DE60015631T2

DE60015631T2 - Besonders stabiler Excimer- oder molekularer Fluor-Laser

Info

Publication number: DE60015631T2
Application number: DE60015631T
Authority: DE
Inventors: Stefan Borneis; Klaus Brunwinkel; Dr. Uwe Stamm; Frank Voss
Original assignee: Lambda Physik AG
Current assignee: Lambda Physik AG
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: EP1037339A3; JP2000286495A; DE60015631D1; EP1037339B1; EP1037339A2; US6243405B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Excimer- und molekulare Fluor-Laser und insbesondere eine Lasergasmischungs- und Ausgangsstrahlparameter-Stabilisierungstechnik.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Excimer-Laser werden in industriellen Anwendungsfällen, beispielsweise optischer Mikrolithographie, TFT-Tempern und Mikobearbeitung angewendet. Solche Laser enthalten für gewöhnlich eine Entladungskammer mit zwei oder mehr Gasen, beispielsweise einem Halogen und einem der zwei Edelgasen. KrF-(248 nm), ArF-(193 nm), XeF-(350 nm), KrCl-(222 nm), XeCl-(308 nm) und F2-Laser (157 nm) sind Beispiele. Da industrielle Abläufe in Richtung der Vordergrenze der Technologie getrieben werden, sollte die Stabilität der Ausgangsstrahlparameter von Excimer-Lasern über die Lebensdauer der Gasmischung und des Lasers selbst hinweg so konstant wie möglich gehalten werden. Es ist auch wichtig, hohe Entladungseffizienzen zum Betrieb des Lasers bei hohen Wiederholraten aufrecht zu erhalten.
Die Effizienz bei der Erregung der Gasmischungen und verschiedene Parameter der Ausgangsstrahlen dieser Laser ändern sich sensibel mit den Zusammensetzungen ihrer Gasmischungen. Eine optimale Gasmischungszusammensetzung für einen KrF-Laser hat bevorzugt Gasmischungs-Komponentenverhältnisse von ungefähr 0,1% F₂ / 1%Kr / 98,9% Ne (vergleiche US-PS 4,393,505 , welche auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und auf welche in der vorliegenden Anwendung vollinhaltlich Bezug genommen wird). Ein F2-Laser kann ein Gaskomponentenverhältnis von ungefähr 0,1% F₂ / 99,9% Ne haben.
Geringe Mengen von Xe können Edelgas-Halogenidgas-Mischungen ebenfalls hinzugefügt werden (vergleiche R.S. Tayler und K.E. Leopold, Transmission Properties of Spark Preionization Radiation in Rare-Gas Halid Laser Gas Mixes, IEEE Journal of Quantum Electronics, Seiten 2195–2207, vol. 31, Nr. 12, Dezember 1995).
Jede Abweichung von optimalen Gaszusammensetzungen dieser oder anderer Excimer- oder Molekular-Lasern führt typischerweise zu Instabilitäten oder Verringerungen vom Optimum eines oder mehrerer Ausgangsstrahlparameter, beispielsweise Strahlenergie, Energie und Energiedosisstabilität, zeitliche Pulsbreite und -form, zeitliche Kohärenz, räumliche Kohärenz, Entladungsbreite, Bandbreite und lange und kurze axiale Strahlprofile und -divergenzen. Besonders wichtig in diesem Zusammenhang ist die Konzentration (oder der Partialdruck) der Halogen enthaltenden Formen, z. B. F₂ oder HCl in der Gasmischung. Die Verarmung der Edelgase, z. B. Kr und Ne in einem KrF-Laser oder Xe und einem Puffergas in einem XeCl-Laser ist im Vergleich zu derjenigen von F₂ gering, obgleich diese Edelgase ebenfalls in längeren Intervallen aufgefrischt werden.
Es ist jedoch nicht einfach, die Halogenkonzentration direkt innerhalb der Laserröhre zu messen, um schnelle Online-Einstellungen zu machen (vergleiche US-PS 5,149,659 (welche die chemischen Reaktionen der Gasmischung überwacht) und JP-PS Nr. JP 10341050 (welche ein Verfahren offenbart, bei dem eine optische Erkennung einer halogenspezifischen Emission durchgeführt wird)). Von daher beinhalten vorteilhafte Verfahren, welche bei industriellen Lasersystemen anwendbar sind, die Verwendung einer bekannten Beziehung zwischen der F₂- oder HCl-Konzentration und einem Laserparameter. Bei einem solchen Verfahren werden präzise Werte des Parameters direkt gemessen und die F₂- oder HCl-Konzentration wird aus diesen Werten berechnet. Auf diese Weise kann die F₂-Konzentration direkt überwacht und optimiert werden.
Bisher beschriebene Verfahren zur Charakterisierung von Lasergas umfassen die Messung der Spektralbreite der Laseremission (vergleiche US-PS 5,450,436 von Mizoguchi et al.), das Messen des räumlichen Strahlprofils der Laseremission (siehe US-PS 5,642,374 von Wakabayashi et al.) und die Messung anderer Charakteristika des Ausgangsstrahls wie Bandbreite, Kohärenz, Treiberspannung, verstärkte spontane Emission oder Energiestabilität, wodurch eine grobe Abschätzung des Zustandes der Gasmischung gemacht werden kann (vergleiche die US-PS 5,440,578 von Sandstrom, die US-PS 5,887,014 von Das und die US-Patentanmeldungen Nr. 09/418,052, 09/167,653, 60/124,785).
In der '653-Anmeldung wird ein Datensatz eines Ausgangsparameters, beispielsweise Pulsenergie und eines Eingangsparameters, beispielsweise Treiberspannung, gemessen und mit einem gespeichertem "Master"=Datensatz verglichen, der einer optimalen Gaszusammensetzung entspricht, wie sie in der Entladungskammer nach einer Neubefüllung vorhanden ist. Aus einem Vergleich der Datenwerte und/oder der Neigungen von Kurven, welche aus den Datensätzen erzeugt werden, werden ein vorhandener Gasmischungsstatus und geeignete Gasauffrischungsmaßnahmen – falls überhaupt – bestimmt und durchgeführt, um die Gasmischung neu zu optimieren.
Eine andere Technik verwendet ein Massenspektrometer zur Präzisionsanalyse der Gasmischungszusammensetzung (siehe US-PS 5,090,020 von Bedwell). Ein Massenspektrometer ist jedoch ein unerwünscht großes und teures Ausstattungsteil zum Einbau in ein kontinuierlich arbeitendes Excimer- oder molekulares Lasersystem, beispielsweise ein KrF-, ArF- oder F₂-Lasersystem, welche typische Lichtquellen sind, die in einem mikrolithographischen Stepper oder Scannersystemen verwendet werden. Wieder eine andere Technik misst die Fluorkonzentration in einer Gasmischung durch die Überwachung von chemischen Reaktionen (siehe US-PS 5,149,659 von Hakuta et al.), jedoch ist dieses Verfahren nicht geeignet zur Verwendung bei einer raschen Online-Korrekturprozedur. Es ist wünschenswert, eine präzise Technik zur Überwachung des Gasmischungszustandes zu haben, welche leicht an vorhandene Excimer- oder molekulare Lasersysteme anpassbar ist und eine rasche Online-Information schafft.
In typischen Gasentladungslasern, wie Excimer- oder molekularen Fluor-Lasern wird eine konstante Laserpulsenergie kurzzeitig beibehalten, ungeachtet der Abschwächung der Gasmischung, indem die Treiberspannung eingestellt wird, welche an die Entladung angelegt wird. Wie oben erwähnt, wird eine Langzeit-Regulierung erhalten durch Gasauffrischungsvorgänge, beispielsweise Halogen-Einspritzungen (HI), Gesamtdruckeinstellungen und teilweisen Gasaustausch (PGR). Die gedämpfte Langzeit-Stabilisierung der Gasmischungszusammensetzung verwendet eine Regelschleife, bei der Eingangs-Lasersystemparameterdaten von einem Computer verarbeitet werden (vergleiche die '653-Anmeldung, welche oben erwähnt ist).
In diesen typischen Lasersystemen wird ein Energiedetektor verwendet, um die Energie des Ausgangslaserstrahls zu überwachen. Der Computer empfängt die Pulsenergiedaten von dem Energiedetektor, sowie eine Treiberspannungsinformation von dem elektrischen Pulsleistungsmodul. Diese Information ist nicht selektiv genug, da das Energieüberwachungssignal nicht nur von dem Gas, sondern auch von einer Verschlechterung der Resonatoroptiken oder einer Fehlausrichtung beeinflusst wird. Der typische Betriebsmodus ist der sogenannte Konstantenergiemodus, bei dem die Pulsenergie dadurch konstant gehalten wird, dass die Treiber-Hochspannung des elektrischen Pulsleistungsmoduls eingestellt wird. Auf diese Weise erhält man konstante Werte von dem Energieüberwacher.
Eine Änderung des Laserstatus, welche wiederum durch Alterung des Gases, sowie durch den Status des Laserresonators verursacht werden kann, führt zu einer Änderung der Treiberspannung. Es ist wünschenswert, den Laser bei einem annähernd konstanten Treiberspannungspegel zu betreiben. Um dies zu erreichen, ist ein geeignet weich verlaufender Gasreguliervorgang notwendig. Beim Beispiel eines Excimer-Lasers verarmt üblicherweise die Halogengaskomponente (F₂ in KrF-Lasern, HCl in XeCl-Lasern), wohingegen die anderen Gase (Edelgase Kr und Ne in KrF-Lasern, Xe und ein Puffergas in XeCl-Lasern) für gewöhnlich nicht verarmen. Von daher werden μHI's oder andere geeignete weich verlaufende Maßnahmen am Gas, beispielsweise eine Auffrischung mit niedriger Flussrate und kontinuierlichem Fluss angewendet (vergleiche die '785-Anmeldung, welche oben genannt ist und die US-PS 5,987,406 , auf die bezüglich der Gasauffrischungstechniken, die hierin vorgesehen sind, vollinhaltlich Bezug genommen wird).
