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JP2003124554A - Laser device and aligner - Google Patents

Laser device and aligner

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Publication number
JP2003124554A
JP2003124554A JP2001310969A JP2001310969A JP2003124554A JP 2003124554 A JP2003124554 A JP 2003124554A JP 2001310969 A JP2001310969 A JP 2001310969A JP 2001310969 A JP2001310969 A JP 2001310969A JP 2003124554 A JP2003124554 A JP 2003124554A
Authority
JP
Japan
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laser
gas
wavelength
intensity
component
Prior art date
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Granted
Application number
JP2001310969A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4004263B2 (en
Inventor
Shinji Nagai
伸治 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gigaphoton Inc
Original Assignee
Gigaphoton Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Gigaphoton Inc filed Critical Gigaphoton Inc
Priority to JP2001310969A priority Critical patent/JP4004263B2/en
Publication of JP2003124554A publication Critical patent/JP2003124554A/en
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Publication of JP4004263B2 publication Critical patent/JP4004263B2/en
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  • Lasers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser device that easily controls to decrease the wavelength component not selected. SOLUTION: This laser device is provided with a laser resonator that comprises a laser chamber 1 and an ignition electrode 12 and generates laser beam containing at least first and second wavelength components, a wavelength selective means 100 that makes the laser resonator mainly generate the first wavelength component, a gas controller 9 that adjusts laser gas filling the laser chamber, a power source part 11 that applies voltage to the ignition electrode, a detecting means 200 that detects intensity of the laser beam outputted from the laser resonator for a plurality of wavelength components, and a control means 8 that controls at least one out of the wavelength selective means, the gas controller and the power source part based on at least the intensity of the first and second wavelength components detected by the detecting means.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、レーザ
装置に関し、特に、F2(フッ素分子:molecularfluori
ne)をレーザ媒質とするレーザ装置に関する。さらに、
本発明は、そのようなレーザ装置を用いた露光装置に関
する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to laser devices, and more particularly to F 2 (molecular fluorine).
ne) as a laser medium. further,
The present invention relates to an exposure apparatus using such a laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の集積度の向上に伴い、70
nm以下の微細パターンを実現するための露光装置の光
源として、160nm以下の波長を有する光を発生する
光源が要求されている。とりわけ、157nm付近の波
長を有する光を発生するF2レーザ装置が、その光源と
して有力視されている。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductor devices has improved, 70
As a light source of an exposure apparatus for realizing a fine pattern of nm or less, a light source that emits light having a wavelength of 160 nm or less is required. In particular, an F 2 laser device that emits light having a wavelength near 157 nm is regarded as a potential light source.

【0003】露光装置の投影光学系としては、大きく分
けて、屈折レンズのみで構成される屈折系(dioptric s
ystem)と、反射ミラー及び屈折レンズが組み合わされ
る反射屈折系(catadioptric system)との2種類が存
在する。屈折系は、従来の露光装置に広く用いられてき
た投影光学系であるが、レンズの色収差を補正すること
が大きな問題となる。従来は、異なる屈折率を有する複
数のレンズ等の光学素子を組み合わせることによって、
光源が発生する光に含まれる複数の波長成分に対して色
収差を補正していた。ところが、F2レーザ装置が発生
する157nm付近の波長域の光に対して十分な透過性
を有する材料としては、CaF2以外の材料は使用でき
ない状況にある。一方、反射屈折系の投影光学系を用い
る場合には、色収差の発生が抑えられる。F2レーザに
おける複数の発振ラインの内の一本のラインを選択的に
発振させるラインセレクトF2レーザ装置の出力光のス
ペクトル線幅は約1pmであり、露光装置の投影光学系
として、ある程度の色収差補正が可能な反射屈折系を用
いて露光が行われている。
The projection optical system of the exposure apparatus is roughly classified into a dioptric system composed of only a refractive lens.
ystem) and a catadioptric system in which a reflecting mirror and a refracting lens are combined. The refraction system is a projection optical system that has been widely used in conventional exposure apparatuses, but the correction of chromatic aberration of lenses is a major problem. Conventionally, by combining optical elements such as a plurality of lenses having different refractive indices,
The chromatic aberration is corrected for a plurality of wavelength components included in the light generated by the light source. However, as a material having sufficient transmissivity for light in the wavelength region near 157 nm generated by the F 2 laser device, there is a situation in which materials other than CaF 2 cannot be used. On the other hand, when a catadioptric projection optical system is used, the occurrence of chromatic aberration can be suppressed. Spectral line width of the output light of the plurality of selectively oscillated to line select F 2 laser device one line of the oscillation lines in the F 2 laser is about 1 pm, as the projection optical system of the exposure apparatus, a certain Exposure is performed using a catadioptric system capable of correcting chromatic aberration.

【0004】しかしながら、F2レーザ装置はゲインが
高いので、レーザ共振器のリア側に設置された波長選択
光学機器によりラインセレクトされていない波長成分
が、ASE(増幅された自然放出:amplified sponteni
ous emission)により出力される。即ち、電極間放電領
域(ゲイン領域)のリア側からフロント側に向かって伝
播する光が増幅されてそのまま外部へ出力される場合に
は、波長選択が行われない。
However, since the F 2 laser device has a high gain, the wavelength component that has not been line-selected by the wavelength-selecting optical device installed on the rear side of the laser resonator causes ASE (amplified spontaneous emission: amplified sponteni).
ous emission). That is, when the light propagating from the rear side to the front side of the inter-electrode discharge area (gain area) is amplified and output as it is, the wavelength selection is not performed.

【0005】ところで、特開2000−286494号
公報には、ASE光を検出するためのASEモニタを備
え、ASE検出信号に基づいてチャンバ内の混合ガスの
状態を決定するレーザ装置が開示されている。図22
に、かかる装置の構成を示す。図22において、レーザ
チャンバ1内には、アノード電極とカソード電極からな
る一対の放電電極12が配置されている。また、レーザ
チャンバ1のリア側とフロント側の壁には、それぞれウ
インド2と3が、レーザチャンバ1を貫く光軸と所定の
ブリュースタ角を為すように配置されている。レーザチ
ャンバ1のリア側には、後部光学モジュール10が配置
されており、この中に、所望の波長を選択するための波
長選択光学素子を含めることができる。
By the way, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-286494 discloses a laser device equipped with an ASE monitor for detecting ASE light and determining the state of the mixed gas in the chamber based on the ASE detection signal. . FIG. 22
Shows the configuration of such a device. In FIG. 22, a pair of discharge electrodes 12 composed of an anode electrode and a cathode electrode are arranged in the laser chamber 1. Further, windows 2 and 3 are arranged on the rear side wall and the front side wall of the laser chamber 1 so as to form a predetermined Brewster angle with the optical axis passing through the laser chamber 1. A rear optical module 10 is arranged on the rear side of the laser chamber 1, and a wavelength selection optical element for selecting a desired wavelength can be included therein.

【0006】レーザチャンバ1のフロント側には、ウイ
ンド3の右側に、部分反射ミラーであるフロントミラー
16と、モニタモジュール4とが配置されている。モニ
タモジュール4には、フロントミラー16を通過したレ
ーザ光を分割し、一部をASEモニタ6及びエネルギー
モニタ7に入射させるためのビームスプリッタ5が含ま
れている。ASEモニタ6から出力されるASE検出信
号は、コントローラ8に入力される。コントローラ8
は、このASE検出信号に基づいて、ガスコントローラ
9を介して混合ガスの状態(ガス種やそれぞれの量)を
制御し、また、高圧電源11を制御する。
On the front side of the laser chamber 1, on the right side of the window 3, a front mirror 16 which is a partial reflection mirror and a monitor module 4 are arranged. The monitor module 4 includes a beam splitter 5 for splitting the laser light that has passed through the front mirror 16 and causing a part of the laser light to enter the ASE monitor 6 and the energy monitor 7. The ASE detection signal output from the ASE monitor 6 is input to the controller 8. Controller 8
Controls the state of the mixed gas (gas species and respective amounts) via the gas controller 9 based on this ASE detection signal, and also controls the high-voltage power supply 11.

【0007】フリーランF2レーザ装置においては、C.
J. Sansonetti et. al., Appl. Opt., 40, 1974, 2001
に報告されているように、図23に示すような6本の発
振ライン(λ1〜λ6)が確認されている。バッファー
ガスとしてHeガスを使用した場合には、λ3とλ6を
確認することはできないが、Neガスを使用した場合に
は、λ1〜λ6の6本の発振ラインを確認することがで
きる。図23においては、発光強度の大きい順に、λ
1、λ2、・・・と符号を付してある。露光装置におい
ては、通常、最も強度の大きいλ1成分(λ1=15
7.63nm)を選択して使用する。このとき、第2番
目に強度の大きいλ2成分(λ2=157.52nm)
を含む残りの波長成分は、たとえ1%以下であっても投
影光学系の解像力を大きく低下させる原因となる。その
ため、ラインセレクトF2レーザ装置において、λ2成
分を含む残りの波長成分(λ2〜λ6)の強度を、露光
装置において規定されている仕様値以下の強度に抑える
必要がある。
In the free-run F 2 laser system, C.
J. Sansonetti et. Al., Appl. Opt., 40, 1974, 2001
23, six oscillation lines (λ1 to λ6) as shown in FIG. 23 have been confirmed. When He gas is used as the buffer gas, λ3 and λ6 cannot be confirmed, but when Ne gas is used, six oscillation lines λ1 to λ6 can be confirmed. In FIG. 23, λ
The reference numerals are 1, 2, λ2, .... In the exposure apparatus, the λ1 component (λ1 = 15) having the highest intensity is usually used.
(7.63 nm) is selected for use. At this time, the second highest intensity λ2 component (λ2 = 157.52 nm)
The remaining wavelength components including is a factor that significantly reduces the resolution of the projection optical system even if it is 1% or less. Therefore, in the line select F 2 laser apparatus, it is necessary to suppress the intensity of the remaining wavelength components (λ2 to λ6) including the λ2 component to the intensity equal to or lower than the specification value specified in the exposure apparatus.

【0008】再び図22を参照すると、波長選択光学素
子を含む後部光学モジュール10がリア側に配置されて
いるF2レーザ装置の場合には、λ2成分は殆どASE
によって発生する。しかしながら、図24に示すよう
に、ASE光はλ1成分も含んでおり、λ2成分の強度
を正確に制御するためには、各波長成分をモニターする
必要がある。例えば、シングルライン化のためには、第
1番目と第2番目に強度の強い波長成分に注目して、λ
2成分の強度比であるλ2消光比(Iλ2/(Iλ1+I
λ2))を仕様値以下に抑えることが必要である。
Referring again to FIG. 22, in the case of the F 2 laser device in which the rear optical module 10 including the wavelength selection optical element is arranged on the rear side, most of the λ2 component is ASE.
Caused by. However, as shown in FIG. 24, the ASE light also contains the λ1 component, and it is necessary to monitor each wavelength component in order to accurately control the intensity of the λ2 component. For example, in order to make a single line, pay attention to the first and second strongest wavelength components,
Λ2 extinction ratio (Iλ 2 / (Iλ 1 + I
It is necessary to keep λ 2 )) below the specified value.

【0009】特開2000−286494号公報におい
ては、各波長成分がモニターされているわけではなく、
全ての波長成分を含むASE光(IASEλ1+IASEλ2+・
・・)がASEモニターにより検出されて消去の対象と
されている。その結果、セレクトされたλ1成分のAS
E光であるIASEλ1までもが消去の対象とされてしま
う。従って、λ1成分に対してλ2成分を減衰させるた
めの制御を直接的に行うことが困難である。さらに、A
SEモニタによりASE光を検出しても、λ2消光比を
求めることは不可能である。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-286494, each wavelength component is not monitored,
ASE light including all wavelength components (I ASE λ 1 + I ASE λ 2 +.
・ ・) Is detected by the ASE monitor and is targeted for deletion. As a result, the AS of the selected λ1 component
Even I ASE λ 1, which is E light, is targeted for erasure. Therefore, it is difficult to directly control the attenuation of the λ2 component with respect to the λ1 component. Furthermore, A
Even if the ASE light is detected by the SE monitor, it is impossible to obtain the λ2 extinction ratio.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決すべくなされたものであり、セレクトされていな
い波長成分を低減するように制御することが容易なレー
ザ装置を提供することを目的とする。さらに、本発明
は、そのようなレーザ装置を用いた露光装置を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a laser device that can be easily controlled to reduce unselected wavelength components. To aim. A further object of the present invention is to provide an exposure apparatus using such a laser device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1の観点に係るレーザ装置は、レーザガ
スが充填されるレーザチャンバとレーザガスを励起して
活性化させるための放電電極とを含み、少なくとも第1
の波長成分と第2の波長成分とを有するレーザ光を発生
するレーザ共振器と、レーザ共振器の内部に配置され、
レーザ共振器に第1の波長成分を主として発生させる波
長選択手段と、レーザチャンバに充填されるレーザガス
を調整するガスコントローラと、放電電極に電圧を印加
する電源部と、レーザ共振器から出力されるレーザ光の
強度を複数の波長成分について検出する検出手段と、検
出手段によって検出された少なくとも第1の波長成分の
強度と第2の波長成分の強度とに基づいて、波長選択手
段とガスコントローラと電源部との内の少なくとも1つ
を制御する制御手段とを具備する。
In order to solve the above problems, a laser device according to a first aspect of the present invention comprises a laser chamber filled with a laser gas and a discharge electrode for exciting and activating the laser gas. Including at least the first
And a laser resonator for generating a laser beam having a second wavelength component and a second wavelength component, and arranged inside the laser resonator,
A wavelength selecting unit that mainly generates a first wavelength component in the laser resonator, a gas controller that adjusts the laser gas with which the laser chamber is filled, a power supply unit that applies a voltage to the discharge electrode, and an output from the laser resonator. Detecting means for detecting the intensity of the laser light for a plurality of wavelength components; wavelength selecting means and a gas controller based on at least the intensity of the first wavelength component and the intensity of the second wavelength component detected by the detecting means. And a control means for controlling at least one of the power supply unit.

