(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス発振繰り返し数が４ｋＨｚを越えるガスレーザ装置において、
ガスレーザ装置のチャンバ内に設けられた一対の主放電電極（２、３）であって、長手方向に対して放電面が平坦である平坦部（２ｆ、３ｆ）と、この平坦部（２ｆ、３ｆ）の両側にあって長手方向端部ほど厚みが薄くなるように放電面が傾斜する傾斜部（２ｓ、３ｓ）とからなる一対の主放電電極（２、３）と、
前記一対の主放電電極（２、３）の長手方向に並行して設けられたガスレーザ用予備電離電極（１０）と
が備えられ、
前記ガスレーザ用予備電離電極（１０）は、
パイプ状の誘電体（１１）と、前記誘電体（１１）の内周面側で当該誘電体（１１）の長手方向に沿う内電極（１２）と、前記誘電体（１１）の外周面側で当該誘電体（１１）の長手方向に沿う外電極（１３）とを有し、
前記内電極（１２）は大径部と当該大径部の両側に位置する小径部とを有し、
前記一対の主放電電極（２、３）の平坦部（２ｆ、３ｆ）の長手方向の長さをＬ１とし、
前記一対の主放電電極（２、３）の対向する平坦部（２ｆ、３ｆ）の間隔をＤ１とし、
前記一対の主放電電極（２、３）の対向する傾斜部（２ｓ、３ｓ）の間隔が１．１Ｄ１〜１．２Ｄ１の間のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔をＤ２とした場合に、
前記内電極（１２）の大径部の長手方向の長さがＬ１以上、Ｄ２以下になっており、
前記内電極（１２）の長手方向の長さは、前記一対の主放電電極（２、３）の長手方向の長さよりも長くなっていること
を特徴とするガスレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザガスを励起する一対の主放電電極の長手方向に並行して設けられるガスレーザ用予備電離電極に関し、特に予備電離電極の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体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光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８nmの紫外線を放出するＫｒＦエキシマレーザが用いられている。さらに、次世代の半導体露光用光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ装置及び波長１５７ｎｍのフッ素（Ｆ2 ）レーザ装置等の紫外線を放出するガスレーザ装置が有力である。
【０００３】
ガスレーザ装置は、両側の壁面にウィンドウがそれぞれ設けられたレーザチャンバと、レーザチャンバ外部の光軸上にあってレーザチャンバの両側に配置された共振器とを有する。レーザチャンバには各種レーザガスが数百ｋＰａの気圧で封入されている。このレーザチャンバ内でレーザガスが励起されて安定状態に遷移する際に光が放出される。光は一方のウィンドウからレーザチャンバ外部に出力され、一方の共振器で反射し、一方のウィンドウからレーザチャンバ内部に入力される。そして、他方のウィンドウからレーザチャンバ外部に出力され、他方の共振器で反射し、他方のウィンドウからレーザチャンバ内部に入力される。このように光は共振器間を往復し、レーザチャンバ内で増幅される。そして共振器外部にレーザ光が出力される。
【０００４】
レーザガスの励起方法としては放電が利用されている。図５に示すように、レーザチャンバ１内にはレーザガスを放電によって励起する一対の主放電電極２、３が設けられている。一対の主放電電極２、３は互いの長手方向が平行になるように且つ互いの放電面が所定距離だけ離間して対向するように配置されている。この一対の主放電電極２、３間に高電圧が印加され、電圧がある値（ブレークダウン電圧）に達すると、主放電電極２、３間のレーザガスが絶縁破壊する。すると主放電電極２、３間で主放電が発生し、レーザガスが励起される。
【０００５】
