JP2003243753A

JP2003243753A - ガスレーザ装置及びガスレーザ装置のフッ素濃度制御方法

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Publication number: JP2003243753A
Application number: JP2002045025A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nagai; 伸治永井; Osamu Wakabayashi; 理若林
Original assignee: Gigaphoton Inc
Current assignee: Gigaphoton Inc
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP4033333B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造コストの上昇を抑制するとともに、チャン
バ内のフッ素濃度を正確に求め、混合ガスの排気及び各
種ガスの注入を的確に行うこと。【解決手段】ビームダイバージェンス検出器３４で、放
電方向のビームダイバージェンスθyを求める。レーザ
コントローラ４１で、ビームダイバージェンスθyとフ
ッ素濃度Ｆ_２との相関と、求めたビームダイバージェン
スθyとからチャンバ１０内のフッ素濃度Ｆ_２を求め
る。さらに求めたフッ素濃度Ｆ_２から混合ガスの排気量
とハロゲンガスや希ガスや希釈ガスの注入量を演算す
る。そしてガスコントローラ４４で、混合ガスの排気動
作及び各種ガスの注入動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フッ素ガスが含ま
れる混合ガスをチャンバに注入するガスレーザ装置に関
し、特にレーザ光のビームダイバージェンスを検出する
ものに関する。またレーザ光のビームダイバージェンス
を用いてフッ素濃度を制御するガスレーザ装置及びフッ
素濃度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体露光装置の露光用光源となるＫｒ
ＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレーザ並びに次世代
の露光用光源として期待されているＦ_２レーザなどにお
いて、ウェハの露光を斑なく均等に行うためには、その
露光量が一定となるようにレーザ装置を制御する必要が
ある。パルス発振するレーザ光を安定して出力させるた
めには、チャンバ内のガス圧力やガス組成、また充電電
圧や光学素子の位置などが制御される。その制御パラメ
ータの中にフッ素ガス濃度（又は分圧）がある。

【０００３】ＫｒＦ又はＡｒＦエキシマレーザでは、
０．数％のフッ素（Ｆ_２）ガス及び数十％のアルゴン
（Ａｒ）ガス又はクリプトン（Ｋｒ）ガスからなるレー
ザ媒質と、ネオン（Ｎｅ）ガス又はヘリウム（Ｈｅ）ガ
スからなる希釈ガスとを混合した混合ガスがチャンバ内
に注入されている。Ｆ_２レーザでは１％以下のフッ素ガ
スとネオンガス又はヘリウムガスとの混合ガスがチャン
バ内に注入されている。チャンバ内の主電極間に放電が
発生しレーザ発振が行われると、次第にチャンバ内のフ
ッ素濃度が減少する。これはフッ素の反応性が非常に高
いため、混合ガス中のフッ素が放電により生成された電
極材料等の原子・分子などと反応してフッ化物に変化す
ることに起因する。

【０００４】フッ素濃度の減少に伴い出力エネルギーは
減少し、さらにレーザパルス波形やスペクトル線幅やビ
ーム幅なども変化する。以上から、レーザ発振が線り返
されるとウェハの露光量が変化するという現象が生じ
る。フッ素濃度の減少に伴う露光量の変化を防止するた
めには、減少した分量のフッ素ガスを注入する必要があ
る。

【０００５】したがってチャンバ内のフッ素濃度測定装
置がレーザ装置に設けられていればよいが、フッ素濃度
測定装置は大がかりであり、レーザ装置に設けることは
好ましくない。したがって現状では、例えばレーザ発振
前のフッ素濃度の初期値と１０００パルス発振後のフッ
素濃度とが予め測定され、これらの値から１０００パル
ス発振する際のフッ素消費量が算出される。そして１０
００パルス発振する毎にこの算出値相当のフッ素ガスが
注入されている。しかし電極の消耗や全ガス圧力の変化
や充電電圧の変化などによって放電状態は変化し、放電
状態の変化に伴いフッ素消費量は変化する。したがって
所定量のフッ素ガスが注入されたとしても実際のフッ素
濃度は目標とする初期値と異なる場合が多く、このとき
レーザ性能を正常にコントロールすることが困難にな
る。

【０００６】そのため出力されるレーザ光によってチャ
ンバ内のフッ素濃度を測定する方法・装置が研究・開発
されており、例えば、特開2000-286495号公報（以下
「文献１」という）、特開平6-164026号公報（以下「文
献２」という）、特開平7-335961号公報（以下「文献
３」という）に関連する技術が記載されている。

【０００７】文献１の技術は、レーザパルス波形がフッ
素濃度により変化することを利用するものである。一般
にエキシマレーザにはフッ素濃度が増加すると、レーザ
パルス波形の放電開始からの時間的立ち上がりが早くな
る特性がある。その一例を図１１（ａ）に示す。これは
フッ素が増加することによってレーザ発振の利得が増加
するため、放電開始後の発振波長のエネルギーを持った
光子の増加がレーザ発振の閾値を超える時間が早くなる
ためである。文献１の技術はこの特性を利用するもので
ある。レーザ装置のモニタモジュール内にはレーザパル
ス波形を受光するバイプラナ光電管と、そのレーザパル
ス信号を検出し放電開始時間からの立ち上がり時間間隔
を計測する高速オシロスコープとが設けられている。

【０００８】文献２の技術は、レーザ光のスペクトル線
幅がフッ素濃度により変化することを利用するものであ
る。前述したように、フッ素濃度が増加することによっ
て、レーザパルスの立ち上がりが早くなる。故に放電開
始からレーザが発振開始するまでの時間間隔が短くな
る。光子の誘導放出が始まる時間を起点にしても、発振
に至るまでの所要時間は短くなる。レーザ装置において
は、レーザ媒質を封入するチャンバの両端に置かれた共
振器の間をレーザ光が往復することによってレーザ光が
増幅され出射される。その誘導放出が始まる初期に放出
された光子をレーザ光の種とすれば、その種光子が生成
されてからレーザ光が出射されるまでの時間が長ければ
長いほど、光子は共振器の間を往復している時間が長く
なり、その往復距離も長くなる。そのため、レーザパル
スの立ち上がりが早くなると、そのレーザ光が共振器間
を往復していた時間及び距離が短いということになる。
つまりフッ素濃度が増加することによって、レーザ光が
共振器間を往復する回数が少なくなる。レーザ光が共振
器間を往復する回数をラウンドトリップ数という。

