JP2003249707A - 狭帯域化ガスレーザ装置 - Google Patents
狭帯域化ガスレーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル
純度０．５ｐｍ以下とするためにＡＳＥの放出を抑えた
フッ素レーザ装置等の狭帯域化ガスレーザ装置。 【解決手段】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ１内に放電電極２を有し、レーザ共振器内に
設置した波長選択素子８を含む狭帯域化モジュール６に
より狭帯域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガ
スレーザ装置において、レーザ共振器から放出されるレ
ーザビームにＡＳＥが含まれないように、放電により発
光する時点からレーザビームが発生するまでの時間が設
定されており、サイドライトの立ち上がりが緩やかで、
サイドライトの第１ピークの時点以降にレーザパルスの
起点が存在するように設定されでいる。
純度０．５ｐｍ以下とするためにＡＳＥの放出を抑えた
フッ素レーザ装置等の狭帯域化ガスレーザ装置。 【解決手段】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ１内に放電電極２を有し、レーザ共振器内に
設置した波長選択素子８を含む狭帯域化モジュール６に
より狭帯域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガ
スレーザ装置において、レーザ共振器から放出されるレ
ーザビームにＡＳＥが含まれないように、放電により発
光する時点からレーザビームが発生するまでの時間が設
定されており、サイドライトの立ち上がりが緩やかで、
サイドライトの第１ピークの時点以降にレーザパルスの
起点が存在するように設定されでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、狭帯域化ガスレー
ザ装置に関し、特に、Ｆ2 レーザ装置等のガスレーザ装
置からのレーザビームにＡＳＥ（Amplified Spontaneou
s Emission）が含まれないようにして、スペクトル線幅
０．２ｐｍ以下、スペクトル純度０．５ｐｍ以下に狭帯
域化したガスレーザ装置に関するものである。
ザ装置に関し、特に、Ｆ2 レーザ装置等のガスレーザ装
置からのレーザビームにＡＳＥ（Amplified Spontaneou
s Emission）が含まれないようにして、スペクトル線幅
０．２ｐｍ以下、スペクトル純度０．５ｐｍ以下に狭帯
域化したガスレーザ装置に関するものである。
【０００２】また、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装
置等のＦ2 を含むレーザガスを使用するガスレーザ装置
からのレーザビームにＡＳＥが含まれないようにして、
スペクトル線幅、スペクトル純度の更なる狭帯域化を施
したガスレーザ装置に関するものである。
置等のＦ2 を含むレーザガスを使用するガスレーザ装置
からのレーザビームにＡＳＥが含まれないようにして、
スペクトル線幅、スペクトル純度の更なる狭帯域化を施
したガスレーザ装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化、高集積化につ
れて、その製造用の露光装置においては解像力の向上が
要請されている。このため、露光用光源から放出される
露光光の短波長化が進められており、半導体露光用光源
として、従来の水銀ランプから波長２４８ｎｍのＫｒＦ
レーザ装置や更なる短波長光源として、波長１９３ｎｍ
のＡｒＦレーザ装置が用いられ始めている。
れて、その製造用の露光装置においては解像力の向上が
要請されている。このため、露光用光源から放出される
露光光の短波長化が進められており、半導体露光用光源
として、従来の水銀ランプから波長２４８ｎｍのＫｒＦ
レーザ装置や更なる短波長光源として、波長１９３ｎｍ
のＡｒＦレーザ装置が用いられ始めている。
【０００４】また、７０ｎｍ以下のライン幅の半導体集
積回路を半導体上に実現するための露光技術において、
波長１６０ｎｍ以下の露光用光源が要求されている。そ
して、現在、波長１５７ｎｍ付近の紫外線を放出するＦ
2 （フッ素分子）レーザ装置がその光源とし有力視さ
れ、露光装置搭載への研究開発が急ピッチで行われてい
る。本発明は、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置の
性能改善、及び、半導体露光装置へＦ2 レーザ装置を搭
載すべく、Ｆ2 レーザ装置の性能改善に係わるものであ
る。
積回路を半導体上に実現するための露光技術において、
波長１６０ｎｍ以下の露光用光源が要求されている。そ
して、現在、波長１５７ｎｍ付近の紫外線を放出するＦ
2 （フッ素分子）レーザ装置がその光源とし有力視さ
れ、露光装置搭載への研究開発が急ピッチで行われてい
る。本発明は、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置の
性能改善、及び、半導体露光装置へＦ2 レーザ装置を搭
載すべく、Ｆ2 レーザ装置の性能改善に係わるものであ
る。
【０００５】光技術には大きく分けて以下の２種類あ
る。
る。
【０００６】１）屈折系(dioptric system)
２）反射屈折系(catadioptric system)
屈折系としては、従来の露光装置に一般的に用いられて
いた投影光学系がある。露光技術では、光学系内での色
収差補正方法が１つの大きな問題である。屈折系では、
種類の違う屈折率を有するレンズ等の光学素子を組み合
わせることによって、色収差補正を実現してきた。ただ
し、１５７ｎｍ付近の波長域において透過性を有する使
用可能な光学材料の種類に制限があり、現状ではＣａＦ
2 （蛍石）以外は使用できない状況にある。
いた投影光学系がある。露光技術では、光学系内での色
収差補正方法が１つの大きな問題である。屈折系では、
種類の違う屈折率を有するレンズ等の光学素子を組み合
わせることによって、色収差補正を実現してきた。ただ
し、１５７ｎｍ付近の波長域において透過性を有する使
用可能な光学材料の種類に制限があり、現状ではＣａＦ
2 （蛍石）以外は使用できない状況にある。
【０００７】反射屈折系を露光技術に用いると、反射光
学素子には色分散がないため、反射光学素子と屈折光学
素子とを組み合わせることにより、色収差の発生が抑え
られる。そのために、反射屈折系を用いた露光装置が、
現状の１５７ｎｍ付近の波長域では有望視されている。
ただし、反射屈折系は、従来の屈折系と比較して、露光
機の光軸調整が困難なため、敬遠される傾向にある。
学素子には色分散がないため、反射光学素子と屈折光学
素子とを組み合わせることにより、色収差の発生が抑え
られる。そのために、反射屈折系を用いた露光装置が、
現状の１５７ｎｍ付近の波長域では有望視されている。
ただし、反射屈折系は、従来の屈折系と比較して、露光
機の光軸調整が困難なため、敬遠される傾向にある。
【０００８】従来技術として一般的であった屈折系を、
この１５７ｎｍ付近の波長域に対して適応させる有力な
手段が現状で１つある。それは、放出されるレーザビー
ムが狭帯域化されたＦ2 レーザ装置を露光装置の光源と
して用いることである。
この１５７ｎｍ付近の波長域に対して適応させる有力な
手段が現状で１つある。それは、放出されるレーザビー
ムが狭帯域化されたＦ2 レーザ装置を露光装置の光源と
して用いることである。
【０００９】放電ガス全圧等の運転条件にもよるが、一
般的に狭帯域化されていない（フリーランニング動作
の）場合、Ｆ2 レーザビームのスペクトルの半値全幅
（ＦＷＨＭ）は約１．５〜１．２ｐｍ付近にある。屈折
系においては、このスペクトルの半値全幅を０．２ｐｍ
以下に狭帯域化することが要求される。また、ＫｒＦレ
ーザ装置、ＡｒＦレーザ装置においても、フリーランニ
ング動作時のレーザビームのスペクトルの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）数１００ｎｍと広帯域であるので、やはり狭帯
域化することが要求される。本発明はその狭帯域化技術
に係わるものである。
般的に狭帯域化されていない（フリーランニング動作
の）場合、Ｆ2 レーザビームのスペクトルの半値全幅
（ＦＷＨＭ）は約１．５〜１．２ｐｍ付近にある。屈折
系においては、このスペクトルの半値全幅を０．２ｐｍ
以下に狭帯域化することが要求される。また、ＫｒＦレ
ーザ装置、ＡｒＦレーザ装置においても、フリーランニ
ング動作時のレーザビームのスペクトルの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）数１００ｎｍと広帯域であるので、やはり狭帯
域化することが要求される。本発明はその狭帯域化技術
に係わるものである。
【００１０】さて、図１に、１個以上の拡大プリズムと
グレーテング（回折格子）を用いた狭帯域化Ｆ2 レーザ
装置の構成例を示す。なお、狭帯域化ＫｒＦレーザ装
置、ＡｒＦレーザ装置も同様な構成となる。
グレーテング（回折格子）を用いた狭帯域化Ｆ2 レーザ
装置の構成例を示す。なお、狭帯域化ＫｒＦレーザ装
置、ＡｒＦレーザ装置も同様な構成となる。
【００１１】レーザチェンバ１内にはＦ2 レーザ励起媒
質ガス（以下、レーザガスと称する。）が充填されてい
る。高電圧パルス発生装置３からレーザチェンバ１内に
所定距離だけ離間して対向配置された一対の電極２に高
電圧パルスが印加され、電極２間に放電が発生し、この
放電部におけるレーザガスが励起される。励起されたレ
ーザガスよりレーザビームとなる種光が発生する。レー
ザチェンバ１内には、さらにファン４とラジエター（図
示されていないが）が設置されている。レーザガスはこ
のファン４によってレーザチェンバ１内で循環し、放電
により高温になったレーザガスはラジエターと熱交換さ
れて冷却される。レーザチェンバ１には、図１のよう
に、ウインドー部５にウィンドー部材がハの字の形でブ
リュ−スタ角度で、又は、平行ブリュ−スター角度で設
置されている。なお、電極２は、紙面垂直方向に所定距
離だけ離間してアノード電極とカソード電極とが配置さ
れている。
質ガス（以下、レーザガスと称する。）が充填されてい
る。高電圧パルス発生装置３からレーザチェンバ１内に
所定距離だけ離間して対向配置された一対の電極２に高
電圧パルスが印加され、電極２間に放電が発生し、この
放電部におけるレーザガスが励起される。励起されたレ
ーザガスよりレーザビームとなる種光が発生する。レー
ザチェンバ１内には、さらにファン４とラジエター（図
示されていないが）が設置されている。レーザガスはこ
のファン４によってレーザチェンバ１内で循環し、放電
により高温になったレーザガスはラジエターと熱交換さ
れて冷却される。レーザチェンバ１には、図１のよう
に、ウインドー部５にウィンドー部材がハの字の形でブ
リュ−スタ角度で、又は、平行ブリュ−スター角度で設
置されている。なお、電極２は、紙面垂直方向に所定距
離だけ離間してアノード電極とカソード電極とが配置さ
れている。
【００１２】レーザ共振器は、後述する狭帯域化モジュ
ール６に搭載された回折格子８と出力ミラー９とにより
構成される。
ール６に搭載された回折格子８と出力ミラー９とにより
構成される。
【００１３】上記したレーザビームとなる種光は、狭帯
域化モジュール６中に設置されている回折格子（グレー
テング）８及び拡大プリズム７、放電部、及び、出力ミ
ラー９の間を往復し、出力ミラー９からレーザビームと
して取り出される。
域化モジュール６中に設置されている回折格子（グレー
テング）８及び拡大プリズム７、放電部、及び、出力ミ
ラー９の間を往復し、出力ミラー９からレーザビームと
して取り出される。
【００１４】出力ミラー９から出射されてレーザビーム
の一部はビームスプリッター１０により波長モニター１
１へ導入され、波長モニター１１で出力、中心波長等が
計測される。
の一部はビームスプリッター１０により波長モニター１
１へ導入され、波長モニター１１で出力、中心波長等が
計測される。
【００１５】狭帯域化は、レーザ共振器内に分光機能を
有する光学的狭帯域化モジュール６を配置することによ
りなされる。例えば、狭帯域化モジュール６は、ケーシ
ングとケーシング内に設置された回折格子（グレーテン
グ）８及び拡大プリズム７から構成され、回折格子８に
よる波長選択によりスペクトルの狭帯域化が実現する。
有する光学的狭帯域化モジュール６を配置することによ
りなされる。例えば、狭帯域化モジュール６は、ケーシ
ングとケーシング内に設置された回折格子（グレーテン
グ）８及び拡大プリズム７から構成され、回折格子８に
よる波長選択によりスペクトルの狭帯域化が実現する。
【００１６】また、回折格子８、拡大プリズム７の何れ
か１つの回転によって発振中心波長を変化させることが
可能である。
か１つの回転によって発振中心波長を変化させることが
可能である。
【００１７】なお、レーザチェンバ１と回折格子８間の
任意の位置に高反射ミラーを設置し、この高反射ミラー
を回転させて回折格子８への光の入射角度を変えること
によって発振中心波長を変化させることも可能である。
任意の位置に高反射ミラーを設置し、この高反射ミラー
を回転させて回折格子８への光の入射角度を変えること
によって発振中心波長を変化させることも可能である。
【００１８】波長モニター１１からの中心波長信号を元
にコントローラ１２は狭帯域化モジュール６内の回折格
子８、拡大プリズム７、又は、図示されていないが、レ
ーザチェンバ１と回折格子８間の任意の位置に設置され
て高反射ミラーの何れか１つの回転させて波長制御を行
う。
にコントローラ１２は狭帯域化モジュール６内の回折格
子８、拡大プリズム７、又は、図示されていないが、レ
ーザチェンバ１と回折格子８間の任意の位置に設置され
て高反射ミラーの何れか１つの回転させて波長制御を行
う。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】このような狭帯域化Ｆ
2 レーザ装置の狭帯域化手段として、レーザ共振器内に
分光機能を有する光学的狭帯域化モジュールを用いて
も、露光装置の屈折系において要求される前記のスペク
トル線幅（ＦＷＨＭ）０．２ｐｍ以下の狭帯域化性能を
得ることが困難であった。
2 レーザ装置の狭帯域化手段として、レーザ共振器内に
分光機能を有する光学的狭帯域化モジュールを用いて
も、露光装置の屈折系において要求される前記のスペク
トル線幅（ＦＷＨＭ）０．２ｐｍ以下の狭帯域化性能を
得ることが困難であった。
【００２０】スペクトル線幅をΔλ、回折格子に入射す
る光線幅をＷ、回折格子のブレーズ角（＝リトロー角）
をθとすると、 Δλ∝ｃｏｓθ／Ｗ なる関係がある。すなわち、スペクトル幅Δλは回折格
子のブレーズ角θ、回折格子に入射する光線幅Ｗが大き
くなる程狭くなる。
る光線幅をＷ、回折格子のブレーズ角（＝リトロー角）
をθとすると、 Δλ∝ｃｏｓθ／Ｗ なる関係がある。すなわち、スペクトル幅Δλは回折格
子のブレーズ角θ、回折格子に入射する光線幅Ｗが大き
くなる程狭くなる。
【００２１】光線幅Ｗを大きくするには、拡大プリズム
の拡大率を大きくしたり、拡大プリズムの個数を増やす
ことと、回折格子の幅を広くすることが必要である。し
かしながら、露光用光源とする場合、露光現場における
装置サイズの制約から、狭帯域化モジュールの大きさも
制限される。また、拡大プリズムの光透過率は、波長１
５７ｎｍの光に対して１００％ではないので、個数を増
やせば増す程発振効率が低下する。すなわち、拡大プリ
ズムの個数を増加したり、回折格子の幅を大きくするに
は限界がある。
の拡大率を大きくしたり、拡大プリズムの個数を増やす
ことと、回折格子の幅を広くすることが必要である。し
かしながら、露光用光源とする場合、露光現場における
装置サイズの制約から、狭帯域化モジュールの大きさも
制限される。また、拡大プリズムの光透過率は、波長１
５７ｎｍの光に対して１００％ではないので、個数を増
やせば増す程発振効率が低下する。すなわち、拡大プリ
ズムの個数を増加したり、回折格子の幅を大きくするに
は限界がある。
【００２２】また、光学部品の製作技術からくる限界も
ある。例えば、回折格子の製作限界によりブレーズ角は
所定値以上に大きくできない。
ある。例えば、回折格子の製作限界によりブレーズ角は
所定値以上に大きくできない。
【００２３】以上のような事情により、光学的狭帯域化
には限界がある。
には限界がある。
【００２４】ここで、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．３
６７９．（１９９９）１０３０〜１０３７には、レーザ
パルス幅が長くなると、それに伴って、レーザ光のスペ
クトル線幅が狭くなっていくことが記載されており、実
際、本発明者等の実験でもこれは証明された。
６７９．（１９９９）１０３０〜１０３７には、レーザ
パルス幅が長くなると、それに伴って、レーザ光のスペ
クトル線幅が狭くなっていくことが記載されており、実
際、本発明者等の実験でもこれは証明された。
【００２５】すなわち、上記した光学的狭帯域化の限界
を超えて更なる狭帯域化を実現するには、レーザビーム
のロングパルス化（パルスストレッチ）が必要となる。
を超えて更なる狭帯域化を実現するには、レーザビーム
のロングパルス化（パルスストレッチ）が必要となる。
【００２６】しかしながら、ロングパルス化を行って
も、スペクトル線幅（ＦＷＨＭ）０．２ｐｍ以下の狭帯
域化性能を得るのは難しい。
も、スペクトル線幅（ＦＷＨＭ）０．２ｐｍ以下の狭帯
域化性能を得るのは難しい。
【００２７】これは、以下の理由による。Ｆ2 （分子）
レーザ装置は、エキシマレーザ（ＫｒＦ，ＡｒＦ，Ｘｅ
Ｃｌ等）と同様、利得が大きい。レーザ装置において利
得が大きいということは、狭帯域化モジュールを用いて
共振することなくレーザ装置の出力ミラーから出射され
る光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission；寄生
発振光）が多いことを意味する。ＡＳＥはレーザ共振器
を往復せず出力ミラーより放出される光なので、狭帯域
化モジュールを通過しないか、通過しても１回であると
考えられ、狭帯域化はほとんど行われない。従来の狭帯
域化Ｆ2 レーザ装置から放出されるレーザビームはこの
ＡＳＥ成分を含むので、レーザビームのスペクトル線幅
（ＦＷＨＭ）を０．２ｐｍ以下に狭帯域化することは困
難であった。以下に、ＡＳＥ発生について、詳細に述べ
る。
レーザ装置は、エキシマレーザ（ＫｒＦ，ＡｒＦ，Ｘｅ
Ｃｌ等）と同様、利得が大きい。レーザ装置において利
得が大きいということは、狭帯域化モジュールを用いて
共振することなくレーザ装置の出力ミラーから出射され
る光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission；寄生
発振光）が多いことを意味する。ＡＳＥはレーザ共振器
を往復せず出力ミラーより放出される光なので、狭帯域
化モジュールを通過しないか、通過しても１回であると
考えられ、狭帯域化はほとんど行われない。従来の狭帯
域化Ｆ2 レーザ装置から放出されるレーザビームはこの
ＡＳＥ成分を含むので、レーザビームのスペクトル線幅
（ＦＷＨＭ）を０．２ｐｍ以下に狭帯域化することは困
難であった。以下に、ＡＳＥ発生について、詳細に述べ
る。
【００２８】図２は、従来のスペクトル線幅（ＦＷＨ
Ｍ）０．２ｐｍ以下の狭帯域化性能が得られないＦ2 レ
ーザ装置の場合の、レーザ発振時サイドライト（以下、
サイドライトと言う。）波形、レーザパルス波形、スペ
クトル線幅の時間的移り変わりを示す図である。なお、
この波形取得時の回折格子と出力ミラーとが作るレーザ
共振器の長さは１５００ｍｍであった。
Ｍ）０．２ｐｍ以下の狭帯域化性能が得られないＦ2 レ
ーザ装置の場合の、レーザ発振時サイドライト（以下、
サイドライトと言う。）波形、レーザパルス波形、スペ
クトル線幅の時間的移り変わりを示す図である。なお、
この波形取得時の回折格子と出力ミラーとが作るレーザ
共振器の長さは１５００ｍｍであった。
【００２９】ここで、一対の電極間で発生する放電によ
り励起されたレーザガスにより発生する光を「サイドラ
イト」と称することにする。サイドライトの観測は、レ
ーザ共振器上にない位置（例えば、電極の長手方向と略
垂直方向の電極サイド位置）からなされる。
り励起されたレーザガスにより発生する光を「サイドラ
イト」と称することにする。サイドライトの観測は、レ
ーザ共振器上にない位置（例えば、電極の長手方向と略
垂直方向の電極サイド位置）からなされる。
【００３０】サイドライトの波形は、レーザの時間的利
得分布を示すものである。すなわち、このサイドライト
はレーザ発振時のゲイン分布を示している。
得分布を示すものである。すなわち、このサイドライト
はレーザ発振時のゲイン分布を示している。
【００３１】レーザパルスは、サイドライトのピーク時
に閾値を超えて急激に立ち上がる。すなわち、メインの
レーザ発振（ＡＳＥではない発振）は、サイドライトの
第１のピークを起点に急激に立ち上がる。
に閾値を超えて急激に立ち上がる。すなわち、メインの
レーザ発振（ＡＳＥではない発振）は、サイドライトの
第１のピークを起点に急激に立ち上がる。
【００３２】レーザパルス波形において、放電励起開始
（０ｎｓ）から２０ｎｓを越えた位置に１つのピークが
観測される。このピーク位置のＡ時点でのスペクトル線
幅は、フリーランニングのときのスペクトル線幅と略同
程度であった（なお、図２におけるスペクトル線幅を示
す縦軸はリニアではない。Ａ時点でのスペクトル線幅は
０．４ｐｍ程度に見えるが、実際はもっと大きい。）。
（０ｎｓ）から２０ｎｓを越えた位置に１つのピークが
観測される。このピーク位置のＡ時点でのスペクトル線
幅は、フリーランニングのときのスペクトル線幅と略同
程度であった（なお、図２におけるスペクトル線幅を示
す縦軸はリニアではない。Ａ時点でのスペクトル線幅は
０．４ｐｍ程度に見えるが、実際はもっと大きい。）。
【００３３】前記したように、Ｆ2 レーザ装置は、エキ
シマレーザ（ＫｒＦ，ＡｒＦ，ＸｅＣｌ等）と同様、利
得が大きい。利得の大きいレーザ装置においては、利得
が立ち上がった後の所定の値を超えると（すなわち、利
得の立ち上がりから所定時間遅れて）、光が共振器を往
復することなくワンパス通過することによる発振（ＡＳ
Ｅ）が生じる。
シマレーザ（ＫｒＦ，ＡｒＦ，ＸｅＣｌ等）と同様、利
得が大きい。利得の大きいレーザ装置においては、利得
が立ち上がった後の所定の値を超えると（すなわち、利
得の立ち上がりから所定時間遅れて）、光が共振器を往
復することなくワンパス通過することによる発振（ＡＳ
Ｅ）が生じる。
【００３４】図２に示すレーザパルス波形の時点Ａでの
ピークは、レーザ共振器の光軸をずらしてミスアライメ