主放電電極２、３の近傍には、この主放電電極２、３の長手方向に並行して予備電離電極１０が配置されている。予備電離電極１０は、パイプ状の誘電体１１と、誘電体１１の内周面側で誘電体１１の長手方向に沿う内電極１２と、誘電体１１の外周面側で誘電体１１の長手方向に沿う外電極１３と、を有する。内電極１２に高電圧が印加されると、誘電体１１と外電極１３の接触部を起点にして誘電体１１の外周面にコロナ放電が発生する。このコロナ放電によって主放電電極２、３間のレーザガスが予備電離され、主放電が生じ易くなる。
【０００６】
ガスレーザ装置はこうした予備電離及び主放電を繰り返すことによってパルス状のレーザ光を出力する。現在、半導体露光に使用されるレーザ光の繰り返し周波数は約２ｋＨｚから約４ｋＨｚに移行している。
【０００７】
ここで、主放電電極２、３の形状、予備電離電極１０の構造及び両者の配置をさらに説明する。  
図６は主放電電極及び従来の予備電離電極を示している。図６で示されているのは、主放電電極に関しては長手方向及び放電方向と平行し中心軸を通る断面の形状であり、予備電離電極に関しては長手方向と平行し中心軸を通る断面の構造である。なお、図６は、主放電電極と予備電離電極の長手方向すなわち図面左右方向の相対的な位置を示すものであって、図面上下方向及び前後方向の相対的な位置を示すものではない。
【０００８】
図６で示すように、主放電電極２、３は、長手方向に対して放電面が平坦である平坦部２ｆ、３ｆと、この平坦部２ｆ、３ｆの両側にあって長手方向端部ほど厚みが薄くなるようにに放電面が傾斜する傾斜部２ｓ、３ｓと、からなる。傾斜部２ｓ、３ｓが形成される理由は、主放電空間（主放電電極２、３間）の長手方向両端に所謂放電の逃げの領域をつくるためである。この放電の逃げの領域を作ることによって、電界強度は主放電空間端部に進むにつれて緩やかに減衰することになり、主放電も主放電空間端部側に進むにつれて緩やかに減衰する。その結果、アークやストリーマなどの異常放電を起こすことなく、安定した放電が作られる。
【０００９】
図６で示すように、予備電離電極１０の外電極１３は、主放電電極２、３の長さと同じ、若しくは主放電電極２、３の長さよりも長い。また、内電極１２は大部分が径φ1の大径部で占められるが、端部付近で縮径し、端部付近が径φ2の小径部になる。内電極１２の小径部の外周側であって誘電体１１の両端にはパイプ状の絶縁用セラミック１４が誘電体１１及び内電極１２と同軸となるように埋設されている。この絶縁用セラミック１４によって内電極１２とレーザチャンバの内壁面との絶縁が確保される。
【００１０】
予備電離の領域は外電極１３の配置に応じて決まる。すなわち、外電極１３が存在する部分では予備電離が発生し、外電極１３が存在しない部分では予備電離が発生しない。一般に予備電離の強度は放電の逃げの領域を含む主放電空間一帯にわたって一定にされているために、図６に示すように、外電極１３の長さは主電極２、３の長さと同等若しくは長くされている。
【００１１】
ところで、近年はスループットの増加や露光量のバラツキ減少のために、さらなる繰り返し周波数の増加やレーザ光の高出力化が望まれている。現在、繰り返し周波数は約６ｋＨｚ以上の実現化が研究されている。またレーザ光の高出力化のためには、２つのチャンバを備えたダブルチャンバ式レーザ装置が開発されている。ダブルチャンバ式レーザ装置は、レーザ光を出力する発振段と、発振段から出力されたレーザ光をさらに増幅して出力する増幅段とを備える。発振段と増幅段はそれぞれ主放電電極と予備電離電極とを有するレーザチャンバ（発振用チャンバ、増幅用チャンバ）を備える。
【００１２】
ダブルチャンバ式レーザ装置の方式としては、増幅段における増幅の手段が異なるＭＯＰＯ方式とＭＯＰＡ方式の２種類が知られている。ＭＯＰＯは、Master Oscillator, Power Oscillatorの略であり、インジェクションロック方式とも呼ばれる。この方式では増幅用チャンバを間に挟んで共振器が設けられ、レーザ光が増幅用チャンバを複数回通過して増幅される。ＭＯＰＡは、Master Oscillator, Power Amplifierの略である。この方式では増幅用チャンバを間に挟んで共振器が設けられず、レーザ光が増幅用チャンバを１回又は２回通過して増幅される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、ダブルチャンバ式レーザ装置において繰り返し周波数を６ｋＨｚ程度まで増加させたところ、増幅段チャンバで異常な放電が発生することが解った。放電状態の悪化はレーザ光の品質の悪化を招き、半導体の露光に悪影響を及ぼすため、異常な放電を防止する必要がある。
