JP2003249435A - 半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】波長チャープを減少させるとともに出力レーザ
光のエネルギーのばらつきσＥを少なくして、バースト
モード運転時における発振波長を安定化させるとともに
均一な露光を実現できるようにする。 【解決手段】主放電電極１４、１５に印加する電圧ＨＶ
を、波長チャープが減少する程度まで低下させるととも
に、両主放電電極１４、１５の少なくとも一方の主放電
電極の少なくともその放電面に、コーティング処理が施
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造用の縮
小投影型露光装置（ステッパ）の光源として使用される
半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置に関する。

【従来の技術及び発明が解決する課題】１）半導体露光
光源用狭帯域エキシマレーザ装置では、露光装置内のレ
ンズ光学系の収差による露光不具合を防止するために、
露光光源であるエキシマレーザ光を狭帯域化した上で、
発振中心波長を目標波長に長期安定的に発振させるとと
もに、発振スペクトル幅Δλを所定の範囲内に収める必
要がある（発振波長および発振スペクトル幅の制御）。 ２）また半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置で
は、均一な露光を実現するために、半導体ウエハ上に照
射する出力レーザ光のエネルギーを一定に制御する必要
がある（出力レーザ光のエネルギーの制御）。

【０００２】まず上記１）の「発振波長および発振スペ
クトル幅の制御」の従来技術について説明する。

【０００３】従来の半導体露光光源用狭帯域エキシマレ
ーザ装置では、一般的に、出力レーザ光の一部を波長モ
ニタヘ入射させ、この波長モニタで検出した出力レーザ
光の実際の発振中心波長λcrと、目標発振波長λctとの
差が小さくなるように波長選択素子を駆動する制御が行
われている。

【０００４】図６は、従来技術の半導体露光光源用狭帯
域エキシマレーザ装置の構成を示している。同図６は特
願平１−１２８１００号として既に出願され公知となっ
ている本件出願人と同一出願人による特許出願の内容を
示している。

【０００５】同図６に示すように、レーザチャンバ１０
内にはレーザガスが封入され主放電電極１４、１５が設
けられている。主放電電極１４、１５間で放電が行われ
レーザガスが励起されるとレーザチャンバ１０内で光が
発生し、この光は、ウィンドウ１１、１２を透過し、フ
ロントミラー２０と狭帯域化部３０との間で共振、増幅
される。光は狭帯域化部３０内のプリズム、グレーティ
ング等の波長選択素子によって狭帯域化されてフロント
ミラー２０からレーザ光２１として出力される。

【０００６】出力レーザ光２１の一部はビームスプリッ
タ４１で反射されて波長モニタとしてのモニターエタロ
ン４３、回折格子型分光器４４へ入射される。波長モニ
タ４３、４４では出力レーザ光２１の発振中心波長λcr
や発振スペクトル幅Δλが計測される。計測値は波長コ
ントローラ４５へ送信される。

【０００７】波長コントローラ４５は受信した前記計測
値を目標発振波長λctと比較して、その差が許容範囲外
であればドライバ４６を駆動して狭帯域化部３０のプリ
ズム又はグレーティングを駆動して発振中心波長λcrを
目標値λctへ近づけるよう制御する。

【０００８】以上が従来の「発振波長の制御」の内容で
ある。つぎに「発振スペクトル幅の制御」について説明
する。

【０００９】発振スペクトル幅Δλが拡がると波長収差
の問題が顕在化して露光装置で製造される半導体の品質
が悪化する。発振スペクトル幅Δλが拡がる要因として
は、レーザガス全圧の変化、レーザガス中のハロゲンガ
ス濃度の変化、放電幅の拡大などが挙げられる。

【００１０】そこで従来より、これらの要因を考慮して
発振スペクトルΔλの拡がりを防止する発明が特許出願
され既に公知となっている。たとえば特願平４−３１２
２０２号（出願公開済）には、レーザガス全圧やレーザ
ガス中のハロゲンガスを調整してスペクトル幅の拡がり
を防止する技術が開示されている。また特願平２−２１
９６０２号、特願平２−２１９６０３号、特願平２−２
１９６０４号には、電極を放電幅が変化し難いように構
成して発振スペクトル幅の拡がりを防止する技術が開示
されている。

【００１１】以上が従来の「発振スペクトル幅の制御」
の内容である。

【００１２】つぎに２）の「出力レーザ光のエネルギー
の制御」について説明する。

【００１３】出力レーザ光のエネルギーの長期的制御
は、一般的にレーザガスの組成（特にハロゲンガス濃
度）やレーザガス全圧を調整することにより行われる。

【００１４】この制御の内容を具体的に説明する。パル
ス発振するエキシマレーザの各パルス出力エネルギーＥ
を、ほぼ一定に維持する短期的制御は図６の主放電電極
１４、１５間に印加する電圧値ＨＶの増減により行う。

【００１５】例えば、ｉ番目のパルス出力エネルギーＥ
ｉが目標値より大きい場合には、ｉ+１番目のパルス発
振のための前記電極間の印加電圧値ＨＶｉ+１を、ｉ番
目のパルス発振時の印加電圧値ＨＶｉよりも低い電圧値
に設定して制御を行う。

【００１６】また、長期的にパルス発振を繰り返すと、
主放電電極１４、１５の材料である金属（例えばＣｕ）
とレーザガス中のハロゲンガスとが反応してハロゲンガ
スのみが減少してゆく。

【００１７】レーザガス中のハロゲンガスが減少した場
合は、前記電極間の印加電圧値ＨＶの調整ではレーザ出
力特性変動を補正しきれない場合があるため、レーザガ
ス内へハロゲンガスを補給する或いはレーザガス全圧を
上げる等のガス制御が必要になる。この制御に関しては
図４を用いて説明する。

【００１８】図４は、レーザガス中に含まれるフッ素ガ
ス（Ｆ2）の濃度Ｒと出力レーザ光のエネルギーＥとの
関係を示している。同図４に示すように、フッ素ガス濃
度Ｒを大きくしていくと出力レーザ光のエネルギーＥは
大きくなるが、フッ素ガス濃度Ｒがある濃度に達すると
逆にエネルギーＥが減少に転ずるという特性がある。同
図４に実線矢印Ｄで示す範囲がフッ素ガス濃度Ｒを調整
して出力レーザ光エネルギーＥを制御する範囲である。

【００１９】図５は、レーザガス全圧ＰＴと出力レーザ
光のエネルギーＥとの関係を示している。同図５に示す
ように、レーザガス全圧ＰＴと出力レーザ光のエネルギ
ーＥとは正の相関を有することがわかる。ただしウイン
ドウ１１、１２の耐圧限界があるのでレーザガス全圧も
装置としての限界がある。同図５に実線矢印Ｇで示す範
囲がレーザガス全圧ＰＴを調整して出力レーザ光のエネ
ルギーＥを制御する範囲である。