【０００９】一般的に縮小露光する光がぼけないように
するために、露光用光源のスペクトル線幅やスペクトル
純度を小さくする必要がある。このことをスペクトルの
狭帯域化という。レーザ装置では、スペクトルの狭帯域
化のために角度分散素子であるプリズムや回折格子から
なる狭帯域化モジュールがレーザ共振器内に搭載されて
いる。レーザ光のラウンドトリップ数が減少すると、狭
帯域化素子を通過する回数が減少し、スペクトル線幅の
細い成分が少なくなる。つまりスペクトル線幅が太くな
る。その一例を図１１（ｂ）に示す。文献２の技術はこ
の特性を利用するものである。この装置ではスペクトル
線幅が太くなるとフッ素濃度を減少させる制御が行われ
る。

【００１０】文献３の技術は、レーザ光のビーム幅がフ
ッ素濃度により変化することを利用するものである。前
述したように、フッ素濃度が増加することによって、レ
ーザの利得が大きくなる。このため、空間的利得領域が
広がって、ビーム幅が太くなる特性がある。その一例を
図１１（ｃ）に示す。文献３の技術はこの特性を利用す
るものである。レーザ装置のモニタモジュール内にビー
ム幅を測定するためのレンズとＣＣＤが搭載されてお
り、ビーム幅が仕様範囲内に入るようにフッ素濃度を増
減する制御が行われている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】文献１の技術は高速オ
シロスコープを必要とする。高速オシロスコープは高額
であるため、これをレーザ装置に搭載するとなるとレー
ザ装置自体が非常に高額になるという問題が生じる。こ
うした問題から文献１の技術は実用的ではない。

【００１２】文献２の技術において、レーザ発振によっ
て狭帯域化モジュールに設けられたプリズムや回折格子
等は、レーザ照射やチャンバからの熱伝導等の熱負荷を
受ける。するとプリズムの屈折率が変化し、回折格子へ
のレーザ光の入射角度が変化する。狭帯域化モジュール
ではレーザ光を角度分散させて狭帯域化しているにもか
かわらず、熱負荷の影響によってレーザ光の入射角度が
変化することになる。そのためスペクトル線幅も変化す
る。つまりレーザ光のスペクトル線幅はフッ素濃度以外
の影響を受けるため、原理的にスペクトル線幅からフッ
素濃度を算出することが困難であるという問題が生じ
る。また図１１（ｂ）に示すように、チャンバの寿命が
近づくと、主電極が消耗しスペクトル線幅が太くなる。
このため長期運転におけるフッ素濃度値の安定性が悪い
という問題もある。

【００１３】文献３の技術も文献２の技術と同様に、熱
負荷の影響によって回折格子へのレーザ光の入射角度が
変化するため、チャンバ内を進行するレーザ光の光路が
変化し、その結果としてビーム幅も変化する。つまりレ
ーザ光のビーム幅はフッ素濃度以外の影響を受けるた
め、原理的にビーム幅からフッ素濃度を算出することが
困難であるという問題が生じる。また図１１（ｃ）に示
すように、チャンバの寿命が近づくと、主電極が消耗し
ビーム幅が太くなる。このため長期運転におけるフッ素
濃度値の安定性が悪いという問題もある。

【００１４】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、製造コストの上昇を抑制するとともに、チャ
ンバ内のフッ素濃度を正確に求め、混合ガスの排気及び
各種ガスの注入を的確に行うことを解決課題とするもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段、作用および効果】そこで
第１発明は、フッ素が含まれる混合ガスをチャンバに注
入してレーザ発振するガスレーザ装置において、チャン
バから出射されるレーザ光のビームダイバージェンスを
モニタするビームダイバージェンスモニタを備えたこと
を特徴とする。

【００１６】第１発明を図１、図４を用いて説明する。

【００１７】レーザ光は直進するに伴い光路と直交する
方向に広がる、いわるゆビームダイバージェンスを有す
る。ビームダイバージェンスθは、ビームダイバージェ
ンス検出器３４で検出されるビームの幅Ｗを用いて求め
ることができる。

【００１８】第１発明によれば、半導体露光装置の露光
性能に影響を及ぼすパラメータであるビームダイバージ
ェンスθを知ることができる。このため半導体露光の際
に、ビームダイバージェンスθを調整し露光性能を維持
することが可能になる。

【００１９】第２発明は、フッ素が含まれる混合ガスを
チャンバに注入してレーザ発振するガスレーザ装置にお
いて、チャンバから出射されるレーザ光のビームダイバ
ージェンスをモニタするビームダイバージェンスモニタ
と、モニタしたビームダイバージェンスを用いてチャン
バ内のフッ素濃度を求め、その結果に基づきチャンバ内
のフッ素濃度を制御するコントローラと、を備えたこと
を特徴とする。

【００２０】第３発明は、第２発明において、前記コン
トローラは、ビームダイバージェンスとチャンバ内のフ
ッ素濃度との対応関係を予め記憶し、この対応関係を用
いてモニタしたビームダイバージェンスに対応するフッ
素濃度を求め、その結果に基づきチャンバ内のフッ素濃
度が所定範囲内の値となるようにチャンバからの混合ガ
スの排気とチャンバへの各種ガスの注入とを制御するこ
とを特徴とする。

【００２１】第４発明は、第１、第２発明において、前
記ダイバージェンスモニタは、チャンバに配設された主
電極間の放電方向と同一方向のレーザ光のビームダイバ
ージェンスを検出することを特徴とする。

【００２２】第２、第３、第４発明を図１、図４、図６
を用いて説明する。

【００２３】ビームダイバージェンス検出器３４では、
放電方向のビームダイバージェンスθyが求められる。
レーザコントローラ４１では、図６で示すようなビーム
ダイバージェンスθyとフッ素濃度Ｆ_２との相関と求め
たビームダイバージェンスθyとからチャンバ１０内の
フッ素濃度Ｆ_２が求められる。さらに求めたフッ素濃度
Ｆ_２から混合ガスの排気量とハロゲンガスや希ガスや希
釈ガスの注入量が演算される。そしてガスコントローラ
４４では、混合ガスの排気動作及び各種ガスの注入動作
が制御される。

【００２４】ビームダイバージェンスθのうち、特に放
電方向のビームダイバージェンスθyは狭帯域化モジュ
ールの熱負荷の影響及び主電極の消耗の影響を受けな
い。このためレーザ発振が継続されてもフッ素濃度Ｆ_２
とビームダイバージェンスθyとの対応関係は一定であ
る。よって第３、第４、第５発明によれば、常にチャン
バ内のフッ素濃度を正確に求めることができるため、混
合ガスの排気及び各種ガスの注入を的確に行うことでき
る。