【００１４】
本発明者は、繰り返し周波数の増加に伴い主放電空間端部で発生するアークやストリーマなどの不均一な放電が成長して主放電の安定性を損なわせることによって、異常な放電が発生するのではないかと考えた。本発明者の実験によると、特にパルス発振繰り返し数が４ＫＨｚを超える高繰り返しレーザ発振動作では、主放電電極端部付近で放電安定性が悪化することが解った。
【００１５】
異常な放電について、予備電離に関していえば次のようなことが考えられる。放電の逃げの領域では主放電を発生させることを意図していないものの、従来の構造では放電の逃げの領域を含む主放電空間一帯に同程度の強度の予備電離が発生するため、結果として放電の逃げの領域にも相当強度の主放電が発生する。さらに、放電の逃げの領域の主放電強度は本来の主放電強度に比べて弱い。このような電界強度の弱い部分に発生した放電は、電界強度の強い部分に発生した放電に比べて不安定である。そのため６ＫＨｚのような高繰り返し動作時には、アークやストリーマといった不均一放電に移行しやすくなる。したがって、放電の逃げの領域で発生する予備電離が、６ＫＨｚを超える高繰り返し動作時に放電の安定性を損なう原因となっている。
【００１６】
そこで、本発明者は、電極端部付近の放電の逃げの領域等、端部処理を６ＫＨｚ以上の高繰り返し動作に対して最適化する必要があり、予備電離領域を最適化することが最も有効であると考えた。
【００１７】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、主放電空間の長手方向両端付近における予備電離の強度分布を変えることによって、高周波・高出力のレーザ装置であっても異常な主放電が発生しないようにし、ひいては半導体露光を安定して行えるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１発明は、
パルス発振繰り返し数が４ＫＨｚを超えるガスレーザ装置のチャンバ内に備えられ、
パイプ状の誘電体（１１）と、前記誘電体（１１）の内周面側で当該誘電体（１１）の長手方向に沿う内電極（１２）と、前記誘電体（１１）の外周面側で当該誘電体（１１）の長手方向に沿う外電極（１３）と、を有し、
長手方向に対して放電面が平坦である平坦部（２ｆ、３ｆ）と、この平坦部（２ｆ、３ｆ）の両側にあって長手方向端部ほど厚みが薄くなるように放電面が傾斜する傾斜部（２ｓ、３ｓ）と、からなる一対の主放電電極（２、３）の長手方向に並行して設けられるガスレーザ用予備電離電極において、
前記平坦部（２ｆ、３ｆ）の長手方向の長さをＬ1とし、
一対の主放電電極（２、３）の対向する平坦部（２ｆ、３ｆ）の間隔をＤ1とし、
一対の主放電電極（２、３）の対向する傾斜部（２ｓ、３ｓ）の間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔をＤ2とした場合に、
前記外電極（１３）の長手方向の長さがＬ1以上、Ｄ2以下であること
を特徴とする。
【００１９】
第２発明は、第１発明において、
長手方向と直交する断面の形状が前記外電極（１３）の形状と略同一であって、当該外電極（１３）の長手方向端部に当接し、また前記誘電体（１１）の外周面に当接するレーザガス整流用の誘電体（１５、１６）を有すること
を特徴とする。
【００２０】
従来は予備電離電極のうちの外電極の長さは主放電電極の長さと等しか若しくは長かったが、第１発明の外電極１３の長さは主放電電極２、３の長さよりも短い。具体的には、主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの長手方向の長さをＬ1とし、互いに対向する平坦部２ｆ、３ｆの間隔をＤ1とし、互いに対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔をＤ2とした場合に、外電極１３の長さはＬ1以上、Ｄ2以下である。
