出量が同じ場合には平均出力パルス
エネルギーの減少は2mJと0.4mJとの間で変動する。したがって、図5は
、圧力放出量が同じ場合には平均パルスエネルギーはレーザーシステムのQ因子
に依存した量で減少することを明確に示している。次に、異なるQ値で運転する
レーザーに対して出力エネルギーを同じエネルギー量だけ減らすためには、図4
のアルゴリズムに従い、計算量がq因子に依存する計算ステップS46に示す通
り、圧力放出量を有利に変える。平均パルスエネルギーを所望のパルスエネルギ
ーに減らす方法の正確性、およびこのような手順の数を図4のアルゴリズムに従
って改善する。
FIG. 5 refers to the above, the average laser output energy versus the same when the Q factor used to determine the amount of pressure to be released in step S46 of the algorithm of FIG. 4 is various values. Fig. 5 represents a diagram of pressure relief which is the discharge pressure of a quantity. The graph in Figure 5 is
When operating the laser with a Q factor of Q = 2, the average output pulse energy is about 2 m
If the J is reduced, while the same amount of pressure relief is done with a laser operating at Q = 9, the average output pulse energy is reduced by only about 0.4 mJ. Q factor is Q = 3 and Q =
For lasers operating between 8 and 8, the reduction in average output pulse energy varies between 2 and 0.4 mJ for the same pressure release. Thus, FIG. 5 clearly shows that for the same pressure release, the average pulse energy decreases by an amount that depends on the Q factor of the laser system. Next, in order to reduce the output energy by the same amount of energy for lasers operating at different Q values,
According to the algorithm, the pressure release amount is advantageously changed as shown in the calculation step S46 in which the calculation amount depends on the q factor. The accuracy of the method of reducing the average pulse energy to the desired pulse energy, and the number of such procedures, is improved according to the algorithm of FIG.

【0073】 好適な実施態様のガス最適化手順による第3の好適なアルゴリズムを、図6の
フローダイアグラムに示す。図6を参照して、S61ステップでE、U、Δ
、Q、PminおよびPmaxを含むパラメーターを設定する。ここで、 Eはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Uは平均パルスエネルギーEを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはHVoptまたはその付近であり、 ΔEは駆動電圧Uにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Qは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、 Pminはレーザー管2内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、および Pmaxはレーザー管2内の全ガス圧の所定の最大許容値に対応し、通常3b
arより大きい。
A third preferred algorithm according to the gas optimization procedure of the preferred embodiment is shown in the flow diagram of FIG. Referring to FIG. 6, in step S61, E s , U s , Δ
Set parameters including E s , Q, P min and P max . Where E s corresponds to the desired average output pulse energy of the laser oscillation, U s corresponds to the desired drive voltage for laser operation with the average pulse energy E s , preferably at or near HV opt. , ΔE s corresponds to the desired tolerance of the average pulse energy due to laser actuation at the drive voltage U s , and Q is the relationship between the desired reduction of the average laser pulse energy and the required value of the discharge pressure of the gas mixture. P min corresponds to a predetermined minimum permissible value of the total gas pressure in the laser tube 2, and P max corresponds to a predetermined maximum permissible value of the total gas pressure in the laser tube 2. Usually 3b
greater than ar.

【0074】 S62ステップにおいて、前記したようにして、および/または当業者により
理解されるようにして、新規補充を行う。S63ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Uおよび負荷サイクル100%でレーザーを作動する
。次に、S64ステップで、出力平均パルスエネルギーEをエネルギー検出器で
測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図2のプロセッサ16に送る
In step S62, a new replenishment is performed as described above and / or as understood by one of ordinary skill in the art. In step S63, the laser is operated at a constant or substantially constant drive voltage U s and a duty cycle of 100%. Next, in step S64, the output average pulse energy E is measured by the energy detector. The energy measured here is preferably sent to the processor 16 of FIG.

【0075】 次にプロセッサ16は、測定されたエネルギーEが許容範囲より大きくないか
、すなわちE>E+ΔEでないかを判定する。S65ステップで、エネルギ
ーEが許容限度E+ΔEより大きいとプロセッサ16が判定した場合、S6
6ステップで、放出すべき圧力量ΔPをプロセッサ16により計算する。S66
ステップで、エネルギー差δEを、δE=(E−E)/Eとして計算する。次
に、圧力差δPを、δP=δE/Qとして計算する。そして、圧力放出量ΔPを
、ΔP=P×δP=P×(E−E)/(Q×E)として計算する。ここでPは
圧力放出ΔPの前の管内の圧力である。
The processor 16 then determines if the measured energy E is not greater than the acceptable range, ie E> E s + ΔE s . If the processor 16 determines in step S65 that the energy E is larger than the allowable limit E s + ΔE s , step S6 is performed.
The amount of pressure ΔP to be released is calculated by the processor 16 in six steps. S66
In step, the energy difference δE is calculated as δE = (E−E s ) / E. Next, the pressure difference δP is calculated as δP = δE / Q. Then, the pressure release amount ΔP is calculated as ΔP = P × δP = P × (E−E s ) / (Q × E). Where P is the pressure in the tube before the pressure release ΔP.

【0076】 次いで、S67ステップで、レーザー管2から計算した量ΔPの圧力放出を行
う。その後、S68ステップで、圧力放出後の管2内の圧力PがPminより大
きいと判定された場合、手順をS64ステップに戻す。しかし、S69ステップ
で圧力放出後の管2内の圧力PがPmin以下であると判定された場合、ガス最
適化手順はSFステップで終了する。
Next, in step S67, the pressure ΔP calculated from the laser tube 2 is discharged. After that, in step S68, when it is determined that the pressure P in the pipe 2 after the pressure release is higher than P min , the procedure is returned to step S64. However, if it is determined in step S69 that the pressure P in the pipe 2 after the pressure release is equal to or lower than P min , the gas optimization procedure ends in step SF.

【0077】 S64ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ16は測定したエネルギ
ーEが許容範囲内またはそれより小さい、すなわちE≦E+ΔEとS70ス
テップで判定した場合、レーザー管2内に付加する圧力量ΔPをプロセッサ16
により計算する。S71ステップで、エネルギー差δEを、δE=(E−E
/Eとして計算する。次に、圧力差δPを、δP=δE/Qとして計算する。そ
して、圧力付加量ΔPを、ΔP=P×δP=P×(E−E)/(Q×E)とし
て計算する。ここでPは圧力付加ΔPの前の管内の圧力である。
After the energy measurement in step S64, the processor 16 adds the measured energy E into the laser tube 2 if the measured energy E is within the allowable range or smaller, that is, E ≦ E s + ΔE s , in step S70. The pressure amount ΔP is calculated by the processor 16
Calculate by In step S71, the energy difference δE is calculated as δE = (E−E s ).
Calculate as / E. Next, the pressure difference δP is calculated as δP = δE / Q. Then, the pressure application amount ΔP is calculated as ΔP = P × δP = P × (E−E s ) / (Q × E). Here, P is the pressure in the pipe before the pressure application ΔP.

【0078】 次いで、S72ステップで、レーザー管2内に計算した量ΔPの圧力付加を行
う。S73ステップで、圧力付加後の管2内の圧力PがPmaxより小さいと判
定された場合、手順をS64ステップに戻す。しかし、S74ステップで圧力付
加後の管2内の圧力PがPmax以上であると判定された場合、ガス最適化手順
はSFステップで終了する。
Next, in step S72, the calculated amount ΔP of pressure is applied to the laser tube 2. When it is determined in step S73 that the pressure P in the pipe 2 after the pressure is applied is smaller than P max , the procedure is returned to step S64. However, if it is determined in step S74 that the pressure P in the pipe 2 after the pressure is applied is equal to or higher than P max , the gas optimization procedure ends in step SF.

【0079】 図6は、レーザー管内の全ガス圧力を下げることによる平均パルスエネルギー
の調整を、S47ステップまたはS72ステップで放出または付加する前にS6
6ステップまたはS71ステップで計算した量で、それぞれ圧力放出または圧力
付加により行う、図3および4に示したアルゴリズムの代替アルゴリズムである
。図3に示すアルゴリズムとは対照的に、圧力放出量ΔPを先に求める。また、
圧力付加ステップは図3または4のいずれのアルゴリズムにもない。
FIG. 6 shows that the adjustment of the average pulse energy by lowering the total gas pressure in the laser tube is performed in step S6 before the emission or addition in step S47 or step S72.
6 is an alternative algorithm to the algorithm shown in FIGS. 3 and 4, performed by pressure release or pressure application, respectively, with the amount calculated in step 6 or step S71. In contrast to the algorithm shown in FIG. 3, the pressure release amount ΔP is obtained first. Also,
The pressure application step is absent in either algorithm of FIG. 3 or 4.

【0080】 図7は、新規補充直後以外の全圧力調整を平均パルスエネルギー制御アルゴリ
ズムに組み込んだアルゴリズムを示す。従来の平均パルスエネルギー制御アルゴ
リズムは、当業者には既知であり、図7に示すアルゴリズムのステップと好適に
併用されるこれらの手順に関与するステップをここでは図示または説明していな
い。前記して参照して本願に組み込んだ第09/588,561号および第09
/734,459号出願は、破裂オーバーシュート(burst overshoot)制御(
特に‘561号出願を参照のこと)、および平均パルスエネルギーを制御するた
めの圧力調整を含む図7のアルゴリズムと組み合わせることのできる好適なアル
ゴリズムの平均パルスエネルギー制御部を含むエネルギー制御アルゴリズムを記
載している。
FIG. 7 shows an algorithm that incorporates all pressure adjustments except immediately after a new refill into the average pulse energy control algorithm. Conventional average pulse energy control algorithms are known to those skilled in the art, and the steps involved in these procedures preferably combined with the steps of the algorithm shown in FIG. 7 are not shown or described here. Nos. 09 / 588,561 and 09 incorporated herein by reference above
/ 734,459 application discloses a burst overshoot control (
See especially the '561 application), and an energy control algorithm including an average pulse energy controller of a suitable algorithm that can be combined with the algorithm of FIG. 7 including pressure regulation to control the average pulse energy. ing.