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Excimer- oder molekulares Fluor-Lasersystem mit sehr stabilen Ausgangsstrahlparametern bereit zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, stabile Ausgangsstrahlparameter durch eine Online-Steuerung und Stabilisierung der Zusammensetzung der aktiven Lasergasmischung bereit zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Strahlparameter- und Gasmischungszustands-, und Überwachungs- und Steuerungstechnik zum raschen und wirksamen Stabilisieren der Gasmischung und der Ausgangsstrahlparameter bereit zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Verbesserungen bezüglich der Lebensdauer der Laserröhre und der Lasergasmischungen zu erleichtern, indem die Gasmischung und die Ausgangsstrahlparameter eines Excimer- oder molekularen Fluor-Lasers stabilisiert werden.
Die vorliegende Erfindung löst die obigen Aufgaben durch Bereitstellung eines Excimer- oder molekularen Fluor-Lasersystems mit einem Erkennungssystem, das dafür ausgelegt ist, eine zeitliche Pulsform der Intensität eines abgespaltenen Teils des Ausgangsstrahls des Lasers zu messen. Eine Gassteuereinheit des Lasers führt Gasauffrischungsvorgänge auf der Grundlage einer Ermittlung einer zeitlichen Pulsform durch, welche von dem Erkennungssystem gemessen wurde.
Ein Prozessor empfängt ein zeitliches Pulsformsignal von dem Detektor, welches die gemessene zeitliche Pulsform angibt und vergleicht bevorzugt das empfangene zeitliche Pulsformsignal mit einem gespeicherten zeitlichen Referenzpulsformsignal und entsprechend einer gewünschten zeitlichen Pulsform. Der Prozessor erzeugt ein Pulsformabweichungssignal auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem empfangenen zeitlichen Impulsformsignal und dem zeitlichen Referenzpulsformsignal.
Das Abweichungssignal wird bevorzugt auf einen oder mehrere unterschiedliche Wege abhängig von den Spezifikationen der jeweiligen Anwendung berechnet. Ein erster Weg ist, das Quadrat der Differenz zwischen der gemessenen Intensität und einer Referenzintensität, integriert über den gesamten Puls hinweg, zu berechnen. Ein zweiter Weg der Bestimmung des Abweichungssignales ist, die Differenz zwischen der gemessenen Spitzenintensität und einer Referenz spitzenintensität zu berechnen. Ein dritter Weg zur Bestimmung des Abweichungssignales ist, die Differenz zwischen dem Verhältnis von Intensitäten zwischen zweier Maxima in der gemessenen Pulsform und dem Verhältnis der Intensitäten zwischen den gleichen Maxima in der Referenzpulsform zu berechnen. Ein vierter Weg ist, die Differenz zwischen der gemessenen Pulsdauer und dem Referenzpuls zu berechnen. Die gemessenen und die Referenzpulsdauern können das FWHM der gemessenen bzw. Referenzpulsformen sein oder die Zeitintegral-Quadrate der jeweiligen gemessenen bzw. zeitlichen Referenzpulsformen sein. Ein fünfter Weg ist, die Differenz zwischen integrierten Intensitäten über unterschiedliche Zeitintervalle von gemessenen und zeitlichen Referenzpulsformen zu berechnen, um die Energieinhalte über die unterschiedlichen Zeitintervalle des Laserpulses zu vergleichen. Der Prozessor gibt dann das Pulsformabweichungssignal an die Gassteuereinheit, welche einen Gasauffrischungsvorgang auf der Grundlage des Abweichungssignales einleitet.
Der gleiche oder ein unterschiedlicher Detektor misst die Energie des abgespaltenen Teils des Strahls. In einer bevorzugten Ausführungsform misst ein einzelner Detektor die Pulsenergie des abgespaltenen Strahlteils und ein Oszilloskop löst die zeitliche Pulsform auf. Das Pulsformsignal wird dann vom Oszilloskop durch den Prozessor empfangen. Der Prozessor empfängt dann auch ein Energiesignal direkt von dem Detektor, welches die gemessene Energie des Strahls anzeigt.
Der Prozessor erzeugt dann ein Energieabweichungssignal auf der Grundlage einer Änderung eines festgesetzten Wertes von Pulsenergie, Pulsenergiestabilität und Energiedosisstabilität oder einer Kombination hieraus. Der Prozessor schickt dann das Energieabweichungssignal an den Entladungsschaltkreis des Lasers, der eine Treiberspannung auf der Grundlage des Energieabweichungssignales einstellt. Das empfangene Energiesignal wird auch bevorzugt von dem Pro zessor bei der Bestimmung der Gaswirkung verwendet, indem es der Gassteuereinheit auf der Grundlage auch des Pulsformabweichungssignales oder eines anderen Signales mitgeteilt wird.
Die Kombination aus Pulsform- und Energieabweichungssignalen, welche vom Prozessor der Gassteuereinheit und dem Entladeschaltkreis zugeführt wird, dient dazu, die Zusammensetzung der Gasmischung und Treiberspannung zu steuern und zu stabilisieren, um wesentliche Ausgangsstrahlparameter, beispielsweise Pulsenergie, Pulsenergiestabilität und Energiedosisstabilität neben anderen oben und nachfolgend erwähnten zu stabilisieren.
Somit beinhaltet das Lasersystem bevorzugt wenigstens einen Detektor zur Messung der zeitlichen Pulsform des Laserpulses und ein ausreichend schnelles Datenermittlungssystem, beispielsweise ein Oszilloskop oder eine ähnliche Vorrichtung zur zeitlichen Auflösung des gemessenen Signals vom Detektor und den gleichen oder einen unterschiedlichen Detektor zur Messung der Pulsenergie. Zwei Steuerschaltkreise, einer zur Steuerung der Treiberspannung und der andere zur Steuerung der Gassteuereinheit, werden dann vom Prozessor betrieben, um die obigen Aufgaben zu erfüllen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Lasersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt zwei zeitlich aufgelöste Pulsformen des Ausgangsstrahls vom Lasersystem von 1; wobei eine erste (mit "1" bezeichnet) gemessen wurde, bevor eine Maßnahme am Gas durchgeführt wurde und die zweite (mit "2" bezeichnet) nach der Maßnahme am Gas gemessen wurde.
3a zeigt eine zeitlich aufgelöste Pulsform des Ausgangsstrahls des Lasersystems von 1 zur Darstellung verschiedener Maxima in der Pulsform.
3b zeigt eine andere zeitlich aufgelöste Pulsform des Ausgangsstrahls vom Lasersystem von 1 und zeigt insbesondere verschiedene vordefinierte Intervalle in der Gesamtpulsform, wobei Änderungen über eines oder mehrere der Intervalle mit einer Referenzwellenform verglichen werden, um ein Abweichungssignal zu berechnen.
4 zeigt, wie eine gemessene Spitzenpulsintensität eines einzelnen Maximas des gesamten Pulses im Ausgangsstrahl des Lasersystems von 1 sich empfindlich bei Maßnahmen am Gas ändert, wobei die Treiberspannung (und obgleich nicht gezeigt auch die Gesamtpulsenergie) relativ ungestört bleiben.
5 zeigt mehrere Pulsformen, welche über einen Laserbetrieb von einigen 50 Millionen Laserimpulsen gemessen wurden und zeigt, wie sich die Pulsform gemäß der vorliegenden Erfindung nur innerhalb eines kleinen Fensters über den gesamten Laserbetrieb ändert.
6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Lasersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Lasersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt verschiedene Module eines Excimer- oder molekularen Fluorlasers für Ultraviolett-Tief-(DUV) oder Vakuum-Ultraviolett- (VUV) Lithographie. Es wird in der vorliegenden Erfindung erkannt, dass es wün schenswert ist, einen Laserpuls mit einer Dauer solange als möglich abhängig von der Lebensdauer des optischen Beleuchtungs- und Projektionssystems zu haben. Die Erfindung kann vorteilhafterweise verwendet werden, um eine stabilisierte lange Pulsemission bereit zu stellen.
Ein anderes spezielles Feld für die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Flachbildschirmen durch TFT-Tempern. Der TFT-Temperungsvorgang ist stark nichtlinear. Es wurde daher erkannt, dass eine Stabilisierung der zeitlichen Pulsform und daher der Spitzenintensität vorteilhaft wäre, zuverlässige Herstellungsergebnisse bei dem Temperungsvorgang zu erzeugen. Eine Mikrobearbeitung und eine andere industrielle Anwendung kann auch vorteilhafterweise mit einem ähnlichen Lasersystem durchgeführt werden.
Das gezeigte System beinhaltet im wesentlichen eine Laserkammer 3, die mit einem Festkörper-Pulsermodul 4 und einem Gashandhabungsmodul 6 verbunden ist. Das Festkörper-Pulsermodul 4 wird von einer Hochspannungs-Energieversorgung 8 betrieben. Die Laserkammer 3 wird von einem Optikmodul 10 und einem Optikmodul 12 umgeben, die einen Resonator bilden. Die Optikmodule 10 und 12 werden von einem Optiksteuermodul 14 gesteuert.
