(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気パルス圧縮回路の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対のレーザ放電電極とその一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置であって、前記磁気パルス圧縮回路から前記ピーキングコンデンサを介して前記放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、前記磁気パルス圧縮回路の最終段の前記ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから前記放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を前記１次電流の振動周期より長く設定して、前記２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成されているＡｒＦエキシマレーザ装置において、
ピーキングコンデンサが絶縁性冷媒に浸されていて、
前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記冷媒と熱交換する熱交換媒体と、
前記冷媒を直接あるいは前記熱交換媒体を介して加熱する加熱手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の動作あるいは前記熱交換媒体の流量を制御して前記冷媒の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とするＡｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項２】
前記加熱手段が前記冷媒を強制的に循環させるファンよりなることを特徴とする請求項１に記載のＡｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項３】
磁気パルス圧縮回路の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対のレーザ放電電極とその一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置であって、前記磁気パルス圧縮回路から前記ピーキングコンデンサを介して前記放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、前記磁気パルス圧縮回路の最終段の前記ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから前記放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を前記１次電流の振動周期より長く設定して、前記２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成されているＡｒＦエキシマレーザ装置において、
前記ピーキングコンデンサが空気送風ファンと排出ファンとが作る空気流空間内に配置され、
前記空気流空間の温度を検知する温度検知手段と、
前記送風ファンの下流側に配置され、前記空気流と熱交換する熱交換媒体と、
前記熱交換媒体を介して加熱する加熱手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の動作あるいは前記熱交換媒体の流量を制御して前記空気流空間の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とするＡｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項４】
磁気パルス圧縮回路の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対のレーザ放電電極とその一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置であって、前記磁気パルス圧縮回路から前記ピーキングコンデンサを介して前記放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、前記磁気パルス圧縮回路の最終段の前記ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから前記放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を前記１次電流の振動周期より長く設定して、前記２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成されているＡｒＦエキシマレーザ装置において、
前記ピーキングコンデンサが空気送風ファンと排出ファンとが作る空気流空間内に配置され、
前記排出ファンが排出する空気流の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記空気送風ファンおよび排出ファン加熱手段の動作を制御して前記空気流空間の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とするＡｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は、レーザ発振動作開始前あるいは休止期間中に、前記加熱手段によって前記冷媒の温度を予め定められた温度範囲に制御して準備しておくように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のＡｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項６】
磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和インダクタンス及びコンデンサ並びにピーキングコンデンサとが絶縁性冷媒に浸されていて、
前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記冷媒と熱交換する熱交換媒体と、