【0081】 図7を参照して、前記のアルゴリズムに従いE、U、ΔE、Q、Pmi およびPmaxを含むパラメーターは既に設定されており、図7に記載のアル
ゴリズムに合わせて調整してよい。ここで、 Eはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Uは平均パルスエネルギーEを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはHVoptまたはその付近であり、 ΔEは駆動電圧Uにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Qは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、 Pminはレーザー管2内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、および Pmaxはレーザー管2内の全ガス圧の所定の最大許容値に対応する。
[0081] With reference to FIG. 7, E s in accordance with the algorithm, U s, Delta] E s, Q, parameters including P mi n and P max has already been set, in accordance with the algorithm described in FIG. 7 You may adjust. Where E s corresponds to the desired average output pulse energy of the laser oscillation, U s corresponds to the desired drive voltage for laser operation with the average pulse energy E s , preferably at or near HV opt. , ΔE s corresponds to the desired tolerance of the average pulse energy due to laser actuation at the drive voltage U s , and Q is the relationship between the desired reduction of the average laser pulse energy and the required value of the discharge pressure of the gas mixture. P min corresponds to a predetermined minimum permissible value of the total gas pressure in the laser tube 2, and P max corresponds to a predetermined maximum permissible value of the total gas pressure in the laser tube 2. To do.

【0082】 S163ステップにおいて、一定または実質的に一定な駆動電圧Uおよび負
荷サイクル100%でレーザーを作動する。次に、S164ステップで、出力平
均パルスエネルギーEをエネルギー検出器で測定する。ここで測定したエネルギ
ーを好ましくは図2のプロセッサ16に送る。プロセッサ16は、S164ステ
ップでの測定の際に平均パルスエネルギーを制御可能にする他の手順、例えばガ
ス補充等を有してもよく、好ましくは有する。しかし、図7のアルゴリズムは、
プロセッサ16が圧力調整の開始に際してどのようにエネルギーを調整するかを
示している。
In step S163, the laser is operated at a constant or substantially constant drive voltage U s and a duty cycle of 100%. Next, in step S164, the output average pulse energy E is measured by the energy detector. The energy measured here is preferably sent to the processor 16 of FIG. The processor 16 may, and preferably does, have other procedures that make it possible to control the average pulse energy during the measurement in step S164, such as gas replenishment. However, the algorithm in FIG.
It shows how the processor 16 regulates energy at the beginning of pressure regulation.

【0083】 プロセッサ16は、測定されたエネルギーEが許容範囲より大きくないか、す
なわちE>E+ΔEでないか、または測定されたエネルギーEが許容範囲よ
り小さくないか、すなわちE<E−ΔEでないかを判定する。S165ステ
ップで、エネルギーEが許容限度E+ΔEより大きいとプロセッサ16が判
定した場合、S166ステップで、放出すべき圧力量ΔPをプロセッサ16によ
り計算する。S166ステップで、エネルギー差δEを、δE=(E−E)/
Eとして計算する。次に、圧力差δPを、δP=δE/Qとして計算する。そし
て、圧力放出量ΔPを、ΔP=P×δP=P×(E−E)/(Q×E)として
計算する。ここでPは圧力放出ΔPの前の管内の圧力である。あるいは、図3に
示すアルゴリズムを参照して前記したように、圧力量ΔPを先に求めてもよい。
The processor 16 determines whether the measured energy E is not greater than the acceptable range, ie E> E s + ΔE s , or the measured energy E is not less than the acceptable range, ie E <E s −. Determine if it is not ΔE s . When the processor 16 determines that the energy E is larger than the allowable limit E s + ΔE s in step S165, the pressure amount ΔP to be released is calculated by the processor 16 in step S166. In step S166, the energy difference δE is calculated as δE = (E−E s ) /
Calculate as E. Next, the pressure difference δP is calculated as δP = δE / Q. Then, the pressure release amount ΔP is calculated as ΔP = P × δP = P × (E−E s ) / (Q × E). Where P is the pressure in the tube before the pressure release ΔP. Alternatively, the pressure amount ΔP may be obtained first, as described above with reference to the algorithm shown in FIG.

【0084】 次いで、S167ステップで、レーザー管2から計算した量ΔPの圧力放出を
行う。その後、S168ステップで、圧力放出後の管2内の圧力PがPmin
り大きいと判定された場合、手順をS164ステップに戻す。しかし、S169
ステップで圧力放出後の管2内の圧力PがPmin以下であると判定された場合
、少なくとも管2内の圧力が後でPminより大きくなるまでの間、圧力放出オ
プションをSD1ステップで一時的に無効とする。全圧力Pのこのような上昇は
、例えば対応する圧力放出を行わずにガス注入を行った時、あるいは他のガス処
置と共にまたはS170〜S172ステップに記載の操作と組み合わせた積極的
圧力付加を行った時に発生する。
Next, in step S167, pressure discharge of the amount ΔP calculated from the laser tube 2 is performed. Then, if it is determined in step S168 that the pressure P in the pipe 2 after the pressure release is higher than P min , the procedure is returned to step S164. However, S169
If the pressure P in the tube 2 after the pressure release is determined to be less P min in step, until a pressure of at least the tube 2 is greater than P min later, the pressure release option one o'clock in SD1 step Invalidated. Such an increase in the total pressure P can be achieved, for example, when a gas injection is performed without a corresponding pressure relief, or with other gas treatments or with a positive pressure application in combination with the operation described in steps S170-S172. Occurs when

【0085】 S164ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ16は測定したエネル
ギーEが許容範囲より小さい、すなわちE<E−ΔEとS170ステップで
判定した場合、レーザー管2内に付加する圧力量ΔPをプロセッサ16により計
算する。S171ステップで、エネルギー差δEを、δE=(E−E)/Eと
して計算する。次に、圧力差δPを、δP=δE/Qとして計算する。そして、
圧力付加量ΔPを、ΔP=P×δP=P×(E−E)/(Q×E)として計算
する。ここでPは圧力付加ΔPの前の管内の圧力である。または、図3に示すア
ルゴリズムを参照して前記した圧力量ΔPを先に決めてもよい。
After the energy is measured in step S164, the processor 16 determines that the measured energy E is smaller than the allowable range, that is, E <E s −ΔE s, and the amount of pressure applied to the laser tube 2 is determined in step S170. Calculate ΔP by the processor 16. In step S171, the energy difference δE is calculated as δE = (E−E s ) / E. Next, the pressure difference δP is calculated as δP = δE / Q. And
The pressure application amount ΔP is calculated as ΔP = P × δP = P × (E−E s ) / (Q × E). Here, P is the pressure in the pipe before the pressure application ΔP. Alternatively, the above-described pressure amount ΔP may be determined first with reference to the algorithm shown in FIG.

【0086】 次いで、S172ステップで、レーザー管2内に計算した量ΔPの圧力付加を
行う。その後、S173ステップで、圧力付加後の管2内の圧力PがPmax
り小さいと判定された場合、手順をS164ステップに戻す。しかし、S174
ステップで圧力付加後の管2内の圧力PがPmax以上であると判定された場合
、少なくとも管2内の圧力が後でP未満に減少するまでの間、圧力付加オプショ
ンをSD2ステップで一時的に無効にする。全圧力Pのこのような減少は、例え
ばS165〜S167ステップに記載の操作と組み合わせた積極的圧力放出を行
った時に発生する。
Next, in step S172, the calculated amount ΔP of pressure is applied to the laser tube 2. Then, when it is determined in step S173 that the pressure P in the pipe 2 after the pressure is applied is smaller than P max , the procedure is returned to step S164. However, S174
If it is determined that the pressure P in the pipe 2 after the pressure application is equal to or higher than P max in the step, the pressure application option is temporarily set in the SD2 step at least until the pressure in the pipe 2 is reduced to less than P later. Disable it. Such a decrease in the total pressure P occurs, for example, when the positive pressure release is performed in combination with the operation described in steps S165 to S167.

【0087】 ここで、前記した方法を変更することができることに留意されたい。例えば、
入力駆動電圧を調整することにより、レーザービームのエネルギーを連続的に所
望のエネルギー付近の許容範囲内に維持することができる。次いで、入力駆動電
圧を監視してもよい。入力駆動電圧が最適駆動電圧HVoptより所定量または
計算量だけ高いまたは低い場合、それぞれ全圧力付加または放出を行って、入力
駆動電圧をHVoptに近いまたは入力駆動電圧の許容範囲内等の所望の量に調
整する。全圧力付加または放出を、上記の通り、計算量の所定量とする。この場
合、入力駆動電圧の所望の変化を、続いてガス付加または放出の計算量または所
定量により補償されるエネルギーの変化に対応して求める。同様の計算式を上記
のものに使ってもよい。
It has to be noted here that the method described above can be modified. For example,
By adjusting the input drive voltage, the energy of the laser beam can be continuously maintained within an acceptable range around the desired energy. The input drive voltage may then be monitored. When the input drive voltage is higher or lower than the optimum drive voltage HV opt by a predetermined amount or a calculated amount, the total drive pressure is applied or released to set the input drive voltage close to HV opt or within the allowable range of the input drive voltage. Adjust the amount of. The total pressure applied or released is a predetermined amount of the calculated amount as described above. In this case, the desired change in the input drive voltage is then determined corresponding to the change in energy compensated by the calculated or predetermined amount of gas addition or release. Similar formulas may be used for the above.