【0012】また、本発明の第2の観点に係るレーザ装
置は、レーザガスが充填されるレーザチャンバとレーザ
ガスを励起して活性化させるための放電電極とを含み、
少なくとも第1の波長成分と第2の波長成分とを有する
レーザ光を発生するレーザ共振器と、レーザ共振器の外
部に配置され、レーザ共振器が発生するレーザ光に含ま
れている第1の波長成分と第2の波長成分とを異なる方
向に出射する波長選択手段と、レーザチャンバに充填さ
れるレーザガスを調整するガスコントローラと、放電電
極に電圧を印加する電源部と、レーザ共振器から波長選
択手段を介して出力されるレーザ光の強度を複数の波長
成分について検出する検出手段と、検出手段によって検
出された少なくとも第1の波長成分の強度と第2の波長
成分の強度とに基づいて、波長選択手段とガスコントロ
ーラと電源部との内の少なくとも1つを制御する制御手
段とを具備する。
A laser device according to a second aspect of the present invention includes a laser chamber filled with a laser gas and a discharge electrode for exciting and activating the laser gas,
A laser resonator that generates laser light having at least a first wavelength component and a second wavelength component, and a first laser light that is disposed outside the laser resonator and is included in the laser light generated by the laser resonator. A wavelength selection unit that emits a wavelength component and a second wavelength component in different directions, a gas controller that adjusts the laser gas filled in the laser chamber, a power supply unit that applies a voltage to the discharge electrode, and a wavelength from the laser resonator. Based on the detection means for detecting the intensity of the laser light output through the selection means for a plurality of wavelength components, and the intensity of at least the first wavelength component and the intensity of the second wavelength component detected by the detection means. And a control means for controlling at least one of the wavelength selection means, the gas controller, and the power supply section.

【0013】さらに、本発明に係る露光装置は、上記の
レーザ装置と、レーザ装置が発生するレーザ光を用いて
対象物を露光させる露光器とを具備する。
Further, an exposure apparatus according to the present invention comprises the above laser device and an exposure device which exposes an object using a laser beam generated by the laser device.

【0014】本発明においては、レーザ光の自然放出成
分(ASE)を検出するのではなく、レーザ光の強度を
複数の波長成分について検出することにより、セレクト
されていない波長成分を有効に低減することができる。
例えば、λ1成分とλ2成分の強度をモニタすることに
よって、レーザチャンバ内のF2ガス分圧を知ることが
できる。λ2成分の強度はF2ガス分圧に依存するの
で、F2ガス分圧が所定の値以下となるようにオープン
制御を行うことにより、λ2成分の強度をコントロール
することができる。また、F2ガス分圧のフィードバッ
ク制御を行うことにより、λ2成分の強度以外にも、出
力エネルギー、パルス幅、スペクトル幅、スペクトル純
度等をコントロールすることが可能である。
In the present invention, not the spontaneous emission component (ASE) of the laser light is detected, but the intensity of the laser light is detected for a plurality of wavelength components, thereby effectively reducing the unselected wavelength components. be able to.
For example, the partial pressure of F 2 gas in the laser chamber can be known by monitoring the intensities of the λ1 component and the λ2 component. the intensity of the λ2 component is dependent on F 2 gas partial pressure, by F 2 gas partial pressure performs the open control such that the predetermined value or less, it is possible to control the intensity of the λ2 component. Further, by performing feedback control of the partial pressure of F 2 gas, it is possible to control not only the intensity of the λ2 component, but also the output energy, pulse width, spectrum width, spectrum purity, and the like.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。なお、同一の構成要素につ
いては同一の参照番号を付して、これらの説明を省略す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof will be omitted.

【0016】図1に、本発明の第1の実施形態に係るレ
ーザ装置の構成を示す。図1において、レーザ装置は、
λ1成分(中心波長:157.63nm)と、λ2成分
(中心波長:157.52nm)を含む残りの波長成分
(λ2〜λ6)とを含む光を発生するレーザ共振器を備
えている。レーザ共振器のレーザチャンバ1内には、レ
ーザ媒質として、F2ガス、Heガス、Neガス等を含
む混合ガスが数気圧で充填されている。コントローラ8
の制御の下で、ガスコントローラ9は、レーザ発振中に
おいても、少なくとも1種類のガスの注入や混合ガスの
排気を行うことができる。
FIG. 1 shows the configuration of a laser device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the laser device is
The laser resonator includes a λ1 component (center wavelength: 157.63 nm) and a remaining wavelength component (λ2 to λ6) including a λ2 component (center wavelength: 157.52 nm). The laser chamber 1 of the laser resonator is filled with a mixed gas containing F 2 gas, He gas, Ne gas or the like as a laser medium at several atmospheric pressure. Controller 8
Under the control of 1, the gas controller 9 can inject at least one type of gas and exhaust the mixed gas even during laser oscillation.

【0017】レーザチャンバ1には、放電用の一対の電
極12が紙面と直交する方向に対向して配置されてお
り、電極間には、パルスパワーモジュール等の高圧電源
11によって、パルス状の高電圧HVが印加される。高
圧電源11が印加すべき電圧は、コントローラ8によっ
て制御することができる。レーザチャンバ1内にレーザ
媒質を供給し、電極間に高電圧を印加して放電を起こす
と、レーザ媒質から光が発生する。
A pair of discharge electrodes 12 are arranged in the laser chamber 1 so as to face each other in a direction orthogonal to the plane of the drawing. Between the electrodes, a high voltage power source 11 such as a pulse power module is used to generate a pulse-shaped high voltage. The voltage HV is applied. The voltage to be applied by the high voltage power supply 11 can be controlled by the controller 8. When a laser medium is supplied into the laser chamber 1 and a high voltage is applied between the electrodes to cause discharge, light is emitted from the laser medium.

【0018】レーザチャンバ1のリア側とフロント側の
壁には、それぞれウインド2、3が、レーザチャンバ1
を貫く光軸と所定のブリュースタ角を為すように配置さ
れている。レーザチャンバ1のリア側には、波長λ1の
ラインを選択するための波長選択機器100が配置され
ている。
Windows 2 and 3 are provided on the rear and front walls of the laser chamber 1, respectively.
It is arranged so as to form a predetermined Brewster angle with the optical axis penetrating through. On the rear side of the laser chamber 1, a wavelength selection device 100 for selecting a line of wavelength λ1 is arranged.

【0019】波長選択機器100によって選択された波
長成分(λ1)は、ウインド2からレーザチャンバ1内
に進入し、増幅されたレーザ光がレーザチャンバ1から
ウインド3及び空間フィルタ15(スリット)を通過
し、フロントミラー16との間で共振すると共に、その
一部がレーザ共振器の外部に出力される。フロントミラ
ー16から出射したレーザ光は、モニタモジュール20
0の方へ出射される。
The wavelength component (λ1) selected by the wavelength selection device 100 enters the laser chamber 1 from the window 2, and the amplified laser light passes from the laser chamber 1 through the window 3 and the spatial filter 15 (slit). Then, while resonating with the front mirror 16, a part thereof is output to the outside of the laser resonator. The laser light emitted from the front mirror 16 is monitored by the monitor module 20.
It is emitted toward 0.

【0020】フロントミラー16から出射したレーザ光
は、モニタモジュール200内に配置されたビームスプ
リッタ5によって第1の方向(図中右側)と第2の方向
(図中下側)とに分割される。第1の方向に通過したレ
ーザ光は、レーザ装置の出力光として露光器に入力され
る。一方、第2の方向に反射されたレーザ光は、ビーム
スプリッタ5の下方に設置されたビームスプリッタ20
5によってさらに2つの方向に分割され、一方は波長セ
ンサ210に入射し、他方はエネルギーモニタ220に
入射する。
The laser light emitted from the front mirror 16 is split into a first direction (right side in the figure) and a second direction (lower side in the figure) by the beam splitter 5 arranged in the monitor module 200. . The laser light that has passed through the first direction is input to the exposure device as the output light of the laser device. On the other hand, the laser light reflected in the second direction is reflected by the beam splitter 20 installed below the beam splitter 5.
5 is further divided into two directions, one is incident on the wavelength sensor 210 and the other is incident on the energy monitor 220.

【0021】波長センサ210から出力される検出信号
(λ1成分の強度Iλ1、λ2成分の強度Iλ2、λ3成
分の強度Iλ3、・・・)に基づいて、消光比が算出さ
れる。消光比は、λ2のみを対象として、消光比=Iλ
2/(Iλ1+Iλ2)の式により求めても良いし、さらに
簡単に、消光比=Iλ2/Iλ1の式により求めても良
い。あるいは、λ2成分を含む残りの波長成分を対象と
しても良い。その方が、精度は高くなる。バッファガス
としてHeを使用する場合には、消光比=(Iλ2+Iλ4
+Iλ5)/(Iλ1+Iλ2+Iλ4+Iλ5)で計算すると良
い。また、バッファガスとしてNeを使用する場合に
は、消光比=(Iλ2+Iλ3+Iλ4+Iλ5+Iλ6)/(I
λ1+Iλ2+Iλ3+Iλ4+Iλ5+Iλ6)として計算する
と良い。
The detection signal output from the wavelength sensor 210 (intensity Airamuda 1 of λ1 component, .lambda.2 component intensity Iλ 2, λ3 component intensity Iλ 3, ···) on the basis of the extinction ratio is calculated. The extinction ratio is extinction ratio = Iλ
2 / (Iλ 1 + Iλ 2 ), or more easily, the extinction ratio = Iλ 2 / Iλ 1 . Alternatively, the remaining wavelength components including the λ2 component may be targeted. That is more accurate. When He is used as the buffer gas, the extinction ratio = (Iλ 2 + Iλ 4
+ Iλ 5 ) / (Iλ 1 + Iλ 2 + Iλ 4 + Iλ 5 ). Further, when Ne is used as the buffer gas, the extinction ratio = (Iλ 2 + Iλ 3 + Iλ 4 + Iλ 5 + Iλ 6 ) / (I
λ 1 + Iλ 2 + Iλ 3 + Iλ 4 + Iλ 5 + Iλ 6 ).

【0022】また、フッ素原子からの赤色発光成分が強
いと露光装置において悪影響を与えるので、赤色発光成
分の強度Iλredを消光比の計算項目に加えることが好
ましい。この場合には、例えば、消光比=(Iλ2+Iλ3
+Iλ4+Iλ5+Iλ6+Iλred)/ (Iλ1+Iλ2+Iλ3+I
λ4+Iλ5+Iλ6+Iλred)として計算する。
If the red light emitting component from the fluorine atom is strong, it adversely affects the exposure apparatus. Therefore, it is preferable to add the intensity Iλ red of the red light emitting component to the extinction ratio calculation item. In this case, for example, extinction ratio = (Iλ 2 + Iλ 3
+ Iλ 4 + Iλ 5 + Iλ 6 + Iλ red ) / (Iλ 1 + Iλ 2 + Iλ 3 + I
Calculate as λ 4 + Iλ 5 + Iλ 6 + Iλ red ).

【0023】波長センサにおける計測結果に基づいて、
コントローラ8が、レーザ入力パラメータを制御する。
レーザ入力パラメータとしては、F2ガス分圧、全ガス
圧力、印加電圧(HV)、波長選択素子の角度又は位置
等が該当する。この制御においては、上記の式により求
めた消光比が露光装置の仕様値以下となるようにするこ
とが好ましい。
Based on the measurement result of the wavelength sensor,
The controller 8 controls the laser input parameters.
The laser input parameters include the partial pressure of F 2 gas, the total gas pressure, the applied voltage (HV), the angle or position of the wavelength selection element, and the like. In this control, it is preferable that the extinction ratio calculated by the above equation be equal to or less than the specification value of the exposure apparatus.

