JP2003511865A - Energy control of excimer or molecular fluorine laser - Google Patents
Energy control of excimer or molecular fluorine laserInfo
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Abstract
(57)【要約】 エキシマ及び分子フッ素レーザのためのガス補充方法及びそのアルゴリズムは、電気放電に印加される入力エネルギー、及び好適には時間といった、ガスの経時変化がパルス計数よりも密接に依存するパラメータに基づいている。バースト制御方法及びアルゴリズムには、長いバースト休止の後に生ずる第1バーストの初期パルスのエネルギーを測定することと、個々のレーザ・パルスまたはパルス群の出力エネルギーをほぼ同じ値に至らせるであろう初期パルスに対する入力電圧の値を計算することと、パルスまたはパルス群についてほぼ同じ所定の出力エネルギー値を達成するために長いバースト休止の後の後続の第1バースト中に上記の計算された電圧を印加することと、が含まれる。同様の操作が、第1バーストに続く1つかそれ以上の後続のバーストについて行われる。第1バーストに対する値は入力電圧値の第1テーブル中に維持され、そのテーブル中の電圧値による電圧を印加するよう電源回路に信号を送るプロセッサによって読み取られる。後続バーストに対する値は第2テーブル、第3テーブル等に維持される。第3テーブルのような最終テーブルが、別の長いバースト休止が再び生ずるまで全ての後続のバーストに対して使用され、その後、長いバースト休止に続く第1バーストに対して第1テーブルが再び使用される。 (57) [Summary] Gas replenishment methods and algorithms for excimer and molecular fluorine lasers are based on parameters such as the input energy applied to the electric discharge, and preferably time, over which the aging of the gas depends more closely than the pulse count. . Burst control methods and algorithms include measuring the energy of the initial pulse of the first burst that occurs after a long burst pause and the initial pulse that will bring the output energy of the individual laser pulses or pulses to approximately the same value. Calculating the value of the input voltage for the pulse and applying the calculated voltage during a subsequent first burst after a long burst pause to achieve approximately the same predetermined output energy value for the pulse or group of pulses. To do. A similar operation is performed for one or more subsequent bursts following the first burst. The values for the first burst are maintained in a first table of input voltage values and are read by a processor that signals the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage values in the table. Values for subsequent bursts are maintained in a second table, a third table, and so on. A final table, such as the third table, is used for all subsequent bursts until another long burst pause again occurs, after which the first table is used again for the first burst following the long burst pause. You.
Description
【0001】
(優先権)
本出願は、1999年10月15日出願の米国仮特許出願第60/159,5
25号の優先権の利益を請求し、また、本出願は、1999年3月17日出願の
米国仮特許出願第60/124,785号の利益を請求する1999年11月2
3日出願の米国特許出願第09/447,882号の一部継続出願であり、また
、本出願は、1999年3月12日出願の米国仮特許出願第60/123,92
8号の利益を請求する1999年10月14日出願の米国特許出願第09/41
8,052号の一部継続出願であり、また、本出願は、1999年3月31日出
願の米国仮特許出願第60/127,062号の利益を請求する2000年1月
18日出願の米国特許出願09/484,818号の一部継続出願であり、上記
の全ての出願は引用によって本出願の記載に援用する。
(発明の背景)
1.発明の分野
本発明はエキシマ(excimer)及び分子フッ素ガス・レーザ(molecular fluor
ine gas laser)のエネルギー制御に関し、特に、一定のレーザ出力放射パルス
・エネルギー及び/またはアプリケーション・プロセス(application process
)のエネルギー照射量(energy dose)を一定に維持する制御及びフィードバッ
ク・ソフトウェア・アルゴリズムとガス補給に関する。(Priority) This application is based on US provisional patent application No. 60 / 159,5 filed on October 15, 1999.
No. 25 priority benefit, and this application claims benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 124,785 filed Mar. 17, 1999 Nov. 2, 1999
This is a continuation-in-part application of U.S. patent application Ser. No. 09 / 447,882 filed on March 3, and the present application is filed on Mar. 12, 1999.
U.S. patent application Ser. No. 09/41, filed October 14, 1999, claiming benefit of No. 8
No. 8,052, which is a continuation-in-part application, and this application was filed on January 18, 2000, claiming the benefit of US Provisional Patent Application No. 60 / 127,062, filed March 31,1999. It is a continuation-in-part application of US patent application Ser. No. 09 / 484,818, all of which are incorporated herein by reference. (Background of the Invention) 1. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to excimers and molecular fluorine gas lasers.
The energy control of ine gas lasers is particularly concerned with constant laser output radiation pulse energy and / or application process.
A) control and feedback software algorithms to keep the energy dose constant and gas replenishment.
【0002】
2.関連技術の議論
エキシマまたは分子フッ素レーザの出力放射パルスのエネルギーは、レーザの
動作中いくつかの入力パラメータまたは条件が制御されない限り絶えず減少する
。これは、ガス容器内のハロゲン・ガスの反応によるハロゲンの消費と、ガス放
電によるハロゲンの燃焼のためである。さらに、ガス汚染の蓄積により出力パワ
ーは低下する。2. 2. Discussion of Related Art The energy of the output radiation pulse of an excimer or molecular fluorine laser constantly decreases during the operation of the laser unless some input parameters or conditions are controlled. This is because the halogen is consumed by the reaction of the halogen gas in the gas container and the halogen is burned by the gas discharge. In addition, the output power is reduced due to the accumulation of gas pollution.
【0003】
エキシマ・レーザは、充電電圧(charging voltage)を連続的に増大させてエ
ネルギー損失を発生するこれらの要因を補償するならば、ある時間一定のエネル
ギー・レベルで動作させることができる。リソグラフィまたはTFTアニーリン
グのような要求の厳しいアプリケーションの場合、パルス・エネルギーまたはレ
ーザ出力パワーに加えて、他のビーム・パラメータと共に、充電電圧の制御を維
持することが望ましい。従って、さらに高度な処理が開発された。最大適用充電
電圧に到達すると、ガス補給操作が行われ、レーザが一定のエネルギーで動作す
る時間がさらに延長される。このガス補給操作はハロゲンの消耗を補償し、汚染
を低減するために行われる。ハロゲンの消耗は通常ハロゲン注入(HI)によっ
て補償される。汚染の低減は、部分ガス置換(PGR:partial gas replacemen
t)によって達成される。Excimer lasers can be operated at constant energy levels for a period of time if they continuously increase the charging voltage to compensate for these factors causing energy loss. For demanding applications such as lithography or TFT annealing, it is desirable to maintain control of the charging voltage along with other beam parameters in addition to pulse energy or laser output power. Therefore, more sophisticated treatments have been developed. When the maximum applied charging voltage is reached, a gas replenishment operation is performed, further extending the time that the laser operates at constant energy. This gas replenishment operation is performed to compensate for the consumption of halogen and reduce pollution. Halogen depletion is usually compensated by halogen injection (HI). Reduction of pollution is achieved by partial gas replacement (PGR).
t) is achieved.
【0004】
ガス補給は、1986年頃エキシマ・レーザ用に導入された(引用によって本
出願の記載に援用される米国特許第4,997,573号参照)。ガス補給操作
は、充電電圧が予め設定されたレベルを越える時開始される。ガス補給操作は従
来、充電電圧の大きな低下を特徴とした。しかし、長い一定エネルギー動作期間
中の充電電圧の大きな変化はビーム・エネルギーまたはパワー以外の様々なビー
ム・パラメータに影響を与え得るため、充電電圧のこうした大きな変化は不利で
ある。別言すれば、出力エネルギーを安定化させるための充電電圧の大きな変化
が、他の重要なビーム・パラメータを不安定にする働きをすることになる。Gas replenishment was introduced for excimer lasers around 1986 (see US Pat. No. 4,997,573, incorporated by reference into the description of this application). The gas refill operation is initiated when the charging voltage exceeds a preset level. Gas refueling operations have traditionally been characterized by a large drop in charging voltage. However, such large changes in charging voltage are disadvantageous as large changes in charging voltage during long constant energy operation can affect various beam parameters other than beam energy or power. In other words, large changes in the charging voltage to stabilize the output energy will act to destabilize other important beam parameters.
【0005】
充電電圧とレーザの出力エネルギーまたはパワーの両方をほぼ一定のレベルに
維持するために、多量のガス補給操作がマイクロ・ハロゲン注入( HI)及び
マイクロ・部分ガス置換(micro partial gas replacement)またはミニ・ガス
置換(mini gas replacement)( GRまたはmGR)といった少量のガス操作
によって置き換えられた(各々同じ譲受人に譲受され、引用によって本出願の記
載に援用される米国特許出願第09/447,882号及び第60/171,7
17号参照)。こうしたマイクロまたはミニ・ガス補給操作は好適には、工業的
な動作条件下で十分な精度で検出できるような充電電圧の変動をほとんど、また
は全く発生しない結果となる。従って、マイクロまたはミニ・ガス補給操作を開
始するには充電電圧の変化以外の別のパラメータを使用することが望ましい。マ
イクロまたはミニ・ガス補給操作の適切なトリガとして使用できる1つのパラメ
ータは、レーザ・パルスの数、すなわちパルス計数である。これは各々引用によ
って本出願の記載に援用される米国特許第5,097,291号及びその後の米
国特許第5,337,215号に開示されている。例えば、ガス補給操作は約1
00,000パルス毎に定期的に行われる。[0005] In order to maintain both the charging voltage and the output energy or power of the laser at a nearly constant level, a large amount of gas replenishment operation involves micro halogen injection (HI) and micro partial gas replacement. Or replaced by a small amount of gas manipulation such as mini gas replacement (GR or mGR) (US patent application Ser. No. 09/447, each assigned to the same assignee and incorporated by reference into the description of the present application. , 882 and 60 / 171,7
(See No. 17). Such micro- or mini-gas replenishment operation preferably results in little or no charge voltage variation that can be detected with sufficient accuracy under industrial operating conditions. Therefore, it is desirable to use other parameters besides the change in charging voltage to initiate the micro or mini gas refill operation. One parameter that can be used as a suitable trigger for micro or mini gas refueling operations is the number of laser pulses, or pulse count. This is disclosed in US Pat. No. 5,097,291 and subsequently US Pat. No. 5,337,215, each incorporated by reference into the description of the present application. For example, gas replenishment operation is about 1
It is performed periodically every 100,000 pulses.
【0006】
マイクロリソグラフィ・スキャナ・システムの場合、ウェハ上のダイ・サイト
(die site)を走査する際一定のエネルギー照射量を維持することが望ましい。
走査速度、照射スリット幅(exposure slit width)、及びレーザ反復率(laser
repetition rate)によってウェハ上の各サイトに重ねられるパルスの数が決定
される。重ねられるパルス(overlaid pulse)の数はアプリケーション・プロセ
スに依存する。例えば、1つのダイ・サイトで重ねられるパルスは約40であり
、1つのバースト(burst)の通常の長さは100〜500パルスである。For microlithography scanner systems, it is desirable to maintain a constant energy dose as the die sites on the wafer are scanned.
Scanning speed, exposure slit width, and laser repetition rate (laser
The repetition rate determines the number of pulses that are superimposed on each site on the wafer. The number of overlaid pulses depends on the application process. For example, the number of pulses that are overlapped at one die site is about 40, and the normal length of one burst is 100 to 500 pulses.
【0007】
ウェハ上の各サイトに対する一定のエネルギー照射量は移動エネルギー平均(
moving energy average)によって指定されうる。正確な照射量制御(dose cont
rol)の場合は、移動エネルギー平均の変動が低くなるとして観察されうる。レ
ーザの出力エネルギーは、レーザ管内の放電のために使用される高電圧(HV)
を変化させることによって制御できる。出力エネルギーは各パルスについて測定
でき、かつ通常そのように測定されており、また、HVは個々のパルス各々につ
いて変化させることができる。The constant energy dose for each site on the wafer is the transfer energy average (
moving energy average). Accurate dose control (dose cont
In the case of rol), the fluctuation of the transfer energy average can be observed as being low. The output energy of the laser is the high voltage (HV) used for the discharge inside the laser tube.
Can be controlled by changing. The output energy can be, and usually is, measured for each pulse, and the HV can be varied for each individual pulse.
【0008】
エキシマ及び分子フッ素レーザは通常バースト・モード(burst mode)で動作
する。これは、レーザが上記で言及されたように一定の反復率で100〜500
パルスといったパルスの「バースト」を発生し、それに続いてステッパ/スキャ
ナ(stepper/scanner)がある種のウェハ位置決めを行っている間の数ミリ秒か
ら数秒のバースト休止(burst break)つまり休止期間が生ずることを意味する
。バースト休止は、ビーム・スポットが同じウェハ上の異なった位置に移動する
ときに発生するような短いバースト休止のこともあり、また、ステッパ/スキャ
ナがウェハを交換するときに発生するような長いバースト休止のこともある。Excimer and molecular fluorine lasers usually operate in burst mode. This is because the laser is 100-500 at a constant repetition rate as mentioned above.
A burst of pulses, such as a pulse, followed by a burst break of a few milliseconds to a few seconds during a stepper / scanner performing some type of wafer positioning. Means to occur. Burst pauses can be short burst pauses, such as those that occur when the beam spot moves to different positions on the same wafer, or long bursts, such as those that occur when a stepper / scanner swaps wafers. Sometimes it is a break.
【0009】
エキシマまたは分子フッ素レーザがバースト・モードで動作している時、各バ
ーストの最初の数パルスは、補償されない状態のままである場合その後のパルス
より高いパルス・エネルギーを有する。従って、バースト開始時の移動平均はバ
ースト中のそれより後の時点より高いであろう。一定のエネルギー照射量を達成
するためにはこのオーバーシュートを補償することが望ましい。オーバーシュー
ト補償は最初の数パルスについて充電電圧を低減することによって達成される(
各々引用によって本出願の記載に援用される、米国特許第5,463,650号
、第5,710,787号及び第6,084,897号参照)。これによってエ
ネルギー照射量はバースト・シーケンスの開始時に一定に保持される。充電電圧
は各レーザ・パルスについて調節され、バーストの開始時にはバースト中の後の
パルスに印加される値以下になる。When the excimer or molecular fluorine laser is operating in burst mode, the first few pulses of each burst have a higher pulse energy than the subsequent pulses if left uncompensated. Therefore, the moving average at the beginning of the burst will be higher than at any later time during the burst. It is desirable to compensate for this overshoot in order to achieve a constant energy dose. Overshoot compensation is achieved by reducing the charging voltage for the first few pulses (
See US Pat. Nos. 5,463,650, 5,710,787 and 6,084,897, each incorporated by reference into the description of the present application). This keeps the energy dose constant at the beginning of the burst sequence. The charging voltage is adjusted for each laser pulse and is below the value applied to the later pulses in the burst at the beginning of the burst.
【0010】
バースト休止後の(バースト開始時に)最初の数パルスがバーストの中間また
は終了時のパルスより高いエネルギー対HV比を有するという問題は、図1のス
ケッチに例示されているように、バースト中HVを一定に維持するとき何が起こ
るかを観察することによって理解される。図1のスケッチでは、最初の5〜10
パルスは高いエネルギーを有し、その後エネルギーはまず急速に、次に20〜1
00パルス後にエネルギーは一定のレベルに達するまでもっとゆっくりと減衰す
る。この現象はオーバーシュートまたはスパイク(spiking)と呼ばれる。The problem that the first few pulses after the burst pause (at the beginning of the burst) have a higher energy-to-HV ratio than the pulses at the middle or end of the burst is, as illustrated in the sketch of FIG. It is understood by observing what happens when the medium HV is kept constant. In the sketch of Figure 1, the first 5-10
The pulse has a high energy, after which the energy is rapid, then 20 to 1
After 00 pulses the energy decays more slowly until it reaches a certain level. This phenomenon is called overshoot or spiking.
【0011】
(レーザ動作中に望ましいように)パルス・エネルギーまたはエネルギー照射
量を一定に保つため、バーストの最初のパルスには低HVを使用し、その後バー
スト中HVを一定のレベルに増大させる。これは、それをしなければすぐ上で説
明したように生ずるであろうパルス・エネルギーのオーバーシュートに応答して
なされる。To keep the pulse energy or energy dose constant (as desired during laser operation), a low HV is used for the first pulse of the burst, after which the HV is increased to a constant level during the burst. This is done in response to pulse energy overshoots that would otherwise occur as described immediately above.
【0012】
エネルギーの正確な挙動は、予測困難な形で様々なパラメータによって影響さ
れる。次のパルスのエネルギーまたはアプリケーション・プロセスでのエネルギ
ー照射量(energy dose)が目標エネルギーまたは目標エネルギー照射量に一致
するように次のパルスに対するHVを予測する技術を有することが望ましい。
(本発明における認識)
バースト中、及びバーストからバーストまでのパルスのエネルギーに関連する
挙動に影響を与える短期間作用と長期間作用が存在する。短期間作用は数秒以下
しか持続しない。長期間作用にはガスの経時変化(gas aging)(数日)、管の
経時変化(数ヶ月)及びおそらくは光学的作用(数年)が含まれる。こうした作
用は制御装置パラメータを変更することによって考慮される。パラメータの調節
(adaptation)は自動的に行われるのが有利である。The exact behavior of the energy is influenced by various parameters in an unpredictable way. It would be desirable to have a technique that predicts the HV for the next pulse so that the energy of the next pulse or the energy dose in the application process matches the target energy or target energy dose. RECOGNITION IN THE PRESENT INVENTION There are short-term and long-term effects that affect the energy-related behavior of pulses during and from burst to burst. Short-term effects last less than a few seconds. Long-term effects include gas aging (several days), tube aging (several months) and possibly optical effects (several years). These effects are taken into account by changing the controller parameters. Advantageously, the parameter adaptation is done automatically.
【0013】
エネルギーの挙動は、バースト休止の長さ、レーザの反復率、最も最近のパル
スのエネルギー及び他の影響に依存して変化する。バーストの最初のいくつかの
パルスのエネルギーを制御することはバーストの中間または終了時のパルスのエ
ネルギーまたはエネルギー照射量を一定に保持することよりも困難であるが、こ
れは、ガス状態はバーストの継続期間(duration)にわたって時間と共に急速に
は変化しないからである。従って、バーストの開始時に、さらにはバーストの全
体にわたって高いパルス・エネルギーまたはエネルギー照射量の安定性を生じさ
せるようなパルス・エネルギーまたはエネルギー照射量の制御アルゴリズムを有
することが望ましい。The energy behavior changes depending on the burst pause length, laser repetition rate, energy of the most recent pulse and other influences. Controlling the energy of the first few pulses of a burst is more difficult than keeping the energy or energy dose of the pulse at the middle or end of the burst constant, but this is because the gas state This is because it does not change rapidly with time over the duration. Therefore, it is desirable to have a pulse energy or energy dose control algorithm that results in high pulse energy or energy dose stability at the beginning of a burst and throughout the burst.
【0014】
ガス経時変化は時間と電気放電への入力エネルギーに依存する。時間に基づい
たガス補給操作の通常の時定数は数時間、例えば8時間である。レーザ波長や個
々のレーザ構造や動作モード及び他のパラメータに応じて、この時定数は1時間
以下と短かくなることも、1日を越えることもある。
現状技術のガス補給はパルス計数に基づいている(例えば、上記で言及された
'097号及び'215号特許参照)。パルス計数に基づくガス補給アルゴリズム
は各レーザ・パルスまたはパルス群に対するレーザ放電へのエネルギー入力が一
定の場合は非常に良好に動作する。しかし、本発明においては、レーザ放電への
入力エネルギーは、レーザ動作の期間にわたって各レーザ・パルスまたはパルス
群に対して一定でないと認識されている。特に工業用リソグラフィ工程では、放
電への入力エネルギーは、特に数千パルスにわたる多数の各レーザ・パルスまた
はパルス群に対して一定でない。従って、ガス経時変化はパルス計数よりはむし
ろ時間と電気放電への入力エネルギーにより密接に依存するので、こうしたパラ
メータに基づいてガス補給操作を行うガス補給アルゴリズムを有することが望ま
しい。
(発明の概要)
従って、本発明の1つの目的は、電気放電への入力エネルギー、及び好適には
時間といった、ガス経時変化がパルス計数に対してより密接に依存するパラメー
タに基づくガス補給アルゴリズムを提供することである。Gas aging depends on time and input energy to the electrical discharge. Typical time constants for time-based gas replenishment operations are several hours, for example 8 hours. Depending on the laser wavelength, the individual laser structure, operating mode and other parameters, this time constant can be as short as one hour or less, or even more than one day. State-of-the-art gassing is based on pulse counting (eg, mentioned above
See the '097 and' 215 patents). Gas replenishment algorithms based on pulse counting work very well when the energy input to the laser discharge for each laser pulse or pulse group is constant. However, it is recognized in the present invention that the input energy to the laser discharge is not constant for each laser pulse or pulse group during the period of laser operation. Especially in industrial lithographic processes, the input energy to the discharge is not constant, especially for many laser pulses or pulse groups over thousands of pulses. Therefore, since gas aging more closely depends on time and energy input to the electrical discharge rather than pulse counting, it is desirable to have a gas replenishment algorithm that bases gas replenishment operations on these parameters. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, one object of the present invention is to provide a gas replenishment algorithm based on parameters such as input energy to an electrical discharge, and preferably time, over which gas aging more closely depends on pulse counting. Is to provide.
【0015】
本発明のさらなる目的は、バーストの初期パルスに対して、かつまた好適には
バーストの全体を通じて高いパルス・エネルギー安定性またはエネルギー照射量
安定性を生じるパルス・エネルギーまたはエネルギー照射量制御アルゴリズムを
提供することである。
上記の目的による本発明の第1の態様では、内部に多数の電極を有し、消耗の
対象となる1つかそれ以上の成分を含むガス混合物を収容する放電チャンバと、
ガス混合物にエネルギーを与えるための電極に結合された電源回路と、レーザ・
ビームを生成する共振器(resonator)とを含むガス放電レーザ・システムが提
供される。プロセッサはガス混合物状態の基準(measure)としてレーザの放電
に印加される蓄積エネルギーを監視し、ガス制御ユニットは放電に印加される監
視された蓄積エネルギーに基づいてガス混合物を補給する役目を果たす。プロセ
ッサは好適にはガス混合物の状態の追加の基準として時間をも監視し、ガス制御
ユニットは放電に印加される蓄積エネルギーに加えて上記の監視された時間に基
づいてガス混合物を補給する。充電電圧と充電電圧の変化も放電に印加される蓄
積エネルギー及び/または時間と共に監視され、ガス制御ユニットは、放電への
印加エネルギー及び/または時間に加えて監視された充電電圧及び/または充電
電圧の変化に基づいてガス混合物を補給する。A further object of the invention is a pulse energy or energy dose control algorithm that results in high pulse energy stability or energy dose stability for the initial pulse of the burst and also preferably throughout the burst. Is to provide. In a first aspect of the present invention for the above purposes, a discharge chamber having a number of electrodes therein, containing a gas mixture containing one or more components to be consumed,
A power circuit coupled to the electrodes for energizing the gas mixture, a laser
A gas discharge laser system is provided that includes a beam producing resonator. The processor monitors the stored energy applied to the discharge of the laser as a measure of the gas mixture state, and the gas control unit serves to replenish the gas mixture based on the monitored stored energy applied to the discharge. The processor also preferably monitors time as an additional measure of the state of the gas mixture, and the gas control unit replenishes the gas mixture based on the monitored time in addition to the stored energy applied to the discharge. The charging voltage and changes in charging voltage are also monitored with the stored energy and / or time applied to the discharge, and the gas control unit may monitor the charging voltage and / or charging voltage in addition to the applied energy and / or time to the discharge. Replenish the gas mixture based on the change in
【0016】
消耗の対象となる1つかそれ以上の成分ガスを含む初期組成(initial compos
ition)を有するガス放電レーザの放電チャンバ内に初めに備えられるガス混合
物を動作中安定化する方法も提供される。この方法には、レーザの放電に印加さ
れる蓄積エネルギーを監視するステップと、放電に印加される監視された蓄積エ
ネルギーに基づいてガス混合物の状態を決定し、かつ/またはそのガス混合物を
調整するステップとが含まれる。放電に印加される蓄積エネルギーと共に好適に
は時間も監視される。充電電圧と充電電圧の変化も、放電に印加される蓄積エネ
ルギー及び/または時間と共に監視される。An initial composition containing one or more constituent gases to be consumed.
Also provided is a method of stabilizing a gas mixture initially provided in a discharge chamber of a gas discharge laser having a ition) during operation. The method comprises the steps of monitoring the stored energy applied to the discharge of the laser, determining the state of the gas mixture and / or adjusting the gas mixture based on the monitored stored energy applied to the discharge. Steps and are included. Time is also preferably monitored with the stored energy applied to the discharge. The charging voltage and changes in charging voltage are also monitored with the stored energy applied to the discharge and / or with time.
【0017】
従って、本発明の第1の態様によって、放電に印加される蓄積エネルギーに基
づいてガス補給操作を開始することが有利である。新しい方法は、例えば、パル
ス計数に基づいてガス補給操作を開始する方法よりさらに柔軟で、ひいてはさら
に強力である。パルス・エネルギーが変化すると、新しいアルゴリズムは有利に
も、ガス補給間隔をそれに応じて延長または短縮し、それによってレーザの能力
(performance)を改善する。Therefore, according to the first aspect of the invention, it is advantageous to initiate a gas refill operation based on the stored energy applied to the discharge. The new method is more flexible and thus more powerful than, for example, the method of initiating a gas refill operation based on pulse counting. As the pulse energy changes, the new algorithm advantageously lengthens or shortens the gas refill interval accordingly, thereby improving the performance of the laser.
【0018】
上記の目的による本発明の第2の態様では、バースト・モードで動作するガス
放電レーザからの連続パルスの出力エネルギーを制御ための方法であって、各々
の後にアプリケーション・プロセスの仕様に応じて長いバースト休止と短いバー
スト休止のうちの1つが続くいくつかのパルスのバーストを放射することを特徴
とする方法が提供される。この方法には、長いバースト休止の後発生する第1バ
ーストの少なくとも所定の数の初期パルスのエネルギーを測定するステップと、
同様の長いバースト休止に続く次の第1バーストに対して初期パルスの対応する
出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろう各初期パルスに対する入
力電圧の値を計算するステップと、生成されるパルスがほぼ同じ所定の出力エネ
ルギー値を有するように、同様の長いバースト休止の後の次の第1バースト中の
計算された値に対応する入力電圧を印加するステップとが含まれる。In a second aspect of the invention according to the above objective, there is provided a method for controlling the output energy of a continuous pulse from a gas discharge laser operating in burst mode, each of which is followed by an application process specification. A method is provided, characterized in that it emits a burst of several pulses, which is followed by one of a long burst pause and a short burst pause. The method comprises measuring the energy of at least a predetermined number of initial pulses of a first burst occurring after a long burst pause.
Calculating the value of the input voltage for each initial pulse that will bring the corresponding output energy of the initial pulse to approximately the same predetermined value for the next first burst following a similar long burst pause. Applying an input voltage corresponding to the calculated value in the next first burst after a similar long burst pause so that the pulses have approximately the same predetermined output energy value.
【0019】
この方法にはさらに、長いバースト休止に続く第1バーストの後に短いバース
ト休止を生ずる少なくとも1つの第2バーストの少なくとも所定の数の初期パル
スのエネルギーを測定することと、同様の長いバースト休止に続く第1バースト
の後の同様の短いバースト休止に続く次の第2バーストに対して第2バーストの
初期パルスの対応する出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろう第
2バーストの各初期パルスに対する入力電圧の値を計算するステップと、生成さ
れるパルスが前記のほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記の同
様の長いバースト休止の後の前記の第1バーストの後の前記の同様の短いバース
ト休止に続く次の第2バースト中の初期値に対して計算された値に対応する入力
電圧を印加すること、とが含まれてもよい。The method further comprises measuring the energy of at least a predetermined number of initial pulses of at least one second burst that results in a short burst pause after the first burst following the long burst pause, and a similar long burst. A second burst that will bring the corresponding output energy of the initial pulse of the second burst to about the same predetermined value for the next second burst following a similar short burst pause after the first burst following the pause. Calculating the value of the input voltage for each initial pulse of the first burst of the first burst after the similar long burst pause so that the generated pulses have approximately the same predetermined output energy value. Mark the input voltage corresponding to the value calculated for the initial value in the next second burst following a similar short burst pause as described above. Adding and may be included.
【0020】
この方法にはさらに、長いバースト休止の後の少なくとも2つの短いバースト
休止で生ずる少なくとも1つの第3またはそれ以降のバーストの少なくとも所定
の数の初期パルスのエネルギーを測定することと、長いバースト休止に続く少な
くとも2つの短いバースト休止の後に生ずる1つかそれ以上の次のバーストに対
して第3バーストの初期パルスの対応する出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に
至らせるであろう第3バーストの初期パルスの各々に対する入力電圧の値を計算
することと、生成されるパルスが各々ほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有する
ように、長いバースト休止に続く2つの短いバースト休止の後の1つかそれ以上
の次のバーストに対して計算された値に対応する入力電圧を印加することと、と
が含まれてもよい。The method further comprises measuring the energy of at least a predetermined number of initial pulses of at least one third or subsequent burst occurring in at least two short burst pauses after a long burst pause. A third burst that will bring the corresponding output energy of the initial pulse of the third burst to about the same predetermined value for one or more subsequent bursts occurring after at least two short burst pauses following the burst pause. Calculating the value of the input voltage for each of the initial pulses of the, and one or more after two short burst pauses followed by a long burst pause so that the generated pulses each have approximately the same predetermined output energy value. Applying an input voltage corresponding to the calculated value for the next burst above, and May be.
【0021】
この方法にはさらに、各々がほぼ同じ所定の値を有する初期パルスを有する追
加のバーストを生成するために、長いバースト休止に続く2つの短いバースト休
止の後の次のバーストに対して計算された値に対応する入力電圧を繰り返し印加
することが含まれてもよい。この方法にはまたさらに、初期パルスに加えて1つ
のバースト中のその後のパルスに対応する出力レーザ・エネルギーを測定するこ
とと、連続パルスのパルス・エネルギーの合計に対応するレーザの出力エネルギ
ー照射量を、各々ほぼ同じ所定のエネルギー照射量値に至らせるであろうこれら
の後の各パルスに対応する入力電圧の値を計算することと、生成されるパルス群
に関連するエネルギー照射量が各々ほぼ同じ所定のエネルギー照射量値を有する
ように、出力エネルギー照射量をほぼ同じ所定の値に至らせるための計算された
値に対応する入力電圧を印加すること、とが含まれてもよい。The method further comprises for the next burst after two short burst pauses followed by a long burst pause to generate additional bursts each having an initial pulse having approximately the same predetermined value. Repetitive application of an input voltage corresponding to the calculated value may be included. The method also further comprises measuring the output laser energy corresponding to the initial pulse plus subsequent pulses in a burst, and the output energy dose of the laser corresponding to the sum of the pulse energy of successive pulses. And calculating the value of the input voltage corresponding to each pulse after these that will each lead to approximately the same predetermined energy dose value, and the energy doses associated with the pulses produced are each approximately Applying an input voltage corresponding to the calculated value to bring the output energy doses to approximately the same predetermined value so as to have the same predetermined energy dose value.