【0088】 圧力調整を好適な実施態様による平均パルスエネルギー制御アルゴリズムに組
み込むことにより、放電のために印加する駆動電圧の範囲が有利に減少する。し
たがって、ガス混合物が古くなったとしても、新規補充の間隔を縮めることなく
、放電のために印加する駆動電圧が最適駆動電圧HVoptから大きく変動しな
い。それ自体または駆動電圧変動範囲の低減との組み合わせで実現するもう一つ
の利点は、出力エネルギー向上(低圧力での運転時)のための圧力付加を以下に
述べるハロゲン注入およびガス補充等のガス補充法と組み合わせて用いることに
より、新規補充の間隔が延びることである。図8および9は、好適な実施態様に
よる後者の有利な特徴を図示したものである。
By incorporating pressure regulation into the average pulse energy control algorithm according to the preferred embodiment, the range of drive voltages applied for discharge is advantageously reduced. Therefore, even if the gas mixture becomes old, the driving voltage applied for discharging does not greatly change from the optimum driving voltage HV opt without shortening the interval of new replenishment. Another advantage realized by itself or in combination with the reduction of the drive voltage fluctuation range is that gas pressure such as halogen injection and gas replenishment described below is applied to increase output energy (when operating at low pressure). When used in combination with the method, the interval between new refills is extended. 8 and 9 illustrate the advantageous features of the latter according to the preferred embodiment.

【0089】 図8を参照して、特定のガス処置を事前に決めて行ういくつかの駆動電圧レベ
ル(HV)を示す。プロセッサ16は駆動電圧を監視し、かつ駆動電圧の値に
より、または時間、パルス回数および/または放電のための総入力電気エネルギ
ー等のパラメーター等(図8のx軸)に基づいて、現在作動している駆動電圧が
どの設定範囲(図8の左側のy軸)に入るかにより、ガス供給ユニットに様々な
程度でのガス注入、様々な程度での部分および少量ガス置換、ならびに様々な程
度または一定量での全圧力調整を実施させる。(前記‘561号出願参照)。
Referring to FIG. 8, some drive voltage levels (HV i ) are shown for which a particular gas treatment is predetermined. The processor 16 monitors the drive voltage and operates on the basis of the value of the drive voltage or on the basis of parameters such as time, number of pulses and / or total input electrical energy for discharge (x-axis in FIG. 8). Depending on which setting range (left-hand y-axis in FIG. 8) the driving voltage being applied falls into the gas supply unit to varying degrees, partial and small amount gas displacement to varying degrees, and varying degrees or Perform a constant total pressure adjustment. (See the above '561 application).

【0090】 次に、図8を参照して本発明に関する例を説明する。レーザーシステムをHV min とHVmaxとの間の駆動電圧で作動できるように構成する。実際の作動
最小および最大駆動電圧を、破線縦軸で示したHVとHVとの間の非常に狭
い範囲に設定する。この好適な実施態様の利点は、HVからHVまでの範囲
自体が非常に小さな窓に減少するので、レーザー作動中に駆動電流が大きく変わ
らないという点である。この作動範囲自体がHVminとHVmaxとの間にあ
る場合、例えば、出力エネルギーを減衰するガス混合物(前記‘025号出願参
照)を調整するか、または共振器外減衰器(本譲受人に譲渡した、参照して本願
に組み込む米国特許出願第60/178,620号を参照のこと)を用いること
により、範囲に対応する実際の電圧範囲(ボルト)を調整して、例えば共振器お
よびレーザー管の光学部品の寿命を延ばす。また有利には、HVとHVとの
間の作動駆動電圧範囲を減らして、新規補充の間のレーザー管、光学部品および
/またはガス混合物の寿命を維持または延長する一方で、前記のシステムに比べ
てHVoptよりも駆動電圧の変動が小さくなる。
[0090]   Next, an example relating to the present invention will be described with reference to FIG. HV laser system min And HVmaxIt is configured so that it can be operated with a drive voltage between and. Actual operation
HV with minimum and maximum drive voltage indicated by dashed vertical axis1And HV7Very narrow between
Set to a range The advantage of this preferred embodiment is that the HV1To HV7Range up to
The drive current changes significantly during laser operation as it reduces itself to a very small window.
There is no point. This operating range itself is HVminAnd HVmaxBetween
In this case, for example, a gas mixture that attenuates the output energy (see the above '025 application)
Adjust) or an extra-cavity attenuator (assigned to the assignee, see here
No. 60 / 178,620, incorporated by reference herein).
Adjust the actual voltage range (volts) corresponding to the
And extend the life of the optics of the laser tube. Also, advantageously, HV1And HV7With
Reduce the operating drive voltage range between laser tube, optics and
And / or maintain or extend the life of the gas mixture while
HVoptThe fluctuation of the driving voltage becomes smaller than that.

【0091】 右側の縦軸は、ガス混合物の寿命(新規補充の間隔)の間のレーザー管2内の
全圧力を示し、左側の縦軸に示す駆動電圧レベルに対応する。本システムで用い
る最低駆動電圧、すなわちHVにおいて、圧力は好ましくはPminと同程度
に低い。例えば新規補充が最近に行われた場合に管内を最低許容電圧にすること
により、同じ所望の平均パルスエネルギーを得る一方で、全圧力を一定にして作
動するシステムに比べて駆動電圧レベルHVをより高くする(かつHVopt により近くする)ことができる。
The right vertical axis shows the total pressure in the laser tube 2 during the life of the gas mixture (new refill interval) and corresponds to the drive voltage level shown on the left vertical axis. At the lowest drive voltage used in the system, namely HV 1 , the pressure is preferably as low as P min . For example, by having the lowest allowable voltage in the tube when a new replenishment has recently been made, the same desired average pulse energy can be obtained while the drive voltage level HV 1 is increased compared to a system operating at a constant total pressure. It can be higher (and closer to the HV opt ).

【0092】 本システムで用いる最高駆動電圧、すなわちHVにおいて、管2内の圧力は
好ましくはPmaxと同程度に高い。例えば新規補充を行う前にガス混合物が寿
命に達した場合に管内を最高許容圧力にすることにより、同じ所望の平均パルス
エネルギーを得る一方で、全圧力を一定にして作動するシステムに比べて駆動電
圧レベルHVをより低くする(かつHVoptにより近くする)ことができる
。または、駆動電圧範囲を拡大してガスの寿命を長くすることができる。好まし
くは、ガス混合物が古くなるにつれて用いる駆動電圧範囲に伴って全圧力を増や
して、各駆動電圧範囲の使用期間を延長する。
At the highest drive voltage used in the system, ie HV 7 , the pressure in tube 2 is preferably as high as P max . Driven as compared to a system operating at constant total pressure while obtaining the same desired average pulse energy by maximally allowing the pressure in the tube when the gas mixture has reached the end of its life before a new refill, for example. The voltage level HV 7 can be lower (and closer to HV opt ). Alternatively, the driving voltage range can be expanded to extend the life of the gas. Preferably, the total pressure is increased with the driving voltage range used as the gas mixture ages, extending the useful life of each driving voltage range.

【0093】 図8の座標軸は、駆動電圧が各区間内にある場合に、1つ以上の累積パラメー
ターに基づき実施可能なガス処置を示す。さらに、右側の縦軸に示すレーザー管
全圧力の増加から明らかなように、ガス混合物が古くなるにつれ、または座標軸
上でシステムが左から右へ進むにつれ、好ましくは加圧も行う。ガス処置の通常
の実施順序は、ガス混合物が古くなるにつれて左から右である。しかし、各ガス
処置を行う場合、駆動電圧を調べ、次に行われるであろうガス処置が同じ駆動電
圧範囲に対応するか、またはその範囲の左もしくは右に表された異なる駆動電圧
範囲に対応してもよい。例えば、PGRを実施した後(駆動電圧がHVより高
いと判定された場合)、駆動電圧をHVとHVとの間に下げ、システムが通
常のμHIおよびMGRガス制御運転に戻るようにできる。また、加圧を行う
際、加圧後のシステムの状態に応じて、駆動電圧範囲を高電圧から低電圧範囲に
下げることができる。
The coordinate axes of FIG. 8 show the gas treatments that can be performed based on one or more cumulative parameters when the drive voltage is within each interval. In addition, as the gas mixture ages, or as the system progresses from left to right on the coordinate axes, it is also preferably pressurized, as evidenced by the increase in total laser tube pressure shown on the right vertical axis. The usual sequence of gas treatments is left to right as the gas mixture ages. However, when performing each gas procedure, look at the drive voltage and the next gas procedure that may be performed corresponds to the same drive voltage range, or to different drive voltage ranges represented to the left or right of that range. You may. For example, after performing a PGR (if the drive voltage is determined to be higher than HV 5 ), lower the drive voltage between HV 2 and HV 3 to allow the system to return to normal μHI and MGR 1 gas controlled operation. You can Further, when performing the pressurization, the drive voltage range can be reduced from the high voltage to the low voltage range according to the state of the system after the pressurization.