【0024】図2は、λ2消光比のF2ガス分圧依存性
を示すグラフである。図2の横軸はHeガスにより1%
に希釈したフッ素ガスをレーザチャンバ内へ供給する量
を意味する。例えば、横軸のF2/Heガス分圧が40
0hPaとなる点では、全ガス圧力=2700hPaの
うち、Heガスにより1%に希釈したフッ素ガスの圧力
が400hPaであることを意味し、フッ素ガスのみで
は4hPaとなる。ここでは、全ガス圧力を一定にして
おり、印加電圧(HV)が25kV、23kV及び20
kVのそれぞれについて、1%F2/Heのガス分圧と
λ2消光比との関係を求めている。図2から分るよう
に、印加電圧によりグラフの傾きは異なっているが、F
2ガス分圧を減少させることによりλ2消光比が小さく
なる。従って、λ2消光比を小さくするためには、F2
ガス分圧を減少させるように制御すれば良い。
FIG. 2 is a graph showing the dependence of the λ2 extinction ratio on the partial pressure of F 2 gas. The horizontal axis in Fig. 2 is 1% due to He gas.
It means the amount of fluorine gas diluted to 1 to be supplied into the laser chamber. For example, the F 2 / He gas partial pressure on the horizontal axis is 40
The point of 0 hPa means that out of the total gas pressure = 2700 hPa, the pressure of the fluorine gas diluted to 1% with He gas is 400 hPa, and that of fluorine gas alone is 4 hPa. Here, the total gas pressure is constant, and the applied voltage (HV) is 25 kV, 23 kV, and 20 kV.
The relationship between the gas partial pressure of 1% F 2 / He and the λ2 extinction ratio is obtained for each kV. As can be seen from FIG. 2, the slope of the graph differs depending on the applied voltage.
2 By reducing the gas partial pressure, the λ2 extinction ratio becomes smaller. Therefore, in order to reduce the λ2 extinction ratio, F 2
It may be controlled so as to reduce the gas partial pressure.

【0025】図3は、λ2消光比の全ガス圧力依存性を
示すグラフである。ここでは、1%F2/Heのガス分
圧を一定にしており、印加電圧(HV)が25kV、2
3kV及び20kVのそれぞれについて、全ガス圧力と
λ2消光比との関係を求めている。F2/Heのガス分
圧とは、段落番号「0024」に説明した通り、レーザ
チャンバ内の全ガス圧力に対して1%F2/Heのガス
が占める圧力である。このように、全ガス圧力や印加電
圧をレーザ入力パラメータとしてλ2消光比を制御する
ことも可能である。しかしながら、ここでλ2消光比の
変化分(Δλ2消光比)と出力エネルギーの変化分(Δ
出力エネルギー)との比、即ち、η=(Δλ2消光比)
/(Δ出力エネルギー)を変化率として定義すると、F
2ガス分圧を変化させたときには、他のレーザ入力パラ
メータを変化させたときと比べて、1桁大きな変化率η
を示した。従って、出力エネルギーを一定に保ちつつ、
λ2消光比を変化させるためには、F2ガス分圧をレー
ザ入力パラメータとすることが最も適している。
FIG. 3 is a graph showing the dependence of the λ2 extinction ratio on the total gas pressure. Here, the gas partial pressure of 1% F 2 / He is constant, and the applied voltage (HV) is 25 kV, 2
The relationship between the total gas pressure and the λ2 extinction ratio is obtained for each of 3 kV and 20 kV. The F 2 / He gas partial pressure is the pressure occupied by 1% F 2 / He gas with respect to the total gas pressure in the laser chamber, as described in paragraph “0024”. Thus, the λ2 extinction ratio can be controlled by using the total gas pressure and the applied voltage as laser input parameters. However, here, the change amount of the λ2 extinction ratio (Δλ2 extinction ratio) and the change amount of the output energy (Δ
Output energy), that is, η = (Δλ2 extinction ratio)
If / (Δ output energy) is defined as the rate of change, F
2 When the gas partial pressure is changed, the rate of change η is one digit larger than when other laser input parameters are changed.
showed that. Therefore, while keeping the output energy constant,
In order to change the λ2 extinction ratio, it is most suitable to use the partial pressure of F 2 gas as the laser input parameter.

【0026】図4に、1%F2/Heのガス分圧が54
0hPa、360hPa、及び270hPaのそれぞれ
について、出力エネルギーとλ2消光比との関係を示
す。なお、1%F2/Heのガス分圧とは、段落番号
「0024」に説明した通り、レーザチャンバ内の全ガ
ス圧力に対して、1%F2/Heのガスが占める圧力で
ある。図4から分かるように、出力エネルギーを変化さ
せるよりもF2ガス分圧を変化させた方が、λ2消光比
を大きく変化させることができる。従って、出力エネル
ギーを例えば5mJに一定に保ちつつ、λ2消光比を大
きく変化させるためには、F2ガス分圧を変化させるこ
とが有効である。F2ガス分圧の変化は、例えば、バッ
ファーガス又はハロゲンガスの注入と混合ガスの排気と
を同時に行うか、ガス注入後にガス排気を行うか、又は
ガス排気後にガス注入を行うことにより実現できる。
In FIG. 4, the gas partial pressure of 1% F 2 / He is 54
The relationship between the output energy and the λ2 extinction ratio is shown for each of 0 hPa, 360 hPa, and 270 hPa. The 1% F 2 / He gas partial pressure is the pressure occupied by the 1% F 2 / He gas with respect to the total gas pressure in the laser chamber, as described in paragraph “0024”. As can be seen from FIG. 4, the λ2 extinction ratio can be greatly changed by changing the F 2 gas partial pressure rather than changing the output energy. Therefore, in order to largely change the λ2 extinction ratio while keeping the output energy constant at, for example, 5 mJ, it is effective to change the F 2 gas partial pressure. The change in the partial pressure of the F 2 gas can be realized by, for example, simultaneously injecting the buffer gas or the halogen gas and exhausting the mixed gas, performing gas exhaust after gas injection, or performing gas injection after gas exhaust. .

【0027】図5に、出力エネルギーを5mJと一定に
した場合におけるF2ガス分圧とλ2消光比との関係を
示す。なお、図5においては、100%F2のガス分圧
に換算している。図5に示すように、F2ガス分圧を制
御することにより、出力が安定となるように発振させつ
つ、λ2消光比を変化させることができる。例えば、露
光装置において0.1%以下のλ2消光比が必要である
場合には、F2ガス分圧が0.28kPa以下となるよ
うに制御すれば良い。これは、F2濃度が0.11%以
下であることに相当する。あるいは、露光装置において
0.05%以下のλ2消光比が必要である場合には、F
2ガス分圧を0.26kPa以下にすれば良い。これ
は、F2濃度が0.09%以下であることに相当する。
FIG. 5 shows the relationship between the F 2 gas partial pressure and the λ2 extinction ratio when the output energy is kept constant at 5 mJ. In FIG. 5, the gas partial pressure is 100% F 2 . As shown in FIG. 5, by controlling the partial pressure of F 2 gas, the λ2 extinction ratio can be changed while oscillating so that the output becomes stable. For example, when the exposure apparatus requires a λ2 extinction ratio of 0.1% or less, the F 2 gas partial pressure may be controlled to be 0.28 kPa or less. This corresponds to an F 2 concentration of 0.11% or less. Alternatively, when the exposure apparatus requires a λ2 extinction ratio of 0.05% or less, F
2 The partial pressure of gas may be 0.26 kPa or less. This corresponds to an F 2 concentration of 0.09% or less.

【0028】このように、λ2消光比を減少させるため
には、F2ガス分圧を所定の値以下にオープン制御する
ことが有効である。また、λ2消光比の減少を、モニタ
モジュール内に搭載した波長センサによって確認するこ
ともできる。さらに、図5の関係を用いると、λ2消光
比に基づいてF2濃度をモニタすることもできる。F2
度をモニタすることにより、波長センサから出力される
検出信号に基づいてF 2ガス分圧をフィードバック制御
することが可能となるため、λ2消光比以外にも、出力
エネルギー、パルス幅、スペクトル幅、スペクトル純度
等を制御することができる。
Thus, in order to reduce the λ2 extinction ratio,
To F2Open control of gas partial pressure below a specified value
Is effective. Also, monitor the decrease in λ2 extinction ratio.
It can be confirmed by the wavelength sensor installed in the module.
I can do it. Furthermore, using the relationship of FIG.
F based on the ratio2It is also possible to monitor the concentration. F2Dark
Output from the wavelength sensor by monitoring the
F based on the detection signal 2Feedback control of gas partial pressure
It is possible to adjust the output power in addition to the λ2 extinction ratio.
Energy, pulse width, spectral width, spectral purity
Etc. can be controlled.

【0029】この他、波長選択機器における波長分散素
子(プリズム等)やミラーのような光学素子の角度や位
置を変化させることにより、λ2消光比を制御すること
ができる。例えば、波長選択機器において、レーザ照射
による温度変化によって光学素子の屈折率が変化し、光
軸にずれが生じることがある。この光軸のずれによって
λ2成分が空間フィルターを通過し、λ2消光比が増加
した場合には、波長選択機器の制御を行うことが有効で
ある。
In addition to this, the λ2 extinction ratio can be controlled by changing the angle or position of a wavelength dispersion element (prism or the like) or an optical element such as a mirror in the wavelength selection device. For example, in a wavelength selection device, the refractive index of an optical element may change due to a temperature change due to laser irradiation, and the optical axis may shift. When the λ2 component passes through the spatial filter due to the shift of the optical axis and the λ2 extinction ratio increases, it is effective to control the wavelength selection device.

【0030】本実施形態に係るレーザ装置に使用される
波長選択機器の具体例について、図6〜図9を参照しな
がら説明する。図6に、波長分散素子として分散プリズ
ムを用いた波長選択機器の第1の具体例を示す。ここで
は、光学素子の波長分散特性を利用して波長を分離す
る。図6において、波長選択機器101には、分散プリ
ズム111、112、及び、波長が約157nmの光に
対し耐久性の高い誘電体等で形成されたHR(高反射:
high reflection)ミラー113が配置されている。H
Rミラー113は回転ステージ114上に配置されてお
り、コントローラ8の制御の下で回転ステージ114が
回転することにより、波長選択動作が制御される。本具
体例においては、2個のプリズムを配置した場合を例示
したが、1個又は3個以上のプリズムを配置しても良
い。
Specific examples of the wavelength selection device used in the laser device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. 6 shows a first specific example of a wavelength selection device using a dispersion prism as a wavelength dispersion element. Here, the wavelengths are separated by utilizing the wavelength dispersion characteristic of the optical element. In FIG. 6, the wavelength selection device 101 includes an HR (high reflection: high dispersion: 111, 112) made of dispersion prisms 111 and 112, and a dielectric having high durability with respect to light having a wavelength of about 157 nm.
high reflection) A mirror 113 is arranged. H
The R mirror 113 is arranged on the rotating stage 114, and the wavelength selecting operation is controlled by rotating the rotating stage 114 under the control of the controller 8. In this specific example, the case where two prisms are arranged is illustrated, but one or three or more prisms may be arranged.

【0031】波長選択機器内に配置した分散プリズム1
11、112等の光学素子においてレーザ光の照射によ
って温度が上昇すると、光学素子の屈折率が変化し、そ
の光軸がずれる。光軸のずれが生じると、ラインセレク
トが正しく実行されず、例えば、λ2成分が空間フィル
タを通過してレーザ共振器から出射されてしまう。そこ
で、回転ステージ114を制御信号により制御すること
によってHRミラー113を紙面と直交する方向を中心
に回転させ、光軸のずれを元の状態に戻してやれば、λ
2消光比を低下させることができる。
Dispersion prism 1 arranged in the wavelength selection device
When the temperature of the optical element 11, 112 or the like rises due to the irradiation of the laser beam, the refractive index of the optical element changes, and the optical axis thereof shifts. If the optical axis is deviated, line selection is not correctly executed, and for example, the λ2 component passes through the spatial filter and is emitted from the laser resonator. Therefore, by controlling the rotary stage 114 with a control signal to rotate the HR mirror 113 about the direction orthogonal to the paper surface and restore the optical axis shift to the original state, λ
2 The extinction ratio can be reduced.

【0032】図7に、波長分散素子としてグレーティン
グを用いた波長選択機器の第2の具体例を示す。図7に
おいて、波長選択機器102は、ビームエキスパンダプ
リズム121及び122とグレーティング123とを含
む。グレーティング123は回転ステージ124上に配
置されており、回転ステージ124を制御信号により制
御してグレーティング123を回転させることによっ
て、光軸のずれを制御することができる。なお、ライン
セレクトの場合には、ビームエキスパンダプリズム12
1を省略することができる。
FIG. 7 shows a second specific example of a wavelength selection device using a grating as a wavelength dispersion element. In FIG. 7, the wavelength selection device 102 includes beam expander prisms 121 and 122 and a grating 123. The grating 123 is arranged on the rotary stage 124, and by controlling the rotary stage 124 with a control signal to rotate the grating 123, the deviation of the optical axis can be controlled. In the case of line select, the beam expander prism 12
1 can be omitted.