【００２５】第５発明は、第１、第２発明において、前
記ダイバージェンスモニタは、ラインセンサとラインセ
ンサにレーザ光を集光する集光レンズとを含むことを特
徴とする。

【００２６】第６発明は、第１、第２発明において、前
記ダイバージェンスモニタは、ＣＣＤカメラとＣＣＤカ
メラにレーザ光を集光する集光レンズとを含むことを特
徴とする。

【００２７】第５、第６発明はビームダイバージェンス
モニタの具体的な実施形態である。第５発明では、図４
（ａ）で示すように、集光レンズ３５の焦点距離ｆの位
置にラインセンサ３６が配設される。第６発明では、図
４（ｂ）で示すように、集光レンズ３５の焦点距離ｆの
位置にＣＣＤカメラ３７が配設される。ラインセンサ３
６で検出されるビームの幅Ｗyは２ｆ・tanθyとなる。
したがって縦方向のビームダイバージェンスθyは、θy
＝arctan（Ｗy／２ｆ）によって求められる。集光レン
ズ３５、ラインセンサ３６、ＣＣＤカメラ３７は比較的
安価であるため、製造コストを低減させることができ
る。

【００２８】第７発明は、チャンバから出射されるレー
ザ光のビームダイバージェンスをモニタするビームダイ
バージェンスモニタ工程と、レーザ光のビームダイバー
ジェンスを用いてチャンバ内のフッ素濃度を求め、チャ
ンバ内のフッ素濃度を所定範囲内の値とするために必要
な混合ガスの排気量と各種ガスの注入量とを演算する演
算工程と、演算結果に基づき混合ガスの排気と各種ガス
の注入を制御するガス制御工程と、を含むことを特徴と
する。

【００２９】ビームダイバージェンス検出器３４では、
放電方向のビームダイバージェンスθyが求められる。
レーザコントローラ４１では、図６で示すようなビーム
ダイバージェンスθyとフッ素濃度Ｆ_２との相関と求め
たビームダイバージェンスθyとからチャンバ１０内の
フッ素濃度Ｆ_２が求められる。さらに求めたフッ素濃度
Ｆ_２から混合ガスの排気量とハロゲンガスや希ガスや希
釈ガスの注入量が演算される。そしてガスコントローラ
４４では、混合ガスの排気動作及び各種ガスの注入動作
が制御される。

【００３０】ビームダイバージェンスθのうち、特に放
電方向のビームダイバージェンスθyは狭帯域化モジュ
ールの熱負荷の影響及び主電極の消耗の影響を受けな
い。このためレーザ発振が継続されてもフッ素濃度Ｆ_２
とビームダイバージェンスθyとの対応関係は一定であ
る。よって第７発明によれば、常にチャンバ内のフッ素
濃度を正確に求めることができるため、混合ガスの排気
及び各種ガスの注入を的確に行うことできる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００３２】レーザ光は直進するに伴い光路と直交する
方向に広がる、いわるゆビームダイバージェンスを有す
る。本発明はこの性質を利用するものであり、ビームダ
イバージェンスとして、アウトプットカプラ（フロント
ミラー）の出射側におけるビームダイバージェンスθを
求めるものである。またその値に基づいてチャンバ内の
フッ素濃度Ｆ_２を求めるものである。また求めたフッ素
濃度Ｆ_２からチャンバ内のフッ素濃度Ｆ_２が所定の濃度
範囲内の値になるようにガスを制御するものである。な
お以下の説明で用いる縦方向とは、主電極の放電方向の
ことをいい、横方向とは、縦方向及びレーザ光の光路と
直交する方向のことをいう。

【００３３】図１は本発明に係わるレーザ装置の構成を
示すブロック図である。また図２（ａ）はレーザ装置に
おける各光学装置の上面図であり、図２（ｂ）はレーザ
装置における各光学装置の側面図である。

【００３４】図１で示すように、レーザ装置は、チャン
バ１０と、スリット１５、１６と、アウトプットカプラ
（フロントミラー）１７と、狭帯域化モジュール２０
と、モニタモジュール３０と、レーザコントローラ４１
と、圧力センサ４２と、放電電源（パルスパワーモジュ
ール）４３と、ガスコントローラ４４と、ハロゲンガス
ボンベ４５と、希ガスボンベ４６と、希釈ガスボンベ４
７とを有する。

【００３５】チャンバ１０の内部には主電極１１のカソ
ード及び主電極１２のアノードが設けられており、レー
ザ光が出射される後方の部位にはブリュースタウィンド
ウ１３が設けられ、前方の部位にはブリュースタウィン
ドウ１４が設けられている。またチャンバ１０の内部に
は混合ガスが所定のガス圧力Ｐｔで注入される。ＫｒＦ
レーザならば混合ガスはＦ_２、Ｋｒ、Ｎｅからなり、Ａ
ｒＦレーザならば混合ガスはＦ_２、Ａｒ、Ｘｅ、Ｎｅか
らなり、Ｆ_２レーザならば混合ガスはＦ_２、Ｈｅ又はＮ
ｅからなる。

【００３６】ブリュースタウィンドウ１３側の光路には
スリット１５及び狭帯域化モジュール２０が設けられて
おり、ブリュースタウィンドウ１４側の光路にはスリッ
ト１６及びアウトプットカプラ１７、モニタモジュール
３０が設けられている。チャンバ１０で発生したレーザ
光は狭帯域化モジュール２０とアウトプットカプラ１７
との間を共振することで増幅された後、アウトプットカ
プラ１７側を通過しモニタモジュール３０側へ出射され
る。

【００３７】図３（ａ）、（ｂ）はスリット１５（及び
１６）の構造を説明するための図である。以下スリット
１５を代表して説明する。

【００３８】スリット１５は縦スリット１５ａ及び横ス
リット１５ｂの機能を有する。図３（ａ）で示すよう
に、縦スリット１５ａは主電極１１、１２の放電部、す
なわちビームを縦方向（放電方向に平行な方向）に対し
て垂直に切り出す形状であり、図３（ｂ）で示すよう
に、横スリット１５ｂは主電極１１、１２の放電部、す
なわちビームを横方向（放電方向に垂直な方向）に対し
て垂直に切り出す形状である。なお縦方向のビームダイ
バージェンスθyは縦スリット１５ａによって決まる。