【0094】 HVとHVとの間の作動範囲内に、他の範囲をいくつか定義する。例えば
、駆動電圧HVがHVとHVとの間(すなわち、HV<HV<HV)で
あり、かつ全管圧がPminとPとの間である場合、ガス混合物中に十分な量
のハロゲンが存在するので、ガス処置を行わない。駆動電圧がHVとHV
の間(すなわち、HV<HV<HV)であり、かつ全管圧がPとPとの
間である場合、累積パラメーター(すなわち、放電のための入力電気エネルギー
、時間および/またはパルス回数等)に基づきMGRおよび通常のμHIを定
期的に行う。これは、好適な実施態様によるシステムの動作の通常の範囲である
Within the working range between HV 1 and HV 7 , some other ranges are defined. For example, if the drive voltage HV is between HV 1 and HV 2 (ie, HV 1 <HV <HV 2 ) and the total tube pressure is between P min and P 1 , then sufficient in the gas mixture. No gas treatment is performed because there is a sufficient amount of halogen. If the drive voltage is between HV 2 and HV 3 (ie HV 2 <HV <HV 3 ) and the total tube pressure is between P 1 and P 2 , then the cumulative parameter (ie due to discharge Input electrical energy, time and / or pulse count, etc. of MGR 1 and regular μHI periodically. This is the normal range of operation of the system according to the preferred embodiment.

【0095】 駆動電圧がHVとHVとの間(すなわち、HV>HV>HV)であり
、かつ全管圧がPとPとの間である場合、ガス放出に対応したμHIおよび
MGRの注入量の一方または両方を増やす。この例では、μHIのみを増やす。
したがって、図8中のHVとHVとの間の範囲が、好ましくは通常のμHI
よりも量の多い、または期間の短いハロゲン注入である強化μHIを行う範囲で
あり、かつHVとHVとの間の前記範囲内と同じMGR量を保つ。
When the driving voltage was between HV 3 and HV 4 (ie HV 3 >HV> HV 4 ) and the total tube pressure was between P 2 and P 3 , gas release was supported. Increase one or both injection doses of μHI and MGR. In this example, only μHI is increased.
Therefore, the range between HV 3 and HV 4 in FIG.
The range is to carry out enhanced μHI which is a halogen injection of a larger amount or a shorter period than the above, and keeps the same MGR amount as in the range between HV 2 and HV 3 .

【0096】 明らかに、強化μHIは通常のμHIと1または2点で異なる。第1に、注入
量を増やしてもよい。第2に、連続するμHIの間隔を短くしてもよい。
Clearly, enhanced μHI differs from normal μHI in one or two ways. First, the injection amount may be increased. Secondly, the interval between consecutive μHIs may be shortened.

【0097】 HVとHVとの間の範囲(すなわち、HV<HV<HV)、および全
管圧PとPとの間の範囲が、ガス放出に対応するμHIおよびMGRの注入
量の一方または両方が増える(または連続する動作の間隔が減る)新たな範囲を
表す。この例では、HVからHVまでの範囲と比べてMGRのみを増やす。
したがって、駆動電圧がHVとHVとの間の範囲である場合、通常量のMG
より各MGRの間にハロゲンガスの強化量を注入する(対応するガス放出
を伴って)。その代わりに、または多量のガス置換と組み合わせて、少量ガス置
換MGRをMGRの実施間隔よりも短い間隔で行う。好適な、および代替M
GR手順のそれぞれにおいて、放電チャンバ内のコンタミナントを、HV
HVとの間のより低い駆動電圧範囲で行うMGR手順と比べて短い間隔(中
でも、例えば放電のための累積入力エネルギー、パルス回数および/または時間
)で減らす。また、好ましくはμHIをこの範囲で定期的に行って、ガス混合物
を再調整する。ここで、μHIおよびMGRの一方または両方の間に注入する量
の調整範囲を、それぞれ所定の駆動電圧範囲に対応して定義してもよいことを留
意されたい。また、アキュムレーター(および随意にレーザー管)内の圧力の監
視(および随意に温度)に関連して前記したように、注入量を各注入ごとに調整
してもよい。
The range between HV 4 and HV 5 (ie, HV 4 <HV <HV 5 ) and the range between total tube pressures P 3 and P 4 correspond to μHI and MGR corresponding to outgassing. Represents a new range in which one or both doses are increased (or the interval between successive movements is decreased) In this example, only MGR is increased compared to the range from HV 3 to HV 4 .
Therefore, when the drive voltage is in the range between HV 4 and HV 5 , a normal amount of MG
Inject an enhanced amount of halogen gas between R 1 and each MGR 2 (with corresponding outgassing). Alternatively, or in combination with a large amount of gas replacement, a small amount of gas replacement MGR 2 is performed at intervals that are shorter than the intervals at which MGR 1 is performed. Preferred and alternative M
In each of the GR 2 procedures, the intervals in the discharge chamber are shorter than those in the MGR 1 procedure in which the contaminants in the discharge chamber are in the lower drive voltage range between HV 3 and HV 4 (among other things, for example, accumulated input energy for discharge). , Pulse count and / or time). Also, preferably μHI is performed periodically in this range to recondition the gas mixture. It should be noted here that the adjustment range of the amount injected between one or both of μHI and MGR may be defined corresponding to a predetermined drive voltage range. Also, the injection volume may be adjusted for each injection, as described above in connection with monitoring pressure (and optionally temperature) within the accumulator (and optionally laser tube).

【0098】 駆動電圧がHVより大きい(すなわち、HV<HV<HV)の場合、さ
らにガス置換の多いPGRを行う。PGRを用いて最大10%以上のガス混合物
を置換することができる。例えばレーザーを調整している場合、ここである種の
安全策を用いて望ましくないガス処置の発生を防ぐ。1つは、HVレベルを越
えた後、ガス処置を行う前にある時間通電して、駆動電圧が実際にガス混合物の
劣化により増えることを保証するものである。駆動電圧がHVより高くなった
場合、レーザー管の新規補充の時期である。ここで、図8に示す駆動電圧の範囲
の大きさは必ずしも一定の比率で描かれていないことに留意されたい。
When the driving voltage is higher than HV 5 (that is, HV 5 <HV <HV 6 ), PGR with more gas replacement is performed. PGR can be used to replace up to 10% or more of the gas mixture. If, for example, the laser is being tuned, certain safety measures are used here to prevent the occurrence of unwanted gas treatments. One is to energize for some time after the HV 5 level is exceeded and before the gas treatment is performed to ensure that the drive voltage actually increases due to degradation of the gas mixture. When the driving voltage becomes higher than HV 6 , it is time to refill the laser tube. Here, it should be noted that the size of the drive voltage range shown in FIG. 8 is not necessarily drawn at a constant ratio.

【0099】 図9は、図8に記載の好適な実施態様および実施例による通常および強化μH
I、MGRおよびPGRを実施するフローダイアグラムである。この手順は新規
補充で始まり、放電チャンバを最適ガス混合物で満たす。その後、レーザーを工
業用途に対して実施、待機状態、または完全停止することができる。現在の駆動
電圧(HV)を測定した後、駆動電圧調査(HV調査)を行う。
FIG. 9 shows normal and enhanced μH according to the preferred embodiment and example described in FIG.
3 is a flow diagram implementing I, MGR and PGR. The procedure begins with a new refill, filling the discharge chamber with the optimum gas mixture. The laser can then be run for industrial use, idle, or shut down altogether. After measuring the current drive voltage (HV), a drive voltage check (HV check) is performed.

【0100】 測定した駆動電圧(HV)を所定の値HV〜HVと比較する。HVがHV とHVとの間にある(すなわち、HV<HV<HV)かどうかをプロセ
ッサが判定し、経路(1)に沿い、ガス処置を行わず、手順を前のステップに戻
す。図示していないが、HVがHVより小さい場合、レーザーガスをある程度
放出し、および/またはレーザー管から/へバッファガスをある程度注入したり
することにより、レーザー管内のハロゲンガス濃度を減らすような手順を取って
もよい。または、全圧力がPmin以下の場合、前記した図3〜4の何れかに記
載のアルゴリズムに従って圧力放出を行ってもよい。
[0100]   Measure the drive voltage (HV) to the specified value HV1~ HV7Compare with. HV is HV 1 And HVTwoBetween (ie HV1<HV <HVTwo) Whether the process
Judged by Sasser and returned to the previous step along the route (1) without gas treatment.
You Although not shown, HV is HV1If smaller, some laser gas
Release and / or inject some buffer gas into / from the laser tube
By taking steps to reduce the halogen gas concentration in the laser tube.
Good. Or the total pressure is PminIn the following cases, write in any of the above-mentioned FIGS.
Pressure release may be performed according to the algorithm described.

【0101】 HVがHVとHVとの間にあるとプロセッサが判定した場合、システムは
通常の作動駆動電圧幅内である。通常の作動幅内である場合、経路(2)に沿い
、通常のμHIおよびMGRを、好ましくは作動状況に基づくエキスパートシ
ステムにより予め決められた時間、放電のための入力電気エネルギーおよび/ま
たはパルス回数間隔に基づいて実施する。また、前記のように、計算した分圧ま
たはレーザー管内のハロゲン分子数により各ガス処置を調整してもよい。
If the processor determines that the HV is between HV 2 and HV 3 , then the system is within normal operating drive range. If within normal working width, along path (2), normal μHI and MGR 1 are input, preferably for a predetermined time by an expert system based on operating conditions, input electrical energy and / or pulse for discharge. Implement based on the number of intervals. Further, as described above, each gas treatment may be adjusted by the calculated partial pressure or the number of halogen molecules in the laser tube.

【0102】 経路(2)に沿った場合に行うμHIおよびMGRを、既に参照して組み込
んだ米国特許出願第09/588,561号に記載の何れかの方法に関連して判
定する。HVが通常の作動幅内にない場合、HVがHVより小さい(すなわち
、HV<HV)かどうかを判定する。HVがHVより小さい場合、経路(2
)に沿い、かつガス処置を行わない。
ΜHI and MGR 1 performed along route (2) are determined in relation to any of the methods described in previously incorporated US patent application Ser. No. 09 / 588,561. If the HV is not within the normal working width, it is determined whether the HV is smaller than HV 2 (that is, HV <HV 2 ). If HV is less than HV 2 , then route (2
), And no gas treatment.