【００２０】以上が従来の「出力レーザ光のエネルギー
の制御」の内容である。

【００２１】以上のように従来技術では、レーザガスの
組成（たとえばレーザガス濃度）などを調整して出力レ
ーザ光のエネルギーや発振スペクトル幅Δλを所定範囲
内に収めるとともに、発振中心波長λcrをモニタして、
前記発振中心波長λcrと目標発振波長λctとの差が小さ
くなるようにプリズム又はグレーティングなどの波長選
択素子を駆動制御して発振波長を目標値に安定させるよ
うにしていた。

【００２２】しかし近年、発振中心波長λcrが目標発振
波長λctから外れる原因として「波長チャープ」と称さ
れる現象が発見されるに至り、発振波長安定化のために
波長チャープを抑制することが狭帯域エキシマレーザに
求められるようになっている。以下図２を用いて波長チ
ャープについて説明する。図２の横軸は経過時間ｔを示
し縦軸はパルスレーザ光の発振中心波長λcrを示してい
る。

【００２３】同図２にＭで示すように、波長チャープと
は、パルスレーザ光の発振休止とパルスレーザ光の連続
発振を交互に繰返すいわゆるバーストモードでの発振動
作を行うときに、連続パルス発振初期における数〜数十
パルスの発振中心波長λcrが目標波長λctからδλだけ
外れるという現象である。

【００２４】このδλ（＝λcr−λct）の値が正の場合
は、発振中心波長λcrは目標波長λctに比べて長波長側
（＋側）に外れており、δλの値が負の場合には、発振
中心波長λcrは目標波長λctに比べて短波長側（−側）
に外れていることを意味する。δλは、長波長側（＋
側）、短波長側（−側）のいずれかに現れ、かつその大
きさも様々である。δλが＋側なのか−側なのか、及び
その大きさがどの程度であるかは、過去のレーザ動作履
歴、例えばデューティー比や連続パルス発振の繰り返し
数等の発振動作条件によって定まる。発振動作条件が一
定であれば、δλの値も予測でき連続パルス発振初期
に、目標波長λctからδλを差し引いた波長となるよう
に波長選択素子を制御し、連続パルス発振初期よりも後
は目標波長λctとなるように波長選択素子を制御すれ
ば、δλの抑制は可能であると考えられる。

【００２５】しかしながら、現実には露光用レーザの発
振動作は、デューティー比もパルス発振繰り返し数も必
要に応じて変化させているため、波長チャープによる波
長の外れδλの大きさ等を事前に予測することは極めて
困難である。

【００２６】したがって従来技術のレベルでは、波長チ
ャープを要因とする波長誤差を除去することは困難であ
った。波長チャープを発生させる原因は明確には解明さ
れていないが、パルスレーザ光の発振休止から連続パル
ス発振への過渡期におけるレーザガスの急激な温度変化
や放電による音響波の影響が疑われている。このことは
特開２００１−３０８４１９号公報に記載されている。
この公報には、音響波を減衰させる部材をレーザチャン
バの内壁に設けることにより波長チャープを低減させる
という発明が記載されている。

【００２７】図２に示すように波長チャープが発生する
連続パルス発振の初期の数〜数十パルスを過ぎた後は、
レーザガス温度等が安定し、目標波長λctで発振する状
態に戻る。これはプリズムやグレーティングなどの狭帯
域素子の配置は目標波長λctで発振できるように設定さ
れているからである。

【００２８】上述したように特開２００１−３０８４１
９号公報には、波長チャープを発生させる原因は、パル
スレーザ光の発振休止から連続パルス発振への過渡期に
おけるレーザガスの急激な温度変化や放電による音響波
の影響と考えられているが、これらの温度変化や音響波
の影響を小さくできれば波長チャープ自体は理論的に減
少させることができる。そしてレーザガスの急激な温度
変化や音響波レベルを低下させるには、レーザチャンバ
１０内の主放電電極１４、１５に印加する電圧ＨＶを低
下させて出力レーザ光２１のエネルギーＥのレベルを下
げればよいことがわかっている。

【００２９】しかし主放電電極１４、１５の印加電圧Ｈ
Ｖを下げることにすると、出力レーザ光のエネルギーＥ
のばらつきσＥが大きくなる。これについて図３を参照
して説明する。

【００３０】図３は、横軸に電極印加電圧ＨＶをとり縦
軸に出力レーザ光エネルギーのばらつきσＥをとったグ
ラフを示している。同図３のＢに示すように、波長チャ
ープを減少させるべく電極印加電圧ＨＶを低下させる
と、出力レーザ光のエネルギーのばらつきσＥが大きく
なってしまう。このような傾向はエキシマレーザに特有
の特性である。

【００３１】このため電極印加電圧ＨＶを低下させた場
合には、半導体ウエハ上に照射する出力レーザ光のエネ
ルギーが一定ではなくなり露光が均一に行われなくなる
という問題が発生する。

【００３２】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、波長チャープを減少させるとともに出力レー
ザ光のエネルギーのばらつきσＥを少なくして、バース
トモード運転時における発振波長を安定化させるととも
に均一な露光を実現できるようにすることを主要な解決
課題（第１の解決課題）とするものである。

【００３３】ところで図３で説明したように、波長チャ
ープを減少させるべく電極印加電圧ＨＶを低下させる
と、それに伴い出力レーザ光のエネルギーＥのレベルも
低下する。

【００３４】そこで本発明は、上記第１の解決課題を達
成するとともに、電極印加電圧ＨＶの低下に伴う出力レ
ーザ光のエネルギーＥのレベルの低下を補償できるよう
にすることを、第２の解決課題とするものである。

【００３５】ところで図４、図５で説明したように、従
来技術にあっては一定範囲Ｄ、Ｇをフッ素ガス濃度Ｒ、
レーザガス全圧ＰＴの調整範囲（制御範囲）と定めて、
これらフッ素ガス濃度Ｒ、レーザガス全圧ＰＴを調整し
ていた。

【００３６】ここで、出力レーザ光のエネルギーＥを一
定にするためのレーザガス組成（フッ素ガス濃度Ｒ）、
レーザガス全圧ＰＴの調整範囲を、より狭めることがで
きれば、より安定して、より精度よく出力レーザ光のエ
ネルギーを制御することができる。

【００３７】そこで本発明は、出力レーザ光のエネルギ
ーＥを一定にするためのレーザガス組成（フッ素ガス濃
度Ｒ）、レーザガス全圧ＰＴの調整範囲を、より狭める
ことができるようにして、出力レーザ光のエネルギーの
制御を、より安定して、より精度よく行えるようにする
ことを、第３の解決課題とするものである。

