JP2003523091A - 安定化した平均パルスエネルギーを有するガス放電レーザー - Google Patents
安定化した平均パルスエネルギーを有するガス放電レーザーInfo
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-
- G—PHYSICS
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
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Abstract
(57)【要約】
エキシマまたは分子状フッ素レーザーの出力エネルギーを所望のエネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧の許容範囲内に維持する方法および装置。エキシマまたは分子状フッ素レーザーは、ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービームを発生するための共振器とを有する。本方法および装置は、レーザーを作動して、前記所望のエネルギーの前記許容範囲内でレーザービームを放出することを含む。レーザービームのエネルギーを測定する。入力駆動電圧を調整してレーザービームのエネルギーを前記所望のエネルギーの前記許容範囲内に維持する。入力駆動電圧の値を決める。レーザー管内のガス混合物の全圧力を調整して入力駆動電圧を前記最適入力駆動電圧の前記許容範囲内に維持する。
Description
【０００１】
（優先権）
本出願は、２０００年２月１１日に出願した米国仮特許出願第６０／１８２，
０８３号に対する優先権の利益を主張するものである。
０８３号に対する優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
（発明の属する技術分野）
本発明は，ガス放電レーザーシステム、特には安定化した平均パルスエネルギ
ーを有する出力ビームを与え、かつ放電に対する最適入力高電圧付近で作動する
システムに関する。
ーを有する出力ビームを与え、かつ放電に対する最適入力高電圧付近で作動する
システムに関する。
【０００３】
（従来の技術）
ＫｒＦおよびＡｒＦレーザー等のエキシマレーザー、ならびにフッ素分子（Ｆ ２
）レーザーを含むガス放電レーザーシステムは、レーザー管および共振器光学
部品の状況により異なって作動する。例えば、実質的に新しいレーザー管、新し
い光学部品を有し、新しくガスを補充したガス放電レーザーは、古いレーザー管
、古い共振器部品および／または古いガス混合物を有するレーザーとは大幅に異
なる性能条件を示す。しかし、レーザー管の古さ、レーザー共振器の光学部品、
またはガス混合物の古さかかわらず、レーザーが、レーザーを使う応用プロセス
の仕様に基づいて予め決めた平均パルスエネルギー付近の安定した出力レーザー
パルスを発生することが期待されている。
部品の状況により異なって作動する。例えば、実質的に新しいレーザー管、新し
い光学部品を有し、新しくガスを補充したガス放電レーザーは、古いレーザー管
、古い共振器部品および／または古いガス混合物を有するレーザーとは大幅に異
なる性能条件を示す。しかし、レーザー管の古さ、レーザー共振器の光学部品、
またはガス混合物の古さかかわらず、レーザーが、レーザーを使う応用プロセス
の仕様に基づいて予め決めた平均パルスエネルギー付近の安定した出力レーザー
パルスを発生することが期待されている。
【０００４】
工業用途において、長時間連続的に作動可能な、すなわち停止時間が最小限で
あるエキシマレーザーまたは分子状フッ素レーザーを持つことは有利である。出
力ビームパラメーターを一定に保ちながら、通年停止することなく稼動すること
ができるか、または少なくとも定期保守のための停止時間の回数および所要時間
を最小限にすることのできるエキシマレーザーまたは分子レーザーを有すること
が望ましい。使用可能時間を例えば９８％より多くするには、出力ビームパラメ
ーターを正確に制御することと安定化させることが必要であり、したがってガス
混合物の組成を正確に制御することが必要である。
あるエキシマレーザーまたは分子状フッ素レーザーを持つことは有利である。出
力ビームパラメーターを一定に保ちながら、通年停止することなく稼動すること
ができるか、または少なくとも定期保守のための停止時間の回数および所要時間
を最小限にすることのできるエキシマレーザーまたは分子レーザーを有すること
が望ましい。使用可能時間を例えば９８％より多くするには、出力ビームパラメ
ーターを正確に制御することと安定化させることが必要であり、したがってガス
混合物の組成を正確に制御することが必要である。
【０００５】
残念ながら、ガス混合物中のフッ素または塩素の攻撃的な特性により、エキシ
マまたは分子状フッ素レーザーの作動中にガスコンタミネーションが発生する。
ハロゲンガスは反応性が高く、かつ反応をするにつれて微量のコンタミナントを
残しながらガス混合物中での濃度が低下する。ハロゲンガスは、混合物中の他の
ガスと反応するとともに、放電チャンバまたはレーザー管の材質とも反応する。
さらに、レーザーが作動（放電）しているか否かを問わず、反応が起きてガス混
合物が劣化する。典型的ＫｒＦレーザーの場合、受動的なガス寿命は約１週間で
ある。
マまたは分子状フッ素レーザーの作動中にガスコンタミネーションが発生する。
ハロゲンガスは反応性が高く、かつ反応をするにつれて微量のコンタミナントを
残しながらガス混合物中での濃度が低下する。ハロゲンガスは、混合物中の他の
ガスと反応するとともに、放電チャンバまたはレーザー管の材質とも反応する。
さらに、レーザーが作動（放電）しているか否かを問わず、反応が起きてガス混
合物が劣化する。典型的ＫｒＦレーザーの場合、受動的なガス寿命は約１週間で
ある。
【０００６】
ＫｒＦエキシマレーザーの作動中、例えばＨＦ、ＣＦ４、ＣＯＦ２、ＳｉＦ４
等のコンタミナントの濃度が急速に増加することが観察されている（Ｇ．Ｍ．
Ｊｕｒｉｓｃｈら、放電励起ＫｒＦレーザーにおけるガスコンタミナント効果（
Gas Contaminant Effects in Discharge-Excited KrF Lasers）、応用光学、第
３１巻、第１２号、１９７５〜１９８１頁（１９９２年４月２０日）参照のこと
）。静的、すなわち放電の起きていないＫｒＦレーザーガス混合物においては、
ＨＦ、Ｏ２、ＣＯ２およびＳｉＦ４の濃度上昇が観察されている（前記Ｊｕｒｉ
ｓｃｈらを参照のこと）。
Ｊｕｒｉｓｃｈら、放電励起ＫｒＦレーザーにおけるガスコンタミナント効果（
Gas Contaminant Effects in Discharge-Excited KrF Lasers）、応用光学、第
３１巻、第１２号、１９７５〜１９８１頁（１９９２年４月２０日）参照のこと
）。静的、すなわち放電の起きていないＫｒＦレーザーガス混合物においては、
ＨＦ、Ｏ２、ＣＯ２およびＳｉＦ４の濃度上昇が観察されている（前記Ｊｕｒｉ
ｓｃｈらを参照のこと）。
【０００７】
このガス劣化を効果的に減らす一つの方法としては、レーザー管内のコンタミ
ネーション源を減らすか、または無くすことである。これを念頭においた、全金
属セラミックレーザー管が開示されている（Ｄ．Ｂａｓｔｉｎｇら、ハロゲン含
有ガス放電レーザー用レーザー管（Laserrohr fur halogenhaltige Gasentladun
gslaser）、Ｇ ２９５ ２０ ２８０．１、１９９５年１月２５日／１９９６
年４月１８日、（ラムダフィジックスノバチューブを開示、これを参照して本出
願に組み込む）を参照のこと）。図１は、ハロゲンの腐食に対してより耐性のあ
る材料を含む管（線Ｂ）を使用することにより、ハロゲンの腐食に対して耐性の
ない管（線Ａ）を使用した場合に比べて、ガス混合物中のＦ２濃度の減少をどれ
ほど遅延することができるかを定性的に図示したものである。線Ａで示したＦ２ 濃度は約７千万パルス後には初期値の約６０％にまで減少しているのに対して、
線Ｂで示したＦ２濃度は同じ回数のパルス後に初期値の約８０％にまでしか減少
していない。極低温ガスフィルタ等のガス浄化システム（本譲受人に譲渡された
米国特許第４，５３４，０３４号、第５，１３６，６０５号、第５，４３０，７
５２号、第５，１１１，４７３号および第５，００１，７２１号を参照のこと。
これらを参照して本願に組み込む）、または静電微粒子フィルタ（本譲受人に譲
渡された米国特許第４，５３４，０３４号と、第５，５８６，１３４号とを参照
のこと。この両方を参照して組み込む）も使用することにより、新たに補充する
ことが妥当となるまでのＫｒＦレーザーガスの寿命が１億ショットにまで延びる
。
ネーション源を減らすか、または無くすことである。これを念頭においた、全金
属セラミックレーザー管が開示されている（Ｄ．Ｂａｓｔｉｎｇら、ハロゲン含
有ガス放電レーザー用レーザー管（Laserrohr fur halogenhaltige Gasentladun
gslaser）、Ｇ ２９５ ２０ ２８０．１、１９９５年１月２５日／１９９６
年４月１８日、（ラムダフィジックスノバチューブを開示、これを参照して本出
願に組み込む）を参照のこと）。図１は、ハロゲンの腐食に対してより耐性のあ
る材料を含む管（線Ｂ）を使用することにより、ハロゲンの腐食に対して耐性の
ない管（線Ａ）を使用した場合に比べて、ガス混合物中のＦ２濃度の減少をどれ
ほど遅延することができるかを定性的に図示したものである。線Ａで示したＦ２ 濃度は約７千万パルス後には初期値の約６０％にまで減少しているのに対して、
線Ｂで示したＦ２濃度は同じ回数のパルス後に初期値の約８０％にまでしか減少
していない。極低温ガスフィルタ等のガス浄化システム（本譲受人に譲渡された
米国特許第４，５３４，０３４号、第５，１３６，６０５号、第５，４３０，７
５２号、第５，１１１，４７３号および第５，００１，７２１号を参照のこと。
これらを参照して本願に組み込む）、または静電微粒子フィルタ（本譲受人に譲
渡された米国特許第４，５３４，０３４号と、第５，５８６，１３４号とを参照
のこと。この両方を参照して組み込む）も使用することにより、新たに補充する
ことが妥当となるまでのＫｒＦレーザーガスの寿命が１億ショットにまで延びる
。
【０００８】
典型的には、エキシマおよび分子状フッ素レーザー等のガス放電レーザーは、
放電チャンバ内の電極に幅広いダイナミックレンジ内にある入力電圧で電気的パ
ルスを印加可能な放電回路を有するように作られている。このように、レーザー
管および／またはレーザー共振器の光学部品が古くなるにつれ、またはガス混合
物が古くなるにつれ、新しいレーザー管および／または光学部品を備えたレーザ
ーと同じ所定の平均パルスエネルギーを有する出力パルスを連続して発光するた
めに、入力電圧が増加されるかもしれない。従来、電気放電回路の幅広いダイナ
ミックレンジの高位端および低位端においてレーザーを作動させる際に放電が不
安定性になったり、効率が低下したりすることは容認されていた。
放電チャンバ内の電極に幅広いダイナミックレンジ内にある入力電圧で電気的パ
ルスを印加可能な放電回路を有するように作られている。このように、レーザー
管および／またはレーザー共振器の光学部品が古くなるにつれ、またはガス混合
物が古くなるにつれ、新しいレーザー管および／または光学部品を備えたレーザ
ーと同じ所定の平均パルスエネルギーを有する出力パルスを連続して発光するた
めに、入力電圧が増加されるかもしれない。従来、電気放電回路の幅広いダイナ
ミックレンジの高位端および低位端においてレーザーを作動させる際に放電が不
安定性になったり、効率が低下したりすることは容認されていた。
【０００９】
あるガス組成および全ガス圧を有するガス混合物で満たされ、かつある距離で
離間した一組の主放電電極を含む放電チャンバをガス放電レーザーが有する場合
、電極間のガス混合物に関してある絶縁破壊電圧が存在するであろう。また、効
率および放電安定性を最高にするような、電極に印加した高電圧の最適値も存在
する。例えば、レーザー管、電極およびガス混合物が十分に新しい場合、または
非常に良い状態なので絶縁破壊電圧が実質的に最適値より低い場合、放電が非常
に不安定となり、かつ電極が破損するか、または大幅な磨耗を被り得る。さらに
、潜在的に多くのものがある中で、時間パルス幅、レーザー効率および／または
バンド幅等の他の出力レーザービームパラメーターも作動電圧が変わるにつれて
変わるが、これは望ましくない。あるガス組成を有し、かつある距離で離間した
１組の主放電電極を含むガス放電レーザーであって、放電回路の絶縁破壊電圧お
よび対応して印加する駆動電圧を低減した最適範囲内に維持しており、効率的で
安定した放電を起こすことができる、ガス放電レーザーが望まれる。
離間した一組の主放電電極を含む放電チャンバをガス放電レーザーが有する場合
、電極間のガス混合物に関してある絶縁破壊電圧が存在するであろう。また、効
率および放電安定性を最高にするような、電極に印加した高電圧の最適値も存在
する。例えば、レーザー管、電極およびガス混合物が十分に新しい場合、または
非常に良い状態なので絶縁破壊電圧が実質的に最適値より低い場合、放電が非常
に不安定となり、かつ電極が破損するか、または大幅な磨耗を被り得る。さらに
、潜在的に多くのものがある中で、時間パルス幅、レーザー効率および／または
バンド幅等の他の出力レーザービームパラメーターも作動電圧が変わるにつれて
変わるが、これは望ましくない。あるガス組成を有し、かつある距離で離間した
１組の主放電電極を含むガス放電レーザーであって、放電回路の絶縁破壊電圧お
よび対応して印加する駆動電圧を低減した最適範囲内に維持しており、効率的で
安定した放電を起こすことができる、ガス放電レーザーが望まれる。
【００１０】
従来、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を所定の一定値付近に維
持するために、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を監視し、かつ駆
動電圧をフィードバックループ内で調節して、平均パルスエネルギーまたはエネ
ルギー投入量をこの所定の一定値に保っている。前記の通り、これにより駆動電
圧が最適駆動電圧から望ましくない量で外れてしまう。
持するために、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を監視し、かつ駆
動電圧をフィードバックループ内で調節して、平均パルスエネルギーまたはエネ
ルギー投入量をこの所定の一定値に保っている。前記の通り、これにより駆動電
圧が最適駆動電圧から望ましくない量で外れてしまう。
【００１１】
現在、ガス補充アルゴリズムが改良されており、米国特許出願第０９／４４７
，８８２号および第０９／７３４，４５９号に記載のマイクロハロゲン注入（μ
ＨＩ）等の少量ガス処置が行われている。これらの特許は、本譲受人に譲渡され
たものであり、本願に参照して組み込む。この少量ガス処置を行って、放電チャ
ンバ内のレーザー活性構成ガスをより頻繁に補充し、ガス処置間の少量領域にわ
たって高電圧を一般に変化させることができる（‘８８２号明細書を参照のこと
）。
，８８２号および第０９／７３４，４５９号に記載のマイクロハロゲン注入（μ
ＨＩ）等の少量ガス処置が行われている。これらの特許は、本譲受人に譲渡され
たものであり、本願に参照して組み込む。この少量ガス処置を行って、放電チャ
ンバ内のレーザー活性構成ガスをより頻繁に補充し、ガス処置間の少量領域にわ
たって高電圧を一般に変化させることができる（‘８８２号明細書を参照のこと
）。
【００１２】
レーザー活性構成ガスが最適組成の場合でさえも、新規補充の間にコンタミナ
ントが蓄積することにより効率の低下を招く。前記のように駆動電圧を最適駆動
電圧より望ましくない量で高くするか、または作動電圧がこのように望ましくな
い量以上に最適動作電圧より高くならないように頻繁に新規補充を行う。作動電
圧を高くしすぎることの不利益については議論がなされており、短い間隔で新規
補充を行うことは余計な望ましくないレーザーの停止時間を招くであろう。さら
に、繰返し率を増やすことが望まれるので、コンタミナントの生成が対応した早
い速度で発生し、さらに頻繁に新規補充を行うという問題により、さらに長いレ
ーザー停止時間を招くであろう。
ントが蓄積することにより効率の低下を招く。前記のように駆動電圧を最適駆動
電圧より望ましくない量で高くするか、または作動電圧がこのように望ましくな
い量以上に最適動作電圧より高くならないように頻繁に新規補充を行う。作動電
圧を高くしすぎることの不利益については議論がなされており、短い間隔で新規
補充を行うことは余計な望ましくないレーザーの停止時間を招くであろう。さら
に、繰返し率を増やすことが望まれるので、コンタミナントの生成が対応した早
い速度で発生し、さらに頻繁に新規補充を行うという問題により、さらに長いレ
ーザー停止時間を招くであろう。
【００１３】
ガス放電レーザーシステムを、駆動または印加高電圧を新規補充直後に最適電
圧よりはるかに低くするように構成ことができる。このような構成により、駆動
電圧が最適値より高くなり、レーザーを停止して新規補充を行うことが妥当とな
るまでのレーザーの使用可能時間が長時間となるシステムが得られる。しかし、
駆動電圧が低すぎるので、この場合には放電の不安定性および電極の磨耗という
問題にぶつかる。したがって、新規補充を行わなくとも長時間作動可能なガス放
電レーザー、特にはエキシマまたは分子状フッ素レーザーであって、放電のため
の入力駆動電圧が僅かな範囲内でのみ変化して、前記したような作動電圧が大き
く変わることにより起きる問題を回避するレーザーが望まれる。
圧よりはるかに低くするように構成ことができる。このような構成により、駆動
電圧が最適値より高くなり、レーザーを停止して新規補充を行うことが妥当とな
るまでのレーザーの使用可能時間が長時間となるシステムが得られる。しかし、
駆動電圧が低すぎるので、この場合には放電の不安定性および電極の磨耗という
問題にぶつかる。したがって、新規補充を行わなくとも長時間作動可能なガス放
電レーザー、特にはエキシマまたは分子状フッ素レーザーであって、放電のため
の入力駆動電圧が僅かな範囲内でのみ変化して、前記したような作動電圧が大き
く変わることにより起きる問題を回避するレーザーが望まれる。
【００１４】
米国特許第５，４５０，４３６号は、放電チャンバ内に新しいガスを注入する
等のいくつかのガス補充法であって、最終ステップである量のガスを放出してチ
ャンバ内の圧力を最適圧力（例えば２．５バール）に戻す方法を説明している。
‘４３６号特許において説明している他の実施態様では、チャンバ内の圧力はガ
ス注入後も増加したままであり、圧力増加による出力エネルギーの微増は、圧力
を減少させた場合ほどには駆動電圧を上昇させないであろう。しかし、ハロゲン
注入による圧力増加は、レーザービームの出力エネルギーおよび対応して入力駆
動電圧に実質的に影響を与える、レーザーチャンバ内の圧力上昇を招かない。
等のいくつかのガス補充法であって、最終ステップである量のガスを放出してチ
ャンバ内の圧力を最適圧力（例えば２．５バール）に戻す方法を説明している。
‘４３６号特許において説明している他の実施態様では、チャンバ内の圧力はガ
ス注入後も増加したままであり、圧力増加による出力エネルギーの微増は、圧力
を減少させた場合ほどには駆動電圧を上昇させないであろう。しかし、ハロゲン
注入による圧力増加は、レーザービームの出力エネルギーおよび対応して入力駆
動電圧に実質的に影響を与える、レーザーチャンバ内の圧力上昇を招かない。
【００１５】
（発明が解決しようとする課題）
本発明の課題は、新たな補充までのレーザーの使用可能時間を維持または増加
しながら、作動入力高電圧範囲を従来のシステムよりも低くすることが可能なよ
うに構成したエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムを提供することであ
る。
しながら、作動入力高電圧範囲を従来のシステムよりも低くすることが可能なよ
うに構成したエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムを提供することであ
る。
【００１６】
（課題を解決するための手段）
前記の目的に従い、エキシマまたは分子状フッ素レーザーの出力エネルギーを
所望のエネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧
の許容領域内に維持する方法を提供する。該エキシマまたは分子状フッ素レーザ
ーは、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の中にありガス混合物を活
性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極およびレーザービームを発
生するための共振器とを有する。この方法は、レーザーを運転して所望のエネル
ギーの許容範囲内でレーザービームを放出することを含む。レーザービームのエ
ネルギーを測定する。入力駆動電圧を調節して、レーザービームのエネルギーを
所望のエネルギーの許容範囲内に維持する。入力駆動電圧の値を求める。レーザ
ー管内のガス混合物の全圧力を調節して、入力駆動電圧を前記最適入力駆動電圧
の前記許容範囲に維持する。
所望のエネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧
の許容領域内に維持する方法を提供する。該エキシマまたは分子状フッ素レーザ
ーは、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の中にありガス混合物を活
性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極およびレーザービームを発
生するための共振器とを有する。この方法は、レーザーを運転して所望のエネル
ギーの許容範囲内でレーザービームを放出することを含む。レーザービームのエ
ネルギーを測定する。入力駆動電圧を調節して、レーザービームのエネルギーを
所望のエネルギーの許容範囲内に維持する。入力駆動電圧の値を求める。レーザ
ー管内のガス混合物の全圧力を調節して、入力駆動電圧を前記最適入力駆動電圧
の前記許容範囲に維持する。
【００１７】
更に前記の課題に従い、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の中に
ありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極および
レーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素
レーザーのエネルギー安定化法を提供する。この方法は、レーザーを作動してレ
ーザービームを放出することを含む。レーザービームのエネルギーを第１エネル
ギーとして測定する。第１エネルギーが所望のエネルギーの許容範囲内にあるか
どうかを判定するステップを実行する。測定した第１エネルギーが所望のエネル
ギーの許容範囲外と判定された場合、レーザー管内のガス混合物の圧力を調整し
て、レーザービームのエネルギーを調整する。
ありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極および
レーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素
レーザーのエネルギー安定化法を提供する。この方法は、レーザーを作動してレ
ーザービームを放出することを含む。レーザービームのエネルギーを第１エネル
ギーとして測定する。第１エネルギーが所望のエネルギーの許容範囲内にあるか
どうかを判定するステップを実行する。測定した第１エネルギーが所望のエネル
ギーの許容範囲外と判定された場合、レーザー管内のガス混合物の圧力を調整し
て、レーザービームのエネルギーを調整する。
【００１８】