前記冷媒を直接あるいは前記熱交換媒体を介して加熱する加熱手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の動作あるいは前記熱交換媒体の流量を制御して前記冷媒の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のＡｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載のＡｒＦエキシマレーザ装置が備えた放電励起と温度制御のための構成を有することを特徴とするＫｒＦエキシマレーザ装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項記載のＡｒＦエキシマレーザ装置が備えた放電励起と温度制御のための構成を有することを特徴とするフッ素レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線を放出するガスレーザ装置に関し、特に、ＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置及びフッ素レーザ装置において、レーザ発振パルス幅の長いレーザ動作を行うガスレーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影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、現在、半導体露光用光源として水銀ランプより放出する光の波長が短い波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ装置が用いられ、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や波長１５７ｎｍのフッ素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】
ＫｒＦエキシマレーザ装置では、フッ素（Ｆ2 ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス及びバッファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、あるいは、ＡｒＦエキシマレーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス及びバッファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガス、あるいは、フッ素レーザ装置においては、フッ素（Ｆ2 ）ガス及びバッファーガスとしてヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスからなる混合ガスであるレーザガスがレーザチェンバ内に数百ｋＰａで封入されている。レーザチェンバ内部には、レーザ光軸方向に延び、所定間隔だけ離間して対向した一対の主放電電極が設けられている。この主放電用電極間に高電圧パルス発生装置より立上りの速い高電圧パルスを印加して放電を発生させることにより、レーザ媒質であるレーザガスが励起される。
【０００４】
レーザチェンバの前後には、出力鏡と、露光装置の投影光学系における色収差の問題を回避するためにレーザ光のスペクトル幅を狭帯域化し、中心波長の波長安定化を実現するための狭帯域化光学系とが配置され、出力鏡と狭帯域化光学系はレーザ共振器を構成している。レーザガスが励起されチェンバから放出される光は、レーザ共振器内で増幅され、レーザ光としてレーザ共振器の出力鏡より取出される。
【０００５】
効率良くレーザ光を発生させるには、主放電電極間で一様な放電を発生させることが必要であるが、数百ｋＰａという高圧ガス雰囲気で一様な放電を発生させるために、通常、主放電電極近傍に設けた予備電離手段により、主放電開始前に主放電電極間の主放電空間に存在するレーザガスを予備電離することが一般的である。
【０００６】
上記の半導体露光用放電励起ガスレーザ装置は、出力の安定性が求められる。それには、レーザガスの劣化と共に低下するレーザ出力を、高電圧パルス発生装置の充電電圧を制御して充電電圧を徐々に上昇させることである一定値に保持し、充電電圧がある上限値に達すると劣化したレーザガスの一部交換若しくは全交換等を行うものである。
【０００７】
一方、露光装置では、露光と露光対象（例えば、ウエーハ）移動が交互に繰り返し行われるため、光源として用いられるガスレーザ装置は、いわゆるバーストモードで運転される。このバーストモードとは、レーザ光を所定回数連続パルス発振させた後、所定時間パルス発振を休止させる運転を繰り返し行うことをいう。
【０００８】
放電励起ガスレーザ装置の特徴として、レーザ開始直後に急激に出力が減少し、その後出力が安定するという特徴がある。したがって、バーストモードにおいては、所定回数連続パルス発振する期間のレーザ開始直後には、毎回このような急激な出力減少が発生する。このような出力変動についても、高電圧パルス発生装置の充電電圧等を制御して、この出力特性を一定にしている。
【０００９】
上記の充電電圧の制御は、レーザ出力をモニタし、その結果と目標出力とを比較して行うフィードバック制御で行っている。
【００１０】
ところで、ＡｒＦエキシマレーザ装置は、中心発振波長が１９３．３ｎｍであり、現在露光用光源として使用されているＫｒＦエキシマレーザ装置の中心発振波長２４８ｎｍより短い。このため、ステッパー等の露光装置の投影レンズ系に使用されている硝材である石英に与えるダメージがＫｒＦエキシマレーザ装置を使用した場合と比較して大きく、レンズ系の寿命が短くなるという問題がある。
【００１１】
石英のダメージとしては、２光子吸収によるカラーセンターの形成とコンパクション（屈折率上昇）がある。前者は透過率の減少、後者はレンズ系の分解能の減少として現れる。このような影響は、レーザパルスのエネルギーを一定とした場合、次式で定義されるレーザパルス幅（Ｔis）に反比例する。
【００１２】
Ｔis＝（∫Ｔ（ｔ）ｄｔ）2 ／∫（Ｔ（ｔ））2 ｄｔ      ・・・（１）
ここで、Ｔ（ｔ）は時間的なレーザ形状である。
【００１３】
ここで、このレーザパルス幅Ｔisの定義について説明しておく。光学素子のダメージが２光子吸収により生じると仮定すると、ダメージは、レーザ光強度の２乗に比例するため、１パルス当たり蓄積されるダメージＤは次式で与えられる。
【００１４】
Ｄ＝ｋ・∫（Ｐ（ｔ））2 ｄｔ                          ・・・（２）
ここで、ｋは物質により決まる定数、Ｐ（ｔ）は時間的なレーザ強度（ＭＷ）である。
【００１５】
レーザ強度Ｐ（ｔ）は、次式により、時間とエネルギーに分離することができる。
【００１６】
Ｐ（ｔ）＝Ｉ・Ｔ（ｔ）／∫Ｔ（ｔ’）ｄｔ’            ・・・（３）
ここで、Ｉはエネルギー（ｍＪ）、Ｔ（ｔ）は時間的なレーザ形状である。
【００１７】
Ｐ（ｔ）を時間的に積分するとＩになり、ＡｒＦエキシマレーザの場合、Ｉは例えば５ｍＪである。
【００１８】
ここで、（３）式を（２）式に代入すると、ダメージＤは以下の式で表される。
【００１９】
Ｄ＝ｋ・Ｉ2 ・∫（Ｔ（ｔ）／∫Ｔ（ｔ’）ｄｔ’）2 ｄｔ
＝ｋ・Ｉ2 ・∫（Ｔ（ｔ））2 ｄｔ／（∫Ｔ（ｔ）ｄｔ）2 
・・・（４）