【００３８】

【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、第１の解決課題を達成するために、半導体
露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置において、両主放
電電極の少なくとも一方の主放電電極の少なくともその
放電面に、コーティング処理が施されていることを特徴
とする。

【００３９】第２発明は、第１の解決課題を達成するた
めに、パルスレーザ光の発振休止とパルスレーザ光の連
続発振を交互に繰返すバースト発振動作で運転が行われ
る半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置におい
て、主放電電極に印加する電圧を、波長チャープが減少
する程度まで低下させるとともに、両主放電電極の少な
くとも一方の主放電電極の少なくともその放電面に、コ
ーティング処理が施されていることを特徴とする。

【００４０】主放電電極１４、１５を、セラミックス材
でコーティング又は、セラミックス材を含むコーティン
グ材でコーティング処理が施されているコーティング電
極は、以下のような特性を有することを本発明者らは発
見するに至った。

【００４１】なお、セラミックス材としては耐ハロゲン
ガスという観点で高純度アルミナセラミックスが望まし
い。また、セラミックス材を含むコーティング材として
はセラミックス剤と金属との混合物が望ましい。混合す
る金属は導電性等の観点からＣｕ（銅）が望ましい。

【００４２】（１）電極印加電圧ＨＶを下げたとしても
ノーコート電極（コーティング処理が施されていない主
放電電極１４、１５）に比べてエネルギーのばらつきσ
Ｅの悪化が少ない。

【００４３】（２）ノーコート電極に比べて電極削れ量
が少ない。

【００４４】（３）ノーコート電極に比べて電極削れ量
が少ないのでフッ素ガス消費量も少ない。

【００４５】（４）ノーコート電極に比べて電極削れ量
が少ないのでレーザガス中に発生するダストも少ない。

【００４６】（５）ノーコード電極に比べて出力（パワ
ー）は出難い。

【００４７】（６）電極印加電圧ＨＶを、ある電圧値以
下に下げるとノーコート電極に比べてレーザ光エネルギ
ーＥが大きくなる逆転現象を生ずる。

【００４８】第１発明によれば、両主放電電極１４、１
５の少なくとも一方の主放電電極の少なくともその放電
面に、コーティング処理が施されているので上記特性
（５）に示すデメリットはあるものの、上記特性（１）
〜（６）に相当する有用な効果が得られる。

【００４９】上記特性（１）について図３を参照して説
明する。

【００５０】前述したように、ノーコート電極の場合、
図３のＢに示すように、波長チャープを減少させるべく
電極印加電圧ＨＶを低下させると、出力レーザ光のエネ
ルギーのばらつきσＥが大きくなってしまう。これに対
してコーティング電極の場合、図３のＡに示すように、
波長チャープを減少させるべく電極印加電圧ＨＶを低下
させると、出力レーザ光のエネルギーのばらつきσＥが
大きくなる点ではノーコード電極の場合と同様の傾向を
示すが、同じ電極印加電圧であればノーコート電極の場
合よりもエネルギーのばらつきσＥの悪化は少ない。

【００５１】電極印加電圧ＨＶが下がれば、パルスレー
ザ発振休止状態から連続パルス発振動作へ移った直後の
レーザガスの急激な温度変化や放電による音響波のレベ
ルが下がり波長チャープが減少する。

【００５２】電極印加電圧ＨＶを下げるに伴い出力レー
ザ光のエネルギーのばらつきσＥが大きくなるものの、
そのばらつきσＥの悪化は、ノーコート電極と比較して
抑制される。このため半導体ウエハ上に照射する出力レ
ーザ光のエネルギーを一定に維持でき露光を均一に行う
ことができる。

【００５３】以上のように第２発明によれば、主放電電
極１４、１５に印加する電圧ＨＶを、波長チャープが減
少する程度まで低下させるとともに、両主放電電極１
４、１５の少なくとも一方の主放電電極の少なくともそ
の放電面に、コーティング処理が施されているので、波
長チャープを減少させるとともに出力レーザ光のエネル
ギーのばらつきσＥを少なくして、バーストモード運転
時における発振波長を安定化させるとともに均一な露光
を実現することができる。

【００５４】第３発明は、第２の解決課題を達成するた
めに、パルスレーザ光の発振休止とパルスレーザ光の連
続発振を交互に繰返すバースト発振動作で運転が行われ
る半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置におい
て、主放電電極に印加する電圧を、波長チャープが減少
する程度まで低下させるとともに、両主放電電極の少な
くとも一方の主放電電極の少なくともその放電面に、コ
ーティング処理を施し、更に、電極印加電圧を低下させ
ることに伴い露光に必要なレーザ光のエネルギーが低下
した分を補償する補償手段を備えたことを特徴とする。

【００５５】ところで第２発明において電極印加電圧Ｈ
Ｖを下げれば、各パルス光のエネルギーレベルも比例し
て低下してしまい露光に必要なレーザ光のエネルギーレ
ベルを確保することができなくなる。このためエネルギ
ーレベルが低下した分を補償する必要がある。

【００５６】そこで第３発明では第２発明の構成に加え
て、電極印加電圧ＨＶを低下させることに伴い露光に必
要なレーザ光のエネルギーＥが低下した分を補償する補
償手段を備えるようにしている。この補償手段は、レー
ザガスの組成を調整する手段、たとえばフッ素ガス濃度
を調整する手段あるいはレーザガス全圧を調整する手段
で具現化することができる。

【００５７】上記特性（６）で説明したように、コーテ
ィング電極は電極印加電圧ＨＶを、ある電圧値以下に下
げるとノーコート電極に比べてレーザ光エネルギーＥが
大きくなる逆転現象を生ずる特性を備えている。したが
って、前記印加電圧ＨＶが前記逆転現象を生じさせる電
圧値以下であればノーコート電極を用いるよりもレーザ
光エネルギーＥの前記補償は容易となる。

【００５８】第４発明は、第３発明において、前記補償
手段は、レーザガスの組成を調整することによりレーザ
光のエネルギーを制御するものであることを特徴とす
る。

【００５９】第４発明では、レーザガスの組成、たとえ
ばフッ素ガス濃度を調整することで、電極印加電圧ＨＶ
を低下させることに伴い、露光に必要なレーザ光のエネ
ルギーＥが低下した分を、補償するようにしている。

【００６０】第５発明は、第３発明において、前記補償
手段は、レーザガスの全圧を調整することによりレーザ
光のエネルギーを制御するものであることを特徴とす
る。

【００６１】第５発明では、レーザガスの全圧を調整す
ることで、電極印加電圧ＨＶを低下させることに伴い、
露光に必要なレーザ光のエネルギーＥが低下した分を、
補償するようにしている。