【0022】
さらに本発明の第2の態様によれば、バースト・モードで動作するガス放電レ
ーザからの、パルスのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御するため
のアルゴリズムであって、各々の後にアプリケーション・プロセスの仕様に応じ
て長いバースト休止と短いバースト休止のうちの1つが続くいくつかのパルスの
バーストを放射することを特徴とするエネルギー制御ソフトウェア・アルゴリズ
ムが提供される。このアルゴリズムは、電源回路に信号を送って第1テーブル中
の電圧値に従って電圧を印加し、それによって各々がほぼ同じエネルギー値を有
する長いバースト休止の後の出力レーザ・パルスの次の第1バースト中の初期パ
ルスを生成するプロセッサによって読み取られるべき入力電圧値の第1テーブル
を提供する。前記の第1テーブル中の入力電圧値は、長いバースト休止後の以前
の第1バースト中の初期パルスの測定データから計算される。入力電圧値は、各
々がほぼ同じエネルギー値で初期パルスを生成するために使用される。Further in accordance with a second aspect of the invention, an algorithm for controlling the output energy of successive pulses during a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, after each An energy control software algorithm is provided, characterized in that it emits a burst of several pulses followed by one of a long burst pause and a short burst pause, depending on the specifications of the application process. This algorithm sends a signal to the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage value in the first table, whereby the next first burst of output laser pulses after a long burst pause, each having approximately the same energy value. A first table of input voltage values to be read by a processor that generates an initial pulse therein is provided. The input voltage values in the first table are calculated from the measured data of the initial pulse in the previous first burst after a long burst pause. The input voltage values are used to generate the initial pulse, each with approximately the same energy value.
【0023】
このアルゴリズムは好適にはさらに、同様の方法で、電源回路に信号を送って
第2テーブル中の電圧値による電圧を印加し、それによって長いバースト休止の
後の第1バーストに続く短いバースト休止の後に発生する出力レーザ・パルスの
次の第2バースト中の初期パルスを生成するためのプロセッサによって読み取ら
れるべき入力電圧値の第2テーブルを提供する。このアルゴリズムはさらに、同
様の方法で、電源回路に信号を送って第3テーブル中の電圧値による電圧を印加
し、それによって長いバースト休止の後の第1及び第2バーストに続く短いバー
スト休止の後に発生する次の第3またはその後のバースト中の初期パルスを生成
するためのプロセッサによって読み取られるべき入力電圧値の第3テーブルを提
供する。The algorithm preferably further signals the power supply circuit in a similar manner to apply a voltage according to the voltage value in the second table, whereby a short burst following a long burst pause followed by a short burst. A second table of input voltage values to be read by the processor to generate an initial pulse in the next second burst of output laser pulses occurring after a burst pause is provided. This algorithm also signals the power supply circuit in a similar manner to apply a voltage according to the voltage value in the third table, whereby a long burst pause followed by a short burst pause following the first and second bursts. It provides a third table of input voltage values to be read by the processor to generate an initial pulse in a subsequent third or subsequent burst that occurs later.
【0024】
さらに本発明の第2の態様によれば、バースト・モードで動作するガス放電レ
ーザからの、パルスのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御するため
のアルゴリズムであって、各々の後にアプリケーション・プロセスの仕様に応じ
て長いバースト休止と短いバースト休止のうちの1つが続くいくつかのパルスの
バーストを放射することを特徴とするエネルギー制御ソフトウェア・アルゴリズ
ムが提供される。このアルゴリズムは、電源回路に信号を送って第1テーブル中
の電圧値による電圧を印加し、それによって各々がほぼ同じエネルギー値を有す
る長いバースト休止の後の出力レーザ・パルスの次の第1バースト中の初期パル
スを生成するためのプロセッサによって読み取られるべき入力電圧値のテーブル
を提供する。第1テーブル中の入力電圧値は、長いバースト休止に続く少なくと
も1つの以前の第1バースト中の初期パルスの測定データから計算される。入力
電圧値は、各々がほぼ同じエネルギー値で初期パルスを生成するために使用され
る。Further in accordance with a second aspect of the invention there is provided an algorithm for controlling the output energy of successive pulses during a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, after each An energy control software algorithm is provided, characterized in that it emits a burst of several pulses followed by one of a long burst pause and a short burst pause, depending on the specifications of the application process. This algorithm sends a signal to the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage values in the first table, whereby the next first burst of output laser pulses after a long burst pause, each having approximately the same energy value. 3 provides a table of input voltage values to be read by a processor to generate an initial pulse therein. The input voltage values in the first table are calculated from the measured data of the initial pulse in at least one previous first burst following a long burst pause. The input voltage values are used to generate the initial pulse, each with approximately the same energy value.
【0025】
このテーブルは、長いバースト休止に続く第1バーストの初期パルスのエネル
ギーを測定するステップと、各初期パルスに対応するレーザの出力エネルギーを
同様の長いバースト休止に続く次の第1バーストに対してほぼ同じ所定の値に至
らせるであろう測定された初期パルス・エネルギーに基づいて初期パルスに対す
る入力電圧の値を計算するステップと、第1テーブル中に格納された入力電圧値
に従って生成されるパルスがほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、
テーブルとして初期パルスに対する入力電圧の計算値を格納するステップとによ
って作り出される。This table measures the energy of the initial pulse of the first burst following a long burst pause and the laser output energy corresponding to each initial pulse to the next first burst following a similar long burst pause. Calculating a value of the input voltage for the initial pulse based on the measured initial pulse energy that will lead to approximately the same predetermined value, and being generated according to the input voltage value stored in the first table. So that the pulses have approximately the same predetermined output energy value,
Storing the calculated values of the input voltage for the initial pulse as a table.
【0026】
このアルゴリズムは好適にはさらに、このテーブルがさらに、次の長いバース
ト休止に続く次の第1バーストの初期パルスのエネルギーを測定するさらなるス
テップと、各初期パルスに対応するレーザの出力エネルギーを別の次の長いバー
スト休止に続く別の次の第1バーストに対するほぼ同じ所定の値に至らせるであ
ろう次の第1バーストの測定された初期パルスのエネルギーに基づいて初期パル
スに対する入力電圧の値を計算するステップと、第1テーブル中に格納された入
力電圧値に従って生成されたパルスがほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有する
ように、次の第1バーストの測定された初期パルス・エネルギーに基づく初期パ
ルスに対する入力電圧の計算値を使用して第1テーブル中の初期パルスに対する
入力電圧のテーブル中の値を更新するステップと、に従って更新されることを規
定する。The algorithm preferably further comprises the further step that the table further measures the energy of the initial pulse of the next first burst following the next long burst pause, and the output energy of the laser corresponding to each initial pulse. The input voltage for the initial pulse based on the energy of the measured initial pulse of the next first burst that will lead to approximately the same predetermined value for another next first burst following another next long burst pause. And the measured initial pulse energy of the next first burst so that the pulses generated according to the input voltage values stored in the first table have approximately the same predetermined output energy values. Input voltage for the initial pulse in the first table using the calculated input voltage for the initial pulse based on And updating the values in the table of
【0027】
好適には、本発明の第2の態様では、初期パルスの後のパルス群、またはパル
ス群の全てのエネルギー照射量は一定に保持される。これは、n個のパルスのエ
ネルギー、例えばn=40個のパルスのエネルギーの合計が、n個の続いて生ず
るパルスの各パッケージに対して一定に保持されることを意味する。この合計を
その中のパルスの数で除算したものを移動平均と呼ぶ。
(引用による援用)
以下は、ここで述べる以外には以下で詳細に述べられない好適実施例の要素ま
たは特徴の代替実施例の開示として、上記の優先権のセクションで引用された参
照文献に加えて、各々が引用によって本出願の以下の好適実施例の詳細な説明に
援用される参照文献の引用リストである。以下の詳細な説明で述べられる好適実
施例の変形を得るためにこれらの参照文献の1つ、または2つかそれ以上のもの
の組み合わせが考慮され得る。さらに別の特許、特許出願及び特許でない参照文
献も文書による説明の中で引用され、以下の参照文献に関して述べられたのと同
じ効果をもって引用によって好適実施例の記載に援用される。Preferably, in the second aspect of the invention, the pulse group after the initial pulse or all energy doses of the pulse group are kept constant. This means that the energy of n pulses, eg the sum of the energies of n = 40 pulses, is kept constant for each package of n subsequent pulses. This sum divided by the number of pulses in it is called the moving average. INCORPORATION BY REFERENCE The following is in addition to the references cited in the Priority section above as a disclosure of alternative embodiments of the preferred embodiment elements or features not otherwise detailed below. And each is a citation list of references, each incorporated by reference into the detailed description of the preferred embodiments of the present application below. One or a combination of two or more of these references may be considered in order to obtain variations of the preferred embodiment described in the detailed description below. Additional patents, patent applications, and non-patent references are cited in the written description and are incorporated by reference in the description of the preferred embodiments with the same effect as described with respect to the following references.
【0028】
米国特許第4,997,573号、第5,337,215号、第5,097,
291号、第5,140,600号、第5,450,436号、第4,674,
099号、第5,463,650号、第5,710,787号、第6,084,
897号、
米国特許出願第60/123,928号、第60/124,785号、第60
/137,907号、第09/379,034号、第09/447,882号、
第09/379,034号、第09/484,818号、第09/418,05
2号、第09/513,025号、第60/171,717号、これらは各々本
出願と同じ譲受人に譲受されている、
日本国出願公用公報昭−63−86593号。
(好適実施例の詳細な説明)
(ガス放電レーザ・システム)
図2を参照すると、例えば、深紫外線(deep ultraviolet:DUV)または真
空紫外線(vaccum ultraviolet:VUV)リソグラフィ用の、例えばArFまた
はKrFエキシマレーザ、または分子フッ素(F2)レーザのシステムのような
ガス放電レーザ・システム、好適にはDUVまたはVUVレーザ・システムの概
略が示されている。例えば、TFTアニーリング及び/またはマイクロマシニン
グといった他の工業用アプリケーションで使用されるレーザ・システムの代替構
成は、そのアプリケーションの要求を満たすために図2に示されるシステムと同
様及び/またはそのシステムから修正されるものとして当業者に理解される。こ
の目的に対する、代替DUVまたはVUVレーザ・システムと部品の構成が、米
国特許出願第09/317,695号、第09/317,526号、第09/1
30,277号、第09/244,554号、第09/452,353号、第0
9/317,527号、第09/343,333号、第60/122,145号
、第60/140,531号、第60/162,735号、第60/166,9
52号、第60/171,172号、第60/141,678号、第60/17
3,993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60/171,91
9号、第60/202,564号、第60/204,095号、第60/172
,674号、第09/574,921号及び第60/181,156号、及び米
国特許第6,005,880号、第6,061,382号、第6,020,72
3号、第5,946,337号、第6,014,206号、第5,559,81
6号、第4,611,270号、第5,761,236号で説明されているが、
これらは各々本特許出願と同じ譲受人に譲受され、引用によって本明細書の記載
に援用される。US Pat. Nos. 4,997,573, 5,337,215 and 5,097,
No. 291, No. 5,140,600, No. 5,450,436, No. 4,674.
099, 5,463,650, 5,710,787, 6,084,
897, U.S. Patent Application Nos. 60 / 123,928, 60 / 124,785, 60
/ 137,907, 09 / 379,034, 09 / 447,882,
09 / 379,034, 09 / 484,818, 09 / 418,05
2, No. 09 / 513,025, No. 60 / 171,717, which are each assigned to the same assignee as the present application, Japanese Patent Application Publication No. 63-86593. Detailed Description of the Preferred Embodiments Gas Discharge Laser System Referring to FIG. 2, for example, ArF or KrF excimers for deep ultraviolet (DUV) or vacuum ultraviolet (VUV) lithography, for example. A schematic of a gas discharge laser system, such as a laser, or molecular fluorine (F 2 ) laser system, preferably a DUV or VUV laser system, is shown. Alternative configurations of laser systems used in other industrial applications, such as TFT annealing and / or micromachining, are similar to and / or modified from the system shown in FIG. 2 to meet the needs of that application. It will be understood by those skilled in the art as being done. Alternative DUV or VUV laser system and component configurations for this purpose are described in US patent application Ser. Nos. 09 / 317,695, 09 / 317,526, 09/1.
No. 30,277, No. 09 / 244,554, No. 09 / 452,353, No. 0
9 / 317,527, 09 / 343,333, 60 / 122,145, 60 / 140,531, 60 / 162,735, 60 / 166,9
52, 60 / 171,172, 60 / 141,678, 60/17
3,993, 60 / 166,967, 60 / 147,219, 60
/ 170,342, 60 / 162,735, 60 / 178,445,
60 / 166,277, 60 / 167,835, 60 / 171,91
No. 9, 60 / 202,564, 60 / 204,095, 60/172
, 674, 09 / 574,921 and 60 / 181,156, and US Pat. Nos. 6,005,880, 6,061,382, 6,020,72.
3, No. 5,946,337, No. 6,014,206, No. 5,559,81
No. 6, No. 4,611,270, No. 5,761,236,
Each of which is assigned to the same assignee as the present patent application and incorporated herein by reference.
【0029】
図2に示されるシステムには一般に、固体パルサ・モジュール(pulser modul
e)4及びガス処理モジュール(gas handling module)6に接続された1対の主
放電電極3を有するレーザ・チャンバ2が含まれる。固体パルサ・モジュール4
は高電圧電源8によって電力を供給される。レーザ・チャンバ2は、共振器(re
sonator)を形成する光学モジュール10及び光学モジュール12によって取り
囲まれている。光学モジュール10及び12は光学制御モジュール14によって
制御されるか、またはその代りにコンピュータ16によって直接制御される。The system shown in FIG. 2 generally includes a solid pulser module.
e) Includes a laser chamber 2 having a pair of main discharge electrodes 3 connected to a 4 and a gas handling module 6. Solid pulser module 4
Is powered by a high voltage power supply 8. The laser chamber 2 has a resonator (re
It is surrounded by an optical module 10 and an optical module 12 forming a sonator). The optics modules 10 and 12 are controlled by the optics control module 14, or alternatively are directly controlled by the computer 16.
【0030】
レーザ制御用コンピュータ16は様々な入力を受信し、システムの様々な動作
パラメータを制御する。診断モジュール18は、好適には図示されるようなビー
ム・スプリッタ・モジュール(beam splitter module)22のような、モジュー
ル18の方向にビームの小さな部分を偏向させるための光学装置(optics)を介
して主ビーム20の分割された部分(split off portion)の1つかそれ以上の
パラメータを受信し測定する。ビーム20は好適には撮像システム(imaging sy
stem)(図示せず)及び最終的には被加工物(workpiece)(やはり図示せず)
へのレーザ出力であり、アプリケーション・プロセスに直接出力されうる。レー
ザ制御コンピュータ16はインタフェース24を通じてステッパ/スキャナ・コ
ンピュータ26及びその他の制御ユニット28と通信する。
(レーザ・チャンバ)
レーザ・チャンバ2はレーザ・ガス混合物を含み、1対の主放電電極3に加え
て1つかそれ以上の予備イオン化電極(preionization electrode)(図示せず
)を含む。好適な主電極3は、各々本出願と同じ譲受人に譲受され引用によって
本明細書の記載に援用される米国特許出願第09/453,670号、第60/
184,705号及び第60/128,227号で述べられている。他の電極構
成は、各々同じ譲受人に譲受された米国特許第5,729,565号及び第4,
860,300号に記載され、代替実施例は、全て引用によって本明細書の記載
に援用される米国特許第4,691,322号、第5,535,233号及び第
5,557,629号に記載されている。好適な予備イオン化ユニットは、各々
本特許出願と同じ譲受人に譲受された米国特許出願第60/162,845号、
第60/160,182号、第60/127,237号、第09/535,27
6号及び第09/247,887号に記載されており、また、代替実施例は米国
特許第5,337,330号、第5,818,865号及び第5,991,32
4号に記載されているが、上記の特許及び特許出願は全て引用によって本明細書
の記載に援用される。
(電源回路及びパルサ・モジュール)
固体パルサ・モジュール14と高電圧電源8は、圧縮された電気パルス(comp
ressed electrical pulse)中の電気エネルギーをレーザ・チャンバ2内の予備
イオン化及び主電極3に供給し、ガス混合物にエルネギーを与える。好適なパル
サ・モジュール及び高電圧電源の構成要素は、各々本出願と同じ譲受人に譲受さ
れ、引用によって本明細書の記載に援用される米国特許出願第60/149,3
92号、第60/198,058号、第60/204,095号、第09/43
2,348号及び第09/390,146号、及び第60/204,095号、
及び米国特許第6,005,880号及び第6,020,723号で説明されて
いる。他の代替パルサ・モジュールは、各々引用によって本明細書の記載に援用
される米国特許第5,982,800号、第5,982,795号、第5,94
0,421号、第5,914,974号、第5,949,806号、第5,93
6,988号、第6,028,872号及び第5,729,562号で説明され
ている。従来のパルサ・モジュールは3ジュールを越える電力の電気パルスを発
生することができる(上記で言及された、第'988号特許参照)。
(レーザ共振器)
レーザ・ガス混合物を含むレーザ・チャンバ2を取り囲むレーザ共振器には、
線幅の狭いエキシマまたは分子フッ素レーザ用狭線幅化光学装置(line-narrowi
ng optic)を含む光学モジュール10が含まれ、これは、狭線幅化が望ましくな
いか、または狭線幅化が前面光学モジュール(front optics module)12で行
われる、または共振器の外部のスペクトル・フィルタが使用される、または出力
ビームの線幅を狭くするため狭線幅化光学装置が高反射率ミラー(high reflect
ivity mirror)の前に配置される場合、レーザ・システム中の高反射率ミラー(
HR mirror)等によって置き換えることができる。レーザ・チャンバ2は放射さ
れるレーザ放射14の波長に対して透明な窓によって密閉されている。この窓は
ブルースターの窓(Brewster window)であってもよく、また共振ビームの光学
経路に対して別の角度、例えば5°にアラインされてもよい。窓の1つはビーム
を出力結合(output couple)する役目も果たすことができる。
(共振器以外の特徴)
出力ビーム20の一部が光学モジュール12の出力結合器(outcoupler)を通
過した後、その出力部分は、ビームの一部を診断モジュール18の方へ偏向させ
るか、別の方法で出力結合されたビームの小さな部分が診断モジュール18に達
することができるようにする光学装置を含むビーム・スプリッタ・モジュール2
2に入射し、一方主ビーム部分20はレーザ・システムの出力ビーム20として
持続可能にされる。好適な光学装置にはビーム・スプリッタまたは他の方法の部
分的に反射する表面光学装置(surface optic)が含まれる。光学装置にはまた
、第2反射光学装置としてミラーまたはビーム・スプリッタが含まれてもよい。
1つより多いビーム・スプリッタ及び/またはHRミラー、及び/または二色性
ミラー(dichroic mirror)が、ビームの一部を診断モジュール18の構成要素
に向けるため使用されてもよい。ホログラフ式ビームサンプラ(holographic be
am sampler)、透過回折格子(transmission grating)、部分透過性回折格子、
グリズム(grism)、プリズムまたは他の屈折型、分散型(dispersive)及び/
または透過型光学装置単体または複数の装置が、診断モジュール18での検出の
ため主ビーム20から小さなビーム部分を分離するために使用されることも可能
であり、一方では、主ビーム20の大部分が直接または撮像システムを介して、
または他の方法でアプリケーション・プロセスに到達することができるようにさ
れる。The laser control computer 16 receives various inputs and controls various operating parameters of the system. The diagnostic module 18 is preferably via optics, such as a beam splitter module 22 as shown, for deflecting a small portion of the beam in the direction of the module 18. One or more parameters of the split off portion of the main beam 20 are received and measured. Beam 20 is preferably an imaging system.
stem) (not shown) and finally a workpiece (also not shown)
Laser output to and can be output directly to the application process. Laser control computer 16 communicates with stepper / scanner computer 26 and other control units 28 through interface 24. Laser Chamber The laser chamber 2 contains a laser gas mixture and includes a pair of main discharge electrodes 3 plus one or more preionization electrodes (not shown). A suitable main electrode 3 is US patent application Ser. Nos. 09 / 453,670, 60/60/60/60 each of which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.
184,705 and 60 / 128,227. Other electrode configurations are US Pat. Nos. 5,729,565 and 4,4, each assigned to the same assignee.
No. 4,691,322, 5,535,233 and 5,557,629, all of which are incorporated herein by reference. It is described in. A preferred preionization unit is US Patent Application No. 60 / 162,845, each of which is assigned to the same assignee as the present patent application.
60 / 160,182, 60 / 127,237, 09 / 535,27
6 and 09 / 247,887, and alternative embodiments are U.S. Pat. Nos. 5,337,330, 5,818,865 and 5,991,32.
No. 4, but all of the above patents and patent applications are incorporated herein by reference. (Power Supply Circuit and Pulser Module) The solid-state pulser module 14 and the high-voltage power supply 8 are compressed electric pulses (comp).
The electrical energy in the reseded electrical pulse is supplied to the preionization and main electrode 3 in the laser chamber 2 to impart energy to the gas mixture. Suitable pulser modules and high voltage power supply components are each assigned to the same assignee as the present application and are incorporated by reference into US patent application Ser. No. 60 / 149,3.
92, 60 / 198,058, 60 / 204,095, 09/43
No. 2,348 and No. 09 / 390,146, and No. 60 / 204,095,
And US Pat. Nos. 6,005,880 and 6,020,723. Other alternative pulser modules are disclosed in US Pat. Nos. 5,982,800, 5,982,795, 5,94, each of which is incorporated herein by reference.
0,421, 5,914,974, 5,949,806, 5,93
6,988, 6,028,872 and 5,729,562. Conventional pulser modules can generate electrical pulses with powers in excess of 3 Joules (see the '988 patent referenced above). (Laser Cavity) The laser cavity surrounding the laser chamber 2 containing the laser gas mixture includes:
Line narrowing optics for narrow linewidth excimer or molecular fluorine lasers (line-narrowi
optics module 10 including ng optics, which may be undesired narrowing, or where narrowing is done in the front optics module 12, or a spectrum outside the resonator. • Filters are used, or the line narrowing optics are high reflect mirrors to reduce the line width of the output beam.
a high reflectivity mirror in the laser system (if placed in front of the
HR mirror) and so on. The laser chamber 2 is enclosed by a window transparent to the wavelength of the emitted laser radiation 14. This window may be a Brewster window and may be aligned at another angle to the optical path of the resonant beam, eg 5 °. One of the windows can also serve to output couple the beams. Features Other Than the Resonator After a portion of the output beam 20 has passed through the outcoupler of the optical module 12, the output portion either deflects a portion of the beam towards the diagnostic module 18 or separates it. Beam splitter module 2 including optics that allows a small portion of the beam that has been outcoupled in the manner described above to reach the diagnostic module 18.
2 while the main beam portion 20 is made sustainable as the output beam 20 of the laser system. Suitable optics include beamsplitters or other methods of partially reflecting surface optics. The optical device may also include a mirror or beam splitter as the second reflective optical device.
More than one beam splitter and / or HR mirror, and / or dichroic mirror may be used to direct a portion of the beam to components of diagnostic module 18. Holographic beam sampler
am sampler), transmission diffraction grating, partially transparent diffraction grating,
Grism, prism or other refraction type, dispersive and / or
Alternatively, a transmissive optical device alone or multiple devices may be used to separate a small beam portion from the main beam 20 for detection at the diagnostic module 18, while a majority of the main beam 20 is being used. Directly or via the imaging system
Or otherwise allowed to reach the application process.
【0031】
出力ビーム20がビーム・スプリッタ・モジュール21を透過することができ
る一方反射ビーム部分が診断モジュール18に向けられるか、または主ビーム2
0が反射されうる一方で小さな部分が診断モジュール18の方に透過される。ビ
ーム・スプリッタ・モジュール21を過ぎて持続する出力結合されたビームの部
分はレーザの出力ビーム20であり、これはフォトリソグラフィのアプリケーシ
ョンの場合の撮像システムと被加工物といった工業用または実験用のアプリケー
ションの方に伝播する。特に分子フッ素レーザ・システム用のビーム・スプリッ
タ・モジュールの変形は、各々本願と同じ譲受人に譲受され、引用によって本明
細書の記載に援用される米国特許出願第09/598,552号及び第60/1
40,530号に記載されている。
(ビーム経路エンクロージャ)
また特に分子フッ素レーザ・システム及びArFレーザ・システムの場合、ビ
ーム経路が光吸収性物質(photoabsorbing species)の影響を受けないように保
つなどのため、エンクロージャ(enclosure)(図示せず)がビーム20のビー
ム経路を密閉することができる。小さなエンクロージャがチャンバ2と光学モジ
ュール10及び12の間、及びビーム・スプリッタ22と診断モジュールの間の
ビーム経路を密閉することができる。好適なエンクロージャは、各々本願と同じ
譲受人に譲受され引用によって本明細書の記載に援用される第09/343,3
33号、第09/598,552号、第09/594,892号、第09/13
1,580号及び第60/140,530号の特許出願と、全て引用によって本
明細書の記載に援用される米国特許第5,559,584号、第5,221,8
23号、第5,763,855号、第5,811,753号及び第4,616,
908号で詳細に説明されている。
(診断モジュール)
診断モジュール18には好適には少なくとも1つのエネルギー検出器が含まれ
る。この検出器は出力ビーム20のエネルギーに直接対応するビーム部分の総エ
ネルギーを測定する(各々本願と同じ譲受人に譲受され、引用によって本明細書
の記載に援用される米国特許第4,611,270号及び米国特許出願第09/
379,034号参照)。例えばプレートまたはコーティングのような光減衰器
(optical attenuator)のような光学的構成、または他の光学装置が検出器また
はビーム・スプリッタ・モジュール21上またはその近くに形成されて、検出器
に入射する放射の強度、スペクトル分布及び/またはその他のパラメータを制御
する(各々本出願と同じ譲受人に譲受され引用によって本明細書の記載に援用さ
れる米国特許出願第09/172,805号、第60/172,749号、第6
0/166,952号及び第60/178,620号参照)。The output beam 20 can be transmitted through the beam splitter module 21, while the reflected beam portion is directed to the diagnostic module 18, or the main beam 2
The 0 can be reflected while a small portion is transmitted towards the diagnostic module 18. The part of the outcoupled beam that persists past the beam splitter module 21 is the output beam 20 of the laser, which is an industrial or experimental application such as an imaging system and workpiece in the case of photolithography applications. Propagate to. In particular, variants of the beam splitter module for molecular fluorine laser systems are each assigned to the same assignee as the present application and are incorporated by reference in US patent application Ser. No. 09 / 598,552 and 60/1
40,530. (Beam Path Enclosure) In particular, in the case of a molecular fluorine laser system and an ArF laser system, an enclosure (not shown) is used in order to keep the beam path from being affected by photoabsorbing species. Can seal the beam path of the beam 20. A small enclosure can seal the beam path between the chamber 2 and the optical modules 10 and 12, and between the beam splitter 22 and the diagnostic module. Suitable enclosures are each of 09 / 343,3, each of which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference.
No. 33, No. 09 / 598,552, No. 09 / 594,892, No. 09/13
Nos. 1,580 and 60 / 140,530 and U.S. Pat. Nos. 5,559,584, 5,221,8, which are incorporated herein by reference in their entirety.
No. 23, No. 5,763,855, No. 5,811,753 and No. 4,616.
No. 908 for further details. Diagnostic Module The diagnostic module 18 preferably includes at least one energy detector. This detector measures the total energy of the beam portion which corresponds directly to the energy of the output beam 20 (US Pat. No. 4,611, each assigned to the same assignee of the present application and incorporated herein by reference). 270 and US Patent Application No. 09 /
379, 034). An optical arrangement, such as an optical attenuator such as a plate or coating, or other optical device is formed on or near the detector or beam splitter module 21 to impinge on the detector. Control the intensity, spectral distribution and / or other parameters of the radiation (US patent application Ser. Nos. 09 / 172,805, 60, each assigned to the same assignee of the present application and incorporated herein by reference. / 172,749, No. 6
0 / 166,952 and 60 / 178,620).
【0032】
診断モジュール18の他の構成要素の1つは好適には監視エタロン(monitor
etalon)または格子分光計(grating spectrometer)のような波長及び/または
帯域幅検出構成要素である(各々本出願と同じ譲受人に譲受された米国特許出願
第09/416,344号、第60/186,003号、第60/158,80
8号、第60/186,096号、第60/186,096号及び第60/18
6,096号及び第60/202,564号と、米国特許第4,905,243
号、第5,978,391号、第5,450,207号、第4,926,428
号、第5,748,346号、第5,025,445号、及び第5,978,3
94号参照、上記の波長及び/または帯域幅検出及び監視構成要素は全て引用に
よって本明細書の記載に援用される)。One of the other components of diagnostic module 18 is preferably a monitor etalon.
etalon) or wavelength and / or bandwidth detection components, such as a grating spectrometer (US patent application Ser. Nos. 09 / 416,344, 60 / each assigned to the same assignee as this application). No. 186,003, 60 / 158,80
No. 8, No. 60 / 186,096, No. 60 / 186,096 and No. 60/18
6,096 and 60 / 202,564 and U.S. Pat. No. 4,905,243.
No. 5,978,391, 5,450,207, 4,926,428
Nos. 5,748,346, 5,025,445, and 5,978,3.
94, all of the above wavelength and / or bandwidth detection and monitoring components are incorporated herein by reference).