【0103】 HVがHVとHVとの間にある(すなわち、HV<HV<HV)場合
、経路(3)に沿い、かつ強化μHIおよびMGRを時間、パルス回数および
/または用いる放電カウンターに印加した電気エネルギーに基づき再び実施する
。注入するガスの正確な量および組成、ならびに放出するガスの正確な量および
組成を、好ましくはエキスパートシステムを用いて、かつ作動状況により決める
If the HV is between HV 3 and HV 4 (ie HV 3 <HV <HV 4 ), then along Path (3) and using enhanced μHI and MGR 1 with time, pulse count and / or The operation is performed again based on the electric energy applied to the discharge counter. The exact amount and composition of the gas to be injected and the exact amount and composition of the gas to be released are determined, preferably using an expert system and by operating conditions.

【0104】 HVがHVとHVとの間にある(すなわち、HV<HV<HV)場合
、経路(4)に沿い、かつ強化μHIおよびMGRをカウンターの値の調査に
より実施してもよい。また、注入するガスの正確な量および組成、ならびに放出
するガスの正確な量および組成を、好ましくはエキスパートシステムを用いて、
かつ作動状況により決める。
If the HV is between HV 4 and HV 5 (ie HV 4 <HV <HV 5 ), then along route (4) and enhanced μHI and MGR 2 are performed by examination of the counter values. May be. Also, the exact amount and composition of the gas to be injected and the exact amount and composition of the gas to be released, preferably using an expert system,
And it depends on the operating conditions.

【0105】 HVがHVとHVとの間にある(すなわち、HV<HV<HV)場合
、PGRを実施する。HVがHVよりも高い(すなわち、HV<HV)場合
、新規補充を実施する。
If the HV is between HV 5 and HV 6 (ie, HV 5 <HV <HV 6 ), then PGR is performed. If HV is higher than HV 6 (ie, HV 6 <HV), a new recruitment is performed.

【0106】 経路(2)〜(5)の何れかに沿い、対応するガス処置を実施した後、および
好ましくは特定の安定時間の後、レーザーの作動モードを決め、かつHVを測定
して所定のHVレベルHV〜HVと比較するステップに戻る。
Along the route (2)-(5), after carrying out the corresponding gas treatment and, preferably after a certain stabilization time, the operating mode of the laser is determined and the HV is measured and determined. Return to the step of comparing with the HV levels HV 1 to HV 7 .

【0107】 これらの異なる駆動電圧およびレーザー管全圧力レベルの全て、時間、放電の
ために印加した電気エネルギーおよび/またはパルス回数予定の設定を個別に行
うか、またはこれらが異なる作動状況に対して記憶されているコンピュータ制御
データベースと比較することができる。連続パルスまたはバーストモード等の異
なる作動条件下で異なるHVレベルにおけるレーザーの作動を考慮に入れてもよ
い。
All of these different drive voltages and total laser tube pressure levels, the time, the electrical energy applied for the discharge and / or the number of pulse schedules are set individually or for different operating situations. It can be compared to a stored computer controlled database. Operation of the laser at different HV levels under different operating conditions such as continuous pulse or burst mode may be taken into account.

【0108】 また、好適な実施態様に関連して、図8に示す通り部分新規補充手順を実施し
てもよい。図8に示す通り、PGR範囲5より高く、かつ駆動電圧閾値HV
り低い付加的HV範囲を定める。高電圧がHVより高いとプロセッサが判定し
た場合、新規補充または部分新規補充を行う。高電圧がHV以下である場合、
部分新規補充を行い、HVより大きい場合、完全新規補充を行う。または、図
7のSD2ステップにより全圧力付加が無効である場合、全圧力がPmaxより
低いければ、全圧力がPmaxに達するまで加圧を行ってレーザーの作動を延長
する。
Also in connection with the preferred embodiment, a partial new replenishment procedure may be implemented as shown in FIG. As shown in FIG. 8, an additional HV range that is higher than the PGR range 5 and lower than the drive voltage threshold value HV 7 is defined. If the processor determines that the high voltage is higher than HV 6 , then a new or partial new refill is performed. If the high voltage is below HV 7 ,
Partial new replenishment is performed, and if HV is greater than 7 , complete new replenishment is performed. Or, if the total pressure added by SD2 step of FIG. 7 is invalid, the total pressure is if Ikere lower than P max, the total pressure to extend the operation of the laser by performing a pressure to reach the P max.

【0109】 完全新規補充を行う場合、ほぼ100%のガス混合物を放電チャンバから排出
し、全く新しいガス混合物をレーザーチャンバに導入する。しかし、部分新規補
充を行う場合、全ガス混合物の一部のみ(例えば5%乃至70%または約0.1
5バール乃至2バール)を放出する。より詳細には、好適な量は20%と50%
との間の量、または0.6バール乃至1.5バールであろう。特に好適な量は約
1バールまたは約30%のガス混合物であろう。実験により、1バールを交換す
る部分新規補充手順の実施により、手順を実施しない場合より5倍もガス寿命が
増えることが示されている。
When performing a completely new replenishment, almost 100% of the gas mixture is evacuated from the discharge chamber and an entirely new gas mixture is introduced into the laser chamber. However, when performing a partial fresh replenishment, only a portion of the total gas mixture (eg 5% to 70% or about 0.1%).
Emits 5 bar to 2 bar). More specifically, the preferred amounts are 20% and 50%
And between 0.6 bar and 1.5 bar. A particularly suitable amount would be about 1 bar or about 30% gas mixture. Experiments have shown that performing a partial new replenishment procedure with 1 bar exchange increases gas life by a factor of 5 over that without the procedure.

【0110】 放出できる量は実質的にガスをポンプで排出するのにかかる時間により決まり
、その量は50%より大きく、かつ完全新規補充よりも実質的にかかる時間が少
ない。したがって、短時間に古いガスを新しいガスと多量に交換し、よって例え
ばリソグラフ用途にレーザーを用いる場合にウエハーの処理能力が上がるという
点で、部分新規補充手順は有利である。
The amount that can be released is substantially determined by the time it takes to pump the gas, which is greater than 50% and substantially less than a complete fresh refill. Therefore, the partial fresh replenishment procedure is advantageous in that it exchanges large amounts of old gas for new gas in a short time, thus increasing wafer throughput, for example when using lasers for lithographic applications.

【0111】 ここで図9を参照して、高電圧がHVより高いとプロセッサが判定した場合
、高電圧がHV以下かどうかを判定する。その答えがイエスである、すなわち
高電圧がHV以下である場合、部分新規補充を開始して、実質的に100%よ
り少ないガス混合物を放電チャンバから取り出し、新しいガスと置換する。有利
には、完全新規補充の実施に比べて、このシステムは停止時間が短い。答えがノ
ーである、すなわち高電圧がHVより高い場合、新規補充を実施する。前記の
通り、実験により、部分新規補充手順を行った場合、新規補充範囲に達する前に
5倍もガス寿命が向上することが示されている。
Here, referring to FIG. 9, when the processor determines that the high voltage is higher than HV 6, it determines whether the high voltage is HV 7 or lower. If the answer is yes, i.e. the high voltage is below HV 7 , a partial fresh replenishment is initiated to remove substantially less than 100% of the gas mixture from the discharge chamber and replace it with fresh gas. Advantageously, this system has less downtime compared to performing a completely new replenishment. If the answer is no, that is, the high voltage is higher than HV 7 , then a new refill is performed. As noted above, experiments have shown that the partial new replenishment procedure improves gas life by a factor of 5 before reaching the new replenishment range.

【0112】 範囲1〜6の全ておよび範囲6の新規補充/部分新規補充を用いないシステム
を有利に実施することができることを理解されたい。例えば、図8において、部
分新規補充を有する範囲を1つのみ用いるシステムおよび新規補充を用いて、ガ
ス寿命が向上する。いくつかの範囲を除去した上で、部分新規補充範囲をより低
い閾値の高電圧に移してもよい。さらに、図示した全圧力範囲より低いか、より
高い範囲を用いて、駆動電圧範囲HV乃至HVに対し圧力範囲を1回以上使
ってもよい。例えば、1つの範囲か、または全駆動電圧範囲より少ない間に全圧
力の全範囲用いて、Pmin乃至Pmaxの全圧力範囲をより高い駆動電圧範囲
で再び用いる等である。最適レーザーシステム性能のために全範囲および対応す
るガス処置を用いることが好ましい。
It should be appreciated that a system without all of ranges 1-6 and range 6 new replenishment / partial new replenishment may be advantageously implemented. For example, in FIG. 8, a system using only one range with partial new replenishment and a new replenishment is used to improve gas life. After removing some ranges, the partial new refill range may be moved to a lower threshold high voltage. Further, the pressure range may be used more than once for the drive voltage ranges HV 1 to HV 7 using a range that is lower or higher than the total pressure range shown. For example, using one range or the entire range of total pressure during less than the entire drive voltage range, reusing the entire pressure range of P min to P max at a higher drive voltage range, and so on. It is preferred to use the full range and corresponding gas treatment for optimum laser system performance.