【００６２】第６の発明は、第３の解決課題を達成する
ために、レーザガス中にフッ素ガスを含む半導体露光光
源用狭帯域エキシマレーザ装置において、両主放電電極
の少なくとも一方の主放電電極の少なくともその放電面
に、コーティング処理が施されているとともに、フッ素
ガスの濃度またはレーザガスの全圧を調整することによ
ってレーザ光のエネルギーを制御することを特徴とす
る。

【００６３】ところで、ノーコート電極を用いて「出力
レーザ光のエネルギーの制御」を行う場合、図４に説明
したように実線矢印Ｄで示す制御範囲でフッ素ガス濃度
Ｒを調整して出力レーザ光エネルギーＥを制御してい
た。また図５で説明したように、実線矢印Ｇで示す制御
範囲でレーザガス全圧ＰＴを調整して出力レーザ光のエ
ネルギーＥを制御していた。

【００６４】これに対してノーコート電極の代わりにコ
ーティング電極を採用すると、電極印加電圧ＨＶが上記
特性（６）で説明した前記逆転現象を生じさせる電圧値
よりも大きい場合においては、ノーコート電極に比べて
電極印加電圧ＨＶが同じ場合でも出力レーザ光２１のエ
ネルギーＥのレベルは低下する。また波長チャープ抑制
のために電極印加電圧ＨＶを低下させているので出力レ
ーザ光２１のエネルギーＥは一層低下することになる。
この問題の解決について説明する。コーティング電極を
採用して電極印加電圧値ＨＶを下げた場合には、図４の
破線矢印Ｃに示すようにノーコート電極の場合の制御範
囲Ｄのうちフッ素ガス濃度Ｒが高い領域内でフッ素ガス
濃度Ｒを調整して出力レーザ光エネルギーＥを制御す
る。またコーティング電極を採用して電極印加電圧値Ｈ
Ｖを下げた場合には、図５の破線矢印Ｆに示すようにノ
ーコート電極の場合の制御範囲Ｇのうちレーザガス全圧
ＰＴが高い領域内でレーザガス全圧ＰＴを調整して出力
レーザ光エネルギーＥを制御する。図４、図５ではフッ
素ガス濃度Ｒ、レーザガス全圧ＰＴの上限を変更してい
ないが、コーティング電極採用に伴い上限値を上昇させ
てもよい。

【００６５】ここで上記特性（３）で説明したようにコ
ーティング電極はフッ素ガス消費量が少ないという特性
を有するので、ノーコート電極に比べてフッ素ガス濃度
Ｒの可変範囲またはガス全圧ＰＴの可変範囲を更に狭め
ることができる。

【００６６】このように本発明によれば、出力レーザ光
のエネルギーＥを一定にするためのレーザガス組成（フ
ッ素ガス濃度Ｒ）、レーザガス全圧ＰＴの調整範囲を、
より狭めることができるようになり、出力レーザ光のエ
ネルギーＥの制御を、より安定して、より精度よく行え
ることができるようになる。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。

【００６８】図１は実施形態の半導体露光光源用狭帯域
エキシマレーザ装置の構成を示している。

【００６９】図１の構成は、図６で説明した従来の装置
構成の構成要素と一部一致しており同様の機能のものに
は同一符号を付している。

【００７０】すなわちレーザチャンバ１０内にはレーザ
ガスが封入されている。レーザチャンバ１０は金属製で
あり、ＫrFエキシマレーザであればフッ素ガスF2，希ガ
スとしてのクリプトンKr，バッファガスとしてのネオン
Neを混合したレーザガスが封入されている。またArFエ
キシマレーザであればフッ素ガスF２，希ガスとしての
アルゴンAr，バッファガスとしてのNeを混合したレーザ
ガスが封入されている。

【００７１】レーザチャンバ１０には、レーザチャンバ
１０内で発生する光を外部へ取り出すためのウィンドウ
１１、１２が設けられている。これらウィンドウ１１、
１２は紫外線を透過させることができ、レーザガス組成
にフッ素ガスＦ2を含むことから、フッ素ガスＦ2に耐性
のある材質、たとえばフッ化カルシウムで構成されてい
る。

【００７２】レーザチャンバ１０内には、放電によって
レーザガスを励起させるべく一対の主放電電極１４、１
５が設けられている。これら主放電電極１４、１５には
電源装置２３から高圧の電圧ＨＶが印加され主放電電極
１４、１５間で放電が行われる。

【００７３】図中、主放電電極１４、１５は、紙面と平
行に設けられている。主放電電極１４、１５はそれぞれ
紙面手前と紙面奥側に設置されているので、紙面奥側の
電極は紙面手前側の電極の陰に隠れて図示されていな
い。

【００７４】狭帯域化モジュール１３０は、図６の狭帯
域化部３０とドライバ４６に相当するものであり、筐体
１３１の内部に複数のビームエキスパンダプリズム１３
２と波長選択グレーティング１３３とドライバとしてス
テッパモータ１４０、ＰＺＴ（ピエゾ）素子１４１、回
転ステージ１３が設けられている。複数のビームエキス
パンダプリズム１３２のうち所定のビームエキスパンダ
プリズム１３２は回転ステージ１３上に固定されてい
る。回転ステージ１３は、図中紙面に直行する軸を中心
に回転が可能な状態に配置されているものとする。回転
ステージ１３の回転駆動力は、ステッパモータ１４０の
駆動と、このステッパモータ１４０の駆動シャフト先端
に取り付けられたＰＺＴ素子１４１の伸縮駆動によって
与えられる。

【００７５】主放電電極１４、１５間で放電が行われレ
ーザガスが励起されるとレーザチャンバ１０内で光が発
生する。この光は狭帯域化モジュール１３０内のビーム
エキスパンダプリズム１３２、グレーティング１３３と
いう波長選択素子によって狭帯域化される。

【００７６】すなわちレーザチャンバ１０内で発生しウ
インドウ１２を透過した光ビーム１２０は、筐体１３１
の内部へ入射する。そして、光ビーム１２０はビームエ
キスパンダプリズム１３２で光ビーム幅が拡大されて、
グレーティング１３３の溝形成面へ入射する。

【００７７】なお本実施例の主放電電極１４、１５とビ
ームエキスパンダプリズム１３２及びグレーティング１
３３の配置関係について説明すると、主放電電極１４か
ら主放電電極１５へ向かう放電方向とビームエキスパン
ダプリズム１３２による光ビーム幅拡大方向とは直行
し、かつ放電方向とグレーティング１３３の溝形成方向
とは平行になるように、各部品が配置されているものと
する。

【００７８】筐体１３１には筐体１３１の内部ヘパージ
ガスを導入する孔１３５が設けられている。孔１３５か
らは、清浄な窒素ガス等の不活性ガス１４５がパージガ
スとして筐体３１の内部へ連続的に導入される。導入さ
れた不活性ガス１４５によって筐体３１内部の不純物が
外部ヘ排出される。