【0033】図8に、波長分散素子としてエタロンを用
いた波長選択機器の第3及び第4の具体例を示す。図8
の(a)は、透過型エタロンを備えた波長選択機器を示
しており、図8の(b)は、リアミラーエタロンを備え
た波長選択機器を示している。
FIG. 8 shows third and fourth specific examples of the wavelength selection device using the etalon as the wavelength dispersion element. Figure 8
8A shows a wavelength selection device provided with a transmission etalon, and FIG. 8B shows a wavelength selection device provided with a rear mirror etalon.

【0034】図8の(a)において、波長選択機器10
3は、回転ステージ132上に配置された透過型エタロ
ン131と、HRミラー133とを含む。ここでは、ガ
ス圧力制御信号を用いて波長選択機器103内のガス圧
力を変化させ、エタロンギャップの光学路長を変更する
ことにより、透過スペクトル特性を制御することができ
る。あるいは、回転ステージ132を回転させることに
より、透過スペクトル特性を制御することができる。
In FIG. 8A, the wavelength selection device 10
3 includes a transmission etalon 131 arranged on the rotary stage 132 and an HR mirror 133. Here, the transmission pressure characteristic can be controlled by changing the gas pressure in the wavelength selection device 103 using the gas pressure control signal and changing the optical path length of the etalon gap. Alternatively, the transmission spectrum characteristic can be controlled by rotating the rotary stage 132.

【0035】図8の(b)に示す波長選択機器104に
おいては、リアミラーエタロン141が配置されてい
る。エタロンの光反射面(エタロンギャップを形成する
面)は、レーザ光軸に直交する。ここでは、ガス圧力制
御信号を用いて波長選択機器104内のガス圧力を変化
させ、エタロンギャップの光学路長を変更することによ
り、λ2成分を反射するように、エタロンの反射スペク
トル特性が制御される。
In the wavelength selection device 104 shown in FIG. 8B, a rear mirror etalon 141 is arranged. The light reflection surface of the etalon (the surface forming the etalon gap) is orthogonal to the laser optical axis. Here, the reflection spectrum characteristic of the etalon is controlled so that the λ2 component is reflected by changing the gas pressure in the wavelength selection device 104 using the gas pressure control signal and changing the optical path length of the etalon gap. It

【0036】図9に、波長分散素子として複屈折フィル
タを用いた波長選択機器の第5の具体例を示す。図9に
おいて、波長選択機器105は、移動ステージ153上
に配置された複屈折フィルター151と、全反射ミラー
152とを含む。この複屈折フィルタ151は、角度ウ
ェッジを有するように配置された2つの平面を有してお
り、ある波長を有する光が特定の板厚を有する部分を2
回通過すると、その偏波面が変更される。複屈折フィル
タ151は、光の偏波面によって異なる屈折率を有して
おり、偏波面が異なる成分を異なる方向に分離できる。
FIG. 9 shows a fifth specific example of a wavelength selection device using a birefringent filter as a wavelength dispersion element. In FIG. 9, the wavelength selection device 105 includes a birefringent filter 151 arranged on the moving stage 153, and a total reflection mirror 152. The birefringent filter 151 has two planes arranged so as to have an angular wedge, and light having a certain wavelength has two portions having a specific plate thickness.
After passing through it, the plane of polarization is changed. The birefringent filter 151 has a different refractive index depending on the plane of polarization of light, and can separate components having different planes of polarization in different directions.

【0037】光軸における複屈折フィルタ151の板厚
は、移動ステージ153を紙面に平行な方向で、かつ、
図中の矢印(⇔)に示す方向に移動させることにより変
化する。ここでは、制御信号を用いて移動ステージ15
3を移動させ、FSR、即ち、透過波長スペクトル特性
を変化させることにより、λ2成分をλ1成分から分離
することができる。
The plate thickness of the birefringent filter 151 on the optical axis is such that the moving stage 153 is parallel to the paper surface and
It changes by moving in the direction shown by the arrow (⇔) in the figure. Here, the moving stage 15 is controlled by using the control signal.
By moving 3 and changing the FSR, that is, the transmission wavelength spectrum characteristic, the λ2 component can be separated from the λ1 component.

【0038】なお、以上の図6〜図9に示した波長選択
機器において、レーザ照射による温度変化により光学素
子の屈折率が変化することによってλ2消光比も変化す
るので、波長選択機器内部の温度や光学素子の温度を制
御することによりλ2消光比をコントロールすることも
可能である。
In the wavelength selection device shown in FIGS. 6 to 9, since the λ2 extinction ratio also changes due to the change in the refractive index of the optical element due to the temperature change caused by laser irradiation, the temperature inside the wavelength selection device is changed. It is also possible to control the λ2 extinction ratio by controlling the temperature of the optical element.

【0039】次に、本実施形態に係るレーザ装置に使用
されるモニタモジュールの具体例について、図10、図
11を参照しながら説明する。図10に、エタロンを用
いた、モニタモジュールの第1の具体例を示す。図10
において、レーザチャンバから出射したλ1成分を2方
向に分割するために配置されたビームスプリッタ5の下
方には、均一化して正確な計測を可能にするために拡散
板231が配置されている。その下方には、エタロン2
32と集光レンズ234とがこの順に配置され、さら
に、集光レンズ234の焦点距離の位置にラインセンサ
235が配置されている。ラインセンサ235は、得ら
れたフリンジの直径に基づいて光の波長を計測する。
Next, a specific example of the monitor module used in the laser apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows a first specific example of a monitor module using an etalon. Figure 10
In the above, a diffusion plate 231 is arranged below the beam splitter 5 arranged to divide the λ1 component emitted from the laser chamber into two directions, in order to make it uniform and enable accurate measurement. Below that, Etalon 2
32 and the condenser lens 234 are arranged in this order, and further, the line sensor 235 is arranged at the position of the focal length of the condenser lens 234. The line sensor 235 measures the wavelength of light based on the obtained fringe diameter.

【0040】各光学素子の材料として、波長157nm
の周辺を計測する場合には、CaF 2を使用することが
好ましい。ただし、エタロンについては、フッ素がドー
ピングされた合成石英を母材として用いても良い。
As a material for each optical element, a wavelength of 157 nm is used.
When measuring around the 2Can be used
preferable. However, for the etalon, fluorine does not
Pinged synthetic quartz may be used as a base material.

【0041】図11に、グレーティング分光器(ツェル
ニターナ型分光器)を用いた、モニタモジュールの第2
の具体例を示す。図11において、ビームスプリッタ5
の下方にはミラー246が配置されており、その左側に
は拡散板241及び集光レンズ242が配置されてい
る。集光レンズ242の左方にはスリット板243が配
置されており、さらに左方に凹面ミラー244が配置さ
れている。ここで、スリット板243と凹面ミラー24
4との間の距離は、凹面ミラー244の焦点距離と等し
くなるように設定されている。凹面ミラー244の下方
には凹面ミラー245が配置されており、凹面ミラー2
44から出射した光がグレーティング247によって回
折されて凹面ミラー245に入射される。凹面ミラー2
45の焦点距離の位置には、ラインセンサ248が配置
されている。
FIG. 11 shows a second monitor module using a grating spectroscope (Zerniter type spectroscope).
A specific example of In FIG. 11, the beam splitter 5
A mirror 246 is arranged below the mirror, and a diffusion plate 241 and a condenser lens 242 are arranged on the left side of the mirror 246. A slit plate 243 is arranged to the left of the condenser lens 242, and a concave mirror 244 is arranged further to the left. Here, the slit plate 243 and the concave mirror 24
4 is set so as to be equal to the focal length of the concave mirror 244. A concave mirror 245 is arranged below the concave mirror 244.
The light emitted from 44 is diffracted by the grating 247 and is incident on the concave mirror 245. Concave mirror 2
A line sensor 248 is arranged at a focal length of 45.

【0042】このように構成したグレーティング分光器
において、スリット243を通過した光は、凹面ミラー
244によって平行光とされた後、グレーティング24
8により波長成分の分離が行われ、各波長成分が凹面ミ
ラー245に平行光として入射し、凹面ミラー245に
より集光されてラインセンサ248によって検出され
る。
In the thus constructed grating spectroscope, the light passing through the slit 243 is collimated by the concave mirror 244, and then the grating 24
The wavelength components are separated by 8, and the respective wavelength components are incident on the concave mirror 245 as parallel light, condensed by the concave mirror 245, and detected by the line sensor 248.

【0043】上記のようなモニタモジュールによって検
出される波長成分は、誘導放出による光増幅成分(LA
SER)と、増幅された自然放出成分(ASE)とを含
む。モニタモジュールに入射する光に、λ1成分の他に
λ2成分等が含まれている場合には、これらがラインセ
ンサにおいて分離して検出されるので、不必要なライン
が出力されているか否かを監視することができる。ま
た、スペクトル線幅や波長の変動を監視することもでき
る。なお、絶対波長の監視は、Brランプ若しくはPt
ランプにおける波長157.6nm付近の基準ラインを
エタロン分光器又はグレーティング分光器に入射させる
ことにより行うことができる。
The wavelength component detected by the monitor module as described above is a light amplification component (LA) due to stimulated emission.
SER) and amplified spontaneous release component (ASE). When the light incident on the monitor module includes the λ2 component and the like in addition to the λ1 component, these are separated and detected by the line sensor. Therefore, it is necessary to check whether or not an unnecessary line is output. Can be monitored. It is also possible to monitor the fluctuation of the spectral line width and wavelength. The absolute wavelength is monitored by Br lamp or Pt.
This can be performed by making a reference line near the wavelength of 157.6 nm in the lamp incident on the etalon spectroscope or the grating spectroscope.

【0044】露光装置にレーザ光を出力する場合には、
通常、出力エネルギーを一定に保つパワーロックモード
にする。一般に、パワーロックさせるためには、ガス圧
力の制御と印加電圧(HV)の制御が行われる。レーザ
チャンバ内の励起ガスは、数M(メガ)パルス以上発振
させると、レーザチャンバ内部で不純物が発生したり、
ハロゲンガス(フッ素や塩素)がレーザチャンバ内の物
質や放電生成物と反応することによって減少する。その
ため、パワーロック制御を行わない場合には、ガス組成
が初期状態から変化し、出力エネルギーも減少してしま
う。
When outputting laser light to the exposure device,
Normally, the power lock mode is used to keep the output energy constant. Generally, in order to perform power lock, gas pressure control and applied voltage (HV) control are performed. When the excitation gas in the laser chamber is oscillated for several M (mega) pulses or more, impurities are generated inside the laser chamber,
Halogen gas (fluorine and chlorine) is reduced by reacting with substances and discharge products in the laser chamber. Therefore, when the power lock control is not performed, the gas composition changes from the initial state and the output energy also decreases.

【0045】パワーロック制御を行う場合には、減少し
ていくハロゲンガスを注入したり、低下するレーザ出力
を保証するために、モニタモジュールによって検出した
エネルギー値に基づいて、レーザチャンバ内のガス圧力
を調整(主に増加)したり、印加電圧を調整することが
行われている。また、レーザチャンバ内のガスを一部だ
け交換して、ガスの一部をフレッシュな状態に戻すこと
も行われている。このような過程において、λ2消光比
は、図12に示すように変化する。図12は、トータル
ショット数に対するλ2消光比の変化の状態を示すグラ
フである。ここで、λ2成分が増加する原因は、パワー
ロック制御によるガス圧力の増加、F2ガス分圧の増
加、又は印加電圧の増加によるものである。本実施形態
によれば、このようなλ2成分の増加を抑えることがで
きる。
When performing the power lock control, the gas pressure in the laser chamber is changed based on the energy value detected by the monitor module in order to inject the decreasing halogen gas or to guarantee the decreasing laser output. Is adjusted (mainly increased) or the applied voltage is adjusted. Further, it is also practiced to replace a part of the gas in the laser chamber and return a part of the gas to a fresh state. In such a process, the λ2 extinction ratio changes as shown in FIG. FIG. 12 is a graph showing a change state of the λ2 extinction ratio with respect to the total number of shots. Here, the reason why the λ2 component increases is that the gas pressure is increased by the power lock control, the F 2 gas partial pressure is increased, or the applied voltage is increased. According to this embodiment, such an increase in the λ2 component can be suppressed.

【0046】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。本発明の第2の実施形態に係るレーザ装置は、
フリーランF2レーザ装置に波長センサを搭載したもの
である。図13は、本発明の第2の実施形態に係るレー
ザ装置の構成を示す図である。ここでは、波長選択機器
110をフロントミラー16の外側に配置して、ライン
セレクトをレーザ共振器の外部で行っている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The laser device according to the second embodiment of the present invention is
A free-run F 2 laser device is equipped with a wavelength sensor. FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a laser device according to the second embodiment of the present invention. Here, the wavelength selection device 110 is arranged outside the front mirror 16, and line selection is performed outside the laser resonator.