前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極お
よびレーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フ
ッ素レーザーの性能を最適化する方法を提供する。この方法は、最適レーザーシ
ステム性能を与えるように事前に決定した最適駆動電圧を含む入力駆動電圧範囲
内に入力駆動電圧値を設定することを含む。ガス混合物をレーザー管内に新規補
充する。入力駆動電圧の設定値でレーザーを作動してレーザービームを放出する
。レーザービームのエネルギーを測定する。測定したエネルギーが所望のエネル
ギーの許容範囲内かどうかを判定するステップを実行する。測定したエネルギー
が所望のエネルギーの許容範囲外と判定された場合、レーザー管内のガス混合物
の圧力を調整して、レーザービームのエネルギーを調整する。
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極お
よびレーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フ
ッ素レーザーの性能を最適化する方法を提供する。この方法は、最適レーザーシ
ステム性能を与えるように事前に決定した最適駆動電圧を含む入力駆動電圧範囲
内に入力駆動電圧値を設定することを含む。ガス混合物をレーザー管内に新規補
充する。入力駆動電圧の設定値でレーザーを作動してレーザービームを放出する
。レーザービームのエネルギーを測定する。測定したエネルギーが所望のエネル
ギーの許容範囲内かどうかを判定するステップを実行する。測定したエネルギー
が所望のエネルギーの許容範囲外と判定された場合、レーザー管内のガス混合物
の圧力を調整して、レーザービームのエネルギーを調整する。
【００１９】
前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極お
よびレーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フ
ッ素レーザーの性能を最適化する方法を提供する。この方法は、最適レーザーシ
ステム性能を与えるように事前に決定した最適駆動電圧を含む許容入力駆動電圧
範囲内に入力駆動電圧値を設定することを含む。ガス混合物をレーザー管内に新
規補充する。レーザーを運転して所望のエネルギーでレーザービームを放出する
。所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動電圧が入力駆動電圧範囲内か
どうかを判定するステップを実行する。入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲外
と判定された場合、レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、レーザービー
ムのエネルギーを調整する。
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極お
よびレーザービームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フ
ッ素レーザーの性能を最適化する方法を提供する。この方法は、最適レーザーシ
ステム性能を与えるように事前に決定した最適駆動電圧を含む許容入力駆動電圧
範囲内に入力駆動電圧値を設定することを含む。ガス混合物をレーザー管内に新
規補充する。レーザーを運転して所望のエネルギーでレーザービームを放出する
。所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動電圧が入力駆動電圧範囲内か
どうかを判定するステップを実行する。入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲外
と判定された場合、レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、レーザービー
ムのエネルギーを調整する。
【００２０】
前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極、
所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、レーザー管内のガ
ス混合物の圧力よりも低い圧力の補助容量（auxiliary volume）を含むレーザー
管に接続されたガス交換ユニット、およびガス交換ユニットとレーザー管との間
のガス流を制御するプロセッサを含むエキシマまたは分子状フッ素レーザーを提
供する。駆動電圧が所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧範囲より低いと
判定された場合、ガス混合物を補助容量に放出してレーザー管内の圧力を下げ、
所望のエネルギーを得るために印加する駆動電圧を上げることができるように、
ガス交換ユニットおよびプロセッサを構成する。
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極、
所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、レーザー管内のガ
ス混合物の圧力よりも低い圧力の補助容量（auxiliary volume）を含むレーザー
管に接続されたガス交換ユニット、およびガス交換ユニットとレーザー管との間
のガス流を制御するプロセッサを含むエキシマまたは分子状フッ素レーザーを提
供する。駆動電圧が所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧範囲より低いと
判定された場合、ガス混合物を補助容量に放出してレーザー管内の圧力を下げ、
所望のエネルギーを得るために印加する駆動電圧を上げることができるように、
ガス交換ユニットおよびプロセッサを構成する。
【００２１】
前記の課題に更に関連して、ガス混合物を満たしたレーザー管、レーザー管の
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極、
所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、レーザー管に接続
されたガス交換ユニット、およびガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流
を制御するプロセッサを含むエキシマまたは分子状フッ素レーザーを提供する。
駆動電圧が所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧範囲より高いと判定され
た場合、ガスをレーザー管に加えてレーザー管内の圧力を上げ、所望のエネルギ
ーを得るために印加する駆動電圧を下げることができるように、ガス交換ユニッ
トおよびプロセッサを構成する。
中にありガス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続された複数の電極、
所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、レーザー管に接続
されたガス交換ユニット、およびガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流
を制御するプロセッサを含むエキシマまたは分子状フッ素レーザーを提供する。
駆動電圧が所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧範囲より高いと判定され
た場合、ガスをレーザー管に加えてレーザー管内の圧力を上げ、所望のエネルギ
ーを得るために印加する駆動電圧を下げることができるように、ガス交換ユニッ
トおよびプロセッサを構成する。
【００２２】
（参照による組み込み）
以下は、引用文献の一覧である。好適な実施態様の要素または特徴に関する別
の態様であって、以下の説明で述べていないものを開示しているので、前記して
引用した文献に加えて、ここでの参照して引用文献のそれぞれを以下の好適な実
施態様の詳細な説明に組み込む。これらの文献を単独または２つ以上組み合わせ
ることにより、下記の詳細な説明で述べる好適な実施態様の変形物を得る助けと
なるであろう。さらに特許、特許出願および非特許文献が明細書に引用されてお
り、これらについても、次の文献に関して説明されているのと同じ効果をもって
、参照して好適な実施態様に組み込む。 米国特許第４，９９７，５７３号、第５，３３７，２１５号、第５，０９７，２
９１号、第５，１４０，６００号、第５，４５０，４３６号、第４，６７４，０
９９号、第５，４６３，６５０号、第５，７１０，７８７号、第６，０８４，８
９７号、第５，８３５，５２０号、第５，９７８，４０６号、第６，０２８，８
８０号、第６，１３０，９０４号、第６，１５１，３５０号； 米国特許出願第０９／４１８，０５２号、第０９／４４７，８８２号、第０９／
５８３，０３７号、第０９／３７９，０３４号、第０９／４４７，８８２号、第
０９／３７９，０３４号、第０９／４８４，８１８号、第０９／４１８，０５２
号、第０９／５１３，０２５号、第０９／７３４，４５９号および第０９／５８
８，５６１号。これらはそれぞれ本願と同じ譲受人に譲渡されている；および 日本国公開特許公報昭６３−８６５９３号である。
の態様であって、以下の説明で述べていないものを開示しているので、前記して
引用した文献に加えて、ここでの参照して引用文献のそれぞれを以下の好適な実
施態様の詳細な説明に組み込む。これらの文献を単独または２つ以上組み合わせ
ることにより、下記の詳細な説明で述べる好適な実施態様の変形物を得る助けと
なるであろう。さらに特許、特許出願および非特許文献が明細書に引用されてお
り、これらについても、次の文献に関して説明されているのと同じ効果をもって
、参照して好適な実施態様に組み込む。 米国特許第４，９９７，５７３号、第５，３３７，２１５号、第５，０９７，２
９１号、第５，１４０，６００号、第５，４５０，４３６号、第４，６７４，０
９９号、第５，４６３，６５０号、第５，７１０，７８７号、第６，０８４，８
９７号、第５，８３５，５２０号、第５，９７８，４０６号、第６，０２８，８
８０号、第６，１３０，９０４号、第６，１５１，３５０号； 米国特許出願第０９／４１８，０５２号、第０９／４４７，８８２号、第０９／
５８３，０３７号、第０９／３７９，０３４号、第０９／４４７，８８２号、第
０９／３７９，０３４号、第０９／４８４，８１８号、第０９／４１８，０５２
号、第０９／５１３，０２５号、第０９／７３４，４５９号および第０９／５８
８，５６１号。これらはそれぞれ本願と同じ譲受人に譲渡されている；および 日本国公開特許公報昭６３−８６５９３号である。
【００２３】
（発明の実施の形態）
エキシマまたは分子状フッ素レーザー、およびこれらを作動する方法を、好適
な実施態様に従い、以下に与える。出力パルスの平均パルスエネルギーまたはエ
ネルギー投入量を監視し、パルスエネルギーまたはエネルギー投入量が所定の一
定値から変動した場合、好ましくはプロセッサ、エネルギー検出器およびガス制
御ユニットを含むフィードバック装置内で、レーザー管内のレーザーガス混合物
の全圧力を調整することにより、出力パルスの平均エネルギーまたはエネルギー
投入量を所定の実質的に一定な値付近に維持する。このようにして、パルサーモ
ジュールからレーザー管またはレーザーの放電チャンバ内の電極に印加した駆動
放電電圧を、従来のレーザーシステムよりも小さな所定の電圧範囲内に維持する
。さらに、好ましくは新規補充の間隔を短くせず、より好ましくはこのような間
隔を実際には増やしながら、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を所
定の一定の平均エネルギーおよび／またはエネルギー投入量付近に維持する。
な実施態様に従い、以下に与える。出力パルスの平均パルスエネルギーまたはエ
ネルギー投入量を監視し、パルスエネルギーまたはエネルギー投入量が所定の一
定値から変動した場合、好ましくはプロセッサ、エネルギー検出器およびガス制
御ユニットを含むフィードバック装置内で、レーザー管内のレーザーガス混合物
の全圧力を調整することにより、出力パルスの平均エネルギーまたはエネルギー
投入量を所定の実質的に一定な値付近に維持する。このようにして、パルサーモ
ジュールからレーザー管またはレーザーの放電チャンバ内の電極に印加した駆動
放電電圧を、従来のレーザーシステムよりも小さな所定の電圧範囲内に維持する
。さらに、好ましくは新規補充の間隔を短くせず、より好ましくはこのような間
隔を実際には増やしながら、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を所
定の一定の平均エネルギーおよび／またはエネルギー投入量付近に維持する。
【００２４】
ここで、レーザー管とは励起してレーザービームを発生するガス混合物を満た
したレーザーシステムの部分であり、放電チャンバとはレーザー管の一部であっ
て、熱交換器およびファンも含む部分を指すことに留意する。しかし、ここでレ
ーザー管および放電チャンバのいずれの用語を使う場合にはいつでも、これらの
用語はそれぞれレーザー管を指すことを意味する。さらに、ここでエネルギーと
いう用語を使う場合には、いくつかのパルスに対する平均パルスエネルギー、工
作物におけるエネルギー投入量、パルスエネルギー、パルス出力レーザービーム
の平均出力を非網羅的に指すことに留意する。
したレーザーシステムの部分であり、放電チャンバとはレーザー管の一部であっ
て、熱交換器およびファンも含む部分を指すことに留意する。しかし、ここでレ
ーザー管および放電チャンバのいずれの用語を使う場合にはいつでも、これらの
用語はそれぞれレーザー管を指すことを意味する。さらに、ここでエネルギーと
いう用語を使う場合には、いくつかのパルスに対する平均パルスエネルギー、工
作物におけるエネルギー投入量、パルスエネルギー、パルス出力レーザービーム
の平均出力を非網羅的に指すことに留意する。
【００２５】
駆動高電圧のある制限範囲内、すなわち最適にレーザーを作動させるためのＨ
Ｖ（ＨＶｏｐｔ）付近でレーザーを作動するための、レーザー管およびレーザー
共振器の光学部品の古さとは無関係な１つ以上の特別なガス手順を制御するため
のプロセッサと共に、好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザ
ーシステムを構成する。このようなアルゴリズムは、レーザー管内の全圧力の調
整を含む。さらに、圧力調整を実行する前に調整する圧力量を計算し、調整にお
いてより正確な圧力を与えるアルゴリズムを備える。レーザーのエキスパートシ
ステムのエネルギー制御アルゴリズム中の圧力調整を含み、出力レーザーエネル
ギーが偏差許容外にある、すなわち所望の平均パルスエネルギーまたはエネルギ
ー投入量より大きいか、またはより小さいかのいずれであるかの判定を含み、か
つレーザー管の全圧力に対して、それぞれの場合に圧力放出または圧力付加を行
うための、さらなるアルゴリズムを与える。
Ｖ（ＨＶｏｐｔ）付近でレーザーを作動するための、レーザー管およびレーザー
共振器の光学部品の古さとは無関係な１つ以上の特別なガス手順を制御するため
のプロセッサと共に、好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザ
ーシステムを構成する。このようなアルゴリズムは、レーザー管内の全圧力の調
整を含む。さらに、圧力調整を実行する前に調整する圧力量を計算し、調整にお
いてより正確な圧力を与えるアルゴリズムを備える。レーザーのエキスパートシ
ステムのエネルギー制御アルゴリズム中の圧力調整を含み、出力レーザーエネル
ギーが偏差許容外にある、すなわち所望の平均パルスエネルギーまたはエネルギ
ー投入量より大きいか、またはより小さいかのいずれであるかの判定を含み、か
つレーザー管の全圧力に対して、それぞれの場合に圧力放出または圧力付加を行
うための、さらなるアルゴリズムを与える。
【００２６】
レーザー管または共振器光学部品の経年劣化状態にかかわらず、新規補充の後
およびレーザー作動中にレーザー管内の全ガス圧を調整することにより、ＨＶｏ ｐｔ またはその付近で駆動電圧を電極に印加するように構成されたレーザーのパ
ルサー回路を用いて、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を好ましく
は安定にする。このため、ＨＶｏｐｔのレーザーの放電への適用により、所望の
平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量付近のエネルギーのレーザービー
ムが発生する。したがって、入力駆動電圧以外のレーザーシステムの他のパラメ
ーターを調整することにより、平均パルスエネルギーを調整することのできるエ
キシマまたは分子状フッ素レーザーシステムが得られる。これによって、新規補
充の間隔を短くすることなく、従来のシステムよりも狭い電圧範囲内で入力駆動
電圧を操作することができる。
およびレーザー作動中にレーザー管内の全ガス圧を調整することにより、ＨＶｏ ｐｔ またはその付近で駆動電圧を電極に印加するように構成されたレーザーのパ
ルサー回路を用いて、平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を好ましく
は安定にする。このため、ＨＶｏｐｔのレーザーの放電への適用により、所望の
平均パルスエネルギーまたはエネルギー投入量付近のエネルギーのレーザービー
ムが発生する。したがって、入力駆動電圧以外のレーザーシステムの他のパラメ
ーターを調整することにより、平均パルスエネルギーを調整することのできるエ
キシマまたは分子状フッ素レーザーシステムが得られる。これによって、新規補
充の間隔を短くすることなく、従来のシステムよりも狭い電圧範囲内で入力駆動
電圧を操作することができる。
【００２７】
図２は、好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステム
を概略的に示したものである。好適なガス放電レーザーシステムは、例えばＡｒ
ＦまたはＫｒＦといったエキシマレーザーシステム等のＤＵＶまたはＶＵＶレー
ザーシステム、あるいは深紫外（ＤＵＶ）または真空紫外（ＶＵＶ）リソグラフ
ィーシステムと共に用いる分子状フッ素（Ｆ２）レーザーシステムであり、これ
を図示した。例えばＴＦＴアニーリング、光切除および／またはマイクロ機械加
工等の他の工業用途に用いるレーザーシステム用の代替的構成は、図２に示すシ
ステムと類似および／または図２に示すシステムを変形して本出願の必要条件に
合致させたものであることは、当業者には分かる。このための、別のＤＵＶまた
はＶＵＶレーザーシステムおよび部品構成は、米国特許出願第０９／３１７，６
９５号、第０９／１３０，２７７号、第０９／２４４，５５４号、第０９／４５
２，３５３号、第０９／３１７，５２７号、第０９／３４３，３３３号、第０９
／５１２，４１７号、第０９／５９９，１３０号、第６０／１６２，７３５号、
第６０／１６６，９５２号、第６０／１７１，１７２号、第６０／１４１，６７
８号、第６０／１７３，９９３号、第６０／１６６，９６７号、第６０／１４７
，２１９号、第６０／１７０，３４２号、第６０／１６２，７３５号、第６０／
１７８，４４５号、第６０／１６６，２７７号、第６０／１６７，８３５号、第
６０／１７１，９１９号、第６０／２０２，５６４号、第６０／２０４，０９５
号、第６０／１７２，６７４号、第０９／５７４，９２１号、第０９／７３４，
４５９号、第０９／７４１，４６５号、第０９／６８６，４８３号、第０９／７
１５，８０３号および６０／１８１，１５６号、ならびに米国特許第６，００５
，８８０号、第６，０６１，３８２号、第６，０２０，７２３号、第５，９４６
，３３７号、第６，０１４，２０６号、第６，１５７，６６２号、第６，１５４
，４７０号、第６，１６０，８３１号、第６，１６０，８３２号、第５，５５９
，８１６号、第４，６１１，２７０号、第５，７６１，２３６号で説明されてい
る。これらの各々は、本出願と同じ譲受人に譲渡されたものであり、参照して本
願に組み込む。
を概略的に示したものである。好適なガス放電レーザーシステムは、例えばＡｒ
ＦまたはＫｒＦといったエキシマレーザーシステム等のＤＵＶまたはＶＵＶレー
ザーシステム、あるいは深紫外（ＤＵＶ）または真空紫外（ＶＵＶ）リソグラフ
ィーシステムと共に用いる分子状フッ素（Ｆ２）レーザーシステムであり、これ
を図示した。例えばＴＦＴアニーリング、光切除および／またはマイクロ機械加
工等の他の工業用途に用いるレーザーシステム用の代替的構成は、図２に示すシ
ステムと類似および／または図２に示すシステムを変形して本出願の必要条件に
合致させたものであることは、当業者には分かる。このための、別のＤＵＶまた
はＶＵＶレーザーシステムおよび部品構成は、米国特許出願第０９／３１７，６
９５号、第０９／１３０，２７７号、第０９／２４４，５５４号、第０９／４５
２，３５３号、第０９／３１７，５２７号、第０９／３４３，３３３号、第０９
／５１２，４１７号、第０９／５９９，１３０号、第６０／１６２，７３５号、
第６０／１６６，９５２号、第６０／１７１，１７２号、第６０／１４１，６７
８号、第６０／１７３，９９３号、第６０／１６６，９６７号、第６０／１４７
，２１９号、第６０／１７０，３４２号、第６０／１６２，７３５号、第６０／
１７８，４４５号、第６０／１６６，２７７号、第６０／１６７，８３５号、第
６０／１７１，９１９号、第６０／２０２，５６４号、第６０／２０４，０９５
号、第６０／１７２，６７４号、第０９／５７４，９２１号、第０９／７３４，
４５９号、第０９／７４１，４６５号、第０９／６８６，４８３号、第０９／７
１５，８０３号および６０／１８１，１５６号、ならびに米国特許第６，００５
，８８０号、第６，０６１，３８２号、第６，０２０，７２３号、第５，９４６
，３３７号、第６，０１４，２０６号、第６，１５７，６６２号、第６，１５４
，４７０号、第６，１６０，８３１号、第６，１６０，８３２号、第５，５５９
，８１６号、第４，６１１，２７０号、第５，７６１，２３６号で説明されてい
る。これらの各々は、本出願と同じ譲受人に譲渡されたものであり、参照して本
願に組み込む。
【００２８】
図２に示すシステムは、一般に固体パルサーモジュール４を接続した一対の主
放電電極３を有するレーザーチャンバ２（またはチャンバ２もしくはレーザー管
内に熱交換器およびガス混合物の循環用ファンを含むレーザー管）およびガス取
扱モジュールを含む。ガス取扱モジュール６はレーザーチャンバ２にバルブ接続
されており、ＡｒＦおよびＫｒＦエキシマレーザーの場合にはハロゲンガス、希
ガス、バッファガス、および好ましくはガス添加物を、Ｆ２レーザーの場合には
ハロゲンガス、バッファガスおよび必要によりガス添加物を、好ましくは予混合
形態（本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／５１３，０２５号
、および米国特許第４，９７７，５７３号を参照のこと。それぞれを参照して本
願に組み込む。）で注入または補充することができる。固体パルサーモジュール
４は、高電圧電源装置８から動力を供給される。レーザーチャンバ２は光学部品
モジュール１０および光学部品モジュール１２に囲まれており、共振器を形成し
ている。光学部品モジュール１０および１２を、光学部品制御モジュール（図示
せず）により制御するか、または図示したようにコンピュータもしくはプロセッ
サ１６により直接制御してもよい。
放電電極３を有するレーザーチャンバ２（またはチャンバ２もしくはレーザー管
内に熱交換器およびガス混合物の循環用ファンを含むレーザー管）およびガス取
扱モジュールを含む。ガス取扱モジュール６はレーザーチャンバ２にバルブ接続
されており、ＡｒＦおよびＫｒＦエキシマレーザーの場合にはハロゲンガス、希