【００２１】
また、第２発明では、従来外電極が存在していた部分にレーザガス整流用の誘電体１５、１６が設けられる。外電極はレーザガスの流路を形成するものでもあるが、外電極が短くなることによってレーザガスの流路が一部欠落することになる。レーザガス整流用の誘電体１５、１６はこの欠落する流路を補填するものである。
【００２２】
第３発明は、
パルス発振繰り返し数が４ＫＨｚを超えるガスレーザ装置のチャンバ内に備えられ、
パイプ状の誘電体（１１）と、前記誘電体（１１）の内周面側で当該誘電体（１１）の長手方向に沿う内電極（１２）と、前記誘電体（１１）の外周面側で当該誘電体（１１）の長手方向に沿う外電極（１３）と、を有し、
長手方向に対して放電面が平坦である平坦部（２ｆ、３ｆ）と、この平坦部（２ｆ、３ｆ）の両側にあって長手方向端部ほど厚みが薄くなるように放電面が傾斜する傾斜部（２ｓ、３ｓ）と、からなる一対の主放電電極（２、３）の長手方向に並行して設けられるガスレーザ用予備電離電極において、
前記内電極（１２）は大径部と当該大径部の両側に位置する小径部とを有し、
前記平坦部（２ｆ、３ｆ）の長手方向の長さをＬ1とし、
一対の主放電電極（２、３）の対向する平坦部（２ｆ、３ｆ）の間隔をＤ1とし、
一対の主放電電極（２、３）の対向する傾斜部（２ｓ、３ｓ）の間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔をＤ2とした場合に、
前記内電極（１２）の大径部の長手方向の長さがＬ1以上、Ｄ2以下であること
を特徴とする。
【００２３】
従来は予備電離電極のうちの内電極の大径部の長さは主放電電極の長さと等しか若しくは長かったが、第３発明の内電極１２の大径部の長さは主放電電極２、３の長さよりも短い。具体的には、主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの長手方向の長さをＬ1とし、互いに対向する平坦部２ｆ、３ｆの間隔をＤ1とし、互いに対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔をＤ2とした場合に、内電極１２の大径部の長さはＬ1以上、Ｄ2以下である。
【発明の効果】
【００２４】
第１発明によれば、従来よりも外電極が短いため、主放電電極両端部付近の予備電離強度が大幅に減少するに伴い、主放電空間の長手方向端部での主放電も大幅に減少する。したがって、パルス発振繰り返し数が６ＫＨｚ以上の高繰り返し動作が行われても異常な放電を抑制し放電の安定性を向上させることができるため、半導体露光を安定して行えるようになる。
【００２５】
第３発明によれば、従来よりも内電極の大径部が短いため、主放電電極両端部付近の予備電離強度が大幅に減少するに伴い、主放電空間の長手方向端部での主放電も大幅に減少する。したがって、パルス発振繰り返し数が６ＫＨｚ以上の高繰り返し動作が行われても異常な放電を抑制し放電の安定性を向上させることができるため、半導体露光を安定して行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
なお、以下の各実施形態では、約６ｋＨｚ以上の高繰り返し数で発振するダブルチャンバ式レーザ装置の増幅段に具えられる主放電電極及び予備電離電極を想定している。また各実施形態の説明で使用する「長手方向」というのは、主放電電極及び予備電離電極の長手方向のことをいう。
【実施例１】
【００２７】
主放電電極間の予備電離強度は、予備電離電極のうちの外電極の形態に影響を受ける。第１の実施形態は外電極の形態に関するものである。
【００２８】
図１は主放電電極及び第１の実施形態に係る予備電離電極を示している。図１で示されているのは、主放電電極に関しては長手方向及び放電方向と平行し中心軸を通る断面の形状であり、予備電離電極に関しては長手方向と平行し中心軸を通る断面の構造である。なお、図１は、主放電電極と予備電離電極の長手方向すなわち図面左右方向の相対的な位置を示すものであって、図面上下方向及び前後方向の相対的な位置を示すものではない。