ここで、（１）式を代入すると、
Ｄ＝ｋ・Ｉ2 ／Ｔis                                    ・・・（５）
となる。この（５）式より、ｋ・Ｉ2 は一定であるため（Ｉは一定に維持される。）、ダメージＤに反比例するパルス幅Ｔisが（１）式により定義される。
【００２０】
従来、レーザパルス幅を時間的なレーザ形状の半値全幅ＦＷＨＭで定義する場合があった。半値全幅でレーザパルス幅を定義する場合、図１０のモデル図に示すように、時間的なレーザ形状が互いに異なっても同じ値となる。しかしながら、図１０に示す例では、実際のレーザパルスの継続時間は、三角形形状の方が矩形形状よりも長い。一方、（１) 式で定義されるレーザパルス幅Ｔisでは、図１０に示す三角形形状の方が矩形形状よりも長い。例えば図１０に示す例では、三角形形状のレーザパルス幅Ｔisは、矩形形状のレーザパルス幅Ｔisの２倍となる。
【００２１】
上記のように、レーザパルスのエネルギーを一定とした場合、２光子吸収による透過率の減少、コンパクションによる分解能の減少は、（１）式で与えられるレーザパルス幅Ｔisに反比例するので、レーザパルス幅Ｔisを長くすること（ロングパルス化）が望まれている。
【００２２】
現状、商品化されている露光用狭帯域化ＡｒＦエキシマレーザ装置は、発振動作の繰返し周波数（以後、繰返し周波数と呼ぶ。）１ｋＨｚ、レーザ光出力が５Ｗのものが一般的であり、半導体露光装置に塔載される光学系のダメージを回避するためには、レーザパルス幅Ｔisは３０ｎｓ以上であることが必要とされている。
【００２３】
上記したように、露光装置に塔載される光学系のダメージを低減するためには、レーザパルス幅Ｔisを長くするロングパルス化が求められるが、このロングパルス化は、以下の点からも要請される。
【００２４】
上記したように、露光装置に塔載される光学系のダメージを低減するためには、レーザパルス幅Ｔisを長くするロングパルス化が求められるが、このロングパルス化は、以下の点からも要請される。
【００２５】
投影露光装置において、回路パターン等が施されたマスクの像が、投影レンズを介してフォトレジストが塗布されたウエーハ等のワークに投影される投影像の解像度Ｒと焦点深度ＤＯＦは、次式で表される。
【００２６】
Ｒ＝ｋ1 ・λ／ＮＡ                                    ・・・（６）
ＤＯＦ＝ｋ2 ・λ／（ＮＡ）2                           ・・・（７）
ここで、ｋ1 、ｋ2 はレジストの特性等を反映する係数、λは露光用光源から放出される露光光の波長、ＮＡは開口数である。
【００２７】
解像度Ｒを向上させるため、（６）式から明らかなように、露光光の波長の短波長化、高ＮＡ化が進んでいるが、その分、（７）式が示す通り、焦点深度ＤＯＦが小さくなる。そのため、色収差の影響が大きくなるので、露光光のスペクトル線幅をより狭くする必要がある。すなわち、ＡｒＦエキシマレーザ装置から放出されるレーザ光のスペクトル線幅のさらなる狭帯化が要請される。
【００２８】
ここで、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．３６７９．（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行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。すなわち、解像度Ｒを向上させるためには、レーザ光のスペクトル線幅のさらなる狭帯化が要請され、そのためにはレーザパルス幅のロングパルス化が必要となる。
【００２９】
以上のように、露光装置の光学系へ与えるダメージの回避、及び、解像度の向上のために、レーザパルス幅Ｔisのロングパルス化が必須となってきた。レーザパルス幅Ｔisは、レーザチェンバに封入されるレーザガス中のフッ素ガス濃度に依存することが知られており（前出：Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．３６７９．（１９９９）１０３０〜１０３７）、フッ素ガス濃度を調整することにより、レーザパルス幅ＴisをＴis≧３０ｎｓとなるようにロングパルス化することが可能となる。
【００３０】
また、特願平１１−２６１６２８号では、本発明者等により、極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも１つの半周期によってレーザ発振動作を行わせるように構成して、Ｔis≧３０ｎｓのレーザパルスを形成する方法が提案されている。
【００３１】
上記したように、次世代の半導体露光用光源として有力視されているＡｒＦエキシマレーザ装置あるいはフッ素レーザ装置に対し、更なる高解像度化、高スループット化、石英に対する低ダメージ化が要請されている。ここで、高解像度化、低ダメージ化に効果のあるロングパルス化と、高スループット化のための高繰返し化は、放電の安定持続性の観点から相反する技術であり、両立は困難であると考えられていた。
【００３２】
しかしながら、本出願人による特願平１１−３６２６８８号では、高電圧パルス発生装置を構成する磁気パルス圧縮回路からレーザ装置塔載のピーキングコンデンサを介して放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を１次電流の振動周期より長く設定して、２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成して、繰返し周波数２ｋＨｚ以上の場合において、高繰返しロングパルス化狭帯域ＡｒＦエキシマレーザ装置及びフッ素レーザ装置を実現する方法を提案している。
【００３３】
具体的には、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐと、磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサの容量Ｃｎとの容量比Ｃｐ／Ｃｎを所定の範囲内に維持することにより、上記１次電流と２次電流の条件を実現するものである。
【００３４】
ところで、近年、露光用光源として使用されるエキシマレーザ装置等の放電励起ガスレーザ装置では、スループットの増大やドーズ安定性の向上のために、放電の４ｋＨｚ程度の高繰返し動作が要請され始めている。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の本出願人の特願平１１−３６２６８８号による高繰返しロングパルス化狭帯域ＡｒＦエキシマレーザ装置において、特に、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行うと、単位時間当たりの出力エネルギーが増加するためピーキングコンデンサの温度上昇が大きくなり、それによって、動作開始時に比較して、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐ値の変化が大きくなる。