【0113】 これらの異なるガス制御および補充機構の全ての組み合わせが、多くの要素と
変形の調和に関わっている。エキスパートシステムとデータベースとを組み合わ
せて、好適な実施態様のプロセッサ制御レーザーシステムにより、新規補充が必
要となるまでのガス寿命が延びる。原則として、新規補充のためのレーザーシス
テムの停止を完全に防ぐことができる。レーザーシステムの寿命は、レーザー管
窓または他の光学部品交換のため等の、他のレーザー部品により決まる定期保守
間隔により決まる。また、前記の通り、レーザー管および共振器部品の寿命が増
えても停止期間の間隔が増える。
All combinations of these different gas control and replenishment mechanisms are involved in the coordination of many elements and variants. In combination with an expert system and a database, the processor-controlled laser system of the preferred embodiment extends the gas life before a new refill is required. In principle, it is possible to completely prevent the shutdown of the laser system for new replenishment. The life of the laser system is determined by the periodic maintenance intervals determined by other laser components, such as for replacement of laser tube windows or other optical components. Further, as described above, even if the lifespan of the laser tube and the resonator component is increased, the interval between the stop periods is increased.

【0114】 レーザー作動中、ガス混合物のガス成分の濃度比を、ArF、KrFおよびF レーザーシステムを例に取り前記した所望の比において一定に保つことが重要
である。ハロゲン注入は、好ましくはレーザー運転中のF消耗のみならず、レ
ーザー管内のガス混合物の静的劣化および光学部品のいかなる劣化をも補償する
[0114]   During the laser operation, the concentration ratio of the gas components of the gas mixture is changed to ArF, KrF and F. Two It is important to keep constant at the desired ratio described above using a laser system as an example.
Is. Halogen injection is preferably F during laser operation.TwoNot only wear but also
Compensate for static deterioration of the gas mixture in the laser tube and any deterioration of the optical components
.

【0115】 フッ素レベルを監視せず、かつ所望のレベル、すなわち約0.1%に保たない
場合、光学部品およびレーザー管の劣化の補償およびレーザー管2内のコンタミ
ナントの蓄積により、平均エネルギーは所望のレベルでありながら、ガス混合物
には所望の量よりも多いフッ素がある。この場合、レーザー動作中にフッ素濃度
の増加の結果として種々のレーザー発振パラメーターが所望の値から変わり得、
かつガス寿命およびレーザー管の寿命が短くなり得る。したがって、フッ素濃度
の所望の値で一定に保ち、かつ好適な実施態様による制限範囲内で全圧力および
駆動電圧を変えることが望ましい。特にはArFおよびKrFレーザー用のハロ
ゲンおよび希ガス濃度、ならびにFレーザー用のハロゲン濃度をレーザー動作
中は一定に保つことが好ましく、レーザー管2内のハロゲン、希ガスおよび好ま
しくはバッファガスの補充量を新規補充手順の直後と同じ比率に保つ。
If the fluorine level is not monitored and kept at the desired level, ie about 0.1%, the average energy is compensated by the deterioration of the optics and the laser tube and the accumulation of contaminants in the laser tube 2. Is at the desired level, but the gas mixture has more fluorine than desired. In this case, various lasing parameters may change from desired values as a result of increased fluorine concentration during laser operation,
And gas life and laser tube life can be shortened. Therefore, it is desirable to keep the fluorine concentration constant at the desired value and to vary the total pressure and drive voltage within the limits of the preferred embodiment. In particular, it is preferable to keep the halogen and rare gas concentrations for ArF and KrF lasers and the halogen concentration for F 2 lasers constant during laser operation, and to replenish the halogen, rare gas and preferably buffer gas in the laser tube 2. Keep the amount in the same proportion as immediately after the new replenishment procedure.

【0116】 圧力放出を行った場合、好ましくは補助容量26を介して排出することにより
レーザー管2内の全ガス圧の減少を達成する(図2参照)。ガス混合物の放出量
は非常に少なく、したがって、例えば新規補充または部分新規補充中にレーザー
管2から排出する量に比べると、放出量をより正確に求めることが望ましいので
、この補助容量26を好ましくは用いる。
When a pressure release is performed, a reduction of the total gas pressure in the laser tube 2 is achieved, preferably by discharging via the auxiliary volume 26 (see FIG. 2). This auxiliary volume 26 is preferred because the emission of the gas mixture is very small and therefore it is desirable to more accurately determine the emission compared to the emission from the laser tube 2 during, for example, a new refill or a partial new refill. Uses.

【0117】 好適な実施態様により多くの変形が可能であり、かつ当業者により多くの代替
的実施態様が理解される。前記の通り、マイクロハロゲン注入をガス混合物のマ
イクロ置換または一定置換と有利に交換する、すなわち圧力放出をハロゲン注入
に関連して行うことができる。この場合、ガス手順は単一のパラメーター、すな
わちガス混合物を交換する速度またはレーザー管2を通るガス流速と共に働くこ
とに関与する。
Many variations on the preferred embodiment are possible, and many alternative embodiments will be understood by those skilled in the art. As mentioned above, the microhalogen injection can advantageously be exchanged for a micro or constant replacement of the gas mixture, ie the pressure release can be carried out in connection with the halogen injection. In this case, the gas procedure involves working with a single parameter, namely the rate of exchanging the gas mixture or the gas flow rate through the laser tube 2.

【0118】 このガス流速を一定値とすることができる。この値を好ましくはガス混合物の
寿命を延長することができる程度に大きくすることができる。さらに、時間、パ
ルス回数、放電のための入力エネルギー等に依存するようにガス流速をして、1
つまたは複数のこれらのパラメーターの進行に従って流速を増やしてもよい。ま
た、ガス流速をレーザーの負荷サイクルに依存させ、例えばより高い負荷サイク
ルで流速を増やしてもよい。
This gas flow velocity can be set to a constant value. This value can preferably be large enough to extend the life of the gas mixture. Further, the gas flow rate is set to be dependent on the time, the number of pulses, the input energy for discharge, etc.
The flow rate may be increased as one or more of these parameters progress. It is also possible to make the gas flow rate dependent on the duty cycle of the laser, for example increasing the flow rate at higher duty cycles.

【0119】 さらに、レーザー動作中の全圧力増加をガス流速に従って行い、マイクロガス
置換のガス流速が閾値を超えた場合、圧力を増やしてもよい。また、図8に示す
ように、レーザー管2内の全ガス圧の増加をレーザー動作の高電圧に依存させて
もよい。例えば新規補充の後等のレーザー動作の開始時、または新規補充後に時
間、パルス回数または放電のための入力エネルギーがある値になった時点で全圧
力増加を開始することができる。また、圧力増加開始時の時間、パルス回数また
は放電のための入力エネルギーを負荷サイクルに依存させてもよい。好ましくは
、全ガス圧増加自体が開始時から一定値で増加し、かつ再び時間、パルス回数ま
たは放電のための全入力エネルギーにレーザー動作開始時または圧力増加開始時
に依存するか、負荷サイクルに依存するか、あるいは駆動電圧レベルまたはレー
ザーシステムの作動範囲に依存してもよい。
Further, the total pressure increase during laser operation may be performed according to the gas flow rate, and the pressure may be increased when the gas flow rate for microgas displacement exceeds a threshold value. Further, as shown in FIG. 8, the increase of the total gas pressure in the laser tube 2 may depend on the high voltage of the laser operation. The total pressure increase can be started at the beginning of the laser operation, for example after a new refill, or at a certain time, pulse number or input energy for discharge after a new refill. In addition, the time at which the pressure increase starts, the number of pulses, or the input energy for discharging may depend on the duty cycle. Preferably, the total gas pressure increase itself increases at a constant value from the start and again depends on the time, the number of pulses or the total input energy for the discharge at the start of the laser operation or the start of the pressure increase or on the duty cycle. Or may depend on the drive voltage level or operating range of the laser system.

【0120】 本発明の例示的図および特定の実施態様を説明および図示してきたが、本発明
の範囲は議論した特定の実施態様に限定されるべきでないことを理解されたい。
したがって、実施態様を限定ではなく例示としてみなすべきであり、特許請求の
範囲に記載の本発明およびその均等物の範囲を離れることなく、当業者によりこ
れらの実施態様の変形を作ることができることを理解されたい。
While illustrative and specific embodiments of the present invention have been illustrated and illustrated, it should be understood that the scope of the present invention should not be limited to the particular embodiments discussed.
Therefore, the embodiments should be considered as illustrative rather than limiting, and modifications of these embodiments can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the invention as claimed and equivalents thereof. I want you to understand.

【0121】 さらに、方法に関する請求項において、選択した印刷順序で操作を並べている
。しかし、印刷の便宜上このように選択し、並べているのであって、特定の工程
順序が明示しているか、または当業者により必要と理解される請求項を除いて、
操作を行う上での特定の順序を示すことを意図するものではない。
Furthermore, in the method claims, the operations are arranged in the selected printing order. However, except for claims which are selected and arranged in this manner for the sake of printing convenience, and in which a particular sequence of steps is explicitly stated or understood as necessary by one of ordinary skill in the art,
It is not intended to indicate any particular order in which the operations may be performed.

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

【図1】 異なる品質のレーザー管を有するレーザーシステムについて、パルス
回数に対するハロゲン濃度をプロットした図である。
FIG. 1 is a plot of halogen concentration versus pulse number for laser systems with different quality laser tubes.

【図2】 好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステム
を概略的に示した図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an excimer or molecular fluorine laser system according to a preferred embodiment.

【図3】 第1の好適な実施態様による圧力放出ステップを含むガス反応アルゴ
リズムを示す図である。
FIG. 3 shows a gas reaction algorithm including a pressure release step according to a first preferred embodiment.

【図4】 第2の好適な実施態様による圧力放出ステップを含むガス反応アルゴ
リズムを示す図である。
FIG. 4 shows a gas reaction algorithm including a pressure release step according to a second preferred embodiment.