【0047】図13において、レーザチャンバ1のリア
側にHRミラー163を配置し、フロント側にフロント
ミラー16及び波長選択機器110を配置する。本実施
形態においては、波長選択機器110からある程度離れ
た位置(数m位)に空間フィルター30を配置し、選択
される波長成分以外の波長成分を遮断する。従って、空
間フィルタ30より左側に配置されているモニタモジュ
ールには、選択される波長成分以外の波長成分も入射す
る。そのため、波長センサ210において、消光比を計
測するだけでなく、λ1成分とλ2成分の強度比(A=
λ1/(λ1+λ2))を求めることもできる。従っ
て、エネルギーモニタ220で検出されたエネルギー強
度をA倍することにより、λ1成分のエネルギーを算出
することもできる。
In FIG. 13, the HR mirror 163 is arranged on the rear side of the laser chamber 1, and the front mirror 16 and the wavelength selection device 110 are arranged on the front side. In this embodiment, the spatial filter 30 is arranged at a position (several meters) apart from the wavelength selection device 110 to block wavelength components other than the selected wavelength component. Therefore, wavelength components other than the selected wavelength component also enter the monitor module arranged on the left side of the spatial filter 30. Therefore, in the wavelength sensor 210, not only the extinction ratio is measured, but also the intensity ratio of the λ1 component and the λ2 component (A =
It is also possible to obtain λ1 / (λ1 + λ2)). Therefore, the energy of the λ1 component can also be calculated by multiplying the energy intensity detected by the energy monitor 220 by A times.

【0048】あるいは、波長センサ210内の分光素子
によってレーザ光の波長成分を分光し、λ1成分だけを
取り出して、そのエネルギーをモニタしても良い。この
場合は、フッ素原子からの発光による赤色成分はカット
されているので、赤色成分をカットするためのフィルタ
ーが不用となり、モニタモジュールの耐久性の観点から
望ましい。
Alternatively, it is also possible to disperse the wavelength component of the laser light by the dispersive element in the wavelength sensor 210, extract only the λ1 component, and monitor the energy thereof. In this case, since the red component due to the light emission from the fluorine atom is cut, a filter for cutting the red component becomes unnecessary, which is desirable from the viewpoint of durability of the monitor module.

【0049】ここでは図示しないが、HRミラー163
とレーザチャンバ1のリア側のウインド2との間にも波
長選択機器を設置して、ダブル波長選択タイプのレーザ
装置とすることもできる。
Although not shown here, the HR mirror 163.
It is also possible to install a wavelength selection device between the window 2 on the rear side of the laser chamber 1 and a double wavelength selection type laser device.

【0050】波長選択機器110における波長分散素子
としては、プリズム、複屈折フィルタ、グレーティング
等が代表的なものとして挙げられる。図14に、複数の
プリズムと全反射ミラーから構成される波長選択機器を
例示する。図14に示す波長選択機器A1においては、
分散プリズム51の下側に分散プリズム52が配置さ
れ、その下方に全反射ミラー53が配置されている。な
お、ここでは2個の分散プリズムを配置した場合を例示
したが、1個又は3個以上の分散プリズムを配置しても
よい。
Typical examples of the wavelength dispersion element in the wavelength selection device 110 include a prism, a birefringent filter, and a grating. FIG. 14 illustrates a wavelength selection device including a plurality of prisms and a total reflection mirror. In the wavelength selection device A1 shown in FIG.
A dispersion prism 52 is arranged below the dispersion prism 51, and a total reflection mirror 53 is arranged below the dispersion prism 52. Although the case where two dispersive prisms are arranged is illustrated here, one or three or more dispersive prisms may be arranged.

【0051】チャンバ1から発生したレーザ光(波長λ
1、λ2の成分を含む)は、ウインド3及びフロントミ
ラー16を通過し、分散プリズム51及び52によって
屈折する。ここで、波長λ2の成分は波長λ1の成分よ
りも大きく屈折するので、波長λ1の成分と波長λ2の
成分とを分離することができる。プリズム内では波長の
長い方が屈折率が小さいため、さらに、分離された波長
λ1及び波長λ2の成分を全反射ミラー53で全反射さ
せて、波長λ1のみをモニタモジュール200の方へ出
力する。選択されなかった波長λ2の成分は、他の方向
に出射されて排除される。計測結果はコントローラ8に
送られ、波長λ1の成分が効率よく出射されるように、
コントローラ8からミラー姿勢角制御ドライバ54を介
して全反射ミラー53の角度がフィードバック制御され
る。
Laser light generated from chamber 1 (wavelength λ
1 (including the component of λ2) passes through the window 3 and the front mirror 16 and is refracted by the dispersion prisms 51 and 52. Here, since the component of the wavelength λ2 is refracted more than the component of the wavelength λ1, the component of the wavelength λ1 and the component of the wavelength λ2 can be separated. Since the longer the wavelength in the prism is, the smaller the refractive index is, the separated components of the wavelength λ1 and the wavelength λ2 are totally reflected by the total reflection mirror 53, and only the wavelength λ1 is output to the monitor module 200. The unselected wavelength λ2 component is emitted in the other direction and eliminated. The measurement result is sent to the controller 8 so that the component of wavelength λ1 is efficiently emitted,
The angle of the total reflection mirror 53 is feedback-controlled from the controller 8 via the mirror attitude angle control driver 54.

【0052】ここで、分散プリズムの透過率が高いのは
P偏光の方向であるため、F2レーザの偏光方向が分散
プリズム51の入射面に対してP偏光の方向となるよう
に分散プリズム51を配置すれば、分散プリズムの透過
率が高くなる。分散プリズムの材料がCaF2の場合
に、頂角を65.4度にすると、分散プリズムへの入射
角と出射角をブリュースタ角とすることができ、P偏光
の透過率を100%近くにすることができる。なお、選
択される波長λ1が157nmの場合には、複屈折の少
ないCaF2をプリズムの材料とすることが好ましい。
Since the dispersive prism has a high transmittance in the P-polarized light direction, the dispersive prism 51 is arranged so that the polarization direction of the F 2 laser is the P-polarized light direction with respect to the incident surface of the dispersive prism 51. Is arranged, the transmittance of the dispersion prism is increased. When the material of the dispersive prism is CaF 2 and the apex angle is 65.4 degrees, the incident angle and the exit angle to the dispersive prism can be made Brewster's angle, and the transmittance of P-polarized light can be close to 100%. can do. When the selected wavelength λ1 is 157 nm, CaF 2 having a small birefringence is preferably used as the material of the prism.

【0053】レーザ光が出力されるとプリズム内でレー
ザ光が吸収されて分散プリズムの温度が上昇し、CaF
2の屈折率は大きくなり、露光器へ出力されるビームの
角度が変化して、出力方向がずれる。全反射ミラー53
の角度を制御信号により制御することによって、この角
度の変化分を補正することができる。または、波長選択
機器A1の温度を一定にするために、波長選択機器A1
を恒温槽55内に配置して、温度を調整するようにして
もよい。恒温槽55には、レーザ光を通過させるための
窓56及び57が設けられている。
When the laser light is output, the laser light is absorbed in the prism and the temperature of the dispersion prism rises.
The refractive index of 2 becomes large, the angle of the beam output to the exposure device changes, and the output direction shifts. Total reflection mirror 53
By controlling the angle of 1 by the control signal, the variation of this angle can be corrected. Alternatively, in order to keep the temperature of the wavelength selection device A1 constant, the wavelength selection device A1
May be placed in the constant temperature bath 55 to adjust the temperature. The constant temperature bath 55 is provided with windows 56 and 57 for passing laser light.

【0054】図15に、入射光の光軸と出射光の光軸と
が一致するように、複数の45度直角プリズムと、複数
の分散プリズムとを配置した波長選択機器を例示する。
図15に示す波長選択機器A2において、レーザチャン
バ1により発生したレーザ光(波長λ1、λ2の成分を
含む)は、ウインド3及びフロントミラー16を通過し
て、直角プリズム91で反射され、分散プリズム92へ
入射する。分散プリズム92と93により波長λ1の成
分及び波長λ2の成分が分離され、45度直角プリズム
95により入射方向に反射される。分散プリズム93と
92とを通過したレーザ光は直角プリズム96に入射
し、直角プリズム96から出射する波長λ1の成分の光
軸を、フロントミラー16から出力されるレーザ光の光
軸と一致させるようにプリズムを配置している。このよ
うに構成することにより、レーザチャンバの光軸とモニ
タモジュールの光軸とが同軸となるため、波長選択機器
A2が搭載されたモニタモジュールと通常のモニタモジ
ュールとを交換してもアライメントを再調整する必要が
ない。また、波長選択機器A2を設置又は除去しても光
軸が変化しないため、簡易にフリーランとラインセレク
トとを切り替えることができる。このレーザ装置におい
ては、コントローラ8から回転ステージドライバ79を
用いて回転ステージ94を回転させて分散プリズム93
の角度を制御することにより波長選択を行うことがで
き、また、回転ステージ97を回転させて直角プリズム
96の角度を制御することにより光軸の調整を行うこと
ができる。
FIG. 15 exemplifies a wavelength selection device in which a plurality of 45-degree right angle prisms and a plurality of dispersion prisms are arranged so that the optical axis of incident light and the optical axis of emitted light coincide with each other.
In the wavelength selection device A2 shown in FIG. 15, the laser light (including the components of wavelengths λ1 and λ2) generated by the laser chamber 1 passes through the window 3 and the front mirror 16 and is reflected by the right-angle prism 91 to be a dispersion prism. It is incident on 92. The dispersion prisms 92 and 93 separate the wavelength λ1 component and the wavelength λ2 component, and the 45 ° right-angle prism 95 reflects them in the incident direction. The laser light passing through the dispersion prisms 93 and 92 is incident on the right-angle prism 96, and the optical axis of the component of wavelength λ1 emitted from the right-angle prism 96 is made to coincide with the optical axis of the laser light output from the front mirror 16. The prism is placed on. With this configuration, the optical axis of the laser chamber and the optical axis of the monitor module are coaxial with each other. Therefore, even if the monitor module equipped with the wavelength selection device A2 and the normal monitor module are replaced, the alignment is re-established. No need to adjust. Further, since the optical axis does not change even if the wavelength selection device A2 is installed or removed, it is possible to easily switch between free run and line select. In this laser device, the rotating stage 94 is rotated from the controller 8 by using the rotating stage driver 79, and the dispersion prism 93 is rotated.
The wavelength can be selected by controlling the angle of the optical axis, and the optical axis can be adjusted by rotating the rotary stage 97 to control the angle of the rectangular prism 96.

【0055】次に、本発明の一実施形態に係る露光装置
について、図16を参照しながら説明する。この露光装
置は、図1に示すレーザ装置を用いて露光を行う。図1
6に示す露光装置は、図1に示すレーザ装置400と、
露光器301と、レーザ装置400と露光器301との
間の光伝送路に配置されたシャッター411とを含む。
レーザ装置400のコントローラ8は、消光比が露光装
置の仕様値を超えた場合に異常信号を発生する。一方、
露光器301には、この異常信号に基づいて露光器内部
の光学素子を制御するための露光器コントローラ302
が配置されている。また、露光器へのレーザ光の出射が
望ましくない場合には、レーザ装置400のコントロー
ラ8からシャッター411に、シャッターを閉じる信号
が送られる。ここでは図1に示すレーザ装置と露光器と
を組み合わせているが、図13に示すレーザ装置と露光
器とを組み合わせても良い。
Next, an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This exposure apparatus performs exposure using the laser device shown in FIG. Figure 1
The exposure apparatus shown in FIG. 6 includes the laser apparatus 400 shown in FIG.
It includes an exposure device 301 and a shutter 411 arranged in an optical transmission path between the laser device 400 and the exposure device 301.
The controller 8 of the laser device 400 generates an abnormal signal when the extinction ratio exceeds the specification value of the exposure device. on the other hand,
The exposure device 301 includes an exposure device controller 302 for controlling optical elements inside the exposure device based on the abnormal signal.
Are arranged. Further, when the emission of the laser beam to the exposure unit is not desired, the controller 8 of the laser device 400 sends a signal to the shutter 411 to close the shutter. Although the laser device and the exposure device shown in FIG. 1 are combined here, the laser device and the exposure device shown in FIG. 13 may be combined.

【0056】次に、本発明の第1の実施形態に係るレー
ザ装置における制御方法について説明する。図17は、
図1に示すレーザ装置において、出力光のスペクトル強
度の計測結果に基づいて波長選択機器を制御する方法の
一例を示すフローチャートである。なお、図6に示す波
長選択機器においては、HRミラー113の姿勢角を回
転ステージによって制御するようにしているが、プリズ
ム111又は112の姿勢角を制御するようにしても良
い。
Next, a control method in the laser device according to the first embodiment of the present invention will be described. Figure 17
6 is a flowchart showing an example of a method for controlling the wavelength selection device based on the measurement result of the spectral intensity of output light in the laser device shown in FIG. 1. In the wavelength selection device shown in FIG. 6, the attitude angle of the HR mirror 113 is controlled by the rotary stage, but the attitude angle of the prism 111 or 112 may be controlled.