ント状態にしても観測された。したがって、レーザパル
ス波形の最初のピーク部分の光はＡＳＥと考えられる。
前記したように、ＡＳＥはレーザ共振器を往復せずに出
力ミラーより放出される光なので、狭帯域化モジュール
を通過しないか、通過しても１回であると考えられるの
で、狭帯域化はほとんど行われない。
ピークは、レーザ共振器の光軸をずらしてミスアライメ
ント状態にしても観測された。したがって、レーザパル
ス波形の最初のピーク部分の光はＡＳＥと考えられる。
前記したように、ＡＳＥはレーザ共振器を往復せずに出
力ミラーより放出される光なので、狭帯域化モジュール
を通過しないか、通過しても１回であると考えられるの
で、狭帯域化はほとんど行われない。
【００３５】ＡＳＥとして取り出されなかった光は、レ
ーザ共振器を往復し、狭帯域化され、やがてレーザビー
ムとして取り出される。
ーザ共振器を往復し、狭帯域化され、やがてレーザビー
ムとして取り出される。
【００３６】１つのレーザパルスのスペクトル線幅は、
図３（ａ）に模式的に示すように、レーザパルス内各時
点での各スペクトル線幅の時間的積分値となるので、レ
ーザパルス初期にＡＳＥが放出されると、結果的にスペ
クトル線幅は０．２ｐｍ以下とするのは困難であった。
すなわち、図３（ｂ）に模式的に示すように、０．６ｐ
ｍ以上のスペクトル線幅を有するＡＳＥがレーザパルス
のスペクトル特性にかぶさってしまい、レーザパルス全
体の積分スペクトルとしては、メインのレーザ発振スペ
クトル線幅が０．２ｐｍ以下でも、全体としては０．２
ｐｍ以上のスペクトル線幅になってしまう。
図３（ａ）に模式的に示すように、レーザパルス内各時
点での各スペクトル線幅の時間的積分値となるので、レ
ーザパルス初期にＡＳＥが放出されると、結果的にスペ
クトル線幅は０．２ｐｍ以下とするのは困難であった。
すなわち、図３（ｂ）に模式的に示すように、０．６ｐ
ｍ以上のスペクトル線幅を有するＡＳＥがレーザパルス
のスペクトル特性にかぶさってしまい、レーザパルス全
体の積分スペクトルとしては、メインのレーザ発振スペ
クトル線幅が０．２ｐｍ以下でも、全体としては０．２
ｐｍ以上のスペクトル線幅になってしまう。
【００３７】一方、上記したＡＳＥのあるレーザパルス
波形では、スペクトル純度の点で、露光用光源としての
仕様を満足することが困難になる。
波形では、スペクトル純度の点で、露光用光源としての
仕様を満足することが困難になる。
【００３８】ここで、「スペクトル純度」とは、スペク
トルエネルギーの集中度に関する１つの指標であり、図
４に示す通り、スペクトル波形の「ある面積比率」を含
む線幅をいう。例えば、一般によく使われる「９５％純
度」とは、そのスペクトル波形の全面積の中、中心側か
ら９５％の面積を含む線幅のことで指す。通常、屈折系
露光用光源として要求されるスペクトル純度は、０．５
ｐｍである。
トルエネルギーの集中度に関する１つの指標であり、図
４に示す通り、スペクトル波形の「ある面積比率」を含
む線幅をいう。例えば、一般によく使われる「９５％純
度」とは、そのスペクトル波形の全面積の中、中心側か
ら９５％の面積を含む線幅のことで指す。通常、屈折系
露光用光源として要求されるスペクトル純度は、０．５
ｐｍである。
【００３９】先に述べたように、ＡＳＥはほとんど狭帯
域化されていない光である。すなわち、いかにロングパ
ルス化（パルスストレッチ）が行われようとも、ＡＳＥ
成分が存在する限り、図３に示すスペクトルの積分波形
の裾のあたりの波形は変わらない。したがって、露光装
置側の要求によっては、スペクトル純度についての仕様
を満足することができない。波長により要求されるスペ
クトル線幅、スペクトル純度の要求値は変わるが、上記
のような問題はＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置に
対しても当てはまる。
域化されていない光である。すなわち、いかにロングパ
ルス化（パルスストレッチ）が行われようとも、ＡＳＥ
成分が存在する限り、図３に示すスペクトルの積分波形
の裾のあたりの波形は変わらない。したがって、露光装
置側の要求によっては、スペクトル純度についての仕様
を満足することができない。波長により要求されるスペ
クトル線幅、スペクトル純度の要求値は変わるが、上記
のような問題はＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置に
対しても当てはまる。
【００４０】本発明は従来技術のこのような問題に鑑み
てなされたものであり、その目的は、ＫｒＦレーザ装
置、ＡｒＦレーザ装置、Ｆ2 レーザ装置等のＦ2 を含む
レーザガスを用いるガスレーザ装置において狭帯域化性
能の向上を実現し、特にＦ2 レーザ装置において、スペ
クトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル純度０．５ｐｍ
以下を実現するためにＡＳＥの放出を抑えた狭帯域化ガ
スレーザ装置を提供することである。
てなされたものであり、その目的は、ＫｒＦレーザ装
置、ＡｒＦレーザ装置、Ｆ2 レーザ装置等のＦ2 を含む
レーザガスを用いるガスレーザ装置において狭帯域化性
能の向上を実現し、特にＦ2 レーザ装置において、スペ
クトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル純度０．５ｐｍ
以下を実現するためにＡＳＥの放出を抑えた狭帯域化ガ
スレーザ装置を提供することである。
【００４１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の狭帯域化ガスレーザ装置は、Ｆ2 を含むレー
ザガスが封入されたレーザチェンバ内に放電電極を有
し、レーザ共振器内に設置した波長選択素子を含む狭帯
域化モジュールにより狭帯域化されたレーザビームを放
出する狭帯域化ガスレーザ装置において、レーザ共振器
から放出されるレーザビームに実質的にＡＳＥが含まれ
ないように、放電により発光する時点からレーザビーム
が発生するまでの時間が設定されていることを特徴とす
るものである。
明の第１の狭帯域化ガスレーザ装置は、Ｆ2 を含むレー
ザガスが封入されたレーザチェンバ内に放電電極を有
し、レーザ共振器内に設置した波長選択素子を含む狭帯
域化モジュールにより狭帯域化されたレーザビームを放
出する狭帯域化ガスレーザ装置において、レーザ共振器
から放出されるレーザビームに実質的にＡＳＥが含まれ
ないように、放電により発光する時点からレーザビーム
が発生するまでの時間が設定されていることを特徴とす
るものである。
【００４２】本発明の第２の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、レーザ共振器から放出されるレーザビームの発生時
点においてレーザビームが所定のスペクトル線幅（ＦＷ
ＨＭ）及び／又はスペクトル純度を有するように、放電
により発光する時点からレーザビームが発生するまでの
時間が設定されていることを特徴とするものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、レーザ共振器から放出されるレーザビームの発生時
点においてレーザビームが所定のスペクトル線幅（ＦＷ
ＨＭ）及び／又はスペクトル純度を有するように、放電
により発光する時点からレーザビームが発生するまでの
時間が設定されていることを特徴とするものである。
【００４３】本発明の第３の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、レーザ共振器から放出されるレーザビームに実質的
にＡＳＥが含まれず、かつ、レーザ共振器から放出され
るレーザビームの発生時点においてレーザビームが所定
のスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純
度を有するように、放電により発光する時点からレーザ
ビームが発生するまでの時間が設定されていることを特
徴とするものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、レーザ共振器から放出されるレーザビームに実質的
にＡＳＥが含まれず、かつ、レーザ共振器から放出され
るレーザビームの発生時点においてレーザビームが所定
のスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純
度を有するように、放電により発光する時点からレーザ
ビームが発生するまでの時間が設定されていることを特
徴とするものである。
【００４４】本発明の第４の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビ
ームの時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器
（レーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電
圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザ
ガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラと
を有し、前記コントローラは、前記放電発光計測器から
のデータより、放電発光波形の起点を原点としたときの
放電発光波形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求
め、前記レーザパルス計測器からのデータより、放電発
光波形の起点を原点としたときのレーザパルス波形の第
１ピークが発生する時刻ＴLP1 を求め、ＴSL1 ＞Ｔ LP1
とならないように放電電極への印加電圧、レーザガスの
Ｆ2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なく
とも１つを制御して、レーザ共振器から放出されるレー
ザビームに実質的にＡＳＥが含まれないようにすること
を特徴とするものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビ
ームの時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器
（レーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電
圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザ
ガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラと
を有し、前記コントローラは、前記放電発光計測器から
のデータより、放電発光波形の起点を原点としたときの
放電発光波形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求
め、前記レーザパルス計測器からのデータより、放電発
光波形の起点を原点としたときのレーザパルス波形の第
１ピークが発生する時刻ＴLP1 を求め、ＴSL1 ＞Ｔ LP1
とならないように放電電極への印加電圧、レーザガスの
Ｆ2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なく
とも１つを制御して、レーザ共振器から放出されるレー
ザビームに実質的にＡＳＥが含まれないようにすること
を特徴とするものである。
【００４５】本発明の第５の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビ
ームの時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器
（レーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電
圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザ
ガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラと
を有し、前記コントローラは、前記放電発光計測器から
のデータより、放電発光波形の起点を原点としたときの
放電発光波形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求
め、前記レーザパルス計測器からのデータより、放電発
光波形の起点を原点としたときのレーザパルス波形が発
生する時刻ＴLPS を求め、ＴSL1 ＞ＴLPS とならないよ
うに放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レ
ーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制
御して、レーザ共振器から放出されるレーザビームに実
質的にＡＳＥが含まれないようにすることを特徴とする
ものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビ
ームの時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器
（レーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電
圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザ
ガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラと
を有し、前記コントローラは、前記放電発光計測器から
のデータより、放電発光波形の起点を原点としたときの
放電発光波形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求
め、前記レーザパルス計測器からのデータより、放電発
光波形の起点を原点としたときのレーザパルス波形が発
生する時刻ＴLPS を求め、ＴSL1 ＞ＴLPS とならないよ
うに放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レ
ーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制
御して、レーザ共振器から放出されるレーザビームに実
質的にＡＳＥが含まれないようにすることを特徴とする
ものである。
【００４６】本発明の第６の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、放電電極
への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ
内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコン
トローラとを有し、前記コントローラは、ＡＳＥが発生
しないときの放電発光波形の第１ピークの立上りの最大
勾配の最大値ΔＴ1 を予め記憶しておき、前記放電発光
計測器からのデータより、放電発光波形の第１ピークの
立上りの最大勾配ΔＴS を求め、ΔＴS ＞ΔＴ1 となら
ないように放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃
度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１
つを制御して、レーザ共振器から放出されるレーザビー
ムに実質的にＡＳＥが含まれないようにすることを特徴
とするものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、放電電極
への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ
内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコン
トローラとを有し、前記コントローラは、ＡＳＥが発生
しないときの放電発光波形の第１ピークの立上りの最大
勾配の最大値ΔＴ1 を予め記憶しておき、前記放電発光
計測器からのデータより、放電発光波形の第１ピークの
立上りの最大勾配ΔＴS を求め、ΔＴS ＞ΔＴ1 となら
ないように放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃
度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１
つを制御して、レーザ共振器から放出されるレーザビー
ムに実質的にＡＳＥが含まれないようにすることを特徴
とするものである。
【００４７】本発明の第７の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、放電電極
への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ
内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコン
トローラとを有し、前記コントローラは、レーザ共振器
内を往復する光のスペクトル線幅及び／又はスペクトル
純度の時間的推移データと、このデータから求められる
放電発光波形の起点を原点としたときの所定のスペクト
ル線幅及び／又はスペクトル純度の値が得られる時刻Ｔ
bwを記憶しておき、前記放電発光計測器からのデータよ
り、放電発光波形の起点を原点としたときの放電発光波
形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求め、ＴSL1 ＜
Ｔbwとならないように放電電極への印加電圧、レーザガ
スのＦ2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少
なくとも１つを制御して、レーザ共振器から放出される
レーザビームの発生時点においてレーザビームが所定の
スペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度
を有するようにすることを特徴とするものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、放電電極
への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ
内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコン
トローラとを有し、前記コントローラは、レーザ共振器
内を往復する光のスペクトル線幅及び／又はスペクトル
純度の時間的推移データと、このデータから求められる
放電発光波形の起点を原点としたときの所定のスペクト
ル線幅及び／又はスペクトル純度の値が得られる時刻Ｔ
bwを記憶しておき、前記放電発光計測器からのデータよ
り、放電発光波形の起点を原点としたときの放電発光波
形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求め、ＴSL1 ＜
Ｔbwとならないように放電電極への印加電圧、レーザガ
スのＦ2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少
なくとも１つを制御して、レーザ共振器から放出される
レーザビームの発生時点においてレーザビームが所定の
スペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度
を有するようにすることを特徴とするものである。
【００４８】本発明の第８の狭帯域化ガスレーザ装置
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビ
ームの時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器
（レーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電
圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザ
ガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラと
を有し、前記コントローラは、レーザ共振器内を往復す
る光のスペクトル線幅及び／又はスペクトル純度の時間
的推移データと、このデータから求められる放電発光波
形の起点を原点としたときの所定のスペクトル線幅及び
／又はスペクトル純度の値が得られる時刻Ｔbwを記憶し
ておき、前記レーザパルス計測器からのデータより、放
電発光波形の起点を原点としたときのレーザパルス波形
が発生する時刻Ｔ LPS を求め、ＴLPS ＜Ｔbwとならない
ように放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、
レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを
制御して、レーザ共振器から放出されるレーザビームの
発生時点においてレーザビームが所定のスペクトル線幅
（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度を有するように
することを特徴とするものである。
は、Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレーザチェンバ
内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置した波長選
択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯域化された
レーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ装置におい
て、放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電
発光計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビ
ームの時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器
（レーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電
圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザ
ガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラと
を有し、前記コントローラは、レーザ共振器内を往復す
る光のスペクトル線幅及び／又はスペクトル純度の時間
的推移データと、このデータから求められる放電発光波
形の起点を原点としたときの所定のスペクトル線幅及び
／又はスペクトル純度の値が得られる時刻Ｔbwを記憶し