【図5】 品質因子Qの異なる値について、レーザー性能を特徴付ける点を示し
た図である。
FIG. 5 is a diagram showing points that characterize laser performance for different values of the quality factor Q.

【図6】 第3の好適な実施態様による圧力放出および圧力付加ステップを含む
ガス反応アルゴリズムを示す図である。
FIG. 6 shows a gas reaction algorithm including pressure release and pressure application steps according to a third preferred embodiment.

【図7】 第4の好適な実施態様による圧力放出および圧力付加ステップを含む
ガス反応アルゴリズムを示す図である。
FIG. 7 shows a gas reaction algorithm including pressure release and pressure application steps according to a fourth preferred embodiment.

【図8】 好適な実施態様によるシステムについて、パルス回数、時間および/
または放電のための入力エネルギーに対する駆動電圧およびレーザー管全圧力を
示す定性的グラフであって、定期的なハロゲン注入、少量ガス置換および部分的
ガス置換を示す。
FIG. 8: Pulse number, time and / or pulse for a system according to a preferred embodiment.
Or a qualitative graph showing drive voltage and total laser tube pressure versus input energy for discharge, showing regular halogen injection, minor gas replacement and partial gas replacement.

【図9】 好適な実施態様に関して、ハロゲン注入、少量ガス置換、部分ガス置
換、および全圧力調整を実施するフロー図である。
FIG. 9 is a flow diagram for performing halogen injection, minor gas replacement, partial gas replacement, and total pressure adjustment for the preferred embodiment.