【0057】図17に示すように、まず、ステップS1
においてレーザ発振を開始し、ステップS2においてシ
ョット回数が規定ショット数に達したか否かをチェック
する。ショット回数が規定ショット数に達した時点でパ
ワーロックが解除され(ステップS3)、その際に波長
センサに入射したλ1成分の強度I1とλ2成分の強度
2とを計測する(ステップS4)。ステップS5にお
いて、計測結果から消光比R=I2/I1が計算される。
ステップS6において、消光比Rが予め定めておいた上
限値R(UL)を超えているか否かをチェックする。消
光比Rが上限値R(UL)以下である場合には、ステッ
プS2に戻る。一方、消光比Rが上限値R(UR)を超
えている場合には、サブルーチン※1のステップS7へ
移行する。
As shown in FIG. 17, first, step S1
In step S2, laser oscillation is started, and it is checked in step S2 whether or not the number of shots has reached the specified number of shots. When the number of shots reaches the specified number of shots, the power lock is released (step S3), and the intensity I 1 of the λ1 component and the intensity I 2 of the λ2 component incident on the wavelength sensor at that time are measured (step S4). . In step S5, the extinction ratio R = I 2 / I 1 is calculated from the measurement result.
In step S6, it is checked whether the extinction ratio R exceeds a predetermined upper limit value R (UL). If the extinction ratio R is less than or equal to the upper limit R (UL), the process returns to step S2. On the other hand, when the extinction ratio R exceeds the upper limit R (UR), the process proceeds to step S7 of the subroutine * 1.

【0058】サブルーチン※1のステップS7におい
て、波長選択機器が、プリズム、グレーティング又は透
過型エタロンである場合A、リアミラーエタロンである
場合B、複屈折フィルターである場合Cのいずれに該当
するか判断し、その結果に応じて、それぞれのステップ
に移行する。
In step S7 of the subroutine * 1, it is determined whether the wavelength selection device corresponds to A, which is a prism, grating, or transmission type etalon, B, which is a rear mirror etalon, and C, which is a birefringent filter. , Depending on the result, move to each step.

【0059】ステップS7においてAに該当する場合に
は、ステップS8に移行し、回転ステージ上のHRミラ
ー、グレーティング又は透過型エタロンの分散方向の姿
勢角を角度Δθだけ正の方向に回転させる。さらに、ス
テップS11に移行し、消光比Rが減少したかチェック
し、減少した場合にはステップS12に移行して、消光
比Rが上限値R(UL)以下になったかチェックする。
消光比Rが上限値R(UL)以下になっていない場合に
は、ステップS8に戻って姿勢角を順回転(前回と同方
向に回転)させることを繰り返す。消光比Rが上限値R
(UL)以下になった場合には、ステップS2に戻る。
If the result is A in step S7, the process proceeds to step S8, and the attitude angle in the dispersion direction of the HR mirror, grating, or transmission etalon on the rotary stage is rotated in the positive direction by the angle Δθ. Further, the process proceeds to step S11, and it is checked whether the extinction ratio R has decreased. If the extinction ratio R has decreased, the process proceeds to step S12 to check whether the extinction ratio R has become equal to or lower than the upper limit value R (UL).
If the extinction ratio R is not less than or equal to the upper limit R (UL), the process returns to step S8 and the posture angle is rotated forward (rotated in the same direction as the previous time). Extinction ratio R is the upper limit R
If it becomes less than (UL), the process returns to step S2.

【0060】ステップS11において、消光比Rが増加
した場合にはサブルーチン※2に移行し、ステップS1
3において、HRミラー、グレーティング又は透過型エ
タロンの姿勢角をΔθだけ逆回転(前回と逆の方向に回
転)させ、その後ステップS16において、消光比Rが
減少したかチェックする。消光比Rが減少した場合には
ステップS17に移行し、消光比Rが上限値R(UL)
以下であるかチェックする。消光比Rが上限値R(U
L)を超えている場合にはS13に戻って、ステップS
13〜S17の操作を繰り返す。ステップS16におい
て、消光比Rが減少していない場合には、ステップS1
8へ移行し、ガスを新規なものと交換する。
When the extinction ratio R is increased in step S11, the process proceeds to the subroutine * 2, and step S1
In 3, the attitude angle of the HR mirror, the grating or the transmission etalon is reversely rotated by Δθ (rotation in the opposite direction to the previous time), and then in step S16, it is checked whether the extinction ratio R has decreased. If the extinction ratio R has decreased, the process proceeds to step S17, where the extinction ratio R is the upper limit value R (UL).
Check if: The extinction ratio R is the upper limit value R (U
If it exceeds L), the process returns to S13, and step S
The operations of 13 to S17 are repeated. If the extinction ratio R has not decreased in step S16, step S1
Move to 8 and replace the gas with a new one.

【0061】ステップS7においてBに該当する場合に
は、ステップS9に移行する。ステップS9において、
リアミラーエタロンを含む筐体内部にガスをΔP注入す
る。さらに、ステップS11に移行し、消光比Rが減少
したかチェックし、減少した場合にはステップS12に
移行して、消光比Rが上限値R(UL)以下になったか
チェックする。消光比Rが上限値R(UL)以下になっ
ていない場合には、ステップS9に戻って、ガスをΔP
注入する操作を繰り返す。消光比Rが上限値R(UL)
以下になった場合には、ステップS2に戻る。
If the result of step S7 is B, the process proceeds to step S9. In step S9,
Gas is injected into the inside of the housing including the rear-mirror etalon by ΔP. Further, the process proceeds to step S11, and it is checked whether the extinction ratio R has decreased. If the extinction ratio R has decreased, the process proceeds to step S12 to check whether the extinction ratio R has become equal to or lower than the upper limit value R (UL). If the extinction ratio R is not lower than the upper limit R (UL), the process returns to step S9 and the gas is changed to ΔP.
Repeat the injection procedure. Extinction ratio R is the upper limit value R (UL)
If the following occurs, the process returns to step S2.

【0062】ステップS11において、消光比Rが増加
した場合にはサブルーチン※2に移行し、ステップS1
4において、リアミラーエタロンを含む筐体のガスをΔ
P排気し、その後ステップS16において、消光比Rが
減少したかチェックする。Rが減少した場合には、ステ
ップS17に移行し、消光比Rが上限値R(UL)以下
であるかチェックする。消光比Rが上限値R(UL)を
超えている場合には、ステップS14に戻って、ステッ
プS14〜S17の操作を繰り返す。ステップS16に
おいて、消光比Rが減少していない場合には、ステップ
S18へ移行し、ガスを新規なものと交換する。
When the extinction ratio R is increased in step S11, the process proceeds to the subroutine * 2, and step S1
4, the gas of the housing including the rear-mirror etalon is Δ
After evacuating P, it is checked in step S16 whether the extinction ratio R has decreased. When R decreases, the process proceeds to step S17, and it is checked whether the extinction ratio R is equal to or less than the upper limit value R (UL). If the extinction ratio R exceeds the upper limit R (UL), the process returns to step S14 and the operations of steps S14 to S17 are repeated. If the extinction ratio R has not decreased in step S16, the process proceeds to step S18, and the gas is replaced with a new gas.

【0063】ステップS7においてCに該当する場合に
は、ステップS10に移行する。ステップS10におい
て、移動ステージ上の複屈折フィルタをΔLだけ正の方
向に移動させる。さらに、ステップS11に移行し、消
光比Rが減少したかチェックし、減少した場合にはステ
ップS12に移行して、消光比Rが上限値R(UL)以
下になったかチェックする。消光比Rが上限値R(U
L)以下になっていない場合には、ステップS10に戻
って、複屈折フィルタをΔLだけ前回と同方向に移動さ
せることを繰り返す。消光比Rが上限値R(UL)以下
になった場合には、ステップS2に戻る。
If C is satisfied in step S7, the process proceeds to step S10. In step S10, the birefringent filter on the moving stage is moved by ΔL in the positive direction. Further, the process proceeds to step S11, and it is checked whether the extinction ratio R has decreased. If the extinction ratio R has decreased, the process proceeds to step S12 to check whether the extinction ratio R has become equal to or lower than the upper limit value R (UL). The extinction ratio R is the upper limit value R (U
If not less than L), the process returns to step S10, and the process of moving the birefringent filter by ΔL in the same direction as the previous time is repeated. When the extinction ratio R becomes less than or equal to the upper limit value R (UL), the process returns to step S2.

【0064】ステップS11において、消光比Rが増加
した場合には、サブルーチン※2に移行し、ステップS
15において、複屈折フィルタをΔLだけ逆移動(前回
と逆の方向に移動)させ、その後ステップS16におい
て、消光比Rが減少したかチェックする。Rが減少した
場合には、ステップS17に移行し、消光比Rが上限値
R(UL)以下であるかチェックする。消光比Rが上限
値R(UL)を超えている場合には、ステップS15に
戻って、ステップS15〜S17の操作を繰り返す。ス
テップS16において、消光比Rが減少していない場合
には、ステップS18へ移行し、ガスを新規なものと交
換する。
When the extinction ratio R is increased in step S11, the process proceeds to the subroutine * 2, and step S
In 15, the birefringent filter is moved backward by ΔL (moved in the opposite direction to the previous one), and then in step S16, it is checked whether the extinction ratio R has decreased. When R decreases, the process proceeds to step S17, and it is checked whether the extinction ratio R is equal to or less than the upper limit value R (UL). If the extinction ratio R exceeds the upper limit R (UL), the process returns to step S15 and the operations of steps S15 to S17 are repeated. If the extinction ratio R has not decreased in step S16, the process proceeds to step S18, and the gas is replaced with a new gas.

【0065】図18は、図1に示すレーザ装置におい
て、出力光のスペクトル強度の計測結果に基づいてレー
ザガス中のF2ガス濃度を制御する方法の一例を示すフ
ローチャートである。ここでは、高圧電源の印加電圧及
びレーザガス圧力を計測し、これらの計測結果と波長モ
ニタによる検出結果とに基づいて、消光比Rが上限値以
下となるように制御している。
FIG. 18 is a flow chart showing an example of a method for controlling the F 2 gas concentration in the laser gas based on the measurement result of the spectral intensity of the output light in the laser device shown in FIG. Here, the applied voltage of the high-voltage power supply and the laser gas pressure are measured, and the extinction ratio R is controlled so as to be equal to or less than the upper limit value based on the measurement result and the detection result by the wavelength monitor.

【0066】まず、ステップS21においてレーザ発振
を開始し、ステップS22においてショット回数が規定
ショット数に達したか否かをチェックする。ショット回
数が規定ショット数に達した時点でパワーロックが解除
され(ステップS23)、その際に波長センサに入射し
たλ1成分の強度I1とλ2成分の強度I2とを計測する
(ステップS24)。ステップS25において、計測結
果から消光比R=I2/I1が計算される。ステップS2
6において、消光比Rが予め定めておいた上限値R(U
L)を超えているか否かをチェックする。消光比Rが上
限値R(UL)以下である場合には、ステップS22に
戻る。一方、消光比Rが上限値R(UR)を超えている
場合には、ステップS27へ移行し、印加電圧Vとガス
圧力Pとを計測する。
First, laser oscillation is started in step S21, and it is checked in step S22 whether or not the number of shots has reached the specified number of shots. When the number of shots reaches the specified number of shots, the power lock is released (step S23), and the intensity I 1 of the λ1 component and the intensity I 2 of the λ2 component incident on the wavelength sensor at that time are measured (step S24). . In step S25, the extinction ratio R = I 2 / I 1 is calculated from the measurement result. Step S2
6, the extinction ratio R has a predetermined upper limit value R (U
L) is checked. If the extinction ratio R is less than or equal to the upper limit value R (UL), the process returns to step S22. On the other hand, when the extinction ratio R exceeds the upper limit value R (UR), the process proceeds to step S27, and the applied voltage V and the gas pressure P are measured.

【0067】ステップS28において、印加電圧V、ガ
ス圧力P及び消光比Rに基づいて、F2ガス濃度CFを計
算する。この計算においては、図2に示すような特性を
利用する。さらに、ステップS29において、印加電圧
Vとガス圧力Pとを一定にした状態で、消光比Rを上限
値R(UL)以下とするためのターゲットとなるF2
ス濃度CF(T)を求める。ステップS201におい
て、CFがCF(T)より大きいかチェックする。
In step S28, the F 2 gas concentration C F is calculated based on the applied voltage V, the gas pressure P and the extinction ratio R. In this calculation, the characteristics shown in FIG. 2 are used. Further, in step S29, with the applied voltage V and the gas pressure P kept constant, the target F 2 gas concentration C F (T) for making the extinction ratio R below the upper limit R (UL) is obtained. . In step S201, it is checked whether C F is larger than C F (T).

【0068】CFがCF(T)より大きい場合には、ステ
ップS202へ移行し、レーザガス中のF2ガス濃度を
低下させるために、レーザガスの一部(圧力ΔP)を排
気しながら、F2ガスを含まないバッファガスを同圧力
(ΔP)だけ注入し、ステップS22に戻る。一方、C
FがCF(T)以下である場合には、これ以上F2ガス濃
度を低下させても消光比Rの値を低下させることはでき
ないため、レーザガスの寿命と判断して、ステップS2
03においてガス交換を行う。
If C F is larger than C F (T), the process proceeds to step S202, in which a part of the laser gas (pressure ΔP) is exhausted in order to reduce the F 2 gas concentration in the laser gas. The buffer gas containing no 2 gas is injected by the same pressure (ΔP), and the process returns to step S22. On the other hand, C
If F is C F (T) or less, the extinction ratio R cannot be decreased even if the F 2 gas concentration is further decreased.
Gas exchange is performed at 03.