【0033】
診断モジュールの他の構成要素には、各々本出願と同じ譲受人に譲受され引用
によって本明細書の記載に援用される米国特許出願第09/484,818号及
び第09/418,052号でそれぞれ説明されているもののようなパルス形状
検出器(pulse shape detector)またはASE検出器が含まれることが可能であ
り、これにより、ガス制御及び/または出力ビーム・エネルギー安定化等を行い
、また以下さらに詳細に記載されるように、ビーム中の増幅された自然放射(am
plified spontaneous emission:ASE)の量を監視してASEが確実に所定の
レベル以下に留まるようにする。例えば、本願と同じ譲受人に譲受され引用によ
って本明細書の記載に援用される米国特許第6,014,206号で説明されて
いるようなビーム・アライメント監視装置(beam alignment monitor)が存在す
ることもできる。
(制御プロセッサ)
プロセッサまたは制御コンピュータ16は、レーザ・システム及び出力ビーム
の他の入力または出力パラメータと共に、パルス形状、エネルギー、ASE、エ
ネルギー安定性、バースト・モード動作の場合のエネルギーのオーバーシュート
、波長、スペクトル純度(spectral purity)及び/または帯域幅の中のいくつ
かの値を受信し処理する。プロセッサ16はまた、狭線幅化モジュール(line n
arrowing module)を制御して波長及び/または帯域幅またはスペクトル純度を
チューニングし、また、電源及びパルサ・モジュール4及び8を制御して好適に
は移動平均パルス・パワーまたはエネルギーを制御し、従って、被加工物の各点
でのエネルギー照射量が所望値付近で安定化されるようにする。さらに、コンピ
ュータ16は、様々なガス供給源に接続されたガス供給弁を含むガス処理モジュ
ール6を制御する。プロセッサ16のさらなる別の機能は以下にさらに詳細に説
明される。
(ガス混合物)
レーザ・ガス混合物は、新しい充填中にまず最初にレーザ・チャンバ2に充填
される。好適実施例による非常に安定したエキシマまたは分子フッ素レーザ用の
ガス組成は、使用される個々のレーザに応じてバッファ・ガス(buffer gas)と
してヘリウムまたはネオンまたはヘリウムとネオンの混合物を使用する。好適な
ガス組成は、各々本願と同じ譲受人に譲受され引用によって本明細書の記載に援
用される米国特許第4,393,405号及び第4,977,573号と米国特
許出願第09/317,526号、第09/513,025号、第60/124
,785号、第09/418,052号、第60/159,525号及び第60
/160,126号で説明されている。ガス混合物中のフッ素の濃度は0.00
3%〜1.00%の範囲であり、好適には約0.1%である。希ガスのような追
加ガス添加物が、エネルギー安定性を増大させるため、及び/または減衰剤(at
tenuator)として、上記で引用によって本明細書の記載に援用された第09/5
13,025号出願で説明されているように追加されてもよい。すなわち、F2
レーザの場合、キセノン及び/またはアルゴンの添加が使用されることがある。
混合物中のキセノンまたはアルゴンの濃度は0.0001%〜0.1%の範囲で
ある。ArFレーザの場合、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の添加が使用されることがある。KrFレーザの場合、
やはり0.0001%〜0.1%の濃度を有するキセノンまたはアルゴンの添加
が使用されることがある。
(ガス補給、総論)
ハロゲン及び希ガス注入、全圧調整及びガス補給処置は、好適には真空ポンプ
、弁管路網(valve network)及び1つかそれ以上のガス区画室(gas compartme
nt)を含むガス処理モジュール6を使用して行われる。ガス処理モジュール6は
ガス容器、タンク、缶(canister)及び/またはボトルに接続されたガス管路を
通じてガスを受け取る。本明細書で特に説明されているもの(下記参照)以外の
いくつかの好適な代替ガス処理及び/または補給処置は、各々本出願と同じ譲受
人に譲受された米国特許第4,977,573号及び第5,396,514号及
び米国特許出願第60/124,785号、第09/418,052号、第09
/379,034号、第60/171,717号、及び第60/159,525
号、及び米国特許第5,978,406号、第6,014,398号及び第6,
028,880号で説明されているが、これらは全て引用によって本明細書の記
載に援用される。上記で言及された'025号出願により、レーザ・システムの
内部かまたは外部のいずれかにキセノン・ガス供給源が含まれることがある。
(狭線幅化)
本発明のいくつかの実施例の狭線幅化(line-narrowing)の特徴の一般的な説
明がここで提供され、その後高いスペクトル純度または帯域幅(例えば、1pm
以下)を有する出力ビームを提供するために本発明の範囲内で使用される変形と
特徴を説明するものとして引用によって本出願に記載に援用される特許及び特許
出願が列挙される。屈折型(refractive)または反射屈折型(catadioptric)光
リソグラフィ撮像システムと共に使用されるような狭帯域レーザの場合、光学モ
ジュール10中に含まれる例示の狭線幅化光学装置には、ビーム拡大器(beam e
xpander)、随意のエタロン(optional etalon)、及び比較的高い分散度(degr
ee of dispersion)を生じる回折格子が含まれる。上記で言及されたように、前
面光学モジュールにもさらに狭線幅化光学装置が含まれることがある(各々本願
と同じ譲受人に譲受され引用によって本明細書の記載に援用される第60/16
6,277号、第60/173,993号及び第60/166,967号出願参
照)。Other components of the diagnostic module include US patent application Ser. Nos. 09 / 484,818 and 09/418, each of which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. A pulse shape detector or an ASE detector, such as those respectively described in No. 052, may be included to provide gas control and / or output beam energy stabilization, etc. , And as described in more detail below, the amplified spontaneous emission in the beam (am
Monitor the amount of plunged spontaneous emission (ASE) to ensure that ASE stays below a certain level. For example, there is a beam alignment monitor as described in US Pat. No. 6,014,206, which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. You can also Control Processor The processor or control computer 16, along with other input or output parameters of the laser system and output beam, pulse shape, energy, ASE, energy stability, energy overshoot in burst mode operation, wavelength. , And receives and processes some values in spectral purity and / or bandwidth. Processor 16 also includes a line narrowing module (line n
arrowing module) to tune wavelength and / or bandwidth or spectral purity, and power supply and pulser modules 4 and 8 to preferably control moving average pulse power or energy, and The energy irradiation amount at each point of the work piece is stabilized near a desired value. In addition, the computer 16 controls the gas treatment module 6 including gas supply valves connected to various gas sources. Further functions of processor 16 are described in further detail below. Gas Mixture The laser gas mixture is first filled into the laser chamber 2 during a new fill. The gas composition for a highly stable excimer or molecular fluorine laser according to the preferred embodiment uses helium or neon or a mixture of helium and neon as a buffer gas, depending on the particular laser used. Suitable gas compositions are disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,393,405 and 4,977,573, each of which is assigned to the same assignee as the present application and incorporated herein by reference. 317, 526, 09/513, 025, 60/124
, 785, 09 / 418,052, 60 / 159,525 and 60
/ 160,126. The concentration of fluorine in the gas mixture is 0.00
It is in the range of 3% to 1.00%, preferably about 0.1%. Additional gas additives, such as noble gases, increase energy stability and / or attenuator (at
No. 09/5, incorporated herein by reference above, as a tenuator)
It may be added as described in the 13,025 application. That is, F2
For lasers, the addition of xenon and / or argon may be used.
The xenon or argon concentration in the mixture ranges from 0.0001% to 0.1%. For ArF lasers, the addition of xenon or krypton, which also has a concentration of 0.0001% to 0.1%, may be used. In case of KrF laser,
Addition of xenon or argon, which also has a concentration of 0.0001% to 0.1%, may be used. Halogen and noble gas injection, total pressure regulation and gas replenishment procedures are preferably vacuum pumps, valve networks and one or more gas compartme.
nt). The gas treatment module 6 receives gas through a gas line connected to a gas container, tank, canister and / or bottle. Some suitable alternative gas treatments and / or make-up treatments other than those specifically described herein (see below) are each assigned US Pat. No. 4,977,573 to the same assignee as the present application. No. 5,396,514 and US Patent Application Nos. 60 / 124,785, 09 / 418,052, 09.
/ 379,034, 60 / 171,717, and 60 / 159,525
And US Pat. Nos. 5,978,406, 6,014,398 and 6,
No. 028,880, all of which are incorporated herein by reference. The '025 application referred to above may include a xenon gas source either inside or outside the laser system. Narrowing A general description of the line-narrowing features of some embodiments of the present invention is provided here, followed by a high spectral purity or bandwidth (eg, 1 pm).
The patents and patent applications incorporated herein by reference are cited as illustrations of variations and features used within the scope of the invention to provide an output beam having For narrowband lasers such as those used with refractive or catadioptric optical lithographic imaging systems, the exemplary line narrowing optics included in optical module 10 include a beam expander ( beam e
xpander), an optional etalon, and a relatively high dispersion (degr
ee of dispersion) is included. As noted above, the front optics module may also include line narrowing optics (60th / each assigned to the same assignee as this application and incorporated herein by reference). 16
6,277, 60 / 173,993 and 60 / 166,967 applications).
【0034】
全反射型撮像システム(all-reflective imaging system)で使用されるよう
な半狭帯域レーザ(semi-narrow band laser)の場合、回折格子は高反射率ミラ
ーによって置き換えられ、分散プリズム(dispersive prism)によって低い分散
度が生じる。半狭帯域レーザは通常1pmを越える出力ビーム線幅を有し、レー
ザ・システムによってはレーザの広帯域帯域幅特性に応じて100pm程度にな
ることがある。In the case of a semi-narrow band laser, such as used in an all-reflective imaging system, the diffraction grating is replaced by a high-reflectivity mirror and a dispersive prism. prism) results in low dispersity. Semi-narrowband lasers typically have an output beam linewidth in excess of 1 pm and can be as high as 100 pm depending on the laser system's broadband bandwidth characteristics.
【0035】
光学モジュール10の上記例示の狭線幅化光学装置のビーム拡大器には好適に
は1つかそれ以上のプリズムが含まれる。ビーム拡大器には、レンズ組立体また
は収束/発散レンズ対といった他のビーム拡大光学装置が含まれることがある。
回折格子または高反射率ミラーは好適には回転可能であり、従って、共振器の受
け入れ角度内に反射される波長が選択またはチューニングできる。あるいはまた
、回折格子、または他の光学装置単体または複数の装置、または狭線幅化モジュ
ール全体が、各々本願と同じ譲受人に譲受され引用によって本明細書の記載に援
用される第60/178,445号及び第09/317,527号出願に記載さ
れているように、圧力チューニングされる(pressure tuned)ことがある。回折
格子は狭帯域幅を達成するためビームを分散させるためと、かつ好適にはビーム
をレーザ管の方向に逆反射する(retroreflecting)ための両方の目的で使用さ
れうる。あるいはまた、高反射率ミラーが回折格子の後に配置されて回折格子か
らの反射を受け取り、リットマン構成(Littman configuration)の回折格子の
方向にビームを反射して戻すか、または回折格子が透過型回折格子(transmissi
on grating)であってもよい。1つかそれ以上の分散プリズムが使用されてもよ
く、1つより多いエタロンが使用されてもよい。The beam expander of the above-illustrated line narrowing optics of optical module 10 preferably includes one or more prisms. The beam expander may include other beam expanding optics such as a lens assembly or a focusing / diverging lens pair.
The grating or high reflectance mirror is preferably rotatable so that the wavelength reflected within the acceptance angle of the resonator can be selected or tuned. Alternatively, the diffraction grating, or other optical device or devices, or the entire line narrowing module are each assigned to the same assignee as the present application and are incorporated herein by reference. , 445 and No. 09 / 317,527 applications, and may be pressure tuned. Gratings can be used both to disperse the beam to achieve a narrow bandwidth and, preferably, to retroreflect the beam in the direction of the laser tube. Alternatively, a high-reflectance mirror is placed after the diffraction grating to receive the reflection from the diffraction grating and reflect the beam back in the direction of the diffraction grating in the Littman configuration, or the diffraction grating causes the diffraction grating to be transmitted. Lattice (transmissi
on grating). One or more dispersive prisms may be used and more than one etalon may be used.
【0036】
狭線幅化の種類と程度及び/または望ましい選択とチューニング、及び狭線幅
化光学装置が設置されるべき個々のレーザに応じて、多くの代替光学装置構成を
使用できる。この目的に対して、それらは、各々本出願と同じ譲受人に譲受され
る米国特許第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、及び第5,946,337号、及び米国特
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60/
124,241号、第60/140,532号、第60/147,219号及び
第60/140,531号、第60/147,219号、第60/170,34
2号、第60/172,749号、第60/178,620号、第60/173
,993号、第60/166,277号、第60/166,967号、第60/
167,835号、第60/170,919号、第60/186,096号に示
され、また、米国特許第5,095,492号、第5,684,822号、第5
,835,520号、第5,852,627号、第5,856,991号、第5
,898,725号、第5,901,163号、第5,917,849号、第5
,970,082号、第5,404,366号、第4,975,919号、第5
,142,543号、第5,596,596号、第5,802,094号、第4
,856,018号、第5,970,082号、第5,978,409号、第5
,999,318号、第5,150,370号及び第4,829,536号、及
びドイツ国特許DE 298 22 090.3号は各々引用によって本出願の
明細書の記載に援用される。Many alternative optics configurations can be used, depending on the type and degree of line narrowing and / or the desired selection and tuning, and the particular laser in which the line narrowing optics should be installed. For this purpose, they are each assigned to the same assignee as the present application, U.S. Pat. Nos. 4,399,540, 4,905,243, 5,226.
No. 050, No. 5,559,816, No. 5,659,419, No. 5,663.
973, 5,761,236, and 5,946,337, and US Patent Applications Nos. 09 / 317,695, 09 / 130,277, 09/244.
, 554, 09 / 317,527, 09 / 073,070, 60 /
124,241, 60 / 140,532, 60 / 147,219 and 60 / 140,531, 60 / 147,219, 60 / 170,34
No. 2, No. 60 / 172,749, No. 60 / 178,620, No. 60/173
, 993, 60 / 166,277, 60 / 166,967, 60 /
167,835, 60 / 170,919, 60 / 186,096, and also US Pat. Nos. 5,095,492, 5,684,822, 5
, 835,520, 5,852,627, 5,856,991, 5
, 898,725, 5,901,163, 5,917,849, 5
, 970,082, 5,404,366, 4,975,919, 5th
, 142,543, 5,596,596, 5,802,094, 4th
, 856, 018, 5,970, 082, 5,978, 409, 5
, 999,318, 5,150,370 and 4,829,536, and German Patent DE 298 22 090.3 are each incorporated by reference into the description of the present application.
【0037】
光学モジュール12には好適には、部分反射型共振反射器(partially resona
tor reflector)のようなビーム20を出力結合する手段が含まれる。ビーム2
0は内部共振器ビーム・スプリッタ(intra-resonator beam splitter)または
別の光学要素の部分反射表面によるなどによって他の方法で出力結合されること
もでき、その場合光学モジュール12には高反射率ミラーが含まれる。光学制御
モジュール14は好適には、プロセッサ16からの信号を受信及び解釈し、再ア
ライメントまたは再構成(reconfiguration)手順を開始することなどによって
光学モジュール10及び12を制御する(上記で言及された'241号、'695
号、'277号、'554号、及び'527号出願参照)。
(少なくとも部分的にレーザの放電に印加される蓄積エネルギーに基づくガス補
給、総論)
ここで、本発明の第1の態様に関連する好適実施例が以下説明される。本発明
のこの第1の態様は、レーザ放電への蓄積入力エネルギーと、好適には時間にも
依存するガス補給アルゴリズムを開示する。好適な方法は単純なパルス計数に基
づくアルゴリズムより柔軟である。例えば、照射工程が低いパルス・エネルギー
を要求し、充電電圧がそれに応じて調整されるべきである場合は、新しいガス補
給アルゴリズムは補給間隔を延長する。高いパルス・エネルギーの場合はその間
隔が短縮される。この方法によって、補給はガス放電による実際のハロゲン燃焼
に自動的に調整される。The optical module 12 is preferably a partially reflective resonator.
Means for outcoupling the beam 20 such as a tor reflector) is included. Beam 2
0 may also be outcoupled in other ways, such as by an intra-resonator beam splitter or a partially reflecting surface of another optical element, in which case the optical module 12 may be coupled to a high reflectance mirror. Is included. The optical control module 14 preferably receives and interprets signals from the processor 16 and controls the optical modules 10 and 12, such as by initiating a realignment or reconfiguration procedure (as mentioned above). No. 241, '695
No., '277,' 554, and '527 applications). Gas Replenishment Based on Stored Energy Applied at Least Partly to the Discharge of the Laser, General Here, a preferred embodiment relating to the first aspect of the invention will now be described. This first aspect of the present invention discloses a gas replenishment algorithm that is also dependent on the stored input energy to the laser discharge and, preferably, time. The preferred method is more flexible than algorithms based on simple pulse counting. For example, if the irradiation process requires low pulse energy and the charging voltage should be adjusted accordingly, the new gas replenishment algorithm extends the refill interval. At high pulse energies the spacing is reduced. By this method, the make-up is automatically adjusted to the actual halogen combustion by gas discharge.
【0038】
これに関連して、好適には上記で言及された第09/447,882号または
第60/171,717号の出願によって行われるガス補給スキームは、放電に
印加される蓄積エネルギーのある値でガス操作が行われるように設定することが
できる。すなわち、同じ反復率でパルス・エネルギーを低くする場合、ガス操作
は、放電に印加される蓄積エネルギーに比例して対応する、より長い時間間隔を
有することになる。しかし、レーザ・ガス操作からの合計時間とは別個のものに
基づいて発生しうるガス経時変化(gas aging)のため合計時間の別の要因が計
算に導入されてもよい。例えば、ガス混合物は、レーザ・チャンバ2内で放電が
発生している時よりはるかに遅い速度ではあるが、レーザが動作していない時で
も劣化することが知られている。In this connection, the gas replenishment scheme, preferably carried out by the above-referenced 09 / 447,882 or 60 / 171,717 applications, provides a storage energy applied to the discharge. It can be set so that gas operation is performed at a certain value. That is, if the pulse energy is reduced at the same repetition rate, the gas operation will have a longer time interval that corresponds proportionally to the stored energy applied to the discharge. However, another factor of total time may be introduced into the calculation due to gas aging that may occur based on something separate from the total time from laser gas operation. For example, the gas mixture is known to degrade even when the laser is not operating, although at a much slower rate than when an electrical discharge is occurring in the laser chamber 2.
【0039】
好適なアルゴリズムはまた、放電に印加される蓄積エネルギーと時間の両方に
依存する相互要因(cross factor)をも考慮する。さらに好適なアルゴリズムは
高電圧を考慮し、また高電圧と、時間及び放電に与えられる蓄積エネルギーの1
つまたは両方を含む相互要因を考慮することもできる。他のパラメータもこのア
ルゴリズムに考慮することもできるので、このアルゴリズムは上記で言及された
パラメータの1つまたは別のものまたはそれらの何れかの組み合わせだけを考慮
するよう制限されると解釈するべきではない。
レーザ放電への入力エネルギーE1は充電電圧U1に依存する。電源3及びパルサ
・モジュール4の主蓄積コンデンサの容量はCである。1つのレーザ・パルスの
入力エネルギーは、リソグラフィ・レーザ・システムの場合通常2〜10Jの範
囲である。従って、周知のコンデンサ・エネルギーの公式によって入力エネルギ
ーを次式のように表すことができる。The preferred algorithm also considers a cross factor that depends on both the stored energy applied to the discharge and the time. A more preferred algorithm considers the high voltage and also considers the high voltage and one of the stored energy given to time and discharge.
Mutual factors, including one or both, may be considered. Other parameters may also be considered in this algorithm and therefore this algorithm should not be construed as limited to considering only one or another of the parameters mentioned above or any combination thereof. Absent. The input energy E 1 to the laser discharge depends on the charging voltage U 1 . The capacity of the main storage capacitor of the power supply 3 and the pulser module 4 is C. The input energy of one laser pulse is typically in the range of 2-10J for a lithographic laser system. Therefore, the input energy can be expressed by the following equation by the well-known capacitor energy formula.
【0040】
E=1/2*C*U2
ガス補給操作は好適には、多数のレーザ・パルスの蓄積入力エネルギーが所定の
レベルに達した時開始される。カウンタで、レーザ・パルスの入力エネルギーは
所定のレベルEreplが達成されるまで追加される。このレベルはリソグラフィ・
レーザ・システムの場合好適には0.1〜10MJの範囲である。The E = 1/2 * C * U 2 gas replenishment operation is preferably initiated when the accumulated input energy of multiple laser pulses reaches a predetermined level. At the counter, the input energy of the laser pulse is added until a predetermined level E repl is reached. This level is lithography
For laser systems, the range is preferably 0.1-10 MJ.
【0041】
Erepl=ΣEi=1/2*C*ΣUi 2
となり、ここでΣは合計を表す標準記号であり、EiとUiは、i番目の特定のパ
ルスに対応するエネルギーと電圧である。
(例示簡略化計算方法)
このアルゴリズムは、充電電圧の予想される変化が小さい場合、好適に簡略化
できる。これは活性化(activation)レベルの計算を簡略化する。E repl = ΣE i = 1/2 * C * ΣU i 2 , where Σ is the standard symbol for the sum, and E i and U i are the energy corresponding to the i-th specific pulse. Voltage. (Exemplary Simplification Calculation Method) This algorithm can be suitably simplified when the expected change in the charging voltage is small. This simplifies the calculation of activation level.
【0042】
Ui=U+ΔUi
とすると、
Ui 2=(U+ΔUi)2≒U2+2*U*ΔUi、ここでΔUi 2は上記による近似
によって省略されている。従って、
Erepl≒1/2*C*Σ(U2+2*U*ΔUi)
これはガス補給のトリガレベルEreplが充電電圧の蓄積された変化(accumulate
d variation)に比例することを意味する。If U i = U + ΔU i , then U i 2 = (U + ΔU i ) 2 ≈U 2 + 2 * U * ΔU i , where ΔU i 2 has been omitted by the above approximation. Therefore, E repl ≉1 / 2 * C * Σ (U 2 + 2 * U * ΔU i ) This is because the trigger level E repl of gas supply is accumulated (accumulate).
d variation).
【0043】
Erepl=[1/2*C*n*U2]+[C*U*ΣΔUi]
となる。
ハロゲン注入または異なった量または組成のガスのガス補給といった様々なガ
ス補給操作を行う場合、Erepl 1、Erepl 2、等といった多くのトリガレベルが存
在し得る。上記で述べたように、好適なガス補給アルゴリズムは、時間または充
電電圧またはレーザ管2内のハロゲン消耗を示し得る他のパラメータを含むなど
、単に放電に印加される蓄積エネルギーより多くの組み合わせの考慮を必要とす
ることがある。
(ガス制御)
図3は、好適実施例によるレーザ・チャンバ2と結合された図2のガス処理モ
ジュールまたはガス制御ボックス6の概略を例示する。ガス制御ボックス6はレ
ーザ管2に接続され、図2に示されるようにプロセッサ16から受信された制御
信号に基づいてガスを供給する。プロセッサ16は弁組立体46または弁のシス
テムを経由するレーザ管2へのガスまたはガスの混合物の供給を調節する。弁組
立体46は好適には、既知の容量を有し区画室47内の圧力を測定するために取
り付けられた圧力ゲージPを有する貯蔵器(reservoir)または区画室47を有
する。区画室47は、レーザ管2と同様、好適には各々、区画室及び管内のガス
の温度を測定する熱電対装置のような手段を有する。区画室47は、容積の大き
さが例えば20cm3であってよい(それとは対照的に、レーザ管2は、容積が
例えば42,000cm3である)。外部ガス容器に収容されたガスの区画室4
7への流れを制御するものとして4つの弁8a〜8dが図3に示されている。も
ちろん、4つより多いかまたは少ないこのような弁が備えられることもある。ハ
ロゲン・フィルタH.F.を通じて接続されていることが示される区画室47へ
の真空ポンプV.P.の接続(access)を制御する別の弁32が示されている。
区画室47とレーザ管2の間のガスの流れを制御する別の弁34が示されている
。弁34から管2への管路35に沿ってさらに別の弁(1つまたは複数)(図示
せず)が備えられ、例えば、管路35を排気するためのポンプを使用して管路3
5中の雰囲気を制御することができる。E repl = [1/2 * C * n * U 2 ] + [C * U * ΣΔU i ]. When performing various gas replenishment operations such as halogen injection or gas replenishment of different amounts or compositions of gas, there may be many trigger levels such as E repl 1 , E repl 2 , etc. As mentioned above, the preferred gas replenishment algorithm considers more combinations than simply stored energy applied to the discharge, such as including time or charging voltage or other parameters that may indicate halogen depletion in the laser tube 2. May be required. Gas Control FIG. 3 illustrates a schematic of the gas processing module or gas control box 6 of FIG. 2 combined with a laser chamber 2 according to the preferred embodiment. The gas control box 6 is connected to the laser tube 2 and supplies gas based on the control signals received from the processor 16 as shown in FIG. The processor 16 regulates the delivery of the gas or mixture of gases to the laser tube 2 via the valve assembly 46 or system of valves. The valve assembly 46 preferably comprises a reservoir or compartment 47 having a known volume and having a pressure gauge P mounted to measure the pressure within the compartment 47. The compartments 47, like the laser tube 2, preferably each have means such as a thermocouple device for measuring the temperature of the gas in the compartment and the tube. The compartment 47 may have a volume size of, for example, 20 cm 3 (in contrast, the laser tube 2 has a volume of, for example, 42,000 cm 3 ). Gas compartment 4 housed in an external gas container
Four valves 8a-8d are shown in FIG. 3 as controlling the flow to 7. Of course, more or less than four such valves may be provided. Halogen filter H. F. Through a vacuum pump V.V. to compartment 47 shown connected through P. Another valve 32 is shown controlling the access of the.
Another valve 34 is shown controlling the flow of gas between the compartment 47 and the laser tube 2. Further valve (s) (not shown) are provided along the line 35 from the valve 34 to the line 2, for example using a pump to exhaust the line 35 to the line 3
The atmosphere in 5 can be controlled.
【0044】
少量のガスまたはガス混合物は好適には、HIまたは強化HI(enhanced HI
)として、またはPGRまたはMGR操作中、区画室47から放電チャンバ2に
注入される。一例として、ガス管路36aを通じて弁組立体46に接続されるガ
ス供給は、例えば1%のF2対99%のNeを含む予混合ガス(premix)Aであ
り、ガス管路36bを通るものは、KrFレーザに対しては1%のKr対99%
のNeを含む予混合ガスBであり得る。ArFレーザの場合は、予混合ガスBは
Krの代わりにArを有するであろうし、F2レーザの場合は予混合ガスBは使
用されない。F2レーザは、ArFレーザと同様その予混合ガスA中及び/また
は管2内のガス混合物中にNe及びHeといった不活性ガスの組み合わせを有す
ることができ、あるいはどちらのレーザもバッファ・ガスとしてHeだけを有す
ることもできる(例えば、第09/317,526号出願及び第4,393,5
05号特許参照)。従って、予混合ガスA及び予混合ガスBを弁組立体を通じて
管2に注入することによって、KrFレーザの場合レーザ管2中のフッ素及びク
リプトンの濃度がそれぞれ補給され得る。ガス管路36c及び36dは、上記で
言及されたようにXeのようなガス添加物を含むもののような異なった追加ガス
混合物のために使用されてもよい(第09/513,025号出願参照)。図示
されていないが、管2は好適にはガスを放出する追加手段を有し、また代替的に
ガスは弁34及び32を通じるなどして弁組立体を通じて放出される。The small amount of gas or gas mixture is preferably HI or enhanced HI (enhanced HI).
) Or during PGR or MGR operation from the compartment 47 into the discharge chamber 2. As an example, the gas supply connected to the valve assembly 46 via the gas line 36a is a premix A containing, for example, 1% F 2 to 99% Ne, through the gas line 36b. Is 1% Kr vs. 99% for a KrF laser
Can be a premixed gas B containing Ne. For ArF lasers, the premixed gas B will have Ar instead of Kr, and for the F 2 laser no premixed gas B is used. The F 2 laser can have a combination of inert gases such as Ne and He in its premixed gas A and / or in the gas mixture in the tube 2 like the ArF laser, or both lasers can be used as buffer gas. It is also possible to have only He (see for example 09 / 317,526 and 4,393,5).
No. 05 patent). Therefore, by injecting the premixed gas A and the premixed gas B into the tube 2 through the valve assembly, the concentrations of fluorine and krypton in the laser tube 2 can be replenished in the case of the KrF laser, respectively. Gas lines 36c and 36d may be used for different additional gas mixtures such as those with gas additives such as Xe as mentioned above (see 09 / 513,025 application). ). Although not shown, tube 2 preferably has additional means for venting gas, and alternatively gas is vented through the valve assembly, such as through valves 34 and 32.
【0045】
新しい充填、部分及びミニ・ガス置換及びガス注入処理、例えば、強化された
、及び通常のマイクロ・ハロゲン注入、及び任意及び全ての他のガス置換操作は
、フィードバック・ループ中の様々な入力情報に基づいて弁組立体46とポンプ
V.P.を制御するプロセッサ16によって開始され制御される。
好適実施例と、放電に入力される蓄積エネルギーに基づくガス補給操作の間隔
を決定するための上記の計算で使用される近似とにより、各ガス注入によって、
重要な出力ビーム・パラメータがあまり大きく妨害されないような、つまりごく
僅かであるような小さな量だけレーザ管2中のフッ素濃度を正確かつ精密に補給
するための本発明による例示の方法が次に説明される。プロセッサ16は、レー
ザ管2中のフッ素濃度を示すパラメータを監視し、マイクロ・ハロゲン注入(
HI)の時間が来たこと、すなわち例えば、放電への蓄積エネルギーの量Erepl
に到達したことを決定する。理解されるように、ここでは管2中のハロゲン及び
/または活性希ガスの消耗、または汚染物質の蓄積の間の既知の相関による補給
操作が望ましい。New fill, partial and mini gas replacement and gas injection processes, such as enhanced and regular micro-halogen injection, and any and all other gas replacement operations can be performed in various feedback loops. Based on the input information, valve assembly 46 and pump V.V. P. Is initiated and controlled by the processor 16 which controls With each of the gas injections, according to the preferred embodiment and the approximation used in the above calculations to determine the interval between gas replenishment operations based on the stored energy input to the discharge,
An exemplary method according to the invention for accurately and precisely replenishing the fluorine concentration in the laser tube 2 by a small amount such that the important output beam parameters are not disturbed too much, i.e. very small, will now be described. To be done. The processor 16 monitors a parameter indicating the fluorine concentration in the laser tube 2 and performs micro halogen injection (
HI), that is, the amount E repl of stored energy in the discharge is reached, for example. As will be appreciated, a replenishment operation with a known correlation between the exhaustion of halogen and / or active noble gas in the tube 2 or the accumulation of pollutants in the tube 2 is desirable here.
【0046】
次にプロセッサ16は信号を送信して弁8aを開き、予混合ガスAを所定の圧
力、例えば5バール(bar)まで区画室47に充填する。次に、弁8aが閉じ弁
34が開くので、区画室47に充填された予混合ガスAの少なくとも一部がレー
ザ管2に放出される。
注入前の管内の圧力が例えば3バールで、管が42,000cm3を有し、注
入がアキュムレータ(accumulator)中の圧力が注入後3バールまで低下したよ
うなものである場合、このとき、2×20/40,000バールすなわち1mbar
が注入の結果としての管2内の近似圧力上昇となるであろう。予混合ガスAが1
%のF2対99%のNeを含む場合、注入の結果としてのレーザ管中のF2の部分
圧(partial pressure)の上昇は約0.01mbarとなるであろう。The processor 16 then sends a signal to open the valve 8a and fill the compartment 47 with the premixed gas A to a predetermined pressure, for example 5 bar. Next, since the valve 8a is closed and the valve 34 is opened, at least a part of the premixed gas A with which the compartment 47 is filled is emitted to the laser tube 2. If the pressure in the tube before injection is eg 3 bar, the tube has 42,000 cm 3 and the injection is such that the pressure in the accumulator has dropped to 3 bar after injection, then 2 × 20 / 40,000 bar or 1 mbar
Would be an approximate pressure rise in tube 2 as a result of injection. Premixed gas A is 1
With% F 2 to 99% Ne, the increase in the partial pressure of F 2 in the laser tube as a result of the injection would be about 0.01 mbar.
【0047】
上記の計算は、どれだけの量のF2予混合ガスが注入されたかをより正確に決
定するためプロセッサ16によって行うことができ、あるいは注入前に、プロセ
ッサ16によって受信される、例えば放電への蓄積エネルギー入力、時間等とい
った監視パラメータの状態情報、または予めプログラムされた基準に基づいてど
れだけの量のF2を注入すべきかということに関するプロセッサ16による計算
によって区画室47内の圧力を設定することができる。区画室47内のガスと管
2内のガスの温度の差に対する補正もプロセッサ16によってさらに正確を期す
ため行われてもよいし、また区画室47内のガスの温度が、例えばレーザ管2内
の温度に予め事前設定されることもある。The above calculation may be performed by the processor 16 to more accurately determine how much F 2 premix gas was injected, or it may be received by the processor 16 prior to injection, eg Pressure in compartment 47 calculated by processor 16 regarding status information of monitored parameters such as accumulated energy input to discharge, time, etc., or how much F 2 should be injected based on pre-programmed criteria. Can be set. Correction for the difference in temperature between the gas in the compartment 47 and the gas in the tube 2 may also be performed by the processor 16 for more accuracy, and the temperature of the gas in the compartment 47 may be, for example, in the laser tube 2. The temperature may be preset.
【0048】
好適には、10mbarのガス全圧、または0.1mbarのF2部分圧より小さい管
2内の圧力上昇に対応する量の予混合ガスが区画室47から注入される。さらに
好適には、5mbarより少ない、またさらには2mbar未満、またはそれより小さい
ガス全圧(0.05または0.02mbarのF2部分圧)のレーザ管2内の圧力上
昇がガス注入の結果として生じる。Suitably, a quantity of premixed gas corresponding to a total gas pressure of 10 mbar or a pressure increase in the tube 2 of less than 0.1 mbar F 2 partial pressure is injected from the compartment 47. More preferably, a pressure increase in the laser tube 2 of less than 5 mbar, or even less than or less than 2 mbar, or a total gas pressure (F 2 partial pressure of 0.05 or 0.02 mbar) as a result of gas injection. Occurs.
【0049】
区画室47は単純に弁組立体46自体であってもよく、また(以下詳細に説明
されるように)追加アキュムレータであってもよい。区画室47はまた、KrF
、ArFまたはF2のレーザといったエキシマまたは分子レーザの放電チャンバ
2内のハロゲン・ガス及び/または別のガス(単一または複数のガス)の劣化を
補償するために、少量のガスが連続する非常に短い間隔で注入されるように構成
される。The compartment 47 may simply be the valve assembly 46 itself, or may be an additional accumulator (as described in detail below). Compartment 47 is also made of KrF
, ArF or F 2 lasers, a small amount of continuous gas in order to compensate for the degradation of the halogen gas and / or another gas (s) in the discharge chamber 2 of an excimer or molecular laser. Configured to be injected at short intervals.