【００７９】レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウ
ィンドウ１１、１２を透過し、半透過型のフロントミラ
ー２０と狭帯域化モジュール１３０との間で共振、増幅
される。レーザチャンバ１０内で発生した光はフロント
ミラー２０とグレーティング１３３との間を往復しなが
ら主放電電極１４、１５間のゲイン領域で増幅されつつ
狭帯域化されて、フロントミラー２０から出力レーザ光
２１として出射される。

【００８０】出力レーザ光２１の一部はビームスプリッ
タ４１で反射される。反射したレーザ光２１は、波長モ
ニタ３７およびエネルギーモニタ３８へ入射される。

【００８１】エネルギーモニタ３８では、各パルス毎に
出力レーザ光２１の出力レーザ光エネルギーＥが計測さ
れる。計測された出力レーザ光エネルギーＥはレーザコ
ントローラ２９に送信される。レーザコントローラ２９
では、計測した実際の出力レーザ光２１のエネルギーＥ
と目標出力レーザ光エネルギーＥＰＴとを比較する処理
が実行される。この比較の結果、出力レーザ光２１の実
際のエネルギーＥが目標値ＥＰＴに対して過剰又は過少
であれば、レーザコントローラ２９は、過剰又は過小分
を補正するための電圧指令を電源装置２３に送信する。
これにより電源装置２３は、出力レーザ光２１のエネル
ギーＥを目標値ＥＰＴにするために電極印加電圧ＨＶを
主放電電極１４、１５に印加する。これにより出力レー
ザ光２１のエネルギーＥが補正されて目標値ＥＰＴに近
づけることができる。

【００８２】同様に、波長モニタ３７では、各パルス毎
に出力レーザ光２１の発振中心波長λcrおよびスペクト
ル幅Δλが計測される。計測された発振中心波長λcrお
よびスペクトル幅Δλはレーザコントローラ２９に送信
される。レーザコントローラ２９では、計測した実際の
発振中心波長λcrと目標波長λctとを比較するともに、
実際のスペクトル幅Δλと目標スペクトル幅Δλtとを
比較する処理が実行される。

【００８３】この比較の結果、実際の発振中心波長λcr
と目標波長λctとの差が許容範囲外である場合、または
実際のスペクトル幅Δλと目標スペクトル幅Δλtとの
差が許容範囲外である場合には、目標値λct、Δλtに
一致させるために駆動指令をドライバとしてのステッパ
モータ１４０、ＰＺＴ素子１４１に出力する。これによ
り回転ステージ１３が回転し、この回転に応じてビーム
エキスパンダプリズム１３２の姿勢が変化し、実際の発
振中心波長λcrが目標値λctに一致する。

【００８４】ステッパモータ１４０に駆動指令が与えら
れると、この駆動指令に応じた回転位置にステッパモー
タ１４０が回転し、このステッパモータ１４０の回転位
置に応じた回転角まで回転ステージ１３が回転する。そ
して回転ステージ１３の回転位置に応じた姿勢にビーム
エキスパンダプリズム１３２が位置決めされる。同様に
ＰＺＴ素子１４１に駆動指令が与えられると、この駆動
指令に応じてＰＺＴ素子１４１が伸縮し、このＰＺＴ素
子１４１の伸縮位置に応じた回転角まで回転ステージ１
３が回転する。そして回転ステージ１３の回転位置に応
じた姿勢にビームエキスパンダプリズム１３２が位置決
めされる。

【００８５】ビームエキスパンダプリズム１３２が回転
しその姿勢が変化すると、グレーティング１３３への光
ビーム１２０の入射角度Φが変化する。これにより光ビ
ーム１２０の選択波長を変えることができ、出力レーザ
光２１の実際の波長λcrを目標波長λctに一致させる。

【００８６】本実施形態では、主放電電極１４、１５の
うちアノード側の電極の放電面に、セラミックス材を含
むコーティング材によってコーティング処理が施されて
いる。

【００８７】ここでコーティング電極をアノード側の電
極としているのは、アノード側電極は摩耗が激しい電極
であるという理由による。しかし本発明としてはアノー
ド側電極に限ることなく、アノード側電極およびカソー
ド側電極の双方をコーティング電極として構成してもよ
い。また実施形態では放電面のみコーティング処理が施
されているが、電極全体に渡りコーティング処理が施さ
れていてもよい。また実施形態では、コーティング材と
してセラミックス材を含むようにしてが、前述した特性
（１）〜（６）のうち少なくともいずれか１つの有用な
効果が得られるコーティング材であればよい。

【００８８】つぎに以上の構成において、主放電電極１
４、１５のうち少なくとも一方の電極の少なくともその
放電面にコーティング処理が施されていることによる作
用、効果について説明する。

【００８９】・第１の実施形態 まず図１に示す半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ
装置の主放電電極１４、１５のうち少なくとも一方の電
極の少なくともその放電面にコーティング処理が施され
ている場合について説明する。コーティング電極それ自
体は、つぎのような特性を備えている。

【００９０】（１）電極印加電圧ＨＶを下げたとしても
ノーコート電極（コーティング処理が施されていない主
放電電極１４、１５）に比べてエネルギーのばらつきσ
Ｅの悪化が少ない。

【００９１】（２）ノーコート電極に比べて電極削れ量
が少ない。

【００９２】（３）ノーコート電極に比べて電極削れ量
が少ないのでフッ素ガス消費量も少ない。

【００９３】（４）ノーコート電極に比べて電極削れ量
が少ないのでレーザガス中に発生するダストも少ない。

【００９４】（５）ノーコード電極に比べて出力（パワ
ー）は出難い。

【００９５】（６）電極印加電圧ＨＶを、ある電圧値以
下に下げるとノーコート電極に比べてレーザ光エネルギ
ーＥが大きくなる逆転現象を生ずる。

【００９６】第１の実施形態によれば、両主放電電極１
４、１５の少なくとも一方の主放電電極の少なくともそ
の放電面に、コーティング処理が施されているので、上
記特性（５）に示すデメリットはあるものの上記特性
（１）〜（６）に相当する有用な効果が得られる。

【００９７】なお本第１の実施形態において、レーザ装
置の運転は任意であり、波長チャープが問題となるバー
ストモード運転（パルスレーザ光の発振休止とパルスレ
ーザ光の連続発振を交互に繰返すバースト発振動作で行
われる運転）で運転される場合に限定されるわけではな
い。

【００９８】・第２の実施形態 つぎに、図１に示す半導体露光光源用狭帯域エキシマレ
ーザ装置を、バーストモードつまりパルスレーザ光の発
振休止とパルスレーザ光の連続発振を交互に繰返すバー
スト発振動作で運転する場合について説明する。