【００３９】図２（ａ）、（ｂ）で示すように、狭帯域
化モジュール２０は、プリズム２１、２２と回折格子２
３を有する。プリズム２１、２２はレーザ光を横方向に
拡大するように配設され、回折格子２３は拡大されたレ
ーザ光を角度分散し、所定波長のレーザ光のみをプリズ
ム２２に戻すように配設される。狭帯域化モジュール２
０によれば、レーザ光のスペクトルが狭帯域化される。

【００４０】図１で示すように、モニタモジュール３０
には、ビームスプリッタ３１ａ〜３１ｄと、出力検出器
３２と、スペクトル線幅・中心波長検出器３３と、ビー
ムダイバージェンス検出器３４が設けられている。アウ
トプットカプラ１７を通過したレーザ光は、ビームスプ
リッタ３１ａによってビームスプリッタ３１ｂ側へ反射
されるレーザ光と図示しない半導体露光機側へ出射され
るレーザ光とに分けられる。ビームスプリッタ３１ａに
反射されたレーザ光は、ビームスプリッタ３１ｂによっ
てビームスプリッタ３１ｃ側へ出射されるレーザ光と出
力検出器３２側へ反射されるレーザ光とに分けられる。
ビームスプリッタ３１ｂから出射されたレーザ光は、ビ
ームスプリッタ３１ｃによってビームスプリッタ３１ｄ
側へ出射されるレーザ光とスペクトル線幅・中心波長検
出器３３側へ反射されるレーザ光とに分けられる。ビー
ムスプリッタ３１ｃから出射されたレーザ光は、ビーム
スプリッタ３１ｄによってビームダイバージェンス検出
器３４側へ反射される。出力検出器３２ではレーザ光の
出力エネルギーＥが検出される。スペクトル線幅・中心
波長検出器３３ではレーザ光のスペクトル線幅Δλ及び
中心波長λ0が検出される。ビームダイバージェンス検
出器３４ではビームダイバージェンスθが検出される。
ビームダイバージェンス検出器３４の構成については後
述する。

【００４１】レーザコントローラ４１には、モニタモジ
ュール３０で検出された出力エネルギーＥと、スペクト
ル線幅Δλと、中心波長λ0と、ビームダイバージェン
スθとが入力され、圧力センサ４２で検出されたチャン
バ１０内のガス圧力Ｐｔが入力される。また図６で示す
ようなビームダイバージェンスθとフッ素濃度Ｆ_２の対
応関係が記憶されており、入力されたビームダイバージ
ェンスθに対応するフッ素濃度Ｆ_２が特定される。さら
にフッ素濃度Ｆ_２が所定範囲内の値となるように、混合
ガスの排気量及び各種ガスの注入量が演算される。その
演算結果はガス制御指令Ｉとしてガスコントローラ４４
に出力される。また必要な充電電圧Ｖが演算される。そ
の演算結果は指令充電電圧Ｖiとして放電電源４３に出
力される。

【００４２】放電電源４３は、チャンバ１０内の主電極
１１、１２に電気的に接続されている。放電電源４３に
よって主電極１１、１２間にはパルスの高電圧が印加さ
れ放電が発生する。主電極１１、１２間の放電によって
チャンバ１０内のガスが励起され、レーザ光が発生す
る。

【００４３】ガスコントローラ４４はガス制御指令Ｉに
基づき、チャンバ１０からの混合ガスの排気動作及びハ
ロゲンガスボンベ４５、希ガスボンベ４６、希釈ガスボ
ンベ４７からチャンバ１０への各種ガスの注入動作を制
御する。ハロゲンガスボンベ４５にはフッ素ガスが封入
され、希ガスボンベ４６にはクリプトンガス又はアルゴ
ンガス及びキセノンガスが封入され、希釈ガスボンベ４
７にはネオンガス又はヘリウムガスが封入されている。
ガスコントローラ４４による混合ガスの排気及び各種ガ
スの注入はレーザ発振中であっても可能である。

【００４４】本実施形態では、モニタモジュール３０内
にビームダイバージェンス検出器３４を搭載し、縦方向
のビームダイバージェンスθyを求めるようにしてい
る。狭帯域化モジュール２０内の光学素子の熱負荷の影
響は、横方向のビーム角度に影響を与えるが、縦方向の
角度分散には影響しない。したがって狭帯域化モジュー
ル２０の熱負荷の影響によって横方向のビームダイバー
ジェンスθxが変化するのに対し、縦方向のビームダイ
バージェンスθyは変化しない。よって縦方向のビーム
ダイバージェンスθyはほぼフッ素濃度Ｆ_２の変化のみ
によって変化するものと考えられる。図４〜図６を用い
てダイバージェンス検出器３４の構成及びビームダイバ
ージェンスθyとフッ素濃度Ｆ_２との関係について説明
する。

【００４５】図４（ａ）、（ｂ）はビームダイバージェ
ンス検出器３４の一例を示す図である。

【００４６】図４（ａ）に示すように、ビームダイバー
ジェンス検出器３４には集光レンズ３５とラインセンサ
３６とが設けられている。ラインセンサ３６は集光レン
ズ３５の焦点距離ｆの位置に縦方向（放電方向に平行な
方向）と平行となるように配設されている。ビームダイ
バージェンス検出器３４に入射されたレーザ光は、集光
レンズ３５によってラインセンサ３６に集光される。ビ
ームダイバージェンスがない場合、すなわちレーザ光の
広がりがない場合は、ラインセンサ３６上で点状のビー
ムが検出される。ビームダイバージェンスがある場合、
すなわちレーザ光の広がりがある場合は、ラインセンサ
３６上でビームが検出される。このビームの幅Ｗyは２
ｆ・tanθyとなる。したがって縦方向のビームダイバー
ジェンスθyは、θy＝arctan（Ｗy／２ｆ）によって求
められる。なおビームの幅Ｗyの基準として、例えば半
値全幅または１／ｅ2幅を用いてもよい。

【００４７】また図４（ｂ）に示すように、ラインセン
サ３６に代わりＣＣＤカメラ３７を配設してもよい。ラ
インセンサ３６では一次元のビームの幅Ｗyが計測され
るのに対し、ＣＣＤカメラ３７では二次元のビームの幅
Ｗx、Ｗyが計測される。したがってＣＣＤカメラ３７に
よれば、縦方向のビームダイバージェンスθy及び横方
向（放電方向に垂直な方向）のビームダイバージェンス
θxを求めることができる。

【００４８】集光レンズ３５やラインセンサ３６やＣＣ
Ｄカメラ３７としては一般的に使用されている安価なも
のを用いることができる。但し耐久性を考慮し、各光学
素子の母材には合成石英が使用され、特にＦ_２レーザの
場合はフッ化カルシウムが使用される必要がある。