ガス、バッファガス、および好ましくはガス添加物を、Ｆ２レーザーの場合には
ハロゲンガス、バッファガスおよび必要によりガス添加物を、好ましくは予混合
形態（本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／５１３，０２５号
、および米国特許第４，９７７，５７３号を参照のこと。それぞれを参照して本
願に組み込む。）で注入または補充することができる。固体パルサーモジュール
４は、高電圧電源装置８から動力を供給される。レーザーチャンバ２は光学部品
モジュール１０および光学部品モジュール１２に囲まれており、共振器を形成し
ている。光学部品モジュール１０および１２を、光学部品制御モジュール（図示
せず）により制御するか、または図示したようにコンピュータもしくはプロセッ
サ１６により直接制御してもよい。
【００２９】
レーザー制御用プロセッサ１６は種々の入力を受け取り、かつシステムの種々
の動作パラメーターを制御する。診断モジュール１８は、好ましくはビーム分離
モジュール（特には図示せず）等の、ビームのごく一部をモジュール１８に向け
て偏向させるための光学部品を介した主ビーム２０の分離ポジションのパルスエ
ネルギー、平均エネルギーおよび／または電力ならびに波長等の１つ以上のパラ
メーターを受け取りかつ測定する。ビーム２０は、好ましくは画像システム（図
示せず）および究極的にはリトグラフ用途等の工作物（これも図示せず）に向け
て出力したレーザーであり、適用プロセスに直接出力してもよい。レーザー制御
コンピュータ１６は、インターフェース２４を介してステッパー／スキャナーコ
ンピュータ、他の制御ユニットおよび／または他の外部システム（図示せず）と
交信する。
の動作パラメーターを制御する。診断モジュール１８は、好ましくはビーム分離
モジュール（特には図示せず）等の、ビームのごく一部をモジュール１８に向け
て偏向させるための光学部品を介した主ビーム２０の分離ポジションのパルスエ
ネルギー、平均エネルギーおよび／または電力ならびに波長等の１つ以上のパラ
メーターを受け取りかつ測定する。ビーム２０は、好ましくは画像システム（図
示せず）および究極的にはリトグラフ用途等の工作物（これも図示せず）に向け
て出力したレーザーであり、適用プロセスに直接出力してもよい。レーザー制御
コンピュータ１６は、インターフェース２４を介してステッパー／スキャナーコ
ンピュータ、他の制御ユニットおよび／または他の外部システム（図示せず）と
交信する。
【００３０】
レーザーチャンバ２はレーザーガス混合物を含有し、１組の主放電電極に加え
て１つ以上の予備イオン化電極（図示せず）を含む。好適な主電極３は米国特許
出願第０９／４５３，６７０号および第６０／１８４，７０５号に説明されてい
る。これらは本出願と同じ譲受人に譲渡されており、参照して本願に組み込む。
他の電極構成は、本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第５，７２９，
５６５号および第４，８６０，３００号に記載されおり、代替的実施態様は米国
特許第４，６９１，３２２号、第５，５３５，２３３号および第５，５５７，６
２９号に記載されており、これらの全てを参照して本願に組み込む。好適な予備
イオン化ユニットは、それぞれ本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第
０９／６９２，２６５号、第０９／５３２，２７６号および第０９／２４７，８
８７号に記載されており、代替的実施態様は米国特許第５，３３７，３３０号、
第５，８１８，８６５号および第５，９９１，３２４号に記載されており、これ
ら全ての特許および特許出願を参照して本願に組み込む。
て１つ以上の予備イオン化電極（図示せず）を含む。好適な主電極３は米国特許
出願第０９／４５３，６７０号および第６０／１８４，７０５号に説明されてい
る。これらは本出願と同じ譲受人に譲渡されており、参照して本願に組み込む。
他の電極構成は、本出願と同じ譲受人に譲渡されている米国特許第５，７２９，
５６５号および第４，８６０，３００号に記載されおり、代替的実施態様は米国
特許第４，６９１，３２２号、第５，５３５，２３３号および第５，５５７，６
２９号に記載されており、これらの全てを参照して本願に組み込む。好適な予備
イオン化ユニットは、それぞれ本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第
０９／６９２，２６５号、第０９／５３２，２７６号および第０９／２４７，８
８７号に記載されており、代替的実施態様は米国特許第５，３３７，３３０号、
第５，８１８，８６５号および第５，９９１，３２４号に記載されており、これ
ら全ての特許および特許出願を参照して本願に組み込む。
【００３１】
固体パルサーモジュール４および高電圧電源装置８は、レーザーチャンバ２内
の予備イオン化および主電極３に圧縮電気パルスで電気エネルギーを供給して、
ガス混合物を活性化する。好適なパルサーモジュールおよび高電圧電源装置の部
品は、米国特許出願第０９／６４０，５９５号、第６０／１９８，０５８号、第
６０／２０４，０９５号、第０９／４３２，３４８号および第０９／３９０，１
４６号、および第６０／２０４，０９５号、ならびに米国特許第６，００５，８
８０号および第６，０２０，７２３号に説明されている。これらの各々は本出願
と同じ譲受人に譲渡されたものであり、ここで参照して本出願に組み込む。他の
代替パルサーモジュールは、米国特許第５，９８２，８００号、第５，９８２，
７９５号、第５，９４０，４２１号、第５，９１４，９７４号、第５，９４９，
８０６号、第５，９３６，９８８号、第６，０２８，８７２号、第６，１５１，
３４６号および第５，７２９，５６２号に説明されている。これらを参照して本
願に組み込む。従来のパルサーモジュールは、１〜３ジュールの電力より大きな
電気パルスを発生することができる（前記‘９８８号特許を参照のこと）。
の予備イオン化および主電極３に圧縮電気パルスで電気エネルギーを供給して、
ガス混合物を活性化する。好適なパルサーモジュールおよび高電圧電源装置の部
品は、米国特許出願第０９／６４０，５９５号、第６０／１９８，０５８号、第
６０／２０４，０９５号、第０９／４３２，３４８号および第０９／３９０，１
４６号、および第６０／２０４，０９５号、ならびに米国特許第６，００５，８
８０号および第６，０２０，７２３号に説明されている。これらの各々は本出願
と同じ譲受人に譲渡されたものであり、ここで参照して本出願に組み込む。他の
代替パルサーモジュールは、米国特許第５，９８２，８００号、第５，９８２，
７９５号、第５，９４０，４２１号、第５，９１４，９７４号、第５，９４９，
８０６号、第５，９３６，９８８号、第６，０２８，８７２号、第６，１５１，
３４６号および第５，７２９，５６２号に説明されている。これらを参照して本
願に組み込む。従来のパルサーモジュールは、１〜３ジュールの電力より大きな
電気パルスを発生することができる（前記‘９８８号特許を参照のこと）。
【００３２】
レーザーガス混合物を含有するレーザーチャンバ２を取り囲むレーザー共振器
は、好ましくは狭線エキシマ用または分子状フッ素レーザー用狭線化光学部品を
含む光学部品モジュール１０を含む。狭線化が望ましくないか、狭線化を前光学
部品モジュール１２で行うか、共振器の外部にあるスペクトルフィルターを用い
るか、または高反射鏡の前に狭線化光学部品を配置したレーザーシステムにおい
ては、この光学部品モジュールを高反射率（ＨＲ）鏡等で置換して、出力ビーム
の帯域幅を狭くすることができる。
は、好ましくは狭線エキシマ用または分子状フッ素レーザー用狭線化光学部品を
含む光学部品モジュール１０を含む。狭線化が望ましくないか、狭線化を前光学
部品モジュール１２で行うか、共振器の外部にあるスペクトルフィルターを用い
るか、または高反射鏡の前に狭線化光学部品を配置したレーザーシステムにおい
ては、この光学部品モジュールを高反射率（ＨＲ）鏡等で置換して、出力ビーム
の帯域幅を狭くすることができる。
【００３３】
放出されたレーザー光２０の波長に対して透過性の窓によりレーザーチャンバ
２を密閉する。この窓はブルースター窓であってもよく、または共振ビームの光
路に対して別の角度、例えば５°の角度で傾いてもよい。また、窓の１つがビー
ム外部結合の役目を果してもよい。
２を密閉する。この窓はブルースター窓であってもよく、または共振ビームの光
路に対して別の角度、例えば５°の角度で傾いてもよい。また、窓の１つがビー
ム外部結合の役目を果してもよい。
【００３４】
出力ビーム２０の一部は光学部品モジュール１２の外部結合器（outcoupler）
を通過した後、その出力部分は好ましくはビーム分割モジュール（図示せず）に
衝突する。該ビーム分割モジュールは、ビーム２０の主要部をレーザーシステム
の出力ビーム２０とし続ける一方、ビームの一部を診断モジュール１８に向けて
偏向するか、または外部結合したビームのごく一部が診断モジュールに到達する
のを可能にする光学部品を含む（本発明と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願
第６０／１７７，８０９号、第０９／５９８，５５２号および第６０／１６６，
９５２号、および米国特許第４，６１１，２７０号を参照のこと。これらのそれ
ぞれを参照して本願に組み込む）。好適な光学部品はビーム分割器か、そうでな
ければ部分反射表面光学部品を含む。該光学部品は、鏡またはビーム分割器を第
２反射部品として含んでもよい。２つ以上のビーム分割器および／またはＨＲ鏡
および／または診断鏡を用いて、ビームの一部を診断モジュール１８の部品に向
けてもよい。ホログラフィックビームサンプラー、透過格子、部分透過反射回折
格子、グリズム、プリズムまたは他の反射性、分散性および／または透過性の１
つまたは複数の光学部品を用いて、主ビーム２０の大部分を適用プロセスに直接
または画像システムもしくは他のものを介して到達させながら、診断モジュール
１８で検出するために主ビーム２０からごく一部のビームを分離してもよい。
を通過した後、その出力部分は好ましくはビーム分割モジュール（図示せず）に
衝突する。該ビーム分割モジュールは、ビーム２０の主要部をレーザーシステム
の出力ビーム２０とし続ける一方、ビームの一部を診断モジュール１８に向けて
偏向するか、または外部結合したビームのごく一部が診断モジュールに到達する
のを可能にする光学部品を含む（本発明と同じ譲受人に譲渡された米国特許出願
第６０／１７７，８０９号、第０９／５９８，５５２号および第６０／１６６，
９５２号、および米国特許第４，６１１，２７０号を参照のこと。これらのそれ
ぞれを参照して本願に組み込む）。好適な光学部品はビーム分割器か、そうでな
ければ部分反射表面光学部品を含む。該光学部品は、鏡またはビーム分割器を第
２反射部品として含んでもよい。２つ以上のビーム分割器および／またはＨＲ鏡
および／または診断鏡を用いて、ビームの一部を診断モジュール１８の部品に向
けてもよい。ホログラフィックビームサンプラー、透過格子、部分透過反射回折
格子、グリズム、プリズムまたは他の反射性、分散性および／または透過性の１
つまたは複数の光学部品を用いて、主ビーム２０の大部分を適用プロセスに直接
または画像システムもしくは他のものを介して到達させながら、診断モジュール
１８で検出するために主ビーム２０からごく一部のビームを分離してもよい。
【００３５】
反射ビーム部を診断モジュール１８に向ける一方、出力ビーム２０がビーム分
割モジュールを透過してもよい。または、ごく一部が透過して診断モジュール１
８に届く一方、主ビーム２０が反射してもよい。連続してビーム分割器を通過す
る外部連結したビーム部がレーザーの出力ビーム２０であり、これが画像システ
ムおよび写真平板用途の加工物等の工業用途または実験的用途に向かって広がる
。
割モジュールを透過してもよい。または、ごく一部が透過して診断モジュール１
８に届く一方、主ビーム２０が反射してもよい。連続してビーム分割器を通過す
る外部連結したビーム部がレーザーの出力ビーム２０であり、これが画像システ
ムおよび写真平板用途の加工物等の工業用途または実験的用途に向かって広がる
。
【００３６】
特に分子状フッ素レーザーシステムおよびＡｒＦレーザーシステム向けに、ビ
ーム路を光吸収種の無い状態に保つ等のためにビーム路を囲い（図示せず）によ
り密封してもよい。より小さな囲いによりチャンバ２と光学モジュール１０およ
び１２との間、ならびにビーム分割器（図示せず。前記参照）と診断モジュール
１８との間を密封してもよい。好適な囲いは、同じ譲受人に譲渡され、かつ参照
して本願に組み込む米国特許出願第０９／３４３，３３３号、第０９／５９８，
５５２号、第０９／５９４，８９２号および第９／１３１，５８０号、ならびに
参照して本願に組み込む米国特許第５，５５９，５８４号、第５，２２１，８２
３号、第５，７６３，８５５号、第５，８１１，７５３号および第４，６１６，
９０８号に詳細に説明されている。
ーム路を光吸収種の無い状態に保つ等のためにビーム路を囲い（図示せず）によ
り密封してもよい。より小さな囲いによりチャンバ２と光学モジュール１０およ
び１２との間、ならびにビーム分割器（図示せず。前記参照）と診断モジュール
１８との間を密封してもよい。好適な囲いは、同じ譲受人に譲渡され、かつ参照
して本願に組み込む米国特許出願第０９／３４３，３３３号、第０９／５９８，
５５２号、第０９／５９４，８９２号および第９／１３１，５８０号、ならびに
参照して本願に組み込む米国特許第５，５５９，５８４号、第５，２２１，８２
３号、第５，７６３，８５５号、第５，８１１，７５３号および第４，６１６，
９０８号に詳細に説明されている。
【００３７】
診断モジュール１８は好ましくは少なくとも１つのエネルギー検出器を含む。
この検出器は、出力ビーム２０のエネルギーに直接対応するビーム部の総エネル
ギーを測定する（米国特許第４，６１１，２７０号および米国特許出願第０９／
３７９，０３４号を参照のこと。それぞれ本譲受人に譲渡されたものであり、か
つ参照して本願に組み込む）。光減衰器、例えば平板もしくは被覆光減衰器、ま
たは他の光学部品等の光学構造を検出器またはビーム分割モジュール２１の上ま
たは近傍に形成して、検出器に衝突する放出の強度、スペクトル分布および／ま
たは他のパラメーターを制御する（米国特許出願第０９／１７２，８０５号、第
６０／１７２，７４９号、第６０／１６６，９５２号、第６０／１７７，８０９
号および第６０／１７８，６２０号を参照のこと。これらのそれぞれは本出願と
同じ譲受人に譲渡されたものであり、参照して本願に組み込む）。
この検出器は、出力ビーム２０のエネルギーに直接対応するビーム部の総エネル
ギーを測定する（米国特許第４，６１１，２７０号および米国特許出願第０９／
３７９，０３４号を参照のこと。それぞれ本譲受人に譲渡されたものであり、か
つ参照して本願に組み込む）。光減衰器、例えば平板もしくは被覆光減衰器、ま
たは他の光学部品等の光学構造を検出器またはビーム分割モジュール２１の上ま
たは近傍に形成して、検出器に衝突する放出の強度、スペクトル分布および／ま
たは他のパラメーターを制御する（米国特許出願第０９／１７２，８０５号、第
６０／１７２，７４９号、第６０／１６６，９５２号、第６０／１７７，８０９
号および第６０／１７８，６２０号を参照のこと。これらのそれぞれは本出願と
同じ譲受人に譲渡されたものであり、参照して本願に組み込む）。
【００３８】
診断モジュール１８のもう一つの部品は、好ましくはモニターエタロンまたは
格子分光計等の波長および／または帯域幅検出部品である（本出願と同じ譲受人
に譲渡された米国特許出願第０９／４１６，３４４号、第６０／１８６，００３
号、第６０／１５８，８０８号、第６０／１８６，０９６号、第６０／１８６，
０９６号および第６０／１８６，０９６号および第６０／２０２，５６４号、な
らびに米国特許第４，９０５，２４３号、第５，９７８，３９１号、第５，４５
０，２０７号、第４，９２６，４２８号、第５，７４８，３４６号、第５，０２
５，４４５号、および第５，９７８，３９４号を参照のこと。前記の全ての波長
および／または帯域幅の検出部品および監視部品を参照して本願に組み込む。
格子分光計等の波長および／または帯域幅検出部品である（本出願と同じ譲受人
に譲渡された米国特許出願第０９／４１６，３４４号、第６０／１８６，００３
号、第６０／１５８，８０８号、第６０／１８６，０９６号、第６０／１８６，
０９６号および第６０／１８６，０９６号および第６０／２０２，５６４号、な
らびに米国特許第４，９０５，２４３号、第５，９７８，３９１号、第５，４５
０，２０７号、第４，９２６，４２８号、第５，７４８，３４６号、第５，０２
５，４４５号、および第５，９７８，３９４号を参照のこと。前記の全ての波長
および／または帯域幅の検出部品および監視部品を参照して本願に組み込む。
【００３９】
ガス制御および／または出力ビームエネルギー安定化のため、または次に詳細
に説明するようなビーム内の増幅自然放出（ＡＳＥ）の量を監視してＡＳＥが所
定のレベル未満にあることを確認する等のために、診断モジュールの他の部品は
、それぞれ本出願と同じ譲受人に譲渡され、参照して本願に組み込む米国特許出
願第０９／４８４，８１８号および第０９／４１８，０５２号でそれぞれ説明さ
れているパルス形状検出器またはＡＳＥ検出器を含んでもよい。例えば米国特許
第６，０１４，２０６号に記載されているようなビームアラインメントモニター
、または同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第６０／１８１，１５６号のビー
ムプロファイルモニターがあってもよい。これらの特許文献のそれぞれを参照し
て本願に組み込む。
に説明するようなビーム内の増幅自然放出（ＡＳＥ）の量を監視してＡＳＥが所
定のレベル未満にあることを確認する等のために、診断モジュールの他の部品は
、それぞれ本出願と同じ譲受人に譲渡され、参照して本願に組み込む米国特許出
願第０９／４８４，８１８号および第０９／４１８，０５２号でそれぞれ説明さ
れているパルス形状検出器またはＡＳＥ検出器を含んでもよい。例えば米国特許
第６，０１４，２０６号に記載されているようなビームアラインメントモニター
、または同じ譲受人に譲渡された米国特許出願第６０／１８１，１５６号のビー
ムプロファイルモニターがあってもよい。これらの特許文献のそれぞれを参照し
て本願に組み込む。
【００４０】
プロセッサまたは制御コンピュータ１６は、レーザーシステムおよび出力ビー
ムの入力および出力パラメーターの中でも、パルス形状、エネルギー、ＡＳＥ、
エネルギー安定性、バーストモード作動用エネルギーオーバーシュート、波長、
スペクトル純度および／または帯域幅のいくつかの値を受け、かつ処理する。ま
た、プロセッサ１６は狭線モジュールを制御して、波長および／または帯域幅ま
たはスペクトル純度を調整し、かつ電源装置ならびにパルサーモジュール４およ
び８を制御して、好ましくは移動平均パルス出力およびエネルギーを制御し、工
作物におけるエネルギー投入量を所望の値付近で安定にする。さらに、コンピュ
ータ１６は、種々のガス源に接続したガス供給バルブを含むガス取扱モジュール
６を制御する。オーバーシュート制御、エネルギー安定性制御および／または放
電用入力エネルギーの監視等のプロセッサ１６のさらなる機能は、本譲受人に譲
渡され、参照して本願に組み込む米国特許出願第０９／５８８，５６１号におい
て詳細に説明されている。
ムの入力および出力パラメーターの中でも、パルス形状、エネルギー、ＡＳＥ、
エネルギー安定性、バーストモード作動用エネルギーオーバーシュート、波長、
スペクトル純度および／または帯域幅のいくつかの値を受け、かつ処理する。ま
た、プロセッサ１６は狭線モジュールを制御して、波長および／または帯域幅ま
たはスペクトル純度を調整し、かつ電源装置ならびにパルサーモジュール４およ
び８を制御して、好ましくは移動平均パルス出力およびエネルギーを制御し、工
作物におけるエネルギー投入量を所望の値付近で安定にする。さらに、コンピュ
ータ１６は、種々のガス源に接続したガス供給バルブを含むガス取扱モジュール
６を制御する。オーバーシュート制御、エネルギー安定性制御および／または放
電用入力エネルギーの監視等のプロセッサ１６のさらなる機能は、本譲受人に譲
渡され、参照して本願に組み込む米国特許出願第０９／５８８，５６１号におい
て詳細に説明されている。
【００４１】
図２に示す通り、プロセッサは、固体パルサーモジュール４とＨＶ電源装置８
とを別々にまたは組み合わせて、ガス取扱モジュール６、光学部品モジュール１
０および／または１２、診断モジュール１８およびインターフェース２４と好ま
しくは通信する。また、プロセッサは、好ましくは真空ポンプ２８に接続されレ
ーザー管２からガスを放出して、以下に詳細を述べる好適な実施態様に従って管
２内の全圧力を減らす補助容量２６を制御する。このようにして、プロセッサは
パルスエネルギーおよび／またはビーム出力データを診断モジュール１８から受
け、かつ好ましくは図３〜６を参照して以下に説明する１つまたは複数のアルゴ
リズムによるフィードバック制御ループ内で放電用入力電圧３０およびレーザー
管全圧力３２を制御して、レーザーにより出力されたレーザービーム２０中の平
均エネルギーまたはエネルギー投入量を制御する。
とを別々にまたは組み合わせて、ガス取扱モジュール６、光学部品モジュール１
０および／または１２、診断モジュール１８およびインターフェース２４と好ま
しくは通信する。また、プロセッサは、好ましくは真空ポンプ２８に接続されレ
ーザー管２からガスを放出して、以下に詳細を述べる好適な実施態様に従って管
２内の全圧力を減らす補助容量２６を制御する。このようにして、プロセッサは
パルスエネルギーおよび／またはビーム出力データを診断モジュール１８から受
け、かつ好ましくは図３〜６を参照して以下に説明する１つまたは複数のアルゴ
リズムによるフィードバック制御ループ内で放電用入力電圧３０およびレーザー
管全圧力３２を制御して、レーザーにより出力されたレーザービーム２０中の平
均エネルギーまたはエネルギー投入量を制御する。
【００４２】
ここで「新規補充（new fill）」と呼ぶ工程により、最初にレーザーガス混合
物をレーザーチャンバ２内に満たす。この処理において、レーザー管のレーザー
ガスおよびコンタミナントを排出し、最適ガス組成の新しいガスで再補充する。
好適な実施態様に関する、非常に安定なエキシマ用または分子状フッ素レーザー
用ガス組成物では、バッファガスとしてヘリウムまたはネオンまたはヘリウムと
ネオンとの混合物を用いる。好適なガス組成物は、それぞれ本譲受人に譲渡され
、参照して本願に組み込む米国特許４，３９３，４０５号、第６，１５７，１６
２号および第４，９７７，５７３号ならびに米国特許出願第０９／５１３，０２
５号、第０９／４４７，８８２号、第０９／４１８，０５２号および第０９／５
８８，５６１号に記載されている。ガス混合物中のフッ素の濃度は０．００３％
〜１．００％の範囲であり、好ましくは０．１％付近である。エネルギー安定性
、オーバーシュート制御を増すため、および／または前記して参照して組み込ん
だ第０９／５１３，０２５号出願に記載の減衰器として希ガス等の付加的ガス添
加物を加えてもよい。特に、Ｆ２レーザーに対して、キセノン、クリプトンおよ
び／またはアルゴンを加えてもよい。混合物中のキセノンまたはアルゴンの濃度
は、０．０００１％〜０．１％の範囲である。ＡｒＦレーザーに対して、やはり
０．０００１％〜０．１％の濃度を有するキセノンまたはクリプトンを加えても
よい。ＫｒＦレーザーに対して、やはり０．０００１％〜０．１％の濃度を有す
るキセノンまたはアルゴンを加えてもよい。
物をレーザーチャンバ２内に満たす。この処理において、レーザー管のレーザー
ガスおよびコンタミナントを排出し、最適ガス組成の新しいガスで再補充する。
好適な実施態様に関する、非常に安定なエキシマ用または分子状フッ素レーザー