【００９９】バーストモードで運転する場合には図２で
前述したように波長チャープが発生して発振波長が安定
しなくなるという問題が発生する。

【０１００】ここで主放電電極１４、１５をコーティン
グ電極にすると、上記特性（１）が得られこれにより波
長チャープを抑制することができる。これについて図３
を参照して説明する。

【０１０１】前述したように、ノーコート電極の場合、
図３のＢに示すように、波長チャープを減少させるべく
電極印加電圧ＨＶを低下させると、出力レーザ光のエネ
ルギーのばらつきσＥが大きくなってしまう。これに対
してコーティング電極の場合、図３のＡに示すように、
波長チャープを減少させるべく電極印加電圧ＨＶを低下
させると、出力レーザ光のエネルギーのばらつきσＥが
大きくなる点ではノーコード電極の場合と同様の傾向を
示すが、同じ電極印加電圧であればノーコート電極の場
合よりもエネルギーのばらつきσＥの悪化は少ない。

【０１０２】電極印加電圧ＨＶが下がれば、パルスレー
ザ発振休止状態から連続パルス発振動作へ移った直後の
レーザガスの急激な温度変化や放電による音響波のレベ
ルが下がり波長チャープが減少する。

【０１０３】電極印加電圧ＨＶを下げるに伴い出力レー
ザ光のエネルギーのばらつきσＥが大きくなるものの、
そのばらつきσＥの悪化は、ノーコート電極と比較して
抑制される。このため半導体ウエハ上に照射する出力レ
ーザ光のエネルギーを一定に維持でき均一な露光を維持
することができる。

【０１０４】そこで本第２の実施形態では、バーストモ
ードで運転が行われ波長チャープの発生が問題となる半
導体露光光源用狭帯域発エキシマレーザ装置において、
主放電電極１４、１５に印加する電圧ＨＶを、波長チャ
ープが減少する程度まで低下させるとともに、両主放電
電極１４、１５の少なくとも一方の主放電電極の少なく
ともその放電面に、コーティング処理が施されているよ
うにする。これにより波長チャープが減少するとともに
出力レーザ光のエネルギーのばらつきσＥが少なくな
り、バーストモード運転時における発振波長が安定化す
るとともに露光を均一に行うことができるようになる。

【０１０５】・第３の実施形態 ところで上記第２の実施形態において、電極印加電圧Ｈ
Ｖを下げれば、各パルス光のエネルギーＥのレベルも比
例して低下してしまい露光に必要なレーザ光のエネルギ
ーレベルを確保することができなくなる。このためエネ
ルギーＥのレベルが低下した分を補償する必要がある。

【０１０６】この補償の方法としては、照射するパルス
数を増やすことが考えられるが、露光時間が長くなりス
ループットが低下するという問題がある。また、このス
ループットの低下を防ぐためには、パルス発振繰返し数
を増やすことが考えられるが、電源の大型化等の設計上
の問題がある。

【０１０７】そこで本第３の実施形態では、第２の実施
形態の構成に加えて、電極印加電圧ＨＶを低下させるこ
とに伴い露光に必要なレーザ光のエネルギーＥが低下し
た分を補償する補償手段を備えるようにしている。この
補償手段は、レーザチャンバ１０のレーザガスの組成を
調整する手段、たとえばフッ素ガスＦ2の濃度を調整す
る手段あるいはレーザガス全圧ＰＴを調整する手段で具
現化することができる。

【０１０８】たとえばフッ素ガスＦ2の濃度を図４に示
す制御範囲Ｃで調整することで、電極印加電圧ＨＶを低
下させることに伴い露光に必要なレーザ光のエネルギー
Ｅが低下した分を補償する。

【０１０９】またレーザガスの全圧ＰＴを図５に示す制
御範囲Ｆで調整することで、電極印加電圧ＨＶを低下さ
せることに伴い露光に必要なレーザ光のエネルギーＥが
低下した分を補償する。

【０１１０】・第４の実施形態 つぎにレーザガス中にフッ素ガスＦ2を含む半導体露光
光源用狭帯域エキシマレーザ装置において、両主放電電
極１４、１５の少なくとも一方の主放電電極の少なくと
もその放電面に、コーティング処理が施されている実施
形態について説明する。

【０１１１】ノーコート電極を用いて「出力レーザ光の
エネルギーの制御」を行う場合、図４に説明したように
実線矢印Ｄで示す制御範囲でフッ素ガス濃度Ｒを調整し
て出力レーザ光エネルギーＥを制御していた。また図５
で説明したように、実線矢印Ｇで示す制御範囲でレーザ
ガス全圧ＰＴを調整して出力レーザ光のエネルギーＥを
制御していた。

【０１１２】これに対してノーコート電極の代わりにコ
ーティング電極を採用すると、電極印加電圧ＨＶが上記
特性（６）で説明した前記逆転現象を生じさせる電圧値
よりも大きい場合においては、ノーコート電極に比べて
電極印加電圧ＨＶが同じ場合でも出力レーザ光２１のエ
ネルギーＥのレベルは低下する。また波長チャープ抑制
のために電極印加電圧ＨＶを低下させているので出力レ
ーザ光２１のエネルギーＥは一層低下することになる。
この問題の解決について説明する。コーティング電極を
採用して電極印加電圧値ＨＶを下げた場合には、図４の
破線矢印Ｃに示すようにノーコート電極の場合の制御範
囲Ｄのうちフッ素ガス濃度Ｒが高い領域内でフッ素ガス
濃度Ｒを調整して出力レーザ光エネルギーＥを制御す
る。またコーティング電極を採用して電極印加電圧値Ｈ
Ｖを下げた場合には、図５の破線矢印Ｆに示すようにノ
ーコート電極の場合の制御範囲Ｇのうちレーザガス全圧
ＰＴが高い領域内でレーザガス全圧ＰＴを調整して出力
レーザ光エネルギーＥを制御する。図４、図５ではフッ
素ガス濃度Ｒ、レーザガス全圧ＰＴの上限を変更してい
ないが、コーティング電極採用に伴い上限値を上昇させ
てもよい。

【０１１３】レーザガス中のフッ素ガスの減少は、主に
電極材とフッ素ガスとの化学反応により生ずる。フッ素
ガスの減少によるレーザ光エネルギーＥの低下分を補償
するためには、フッ素ガスを補給したり、レーザガス全
圧を上昇させたりする制御が必要になる。

【０１１４】ここで上記特性（３）で説明したようにコ
ーティング電極はフッ素ガス消費量が少ないという特性
を有するので、ノーコート電極に比べてフッ素ガス濃度
Ｒの可変範囲またはガス全圧ＰＴの可変範囲を更に狭め
ることができる。