【００２９】
図１に示す第１の実施形態に係る主放電電極の各構成要素と図６に示す従来の主放電電極の各構成要素は同じである。このため、図１に示す主放電電極の各構成要素には、図６に示す主放電電極の各構成要素と同一の符号を付す。また、図１に示す第１の実施形態に係る予備電離電極の各構成要素と図６に示す従来の予備電離電極の各構成要素は長さ等の一部要素を除いて同じである。このため、図１に示す予備電離電極の各構成要素には、図６に示す予備電離電極の各構成要素と同一の符号を付す。すなわち、予備電離電極１０は、パイプ状の誘電体１１と、誘電体１１の内周面側で誘電体１１の長手方向に沿う内電極１２と、誘電体１１の外周面側で誘電体１１の長手方向に沿う外電極１３と、を有する。また図示しないが、誘電体１１及び内電極１２と同軸となるように誘電体１１の両端に埋設されるパイプ状の絶縁用セラミックを有する。
【００３０】
ここで、本実施形態の説明で使用する各部の長さ及び基準とする平面を定義する。  
Ｌ1：平坦部２ｆ、３ｆの長手方向の長さ。  
Ｄ1：一対の主放電電極２、３の対向する平坦部２ｆ、３ｆの間隔。  
Ｄ2：一対の主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔。  
Ｐ1：主放電電極２、３の長手方向と直交し且つ主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの一端部２ｆａ、３ｆａが位置する仮想の平面。  
Ｐ2：主放電電極２、３の長手方向と直交し且つ主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの他端部２ｆｂ、３ｆｂが位置する仮想の平面。  
Ｐ3：一対の主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置を含む仮想の平面。  
Ｐ4：一対の主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向他方側の位置を含む仮想の平面。
【００３１】
図１に示すように、外電極１３の一端部１３ａは平面Ｐ1と平面Ｐ3の間に位置し、外電極１３の他端部１３ｂは平面Ｐ2と平面Ｐ4の間に位置する。平面Ｐ1と平面Ｐ2の間隔は、主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの長さＬ1と等しく、平面Ｐ2と平面Ｐ4の間隔は、主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔Ｄ2そのものである。つまり外電極１３の長手方向の長さはＬ1以上、Ｄ2以下である。
【００３２】
また、本実施形態の予備電離電極１０は、長手方向と直交する断面の形状が外電極１３の形状と略同一であって、外電極１３の一端部１３ａに当接し且つ誘電体１１の外周面に当接するレーザガス整流用の誘電体１５と、外電極１３の他端部１３ａに当接し且つ誘電体１１の外周面に当接するレーザガス整流用の誘電体１６と、を有する。
【００３３】
この誘電体１５、１６について説明する。  
図１に示すように、主放電電極２、３の長さよりも外電極１３の長さは短い。このような構成では主放電電極２、３間の端部付近でレーザガス流が乱れ、レーザガス流の均一性が低下する。ガス放電を励起源とするレーザでは、放電に使用されたガスが次の放電に影響を与えないようにするために、主放電空間のレーザガスを放電後に速やかに置換する必要があり、主放電電極間に高速のレーザガス流を発生させている。図５から解るように、外電極１３には、予備電離を起こす役目があると共に、パイプ状の誘電体１１と主放電電極３との間にレーザガスの流路を形成し、レーザガス流をスムースにするという役目もある。外電極１３を短くすると主放電電極３と誘電体１１との間にレーザガス流路が一部欠落することになり、レーザガスに乱れが生じレーザガスがスムースに流れなくなる。