【0050】
上記で説明されたように、各々が異った容積空間(volumetric space)を有す
るといったような異なった特性を有する区画室47のような1つより多い区画室
が存在してもよい。例えば、一方がHI用、もう一方が強化HI用の2つの区画
室が存在してもよい。ガス操作の際に注入されるべきハロゲンの量のなおさらな
る融通性(versatility)のため、及び異なったガス操作アルゴリズムに対応し
て駆動電圧範囲を調整するために2つより多い区画室が存在してもよい。異なっ
た予混合ガスが異なった区画室から注入されてもよい。また、例示方法は特定の
ガス組成の予混合ガスを使用して説明されたが、本発明により多くの異なったガ
ス組成が使用可能である。例えば、1%の代わりに5%または2%といったより
高いフッ素(または塩化水素)の百分率濃度を有するガス組成が使用可能である
。また、例えば、Ne及び/またはHeの100%バッファ・ガス容器(buffer
gas container)に接続された追加の弁が存在してもよい。As explained above, there may be more than one compartment, such as compartment 47, having different properties, such as each having a different volumetric space. . For example, there may be two compartments, one for HI and the other for reinforced HI. There are more than two compartments because of the still further versatility of the amount of halogen to be injected during gas operation and to adjust the drive voltage range in response to different gas operation algorithms. May be. Different premixed gases may be injected from different compartments. Also, while the exemplary method has been described using a premixed gas of a particular gas composition, many different gas compositions can be used in accordance with the present invention. For example, gas compositions having a higher percentage concentration of fluorine (or hydrogen chloride) such as 5% or 2% instead of 1% can be used. Also, for example, a 100% buffer gas container of Ne and / or He (buffer)
There may be additional valves connected to the gas container).
【0051】
有利にも、プロセッサ16とガス供給ユニット6は、非常に小さな量の1つか
それ以上のガスまたはガス混合物の放電チャンバ2への供給または注入を可能に
するように構成されている。小さな量のガスまたはガス混合物の注入の結果、放
電チャンバ2内で10mbar以下、好適には0.1〜2mbarのガス圧力の増大が得
られる。放電チャンバ2内のガス混合物中の各ガスは別個に調節できるので、放
電チャンバ2内のガス組成を精密に制御することができる。例えば、Kr、Ar
またはXeの同様の注入をレーザ管2内のこれらのガスを補給するために行なう
ことができる。Advantageously, the processor 16 and the gas supply unit 6 are arranged to allow a very small amount of one or more gases or gas mixtures to be supplied or injected into the discharge chamber 2. The injection of a small amount of gas or gas mixture results in an increase in gas pressure in the discharge chamber 2 of less than 10 mbar, preferably 0.1 to 2 mbar. Since each gas in the gas mixture in the discharge chamber 2 can be adjusted separately, the gas composition in the discharge chamber 2 can be precisely controlled. For example, Kr, Ar
Or a similar injection of Xe can be done to replenish these gases in the laser tube 2.
【0052】
ガス注入または置換処置中に注入されるガスの量は有利には小さいので、レー
ザ出力ビーム・パラメータが各注入によって大きく変化することはない。この注
入は好適には、ガスの既知の消耗量に対応する所定の間隔で定期的に実行される
。例えば、現在の動作状態下で、F2レーザのガス混合物中のハロゲン部分圧が
、新しい充填後約3バールで、X分毎またはYショット毎または放電に入力され
る蓄積エネルギーEinput(任意のエネルギー単位)のZ量毎に0.1mbarだけ
消耗することが知られている場合、例えば1%のF2を含む、1mbar(管2内の
圧力上昇)の予混合ガスを含むハロゲン注入が本発明に従ってX/10分毎また
はY/10ショット毎またはZ/Einput毎に行われてハロゲンの濃度を維持す
るか、または2mbarの予混合ガスのハロゲン注入がX/5分毎などに行われるこ
とが可能である。また、1%のF2と99%のNeバッファを含む1mbarの予混
合ガスAのマイクロ・ハロゲン注入( HI)が、100分の間X/5分毎に行
われそれに注入が行われない100分の期間が続く、または100Einputに対
してZ/5Einput毎に行われそれに注入が行われない100Einputの期間が続
く、等であってもよい。プロセッサ16によって決定される不規則なガス操作を
含む多くの変形が本発明の精神の範囲内で可能である。The amount of gas injected during the gas injection or replacement procedure is advantageously small so that the laser output beam parameters do not change significantly with each injection. This injection is preferably carried out regularly at predetermined intervals corresponding to a known exhaustion of gas. For example, under the current operating conditions, the halogen partial pressure in the gas mixture of the F 2 laser is about 3 bar after fresh filling, every X minutes or every Y shot or the stored energy E input (any If it is known to consume only 0.1 mbar for every Z amount of energy units), halogen injection with a premixed gas of, for example, 1 mbar (pressure increase in tube 2) containing 1% F 2 is essential. According to the invention it is carried out every X / 10 minutes or every Y / 10 shots or every Z / E input to maintain the halogen concentration, or a halogen injection of 2 mbar premixed gas is carried out every X / 5 minutes etc. It is possible. Also, a micro halogen injection (HI) of 1 mbar premixed gas A containing 1% F2 and 99% Ne buffer was performed every X / 5 minutes for 100 minutes and no injection was performed for 100 minutes. , Or 100E input for each Z / 5E input and no injection is performed for 100E input , and so on. Many variations are possible within the spirit of the invention, including irregular gas operation determined by the processor 16.
【0053】
本発明と対照的に、例えば、50mbar(管2内の圧力上昇)の予混合ガスAの
注入(やはり管2内のF2の部分圧の上昇が0.5mbarとなり管2内のF2濃度の
約17%の増大に対応するような1%のF2を有するとする)が5X分毎または
5Yショット毎または5Einput毎、または任意の時点で行われる場合、大きな
注入量によってレーザ・ビームの出力ビーム・パラメータは顕著に望ましくない
ほど応答が変動する。例えば、大きな注入が行われる場合、パルス・エネルギー
または駆動電圧は10%以上変動する可能性がある。大きな注入が行われる場合
でも、レーザが停止しないか、工業的処理が中断されない場合は、意味のある出
力ビーム・パラメータの変動(disturbance)によって不正確な工業的処理が行
われることになる。In contrast to the present invention, for example, injection of a premixed gas A of 50 mbar (pressure increase in tube 2) (again a partial pressure increase of F 2 in tube 2 of 0.5 mbar results in If 1% and having a F2) of the 5X minute or per 5Y each shot or 5E input the basis, or carried out at any time, such as corresponding to about 17% increase in F 2 concentration, the laser by a large injection volume The output beam parameters of the beam have a noticeably undesired variation in response. For example, if a large implant is made, the pulse energy or drive voltage can vary by 10% or more. Even with large implants, if the laser is not stopped or the industrial process is not interrupted, meaningful output beam parameter disturbances will result in inaccurate industrial processes.
【0054】
本発明のハロゲン注入アルゴリズムは、総ハロゲン注入を、さらに長い期間、
またはパルス計数または量、または放電に入力される蓄積エネルギー、または充
電電圧またはその変化等に拡張するものと考えられる。いくつかのハロゲン注入
の期間にわたって、高電圧及びF2濃度は大きく変化しないので、他の意味のあ
る出力ビーム・パラメータもあるが、中でも、パルス・エネルギー、移動平均エ
ネルギー及びエネルギー照射量の安定性の大きな変化は除去される。やはり、こ
れらの他の出力ビーム・パラメータのいくつかが上記で挙げられているが、それ
らは各々本発明の方法を使用することで極めて安定となる。The halogen injection algorithm of the present invention allows total halogen injection to be performed for longer periods of time.
It is also considered to extend to the pulse count or amount, the stored energy input to the discharge, the charging voltage or a change thereof. The stability of the pulse energy, moving average energy and energy dose, among other things, is because the high voltage and the F 2 concentration do not change significantly over the duration of some halogen implants, so there are other meaningful output beam parameters. Large changes in are eliminated. Again, some of these other output beam parameters are listed above, but each of them is quite stable using the method of the invention.
【0055】
図4は、アキュムレータ46aを使用する図2のレーザの放電チャンバ2への
ハロゲン注入用のガス管路の別の構成の概略を示す。アキュムレータ46aはレ
ーザ・ヘッド弁(laser head valve)LHを通じてレーザ管2に接続されている
。アキュムレータ46aはまた、ハロゲンまたはハロゲン予混合ガスを収容する
ガス・ボトル13に接続されたハロゲン弁Hを通じてガス管路12aにも接続さ
れている。例えば、ガス・ボトル13には、F2混合物を含むガス混合物(他の
可能性もあるが特に、例えば、5%のF2/95%のNeまたはネオン混合物中
の5%のHCl/1%のH2または1%のF2対99%のNe予混合ガス)が充
填されている。真空弁Vを通じて各々アキュムレータ46aとレーザ管2に接続
されたポンプが示される。管2は、弁Bを通るバッファ・ガス、弁Rを通る希ガ
スまたは希ガス予混合ガス(例えば、KrF、ArF、XeCl及びXeFエキ
シマ・レーザと共に使用される)及び弁Iを通る不活性ガスを含む付加的ガス管
路及び弁に弁接続されることが示される。管内のガス混合物中の添加物として使
用されるべきXeの供給源に接続する弁として、不活性ガス弁Iまたは図示され
ない別の弁が使用されることがある。1つかそれ以上の追加アキュムレータがシ
ステムに追加されることもある。FIG. 4 schematically shows another configuration of a gas line for injecting halogen into the discharge chamber 2 of the laser of FIG. 2 using the accumulator 46 a. The accumulator 46a is connected to the laser tube 2 through a laser head valve LH. The accumulator 46a is also connected to the gas line 12a through a halogen valve H connected to a gas bottle 13 containing a halogen or halogen premixed gas. For example, the gas bottle 13 contains a gas mixture containing an F 2 mixture (among other possibilities, for example 5% F 2/95% Ne or 5% HCl / 1% in a neon mixture. H2 or 1% F2 to 99% Ne premixed gas). Pumps connected to the accumulator 46a and the laser tube 2 respectively through vacuum valves V are shown. Tube 2 contains buffer gas through valve B, noble gas or noble gas premixed gas through valve R (eg, used with KrF, ArF, XeCl and XeF excimer lasers) and inert gas through valve I. It is shown to be valved to additional gas lines and valves including. As a valve connecting to the source of Xe to be used as an additive in the gas mixture in the tube, an inert gas valve I or another valve not shown may be used. One or more additional accumulators may be added to the system.
【0056】
アキュムレータ46aは、本発明による各ハロゲン注入によって注入されるべ
きF2予混合ガス内のF2を含む少量のガスが正確に制御できるという特別な利点
を有する。アキュムレータ46aは容易に低い圧力に減圧(pump)される。正確
な量のF2ガスまたはF2予混合ガスがアキュムレータ46a内に放出され、F2
の量は、アキュムレータ46a内の全ガス圧、アキュムレータ46a及びレーザ
管2の既知の容積、及び予混合ガス中のF2の既知の濃度つまりF2の百分率濃度
によって決定される。注入後のレーザ管2内のF2の部分圧上昇は注入前(及び
注入後でも可能)アキュムレータ46a内に存在することが知られているF2の
量に基づいて決定される。[0056] The accumulator 46a has a special advantage that a small amount of a gas containing F 2 in F 2 premixed gas to be injected by each silver implantation according to the invention can be accurately controlled. The accumulator 46a is easily pumped to a low pressure. The exact amount of F 2 gas or F 2 premixed gas is discharged into the accumulator 46a, F 2
The amount of the total gas pressure in the accumulator 46a, a known volume of the accumulators 46a and the laser tube 2, and is determined by the known percent concentrations of concentration i.e. F 2 of F 2 in the premixed gas. Partial pressure increase in the F 2 laser tube 2 after injection is determined based on the amount of F 2 that are known to exist before (and even after injectable) in the accumulator 46a infusion.
【0057】
この決定、及び/または(例えば、時間またはパルス計数または放電までの蓄
積エネルギーまたは帯電電圧または帯電電圧の変化で測定される)前と現在のガ
ス操作の間の間隔及び/または前、現在及び/または次のガス操作の時点での駆
動電圧の値といった他の要因に基づいて、現在と次のガス操作の間の間隔及び/
または次のガス操作で注入されるべきハロゲン含有ガスまたはガス全体の量が決
定され、各ガスの正確な量、特にハロゲン含有ガスが次のガス操作で注入される
。また、行われるべきガス操作の種類がこれらまたは他の要因に基づいて決定さ
れることもある。Interval and / or before this determination and / or before (for example as measured by stored energy or charging voltage or changes in charging voltage up to time or pulse counting or discharge) and / or before, Based on other factors such as the value of the drive voltage at the time of the current and / or next gas operation, the interval between the current and next gas operation and / or
Alternatively, the amount of halogen-containing gas or the total gas to be injected in the next gas operation is determined and the exact amount of each gas, in particular the halogen-containing gas, is injected in the next gas operation. Also, the type of gas operation to be performed may be determined based on these or other factors.
【0058】
ここで様々なガス操作及び処置が説明される。これらの処置はエキシマ・レー
ザ(例えば、KrF、ArF、XeCl及びXeF)及びF2レーザは本発明に
よって大きな利益を受けるが、潜在的には全てのガス放電レーザに適用可能であ
る。以下ではKrFレーザを特に例として使用する。
工程はレーザ・システムの動作の前に行われる新しい充填によって開始される
。新しい充填のため、レーザ管2は排気され、次に新しいガス混合物が充填され
る。KrFレーザの新しい充填の結果、通常ほぼF2:Kr:Ne=0.1%:
1.0%:98.9%というガスの分配を有するガス混合物となる。KrFレー
ザ放電チャンバ2内のガス混合物が通常の約p=3000mbarの全圧を有する場
合、F2及びKrの部分圧は通常それぞれ約3mbar及び約30mbarであろう。F2
レーザの場合、新しい充填は、F2:Ne及び/またはHe=0.1%:99.
9%という通常のガスの分配を生じる。示唆されるように、F2レーザの場合、
Neのみの代わりにHeまたはHeとNeの混合物がバッファとして使用される
(上記の'526号出願参照)。Various gas operations and procedures are now described. These treatments are potentially applicable to all gas discharge lasers, although excimer lasers (eg KrF, ArF, XeCl and XeF) and F 2 lasers would greatly benefit from the present invention. In the following, a KrF laser will be used as a particular example. The process begins with a new fill that occurs prior to operation of the laser system. For a new filling, the laser tube 2 is evacuated and then filled with a new gas mixture. As a result of the new filling of the KrF laser, usually around F2: Kr: Ne = 0.1%:
A gas mixture with a distribution of gas of 1.0%: 98.9%. If the gas mixture in the KrF laser discharge chamber 2 has a normal total pressure of about p = 3000 mbar, the partial pressures of F 2 and Kr will usually be about 3 mbar and about 30 mbar, respectively. In the case of an F 2 laser, the new fill is F2: Ne and / or He = 0.1%: 99.
It produces a normal gas distribution of 9%. As suggested, for the F 2 laser,
Instead of only Ne, He or a mixture of He and Ne is used as a buffer (see the above '526 application).
【0059】
新しい充填処置は、純粋または予混合されたガスを供給する別個のガス管路を
使用して行うことができる。半導体製造でいつも使用される通常の予混合ガスは
予混合ガスA及びBであり、ここで予混合ガスAはNe中に1%のF2/1%の
Krを有し、予混合ガスBはNe中に1%のKrを有する。
新しい充填が行われた後、ハロゲン・ガスは、レーザが動作していてもいなく
ても、それが接触するレーザ管2の成分と反応を開始する。「ガス補給」は、ガ
ス混合物の状態を新しい充填に近い状態に戻すために行われるガス置換(各々注
入及び放出ガスの量と組成を変えることに影響されるPGR及びMGR)及びガ
ス注入(やはり各々注入ガスの量と組成を変えることに影響されるHI及び強化
HI)を含む一般的な用語である。The new filling procedure can be performed using a separate gas line supplying pure or premixed gas. The usual premixed gases that are always used in semiconductor manufacturing are premixed gases A and B, where premixed gas A has a 1% F 2 /1% Kr in Ne and a premixed gas B. Has a Kr of 1% in Ne. After a new fill is made, the halogen gas begins to react with the components of the laser tube 2 with which it comes into contact, whether or not the laser is operating. “Gas replenishment” refers to gas replacement (PGR and MGR, respectively, which is affected by changing the amount and composition of the injected and released gases) and gas injection (again, performed to return the state of the gas mixture to a state close to the new fill). It is a general term including HI and enhanced HI, each of which is affected by varying the amount and composition of the injected gas.
【0060】
任意のガス補給処置は、ガス混合物中の各ガスが、今、上記で説明されたハロ
ゲン消耗とそれに反応して(in response)行われるガス補給処置によって異な
った消耗率で消耗するということを考慮して行われる。例えば、狭帯域KrFレ
ーザの場合、F2の消耗は100万ショット毎に約0.1%〜0.3%(及び時
には1%近くまで)の比率で発生するが、これに対し、Krの消耗は約10〜5
0倍ももっとゆっくりと発生する。この場合Neバッファはあまり重要でないが
、やはり例えば管2内の所望の圧力を維持するために、ガス補給操作全体の一部
として考慮され得る。An optional gas replenishment procedure is that each gas in the gas mixture is now depleted at a different depletion rate due to the halogen depletion described above and the gas replenishment procedure performed in response. It is done with that in mind. For example, in the case of a narrow band KrF laser, the consumption of F 2 occurs at a rate of about 0.1% to 0.3% (and sometimes close to 1%) for every one million shots. Consumption is about 10-5
It occurs 0 times slower. The Ne buffer in this case is less important, but may also be considered as part of the overall gas refueling operation, for example to maintain the desired pressure in the tube 2.
【0061】
ガス混合物の各構成ガスを補給するため好適には別個のガス操作が行われる。
例えば、KrFレーザの場合、F2はハロゲンまたはハロゲン/希ガスまたは予
混合ガスAの注入によって補給され、Krは希ガスまたは予混合ガスBの注入に
よって補給される。Xeのような他のガス添加物はXeガスまたはさらに別の予
混合ガスC、D等によって補給されてもよい。個々の消耗率はまた、レーザが広
帯域または狭帯域のどちらのモードで動作しているかということ、動作エネルギ
ー・レベル、レーザは停止した(turn off)かまたは連続、スタンバイまたは他
のバースト・パターン動作で動作しているかということ、及び動作反復率といっ
たレーザの動作状態にも依存する。プロセッサ16はレーザ動作のこれらの全て
の変化(variation)を考慮するようプログラムされている。Separate gas operations are preferably performed to replenish each constituent gas of the gas mixture.
For example, in the case of a KrF laser, F 2 is replenished by injection of halogen or halogen / rare gas or premixed gas A, and Kr is replenished by injection of rare gas or premixed gas B. Other gas additives such as Xe may be supplemented with Xe gas or further premixed gases C, D, etc. Individual wear rates also refer to whether the laser is operating in wideband or narrowband modes, operating energy level, laser turn off or continuous, standby or other burst pattern operation. It also depends on the operating state of the laser, such as whether the laser is operating at the same time and the operating repetition rate. Processor 16 is programmed to account for all these variations in laser operation.
【0062】
ガス混合物の状態は、フッ素及びクリプトンの含有率(content)の偏差が5
%以下、好適には3%以下であるとき本発明では十分に安定であると考えられる
。いかなるガス補給操作も行わない場合、1億ショットの後F2及びKrの部分
圧はそれぞれ30%〜100%の間及び0.5%〜5%の間だけ劣化する。
放電チャンバ内のガスの様々な消耗率を補償するため、好適実施例のレーザ・
システムは多様な別個の、及び相互に関連した(closs-linked)ガス補給処置を
行うが、これは、様々なレーザ動作条件の総合的なデータベースを参照すること
によって多様な個々の劣化率(degradation rate)を考慮するものである。好適
な技術は上記ですでに言及された第09/379,034号出願に開示されてい
る。動作中の個々のレーザの挙動と様々な動作条件下でのガス劣化に関連する経
験がそのデータベース中に格納されてプロセッサ制御「エキスパート・システム
」によって使用されて、レーザの現在の状態を決定し、ガス補給または改修操作
(refurbishment operation)を管理する。レーザの現在の動作中に行われたガ
ス操作の履歴も本発明によって使用される。The state of the gas mixture has a deviation of the content of fluorine and krypton of 5
% Or less, preferably 3% or less is considered to be sufficiently stable in the present invention. Without any gas replenishment operation, the partial pressures of F 2 and Kr after 100 million shots deteriorate by between 30% and 100% and between 0.5% and 5%, respectively. In order to compensate for various gas depletion rates in the discharge chamber, the laser of the preferred embodiment
The system performs a variety of separate and cross-linked gas replenishment procedures, which refer to a comprehensive database of various laser operating conditions to produce a variety of individual degradation rates. rate) is taken into consideration. Suitable techniques are disclosed in the 09 / 379,034 application already mentioned above. The behavior of individual lasers in operation and the experience associated with gas degradation under various operating conditions are stored in their database and used by a processor-controlled "expert system" to determine the current state of the laser. Manage gas replenishment or refurbishment operation. The history of gas operations performed during the current operation of the laser is also used by the present invention.
【0063】
上記で言及されたように、一連の小さなガス注入(強化された通常のマイクロ
・ガスまたはハロゲン注入、または HIと呼ばれる)が使用されて、エキシマ
または分子レーザの組成ガスのいずれか、特に非常に活性のあるハロゲンを、重
要な出力ビーム・パラメータを変動させることなく放電チャンバ内のその最適な
濃度に戻す。しかし、ガス混合物はまた、放電チャンバ2内に汚染が蓄積するに
連れて時間と共に劣化する。従って、好適な方法ではミニ・ガス置換(mini gas
replacement:MGR)及び部分ガス置換(partial gas replacement:PGR
)も行われる。ガス置換は一般に、一部の汚染の排出を含む、放電チャンバから
の一部のガスの放出を伴う。MGRは小さなHIが行われるより長い間隔での定
期的な少量のガスの置換を伴う。PGRはさらに大きなガス置換を伴い、それは
一般にガス混合物を「浄化する(cleaning)」ためさらに長い定期的間隔で行わ
れる。各場合の正確な間隔は、現在のレーザ動作状態を調べること(consulting
)と、エキスパート・システム及び総合的データベースとに依存する。この間隔
は、ガス混合物の劣化との既知の関係で変化するパラメータの変化である。この
ように、間隔は、時間、パルス計数、放電に入力される蓄積エネルギー、充電ま
たは駆動電圧あるいは充電電圧の変化、パルス形状、パルス継続期間、パルス安
定性、ビーム・プロフィール、コヒーレンス(coherence)、放電幅または帯域
幅の1つまたはそれらの組み合わせである。さらに、蓄積パルス・エネルギー照
射量がこの間隔として使用されることもある。HI、MGR及びPGRの各々は
レーザ・システムの動作中に行われてもよく、従って、レーザの使用可能時間(
uptime)に有害な影響を与える(compromise)ことはない。As mentioned above, a series of small gas injections (called enhanced normal micro-gas or halogen injections, or HI) are used to either excimer or molecular laser composition gases, In particular, the very active halogen is returned to its optimum concentration in the discharge chamber without changing important output beam parameters. However, the gas mixture also deteriorates over time as contamination accumulates in the discharge chamber 2. Therefore, the preferred method is to use mini gas replacement.
replacement: MGR and partial gas replacement: PGR
) Is also done. Gas replacement generally involves the release of some gas from the discharge chamber, including the discharge of some pollution. MGR involves periodic small gas replacements at longer intervals where small HIs are performed. PGR involves greater gas displacement, which is generally done at longer regular intervals to "clean" the gas mixture. Exact intervals in each case are determined by consulting current laser operating conditions (consulting
) And an expert system and a comprehensive database. This interval is a change in the parameter that changes in a known relationship with the deterioration of the gas mixture. Thus, the intervals are: time, pulse count, stored energy input to discharge, charge or drive voltage or charge voltage change, pulse shape, pulse duration, pulse stability, beam profile, coherence, One or a combination of discharge widths or bandwidths. In addition, the accumulated pulse energy dose may be used as this interval. Each of HI, MGR, and PGR may be performed during operation of the laser system, and thus the uptime of the laser (
uptime) does not have a harmful effect (compromise).
【0064】
最適なガス混合物を安定化させる3つの例示ガス補給方法が以下説明される。
以下説明されるものの組み合わせを含む多くの他の方法が可能である。使用され
る方法とパラメータは、レーザ動作中に、レーザの動作条件に応じてデータベー
スとエキスパート・システムに基づき変化させることもできる。プロセッサ2と
ガス供給ユニット6は、レーザ動作条件とガス混合物状態の総合的データベース
に基づいて多くの方法を行うよう構成される。Three exemplary gas replenishment methods to stabilize the optimal gas mixture are described below.
Many other methods are possible, including combinations of those described below. The methods and parameters used can also be changed during laser operation based on a database and expert system depending on the operating conditions of the laser. The processor 2 and the gas supply unit 6 are arranged to perform a number of methods based on a comprehensive database of laser operating conditions and gas mixture states.
【0065】
各方法は、好適には10mbar未満及びさらに好適には0.1〜2mbarの予混合
ガスを注入することによる小さな連続ガス注入を伴う明確な非常に小さなガス操
作を含み、この予混合ガスには、レーザの動作と出力ビームのパラメータを変動
させないために好適には5%未満のハロゲン含有物質(halogen containing spe
cies)を含む濃度が含まれる。予混合ガスの組成が何であれ、最も重要なのは予
混合ガス中のハロゲンの量である。すなわち、小さなガス操作で注入されるハロ
ゲン含有物質の好適な量は、好適にはレーザ管1中の0.1または0.2mbar未
満、及びさらに好適には0.001〜0.02mbarの部分圧上昇に対応する。
(少なくとも部分的に時間に基づくガス補給)
ガス補給を行う際依拠する上記で言及された第1のパラメータはレーザの放電
に印加される蓄積エネルギーであった。第2の例示ガス安定化方法は少なくとも
部分的に動作時間に基づくガス注入の実行を伴っている。好適には、使用される
方法はこれらのパラメータの両方を考慮する。この方法はレーザが動作している
か否か、すなわち、レーザ・システムが立ち上って工業的処理を行っているか、
スタンバイ・モードであるか、または単に停止しているかを考慮する。すなわち
、この方法は能動的(active)または受動的(passive)の何れかのガス組成状
態を維持するために有用である。時間に基づく様々なガス補給処置の以下の説明
は、放電に印加される蓄積エネルギーに基づくガス補給処置と共に使用されるこ
とに注意されたい。従って、時間が放電に印加される蓄積エネルギーに置換され
る別個の議論は省略されるが、一般に、これら及び充電電圧及び充電電圧の変化
といった他のパラメータは以下の議論において入れ換えて議論可能であり、本発
明の範囲内のガス補給アルゴリズムの併用が可能(combinable)である。Each method comprises a distinct, very small gas operation with a small continuous gas injection, preferably by injecting a premixed gas of less than 10 mbar and more preferably 0.1-2 mbar. The gas preferably contains less than 5% halogen containing spe in order not to fluctuate the operation of the laser and the parameters of the output beam.
cies) is included. Whatever the composition of the premixed gas, the most important is the amount of halogen in the premixed gas. That is, a suitable amount of halogen-containing substance injected in a small gas operation is preferably less than 0.1 or 0.2 mbar in the laser tube 1, and more preferably a partial pressure of 0.001-0.02 mbar. Respond to the rise. (At least in part time-based gas replenishment) The first parameter referred to above upon which gas replenishment was based was the stored energy applied to the discharge of the laser. A second exemplary gas stabilization method involves performing gas injection based at least in part on operating time. Preferably, the method used takes into account both of these parameters. This method determines whether the laser is operating, i.e. the laser system is up and doing industrial processing,
Consider whether it is in standby mode or just stopped. That is, the method is useful for maintaining a gas composition that is either active or passive. Note that the following description of various time-based gas replenishment procedures is used in conjunction with the stored energy-based gas replenishment procedures applied to the discharge. Therefore, a separate discussion in which time is replaced by the stored energy applied to the discharge is omitted, but in general these and other parameters such as charging voltage and changes in charging voltage are interchangeable in the following discussion. , Gas replenishment algorithms within the scope of the present invention are combinable.
【0066】
時間と相関関係のあるHI、MGR及びPGRは動作条件に基づいて選択可能
な時間間隔によって行われる。例えば、HIは時間間隔t1の後に、MGRは時
間間隔t2の後に、そして、PGRは時間間隔t3の後に行われる。
好適実施例によれば、時間間隔t1、t2及びt3は、ガス操作中に注入され
るガスの量及び/または組成と同様に実時間で調整される。好適には、時間間隔
及びガスの量及び組成はガス操作からガス操作までの間に調整される。さらに、
特定のガス操作が行われる駆動電圧範囲も好適には、管とレーザ共振器の光学的
構成要素の経時変化に基づいて少なくとも各新しい充填毎に調整される。この範
囲は、動作中に、新しい充填の間でも、例えば狭線幅化モジュールの光学的構成
要素に及ぼされるビーム誘発効果(beam-induced effect)に基づいて調整され
る(この効果の一般的な説明については、本願と同じ譲受人に譲受され引用によ
って本明細書の記載に援用される米国特許出願第09/454,803号参照)
。HI, MGR, and PGR that are time-correlated are performed at selectable time intervals based on operating conditions. For example, HI is performed after time interval t1, MGR is performed after time interval t2, and PGR is performed after time interval t3. According to a preferred embodiment, the time intervals t1, t2 and t3 are adjusted in real time as well as the amount and / or composition of gas injected during gas operation. Suitably, the time intervals and the amount and composition of gas are adjusted between gas operations. further,
The drive voltage range in which a particular gas operation is carried out is also preferably adjusted at least for each new filling based on the aging of the optical components of the tube and the laser cavity. This range is adjusted during operation, even during new filling, for example on the basis of the beam-induced effect exerted on the optical components of the narrowing module. (See US patent application Ser. No. 09 / 454,803, assigned to the same assignee as the present application and incorporated by reference herein by reference).
.
【0067】
以下、好適実施例によって動作するレーザ・システムについて詳細なグラフが
説明される。通常、レーザがパルス化(pulsing)なし、または低反復率(<1
00Hz)のパルスを伴うスタンバイ・モードである場合、ガス操作は数時間後
に生ずる。レーザが完全に切れている場合(パワー・オフ・モード)、電池駆動
内部クロックはまだ動作しており、エキスパート・システムはレーザの再始動後
のウォームアップ段階の間適当な時間制御された数の注入を放出することができ
る。注入の数及び量はまた、最適なガス品質を回復するガス操作の好適なシーケ
ンスを開始するある駆動電圧開始条件にも関連付けられる。In the following, detailed graphs will be described for a laser system operating according to the preferred embodiment. Lasers are usually non-pulsing or have low repetition rates (<1
When in standby mode with a (00 Hz) pulse, gas operation occurs after a few hours. If the laser is completely off (power-off mode), the battery-powered internal clock is still running and the expert system has a reasonable number of controlled times during the warm-up phase after laser restart. The injection can be released. The number and amount of injections is also related to certain drive voltage start conditions that initiate a preferred sequence of gas operations to restore optimum gas quality.