【０１１５】このように本第４の実施形態によれば、出
力レーザ光のエネルギーＥを一定にするためのレーザガ
ス組成（フッ素ガス濃度Ｒ）、レーザガス全圧ＰＴの調
整範囲を、より狭めることができるようになり、出力レ
ーザ光のエネルギーＥの制御を、より安定して、より精
度よく行えることができるようになる。

【０１１６】なお本第４の実施形態において、レーザ装
置の運転は任意であり、波長チャープが問題となるバー
ストモード運転（パルスレーザ光の発振休止とパルスレ
ーザ光の連続発振を交互に繰返すバースト発振動作で行
われる運転）で運転される場合に限定されるわけではな
い。

【０１１７】・第５の実施形態 ＰＺＴ素子１４１は、ステッパモータ１４０などのパル
スモータに比べて高速で高精度な制御が可能である。こ
のためＰＺＴ素子１４１を用いてビームエキスパンダプ
リズム１３２などの波長選択素子を駆動制御すると発振
波長の安定性が格段に向上する。しかしＰＺＴ素子１４
１はステッパモータ１４０などのパルスモータと比較し
て制御可能なダイナミックレンジが狭いという欠点を有
している。

【０１１８】そこで本第５の実施形態では、基本的には
ＰＺＴ素子１４１によってビームエキスパンダプリズム
１３２を駆動制御することにし、ＰＺＴ素子１４１に与
えられる駆動電圧Ｖが初期値Ｖ0から限界値Ｖ1（下限
値）に達した場合には、ＰＺＴ素子１４１がそれまでに
駆動した量だけステッパモータ１４０を駆動して、ＰＺ
Ｔ素子駆動量をステッパモータ１４０で保持するととも
に、ステッパモータ１４０を駆動している間にＰＺＴ素
子１４１の駆動電圧Ｖを初期の電圧値Ｖ0に戻すという
置き換え制御を行い、ＰＺＴ素子１４１の高速高精度な
制御性をいかしつつダイナミックレンジが狭いという欠
点を、ステッパモータ１４０の駆動によってＰＺＴ素子
駆動量を保持するという制御で補完するようにしてい
る。

【０１１９】以上の説明ではＰＺＴ素子の駆動電圧を低
下させて制御を行う例を示したが、発振波長が長波長側
又は短波長側のいずれかの変化する方向に応じてビーム
エキスパンダプリズム１３２の回転方向を変える必要が
ある。したがって、前記ビームエキスパンダプリズム１
３２の回転方向に応じてＰＺＴ素子の駆動電圧を低下又
は上昇させて制御を行う。前記駆動電圧を上昇させて制
御を行う場合は、前記駆動電圧Ｖが上限値に達した場合
にステッパモータ１４０によってＰＺＴ素子駆動量を保
持し、ＰＺＴ素子駆動電圧を初期の電圧値Ｖ0へ戻す。

【０１２０】この制御内容について図７を参照して説明
する。

【０１２１】図７（ａ）は、レーザコントローラ２９に
よる波長制御を行わずに発振中心波長の変化を放置した
場合に、初期値の発振中心波長をλ0として実際の発振
中心波長λcrが変化する様子を特性Ｉで示している。ま
た図７（ｂ）はレーザ発振のオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦ
Ｆ）の状態変化Ｈを示している。

【０１２２】図７（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は本実施形態
による置き換え制御を実行した場合を示している。

【０１２３】図７（ｃ）は上記初期値λ0を目標値とし
たとき目標値λ0と実際の発振中心波長λcrとの差δλc
oが変化する様子Ｊを示している。

【０１２４】図７（ｄ）はＰＺＴ素子１４１に与えられ
る駆動電圧Ｖの変化Ｋを示している。ＰＺＴ素子１４１
にはＶ0を初期値（電圧値０）として下限値をＶ1とする
駆動電圧Ｖが与えられて駆動する。つまりＰＺＴ素子１
４１の駆動量つまり伸縮範囲は、電圧値Ｖが変化する範
囲Ｖ0〜Ｖ1によって規定される。

【０１２５】図７（ｅ）はステッパモータ１４０に与え
られる指令パルス数Ｐの変化Ｌを示している。ステッパ
モータ１４０にはＰ0を初期値（指令パルス数０）とし
て下限を無限大とする指令パルス数Ｐが与えられて駆動
する。

【０１２６】図７（ａ）〜（ｅ）の横軸は時間軸ｔで共
通である。

【０１２７】いまレーザコントローラ２９で波長制御を
行わなかった場合を想定する。この場合にはレーザ発振
が時刻ｔ10でＯＮされてから（図７（ｂ）参照）、レー
ザ発振中心波長λcrが初期の目標値λ0から徐々に増大
していく（図７（ａ）参照）。こうした波長変化の要因
は、レーザガスや他の部分の温度変化、フッ素ガス濃度
Ｒの変動、レーザガス全圧ＰＴの変動などが考えられ
る。レーザガスやレーザ装置の温度変化は、共振器長や
波長選択素子の光学特性を変化させる可能性がある。ま
たレーザガスの屈折率はレーザガスの種類や密度によっ
て変化するので、フッ素ガス濃度Ｒの変化やレーザガス
全圧ＰＴの変化により共振器の光学路長が変化して発振
波長がずれてくる可能性がある。

【０１２８】これに対してレーザコントローラ２９で波
長制御を行ったものとする。この場合には、レーザ発振
が時刻ｔ10でＯＮされてから（図７（ｂ）参照）、ＰＺ
Ｔ素子１４１に駆動電圧Ｖが与えられるとともに（図７
（ｄ）参照）、ステッパモータ１４０にパルス数指令Ｐ
が与えられ（図７（ｅ）参照）、目標波長λ0と実際の
発振中心波長λcrとの差である波長誤差δλcoがほぼ零
になる（図７（ｃ）参照）。

【０１２９】すなわち図７（ｄ）に示すように、図７
（ａ）に示される時刻ｔ10〜時刻ｔ11における波長変動
分を補償すべくＰＺＴ素子１４１に与えられる駆動電圧
Ｖは同時刻ｔ10〜ｔ11の間において初期値Ｖ0から下限
値Ｖ1まで変化する。この電圧変化に応じた駆動量だけ
ＰＺＴ素子１４１は駆動する。しかしながらＰＺＴ素子
１４１自体は、これ以上駆動することができないので、
つぎの時刻ｔ11〜ｔ12の間に駆動電圧Ｖは初期値Ｖ0ま
で戻されて、ＰＺＴ素子１４１は初期の駆動位置に復帰
する。一方ＰＺＴ素子１４１の駆動電圧Ｖを初期値Ｖ0
に戻している間（時刻ｔ11〜ｔ12の間：以下「置き換え
時間」という）に、ＰＺＴ素子１４１がそれまでに駆動
した量（Ｖ1−Ｖ0相当分）だけステッパモータ１４０を
駆動すべくパルス数指令Ｐ1が与えられる。これにより
ステッパモータ１４０は、ＰＺＴ素子１４１が時刻ｔ10
〜ｔ11の間で駆動した駆動量だけ駆動され、ＰＺＴ素子
１４１の駆動量を保持する。