Claims (35)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーの出力エネルギーを所望の
エネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧の許容
範囲内に維持する方法であって、前記エキシマまたは分子状フッ素レーザーが、
ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガス混合物を活性化
するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービームを発生するた
めの共振器とを有し、該方法が、 レーザーを作動して、前記所望のエネルギーの許容範囲内でレーザービームを
放出する工程、 レーザービームのエネルギーを測定する工程、 入力駆動電圧を調整してレーザービームのエネルギーを前記所望のエネルギー
の前記許容範囲内に維持する工程、 入力駆動電圧の値を決める工程、および レーザー管内のガス混合物の全圧力を調整して入力駆動電圧を前記最適入力駆
動電圧の前記許容範囲内に維持する工程、を含む方法。
1. A method of maintaining the output energy of an excimer or a molecular fluorine laser within a desired energy tolerance range and maintaining an input drive voltage within an optimum input drive voltage tolerance range. Molecular fluorine laser
The method comprises a laser tube filled with a gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture, and a resonator for generating a laser beam. Activating the laser to emit a laser beam within the allowable range of the desired energy, measuring the energy of the laser beam, adjusting the input drive voltage to adjust the energy of the laser beam to the desired energy Maintaining within an acceptable range, determining the value of the input drive voltage, and adjusting the total pressure of the gas mixture in the laser tube to maintain the input drive voltage within the acceptable range of the optimum input drive voltage. How to include.
【請求項2】 前記全圧力調整工程が、レーザー管から所定量のガス混合物を放
出することを含む、請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the total pressure adjustment step comprises releasing a predetermined amount of the gas mixture from a laser tube.
【請求項3】 前記全圧力調整工程が、レーザー管内のガス混合物に所定量のガ
スを添加することを含む、請求項1記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein the total pressure adjustment step comprises adding a predetermined amount of gas to the gas mixture in the laser tube.
【請求項4】 前記全圧力調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項1記
載の方法。
4. The total pressure adjusting step calculates the amount of gas mixture to be emitted from the laser tube to adjust the input drive voltage to a desired value, and the calculated amount of gas mixture is emitted from the laser tube. The method of claim 1, comprising the step of releasing.
【請求項5】 前記全圧力調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を
計算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項1記載の方法。
5. The total pressure adjusting step calculates the amount of gas to be added to the gas mixture to adjust the input drive voltage to a desired value, and the calculated amount of gas is added to the gas mixture in the laser tube. The method according to claim 1, further comprising the step of:
【請求項6】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項1記
載の方法。
6. The adjusting step comprises: calculating an amount of a gas mixture to be emitted from the laser tube to adjust the energy to a desired value; and emitting the calculated amount of the gas mixture from the laser tube, The method of claim 1, comprising:
【請求項7】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を計
算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項1記載の方法。
7. The adjusting step comprises: calculating the amount of gas to be added to the gas mixture to adjust the energy to a desired value; and adding the calculated amount of gas to the gas mixture in the laser tube. The method of claim 1, comprising:
【請求項8】 入力電圧を電極に印加して、第1エネルギーでビームを発生する
ために第1圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 実質的に同一の入力電圧を電極に印加して、第1エネルギーとは異なる調整エ
ネルギーでビームを発生するために第2圧力を有するガス混合物を励起する工程
、を更に含む、請求項1記載の方法。
8. Applying an input voltage to the electrodes to excite a gas mixture having a first pressure to generate a beam at a first energy, and applying substantially the same input voltage to the electrodes. The method of claim 1, further comprising: exciting a gas mixture having a second pressure to generate a beam at a conditioning energy different from the first energy.
【請求項9】 第1入力電圧を電極に印加して、所望のエネルギーでビームを発
生するために第1圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 第2入力電圧を電極に印加して、実質的に同一の所望のエネルギーでビームを
発生するために第2圧力を有するガス混合物を励起する工程、を更に含む、請求
項1記載の方法。
9. Applying a first input voltage to the electrodes to excite a gas mixture having a first pressure to produce a beam at a desired energy, and applying a second input voltage to the electrodes, The method of claim 1, further comprising exciting the gas mixture having a second pressure to produce a beam at substantially the same desired energy.
【請求項10】 入力駆動電圧を最適駆動電圧の許容範囲にさらに維持するため
、およびエネルギーを所望のエネルギーの許容範囲内に維持するためにガス混合
物を補充する工程を更に含む、請求項1記載の方法。
10. The method of claim 1, further comprising replenishing the gas mixture to further maintain the input drive voltage within the optimum drive voltage tolerance and to maintain the energy within the desired energy tolerance. the method of.
【請求項11】 ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガ
ス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービ
ームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素レーザーの
エネルギー安定法であって、該方法が レーザーを作動してレーザービームを放出する工程、 レーザービームのエネルギーを第1エネルギーとして測定する工程、 前記第1エネルギーが所望のエネルギーの許容範囲内にあるかどうかを判定す
る工程、および レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、測定した第1エネルギーが所望
のエネルギーの許容範囲外と判定された場合にレーザービームのエネルギーを調
整する工程、を含む方法。
11. A laser tube filled with a gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture, and a resonator for generating a laser beam. An energy stabilization method for an excimer or molecular fluorine laser, the method comprising the steps of operating a laser to emit a laser beam, measuring the energy of the laser beam as the first energy, wherein the first energy is the desired energy The energy of the laser beam when it is determined that the measured first energy is out of the desired energy tolerance range by adjusting the pressure of the gas mixture in the laser tube. Adjusting.
【請求項12】 前記調整工程が、レーザー管から所定量のガス混合物を放出す
ることを含む、請求項11記載の方法。
12. The method of claim 11, wherein said conditioning step comprises releasing a predetermined amount of gas mixture from a laser tube.
【請求項13】 前記調整工程が、レーザー管内のガス混合物に所定量のガスを
添加することを含む、請求項11記載の方法。
13. The method of claim 11, wherein the conditioning step comprises adding a predetermined amount of gas to the gas mixture in the laser tube.
【請求項14】 前記調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項11
記載の方法。
14. The adjusting step calculates the amount of gas mixture to be emitted from the laser tube to adjust the input drive voltage to a desired value, and emits the calculated amount of gas mixture from the laser tube. 12. A process comprising:
The method described.
【請求項15】 前記調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を
計算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項11記載の方法。
15. The adjusting step calculates the amount of gas to be added to the gas mixture to adjust the input drive voltage to a desired value, and adding the calculated amount of gas to the gas mixture in the laser tube. The method according to claim 11, further comprising:
【請求項16】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項11
記載の方法。
16. The adjusting step comprises: calculating the amount of gas mixture to be emitted from the laser tube to adjust the energy to a desired value; and releasing the calculated amount of gas mixture from the laser tube, 11. Including
The method described.
【請求項17】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を計
算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項11記載の方法。
17. The step of adjusting comprises: calculating the amount of gas to be added to the gas mixture to adjust the energy to the desired value; and adding the calculated amount of gas to the gas mixture in the laser tube. The method of claim 11, comprising:
【請求項18】 入力電圧を電極に印加して、第1エネルギーでビームを発生す
るために第1圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 実質的に同一の入力電圧を電極に印加して、第1エネルギーとは異なる調整エ
ネルギーでビームを発生するために第2圧力を有するガス混合物を励起する工程
、を更に含む、請求項11記載の方法。
18. A step of applying an input voltage to the electrodes to excite a gas mixture having a first pressure to generate a beam at a first energy, and applying substantially the same input voltage to the electrodes. 12. The method of claim 11, further comprising: exciting a gas mixture having a second pressure to produce a beam at a conditioning energy that is different than the first energy.
【請求項19】 第1入力電圧を電極に印加して、所望のエネルギーでビームを
発生するために第1圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 第2入力電圧を電極に印加して、実質的に同一の所望のエネルギーでビームを
発生するために第2圧力を有するガス混合物を励起する工程、を更に含む、請求
項11記載の方法。
19. A step of applying a first input voltage to an electrode to excite a gas mixture having a first pressure to generate a beam at a desired energy, and applying a second input voltage to the electrode, 12. The method of claim 11, further comprising exciting the gas mixture having a second pressure to produce a beam at substantially the same desired energy.
【請求項20】 エネルギーを所望のエネルギーの許容範囲にさらに維持するた
めにガス混合物を補充する工程を更に含む、請求項11記載の方法。
20. The method of claim 11, further comprising replenishing the gas mixture to further maintain the energy within the desired energy tolerance range.
【請求項21】 ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガ
ス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービ
ームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素レーザーの
性能を最適化する方法であって、該方法が 最適なレーザーシステム性能を得るために予め決めた最適駆動電圧を含む入力
駆動電圧範囲内に入力駆動電圧の値を設定する工程、 レーザー管内のガス混合物の新規補充を行う工程、 前記入力駆動電圧値でレーザーを作動してレーザービームを放出する工程、 レーザービームのエネルギーを測定する工程、および レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、測定した第1エネルギーが所望
のエネルギーの許容範囲外と判定された場合にレーザービームのエネルギーを調
整する工程、を含む方法。
21. A laser tube filled with a gas mixture; a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture; and a resonator for generating a laser beam. A method for optimizing the performance of an excimer or molecular fluorine laser, wherein the method sets the value of the input drive voltage within an input drive voltage range that includes a predetermined optimum drive voltage for optimum laser system performance. The step of replenishing the gas mixture in the laser tube, the step of operating the laser at the input driving voltage value to emit the laser beam, the step of measuring the energy of the laser beam, and the pressure of the gas mixture in the laser tube Is adjusted to determine that the measured first energy is outside the allowable range of the desired energy, the laser beam energy is adjusted. Comprising the step, of adjusting the Energy.
【請求項22】 前記調整工程が、測定したエネルギーが所望のエネルギーの許
容範囲より高いと判定された場合にレーザー管から所定量のガス混合物を放出す
ることを含む、請求項21記載の方法。
22. The method of claim 21, wherein the conditioning step comprises releasing a predetermined amount of the gas mixture from the laser tube if the measured energy is determined to be above a desired energy tolerance range.
【請求項23】 前記調整工程が、測定したエネルギーが所望のエネルギーの許
容範囲より低いと判定された場合にレーザー管内のガス混合物に所定量のガスを
添加することを含む、請求項21記載の方法。
23. The method of claim 21, wherein the adjusting step comprises adding a predetermined amount of gas to the gas mixture in the laser tube if the measured energy is determined to be below the desired energy tolerance range. Method.
【請求項24】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に減らすためにレーザー管から放出すべきガス混合物の
量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項21
記載の方法。
24. The adjusting step comprises the steps of: calculating the amount of gas mixture to be emitted from the laser tube to reduce the energy to the desired value; and emitting the calculated amount of gas mixture from the laser tube. 22. including
The method described.
【請求項25】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に増やすためにガス混合物に添加すべきガスの量を計算
する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項21記載の方法。
25. The adjusting step comprises the steps of: calculating the amount of gas to be added to the gas mixture to increase the energy to the desired value; and adding the calculated amount of gas to the gas mixture in the laser tube, 22. The method of claim 21, comprising:
【請求項26】 ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガ
ス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービ
ームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素レーザーの
性能を最適化する方法であって、該方法が 最適なレーザーシステム性能を得るために予め決めた最適駆動電圧を含む許容
入力駆動電圧範囲内に入力駆動電圧の値を設定する工程、 レーザー管内のガス混合物の新規補充を行う工程、 レーザーを作動して所望のエネルギーでレーザービームを放出する工程、 所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動電圧が入力駆動電圧範囲内に
あるかどうかを判定する工程、および レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、入力駆動電圧が入力駆動電圧の
許容範囲外と判定された場合に所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動
電圧を調整する工程、を含む方法。
26. A laser tube filled with a gas mixture, a plurality of electrodes in the laser tube connected to a gas discharge circuit for activating the gas mixture, and a resonator for generating a laser beam. A method for optimizing the performance of an excimer or molecular fluorine laser, wherein the method provides an input drive voltage value within an allowable input drive voltage range that includes a predetermined optimum drive voltage for optimum laser system performance. Setting step, new replenishment of gas mixture in laser tube, step of operating laser to emit laser beam with desired energy, input drive voltage applied to obtain desired energy is within input drive voltage range To determine whether the input drive voltage is equal to the input drive voltage by adjusting the pressure of the gas mixture in the laser tube. Comprising the step, of adjusting the input drive voltage applied to obtain the desired energy when outside to have been determined.
【請求項27】 前記調整工程が、入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲より低
いと判定された場合にレーザー管から所定量のガス混合物を放出することを含む
、請求項26記載の方法。
27. The method of claim 26, wherein the adjusting step comprises releasing a predetermined amount of the gas mixture from the laser tube if the input drive voltage is determined to be below an acceptable input drive voltage range.
【請求項28】 前記調整工程が、入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲より高
いと判定された場合にレーザー管内のガス混合物に所定量のガスを添加すること
を含む、請求項26記載の方法。
28. The method of claim 26, wherein the adjusting step comprises adding a predetermined amount of gas to the gas mixture in the laser tube if the input drive voltage is determined to be above the allowable input drive voltage range. .
【請求項29】 前記調整工程が、 所望のエネルギーを所望の値にするために印加する入力駆動電圧を増やすため
にレーザー管から放出すべきガス混合物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項26
記載の方法。
29. The adjusting step calculates the amount of gas mixture to be emitted from the laser tube to increase the input drive voltage applied to bring the desired energy to the desired value, and the calculated amount of 27. Emitting the gas mixture from the laser tube.
The method described.
【請求項30】 前記調整工程が、 所望のエネルギーを所望の値にするために印加する入力駆動電圧を減らすため
にガス混合物に添加すべきガスの量を計算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項26記載の方法。
30. The adjusting step calculates the amount of gas to be added to the gas mixture to reduce the input drive voltage applied to bring the desired energy to the desired value, and the calculated amount of gas. 27. The method of claim 26, including the step of: adding to the gas mixture in the laser tube.
【請求項31】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムであって、該シ
ステムが、 ガス混合物を満たしたレーザー管、 レーザー管内にあり、駆動電圧を電極に与えてガス混合物を活性化するための
電源回路に接続した複数の電極、 所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、 レーザー管に接続され、レーザー管内のガス混合物の圧力よりも低い圧力の補
助容量を含むガス交換ユニット、および ガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流を制御するためのプロセッサ、
を含み、 所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧より駆動電圧が低いと判定された
場合に、ガス混合物を補助容量に放出してレーザー管内の圧力を減少させ、所望
のエネルギーを得るために印加する駆動電圧を増やすように、ガス交換ユニット
およびプロセッサが構成されている、レーザーシステム。
31. An excimer or molecular fluorine laser system, the system comprising a laser tube filled with a gas mixture, in the laser tube, a power supply circuit for applying a driving voltage to the electrodes to activate the gas mixture. A plurality of electrodes connected to the resonator, a resonator for generating a laser beam at a desired energy, a gas exchange unit connected to the laser tube and including an auxiliary volume at a pressure lower than the pressure of the gas mixture in the laser tube, and gas exchange A processor for controlling the gas flow between the unit and the laser tube,
When the driving voltage is determined to be lower than the allowable driving voltage for obtaining the desired energy, the gas mixture is discharged to the auxiliary capacity to reduce the pressure in the laser tube and applied to obtain the desired energy. A laser system in which the gas exchange unit and the processor are configured to increase the drive voltage to operate.
【請求項32】 所望のエネルギーが所望の量となるように印加する入力駆動電
圧を増やすためにレーザー管から放出すべきガス混合物の量を計算するように前
記プロセッサが構成された、請求項31記載のレーザーシステム。
32. The processor is configured to calculate the amount of gas mixture to be emitted from the laser tube to increase the input drive voltage applied so that the desired energy is the desired amount. Laser system described.
【請求項33】 補助容量内の圧力を減らすために補助容量に接続されたポンプ
を更に含む、請求項31記載のレーザーシステム。
33. The laser system of claim 31, further comprising a pump connected to the auxiliary volume to reduce the pressure within the auxiliary volume.
【請求項34】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムであって、該シ
ステムが、 ガス混合物を満たしたレーザー管、 レーザー管内にあり、駆動電圧を電極に与えてガス混合物を活性化するための
電源回路に接続した複数の電極、 所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、 レーザー管に接続されたガス交換ユニット、および ガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流を制御するためのプロセッサ、
を含み、 所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧より駆動電圧が高いと判定された
場合に、ガスをレーザー管に添加してレーザー管内の圧力を増加させ、所望のエ
ネルギーを得るために印加する駆動電圧を減らすように、ガス交換ユニットおよ
びプロセッサが構成されている、レーザーシステム。
34. An excimer or molecular fluorine laser system, the system comprising a laser tube filled with a gas mixture, in the laser tube, a power supply circuit for applying a driving voltage to the electrodes to activate the gas mixture. A plurality of electrodes connected to the resonator, a resonator for generating a laser beam at a desired energy, a gas exchange unit connected to the laser tube, and a processor for controlling the gas flow between the gas exchange unit and the laser tube. ,
When the driving voltage is determined to be higher than the allowable driving voltage for obtaining the desired energy, gas is added to the laser tube to increase the pressure in the laser tube and then applied to obtain the desired energy. A laser system in which the gas exchange unit and the processor are configured to reduce the drive voltage.
【請求項35】 所望のエネルギーが所望の量となるように印加する入力駆動電
圧を減らすためにレーザー管に添加すべきガス混合物の量を計算するように前記
プロセッサが構成された、請求項34記載のレーザーシステム。
35. The processor is configured to calculate the amount of gas mixture to be added to the laser tube to reduce the input drive voltage applied to achieve the desired amount of desired energy. Laser system described.
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