【００３６】
一例として、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐが変化したときの出力並びにレーザパルス幅Ｔisがどのようになるかを、実際に、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐを設定値から変化させて調べてみた。その結果を図１１に示す。実験条件は、最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサの容量Ｃｎ＝Ｃ２（後記図３参照）＝１５．３ｎＦ、主放電電極に印加される電圧のブレークダウンが発生するまでの立ち上がり時間５０〜６０ｎｓ、予備電離用コンデンサＣｃ容量＝０．４ｎＦ、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐの設定値９ｎＦ、出力鏡６の反射率６０％、レーザ放電電極長６００ｍｍ、主放電電極間隔１６ｍｍ、レーザチェンバ１内圧力を３５０ｋＰａ（３．５気圧）、フッ素濃度を０．０９％、アルゴン濃度２．３％、ネオンバッファーガス（ガス温度２０℃換算）であった。ここで、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐは、レーザ動作開始直後の温度よりも高い温度領域、例えば、現状の繰返し動作として一般的である２ｋＨｚ安定時において、レーザパルス幅Ｔisが最長となるように選択されている。
【００３７】
レーザ動作開始直後はピーキングコンデンサの温度が低いので、容量Ｃｐは２ｋＨｚ安定時に比べ大きい。一方、近年要求されつつある４ｋＨｚ動作においてはピーキングコンデンサの温度は２ｋＨｚ動作時と比較して高くなるので、容量Ｃｐは２ｋＨｚ安定時に比べ小さい。
【００３８】
よって、図１１の傾向からも明らかなように、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐがレーザパルス幅Ｔisが最長となるときの値より大きくなっても、小さくなっても、レーザパルス幅Ｔisは短くなってしまう。また、レーザ出力も低下する。図１２にピーキングコンデンサの温度が変化したときのレーザパルス波形を示す。図１２（ａ）が６０℃における波形であり、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐは８ｎＦに低下していた。図１２（ｂ）は設定値の温度４０℃における波形であり、Ｃｐは９ｎＦである。図１２（ｃ）が２０℃における波形であり、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐは１０ｎＦに上昇している。レーザパルス幅Ｔisは、図１２（ａ）の場合４８ｎｓ、図１２（ｂ）の場合４９ｎｓ、図１２（ｃ）の場合４６ｎｓである。なお、図１１、図１２はレーザガスが劣化していない条件下での結果であるが、レーザガスがある程度劣化した条件下ではこの傾向はより顕著になる。したがって、レーザ動作開始時や２ｋＨｚを超える高繰返し時、レーザパルス幅Ｔisが所定の値より短くなってしまい、露光装置の解像度が劣化してしまう不具合が発生し得る。また、ＡｒＦエキシマレーザ装置の場合、ステッパー等の露光装置の投影レンズ系に使用されている硝材である石英に与えるダメージが大きくなってしまうという問題がある。
【００３９】
また、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐは、通常、レーザ動作開始直後の温度よりも高い温度領域においてレーザ出力がピークとなるように選択される。
【００４０】
上記したように、上記充電電圧の制御は、レーザ出力をモニタし、その結果と目標出力とを比較して行うフィードバック制御で行う。そのため、レーザ動作開始直後はピーキングコンデンサの温度が設定値より低いので、レーザ出力をある一定の目標出力値にするためには、高電圧パルス発生装置の充電電圧は高くなる。そして、ピーキングコンデンサの温度上昇と共に、レーザ動作開始直後の充電電圧のままではレーザ出力がある一定値より大きくなるので、充電電圧を減少させる。したがって、例えば、バースト動作等の休止期間後レーザ動作を再開する場合は、必然的に充電電圧が高い状態で出力一定制御を開始することになる。
【００４１】
ここで、レーザガス交換直後のガスが劣化していない状況では、上記温度低下に対応した分のみ充電電圧を高くすればよく、充電電圧の上限値まで十分な余裕が有るが、レーザガスが劣化すると共に、上記温度低下の分のみならず、ガスの劣化の分に対応して充電電圧を高くする必要があり、その上限値までの余裕がなくなる。
【００４２】
すなわち、従来は、高電圧パルス発生装置の充電電圧の制御を、レーザガスの劣化の影響のみならず、ピーキングコンデンサの温度変化の影響も含め行っているので、結果的に、レーザガスの劣化以外の要因の分だけガス寿命が短くなるという問題があった。
【００４３】
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、ピーキングコンデンサの容量の変化により、特に４ｋＨｚ程度の高繰返し動作時にレーザパルス幅Ｔisが所定の値より短くなってしまうという問題を回避すると共に、出力一定制御においてピーキングコンデンサの容量の変化によるガス寿命が短くなるという問題を回避するようにすることである。
【００４４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のＡｒＦエキシマレーザ装置は、磁気パルス圧縮回路の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対のレーザ放電電極とその一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置であって、前記磁気パルス圧縮回路から前記ピーキングコンデンサを介して前記放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、前記磁気パルス圧縮回路の最終段の前記ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから前記放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を前記１次電流の振動周期より長く設定して、前記２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成されているＡｒＦエキシマレーザ装置において、
ピーキングコンデンサが絶縁性冷媒に浸されていて、