用ガス組成物では、バッファガスとしてヘリウムまたはネオンまたはヘリウムと
ネオンとの混合物を用いる。好適なガス組成物は、それぞれ本譲受人に譲渡され
、参照して本願に組み込む米国特許４，３９３，４０５号、第６，１５７，１６
２号および第４，９７７，５７３号ならびに米国特許出願第０９／５１３，０２
５号、第０９／４４７，８８２号、第０９／４１８，０５２号および第０９／５
８８，５６１号に記載されている。ガス混合物中のフッ素の濃度は０．００３％
〜１．００％の範囲であり、好ましくは０．１％付近である。エネルギー安定性
、オーバーシュート制御を増すため、および／または前記して参照して組み込ん
だ第０９／５１３，０２５号出願に記載の減衰器として希ガス等の付加的ガス添
加物を加えてもよい。特に、Ｆ２レーザーに対して、キセノン、クリプトンおよ
び／またはアルゴンを加えてもよい。混合物中のキセノンまたはアルゴンの濃度
は、０．０００１％〜０．１％の範囲である。ＡｒＦレーザーに対して、やはり
０．０００１％〜０．１％の濃度を有するキセノンまたはクリプトンを加えても
よい。ＫｒＦレーザーに対して、やはり０．０００１％〜０．１％の濃度を有す
るキセノンまたはアルゴンを加えてもよい。
【００４３】
好ましくは真空ポンプ、バルブネットワークおよび１つ以上のガス区画室を含
むガス取扱モジュール６を用いて、ハロゲンと希ガスとの注入、全圧力調整およ
びガス交換処理を行う。ガス取扱モジュール６は、ガス容器、タンク、缶および
／またはボトルに接続されたガスラインを介してガスを受ける。ここで特に説明
するもの（下記参照）以外のいくつかの好適かつ代替的ガス取扱および／または
補充手順は、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，９７７，５７３号
および第５，３９６，５１４号ならびに米国特許出願第０９／４４７，８８２号
、第０９／４１８，０５２号、第０９／３７９，０３４号、第０９／７３４，４
５９号、第０９／５１３，０２５号および０９／５８８，５６１号、および米国
特許第５，９７８，４０６号、第６，０１４，３９８号および第６，０２８，８
８０号で説明されている。これらの全てを参照して本願に組み込む。前記の‘０
２５出願に従い、レーザーシステムに対してキセノンガスを内的に供給するか、
または外的に供給するかのいずれとしてもよい。
むガス取扱モジュール６を用いて、ハロゲンと希ガスとの注入、全圧力調整およ
びガス交換処理を行う。ガス取扱モジュール６は、ガス容器、タンク、缶および
／またはボトルに接続されたガスラインを介してガスを受ける。ここで特に説明
するもの（下記参照）以外のいくつかの好適かつ代替的ガス取扱および／または
補充手順は、本出願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第４，９７７，５７３号
および第５，３９６，５１４号ならびに米国特許出願第０９／４４７，８８２号
、第０９／４１８，０５２号、第０９／３７９，０３４号、第０９／７３４，４
５９号、第０９／５１３，０２５号および０９／５８８，５６１号、および米国
特許第５，９７８，４０６号、第６，０１４，３９８号および第６，０２８，８
８０号で説明されている。これらの全てを参照して本願に組み込む。前記の‘０
２５出願に従い、レーザーシステムに対してキセノンガスを内的に供給するか、
または外的に供給するかのいずれとしてもよい。
【００４４】
レーザー管２内のガスの放出または全圧力の減圧という形式での全圧力調整を
、好ましくは補助容量２６を用いて行う。好ましくは圧力放出前または放出中に
補助容量に接続された真空ポンプにより、補助容量２６がレーザー管２よりも低
い圧力となった場合、補助容量２６とレーザー管２との間でバルブを開く。ガス
取扱ユニット６のバルブを用い、かつヘリウム、ネオンまたはこれらの組み合わ
せのバッファガス等を複数組み合わせてまたは単一で注入することにより、全圧
力を加圧するという形式での全圧力調整を行ってもよい。例えばハロゲンガスの
所望の分圧が全圧力調整後のレーザー管２内であると判定された場合、全圧力調
整の後、ガス組成調整を行ってもよい。また、ガス補充後に全圧力調整を行って
もよく、圧力調整を組み合わせて行わない場合よりも小さな放電駆動圧力の調整
と組み合わせて行ってもよい。
、好ましくは補助容量２６を用いて行う。好ましくは圧力放出前または放出中に
補助容量に接続された真空ポンプにより、補助容量２６がレーザー管２よりも低
い圧力となった場合、補助容量２６とレーザー管２との間でバルブを開く。ガス
取扱ユニット６のバルブを用い、かつヘリウム、ネオンまたはこれらの組み合わ
せのバッファガス等を複数組み合わせてまたは単一で注入することにより、全圧
力を加圧するという形式での全圧力調整を行ってもよい。例えばハロゲンガスの
所望の分圧が全圧力調整後のレーザー管２内であると判定された場合、全圧力調
整の後、ガス組成調整を行ってもよい。また、ガス補充後に全圧力調整を行って
もよく、圧力調整を組み合わせて行わない場合よりも小さな放電駆動圧力の調整
と組み合わせて行ってもよい。
【００４５】
補助容量２６をレーザー管２に接続して、プロセッサ１１から受信した制御信
号に基づき、レーザー管２から容量２６内にガスを放出する。プロセッサ１１は
、バルブ集合体を介して補助容量２６に放出するガスを調整し、かつガス取扱ユ
ニット６に付随するバルブ集合体またはバルブシステムを介してレーザー管２へ
のガスまたはガス混合物の送出も調整する。
号に基づき、レーザー管２から容量２６内にガスを放出する。プロセッサ１１は
、バルブ集合体を介して補助容量２６に放出するガスを調整し、かつガス取扱ユ
ニット６に付随するバルブ集合体またはバルブシステムを介してレーザー管２へ
のガスまたはガス混合物の送出も調整する。
【００４６】
好ましくは、補助容量は既知の体積を有し、かつ好ましくは補助容量内の圧力
を測定するために取り付けた圧力計を有する予備室または区画室を含む。圧力計
の代わりにまたは圧力計と組み合わせて、流速制御器によりプロセッサが管２か
ら補助容量２６へのガスの流速を制御することができ、プロセッサはどれだけの
量のガスが放出されているまたは放出されたかを正確に制御および／または計測
できる。また、レーザー管および外部ボリューム２６は、それぞれ熱電対配列等
の、容量２６および管２内のガスの温度を測定する手段も有する。区画室７は、
体積で、数〜数千ｃｍ３であってよい（好ましくは、レーザー管２は体積が４２
，０００ｃｍ３程度である）。
を測定するために取り付けた圧力計を有する予備室または区画室を含む。圧力計
の代わりにまたは圧力計と組み合わせて、流速制御器によりプロセッサが管２か
ら補助容量２６へのガスの流速を制御することができ、プロセッサはどれだけの
量のガスが放出されているまたは放出されたかを正確に制御および／または計測
できる。また、レーザー管および外部ボリューム２６は、それぞれ熱電対配列等
の、容量２６および管２内のガスの温度を測定する手段も有する。区画室７は、
体積で、数〜数千ｃｍ３であってよい（好ましくは、レーザー管２は体積が４２
，０００ｃｍ３程度である）。
【００４７】
レーザー管２と補助容量２６との間のガスの流れを制御するために少なくとも
１つのバルブを含む。この間に更にバルブを含んでもよい。また、真空ポンプ２
８と補助容量２６との間に別のバルブを含んで、真空ポンプ２８と補助容量２６
との間のアクセスを制御してもよい。さらに、真空ポンプ２８および外部ボリュ
ーム２６との間、およびレーザー管２と外部ボリューム２６との間の一方または
両方に１つまたは複数のバルブを設けてこれらの間の配管内の大気を制御し、付
加的ポンプまたは同じ真空ポンプ２８を用いて、直接または補助容量を介してレ
ーザー管と補助容量との間の配管を排気する。
１つのバルブを含む。この間に更にバルブを含んでもよい。また、真空ポンプ２
８と補助容量２６との間に別のバルブを含んで、真空ポンプ２８と補助容量２６
との間のアクセスを制御してもよい。さらに、真空ポンプ２８および外部ボリュ
ーム２６との間、およびレーザー管２と外部ボリューム２６との間の一方または
両方に１つまたは複数のバルブを設けてこれらの間の配管内の大気を制御し、付
加的ポンプまたは同じ真空ポンプ２８を用いて、直接または補助容量を介してレ
ーザー管と補助容量との間の配管を排気する。
【００４８】
全圧力放出のために、ここで説明した好適な実施態様のアルゴリズムに従い、
管２内の所定量のガス混合物を好ましくはレーザー管２から補助容量２６内に放
出する。例えば前記して参照して組み込んだ第０９／７３４，４５９号出願に記
載の部分、少量または微量ガス置換操作に、これと同じ補助容量を用いてもよい
。一例として、注入されたガス量を制御する小区画室を含むもの（‘４５９出願
参照）等の、直接または付加バルブ集合体を介してレーザー管２に接続されたガ
ス取扱ユニット６は、ＫｒＦレーザーに対して、１％Ｆ２：９９％Ｎｅを含むプ
レミックスＡを注入するためのガス配管、および１％Ｋｒ：９９％Ｎｅを含むプ
レミックスＢを注入するための別の配管を含む。ＡｒＦレーザーに対してプレミ
ックスＢはＫｒの代わりにＡｒを有し、Ｆ２レーザーに対してはプレミックスＢ
を使用しない。したがって、バルブ集合体を介して管２内にプレミックスＡおよ
びプレミックスＢを注入することにより、レーザー管内のフッ素およびクリプト
ン濃度（例えばＫｒＦレーザーに対して）をそれぞれ補充することができる。次
いで、注入された量に対応して、ある量のガスを放出する。補助ガス配管および
／またはバルブを用いて補助ガス混合物を注入してもよい。新規補充、部分およ
び少量ガス置換、強化および通常微量ハロゲン注入等のガス注入手順、ならびに
あらゆる他のガス補充行為をプロセッサ１１により開始し、かつ制御する。プロ
セッサ１１は、フィードバックループ内の種々の入力情報に基づき、ガス取扱ユ
ニット６のバルブ集合体、レーザー管２、補助容量２６および真空ポンプ２８を
制御する。
管２内の所定量のガス混合物を好ましくはレーザー管２から補助容量２６内に放
出する。例えば前記して参照して組み込んだ第０９／７３４，４５９号出願に記
載の部分、少量または微量ガス置換操作に、これと同じ補助容量を用いてもよい
。一例として、注入されたガス量を制御する小区画室を含むもの（‘４５９出願
参照）等の、直接または付加バルブ集合体を介してレーザー管２に接続されたガ
ス取扱ユニット６は、ＫｒＦレーザーに対して、１％Ｆ２：９９％Ｎｅを含むプ
レミックスＡを注入するためのガス配管、および１％Ｋｒ：９９％Ｎｅを含むプ
レミックスＢを注入するための別の配管を含む。ＡｒＦレーザーに対してプレミ
ックスＢはＫｒの代わりにＡｒを有し、Ｆ２レーザーに対してはプレミックスＢ
を使用しない。したがって、バルブ集合体を介して管２内にプレミックスＡおよ
びプレミックスＢを注入することにより、レーザー管内のフッ素およびクリプト
ン濃度（例えばＫｒＦレーザーに対して）をそれぞれ補充することができる。次
いで、注入された量に対応して、ある量のガスを放出する。補助ガス配管および
／またはバルブを用いて補助ガス混合物を注入してもよい。新規補充、部分およ
び少量ガス置換、強化および通常微量ハロゲン注入等のガス注入手順、ならびに
あらゆる他のガス補充行為をプロセッサ１１により開始し、かつ制御する。プロ
セッサ１１は、フィードバックループ内の種々の入力情報に基づき、ガス取扱ユ
ニット６のバルブ集合体、レーザー管２、補助容量２６および真空ポンプ２８を
制御する。
【００４９】
レーザー管２から補助容量２６内へガスを正確かつ的確に放出する、本発明に
よる方法の一例を次に説明する。レーザー管２内への注入を含む、正確かつ的確
なガスを補充するための同様の手順を、好ましくは少量のガス注入に用い、した
がってガス注入ごとに、顕著な出力ビームパラメーターが顕著に分布しないこと
に留意されたい。例えば、レーザー管２内のフッ素濃度を示すパラメーターを監
視しているプロセッサ１６が、レーザー管２内のガス混合物中のハロゲン濃度を
上げる時期だと判定した場合、プロセッサ１６は微量ハロゲン注入（μＨＩ）を
開始してもよい（好適なガス補充行為のさらなる説明は‘４５９号出願に記載さ
れている）。
よる方法の一例を次に説明する。レーザー管２内への注入を含む、正確かつ的確
なガスを補充するための同様の手順を、好ましくは少量のガス注入に用い、した
がってガス注入ごとに、顕著な出力ビームパラメーターが顕著に分布しないこと
に留意されたい。例えば、レーザー管２内のフッ素濃度を示すパラメーターを監
視しているプロセッサ１６が、レーザー管２内のガス混合物中のハロゲン濃度を
上げる時期だと判定した場合、プロセッサ１６は微量ハロゲン注入（μＨＩ）を
開始してもよい（好適なガス補充行為のさらなる説明は‘４５９号出願に記載さ
れている）。
【００５０】
この好適な実施態様による好適な全圧力放出に関して、プロセッサ１６は圧力
放出の時期を判定する。次いで、プロセッサ１６が信号を送り、補助容量２６内
が所定の圧力になるまで、または既知の流速とバルブを開けるべき時期とに従っ
て、管２と容量２６との間のバルブを開けて、管２から容量２６へガスが流れる
ようにする。その後、バルブを閉じる。好ましくは、放出後の管２内の圧力を管
２の圧力計により測定するか、既知のガス放出量と放出前の管２内のガス量とを
用いて計算して求める。次に、真空ポンプと補助容量との間のバルブを好ましく
は開けて、容量２６内のガスを容量から排気する。
放出の時期を判定する。次いで、プロセッサ１６が信号を送り、補助容量２６内
が所定の圧力になるまで、または既知の流速とバルブを開けるべき時期とに従っ
て、管２と容量２６との間のバルブを開けて、管２から容量２６へガスが流れる
ようにする。その後、バルブを閉じる。好ましくは、放出後の管２内の圧力を管
２の圧力計により測定するか、既知のガス放出量と放出前の管２内のガス量とを
用いて計算して求める。次に、真空ポンプと補助容量との間のバルブを好ましく
は開けて、容量２６内のガスを容量から排気する。
【００５１】
放出前の管内の圧力が３バールであり、管が４２，０００ｃｍ３であり、放出
後の補助容量内の圧力が例えば３バール付近上昇するように放出を行った場合、
０．５×［（補助容量２６の体積）／４２，０００］バールが放出の結果減少し
たチューブ２内の圧力となる。具体的な全圧力放出または付加アルゴリズムを、
図３〜６を参照して以下に説明する。
後の補助容量内の圧力が例えば３バール付近上昇するように放出を行った場合、
０．５×［（補助容量２６の体積）／４２，０００］バールが放出の結果減少し
たチューブ２内の圧力となる。具体的な全圧力放出または付加アルゴリズムを、
図３〜６を参照して以下に説明する。
【００５２】
前記の計算をプロセッサ１６で行い、放出したガスの量または放出前のガスの
量をより正確に求め、プロセッサ１６が受信した情報および／または予めプログ
ラムされた基準に基づき、プロセッサ１６により計算された放出すべきガスの量
に従って補助容量２６内の圧力を設定してもよい。好ましくは、容量２６の内部
の圧力を測定する計器により計測される圧力が実質的にゼロ、また非常に低圧と
なるように、補助容量を排気する。また、管２内のガスと補助容量２６との間の
温度差の補正をプロセッサ１６により非常に正確に行うか、または補助容量内の
温度を例えばレーザー管２内の温度に前もって設定してもよい。
量をより正確に求め、プロセッサ１６が受信した情報および／または予めプログ
ラムされた基準に基づき、プロセッサ１６により計算された放出すべきガスの量
に従って補助容量２６内の圧力を設定してもよい。好ましくは、容量２６の内部
の圧力を測定する計器により計測される圧力が実質的にゼロ、また非常に低圧と
なるように、補助容量を排気する。また、管２内のガスと補助容量２６との間の
温度差の補正をプロセッサ１６により非常に正確に行うか、または補助容量内の
温度を例えばレーザー管２内の温度に前もって設定してもよい。
【００５３】
前記した補助容量２６のような補助容量が複数あり、それぞれが体積空間等の
異なる特性を有していてもよい。例えば、２つの区画室があり、一方をガス置換
手順用とし、他方を全圧力放出用とすることができる。２つより多くの区画室が
あり、放出するガスの量を多様にしたり、異なるガス作動アルゴリズムに対応す
る駆動電圧範囲を調整したりしてもよい（‘４５９号出願参照のこと）。
異なる特性を有していてもよい。例えば、２つの区画室があり、一方をガス置換
手順用とし、他方を全圧力放出用とすることができる。２つより多くの区画室が
あり、放出するガスの量を多様にしたり、異なるガス作動アルゴリズムに対応す
る駆動電圧範囲を調整したりしてもよい（‘４５９号出願参照のこと）。
【００５４】
本発明のいくつかの実施態様の狭線化特徴に関する一般的説明をここで行い、
続いて本発明の範囲内で使用して高いスペクトル純度または帯域幅（例えば、１
ｐｍ未満、好ましくは０．６ｐｍ以下）を有する出力ビームを得ることのできる
変形および特徴をしつつ、参照して組み込む特許および特許出願を列挙する。光
学部品モジュール１０に収容された狭線化光学部品の例には、ビーム拡張器、エ
タロン等の選択的干渉装置および回折格子が含まれる。この回折格子は、反射ま
たは反射屈折光リソグラフィー画像システムと共に用いるもの等の狭帯域レーザ
ーに対して、比較的高度な散乱を起こす。前記の通り、前光学部品モジュールは
、狭線化光学部品も含んでよい（第０９／７１５，８０３号、第６０／１７３，
９９３号、第６０／１７０，９１９号および第６０／１６６，９６７号出願参照
のこと。これらのそれぞれは本譲受人に譲渡されたものであり、参照して本願に
組み込む）。
続いて本発明の範囲内で使用して高いスペクトル純度または帯域幅（例えば、１
ｐｍ未満、好ましくは０．６ｐｍ以下）を有する出力ビームを得ることのできる
変形および特徴をしつつ、参照して組み込む特許および特許出願を列挙する。光
学部品モジュール１０に収容された狭線化光学部品の例には、ビーム拡張器、エ
タロン等の選択的干渉装置および回折格子が含まれる。この回折格子は、反射ま
たは反射屈折光リソグラフィー画像システムと共に用いるもの等の狭帯域レーザ
ーに対して、比較的高度な散乱を起こす。前記の通り、前光学部品モジュールは
、狭線化光学部品も含んでよい（第０９／７１５，８０３号、第６０／１７３，
９９３号、第６０／１７０，９１９号および第６０／１６６，９６７号出願参照
のこと。これらのそれぞれは本譲受人に譲渡されたものであり、参照して本願に
組み込む）。
【００５５】
全反射画像システムと共に用いるもの等の半狭帯域レーザーに対して、格子を
高反射率鏡と取り替え、散乱プリズムでわずかに散乱を起こしてもよい。半狭帯
域レーザーは、典型的には出力ビーム線幅が１ｐｍより大きく、レーザーの特徴
的広帯域帯域幅によっては、あるレーザーシステムでは１００ｐｍもの高さとな
る。
高反射率鏡と取り替え、散乱プリズムでわずかに散乱を起こしてもよい。半狭帯
域レーザーは、典型的には出力ビーム線幅が１ｐｍより大きく、レーザーの特徴
的広帯域帯域幅によっては、あるレーザーシステムでは１００ｐｍもの高さとな
る。
【００５６】
前記光学部品モジュール１０の狭線化光学部品の例のビーム拡張器は、好まし
くは１つ以上のプリズムを含む。ビーム拡張器は、レンズ集合体または収束／発
散レンズ対等の他のビーム拡張光学部品を含んでもよい。格子または高反射率鏡
は、好ましくは回転可能であり、共振器の許容角度内に反射する波長を選択また
は調整することができる。または、格子、他の部品もしくは光学部品、または狭
線化モジュール全体の圧力を、本譲受人に譲渡された、参照して本願に組み込む
第６０／１７８，４４５号および第０９／３１７，５２７号出願の記載等により
調整してもよい。ビームを散乱して狭帯域幅を達成するため、および好ましくは
レーザー管にビームを逆反射させるために格子を用いてもよい。または、格子か
らの反射を受け、リットマン構成の格子にビームを跳ね返す高反射率鏡を格子の
後方に配置するか、格子を透過格子としてもよい。１つ以上の散乱プリズムも用
いることができ、１つより多いエタロンを用いることができる。
くは１つ以上のプリズムを含む。ビーム拡張器は、レンズ集合体または収束／発
散レンズ対等の他のビーム拡張光学部品を含んでもよい。格子または高反射率鏡
は、好ましくは回転可能であり、共振器の許容角度内に反射する波長を選択また
は調整することができる。または、格子、他の部品もしくは光学部品、または狭
線化モジュール全体の圧力を、本譲受人に譲渡された、参照して本願に組み込む
第６０／１７８，４４５号および第０９／３１７，５２７号出願の記載等により
調整してもよい。ビームを散乱して狭帯域幅を達成するため、および好ましくは
レーザー管にビームを逆反射させるために格子を用いてもよい。または、格子か
らの反射を受け、リットマン構成の格子にビームを跳ね返す高反射率鏡を格子の
後方に配置するか、格子を透過格子としてもよい。１つ以上の散乱プリズムも用
いることができ、１つより多いエタロンを用いることができる。
【００５７】
狭線化の種類と程度および／または望まれる選択と調整、ならびに狭線化光学
部品を組み込む特定のレーザーによっては、使用可能な代替光学構成が多くある
。このために、以下の中に示されたものを参照して本願明細書に取り込む。本出
願と同じ譲受人に譲渡された、米国特許第４，３９９，５４０号、第４，９０５
，２４３号、第５，２２６，０５０号、第５，５５９，８１６号、第５，６５９
，４１９号、第５，６６３，９７３号、第５，７６１，２３６号、第６，０８１
，５４２号、第６，０６１，３８２号および第５，９４６，３３７号、ならびに
米国特許出願第０９／３１７，６９５号、第０９／１３０，２７７号、第０９／
２４４，５５４号、第０９／３１７，５２７号、第０９／０７３，０７０号、第
０９／４５２，３５３号、第０９／６０２，１８４号、第０９／６２９，２５６
号、第０９／５９９，１３０号、第６０／１７０，３４２号、第６０／１７２，
７４９号、第６０／１７８，６２０号、第６０／１７３，９９３号、第６０／１
６６，２７７号、第６０／１７７，９６７号、第６０／１６７，８３５号、第６
０／１７０，９１９号、第６０／１８６，０９６号。米国特許第５，０９５，４
９２号、第５，６８４，８２２号、第５，８３５，５２０号、第５，８５２，６
２７号、第５，８５６，９９１号、第５，８９８，７２５号、第５，９０１，１
６３号、第５，９１７，８４９号、第５，９７０，０８２号、第５，４０４，３
６６号、第４，９７５，９１９号、第５，１４２，５４３号、第５，５９６，５
９６号、第５，８０２，０９４号、第４，８５６，０１８号、第５，９７０，０
８２号、第５，９７８，４０９号、第５，９９９，３１８号、第５，１５０，３
７０号および第４，８２９，５３６号、ならびにドイツ国特許ＤＥ ２９８ ２
２ ０９０．３号。
部品を組み込む特定のレーザーによっては、使用可能な代替光学構成が多くある
。このために、以下の中に示されたものを参照して本願明細書に取り込む。本出
願と同じ譲受人に譲渡された、米国特許第４，３９９，５４０号、第４，９０５
，２４３号、第５，２２６，０５０号、第５，５５９，８１６号、第５，６５９
，４１９号、第５，６６３，９７３号、第５，７６１，２３６号、第６，０８１
，５４２号、第６，０６１，３８２号および第５，９４６，３３７号、ならびに
米国特許出願第０９／３１７，６９５号、第０９／１３０，２７７号、第０９／
２４４，５５４号、第０９／３１７，５２７号、第０９／０７３，０７０号、第
０９／４５２，３５３号、第０９／６０２，１８４号、第０９／６２９，２５６
号、第０９／５９９，１３０号、第６０／１７０，３４２号、第６０／１７２，
７４９号、第６０／１７８，６２０号、第６０／１７３，９９３号、第６０／１
６６，２７７号、第６０／１７７，９６７号、第６０／１６７，８３５号、第６
０／１７０，９１９号、第６０／１８６，０９６号。米国特許第５，０９５，４
９２号、第５，６８４，８２２号、第５，８３５，５２０号、第５，８５２，６