【０１３０】以下同様に、図７（ａ）に示される時刻ｔ
11〜時刻ｔ13における波長変動分を補償すべく、時刻ｔ
12〜時刻ｔ13間でＰＺＴ素子１４１が駆動して、ＰＺＴ
素子１４１に与えられる駆動電圧Ｖが限界値Ｖ1（下限
値）に達すると、つぎの置き換え時間（時刻ｔ13〜時刻
ｔ14）内に、ＰＺＴ素子１４１がそれまでに駆動した量
（２（Ｖ1−Ｖ0分））に相当するパルス数指令（Ｐ2）
をステッパモータ１４０を与えてステッパモータ１４０
を駆動して、ＰＺＴ素子１４１がこれまでに駆動した量
を保持する（図７（ｅ）の時刻ｔ14参照）。これととも
に同置き換え時間（時刻ｔ13〜時刻ｔ14）内にステッパ
モータ１４０が駆動されている間に、ＰＺＴ素子１４１
の駆動電圧Ｖを初期の電圧値Ｖ0に戻す制御が行われる
（図７（ｄ）の時刻ｔ13〜時刻ｔ14参照）。

【０１３１】ここで本実施形態では、両主放電電極１
４、１５の少なくとも一方の主放電電極の少なくともそ
の放電面に、コーティング処理が施されている。

【０１３２】コーティング電極は上記特性（３）で説明
したように、フッ素ガスＦ2の消費量が少ないためフッ
素ガス濃度Ｒの制御やレーザガス全圧ＰＴの制御を行う
機会が減る。また図４、図５で説明したようにフッ素ガ
ス濃度Ｒの可変範囲やレーザガス全圧ＰＴの可変範囲を
狭くすることができる。このため図７（ａ）に示す発振
中心波長λcrの変化特性Ｉの傾きは、特性Ｉ′に示すよ
うに緩やかになる。

【０１３３】これに伴いＰＺＴ素子１４１に与える駆動
電圧Ｖの変化特性Ｋの傾きは、図７（ｄ）に特性Ｋ′に
示すように緩やかになる。これにより上記置き換え制御
を行う機会が少なくなるとともに全体として置き換え時
間も短くなる。

【０１３４】置き換え制御を行う機会が少なくなり置き
換え時間の合計が短くなるということは、ＰＺＴ素子１
４１を用いて高速で高精度な発振波長の制御が実行され
ている時間が長くなることを意味する。

【０１３５】たとえば発振波長が突然大きく変化した場
合を想定する。

【０１３６】置き換え制御が頻繁に行われ全体の置き換
え時間が長い場合には、発振波長が突然大きく変化した
ときに置き換え制御実行中と重なってしまう可能性が増
し、ＰＺＴ素子１４１による高速高精度な波長制御（置
き換え制御実行中以外の時間に行われる制御）によって
発振波長を目標波長に戻すことができなくなるおそれが
ある。

【０１３７】しかし本実施形態によれば置き換え制御が
行われる機会が少なくなり全体の置き換え時間が短くな
るので、発振波長が突然大きく変化したときに置き換え
制御と重なることが少なくなり、ＰＺＴ素子１４１によ
る高速高精度な波長制御によって発振波長を目標波長に
迅速に戻すことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本実施形態の半導体露光光源用狭帯域エ
キシマレーザ装置の構成を示す図である。

【図２】図２は波長チャープを説明する図である。

【図３】図３は電極印加電圧と出力レーザ光エネルギー
のばらつきとの関係を示す図である。

【図４】図４はフッ素ガス濃度と出力レーザ光エネルギ
ーとの関係を示す図である。

【図５】図５はレーザガス全圧と出力レーザ光エネルギ
ーとの関係を示す図である。

【図６】図６は狭帯域発振エキシマレーザ装置を例示す
る図である。

【図７】図７は本実施形態における波長制御を説明する
図である。

【符号の説明】

１４、１５ 主放電電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 計 神奈川県平塚市万田1200 ギガフォトン株 式会社内 (72)発明者 三村 龍夫 神奈川県平塚市万田1200 ギガフォトン株 式会社内 (72)発明者 堀 司 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 (72)発明者 住谷 明 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 5F046 BA04 CA04 5F071 AA06 CC03 CC08 FF03 JJ05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両主放電電極の少なくとも一方の主放電
   電極の少なくともその放電面に、コーティング処理が施
   されていることを特徴とする半導体露光光源用狭帯域エ
   キシマレーザ装置。
2. 【請求項２】 パルスレーザ光の発振休止とパルスレー
   ザ光の連続発振を交互に繰返すバースト発振動作で運転
   が行われる半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置
   において、 主放電電極に印加する電圧を、波長チャープが減少する
   程度まで低下させるとともに、 両主放電電極の少なくとも一方の主放電電極の少なくと
   もその放電面に、コーティング処理が施されていること
   を特徴とする半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装
   置。
3. 【請求項３】 パルスレーザ光の発振休止とパルスレー
   ザ光の連続発振を交互に繰返すバースト発振動作で運転
   が行われる半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置
   において、 主放電電極に印加する電圧を、波長チャープが減少する
   程度まで低下させるとともに、 両主放電電極の少なくとも一方の主放電電極の少なくと
   もその放電面に、コーティング処理が施されているこ
   と、更に、 電極印加電圧を低下させることに伴い露光に必要なレー
   ザ光のエネルギーが低下した分を補償する補償手段を備
   えたことを特徴とする半導体露光光源用狭帯域エキシマ
   レーザ装置。
4. 【請求項４】 前記補償手段は、レーザガスの組成を調
   整することによりレーザ光のエネルギーを制御するもの
   であることを特徴とする請求項３記載の半導体露光光源
   用狭帯域エキシマレーザ装置。
5. 【請求項５】 前記補償手段は、レーザガスの全圧を調
   整することによりレーザ光のエネルギーを制御するもの
   であることを特徴とする請求項３記載の半導体露光光源
   用狭帯域エキシマレーザ装置。
6. 【請求項６】 レーザガス中にフッ素ガスを含む半導体
   露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置において、 両主放電電極の少なくとも一方の主放電電極の少なくと
   もその放電面に、コーティング処理が施されているとと
   もに、 フッ素ガスの濃度またはレーザガスの全圧を調整するこ
   とによってレーザ光のエネルギーを制御することを特徴
   とする半導体露光光源用狭帯域エキシマレーザ装置。