ておき、前記レーザパルス計測器からのデータより、放
電発光波形の起点を原点としたときのレーザパルス波形
が発生する時刻Ｔ LPS を求め、ＴLPS ＜Ｔbwとならない
ように放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、
レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを
制御して、レーザ共振器から放出されるレーザビームの
発生時点においてレーザビームが所定のスペクトル線幅
（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度を有するように
することを特徴とするものである。
【００４９】また、本発明は、Ｆ2 を含むレーザガスが
封入されたレーザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ
共振器内に設置した波長選択素子を含む狭帯域化モジュ
ールにより狭帯域化されたレーザビームを放出する狭帯
域化ガスレーザ装置において、放電による発光の時間的
パルス波形を計測する放電発光計測器（サイドライトデ
ィテクター）と、レーザビームの時間的パルス波形を計
測するレーザパルス計測器（レーザパルスディテクタ
ー）と、放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ 2 濃
度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１
つを制御可能なコントローラとを有し、前記コントロー
ラは、上記第４、第５、第６の何れかの狭帯域化レーザ
装置のコントローラのＡＳＥ制御機能と、上記第７又は
第８の狭帯域化レーザ装置のコントローラのスペクトル
線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度機能とを併
せ持ち、レーザ共振器から放出されるレーザビームに実
質的にＡＳＥが含まれず、かつ、レーザ共振器から放出
されるレーザビームの発生時点においてレーザビームが
所定のスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクト
ル純度を有するようにする狭帯域化ガスレーザ装置を含
むものである。
封入されたレーザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ
共振器内に設置した波長選択素子を含む狭帯域化モジュ
ールにより狭帯域化されたレーザビームを放出する狭帯
域化ガスレーザ装置において、放電による発光の時間的
パルス波形を計測する放電発光計測器（サイドライトデ
ィテクター）と、レーザビームの時間的パルス波形を計
測するレーザパルス計測器（レーザパルスディテクタ
ー）と、放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ 2 濃
度、レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１
つを制御可能なコントローラとを有し、前記コントロー
ラは、上記第４、第５、第６の何れかの狭帯域化レーザ
装置のコントローラのＡＳＥ制御機能と、上記第７又は
第８の狭帯域化レーザ装置のコントローラのスペクトル
線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度機能とを併
せ持ち、レーザ共振器から放出されるレーザビームに実
質的にＡＳＥが含まれず、かつ、レーザ共振器から放出
されるレーザビームの発生時点においてレーザビームが
所定のスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクト
ル純度を有するようにする狭帯域化ガスレーザ装置を含
むものである。
【００５０】さらに、発振段レーザと増幅段レーザとか
らなる２ステージ方式の狭帯域化ガスレーザ装置であっ
て、発振段レーザが上記第１から第９の何れかの狭帯域
化ガスレーザ装置である狭帯域化ガスレーザ装置を含む
ものである。
らなる２ステージ方式の狭帯域化ガスレーザ装置であっ
て、発振段レーザが上記第１から第９の何れかの狭帯域
化ガスレーザ装置である狭帯域化ガスレーザ装置を含む
ものである。
【００５１】この２ステージ方式の狭帯域化ガスレーザ
装置において、前記増幅段レーザが、放電による発光の
時間的パルス波形を計測する放電発光計測器（サイドラ
イトディデクター）と、前記増幅段レーザの放電電極へ
の印加電圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内
のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコント
ローラとを有し、前記コントローラは、前記発振段レー
ザのコントローラから発振段レーザのレーザパルスが立
ち上がるタイミングデータＴLPS を受信し、このデータ
を基に前記発振段レーザのレーザパルスが立ち上がった
後に増幅段レーザの放電を開始するようにすることが望
ましい。
装置において、前記増幅段レーザが、放電による発光の
時間的パルス波形を計測する放電発光計測器（サイドラ
イトディデクター）と、前記増幅段レーザの放電電極へ
の印加電圧、レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内
のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコント
ローラとを有し、前記コントローラは、前記発振段レー
ザのコントローラから発振段レーザのレーザパルスが立
ち上がるタイミングデータＴLPS を受信し、このデータ
を基に前記発振段レーザのレーザパルスが立ち上がった
後に増幅段レーザの放電を開始するようにすることが望
ましい。
【００５２】本発明においては、サイドライトの立ち上
がりを緩やかにして、サイドライトの第１ピークの時点
以降にレーザパルスの起点が存在するようにすることに
より、ＡＳＥの放出が抑制可能となり、Ｆ2 レーザ装置
において、スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル
純度０．５ｐｍ以下の超狭帯域化ガスレーザ装置を実現
することが可能となる。また、ＫｒＦレーザ装置、Ａｒ
Ｆレーザ装置においても、狭帯域化性能を向上させるこ
とが可能となる。
がりを緩やかにして、サイドライトの第１ピークの時点
以降にレーザパルスの起点が存在するようにすることに
より、ＡＳＥの放出が抑制可能となり、Ｆ2 レーザ装置
において、スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル
純度０．５ｐｍ以下の超狭帯域化ガスレーザ装置を実現
することが可能となる。また、ＫｒＦレーザ装置、Ａｒ
Ｆレーザ装置においても、狭帯域化性能を向上させるこ
とが可能となる。
【００５３】また、高出力・超狭帯域化フッ素レーザ装
置を提供するのに、インジェクション・ロック方式やＭ
ＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手段を有する発振段レー
ザにおいて、このようにサイドライトの立ち上がりを緩
やかにして、サイドライトの第１ピークの時点以降にレ
ーザパルスの起点が存在するようにすることにより、ス
ペクトル線幅が０．２ｐｍ以下で、かつ、パルスエネル
ギーが５ｍＪ以上のレーザビームを得ることができるよ
うになる。
置を提供するのに、インジェクション・ロック方式やＭ
ＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手段を有する発振段レー
ザにおいて、このようにサイドライトの立ち上がりを緩
やかにして、サイドライトの第１ピークの時点以降にレ
ーザパルスの起点が存在するようにすることにより、ス
ペクトル線幅が０．２ｐｍ以下で、かつ、パルスエネル
ギーが５ｍＪ以上のレーザビームを得ることができるよ
うになる。
【００５４】同様に、高出力・超狭帯域化ＫｒＦレーザ
装置、ＡｒＦレーザ装置を提供するのに、インジェクシ
ョン・ロック方式やＭＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手
段を有する発振段レーザにおいて、このようにサイドラ
イトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１
ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在するよう
にすることにより、スペクトル線幅が露光装置からの要
求線幅以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ以上の
レーザビームを得ることができるようになる。
装置、ＡｒＦレーザ装置を提供するのに、インジェクシ
ョン・ロック方式やＭＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手
段を有する発振段レーザにおいて、このようにサイドラ
イトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１
ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在するよう
にすることにより、スペクトル線幅が露光装置からの要
求線幅以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ以上の
レーザビームを得ることができるようになる。
【００５５】
【発明の実施の形態】前記の発明が解決しようとする課
題の説明から、スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペク
トル純度０．５ｐｍ以下を実現するためには、狭帯域化
Ｆ2 レーザ装置から放出される光からＡＳＥ成分を抑制
・除去することが必要であることが理解される。また、
狭帯域化性能を向上させるためには、狭帯域化ＫｒＦレ
ーザ装置、ＡｒＦレーザ装置から放出される光からＡＳ
Ｅ成分を抑制・除去することが必要であることが理解さ
れる。
題の説明から、スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペク
トル純度０．５ｐｍ以下を実現するためには、狭帯域化
Ｆ2 レーザ装置から放出される光からＡＳＥ成分を抑制
・除去することが必要であることが理解される。また、
狭帯域化性能を向上させるためには、狭帯域化ＫｒＦレ
ーザ装置、ＡｒＦレーザ装置から放出される光からＡＳ
Ｅ成分を抑制・除去することが必要であることが理解さ
れる。
【００５６】本発明者等は鋭意研究の結果、図１に示す
ような狭帯域化Ｆ2 レーザ装置から放出される光からＡ
ＳＥ成分を抑制・除去するには、レーザ利得の立ち上が
りを緩やかにし、レーザパルスの立ち上がり開始時点を
遅らせることが有効であることを発見した。これは、狭
帯域化ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置についても
同様であった。以下、狭帯域化Ｆ2 レーザ装置を例にと
って説明する。
ような狭帯域化Ｆ2 レーザ装置から放出される光からＡ
ＳＥ成分を抑制・除去するには、レーザ利得の立ち上が
りを緩やかにし、レーザパルスの立ち上がり開始時点を
遅らせることが有効であることを発見した。これは、狭
帯域化ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置についても
同様であった。以下、狭帯域化Ｆ2 レーザ装置を例にと
って説明する。
【００５７】図５に、本発明（詳細は後述）におけるレ
ーザパルス波形、サイドライト波形、スペクトル線幅の
時間的推移（ａ）と従来の同様の時間的推移（ｂ）を比
較して示す。図５（ｂ）は図２と同じである。なお、図
５（ａ）の場合も、波形取得時の回折格子と出力ミラー
とが作るレーザ共振器の長さは、図２のときと同様、１
５００ｍｍであった。また、狭帯域化モジュールの構成
も同じである。
ーザパルス波形、サイドライト波形、スペクトル線幅の
時間的推移（ａ）と従来の同様の時間的推移（ｂ）を比
較して示す。図５（ｂ）は図２と同じである。なお、図
５（ａ）の場合も、波形取得時の回折格子と出力ミラー
とが作るレーザ共振器の長さは、図２のときと同様、１
５００ｍｍであった。また、狭帯域化モジュールの構成
も同じである。
【００５８】両者の比較から明らかなように、本発明
（図５（ａ））のサイドライトの立ち上がり（すなわ
ち、レーザ利得の立ち上がり）は従来例（図５（ｂ））
と比較して遅く、ＡＳＥ成分もレーザパルス波形に存在
していない。また、サイドライトが立ち上がる時点（０
ｎｓ）を起点としたとき、レーザパルス波形の立ち上が
り開始時点は、本発明（図５（ａ））の方が従来例（図
５（ｂ））と比較して遅い。
（図５（ａ））のサイドライトの立ち上がり（すなわ
ち、レーザ利得の立ち上がり）は従来例（図５（ｂ））
と比較して遅く、ＡＳＥ成分もレーザパルス波形に存在
していない。また、サイドライトが立ち上がる時点（０
ｎｓ）を起点としたとき、レーザパルス波形の立ち上が
り開始時点は、本発明（図５（ａ））の方が従来例（図
５（ｂ））と比較して遅い。
【００５９】サイドライトの立ちあがり（レーザ利得の
立ちあがり）が遅いと、このようにＡＳＥ成分が抑制さ
れるのは、以下の理由によるものと考えられる。上記し
たように、従来例（図２）の場合、サイドライトの立ち
あがり（レーザ利得の立ちあがり）が速く、放電により
発生した光は急速に増幅され、レーザビームとして所定
のしきい値を超えてレーザ共振器から取り出される前
に、レーザ共振器を往復しないまま増幅された光がＡＳ
Ｅとして取り出される。
立ちあがり）が遅いと、このようにＡＳＥ成分が抑制さ
れるのは、以下の理由によるものと考えられる。上記し
たように、従来例（図２）の場合、サイドライトの立ち
あがり（レーザ利得の立ちあがり）が速く、放電により
発生した光は急速に増幅され、レーザビームとして所定
のしきい値を超えてレーザ共振器から取り出される前
に、レーザ共振器を往復しないまま増幅された光がＡＳ
Ｅとして取り出される。
【００６０】一方、本発明（図５（ａ））の場合、サイ
ドライトの立ちあがり（レーザ利得の立ちあがり）が遅
いので、放電により発生した光は緩やかに増幅される。
そして、ＡＳＥとしてレーザ共振器から取り出される程
急激に光が増幅されずにレーザ共振器内を往復して、や
がてしきい値を超えてレーザ共振器よりレーザビームと
して取り出される。すなわち、レーザ装置から放出され
る光にＡＳＥは存在しない。
ドライトの立ちあがり（レーザ利得の立ちあがり）が遅
いので、放電により発生した光は緩やかに増幅される。
そして、ＡＳＥとしてレーザ共振器から取り出される程
急激に光が増幅されずにレーザ共振器内を往復して、や
がてしきい値を超えてレーザ共振器よりレーザビームと
して取り出される。すなわち、レーザ装置から放出され
る光にＡＳＥは存在しない。
【００６１】従来から、狭帯域化を実現する手法とし
て、レーザパルス波形のロングパルス化（パルスストレ
ッチ）があげられていたが、この手法では、条件によっ
ては、図２に示すようにレーザパルス波形にＡＳＥ成分
が含まれ、スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル
純度０．５ｐｍ以下を実現するのが困難な場合があっ
た。
て、レーザパルス波形のロングパルス化（パルスストレ
ッチ）があげられていたが、この手法では、条件によっ
ては、図２に示すようにレーザパルス波形にＡＳＥ成分
が含まれ、スペクトル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル
純度０．５ｐｍ以下を実現するのが困難な場合があっ
た。
【００６２】一方、発明者等は、従来は考慮されていな
かったサイドライトの立ちあがり（レーザ利得の立ちあ
がり）を制御することにより、上記のように、ＡＳＥの
発生を抑制することが可能となった。そのため、狭帯域
化モジュールの性能、レーザ共振器長の適宜設定や、レ
ーザパルス幅のロングパルス化等を行うことにより、屈
折系の露光装置用光源に要求されるスペクトル線幅、ス
ペクトル純度を満足した狭帯域化Ｆ2 レーザ装置が実現
可能となった。
かったサイドライトの立ちあがり（レーザ利得の立ちあ
がり）を制御することにより、上記のように、ＡＳＥの
発生を抑制することが可能となった。そのため、狭帯域
化モジュールの性能、レーザ共振器長の適宜設定や、レ
ーザパルス幅のロングパルス化等を行うことにより、屈
折系の露光装置用光源に要求されるスペクトル線幅、ス
ペクトル純度を満足した狭帯域化Ｆ2 レーザ装置が実現
可能となった。
【００６３】ところで、図５（ａ）と（ｂ）のスペクト
ル線幅の時間的推移とレーザパルス波形をまとめると、
図６のようになる。
ル線幅の時間的推移とレーザパルス波形をまとめると、
図６のようになる。
【００６４】上記したように、本発明（図５（ａ））の
場合、サイドライトの立ちあがり（レーザ利得の立ちあ
がり）が遅いので、放電により発生した光の増幅スピー
ドが遅い。よって、サイドライトが立ち上がる時点を起
点としたとき、図６で明らかなように、レーザパルス波
形の立ち上がり開始時点は、本発明（図５（ａ））の方
が従来例（図５（ｂ））と比較して遅い。
場合、サイドライトの立ちあがり（レーザ利得の立ちあ
がり）が遅いので、放電により発生した光の増幅スピー
ドが遅い。よって、サイドライトが立ち上がる時点を起
点としたとき、図６で明らかなように、レーザパルス波
形の立ち上がり開始時点は、本発明（図５（ａ））の方
が従来例（図５（ｂ））と比較して遅い。
【００６５】ここで、従来例（図２：図５（ｂ））と本
発明（図５（ａ））のスペクトル線幅の時間的推移は、
略同一曲線上に乗っており、本発明のレーザパルス波形
が立ち上がった時点で、スペクトル線は、同時点の従来
例でのスペクトル線幅と略同じである。
発明（図５（ａ））のスペクトル線幅の時間的推移は、
略同一曲線上に乗っており、本発明のレーザパルス波形
が立ち上がった時点で、スペクトル線は、同時点の従来
例でのスペクトル線幅と略同じである。
【００６６】すなわち、放電開始後（サイドライト発光
開始後）に発生した光がレーザビームとしてレーザ共振
器から取り出されるまで（レーザパルスが立ち上がるま
で）にレーザ共振器内を往復する光は、狭帯域化モジュ
ールを何回か通過するので、ある程度狭帯域化されてい
ると考えられる。
開始後）に発生した光がレーザビームとしてレーザ共振
器から取り出されるまで（レーザパルスが立ち上がるま
で）にレーザ共振器内を往復する光は、狭帯域化モジュ
ールを何回か通過するので、ある程度狭帯域化されてい
ると考えられる。
【００６７】したがって、サイドライトの立ちあがり
（レーザ利得の立ちあがり）を制御して、レーザ共振器
内の光が所定のスペクトル線幅まで狭帯域化された後に
レーザパルスが立ち上がるようにすることにより、スペ
クトル線幅（積分値）を所定値までに狭くし、スペクト
ル純度も向上させることが可能となる。
（レーザ利得の立ちあがり）を制御して、レーザ共振器
内の光が所定のスペクトル線幅まで狭帯域化された後に
レーザパルスが立ち上がるようにすることにより、スペ
クトル線幅（積分値）を所定値までに狭くし、スペクト
ル純度も向上させることが可能となる。
【００６８】以上をまとめると、発明者等は、従来は考
慮されていなかったサイドライトの立ちあがり（レーザ
利得の立ちあがり）を制御することにより、ＡＳＥの発
生を抑制すると共に、レーザパルス発生時点からある程
度狭帯域化されたレーザビーム発生させることが可能と
なったので、屈折系の露光装置用光源に要求されるスペ
クトル線幅、スペクトル純度を満足した狭帯域化Ｆ2 レ
ーザ装置が提供可能となった。
慮されていなかったサイドライトの立ちあがり（レーザ
利得の立ちあがり）を制御することにより、ＡＳＥの発
生を抑制すると共に、レーザパルス発生時点からある程
度狭帯域化されたレーザビーム発生させることが可能と
なったので、屈折系の露光装置用光源に要求されるスペ
クトル線幅、スペクトル純度を満足した狭帯域化Ｆ2 レ
ーザ装置が提供可能となった。
【００６９】図７に、サイドライト発光開始からサイド
ライト第１ピークが発生するまでの時間（黒丸）及びＡ
ＳＥを含むレーザパルス波形の起点（四角）と、レーザ
パルスのスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）との関係を示す。
ここで、図７におけるスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）は、
前記したように、図３に示すようなレーザパルス内各時
点での各スペクトル線幅の時間的積分値である。なお、
回折格子と出力ミラーとが作るレーザ共振器の長さは１
５００ｍｍであった。
ライト第１ピークが発生するまでの時間（黒丸）及びＡ
ＳＥを含むレーザパルス波形の起点（四角）と、レーザ
パルスのスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）との関係を示す。
ここで、図７におけるスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）は、
前記したように、図３に示すようなレーザパルス内各時
点での各スペクトル線幅の時間的積分値である。なお、
回折格子と出力ミラーとが作るレーザ共振器の長さは１
５００ｍｍであった。
【００７０】また、サイドライト波形、レーザパルス波
形の起点は、波形からは正確に定め難いので、ここでは
各波形の第１ピーク発生以前であって、かつ、第１ピー
クの強度の５％となる時点をサイドライト波形、レーザ
パルス波形の起点とした。しかしながら、強度が５％未
満である時点、例えば強度が１％である時点と強度が５
％である時点との差は非常に小さいので、各波形の第１
ピーク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５
％未満である任意の時点をサイドライト波形、レーザパ
ルス波形の起点としてもよい。
形の起点は、波形からは正確に定め難いので、ここでは
各波形の第１ピーク発生以前であって、かつ、第１ピー
クの強度の５％となる時点をサイドライト波形、レーザ
パルス波形の起点とした。しかしながら、強度が５％未
満である時点、例えば強度が１％である時点と強度が５
％である時点との差は非常に小さいので、各波形の第１
ピーク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５
％未満である任意の時点をサイドライト波形、レーザパ
ルス波形の起点としてもよい。