Ein Computer 16 zur Lasersteuerung empfängt verschiedene Eingänge und steuert verschiedene Betriebsparameter des Systems. Ein Diagnosemodul 18 empfängt und misst verschiedene Parameter eines abgespaltenen Teils des Hauptstrahls 20 über einen Strahlteiler 22. Der Strahl 20 ist der Laserausgang an ein (nicht gezeigtes) Abbildungssystem. Der Lasersteuerungscomputer 16 steht über eine Schnittstelle 24 mit einem Stepper-/Scannercomputer 26 und anderen Steuereinheiten 28 in Verbindung.
Die Laserkammer 3 enthält eine Lasergasmischung und umfasst ein Paar von Hauptentladungselektroden und eine oder mehrere Vorionisationselektroden (nicht gezeigt). Beispiele von Elektrodenausgestaltungen sind in den vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 60/162,845 und 60/160,182 und den US-Psen 4,860,300, 5,347,532 und 5,729,565, sowie der DE-PS 44 01 892 beschrieben, von denen jede auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und auf welche hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Beispiele von Vorionisations-Anordnungen sind in den US-Patentanmeldungen Nr. 09/247,887 und 60/162,645 beschrieben, welche jeweils auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgehen und auf welche vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Der Laserresonator, der die Laserkammer 3 mit der Lasergasmischung hierin umgibt, beinhaltet das Optikmodul 10 mit einer Strahlbündelungsoptik für einen strahlgebündelten Excimer- oder molekularen Fluor-Laser, die durch einen hochreflektierenden Spiegel oder dergleichen ersetzt werden kann, wenn eine Strahlbündelung nicht gewünscht ist. Beispiele von Strahlbündelungsoptiken des Optikmoduls 10 umfassen einen Strahlaufweiter, ein zusätzliches Etalon und ein Beugungsgitter, welches einen relativ hohen Grad an Streuung erzeugt für einen engbandigen Laser, wie er mit einem brechenden oder catadioptrischen optischen Lithographieabbildungssystem verwendet wird. Für einen halbengbandigen Laser, beispielsweise einem, der mit einem gesamtreflektierenden Abbildungssystem verwendet wird, wird das Gitter durch einen hochreflektierenden Spiegel ersetzt und ein niedriger Grad an Streuung wird durch ein Streuungsprisma erzeugt.
Der Strahlaufweiter in der Strahlbündelungsoptik des Optikmoduls 10 umfasst typischerweise eines oder mehrere Prismen. Der Strahlaufweiter kann andere strahlaufweitende Optiken, beispielsweise eine Linsenanordnung oder ein kon vergierendes/divergierendes Linsenpaar beinhalten. Das Gitter oder der hochreflektierende Spiegel ist bevorzugt drehbar, so dass die Wellenlängen, welche in den Akzeptanzwinkel des Resonators reflektiert werden, ausgewählt oder abgestimmt werden können. Das Gitter wird insbesondere bei KrF und ArF-Lasern sowohl zum Erhalt enger Bandbreiten als auch zur Zurückreflektion des Strahls verwendet. Eines oder mehrere Streuungsprismen können auch verwendet werden und mehr als ein Etalon kann verwendet werden.
Abhängig von Typ und Betrag der Strahleinengung und/oder der Auswahl und der Abstimmung, welche gewünscht ist und von dem bestimmten Laser, in welchen die Strahlbündelungsoptik des Optikmoduls 10 einzubauen ist, gibt es viele andere optische Auslegungen, welche verwendet werden können. Zu diesem Zweck werden diejenigen, die in den US-Psen 4,399,540, 4,905,243, 5,226,050, 5,559,816, 5,659,419, 5,663,973, 5,761,236 und 5,946,337 und den US-Patentanmeldungen 09/317,695, 09/130,277, 09/244,554, 09/317,527, 09/073,070, 60/124,241, 60/140,532 und 60/140,531, von denen jede auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und den US-Psen 5,095,492, 5,684,822, 5,835,520, 5,852,627, 5,856,991, 5,898,725, 5,901,163, 5,917,849, 5,970,082, 5,404,366, 4,975,919, 5,142,543, 5,596,596, 5,802,094, 4,856,018 und 4,829,536 beschrieben sind, in der vorliegenden Anmeldung durch vollinhaltliche Bezugnahme aufgenommen.
Das Optikmodul 12 beinhaltet bevorzugt eine Vorrichtung zum Auskoppeln des Strahls 20, beispielsweise einen teilreflektierenden Resonatorreflektor. Der Strahl 20 kann auch anders ausgekoppelt werden, beispielsweise durch einen Innenresonator-Strahlteiler oder durch eine teilreflektierende Oberfläche eines anderen optischen Elements und das Optikmodul 12 würde in diesem Fall einen hochreflektierenden Spiegel beinhalten.
Die Laserkammer 3 wird von Fenstern verschlossen, die für die Wellenlängen der emittierten Laserstrahlung 14 durchlässig sind. Die Fenster können Brewster-Fenster sein oder können in einem anderen Winkel zu dem optischen Pfad des sich in Resonanz befindlichen Strahls ausgerichtet sein.
Nachdem ein Teil des Ausgangsstrahls 20 den Auskoppler des Optikmoduls 12 durchlaufen hat, fällt dieser Ausgangsteil auf den Strahlteiler 22, der einen Teil des Strahls in das Diagnosemodul 18 reflektiert. Der Teil des ausgekoppelten Strahls, der den Strahlteiler 22 durchläuft, ist der Ausgangsstrahl 20 des Lasers, der in Richtung einer industriellen oder experimentellen Anwendung, beispielsweise ein Abbildungssystem für photolithographische Anwendungen weiterläuft. Das Optiksteuermodul 14 steuert die Optikmodule 10 und 12 durch Empfang und Interpretation von Signalen von dem Prozessor 16 und löst Neuausrichtungs- oder Neukonfigurationsvorgänge aus (siehe die oben genannten '241-, '695-, '277-, '554-, und '527-Anmeldungen).
Das Festkörper-Pulsermodul 14 und die Hochspannungsenergieversorgung 8 liefern elektrische Energie in optimierten elektrischen Pulsen an die Vorionisations- und Hauptelektroden innerhalb der Laserkammer 3, um die Gasmischung anzuregen. Ein bevorzugtes Pulsermodul und eine Hochspannungsenergieversorgung sind in den US-Patentanmeldungen 08/842,578, 08/822,451 und 09/390,146 beschrieben, welche jeweils auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgehen und auf welche in der vorliegenden Anmeldung vollinhaltlich Bezug genommen wird. Andere Pulsermodule sind in den US-Psen 5,982,800, 5,982,795, 5,940,421, 5,914,974, 5,949,806, 5,936,988 beschrieben, auf welche hier jeweils vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Das Diagnosemodul 18 beinhaltet wenigstens einen Energiedetektor. Dieser Detektor misst die Gesamtenergie des Strahlabschnittes, die direkt der Energie im Ausgangsstrahl 20 entspricht. Ein optischer Dämpfungsüberzug kann auf oder nahe dem Detektor ausgebildet sein, um die Intensität der Strahlung zu steuern, welche auf den Detektor fällt (vergleiche US-Patentanmeldung Nr. 09/172,805, welche auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und auf welche hier vollinhaltlich Bezug genommen wird).
Der gleiche oder ein unterschiedlicher Detektor misst die zeitlich aufgelöste Pulsintensität oder Pulsform des Strahlabschnittes (wird nachfolgend im Detail beschrieben). Wenn zwei Detektoren für die beiden Messungen verwendet werden, kann ein Strahlteiler verwendet werden, um Strahlabschnitte auf die jeweiligen Detektoren zu richten.
Ein Teil des Strahls kann auf ein Wellenlängen- und Bandbreitenerkennungsmodul, wiederum bevorzugt unter Verwendung eines Strahlteilers, gerichtet werden. Das Modul beinhaltet bevorzugt ein Überwachungsetalon, wie es in der US-Patentanmeldung Nr. 09/416,344 beschrieben ist (siehe auch US-PS 4,905,243 ), von denen jede auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Das Wellenlängen- und Bandbreitenerkennungsmodul überwacht die Wellenlänge und die Bandbreite und schickt die Wellenlängen- und Bandbreiteninformation an den Prozessor 16 und/oder direkt an das Optiksteuermodul 14. Die Wellenlänge und Bandbreite kann auf der Grundlage der Information, die der Prozessor 16 und/oder das Optiksteuermodul 14 von dem Diagnosemodul 18 auf der Grundlage deren Programmierung und der gewünschten Wellenlänge und/oder Bandbreite für die bestimmte durchgeführte industrielle Anwendung eingestellt werden.
Der Prozessor oder Steuercompuer 16 empfängt und verarbeitet Werte von Pulsform, Energie, Energiestabilität, Wel lenlänge und Bandbreite des Ausgangsstrahls und steuert das Strahlbündelungsmodul zur Abstimmung von Wellenlänge und/oder Bandbreite und steuert die Energieversorgung und die Pulsermodule 4 und 8 zur Steuerung der Energie. Zusätzlich steuert der Computer 16 das Gashandhabungsmodul 6, welches Gaszufuhrventile beinhaltet, die mit verschiedenen Gasquellen verbunden sind.