【0069】図19は、図1に示すレーザ装置におい
て、出力光のスペクトル強度の計測結果に基づいてレー
ザガス中のF2ガス濃度を制御する方法の別の例を示す
フローチャートである。ここでは、ガス制御後に、改め
て各波長の光強度を計測し、消光比Rの値が減少したか
否かを判断している。
FIG. 19 is a flow chart showing another example of the method for controlling the F 2 gas concentration in the laser gas based on the measurement result of the spectral intensity of the output light in the laser device shown in FIG. Here, after the gas control, the light intensity of each wavelength is measured again to determine whether the value of the extinction ratio R has decreased.

【0070】まず、ステップS31においてレーザ発振
を開始し、ステップS32においてショット回数が規定
ショット数に達したか否かをチェックする。ショット回
数が規定ショット数に達した時点でパワーロックが解除
され(ステップS33)、その際に波長センサに入射し
たλ1成分の強度I1とλ2成分の強度I2とを計測する
(ステップS34)。ステップS35において、計測結
果から消光比R=I2/I1が計算される。ステップS3
6において、消光比Rが予め定めておいた上限値R(U
L)を超えているか否かをチェックする。消光比Rが上
限値R(UL)以下である場合には、ステップS32に
戻る。一方、消光比Rが上限値R(UR)を超えている
場合には、ステップS37へ移行し、印加電圧Vとガス
圧力Pとを計測する。
First, laser oscillation is started in step S31, and it is checked in step S32 whether or not the number of shots has reached the specified number of shots. When the number of shots reaches the specified number of shots, the power lock is released (step S33), and the intensity I 1 of the λ1 component and the intensity I 2 of the λ2 component incident on the wavelength sensor at that time are measured (step S34). . In step S35, the extinction ratio R = I 2 / I 1 is calculated from the measurement result. Step S3
6, the extinction ratio R has a predetermined upper limit value R (U
L) is checked. If the extinction ratio R is less than or equal to the upper limit value R (UL), the process returns to step S32. On the other hand, when the extinction ratio R exceeds the upper limit R (UR), the process proceeds to step S37, and the applied voltage V and the gas pressure P are measured.

【0071】ステップS38において、印加電圧V、ガ
ス圧力P及び消光比Rに基づいて、F2ガス濃度CFを計
算する。この計算においては、図2に示すような特性を
利用する。さらに、ステップS39において、印加電圧
Vとガス圧力Pとを一定にした状態で、消光比Rを上限
値R(UL)以下とするためのターゲットとなるF2
ス濃度CF(T)を求める。ステップS40において、
FがCF(T)より大きいかチェックする。
In step S38, the F 2 gas concentration C F is calculated based on the applied voltage V, the gas pressure P and the extinction ratio R. In this calculation, the characteristics shown in FIG. 2 are used. Further, in step S39, the target F 2 gas concentration C F (T) for making the extinction ratio R equal to or less than the upper limit value R (UL) is obtained with the applied voltage V and the gas pressure P kept constant. . In step S40,
Check if C F is greater than C F (T).

【0072】CFがCF(T)より大きい場合には、ステ
ップS41へ移行し、レーザガス中のF2ガス濃度を低
下させるために、レーザガスの一部(圧力ΔP)を排気
しながら、F2ガスを含まないバッファガスを同圧力
(ΔP)だけ注入する。一方、CFがCF(T)以下であ
る場合には、これ以上F2ガス濃度を低下させても消光
比Rの値を低下させることはできないため、レーザガス
の寿命と判断して、ステップS46においてガス交換を
行う。
If C F is larger than C F (T), the process proceeds to step S41, and in order to reduce the concentration of F 2 gas in the laser gas, while exhausting part of the laser gas (pressure ΔP), 2 Inject the buffer gas containing no gas at the same pressure (ΔP). On the other hand, when C F is C F (T) or less, the extinction ratio R cannot be decreased even if the F 2 gas concentration is further decreased. Gas exchange is performed in S46.

【0073】ステップS41におけるガス制御後、ステ
ップS42において、波長センサに入射したλ1成分の
強度I1とλ2成分の強度I2とを改めて計測する。さら
に、ステップS43において、消光比Rが減少したかチ
ェックし、減少した場合にはステップS44へ移行し、
消光比Rが上限値R(UL)以下であるかチェックす
る。消光比Rが上限値以下である場合には、ステップS
32へ戻る。消光比Rが上限値より大きい場合には、ス
テップS45へ移行し、F2ガス濃度CFが下限値C
F(LL)より大きいかチェックする。CFが下限値より
大きい場合には、ステップS37以降のF2ガス濃度を
減少させる操作を繰り返す。
After the gas control in step S41, the intensity I 1 of the λ1 component and the intensity I 2 of the λ2 component incident on the wavelength sensor are measured again in step S42. Further, in step S43, it is checked whether the extinction ratio R has decreased, and if it has decreased, the process proceeds to step S44.
It is checked whether the extinction ratio R is less than or equal to the upper limit value R (UL). If the extinction ratio R is less than or equal to the upper limit value, step S
Return to 32. When the extinction ratio R is larger than the upper limit value, the process proceeds to step S45, and the F 2 gas concentration C F is the lower limit value C.
Check if it is larger than F (LL). If C F is larger than the lower limit value, the operation of decreasing the F 2 gas concentration after step S37 is repeated.

【0074】ステップS43において消光比Rが減少し
なかった場合はステップS47へ移行し、ガスを新規な
ものと交換する。また、ステップS45において、F2
ガス濃度CFが下限値CF(LL)以下である場合にはス
テップS48へ移行し、ガスを新規なものと交換する。
If the extinction ratio R has not decreased in step S43, the process proceeds to step S47, and the gas is replaced with a new one. Further, in step S45, F 2
If the gas concentration C F is less than or equal to the lower limit C F (LL), the process proceeds to step S48 and the gas is replaced with a new one.

【0075】図20は、図1に示すレーザ装置におい
て、図17と図19の制御方法を組み合わせた制御方法
を示すフローチャートである。まず、選択する波長のス
ペクトル強度を計測し、その計測結果に基づいて波長選
択機器を制御した後で、波長選択機器の制御では消光比
を低下させることができない場合に、F2ガス濃度の制
御を実施する。
FIG. 20 is a flowchart showing a control method combining the control methods of FIGS. 17 and 19 in the laser device shown in FIG. First, after measuring the spectral intensity of the selected wavelength and controlling the wavelength selection device based on the measurement result, if the extinction ratio cannot be lowered by the control of the wavelength selection device, the control of the F 2 gas concentration is performed. Carry out.

【0076】図20に示すように、ステップS16にお
いて消光比Rが減少しない場合に、ガス交換を行うので
はなく、ステップS37以降のF2ガス濃度を減少させ
る操作へ移行する。ステップS41におけるガス制御
後、ステップS42において、波長センサに入射したλ
1成分の強度I1とλ2成分の強度I2とを改めて計測す
る。さらに、ステップS43において消光比Rが減少し
たか否かをチェックし、ステップS44において消光比
Rが上限値R(UL)以下となった場合には、ステップ
S2へ戻る。このような制御を行えば、レーザガスの寿
命が実質的に延びる効果がある。
As shown in FIG. 20, when the extinction ratio R does not decrease in step S16, the gas exchange is not performed, but the operation proceeds to the operation of decreasing the F 2 gas concentration after step S37. After the gas control in step S41, in step S42, the λ incident on the wavelength sensor
The intensity I 1 of the one component and the intensity I 2 of the λ2 component are measured again. Further, in step S43, it is checked whether or not the extinction ratio R has decreased. If the extinction ratio R is equal to or less than the upper limit value R (UL) in step S44, the process returns to step S2. Such control has the effect of substantially extending the life of the laser gas.

【0077】図21は、図1に示すレーザ装置における
制御タイミングチャートであり、横軸はショット数であ
る。図21において、(a)はλ2消光比とショット数
との関係を示すグラフであり、(b)は光学素子の調整
タイミングを示すグラフであり、(c)はF2ガス分圧
の調整タイミングを示すグラフである。図21に示すよ
うに、λ2消光比が上限値に近付くと、まず、光学素
子による調整が行われ、光学素子による調整のみではλ
2消光比を低下させることができなくなると、F2
ス分圧による調整を併用する。ここでは、波長選択機器
において使用している光学素子の姿勢制御とF2ガス濃
度によってλ2消光比を制御しているが、それら以外
に、全ガス圧力や印加電圧によって制御しても良い。
FIG. 21 is a control timing chart in the laser device shown in FIG. 1, in which the horizontal axis represents the number of shots. In FIG. 21, (a) is a graph showing the relationship between the λ2 extinction ratio and the number of shots, (b) is a graph showing the adjustment timing of the optical element, and (c) is the adjustment timing of the F 2 gas partial pressure. It is a graph which shows. As shown in FIG. 21, when the λ2 extinction ratio approaches the upper limit value, adjustment is first performed by the optical element, and only λ2 is adjusted by the optical element.
2 When it becomes impossible to lower the extinction ratio, the adjustment by the partial pressure of F 2 gas is also used. Here, the λ2 extinction ratio is controlled by the attitude control of the optical element used in the wavelength selection device and the F 2 gas concentration, but other than that, it may be controlled by the total gas pressure or the applied voltage.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
波長センサによりλ1成分の強度やλ2成分の強度等を
計測できるので、そのような情報を利用して、セレクト
されていない波長成分を低減するように制御することが
容易なレーザ装置を提供することができる。さらに、そ
のようなレーザ装置を用いた露光装置を提供することが
できる。
As described above, according to the present invention,
Since the intensity of the λ1 component, the intensity of the λ2 component, etc. can be measured by the wavelength sensor, it is possible to use such information to provide a laser device that can be easily controlled to reduce the wavelength components that are not selected. You can Furthermore, it is possible to provide an exposure apparatus using such a laser device.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置の構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】λ2消光比のF2ガス分圧依存性を示すグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing the dependence of the λ2 extinction ratio on the partial pressure of F 2 gas.

【図3】λ2消光比の全ガス圧力依存性を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing the dependence of λ2 extinction ratio on total gas pressure.

【図4】λ2消光比の出力エネルギー依存性を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing the output energy dependence of the λ2 extinction ratio.

【図5】出力一定条件において、λ2消光比のF2ガス
分圧依存性を示す図である。
FIG. 5 is a graph showing the dependence of λ2 extinction ratio on the partial pressure of F 2 gas under a constant output condition.

【図6】本発明の第1の実施形態において使用される波
長選択機器の第1の具体例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a first specific example of the wavelength selection device used in the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施形態において使用される波
長選択機器の第2の具体例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a second specific example of the wavelength selection device used in the first embodiment of the present invention.

【図8】(a)は本発明の第1の実施形態において使用
される波長選択機器の第3の具体例を示す図であり、
(b)は第4の具体例を示す図である。
FIG. 8A is a diagram showing a third specific example of the wavelength selection device used in the first embodiment of the present invention,
(B) is a figure showing the 4th example.

【図9】本発明の第1の実施形態において使用される波
長選択機器の第5の具体例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a fifth specific example of the wavelength selection device used in the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第1の実施形態において使用される
モニタモジュールの第1の具体例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a first specific example of a monitor module used in the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第1の実施形態において使用される
モニタモジュールの第2の具体例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a second specific example of the monitor module used in the first embodiment of the present invention.

【図12】トータルショット数に対するλ2消光比の変
化の状態を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing how the λ2 extinction ratio changes with respect to the total number of shots.

【図13】本発明の第2の実施形態に係るレーザ装置の
構成を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2の実施形態において使用される
波長選択機器の第1の具体例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a first specific example of the wavelength selection device used in the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第2の実施形態において使用される
波長選択機器の第2の具体例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a second specific example of the wavelength selection device used in the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置を
用いて露光を行う露光装置の構成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus that performs exposure using the laser apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置に
おいて、出力光のスペクトル強度の計測結果に基づいて
波長選択機器を制御する方法の一例を示すフローチャー
トである。
FIG. 17 is a flowchart showing an example of a method for controlling the wavelength selection device based on the measurement result of the spectral intensity of output light in the laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置に
おいて、出力光のスペクトル強度の計測結果に基づいて
レーザガス中のF2ガス濃度を制御する方法の一例を示
すフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart showing an example of a method for controlling the F 2 gas concentration in the laser gas based on the measurement result of the spectral intensity of output light in the laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置に
おいて、出力光のスペクトル強度の計測結果に基づいて
レーザガス中のF2ガス濃度を制御する方法の別の例を
示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing another example of the method for controlling the F 2 gas concentration in the laser gas based on the measurement result of the spectral intensity of output light in the laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置に
おいて、図17と図19の制御方法を組み合わせた制御
方法を示すフローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart showing a control method in which the control methods of FIGS. 17 and 19 are combined in the laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第1の実施形態に係るレーザ装置に
おける制御タイミングチャートである。
FIG. 21 is a control timing chart in the laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図22】従来のレーザ装置の構成を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a conventional laser device.