【００７１】図７に示す各測定で、レーザパルス波形を
観測したところ、サイドライトの第１パルスが上記で定
義したサイドライトの起点から約３５ｎｓ以前に発生す
るとき、レーザパルス波形にＡＳＥ成分が含まれた。こ
のとき、図２に示すように、サイドライトの第１ピーク
の時点以前に、レーザパルス波形の起点が発生した。
観測したところ、サイドライトの第１パルスが上記で定
義したサイドライトの起点から約３５ｎｓ以前に発生す
るとき、レーザパルス波形にＡＳＥ成分が含まれた。こ
のとき、図２に示すように、サイドライトの第１ピーク
の時点以前に、レーザパルス波形の起点が発生した。
【００７２】一方、サイドライトの第１パルスがサイド
ライトの起点から約３５ｎｓ以降に発生するとき、レー
ザパルス波形にＡＳＥ成分が含まれなかった。このと
き、図５（ａ）に示すように、サイドライトの第１ピー
クの時点近傍若しくは以後に、レーザパルス波形の起点
が発生した。
ライトの起点から約３５ｎｓ以降に発生するとき、レー
ザパルス波形にＡＳＥ成分が含まれなかった。このと
き、図５（ａ）に示すように、サイドライトの第１ピー
クの時点近傍若しくは以後に、レーザパルス波形の起点
が発生した。
【００７３】また、図７から明らかなように、サイドラ
イトの第１ピークがサイドライトの起点から４０ｎｓ以
降に発生するとき、スペクトル線幅は０．２ｐｍ未満と
なった。また、図７では示していないが、スペクトル純
度も０．５ｐｍ以下となった。
イトの第１ピークがサイドライトの起点から４０ｎｓ以
降に発生するとき、スペクトル線幅は０．２ｐｍ未満と
なった。また、図７では示していないが、スペクトル純
度も０．５ｐｍ以下となった。
【００７４】上記をまとめると、サイドライトの立ち上
がりを緩やかにして、サイドライトの第１ピークの時点
以降にレーザパルスの起点が存在するとき、レーザパル
ス波形にＡＳＥ成分が含まれないことが分った。
がりを緩やかにして、サイドライトの第１ピークの時点
以降にレーザパルスの起点が存在するとき、レーザパル
ス波形にＡＳＥ成分が含まれないことが分った。
【００７５】次に、本発明によるサイドライトの立ち上
がりの制御（ＡＳＥ抑制制御）について説明する。
がりの制御（ＡＳＥ抑制制御）について説明する。
【００７６】上記したように、本発明は、サイドライト
の立ち上がりを制御して、ＡＳＥの発生を抑制するこ
と、及び、レーザ共振器を往復する光が所定値以下に狭
帯域化されるまでレーザパルスの立ち上がりを遅らせる
ことに特徴がある。
の立ち上がりを制御して、ＡＳＥの発生を抑制するこ
と、及び、レーザ共振器を往復する光が所定値以下に狭
帯域化されるまでレーザパルスの立ち上がりを遅らせる
ことに特徴がある。
【００７７】サイドライトの立ち上がりを制御（すなわ
ち、レーザパルスの立ち上がりの起点を制御）する制御
パラメータは、主に以下に示すものがあることが分っ
た。
ち、レーザパルスの立ち上がりの起点を制御）する制御
パラメータは、主に以下に示すものがあることが分っ
た。
【００７８】印加電圧
図８は、同一狭帯域化モジュール、同一ガス条件（レー
ザチェンバ内のガス混合比、ガス圧力）下で、高電圧パ
ルス発生装置から電極に印加される印加電圧を変化させ
たときのスペクトル線幅及びサイドライトの立ち上がり
の起点からレーザパルスの立ち上がりの起点までの遅延
時間Ｔｄを示す図である。
ザチェンバ内のガス混合比、ガス圧力）下で、高電圧パ
ルス発生装置から電極に印加される印加電圧を変化させ
たときのスペクトル線幅及びサイドライトの立ち上がり
の起点からレーザパルスの立ち上がりの起点までの遅延
時間Ｔｄを示す図である。
【００７９】高電圧パルス発生装置から電極に印加され
る印加電圧を低くすると、遅延時間Ｔｄは図８のように
遅くなる。すなわち、印加電圧の減少によりレーザの利
得が減少しレーザパルスの立ち上がりの起点が遅くな
る。
る印加電圧を低くすると、遅延時間Ｔｄは図８のように
遅くなる。すなわち、印加電圧の減少によりレーザの利
得が減少しレーザパルスの立ち上がりの起点が遅くな
る。
【００８０】図８において、電圧値が大きい印加電圧Ｃ
のときには、利得が高いためにＡＳＥが発生し、上記遅
延時間はＴ３と短く、スペクトル線幅も０．２ｐｍを上
回っている。
のときには、利得が高いためにＡＳＥが発生し、上記遅
延時間はＴ３と短く、スペクトル線幅も０．２ｐｍを上
回っている。
【００８１】印加電圧Ｂのときには、印加電圧Ｃのとき
と比較して電圧値が小さく、ＡＳＥが発生していない。
そのときの遅延時間はＴ２であり、Ｔ３よりも長いが、
光がレーザ共振器を往復する回数が十分ではないので、
スペクトル線幅は０．２ｐｍを上回っている。
と比較して電圧値が小さく、ＡＳＥが発生していない。
そのときの遅延時間はＴ２であり、Ｔ３よりも長いが、
光がレーザ共振器を往復する回数が十分ではないので、
スペクトル線幅は０．２ｐｍを上回っている。
【００８２】一方、印可電圧Ａのときには、印加電圧Ｂ
のときと比較してさらに電圧値が小さく、ＡＳＥが発生
していない。そのときの遅延時間はＴ１であり、Ｔ２よ
りも長く、光がレーザ共振器を往復する回数が十分であ
り、スペクトル線幅は０．２ｐｍを下回っている。
のときと比較してさらに電圧値が小さく、ＡＳＥが発生
していない。そのときの遅延時間はＴ１であり、Ｔ２よ
りも長く、光がレーザ共振器を往復する回数が十分であ
り、スペクトル線幅は０．２ｐｍを下回っている。
【００８３】このように、同一狭帯域化モジュール、同
一ガス条件下では、高電圧パルス発生装置から電極に印
加される印加電圧を制御することにより、サイドライト
の立ち上がり時期を制御して、ＡＳＥの発生を抑制する
ことができると共に、十分狭帯域化されてからレーザパ
ルスが立ち上がるように、サイドライトの立ち上がりの
起点からレーザパルスの立ち上がりの起点までの遅延時
間Ｔｄを制御することも可能となる。
一ガス条件下では、高電圧パルス発生装置から電極に印
加される印加電圧を制御することにより、サイドライト
の立ち上がり時期を制御して、ＡＳＥの発生を抑制する
ことができると共に、十分狭帯域化されてからレーザパ
ルスが立ち上がるように、サイドライトの立ち上がりの
起点からレーザパルスの立ち上がりの起点までの遅延時
間Ｔｄを制御することも可能となる。
【００８４】Ｆ2 濃度
図９は、同一狭帯域化モジュール、同一印加電圧、同一
ガス圧力下で、レーザガスに含まれるＦ2 濃度を変化さ
せたときのスペクトル線幅及びサイドライトの立ち上が
りの起点からレーザパルスの立ち上がりの起点までの遅
延時間Ｔｄを示す図である。
ガス圧力下で、レーザガスに含まれるＦ2 濃度を変化さ
せたときのスペクトル線幅及びサイドライトの立ち上が
りの起点からレーザパルスの立ち上がりの起点までの遅
延時間Ｔｄを示す図である。
【００８５】レーザガス中のＦ2 濃度を薄くすると、遅
延時間Ｔｄは図９のように遅くなる。すなわち、Ｆ2 濃
度の減少によりレーザの利得が減少し、レーザパルスの
立ち上がりの起点が遅くなる。
延時間Ｔｄは図９のように遅くなる。すなわち、Ｆ2 濃
度の減少によりレーザの利得が減少し、レーザパルスの
立ち上がりの起点が遅くなる。
【００８６】図９において、Ｆ2 濃度が大きい濃度Ｆの
ときには、利得が高いためにＡＳＥが発生し、上記遅延
時間はＴ３と短く、スペクトル線幅も０．２ｐｍを上回
っている。
ときには、利得が高いためにＡＳＥが発生し、上記遅延
時間はＴ３と短く、スペクトル線幅も０．２ｐｍを上回
っている。
【００８７】濃度Ｅのときには、濃度Ｆのときと比較し
てＦ2 濃度が小さく、ＡＳＥが発生していない。そのと
きの遅延時間はＴ２であり、Ｔ３よりも長いが、光がレ
ーザ共振器を往復する回数が十分ではないので、スペク
トル線幅は０．２ｐｍを上回っている。
てＦ2 濃度が小さく、ＡＳＥが発生していない。そのと
きの遅延時間はＴ２であり、Ｔ３よりも長いが、光がレ
ーザ共振器を往復する回数が十分ではないので、スペク
トル線幅は０．２ｐｍを上回っている。
【００８８】一方、濃度Ｄのときには、濃度Ｂのときと
比較してさらにＦ2 濃度が小さく、ＡＳＥが発生してい
ない。そのときの遅延時間はＴ１であり、Ｔ２よりも長
く、光がレーザ共振器を往復する回数が十分であり、ス
ペクトル線幅は０．２ｐｍを下回っている。
比較してさらにＦ2 濃度が小さく、ＡＳＥが発生してい
ない。そのときの遅延時間はＴ１であり、Ｔ２よりも長
く、光がレーザ共振器を往復する回数が十分であり、ス
ペクトル線幅は０．２ｐｍを下回っている。
【００８９】このように、同一狭帯域化モジュール、同
一印加電圧、同一ガス圧力下では、レーザガスに含まれ
るＦ2 濃度を制御することにより、サイドライトの立ち
上がりを制御して、ＡＳＥの発生を抑制することができ
ると共に、十分狭帯域化されてからレーザパルスが立ち
上がるように、サイドライトの立ち上がりの起点からレ
ーザパルスの立ち上がりの起点までの遅延時間Ｔｄを制
御することも可能となる。
一印加電圧、同一ガス圧力下では、レーザガスに含まれ
るＦ2 濃度を制御することにより、サイドライトの立ち
上がりを制御して、ＡＳＥの発生を抑制することができ
ると共に、十分狭帯域化されてからレーザパルスが立ち
上がるように、サイドライトの立ち上がりの起点からレ
ーザパルスの立ち上がりの起点までの遅延時間Ｔｄを制
御することも可能となる。
【００９０】レーザガス圧力
図１０は、同一狭帯域化モジュール、同一印加電圧、同
一Ｆ2 濃度下で、レーザチェンバ内のレーザガス圧力
（以下、全圧と称する。）を変化させたときのスペクト
ル線幅及びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザ
パルスの立ち上がりの起点までの遅延時間Ｔｄを示す図
である。
一Ｆ2 濃度下で、レーザチェンバ内のレーザガス圧力
（以下、全圧と称する。）を変化させたときのスペクト
ル線幅及びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザ
パルスの立ち上がりの起点までの遅延時間Ｔｄを示す図
である。
【００９１】全圧を低くすると、遅延時間Ｔｄは図１０
のように遅くなる。すなわち、全圧の減少によりレーザ
の利得が減少し、レーザパルスの立ち上がりの起点が遅
くなる。
のように遅くなる。すなわち、全圧の減少によりレーザ
の利得が減少し、レーザパルスの立ち上がりの起点が遅
くなる。
【００９２】図１０において、圧力値が大きい全圧Ｉの
ときには、利得が高いためにＡＳＥが発生し、上記遅延
時間はＴ３と短く、スペクトル線幅も０．２ｐｍを上回
っている。
ときには、利得が高いためにＡＳＥが発生し、上記遅延
時間はＴ３と短く、スペクトル線幅も０．２ｐｍを上回
っている。
【００９３】全圧Ｈのときには、全圧Ｉのときと比較し
て、全圧が低くＡＳＥが発生していない。そのときの遅
延時間はＴ２であり、Ｔ３よりも長いが、光がレーザ共
振器を往復する回数が十分ではないので、スペクトル線
幅は０．２ｐｍを上回っている。
て、全圧が低くＡＳＥが発生していない。そのときの遅
延時間はＴ２であり、Ｔ３よりも長いが、光がレーザ共
振器を往復する回数が十分ではないので、スペクトル線
幅は０．２ｐｍを上回っている。
【００９４】一方、全圧Ｇのときには、全圧Ｈのときと
比較してさらに全圧が低く、ＡＳＥが発生していない。
そのときの遅延時間はＴ１であり、Ｔ２よりも長く、光
がレーザ共振器を往復する回数が十分であり、スペクト
ル線幅は０．２ｐｍを下回っている。
比較してさらに全圧が低く、ＡＳＥが発生していない。
そのときの遅延時間はＴ１であり、Ｔ２よりも長く、光
がレーザ共振器を往復する回数が十分であり、スペクト
ル線幅は０．２ｐｍを下回っている。
【００９５】このように、同一狭帯域化モジュール、同
一印加電圧、同一Ｆ2 濃度下では、全圧を制御すること
により、サイドライトの立ち上がりを制御して、ＡＳＥ
の発生を抑制することができると共に、十分狭帯域化さ
れてからレーザパルスが立ち上がるように、サイドライ
トの立ち上がりの起点からレーザパルスの立ち上がりの
起点までの遅延時間Ｔｄを制御することも可能となる。
一印加電圧、同一Ｆ2 濃度下では、全圧を制御すること
により、サイドライトの立ち上がりを制御して、ＡＳＥ
の発生を抑制することができると共に、十分狭帯域化さ
れてからレーザパルスが立ち上がるように、サイドライ
トの立ち上がりの起点からレーザパルスの立ち上がりの
起点までの遅延時間Ｔｄを制御することも可能となる。
【００９６】次に、このようなサイドライトの立ち上が
りを制御する具体例を説明する。
りを制御する具体例を説明する。
【００９７】図１１に、本発明の狭帯域化Ｆ2 レーザ装
置の構成例を示す。ここで、図１と共通する部分は、同
等の機能を有するため説明を省略する。
置の構成例を示す。ここで、図１と共通する部分は、同
等の機能を有するため説明を省略する。
【００９８】レーザチェンバ１には、レーザチェンバ１
内にＦ2 ガスや希ガス等のバッファーガスを供給するた
めのガス供給ライン２６とレーザチェンバ内のガスを排
気するための排気ライン２７とが接続されている。
内にＦ2 ガスや希ガス等のバッファーガスを供給するた
めのガス供給ライン２６とレーザチェンバ内のガスを排
気するための排気ライン２７とが接続されている。
【００９９】ガス供給ライン２６は、Ｆ2 ガスを供給す
るためのラインと、希ガス等のバッファーガスを供給す
るためのラインとからなる。希ガス等のバッファーガス
を供給するためのラインはバルブＶ１を介して不図示の
バッファーガス供給源と接続され、Ｆ2 ガスを供給する
ためのラインはバルブＶ２を介して不図示のＦ2 ガス供
給源と接続されている。なお、Ｆ2 ガスは反応性が極め
て高いので、通常Ｆ2ガ供給源からＦ2 ガスを希ガス等
で希釈した希釈Ｆ2 ガスが供給される。
るためのラインと、希ガス等のバッファーガスを供給す
るためのラインとからなる。希ガス等のバッファーガス
を供給するためのラインはバルブＶ１を介して不図示の
バッファーガス供給源と接続され、Ｆ2 ガスを供給する
ためのラインはバルブＶ２を介して不図示のＦ2 ガス供
給源と接続されている。なお、Ｆ2 ガスは反応性が極め
て高いので、通常Ｆ2ガ供給源からＦ2 ガスを希ガス等
で希釈した希釈Ｆ2 ガスが供給される。
【０１００】バルブＶ１、バルブＶ２の下流側で上記２
ラインは統合されてレーザチェンバ１と接続される。
ラインは統合されてレーザチェンバ１と接続される。
【０１０１】また、排気ライン２７はバルブＶ３を介し
て不図示の排気手段に接続されている。
て不図示の排気手段に接続されている。
【０１０２】コントローラ２２はバルブＶ１，Ｖ２、Ｖ
３の開閉を制御して、レーザチェンバ１内へのガスの供
給・排気を行う。
３の開閉を制御して、レーザチェンバ１内へのガスの供
給・排気を行う。
【０１０３】レーザチェンバ１の側面（電極２の長手方
向と略垂直方向の電極サイド位置）には、サイドライト
を観測するための観測窓部２３が設けられている。サイ
ドライトの時間的なパルス波形はサイドライトディデク
ター２４により測定され、測定データはコントローラ２
２へ送出される。
向と略垂直方向の電極サイド位置）には、サイドライト
を観測するための観測窓部２３が設けられている。サイ
ドライトの時間的なパルス波形はサイドライトディデク
ター２４により測定され、測定データはコントローラ２
２へ送出される。
【０１０４】一方、出力ミラー９から出射されるレーザ
ビームの一部はビームスプリッター１０によりレーザパ
ルスディデクター２１により測定され、測定データはコ
ントローラ２２へ送出される。
ビームの一部はビームスプリッター１０によりレーザパ
ルスディデクター２１により測定され、測定データはコ
ントローラ２２へ送出される。
【０１０５】また、コントローラ２２は、高電圧パルス
発生装置３を制御して、電極２へ印加する印加電圧の値
を制御する。
発生装置３を制御して、電極２へ印加する印加電圧の値
を制御する。
【０１０６】レーザチェンバ１には、レーザチェンバ１
内のレーザガスの圧力を測定する圧力計２５が備えら
れ、圧力データはコントローラ２２に送出される。
内のレーザガスの圧力を測定する圧力計２５が備えら
れ、圧力データはコントローラ２２に送出される。
【０１０７】ところで、前記したように、本発明者等
は、詳細に実験結果等を解析することにより、次のよう
な知見を得ている。すなわち、図１２、図１３のよう
に、サイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパル
スの第１ピーク時間ＴLP1 を比較したとき、ＴSL1 ＞Ｔ
LP1 ならＡＳＥが発生し（図１２）、ＴSL1 ≦ＴLP1 な
らＡＳＥが発生しない（図１３）。なお、図１２、図１
３において、ＴLPS はレーザパルスの起点である。この
ような知見に基づき、以下のように制御してＡＳＥの発
生を抑制する。 （１）電圧制御 電圧制御によってＡＳＥの発生を抑制するフローチャー
トを図１４に示す。
は、詳細に実験結果等を解析することにより、次のよう
な知見を得ている。すなわち、図１２、図１３のよう
に、サイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパル
スの第１ピーク時間ＴLP1 を比較したとき、ＴSL1 ＞Ｔ
LP1 ならＡＳＥが発生し（図１２）、ＴSL1 ≦ＴLP1 な
らＡＳＥが発生しない（図１３）。なお、図１２、図１
３において、ＴLPS はレーザパルスの起点である。この
ような知見に基づき、以下のように制御してＡＳＥの発
生を抑制する。 （１）電圧制御 電圧制御によってＡＳＥの発生を抑制するフローチャー
トを図１４に示す。
【０１０８】まず、コントローラ２２は、高電圧パルス
発生装置（以下、電源と称する。）３に指令を出力して
レーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始する（ステッ
プＳ１０１）。
発生装置（以下、電源と称する。）３に指令を出力して
レーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始する（ステッ
プＳ１０１）。
【０１０９】次いで、サイドライトディデクター２４、
レーザパルスディデクター２１により、サイドライトの
時間的パルス波形、レーザパルスの時間的パルス波形を
検出し（ステップＳ１０２）、その検出データをコント
ローラ２２に送出する（ステップＳ１０３）。
レーザパルスディデクター２１により、サイドライトの
時間的パルス波形、レーザパルスの時間的パルス波形を
検出し（ステップＳ１０２）、その検出データをコント
ローラ２２に送出する（ステップＳ１０３）。
【０１１０】次に、コントローラ２２は、受信した波形
データから、サイドライトの起点を原点として、サイド
ライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパルスの第１ピ
ーク時間ＴLP1 を算出し（ステップＳ１０４）、ＴSL1
とＴLP1 との大小を比較する（ステップＳ１０５）。
データから、サイドライトの起点を原点として、サイド
ライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパルスの第１ピ
ーク時間ＴLP1 を算出し（ステップＳ１０４）、ＴSL1
とＴLP1 との大小を比較する（ステップＳ１０５）。
【０１１１】ＴSL1 ≦ＴLP1 であるときは、ＡＳＥが発
生していないと判断する。一方、Ｔ SL1 ＞ＴLP1 である
とき、図８に示すようにＡＳＥは電極２への印加電圧が
所定値以下のとき発生しなくなるので、コントローラ２
２は電源３に指令を出力して電極２への印加電圧を所定
値だけ下げる（ステップＳ１０６）。
生していないと判断する。一方、Ｔ SL1 ＞ＴLP1 である
とき、図８に示すようにＡＳＥは電極２への印加電圧が
所定値以下のとき発生しなくなるので、コントローラ２
２は電源３に指令を出力して電極２への印加電圧を所定
値だけ下げる（ステップＳ１０６）。
【０１１２】以下、ＡＳＥが発生しなくなるまで、ステ
ップＳ１０１〜ステップＳ１０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
して、ＡＳＥの発生を抑制したが、上記した図９、図１
０から明らかなように、レーザガス中のＦ2 濃度やレー
ザガスの圧力を制御してＡＳＥの発生を抑制してもよ
い。
ップＳ１０１〜ステップＳ１０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
して、ＡＳＥの発生を抑制したが、上記した図９、図１
０から明らかなように、レーザガス中のＦ2 濃度やレー
ザガスの圧力を制御してＡＳＥの発生を抑制してもよ
い。
【０１１３】Ｆ2 濃度を制御する場合、電圧制御のとき
と同様に、図１５のステップＳ１０１〜Ｓ１０５（図１
４のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ１０５において一方のＴSL1 ＞ＴLP1 であると
き、コントローラ２２は圧力計２５からの圧力データを
観測しながらバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内の
レーザガスを排気し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ３を閉じる（ステップＳ１０７）。
と同様に、図１５のステップＳ１０１〜Ｓ１０５（図１
４のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ１０５において一方のＴSL1 ＞ＴLP1 であると
き、コントローラ２２は圧力計２５からの圧力データを
観測しながらバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内の
レーザガスを排気し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ３を閉じる（ステップＳ１０７）。
【０１１４】その後、コントローラ２２は圧力計２５か
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
とき、バルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザ
チェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力にな
ったら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ１０８）。
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
とき、バルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザ
チェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力にな