Die Lasergasmischung wird anfänglich in die Laserkammer 3 während der Neubefüllung eingefüllt. Die Gaszusammensetzung für einen sehr stabilen Excimer-Laser gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet Helium oder Neon oder eine Mischung aus Helium und Neon als Puffergas, abhängig vom Laser. Bevorzugte Gaszusammensetzungen sind in den US-PSen 4,393,405 und 4,977,573 und den US-Patentanmeldungen 09/317,526, 60/124,785, 09/418,052, 60/159,525 und 60/160,126 beschrieben, welche jeweils auf die gleiche Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zurückgehen und auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Die Konzentration von Halogen enthaltenden Formen, d. h. Fluor oder HCl in der Gasmischung kann von 0,003% bis 1,00% reichen und beträgt bevorzugt ungefähr 0,1%. Für KrF- und ArF-Laser beträgt die Konzentration von Krypton bzw. Argon ungefähr 1%. Ein zusätzliches Edelgas kann für eine erhöhte Energiestabilität und/oder als Dämpfer hinzugefügt werden, wie in der '126-Anmeldung beschrieben.
Für den F2-Laser kann eine Hinzufügung von Xenon oder Argon verwendet werden. Die Konzentration von Xenon oder Argon in der Mischung kann von 0,0001 bis 0,1% reichen. Für einen ArF-Laser kann eine Hinzufügung von Xenon oder Krypton ebenfalls mit einer Konzentration zwischen 0,0001% bis 0,1% verwendet werden. Für den KrF-Laser kann ein Zusatz von Xenon oder Argon mit einer Konzentration wiederum im Bereich von 0,0001 bis 0,1% verwendet werden. Für den XeCl-Laser kann eine Zufügung von Argon oder Krypton ver wendet werden mit einer Konzentration im Bereich bevorzugt zwischen 0,0001% bis 0,1%. Für den XeF-Laser kann eine Zufügung von Argon oder Krypton verwendet werden mit einer Konzentration im Bereich zwischen 0,0001% und 0,1% Halogen- und Edelgaseinspritzungen, Gesamtdruckeinstellungen und Gasauffrischungsvorgänge werden unter Verwendung des Gashandhabungsmoduls 6 durchgeführt, das bevorzugt eine Vakuumpumpe, ein Ventilnetzwerk und eines oder mehrere Gasbehälter aufweist. Das Gashandhabungsmodul 6 empfängt Gas über Gasleitungen, welche mit Gasbehältern, -tanks, -kanistern und/oder -flaschen verbunden sind. Bevorzugte Gaszusammensetzungen der verschiedenen Excimer-Laser und der molekularen Fluor-Laser und bevorzugte Gashandhabungs- und/oder -auffrischungsvorgänge der vorliegenden Erfindung anders als sie hier speziell beschrieben sind, sind in den US-PSen 4,977,573 und 5,396,514 und den US-Patentanmeldungen Nr. 60/124,785, 09/418,052, 09/379,034 und 60/159,525 beschrieben, von denen jede auf die gleiche Anmelderin wie in der vorliegenden Anmeldung zurückgeht und auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Eine Xe-Gasversorgung ist ebenfalls bevorzugt entweder intern oder extern gemäß der US-Patentanmeldung Nr. 60/160,126 bei dem Lasersystem vorgesehen, welche ebenfalls auf die gleiche Anmelderin zurückgeht und auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Unter Verwendung des Lasersystems, wie es in 1 gezeigt ist, wird eine Stabilisierung der Laserausgangsstrahlparameter durch Verwendung zweier Stabilisierungsschleifen erreicht, eine für die Gesamtpulsenergie und eine für die Pulsform. Die erste Stabilisierungsschleife steuert und stabilisiert die Laserpulsenergie, die Pulsenergiestabilität und die Energiedosisstabilität. Die Stabilität dieser Strahlparameter wird beibehalten durch Steuerung der Hochspannung der Laserenergieversorgung in einer Rückkopplungsschleife unter Verwendung des Prozessors und eines programmierten Expertensystems (vergleiche die '034-Anmeldung).
Der Pfad zur Stabilisierung der Pulsenergie ist in 1 mit 1 bezeichnet. Der Energiedetektor des Diagnosemoduls 18 misst die Pulsenergie von bevorzugt jedem Puls. Der gemessene Energiewert ist bevorzugt die Gesamtpulsenergie des gemessenen Pulses und ist alternativ die Energie eines geöffneten und/oder gedämpften Pulses. Diese Pulsenergie kann durch einen Energiedetektor gemessen werden, beispielsweise eine Photodiode, eine Photomultipliziererröhre, einen pyroelektrischen Detektor oder einen anderen Detektor, wie er in der US-Patentanmeldung Nr. 09/172,805 beschrieben ist, welche auf die gleiche Anmelderin zurückgeht und auf welche hier vollinhaltlich Bezug genommen wird, wobei die Energie eines jeden Pulses gewandelt und als einzelne erkannte Spannung oder ein Stromwert gezählt wird.
Die gemessene Pulswertenergie wird dem Computer 16 mitgeteilt. Eine Abweichung von einer festgesetzten Pulsenergie wird berechnet und durch Einstellung der Treiberspannung, welche an die Entladungselektroden über die Energieversorgung 8 und das Pulsermodul 4 angelegt wird, kompensiert. Der Computer 16 schickt ein Pulsenergieabweichungssignal an die Energieversorgung 8, so dass die Treiberspannung eingestellt werden kann. Keine Maßnahmen am Gas werden von der Pulsenergie aus dem festgesetzten Wert entlang der Stabilisierungsschleife 1 ausgelöst. Der Prozessor überwacht die Hochspannung; er kann jedoch an das Gashandhabungsmodul signalisieren, eine Maßnahme am Gas durchzuführen, wenn sich die Treiberspannung aus einem festgesetzten Bereich heraus ändert (vergleiche die "785-Anmeldung). Diese in der Stabilisierungsschleife 1 durch den Energiedetektor gemessene Pulsenergie ist nicht über die Dauer des Pulses hinweg zeitlich aufgelöst.
Eine zweite Stabilisierungsschleife ist in 1 mit 2 bezeichnet. Wie erwähnt, wird in der Stabilisierungsschleife 2 der gleiche Energiedetektor, der in der Stabilisierungsschleife 1 verwendet wird, oder ein unterschiedlicher Detektor des Diagnosemoduls 18 verwendet. Der Detektor ist dafür ausgelegt, die Energie der Pulse zeitlich aufzulösen und misst somit die zeitliche Pulsform (nachfolgend "gemessene zeitliche Pulsform" genannt) oder die Pulsintensität als eine Funktion der Zeit über die zeitliche Dauer des Pulses. Wann immer somit der Begriff "zeitliche Pulsform" hier verwendet wird, auch in den Ansprüchen, umfasst dieser Ausdruck die zeitlich aufgelöste spektrale Intensitätsverteilung eines Laserausgangsstrahls, welche eine vergleichende Analyse von Merkmalen, beispielsweise Pulsform, Pulsbreite, Pulsdauer, Intensitätsextrema (d. h. Maxima und Minima) und Spitzenintensität erlauben würde. Im Gegensatz hierzu beinhaltet die zeitliche Pulsform nicht die "Gesamtpulsenergie" des Laserpulses.
Die zeitliche Pulsform unterscheidet sich auch von dem räumlichen Profil des Laserstrahls. Das "räumliche Profil" ist die lagemäßig aufgelöste Intensitätsverteilung des Laserstrahls oder die Strahlintensität als Funktion der Lage über den räumlichen Querschnitt des Strahls. In einer Ausführungsform wird das gesamte räumliche Profil des Pulses bevorzugt zur Messung der zeitlichen Pulsform erkannt. Alternativ kann ein abgeblendeter mittiger Teil des räumlichen Profils des Strahlabschnittes erkannt werden, insbesondere wenn das räumliche Profil oder die Intensität als Funktion der Lage über die räumliche Erstreckung des Strahls im wesentlichen über die Breite des Strahls gaussisch oder lorentzisch ist.
Die gemessene zeitliche Pulsforminformation wird dem Computer 16 mitgeteilt. Der Computer 16 hat bevorzugt eine vorab gespeicherte zeitliche Pulsform (nachfolgend "festgesetzte zeitliche Pulsform" bezeichnet) bereits in seinem RAM und/oder ROM und/oder auf einer Diskette. Die festgesetzte zeitliche Pulsform dient zum Vergleich mit der gemessenen zeitlichen Pulsform.
Die zeitliche Pulsform hat eine einzigartige Abhängigkeit von speziellen Charakteristika der Lasergasmischung. Die Überwachung der zeitlichen Pulsform, gemessen während eines Hochfahrvorganges oder sonst während des Laserbetriebs gibt Größen an, welche die Lasergasmischung betreffen, beispielsweise die relative Dosierung einzelner Gase und die Alterung und Verschlechterung der Gasmischung. Es folgt daraus, dass ein Vergleich von zwei zeitlichen Pulsformen, gemessen zu unterschiedlichen Zeiten, Unterschiede im Zustand der Lasergasmischung zu den beiden unterschiedlichen Zeitpunkten aufzeigt, zu denen die zeitlichen Pulsformen gemessen wurden.