【００４９】ところで図５（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ビームダイバージェンス検出器３４は従来のビーム
プロファイル検出器３４′と構成要素が同一である。し
かし両者は各構成要素の配置に差異がある。そこでビー
ムダイバージェンス検出器３４とビームプロファイル検
出器３４′の差異について説明する。

【００５０】図５（ａ）はビームプロファイル検出器３
４′の配置を示す図であり、図５（ｂ）はビームダイバ
ージェンス検出器３４の配置を示す図である。

【００５１】図５（ａ）に示すビームプロファイル検出
器３４′は、例えばアウトプットカプラ１７′上のビー
ムプロファイルを集光レンズ３５′を使ってラインセン
サ３６′上に転写するものである。ビームプロファイル
の像がぼけることなくラインセンサ３６′上に転写され
るには、（ｆl／Ｘ1）＋（ｆ2／Ｘ2）＝１という関係が
成立するようにアウトプットカプラ１７′と集光レンズ
３５′とラインセンサ３６′とを配設しなければならな
い。ここでf1、f2は集光レンズ３５′の焦点距離を示
し、Ｘ1、Ｘ2は集光レンズ３５′からアウトプットカプ
ラ１７′及びラインセンサ３６′までの距離を示す。こ
のようにビームプロファイル検出器３４′は像を転写す
るだけのものであるため、ビームダイバージェンスθを
求めることはできない。

【００５２】図５（ｂ）に示すビームダイバージエンス
検出器３４は、前述したように、集光レンズ３５とライ
ンセンサ３６との間隔が集光レンズ３５の焦点距離ｆに
なるように配設されている。ビームダイバージエンス検
出器３４は、ビーム幅を求めることはできないものの、
ビームダイバージェンスθを求めることはできる。

【００５３】図６は縦方向のビームダイバージェンスθ
yとフッ素濃度Ｆ_２との対応関係を示す図である。

【００５４】ビームダイバージェンスθyは共振器長が
長いほど小さくなる。そのためビームダイバージェンス
θyは次の２つの要因によって決定されるといえる。第
１の要因は、レーザ共振器の両端に設けられた２枚のス
リット間隔である。スリット間隔が長いほど共振器長が
長くなるためである。第２の要因は、２枚のスリット間
におけるレーザ光の往復回数、すなわちラウンドトリッ
プ数である。ラウンドトリップ数が多くなることによっ
て光学的な共振器長が長くなるためである。レーザ光の
ラウンドトリップ数が多いほどビームダイバージェンス
θyは小さくなる。

【００５５】また前述の通りフッ素濃度Ｆ_２が増加する
とラウンドトリップ数は減少する。したがってフッ素濃
度Ｆ_２が増加するとビームダイバージェンスθyが大き
くなるという特性が得られる。その一例を図６に示す。
図６に示すように、ビームダイバージェンスθyとフッ
素濃度Ｆ_２とは比例関係にあるため、ビームダイバージ
ェンスθyを検出することによってフッ素濃度Ｆ_２を求
めることができる。

【００５６】さらに図６に示すように、チャンバ寿命に
近づいても、ビームダイバージェンスθyとフッ素濃度
Ｆ_２の依存性は変化しなことが分かった。これは縦方向
のビームダイバージェンスθyはビーム幅といったビー
ム形状の影響を受けないためである。したがってレーザ
装置を長期運転して主電極１１、１２が消耗したとして
も、フッ素濃度Ｆ_２を正確に求めることができる。

【００５７】ただし縦方向のビームダイバージェンスθ
yは、フッ素濃度Ｆ_２以外に、ガス圧力Ｐtや充電電圧Ｖ
によっても、僅かながら影響を受ける。これはガス圧力
Ｐtや充電電圧Ｖの増減によって放電の利得が変化し、
レーザの立ち上がりが変化するためである。このためガ
ス圧力Ｐt、充電電圧Ｖ、フッ素濃度Ｆ_２の様々な組み
合わせに対して縦方向のビームダイバージェンスθyの
値を予め求めておき、これらの値をマトリックスとして
記憶し、実際の演算時にガス圧力Ｐt、充電電圧Ｖ、ビ
ームダイバージェンスθyをパラメータとして、マトリ
ックスからフッ素濃度Ｆ_２を求めることがより望まし
い。この演算されたフッ素濃度Ｆ_２によって初期状態か
らのフッ素の変位量を演算し、その変位分を補償するよ
うに混合ガスの排気と各種ガスの注入とを行う。

【００５８】ラインセンサ３６やＣＣＤカメラ３７は実
際のレーザ装置でも使用されている。これらの光学素子
は比較的安価で実用的であり、耐久性もよい。また図６
に示すように、狭帯域化モジュール内の光学素子の熱負
荷の影響は横方向のビーム角度に影響を与えるが、縦方
向への角度分散には影響しない。そのため、問題であっ
た光学素子の熱負荷の影響も少なく、スペクトルに対し
ても独立で検出できるため、耐久性良く安定して動作さ
せることが可能となる。

【００５９】つぎに図７〜１０を用いてレーザ装置の制
御工程について説明する。

【００６０】半導体露光装置にレーザ装置を接続してウ
ェハの露光を行う場合は、レーザ装置は出力エネルギー
Ｅを一定に保ついわゆるパワーロックモードで動作され
る。このような状態で数Mpls以上のレーザ発振が行われ
ると、チャンバ１０内の物質や放電生成物とハロゲンガ
ス（フッ素や塩素）とが反応し、ハロゲンガス自体が減
少する。またチャンバ１０内には不純物が発生する。こ
のため何らガス制御及び電圧制御が行われない場合は、
チャンバ１０内のガス組成が初期状態と比べて変化し、
出力エネルギーＥが低下する。

【００６１】従来のレーザ装置では、低下する出力エネ
ルギーＥを補償してパワーロックするために、ハロゲン
ガスを注入したり、モニタモジュール３０でモニタした
出力エネルギーＥに基づいて、チャンバ１０内のガス圧
力Ｐｔの制御（主に増加）や、充電電圧Ｖの制御が行わ
れている。またチャンバ１０内の混合ガスを一部だけ交
換して、混合ガスの一部をフレッシュな状態に戻すガス
制御が行われている。本発明のレーザ装置はこのガス制
御の中で、ビームダイバージェンス検出器３４を利用し
て、最新のフッ素濃度Ｆ_２を求め、混合ガスの排気及び
各種ガスの注入を行うようにするものである。