【0068】
図5及び図6は、本発明による完全動作システム(fully operating system)
について、それぞれ定期的HI及び定期的なHI及びMGRの間隔をも例示する
駆動電圧対時間のグラフである。図5には駆動電圧対時間のグラフ(A)が含ま
れるが、そこでは、10mJ出力ビーム・エネルギーで2000Hzのバースト
・モードで動作している狭帯域レーザについて、グラフ上の垂直線(その一部は
参照のため「B」によって示されている)によって示されるように、HIは約1
2分毎に行われる。図の垂直軸はグラフAだけに対応する。グラフAによって示
されるように、この小さなHIは駆動電圧に顕著な不連続性を生じない。最上部
の水平軸は放電への蓄積エネルギーの増大を示す。5 and 6 show a fully operating system according to the present invention.
3 is a graph of drive voltage vs. time also illustrating the periodic HI and periodic HI and MGR intervals, respectively, for. FIG. 5 includes a plot of drive voltage versus time (A), in which a vertical line on the graph (part one) is shown for a narrowband laser operating in 2000 Hz burst mode with 10 mJ output beam energy. Part is indicated by "B" for reference), the HI is about 1
Every 2 minutes. The vertical axis of the figure corresponds to graph A only. As shown by graph A, this small HI does not cause a noticeable discontinuity in the drive voltage. The top horizontal axis shows the increase in stored energy in the discharge.
【0069】
図6は、駆動電圧対時間のグラフ(「A」で表示される)であるが、そこでは
、10mJ出力ビーム・エネルギーで2000Hzのバースト・モードで動作す
る狭帯域レーザについて、HIは、グラフ上の短い垂直線(やはりその一部は参
照のため「B」によって示されているが、垂直軸にはどこにもハロゲン注入を示
すところはない)によって示されるように約12分毎に行われ、そして、MGR
は、グラフ上の長い方の垂直線(その一部は参照のため「C」によって示され、
やはり垂直軸には図示されるMGRに関して意味があるところはない)によって
示されるように約90分毎に行われる。やはり駆動電圧は1.8KV付近でほぼ
一定であり、例えば5%を越える大きな変化は観察されない。図5と同様、最上
部の水平軸は放電への蓄積エネルギーの増大を示す。FIG. 6 is a graph of drive voltage versus time (labeled “A”), where HI is for a narrowband laser operating in 2000 Hz burst mode with 10 mJ output beam energy. , Every 12 minutes, as shown by the short vertical line on the graph (also partly shown by a "B" for reference, but nowhere on the vertical axis indicates a halogen injection). Done and MGR
Is the longer vertical line on the graph (some of which are indicated by a "C" for reference,
Again the vertical axis has no meaning with respect to the illustrated MGR), about every 90 minutes. Again, the driving voltage is almost constant around 1.8 KV, and no large change exceeding 5%, for example, is observed. Similar to FIG. 5, the top horizontal axis shows the increase in stored energy in the discharge.
【0070】
図7には、本発明によるシステムについての、絶対パルス・エネルギー(abso
lute pulse energy)の百分率としての、標準偏差値(value of standard devia
tion:SDEV)(「A」で表示される)及び移動平均安定性の値(moving ave
rage stability:±MAV)による、レーザ・パルスのパルス・エネルギー安定
性対パルス時間のグラフが含まれる。「B」及び「C」で表示されたグラフは各
40パルスのグループの移動平均を示す。この動作中、マイクロ・ハロゲン注入
が行われ、その結果、ガス補給操作によって発生するいかなる検出可能な偏差も
なしに非常に安定な連続レーザ動作が得られた。
(少なくとも部分的に放電に印加される蓄積エネルギー(及び/またはパルス計
数)に基づくガス補給)
第2の例示ガス安定化方法は、蓄積エネルギー・カウンタを使用する放電に印
加される蓄積エネルギー、また代替的にショットまたはパルス・カウンタを使用
するショットまたはパルス計数に基づくガス注入の実行を伴う。ある量の蓄積エ
ネルギー、または、やはりレーザの動作モードに応じて例えば、N(μHI)、
N(MGR)、及びN(PGR)といったある数のレーザ・パルスの後、μHI
、MGR及びPGRをそれぞれ行うことができる。通常、μHIは、KrF、A
rF、XeFまたはF2レーザの場合はフッ素予混合ガス(例えば、1〜5%の
F2対95〜99%のNe)(NeはHeまたはHeとNeの混合物に置換可能
)、またXeClまたはKrClレーザの場合はHCl予混合ガス(例えば、N
eまたはHe中の1〜5%のHCl:1%)の約0.5...20mbarの圧力に
なり、数十万、またさらには数百万のレーザ・ショットの後放出される。各μH
Iは、最終ガス操作以来のハロゲンの消耗を補償し、通常、例えば百万ショット
毎にレーザ管1内の0.1mbar未満のハロゲン含有物質(halogen containing s
pecies)及びさらに好適には0.001〜0.02mbarの部分圧上昇に対応する
。実際の量とショット間隔は、レーザの種類、放電チャンバの組成、元のガス混
合物の組成、及び例えば、エネルギー、または反復率といった使用される動作モ
ードに応じて変化する。FIG. 7 shows the absolute pulse energy (abso) for the system according to the invention.
value of standard devia as a percentage of lute pulse energy
tion: SDEV) (indicated by "A") and moving average stability value (moving ave)
rage stability: ± MAV) is included, which is a graph of pulse energy stability versus pulse time of a laser pulse. The graphs labeled "B" and "C" show the moving averages of groups of 40 pulses each. During this operation, a micro-halogen injection was performed resulting in a very stable continuous laser operation without any detectable deviation caused by the gas refill operation. Gas Replenishment Based on Stored Energy (and / or Pulse Count) Applied at least Partly to the Discharge A second exemplary gas stabilization method is the stored energy applied to the discharge using a stored energy counter, and Alternatively, it involves performing gas injection based on shot or pulse counting using a shot or pulse counter. Depending on the amount of stored energy, or also the operating mode of the laser, eg N (μHI),
After a certain number of laser pulses such as N (MGR) and N (PGR), μHI
, MGR and PGR can be performed respectively. Usually, μHI is KrF, A
rF, fluorine premixed gas in the case of XeF or F 2 laser (e.g., 1-5% F 2 versus 95-99% of Ne) (Ne is replaceable in a mixture of He or He and Ne), also XeCl or For a KrCl laser, HCl premixed gas (eg N 2
0.5% of 1-5% HCl in He or He: 1%). . . It has a pressure of 20 mbar and is emitted after hundreds of thousands, or even millions of laser shots. Each μH
I compensates for the halogen depletion since the last gas operation, typically less than 0.1 mbar of halogen containing s in the laser tube 1 per million shots, for example.
pecies) and more preferably a partial pressure increase of 0.001-0.02 mbar. The actual amount and shot spacing will vary depending on the type of laser, the composition of the discharge chamber, the composition of the original gas mixture, and the operating mode used, eg, energy or repetition rate.
【0071】
上記で主張したように、特に述べられていない、好適実施例による追加の方法
は上記で述べられた多くの細部を含み、放電に印加される蓄積エネルギー、また
はそれと時間、充電電圧及び/または充電電圧の変化との組み合わせを使用する
。放電への総入力電気エネルギーはその目的のためにカウンタで維持され、ガス
操作はある間隔またはある量のこの入力電気エネルギーが印加された後で行われ
る。As alluded to above, additional methods not specifically mentioned, according to the preferred embodiment, include many of the details described above, including the stored energy applied to the discharge, or the time, charging voltage and / Or use a combination with changes in charging voltage. The total input electrical energy to the discharge is maintained in the counter for that purpose, and gassing takes place at certain intervals or after a certain amount of this input electrical energy has been applied.
【0072】
また、好適実施例によれば、例示方法のどの間隔も、各ガス操作によって注入
されるハロゲンの量と同様に注入から注入へと動的に調整される。現在と次回の
注入の間の間隔は、上記で説明された駆動電圧または何れかの出力ビーム・パラ
メータのようなパラメータの何れか1つまたはそれらの組み合わせに基づいて設
定される。さらに、現在の注入で注入されるハロゲンの量及び/または前回と現
在の注入の間の間隔が考慮されてもよい。Also, according to the preferred embodiment, any intervals in the exemplary method are dynamically adjusted from injection to injection, as well as the amount of halogen injected by each gas operation. The interval between the current and next implants is set based on any one or combination of parameters such as the drive voltage or any output beam parameters described above. Additionally, the amount of halogen injected in the current implant and / or the interval between the previous and current implants may be considered.
【0073】
任意のHIまたは強化HIで注入されるハロゲンの量は、本発明により、注入
時、及び/または注入の直前及び/または直後のアキュムレータ46、46a(
図4〜図5参照)及びレーザ管2内の圧力を測定することによって決定される。
その上、アキュムレータ46、46a及び管2内のガスの温度も測定されてもよ
い。管2及びアキュムレータ46、46aの内容積はあらかじめ既知である。任
意の注入中の管に注入されるハロゲンの量を計算するために周知の公式PV=N
kBTが使用される。According to the present invention, the amount of halogen injected with any HI or enhanced HI can be determined by the present invention at the time of injection and / or immediately before and / or immediately after the injection.
4 to 5) and the pressure in the laser tube 2 is measured.
Moreover, the temperature of the gas in the accumulators 46, 46a and the tube 2 may also be measured. The internal volumes of the tube 2 and the accumulators 46, 46a are known in advance. The well known formula PV = N for calculating the amount of halogen injected into a tube during any injection.
kBT is used.
【0074】
例えば、アキュムレータ46、46aが測定されたハロゲン部分圧Pa及び温
度Ta、及び容積Vaを有する場合、アキュムレータ46、46aはNaのフッ
素分子を含む。注入中にNaの分子の全てがレーザ管に注入され、管が温度TT
と容積VTを有する場合、注入の結果として生じる管内のフッ素部分圧の変化は
P(F2)T=PaVaTT/VTTaとなろう。管内のフッ素分子の総数を維
持することが望ましいので、管内のフッ素分子の数の変化、すなわちN(F2)
T=P(F2)TVT/kBTTを計算し、その量を常時監視する(beep track
)ことがさらに適切である。次に、ハロゲンの量及び/または次の注入までの間
隔が、前回の注入で注入されたハロゲンの計算量、前回の注入後の管内のハロゲ
ンの部分圧、及び/または次の注入後管内に有することが望ましいハロゲンの量
に基づいて決定される。For example, if the accumulators 46, 46a have a measured halogen partial pressure Pa and temperature Ta, and a volume Va, the accumulators 46, 46a contain Na fluorine molecules. During the injection, all the molecules of Na were injected into the laser tube and the tube was heated to the temperature TT
And a volume VT, the change in fluorine partial pressure in the tube resulting from the injection will be P (F 2 ) T = PaVaTT / VTTa. Since it is desirable to maintain the total number of fluorine molecules in the tube, the change in the number of fluorine molecules in the tube, that is, N (F 2 )
T = P (F2) TVT / kBTT is calculated, and the amount is constantly monitored (beep track
) Is more appropriate. Then, the amount of halogen and / or the interval to the next injection can be calculated by calculating the calculated amount of halogen injected in the previous injection, the partial pressure of halogen in the tube after the previous injection, and / or in the tube after the next injection. It is determined based on the amount of halogen that it is desired to have.
【0075】
全体の計算はまた、注入と注入の間にハロゲン・ガスがこうむった(またはこ
れからこうむる)消耗の量にも依存する。この消耗は、主に、例えば、時間と放
電への蓄積エネルギー(及びおそらく上記または他の箇所で列挙されたいずれか
のパラメータ)を含む多くの要因の関数として知られる。例えば、注入間の間隔
におけるレーザ管2内のハロゲン部分圧(また、代替的にはハロゲン分子の数)
の変化はkt×t及びkp×Einputによって計算でき、ここで考察対象の間隔
における、ktとkEinputはそれぞれ、時間に伴うハロゲン消耗の率と放電に
入力される蓄積エネルギーとに依存する定数であり、tとEinputはそれぞれ、
時間と放電に入力される蓄積エネルギーとの大きさである。放電への蓄積エネル
ギーの量自体は反復率とパルス・エネルギーに依存し、バースト・モードで動作
するレーザの場合1つのバースト中のパルスの数とバースト間の休止間隔も考慮
される。やはり、他のパラメータが影響を有し、この計算に含まれる付加的な項
となることもある。The overall calculation also depends on the amount of exhaustion the halogen gas suffers (or will suffer) between injections. This depletion is known primarily as a function of many factors, including, for example, time and energy stored in the discharge (and possibly any of the parameters listed above or elsewhere). For example, the halogen partial pressure in the laser tube 2 (and alternatively the number of halogen molecules) in the interval between injections.
Can be calculated by kt × t and kp × E input , where kt and kE input are constants depending on the rate of halogen consumption with time and the stored energy input to the discharge, respectively, in the interval under consideration. And t and E input are respectively
It is the amount of time and the stored energy input to the discharge. The amount of stored energy in the discharge itself depends on the repetition rate and pulse energy, and for lasers operating in burst mode, the number of pulses in a burst and the dwell interval between bursts are also considered. Again, other parameters may have an effect and be an additional term included in this calculation.
【0076】
ここで、1つの間隔から次の間隔まで、計算を次のように行うことができよう
。その間隔全体にわたるレーザ管内のフッ素部分圧の上昇(または合計が負にな
ることで表される低下)は次のように計算される。Now, from one interval to the next, the calculation could be done as follows. The increase in fluorine partial pressure in the laser tube (or the decrease represented by the sum becoming negative) over that interval is calculated as:
【0077】[0077]
【数1】 [Equation 1]
【0078】
ここでΔEiは前回のハロゲン注入以後の放電に印加された全エネルギーであり
、Δtは最終注入以後の時間である。ここでも、付加的な項が充電電圧、充電電
圧の変化及び/またはパルス計数に関連するものであり、これらのパラメータの
何れかに対するki項は、反復率、パルス・エネルギー、レーザ出力パワー、バ
ーストの条件、レーザの経時変化(age)、ガス混合物及び/またはレーザの光
学装置または電極等といった多くの要因に依存する。Where ΔE i is the total energy applied to the discharge since the last halogen injection, and Δt is the time since the final injection. Again, additional terms are associated with charging voltage, changes in charging voltage and / or pulse counting, and the k i terms for any of these parameters are repetition rate, pulse energy, laser output power, It depends on many factors such as the conditions of the burst, the age of the laser, the gas mixture and / or the optics or electrodes of the laser.
【0079】
一定に保持することが望まれるのはフッ素分子の総数であるため、分子の数の
変化が次式のように計算される。Since it is the total number of fluorine molecules that is desired to be kept constant, the change in the number of molecules is calculated by the following equation.
【0080】[0080]
【数2】 [Equation 2]
【0081】
ここで定数ktとkEiは、単位転換により部分圧計算の場合とは異なっている。
アルゴリズム全体はハロゲン分子の総数(またはハロゲン部分圧)を一定に維
持しようとするであろう。すなわち、粒子数(または部分圧)の変化が多くの間
隔、また好適には最後の新しい充填以来の全ての間隔にわたって連続して合計さ
れるであろう。この総合計は、本発明によりできる限りゼロに近く維持されるで
あろう。Here, the constants k t and k Ei differ from the case of partial pressure calculation due to unit conversion. The whole algorithm will try to keep the total number of halogen molecules (or halogen partial pressure) constant. That is, the change in particle number (or partial pressure) will be continuously summed over many intervals, and preferably all intervals since the last new fill. This grand total will be kept as close to zero as possible by the present invention.
【0082】
すでに論じられたように、放電への蓄積エネルギーのカウンタを時間に関連す
るガス補給と組み合わせて使用することもでき、また、蓄積エネルギー・カウン
タ(accumulated energy counter)または時間に関連するガス補給の何れかを、
上記で言及されたように、ASE、時間に対するパルス形状等といった多くの他
のパラメータと並んで、パルス計数、充電電圧及び/または充電電圧の変化と組
み合わせて使用することができる。蓄積エネルギー・カウンタまたは総印加エネ
ルギーが異なったレーザ・パルス動作モード、例えば、バースト・パターン、ま
たは異なったパルス反復率での連続パルス・モード(continous pulsing mode)
に対して使用され得るが、その際多数の個々の時間またはショットまたは入力エ
ネルギー等のカウンタNi(μHI)が使用される。これらの様々なカウンタは
全てエキスパート・システムのデータベース中に格納することができる。任意の
時点でこれらの様々なカウンタNi(HI)のどれを使用すべきかはエキスパー
ト・システムのソフトウェアによって決定される。As already discussed, a counter of stored energy to the discharge can also be used in combination with a time-related gas make-up, and a stored energy counter or a time-related gas can also be used. Either supply
As mentioned above, it can be used in combination with pulse counting, charging voltage and / or changes in charging voltage, along with many other parameters such as ASE, pulse shape over time, etc. Laser pulse operating modes with different stored energy counters or total applied energy, eg burst pattern, or continuous pulsing mode with different pulse repetition rates
, But a number of individual times or counters N i (μHI) such as shots or input energies are used. All of these various counters can be stored in the expert system's database. Which of these various counters N i (HI) should be used at any given time is determined by the software of the expert system.
【0083】
図8は、本発明によるHIによってレーザ放電チャンバ内で小さな部分圧上昇
が行われるときの不連続のない(free of discontinuity)駆動電圧を定性的に
例示する。駆動電圧は150Eiにわたって1.7KV付近でほぼ一定であるこ
とが示されているが、ここでEiは、特定の動作レーザ条件に対するガス補給に
関連して、例えば1億5千万パルスに対応する、例えばジュール単位の放電への
入力エネルギーの大きさであり、一方HIは、例えば1千2百万パルスに対応す
る12Ei毎に約1回行われる。パルス・エネルギーも一定のレベルに維持され
る。FIG. 8 qualitatively illustrates the free of discontinuity drive voltage when a small partial pressure rise is performed in the laser discharge chamber by the HI according to the present invention. Driving voltage has been shown to be almost constant in the vicinity of 1.7KV over 150E i, where E i is in connection with the gas supply for a given operating laser conditions, for example, 150 million pulses It is the magnitude of the corresponding input energy to the discharge, eg in Joules, while the HI is done approximately once every 12E i , corresponding to eg 12 million pulses. The pulse energy is also maintained at a constant level.
【0084】
エキスパート・システムはカウントされる任意のパラメータについて他の種類
のガス操作の場合異なった(すなわち、Ni(HI)と異なった)種類のカウン
タ、すなわち、Ni(MGR)及び/またはNi(PGR)を使用することができ
る。MGR及びPGRのようなガス置換操作はレーザ管内のガス混合物の様々な
ガスを所定の量だけ置換または代用する。すでに言及されたように、MGR及び
PGRはレーザ管からのガスの放出を伴うガス注入を含むが、これに反してHI
はガスの放出を伴わない。ガス放出は、ガス混合物から汚染を排出するためと共
に、単にレーザ管内の圧力を下げるためにも行われ得る。ガス混合物中の個々の
ガス成分の不均等な劣化はMGR及びPGRを使用してうまく補償され、やはり
ここでも、エキスパート・システムの決定に従って、様々な動作モードと条件に
対して様々な数のNi(MGR)及びNi(PGR)が使用される。これらの全て
の設定、すなわち各ガスに対する注入に関するNi(HI)、Ni(MGR)、N i
(PGR)及び個別に選択可能な部分は、レーザ・システム構成部品の経時変
化に連れて変化するガス消費及び補給の条件を考慮して、レーザ管の経時変化、
及び/または共振器光学装置の経時変化に対して適応される。補償の量は手動設
定によるか、またはコンピュータ制御エキスパート・システムのデータベース中
の設定に基づいて事前選択される。MGRの場合、HIと同様、注入されたガス
の部分はレーザ管内の数mbar(または数パーセントのみ)の全圧の上昇となる。
MGRは管の圧力の数mbar〜10mbarの小さな圧力放出と組み合わされて、好適
には管内の圧力を最後の新しい充填の直後の管内の圧力に近い圧力に戻す。[0084]
Expert systems have other types for any parameter that is counted
Different gas operations (ie NiDifferent types of counsel (different from HI)
That is, Ni(MGR) and / or Ni(PGR) can be used
It Gas displacement operations, such as MGR and PGR, can be applied to various gas mixtures in the laser tube.
A predetermined amount of gas is replaced or substituted. As already mentioned, MGR and
PGR involves gas injection with the release of gas from the laser tube, whereas HI
Does not release gas. Outgassing is commonly used to expel pollution from gas mixtures.
Alternatively, it may be done simply to reduce the pressure in the laser tube. Individual in the gas mixture
Uneven degradation of gas components is well compensated using MGR and PGR
Again, according to the expert system's decision, various operating modes and conditions
In contrast, various numbers of Ni(MGR) and Ni(PGR) is used. All of these
Setting, ie N for injection for each gasi(HI), Ni(MGR), N i
(PGR) and the individually selectable part are
Considering the conditions of gas consumption and replenishment that change with the progress of laser, the change over time of the laser tube
And / or adapted to the aging of the resonator optics. The amount of compensation is set manually
By default or in a computer controlled expert system database
Preselected based on the settings of In case of MGR, injected gas as in HI
Is the total pressure rise in the laser tube of a few mbar (or only a few percent).
MGR is suitable in combination with a small pressure release of a few mbar to 10 mbar of tube pressure
The pressure in the tube is returned to a pressure close to the pressure in the tube immediately after the last new filling.
【0085】
同一のガス操作で1つより多いガスが注入または置換されることがある。例え
ば、ある量のハロゲンとある量の活性希ガス及び/またはエキシマまたは分子フ
ッ素レーザ用のガス添加物が一緒にレーザ管に注入されることがある。この注入
はMGRまたはPGRと同様小さな圧力放出を伴うことがある。また、ハロゲン
及び希ガスまたは添加ガスのこの混合物は、何らガスの放出を伴わず、単純に放
電チャンバ内の各ガスの部分圧を上昇させるため注入されることもある。
(少なくとも部分的に充電電圧または充電電圧の変化に基づくガス補給)
第3の例示ガス安定化方法は、レーザの動作駆動電圧値に基づくガス注入の実
行を伴う。この方法は特に第1、第2及び第3例示方法の何れかと結合されても
よい。すなわち、上記で論じられた、時間に関連するt1(HI)、t2(MGR
)、t3(PGR)及び放電への入力電気エネルギーのカウンタに関連するNi
(HI)、Ni(MGR)、Ni(PGR)ガス操作は一般に動作駆動電圧また
は充電電圧、及び好適には駆動電圧の動作帯域(operation band)に応じて動作
中に調整される。More than one gas may be injected or replaced in the same gas operation. For example, a quantity of halogen and a quantity of active noble gas and / or gas additive for an excimer or molecular fluorine laser may be injected together in the laser tube. This infusion may be accompanied by a small pressure release similar to MGR or PGR. Also, this mixture of halogen and noble or additive gas may be injected simply to raise the partial pressure of each gas in the discharge chamber without any gas evolution. Gas Replenishment Based at Least Partly on Charging Voltage or Change in Charging Voltage A third exemplary gas stabilization method involves performing gas injection based on the operating drive voltage value of the laser. This method may in particular be combined with any of the first, second and third exemplary methods. That is, the time-related t 1 (HI), t 2 (MGR, discussed above.
), T 3 (PGR) and Ni associated with the counter of input electrical energy to the discharge
The (HI), Ni (MGR), Ni (PGR) gas operation is generally adjusted during operation according to the operating drive voltage or charge voltage, and preferably the operation band of the drive voltage.
【0086】
図9を参照すると、個々のガス操作が行われるべきレベルが予め決定されるい
くつかの駆動電圧レベル(HVi)を定義することができる。プロセッサ16は
駆動電圧を監視し、ガス供給ユニットが、時間、パルス計数及び/または放電へ
の合計入力電気エネルギー等(上記参照)(図9のx軸)に基づいて、駆動電圧
の値、つまり現在の動作駆動電圧がどの事前設定範囲にあるか(図9のy軸)に
応じて変化する度合いのガス注入及び変化する度合いの部分及びミニ・ガス置換
を行うようにする。Referring to FIG. 9, it is possible to define a number of drive voltage levels (HVi) at which the levels at which individual gas operations should be performed are predetermined. The processor 16 monitors the drive voltage, and the gas supply unit determines that the value of the drive voltage, ie Depending on which preset range the current operating drive voltage is in (y-axis in FIG. 9), the degree of gas injection and the degree of change and mini gas replacement are performed.
【0087】
次に本発明による例が図9を参照して説明される。レーザ・システムはHVmi n
〜HVmaxの間の駆動電圧で動作し得る。実際の動作最小及び最大駆動電圧は、
途中が切れた座標軸によって示されるように、HV1〜HV6の間のはるかに小さ
な範囲になるように設定される。この実施例の利点は、範囲HV1〜HV6自体が
非常に小さな窓に縮小され得るので、動作電圧がレーザの動作中に大きく変化す
ることがないということである。この動作範囲自体はHVmin〜HVmaxの間にあ
るので、この範囲に対応する実際の電圧範囲(単位ボルトで)を調整して、例え
ば、出力エネルギー減衰ガス添加物(output energy attenuating gas additive
)を調整するなどして共振器とレーザ管の光学的構成要素の寿命を向上させるこ
とができる(上記で言及された'025号出願参照)。An example according to the invention will now be described with reference to FIG. Laser system may operate at a driving voltage between the HV mi n ~HV max. Actual minimum and maximum driving voltage is
It is set to be in a much smaller range between HV 1 and HV 6 as indicated by the broken coordinate axis. The advantage of this embodiment is that the range HV 1 to HV 6 itself can be reduced to a very small window so that the operating voltage does not change significantly during operation of the laser. Since this operating range itself lies between HV min and HV max , the actual voltage range (in Volts) corresponding to this range can be adjusted to, for example, output energy attenuating gas additive.
) Can be adjusted to improve the lifetime of the optical components of the resonator and the laser tube (see the '025 application mentioned above).
【0088】
図9の座標軸は、駆動電圧が各間隔内にあるときに、1つかそれ以上の蓄積パ
ラメータに基づいて行われるガス操作を示す。ガス操作の実行の一般的な順序は
ガス混合物が経時変化する(age)につれて左から右である。しかし、各ガス操
作が行われるとき、駆動電圧が検査され、次のガス操作は同じ駆動電圧範囲か、
またはその範囲の左または右に示される異なった駆動電圧範囲に対応することが
できる。例えば、PGRが行われた後(駆動電圧がHV5より上であると判断さ
れるとき)、駆動電圧をHV2〜HV3に低下させ、従って、システムは元のHI
及びMGR1ガス制御動作に戻るようにすることができる。The coordinate axes of FIG. 9 show gas manipulations performed based on one or more storage parameters when the drive voltage is within each interval. The general sequence of performing gas operations is left to right as the gas mixture ages. However, as each gas operation is performed, the drive voltage is checked and the next gas operation is in the same drive voltage range,
Or it may correspond to different drive voltage ranges shown to the left or right of that range. For example, after PGR is performed (when it is determined that the drive voltage is above HV 5 ), the drive voltage is reduced to HV 2 to HV 3 and thus the system is restored to the original HI.
And MGR1 gas control operation may be returned.
【0089】
HV1〜HV6の間の動作範囲内で、いくつかの他の範囲が定義される。例えば
、駆動電圧HVがHV1〜HV2の間にある(すなわち、HV1<HV<HV2)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操作は行われない。
駆動電圧がHV2〜HV3の間にある(すなわち、HV2<HV<HV3)ときは、
MGR1及び通常のHIは蓄積パラメータ(accumulated parameter)(すなわ
ち、放電への入力電気エネルギー、時間、及び/またはパルス計数、等)に基づ
いて定期的に行われる。これは好適実施例によるシステムの通常の動作範囲であ
る。Within the operating range between HV 1 to HV 6 , several other ranges are defined. For example, the drive voltage HV is between HV 1 ~HV 2 (i.e., HV 1 <HV <HV 2) if, gas operation due to the presence of halogen in an amount sufficient gas mixture is not performed.
Driving voltage is between HV 2 ~HV 3 (ie, HV 2 <HV <HV 3 ) time,
MGR1 and regular HI are performed periodically based on accumulated parameters (ie, input electrical energy to discharge, time, and / or pulse count, etc.). This is the normal operating range of the system according to the preferred embodiment.
【0090】
駆動電圧がHV3〜HV4の間にある(すなわち、HV3>HV>HV4)ときは
、HI及びMGRの一方または両方の注入量は、対応するガス放出と共に増大す
る。この例では、HIだけが増大する。すなわち、図9のHV3〜HV4の間の範
囲は強化HIが行われる範囲であり、かつ、HV2〜HV3の間の前の範囲と同じ
MGR量が維持される。強化HIは2つの点の一方または両方で通常のHIと異
なっている。第1に、注入毎の量が増大し得る。第2に、連続HI間の間隔が増
大し得る。[0090] driving voltage is between HV 3 ~HV 4 (ie, HV 3>HV> HV 4 ) when the injection amount of one or both of the HI and MGR increases with corresponding gas discharge. In this example, only HI increases. That is, the range between HV 3 and HV 4 in FIG. 9 is the range in which the enhanced HI is performed, and the same MGR amount as the previous range between HV 2 and HV 3 is maintained. Enhanced HI differs from normal HI in one or both of two ways. First, the volume per injection can be increased. Second, the spacing between consecutive HIs may increase.
【0091】
HV4〜HV5の間(すなわち、HV4<HV<HV55)の範囲は、HI及びM
GRの注入量の一方または両方が対応するガス放出と共に増大する新しい範囲を
表す。この例では、MGRだけが増大する。すなわち、駆動電圧がHV4〜HV5
の間の範囲にあるときは、通常量のMGR1より増大した量(enhanced amount
)のハロゲン・ガスが各MGR2中に(対応するガスの放出と共に)注入される
。HIもガス混合物を元の状態に戻すためにこの範囲で定期的に行われる。ここ
で注意されることは、HI及びMGR中に注入される量のいずれかまたは両方が
調整されるいくつかの範囲は、各々1つの定義された駆動電圧範囲に対応して定
義されることである。また、アキュムレータ(及び必要に応じてレーザ管)内の
圧力(及び必要に応じて温度)の監視に関連して上記で言及されたように、各注
入に対して注入される量を調整することができる。[0091] range between HV 4 ~HV 5 (ie, HV 4 <HV <HV5 5 ) is, HI and M
One or both GR doses represent a new range that increases with corresponding outgassing. In this example, only MGR is increased. That is, the amount the drive voltage when it is in the range between HV 4 ~HV 5 is that increased than the normal amount mgr1 (enhanced AMOUNT
) Halogen gas is injected into each MGR2 (along with the corresponding gas release). HI is also performed regularly in this range to restore the gas mixture to its original state. It should be noted that several ranges in which either or both of the amounts injected into HI and MGR are adjusted are each defined corresponding to one defined drive voltage range. is there. Also, adjusting the amount injected for each injection, as mentioned above in connection with monitoring the pressure (and optionally temperature) in the accumulator (and optionally the laser tube). You can
【0092】
駆動電圧がHV5より高い(すなわち、HV5<HV<HV6)ときは、さらに
大きなガス置換PGRが実施される。PGRは10パーセントまたはそれ以上ま
でのガス混合物を置換するために使用され得る。ここでは、例えばレーザを調整
しているときに発生する不必要なガス操作を防止するためにある種の保護策(sa
feguard)が使用されることがある。1つはガス操作が行われることが許容され
る前にHV5レベルを越えた後(数分間といった)ある時間を経過させ、従って
、ガス混合物の劣化により駆動電圧が実際に上昇するのを確実にするものである
。駆動電圧がHV6を越えるときが、レーザ管の新しい充填の時間である。ここ
で注意されることは、図9に示される駆動電圧範囲の大きさは必ずしも一定の縮
尺で引かれてないことである。When the driving voltage is higher than HV 5 (that is, HV 5 <HV <HV 6 ), a larger gas displacement PGR is performed. PGR can be used to replace up to 10 percent or more gas mixtures. Here, some kind of protective measure (sa
feguard) may be used. One is to allow some time (such as a few minutes) after the HV 5 level has been exceeded before allowing gas manipulation to take place, thus ensuring that the drive voltage actually rises due to deterioration of the gas mixture. It is something to do. When the drive voltage exceeds HV 6 , it is the time for new filling of the laser tube. Note that the size of the drive voltage range shown in FIG. 9 is not necessarily drawn to scale.