ったら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ１０８）。
【０１１５】すなわち、レーザガスを所定量排気し、同
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
【０１１６】以下、ＡＳＥが発生しなくなるまで、ステ
ップＳ１０１〜ステップＳ１０８を繰り返す。
ップＳ１０１〜ステップＳ１０８を繰り返す。
【０１１７】なお、レーザガスの圧力を制御してＡＳＥ
の発生を抑制する場合は、ステップ１０８を省略すれば
よい。
の発生を抑制する場合は、ステップ１０８を省略すれば
よい。
【０１１８】なお、図７を用いて先に説明したように、
サイドライトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライ
トの第１ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在
するとき、レーザパルス波形にＡＳＥ成分が含まれない
ことが判明している。したがって、ＡＳＥ発生の判定を
サイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパルスの
起点ＴLPS （図１２、図１３）とを比較することにより
行ってもよい。具体的な制御は、上記制御において、レ
ーザパルスの第１ピーク時間ＴLP1 をの代わりにレーザ
パルスの起点ＴLPS を用いることにより達成される。
サイドライトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライ
トの第１ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在
するとき、レーザパルス波形にＡＳＥ成分が含まれない
ことが判明している。したがって、ＡＳＥ発生の判定を
サイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパルスの
起点ＴLPS （図１２、図１３）とを比較することにより
行ってもよい。具体的な制御は、上記制御において、レ
ーザパルスの第１ピーク時間ＴLP1 をの代わりにレーザ
パルスの起点ＴLPS を用いることにより達成される。
【０１１９】ここで、レーザパルス波形の起点Ｔ
LPS は、上記したように、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％で
あるとなる時点としたが、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％未
満である任意の時点をレーザパルス波形の起点ＴLPS と
してもよい。
LPS は、上記したように、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％で
あるとなる時点としたが、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％未
満である任意の時点をレーザパルス波形の起点ＴLPS と
してもよい。
【０１２０】ところで、ＡＳＥ発生の判定は、上記のよ
うにサイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパル
スの第１ピーク時間ＴLP1 との比較結果により可能なこ
とは分ったが、以下のような別の判別法によってもＡＳ
Ｅ発生の判定を行うことができることが、本発明者等の
試験により明らかになった。
うにサイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパル
スの第１ピーク時間ＴLP1 との比較結果により可能なこ
とは分ったが、以下のような別の判別法によってもＡＳ
Ｅ発生の判定を行うことができることが、本発明者等の
試験により明らかになった。
【０１２１】すなわち、サイドライト立ち上がりの最大
勾配ΔＴs が所定値ΔＴ1 を超えるとＡＳＥの発生が起
こることが、発明者等の試験にて明らかになった。図１
６にサイドライト波形とレーザパルス波形を示すよう
に、サイドライト１の場合に得られるレーザパルス１に
はＡＳＥが含まれている。このときのサイドライト立ち
上がり時の最大勾配ΔＴs はΔＴs1であり、所定値ΔＴ
1 とΔＴs1の関係は、ΔＴ1 ＜ΔＴs1であった。
勾配ΔＴs が所定値ΔＴ1 を超えるとＡＳＥの発生が起
こることが、発明者等の試験にて明らかになった。図１
６にサイドライト波形とレーザパルス波形を示すよう
に、サイドライト１の場合に得られるレーザパルス１に
はＡＳＥが含まれている。このときのサイドライト立ち
上がり時の最大勾配ΔＴs はΔＴs1であり、所定値ΔＴ
1 とΔＴs1の関係は、ΔＴ1 ＜ΔＴs1であった。
【０１２２】一方、サイドライト２の場合に得られるレ
ーザパルス２にはＡＳＥが含まれていない。このときの
サイドライト立ち上がり時の最大勾配ΔＴs はΔＴs2で
あり、所定値ΔＴ1 とΔＴs2の関係は、ΔＴ1 ≧ΔＴs1
であった。
ーザパルス２にはＡＳＥが含まれていない。このときの
サイドライト立ち上がり時の最大勾配ΔＴs はΔＴs2で
あり、所定値ΔＴ1 とΔＴs2の関係は、ΔＴ1 ≧ΔＴs1
であった。
【０１２３】以上のように、サイドライト立ち上がりの
最大勾配ΔＴs を計測し、所定値ΔＴ1 に対する最大勾
配ΔＴs の緩急によってＡＳＥのの発生の有無が判定で
きる。
最大勾配ΔＴs を計測し、所定値ΔＴ1 に対する最大勾
配ΔＴs の緩急によってＡＳＥのの発生の有無が判定で
きる。
【０１２４】サイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs
もサイドライト立ち上がり時間と同様にレーザ励起媒質
の利得によって変化する。利得が低いとΔＴs は緩やか
になり、利得が高いと急峻になる。サイドライト立ち上
がりの最大勾配ΔＴs の制御パラメータは、前述の印加
電圧、Ｆ2 濃度、全圧である。
もサイドライト立ち上がり時間と同様にレーザ励起媒質
の利得によって変化する。利得が低いとΔＴs は緩やか
になり、利得が高いと急峻になる。サイドライト立ち上
がりの最大勾配ΔＴs の制御パラメータは、前述の印加
電圧、Ｆ2 濃度、全圧である。
【０１２５】この場合には、上記知見に基づき、以下の
ように制御してＡＳＥの発生を抑制する。 （１）電圧制御 この場合の電圧制御によってＡＳＥの発生を抑制するフ
ローチャートを図１７に示す。
ように制御してＡＳＥの発生を抑制する。 （１）電圧制御 この場合の電圧制御によってＡＳＥの発生を抑制するフ
ローチャートを図１７に示す。
【０１２６】上記所定値ΔＴ1 は、狭帯域化モジュール
６の性能（例えば、拡大プリズム７の拡大率、回折格子
８のブレーズ角）や、レーザ共振器長に依存する。コン
トローラ２２は、レーザ装置の上記依存条件に基づいて
得られた所定値ΔＴ1 を予め記憶しておく。
６の性能（例えば、拡大プリズム７の拡大率、回折格子
８のブレーズ角）や、レーザ共振器長に依存する。コン
トローラ２２は、レーザ装置の上記依存条件に基づいて
得られた所定値ΔＴ1 を予め記憶しておく。
【０１２７】そして、コントローラ２２は、電源３に指
令を出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始
する（ステップＳ２０１）。
令を出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始
する（ステップＳ２０１）。
【０１２８】次いで、サイドライトディデクター２４に
より、サイドライトの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ２０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ２０３）。
より、サイドライトの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ２０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ２０３）。
【０１２９】次に、コントローラ２２は、受信した波形
データから、サイドライトの起点から第１ピークまでの
範囲からサイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を算
出し（ステップＳ２０４）、ΔＴs とΔＴ1 との大小を
比較する（ステップＳ２０５）。
データから、サイドライトの起点から第１ピークまでの
範囲からサイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を算
出し（ステップＳ２０４）、ΔＴs とΔＴ1 との大小を
比較する（ステップＳ２０５）。
【０１３０】ΔＴs ≦ΔＴ1 であるときは、ＡＳＥが発
生していないと判断する。一方、ΔＴs ＞ΔＴ1 である
とき、図８に示すようにＡＳＥは電極２への印加電圧が
所定値以下のとき発生しなくなるので、コントローラ２
２は電源３に指令を出力して電極２への印加電圧を所定
値だけ下げる（ステップＳ２０６）。
生していないと判断する。一方、ΔＴs ＞ΔＴ1 である
とき、図８に示すようにＡＳＥは電極２への印加電圧が
所定値以下のとき発生しなくなるので、コントローラ２
２は電源３に指令を出力して電極２への印加電圧を所定
値だけ下げる（ステップＳ２０６）。
【０１３１】以下、ＡＳＥが発生しなくなるまで、ステ
ップＳ２０１〜ステップＳ２０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
してＡＳＥの発生を抑制したが、上記したように、レー
ザガス中のＦ2 濃度やレーザガスの圧力を制御してＡＳ
Ｅの発生を抑制してもよい。
ップＳ２０１〜ステップＳ２０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
してＡＳＥの発生を抑制したが、上記したように、レー
ザガス中のＦ2 濃度やレーザガスの圧力を制御してＡＳ
Ｅの発生を抑制してもよい。
【０１３２】Ｆ2 濃度を制御する場合、電圧制御のとき
と同様に、図１８のステップＳ２０１〜Ｓ２０５（図１
７のステップＳ２０１〜Ｓ２０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ２０５において一方のΔＴs ＞ΔＴ1 であると
き、コントローラ２２は圧力計２５からの圧力データを
観測しながらバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内の
レーザガスを排気し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ３を閉じる（ステップＳ２０７）。
と同様に、図１８のステップＳ２０１〜Ｓ２０５（図１
７のステップＳ２０１〜Ｓ２０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ２０５において一方のΔＴs ＞ΔＴ1 であると
き、コントローラ２２は圧力計２５からの圧力データを
観測しながらバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内の
レーザガスを排気し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ３を閉じる（ステップＳ２０７）。
【０１３３】その後、コントローラ２２は圧力計２５か
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
ときバルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザチ
ェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ２０８）。
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
ときバルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザチ
ェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ２０８）。
【０１３４】すなわち、レーザガスを所定量排気し、同
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
【０１３５】以下、ＡＳＥが発生しなくなるまで、ステ
ップＳ２０１〜ステップＳ２０８を繰り返す。
ップＳ２０１〜ステップＳ２０８を繰り返す。
【０１３６】なお、レーザガスの圧力を制御してＡＳＥ
の発生を抑制する場合は、ステップ２０８を省略すれば
よい。
の発生を抑制する場合は、ステップ２０８を省略すれば
よい。
【０１３７】なお、ＡＳＥの制御において、上記した例
では、制御パラメータとして電極２への印加電圧、レー
ザチェンバ１内のレーザガス中のＦ2 ガス濃度、レーザ
チェンバ１内のレーザガス圧力の何れか１つを用いた
が、これに限るものではなく、上記パラメータを複数組
み合わせて制御を行うことも可能である。
では、制御パラメータとして電極２への印加電圧、レー
ザチェンバ１内のレーザガス中のＦ2 ガス濃度、レーザ
チェンバ１内のレーザガス圧力の何れか１つを用いた
が、これに限るものではなく、上記パラメータを複数組
み合わせて制御を行うことも可能である。
【０１３８】さて、上記したようなＡＳＥの抑制制御に
より、レーザパルス中にＡＳＥ成分がなくなり、狭帯域
化モジュール６の性能、レーザ共振器長の適宜設定やレ
ーザパルス幅のロングパルス化等を行うことにより、屈
折系の露光装置用光源に要求されるスペクトル線幅、ス
ペクトル純度を満足することが可能となった。
より、レーザパルス中にＡＳＥ成分がなくなり、狭帯域
化モジュール６の性能、レーザ共振器長の適宜設定やレ
ーザパルス幅のロングパルス化等を行うことにより、屈
折系の露光装置用光源に要求されるスペクトル線幅、ス
ペクトル純度を満足することが可能となった。
【０１３９】ところで、例えば狭帯域化モジュール６の
性能によっては、ＡＳＥの発生を抑制しても、所定のス
ペクトル線幅（例えば、０．２ｐｍ以下）にならない場
合がある。例えば、図８における印加電圧Ｂのとき、図
９におけるＦ2 濃度Ｅのとき、図１０におけるレーザガ
ス全圧Ｈのときには、ＡＳＥが発生していないが、何れ
もスペクトル線幅は０．２ｐｍを上回っている。
性能によっては、ＡＳＥの発生を抑制しても、所定のス
ペクトル線幅（例えば、０．２ｐｍ以下）にならない場
合がある。例えば、図８における印加電圧Ｂのとき、図
９におけるＦ2 濃度Ｅのとき、図１０におけるレーザガ
ス全圧Ｈのときには、ＡＳＥが発生していないが、何れ
もスペクトル線幅は０．２ｐｍを上回っている。
【０１４０】これは、図８、図９、図１０の特性を観測
したときの狭帯域化モジュール６の性能では、上記条件
（印加電圧Ｂ、濃度Ｅ、全圧Ｈ）における遅延時間Ｔｄ
（サイドライトの立ち上がりの起点からレーザパルスの
立ち上がりの起点までの遅延時間）では、光がレーザ共
振器を往復する回数が十分ではなく、光が十分狭帯域化
される前にレーザパルスが立ち上がっているためである
と考えられる。
したときの狭帯域化モジュール６の性能では、上記条件
（印加電圧Ｂ、濃度Ｅ、全圧Ｈ）における遅延時間Ｔｄ
（サイドライトの立ち上がりの起点からレーザパルスの
立ち上がりの起点までの遅延時間）では、光がレーザ共
振器を往復する回数が十分ではなく、光が十分狭帯域化
される前にレーザパルスが立ち上がっているためである
と考えられる。
【０１４１】以下に、スペクトル線幅、スペクトル純度
を所定の値以下に制御する制御方法を示す。
を所定の値以下に制御する制御方法を示す。
【０１４２】先に述べたように、図６の結果から、放電
開始後（サイドライト発光開始後）に発生した光がレー
ザビームとしてレーザ共振器から取り出されるまで（レ
ーザパルスが立ち上がるまで）にレーザ共振器内を往復
する光は、狭帯域化モジュール６を何回か通過するの
で、ある程度狭帯域化されていると考えられる。
開始後（サイドライト発光開始後）に発生した光がレー
ザビームとしてレーザ共振器から取り出されるまで（レ
ーザパルスが立ち上がるまで）にレーザ共振器内を往復
する光は、狭帯域化モジュール６を何回か通過するの
で、ある程度狭帯域化されていると考えられる。
【０１４３】そこで、電極２への印加電圧、レーザガス
中のＦ2 濃度、レーザガス圧力の少なくとも１つを制御
して、サイドライトの立ち上がりの起点からレーザパル
スの立ち上がりの起点までの遅延時間を変化させ、遅延
時間の異なる複数のレーザパルスを得る。そして、その
ときのスペクトル線幅の時間的推移を測定する。
中のＦ2 濃度、レーザガス圧力の少なくとも１つを制御
して、サイドライトの立ち上がりの起点からレーザパル
スの立ち上がりの起点までの遅延時間を変化させ、遅延
時間の異なる複数のレーザパルスを得る。そして、その
ときのスペクトル線幅の時間的推移を測定する。
【０１４４】図６から明らかなように、同一の狭帯域化
モジュール性能、同一のレーザ共振器長条件において
は、上記複数のレーザパルスのスペクトル線幅の時間的
推移（サイドライトの立ち上がりの起点を原点とする）
は、同一曲線上にある。
モジュール性能、同一のレーザ共振器長条件において
は、上記複数のレーザパルスのスペクトル線幅の時間的
推移（サイドライトの立ち上がりの起点を原点とする）
は、同一曲線上にある。
【０１４５】すなわち、図１９のようなサイドライトの
立ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的
推移特性が得られ、レーザパルスが立ち上がる前にレー
ザ共振器内を往復する光のスペクトル線幅の時間的推移
特性が推定される。このようにして得られたサイドライ
トの立ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時
間的推移特性が、そのとき使用したレーザ装置の狭帯域
化モジュールの性能、レーザ共振器長、ロングパルス化
されたレーザパルス幅等から決定される特性と考えられ
る。
立ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的
推移特性が得られ、レーザパルスが立ち上がる前にレー
ザ共振器内を往復する光のスペクトル線幅の時間的推移
特性が推定される。このようにして得られたサイドライ
トの立ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時
間的推移特性が、そのとき使用したレーザ装置の狭帯域
化モジュールの性能、レーザ共振器長、ロングパルス化
されたレーザパルス幅等から決定される特性と考えられ
る。
【０１４６】図１９に示すようなサイドライトの立ち上
がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移特
性と、サイドライト波形、レーザパルス波形から、スペ
クトル線幅の値が所定値以下かどうかを判断する。
がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移特
性と、サイドライト波形、レーザパルス波形から、スペ
クトル線幅の値が所定値以下かどうかを判断する。
【０１４７】図１９のような予め求めておいたサイドラ
イトの立ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の
時間的推移特性において、スペクトル線幅が０．２ｐｍ
となる時点Ｔbwを求めておく（図２０）。一般に、ＡＳ
Ｅが発生しない場合、サイドライトの第１ピークの時点
近傍でレーザパルス波形の起点が発生する。よって、時
点Ｔbwとサイドライトの第１ピークの発生時間ＴSL1 と
を比較することにより、レーザパルス発生前にレーザ共
振器を往復する光が所定値（例えば０．２ｐｍ以下）に
狭帯域化されているかどうかを判断する。
イトの立ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の
時間的推移特性において、スペクトル線幅が０．２ｐｍ
となる時点Ｔbwを求めておく（図２０）。一般に、ＡＳ
Ｅが発生しない場合、サイドライトの第１ピークの時点
近傍でレーザパルス波形の起点が発生する。よって、時
点Ｔbwとサイドライトの第１ピークの発生時間ＴSL1 と
を比較することにより、レーザパルス発生前にレーザ共
振器を往復する光が所定値（例えば０．２ｐｍ以下）に
狭帯域化されているかどうかを判断する。
【０１４８】すなわち、スペクトル線幅が０．２ｐｍと
なる時点Ｔbwとサイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 を
比較したとき、ＴSL1 ＜Ｔbwならレーザパルス発生前に
レーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯域化
されておらず、ＴSL1 ≧Ｔbwのときはレーザパルス発生
前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯
域化されている。
なる時点Ｔbwとサイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 を
比較したとき、ＴSL1 ＜Ｔbwならレーザパルス発生前に
レーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯域化
されておらず、ＴSL1 ≧Ｔbwのときはレーザパルス発生
前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯
域化されている。
【０１４９】例えば図２０において、ＴSL1 ＜Ｔbwとな
るサイドライト１のときは、レーザパルス発生前にレー
ザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯域化され
ておらず、ＴSL1'≧Ｔbwとなるサイドライト２のとき
は、レーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が
０．２ｐｍ以下に狭帯域化されている。
るサイドライト１のときは、レーザパルス発生前にレー
ザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯域化され
ておらず、ＴSL1'≧Ｔbwとなるサイドライト２のとき
は、レーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が
０．２ｐｍ以下に狭帯域化されている。
【０１５０】なお、本発明者等の実験に用いた０．２ｐ
ｍ以下の狭帯域化を達成するように設計・設定した狭帯