Die festgesetzte zeitliche Pulsform, welche oben erwähnt wurde und welche vorab für einen späteren Vergleich mit einer gemessenen zeitlichen Pulsform gemessen worden ist, wird bevorzugt unter Verwendung eines Lasersystems gemessen, welches optimal ausgelegt ist und noch nicht gealtert ist. Das heißt, eine Neufüllung der Lasergasmischung wird bevorzugt unmittelbar vor Messung der festgesetzten zeitlichen Pulsform durchgeführt. Da zu dieser Zeit die Gasmischung aufgrund der Neufüllung noch nicht gealtert ist, ist die Dosierung eines jeden der Gase oder der prozentuelle Anteil eines jeden Gases in der Lasergasmischung optimal. Weiterhin ist die gesamte Hardware des Systems einschließlich der Elektronik und der Optik, sowie die optische Ausrichtung eines jeden optischen Moduls im System ebenfalls optimal, wenn die festgesetzte zeitliche Pulsform gemessen wird. Weiterhin hat die Gasmischung bereits bevorzugt ihre Gleichgewichts-Betriebstemperatur erreicht, wenn die festgesetzte zeitliche Pulsform gemessen wird, d. h. nachdem die Gasmischung das "Aufwärmen" abgeschlossen hat.
Nachdem alles oben Genannte verifiziert worden ist, wird die festgesetzte zeitliche Pulsform gemessen und in einem Speicher abgespeichert, der vom Computer 16 zum Vergleich mit später gemessenen Datensätzen zugänglich ist. Die festgesetzte zeitliche Pulsform kann typischerweise werksseitig nach der Herstellung eines neuen Lasers gemessen werden. Die festgesetzte zeitliche Pulsform kann mit dem gleichen Laser oder einem unterschiedlichen Laser zu demjenigen, von dem es gewünscht wird, später den Gasmischungszustand zu kennen, erzeugt werden.
Mehr als eine festgesetzte zeitliche Pulsform kann unter Verwendung eines Lasers oder Laser verschiedener Alter erzeugt werden, wobei wenigstens eine festgesetzte zeitliche Pulsform bevorzugt unter Verwendung eines neuen Lasers erzeugt wird. Da ein Gaslaser selbst altert, ändern sich typischerweise zeitliche Pulsformen, welche gemessen werden, wenn die Gasmischung und andere Systemkomponenten ansonsten optimal sind. Somit ist es bevorzugt, verschiedene festgesetzte zeitliche Pulsformen entsprechend unterschiedlichen Altersbereichen des Lasers selbst zu haben.
Weiterhin werden verschiedene zeitliche Kalibrierpulsformen bevorzugt gemessen und in dem Speicher gespeichert, auf den der Computer 16 zugreifen kann (vergleiche die "034-Anmeldung, bei der Kalibrierdatensätze von Energie gegenüber Treiberspannung auf ähnliche Weise gemessen und gespeichert werden). Jede zeitliche Kalibrierpulsform entspricht einem unterschiedlichen Status der Gasmischung. Eine Bank von zeitlichen Pulsformen ist dann entsprechend verschiedenen Alterungszuständen einschließlich verschiedener Fluor- und/oder Edelgaskonzentrationen für den Prozessor verfügbar, um eine später gemessene zeitliche Pulsform zur Bestimmung des Status der Gasmischung entsprechend der gemessenen zeitlichen Pulsform zu vergleichen.
Der Computer erzeugt ein Signal auf der Grundlage der Ergebnisse des Vergleichs zwischen den gemessenen und festgesetzten und/oder zeitlichen Kalibrierpulsformen. Das Signal wird dem Gashandhabungsmodul 6 mitgeteilt, welches dann bestimmt, ob eine Maßnahme am Gas einzuleiten ist. Das Gashandhabungsmodul 6 kann für sich selbst einen Mikroprozessor haben zur Durchführung dieser Bestimmung. Alternativ bestimmt der Computer 16, ob eine Maßnahme am Gas auszulösen ist, und zwar auf der Grundlage der Ergebnisse des Vergleichs und erzeugt und schickt ein Signal an das Gashandhabungsmodul zur Durchführung einer bestimmten Maßnahme am Gas, wenn der Computer 16 bestimmt, dass eine Maßnahme am Gas angefordert wird.
Die Maßnahme am Gas kann eine Halogen- und/oder Edelgas-Mikroeinspritzung bevorzugt in Form der Einspritzung einer Vormischung von Gasen mit 95% oder mehr eines Puffergases sein (vergleiche die '785-Anmeldung). Die Maßnahmen am Gas können auch ein Mini-Gasersatz (MGR) oder ein teilweiser Gasersatz (PGR), beispielsweise einer, der das Ablassen von Gasen aus der Entladungskammer beinhaltet, (vergleiche wiederum die '785-Anmeldung) sein. Die Maßnahme am Gas wird durchgeführt, um die zeitliche Ausgangspulsform zurück auf die festgesetzte zeitliche Pulsform zu bringen oder die weitergehenden Maßnahmen am Gas werden durchgeführt, die zeitliche Pulsform um die festgesetzte zeitliche Pulsform herum zu stabilisieren, beispielsweise durch Aufrechterhalten der durchschnittlichen zeitlichen Pulsform bei oder nahe der festgesetzten zeitlichen Pulsform.
Eines von oder beide aus Diagnosemodul 18 und Gashandhabungsmodul 6 können Mikroprozessoren beinhalten, um die Abweichungssignale in den Modulen direkt zu berechnen und entsprechend die Hochspannungsregulierung und/oder Gaseinspritzungen einzuleiten. Es können Steuer-Unterprogramme vorhanden sein, welche durchgeführt werden, ohne dass sie den Zentralcomputer 16 durchlaufen. Die verschiedenen Modu le 6, 14, 18, etc. können ebenfalls Mikroprozessoren haben zur Durchführung verschiedener Berechnungen auf der Grundlage von von dem Computer 16 empfangenen Informationen. Der Computer 16 kann auch die verschiedenen Module 6, 14, 18, etc. ansprechen, um Abläufe auf der Grundlage von Signalen durchzuführen, welche von der Schnittstelle 24 oder dem Optikmodul 14 oder dem Pulsermodul 4, etc. empfangen wurden, abhängig von der gesamten überwachenden Regelsteuerfunktion des Computers 16.
2 zeigt zwei zeitliche Pulsformen des Ausgangsstrahls des Lasersystems von 1. Die erste zeitliche Pulsform, die in 2 gezeigt ist, ist mit "1" bezeichnet. Die zeitliche Pulsform 1 wurde gemessen unmittelbar bevor eine Maßnahme am Gas durchgeführt wurde. Die zweite zeitliche Pulsform, die in 2 gezeigt ist, ist mit "2" bezeichnet. Die zeitliche Pulsform 2 wurde gemessen, unmittelbar nachdem die Maßnahme am Gas durchgeführt wurde. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde die zeitliche Pulsform 1 dem Computer 16 von 1 mitgeteilt. Der Computer 16 erzeugte ein Abweichungssignal auf der Grundlage eines Vergleichs der zeitlichen Pulsform 1 mit einer gewünschten oder festgesetzten zeitlichen Pulsform, welche vorab gespeichert oder programmiert wurde. Das Abweichungssignal wurde dem Gashandhabungsmodul 6 von 1 zugeschickt. Nach Empfang des Abweichungssignals begann das Gashandhabungsmodul 6 mit einer Maßnahme am Gas auf der Grundlage des Abweichungssignales, beispielsweise mit einer Mikro-Halogeneinspritzung. Die Maßnahme am Gas stellte die Gasmischung auf eine bevorzugtere Gaszusammensetzung ein. Im Ergebnis hatte der nächste vom Lasersystem erzeugte Puls eine unterschiedliche zeitliche Pulsform 2. Die zeitliche Pulsform 2 ist in vorteilhafter weise näher an der festgesetzten zeitlichen Pulsform als die zeitliche Pulsform 1.
Die Regulierung der zeitlichen Pulsform durch Gaseinspritzungen kann als Regulierungs- oder Abweichungssignal die Abweichung der gemessenen Intensitätsverteilung (It), oder die gemessene zeitliche Pulsform aus der festgesetzten Referenzintensitätsverteilung I₀(t) oder die festgesetzte zeitliche Pulsform auf verschiedene Arten verwenden. Die Abweichung kann unter Verwendung der gesamten Funktion oder eines Teils oder Teilen der Funktion I(t) erhalten werden. Verschiedene Beispiele zum Erhalt des Regulier- oder Abweichungssignals werden nachfolgend erläutert.
Das erste Beispiel verwendet als ein Kriterium für die Regulierungs- oder Abweichungssignalberechnung und -minimierung durch eine geeignete Maßnahme an Gas, wenn bestimmt wird, dass eine Maßnahme am Gas durchgeführt werden sollte, das folgende: ʃ(I(t) – I0(t))2dt.
Das erste Beispiel der Abweichungssignalberechnungstechnik verwendet das gesamte Intensitätsspektrum der gemessenen zeitlichen Pulsform. Entweder wird das Integral einfach durch Aufsummierung bestimmter Datenpunkte berechnet, von denen jeder einem unterschiedlichen Zeitpunkt in der gemessenen zeitlichen Pulsform entspricht und jeder Datenpunkt wird von dem entsprechenden Punkt in der gespeicherten zeitlichen Referenzpulsform subtrahiert oder eine glatt verlaufende oder analytische Kurve wird aus den Datenpunkten erzeugt mit den gemessenen und festgesetzten zeitlichen Pulsformen und der tatsächlich durchgeführten Integration.