【００６２】図７、８を用いてレーザ装置の制御例につ
いて説明する。

【００６３】図７はガス制御の一例を示すフローチャー
トである。

【００６４】ガス交換直後のレーザ発振初期において、
チャンバ１０内のフッ素濃度Ｆ_２がビームダイバージェ
ンス検出器３４で求められ、この値が基準値Ｆ_２（０）
として設定されるとともに、この基準値Ｆ_２（０）に対
してガス制御が必要となるフッ素の変位量Ｆが設定され
る（ステップ７０１〜７０３）。レーザ発振中に規定シ
ョット数（例えば時刻ｔlにおけるショット数）に到達
した時点で、モニタモジュール３０にてレーザ光の縦方
向のビームダイバージェンスθyと、チャンバ１０内の
ガス圧力Ｐtと、充電電圧Ｖとが検出される（ステップ
７０４の判断ＹＥＳ、７０５）。

【００６５】検出されたビームダイバージェンスθy
と、ガス圧力Ｐtと、充電電圧Ｖとを用いて、記憶され
ているマトリックスより対応するフッ素濃度Ｆ_２が求め
られる（ステップ７０６）。さらにフッ素濃度Ｆ_２と基
準値Ｆ_２（０）との変位量ΔＦが求められる（ステップ
７０７）。変位量ΔＦが所定範囲外（｜ΔＦ｜＞Ｆ）で
ある場合は、後述する混合ガスの排気及び各種ガスの注
入が必要である（ステップ７０８の判断ＹＥＳ）。変位
量ΔＦが所定範囲内（｜ΔＦ｜≦Ｆ）である場合は、次
の規定ショット数（例えば時刻ｔ2におけるショット
数）に到達するまでレーザ発振が継続される（ステップ
７０８の判断ＮＯ）。

【００６６】混合ガスの排気及び各種ガスの注入を行う
際には、フッ素濃度Ｆ_２の増減が判断される（ステップ
７０９）。変位量ΔＦがプラスの場合、すなわちフッ素
濃度Ｆ_２が減少している場合は、ガス圧力Ｐtを変えず
にフッ素濃度Ｆ_２を基準値Ｆ _２（０）まで増加すべく、
チャンバ１０からの混合ガスの排気量Ｐoutと、ハロゲ
ンガスボンベ４５からのフッ素ガスの注入量Ｐfinが演
算される（ステップ７１０）。変位量ΔＦがマイナスの
場合、すなわちフッ素濃度Ｆ_２が増加している場合は、
ガス圧力Ｐtを変えずにフッ素濃度Ｆ_２を基準値Ｆ
_２（０）まで減少すべく、チャンバ１０からの混合ガス
の排気量Ｐoutと希釈ガスボンベ４７からの希釈ガスの
注入量Ｐbinが演算される（ステップ７１１）。

【００６７】演算された混合ガスの排気量Ｐout及びフ
ッ素ガスの注入量Ｐfin又は希釈ガスの注入量Ｐbinに基
づき、ガスコントローラ４４によってチャンバ１０から
のガスの排気動作及び各ガスボンベ４５〜４７からのガ
スの注入動作が制御され、再度フッ素濃度Ｆ_２を求める
ステップ７０５以降の処理が行われる（ステップ７１
２）。

【００６８】本発明のレーザ装置では、図７に示すよう
なガス制御の他に、ガス圧力制御と充電電圧制御とが行
われている。これら各制御のタイミングについて図８を
用いて説明する。

【００６９】図８（ａ）は出力エネルギーＥのタイミン
グチャートであり、図８（ｂ）は充電電圧Ｖのタイミン
グチャートであり、図８（ｃ）はチャンバ１０内のガス
圧力Ｐtのタイミングチャートであり、図８（ｄ）はチ
ャンバ１０内のフッ素濃度Ｆ _２のタイミングチャートで
ある。

【００７０】図８（ｂ）に示すように、出力エネルギー
Ｅが一定値Ｅcになるように、レーザコントローラ４１
から出力される指令充電電圧Ｖiに基づき放電電源４３
によって充電電圧Ｖがパルス毎に制御されている。ここ
では充電電圧Ｖは予め設定された目標電圧Ｖtargetとな
るように制御されている。

【００７１】時刻ｔ1において、規定ショット数に達し
たものとし、図７のステップ７０４以降に示すガス制御
が行われる。

【００７２】時刻ｔ2において、チャンバ１０内のガス
等の劣化により、パルス毎の充電電圧制御及びガス制御
のみでは出力エネルギーＥを一定値Ｅcに保つことがで
きなくなる。そこで出力エネルギーを一定に保つため
に、ガス圧力Ｐtが増加される。これはガス圧力Ｐtを増
加させることによって出力エネルギーＥが増加するため
である。

【００７３】時刻ｔ3において、ガス圧力Ｐtが上限値Ｐ
maxに到達すると、もはやガス圧力Ｐtの増加によって出
力エネルギーＥの減少を補償することができなくなる。
そこで出力エネルギーを一定に保つために、充電電圧Ｖ
が目標電圧Ｖtarget以上となるように制御される。

【００７４】時刻ｔ4において、充電電圧Ｖが上限値Ｖm
axに到達すると、もはや出力エネルギーＥの減少を補償
することができなくなる。この時点がレーザガスの寿命
とみなされ、チャンバ１０内の全ガス交換が行われる。

【００７５】つぎに図９、１０を用いてレーザ装置の他
の制御例について説明する。

【００７６】図７、８で示す制御例は、フッ素濃度の基
準値Ｆ_２（０）が一定とされ、フッ素濃度Ｆ_２が一定の
基準値Ｆ_２（０）となるように混合ガスの排気及び各種
ガスの注入が行われるのに対し、図９、１０で示す制御
例は、出力エネルギーＥの低下を抑制するためにフッ素
濃度の基準値Ｆ_２（Ｎ）が可変とされ、フッ素濃度Ｆ _２
が最新の基準値Ｆ_２（Ｎ）となるように混合ガスの排気
及び各種ガスの注入が制御される。但し半導体露光装置
側から要求される各光学性能がスペックアウトにならな
いようにフッ素濃度Ｆ_２が取りうる範囲が設定される。
その設定範囲の上限値をＦ_２maxとし、フッ素濃度Ｆ_２
が上限値Ｆ_２maxを超えないようにガス制御が行われ
る。フッ素濃度Ｆ_２を増加させた場合は出力エネルギー
Ｅが増加する。フッ素濃度の基準値Ｆ_２（Ｎ）を増加さ
せることによって、フッ素濃度Ｆ_２が増加するようにガ
ス制御が行われるため、出力エネルギーＥの減少を補償
することができる。したがって、図７、８で示す制御例
よりもさらにガス全体の寿命を延ばすことができる。