域化モジュール、レーザ共振器長、レーザパルス幅を有
するレーザ装置によれば、サイドライトの起点から時点
Ｔbwまでの時間以降にレーザパルスが発生する場合、Ａ
ＳＥは発生しなかった。
ｍ以下の狭帯域化を達成するように設計・設定した狭帯
域化モジュール、レーザ共振器長、レーザパルス幅を有
するレーザ装置によれば、サイドライトの起点から時点
Ｔbwまでの時間以降にレーザパルスが発生する場合、Ａ
ＳＥは発生しなかった。
【０１５１】上記知見に基づき、以下のように制御して
レーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が０．
２ｐｍ以下に狭帯域化され、その結果０．２ｐｍ以下の
スペクトル線幅を持つレーザビームを得た。 （１）電圧制御 この場合の電圧制御によって０．２ｐｍ以下のスペクト
ル線幅に制御するフローチャートを図２１に示す。
レーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が０．
２ｐｍ以下に狭帯域化され、その結果０．２ｐｍ以下の
スペクトル線幅を持つレーザビームを得た。 （１）電圧制御 この場合の電圧制御によって０．２ｐｍ以下のスペクト
ル線幅に制御するフローチャートを図２１に示す。
【０１５２】まず、予め上記したような手順で、サイド
ライトの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移
を求め、スペクトル線幅が所定値（例えば０．２ｐｍ）
となる時点Ｔbwを求める。コントローラ２２は、上記時
点Ｔbwを予め記憶しておく。
ライトの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移
を求め、スペクトル線幅が所定値（例えば０．２ｐｍ）
となる時点Ｔbwを求める。コントローラ２２は、上記時
点Ｔbwを予め記憶しておく。
【０１５３】次に、コントローラ２２は電源３に指令を
出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始する
（ステップＳ３０１）。
出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始する
（ステップＳ３０１）。
【０１５４】次いで、サイドライトディデクター２４に
より、サイドライトの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ３０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ３０３）。
より、サイドライトの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ３０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ３０３）。
【０１５５】コントローラ２２は、受信した波形データ
から、サイドライトの起点を原点として、サイドライト
の第１ピーク時間ＴSL1 を算出し（ステップＳ３０
４）、Ｔ SL1 とＴbwとの大小を比較する（ステップＳ３
０５）。
から、サイドライトの起点を原点として、サイドライト
の第１ピーク時間ＴSL1 を算出し（ステップＳ３０
４）、Ｔ SL1 とＴbwとの大小を比較する（ステップＳ３
０５）。
【０１５６】ＴSL1 ≧Ｔbwであるときは、レーザパルス
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されていると判断する。一方、ＴSL1 ＜Ｔbwで
あるとき、コントローラ２２は電源３に指令を出力して
電極２への印加電圧を所定値だけ下げる（ステップＳ３
０６）。
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されていると判断する。一方、ＴSL1 ＜Ｔbwで
あるとき、コントローラ２２は電源３に指令を出力して
電極２への印加電圧を所定値だけ下げる（ステップＳ３
０６）。
【０１５７】以下、ＴSL1 ≧Ｔbwとなるまで、ステップ
Ｓ３０１〜ステップＳ３０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
して、レーザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往
復する光が所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにした
が、レーザガス中のＦ2 濃度やレーザガスの圧力を制御
してもよい。
Ｓ３０１〜ステップＳ３０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
して、レーザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往
復する光が所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにした
が、レーザガス中のＦ2 濃度やレーザガスの圧力を制御
してもよい。
【０１５８】Ｆ2 濃度を制御する場合、電圧制御のとき
と同様に、図２２のステップＳ３０１〜Ｓ３０５（図２
１のステップＳ３０１〜Ｓ３０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ３０５においてＴSL1 ＜Ｔbwであるとき、コント
ローラ２２は圧力計２５からの圧力データを観測しなが
らバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内のレーザガス
を排気し、レーザガス圧力が所定圧力になったら、バル
ブＶ３を閉じる（ステップＳ３０７）。
と同様に、図２２のステップＳ３０１〜Ｓ３０５（図２
１のステップＳ３０１〜Ｓ３０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ３０５においてＴSL1 ＜Ｔbwであるとき、コント
ローラ２２は圧力計２５からの圧力データを観測しなが
らバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内のレーザガス
を排気し、レーザガス圧力が所定圧力になったら、バル
ブＶ３を閉じる（ステップＳ３０７）。
【０１５９】その後、コントローラ２２は圧力計２５か
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
ときバルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザチ
ェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ３０８）。
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
ときバルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザチ
ェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ３０８）。
【０１６０】すなわち、レーザガスを所定量排気し、同
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
【０１６１】以下、ＴSL1 ≧Ｔbwとなるまで、ステップ
Ｓ３０１〜ステップＳ３０８を繰り返す。
Ｓ３０１〜ステップＳ３０８を繰り返す。
【０１６２】なお、レーザガスの圧力を制御して、レー
ザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往復する光が
所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにする場合は、ス
テップ３０８を省略すればよい。
ザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往復する光が
所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにする場合は、ス
テップ３０８を省略すればよい。
【０１６３】レーザパルスが立ち上がる前にレーザ共振
器を往復する光が所定値（０．２ｐｍ以下）以下になっ
たかどうかの判定は、上記のようにサイドライトの第１
ピーク時間ＴSLと、予め求めておいたサイドライトの立
ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推
移特性において、スペクトル線幅が０．２ｐｍとなる時
点Ｔbwとの比較結果により可能であることが分ったが、
図２３に示すように、レーザパルスの立ち上がりの起点
ＴLPS と時点Ｔbwとの比較結果により判定してもよい。
器を往復する光が所定値（０．２ｐｍ以下）以下になっ
たかどうかの判定は、上記のようにサイドライトの第１
ピーク時間ＴSLと、予め求めておいたサイドライトの立
ち上がりの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推
移特性において、スペクトル線幅が０．２ｐｍとなる時
点Ｔbwとの比較結果により可能であることが分ったが、
図２３に示すように、レーザパルスの立ち上がりの起点
ＴLPS と時点Ｔbwとの比較結果により判定してもよい。
【０１６４】すなわち、スペクトル線幅が０．２ｐｍと
なる時点Ｔbwとレーザパルスの立ち上がりの起点ＴLPS
とを比較したとき、ＴLPS ≦Ｔbwならレーザパルス発生
前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯
域化されておらず、ＴLPS ＞Ｔbwのときはレーザパルス
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されている。
なる時点Ｔbwとレーザパルスの立ち上がりの起点ＴLPS
とを比較したとき、ＴLPS ≦Ｔbwならレーザパルス発生
前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯
域化されておらず、ＴLPS ＞Ｔbwのときはレーザパルス
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されている。
【０１６５】図２３において、ＴLPS1＜Ｔbwとなるレー
ザパルス１のときは、レーザパルス発生前にレーザ共振
器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯域化されておら
ず、ＴLPS2＞Ｔbwとなるレーザパルス２のときには、レ
ーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２
ｐｍ以下に狭帯域化されている。
ザパルス１のときは、レーザパルス発生前にレーザ共振
器を往復する光が０．２ｐｍ以下に狭帯域化されておら
ず、ＴLPS2＞Ｔbwとなるレーザパルス２のときには、レ
ーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２
ｐｍ以下に狭帯域化されている。
【０１６６】ここで、レーザパルス波形の起点Ｔ
LPS は、上記したように、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％で
あるとなる時点としたが、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％未
満である任意の時点をレーザパルス波形の起点ＴLPS と
してもよい。
LPS は、上記したように、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％で
あるとなる時点としたが、レーザパルス波形の第１ピー
ク発生以前であって、かつ、第１ピークの強度の５％未
満である任意の時点をレーザパルス波形の起点ＴLPS と
してもよい。
【０１６７】なお、本発明者らの実験に用いた０．２ｐ
ｍ以下の狭帯域化を達成するように設計・設定した狭帯
域化モジュール、レーザ共振器長、レーザパルス幅を有
するレーザ装置によれば、サイドライトの起点から時点
Ｔbwまでの時間以降にレーザパルスが発生する場合、Ａ
ＳＥは発生しなかった。
ｍ以下の狭帯域化を達成するように設計・設定した狭帯
域化モジュール、レーザ共振器長、レーザパルス幅を有
するレーザ装置によれば、サイドライトの起点から時点
Ｔbwまでの時間以降にレーザパルスが発生する場合、Ａ
ＳＥは発生しなかった。
【０１６８】上記知見に基づき、以下のように制御して
レーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が０．
２ｐｍ以下に狭帯域化し、その結果０．２ｐｍ以下のス
ペクトル線幅を持つレーザビームを得た。 （１）電圧制御 この場合の電圧制御によって０．２ｐｍ以下のスペクト
ル線幅に制御するフローチャートを図２４に示す。
レーザパルス発生前にレーザ共振器を往復する光が０．
２ｐｍ以下に狭帯域化し、その結果０．２ｐｍ以下のス
ペクトル線幅を持つレーザビームを得た。 （１）電圧制御 この場合の電圧制御によって０．２ｐｍ以下のスペクト
ル線幅に制御するフローチャートを図２４に示す。
【０１６９】まず、予め上記したような手順で、サイド
ライトの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移
を求め、スペクトル線幅が所定値（例えば０．２ｐｍ）
となる時点Ｔbwを求める。コントローラ２２は、上記時
点Ｔbwを予め記憶しておく。
ライトの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移
を求め、スペクトル線幅が所定値（例えば０．２ｐｍ）
となる時点Ｔbwを求める。コントローラ２２は、上記時
点Ｔbwを予め記憶しておく。
【０１７０】次に、コントローラ２２は電源３に指令を
出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始する
（ステップＳ４０１）。
出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始する
（ステップＳ４０１）。
【０１７１】次いで、レーザパルスディテクター２１に
より、レーザパルスの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ４０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ４０３）。
より、レーザパルスの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ４０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ４０３）。
【０１７２】コントローラ２２は、受信した波形データ
から、レーザパルスの起点を原点として、レーザパルス
の立ち上がりの起点ＴLPS を算出し（ステップＳ４０
４）、ＴLPS とＴbwとの大小を比較する（ステップＳ４
０５）。
から、レーザパルスの起点を原点として、レーザパルス
の立ち上がりの起点ＴLPS を算出し（ステップＳ４０
４）、ＴLPS とＴbwとの大小を比較する（ステップＳ４
０５）。
【０１７３】ＴLPS ≧Ｔbwであるときは、レーザパルス
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されていると判断する。一方、ＴLPS ＜Ｔbwで
あるとき、コントローラ２２は電源３に指令を出力して
電極２への印加電圧を所定値だけ下げる（ステップＳ４
０６）。
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されていると判断する。一方、ＴLPS ＜Ｔbwで
あるとき、コントローラ２２は電源３に指令を出力して
電極２への印加電圧を所定値だけ下げる（ステップＳ４
０６）。
【０１７４】以下、ＴLPS ≧Ｔbwとなるまで、ステップ
Ｓ４０１〜ステップＳ４０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
して、レーザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往
復する光が所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにした
が、レーザガス中のＦ2 濃度やレーザガスの圧力を制御
してもよい。
Ｓ４０１〜ステップＳ４０６を繰り返す。 （２）Ｆ2 濃度、全圧制御 上記（１）の電圧制御では、電極２への印加電圧を制御
して、レーザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往
復する光が所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにした
が、レーザガス中のＦ2 濃度やレーザガスの圧力を制御
してもよい。
【０１７５】Ｆ2 濃度を制御する場合、電圧制御のとき
と同様に、図２５のステップＳ４０１〜Ｓ４０５（図２
４のステップＳ４０１〜Ｓ４０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ４０５において、ＴLPS ＜Ｔbwであるとき、コン
トローラ２２は圧力計２５からの圧力データを観測しな
がらバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内のレーザガ
スを排気し、レーザガス圧力が所定圧力になったら、バ
ルブＶ３を閉じる（ステップＳ４０７）。
と同様に、図２５のステップＳ４０１〜Ｓ４０５（図２
４のステップＳ４０１〜Ｓ４０５と同じ）を行い、ステ
ップＳ４０５において、ＴLPS ＜Ｔbwであるとき、コン
トローラ２２は圧力計２５からの圧力データを観測しな
がらバルブＶ３を開けてレーザチェンバ１内のレーザガ
スを排気し、レーザガス圧力が所定圧力になったら、バ
ルブＶ３を閉じる（ステップＳ４０７）。
【０１７６】その後、コントローラ２２は圧力計２５か
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
ときバルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザチ
ェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ４０８）。
らの圧力データを観測しながらバルブＶ１を開け（この
ときバルブＶ２は閉状態）、バッファーガスをレーザチ
ェンバ１内に充填し、レーザガス圧力が所定圧力になっ
たら、バルブＶ１を閉じる（ステップＳ４０８）。
【０１７７】すなわち、レーザガスを所定量排気し、同
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
量のバッファーガスを充填することにより、レーザガス
中のＦ2 濃度を減少させる。
【０１７８】以下、ＴLPS ≧Ｔbwとなるまで、ステップ
Ｓ４０１〜ステップＳ４０８を繰り返す。
Ｓ４０１〜ステップＳ４０８を繰り返す。
【０１７９】なお、レーザガスの圧力を制御して、レー
ザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往復する光が
所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにする場合は、ス
テップ４０８を省略すればよい。
ザパルスが立ち上がる前にレーザ共振器を往復する光が
所定値（０．２ｐｍ以下）となるようにする場合は、ス
テップ４０８を省略すればよい。
【０１８０】以上のように、使用するレーザ装置におい
て、予め狭帯域化モジュール、レーザ共振器長等に依存
するサイドライトの起点を原点とするスペクトル線幅の
時間的推移を求め、レーザ共振器内を往復する光が所定
のスペクトル線幅となる時点Ｔbwを求め、検出したサイ
ドライト第１ピーク時間ＴSL若しくはレーザパルス立ち
上がり時間ＴLPS と比較較した結果に基づき、レーザパ
ルスが立ち上がる前にレーザ共振器内を往復する光が所
定のスペクトル線幅となるようにすることが可能とな
る。
て、予め狭帯域化モジュール、レーザ共振器長等に依存
するサイドライトの起点を原点とするスペクトル線幅の
時間的推移を求め、レーザ共振器内を往復する光が所定
のスペクトル線幅となる時点Ｔbwを求め、検出したサイ
ドライト第１ピーク時間ＴSL若しくはレーザパルス立ち
上がり時間ＴLPS と比較較した結果に基づき、レーザパ
ルスが立ち上がる前にレーザ共振器内を往復する光が所
定のスペクトル線幅となるようにすることが可能とな
る。
【０１８１】上記した例では、制御パラメータとして電
極２への印加電圧、レーザチェンバ１内のレーザガス中
のＦ2 ガス濃度、レーザチェンバ１内のレーザガス圧力
の何れか１つを用いたが、これに限るものではなく、上
記パラメータを複数組み合わせて制御を行うことも可能
である。
極２への印加電圧、レーザチェンバ１内のレーザガス中
のＦ2 ガス濃度、レーザチェンバ１内のレーザガス圧力
の何れか１つを用いたが、これに限るものではなく、上
記パラメータを複数組み合わせて制御を行うことも可能
である。
【０１８２】なお、上記した例では、予めサイドライト
の起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移を求め
て、それを用いてレーザパルスが立ち上がる前にレーザ
共振器内を往復する光が所定のスペクトル線幅となるよ
うに制御したが、予めサイドライトの起点を原点とする
スペクトル純度の時間的推移を求めて、それを用いて上
記と同様の手順でレーザパルスが立ち上がる前にレーザ
共振器内を往復する光が所定のスペクトル純度となるよ
うに制御することも可能である。
の起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移を求め
て、それを用いてレーザパルスが立ち上がる前にレーザ
共振器内を往復する光が所定のスペクトル線幅となるよ
うに制御したが、予めサイドライトの起点を原点とする
スペクトル純度の時間的推移を求めて、それを用いて上
記と同様の手順でレーザパルスが立ち上がる前にレーザ
共振器内を往復する光が所定のスペクトル純度となるよ
うに制御することも可能である。
【０１８３】さらには、予めサイドライトの起点を原点
とするスペクトル線幅、スペクトル純度の時間的推移を
求めて、上記と同様の手順でレーザパルスが立ち上がる
前にレーザ共振器内を往復する光が所定のスペクトル線
幅、スペクトル純度となるように制御することも可能で
ある。
とするスペクトル線幅、スペクトル純度の時間的推移を
求めて、上記と同様の手順でレーザパルスが立ち上がる