【0093】
図10は、好適実施例と図9に記載の例による通常及び強化HI、MGR及び
PGRを行うための流れ図である。この手順は新しい充填で開始され、ここで放
電チャンバ2が最適なガス混合物で充填される。レーザはその後、様々な反復率
での様々なモードやあるパルス・エネルギーまたは移動平均での放射といった様
々な条件下で工業用アプリケーションのために動作し、スタンバイ・モードにな
るか、または完全に停止することができる。次に駆動電圧検査(HV検査)が行
われ、どのガス操作が次のガス操作の候補になるかが決定される。1つの実施例
ではガス操作が駆動電圧だけに基づいて行われ得る。好適実施例では、次のステ
ップがまず最初に行われる。FIG. 10 is a flow chart for performing normal and enhanced HI, MGR and PGR according to the preferred embodiment and the example described in FIG. The procedure starts with a new filling, where the discharge chamber 2 is filled with the optimum gas mixture. The laser then operates for industrial applications under different conditions, such as different modes at different repetition rates and emission at certain pulse energies or moving averages, either in standby mode or completely shut down. can do. A drive voltage test (HV test) is then performed to determine which gas operation is a candidate for the next gas operation. In one embodiment, gas manipulation may be based solely on drive voltage. In the preferred embodiment, the following steps are performed first.
【0094】
測定された駆動電圧(HV)は、HV1〜HV6に対する所定の値と比較される
。プロセッサはHVがHV1〜HV2の間にある(すなわち、HV1<HV<HV2
)かを決定し、従って経路(1)をたどり、ガス操作は行われず手順は前のステ
ップに戻る。図示されていないが、HVがHV1より低い場合は、レーザ・ガス
の一部をレーザ管から放出及び/またはいくらかのバッファ・ガスをレーザ管に
注入するなどによって、レーザ管内のハロゲン濃度を低下させる手順が取られる
。The measured drive voltage (HV) is compared with predetermined values for HV 1 to HV 6 . The processor is between HV is HV 1 ~HV 2 (i.e., HV 1 <HV <HV 2) or to determine and thus follows the path (1), gas operation is not performed the procedure returns to the previous step. Although not shown, when HV is lower than HV 1 , the halogen concentration in the laser tube is lowered by discharging a part of the laser gas from the laser tube and / or injecting some buffer gas into the laser tube. The steps to be taken are taken.
【0095】
HVがHV2〜HV3の間にあるとプロセッサが決定する場合は、システムは通
常の動作駆動電圧帯域内にある。システムが通常の動作帯域内にある場合は、経
路(2)をたどり、それによって動作条件に基づいてエキスパート・システムが
事前に決定されるように、好適には時間、放電への入力電気エネルギー及び/ま
たはパルス計数間隔に基づいて通常のHI及びMGR1が行われ得る。HIまた
はMGR1のどちらが行われるかは好適には、時間、放電に印加される蓄積エネ
ルギー、パルス計数、ASE、時間に関するパルス形状、充電電圧変化等の1つ
かそれ以上のカウンタの表示(reading)(1つまたは複数の表示)に依存する
であろう。やはり、各ガス操作は、上記で説明されたように、レーザ管内の計算
された部分圧またはハロゲン分子の数に応じて調整することができる。If the processor determines that the HV is between HV 2 and HV 3 , then the system is within the normal operating drive voltage band. If the system is in the normal operating band, it is preferable to follow the path (2), whereby the expert system is pre-determined based on the operating conditions, preferably time, input electrical energy to the discharge and Normal HI and MGR 1 may be performed based on the pulse count interval. Whether HI or MGR 1 is performed is preferably reading of one or more counters such as time, stored energy applied to discharge, pulse count, ASE, pulse shape with respect to time, charge voltage change, etc. It will depend on (one or more indications). Again, each gas operation can be adjusted depending on the calculated partial pressure in the laser tube or the number of halogen molecules, as explained above.
【0096】
経路(2)をたどるときに行われるHI及びMGR1は、すでに引用によって
本明細書の記載に援用された米国特許出願第09/379,034号に記載され
た任意の方法によって決定することができる。HVが通常の動作帯域内にない場
合は、HVがHV2より低い(すなわち、HV<HV2)かが決定される。HVが
HV2より低ければ、経路(1)をたどりガス操作は行われない。HI and MGR 1 performed when following pathway (2) are determined by any of the methods described in US patent application Ser. No. 09 / 379,034 already incorporated herein by reference. can do. If the HV is not within the normal operating band, then it is determined whether the HV is lower than HV 2 (ie, HV <HV 2 ). If HV is lower than HV 2 , gas operation is not performed by following the path (1).
【0097】
HVがHV3〜HV4の間にある(すなわち、HV3<HV<HV4)場合は、経
路(3)をたどり、やはり時間、パルス計数及び/または放電に印加される電気
エネルギーのカウンタまたは使用される他のカウンタのカウンタ値(1つまたは
複数の値)に基づきそれに依存して行われ得る。注入されるガスと放出されるガ
スの正確な量と組成は好適にはエキスパート・システムによって決定され動作条
件に依存することになる。[0097] HV is between HV 3 ~HV 4 (i.e., HV 3 <HV <HV 4) case, follows a path (3), electrical energy again time, is applied to the pulse count and / or discharge Depending on the counter value (s) of the counter or other counters used. The exact amount and composition of gas injected and gas released will preferably be determined by an expert system and will depend on operating conditions.
【0098】
HVがHV4〜HV5の間にある(すなわち、HV4<HV<HV5)場合は、経
路(4)をたどり、強化HI及びMGR2が、やはりカウンタの値の検査に基づ
く決定に応じて行われ得る。やはり、注入されるガスと放出されるガスの正確な
量と組成は好適にはエキスパート・システムによって決定され動作条件に依存す
ることになる。[0098] HV is between HV 4 ~HV 5 (i.e., HV 4 <HV <HV 5) case follows the path (4), is reinforced HI and MGR 2, also based on the examination of the value of the counter It can be made depending on the decision. Again, the exact amount and composition of gas injected and gas released will preferably be determined by an expert system and will depend on operating conditions.
【0099】
HVがHV5〜HV6の間にある(すなわち、HV5<HV<HV6)場合は、P
GRが行われる。HVがHV6より高い(すなわち、HV6<HV)場合は、新し
い充填が行われる。
経路(2)〜(5)の何れかをたどって対応するガス操作が行われた後で、か
つ好適には一定の整定時間(settling time)の後、本方法はレーザの動作モー
ドを決定し、再びHVを測定し、所定のHVレベルHV1〜HV6と比較するステ
ップに戻る。[0099] HV is between HV 5 ~HV 6 (ie, HV 5 <HV <HV 6 ) case, P
GR is performed. If HV is higher than HV 6 (ie HV 6 <HV), then a new fill is done. The method determines the mode of operation of the laser after any of the paths (2) to (5) has been subjected to a corresponding gas operation and preferably after a certain settling time. , The HV is measured again, and the process returns to the step of comparing with the predetermined HV levels HV 1 to HV 6 .
【0100】
とりわけ上記で言及された、これらの異なった動作電圧レベル及び時間、放電
に印加される電気エネルギー、駆動電圧の変化、ASE、時間に関するパルス形
状及び/またはパルス計数スケジュールの全ての設定は個別になされるか、また
は異なった動作条件に対して格納され得るコンピュータ制御データベースを参照
することができる。連続パルスまたはバースト・モードといった異なった動作条
件下での様々なHVレベルでのレーザの動作を考慮することができる。All the settings of these different operating voltage levels and times, the electrical energy applied to the discharge, the change in drive voltage, the ASE, the pulse shape and / or the pulse counting schedule with respect to time, mentioned above among others, Reference can be made to a computer controlled database, which can be made individually or stored for different operating conditions. Operation of the laser at various HV levels under different operating conditions such as continuous pulse or burst mode can be considered.
【0101】
これらの全ての様々な種類のガス制御及び補給メカニズムを組み合わせるには
、多くの要因及び変数を調和させることが必要である。エキスパート・システム
及びデータベースと組み合わされて、本発明のプロセッサ制御レーザ・システム
は新しい充填が必要になる前のガスの寿命を延長する。原則として、新しい充填
のためのレーザ・システムの停止(bringing down)は完全に防止される。従っ
て、レーザ・システムの寿命は、レーザ管窓または他の光学的構成要素の交換の
ためといった他のレーザ構成要素によって決定される予定された保守間隔に依存
するであろう。やはり、'126号出願を参照して上記で言及されたように、レ
ーザ管及び共振器構成要素の寿命さえも延長して、停止期間の間の間隔も延長す
ることができる。The combination of all these various types of gas control and replenishment mechanisms requires the coordination of many factors and variables. Combined with an expert system and database, the processor-controlled laser system of the present invention extends the life of the gas before a new fill is needed. In principle, the bringing down of the laser system for a new filling is completely prevented. Therefore, the life of the laser system will depend on the scheduled maintenance intervals determined by other laser components, such as for replacement of laser tube windows or other optical components. Again, as mentioned above with reference to the '126 application, the life of the laser tube and resonator components can even be extended, and the spacing between the outage periods can be extended.
【0102】
上記で説明されたガス補給手順は超低温(cryogenic)または静電ガス精製技
術と組み合わされてもよく、それによって希ガス・フッ化物(rare gas fluorid
e)、すなわちAFn分子(ここで、A=Kr、ArまたはXeで、n=2、4ま
たは6)または上記で言及されたような他の汚染物質といった汚染物質がガス混
合物から除去される。この目的に対して、米国特許第4,534,034号、第
5,001,721号、第5,111,473号、第5,136,605号及び
第5,430,752号を引用によって本明細書の記載に援用する。標準的な方
法には通常、ガスを再循環させて放電チャンバに戻す前に冷却トラップ(cold t
rap)を使用して汚染物質を凍結させて(freeze out)除去するステップが含ま
れる。凍結される汚染物質の一部はエキシマ・レーザの活性希ガス及びハロゲン
・ガスといった活性ガスの分子結合である。従って、かなりの量のこれらの重要
なレーザ・ガスが放電チャンバ内のガス混合物から除去される。その結果は希ガ
ス及びハロゲン・ガス濃度の急激な低下であり、これは出力ビーム・パラメータ
に望ましくない影響を与える。The gas replenishment procedure described above may be combined with cryogenic or electrostatic gas refining techniques, whereby rare gas fluorids are used.
e), ie pollutants such as AF n molecules (where A = Kr, Ar or Xe, n = 2, 4 or 6) or other pollutants as mentioned above are removed from the gas mixture. . To this end, reference is made to US Pat. Nos. 4,534,034, 5,001,721, 5,111,473, 5,136,605 and 5,430,752. Incorporated into the description of this specification. Standard methods typically include a cold trap (cold t) before the gas is recirculated and returned to the discharge chamber.
rap) and freeze out the contaminants. Some of the contaminants frozen are the active noble gases of excimer lasers and molecular bonds of active gases such as halogen gases. Therefore, a significant amount of these important laser gases are removed from the gas mixture within the discharge chamber. The result is a sharp drop in rare gas and halogen gas concentrations, which has an undesirable effect on the output beam parameters.
【0103】
要約すると、好適実施例は、ガス放電レーザ、特にエキシマまたは分子フッ素
(F2)レーザの最初の(original)または最適なガス組成を安定化する方法と
手順を提供する。運転モードまたはスタンバイ・モードでのレーザの長い動作期
間中、レーザ・ガスの消耗は、放電に印加される蓄積電気エネルギー、時間及び
/またはパルス計数に加えて、高電圧、レーザ・パルス形状、ASE、新しい充
填後の経過時間、または一部が上記で記載された他の付加的なレーザ・パラメー
タを監視及び制御することによって連続的に監視される。様々な条件下で動作す
る様々なレーザの主要な動作パラメータの既知の履歴と傾向のデータベースによ
って、プロセッサ制御手順が適用されてガス劣化を補給する。安定化処理は、好
適には指定された時間、駆動電圧の変化、放電への入力電気エネルギー及び/ま
たはショット計数間隔、それらの組み合わせ、またはガス混合物の劣化に対する
既知の関係で変化するパラメータに関連する何らかの他の間隔に基づいて行われ
る多数の小さなガス操作(マイクロ注入)の使用を伴う。様々な量のμHI及び
MGR注意深い組み合わせ、及びPGRが使用されて、潜在的には無制限の持続
期間(potentially unlimited duration)にわたるレーザ・ガス混合物のほぼ完
全な安定化を行う。In summary, the preferred embodiments provide methods and procedures for stabilizing the original or optimal gas composition of gas discharge lasers, especially excimer or molecular fluorine (F2) lasers. During long laser operation in operating or standby mode, laser gas depletion is due to high voltage, laser pulse shape, ASE, as well as accumulated electrical energy applied to the discharge, time and / or pulse count. , The elapsed time after a new fill, or in part, is continuously monitored by monitoring and controlling the additional laser parameters described above. With a known history and trend database of key operating parameters of various lasers operating under various conditions, processor control procedures are applied to replenish gas degradation. The stabilization process preferably relates to a parameter that changes in a known relationship to the specified time, the change in drive voltage, the input electrical energy to the discharge and / or the shot counting interval, a combination thereof, or the deterioration of the gas mixture. It involves the use of numerous small gas operations (micro-injections) that are performed based on some other interval of Careful combinations of μHI and MGR in varying amounts, and PGR are used to provide near complete stabilization of the laser gas mixture over a potentially unlimited unlimited duration.
【0104】
おそらく最も重要なことだが、本明細書で説明されるガス操作は円滑で、レー
ザ・システムの種々様々な動作条件を含むエキスパート・システムに基づいて制
御されるため、レーザの意味のあるような出力ビーム・パラメータまたは動作を
妨害することはない。従って、レーザはガス補給操作中の中断なしに動作し、工
業的処理を高い効率で行うことができる。本発明の第1の態様をきっかけとして
行われる好適なガス補給操作のさらなる詳細は第09/447,882号及び第
60/171,717号出願、及び上記で言及された特許明細書、例えば米国特
許第4,997,573号の他の箇所に記載されている。
(バースト制御アルゴリズム)
ここで、本発明の第2の態様に関連する好適実施例が以下説明されるが、そこ
ではレーザ制御コンピュータまたはプロセッサ16は好適には、各長いバースト
休止に続くバーストの初期パルスに対する充電電圧を低下させるための自己学習
アルゴリズムによってプログラムされる。この方法で、図1で例示されたような
、長いバースト休止の後のエネルギーのスパイクまたはオーバーシュートの傾向
は、バースト中の初期パルスに対する高電圧を低下させることによって有利に補
償される。さらに、高速エネルギー調節ループによって、ダイ・サイト全体また
はウェハ位置全体にわたってほぼ一定のエネルギー照射量が達成される。バース
ト中のパルスまたはパルス群の出力エネルギーが目標エネルギーまたはエネルギ
ー照射量または移動平均エネルギーと比較されて、短いバースト休止と長いバー
スト休止の両方に続くバースト全体にわたる移動エネルギー平均の変化またはエ
ネルギー照射量の変動を最小にする、すなわちレーザ・システムの移動平均エネ
ルギー安定性またはエネルギー照射量安定性を改善する。Perhaps most importantly, the gas handling described herein is meaningful for lasers because it is smooth and controlled on the basis of an expert system that includes a wide variety of operating conditions of the laser system. It does not interfere with such output beam parameters or operation. Therefore, the laser can operate without interruption during the gas refilling operation and can perform industrial processing with high efficiency. Further details of suitable gas replenishment operations carried out in the wake of the first aspect of the present invention may be found in the 09 / 447,882 and 60 / 171,717 applications, and in the patent specifications mentioned above, for example US It is described elsewhere in Japanese Patent No. 4,997,573. Burst Control Algorithm A preferred embodiment relating to the second aspect of the invention will now be described below, in which the laser control computer or processor 16 preferably initiates the burst following each long burst pause. It is programmed by a self-learning algorithm to reduce the charging voltage for the pulse. In this way, the tendency of energy spikes or overshoots after a long burst pause, as illustrated in FIG. 1, is advantageously compensated for by lowering the high voltage for the initial pulse in the burst. In addition, the fast energy regulation loop achieves a nearly constant energy dose over the die site or wafer position. The output energy of a pulse or group of pulses in a burst is compared to a target energy or energy dose or moving average energy to change the moving energy average or energy dose over the burst following both short and long burst pauses. Minimize fluctuations, ie improve moving average energy stability or energy dose stability of the laser system.
【0105】
特に、この好適実施例によって好適には2つのエネルギー制御方法が使用され
る。第1のアルゴリズム、すなわちオーバーシュート・アルゴリズムはバースト
の開始での1〜10パルスを制御し、第2のアルゴリズム、すなわち制御アルゴ
リズムはバースト中の他のパルスを制御する。In particular, according to this preferred embodiment preferably two energy control methods are used. The first algorithm, the overshoot algorithm, controls 1-10 pulses at the beginning of the burst, and the second algorithm, the control algorithm, controls the other pulses in the burst.
【0106】[0106]
【表1】 [Table 1]
【0107】
エネルギー制御は好適には上記で示されたような3つのテーブルを含む。また
、この実施例の範囲(scope)内で2つまたは3つより多いテーブルが使用され
ることもある。各テーブルはバースト中の多数の初期パルスに対する高電圧値を
含む。この例では、テーブルに示され下記の通り、10パルスまでに対する高電
圧値がテーブル中に保持される。すなわち、
□ テーブル1は長いバースト休止後の第1バーストの開始に対して使用され
る。The energy control preferably comprises three tables as indicated above. Also, more than two or three tables may be used within the scope of this embodiment. Each table contains high voltage values for a number of initial pulses in the burst. In this example, the high voltage values for up to 10 pulses are held in the table, as shown in the table below. Table 1 is used for the start of the first burst after a long burst pause.
【0108】
□ テーブル2は長いバースト休止後の第2バーストの開始に対して使用され
る。
□ テーブル3は他の全てのバーストに対して使用される。
レーザの始動時、テーブル中の値は全て好適には中間のHVに設定される。次
に、利用可能な場合は、最終レーザ停止時に格納された値が好適にはロードされ
る。レーザの停止時に、その実際の値がディスクに格納される。Table 2 is used for the start of the second burst after a long burst pause. -Table 3 is used for all other bursts. At laser start-up, all values in the table are preferably set to the intermediate HV. The value stored at the last laser stop is then preferably loaded, if available. When the laser is stopped, its actual value is stored on the disc.
【0109】
一般に、(1)長いバースト休止及び(2)短いバースト休止という2つの通
常のバースト休止期間が存在する。すなわち、
・ 短いバースト休止は、例えば約20〜50msといった非常に短い相対持
続期間を有する。
・ 長いバースト休止は通常、例えば短いバースト休止の持続期間の20倍と
いうように、最小時間よりはるかに長い。In general, there are two normal burst pause periods: (1) long burst pauses and (2) short burst pauses. A short burst pause has a very short relative duration, eg about 20-50 ms. A long burst pause is usually much longer than the minimum time, eg 20 times the duration of a short burst pause.
【0110】
msの単位の短いバースト休止の長さはソフトウェアによって設定することが
できる(通常の値は50msであるが、任意の選択された量に構成可能(config
urable)である)。長いバースト休止の長さは通常短いバースト休止の長さの2
0倍に設定される。従って、いくつかの例示バースト休止の定義には、例えば次
のものが含まれる。すなわち、
休止なしに対応する0〜50ms、
短い休止に対応する50ms〜20×50ms=1s、及び
長いバースト休止に対応する1sまたはそれ以上。
エネルギー制御装置は好適にはミリ秒をカウントするタイマを有する。このカウ
ンタは各光パルス(light pulse)の後にリセットされる。カウンタが短いバー
スト休止の長さとして設定された数に達すると、短いバースト休止が認識される
。カウンタがこの数の20倍に達すると、長いバースト休止が認識される。The length of the short burst pause in units of ms can be set by software (typical value is 50 ms, but configurable to any selected amount (config
urable)). The length of a long burst pause is usually 2 times the length of a short burst pause.
It is set to 0 times. Thus, some exemplary burst pause definitions include, for example: That is, 0 to 50 ms for no pause, 50 ms to 20 × 50 ms = 1 s for short pause, and 1 s or more for long burst pause. The energy control device preferably has a timer that counts milliseconds. This counter is reset after each light pulse. When the counter reaches the number set as the length of the short burst pause, the short burst pause is recognized. When the counter reaches 20 times this number, a long burst pause is recognized.
【0111】
長いバースト休止中、電源はテーブル1の第1の位置に与えられているHVの
値、すなわちHV1まで充電し、第1パルスに対する準備をする。第1パルスが
トリガーされ、テーブル1からのHV1の値が印加され第1パルスが発生すると
、その結果として生じるパルス・エネルギーが測定される。エネルギーが低すぎ
るかまたは高すぎる場合、すなわち、測定されたパルス・エネルギーが目標エネ
ルギーと異なっている場合は、テーブル1中に対する第1パルスに対するHV値
は、目標エネルギーとの差異(variance)の度合いと、おそらくは以前の長いバ
ースト休止の後の第1パルスの以前の測定の結果といった何らかの他の要因とに
応じて増大または減少される。すなわち、電源はHV1に充電され、その結果と
して生じる第1パルスの測定されたエネルギーがE1Mである。次に、測定され
たエネルギーE1Mが目標エネルギーE1Tから減算され、±E1=E1T−E1M
が得られる。次に、±HV1=HV1new−HV1が使用されるが、ここで±HV1
は±E1から計算され、そして、±HV1は、テーブル1の第1位置中のHV1を
HV1newによって置換するなどのため、HV1に加算またはそれから減算される
。その結果、長いバースト休止に続く次のバースト・シーケンスの第1バースト
の第1パルスは目標エネルギーに近づき、制御装置は好適には連続反復(succes
sive iteration)によって最適なHV設定を学習し続ける。During a long burst pause, the power supply charges to the value of HV given in the first position of Table 1, ie HV1, and prepares for the first pulse. When the first pulse is triggered and the value of HV1 from Table 1 is applied and the first pulse occurs, the resulting pulse energy is measured. If the energy is too low or too high, that is, if the measured pulse energy is different from the target energy, the HV value for the first pulse in Table 1 is the degree of variance from the target energy. And possibly some other factor, such as the result of a previous measurement of the first pulse, possibly after a previous long burst pause. That is, the power supply is charged to HV1 and the resulting measured energy of the first pulse is E1 M. Then, the measured energy E1 M is subtracted from the target energy E1 T to obtain ± E1 = E1 T −E1 M. Next, ± HV1 = HV1 new −HV1 is used, where ± HV1
Is calculated from ± E1 and ± HV1 is added to or subtracted from HV1 to replace HV1 in the first position of Table 1 by HV1 new , etc. As a result, the first pulse of the first burst of the next burst sequence following a long burst pause approaches the target energy and the controller preferably performs continuous repetitions.
Continue learning the optimal HV setting by sive iteration).
【0112】
この処理は好適には次の長いバースト休止に続くいくつかの第1パルスHV1
に対して継続して行われ、エネルギーを測定し、目標エネルギーと比較しテーブ
ル1を更新する同じ手順が行われる。次に、電源は、長いバースト休止の後の第
1パルスに関連して今説明したのと同じ方法で、テーブル1の第2の場所に与え
られた高電圧HV2に充電し、長いバースト休止に続く第1バースト中の第2パ
ルスの準備をする、等である。すなわち、同じ手順が好適には各初期パルス、例
えば、テーブルに示されているような最初の10パルスについて行われ、HV1
〜HV10の値が計算され更新される。1とテーブルで例示される10パルスより
多い数の間に構成可能である一定の数のパルスの後、制御モードは第1バースト
の残りのパルスのための第2の制御アルゴリズム(以下参照)に切り換わる。This process preferably consists of a number of first pulses HV1 following the next long burst pause.
The same procedure of measuring the energy, comparing it with the target energy and updating Table 1 is carried out. The power supply then charges the high voltage HV2 applied to the second location of Table 1 in the same manner as just described with respect to the first pulse after the long burst pause, and enters the long burst pause. Prepare for the second pulse in the following first burst, and so on. That is, the same procedure is preferably performed for each initial pulse, for example the first 10 pulses as shown in the table, HV1
The value of ~ HV10 is calculated and updated. After a certain number of pulses configurable between 1 and more than 10 pulses exemplified in the table, the control mode is set to the second control algorithm (see below) for the remaining pulses of the first burst. Switch.
【0113】
次の短いバースト休止(これは長いバースト休止に続くバースト・シーケンス
中の第2バーストに対するものを意味する)の後、テーブル2が使用されること
を除いては同様のアルゴリズムが適用される。ここでも、第1アルゴリズムの実
行される第2バースト中のパルスの数が構成可能であり、10より多いことも少
ないこともあり、また、第1バーストについてテーブル1で使用されたパルスの
数より多いことも少ないこともありうる。好適には毎回の次の短いバースト休止
(これは、バースト・シーケンス中の他の全てのバーストに対するものを意味す
る)の後にテーブル3が使用される。再び、第1アルゴリズムが実行される第3
バースト中のパルスの数が構成可能であり、10または10より多いことも少な
いこともあり、テーブル1またはテーブル2の何れかで使用される数と同じか、
またはそれより多いことも少ないこともありうる。好適にはテーブル3が第1制
御アルゴリズム中のこの最後のテーブルとして使用されるが、テーブル2または
第4またはそれ以降のテーブル(later table)が長いバースト休止に続き、か
つ、次の長いバースト休止の前の全ての後続バーストに適用されるこの機能のた
めに使用されることもある。After the next short burst pause, which means for the second burst in the burst sequence following the long burst pause, a similar algorithm is applied except that Table 2 is used. It Again, the number of pulses in the second burst performed by the first algorithm is configurable, may be more or less than 10, and may be greater than the number of pulses used in Table 1 for the first burst. It can be high or low. Table 3 is preferably used after each next short burst pause, which means for all other bursts in the burst sequence. Again, the third algorithm in which the first algorithm is executed
The number of pulses in the burst is configurable and may be 10 or more or less than 10 and is the same as the number used in either Table 1 or Table 2,
Or it may be more or less. Preferably table 3 is used as this last table in the first control algorithm, but table 2 or the fourth or later table is followed by a long burst pause and the next long burst pause. It may also be used for this function which applies to all subsequent bursts before.
【0114】
次の長いバースト休止の後、テーブル1から始まって全てが繰り返される。こ
の方法でエネルギー制御装置は全てのバースト毎の第1パルスについて最適なH
V設定を学習する。しかし、長いバースト休止の後、アルゴリズムは前の休止の
後どのテーブルが使用されたかにかかわらずテーブル1に戻ることに注意された
い。After the next long burst pause, everything is repeated starting from table 1. In this way, the energy controller will optimize the optimum H for the first pulse of every burst.
Learn V settings. However, note that after a long burst pause, the algorithm returns to Table 1 regardless of which table was used after the previous pause.
【0115】
好適には、最初の10程度のバースト・シーケンスに対する初期学習段階が使
用されるが、後続のバースト・シーケンスに対してはさらに低速の学習段階(sl
ower learning phase)が使用される。高速学習段階は、エネルギー設定値が変
更されるか、またはエネルギー制御モードが変更される時開始される。低速学習
段階は好適には常に能動的(active)である。すなわち、HV補正の量は好適に
は以下のように決定される。Preferably, an initial learning phase for the first 10 or so burst sequences is used, but a slower learning phase (sl) for subsequent burst sequences.
ower learning phase) is used. The fast learning phase is initiated when the energy setpoint is changed or the energy control mode is changed. The slow learning phase is preferably always active. That is, the amount of HV correction is preferably determined as follows.
【0116】
□ 最初の10または他の数のバースト・シーケンスに対しては、HVはエネ
ルギー偏差に比例して補正されるので、高速学習が行われる。
□ その後のバースト・シーケンスに対しては、HVは1つまたは2つまたは
それ以上の最下位数(least significant digit)、例えば2つの数字(digit)
のみによって補正されるか、または表中の既存の値から小さなHVを加算または
減算することによって補正される。すなわち、最初の少数のバースト・シーケン
スで行われた学習の後は、表中のHV値の大きな補正を行う必要はあまり生じな
いことになる。For the first 10 or other number of burst sequences, fast learning is done because the HV is corrected in proportion to the energy deviation. □ For subsequent burst sequences, the HV is one or two or more least significant digits, eg two digits.
It is corrected by only or by adding or subtracting a small HV from the existing values in the table. That is, after the learning performed in the first few burst sequences, it is not necessary to make a large correction of the HV value in the table.
【0117】
好適には、長いバースト休止に続くバースト数m中のパルス数n=10または
それ未満に対するHVは直前のパルスのエネルギーに大きく依存するのではなく
、前のバースト・シーケンス中の同じ数のパルスのみに依存する。あるいはまた
、先行するパルスと前のバースト・シーケンス中の同じ数のパルスの両方のエネ
ルギーが、後続バースト数m中のそのパルス数に対するHVの計算及び決定に加
えられることもある。Preferably, the HV for the number of pulses n = 10 or less in the number m of bursts following a long burst pause is not strongly dependent on the energy of the immediately preceding pulse, but the same number in the previous burst sequence. Depends only on the pulse. Alternatively, the energy of both the preceding pulse and the same number of pulses in the previous burst sequence may be added to the calculation and determination of the HV for that pulse number in the subsequent burst number m.
【0118】
テーブル中のHV値は、結果として生じるパルス・エネルギーが、例えば各初
期パルスについて約10mJでほぼ一定になるように決定される。但し、レーザ
の目標エネルギーは、例えば、9.5mJ〜10.5mJというように変化する
ことがある。従って、実際の目標エネルギーを満足させるためHV値も変更され
る。これは好適には勾配をつけてなされる。すなわち、9.5mJのエネルギー
を有するパルスを発生するHV値が決定され、そして、10.5mJのエネルギ
ーを有するパルスを発生するHV値が決定される。結果として得られる例えば1
00V/mJの勾配がテーブル中のHVを変更するために使用される。目標エネ
ルギーが10mJで維持されている場合学習アルゴリズムをこのように変更する
必要はなく、目標エネルギーが変更され調整がなされた後で発生するバーストに
ついても変更の必要はない。
(制御アルゴリズムの説明)
バースト中の初期パルスに対するHV値がテーブルから取られ、それを使用し
てオーバーシュート・アルゴリズムにより初期パルスが生成された後、制御アル
ゴリズムが使用され、各バースト中の残りのパルスに対するHV値が設定される
。制御アルゴリズムの第1実施例により、各パルスについて目標エネルギーから
のエネルギー偏差が決定される。決定された偏差は好適には増幅係数(kg)に
よって乗算される。この結果が先行するパルスに対して使用されたHVに加算さ
れ、この値が次のパルスに対して使用される。これによって出力パルス・エネル
ギーが安定化される。The HV values in the table are determined such that the resulting pulse energy is approximately constant, eg, about 10 mJ for each initial pulse. However, the target energy of the laser may change, for example, from 9.5 mJ to 10.5 mJ. Therefore, the HV value is also changed to satisfy the actual target energy. This is preferably done with a gradient. That is, the HV value that produces a pulse with an energy of 9.5 mJ is determined, and the HV value that produces a pulse with an energy of 10.5 mJ is determined. The resulting 1
A slope of 00V / mJ is used to change the HV in the table. If the target energy is maintained at 10 mJ, the learning algorithm does not need to be modified in this way, nor is the burst that occurs after the target energy has been modified and adjusted. Description of Control Algorithm The HV value for the initial pulse in the burst is taken from the table and used to generate the initial pulse by the overshoot algorithm, then the control algorithm is used to determine the remaining values in each burst. The HV value for the pulse is set. The first embodiment of the control algorithm determines the energy deviation from the target energy for each pulse. The determined deviation is preferably multiplied by the amplification factor ( kg ). This result is added to the HV used for the previous pulse and this value is used for the next pulse. This stabilizes the output pulse energy.