【図23】フリーランF2レーザ装置において出力され
る代表的な波長成分を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing typical wavelength components output in a free-run F 2 laser device.

【図24】ラインセレクトF2レーザ装置において出力
されるλ1成分とλ2成分を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a λ1 component and a λ2 component output in a line select F 2 laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザチャンバ 2、3 ウインド 4、200 モニタモジュール 5、205 ビームスプリッタ 6 ASEモニター 7 エネルギーモニタ 8 コントローラ 9 ガスコンコントローラ 10 後部光学モジュール 11 電源 12 放電電極 15、30 空間フィルタ(スリット) 16 フロントミラー 51、52、92、93、111、112 分散プリズ
ム 53、152 全反射ミラー 55 恒温槽 56、57 窓 91、95、96 直角プリズム 94、97、114、124、132 回転ステージ 100〜105、110、A1、A2 波長選択機器 113、133、163 HRミラー 121、122 ビームエキスパンダプリズム 123 グレーティング 131 透過型エタロン 141 リアミラーエタロン 151 複屈折フィルター 153 移動ステージ 210 波長センサ 220 エネルギーモニタ 231、241 拡散板 232 エタロン 234、242 集光レンズ 235、248 ラインセンサ 243 スリット 244、245 凹面ミラー 246 ミラー 247 グレーティング 301 露光器 302 露光器コントローラ 400 レーザ装置 411 シャッター
1 laser chamber 2, 3 window 4, 200 monitor module 5, 205 beam splitter 6 ASE monitor 7 energy monitor 8 controller 9 gas controller 10 rear optical module 11 power supply 12 discharge electrode 15, 30 spatial filter (slit) 16 front mirror 51, 52, 92, 93, 111, 112 Dispersion prism 53, 152 Total reflection mirror 55 Constant temperature bath 56, 57 Window 91, 95, 96 Right angle prism 94, 97, 114, 124, 132 Rotation stage 100-105, 110, A1, A2 Wavelength selection device 113, 133, 163 HR mirrors 121, 122 Beam expander prism 123 Grating 131 Transmission type etalon 141 Rear mirror etalon 151 Birefringence filter 153 Moving stage 210 Wave Sensor 220 the energy monitor 231, 241 diffusing plate 232 etalons 234 and 242 condenser lenses 235,248 line sensor 243 slits 244, 245 concave mirror 246 mirror 247 grating 301 exposure 302 exposure unit controller 400 laser device 411 Shutter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H097 AA03 CA13 LA10 5F046 CA03 CA07 5F071 AA04 DD04 HH01 HH02 HH05 JJ05 5F072 AA04 HH01 HH02 HH05 JJ05 KK01 KK05 KK08 KK15 KK30 YY09    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H097 AA03 CA13 LA10                 5F046 CA03 CA07                 5F071 AA04 DD04 HH01 HH02 HH05                       JJ05                 5F072 AA04 HH01 HH02 HH05 JJ05                       KK01 KK05 KK08 KK15 KK30                       YY09

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザガスが充填されるレーザチャンバ
と、前記レーザガスを励起して活性化させるための放電
電極とを含み、少なくとも第1の波長成分と第2の波長
成分とを有するレーザ光を発生するレーザ共振器と、 前記レーザ共振器の内部に配置され、前記レーザ共振器
に第1の波長成分を主として発生させる波長選択手段
と、 前記レーザチャンバに充填されるレーザガスを調整する
ガスコントローラと、 前記放電電極に電圧を印加する電源部と、 前記レーザ共振器から出力されるレーザ光の強度を複数
の波長成分について検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された少なくとも第1の波長
成分の強度と第2の波長成分の強度とに基づいて、前記
波長選択手段と前記ガスコントローラと前記電源部との
内の少なくとも1つを制御する制御手段と、を具備する
レーザ装置。
1. A laser chamber including a laser chamber filled with a laser gas and a discharge electrode for exciting and activating the laser gas, and generating laser light having at least a first wavelength component and a second wavelength component. A laser resonator, a wavelength selecting unit that is disposed inside the laser resonator and mainly generates a first wavelength component in the laser resonator, and a gas controller that adjusts a laser gas with which the laser chamber is filled. A power supply unit that applies a voltage to the discharge electrode, a detection unit that detects the intensity of laser light output from the laser resonator for a plurality of wavelength components, and at least a first wavelength component detected by the detection unit. At least one of the wavelength selecting unit, the gas controller, and the power supply unit based on the intensity and the intensity of the second wavelength component. Laser apparatus comprising a control means for controlling, the.
【請求項2】 前記レーザ共振器が、増幅された自然放
出(ASE)成分を含むレーザ光を発生する、請求項1
記載のレーザ装置。
2. The laser resonator generates laser light containing an amplified spontaneous emission (ASE) component.
The laser device described.
【請求項3】 レーザガスが充填されるレーザチャンバ
と、前記レーザガスを励起して活性化させるための放電
電極とを含み、少なくとも第1の波長成分と第2の波長
成分とを有するレーザ光を発生するレーザ共振器と、 前記レーザ共振器の外部に配置され、前記レーザ共振器
が発生するレーザ光に含まれている第1の波長成分と第
2の波長成分とを異なる方向に出射する波長選択手段
と、 前記レーザチャンバに充填されるレーザガスを調整する
ガスコントローラと、 前記放電電極に電圧を印加する電源部と、 前記レーザ共振器から前記波長選択手段を介して出力さ
れるレーザ光の強度を複数の波長成分について検出する
検出手段と、 前記検出手段によって検出された少なくとも第1の波長
成分の強度と第2の波長成分の強度とに基づいて、前記
波長選択手段と前記ガスコントローラと前記電源部との
内の少なくとも1つを制御する制御手段と、を具備する
レーザ装置。
3. A laser chamber filled with a laser gas, and a discharge electrode for exciting and activating the laser gas to generate laser light having at least a first wavelength component and a second wavelength component. And a wavelength selection for emitting the first wavelength component and the second wavelength component included in the laser light generated by the laser resonator in different directions. Means, a gas controller for adjusting the laser gas filled in the laser chamber, a power supply unit for applying a voltage to the discharge electrode, and an intensity of laser light output from the laser resonator via the wavelength selection unit. Detecting means for detecting a plurality of wavelength components, and based on at least the intensity of the first wavelength component and the intensity of the second wavelength component detected by the detecting means. Laser apparatus comprising a control means for controlling at least one of said wavelength selection means and the gas controller and the power supply unit.
【請求項4】 前記レーザ共振器から前記波長選択手段
を介して出力されるレーザ光から第2の波長成分をカッ
トする空間フィルタをさらに具備する請求項3記載のレ
ーザ装置。
4. The laser device according to claim 3, further comprising a spatial filter that cuts a second wavelength component from the laser light output from the laser resonator via the wavelength selecting means.
【請求項5】 前記制御手段が、前記検出手段によって
検出された第1の波長成分の強度Iλ1と第2の波長成
分の強度Iλ2とに基づいて、第2の波長成分の消光比
Iλ2/(Iλ1+Iλ2)又はIλ2/Iλ1が0.1%以
下となるように、前記波長選択手段と前記ガスコントロ
ーラと前記電源部との内の少なくとも1つを制御する、
請求項1〜4のいずれか1項記載のレーザ装置。
Wherein said control means, based on the first intensity Airamuda first wavelength component and intensity Airamuda 2 of the second wavelength component detected by said detecting means, the extinction ratio of the second wavelength component Airamuda 2 / (Iλ 1 + Iλ 2 ) or Iλ 2 / Iλ 1 is controlled to be 0.1% or less, and at least one of the wavelength selecting means, the gas controller, and the power supply unit is controlled.
The laser device according to claim 1.
【請求項6】 前記検出手段が、エタロン分光器又はグ
レーティング分光器を含む、請求項1〜5のいずれか1
項記載のレーザ装置。
6. The detector according to claim 1, wherein the detecting means includes an etalon spectroscope or a grating spectroscope.
The laser device according to the item.
【請求項7】 前記波長選択手段が、分散プリズム、グ
レーティング、エタロン又は複屈折フィルタを含む、請
求項1〜6のいずれか1項記載のレーザ装置。
7. The laser device according to claim 1, wherein the wavelength selection unit includes a dispersion prism, a grating, an etalon, or a birefringence filter.
【請求項8】 前記制御手段が、前記波長選択手段に含
まれている少なくとも1つの光学素子の姿勢角又は圧力
又は位置を制御する、請求項1〜7のいずれか1項記載
のレーザ装置。
8. The laser device according to claim 1, wherein the control unit controls the attitude angle or pressure or position of at least one optical element included in the wavelength selection unit.
【請求項9】 前記レーザ装置が、レーザガスとしてF
2(フッ素分子)ガスとバッファガスとの混合ガスを用
いるF2レーザである、請求項1〜8のいずれか1項記
載のレーザ装置。
9. The laser device uses F 2 as a laser gas.
9. The laser device according to claim 1, which is an F 2 laser using a mixed gas of 2 (fluorine molecule) gas and a buffer gas.
【請求項10】 前記制御手段が、前記レーザチャンバ
内におけるF2ガス分圧を変化させるように前記ガスコ
ントローラを制御する、請求項9記載のレーザ装置。
10. The laser apparatus according to claim 9, wherein the control unit controls the gas controller to change a partial pressure of F 2 gas in the laser chamber.
【請求項11】 前記ガスコントローラが、バッファー
ガス又はハロゲンガスの注入と混合ガスの排気とを同時
に行うことによりF2ガス分圧を変化させる、請求項1
0記載のレーザ装置。
11. The gas controller changes the partial pressure of F 2 gas by simultaneously injecting a buffer gas or a halogen gas and exhausting a mixed gas.
0 laser device.
【請求項12】 前記制御手段が、前記レーザチャンバ
内におけるF2ガス分圧が0.28kPa以下である
か、あるいはF2ガス濃度が0.11%以下であるよう
に前記ガスコントローラを制御する、請求項9〜11の
いずれか1項記載のレーザ装置。
12. The control means controls the gas controller such that the partial pressure of F 2 gas in the laser chamber is 0.28 kPa or less or the F 2 gas concentration is 0.11% or less. The laser device according to any one of claims 9 to 11.
【請求項13】 前記制御手段が、前記レーザチャンバ
内におけるF2ガス分圧が0.26kPa以下である
か、あるいはF2ガス濃度が0.09%以下であるよう
に前記ガスコントローラを制御する、請求項9〜11の
いずれか1項記載のレーザ装置。
13. The control means controls the gas controller so that the partial pressure of F 2 gas in the laser chamber is 0.26 kPa or less, or the F 2 gas concentration is 0.09% or less. The laser device according to any one of claims 9 to 11.
【請求項14】 前記制御手段が、前記レーザチャンバ
内におけるレーザガスの圧力を変化させるように前記ガ
スコントローラを制御する、請求項1〜13のいずれか
1項記載のレーザ装置。
14. The laser device according to claim 1, wherein the control unit controls the gas controller so as to change the pressure of the laser gas in the laser chamber.
【請求項15】 請求項1〜14のいずれか1項記載の
レーザ装置と、 前記レーザ装置が発生するレーザ光を用いて対象物を露
光させる露光器と、を具備する露光装置。
15. An exposure apparatus comprising: the laser device according to claim 1; and an exposure device that exposes an object using a laser beam generated by the laser device.
【請求項16】 前記レーザ装置と前記露光器との間に
配置されたシャッターをさらに具備し、 前記制御手段が、前記検出手段によって検出された少な
くとも第1の波長成分の強度と第2の波長成分の強度と
に基づいて、前記シャッターの開閉を制御する、請求項
15記載の露光装置。
16. A shutter disposed between the laser device and the exposure device, wherein the control means controls the intensity of at least the first wavelength component and the second wavelength detected by the detection means. The exposure apparatus according to claim 15, wherein opening and closing of the shutter is controlled based on the intensity of the component.
【請求項17】 前記制御手段が、前記検出手段によっ
て検出された第1の波長成分の強度Iλ1と第2の波長
成分の強度Iλ2とに基づいて、第2の波長成分の消光
比Iλ2/(Iλ1+Iλ2)又はIλ2/Iλ1が所定の値
以上となったときに、前記シャッターを閉じるように制
御する、請求項16記載の露光装置。
17. The method of claim 16, wherein the control means, based on the first intensity Airamuda first wavelength component and intensity Airamuda 2 of the second wavelength component detected by said detecting means, the extinction ratio of the second wavelength component Airamuda The exposure apparatus according to claim 16, wherein the shutter is controlled to be closed when 2 / (Iλ 1 + Iλ 2 ) or Iλ 2 / Iλ 1 becomes equal to or more than a predetermined value.
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