前にレーザ共振器内を往復する光が所定のスペクトル線
幅、スペクトル純度となるように制御することも可能で
ある。
【０１８４】上記したスペクトル線幅、スペクトル純度
制御においては、本発明者等の設計したスペクトル線幅
０．２ｐｍ以下の超狭帯域化実現のための狭帯域化モジ
ュールや現状の狭帯域化モジュールを用いた場合、上記
時点以降にレーザパルスが発生する場合、ＡＳＥは発生
しなかった。
制御においては、本発明者等の設計したスペクトル線幅
０．２ｐｍ以下の超狭帯域化実現のための狭帯域化モジ
ュールや現状の狭帯域化モジュールを用いた場合、上記
時点以降にレーザパルスが発生する場合、ＡＳＥは発生
しなかった。
【０１８５】ここで、確実にＡＳＥ発生の抑制、スペク
トル線幅、スペクトル純度の制御を行うのであれば、先
に示したＡＳＥ制御（図１４、図１５、図１７、図１
８）、スペクトル線幅、スペクトル純度制御（図２１、
図２２、図２４、図２５）を組み合わせるとよい。
トル線幅、スペクトル純度の制御を行うのであれば、先
に示したＡＳＥ制御（図１４、図１５、図１７、図１
８）、スペクトル線幅、スペクトル純度制御（図２１、
図２２、図２４、図２５）を組み合わせるとよい。
【０１８６】以下に、組み合わせた例を示す。例とし
て、サイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を求めて
ＡＳＥを抑制し（図１７）、レーザパルスの立ち上がり
の起点ＴLPS を求めてスペクトル線幅を制御する（図２
４）例を示す。図２６はその制御を行うフローチャート
である。
て、サイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を求めて
ＡＳＥを抑制し（図１７）、レーザパルスの立ち上がり
の起点ＴLPS を求めてスペクトル線幅を制御する（図２
４）例を示す。図２６はその制御を行うフローチャート
である。
【０１８７】上記したように、サイドライト立ち上がり
の最大勾配ΔＴs 所定値ΔＴ1 を超えると、ＡＳＥの発
生が起こることが判明した。上記所定値ΔＴ1 は、狭帯
域化モジュール６の性能（例えば、拡大プリズム７の拡
大率、回折格子８のブレーズ角）や、レーザ共振器長に
依存する。コントローラ２２は、レーザ装置の上記依存
条件に基づいて得られた所定値ΔＴ1 を予め記憶してお
く。
の最大勾配ΔＴs 所定値ΔＴ1 を超えると、ＡＳＥの発
生が起こることが判明した。上記所定値ΔＴ1 は、狭帯
域化モジュール６の性能（例えば、拡大プリズム７の拡
大率、回折格子８のブレーズ角）や、レーザ共振器長に
依存する。コントローラ２２は、レーザ装置の上記依存
条件に基づいて得られた所定値ΔＴ1 を予め記憶してお
く。
【０１８８】また、予め前記したような手順で、サイド
ライトの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移
を求め、スペクトル線幅が所定値（例えば０．２ｐｍ）
となる時点Ｔbwを求める。コントローラ２２は、上記時
点Ｔbwを予め記憶しておく。
ライトの起点を原点とするスペクトル線幅の時間的推移
を求め、スペクトル線幅が所定値（例えば０．２ｐｍ）
となる時点Ｔbwを求める。コントローラ２２は、上記時
点Ｔbwを予め記憶しておく。
【０１８９】そして、コントローラ２２は、電源３に指
令を出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始
する（ステップＳ５０１）。
令を出力してレーザ放電を発生させ、レーザ発振を開始
する（ステップＳ５０１）。
【０１９０】次いで、サイドライトディデクター２４に
より、サイドライトの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ５０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ５０３）。
より、サイドライトの時間的パルス波形を検出し（ステ
ップＳ５０２）、検出データをコントローラ２２に送出
する（ステップＳ５０３）。
【０１９１】次に、コントローラ２２は、受信した波形
データから、サイドライトの起点から第１ピークまでの
範囲からサイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を算
出し（ステップＳ５０４）、ΔＴs とΔＴ1 との大小を
比較する（ステップＳ５０５）。
データから、サイドライトの起点から第１ピークまでの
範囲からサイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を算
出し（ステップＳ５０４）、ΔＴs とΔＴ1 との大小を
比較する（ステップＳ５０５）。
【０１９２】ΔＴs ≦ΔＴ1 であるときは、ＡＳＥが発
生していないと判断する。一方、ΔＴs ＞ΔＴ1 である
とき、図８に示すようにＡＳＥは電極２への印加電圧が
所定値以下のとき発生しなくなるので、コントローラ２
２は電源３に指令を出力して電極２への印加電圧を所定
値だけ下げる（ステップＳ５０６）。
生していないと判断する。一方、ΔＴs ＞ΔＴ1 である
とき、図８に示すようにＡＳＥは電極２への印加電圧が
所定値以下のとき発生しなくなるので、コントローラ２
２は電源３に指令を出力して電極２への印加電圧を所定
値だけ下げる（ステップＳ５０６）。
【０１９３】以下、ＡＳＥが発生しなくなるまで、ステ
ップＳ５０１〜ステップＳ５０６を繰り返す。
ップＳ５０１〜ステップＳ５０６を繰り返す。
【０１９４】ＡＳＥが発生していないと確認されたら、
次いで、レーザパルスディテクタ２１により、レーザパ
ルスの時間的パルス波形を検出し（ステップＳ５０
７）、検出データをコントローラ２２に送出する（ステ
ップＳ５０８）。
次いで、レーザパルスディテクタ２１により、レーザパ
ルスの時間的パルス波形を検出し（ステップＳ５０
７）、検出データをコントローラ２２に送出する（ステ
ップＳ５０８）。
【０１９５】コントローラ２２は、受信した波形データ
から、レーザパルスの起点を原点として、レーザパルス
の立ち上がりの起点ＴLPS を算出し（ステップＳ５０
９）、ＴLPS とＴbwとの大小を比較する（ステップＳ５
１０）。
から、レーザパルスの起点を原点として、レーザパルス
の立ち上がりの起点ＴLPS を算出し（ステップＳ５０
９）、ＴLPS とＴbwとの大小を比較する（ステップＳ５
１０）。
【０１９６】ＴLPS ≧Ｔbwであるときは、レーザパルス
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されていると判断する。一方、ＴLPS ＜Ｔbwで
あるとき、コントローラ２２は電源３に指令を出力して
電極２への印加電圧を所定値だけ下げる（ステップＳ５
１１）。
発生前にレーザ共振器を往復する光が０．２ｐｍ以下に
狭帯域化されていると判断する。一方、ＴLPS ＜Ｔbwで
あるとき、コントローラ２２は電源３に指令を出力して
電極２への印加電圧を所定値だけ下げる（ステップＳ５
１１）。
【０１９７】以下、ＴLPS ≧Ｔbwとなるまで、ステップ
Ｓ５０８〜ステップＳ５１１を繰り返す。
Ｓ５０８〜ステップＳ５１１を繰り返す。
【０１９８】上記した例では、先にＡＳＥの抑制制御を
行った後に、スペクトル線幅の制御を行っているが、こ
れに限るものではなく、先にスペクトル線幅の制御を行
った後に、ＡＳＥの抑制制御を行うようにしてもよい。
行った後に、スペクトル線幅の制御を行っているが、こ
れに限るものではなく、先にスペクトル線幅の制御を行
った後に、ＡＳＥの抑制制御を行うようにしてもよい。
【０１９９】また、ＡＳＥ制御部分において、ＡＳＥの
判定をサイドライトの立上りの最大勾配を用いて行った
が、これに限るものではなく、上記したように、サイド
ライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパルスの第１ピ
ーク時間ＴLP1 （図１４、図１５）若しくはレーザパル
スの起点ＴLPS を用いてＡＳＥの判定を行ってもよい。
判定をサイドライトの立上りの最大勾配を用いて行った
が、これに限るものではなく、上記したように、サイド
ライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレーザパルスの第１ピ
ーク時間ＴLP1 （図１４、図１５）若しくはレーザパル
スの起点ＴLPS を用いてＡＳＥの判定を行ってもよい。
【０２００】さらに、上記した例では、スペクトル線幅
の制御をレーザパルスの立上り時間の起点ＴLPS を検出
して行ったが、上記したように、サイドライトの第１ピ
ーク時間ＴSL1 （図２１、図２２）を検出して行っても
よい。
の制御をレーザパルスの立上り時間の起点ＴLPS を検出
して行ったが、上記したように、サイドライトの第１ピ
ーク時間ＴSL1 （図２１、図２２）を検出して行っても
よい。
【０２０１】また、上記した例では、ＡＳＥの制御とス
ペクトル線幅の制御を行ったが、スペクトル線幅の制御
の代わりにスペクトル純度の制御を行ってもよく、スペ
クトル線幅とスペクトル純度の制御を両方を行うように
してもよい。
ペクトル線幅の制御を行ったが、スペクトル線幅の制御
の代わりにスペクトル純度の制御を行ってもよく、スペ
クトル線幅とスペクトル純度の制御を両方を行うように
してもよい。
【０２０２】以上、上記した本発明を適用したＦ2 レー
ザ装置を例にとって説明してきたが、本発明はＫｒＦレ
ーザ装置、ＡｒＦレーザ装置にも適用可能である。例え
ば、スペクトル線幅の制御は、露光装置からＫｒＦレー
ザ装置、ＡｒＦレーザ装置に要求されるスペクトル線幅
以下となるように行えばよい。
ザ装置を例にとって説明してきたが、本発明はＫｒＦレ
ーザ装置、ＡｒＦレーザ装置にも適用可能である。例え
ば、スペクトル線幅の制御は、露光装置からＫｒＦレー
ザ装置、ＡｒＦレーザ装置に要求されるスペクトル線幅
以下となるように行えばよい。
【０２０３】なお、図１１（図１）のレーザ装置の構成
において、狭帯域化モジュール６はグレーテング（回折
格子）８及び拡大プリズム７で構成されてスペクトルの
狭帯域化が実現されている。狭帯域化モジュール６とし
て、このようなグレーテング−プリズム方式以外に、エ
タロンを使用した構成を用いることができる。エタロン
を用いた場合は、エタロンの回転又はエタロンギャップ
間のガス圧力変化（気体の屈折率変化）によって発振中
心波長を変化させることが可能となる。
において、狭帯域化モジュール６はグレーテング（回折
格子）８及び拡大プリズム７で構成されてスペクトルの
狭帯域化が実現されている。狭帯域化モジュール６とし
て、このようなグレーテング−プリズム方式以外に、エ
タロンを使用した構成を用いることができる。エタロン
を用いた場合は、エタロンの回転又はエタロンギャップ
間のガス圧力変化（気体の屈折率変化）によって発振中
心波長を変化させることが可能となる。
【０２０４】ところで、半導体露光用光源として、Ｆ2
レーザ装置に要求される平均出力は、例えば２０Ｗであ
る。すなわち、Ｆ2 レーザ装置の繰返し周波数が２ｋＨ
ｚのとき、１パルス当たりのパルスエネルギーは１０ｍ
Ｊであり、繰り返し周波数が４ｋＨｚのとき１パルス当
たりのパルスエネルギーは５ｍＪとなる。
レーザ装置に要求される平均出力は、例えば２０Ｗであ
る。すなわち、Ｆ2 レーザ装置の繰返し周波数が２ｋＨ
ｚのとき、１パルス当たりのパルスエネルギーは１０ｍ
Ｊであり、繰り返し周波数が４ｋＨｚのとき１パルス当
たりのパルスエネルギーは５ｍＪとなる。
【０２０５】電極間の放電によってレーザガス中に注入
するエネルギーを大きくすると、レーザパルスの立ち上
がりが速くなってしまい、また、ＡＳＥも出現してしま
うために、パルスエネルギー５〜１０ｍＪで狭帯域化を
行うことは困難である。
するエネルギーを大きくすると、レーザパルスの立ち上
がりが速くなってしまい、また、ＡＳＥも出現してしま
うために、パルスエネルギー５〜１０ｍＪで狭帯域化を
行うことは困難である。
【０２０６】以上のような状況により、スペクトル線幅
が０．２ｐｍ以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ
以上のレーザビームを得るには、例えば、発振段レーザ
と増幅段レーザとからなる２ステージレーザシステムの
採用すればよい。すなわち、発振段レーザで低出力では
あるがスペクトル線幅が０．２ｐｍ以下であるレーザビ
ームを発生させ、このレーザビームを増幅段レーザで増
幅して、スペクトル線幅が０．２ｐｍ以下で、かつ、パ
ルスエネルギーが５ｍＪ以上のレーザビームを得ること
ができる。
が０．２ｐｍ以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ
以上のレーザビームを得るには、例えば、発振段レーザ
と増幅段レーザとからなる２ステージレーザシステムの
採用すればよい。すなわち、発振段レーザで低出力では
あるがスペクトル線幅が０．２ｐｍ以下であるレーザビ
ームを発生させ、このレーザビームを増幅段レーザで増
幅して、スペクトル線幅が０．２ｐｍ以下で、かつ、パ
ルスエネルギーが５ｍＪ以上のレーザビームを得ること
ができる。
【０２０７】２ステージレーザシステムの構成例には、
インジェクション・ロッキング（Injection Locking ）
及びＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifie
r ）がある。前者は、増幅段レーザにレーザ共振器を備
える構成であり、後者は増幅段レーザにレーザ共振器を
持たない構成である。
インジェクション・ロッキング（Injection Locking ）
及びＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifie
r ）がある。前者は、増幅段レーザにレーザ共振器を備
える構成であり、後者は増幅段レーザにレーザ共振器を
持たない構成である。
【０２０８】ここでは、２ステージレーザシステムとし
て、図２７を用いて、インジェクション・ロッキングを
説明する。先に述べたように、インジェクション・ロッ
キングシステムでは、発振段レーザ３０と増幅段レーザ
４０を使用する。発振段（オシレ−タ）レーザ３０は、
レーザシステムのシードレーザ（種レーザ光）としての
機能を有する。増幅段（アンプ）レーザ４０は、そのシ
ードレーザを増幅する機能を有する。
て、図２７を用いて、インジェクション・ロッキングを
説明する。先に述べたように、インジェクション・ロッ
キングシステムでは、発振段レーザ３０と増幅段レーザ
４０を使用する。発振段（オシレ−タ）レーザ３０は、
レーザシステムのシードレーザ（種レーザ光）としての
機能を有する。増幅段（アンプ）レーザ４０は、そのシ
ードレーザを増幅する機能を有する。
【０２０９】すなわち、発振段レーザ３０のスペクトル
特性によりレーザシステムの全体のスペクトル特性が決
定される。そして、増幅段レーザ４０によってレーザシ
ステムからのレーザ出力（エネルギー又はパワー）が決
定される。
特性によりレーザシステムの全体のスペクトル特性が決
定される。そして、増幅段レーザ４０によってレーザシ
ステムからのレーザ出力（エネルギー又はパワー）が決
定される。
【０２１０】したがって、発振段レーザ３０には、例え
ば図２７に示すように、グレーテング（回折格子）８及
び拡大プリズム７で構成された狭帯域化モジュール６が
搭載されており、スペクトルが狭帯域化レーザが発振段
レーザ３０より出力される。なお、図２７の場合、発振
段レーザ３０のレーザチェンバ１の両側の共振器内に
は、発振段レーザ３０のレーザビームを制限するアパー
チャ３１が設けられている。
ば図２７に示すように、グレーテング（回折格子）８及
び拡大プリズム７で構成された狭帯域化モジュール６が
搭載されており、スペクトルが狭帯域化レーザが発振段
レーザ３０より出力される。なお、図２７の場合、発振
段レーザ３０のレーザチェンバ１の両側の共振器内に
は、発振段レーザ３０のレーザビームを制限するアパー
チャ３１が設けられている。
【０２１１】発振段レーザ３０からのレーザビーム（シ
ードレーザビーム）は、反射ミラー３２等を含むビーム
伝播系により増幅段レーザ４０へ導かれ、注入される。
インジェクション・ロック方式では、小入力でも増幅で
きるように、増幅段レーザ４０には、凹面ミラー４２と
凸面ミラー４３からなり、例えば倍率が３倍以上の不安
定型共振器が採用される。
ードレーザビーム）は、反射ミラー３２等を含むビーム
伝播系により増幅段レーザ４０へ導かれ、注入される。
インジェクション・ロック方式では、小入力でも増幅で
きるように、増幅段レーザ４０には、凹面ミラー４２と
凸面ミラー４３からなり、例えば倍率が３倍以上の不安
定型共振器が採用される。
【０２１２】増幅段レーザ４０の不安定共振器の凹面ミ
ラー４２には穴が開いており、この穴を通して導入され
たシードレーザビームは凸面ミラー４３で矢印のように
反射して拡大され、レーザチェンバ４１の放電部を有効
に通過しレーザビームのパワーが増大する。そして、凸
面ミラー４３からレーザが出射される。凹面ミラー４２
の中心部には空間的穴が施してあり、周囲には高反射率
ミラーコートが施されている。凸面ミラー４３の中心部
には高反射率ミラーコートが施され、周囲のレーザ出射
部には反射防止コートが施されている。凹面ミラー４２
の穴は空間的に開いているのではなく、穴部のみ反射防
止コートが施されたミラー基板を用いてもよい。また、
ミラーに透過部を持たせない不安定共振器を用いてもよ
い。
ラー４２には穴が開いており、この穴を通して導入され
たシードレーザビームは凸面ミラー４３で矢印のように
反射して拡大され、レーザチェンバ４１の放電部を有効
に通過しレーザビームのパワーが増大する。そして、凸
面ミラー４３からレーザが出射される。凹面ミラー４２
の中心部には空間的穴が施してあり、周囲には高反射率
ミラーコートが施されている。凸面ミラー４３の中心部
には高反射率ミラーコートが施され、周囲のレーザ出射
部には反射防止コートが施されている。凹面ミラー４２
の穴は空間的に開いているのではなく、穴部のみ反射防
止コートが施されたミラー基板を用いてもよい。また、
ミラーに透過部を持たせない不安定共振器を用いてもよ
い。
【０２１３】なお、図２７の増幅段レーザ４０に凹面ミ
ラー４２、凸面ミラー４３を用いない場合、本システム
はＭＯＰＡとなる。すなわち、増幅段レーザ４０には共
振用ミラー（凹面ミラー４２、凸面ミラー４３）がない
ため、増幅段レーザ４０は発振段レーザ３０の一パス増
幅器として機能する。
ラー４２、凸面ミラー４３を用いない場合、本システム
はＭＯＰＡとなる。すなわち、増幅段レーザ４０には共
振用ミラー（凹面ミラー４２、凸面ミラー４３）がない
ため、増幅段レーザ４０は発振段レーザ３０の一パス増
幅器として機能する。
【０２１４】インジェクション・ロッキングシステム、
ＭＯＰＡ等の２ステージレーザシステムにおいて、増幅
段レーザから放出されるレーザビームの特性は、増幅段
レーザ光の立ち上がり時に注入された発振段レーザ光の
影響を受ける。すなわち、増幅段レーザのレーザガス中
に注入される発振段レーザからのレーザパルスにおい
て、増幅段レーザ光の立ち上がり時点での発振段レーザ
パルス瞬時のスペクトルが２ステージレーザのスペクト
ル線幅特性に直接影響を及ぼす。
ＭＯＰＡ等の２ステージレーザシステムにおいて、増幅
段レーザから放出されるレーザビームの特性は、増幅段
レーザ光の立ち上がり時に注入された発振段レーザ光の
影響を受ける。すなわち、増幅段レーザのレーザガス中
に注入される発振段レーザからのレーザパルスにおい
て、増幅段レーザ光の立ち上がり時点での発振段レーザ
パルス瞬時のスペクトルが２ステージレーザのスペクト
ル線幅特性に直接影響を及ぼす。
【０２１５】上記の本発明に基づき、狭帯域化されたＦ
2 レーザ装置は、例えば、以下のようにしてこの図２７
の２ステージレーザ装置に適用される。すなわち、図２
７の発振段レーザ３０を本発明のレーザ装置とし、発振
段レーザ３０のレーザパルスの立ち上がりの起点ＴLPS
を検出する。この立ち上がりの起点以降に増幅段レーザ
４０のサイドライトが立ち上がるように（すなわち、放
電が開始するように）する。このようにすることによ
り、増幅段レーザ光立ち上がり時点での発振段レーザパ
ルス瞬時のスペクトルが０．２ｐｍ以下となるので、２
ステージレーザのスペクトル線幅特性もそれに影響を及
ぼされ、結果的に高出力、超狭帯域化レーザ装置が実現
される。
2 レーザ装置は、例えば、以下のようにしてこの図２７
の２ステージレーザ装置に適用される。すなわち、図２
７の発振段レーザ３０を本発明のレーザ装置とし、発振
段レーザ３０のレーザパルスの立ち上がりの起点ＴLPS
を検出する。この立ち上がりの起点以降に増幅段レーザ
４０のサイドライトが立ち上がるように（すなわち、放
電が開始するように）する。このようにすることによ
り、増幅段レーザ光立ち上がり時点での発振段レーザパ
ルス瞬時のスペクトルが０．２ｐｍ以下となるので、２
ステージレーザのスペクトル線幅特性もそれに影響を及
ぼされ、結果的に高出力、超狭帯域化レーザ装置が実現
される。
【０２１６】なお、上記した本発明を適用した２ステー
ジレーザシステムは、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ
装置にも適用可能であり、スペクトル線幅が露光装置か
らの要求線幅以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ
以上のレーザビームを得ることができるようになる。
ジレーザシステムは、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ
装置にも適用可能であり、スペクトル線幅が露光装置か
らの要求線幅以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ
以上のレーザビームを得ることができるようになる。
【０２１７】以上、本発明の狭帯域化ガスレーザ装置を
その原理と実施例の説明に基づいて説明してきたが、本
発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。
その原理と実施例の説明に基づいて説明してきたが、本
発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。
【０２１８】
【発明の効果】以上の本発明により、フッ素レーザ装置
等の狭帯域化ガスレーザ装置において、サイドライトの
立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１ピーク
の時点以降にレーザパルスの起点が存在するようにする
ことにより、ＡＳＥの放出が抑制可能となり、スペクト
ル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル純度０．５ｐｍ以下