２７号、第５，８５６，９９１号、第５，８９８，７２５号、第５，９０１，１
６３号、第５，９１７，８４９号、第５，９７０，０８２号、第５，４０４，３
６６号、第４，９７５，９１９号、第５，１４２，５４３号、第５，５９６，５
９６号、第５，８０２，０９４号、第４，８５６，０１８号、第５，９７０，０
８２号、第５，９７８，４０９号、第５，９９９，３１８号、第５，１５０，３
７０号および第４，８２９，５３６号、ならびにドイツ国特許ＤＥ ２９８ ２
２ ０９０．３号。
【００５８】
光学部品モジュール１２は、好ましくは部分反射共振反射器等のビーム２０を
外部結合する手段を含む。そうでなければ、共振器内ビーム分割器または他の光
学要素の部分反射表面等によりビーム２０を外部結合してもよく、この場合光学
部品モジュール１２は高反射鏡を含む。光学部品制御モジュール１４は、好まし
くはプロセッサ１６からの信号を受信・解読し、再調整または再構成手順を開始
する等により、光学部品モジュール１０および１２を制御する（前記の‘３５３
号、‘６９５号、‘２７７号、‘５５４号、および‘５２７号出願を参照のこと
）。
外部結合する手段を含む。そうでなければ、共振器内ビーム分割器または他の光
学要素の部分反射表面等によりビーム２０を外部結合してもよく、この場合光学
部品モジュール１２は高反射鏡を含む。光学部品制御モジュール１４は、好まし
くはプロセッサ１６からの信号を受信・解読し、再調整または再構成手順を開始
する等により、光学部品モジュール１０および１２を制御する（前記の‘３５３
号、‘６９５号、‘２７７号、‘５５４号、および‘５２７号出願を参照のこと
）。
【００５９】
好適な実施態様は、レーザー管２内のガス混合物の全圧力調整を含むガス取扱
手順を用いることによりレーザーシステムの出力ビームの平均パルスエネルギー
を調整するように構成されたエキシマおよび分子状フッ素レーザーシステムに特
に関する。最適駆動電圧レベル、すなわちＨＶｏｐｔより低い電圧で新しいレー
ザー管および光学部品を有するレーザーの運転を避けるために、所望の平均パル
スエネルギーがＨＶｏｐｔ付近の高電圧の許容範囲内の入力駆動電圧に対応する
まで、新規補充後の全ガス圧を図２を参照して前記したように全圧力放出により
有利に減らす。
手順を用いることによりレーザーシステムの出力ビームの平均パルスエネルギー
を調整するように構成されたエキシマおよび分子状フッ素レーザーシステムに特
に関する。最適駆動電圧レベル、すなわちＨＶｏｐｔより低い電圧で新しいレー
ザー管および光学部品を有するレーザーの運転を避けるために、所望の平均パル
スエネルギーがＨＶｏｐｔ付近の高電圧の許容範囲内の入力駆動電圧に対応する
まで、新規補充後の全ガス圧を図２を参照して前記したように全圧力放出により
有利に減らす。
【００６０】
レーザー運転中、ＫｒＦおよびＡｒＦエキシマレーザーに対してはレーザー管
内のハロゲン、希ガスおよびバッファガスの量を補充し、分子状フッ素レーザー
に対してはハロゲンおよびバッファガスを補充するガス補充処置によりハロゲン
および希ガス濃度を一定に保ち、新規補充手順の後のこれらのガスをレーザー管
２内と同一の所定の比率に保つ。前記の通り、得られる管２内の全圧力の低下は
、管２から補助容量２６を通ってガスを排気することにより達成される。前記の
‘４５９号出願から理解されるようなμＨＩ等のガス注入動作をマイクロガス置
換手順に有利に変更して、全圧力を減少することにより出力レーザービームのエ
ネルギー増加を補償する。対照的に、またはその代わりに、従来のレーザーシス
テムは入力駆動電圧を減らして、出力ビームのエネルギーを予め決まった所望の
エネルギーにする。このようにして、ガス混合物の交換速度またはレーザー管２
を通過するガス流速度を制御する等により、ガス手順がガスを補充し、かつ平均
パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を維持する一方、駆動電圧をＨＶｏｐ ｔ 付近の狭い範囲内に保つ。
内のハロゲン、希ガスおよびバッファガスの量を補充し、分子状フッ素レーザー
に対してはハロゲンおよびバッファガスを補充するガス補充処置によりハロゲン
および希ガス濃度を一定に保ち、新規補充手順の後のこれらのガスをレーザー管
２内と同一の所定の比率に保つ。前記の通り、得られる管２内の全圧力の低下は
、管２から補助容量２６を通ってガスを排気することにより達成される。前記の
‘４５９号出願から理解されるようなμＨＩ等のガス注入動作をマイクロガス置
換手順に有利に変更して、全圧力を減少することにより出力レーザービームのエ
ネルギー増加を補償する。対照的に、またはその代わりに、従来のレーザーシス
テムは入力駆動電圧を減らして、出力ビームのエネルギーを予め決まった所望の
エネルギーにする。このようにして、ガス混合物の交換速度またはレーザー管２
を通過するガス流速度を制御する等により、ガス手順がガスを補充し、かつ平均
パルスエネルギーまたはエネルギー投入量を維持する一方、駆動電圧をＨＶｏｐ ｔ 付近の狭い範囲内に保つ。
【００６１】
レーザー運転中の平均パルスエネルギーを増やすことによるさらなる安定化を
、レーザー管内のガス混合物の全圧力をＰｍａｘまで上げることにより有利に行
うことができる。ガス注入を注入後のガス放出で補償しない場合、全圧力の上昇
は自動的に起きる。または、レーザー管２内の全ガス圧の積極的上昇によって起
きる。この全圧力上昇は、いかなるガス補充手順、またはガス組成を所望の組成
に調整する手順、全圧力上昇による平均パルスエネルギーの上昇を制御する手順
にも依存しない。有利には、ここで述べるガス手順により、平均パルスエネルギ
ー制御およびガス補充を行いながら、レーザーシステムをＨＶｏｐｔ付近の非常
に狭い範囲内で運転することが可能になる。
、レーザー管内のガス混合物の全圧力をＰｍａｘまで上げることにより有利に行
うことができる。ガス注入を注入後のガス放出で補償しない場合、全圧力の上昇
は自動的に起きる。または、レーザー管２内の全ガス圧の積極的上昇によって起
きる。この全圧力上昇は、いかなるガス補充手順、またはガス組成を所望の組成
に調整する手順、全圧力上昇による平均パルスエネルギーの上昇を制御する手順
にも依存しない。有利には、ここで述べるガス手順により、平均パルスエネルギ
ー制御およびガス補充を行いながら、レーザーシステムをＨＶｏｐｔ付近の非常
に狭い範囲内で運転することが可能になる。
【００６２】
放電チャンバまたはレーザー管２を有し、同じガス混合物、全ガス圧、一定の
電極間距離およびパルサーモジュール４のレーザーピークコンデンサの一定の充
電上昇時間を有するレーザーシステムは、一定の放電破壊電圧を有する。レーザ
ーの運転には、レーザービームの発生が最も効率的で最も放電が安定な最適駆動
電圧ＨＶｏｐｔがある。
電極間距離およびパルサーモジュール４のレーザーピークコンデンサの一定の充
電上昇時間を有するレーザーシステムは、一定の放電破壊電圧を有する。レーザ
ーの運転には、レーザービームの発生が最も効率的で最も放電が安定な最適駆動
電圧ＨＶｏｐｔがある。
【００６３】
上で簡単に述べたように、ＨＶｏｐｔよりかなり低い入力駆動電圧でレーザー
を運転した場合、従来のレーザー管にとって望ましくない情況が発生し得る。こ
のような低駆動電圧は、好適な実施態様のレーザーを運転する駆動電圧範囲外で
ある。この低放電電圧でレーザーを運転すると、放電が安定せず、従来のレーザ
ーシステムの電極は急速に腐食するか、激しく燃焼し得る。ＨＶｏｐｔ未満の電
圧で新しいレーザー管および光学部品を有するレーザーの運転を避けるには、古
くなったレーザー管２および／または光学部品を有するレーザーに新規補充した
後の全ガス圧に比べて、新規補充後のレーザー管２内の全ガス圧を好適な実施態
様に従って有利に低減する。このようにして、所望の平均パルスエネルギーを達
成し、最大でも最適駆動電圧ＨＶｏｐｔからのずれにのみ対応する。例えば、従
来のレーザーは典型的には１．５ｋＶまたは従来の範囲の下端で通常の全レーザ
ー管圧で運転するが、好適な実施態様のレーザーは１．７ｋＶ付近、または最適
入力駆動電圧付近で運転し、かつレーザー管圧を例えば最小許容圧力Ｐｍｉｎ付
近の低圧まで減圧する。
を運転した場合、従来のレーザー管にとって望ましくない情況が発生し得る。こ
のような低駆動電圧は、好適な実施態様のレーザーを運転する駆動電圧範囲外で
ある。この低放電電圧でレーザーを運転すると、放電が安定せず、従来のレーザ
ーシステムの電極は急速に腐食するか、激しく燃焼し得る。ＨＶｏｐｔ未満の電
圧で新しいレーザー管および光学部品を有するレーザーの運転を避けるには、古
くなったレーザー管２および／または光学部品を有するレーザーに新規補充した
後の全ガス圧に比べて、新規補充後のレーザー管２内の全ガス圧を好適な実施態
様に従って有利に低減する。このようにして、所望の平均パルスエネルギーを達
成し、最大でも最適駆動電圧ＨＶｏｐｔからのずれにのみ対応する。例えば、従
来のレーザーは典型的には１．５ｋＶまたは従来の範囲の下端で通常の全レーザ
ー管圧で運転するが、好適な実施態様のレーザーは１．７ｋＶ付近、または最適
入力駆動電圧付近で運転し、かつレーザー管圧を例えば最小許容圧力Ｐｍｉｎ付
近の低圧まで減圧する。
【００６４】
この手順による第１の好適なアルゴリズムを、図３のフローダイアグラムに示
す。図３を参照して、Ｓ３１ステップでＥｓ、Ｕｓ、ΔＥｓ、ΔＰおよびＰｍｉ ｎ を含むパラメーターを設定する。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、好ましくは
１０ｍＪ付近であり、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、前記の通り、ＨＶｏ ｐｔ およびそれに対応してＵｓは好ましくは１．７ｋＶ付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、好ましくは０．５ｍＪ付近またはそれより小さく、 ΔＰは放出したガス混合物の所定の量、例えば約１００ｍｂａｒがステップ中
に放出され、および Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、２２００
と２８００ｍｂａｒとの間であり、最小圧力Ｐｍｉｎはレーザーシステムのガス
混合物に依存し、したがって変動する。
す。図３を参照して、Ｓ３１ステップでＥｓ、Ｕｓ、ΔＥｓ、ΔＰおよびＰｍｉ ｎ を含むパラメーターを設定する。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、好ましくは
１０ｍＪ付近であり、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、前記の通り、ＨＶｏ ｐｔ およびそれに対応してＵｓは好ましくは１．７ｋＶ付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、好ましくは０．５ｍＪ付近またはそれより小さく、 ΔＰは放出したガス混合物の所定の量、例えば約１００ｍｂａｒがステップ中
に放出され、および Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、２２００
と２８００ｍｂａｒとの間であり、最小圧力Ｐｍｉｎはレーザーシステムのガス
混合物に依存し、したがって変動する。
【００６５】
Ｓ３２ステップにおいて、前記したようにして、および／または当業者により
理解されるようにして、新規補充を行う。Ｓ３３ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負荷サイクル１００％でレーザーを作動する
。次に、Ｓ３４ステップで、出力された平均パルスエネルギーＥをエネルギー検
出器で測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図２のプロセッサ１６
に送る。
理解されるようにして、新規補充を行う。Ｓ３３ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負荷サイクル１００％でレーザーを作動する
。次に、Ｓ３４ステップで、出力された平均パルスエネルギーＥをエネルギー検
出器で測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図２のプロセッサ１６
に送る。
【００６６】
次にプロセッサ１６は、測定されたエネルギーＥが許容範囲より大きくないか
、すなわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ３５ステップで、エネルギ
ーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判定した場合、Ｓ３
６ステップで、レーザー管２からΔＰの量の圧力放出を行う。次いで、Ｓ３７ス
テップで圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎより大きいと判定された場合、
手順をＳ３３ステップに戻す。しかし、Ｓ３８ステップで圧力放出後の管２内の
圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合、ガス最適化手順はＳＦステップ
で終了する。Ｓ３４ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ１６は測定し
たエネルギーＥが許容範囲内またはそれより小さい、すなわちＥ＜Ｅｓ＋ΔＥｓ とＳ３９ステップで判定した場合、ガス最適化手順はＳＦステップで終了する。
、すなわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ３５ステップで、エネルギ
ーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判定した場合、Ｓ３
６ステップで、レーザー管２からΔＰの量の圧力放出を行う。次いで、Ｓ３７ス
テップで圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎより大きいと判定された場合、
手順をＳ３３ステップに戻す。しかし、Ｓ３８ステップで圧力放出後の管２内の
圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合、ガス最適化手順はＳＦステップ
で終了する。Ｓ３４ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ１６は測定し
たエネルギーＥが許容範囲内またはそれより小さい、すなわちＥ＜Ｅｓ＋ΔＥｓ とＳ３９ステップで判定した場合、ガス最適化手順はＳＦステップで終了する。
【００６７】
好適な実施態様のガス最適化手順による第２の好適なアルゴリズムを図４のフ
ローダイアグラムに示す。図４を参照して、Ｓ４１ステップでＥｓ、Ｕｓ、ΔＥ ｓ 、ＱおよびＰｍｉｎを含むパラメーターを設定する。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Ｑは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、通常２と４との間であり、
および Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応する。これら
の量のいくつかの好適な値については前記した。
ローダイアグラムに示す。図４を参照して、Ｓ４１ステップでＥｓ、Ｕｓ、ΔＥ ｓ 、ＱおよびＰｍｉｎを含むパラメーターを設定する。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Ｑは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、通常２と４との間であり、
および Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応する。これら
の量のいくつかの好適な値については前記した。
【００６８】
Ｓ４２ステップにおいて、前記したようにして、および／または当業者により
理解されるようにして、新規補充を行う。Ｓ４３ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負荷サイクル１００％でレーザーを作動する
。次に、Ｓ４４ステップで、出力された平均パルスエネルギーＥをエネルギー検
出器で測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図２のプロセッサ１６
に送る。
理解されるようにして、新規補充を行う。Ｓ４３ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負荷サイクル１００％でレーザーを作動する
。次に、Ｓ４４ステップで、出力された平均パルスエネルギーＥをエネルギー検
出器で測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図２のプロセッサ１６
に送る。
【００６９】
次にプロセッサ１６は、測定されたエネルギーＥが許容範囲より大きくないか
、すなわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ４５ステップで、エネルギ
ーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判定した場合、Ｓ４
６ステップで、プロセッサ１６により放出すべき圧力量ΔＰを計算する。Ｓ４６
ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／Ｅとして計算する。次
に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そして、圧力放出量ΔＰを
、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として計算する。ここでＰは
圧力放出ΔＰの前の管内の圧力である。
、すなわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ４５ステップで、エネルギ
ーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判定した場合、Ｓ４
６ステップで、プロセッサ１６により放出すべき圧力量ΔＰを計算する。Ｓ４６
ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／Ｅとして計算する。次
に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そして、圧力放出量ΔＰを
、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として計算する。ここでＰは
圧力放出ΔＰの前の管内の圧力である。
【００７０】
次いで、Ｓ４７ステップで、レーザー管２から計算した量ΔＰの圧力放出を行
う。その後、Ｓ４８ステップで、圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎより大
きいと判定された場合、手順をＳ４３ステップに戻す。しかし、Ｓ４９ステップ
で圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合、ガス最
適化手順はＳＦステップで終了する。Ｓ４４ステップでのエネルギー測定の後、
プロセッサ１６は測定したエネルギーＥが許容範囲内またはそれより小さい、す
なわちＥ≦Ｅｓ＋ΔＥｓとＳ５０ステップで判定した場合、ガス最適化手順はＳ
Ｆステップで終了する。
う。その後、Ｓ４８ステップで、圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎより大
きいと判定された場合、手順をＳ４３ステップに戻す。しかし、Ｓ４９ステップ
で圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合、ガス最
適化手順はＳＦステップで終了する。Ｓ４４ステップでのエネルギー測定の後、
プロセッサ１６は測定したエネルギーＥが許容範囲内またはそれより小さい、す
なわちＥ≦Ｅｓ＋ΔＥｓとＳ５０ステップで判定した場合、ガス最適化手順はＳ
Ｆステップで終了する。
【００７１】
図４は、レーザー管内の全ガス圧力を下げることによる平均パルスエネルギー
の調整を、Ｓ４７ステップで放出する前に、Ｓ４６ステップで計算した量での圧
力放出により行う、図３に示したアルゴリズムの代替アルゴリズムである。図３
に示すアルゴリズムとは対照的に、圧力放出量ΔＰを先に求める。
の調整を、Ｓ４７ステップで放出する前に、Ｓ４６ステップで計算した量での圧
力放出により行う、図３に示したアルゴリズムの代替アルゴリズムである。図３
に示すアルゴリズムとは対照的に、圧力放出量ΔＰを先に求める。
【００７２】
図５は、前記を参照し、図４のアルゴリズムのＳ４６ステップで放出すべき圧
力の量を決定するのに用いたＱ因子が種々の値である場合の、平均レーザー出力
エネルギー対同じ量の放出圧力である圧力開放の線図を表す。図５のグラフは、
Ｑ＝２のＱ因子でレーザーを運転する場合、平均出力パルスエネルギーが約２ｍ
Ｊ減少し、一方Ｑ＝９で運転するレーザーで同じ量の圧力開放を行った場合、平
均出力パルスエネルギーは約０．４ｍＪしか減少しない。Ｑ因子がＱ＝３とＱ＝
８との間で運転するレーザーに対し、圧力放出量が同じ場合には平均出力パルス
エネルギーの減少は２ｍＪと０．４ｍＪとの間で変動する。したがって、図５は
、圧力放出量が同じ場合には平均パルスエネルギーはレーザーシステムのＱ因子
に依存した量で減少することを明確に示している。次に、異なるＱ値で運転する
レーザーに対して出力エネルギーを同じエネルギー量だけ減らすためには、図４
のアルゴリズムに従い、計算量がｑ因子に依存する計算ステップＳ４６に示す通
り、圧力放出量を有利に変える。平均パルスエネルギーを所望のパルスエネルギ
ーに減らす方法の正確性、およびこのような手順の数を図４のアルゴリズムに従
って改善する。
力の量を決定するのに用いたＱ因子が種々の値である場合の、平均レーザー出力
エネルギー対同じ量の放出圧力である圧力開放の線図を表す。図５のグラフは、
Ｑ＝２のＱ因子でレーザーを運転する場合、平均出力パルスエネルギーが約２ｍ
Ｊ減少し、一方Ｑ＝９で運転するレーザーで同じ量の圧力開放を行った場合、平
均出力パルスエネルギーは約０．４ｍＪしか減少しない。Ｑ因子がＱ＝３とＱ＝
８との間で運転するレーザーに対し、圧力放出量が同じ場合には平均出力パルス
エネルギーの減少は２ｍＪと０．４ｍＪとの間で変動する。したがって、図５は
、圧力放出量が同じ場合には平均パルスエネルギーはレーザーシステムのＱ因子
に依存した量で減少することを明確に示している。次に、異なるＱ値で運転する
レーザーに対して出力エネルギーを同じエネルギー量だけ減らすためには、図４
のアルゴリズムに従い、計算量がｑ因子に依存する計算ステップＳ４６に示す通
り、圧力放出量を有利に変える。平均パルスエネルギーを所望のパルスエネルギ
ーに減らす方法の正確性、およびこのような手順の数を図４のアルゴリズムに従
って改善する。
【００７３】
好適な実施態様のガス最適化手順による第３の好適なアルゴリズムを、図６の
フローダイアグラムに示す。図６を参照して、Ｓ６１ステップでＥｓ、Ｕｓ、Δ
Ｅｓ、Ｑ、ＰｍｉｎおよびＰｍａｘを含むパラメーターを設定する。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Ｑは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、 Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、および Ｐｍａｘはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最大許容値に対応し、通常３ｂ