前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記冷媒と熱交換する熱交換媒体と、
前記冷媒を直接あるいは前記熱交換媒体を介して加熱する加熱手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の動作あるいは前記熱交換媒体の流量を制御して前記冷媒の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００４５】
この場合、その加熱手段が冷媒を強制的に循環させるファンよりなっているものでもよい。
【００４６】
本発明のもう１つのＡｒＦエキシマレーザ装置は、磁気パルス圧縮回路の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対のレーザ放電電極とその一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置であって、前記磁気パルス圧縮回路から前記ピーキングコンデンサを介して前記放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、前記磁気パルス圧縮回路の最終段の前記ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから前記放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を前記１次電流の振動周期より長く設定して、前記２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成されているＡｒＦエキシマレーザ装置において、
前記ピーキングコンデンサが空気送風ファンと排出ファンとが作る空気流空間内に配置され、
前記空気流空間の温度を検知する温度検知手段と、
前記送風ファンの下流側に配置され、前記空気流と熱交換する熱交換媒体と、
前記熱交換媒体を介して加熱する加熱手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の動作あるいは前記熱交換媒体の流量を制御して前記空気流空間の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００４７】
本発明のさらにもう１つのＡｒＦエキシマレーザ装置は、磁気パルス圧縮回路の出力端に接続され、レーザチェンバ内に配置された一対のレーザ放電電極とその一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサとを有するＡｒＦエキシマレーザ装置であって、前記磁気パルス圧縮回路から前記ピーキングコンデンサを介して前記放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、前記磁気パルス圧縮回路の最終段の前記ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから前記放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を前記１次電流の振動周期より長く設定して、前記２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成されているＡｒＦエキシマレーザ装置において、
前記ピーキングコンデンサが空気送風ファンと排出ファンとが作る空気流空間内に配置され、
前記排出ファンが排出する空気流の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記空気送風ファンおよび排出ファン加熱手段の動作を制御して前記空気流空間の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなることを特徴とするものである。
【００４８】
上記の加熱手段を有するものの場合、温度制御手段は、レーザ発振動作開始前あるいは休止期間中に、その加熱手段によって冷媒の温度を予め定められた温度範囲に制御して準備しておくように構成されていることが望ましい。
【００４９】
また、上記の加熱手段を有するものの場合、磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和インダクタンス及びコンデンサ並びにピーキングコンデンサとが絶縁性冷媒に浸されていて、
前記冷媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記冷媒と熱交換する熱交換媒体と、
前記冷媒を直接あるいは前記熱交換媒体を介して加熱する加熱手段と、
前記温度検知手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の動作あるいは前記熱交換媒体の流量を制御して前記冷媒の温度を予め定められた温度範囲に制御する温度制御手段と、
を備えてなるものとすることもできる。
【００５０】
なお、このような放電励起と温度制御のための構成は、ＫｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置にも適用することができる。
【００５１】
本発明においては、本出願人の提案による特願平１１−３６２６８８号のロングパルス化の手段を有する放電励起ガスレーザ装置の出力一定制御において、ピーキングコンデンサの温度を一定に保ってその容量変化をなくし、その容量変化に伴うレーザパルス幅Ｔisが短くなってしまうという問題とガス寿命が短くなるという問題を回避することができ、また、ピーキングコンデンサのみならず、磁気パルス圧縮回路の回路部品の温度を制御して一定温度に保持可能とすることにより、ピーキングコンデンサの容量と磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサの容量との容量比を所定の範囲内に維持することが可能となり、高繰返しロングパルス化放電励起ガスレーザ装置を実現することができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原理とその実施例について、図面に基づいて説明する。
【００５３】
まず、本出願人による特願平１１−３６２６８８号で提案したロングパルス化の手段の内容を結論に限定して説明する。詳細は、特願平１１−３６２６８８号参照。
【００５４】