の超狭帯域化ガスレーザ装置を実現することが可能とな
った。また、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置にお
いても狭帯域化性能が向上した狭帯域化ガスレーザ装置
を実現することが可能となった。さらに、高出力・超狭
帯域化フッ素レーザ装置を提供するのに、インジェクシ
ョン・ロック方式やＭＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手
段を有する発振段レーザにおいて、このようにサイドラ
イトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１
ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在するよう
にすることにより、スペクトル線幅が０．２ｐｍ以下
で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ以上のレーザビー
ムを得ることができるようになった。
等の狭帯域化ガスレーザ装置において、サイドライトの
立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１ピーク
の時点以降にレーザパルスの起点が存在するようにする
ことにより、ＡＳＥの放出が抑制可能となり、スペクト
ル線幅０．２ｐｍ以下、スペクトル純度０．５ｐｍ以下
の超狭帯域化ガスレーザ装置を実現することが可能とな
った。また、ＫｒＦレーザ装置、ＡｒＦレーザ装置にお
いても狭帯域化性能が向上した狭帯域化ガスレーザ装置
を実現することが可能となった。さらに、高出力・超狭
帯域化フッ素レーザ装置を提供するのに、インジェクシ
ョン・ロック方式やＭＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手
段を有する発振段レーザにおいて、このようにサイドラ
イトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１
ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在するよう
にすることにより、スペクトル線幅が０．２ｐｍ以下
で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ以上のレーザビー
ムを得ることができるようになった。
【０２１９】同様に、高出力・超狭帯域化ＫｒＦレーザ
装置、ＡｒＦレーザ装置を提供するのに、インジェクシ
ョン・ロック方式やＭＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手
段を有する発振段レーザにおいて、このようにサイドラ
イトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１
ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在するよう
にすることにより、スペクトル線幅が露光装置からの要
求線幅以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ以上の
レーザビームを得ることができるようになった。
装置、ＡｒＦレーザ装置を提供するのに、インジェクシ
ョン・ロック方式やＭＯＰＡ方式を採用し、狭帯域化手
段を有する発振段レーザにおいて、このようにサイドラ
イトの立ち上がりを緩やかにして、サイドライトの第１
ピークの時点以降にレーザパルスの起点が存在するよう
にすることにより、スペクトル線幅が露光装置からの要
求線幅以下で、かつ、パルスエネルギーが５ｍＪ以上の
レーザビームを得ることができるようになった。
【図１】狭帯域化フッ素レーザ装置の構成例を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来の狭帯域化フッ素レーザ装置のサイドライ
トとレーザパルスの波形とスペクトル線幅の時間的推移
を示す図である。
トとレーザパルスの波形とスペクトル線幅の時間的推移
を示す図である。
【図３】１つのレーザパルス内でのスペクトル線幅の時
間的変化と成分を示す図である。
間的変化と成分を示す図である。
【図４】９５％純度を説明するための図である。
【図５】本発明におけるレーザパルス波形、サイドライ
ト波形、スペクトル線幅の時間的推移（ａ）と従来の同
様の時間的推移（ｂ）を比較して示す図である。
ト波形、スペクトル線幅の時間的推移（ａ）と従来の同
様の時間的推移（ｂ）を比較して示す図である。
【図６】図５（ａ）と（ｂ）のスペクトル線幅の時間的
推移とレーザパルス波形をまとめた図である。
推移とレーザパルス波形をまとめた図である。
【図７】サイドライト発光開始からサイドライト第１ピ
ークが発生するまでの時間及びＡＳＥを含むレーザパル
ス波形の起点とレーザパルスのスペクトル線幅との関係
を示す図である。
ークが発生するまでの時間及びＡＳＥを含むレーザパル
ス波形の起点とレーザパルスのスペクトル線幅との関係
を示す図である。
【図８】印加電圧を変化させたときのスペクトル線幅及
びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザパルスの
立ち上がりの起点までの遅延時間を示す図である。
びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザパルスの
立ち上がりの起点までの遅延時間を示す図である。
【図９】Ｆ2 濃度を変化させたときのスペクトル線幅及
びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザパルスの
立ち上がりの起点までの遅延時間を示す図である。
びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザパルスの
立ち上がりの起点までの遅延時間を示す図である。
【図１０】レーザガス圧力を変化させたときのスペクト
ル線幅及びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザ
パルスの立ち上がりの起点までの遅延時間を示す図であ
る。
ル線幅及びサイドライトの立ち上がりの起点からレーザ
パルスの立ち上がりの起点までの遅延時間を示す図であ
る。
【図１１】本発明の狭帯域化Ｆ2 レーザ装置の構成例を
示す図である。
示す図である。
【図１２】サイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレー
ザパルスの第１ピーク時間ＴLP1がＴSL1 ＞ＴLP1 でＡ
ＳＥが発生する場合のレーザパルス波形、サイドライト
波形を示す図である。
ザパルスの第１ピーク時間ＴLP1がＴSL1 ＞ＴLP1 でＡ
ＳＥが発生する場合のレーザパルス波形、サイドライト
波形を示す図である。
【図１３】サイドライトの第１ピーク時間ＴSL1 とレー
ザパルスの第１ピーク時間ＴLP1がＴSL1 ≦ＴLP1 でＡ
ＳＥが発生しない場合のレーザパルス波形、サイドライ
ト波形を示す図である。
ザパルスの第１ピーク時間ＴLP1がＴSL1 ≦ＴLP1 でＡ
ＳＥが発生しない場合のレーザパルス波形、サイドライ
ト波形を示す図である。
【図１４】電圧制御によってＡＳＥの発生を抑制する１
実施例のフローチャートである。
実施例のフローチャートである。
【図１５】Ｆ2 濃度、全圧制御によってＡＳＥの発生を
抑制する１実施例のフローチャートである。
抑制する１実施例のフローチャートである。
【図１６】サイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs と
レーザパルス波形を示す図である。
レーザパルス波形を示す図である。
【図１７】電圧制御によってＡＳＥの発生を抑制する別
の実施例のフローチャートである。
の実施例のフローチャートである。
【図１８】Ｆ2 濃度、全圧制御によってＡＳＥの発生を
抑制する別の実施例のフローチャートである。
抑制する別の実施例のフローチャートである。
【図１９】サイドライトの立ち上がりの起点を原点とす
るスペクトル線幅の時間的推移特性を示す図である。
るスペクトル線幅の時間的推移特性を示す図である。
【図２０】サイドライトの立ち上がりの起点を原点とす
るスペクトル線幅の時間的推移特性においてスペクトル
線幅が０．２ｐｍとなる時点を示す図である。
るスペクトル線幅の時間的推移特性においてスペクトル
線幅が０．２ｐｍとなる時点を示す図である。
【図２１】電圧制御によって０．２ｐｍ以下のスペクト
ル線幅に制御する１実施例のフローチャートを示す図で
ある。
ル線幅に制御する１実施例のフローチャートを示す図で
ある。
【図２２】Ｆ2 濃度、全圧制御によって０．２ｐｍ以下
のスペクトル線幅に制御する１実施例のフローチャート
を示す図である。
のスペクトル線幅に制御する１実施例のフローチャート
を示す図である。
【図２３】レーザパルスの立ち上がりの起点ＴLPS とス
ペクトル線幅が０．２ｐｍとなる時点Ｔbwとレーザパル
ス波形の関連を示す図である。
ペクトル線幅が０．２ｐｍとなる時点Ｔbwとレーザパル
ス波形の関連を示す図である。
【図２４】電圧制御によって０．２ｐｍ以下のスペクト
ル線幅に制御する別の実施例のフローチャートを示す図
である。
ル線幅に制御する別の実施例のフローチャートを示す図
である。
【図２５】Ｆ2 濃度、全圧制御によって０．２ｐｍ以下
のスペクトル線幅に制御する別の実施例のフローチャー
トを示す図である。
のスペクトル線幅に制御する別の実施例のフローチャー
トを示す図である。
【図２６】サイドライト立ち上がりの最大勾配ΔＴs を
求めてＡＳＥを抑制し、レーザパルスの立ち上がりの起
点ＴLPS を求めてスペクトル線幅を制御する実施例のフ
ローチャートを示す図である。
求めてＡＳＥを抑制し、レーザパルスの立ち上がりの起
点ＴLPS を求めてスペクトル線幅を制御する実施例のフ
ローチャートを示す図である。
【図２７】本発明に基づく制御方法を適用するインジェ
クション・ロック方式の狭帯域化Ｆ2 レーザ装置の構成
例を示す図である。
クション・ロック方式の狭帯域化Ｆ2 レーザ装置の構成
例を示す図である。
１…レーザチェンバ
２…電極
３…高電圧パルス発生装置（電源）
４…ファン
５…ウインドー部
６…狭帯域化モジュール
７…拡大プリズム
８…回折格子（グレーテング）
９…出力ミラー
１０…ビームスプリッター
１１…波長モニター
１２…コントローラ
２１…レーザパルスディデクター
２２…コントローラ
２３…観測窓部
２４…サイドライトディデクター
２５…圧力計
２６…ガス供給ライン
２７…排気ライン
３０…発振段レーザ
３１…アパーチャ
３２…反射ミラー
４０…増幅段レーザ
４１…レーザチェンバ
４２…凹面ミラー
４３…凸面ミラー
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…バルブ
フロントページの続き
(72)発明者 有我 達也
神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製
作所内
(72)発明者 関 匡平
東京都千代田区大手町２−６−１ 朝日東
海ビル19階 ウシオ電機株式会社内
(72)発明者 若林 理
神奈川県平塚市万田1200 ギガフォトン株
式会社内
Ｆターム(参考） 2H097 CA17 LA10
5F046 CA04 CA08 DA01 DB01 DC01
5F071 AA06 HH02 HH07 JJ10
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 レーザ共振器から放出されるレーザビームに実質的にＡ
ＳＥが含まれないように、放電により発光する時点から
レーザビームが発生するまでの時間が設定されているこ
とを特徴とする狭帯域化ガスレーザ装置。 - 【請求項２】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 レーザ共振器から放出されるレーザビームの発生時点に
おいてレーザビームが所定のスペクトル線幅（ＦＷＨ
Ｍ）及び／又はスペクトル純度を有するように、放電に
より発光する時点からレーザビームが発生するまでの時
間が設定されていることを特徴とする狭帯域化ガスレー
ザ装置。 - 【請求項３】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 レーザ共振器から放出されるレーザビームに実質的にＡ
ＳＥが含まれず、かつ、レーザ共振器から放出されるレ
ーザビームの発生時点においてレーザビームが所定のス
ペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度を
有するように、放電により発光する時点からレーザビー
ムが発生するまでの時間が設定されていることを特徴と
する狭帯域化ガスレーザ装置。 - 【請求項４】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電発光
計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビーム
の時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器（レ
ーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電圧、
レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス
圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラとを有
し、 前記コントローラは、前記放電発光計測器からのデータ
より、放電発光波形の起点を原点としたときの放電発光
波形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求め、前記レ
ーザパルス計測器からのデータより、放電発光波形の起
点を原点としたときのレーザパルス波形の第１ピークが
発生する時刻ＴLP1 を求め、ＴSL1 ＞Ｔ LP1 とならない
ように放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、
レーザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを
制御して、レーザ共振器から放出されるレーザビームに
実質的にＡＳＥが含まれないようにすることを特徴とす
る狭帯域化ガスレーザ装置。 - 【請求項５】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電発光
計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビーム
の時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器（レ
ーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電圧、
レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス
圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラとを有
し、 前記コントローラは、前記放電発光計測器からのデータ
より、放電発光波形の起点を原点としたときの放電発光
波形の第１ピークが発生する時刻ＴSL1 を求め、前記レ
ーザパルス計測器からのデータより、放電発光波形の起
点を原点としたときのレーザパルス波形が発生する時刻
ＴLPS を求め、ＴSL1 ＞ＴLPS とならないように放電電
極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェン
バ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御して、レ
ーザ共振器から放出されるレーザビームに実質的にＡＳ
Ｅが含まれないようにすることを特徴とする狭帯域化ガ
スレーザ装置。 - 【請求項６】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電発光
計測器（サイドライトディテクター）と、放電電極への
印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ内の
レーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントロ
ーラとを有し、 前記コントローラは、ＡＳＥが発生しないときの放電発
光波形の第１ピークの立上りの最大勾配の最大値ΔＴ1
を予め記憶しておき、前記放電発光計測器からのデータ
より、放電発光波形の第１ピークの立上りの最大勾配Δ
ＴS を求め、ΔＴS ＞ΔＴ1 とならないように放電電極
への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ
内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御して、レー
ザ共振器から放出されるレーザビームに実質的にＡＳＥ
が含まれないようにすることを特徴とする狭帯域化ガス
レーザ装置。 - 【請求項７】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電発光
計測器（サイドライトディテクター）と、放電電極への
印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ内の
レーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコントロ
ーラとを有し、 前記コントローラは、レーザ共振器内を往復する光のス
ペクトル線幅及び／又はスペクトル純度の時間的推移デ
ータと、このデータから求められる放電発光波形の起点
を原点としたときの所定のスペクトル線幅及び／又はス
ペクトル純度の値が得られる時刻Ｔbwを記憶しておき、
前記放電発光計測器からのデータより、放電発光波形の
起点を原点としたときの放電発光波形の第１ピークが発
生する時刻ＴSL1 を求め、ＴSL1 ＜Ｔbwとならないよう
に放電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レー
ザチェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御
して、 レーザ共振器から放出されるレーザビームの発
生時点においてレーザビームが所定のスペクトル線幅
（ＦＷＨＭ）及び／又はスペクトル純度を有するように
することを特徴とする狭帯域化ガスレーザ装置。 - 【請求項８】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電発光
計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビーム
の時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器（レ
ーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電圧、
レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス
圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラとを有
し、 前記コントローラは、レーザ共振器内を往復する光のス
ペクトル線幅及び／又はスペクトル純度の時間的推移デ
ータと、このデータから求められる放電発光波形の起点
を原点としたときの所定のスペクトル線幅及び／又はス
ペクトル純度の値が得られる時刻Ｔbwを記憶しておき、
前記レーザパルス計測器からのデータより、放電発光波
形の起点を原点としたときのレーザパルス波形が発生す
る時刻Ｔ LPS を求め、ＴLPS ＜Ｔbwとならないように放
電電極への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチ
ェンバ内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御し
て、レーザ共振器から放出されるレーザビームの発生時
点においてレーザビームが所定のスペクトル線幅（ＦＷ
ＨＭ）及び／又はスペクトル純度を有するようにするこ
とを特徴とする狭帯域化ガスレーザ装置。 - 【請求項９】 Ｆ2 を含むレーザガスが封入されたレー
ザチェンバ内に放電電極を有し、レーザ共振器内に設置
した波長選択素子を含む狭帯域化モジュールにより狭帯
域化されたレーザビームを放出する狭帯域化ガスレーザ
装置において、 放電による発光の時間的パルス波形を計測する放電発光
計測器（サイドライトディテクター）と、レーザビーム
の時間的パルス波形を計測するレーザパルス計測器（レ
ーザパルスディテクター）と、放電電極への印加電圧、
レーザガスのＦ 2 濃度、レーザチェンバ内のレーザガス
圧力の少なくとも１つを制御可能なコントローラとを有
し、 前記コントローラは、請求項４、５、６の何れか１項記
載の狭帯域化レーザ装置のコントローラのＡＳＥ制御機
能と、請求項７又は８記載の狭帯域化レーザ装置のコン
トローラのスペクトル線幅（ＦＷＨＭ）及び／又はスペ
クトル純度機能とを併せ持ち、レーザ共振器から放出さ
れるレーザビームに実質的にＡＳＥが含まれず、かつ、
レーザ共振器から放出されるレーザビームの発生時点に
おいてレーザビームが所定のスペクトル線幅（ＦＷＨ
Ｍ）及び／又はスペクトル純度を有するようにすること
を特徴とする狭帯域化ガスレーザ装置。 - 【請求項１０】 発振段レーザと増幅段レーザとからな
る２ステージ方式の狭帯域化ガスレーザ装置であって、
発振段レーザが請求項１から９の何れか１項記載の狭帯
域化ガスレーザ装置であることを特徴とする狭帯域化ガ
スレーザ装置。 - 【請求項１１】 前記増幅段レーザが、放電による発光
の時間的パルス波形を計測する放電発光計測器（サイド
ライトディデクター）と、前記増幅段レーザの放電電極
への印加電圧、レーザガスのＦ2 濃度、レーザチェンバ
内のレーザガス圧力の少なくとも１つを制御可能なコン
トローラとを有し、前記コントローラは、前記発振段レ
ーザのコントローラから発振段レーザのレーザパルスが
立ち上がるタイミングデータＴLPS を受信し、このデー
タを基に前記発振段レーザのレーザパルスが立ち上がっ
た後に増幅段レーザの放電を開始することを特徴とする
請求項１０に記載の狭帯域化ガスレーザ装置。
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