【0119】
代替的には、Xパルスの各群に対して、目標移動平均エネルギーからの偏差が
決定される。この偏差が使用されて、次のパルスに対するHVまたはいくつかの
後続パルスに対するHV値が決定される。
また代替的には、各ダイ・サイトについて、走査工程中多数のパルスが入射す
ることもある。そのダイ・サイト及び各ダイ・サイトに供給される合計エネルギ
ー、つまりエネルギー照射量が決定され、目標エネルギー照射量と比較される。
偏差が使用され、次のパルスに対するHVまたはいくつかの後続パルスに対する
HV値が決定される。こうして、移動平均とエネルギー照射量が関連付けられる
。n個のパルス・エネルギー、例えば40個のパルス・エネルギーの合計は、n
個の後続パルスの各パッケージに対して一定に保持されるエネルギー照射量であ
る。この合計をその中のパルス数によって除算したものが移動平均と呼ばれる。
これはバーストを通じて移動し、(バーストの開始時以外では)常に同じ数のパ
ルスを含む時間窓(time window)として例示することができる。オーバーシュ
ート・アルゴリズムの対象となる初期パルスはこの決定で使用されることもされ
ないこともある。Alternatively, for each group of X pulses, the deviation from the target moving average energy is determined. This deviation is used to determine the HV for the next pulse or the HV value for some subsequent pulses. Alternatively, for each die site, multiple pulses may be incident during the scanning process. The die site and the total energy delivered to each die site, or energy dose, is determined and compared to the target energy dose.
The deviation is used to determine the HV for the next pulse or the HV value for some subsequent pulses. In this way, the moving average is associated with the energy dose. The sum of n pulse energies, eg 40 pulse energies, is n
The energy dose that is held constant for each package of individual subsequent pulses. This sum divided by the number of pulses in it is called the moving average.
This moves through the burst and can be illustrated as a time window that always contains the same number of pulses (except at the beginning of the burst). The initial pulse subject to the overshoot algorithm may or may not be used in this decision.
【0120】
ステッパ・リソグラフィ・システムの場合、ウェハ・ステージ(wafer stage
)は照射中移動しないことに注意されたい。各パルスはチップの全領域を照射す
る。この場合、合計エネルギー照射量、すなわちチップに印加される全てのパル
ス・エネルギーの合計が利用されるのであってダイ・サイト当りのエネルギー照
射量が利用されるのではない。他方スキャナは照射中ウェハ・ステージを移動さ
せる。各パルスは、パルスからパルスの間にチップ上を移動する矩形の領域を照
射する。後続パルスの照射された矩形は重なり合う。チップ上の各点は、いくつ
かのパルス、通常約40のパルスによって照射される。異なった点が異なった実
際のレーザ・パルスによって、また別言すれば異なった時間に放出されたパルス
または同時の同じビームの分割された部分によって照射されるが、照射量は好適
にはチップ上の各点またはダイ・サイトについて同じに保持される。すなわち、
移動平均は一定の保持される。In the case of a stepper lithography system, a wafer stage
Note that) does not move during irradiation. Each pulse illuminates the entire area of the chip. In this case, the total energy dose, ie the sum of all pulse energies applied to the chip, is utilized, not the energy dose per die site. On the other hand, the scanner moves the wafer stage during irradiation. Each pulse illuminates a rectangular area that moves on the chip between pulses. The illuminated rectangles of subsequent pulses overlap. Each point on the chip is illuminated by several pulses, typically about 40 pulses. The different doses are preferably illuminated by different actual laser pulses, or in other words by pulses emitted at different times or divided portions of the same beam at the same time, but the dose is preferably on-chip. The same holds for each point or die site. That is,
The moving average is held constant.
【0121】
この点で、エネルギー照射量の安定性(energy dose stability)を維持する
ことは、好適実施例によりパルス・エネルギー安定性(pulse energy stability
)を維持することとは異なっている。例えば、ダイ・サイト上に入射する40の
パルスにわたって、標準偏差は多かれ少なかれ変化するが、エネルギー照射量は
同じなままである。例えば、ウェハ上の1点で、20の各々交互に9.9mJと
10.1mJに変るパルスがサイト上に入射するか、または20の各々交互に9
.95mJと10.05mJに変るパルスがサイト上に入射するとする。どちら
の場合でも、10mJの移動平均が観察されるが、パルス・エネルギー安定性は
後者の場合の方が前者の場合より大きい。上記の例が示すように、ウェハ上の各
点に印加される合計エネルギー照射量がほぼ同じである限り、パルス・エネルギ
ー安定性にかかわらずエネルギー照射量安定性は高くなる。In this respect, maintaining energy dose stability is a measure of pulse energy stability according to the preferred embodiment.
) Is different from maintaining. For example, over 40 pulses incident on the die site, the standard deviation varies more or less, but the energy dose remains the same. For example, at one point on the wafer, 20 alternating pulses of 9.9 mJ and 10.1 mJ are incident on the site, or 20 alternating pulses of 9 each.
. Suppose a pulse changing to 95 mJ and 10.05 mJ is incident on the site. In both cases a moving average of 10 mJ is observed, but the pulse energy stability is greater in the latter case than in the former. As the above examples show, as long as the total energy dose applied to each point on the wafer is about the same, the energy dose stability is high regardless of the pulse energy stability.
【0122】
移動平均窓(moving average window)はパラメータwによって設定すること
ができる。すなわち、制御装置16はいくつかのパルス、例えばi個のパルスの
エネルギー偏差の合計を計算し、この合計を補正係数kiで乗算しパラメータw
で除算する、すなわち、HV値は係数s*ki/wによって補正される。パラメ
ータwはパルスの数iと無関係であるため、エネルギー偏差の合計はパルスの数
iが大きくなるに連れて一層重要になる。この合計は各短い、または長いバース
ト休止が検出された後その都度0に設定される。この合計は好適には以下のよう
に計算される。The moving average window can be set by the parameter w. That is, the controller 16 calculates the sum of the energy deviations of several pulses, eg i pulses, and multiplies this sum by the correction factor k i to obtain the parameter w
Divided by, that is, the HV value is corrected by the coefficient s * ki / w. Since the parameter w is independent of the number of pulses i, the total energy deviation becomes more important as the number of pulses i increases. This sum is set to 0 each time a short or long burst pause is detected. This sum is preferably calculated as follows.
【0123】
・ 0<i<(w−1)の場合、sは最初のi個のパルスのエネルギー偏差の
合計である。また、
・ i≧(w−1)の場合、sは最後の(w−1)個のパルスのエネルギー偏
差の合計である。
例えば、wが40に設定され、制御装置16はバースト中の最初の39個のパル
スの偏差の合計を計算し、従って、上記の1つ目の黒丸印によって(すなわち、
補正係数kiによって)40番目のパルスを補正する。同じことがバースト中の
より前のパルスについても行われる、すなわち、バースト中の、例えば最初の1
5個のパルスの偏差の合計が計算され、従って、16番目のパルスのHVが補正
される。次に、40番目のパルスの後の各パルスに対しては、上記の2つ目の黒
丸印により前の39個のパルスだけが使用される。すなわち、本発明の制御アル
ゴリズムによる照射量安定性は有利に改善される。If 0 <i <(w−1), then s is the sum of the energy deviations of the first i pulses. Also, if i ≧ (w−1), s is the total energy deviation of the last (w−1) pulses. For example, w is set to 40 and the controller 16 calculates the sum of the deviations of the first 39 pulses in the burst, and thus by the first bullet above (ie,
Correct the 40th pulse (by the correction factor k i ). The same is done for earlier pulses in the burst, i.e. for example the first one in the burst.
The sum of the deviations of the 5 pulses is calculated, thus correcting the HV of the 16th pulse. Then, for each pulse after the 40th pulse, only the previous 39 pulses are used due to the second bullet above. That is, the dose stability according to the control algorithm of the present invention is advantageously improved.
【0124】
この好適な制御アルゴリズムでは、バースト中のパルスに対するHV値、及び
それに対してなされる補正及び更新は、そのバースト中の先行するのパルス(pr
eceding pulse)のみに依存し、前のバースト・シーケンスには依存しないこと
に注意されたい。さらに、オーバーシュート制御は同時にオーバーシュート・ア
ルゴリズムによって向上する。すなわち、オーバーシュート・アルゴリズムはバ
ースト中の初期パルスのエネルギーを制御するために有利に使用され、一方、制
御アルゴリズムは初期パルスの後そのバースト中のパルスに対応するエネルギー
または移動平均エネルギーまたはエネルギー照射量を制御するために有利に使用
される。すなわち、制御アルゴリズムとオーバーシュート・アルゴリズムはエネ
ルギー、エネルギー安定性、エネルギー照射量安定性及びエネルギー・オーバー
シュート制御のために有利に組み合される。In this preferred control algorithm, the HV value for a pulse in a burst, and the corrections and updates made to it, are determined by the preceding pulse (pr) in that burst.
Note that it only depends on the eceding pulse) and not on the previous burst sequence. Moreover, overshoot control is simultaneously enhanced by the overshoot algorithm. That is, the overshoot algorithm is advantageously used to control the energy of the initial pulse in a burst, while the control algorithm uses the energy or moving average energy or energy dose corresponding to the pulse in the burst after the initial pulse. Is advantageously used to control That is, the control algorithm and the overshoot algorithm are advantageously combined for energy, energy stability, energy dose stability and energy overshoot control.
【0125】
レーザ・システムは多様なモードで動作するよう設定することができる。レー
ザがエネルギー・バースト・モード(energy burst mode)で動作するよう設定
されている場合は、上記で論じられたオーバーシュート及び制御アルゴリズムが
好適に使用される。レーザがエネルギー一定モードに設定されている場合は、レ
ーザはバーストを使用しないものと想定され、従って、HV補償が使用されるよ
うなオーバーシュートは発生しないため、制御アルゴリズムが上記で論じられた
ように使用され、オーバーシュート・アルゴリズムは使用されない。レーザはH
V一定モードで動作するよう設定されることもあるが、この場合HV値の変化に
よるエネルギー制御は存在しない。HVは全てのパルスに対して一定の値に設定
される。一定のエネルギーで動作するレーザはHV以外の別のパラメータの変化
に依存するエネルギー制御アルゴリズムを使用すると考えられるが、これは、そ
うでないとエネルギーの変化によって不充分な適用処理(application processi
ng)となることを招くことになるためである。The laser system can be configured to operate in various modes. If the laser is set to operate in energy burst mode, the overshoot and control algorithms discussed above are preferably used. When the laser is set to the constant energy mode, it is assumed that the laser does not use bursts, and thus there is no overshoot such that HV compensation is used, so the control algorithm is as discussed above. , The overshoot algorithm is not used. Laser is H
It may be set to operate in the constant V mode, but in this case, energy control by changing the HV value does not exist. HV is set to a constant value for all pulses. Lasers operating at constant energy may use energy control algorithms that rely on changes in other parameters other than HV, which would otherwise result in poor application processi due to changes in energy.
ng) will be invited.
【0126】
いくつかの特定のレーザ動作モードには次のものが含まれる。
・ 外部HVモード、ここでは内部エネルギー制御装置16は使用されず、H
V値は外部制御装置によって直接計算される。
・ ESFモード(exposure sensor feedback:照射センサ・フィードバック
)、ここでは内部レーザ・エネルギー・センサを使用する代わりに、スキャナ中
のエネルギー・センサが使用される。エネルギー値はパラレル・インタフェース
を通じて、例えば各パルスに対してエネルギー制御装置16に送られる。制御ア
ルゴリズムの残りの部分は変更されない状態にしておいてもよい。Some specific laser modes of operation include: External HV mode, where the internal energy control device 16 is not used and H
The V value is calculated directly by the external controller. ESF mode (exposure sensor feedback), where instead of using an internal laser energy sensor, the energy sensor in the scanner is used. The energy value is sent to the energy controller 16 for each pulse, for example, via a parallel interface. The rest of the control algorithm may be left unchanged.
【0127】
・ ECIモード(energy control interface:エネルギー制御インタフェー
ス)、ここではシリアル・インタフェースが使用され、制御装置パラメータとエ
ネルギー設定値が変更される。このシステムは通常バースト休止中にのみ使用さ
れる。
好適実施例による一定の移動エネルギー平均に対する調節ループには、バース
トの開始時の各ショットに対する充電電圧調節が含まれる。好適なレーザ・シス
テムでは、行われる充電電圧の変化は十分に小さいので、他のレーザ出力ビーム
・パラメータに大きな影響を与えない(この点に関するさらなる議論については
第09/447,882号及び第60/171,717号出願参照)。ECI mode (energy control interface), where a serial interface is used and the controller parameters and energy settings are changed. This system is normally used only during burst pauses. The regulation loop for constant transfer energy average according to the preferred embodiment includes charge voltage regulation for each shot at the beginning of a burst. In the preferred laser system, the change in charging voltage that is made is sufficiently small that it does not significantly affect the other laser output beam parameters (09 / 447,882 and 60 for further discussion in this regard). / 171,717 application).
【0128】
平均パルス・エネルギーまたはエネルギー照射量または移動平均は個々の照射
工程に依存する。例えば、様々なレジスト(resist)が使用される様々なエネル
ギー照射量に対応することができる。目標エネルギーは充電電圧の対応する調整
によって達成される。通常の充電電圧は1.4〜2.0kVの範囲である。パル
ス・エネルギー調整は、好適には約100〜400Vの電圧調整によって達成す
ることができる。The average pulse energy or energy dose or moving average depends on the individual irradiation step. For example, different resists can accommodate different energy doses used. The target energy is achieved by a corresponding adjustment of the charging voltage. Normal charging voltage is in the range of 1.4-2.0 kV. Pulse energy conditioning can be accomplished by voltage regulation, preferably about 100-400V.
【0129】
本発明の例示図面と特定の実施例が説明され例示されたが、理解されるように
本発明の範囲はここで議論された特定の実施例に制限されるものではない。すな
わち、実施例は限定的なものではなく例示的なものであるとみなされるべきであ
り、当業者によって、以下の特許請求の範囲の請求項に記載の本発明の範囲とそ
の等価な物から離れることなく、これらの実施例において変形がなされうること
は理解されるべきである。While the exemplary drawings and specific embodiments of the present invention have been illustrated and illustrated, it will be understood that the scope of the invention is not limited to the specific embodiments discussed herein. That is, the examples should be considered to be illustrative rather than limiting, and by one of ordinary skill in the art from the scope of the invention as claimed in the following claims and their equivalents. It should be understood that variations can be made in these embodiments without departing.
【0130】
さらに、以下の方法請求項(method claim)では、ステップは選択された印刷
上の順序に配列されている。しかし、この順序は、ステップの特定の順序が明記
されるかあるいは当業者によって必要と認められるもの以外は、印刷上の便宜の
ために選択されそのように配列されたものであって、そのステップを実行するた
めの何らかの特定の順序を意味することを意図するものではない。Further, in the following method claims, the steps are arranged in a selected typographical order. However, this order is chosen and arranged as such for the convenience of printing, except where the particular order of steps is explicitly stated or as required by one of ordinary skill in the art Is not meant to imply any particular order for performing.
【図1】
バースト中一定に保持された入力高電圧を有するパルス化ガス放電レーザから
の、1つのバーストのパルスに対するエネルギー対パルス数を例示する図である
。FIG. 1 illustrates energy versus pulse number for a pulse of a burst from a pulsed gas discharge laser with an input high voltage held constant during the burst.
【図2】
好適実施例によるエキシマまたは分子フッ素レーザのシステムの概略を示す図
である。FIG. 2 is a schematic diagram of an excimer or molecular fluorine laser system according to a preferred embodiment.
【図3】 好適実施例によるガス制御ユニットの概略を例示する図である。[Figure 3] It is a figure which illustrates the outline of the gas control unit by a preferred embodiment.
【図4】
アキュムレータを使用する図2のレーザの放電チャンバへのハロゲン注入のた
めのガス管路の概略を例示する図である。4 is a diagram illustrating a schematic of a gas line for halogen injection into the discharge chamber of the laser of FIG. 2 using an accumulator.
【図5】
好適実施例によるレーザ・システムのための定期的なハロゲン注入をも示す充
電電圧対時間及び放電に印加される蓄積エネルギーのグラフを示す図である。FIG. 5 shows a graph of charge voltage versus time and stored energy applied to discharge, which also shows periodic halogen injection for a laser system according to a preferred embodiment.
【図6】
好適実施例によるレーザ・システムのための定期的なハロゲン注入をも示す充
電電圧対時間のグラフを示す図である。FIG. 6 shows a graph of charge voltage versus time that also shows periodic halogen injection for a laser system according to the preferred embodiment.
【図7】
好適実施例による、2KHzで動作するレーザ・システムに対するパルス・エ
ネルギー安定性(標準偏差、上のグラフ)対時間及び移動平均(40パルス間隔
にわたる、最大及び最小)のグラフを示す図である。FIG. 7 shows a graph of pulse energy stability (standard deviation, upper graph) versus time and moving average (maximum and minimum over 40 pulse intervals) for a laser system operating at 2 KHz, according to a preferred embodiment. Is.
【図8】
好適実施例による、システムのための定期的マイクロ・ハロゲン注入( HI
)をも示す駆動電圧対時間の定性グラフを示す図である。FIG. 8: Periodic micro-halogen injection (HI) for the system according to the preferred embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a qualitative graph of drive voltage vs.
【図9】
好適実施例によるシステムに対する、定期的ハロゲン注入、ミニ・ガス置換及
び部分ガス置換をも示す駆動電圧対パルス計数の定性グラフを示す図である。FIG. 9 is a qualitative graph of drive voltage versus pulse count also showing periodic halogen injection, mini gas replacement and partial gas replacement for the system according to the preferred embodiment.
【図10】
好適実施例によるハロゲン注入、ミニ・ガス置換及び部分ガス置換を行うため
の流れ図である。FIG. 10 is a flow chart for performing halogen injection, mini gas replacement and partial gas replacement according to the preferred embodiment.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/447,882 (32)優先日 平成11年11月23日(1999.11.23) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/171,717 (32)優先日 平成11年12月22日(1999.12.22) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 09/484,818 (32)優先日 平成12年1月18日(2000.1.18) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 DE,JP─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (31) Priority claim number 09 / 447,882 (32) Priority date November 23, 1999 (November 23, 1999) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 60 / 171,717 (32) Priority date December 22, 1999 (December 22, 1999) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 09 / 484,818 (32) Priority date January 18, 2000 (January 18, 2000) (33) Priority claiming countries United States (US) (81) Designated countries DE, JP
Claims (81)
混合物を収容する放電チャンバと、 前記ガス混合物にエネルギーを与えるため前記電極に結合された電源回路と、 レーザ・ビームを発生する共振器と、 ガス混合物状態の基準として前記のレーザの放電に印加される蓄積エネルギー
を監視する手段と、 前記放電に印加される前記の監視された蓄積エネルギーに少なくとも部分的に
基づいて前記ガス混合物を補給する手段と、を具備するガス放電レーザ・システ
ム。1. A gas discharge laser system comprising: a discharge chamber having a plurality of electrodes therein, containing a gas mixture containing one or more components to be consumed; and energizing the gas mixture. A power supply circuit coupled to the electrodes to provide a laser beam, a resonator for generating a laser beam, means for monitoring the stored energy applied to the discharge of the laser as a reference for the gas mixture state, Means for replenishing the gas mixture based at least in part on the monitored stored energy being stored.
る手段を含み、ここで前記補給手段が前記の監視された時間にも基づいて前記ガ
ス混合物を補給する、請求項1に記載のシステム。2. The method of claim 1 further comprising means for monitoring time as an additional measure of said gas mixture status, wherein said replenishing means replenishes said gas mixture also based on said monitored time. The system described.
視する手段を含み、ここで前記補給手段が前記の監視された充電電圧にも基づい
てガス混合物を補給する、請求項1または2に記載のシステム。3. The method of claim 1, further comprising means for monitoring a charging voltage as an additional measure of the gas mixture state, wherein the replenishing means replenishes the gas mixture also based on the monitored charging voltage. Or the system according to 2.
化を監視する手段を含み、ここで前記補給手段が前記の監視された充電電圧の変
化にも基づいて前記ガス混合物を補給する、請求項1または2に記載のシステム
。4. Further comprising means for monitoring changes in charging voltage as an additional criterion for said gas mixture status, wherein said replenishing means replenishes said gas mixture also based on said monitored changes in charging voltage. The system according to claim 1 or 2, which comprises:
で前記の監視手段が前記の監視された蓄積エネルギー照射量に基づいて充電電圧
を制御する、請求項1または2に記載のシステム。5. The method of claim 1, further comprising means for monitoring the stored energy dose, wherein the monitoring means controls the charging voltage based on the monitored stored energy dose. System.
放電チャンバ内に消耗の対象となる前記ガス混合物の成分を注入する手段を含む
、請求項1または2に記載のシステム。6. The system according to claim 1 or 2, wherein the replenishing means comprises means for injecting into the discharge chamber components of the gas mixture to be consumed to replenish the components of the gas mixture. .
をさらに含む、請求項6に記載のシステム。7. The system of claim 6, further comprising means for ejecting a portion of the gas mixture from the discharge chamber.
システム。8. The system of claim 6, wherein the component is a halogen containing molecular material.
れた増分に応答して行われる、請求項6に記載のシステム。9. The system of claim 6, wherein the implanting occurs in response to a detected increment of stored energy applied to the discharge.
対象となる成分を含む希釈混合物を所定の間隔で注入して、前記成分の部分圧を
ほぼ前記放電チャンバ内の初期部分圧まで戻す、請求項1または2に記載のシス
テム。10. The replenishing means injects a dilute mixture containing components to be consumed of 0.0001 mbar to 0.5 mbar at predetermined intervals so that the partial pressure of the components is approximately equal to the initial pressure in the discharge chamber. 3. The system of claim 1 or 2 returning to partial pressure.
載のシステム。11. The system of claim 10, wherein the component is a halogen containing molecular material.
された増分に応答して行われる、請求項10に記載のシステム。12. The system of claim 10, wherein the implanting occurs in response to a detected increment of stored energy applied to the discharge.
前記放電チャンバに接続されプロセッサと通信するガス供給ユニットを含み、こ
こで前記プロセッサが、0.0001mbar〜0.5mbarのハロゲン含有分子物質
を含む希釈混合物が所定の間隔で前記放電チャンバに注入されうるようにするよ
うに、所定の間隔で弁を制御する、請求項1または2に記載のシステム。13. The monitoring means includes a processor and the replenishment means comprises:
A gas supply unit connected to the discharge chamber and in communication with a processor, wherein the processor may inject a diluted mixture containing 0.0001 mbar to 0.5 mbar halogen-containing molecular material into the discharge chamber at predetermined intervals. 3. The system according to claim 1 or 2, wherein the valve is controlled at predetermined intervals so as to do so.
エネルギーの増分に基づく、請求項13に記載のシステム。14. The system of claim 13, wherein the spacing is based at least in part on increments of stored energy applied to the discharge.
混合物を収容する放電チャンバと、 前記ガス混合物にエネルギーを与えるため前記電極に結合された電源回路と、 レーザ・ビームを発生する共振器と、 前記ガス混合物を補給するガス制御ユニットと、 ガス混合物状態の基準として前記のレーザの前記放電に印加される蓄積エネル
ギーを監視するための、前記電源回路と通信するプロセッサと、を含み、 ここで前記プロセッサが、前記放電に印加される前記の監視された蓄積エネル
ギーに少なくとも部分的に基づいて前記ガス混合物を補給するために前記ガス制
御ユニットを制御するガス放電レーザ・システム。15. A gas discharge laser system, comprising: a discharge chamber having a plurality of electrodes therein, containing a gas mixture containing one or more components to be consumed; and energizing the gas mixture. A power supply circuit coupled to the electrode to provide a laser beam, a resonator for generating a laser beam, a gas control unit for replenishing the gas mixture, and a gas mixture state applied to the discharge of the laser as a reference A processor in communication with the power supply circuit for monitoring stored energy, the processor responsive to the gas mixture based at least in part on the monitored stored energy applied to the discharge. A gas discharge laser system for controlling the gas control unit to replenish.
として時間を監視し、前記ガス制御ユニットが前記の監視された時間にも基づい
て前記ガス混合物を補給する、請求項15に記載のシステム。16. The processor of claim 15, wherein the processor further monitors time as an additional measure of the gas mixture status and the gas control unit replenishes the gas mixture also based on the monitored time. System.
として充電電圧を監視し、ここで前記ガス制御ユニットが前記の監視された充電
電圧にも基づいて前記ガス混合物を補給する、請求項15または16に記載のシ
ステム。17. The processor further monitors a charging voltage as an additional measure of the gas mixture status, wherein the gas control unit replenishes the gas mixture also based on the monitored charging voltage. Item 17. The system according to Item 15 or 16.
として充電電圧の変化を監視し、ここで前記ガス制御ユニットが、前記の監視さ
れた充電電圧の変化にも基づいて前記ガス混合物を補給する、請求項15または
16に記載のシステム。18. The processor further monitors a change in charging voltage as an additional measure of the gas mixture state, wherein the gas control unit also determines the gas mixture based on the monitored change in charging voltage. 17. A system according to claim 15 or 16 which replenishes.
ここで前記プロセッサが前記の監視された蓄積エネルギー照射量に基づいて充電
電圧を制御する、請求項15または16に記載のシステム。19. The processor further monitors the stored energy dose,
17. The system of claim 15 or 16, wherein the processor controls a charging voltage based on the monitored stored energy dose.
ス混合物の所定の量の成分が構成ガスを補給するために前記放電チャンバ内に注
入されるように制御される弁を具備する、請求項15または16に記載のシステ
ム。20. The gas control unit further comprises a valve controlled to inject a predetermined amount of components of the gas mixture to be exhausted into the discharge chamber to replenish constituent gases. The system according to claim 15 or 16, which comprises:
の初期部分圧まで戻すために0.0001mbar〜0.5mbarの前記成分を含む希
釈混合物中に所定の間隔で注入される、請求項20に記載のシステム。21. The component is injected at regular intervals into a dilute mixture containing 0.0001 mbar to 0.5 mbar of the component to bring the partial pressure of the component back to about the initial partial pressure in the discharge chamber. 21. The system of claim 20, wherein
載のシステム。22. The system of claim 21, wherein the component is a halogen containing molecular material.
れた増分に応答して行われる、請求項21に記載のシステム。23. The system of claim 21, wherein the implanting occurs in response to a detected increment of stored energy applied to the discharge.
記ガス混合物の一部の放出を可能にする、請求項21に記載のシステム。24. The system of claim 21, wherein the gas control unit further enables release of a portion of the gas mixture from the discharge chamber.
たは請求項15〜16のいずれか1項に記載のシステム。25. The system according to any one of claims 1-2 or 15-16, wherein said laser is an excimer laser.
求項15〜16のいずれか1項に記載のシステム。26. The system according to any of claims 1-2 or 15-16, wherein said laser is an F2 laser.
られ、消耗の対象となる1つかそれ以上の成分ガスを含むガス混合物を動作中安
定化させる方法であって、 前記のレーザの放電に印加される蓄積エネルギーを監視するステップと、 前記放電に印加される前記の監視された蓄積エネルギーに少なくとも部分的に
基づいて前記ガス混合物の状態を決定するステップと、を含むガス混合物を動作
中安定化させる方法。27. A method of initially stabilizing, in operation, a gas mixture having an initial composition in a discharge chamber of a gas discharge laser, the gas mixture comprising one or more constituent gases to be consumed, said method comprising: Monitoring the stored energy applied to the discharge of the laser; and determining the state of the gas mixture based at least in part on the monitored stored energy applied to the discharge. How to stabilize during operation.
て前記ガス混合物の状態を決定するステップを含む、請求項27に記載の方法。28. The method of claim 27, further comprising monitoring time and determining the condition of the gas mixture also based on the monitored time.
を監視するステップを含み、ここで前記の監視された充電電圧にも基づいて前記
ガス混合物を補給する補給ステップを含む、請求項27または28に記載の方法
。29. Further comprising the step of monitoring a charging voltage as an additional measure of the state of said gas mixture, wherein the step of replenishing said gas mixture also based on said monitored charging voltage. Item 29. The method according to Item 27 or 28.
の変化を監視するステップを含み、ここで前記の監視された充電電圧の変化にも
基づいて前記ガス混合物を補給する補給ステップを含む、請求項27または28
に記載の方法。30. A replenishment step for replenishing the gas mixture based on also the monitored change in charging voltage, further comprising the step of monitoring a change in charging voltage as an additional measure of the state of the gas mixture. 27 or 28 including
The method described in.
圧を制御するステップと、を含む、請求項27または28に記載の方法。31. The method of claim 27 or 28, further comprising: monitoring a stored energy dose and controlling a charging voltage based at least in part on the monitored stored energy dose. The method described.
定の間隔で前記放電チャンバに注入して前記成分ガスを補給するステップを含む
、請求項27または28に記載の方法。32. The method according to claim 27, further comprising injecting a diluted mixture containing a constituent gas to be consumed into the discharge chamber at predetermined intervals to replenish the constituent gas.
分子物質を選択するステップと、前記希釈混合物中に含まれる0.0001mbar
〜0.5mbarの前記成分ガスの量を選択するステップとを含む、請求項32に記
載の方法。33. The step of injecting comprises selecting a halogen-containing molecular substance as the component gas, and 0.0001 mbar contained in the diluted mixture.
33. Choosing an amount of the component gas of ~ 0.5 mbar.
ルギーの増分となるよう選択するステップを含む、請求項32に記載の方法。34. The method of claim 32, further comprising selecting the predetermined interval to be an increment of stored energy applied to the discharge.
出するステップを含む、請求項32に記載の方法。35. The method of claim 32, further comprising discharging a portion of the gas mixture from the discharge chamber.
ルギーに少なくとも部分的に基づいて前記放電チャンバ内の前記ガス混合物のガ
スの前記の組成を制御するステップを含む、請求項27または28に記載の方法
。36. The method further comprising controlling the composition of gases of the gas mixture in the discharge chamber based at least in part on the monitored stored energy applied to the discharge. 27. The method according to 27 or 28.
28に記載の方法。37. The method according to claim 27 or 28, wherein the laser is an excimer laser.
記載の方法。38. The method of claim 27 or 28, wherein the laser is an F2 laser.
て示される前記ガス混合物の前記の決定された状態に少なくとも部分的に基づい
て前記成分ガスを補給するために、前記ガス混合物の消耗の対象となる前記成分
ガスを前記放電チャンバ内に注入するステップを含む、請求項27または28に
記載の方法。39. Further depletion of the gas mixture to replenish the constituent gases based at least in part on the determined state of the gas mixture as indicated by the stored energy applied to the discharge. 29. The method of claim 27 or 28, comprising injecting the component gas of interest into the discharge chamber.
ギーの検出された増分に応答して行われる、請求項39に記載の方法。40. The method of claim 39, wherein the injecting step is responsive to a detected increment of stored energy applied to the discharge.
出するステップを含む、請求項39に記載の方法。41. The method of claim 39, further comprising discharging a portion of the gas mixture from the discharge chamber.
られ、消耗の対象となる第1構成ガスを含むガス混合物を動作中安定化させる方
法であって、 前記のレーザの放電に印加される蓄積エネルギーを監視するステップと、 前記放電に印加される前記の監視された蓄積エネルギーに少なくとも部分的に基
づいて前記ガス混合物を調整するステップと、を含むガス混合物を動作中安定化
させる方法。42. A method of initially stabilizing a gas mixture, having an initial composition, in a discharge chamber of a gas discharge laser, the gas mixture comprising a first constituent gas to be depleted during operation, said laser discharge Stabilizing the gas mixture during operation, comprising: monitoring a stored energy applied to the gas mixture; and adjusting the gas mixture based at least in part on the monitored stored energy applied to the discharge. How to make.