【００３４】
主放電電極２、３の端部では特に放電が不安定になり易いので、主放電電極２、３の端部付近でのガス流速低下を避けることが望ましい。そこで、本実施形態では外電極１３を短くすると共に、外電極１３の長手方向両側に長手方向に直交する断面形状が外電極１３の断面形状と一致する誘電体１５、１６を配置することにした。誘電体１５、１６はレーザガスの汚染を避けるためにアルミナセラミックス等のセラミックス材で構成することが望ましい。
【００３５】
なお、主放電電極２、３の両端部付近の予備電離強度を大幅に減少させるということにのみ着目するのであれば、図２に示すように、外電極１３の一端部１３ａが平面Ｐ1と平面Ｐ3との間に位置するようにし、また外電極１３の他端部１３ｂが平面Ｐ2と平面Ｐ4との間に位置するようにするのみでよく、外電極１３の両側に誘電体を設けなくてもよい。
【００３６】
本実施形態によれば、従来よりも外電極が短いため、主放電電極両端部付近の予備電離強度が大幅に減少するに伴い、主放電空間の長手方向端部での主放電も大幅に減少する。したがって、パルス発振繰り返し数が６ＫＨｚ以上の高繰り返し動作が行われても異常な放電を抑制し放電の安定性を向上させることができるため、半導体露光を安定して行えるようになる。
【実施例２】
【００３７】
主放電電極間の予備電離強度は、予備電離電極のうちの内電極の形態に影響を受ける。第２の実施形態は内電極の形態に関するものである。
【００３８】
図３は主放電電極及び第２の実施形態に係る予備電離電極を示している。図３で示されているのは、主放電電極に関しては長手方向及び放電方向と平行し中心軸を通る断面の形状であり、予備電離電極に関しては長手方向と平行し中心軸を通る断面の構造である。なお、図３は、主放電電極と予備電離電極の長手方向すなわち図面左右方向の相対的な位置を示すものであって、図面上下方向及び前後方向の相対的な位置を示すものではない。
【００３９】
図３に示す第２の実施形態に係る主放電電極の各構成要素と図６に示す従来の主放電電極の各構成要素は同じである。このため、図３に示す主放電電極の各構成要素には、図６に示す主放電電極の各構成要素と同一の符号を付す。また、図３に示す第２の実施形態に係る予備電離電極の各構成要素と図６に示す従来の予備電離電極の各構成要素は長さ等の一部要素を除いて同じである。このため、図３に示す予備電離電極の各構成要素には、図６に示す予備電離電極の各構成要素と同一の符号を付す。すなわち、予備電離電極１０は、パイプ状の誘電体１１と、誘電体１１の内周面側で誘電体１１の長手方向に沿う内電極１２と、誘電体１１の外周面側で誘電体１１の長手方向に沿う外電極１３と、誘電体１１及び内電極１２と同軸となるように誘電体１１の両端に埋設されるパイプ状の絶縁用セラミック１４と、を有する。
【００４０】
本実施形態の説明で使用する各部の長さ及び基準とする位置は、第１の実施形態と共通するものもあるが、ここで改めて定義する。  
Ｌ1：平坦部２ｆ、３ｆの長手方向の長さ。  
Ｄ1：一対の主放電電極２、３の対向する平坦部２ｆ、３ｆの間隔。  
Ｄ2：一対の主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔。  
φ1：内電極１２の大径部の径。  
φ2：内電極１２の小径部の径。  
Ｐ1：主放電電極２、３の長手方向と直交し且つ主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの一端部２ｆａ、３ｆａが位置する仮想の平面。  
Ｐ2：主放電電極２、３の長手方向と直交し且つ主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの他端部２ｆｂ、３ｆｂが位置する仮想の平面。  
Ｐ3：一対の主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置を含む仮想の平面。  
Ｐ4：一対の主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向他方側の位置を含む仮想の平面。