【００７７】ここでは、ガス圧力Ｐtの増加を抑えるた
めに、ガス圧力の判断値をＰt（１）、Ｐt（２）、Ｐt
（３）、…と予め設定しておき、ガス圧力Ｐtが各判断
値に到達したら、フッ素濃度の基準値をＦ_２（Ｎ）＋ｋ
（Ｎ）まで増加させる。この増加係数ｋ（Ｎ）はそのレ
ーザ装置の特性に最適な値とする。

【００７８】図９は他のガス制御の一例を示すフローチ
ャートである。

【００７９】図９で示すステップ９０１〜９０９は図７
で示すステップ７０１〜７０９とほぼ同じであるためそ
の説明を省略し、異なる部分を説明する。但しステップ
９０２では、チャンバ１０内のフッ素濃度Ｆ_２がビーム
ダイバージェンス検出器３４で求められ、この値が基準
値Ｆ_２（０）として設定される。また基準値Ｆ_２（０）
に対してガス制御が必要となるフッ素の変位量Ｆと、Ｎ
の初期値０が設定される。

【００８０】ステップ９０７で演算されたフッ素の変位
量ΔＦがプラスであり、かつガス圧力Ｐt≦Ｐt（Ｎ＋
１）の場合（ステップ９０９の判断ＹＥＳ、ステップ９
１０の判断ＮＯ）は、フッ素濃度Ｆ_２を基準値Ｆ
_２（Ｎ）まで増加すべく、チャンバ１０からの混合ガス
の排気量Ｐoutとハロゲンガスボンベ４５からのフッ素
ガスの注入量Ｐfinが演算される（ステップ９２１）。

【００８１】ステップ９０７で演算されたフッ素の変位
量ΔＦがプラスであり、かつガス圧力Ｐt＞Ｐt（Ｎ＋
１）の場合（ステップ９０９の判断ＹＥＳ、ステップ９
１０の判断ＹＥＳ）は、ガス圧力Ｐtの増加を抑えるた
めに、フッ素濃度の基準値をＦ _２（Ｎ＋１）＝Ｆ
_２（Ｎ）＋ｋ（Ｎ）とし（ステップ９１２）、フッ素濃
度Ｆ_２を基準値Ｆ_２（Ｎ＋１）まで増加すべく、チャン
バ１０からの混合ガスの排気量Ｐoutとハロゲンガスボ
ンベ４５からのフッ素ガスの注入量Ｐfinが演算される
（ステップ９１３）。またＮ＋１がＮとされ、新たな基
準値Ｆ_２（Ｎ）が設定される（ステップ９１４）。

【００８２】ステップ９０７で演算されたフッ素の変位
量ΔＦがマイナスであり、かつガス圧力Ｐt≦Ｐt（Ｎ＋
１）の場合（ステップ９０９の判断ＮＯ、ステップ９２
０の判断ＮＯ）は、フッ素濃度Ｆ_２を基準値Ｆ_２（Ｎ）
まで減少すべく、チャンバ１０からの混合ガスの排気量
Ｐoutと希釈ガスボンベ４７からの希釈ガスの注入量Ｐb
inが演算される（ステップ９１１）。

【００８３】ステップ９０７で演算されたフッ素の変位
量ΔＦがマイナスであり、かつガス圧力Ｐt＞Ｐt（Ｎ＋
１）の場合（ステップ９０９の判断ＮＯ、ステップ９２
０の判断ＹＥＳ）は、ガス圧力Ｐtの増加を抑えるため
に、フッ素濃度の基準値Ｆ_２（Ｎ＋１）＝Ｆ_２（Ｎ）＋
ｋ（Ｎ）とし（ステップ９２２）、フッ素濃度Ｆ_２を基
準値Ｆ_２（Ｎ＋１）まで減少すべく、チャンバ１０から
の混合ガスの排気量Ｐoutと希釈ガスボンベ４７からの
希釈ガスの注入量Ｐbinが演算される（ステップ９２
３）。またＮ＋１がＮとされ、新たな基準値Ｆ_２（Ｎ）
が設定される（ステップ９２４）。

【００８４】演算された混合ガスの排気量Ｐout及びフ
ッ素ガスの注入量Ｐfin又は希釈ガスの注入量Ｐbinに基
づき、ガスコントローラ４４によってチャンバ１０から
のガスの排気動作及び各ガスボンベ４５〜４７からのガ
スの注入動作が制御される（ステップ９３０）。そして
フッ素濃度Ｆ_２が上限値Ｆ_２max以下ならば、再度フッ
素濃度Ｆ_２を求めるステップ９０５以降の処理が行われ
る（ステップ９３１の判断ＮＯ）。一方フッ素濃度Ｆ_２
が上限値Ｆ_２maxより大きければ、基準値Ｆ_２（Ｎ）と
してＦ_２maxが設定され（ステップ９３２）、図７に示
すステップ７０５以降の処理に移行するようにする（ス
テップ９３３）。

【００８５】本発明のレーザ装置では、図９に示すよう
なガス制御の他に、ガス圧力制御と充電電圧制御とが行
われている。これら各制御のタイミングについて図１０
を用いて説明する。

【００８６】図１０（ａ）は出力エネルギーＥのタイミ
ングチャートであり、図１０（ｂ）は充電電圧Ｖのタイ
ミングチャートであり、図１０（ｃ）はチャンバ１０内
のガス圧力Ｐtのタイミングチャートであり、図１０
（ｄ）はチャンバ１０内のフッ素濃度Ｆ_２のタイミング
チャートである。

【００８７】図１０（ａ）に示すように、出力エネルギ
ーＥが一定値Ｅcになるように、レーザコントローラ４
１から出力される指令充電電圧Ｖiに基づき放電電源４
３によって充電電圧Ｖがパルス毎に制御されている。こ
こでは充電電圧Ｖは予め設定された目標電圧Ｖtargetと
なるように制御されている。