て前記ガス混合物を調整するステップを含む、請求項42に記載の方法。43. The method of claim 42, further comprising monitoring time and adjusting the gas mixture also based on the monitored time.
を監視するステップを含み、ここで前記の監視された充電電圧にも基づいて前記
ガス混合物を補給する補給ステップを含む、請求項42または43に記載の方法
。44. The method further comprises monitoring a charge voltage as an additional measure of the condition of the gas mixture, wherein the step of replenishing the gas mixture also based on the monitored charge voltage. Item 42. The method according to Item 42 or Item 43.
の変化を監視するステップを含み、ここで前記の監視された充電電圧の変化にも
基づいて前記ガス混合物を補給する補給ステップを含む、請求項42または43
に記載の方法。45. A replenishment step for replenishing the gas mixture based on the monitored change in charging voltage as well as the step of monitoring a change in charging voltage as an additional measure of the state of the gas mixture. 42 or 43, including
The method described in.
圧を制御するステップとを含む、請求項42または43に記載の方法。46. The method of claim 42 or 43, further comprising monitoring a stored energy dose and controlling a charging voltage based at least in part on the monitored stored energy dose. the method of.
定の間隔で前記放電チャンバに注入して、前記成分ガスを補給するステップを含
む、請求項42または43に記載の方法。47. The method according to claim 42, further comprising injecting a diluted mixture containing a constituent gas to be consumed into the discharge chamber at predetermined intervals to replenish the constituent gas. .
分子物質を選択するステップと、前記希釈混合物中に含まれる0.0001mbar
〜0.5mbarの前記成分ガスの量を選択するステップとを含む、請求項47に記
載の方法。48. The step of injecting comprises selecting a halogen-containing molecular substance as the component gas, and 0.0001 mbar contained in the diluted mixture.
48. The method of claim 47, comprising selecting an amount of the component gas of ˜0.5 mbar.
ルギーの増分となるよう選択するステップを含む、請求項47に記載の方法。49. The method of claim 47, further comprising the step of selecting the predetermined interval to be an increment of stored energy applied to the discharge.
出するステップを含む、請求項47に記載の方法。50. The method of claim 47, further comprising releasing a portion of the gas mixture from the discharge chamber.
ギーに少なくとも部分的に基づいて前記放電チャンバ内の前記ガス混合物のガス
の前記の組成を制御するステップを含む、請求項42または43に記載の方法。51. The method further comprising controlling the composition of the gas of the gas mixture in the discharge chamber based at least in part on the monitored stored energy applied to the discharge. Or the method according to 43.
43に記載の方法。52. The method of claim 42 or 43, wherein the laser is an excimer laser.
記載の方法。53. The method of claim 42 or 43, wherein the laser is an F2 laser.
て少なくとも部分的に示される前記ガス混合物の決定された状態に基づいて成分
ガスを補給するため、前記ガス混合物の消耗の対象となる前記成分ガスを前記放
電チャンバ内に注入するステップを含む、請求項42または43に記載の方法。54. Further, the component gas is replenished based on the determined state of the gas mixture, which is at least partially indicated by the stored energy applied to the discharge, and is therefore subject to exhaustion of the gas mixture. 44. The method of claim 42 or 43, comprising injecting the component gas into the discharge chamber.
ギーの検出された増分に応答して行われる、請求項54に記載の方法。55. The method of claim 54, wherein the step of injecting is performed in response to a detected increment of stored energy applied to the discharge.
出するステップを含む、請求項54に記載の方法。56. The method of claim 54, further comprising discharging a portion of the gas mixture from the discharge chamber.
スのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御する方法において、各々の
バーストの後にアプリケーション・プロセスの仕様に応じて長いバースト休止と
短いバースト休止の1つが続くいくつかのパルスの前記バーストを放出すること
を特徴とし、 長いバースト休止の後に生ずる第1バーストの少なくとも所定の数の初期パル
スのエネルギーを測定するステップと、 同様の長いバースト休止に続く後続の第1バーストに対して前記初期パルスの
各々に対応する前記のレーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるで
あろう前記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスの各
々に対する入力電圧の値を計算するステップと、 生成されるパルスが前記のほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、
前記同様の長いバースト休止の後の前記後続の第1バースト中の前記の計算され
た値に対応する入力電圧を印加するステップと、を含む出力エネルギーを制御す
る方法。57. A method of controlling the output energy of successive pulses in a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, wherein each burst is followed by a long burst pause, depending on the specifications of the application process. Measuring the energy of at least a predetermined number of initial pulses of the first burst occurring after a long burst pause, characterized by emitting said burst of several pulses followed by one of the short burst pauses; Based on the energy of the measured initial pulse that will bring the output energy of the laser corresponding to each of the initial pulses to about the same predetermined value for the first burst following the burst pause. Calculating the value of the input voltage for each of the initial pulses; So that the pulse delivered has approximately the same predetermined output energy value as described above,
Applying an input voltage corresponding to the calculated value during the subsequent first burst after the same long burst pause, and controlling the output energy.
に記載の方法。58. The long burst pause is longer than 100 ms.
The method described in.
の方法。59. The method of claim 57, wherein the long burst pause is longer than 1 second.
とも1つの第2バーストの少なくとも所定の数の初期パルスのエネルギーを測定
するステップと、 同様の長いバースト休止に続く第1バーストの後の同様の短いバースト休止に
続く後続の第2バーストに対して前記第2バーストの初期パルスの各々に対応す
る前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろう前記第2
バーストの前記初期パルスの各々に対する入力電圧の値を計算するステップと、 生成されるパルスが前記のほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、
前記同様の長いバースト休止に続く前記第1バーストの後の前記同様の短いバー
スト休止に続く前記後続の第2バースト中の前記第2バーストに対して計算され
た前記値に対応する入力電圧を印加するステップとを含む、請求項57に記載の
方法。60. Measuring the energy of at least a predetermined number of initial pulses of at least one second burst resulting in a short burst pause after the first burst following the long burst pause, and a similar long burst pause. For the subsequent second burst following a similar short burst pause after the first burst following, the output energy of the laser corresponding to each of the initial pulses of the second burst can be brought to approximately the same predetermined value. The second above
Calculating the value of the input voltage for each of the initial pulses of the burst, such that the generated pulses have approximately the same predetermined output energy values as above.
Applying an input voltage corresponding to the calculated value for the second burst in the subsequent second burst following the similar short burst pause after the first burst following the similar long burst pause. 58. The method of claim 57, comprising:
生ずる少なくとも1つの第3またはそれ以降の前記バーストの少なくとも所定の
数の初期パルスのエネルギーを測定するステップと、 長いバースト休止に続く少なくとも2つの短いバースト休止の後に生ずる1つ
かそれ以上の後続のバーストに対して前記第3またはそれ以降のバーストの前記
初期パルスの各々に対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に
至らせるであろう前記第3またはそれ以降のバーストの前記初期パルスの各々に
対する入力電圧の値を計算するステップと、 生成されるパルスが各々前記のほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するよう
に、前記長いバースト休止に続く前記少なくとも2つの短いバースト休止の後に
生ずる前記1つかそれ以上の後続のバーストに対して計算された前記値に対応す
る入力電圧を印加するステップとを含む、請求項60に記載の方法。61. measuring the energy of at least two short burst pauses followed by at least two short burst pauses and at least a predetermined number of initial pulses of at least one third or subsequent burst of each burst. , The output energy of the laser corresponding to each of the initial pulses of the third or subsequent burst for one or more subsequent bursts occurring after at least two short burst pauses following a long burst pause. Calculating the value of the input voltage for each of the initial pulses of the third or subsequent bursts that will lead to the same predetermined value; and the pulses produced each have substantially the same predetermined output energy value. To have the at least two short bursts following the long burst pause. 61. Applying an input voltage corresponding to the value calculated for the one or more subsequent bursts that occur after a first pause.
スを伴う追加バーストを生成するために、前記長いバースト休止の後の前記少な
くとも2つの短いバースト休止の後の前記後続のバーストに対して前記の計算さ
れた値に対応する前記入力電圧を繰り返し印加するステップを含む、請求項61
に記載の方法。62. Further, the subsequent bursts after the at least two short burst pauses after the long burst pauses to produce additional bursts each with an initial pulse having the substantially same predetermined value. 62. Repetitively applying the input voltage corresponding to the calculated value to a burst.
The method described in.
エネルギーを測定するステップと、 連続パルスのパルス・エネルギーの合計に対応する前記レーザの出力エネルギ
ー照射量をほぼ同じ所定のエネルギー照射量値に至らせるであろう所定の数の初
期パルスの後の前記後の方のパルスの各々に対応する入力電圧の値を計算するス
テップと、 生成されるパルス群に関連するエネルギー照射量が各々前記ほぼ同じ所定のエ
ネルギー照射量値を有するように、出力エネルギー照射量を前記ほぼ同じ所定の
値に至らせるために前記の計算された値に対応する入力電圧を印加するステップ
と、を含む、請求項57、60または61のいずれか1項に記載の方法。63. Furthermore, an output laser corresponding to the latter pulse in the burst in addition to the initial pulse.
Measuring energy, said energy after a predetermined number of initial pulses, which will bring the output energy dose of said laser corresponding to the sum of the pulse energy of successive pulses to approximately the same predetermined energy dose value. Calculating the value of the input voltage corresponding to each of the later pulses, and the output energy dose so that the energy doses associated with the generated pulses each have said substantially same predetermined energy dose value. 62. Applying an input voltage corresponding to said calculated value to bring an amount to said approximately the same predetermined value. 62. A method according to any one of claims 57, 60 or 61.
置に入射するほぼ全てのレーザ出力放射パルスに対応する、請求項63に記載の
方法。64. The method of claim 63, wherein the continuous pulse corresponds to substantially all laser output radiation pulses incident on a single location in an application process.
、 別の同様の長いバースト休止に続く別の後続の第1バーストに対して前記後続
の第1バーストの前記初期パルスの各々に対応する前記レーザの出力エネルギー
をほぼ同じ所定の値に至らせるであろう前記後続のバーストの前記の測定された
初期パルス・エネルギーに基づいて前記初期パルスに対する入力電圧の異なった
値を計算するステップと、 生成されるパルスが前記のほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、
前記他の同様の長いバースト休止の後の前記他の後続の第1バースト中の前記の
計算された異なった値に対応する入力電圧を印加するステップとを含む、請求項
57に記載の方法。65. Further comprising measuring the energy of the initial pulse of the subsequent first burst, and the subsequent first burst for another subsequent first burst following another similar long burst pause. Of the input voltage for the initial pulse based on the measured initial pulse energy of the subsequent burst that will bring the output energy of the laser corresponding to each of the initial pulses to approximately the same predetermined value. Calculating different values, so that the generated pulses have approximately the same predetermined output energy values as above,
58. The method of claim 57, comprising applying an input voltage corresponding to the calculated different value during the other subsequent first burst after the other similar long burst pauses.
スのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御するエネルギー制御ソフト
ウェア・アルゴリズムにおいて、各々のバーストの後にアプリケーション・プロ
セスの仕様に応じて長いバースト休止と短いバースト休止の1つが続くいくつか
のパルスの前記バーストを放出することを特徴とし、 各々の出力レーザ・パルスがほぼ同じエネルギー値を有する長いバースト休止
の後の前記出力レーザ・パルスの後続の第1バースト中の初期パルスを生成する
ために第1テーブル中の電圧値による電圧を印加するように電源回路に信号を送
るプロセッサによって読み取られるべき入力電圧値の前記第1テーブルであって
、前記第1テーブル中の前記入力電圧値が長いバースト休止の後の少なくとも1
つの前の第1バースト中の初期パルスの測定されたデータから、各々の前記初期
パルスが前記ほぼ同じエネルギー値で前記初期パルスを生成するために計算され
た第1テーブルと、 長いバースト休止の後の第1バーストの後の短いバースト休止に続く出力レー
ザ・パルスの後続の第2バースト中の初期パルスを生成するために第2テーブル
中の電圧値による電圧を印加するように前記電源回路に信号を送る前記プロセッ
サによって読み取られるべき入力電圧値の前記第2テーブルであって、前記後続
の第2バースト中の前記初期パルスが各々前記ほぼ同じエネルギー値を有し、前
記第2テーブル中の前記入力電圧値が長いバースト休止の後の第1バーストの後
の短いバースト休止に続く少なくとも1つの前の第2バースト中の初期パルスの
測定されたデータから、各々の前記初期パルスが前記ほぼ同じエネルギー値で前
記初期パルスを生成するために計算された第2テーブルと、を具備するエネルギ
ー制御ソフトウェア・アルゴリズム。66. In an energy control software algorithm for controlling the output energy of successive pulses during a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, according to the application process specifications after each burst. Emitting laser bursts of several pulses followed by one of a long burst pause and a short burst pause, each output laser pulse after a long burst pause having approximately the same energy value A first table of input voltage values to be read by a processor that signals a power supply circuit to apply a voltage according to the voltage values in the first table to generate an initial pulse in a subsequent first burst of The input voltage value in the first table is long. At least 1 after pause
From the measured data of the initial pulse in the previous two first bursts, a first table in which each said initial pulse was calculated to generate said initial pulse at said approximately the same energy value, and after a long burst pause The power supply circuit to apply a voltage according to the voltage value in the second table to produce an initial pulse in a subsequent second burst of output laser pulses following a short burst pause after the first burst of A second table of input voltage values to be read by the processor, wherein the initial pulses in the subsequent second burst each have approximately the same energy value, the input in the second table A measurement of the initial pulse in at least one previous second burst following a short burst pause after the first burst after a long voltage pause. A second table in which each said initial pulse is calculated from the determined data to produce said initial pulse at said approximately the same energy value, and an energy control software algorithm.
後の短いバースト休止に続く後続の第3またはそれ以降のバースト中の初期パル
スを生成するために第3テーブル中の電圧値による電圧を印加するように前記電
源回路に信号を送る前記プロセッサによって読み取られるべき入力電圧値の前記
第3テーブルであって、前記後続の第3またはそれ以降のバースト中の前記初期
パルスが各々前記ほぼ同じエネルギー値を有し、前記第3テーブル中の前記入力
電圧値が長いバースト休止の後の第1及び第2バーストの後の短いバースト休止
に続く少なくとも1つの前の第3またはそれ以降のバースト中の初期パルスの測
定データから、各々の前記初期パルスが前記ほぼ同じエネルギー値で前記初期パ
ルスを生成するために計算された第3テーブルを備える、請求項66に記載のエ
ネルギー制御ソフトウェア・アルゴリズム。67. Further, in the third table to generate an initial pulse in a subsequent third or subsequent burst following a short burst pause after the first and second bursts after a long burst pause. The third table of input voltage values to be read by the processor to signal the power supply circuit to apply a voltage according to a voltage value, wherein the initial pulse in the subsequent third or subsequent burst is At least one previous third or each of which has said approximately the same energy value and whose input voltage value in said third table follows a short burst pause after a first burst and a second burst after a long burst pause; From the measured data of the initial pulse in the subsequent bursts, each initial pulse is calculated to produce the initial pulse at approximately the same energy value. 67. The energy control software algorithm of claim 66, comprising a third table that is customized.
ーストに加えて短いバーストにすぐ続くいくつかのバースト中の初期パルスを生
成するために前記第3テーブル中の前記電圧値による電圧を印加するよう前記電
源回路に信号を送るための前記プロセッサによって読み取られ、前記いくつかの
バーストの各々の中の前記初期パルスが各々前記ほぼ同じエネルギー値を有する
、請求項67に記載のエネルギー制御アルゴリズム。68. The voltage value in the third table for generating the initial pulse in some bursts immediately following a short burst in addition to the third or subsequent bursts. 68. The method of claim 67, wherein the initial pulse in each of the plurality of bursts, each read by the processor for signaling the power supply circuit to apply a voltage according to, has the substantially same energy value. Energy control algorithm.
ーストに加えて、前記長いバースト休止の後の前記第1バーストの後の前記短い
バースト休止に続く前記第2バースト以外の、短いバースト休止にすぐ続く全て
の他のバースト中の初期パルスを生成するために前記第3テーブル中の前記電圧
値による電圧を印加するように前記電源回路に信号を送る前記プロセッサによっ
て読み取られ、各前記全ての他のバースト中の前記初期パルスが各々前記ほぼ同
じエネルギー値を有する、請求項67に記載のエネルギー制御アルゴリズム。69. The third table further comprises: in addition to the third or subsequent bursts, other than the second burst following the short burst pause after the first burst after the long burst pause. Read by the processor to signal the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage value in the third table to generate an initial pulse in all other bursts immediately following a short burst pause, 68. The energy control algorithm of claim 67, wherein the initial pulses in each of all the other bursts each have the substantially same energy value.
テップと、 同様の長いバースト休止に続く後続の第1バーストに対して、各前記初期パル
スに対応するレーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろう前
記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する入力
電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記の入力電圧値によって生成されるパルス
がほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記初期パルスに対する前
記の入力電圧の計算された値を前記第1テーブルとして格納するステップと、に
よって生成される、請求項66に記載のアルゴリズム。70. The first table measuring the energy of an initial pulse of a first burst following a long burst pause, and each said initial pulse for a subsequent first burst following a similar long burst pause. Calculating the value of the input voltage for the initial pulse based on the measured energy of the initial pulse, which will bring the output energy of the laser to approximately the same predetermined value. Storing the calculated value of the input voltage for the initial pulse as the first table so that the pulses generated by the input voltage value stored in have the same predetermined output energy value. 67. The algorithm of claim 66, generated by.
を測定するステップと、 別の後続の長いバースト休止に続く別の後続の第1バーストに対して、各前記
初期パルスに対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせ
るであろう前記後続の第1バーストの前記の測定された初期パルスのエネルギー
に基づいて前記初期パルスの入力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記の入力電圧値によって生成されるパルス
がほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記後続の第1バーストの
前記の測定された初期パルスのエネルギーに基づく前記初期パルスに対する前記
入力電圧の、前記の計算された値を使用して前記第1テーブル中の前記初期パル
スに対する前記入力電圧の前記第1テーブル中の前記値を更新するステップと、
によって更新される、請求項70に記載のアルゴリズム。71. The first table further comprising: measuring the energy of an initial pulse of a subsequent first burst following a subsequent long burst pause; and another subsequent first burst following another subsequent long burst pause. For a burst, the initial based on the energy of the measured initial pulse of the subsequent first burst that will bring the output energy of the laser corresponding to each initial pulse to about the same predetermined value. Calculating the value of the input voltage of the pulse, the first burst following so that the pulse generated by the input voltage value stored in the first table has substantially the same predetermined output energy value. Using the calculated value of the input voltage for the initial pulse based on the energy of the measured initial pulse of Updating the value in the first table of the input voltage for the initial pulse in the first table;
71. The algorithm of claim 70, updated by.
スのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御するエネルギー制御ソフト
ウェア・アルゴリズムであって、各々のバースト後にアプリケーション・プロセ
スの仕様に応じて長いバースト休止と短いバースト休止の1つが続くいくつかの
パルスの前記バーストを放出することを特徴とし、 各々の出力レーザ・パルスがほぼ同じエネルギー値を有する長いバースト休止
の後の前記出力レーザ・パルスの後続の第1バースト中の初期パルスを生成する
ために第1テーブル中の電圧値による電圧を印加するよう電源回路に信号を送る
プロセッサによって読み取られるべき入力電圧値の前記のテーブルであって、前
記第1テーブル中の前記入力電圧値が長いバースト休止の後の少なくとも1つの
前の第1バースト中の初期パルスの測定されたデータから、各々の前記初期パル
スが前記ほぼ同じエネルギー値で前記初期パルスを生成するために計算されたテ
ーブルを備え、 その際、前記テーブルが、 長いバースト休止に続く第1バーストの初期パルスのエネルギーを測定するス
テップと、 同様の長いバースト休止に続く後続の第1バーストに対して各前記初期パルス
に対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろう
前記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する入
力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記の入力電圧値によって生成されるパルス
がほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記初期パルスに対する前
記の入力電圧の計算された値を前記テーブルとして格納するステップと、によっ
て生成されるエネルギー制御ソフトウェア・アルゴリズム。72. An energy control software algorithm for controlling the output energy of a continuous pulse during a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, according to the specifications of the application process after each burst. Characterized in that it emits the burst of several pulses followed by one of a long burst pause and a short burst pause, each output laser pulse after a long burst pause having approximately the same energy value. Said table of input voltage values to be read by a processor which signals the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage values in the first table to generate an initial pulse in a subsequent first burst of pulses; , A burst pause in which the input voltage value in the first table is long From the measured data of the initial pulse in at least one previous first burst after, each said initial pulse comprises a table calculated to generate said initial pulse at said approximately the same energy value, wherein: , Said table measuring the energy of the initial pulse of the first burst following a long burst pause, and the output of said laser corresponding to each said initial pulse for a subsequent first burst following a similar long burst pause Calculating a value of the input voltage for the initial pulse based on the measured energy of the initial pulse that will bring the energy to approximately the same predetermined value; and storing the value of the input voltage for the initial pulse in the first table. The initial pulse is changed so that the pulse generated by the input voltage value has almost the same predetermined output energy value. Steps and energy control software algorithms generated by storing the calculated value of the input voltage as said table.
を測定するステップと、 別の後続の長いバースト休止に続く別の後続の第1バーストに対して、各前記
初期パルスに対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせ
るであろう前記後続の第1バーストの前記の測定された初期パルスのエネルギー
に基づいて前記初期パルスに対する入力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記の入力電圧値によって生成されるパルス
がほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記後続の第1バーストの
前記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する前
記の入力電圧の計算された値を使用して前記第1テーブル中の前記初期パルスに
対する前記入力電圧の前記のテーブル中の前記値を更新するステップと、によっ
て更新される、請求項72に記載のアルゴリズム。73. The table further comprising: measuring the energy of the initial pulse of a subsequent first burst following a subsequent long burst pause, and another subsequent first burst following another long burst pause. On the other hand, for the initial pulse based on the energy of the measured initial pulse of the subsequent first burst that will bring the output energy of the laser corresponding to each initial pulse to approximately the same predetermined value. Calculating a value of the input voltage, the pulse of the input voltage value stored in the first table having substantially the same predetermined output energy value, and the pulse of the subsequent first burst. Using the calculated value of the input voltage for the initial pulse based on the measured initial pulse energy of 73. The algorithm of claim 72, updated by updating the values in the table of the input voltage for the initial pulse in a table.
スのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御するエネルギー制御ソフト
ウェア・アルゴリズムであって、各々のバーストの後にアプリケーション・プロ
セスの仕様に応じて長いバースト休止と短いバースト休止の1つが続くいくつか
のパルスの前記バーストを放出することを特徴とし、 各々の出力レーザ・パルスがほぼ同じエネルギー値を有する長いバースト休止
の後の前記出力レーザ・パルスの後続の第1バースト中の初期パルスを生成する
ために第1テーブル中の電圧値に対応する電圧を印加するよう電源回路に信号を
送るプロセッサによって読み取られるべき前記の入力電圧値の第1テーブルと、 長いバースト休止の後の第1バーストの後の短いバースト休止に続く出力レー
ザ・パルスの後続の第2バースト中の初期パルスを生成するために第2テーブル
中の電圧値による電圧を印加するよう前記電源回路に信号を送る前記プロセッサ
によって読み取られるべき前記の入力電圧値の第2テーブルと、を備えるエネル
ギー制御ソフトウェア・アルゴリズム。74. An energy control software algorithm for controlling the output energy of successive pulses during a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, the application process specification after each burst. The output laser after a long burst pause in which each output laser pulse has approximately the same energy value, characterized in that the output laser emits a burst of several pulses followed by one of a long burst pause and a short burst pause. A second of said input voltage values to be read by a processor which signals the power supply circuit to apply a voltage corresponding to the voltage value in the first table to generate the initial pulse in the subsequent first burst of pulses. 1 table and a short bar after the first burst after a long burst pause To be read by the processor which signals the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage value in the second table to generate an initial pulse in a subsequent second burst of output laser pulses following a power pause. A second table of input voltage values for the energy control software algorithm.
後の短いバースト休止に続く後続の第3またはそれ以降のバースト中の初期パル
スを生成するために第3テーブル中の電圧値による電圧を印加するよう前記電源
回路に信号を送る前記プロセッサによって読み取られるべき前記の入力電圧値の
前記第3テーブルを備える、請求項74に記載のエネルギー制御ソフトウェア・
アルゴリズム。75. Further, in the third table to generate an initial pulse in a subsequent third or subsequent burst following a short burst pause after the first and second bursts after a long burst pause. 75. Energy control software according to claim 74, comprising said third table of said input voltage values to be read by said processor which signals said power supply circuit to apply a voltage according to a voltage value.
algorithm.
ーストに加えて、短いバースト休止にすぐ続くいくつかのバースト中の初期パル
スを生成するために前記第3テーブル中の前記電圧値による電圧を印加するよう
前記電源回路に信号を送る前記プロセッサによって読み取られ、各前記いくつか
のバースト中の前記初期パルスが各々前記ほぼ同じエネルギー値を有する、請求
項75に記載のエネルギー制御アルゴリズム。76. The third table further comprises: in the third table for generating an initial pulse in some bursts immediately following a short burst pause in addition to the third or subsequent bursts. 76. The energy control of claim 75, wherein the initial pulse in each of the some bursts read by the processor that signals the power supply circuit to apply a voltage according to a voltage value, each has the substantially same energy value. algorithm.
ーストに加えて、前記長いバースト休止の後の前記第1バーストの後の前記短い
バースト休止に続く前記第2バースト以外の、短いバーストにすぐ続く全ての他
のバースト中の初期パルスを生成するために前記第3テーブル中の前記電圧値に
よる電圧を印加するように前記電源回路に信号を送る前記プロセッサによって読
み取られ、各前記全ての他のバースト中の前記初期パルスが各々前記ほぼ同じエ
ネルギー値を有する、請求項75に記載のエネルギー制御アルゴリズム。77. The third table further comprises: in addition to the third or subsequent bursts, other than the second burst following the short burst pause after the first burst after the long burst pause. Read by the processor to signal the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage value in the third table to generate an initial pulse in all other bursts immediately following the short burst, 76. The energy control algorithm of claim 75, wherein the initial pulses in all other bursts each have the approximately same energy value.
テップと、 同様の長いバースト休止に続く後続の第1バーストに対して、各前記初期パル
スに対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろ
う前記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する
入力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記入力電圧値によって生成されるパルスが
ほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記初期パルスに対する前記
の入力電圧の計算された値を前記第1テーブルとして格納するステップと、によ
って生成される、請求項74に記載のアルゴリズム。78. The first table measuring the energy of an initial pulse of a first burst following a long burst pause, and each said initial pulse for a subsequent first burst following a similar long burst pause. Calculating the value of the input voltage for the initial pulse based on the measured energy of the initial pulse, which will bring the output energy of the laser to approximately the same predetermined value. Storing the calculated value of the input voltage for the initial pulse as the first table such that the pulse generated by the input voltage value stored therein has substantially the same predetermined output energy value. 75. The algorithm of claim 74, generated by.
を測定するステップと、 別の後続の長いバースト休止に続く別の後続の第1バーストに対して、各前記
初期パルスに対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせ
るであろう前記後続の第1バーストの前記の測定された初期パルスのエネルギー
に基づいて前記初期パルスに対する前記入力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記入力電圧値によって生成されるパルスが
ほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記後続の第1バーストの前
記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する前記
の入力電圧の計算された値を使用して前記第1テーブル中の前記初期パルスに対
する前記入力電圧の前記第1テーブル中の前記値を更新するステップと、によっ
て更新される、請求項78に記載のアルゴリズム。79. The first table further comprises: measuring the energy of the initial pulse of a subsequent first burst following a subsequent long burst pause; and another subsequent first burst following another subsequent long burst pause. For a burst, the initial based on the energy of the measured initial pulse of the subsequent first burst that will bring the output energy of the laser corresponding to each initial pulse to about the same predetermined value. Calculating a value of the input voltage for a pulse, the first burst following so that the pulse generated by the input voltage value stored in the first table has substantially the same predetermined output energy value. Using the calculated value of the input voltage for the initial pulse based on the energy of the measured initial pulse of 79. The algorithm of claim 78, updated by updating the value in the first table of the input voltage for the initial pulse in the first table.
スのバースト中の連続パルスの出力エネルギーを制御するエネルギー制御ソフト
ウェア・アルゴリズムであって、各々のバーストの後にアプリケーション・プロ
セスの仕様に応じて長いバースト休止と短いバースト休止の1つが続くいくつか
のパルスの前記バーストを放出することを特徴とし、 各々の出力レーザ・パルスがほぼ同じエネルギー値を有する長いバースト休止
の後の前記出力レーザ・パルスの後続の第1バースト中の初期パルスを生成する
ために第1テーブル中の電圧値による電圧を印加するよう電源回路に信号を送る
プロセッサによって読み取られるべき前記の入力電圧値の前記のテーブルを備え
、 その際、前記テーブルが、 長いバースト休止に続く第1バーストの初期パルスのエネルギーを測定するス
テップと、 同様の長いバースト休止に続く後続の第1バーストに対して各前記初期パルス
に対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせるであろう
前記の測定された初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する前
記入力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記入力電圧値によって生成されるパルスが
ほぼ同じ所定の出力エネルギー値を有するように、前記初期パルスに対する前記
の入力電圧の計算された値を前記のテーブルとして格納するステップと、によっ
て生成されるエネルギー制御ソフトウェア・アルゴリズム。80. An energy control software algorithm for controlling the output energy of successive pulses during a burst of pulses from a gas discharge laser operating in burst mode, the application process specification after each burst. The output laser after a long burst pause in which each output laser pulse has approximately the same energy value. The table of input voltage values to be read by a processor which signals the power supply circuit to apply a voltage according to the voltage values in the first table to generate an initial pulse in a subsequent first burst of pulses. With the table following a long burst pause Measuring the energy of the initial pulse of the first burst and bringing the output energy of the laser corresponding to each of the initial pulses to approximately the same predetermined value for subsequent first bursts following a similar long burst pause. Calculating a value of the input voltage for the initial pulse based on the measured energy of the initial pulse, which will be substantially equal to the pulse generated by the input voltage value stored in the first table. Storing the calculated value of the input voltage for the initial pulse as the table so as to have the same predetermined output energy value, the energy control software algorithm generated by.
を測定するステップと、 別の後続の長いバースト休止に続く別の後続の第1バーストに対して各前記初
期パルスに対応する前記レーザの出力エネルギーをほぼ同じ所定の値に至らせる
であろう前記後続の第1バーストの前記の測定された初期パルスのエネルギーに
基づいて前記初期パルスに対する前記入力電圧の値を計算するステップと、 前記第1テーブル中に格納された前記入力電圧値によって生成されるパルスが
ほぼ同じ所定の出力値を有するように、前記後続の第1バーストの前記の測定さ
れた初期パルスのエネルギーに基づいて前記初期パルスに対する前記の入力電圧
の計算された値を使用して前記第1テーブル中の前記初期パルスに対する前記入
力電圧の前記テーブル中の前記値を更新するステップと、によって更新される、
請求項80に記載のアルゴリズム。81. The table further comprising: measuring the energy of the initial pulse of a subsequent first burst following a subsequent long burst pause, and another subsequent first burst following another long burst pause. On the other hand, based on the energy of the measured initial pulse of the subsequent first burst, which will cause the output energy of the laser corresponding to each initial pulse to reach substantially the same predetermined value, Calculating the value of the input voltage and the measuring of the subsequent first burst such that the pulses generated by the input voltage values stored in the first table have substantially the same predetermined output value. The first table using the calculated value of the input voltage for the initial pulse based on the energy of the initial pulse generated Updating the values in the table of the input voltage for the initial pulse in
The algorithm according to claim 80.
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