その原理としては、ロングパルス化回路の具体的な動作として、レーザチェンバー内に配置された一対のレーザ放電電極と並列に接続されたピーキングコンデンサから放電空間に流れる１次電流の立上りを速く、かつ、ピーク値を高くし、さらに、その周期を短くし、放電を安定持続しやすくすると共に、ピーキングコンデンサから放電空間に流れる１次電流の第２周期に、磁気パルス圧縮回路のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサに残留している電荷（放電までにピーキングコンデンサに移行せずに残った分）を合わせて流れるようにすることによって、１次電流極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期によってレーザ発振動作をするようにすることである。
【００５５】
この状態の概念図を図１に示す。ピーキングコンデンサから流れる１次電流の立上りが速く、ピーク値が高く、その周期が短くなるように回路定数を定めることにより（具体的な回路構成、回路定数は後述する。）、放電を安定持続しやすくする。
【００５６】
一方、放電開始時に、磁気パルス圧縮回路のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサ（最終段のコンデンサ）に電荷が残留するように回路定数を定めて（具体的な回路構成、回路定数は後述する。）、その残留電荷が放電空間に流れる２次電流の周期を１次電流の周期より長く（例えば３倍以上６倍以下）に設定する。
【００５７】
そして、放電電極間に流れる電流をこの１次電流と２次電流とが重畳したものとして、図１のように、重畳した電流の極性が反転する振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行うようにする。
【００５８】
補足的に説明すると、図１の重畳した振動電流の第１の半周期と第３の半周期は同じ極性であり、電流が重畳して強度が大きくなっており、その間に放電空間に注入されるエネルギーは、２次電流がない従来の場合に比較して大きくなっており、発振エネルギーも大きくなる。しかし、振動電流の第２の半周期においては、電流値は逆に小さくなるため、注入されるエネルギーは少なくなるが、この間も第１の半周期に続いて放電空間内で極性は反転するものの放電が持続していて効率的にエネルギーが注入されるので、レーザ発振動作は第１の半周期から第２の半周期、そして第３の半周期と持続させることができる。
【００５９】
このように、磁気パルス圧縮回路からピーキングコンデンサを介して放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、磁気パルス圧縮回路のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を１次電流の振動周期より長く設定し、２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行うように構成することにより、Ｔis≧４０ｎｓとロングパルス化が可能になり、線幅が０．５ｐｍ（半値）より狭くなり、解像度が向上し、また、そのロングパルス化によりピーク光強度が低下したことにより、石英材料のダメージを軽減することもできる。ここで、パルス幅Ｔisは前記の式（１）で定義されるものである。
【００６０】
図２は、後記の本発明の露光用ＡｒＦエキシマレーザ装置の構成例を示す図であり、図中、１はレーザチェンバであり、両端に窓部が設けられ、フッ素ガス、アルゴンガス及びバッファーガス（例えばネオンガス）からなる混合ガスであるレーザガスが封入されている。
【００６１】
レーザチェンバ１の内部には、所定間隔だけ離間して対向した一対の放電電極２、２が設けられ、高電圧パルス発生装置３より高電圧パルスを印加して放電電極２、２間に放電を発生させることにより、レーザ媒質であるレーザガスが励起される。
【００６２】
レーザチェンバ１内に設置されたファン４によって、レーザガスはレーザチェンバ１内部を循環する。
【００６３】
このレーザガス循環により、放電電極２間のレーザガスは、放電発生後、次の放電が発生する前に新しいガスに置換されるので、次の放電は安定な放電となる。
【００６４】
本発明者等はレーザチェンバ１のレーザガス循環構造、ファン４の形状等の改良を行い、繰返し周波数２ｋＨｚ以上を実現した。
【００６５】
レーザチェンバ１の一方の端部側には、レーザ光のスペクトル幅を狭帯域化するための狭帯域化光学系を有する狭帯域化モジュール５が設けられる。狭帯域化モジュール５は、例えば、１個以上のプリズムからなるビーム径拡大光学系とリトロー配置の反射型回折格子とから構成される。レーザチェンバ１の他方の端部側には出力鏡６が設けられ、この出力鏡６と狭帯域化モジュール５に設置された狭帯域化光学系によりレーザ共振器が構成される。
【００６６】
出力鏡６より放出されたＡｒＦエキシマレーザ光の一部はビームサンプラー７により取り出され、レーザ光の時間的波形を検出する波形検出手段８に導かれる。波形検出手段８、例えば、フォトダイオード又は光電子増倍管を光電変換手段として備えている。波形検出手段８で得られた波形データは、パルス幅算出手段９に送られる。パルス幅算出手段９は、受け取ったパルス幅データに基いて、式（３）に従って、レーザパルス幅Ｔisを算出する。
【００６７】
このようなＡｒＦエキシマレーザ装置の主放電電極２、２の間に図３に示すような励起回路により主放電電圧が、また、コロナ予備電離部１０の電極１１と１３の間に予備電離用コンデンサＣｃを介して予備放電電圧が印加される。なお、この例において、コロナ予備電離部１０は、例えば、第１電極１１が高純度アルミナセラミックス等の誘電体物質製の片側開放のチューブ１２内に円柱状電極を挿入して構成され、第２電極１３が矩形の板状体電極から構成され、第２電極１３の板状体はその１つの直線状のエッジ近傍で屈曲されており、そのエッジにおいて第１電極１１の誘電体チューブ１２の外面に平行に線接触してなり、その接触位置が、主放電電極２、２の間のレーザ励起空間を見込むことができる位置の一方の主放電電極２に近接して配置されてなるものである。
【００６８】
図３の励起回路は、可飽和リアクトルからなる３個の磁気スイッチＳＬ０、ＳＬ１、ＳＬ２を用いた２段の磁気パルス圧縮回路からなる。磁気スイッチＳＬ０は固体スイッチＳＷ保護用のものであり、第１の磁気スイッチＳＬ１と第２の磁気スイッチＳＬ２により２段の磁気パルス圧縮回路を構成している。
【００６９】
図３に従って回路の構成と動作を以下に説明する。まず、高電圧電源ＨＶの電圧が所定の値に調整され、磁気スイッチＳＬ０、インダクタンスＬ１を介して主コンデンサＣ０が充電される。このとき、固体スイッチＳＷはオフになっている。主コンデンサＣ０の充電が完了し、固体スイッチＳＷがオンとなったとき、固体スイッチＳＷ両端にかかる電圧は磁気スイッチＳＬ０の両端にかかるよう移り、固体スイッチＳＷを保護する。磁気スイッチＳＬ０の両端にかかる主コンデンサＣ０の充電電圧Ｖ０の時間積分値が磁気スイッチＳＬ０の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＬ０が飽和して磁気スイッチが入り、主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＬ０、固体スイッチＳＷ、コンデンサＣ１のループに電流が流れ、主コンデンサＣ０に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ１に充電される。