【００８８】時刻ｔ1、ｔ2において、図９のステップ９
０４以降に示すガス制御が行われる。

【００８９】時刻ｔ3において、ガス圧力Ｐtが判断値Ｐ
t（１）に達する。するとガス圧力Ｐtの増加を抑えるた
めに、フッ素濃度Ｆ_２の基準値がＦ_２（０）からＦ
_２（１）に変更され、フッ素濃度Ｆ_２がＦ_２（１）とな
るように混合ガスの排気動作及び各種ガスの注入動作が
ガスコントローラ４４によって制御される。

【００９０】時刻ｔ4において、ガス圧力Ｐtが判断値Ｐ
t（２）に達する。するとガス圧力Ｐtの増加を抑えるた
めに、フッ素濃度Ｆ_２の基準値がＦ_２（１）からＦ
_２（２）に変更され、フッ素濃度Ｆ_２がＦ_２（２）とな
るように混合ガスの排気動作及び各種ガスの注入動作が
ガスコントローラ４４によって制御される。

【００９１】時刻ｔ5において、ガス圧力Ｐtが判断値Ｐ
t（３）に達する。するとガス圧力Ｐtの増加を抑えるた
めに、フッ素濃度Ｆ_２の基準値がＦ_２（２）からＦ
_２（３）に変更され、フッ素濃度Ｆ_２がＦ_２（３）とな
るように混合ガスの排気動作及び各種ガスの注入動作が
ガスコントローラ４４によって制御される。

【００９２】時刻ｔ6において、ガス圧力Ｐtが上限値Ｐ
maxに到達すると、もはやガス圧力Ｐtの増加及びフッ素
濃度の基準値Ｆ_２（３）の増加によって出力エネルギー
Ｅの減少を補償することができなくなる。そこで出力エ
ネルギーの減少を補償するために、充電電圧Ｖが目標電
圧Ｖtarget以上となるように制御される。

【００９３】時刻ｔ7において、充電電圧Ｖが上限値Ｖm
axに到達すると、もはや出力エネルギーＥの減少を補償
することができなくなる。この時点がレーザガスの寿命
とみなされ、チャンバ１０内の全ガス交換が行われる。

【００９４】なお本実施例では、狭帯域化モジュールを
備えたレーザ装置に関して述べたが、本発明は数個のプ
リズムなどの角度分散素子からなるラインセレクトモジ
ュールを備えたラインセレクトＦ_２レーザや、狭帯域化
しないフリーランニングレーザにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係わるレーザ装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】図２（ａ）はレーザ装置における各光学装置の
上面図であり、図２（ｂ）はレーザ装置における各光学
装置の側面図である。

【図３】図３（ａ）、（ｂ）はスリット１５（及び１
６）の構造を説明するための図である。

【図４】図４（ａ）、（ｂ）はビームダイバージェンス
検出器３４の一例を示す図である。

【図５】図５（ａ）はビームプロファイル検出器３４′
の配置を示す図であり、図５（ｂ）はビームダイバージ
ェンス検出器３４の配置を示す図である。

【図６】図６は縦方向のビームダイバージェンスθyと
フッ素濃度Ｆ_２との対応関係を示す図である。

【図７】図７はガス制御の一例を示すフローチャートで
ある。

【図８】図８（ａ）は出力エネルギーＥのタイミングチ
ャートであり、図８（ｂ）は充電電圧Ｖのタイミングチ
ャートであり、図８（ｃ）はチャンバ１０内のガス圧力
Ｐtのタイミングチャートであり、図８（ｄ）はチャン
バ１０内のフッ素濃度Ｆ _２のタイミングチャートであ
る。

【図９】図９は他のガス制御の一例を示すフローチャー
トである。

【図１０】図１０（ａ）は出力エネルギーＥのタイミン
グチャートであり、図１０（ｂ）は充電電圧Ｖのタイミ
ングチャートであり、図１０（ｃ）はチャンバ１０内の
ガス圧力Ｐtのタイミングチャートであり、図１０
（ｄ）はチャンバ１０内のフッ素濃度Ｆ_２のタイミング
チャートである。

【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は従来技術を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０チャンバ３０モニタモジュール３４ビームダイバージェンス検出器４１レーザ
コントローラ４４ガスコントローラ４５ハロゲンガスボンベ４６希ガスボンベ４７希釈ガスボンベ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ素が含まれる混合ガスをチャンバ
に注入してレーザ発振するガスレーザ装置において、チャンバから出射されるレーザ光のビームダイバージェ
ンスをモニタするビームダイバージェンスモニタを備え
たことを特徴とするガスレーザ装置。
【請求項２】フッ素が含まれる混合ガスをチャンバ
に注入してレーザ発振するガスレーザ装置において、チャンバから出射されるレーザ光のビームダイバージェ
ンスをモニタするビームダイバージェンスモニタと、モニタしたビームダイバージェンスを用いてチャンバ内
のフッ素濃度を求め、その結果に基づきチャンバ内のフ
ッ素濃度を制御するコントローラと、を備えたことを特
徴とするガスレーザ装置。
【請求項３】前記コントローラは、ビームダイバー
ジェンスとチャンバ内のフッ素濃度との対応関係を予め
記憶し、この対応関係を用いてモニタしたビームダイバ
ージェンスに対応するフッ素濃度を求め、その結果に基
づきチャンバ内のフッ素濃度が所定範囲内の値となるよ
うにチャンバからの混合ガスの排気とチャンバへの各種
ガスの注入とを制御することを特徴とする請求項２記載
のガスレーザ装置。
【請求項４】前記ダイバージェンスモニタは、チャ
ンバに配設された主電極間の放電方向と同一方向のレー
ザ光のビームダイバージェンスを検出することを特徴と
する請求項１、２記載のガスレーザ装置。
【請求項５】前記ダイバージェンスモニタは、ライ
ンセンサとラインセンサにレーザ光を集光する集光レン
ズとを含むことを特徴とする請求項１、２記載のガスレ
ーザ装置。
【請求項６】前記ダイバージェンスモニタは、ＣＣ
ＤカメラとＣＣＤカメラにレーザ光を集光する集光レン
ズとを含むことを特徴とする請求項１、２記載のガスレ
ーザ装置。
【請求項７】チャンバから出射されるレーザ光のビ
ームダイバージェンスをモニタするビームダイバージェ
ンスモニタ工程と、レーザ光のビームダイバージェンスを用いてチャンバ内
のフッ素濃度を求め、チャンバ内のフッ素濃度を所定範
囲内の値とするために必要な混合ガスの排気量と各種ガ
スの注入量とを演算する演算工程と、演算結果に基づき混合ガスの排気と各種ガスの注入を制
御するガス制御工程と、を含むことを特徴とするガスレ
ーザ装置のフッ素濃度制御方法。