ａｒより大きい。
フローダイアグラムに示す。図６を参照して、Ｓ６１ステップでＥｓ、Ｕｓ、Δ
Ｅｓ、Ｑ、ＰｍｉｎおよびＰｍａｘを含むパラメーターを設定する。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Ｑは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、 Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、および Ｐｍａｘはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最大許容値に対応し、通常３ｂ
ａｒより大きい。
【００７４】
Ｓ６２ステップにおいて、前記したようにして、および／または当業者により
理解されるようにして、新規補充を行う。Ｓ６３ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負荷サイクル１００％でレーザーを作動する
。次に、Ｓ６４ステップで、出力平均パルスエネルギーＥをエネルギー検出器で
測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図２のプロセッサ１６に送る
。
理解されるようにして、新規補充を行う。Ｓ６３ステップにおいて、一定または
実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負荷サイクル１００％でレーザーを作動する
。次に、Ｓ６４ステップで、出力平均パルスエネルギーＥをエネルギー検出器で
測定する。ここで測定したエネルギーを好ましくは図２のプロセッサ１６に送る
。
【００７５】
次にプロセッサ１６は、測定されたエネルギーＥが許容範囲より大きくないか
、すなわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ６５ステップで、エネルギ
ーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判定した場合、Ｓ６
６ステップで、放出すべき圧力量ΔＰをプロセッサ１６により計算する。Ｓ６６
ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／Ｅとして計算する。次
に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そして、圧力放出量ΔＰを
、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として計算する。ここでＰは
圧力放出ΔＰの前の管内の圧力である。
、すなわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ６５ステップで、エネルギ
ーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判定した場合、Ｓ６
６ステップで、放出すべき圧力量ΔＰをプロセッサ１６により計算する。Ｓ６６
ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／Ｅとして計算する。次
に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そして、圧力放出量ΔＰを
、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として計算する。ここでＰは
圧力放出ΔＰの前の管内の圧力である。
【００７６】
次いで、Ｓ６７ステップで、レーザー管２から計算した量ΔＰの圧力放出を行
う。その後、Ｓ６８ステップで、圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎより大
きいと判定された場合、手順をＳ６４ステップに戻す。しかし、Ｓ６９ステップ
で圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合、ガス最
適化手順はＳＦステップで終了する。
う。その後、Ｓ６８ステップで、圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎより大
きいと判定された場合、手順をＳ６４ステップに戻す。しかし、Ｓ６９ステップ
で圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合、ガス最
適化手順はＳＦステップで終了する。
【００７７】
Ｓ６４ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ１６は測定したエネルギ
ーＥが許容範囲内またはそれより小さい、すなわちＥ≦Ｅｓ＋ΔＥｓとＳ７０ス
テップで判定した場合、レーザー管２内に付加する圧力量ΔＰをプロセッサ１６
により計算する。Ｓ７１ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）
／Ｅとして計算する。次に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そ
して、圧力付加量ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）とし
て計算する。ここでＰは圧力付加ΔＰの前の管内の圧力である。
ーＥが許容範囲内またはそれより小さい、すなわちＥ≦Ｅｓ＋ΔＥｓとＳ７０ス
テップで判定した場合、レーザー管２内に付加する圧力量ΔＰをプロセッサ１６
により計算する。Ｓ７１ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）
／Ｅとして計算する。次に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そ
して、圧力付加量ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）とし
て計算する。ここでＰは圧力付加ΔＰの前の管内の圧力である。
【００７８】
次いで、Ｓ７２ステップで、レーザー管２内に計算した量ΔＰの圧力付加を行
う。Ｓ７３ステップで、圧力付加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘより小さいと判
定された場合、手順をＳ６４ステップに戻す。しかし、Ｓ７４ステップで圧力付
加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘ以上であると判定された場合、ガス最適化手順
はＳＦステップで終了する。
う。Ｓ７３ステップで、圧力付加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘより小さいと判
定された場合、手順をＳ６４ステップに戻す。しかし、Ｓ７４ステップで圧力付
加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘ以上であると判定された場合、ガス最適化手順
はＳＦステップで終了する。
【００７９】
図６は、レーザー管内の全ガス圧力を下げることによる平均パルスエネルギー
の調整を、Ｓ４７ステップまたはＳ７２ステップで放出または付加する前にＳ６
６ステップまたはＳ７１ステップで計算した量で、それぞれ圧力放出または圧力
付加により行う、図３および４に示したアルゴリズムの代替アルゴリズムである
。図３に示すアルゴリズムとは対照的に、圧力放出量ΔＰを先に求める。また、
圧力付加ステップは図３または４のいずれのアルゴリズムにもない。
の調整を、Ｓ４７ステップまたはＳ７２ステップで放出または付加する前にＳ６
６ステップまたはＳ７１ステップで計算した量で、それぞれ圧力放出または圧力
付加により行う、図３および４に示したアルゴリズムの代替アルゴリズムである
。図３に示すアルゴリズムとは対照的に、圧力放出量ΔＰを先に求める。また、
圧力付加ステップは図３または４のいずれのアルゴリズムにもない。
【００８０】
図７は、新規補充直後以外の全圧力調整を平均パルスエネルギー制御アルゴリ
ズムに組み込んだアルゴリズムを示す。従来の平均パルスエネルギー制御アルゴ
リズムは、当業者には既知であり、図７に示すアルゴリズムのステップと好適に
併用されるこれらの手順に関与するステップをここでは図示または説明していな
い。前記して参照して本願に組み込んだ第０９／５８８，５６１号および第０９
／７３４，４５９号出願は、破裂オーバーシュート（burst overshoot）制御（
特に‘５６１号出願を参照のこと）、および平均パルスエネルギーを制御するた
めの圧力調整を含む図７のアルゴリズムと組み合わせることのできる好適なアル
ゴリズムの平均パルスエネルギー制御部を含むエネルギー制御アルゴリズムを記
載している。
ズムに組み込んだアルゴリズムを示す。従来の平均パルスエネルギー制御アルゴ
リズムは、当業者には既知であり、図７に示すアルゴリズムのステップと好適に
併用されるこれらの手順に関与するステップをここでは図示または説明していな
い。前記して参照して本願に組み込んだ第０９／５８８，５６１号および第０９
／７３４，４５９号出願は、破裂オーバーシュート（burst overshoot）制御（
特に‘５６１号出願を参照のこと）、および平均パルスエネルギーを制御するた
めの圧力調整を含む図７のアルゴリズムと組み合わせることのできる好適なアル
ゴリズムの平均パルスエネルギー制御部を含むエネルギー制御アルゴリズムを記
載している。
【００８１】
図７を参照して、前記のアルゴリズムに従いＥｓ、Ｕｓ、ΔＥｓ、Ｑ、Ｐｍｉ ｎ
およびＰｍａｘを含むパラメーターは既に設定されており、図７に記載のアル
ゴリズムに合わせて調整してよい。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Ｑは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、 Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、および Ｐｍａｘはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最大許容値に対応する。
ゴリズムに合わせて調整してよい。ここで、 Ｅｓはレーザー発振の所望の平均出力パルスエネルギーに対応し、 Ｕｓは平均パルスエネルギーＥｓを有するレーザー作動のための所望の駆動電
圧に相当し、好ましくはＨＶｏｐｔまたはその付近であり、 ΔＥｓは駆動電圧Ｕｓにおけるレーザー作動による平均パルスエネルギーの所
望の許容範囲に相当し、 Ｑは平均レーザーパルスエネルギーの所望の減少量とガス混合物の放出圧力の
要求値との間の関係に基づき決定した要因に対応し、 Ｐｍｉｎはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最小許容値に対応し、および Ｐｍａｘはレーザー管２内の全ガス圧の所定の最大許容値に対応する。
【００８２】
Ｓ１６３ステップにおいて、一定または実質的に一定な駆動電圧Ｕｓおよび負
荷サイクル１００％でレーザーを作動する。次に、Ｓ１６４ステップで、出力平
均パルスエネルギーＥをエネルギー検出器で測定する。ここで測定したエネルギ
ーを好ましくは図２のプロセッサ１６に送る。プロセッサ１６は、Ｓ１６４ステ
ップでの測定の際に平均パルスエネルギーを制御可能にする他の手順、例えばガ
ス補充等を有してもよく、好ましくは有する。しかし、図７のアルゴリズムは、
プロセッサ１６が圧力調整の開始に際してどのようにエネルギーを調整するかを
示している。
荷サイクル１００％でレーザーを作動する。次に、Ｓ１６４ステップで、出力平
均パルスエネルギーＥをエネルギー検出器で測定する。ここで測定したエネルギ
ーを好ましくは図２のプロセッサ１６に送る。プロセッサ１６は、Ｓ１６４ステ
ップでの測定の際に平均パルスエネルギーを制御可能にする他の手順、例えばガ
ス補充等を有してもよく、好ましくは有する。しかし、図７のアルゴリズムは、
プロセッサ１６が圧力調整の開始に際してどのようにエネルギーを調整するかを
示している。
【００８３】
プロセッサ１６は、測定されたエネルギーＥが許容範囲より大きくないか、す
なわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないか、または測定されたエネルギーＥが許容範囲よ
り小さくないか、すなわちＥ＜Ｅｓ−ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ１６５ステ
ップで、エネルギーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判
定した場合、Ｓ１６６ステップで、放出すべき圧力量ΔＰをプロセッサ１６によ
り計算する。Ｓ１６６ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／
Ｅとして計算する。次に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そし
て、圧力放出量ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として
計算する。ここでＰは圧力放出ΔＰの前の管内の圧力である。あるいは、図３に
示すアルゴリズムを参照して前記したように、圧力量ΔＰを先に求めてもよい。
なわちＥ＞Ｅｓ＋ΔＥｓでないか、または測定されたエネルギーＥが許容範囲よ
り小さくないか、すなわちＥ＜Ｅｓ−ΔＥｓでないかを判定する。Ｓ１６５ステ
ップで、エネルギーＥが許容限度Ｅｓ＋ΔＥｓより大きいとプロセッサ１６が判
定した場合、Ｓ１６６ステップで、放出すべき圧力量ΔＰをプロセッサ１６によ
り計算する。Ｓ１６６ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／
Ｅとして計算する。次に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そし
て、圧力放出量ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として
計算する。ここでＰは圧力放出ΔＰの前の管内の圧力である。あるいは、図３に
示すアルゴリズムを参照して前記したように、圧力量ΔＰを先に求めてもよい。
【００８４】
次いで、Ｓ１６７ステップで、レーザー管２から計算した量ΔＰの圧力放出を
行う。その後、Ｓ１６８ステップで、圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎよ
り大きいと判定された場合、手順をＳ１６４ステップに戻す。しかし、Ｓ１６９
ステップで圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合
、少なくとも管２内の圧力が後でＰｍｉｎより大きくなるまでの間、圧力放出オ
プションをＳＤ１ステップで一時的に無効とする。全圧力Ｐのこのような上昇は
、例えば対応する圧力放出を行わずにガス注入を行った時、あるいは他のガス処
置と共にまたはＳ１７０〜Ｓ１７２ステップに記載の操作と組み合わせた積極的
圧力付加を行った時に発生する。
行う。その後、Ｓ１６８ステップで、圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎよ
り大きいと判定された場合、手順をＳ１６４ステップに戻す。しかし、Ｓ１６９
ステップで圧力放出後の管２内の圧力ＰがＰｍｉｎ以下であると判定された場合
、少なくとも管２内の圧力が後でＰｍｉｎより大きくなるまでの間、圧力放出オ
プションをＳＤ１ステップで一時的に無効とする。全圧力Ｐのこのような上昇は
、例えば対応する圧力放出を行わずにガス注入を行った時、あるいは他のガス処
置と共にまたはＳ１７０〜Ｓ１７２ステップに記載の操作と組み合わせた積極的
圧力付加を行った時に発生する。
【００８５】
Ｓ１６４ステップでのエネルギー測定の後、プロセッサ１６は測定したエネル
ギーＥが許容範囲より小さい、すなわちＥ＜Ｅｓ−ΔＥｓとＳ１７０ステップで
判定した場合、レーザー管２内に付加する圧力量ΔＰをプロセッサ１６により計
算する。Ｓ１７１ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／Ｅと
して計算する。次に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そして、
圧力付加量ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として計算
する。ここでＰは圧力付加ΔＰの前の管内の圧力である。または、図３に示すア
ルゴリズムを参照して前記した圧力量ΔＰを先に決めてもよい。
ギーＥが許容範囲より小さい、すなわちＥ＜Ｅｓ−ΔＥｓとＳ１７０ステップで
判定した場合、レーザー管２内に付加する圧力量ΔＰをプロセッサ１６により計
算する。Ｓ１７１ステップで、エネルギー差δＥを、δＥ＝（Ｅ−Ｅｓ）／Ｅと
して計算する。次に、圧力差δＰを、δＰ＝δＥ／Ｑとして計算する。そして、
圧力付加量ΔＰを、ΔＰ＝Ｐ×δＰ＝Ｐ×（Ｅ−Ｅｓ）／（Ｑ×Ｅ）として計算
する。ここでＰは圧力付加ΔＰの前の管内の圧力である。または、図３に示すア
ルゴリズムを参照して前記した圧力量ΔＰを先に決めてもよい。
【００８６】
次いで、Ｓ１７２ステップで、レーザー管２内に計算した量ΔＰの圧力付加を
行う。その後、Ｓ１７３ステップで、圧力付加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘよ
り小さいと判定された場合、手順をＳ１６４ステップに戻す。しかし、Ｓ１７４
ステップで圧力付加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘ以上であると判定された場合
、少なくとも管２内の圧力が後でＰ未満に減少するまでの間、圧力付加オプショ
ンをＳＤ２ステップで一時的に無効にする。全圧力Ｐのこのような減少は、例え
ばＳ１６５〜Ｓ１６７ステップに記載の操作と組み合わせた積極的圧力放出を行
った時に発生する。
行う。その後、Ｓ１７３ステップで、圧力付加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘよ
り小さいと判定された場合、手順をＳ１６４ステップに戻す。しかし、Ｓ１７４
ステップで圧力付加後の管２内の圧力ＰがＰｍａｘ以上であると判定された場合
、少なくとも管２内の圧力が後でＰ未満に減少するまでの間、圧力付加オプショ
ンをＳＤ２ステップで一時的に無効にする。全圧力Ｐのこのような減少は、例え
ばＳ１６５〜Ｓ１６７ステップに記載の操作と組み合わせた積極的圧力放出を行
った時に発生する。
【００８７】
ここで、前記した方法を変更することができることに留意されたい。例えば、
入力駆動電圧を調整することにより、レーザービームのエネルギーを連続的に所
望のエネルギー付近の許容範囲内に維持することができる。次いで、入力駆動電
圧を監視してもよい。入力駆動電圧が最適駆動電圧ＨＶｏｐｔより所定量または
計算量だけ高いまたは低い場合、それぞれ全圧力付加または放出を行って、入力
駆動電圧をＨＶｏｐｔに近いまたは入力駆動電圧の許容範囲内等の所望の量に調
整する。全圧力付加または放出を、上記の通り、計算量の所定量とする。この場
合、入力駆動電圧の所望の変化を、続いてガス付加または放出の計算量または所
定量により補償されるエネルギーの変化に対応して求める。同様の計算式を上記
のものに使ってもよい。
入力駆動電圧を調整することにより、レーザービームのエネルギーを連続的に所
望のエネルギー付近の許容範囲内に維持することができる。次いで、入力駆動電
圧を監視してもよい。入力駆動電圧が最適駆動電圧ＨＶｏｐｔより所定量または
計算量だけ高いまたは低い場合、それぞれ全圧力付加または放出を行って、入力
駆動電圧をＨＶｏｐｔに近いまたは入力駆動電圧の許容範囲内等の所望の量に調
整する。全圧力付加または放出を、上記の通り、計算量の所定量とする。この場
合、入力駆動電圧の所望の変化を、続いてガス付加または放出の計算量または所
定量により補償されるエネルギーの変化に対応して求める。同様の計算式を上記
のものに使ってもよい。
【００８８】
圧力調整を好適な実施態様による平均パルスエネルギー制御アルゴリズムに組
み込むことにより、放電のために印加する駆動電圧の範囲が有利に減少する。し
たがって、ガス混合物が古くなったとしても、新規補充の間隔を縮めることなく
、放電のために印加する駆動電圧が最適駆動電圧ＨＶｏｐｔから大きく変動しな
い。それ自体または駆動電圧変動範囲の低減との組み合わせで実現するもう一つ
の利点は、出力エネルギー向上（低圧力での運転時）のための圧力付加を以下に
述べるハロゲン注入およびガス補充等のガス補充法と組み合わせて用いることに
より、新規補充の間隔が延びることである。図８および９は、好適な実施態様に
よる後者の有利な特徴を図示したものである。
み込むことにより、放電のために印加する駆動電圧の範囲が有利に減少する。し
たがって、ガス混合物が古くなったとしても、新規補充の間隔を縮めることなく
、放電のために印加する駆動電圧が最適駆動電圧ＨＶｏｐｔから大きく変動しな
い。それ自体または駆動電圧変動範囲の低減との組み合わせで実現するもう一つ
の利点は、出力エネルギー向上（低圧力での運転時）のための圧力付加を以下に
述べるハロゲン注入およびガス補充等のガス補充法と組み合わせて用いることに
より、新規補充の間隔が延びることである。図８および９は、好適な実施態様に
よる後者の有利な特徴を図示したものである。
【００８９】
図８を参照して、特定のガス処置を事前に決めて行ういくつかの駆動電圧レベ
ル（ＨＶｉ）を示す。プロセッサ１６は駆動電圧を監視し、かつ駆動電圧の値に
より、または時間、パルス回数および／または放電のための総入力電気エネルギ
ー等のパラメーター等（図８のｘ軸）に基づいて、現在作動している駆動電圧が
どの設定範囲（図８の左側のｙ軸）に入るかにより、ガス供給ユニットに様々な
程度でのガス注入、様々な程度での部分および少量ガス置換、ならびに様々な程
度または一定量での全圧力調整を実施させる。（前記‘５６１号出願参照）。
ル（ＨＶｉ）を示す。プロセッサ１６は駆動電圧を監視し、かつ駆動電圧の値に
より、または時間、パルス回数および／または放電のための総入力電気エネルギ
ー等のパラメーター等（図８のｘ軸）に基づいて、現在作動している駆動電圧が
どの設定範囲（図８の左側のｙ軸）に入るかにより、ガス供給ユニットに様々な
程度でのガス注入、様々な程度での部分および少量ガス置換、ならびに様々な程
度または一定量での全圧力調整を実施させる。（前記‘５６１号出願参照）。
【００９０】
次に、図８を参照して本発明に関する例を説明する。レーザーシステムをＨＶ ｍｉｎ
とＨＶｍａｘとの間の駆動電圧で作動できるように構成する。実際の作動
最小および最大駆動電圧を、破線縦軸で示したＨＶ１とＨＶ７との間の非常に狭
い範囲に設定する。この好適な実施態様の利点は、ＨＶ１からＨＶ７までの範囲
自体が非常に小さな窓に減少するので、レーザー作動中に駆動電流が大きく変わ
らないという点である。この作動範囲自体がＨＶｍｉｎとＨＶｍａｘとの間にあ
る場合、例えば、出力エネルギーを減衰するガス混合物（前記‘０２５号出願参
照）を調整するか、または共振器外減衰器（本譲受人に譲渡した、参照して本願
に組み込む米国特許出願第６０／１７８，６２０号を参照のこと）を用いること
により、範囲に対応する実際の電圧範囲（ボルト）を調整して、例えば共振器お
よびレーザー管の光学部品の寿命を延ばす。また有利には、ＨＶ１とＨＶ７との
間の作動駆動電圧範囲を減らして、新規補充の間のレーザー管、光学部品および
／またはガス混合物の寿命を維持または延長する一方で、前記のシステムに比べ
てＨＶｏｐｔよりも駆動電圧の変動が小さくなる。
最小および最大駆動電圧を、破線縦軸で示したＨＶ１とＨＶ７との間の非常に狭