【００７０】
この後、コンデンサＣ１における電圧Ｖ１の時間積分値が磁気スイッチＳＬ１の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＬ１が飽和して磁気スイッチが入り、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、磁気スイッチＳＬ２のループに電流が流れ、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が移行してコンデンサＣ２に充電される。
【００７１】
さらに、この後、コンデンサＣ２における電圧Ｖ２の時間積分値が磁気スイッチＳＬ２の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＬ２が飽和して磁気スイッチが入り、コンデンサＣ２、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気スイッチＳＬ２のループに電流が流れ、コンデンサＣ２に蓄えられた電荷が移行してピーキングコンデンサＣｐが充電される。
【００７２】
図３の説明から明らかなように、予備電離のためのコロナ放電は、誘電体チューブ１２と第２電極１３とが接触している個所を基点として誘電体チューブ１２の外周面に発生するが、図３のピーキングコンデンサＣｐの充電が進むにつれてその電圧Ｖ３が上昇し、Ｖ３が所定の電圧になるとコロナ予備電離部の誘電体チューブ１２表面にコロナ放電が発生する。このコロナ放電によって誘電体チューブ１２の表面に紫外線が発生し、主放電電極２、２間のレーザ媒質であるレーザガスが予備電離される。
【００７３】
ピーキングコンデンサＣｐの充電がさらに進むにつれて、ピーキングコンデンサＣｐの電圧Ｖ３が上昇し、この電圧Ｖ３がある値（ブレークダウン電圧）Ｖｂに達すると、主放電電極２、２間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始し、この主放電によりレーザ媒質が励起され、レーザ光が発生する。
【００７４】
この後、主放電によりピーキングコンデンサＣｐの電圧が急速に低下し、やがて充電開始前の状態に戻る。
【００７５】
このような放電動作が固体スイッチＳＷのスイッチング動作によって繰り返し行なわれることにより、所定の繰り返し周波数でのパルスレーザ発振が行われる。
【００７６】
ここで、磁気スイッチＳＬ１、ＳＬ２及びコンデンサＣ１、Ｃ２で構成される各段の容量移行型回路のインダクタンスを後段に行くにつれて小さくなるように設定することにより、各段を流れる電流パルスのパルス幅が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が行われ、主放電電極２、２間に短パルスの強い放電が実現される。
【００７７】
ところで、半導体露光用の光源としてのＡｒＦエキシマレーザ装置の場合、主放電電極２、２間の間隔は１４〜１８ｍｍ程度、長さは５５０〜７５０ｍｍ程度ある必要がある。
【００７８】
そして、上記の原理のロングパルス化のためには、ピーキングコンデンサＣｐの容量は１０ｎＦ未満にする必要がある。
【００７９】
そして、主放電電極２、２に印加される電圧のブレークダウンが発生するまでの立ち上がり時間は、３０〜８０ｎｓの範囲にあることが重要である。ここで、ブレークダウン電圧Ｖｂまでの立上り時間の定義は、主放電電極２、２間に印加される電圧Ｖ３の最初の１／２周期の立ち上がり部の最も急峻になる部分を直線近似し、その直線が電圧０の直線と交差する点からブレークダウン電圧Ｖｂに至る点までの時間である。
【００８０】
また、図３の励起回路のピーキングコンデンサＣｐと主放電電極２、２が形成するループ（放電電流回路）中の浮遊インダクタンスは可能な限り小さくすればよいが、実際上４〜８ｎＨ程度より小さくできない。
【００８１】
また、ＡｒＦにおいては、Ａｒ＋Ｆ2 ＋Ｎｅからなる２．５〜３．７気圧のレーザガスを用いる場合に、レーザガスの全圧に対するフッ素分圧を０．１％以下にすることが望ましい。
【００８２】
また、Ｃｎを磁気パルス圧縮回路の最終段のコンデンサ（図３の場合は、コンデンサＣ２）の容量とすると、ＣｐとＣｎの比が、０．４５＜Ｃｐ／Ｃｎ＜０．７５の範囲にあることが必要である。
【００８３】
また、予備電離コンデンサ容量ＣｃはＣｐの５％以下が望ましい。
【００８４】
また、光共振器の出力鏡６の反射率を５０％以上に高くすることが望ましい。
【００８５】
また、ラウンドトリップ数（光共振器中でのレーザ光の往復の回数）を６以上にすることが望ましい。
【００８６】
このようにして、特願平１１−３６２６８８号においては、繰返し周波数２ｋＨｚ以上、式（３）で定義されるレーザパルス幅Ｔisが４０ｎｓ以上の、高繰返しロングパルス化の狭帯域ＡｒＦエキシマレーザ装置を実現している。
【００８７】
さて、本発明のＡｒＦエキシマレーザ装置においては、上記の特願平１１−３６２６８８号のロングパルス化の手段を前提にして、温度変化に基づくピーキングコンデンサＣｐの容量（容量も同じＣｐで表す。）の変化をなくして、特に４ｋＨｚ程度の高繰返し動作時にレーザパルス幅Ｔisが所定の値より短くなるのを防止すると共に、ガス寿命が短くなるのを防止するものである。
【００８８】
以下、図１〜図３に関する説明を前提にして、本発明の第１〜第６実施例について説明する。
【００８９】
第１実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図を図４に示す。図３の励起回路の主として高電圧電源ＨＶ、固体スイッチＳＷ、磁気スイッチＳＬ０、インダクタンスＬ１、主コンデンサＣ０からなる充電器２１と、図３の磁気スイッチＳＬ１、ＳＬ２及びコンデンサＣ１、Ｃ２で構成される磁気パルス圧縮回路２２とが、レーザガスを封入しているレーザチェンバ１とタンク２０の外に配置され、タンク２０内に配置された図３の励起回路のピーキングコンデンサＣｐの一端、並びに、レーザチェンバ１内に配置された放電電極２、２の高電圧側の電極２が、給電部材２３を介して磁気パルス圧縮回路２２の高電圧パルス出力側に接続されている。一方、ピーキングコンデンサＣｐの他端、並びに、放電電極２、２の接地側の電極２が通電部材２４を介して磁気パルス圧縮回路２２の接地側に接続されている。
【００９０】