Ein Vorteil der Verwendung dieser ersten exemplarischen Technik ist eine sehr hohe Präzision gemäß der Anpasstechnik der kleinsten Quadrate. Das heißt, die Summe der Differenzen (I(t) – I₀(t)) sind sehr nahe bei Null, da die Fläche unter der Kurve einer jeden Pulsform 1 und Pulsform 2 der Energie des jeweiligen Pulses zugeordnet ist und die Energie der Laserpulse wird bei einer bestimmten Energie durch Einstellung der Treiberspannung gehalten. Jedoch ändert sich die Summe der Quadrate der Differenzen (I(t) – I₀(t)) mehr oder weniger, wenn sich die Formen der Kurven ändern abhängig von der Halogenkonzentration der Gasmischung.
Ein zweites Beispiel einer Technik, welche als Kriterium zur Berechnung des Regulier- oder Abweichungssignales verwendet werden kann, ist, eine Abweichung zwischen der Intensitätsspitze oder der maximalen Intensität in der gemessenen zeitlichen Pulsform gegenüber einem Referenzwert I(peak)_ref durch eine geeignete Maßnahme am Gas zu berechnen und zu urinieren. Der Referenzwert I(peak)_ref kann aus einer vorher gemessenen festgesetzten zeitlichen Pulsform entnommen werden und ist bevorzugt ebenfalls an dieser festgesetzten Pulsform maximal.
Die Intensitätsspitze in der Pulsform ist sehr unterschiedlich zur Gesamtenergie des Pulses. Die Gesamtenergie eines Pulses kann einer Fläche unter der Kurve seiner zeitlichen Pulsform zugeordnet sein, wie oben unter Bezug auf die erste exemplarische Technik erwähnt, wohingegen die Intensitätsspitze der Wert der höchsten gemessenen Intensität in der gemessenen zeitlichen Pulsform ist. Dieser Unterschied und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung lässt sich klar unter Bezug auf 2 beobachten.
Bezugnehmend auf 2 können die Energie des ersten gemessenen Pulses mit der Pulsform 1 und die Energie eines zweiten gemessenen Pulses mit der Pulsform 2, d.h. können die jeweiligen Flächen unter den Kurven von Pulsform 1 und Pulsform 2 als im wesentlichen gleich beobachtet werden. Jedoch sind die Spitzenintensität der zeitlichen Pulsform 1 (I(peak)₁) und die Spitzenintensität der zeitlichen Pulsform 2 (I(peak)₂) klar unterschiedlich und ändern sich abhängig von der Halogenkonzentration in der Gasmischung un geachtet dessen, dass die Pulsenergien entsprechend den jeweiligen zeitlichen Pulsformen 1 und 2 gleich sind.
Es besteht die Auffassung, dass eine Änderung in der Halogenkonzentration der Gasmischung zwischen zwei Pulsen, welche Unterschiede in ihren jeweiligen zeitlichen Pulsformen haben, auftreten, in diesem Beispiel in ihren jeweiligen Spitzenintensitäten (I(peak)₁ und I(peak)₂), während die Energien der jeweiligen Pulse durch Einstellung der Treiberspannung gleich gehalten worden sind. Die zeitliche Pulsform ist somit eine vorteilhafte empfindliche Messanzeige der Halogenkonzentration in der Gasmischung. Durch Durchführung einer Gasauffrischung auf der Grundlage einer zeitlichen Pulsform und nicht auf der Grundlage von einer Pulsenergie wird ein empfindlicherer Algorithmus zur Stabilisierung der Gasmischung realisiert.
Wenn auf der Grundlage der Abweichungsmenge zwischen Spitzenintensität in der gemessenen zeitlichen Pulsform und dem Spitzenreferenzwert I(peak)_ref gemäß dem zweiten exemplarischen Verfahren bestimmt wird, dass eine Maßnahme am Gas durchzuführen ist, erzeugt der Computer 16 ein Signal und schickt es an das Gashandhabungsmodul 6, um die Maßnahme am Gas zu beginnen. Wiederum alternativ kann ein Abweichungssignal an das Gashandhabungsmodul 6 geschickt werden, welches bestimmt, ob und wenn ja, dann welche Art von Maßnahme am Gas durchzuführen ist. Die Maßnahme am Gas wird bevorzugt so durchgeführt, dass die Spitzenintensität der gemessenen zeitlichen Pulsform, welche die momentane zeitliche Pulsform des Lasersystems ist, auf den Referenzwert I(peak)_ref gesetzt wird.
Eine dritte exemplarische Technik, welche als Kriterium zur Berechnung und Minimierung des Regulier- oder Abweichungssignales verwendet werden kann, ist die Berechnung der Differenz zwischen den Verhältnissen der Spitzenintensitäten zweier Maxima in den gemessenen und festgesetzten zeitlichen Pulsformspektren. Das heißt, zwei Maxima in dem zeitlichen Pulsformspektrum des Lasersystems werden ausgewählt. Dann wird das Verhältnis der Spitzenintensitäten der beiden Maxima für die festgesetzte zeitliche Pulsform und für die gemessene zeitliche Pulsform berechnet. Die Differenz zwischen den beiden Verhältnissen wird dann ebenfalls berechnet. Der Computer 16 erzeugt dann ein Abweichungs- oder Reguliersignal auf der Grundlage der Differenzberechnung und schickt dieses an das Gashandhabungsmodul 6, so dass das Gashandhabungsmodul 6 eine Maßnahme am Gas einleiten kann, welche zu einer Minimierung dieser Differenz für den nächsten Laserpuls führt, wenn auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses oder der Größe der Abweichung bestimmt wird, dass eine Maßnahme am Gas durchzuführen ist.
3a zeigt eine zeitliche Pulsform im Ausgangsstrahl des Lasersystems von 1. Mehrere Maxima werden in der zeitlichen Pulsform von 3a beobachtet. Die beiden Spitzen, die zur Berechnung des Verhältnisses ausgewählt werden, sind die Spitzen 1 und Spitzen 2, wie gezeigt. Das Verhältnis der Spitzenintensitäten von Spitze 1 und Spitze 2, d.h. I(peak1)/I(peak2) wird für die beiden gemessenen und festgesetzten zeitlichen Pulsformspektren berechnet und die Differenz wird berechnet, wie oben beschrieben.
Ein Vorteil der Verwendung entweder der zweiten oder dritten exemplarischen Technik ist eine technisch einfache Umsetzung durch elektronische Spitzenerkennungsschemata, sowie die Einfachheit der mathematischen Subtraktion oder Divisions- und Subtraktionsberechnung zur Durchführung mittels des Computers 16.
Eine vierte exemplarische Technik, welche als Kriterium zur Berechnung und Minimierung des Regulier- oder Abweichungssignales verwendet werden kann, ist die Berechnung der Differenz zwischen den zeitlichen Pulsdauern von gemessenen und festgesetzten zeitlichen Pulsformspektren. Die zeitlichen Pulsdauern können auf wenigstens zwei Wegen berechnet werden und irgendwelche anderen bekannten Techniken zur Herausfindung der Breite eines spektralen Merkmales können verwendet werden.
Die erste Technik zur Verwendung der Pulsdauern ist, die volle Breite am halben Maximum (FWHM) der zeitlichen Pulsformen zu berechnen. Das verwendete "Maximum" kann tatsächlich ein ausgewähltes aus mehreren Referenzintensitäten sein oder das Maximum kann das Maximum einer Anpassung an die gemessene zeitliche Pulsform sein, beispielsweise eine gauss'sche oder lorentz'sche Anpassung. Die zweite Technik zur Berechnung der Pulsdauern ist, die zeitlich integrierte quadratische Pulsdauer (TIS) zu berechnen. Das heißt, TIS kann wie folgt berechnet werden: 1/TIS = ʃI²(t)dt/(ʃ I(t)dt)². Diese vierte exemplarische Technik wird verwendet, um zu bestimmen, ob eine Maßnahme am Gas durchzuführen ist, und wenn dies der Fall ist, dann wird die Differenz zwischen der Pulsdauer der gemessenen zeitlichen Pulsform und derjenigen der festgesetzten zeitlichen Pulsform durch Einleiten geeigneter Maßnahmen am Gas minimiert, wie oben beschrieben.
Eine fünfte exemplarische Technik, welche als Kriterium zur Berechnung und Minimierung des Regulier- oder Abweichungssignales verwendet werden kann, ist die Berechnung der Differenz zwischen zwei oder mehr Spitzenintensitätsmaxima in den gemessenen und festgesetzten zeitlichen Pulsformspektren. Bezugnehmend auf 3a, so lassen sich drei Spitzenintensitätsmaxima klar betrachten. Als Beispiel werden die Intensitäten von Spitze 1, d.h. I(peak)₁ und Spitze 2, d.h. I(peak)₂ aus der gemessenen zeitlichen Pulsform von 3a herausgefunden. I(peak_ref)₁ und I(peak_ref)₂ werden aus einer festgesetzten zeitlichen Pulsform gefunden. Dann werden die Differenzen zwischen den gemessenen und festgesetzten Spitzenintensitäten berechnet, d.h. ΔI(peak)₁ = I(peak)₁ – I(peak_ref)₁ und ΔI(peak)₂ = I(peak)₂ – kann wie folgt berechnet werden: l/TIS = ʃI²(t)dt/(ʃ I(t)dt)². Diese vierte exemplarische Technik wird verwendet, um zu bestimmen, ob eine Maßnahme am Gas durchzuführen ist, und wenn dies der Fall ist, dann wird die Differenz zwischen der Pulsdauer der gemessenen zeitlichen Pulsform und derjenigen der festgesetzten zeitlichen Pulsform durch Einleiten geeigneter Maßnahmen am Gas minimiert, wie oben beschrieben.