い範囲に設定する。この好適な実施態様の利点は、ＨＶ１からＨＶ７までの範囲
自体が非常に小さな窓に減少するので、レーザー作動中に駆動電流が大きく変わ
らないという点である。この作動範囲自体がＨＶｍｉｎとＨＶｍａｘとの間にあ
る場合、例えば、出力エネルギーを減衰するガス混合物（前記‘０２５号出願参
照）を調整するか、または共振器外減衰器（本譲受人に譲渡した、参照して本願
に組み込む米国特許出願第６０／１７８，６２０号を参照のこと）を用いること
により、範囲に対応する実際の電圧範囲（ボルト）を調整して、例えば共振器お
よびレーザー管の光学部品の寿命を延ばす。また有利には、ＨＶ１とＨＶ７との
間の作動駆動電圧範囲を減らして、新規補充の間のレーザー管、光学部品および
／またはガス混合物の寿命を維持または延長する一方で、前記のシステムに比べ
てＨＶｏｐｔよりも駆動電圧の変動が小さくなる。
【００９１】
右側の縦軸は、ガス混合物の寿命（新規補充の間隔）の間のレーザー管２内の
全圧力を示し、左側の縦軸に示す駆動電圧レベルに対応する。本システムで用い
る最低駆動電圧、すなわちＨＶ１において、圧力は好ましくはＰｍｉｎと同程度
に低い。例えば新規補充が最近に行われた場合に管内を最低許容電圧にすること
により、同じ所望の平均パルスエネルギーを得る一方で、全圧力を一定にして作
動するシステムに比べて駆動電圧レベルＨＶ１をより高くする（かつＨＶｏｐｔ により近くする）ことができる。
全圧力を示し、左側の縦軸に示す駆動電圧レベルに対応する。本システムで用い
る最低駆動電圧、すなわちＨＶ１において、圧力は好ましくはＰｍｉｎと同程度
に低い。例えば新規補充が最近に行われた場合に管内を最低許容電圧にすること
により、同じ所望の平均パルスエネルギーを得る一方で、全圧力を一定にして作
動するシステムに比べて駆動電圧レベルＨＶ１をより高くする（かつＨＶｏｐｔ により近くする）ことができる。
【００９２】
本システムで用いる最高駆動電圧、すなわちＨＶ７において、管２内の圧力は
好ましくはＰｍａｘと同程度に高い。例えば新規補充を行う前にガス混合物が寿
命に達した場合に管内を最高許容圧力にすることにより、同じ所望の平均パルス
エネルギーを得る一方で、全圧力を一定にして作動するシステムに比べて駆動電
圧レベルＨＶ７をより低くする（かつＨＶｏｐｔにより近くする）ことができる
。または、駆動電圧範囲を拡大してガスの寿命を長くすることができる。好まし
くは、ガス混合物が古くなるにつれて用いる駆動電圧範囲に伴って全圧力を増や
して、各駆動電圧範囲の使用期間を延長する。
好ましくはＰｍａｘと同程度に高い。例えば新規補充を行う前にガス混合物が寿
命に達した場合に管内を最高許容圧力にすることにより、同じ所望の平均パルス
エネルギーを得る一方で、全圧力を一定にして作動するシステムに比べて駆動電
圧レベルＨＶ７をより低くする（かつＨＶｏｐｔにより近くする）ことができる
。または、駆動電圧範囲を拡大してガスの寿命を長くすることができる。好まし
くは、ガス混合物が古くなるにつれて用いる駆動電圧範囲に伴って全圧力を増や
して、各駆動電圧範囲の使用期間を延長する。
【００９３】
図８の座標軸は、駆動電圧が各区間内にある場合に、１つ以上の累積パラメー
ターに基づき実施可能なガス処置を示す。さらに、右側の縦軸に示すレーザー管
全圧力の増加から明らかなように、ガス混合物が古くなるにつれ、または座標軸
上でシステムが左から右へ進むにつれ、好ましくは加圧も行う。ガス処置の通常
の実施順序は、ガス混合物が古くなるにつれて左から右である。しかし、各ガス
処置を行う場合、駆動電圧を調べ、次に行われるであろうガス処置が同じ駆動電
圧範囲に対応するか、またはその範囲の左もしくは右に表された異なる駆動電圧
範囲に対応してもよい。例えば、ＰＧＲを実施した後（駆動電圧がＨＶ５より高
いと判定された場合）、駆動電圧をＨＶ２とＨＶ３との間に下げ、システムが通
常のμＨＩおよびＭＧＲ１ガス制御運転に戻るようにできる。また、加圧を行う
際、加圧後のシステムの状態に応じて、駆動電圧範囲を高電圧から低電圧範囲に
下げることができる。
ターに基づき実施可能なガス処置を示す。さらに、右側の縦軸に示すレーザー管
全圧力の増加から明らかなように、ガス混合物が古くなるにつれ、または座標軸
上でシステムが左から右へ進むにつれ、好ましくは加圧も行う。ガス処置の通常
の実施順序は、ガス混合物が古くなるにつれて左から右である。しかし、各ガス
処置を行う場合、駆動電圧を調べ、次に行われるであろうガス処置が同じ駆動電
圧範囲に対応するか、またはその範囲の左もしくは右に表された異なる駆動電圧
範囲に対応してもよい。例えば、ＰＧＲを実施した後（駆動電圧がＨＶ５より高
いと判定された場合）、駆動電圧をＨＶ２とＨＶ３との間に下げ、システムが通
常のμＨＩおよびＭＧＲ１ガス制御運転に戻るようにできる。また、加圧を行う
際、加圧後のシステムの状態に応じて、駆動電圧範囲を高電圧から低電圧範囲に
下げることができる。
【００９４】
ＨＶ１とＨＶ７との間の作動範囲内に、他の範囲をいくつか定義する。例えば
、駆動電圧ＨＶがＨＶ１とＨＶ２との間（すなわち、ＨＶ１＜ＨＶ＜ＨＶ２）で
あり、かつ全管圧がＰｍｉｎとＰ１との間である場合、ガス混合物中に十分な量
のハロゲンが存在するので、ガス処置を行わない。駆動電圧がＨＶ２とＨＶ３と
の間（すなわち、ＨＶ２＜ＨＶ＜ＨＶ３）であり、かつ全管圧がＰ１とＰ２との
間である場合、累積パラメーター（すなわち、放電のための入力電気エネルギー
、時間および／またはパルス回数等）に基づきＭＧＲ１および通常のμＨＩを定
期的に行う。これは、好適な実施態様によるシステムの動作の通常の範囲である
。
、駆動電圧ＨＶがＨＶ１とＨＶ２との間（すなわち、ＨＶ１＜ＨＶ＜ＨＶ２）で
あり、かつ全管圧がＰｍｉｎとＰ１との間である場合、ガス混合物中に十分な量
のハロゲンが存在するので、ガス処置を行わない。駆動電圧がＨＶ２とＨＶ３と
の間（すなわち、ＨＶ２＜ＨＶ＜ＨＶ３）であり、かつ全管圧がＰ１とＰ２との
間である場合、累積パラメーター（すなわち、放電のための入力電気エネルギー
、時間および／またはパルス回数等）に基づきＭＧＲ１および通常のμＨＩを定
期的に行う。これは、好適な実施態様によるシステムの動作の通常の範囲である
。
【００９５】
駆動電圧がＨＶ３とＨＶ４との間（すなわち、ＨＶ３＞ＨＶ＞ＨＶ４）であり
、かつ全管圧がＰ２とＰ３との間である場合、ガス放出に対応したμＨＩおよび
ＭＧＲの注入量の一方または両方を増やす。この例では、μＨＩのみを増やす。
したがって、図８中のＨＶ３とＨＶ４との間の範囲が、好ましくは通常のμＨＩ
よりも量の多い、または期間の短いハロゲン注入である強化μＨＩを行う範囲で
あり、かつＨＶ２とＨＶ３との間の前記範囲内と同じＭＧＲ量を保つ。
、かつ全管圧がＰ２とＰ３との間である場合、ガス放出に対応したμＨＩおよび
ＭＧＲの注入量の一方または両方を増やす。この例では、μＨＩのみを増やす。
したがって、図８中のＨＶ３とＨＶ４との間の範囲が、好ましくは通常のμＨＩ
よりも量の多い、または期間の短いハロゲン注入である強化μＨＩを行う範囲で
あり、かつＨＶ２とＨＶ３との間の前記範囲内と同じＭＧＲ量を保つ。
【００９６】
明らかに、強化μＨＩは通常のμＨＩと１または２点で異なる。第１に、注入
量を増やしてもよい。第２に、連続するμＨＩの間隔を短くしてもよい。
量を増やしてもよい。第２に、連続するμＨＩの間隔を短くしてもよい。
【００９７】
ＨＶ４とＨＶ５との間の範囲（すなわち、ＨＶ４＜ＨＶ＜ＨＶ５）、および全
管圧Ｐ３とＰ４との間の範囲が、ガス放出に対応するμＨＩおよびＭＧＲの注入
量の一方または両方が増える（または連続する動作の間隔が減る）新たな範囲を
表す。この例では、ＨＶ３からＨＶ４までの範囲と比べてＭＧＲのみを増やす。
したがって、駆動電圧がＨＶ４とＨＶ５との間の範囲である場合、通常量のＭＧ
Ｒ１より各ＭＧＲ２の間にハロゲンガスの強化量を注入する（対応するガス放出
を伴って）。その代わりに、または多量のガス置換と組み合わせて、少量ガス置
換ＭＧＲ２をＭＧＲ１の実施間隔よりも短い間隔で行う。好適な、および代替Ｍ
ＧＲ２手順のそれぞれにおいて、放電チャンバ内のコンタミナントを、ＨＶ３と
ＨＶ４との間のより低い駆動電圧範囲で行うＭＧＲ１手順と比べて短い間隔（中
でも、例えば放電のための累積入力エネルギー、パルス回数および／または時間
）で減らす。また、好ましくはμＨＩをこの範囲で定期的に行って、ガス混合物
を再調整する。ここで、μＨＩおよびＭＧＲの一方または両方の間に注入する量
の調整範囲を、それぞれ所定の駆動電圧範囲に対応して定義してもよいことを留
意されたい。また、アキュムレーター（および随意にレーザー管）内の圧力の監
視（および随意に温度）に関連して前記したように、注入量を各注入ごとに調整
してもよい。
管圧Ｐ３とＰ４との間の範囲が、ガス放出に対応するμＨＩおよびＭＧＲの注入
量の一方または両方が増える（または連続する動作の間隔が減る）新たな範囲を
表す。この例では、ＨＶ３からＨＶ４までの範囲と比べてＭＧＲのみを増やす。
したがって、駆動電圧がＨＶ４とＨＶ５との間の範囲である場合、通常量のＭＧ
Ｒ１より各ＭＧＲ２の間にハロゲンガスの強化量を注入する（対応するガス放出
を伴って）。その代わりに、または多量のガス置換と組み合わせて、少量ガス置
換ＭＧＲ２をＭＧＲ１の実施間隔よりも短い間隔で行う。好適な、および代替Ｍ
ＧＲ２手順のそれぞれにおいて、放電チャンバ内のコンタミナントを、ＨＶ３と
ＨＶ４との間のより低い駆動電圧範囲で行うＭＧＲ１手順と比べて短い間隔（中
でも、例えば放電のための累積入力エネルギー、パルス回数および／または時間
）で減らす。また、好ましくはμＨＩをこの範囲で定期的に行って、ガス混合物
を再調整する。ここで、μＨＩおよびＭＧＲの一方または両方の間に注入する量
の調整範囲を、それぞれ所定の駆動電圧範囲に対応して定義してもよいことを留
意されたい。また、アキュムレーター（および随意にレーザー管）内の圧力の監
視（および随意に温度）に関連して前記したように、注入量を各注入ごとに調整
してもよい。
【００９８】
駆動電圧がＨＶ５より大きい（すなわち、ＨＶ５＜ＨＶ＜ＨＶ６）の場合、さ
らにガス置換の多いＰＧＲを行う。ＰＧＲを用いて最大１０％以上のガス混合物
を置換することができる。例えばレーザーを調整している場合、ここである種の
安全策を用いて望ましくないガス処置の発生を防ぐ。１つは、ＨＶ５レベルを越
えた後、ガス処置を行う前にある時間通電して、駆動電圧が実際にガス混合物の
劣化により増えることを保証するものである。駆動電圧がＨＶ６より高くなった
場合、レーザー管の新規補充の時期である。ここで、図８に示す駆動電圧の範囲
の大きさは必ずしも一定の比率で描かれていないことに留意されたい。
らにガス置換の多いＰＧＲを行う。ＰＧＲを用いて最大１０％以上のガス混合物
を置換することができる。例えばレーザーを調整している場合、ここである種の
安全策を用いて望ましくないガス処置の発生を防ぐ。１つは、ＨＶ５レベルを越
えた後、ガス処置を行う前にある時間通電して、駆動電圧が実際にガス混合物の
劣化により増えることを保証するものである。駆動電圧がＨＶ６より高くなった
場合、レーザー管の新規補充の時期である。ここで、図８に示す駆動電圧の範囲
の大きさは必ずしも一定の比率で描かれていないことに留意されたい。
【００９９】
図９は、図８に記載の好適な実施態様および実施例による通常および強化μＨ
Ｉ、ＭＧＲおよびＰＧＲを実施するフローダイアグラムである。この手順は新規
補充で始まり、放電チャンバを最適ガス混合物で満たす。その後、レーザーを工
業用途に対して実施、待機状態、または完全停止することができる。現在の駆動
電圧（ＨＶ）を測定した後、駆動電圧調査（ＨＶ調査）を行う。
Ｉ、ＭＧＲおよびＰＧＲを実施するフローダイアグラムである。この手順は新規
補充で始まり、放電チャンバを最適ガス混合物で満たす。その後、レーザーを工
業用途に対して実施、待機状態、または完全停止することができる。現在の駆動
電圧（ＨＶ）を測定した後、駆動電圧調査（ＨＶ調査）を行う。
【０１００】
測定した駆動電圧（ＨＶ）を所定の値ＨＶ１〜ＨＶ７と比較する。ＨＶがＨＶ １
とＨＶ２との間にある（すなわち、ＨＶ１＜ＨＶ＜ＨＶ２）かどうかをプロセ
ッサが判定し、経路（１）に沿い、ガス処置を行わず、手順を前のステップに戻
す。図示していないが、ＨＶがＨＶ１より小さい場合、レーザーガスをある程度
放出し、および／またはレーザー管から／へバッファガスをある程度注入したり
することにより、レーザー管内のハロゲンガス濃度を減らすような手順を取って
もよい。または、全圧力がＰｍｉｎ以下の場合、前記した図３〜４の何れかに記
載のアルゴリズムに従って圧力放出を行ってもよい。
ッサが判定し、経路（１）に沿い、ガス処置を行わず、手順を前のステップに戻
す。図示していないが、ＨＶがＨＶ１より小さい場合、レーザーガスをある程度
放出し、および／またはレーザー管から／へバッファガスをある程度注入したり
することにより、レーザー管内のハロゲンガス濃度を減らすような手順を取って
もよい。または、全圧力がＰｍｉｎ以下の場合、前記した図３〜４の何れかに記
載のアルゴリズムに従って圧力放出を行ってもよい。
【０１０１】
ＨＶがＨＶ２とＨＶ３との間にあるとプロセッサが判定した場合、システムは
通常の作動駆動電圧幅内である。通常の作動幅内である場合、経路（２）に沿い
、通常のμＨＩおよびＭＧＲ１を、好ましくは作動状況に基づくエキスパートシ
ステムにより予め決められた時間、放電のための入力電気エネルギーおよび／ま
たはパルス回数間隔に基づいて実施する。また、前記のように、計算した分圧ま
たはレーザー管内のハロゲン分子数により各ガス処置を調整してもよい。
通常の作動駆動電圧幅内である。通常の作動幅内である場合、経路（２）に沿い
、通常のμＨＩおよびＭＧＲ１を、好ましくは作動状況に基づくエキスパートシ
ステムにより予め決められた時間、放電のための入力電気エネルギーおよび／ま
たはパルス回数間隔に基づいて実施する。また、前記のように、計算した分圧ま
たはレーザー管内のハロゲン分子数により各ガス処置を調整してもよい。
【０１０２】
経路（２）に沿った場合に行うμＨＩおよびＭＧＲ１を、既に参照して組み込
んだ米国特許出願第０９／５８８，５６１号に記載の何れかの方法に関連して判
定する。ＨＶが通常の作動幅内にない場合、ＨＶがＨＶ２より小さい（すなわち
、ＨＶ＜ＨＶ２）かどうかを判定する。ＨＶがＨＶ２より小さい場合、経路（２
）に沿い、かつガス処置を行わない。
んだ米国特許出願第０９／５８８，５６１号に記載の何れかの方法に関連して判
定する。ＨＶが通常の作動幅内にない場合、ＨＶがＨＶ２より小さい（すなわち
、ＨＶ＜ＨＶ２）かどうかを判定する。ＨＶがＨＶ２より小さい場合、経路（２
）に沿い、かつガス処置を行わない。
【０１０３】
ＨＶがＨＶ３とＨＶ４との間にある（すなわち、ＨＶ３＜ＨＶ＜ＨＶ４）場合
、経路（３）に沿い、かつ強化μＨＩおよびＭＧＲ１を時間、パルス回数および
／または用いる放電カウンターに印加した電気エネルギーに基づき再び実施する
。注入するガスの正確な量および組成、ならびに放出するガスの正確な量および
組成を、好ましくはエキスパートシステムを用いて、かつ作動状況により決める
。
、経路（３）に沿い、かつ強化μＨＩおよびＭＧＲ１を時間、パルス回数および
／または用いる放電カウンターに印加した電気エネルギーに基づき再び実施する
。注入するガスの正確な量および組成、ならびに放出するガスの正確な量および
組成を、好ましくはエキスパートシステムを用いて、かつ作動状況により決める
。
【０１０４】
ＨＶがＨＶ４とＨＶ５との間にある（すなわち、ＨＶ４＜ＨＶ＜ＨＶ５）場合
、経路（４）に沿い、かつ強化μＨＩおよびＭＧＲ２をカウンターの値の調査に
より実施してもよい。また、注入するガスの正確な量および組成、ならびに放出
するガスの正確な量および組成を、好ましくはエキスパートシステムを用いて、
かつ作動状況により決める。
、経路（４）に沿い、かつ強化μＨＩおよびＭＧＲ２をカウンターの値の調査に
より実施してもよい。また、注入するガスの正確な量および組成、ならびに放出
するガスの正確な量および組成を、好ましくはエキスパートシステムを用いて、
かつ作動状況により決める。
【０１０５】
ＨＶがＨＶ５とＨＶ６との間にある（すなわち、ＨＶ５＜ＨＶ＜ＨＶ６）場合
、ＰＧＲを実施する。ＨＶがＨＶ６よりも高い（すなわち、ＨＶ６＜ＨＶ）場合
、新規補充を実施する。
、ＰＧＲを実施する。ＨＶがＨＶ６よりも高い（すなわち、ＨＶ６＜ＨＶ）場合
、新規補充を実施する。
【０１０６】
経路（２）〜（５）の何れかに沿い、対応するガス処置を実施した後、および
好ましくは特定の安定時間の後、レーザーの作動モードを決め、かつＨＶを測定
して所定のＨＶレベルＨＶ１〜ＨＶ７と比較するステップに戻る。
好ましくは特定の安定時間の後、レーザーの作動モードを決め、かつＨＶを測定
して所定のＨＶレベルＨＶ１〜ＨＶ７と比較するステップに戻る。
【０１０７】
これらの異なる駆動電圧およびレーザー管全圧力レベルの全て、時間、放電の
ために印加した電気エネルギーおよび／またはパルス回数予定の設定を個別に行
うか、またはこれらが異なる作動状況に対して記憶されているコンピュータ制御
データベースと比較することができる。連続パルスまたはバーストモード等の異
なる作動条件下で異なるＨＶレベルにおけるレーザーの作動を考慮に入れてもよ
い。
ために印加した電気エネルギーおよび／またはパルス回数予定の設定を個別に行
うか、またはこれらが異なる作動状況に対して記憶されているコンピュータ制御
データベースと比較することができる。連続パルスまたはバーストモード等の異
なる作動条件下で異なるＨＶレベルにおけるレーザーの作動を考慮に入れてもよ
い。
【０１０８】
また、好適な実施態様に関連して、図８に示す通り部分新規補充手順を実施し
てもよい。図８に示す通り、ＰＧＲ範囲５より高く、かつ駆動電圧閾値ＨＶ７よ
り低い付加的ＨＶ範囲を定める。高電圧がＨＶ６より高いとプロセッサが判定し
た場合、新規補充または部分新規補充を行う。高電圧がＨＶ７以下である場合、
部分新規補充を行い、ＨＶ７より大きい場合、完全新規補充を行う。または、図
７のＳＤ２ステップにより全圧力付加が無効である場合、全圧力がＰｍａｘより
低いければ、全圧力がＰｍａｘに達するまで加圧を行ってレーザーの作動を延長
する。
てもよい。図８に示す通り、ＰＧＲ範囲５より高く、かつ駆動電圧閾値ＨＶ７よ
り低い付加的ＨＶ範囲を定める。高電圧がＨＶ６より高いとプロセッサが判定し
た場合、新規補充または部分新規補充を行う。高電圧がＨＶ７以下である場合、
部分新規補充を行い、ＨＶ７より大きい場合、完全新規補充を行う。または、図
７のＳＤ２ステップにより全圧力付加が無効である場合、全圧力がＰｍａｘより
低いければ、全圧力がＰｍａｘに達するまで加圧を行ってレーザーの作動を延長
する。
【０１０９】
完全新規補充を行う場合、ほぼ１００％のガス混合物を放電チャンバから排出
し、全く新しいガス混合物をレーザーチャンバに導入する。しかし、部分新規補
充を行う場合、全ガス混合物の一部のみ（例えば５％乃至７０％または約０．１
５バール乃至２バール）を放出する。より詳細には、好適な量は２０％と５０％
との間の量、または０．６バール乃至１．５バールであろう。特に好適な量は約
１バールまたは約３０％のガス混合物であろう。実験により、１バールを交換す
る部分新規補充手順の実施により、手順を実施しない場合より５倍もガス寿命が
増えることが示されている。
し、全く新しいガス混合物をレーザーチャンバに導入する。しかし、部分新規補
充を行う場合、全ガス混合物の一部のみ（例えば５％乃至７０％または約０．１
５バール乃至２バール）を放出する。より詳細には、好適な量は２０％と５０％
との間の量、または０．６バール乃至１．５バールであろう。特に好適な量は約
１バールまたは約３０％のガス混合物であろう。実験により、１バールを交換す
る部分新規補充手順の実施により、手順を実施しない場合より５倍もガス寿命が
増えることが示されている。
【０１１０】
放出できる量は実質的にガスをポンプで排出するのにかかる時間により決まり
、その量は５０％より大きく、かつ完全新規補充よりも実質的にかかる時間が少
ない。したがって、短時間に古いガスを新しいガスと多量に交換し、よって例え
ばリソグラフ用途にレーザーを用いる場合にウエハーの処理能力が上がるという
点で、部分新規補充手順は有利である。
、その量は５０％より大きく、かつ完全新規補充よりも実質的にかかる時間が少
ない。したがって、短時間に古いガスを新しいガスと多量に交換し、よって例え
ばリソグラフ用途にレーザーを用いる場合にウエハーの処理能力が上がるという
点で、部分新規補充手順は有利である。
【０１１１】
ここで図９を参照して、高電圧がＨＶ６より高いとプロセッサが判定した場合
、高電圧がＨＶ７以下かどうかを判定する。その答えがイエスである、すなわち
高電圧がＨＶ７以下である場合、部分新規補充を開始して、実質的に１００％よ
り少ないガス混合物を放電チャンバから取り出し、新しいガスと置換する。有利
には、完全新規補充の実施に比べて、このシステムは停止時間が短い。答えがノ
ーである、すなわち高電圧がＨＶ７より高い場合、新規補充を実施する。前記の
通り、実験により、部分新規補充手順を行った場合、新規補充範囲に達する前に
５倍もガス寿命が向上することが示されている。
、高電圧がＨＶ７以下かどうかを判定する。その答えがイエスである、すなわち
高電圧がＨＶ７以下である場合、部分新規補充を開始して、実質的に１００％よ
り少ないガス混合物を放電チャンバから取り出し、新しいガスと置換する。有利
には、完全新規補充の実施に比べて、このシステムは停止時間が短い。答えがノ
ーである、すなわち高電圧がＨＶ７より高い場合、新規補充を実施する。前記の
通り、実験により、部分新規補充手順を行った場合、新規補充範囲に達する前に
５倍もガス寿命が向上することが示されている。
【０１１２】
範囲１〜６の全ておよび範囲６の新規補充／部分新規補充を用いないシステム
を有利に実施することができることを理解されたい。例えば、図８において、部
分新規補充を有する範囲を１つのみ用いるシステムおよび新規補充を用いて、ガ
ス寿命が向上する。いくつかの範囲を除去した上で、部分新規補充範囲をより低
い閾値の高電圧に移してもよい。さらに、図示した全圧力範囲より低いか、より
高い範囲を用いて、駆動電圧範囲ＨＶ１乃至ＨＶ７に対し圧力範囲を１回以上使
ってもよい。例えば、１つの範囲か、または全駆動電圧範囲より少ない間に全圧
力の全範囲用いて、Ｐｍｉｎ乃至Ｐｍａｘの全圧力範囲をより高い駆動電圧範囲
で再び用いる等である。最適レーザーシステム性能のために全範囲および対応す
るガス処置を用いることが好ましい。
を有利に実施することができることを理解されたい。例えば、図８において、部
分新規補充を有する範囲を１つのみ用いるシステムおよび新規補充を用いて、ガ
ス寿命が向上する。いくつかの範囲を除去した上で、部分新規補充範囲をより低
い閾値の高電圧に移してもよい。さらに、図示した全圧力範囲より低いか、より
高い範囲を用いて、駆動電圧範囲ＨＶ１乃至ＨＶ７に対し圧力範囲を１回以上使
ってもよい。例えば、１つの範囲か、または全駆動電圧範囲より少ない間に全圧
力の全範囲用いて、Ｐｍｉｎ乃至Ｐｍａｘの全圧力範囲をより高い駆動電圧範囲
で再び用いる等である。最適レーザーシステム性能のために全範囲および対応す
るガス処置を用いることが好ましい。
【０１１３】
これらの異なるガス制御および補充機構の全ての組み合わせが、多くの要素と
変形の調和に関わっている。エキスパートシステムとデータベースとを組み合わ
せて、好適な実施態様のプロセッサ制御レーザーシステムにより、新規補充が必
要となるまでのガス寿命が延びる。原則として、新規補充のためのレーザーシス
テムの停止を完全に防ぐことができる。レーザーシステムの寿命は、レーザー管
窓または他の光学部品交換のため等の、他のレーザー部品により決まる定期保守
間隔により決まる。また、前記の通り、レーザー管および共振器部品の寿命が増