【００４１】
図３に示すように、内電極１２の大径部の一端部１２ａは平面Ｐ1と平面Ｐ3との間に位置し、内電極１２の大径部の他端部１２ｂは平面Ｐ2と平面Ｐ4との間に位置する。平面Ｐ1と平面Ｐ2の間隔は、主放電電極２、３の平坦部２ｆ、３ｆの長さＬ1と等しく、平面Ｐ2と平面Ｐ4の間隔は、主放電電極２、３の対向する傾斜部２ｓ、３ｓの間隔が１．１Ｄ1〜１．２Ｄ1のいずれかの値となる長手方向一方側の位置と他方側の位置との間隔Ｄ2そのものである。つまり内電極１２の大径部の長手方向の長さはＬ1以上、Ｄ2以下である。
【００４２】
本実施形態によれば、従来よりも内電極の大径部が短いため、主放電電極両端部付近の予備電離強度が大幅に減少するに伴い、主放電空間の長手方向端部での主放電も大幅に減少する。したがって、パルス発振繰り返し数が６ＫＨｚ以上の高繰り返し動作が行われても異常な放電を抑制し放電の安定性を向上させることができるため、半導体露光を安定して行えるようになる。
【実施例３】
【００４３】
第３の実施形態は外電極及び内電極の形態に関するものである。
【００４４】
図４は主放電電極及び第３の実施形態に係る予備電離電極を示している。図４で示されているのは、主放電電極に関しては長手方向及び放電方向と平行し中心軸を通る断面の形状であり、予備電離電極に関しては長手方向と平行し中心軸を通る断面の構造である。なお、図４は、主放電電極と予備電離電極の長手方向すなわち図面左右方向の相対的な位置を示すものであって、図面上下方向及び前後方向の相対的な位置を示すものではない。
【００４５】
本実施形態は、図１、図２に示す第１の実施形態の外電極１３と、図３に示す第２の実施形態の内電極１２と、図１に示す誘電体１５、１６と、を組み合わせたものである。本実施形態は第１、第２の実施形態よりも主放電電極両端部付近の予備電離強度を減少させることができる。
【００４６】
本実施形態によれば、従来よりも内電極の大径部が短いため、主放電電極両端部付近の予備電離強度が大幅に減少するに伴い、主放電空間の長手方向端部での主放電も大幅に減少する。したがって、パルス発振繰り返し数が６ＫＨｚ以上の高繰り返し動作が行われても異常な放電を抑制し放電の安定性を向上させることができるため、半導体露光を安定して行えるようになる。
【００４７】
なお、各実施形態では、約６ｋＨｚ以上の高繰り返し数で発振するダブルチャンバ式のレーザ装置の増幅段に予備電離電極１０を適用することを想定しているが、予備電離電極１０を発振段に適用してもよいし、シングルチャンバ式のレーザ装置に適用してもよい。また約６ｋＨｚ以下で発振するレーザ装置に予備電離電極１０を適用してもよい。パルス発振繰り返し数が４ＫＨｚ以上であれば、異常な放電を抑制するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は主放電電極及び第１の実施形態に係る予備電離電極を示す図である。
【図２】図２は主放電電極及び第１の実施形態に係る予備電離電極の別形態を示す図である。
【図３】図３は主放電電極及び第２の実施形態に係る予備電離電極を示す図である。
【図４】図４は主放電電極及び第３の実施形態に係る予備電離電極を示す図である。
【図５】図５はレーザチャンバ内の構造を示す図である。
【図６】図６は主放電電極及び従来の実施形態に係る予備電離電極を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
２、３…主放電電極
２ｆ、３ｆ…平坦部
２ｓ、３ｓ…傾斜部
１０…予備電離電極
１１…誘電体
１２…内電極
１３…外電極
１５、１６…誘電体
【図１】
0004818763.tif 000002
【図２】
0004818763.tif 000003
【図３】
0004818763.tif 000004
【図４】
0004818763.tif 000005
【図５】
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【図６】
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