Eine fünfte exemplarische Technik, welche als Kriterium zur Berechnung und Minimierung des Regulier- oder Abweichungssignales verwendet werden kann, ist die Berechnung der Differenz zwischen zwei oder mehr Spitzenintensitätsmaxima in den gemessenen und festgesetzten zeitlichen Pulsformspektren. Bezugnehmend auf 3a, so lassen sich drei Spitzenintensitätsmaxima klar betrachten. Als Beispiel werden die Intensitäten von Spitze 1, d.h. I(peak)₁ und Spitze 2, d.h. I(peak)₂ aus der gemessenen zeitlichen Pulsform von 3a herausgefunden. I(peak_ref)₁ und I(peak_ref)₂ werden aus einer festgesetzten zeitlichen Pulsform gefunden. Dann werden die Differenzen zwischen den gemessenen und festgesetzten Spitzenintensitäten berechnet, d.h. ΔI(peak)₁ = I(peak)₁ – I(peak_ref)₁ und ΔI(peak)₂ = I(peak)₂ – I(peak_ref)₂. Dann wird entweder die Summe oder die Summe der Absolutwerte oder die Summe der Quadrate von ΔI(peak)₁ und ΔI(peak)₂ berechnet. Der Prozessor 16 oder ein Mikroprozessor des Gashandhabungsmodules bestimmt dann, ob eine Maßnahme am Gas durchzuführen ist, und zwar auf der Grundlage der Berechnung, wie oben in den anderen exemplarischen Techniken beschrieben. Ein ähnlicher Ablauf kann mit einem oder mehreren Minima durchgeführt werden.
Eine sechste exemplarische Technik, welche verwendet werden kann, um ein Regulier- oder Abweichungssignal zu berechnen, ist die Integration der zeitlichen Wellenform des Laserimpulses in zwei, drei oder mehr vordefinierten Zeit- Gesamtpulsform) normalisiert, wenn die Laserenergie in einem energiestabilisierten Modus konstant gehalten wird.
Ein Vorteil der sechsten exemplarischen Technik ist, dass Potentialfehler, die auftreten, wenn Spitzenerkennungsschemata verwendet werden und die meistens durch erratische zeitliche Spitzen verursacht werden, vermieden sind. Die sechste Technik verwendet Änderungen in der gesamten zeitlichen Wellenform und nicht bei einem einzelnen Zeitpunkt.
Die 4 und 5 zeigen ein bevorzugtes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Gasauffrischung auf der Grundlage der Überwachung der Pulsformen von Ausgangspulsen eines KrF-Lasersystems durchgeführt wird, welches über eine Laufzeit von ungefähr 50 Millionen Pulsen ca. 248 nm emittiert. 4 zeigt, wie eine gemessene Spitzenwertintensität (Kurve B mit der Bezeichnung "I(peak)" eines einzelnen Maxima der gesamten Pulsform der Ausgangspulse des Lasersystems von 1 sich empfindlich bei Maßnahmen am Gas ändert, d.h. der Halogenkonzentration in der Gasmischung, wohingegen die Treiberspannung (Kurve E mit der Bezeichnung "Hochspannung") (und obgleich nicht gezeigt, die Gesamtpulsenergie) relativ ungestört verbleiben. 4 gibt ein Beispiel der Auslegung der Vorrichtung mit dem Spitzenerkennungsschema, welches oben als zweite exemplarische Technik erläutert worden ist.
Die durchgezogene Linie in 4 mit der Bezeichnung I(peak)_ref und mit dem Pfeil A bezeichnet, ist die Referenzspitzenleistung, welche in diesem Beispiel auf 0,4 MW gesetzt ist. Die mit dem Pfeil B bezeichnete Linie wurde aus einer Reihe von gemessenen Spitzenintensitäten über die Laufzeit von 50 Millionen Pulsen erhalten, und zwar gemäß der zweiten exemplarischen Technik gemäß obiger Beschreibung. Der Pfeil C zeigt auf einen Datenpunkt, gemessen unmittelbar vor einer Mikro-Halogeneinspritzung (Bezeichnung "vor Mikroeinspritzung") und der Pfeil D zeigt auf einen Datenpunkt, gemessen unmittelbar nach der Mikro-Halogeneinspritzung (bezeichnet "nach Mikroeinspritzung"), was den Effekt der Mikro-Halogeneinspritzung auf die Spitzenintensität in den Ausgangspulsformen der Ausgangspulse des Lasersystems zeigt. Die Linie E (bezeichnet "Hochspannung") ist eine Darstellung der Treiberhochspannung des Entladeschaltkreises des Lasersystems, wie oben erwähnt.
Wann immer während des Laufs die gemessene Spitzenleistung unter den Referenzwert I(peak)_ref fällt, wurde die Mikroeinspritzung von Halogen ausgelöst. Nach jeder Einspritzung wurde die gemessene Spitzenleistung als über den Referenzwert ansteigend beobachtet. Somit zeigt 4, wie die Spitzenintensität zwischen 0,40 und 0,44 MW, d.h. mit einer Genauigkeit innerhalb von 10% oder besser stabilisiert werden kann.
5 zeigt die gesamten gemessenen Pulsformen entsprechend der als Linie B in 4 aufgezeichneten Spitzenintensitäten. Zwei Gruppen von Pulsformen sind in 5 klar unterscheidbar. Diejenigen Pulsformen, die mit "1" bezeichnet sind, sind die Ausgangspulsformen, welche unmittelbar vor einer Mikroeinspritzung gemessen wurden. Die mit "2" bezeichneten Pulsformen sind die Ausgangspulsformen, die unmittelbar nach einer Mikroeinspritzung gemessen worden sind.
5 zeigt, wie die Pulsformen der Ausgangspulse des Lasersystems sich über einen gesamten Laserlauf hinweg ändern. Gemäß der vorliegenden Erfindung ändern sich die Pulsformen nicht besonders, da Maßnahmen am Gas durchgeführt werden, um die Pulsform um die festgesetzte Pulsform herum beizubehalten.
6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Lasersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Der Unterschied zwischen dem Lasersystem von 6 und demjenigen von 1 ist, dass das System von 6 ein schnelles digitales Oszilloskop 30 für eine Oszilloskop-Erkennung der zeitlichen Ausgangspulsform des Lasersystems beinhaltet. Ein bestimmtes Oszilloskop, welches bevorzugt ist, ist das Modell Tektronix TEK TDS 210, 60 MHz, 1 GS/s, obgleich viele unterschiedliche Oszilloskopmodelle verwendet werden können.
Die Stabilisierungsschleife 2 des Lasersystems von 6 beinhaltet das Oszilloskop 30. Das heißt, ein Detektor des Diagnosemoduls 18 ist mit dem Oszilloskop 30 verbunden, welches die Pulsform von dem erkannten Strahlteil zeitlich auflöst. Die Pulsforminformation wird dem Computer 16 mitgeteilt, der ansonsten die Verarbeitung durchführt, welche oben unter Bezug auf die 1–5 beschrieben worden ist.
Dem Fachmann auf dem Gebiet erschließt sich, dass die oben offenbarten bevorzugten Ausführungsformen Gegenstand von zahlreichen Anpassungen und Abwandlungen sein können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Es versteht sich somit, dass Wesen und Umfang der Erfindung diese Erfindung anders als oben speziell beschrieben in der Praxis umgesetzt werden können. Der Umfang der Erfindung ist somit nicht auf die oben beschriebenen bestimmten Ausführungsformen beschränkt. Anstelle hiervon sei der Umfang der Erfindung als von dem Wortlaut der nachfolgenden Ansprüche, und der strukturellen und funktionellen Äquivalente hiervon umschrieben verstanden.

Claims

Ein Excimer- oder molekulares Fluor-Lasersystem mit: einer Entladungskammer(3), die eine Lasergasmischung enthält; wenigstens zwei Elektroden innerhalb der Entladungskammer und verbunden mit einem Entladungsschaltkreis zur Erregung der Gasmischung; einem Resonator (10, 12) zur Erzeugung eines gepulsten Laserstrahls (20); dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist – einen Detektor (18), der dafür ausgelegt ist, eine zeitliche Pulsform der Intensität des Strahls zu messen; und – eine Gassteuereinheit (6) zur Auffrischung der Lasergasmischung auf der Grundlage der von dem Detektor gemessenen zeitlichen Pulsform.
Das Lasersystem nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Prozessor (16) zum Empfang eines zeitlichen Pulsformsignales von dem Detektor, welches die gemessene zeitliche Pulsform anzeigt und zum Vergleichen der gemessenen zeitlichen Pulsform mit einer zeitlichen Referenz-Pulsform.
Das Lasersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Prozessor weiterhin zur Erzeugung eines zeitlichen Pulsformabweichungssignales auf der Grundlage einer Differenz zwischen der gemessenen zeitlichen Pulsform und der zeitlichen Referenz-Pulsform ist.