えても停止期間の間隔が増える。
変形の調和に関わっている。エキスパートシステムとデータベースとを組み合わ
せて、好適な実施態様のプロセッサ制御レーザーシステムにより、新規補充が必
要となるまでのガス寿命が延びる。原則として、新規補充のためのレーザーシス
テムの停止を完全に防ぐことができる。レーザーシステムの寿命は、レーザー管
窓または他の光学部品交換のため等の、他のレーザー部品により決まる定期保守
間隔により決まる。また、前記の通り、レーザー管および共振器部品の寿命が増
えても停止期間の間隔が増える。
【０１１４】
レーザー作動中、ガス混合物のガス成分の濃度比を、ＡｒＦ、ＫｒＦおよびＦ ２
レーザーシステムを例に取り前記した所望の比において一定に保つことが重要
である。ハロゲン注入は、好ましくはレーザー運転中のＦ２消耗のみならず、レ
ーザー管内のガス混合物の静的劣化および光学部品のいかなる劣化をも補償する
。
である。ハロゲン注入は、好ましくはレーザー運転中のＦ２消耗のみならず、レ
ーザー管内のガス混合物の静的劣化および光学部品のいかなる劣化をも補償する
。
【０１１５】
フッ素レベルを監視せず、かつ所望のレベル、すなわち約０．１％に保たない
場合、光学部品およびレーザー管の劣化の補償およびレーザー管２内のコンタミ
ナントの蓄積により、平均エネルギーは所望のレベルでありながら、ガス混合物
には所望の量よりも多いフッ素がある。この場合、レーザー動作中にフッ素濃度
の増加の結果として種々のレーザー発振パラメーターが所望の値から変わり得、
かつガス寿命およびレーザー管の寿命が短くなり得る。したがって、フッ素濃度
の所望の値で一定に保ち、かつ好適な実施態様による制限範囲内で全圧力および
駆動電圧を変えることが望ましい。特にはＡｒＦおよびＫｒＦレーザー用のハロ
ゲンおよび希ガス濃度、ならびにＦ２レーザー用のハロゲン濃度をレーザー動作
中は一定に保つことが好ましく、レーザー管２内のハロゲン、希ガスおよび好ま
しくはバッファガスの補充量を新規補充手順の直後と同じ比率に保つ。
場合、光学部品およびレーザー管の劣化の補償およびレーザー管２内のコンタミ
ナントの蓄積により、平均エネルギーは所望のレベルでありながら、ガス混合物
には所望の量よりも多いフッ素がある。この場合、レーザー動作中にフッ素濃度
の増加の結果として種々のレーザー発振パラメーターが所望の値から変わり得、
かつガス寿命およびレーザー管の寿命が短くなり得る。したがって、フッ素濃度
の所望の値で一定に保ち、かつ好適な実施態様による制限範囲内で全圧力および
駆動電圧を変えることが望ましい。特にはＡｒＦおよびＫｒＦレーザー用のハロ
ゲンおよび希ガス濃度、ならびにＦ２レーザー用のハロゲン濃度をレーザー動作
中は一定に保つことが好ましく、レーザー管２内のハロゲン、希ガスおよび好ま
しくはバッファガスの補充量を新規補充手順の直後と同じ比率に保つ。
【０１１６】
圧力放出を行った場合、好ましくは補助容量２６を介して排出することにより
レーザー管２内の全ガス圧の減少を達成する（図２参照）。ガス混合物の放出量
は非常に少なく、したがって、例えば新規補充または部分新規補充中にレーザー
管２から排出する量に比べると、放出量をより正確に求めることが望ましいので
、この補助容量２６を好ましくは用いる。
レーザー管２内の全ガス圧の減少を達成する（図２参照）。ガス混合物の放出量
は非常に少なく、したがって、例えば新規補充または部分新規補充中にレーザー
管２から排出する量に比べると、放出量をより正確に求めることが望ましいので
、この補助容量２６を好ましくは用いる。
【０１１７】
好適な実施態様により多くの変形が可能であり、かつ当業者により多くの代替
的実施態様が理解される。前記の通り、マイクロハロゲン注入をガス混合物のマ
イクロ置換または一定置換と有利に交換する、すなわち圧力放出をハロゲン注入
に関連して行うことができる。この場合、ガス手順は単一のパラメーター、すな
わちガス混合物を交換する速度またはレーザー管２を通るガス流速と共に働くこ
とに関与する。
的実施態様が理解される。前記の通り、マイクロハロゲン注入をガス混合物のマ
イクロ置換または一定置換と有利に交換する、すなわち圧力放出をハロゲン注入
に関連して行うことができる。この場合、ガス手順は単一のパラメーター、すな
わちガス混合物を交換する速度またはレーザー管２を通るガス流速と共に働くこ
とに関与する。
【０１１８】
このガス流速を一定値とすることができる。この値を好ましくはガス混合物の
寿命を延長することができる程度に大きくすることができる。さらに、時間、パ
ルス回数、放電のための入力エネルギー等に依存するようにガス流速をして、１
つまたは複数のこれらのパラメーターの進行に従って流速を増やしてもよい。ま
た、ガス流速をレーザーの負荷サイクルに依存させ、例えばより高い負荷サイク
ルで流速を増やしてもよい。
寿命を延長することができる程度に大きくすることができる。さらに、時間、パ
ルス回数、放電のための入力エネルギー等に依存するようにガス流速をして、１
つまたは複数のこれらのパラメーターの進行に従って流速を増やしてもよい。ま
た、ガス流速をレーザーの負荷サイクルに依存させ、例えばより高い負荷サイク
ルで流速を増やしてもよい。
【０１１９】
さらに、レーザー動作中の全圧力増加をガス流速に従って行い、マイクロガス
置換のガス流速が閾値を超えた場合、圧力を増やしてもよい。また、図８に示す
ように、レーザー管２内の全ガス圧の増加をレーザー動作の高電圧に依存させて
もよい。例えば新規補充の後等のレーザー動作の開始時、または新規補充後に時
間、パルス回数または放電のための入力エネルギーがある値になった時点で全圧
力増加を開始することができる。また、圧力増加開始時の時間、パルス回数また
は放電のための入力エネルギーを負荷サイクルに依存させてもよい。好ましくは
、全ガス圧増加自体が開始時から一定値で増加し、かつ再び時間、パルス回数ま
たは放電のための全入力エネルギーにレーザー動作開始時または圧力増加開始時
に依存するか、負荷サイクルに依存するか、あるいは駆動電圧レベルまたはレー
ザーシステムの作動範囲に依存してもよい。
置換のガス流速が閾値を超えた場合、圧力を増やしてもよい。また、図８に示す
ように、レーザー管２内の全ガス圧の増加をレーザー動作の高電圧に依存させて
もよい。例えば新規補充の後等のレーザー動作の開始時、または新規補充後に時
間、パルス回数または放電のための入力エネルギーがある値になった時点で全圧
力増加を開始することができる。また、圧力増加開始時の時間、パルス回数また
は放電のための入力エネルギーを負荷サイクルに依存させてもよい。好ましくは
、全ガス圧増加自体が開始時から一定値で増加し、かつ再び時間、パルス回数ま
たは放電のための全入力エネルギーにレーザー動作開始時または圧力増加開始時
に依存するか、負荷サイクルに依存するか、あるいは駆動電圧レベルまたはレー
ザーシステムの作動範囲に依存してもよい。
【０１２０】
本発明の例示的図および特定の実施態様を説明および図示してきたが、本発明
の範囲は議論した特定の実施態様に限定されるべきでないことを理解されたい。
したがって、実施態様を限定ではなく例示としてみなすべきであり、特許請求の
範囲に記載の本発明およびその均等物の範囲を離れることなく、当業者によりこ
れらの実施態様の変形を作ることができることを理解されたい。
の範囲は議論した特定の実施態様に限定されるべきでないことを理解されたい。
したがって、実施態様を限定ではなく例示としてみなすべきであり、特許請求の
範囲に記載の本発明およびその均等物の範囲を離れることなく、当業者によりこ
れらの実施態様の変形を作ることができることを理解されたい。
【０１２１】
さらに、方法に関する請求項において、選択した印刷順序で操作を並べている
。しかし、印刷の便宜上このように選択し、並べているのであって、特定の工程
順序が明示しているか、または当業者により必要と理解される請求項を除いて、
操作を行う上での特定の順序を示すことを意図するものではない。
。しかし、印刷の便宜上このように選択し、並べているのであって、特定の工程
順序が明示しているか、または当業者により必要と理解される請求項を除いて、
操作を行う上での特定の順序を示すことを意図するものではない。
【図１】 異なる品質のレーザー管を有するレーザーシステムについて、パルス
回数に対するハロゲン濃度をプロットした図である。
回数に対するハロゲン濃度をプロットした図である。
【図２】 好適な実施態様によるエキシマまたは分子状フッ素レーザーシステム
を概略的に示した図である。
を概略的に示した図である。
【図３】 第１の好適な実施態様による圧力放出ステップを含むガス反応アルゴ
リズムを示す図である。
リズムを示す図である。
【図４】 第２の好適な実施態様による圧力放出ステップを含むガス反応アルゴ
リズムを示す図である。
リズムを示す図である。
【図５】 品質因子Ｑの異なる値について、レーザー性能を特徴付ける点を示し
た図である。
た図である。
【図６】 第３の好適な実施態様による圧力放出および圧力付加ステップを含む
ガス反応アルゴリズムを示す図である。
ガス反応アルゴリズムを示す図である。
【図７】 第４の好適な実施態様による圧力放出および圧力付加ステップを含む
ガス反応アルゴリズムを示す図である。
ガス反応アルゴリズムを示す図である。
【図８】 好適な実施態様によるシステムについて、パルス回数、時間および／
または放電のための入力エネルギーに対する駆動電圧およびレーザー管全圧力を
示す定性的グラフであって、定期的なハロゲン注入、少量ガス置換および部分的
ガス置換を示す。
または放電のための入力エネルギーに対する駆動電圧およびレーザー管全圧力を
示す定性的グラフであって、定期的なハロゲン注入、少量ガス置換および部分的
ガス置換を示す。
【図９】 好適な実施態様に関して、ハロゲン注入、少量ガス置換、部分ガス置
換、および全圧力調整を実施するフロー図である。
換、および全圧力調整を実施するフロー図である。
Claims (35)
- 【請求項１】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーの出力エネルギーを所望の
エネルギーの許容範囲内に維持し、かつ入力駆動電圧を最適入力駆動電圧の許容
範囲内に維持する方法であって、前記エキシマまたは分子状フッ素レーザーが、
ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガス混合物を活性化
するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービームを発生するた
めの共振器とを有し、該方法が、 レーザーを作動して、前記所望のエネルギーの許容範囲内でレーザービームを
放出する工程、 レーザービームのエネルギーを測定する工程、 入力駆動電圧を調整してレーザービームのエネルギーを前記所望のエネルギー
の前記許容範囲内に維持する工程、 入力駆動電圧の値を決める工程、および レーザー管内のガス混合物の全圧力を調整して入力駆動電圧を前記最適入力駆
動電圧の前記許容範囲内に維持する工程、を含む方法。 - 【請求項２】 前記全圧力調整工程が、レーザー管から所定量のガス混合物を放
出することを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記全圧力調整工程が、レーザー管内のガス混合物に所定量のガ
スを添加することを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記全圧力調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項１記
載の方法。 - 【請求項５】 前記全圧力調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を
計算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項１記
載の方法。 - 【請求項７】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を計
算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項８】 入力電圧を電極に印加して、第１エネルギーでビームを発生する
ために第１圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 実質的に同一の入力電圧を電極に印加して、第１エネルギーとは異なる調整エ
ネルギーでビームを発生するために第２圧力を有するガス混合物を励起する工程
、を更に含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 第１入力電圧を電極に印加して、所望のエネルギーでビームを発
生するために第１圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 第２入力電圧を電極に印加して、実質的に同一の所望のエネルギーでビームを
発生するために第２圧力を有するガス混合物を励起する工程、を更に含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項１０】 入力駆動電圧を最適駆動電圧の許容範囲にさらに維持するため
、およびエネルギーを所望のエネルギーの許容範囲内に維持するためにガス混合
物を補充する工程を更に含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガ
ス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービ
ームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素レーザーの
エネルギー安定法であって、該方法が レーザーを作動してレーザービームを放出する工程、 レーザービームのエネルギーを第１エネルギーとして測定する工程、 前記第１エネルギーが所望のエネルギーの許容範囲内にあるかどうかを判定す
る工程、および レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、測定した第１エネルギーが所望
のエネルギーの許容範囲外と判定された場合にレーザービームのエネルギーを調
整する工程、を含む方法。 - 【請求項１２】 前記調整工程が、レーザー管から所定量のガス混合物を放出す
ることを含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記調整工程が、レーザー管内のガス混合物に所定量のガスを
添加することを含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１４】 前記調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項１１
記載の方法。 - 【請求項１５】 前記調整工程が、 入力駆動電圧を所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を
計算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項１１記載の方法。 - 【請求項１６】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにレーザー管から放出すべきガス混合
物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項１１
記載の方法。 - 【請求項１７】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に調整するためにガス混合物に添加すべきガスの量を計
算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項１１記載の方法。 - 【請求項１８】 入力電圧を電極に印加して、第１エネルギーでビームを発生す
るために第１圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 実質的に同一の入力電圧を電極に印加して、第１エネルギーとは異なる調整エ
ネルギーでビームを発生するために第２圧力を有するガス混合物を励起する工程
、を更に含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１９】 第１入力電圧を電極に印加して、所望のエネルギーでビームを
発生するために第１圧力を有するガス混合物を励起する工程、および 第２入力電圧を電極に印加して、実質的に同一の所望のエネルギーでビームを
発生するために第２圧力を有するガス混合物を励起する工程、を更に含む、請求
項１１記載の方法。 - 【請求項２０】 エネルギーを所望のエネルギーの許容範囲にさらに維持するた
めにガス混合物を補充する工程を更に含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項２１】 ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガ
ス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービ
ームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素レーザーの
性能を最適化する方法であって、該方法が 最適なレーザーシステム性能を得るために予め決めた最適駆動電圧を含む入力
駆動電圧範囲内に入力駆動電圧の値を設定する工程、 レーザー管内のガス混合物の新規補充を行う工程、 前記入力駆動電圧値でレーザーを作動してレーザービームを放出する工程、 レーザービームのエネルギーを測定する工程、および レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、測定した第１エネルギーが所望
のエネルギーの許容範囲外と判定された場合にレーザービームのエネルギーを調
整する工程、を含む方法。 - 【請求項２２】 前記調整工程が、測定したエネルギーが所望のエネルギーの許
容範囲より高いと判定された場合にレーザー管から所定量のガス混合物を放出す
ることを含む、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記調整工程が、測定したエネルギーが所望のエネルギーの許
容範囲より低いと判定された場合にレーザー管内のガス混合物に所定量のガスを
添加することを含む、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２４】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に減らすためにレーザー管から放出すべきガス混合物の
量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項２１
記載の方法。 - 【請求項２５】 前記調整工程が、 エネルギーを所望の値に増やすためにガス混合物に添加すべきガスの量を計算
する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項２１記載の方法。 - 【請求項２６】 ガス混合物を満たしたレーザー管と、レーザー管内にあり、ガ
ス混合物を活性化するためのガス放電回路に接続した複数の電極と、レーザービ
ームを発生するための共振器とを有するエキシマまたは分子状フッ素レーザーの
性能を最適化する方法であって、該方法が 最適なレーザーシステム性能を得るために予め決めた最適駆動電圧を含む許容
入力駆動電圧範囲内に入力駆動電圧の値を設定する工程、 レーザー管内のガス混合物の新規補充を行う工程、 レーザーを作動して所望のエネルギーでレーザービームを放出する工程、 所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動電圧が入力駆動電圧範囲内に
あるかどうかを判定する工程、および レーザー管内のガス混合物の圧力を調整して、入力駆動電圧が入力駆動電圧の
許容範囲外と判定された場合に所望のエネルギーを得るために印加した入力駆動
電圧を調整する工程、を含む方法。 - 【請求項２７】 前記調整工程が、入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲より低
いと判定された場合にレーザー管から所定量のガス混合物を放出することを含む
、請求項２６記載の方法。 - 【請求項２８】 前記調整工程が、入力駆動電圧が許容入力駆動電圧範囲より高
いと判定された場合にレーザー管内のガス混合物に所定量のガスを添加すること
を含む、請求項２６記載の方法。 - 【請求項２９】 前記調整工程が、 所望のエネルギーを所望の値にするために印加する入力駆動電圧を増やすため
にレーザー管から放出すべきガス混合物の量を計算する工程、および 計算した量のガス混合物をレーザー管から放出する工程、を含む、請求項２６
記載の方法。 - 【請求項３０】 前記調整工程が、 所望のエネルギーを所望の値にするために印加する入力駆動電圧を減らすため
にガス混合物に添加すべきガスの量を計算する工程、および 計算した量のガスをレーザー管内のガス混合物に添加する工程、を含む、請求
項２６記載の方法。 - 【請求項３１】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムであって、該シ
ステムが、 ガス混合物を満たしたレーザー管、 レーザー管内にあり、駆動電圧を電極に与えてガス混合物を活性化するための
電源回路に接続した複数の電極、 所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、 レーザー管に接続され、レーザー管内のガス混合物の圧力よりも低い圧力の補
助容量を含むガス交換ユニット、および ガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流を制御するためのプロセッサ、
を含み、 所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧より駆動電圧が低いと判定された
場合に、ガス混合物を補助容量に放出してレーザー管内の圧力を減少させ、所望
のエネルギーを得るために印加する駆動電圧を増やすように、ガス交換ユニット
およびプロセッサが構成されている、レーザーシステム。 - 【請求項３２】 所望のエネルギーが所望の量となるように印加する入力駆動電
圧を増やすためにレーザー管から放出すべきガス混合物の量を計算するように前
記プロセッサが構成された、請求項３１記載のレーザーシステム。 - 【請求項３３】 補助容量内の圧力を減らすために補助容量に接続されたポンプ
を更に含む、請求項３１記載のレーザーシステム。 - 【請求項３４】 エキシマまたは分子状フッ素レーザーシステムであって、該シ
ステムが、 ガス混合物を満たしたレーザー管、 レーザー管内にあり、駆動電圧を電極に与えてガス混合物を活性化するための
電源回路に接続した複数の電極、 所望のエネルギーでレーザービームを発生するための共振器、 レーザー管に接続されたガス交換ユニット、および ガス交換ユニットとレーザー管との間のガス流を制御するためのプロセッサ、
を含み、 所望のエネルギーを得るための許容駆動電圧より駆動電圧が高いと判定された
場合に、ガスをレーザー管に添加してレーザー管内の圧力を増加させ、所望のエ
ネルギーを得るために印加する駆動電圧を減らすように、ガス交換ユニットおよ
びプロセッサが構成されている、レーザーシステム。 - 【請求項３５】 所望のエネルギーが所望の量となるように印加する入力駆動電
圧を減らすためにレーザー管に添加すべきガス混合物の量を計算するように前記
プロセッサが構成された、請求項３４記載のレーザーシステム。
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