Das Lasersystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Abweichungssignal als eines der folgenden berechnet wird: Quadrat der Differenz zwischen Intensitätsdaten in der gemessenen zeitlichen Pulsform und Intensitätsdaten in der zeitlichen Referenz-Pulsform, summiert über eine Zeitdauer des Pulses; – Differenz zwischen einem Spitzenintensitätsmaximum in der gemessenen zeitlichen Pulsform und dem entsprechenden Spitzenintensitätsmaximum in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Summe von Absolutwerten oder Summe von Quadraten von zwei oder mehr Differenzen zwischen Intensitätsextrema in der gemessenen zeitlichen Pulsform und entsprechenden Intensitätsextrema in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Differenz zwischen einem Intensitätsextrema in der gemessenen zeitlichen Pulsform und dem entsprechenden Intensitätsextrema in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Differenz zwischen dem Verhältnis zweier Intensitätsmaxima in der gemessenen zeitlichen Pulsform und dem Verhältnis der entsprechenden zweiten Intensitätsmaxima in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Differenz im Energieinhalt über eines oder mehrere zeitliche Unterintervalle zwischen den gesamten gemessenen und zeitlichen Referenz-Pulsformen.
Das Lasersystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Abweichungssignal als die Differenz zwischen der Dauer der gemessenen zeitlichen Pulsform und der Dauer der zeitlichen Referenz-Pulsform berechnet wird.
Das Lasersystem nach Anspruch 5, wobei die Dauern der gemessenen und der zeitlichen Referenz-Pulsformen das FWHM der gemessenen bzw. zeitlichen Referenz-Pulsformen sind.
Das Lasersystem nach Anspruch 5, wobei die Dauern der gemessenen und zeitlichen Referenz-Pulsformen die Zeitintegral-Quadrate der gemessenen bzw. zeitlichen Referenz-Pulsformen sind.
Das Lasersystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Prozessor weiterhin zum Senden des zeitlichen Pulsformabweichungssignals an die Gassteuereinheit ist, welche einen Gasauffrischungsvorgang auf der Grundlage des Abweichungssignales auslöst.
Das Lasersystem nach Anspruch 3, wobei der Detektor weiterhin dafür ausgelegt ist, die Pulsenergie des Strahls zu messen.
Das Lasersystem nach Anspruch 9, wobei der Prozessor zum Empfang eines Energiesignals von dem Detektor ist, welches die gemessene Energie des Strahls angibt und zur Erzeugung eines Energieabweichungssignals ist auf der Grundlage einer Änderung von dem vorliegenden Wert von Pulsenergie oder Pulsenergiestabilität oder Energiedosisstabilität.
Das Lasersystem nach Anspruch 10, wobei der Prozessor zum Senden des Energieabweichungssignals an einen Entladeschaltkreis (8) zur Einstellung einer Treiberspannung auf der Grundlage des Energieabweichungssignals iat.
Das Lasersystem nach Anspruch 11, wobei der Prozessor weiterhin zum Senden eines zweiten Energieabweichungssignals an die Gassteuereinheit zur Einstellung des Gasauffrischungsvorganges auf der Grundlage des Energieabweichungssignals ist.
Das Lasersystem nach Anspruch 8, weiterhin mit einem zweiten Detektor, der zum Messen zur Pulsenergie des Strahls ausgelegt ist.
Das Lasersystem nach Anspruch 13, wobei der Prozessor zum Empfang eines Energiesignals von dem zweiten Detektor ist, welches die gemessene Pulsenergie des Strahls anzeigt und zur Erzeugung eines Energieabweichungssignals ist auf der Grundlage einer Änderung von einem vorab gesetzten Wert von Pulsenergie oder Pulsenergiestabilität oder Energiedosisstabilität.
Das Lasersystem nach Anspruch 14, wobei der Prozessor weiterhin zum Senden des Energieabweichungssignals an den Entladeschaltkreis zur Einstellung einer Treiberspannung auf der Grundlage des Energieabweichungssignals ist.
Das Lasersystem nach Anspruch 15, wobei der Prozessor weiterhin zum Senden eines zweiten Energieabweichungssignals an die Gassteuereinheit zur Einstellung des Gasauffrischungsvorganges auf der Grundlage des Energieabweichungssignals ist.
Das Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Detektor ein Oszilloskop (30) aufweist, welche die zeitliche Pulsform zeitlich auflöst.
Das Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gassteuereinheit (6) zum Einspritzen eines Halogens, welches molekulare Formen enthält, in die Entladungskammer ist, um das Halogen aufzufrischen.
Das Lasersystem nach Anspruch 18, wobei die Gassteuereinheit zum Einspritzen des Halogens in Mengen und Intervallen auf der Grundlage von Abweichungen zwischen gemessenen und zeitlichen Referenz-Pulsformen ist.
Das Lasersystem nach Anspruch 19, wobei die Abweichungen zwischen den gemessenen und den zeitlichen Referenz-Pulsformen bei 10 % oder weniger aufgrund des Einspritzens des Halogens gehalten werden.
Das Lasersystem nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Gassteuereinheit zum Gestatten ist, dass etwas der Gasmischung aus der Entladungskammer abgelassen wird.
Das Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laser ein Excimerlaser oder ein F₂-Laser ist.
Das Lasersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit einer Linienverengungs-/Auswahleinheit (10) zur Verengung der Spektrallinienbreite des Lasers und/oder einer Vorrichtung (14) zum Abstimmen der Wellenlänge des Laserstrahls.
Ein Verfahren zur Überwachung des Zustands einer Gasmischung mit einer Gaszusammensetzung, welche anfänglich innerhalb einer Entladungskammer eines Excimer- oder molekularen Fluorgas-Entladungslasers enthalten ist, der einen pulsierten Laserstrahl emittiert, mit den Schritten: Überwachen einer zeitlichen Pulsform des Laserstrahls; und Bestimmen des Zustands der Gasmischung auf der Grundlage der überwachten zeitlichen Pulsform.
Ein Verfahren zur Stabilisierung der Ausgangspulse eines Excimer- oder molekularen Fluor-Lasers, der während des Betriebs einen Laserstrahl emittiert und eine Gasmischung mit einer Gaszusammensetzung hat, welche anfänglich innerhalb einer Entladungskammer vorgesehen ist, mit den Schritten: Überwachen einer zeitlichen Pulsform des Laserstrahls; und Einstellen der Gasmischung auf der Grundlage der überwachten zeitlichen Pulsform.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, wobei der Überwachungsschritt den Schritt des zeitlichen Auflösens der zeitlichen Pulsform des Laserstrahls beinhaltet; und/oder den Schritt des Vergleichens der überwachten zeitlichen Pulsform mit einer zeitlichen Referenz-Pulsform beinhaltet.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, weiterhin mit dem Schritt des Berechnens einer Abweichung zwischen der überwachten zeitlichen Pulsform und einer zeitlichen Referenz-Pulsform.
Das Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Berechnungsschritt einen der folgenden Schritte beinhaltet: – Berechnen des Quadrats der Differenz zwischen Intensitäten der überwachten und zeitlichen Referenz-Pulsformen, aufsummiert über die Dauer des Pulses; – Berechnen der Differenz zwischen einem Spitzenintensitätsmaximum in der überwachten zeitlichen Pulsform und dem entsprechenden Spitzenintensitätsmaximum der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Berechnen einer Summe, oder der Summe von Absolutwerten, oder einer Summe der Quadrate von zwei oder mehr Differenzen zwischen Intensitätsextrema in der gemessenen zeitlichen Pulsform und entsprechenden Intensitätsextrema in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Berechnen der Differenz zwischen einem Intensitätsextrema in der gemessenen zeitlichen Pulsform und dem entsprechenden Intensitätsextrema in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Berechnen der Differenz zwischen dem Verhältnis zweier Intensitätsmaxima in der überwachten zeitlichen Pulsform und dem Verhältnis zweier entsprechender Intensitätsmaxima in der zeitlichen Referenz-Pulsform; – Berechnen der Differenz zwischen der Dauer der überwachten zeitlichen Pulsform und der Dauer der zeitlichen Referenz-Pulsform.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, weiterhin mit dem Schritt des Sendens des Abweichungssignals an eine Gassteuereinheit des Lasersystems.
Das Verfahren nach Anspruch 29, weiterhin mit dem Schritt des Bestimmens der Mengen und Intervalle von Gaseinspritzungen zur Auffrischung der Gasmischung des Lasers auf der Grundlage des Abweichungssignals.
Das Verfahren nach Anspruch 30, weiterhin mit dem Schritt des Ablassens von Gasen aus der Entladungskammer.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, weiterhin mit den Schritten des Messens der Energie des Laserstrahls und des Steuerns von wenigstens entweder der Treiberspannung des Entladeschaltkreises zur Erregung der Gasmischung und der Zusammensetzung der Gasmischung zur Stabilisierung von wenigstens entweder Pulsenergie oder Energiestabilität oder Energiedosisstabilität.
Ein Verfahren zur Stabilisierung von Ausgangsstrahlparametern eines gepulsten Gasentladungsexcimer- oder molekularen Fluor-Lasers, mit den Schritten: Überwachung der Spitzenintensität einer zeitlichen Pulsform des Ausgangsstrahls des Lasers; Überwachen der Energie des Ausgangsstrahls; Einstellen der Treiberspannung des Entladeschaltkreises des Lasers auf der Grundlage der überwachten Energie; und Einstellen der Gasmischung mit Gasauffrischungsvorgängen auf der Grundlage der überwachten Spitzenintensität.
Das Verfahren nach Anspruch 33, weiterhin mit dem Schritt des Einstellens der Gasauffrischungsvorgänge auf der Grundlage der überwachten Energie.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 33 oder 34, wobei die Gasauffrischungsvorgänge eingestellt werden, um eine im wesentlichen konstante Spitzenintensität aufrecht zu erhalten oder wobei die Treiberspannung und die Gasauffrischungsvorgänge eingestellt werden, um wenigstens entweder Pulsenergie oder Pulsenergiestabilität oder Energiedosisstabilität zu steuern.