この実施例において、ピーキングコンデンサＣｐは絶縁油（絶縁性冷媒）２５に満たされたタンク２０に浸されており、このタンク２０に満たされた絶縁油２５を冷却するために、冷却水注入側パイプ２６と冷却水排出側パイプ２７とに連結された冷却フィン２８がタンク２０中に配置され、レーザ動作時のピーキングコンデンサＣｐの発熱による温度上昇を冷却フィン２８に冷却水（熱交換媒体）を流して絶縁油２５を冷却することにより抑制するようにしている。
【００９１】
ここで、タンク２０中の絶縁油２５に接する位置に熱電対等の温度モニタ（温度検知手段）２９を設ける。温度モニタ２９から送出される温度信号は温度調整器（温度制御手段）３０に入力し、温度調整器３０は、冷却水注入側パイプ２６の途中に設けたヒータ（加熱手段）３１のオンオフ動作を制御する。
【００９２】
この実施例の動作は以下のようになる。ＡｒＦエキシマレーザ装置の電源をオンにすると、通常は、タンク２０中の絶縁油２５の温度は定常運転時の温度より低いので、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より低くなる。そこで、温度調整器３０はこのような判断により、ヒータ３１をオンとする。ヒータ３１がオンとなると、冷却フィン２８を流れる冷却水が暖められ、その結果、絶縁油２５の温度が上昇し、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上昇する。そして、定常状態時の温度近くになったときに、レーザの発振動作を開始させるように制御する。このようにすることにより、動作開始直後から、ピーキングコンデンサＣｐの温度を所定の温度に保持することが可能となる。
【００９３】
また、高繰返し動作でピーキングコンデンサＣｐの温度が上がり過ぎるような場合には、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より高くなる。よって、温度調整器３０はこのような判断により、ヒータ３１をオフとする。ヒータ３１がオフとなると、冷却フィン２８を流れる冷却水の温度が下がり、ピーキングコンデンサＣｐの温度が定常状態時の温度近くにまで下げられる。
【００９４】
このようにして、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、ピーキングコンデンサＣｐの温度を一定に保つことができ、レーザパルス幅Ｔisを安定的に最長に保つことができ、また、出力一定化制御において、レーザガスが劣化した場合にも、ピーキングコンデンサＣｐの温度変化の影響を除いて充電電圧の制御が可能となるので、充電電圧の上限値までの余裕を十分確保することができ、結果的にガス寿命を長くすることができる。
【００９５】
第２実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図を図５に示す。図４の場合と同様に、充電器２１と磁気パルス圧縮回路２２とがレーザチェンバ１とタンク２０の外に配置され、タンク２０内に配置された図３の励起回路のピーキングコンデンサＣｐの一端、並びに、レーザチェンバ１内に配置された放電電極２、２の高電圧側の電極２が、給電部材２３を介して磁気パルス圧縮回路２２の高電圧パルス出力側に接続されている。一方、ピーキングコンデンサＣｐの他端、並びに、放電電極２、２の接地側の電極２が通電部材２４を介して磁気パルス圧縮回路２２の接地側に接続されている。
【００９６】
第１実施例においては、冷却水注入側パイプ２６の途中に設けたヒータ３１のオンオフ動作を制御することにより、絶縁油２５を温度制御して、ピーキングコンデンサＣｐの温度を制御したが、第２実施例においては、冷却水注入側パイプ２６の途中に設けたヒータ３１の下流側に比例弁３２を設け、この比例弁３２の開度を制御して絶縁油２５を温度制御して、ピーキングコンデンサＣｐの温度を制御するものである。
【００９７】
この実施例の動作は以下のようになる。ＡｒＦエキシマレーザ装置の電源をオンにした後、ヒータ３１は常時オンとなる。レーザ装置の電源をオンした直後は、タンク２０中の絶縁油２５の温度は定常運転時の温度より低いので、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より低くなる。そこで、温度調整器３０はこのような判断により、比例弁３２を絞る。比例弁３２が絞られると、冷却フィン２８を流れる冷却水の流量が減るため、冷却水の温度はヒータ３１の加熱により高くなり、絶縁油２５が暖められ、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上昇する。このようにすることにより、動作開始直後から、ピーキングコンデンサＣｐの温度を所定の温度に保持することが可能となる。
【００９８】
また、高繰返し動作でピーキングコンデンサＣｐの温度が上がり過ぎるような場合には、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より高くなる。よって、温度調整器３０はこのような判断により、比例弁３２の開度が大きくなる。比例弁３２の開度が大きくなると、冷却フィン２８を流れる冷却水の温度が下がり、ピーキングコンデンサＣｐの温度が定常状態時の温度近くにまで下げられる。
【００９９】
このようにして、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、ピーキングコンデンサＣｐの温度を一定に保つことができ、レーザパルス幅Ｔisを安定的に最長に保つことができ、また、出力一定化制御において、レーザガスが劣化した場合にも、ピーキングコンデンサＣｐの温度変化の影響を除いて充電電圧の制御が可能となるので、充電電圧の上限値までの余裕を十分確保することができ、結果的にガス寿命を長くすることができる。
【０１００】
第３実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図を図６に示す。図４、図５の場合と同様に、充電器２１と磁気パルス圧縮回路２２とがレーザチェンバ１とタンク２０の外に配置され、タンク２０内に配置された図３の励起回路のピーキングコンデンサＣｐの一端、並びに、レーザチェンバ１内に配置された放電電極２、２の高電圧側の電極２が、給電部材２３を介して磁気パルス圧縮回路２２の高電圧パルス出力側に接続されている。一方、ピーキングコンデンサＣｐの他端、並びに、放電電極２、２の接地側の電極２が通電部材２４を介して磁気パルス圧縮回路２２の接地側に接続されている。
【０１０１】
上記第１実施例、第２実施例においては、冷却水注入側パイプ２６の途中に設けたヒータ３１のオンオフ動作を制御したり、冷却水注入側パイプ２６の途中に設けたヒータ３１の下流側に比例弁３２を設け、この比例弁３２の開度を制御することにより、絶縁油２５を温度制御してピーキングコンデンサＣｐの温度を制御していたが、図６に示す第３実施例においては、冷却水注入側パイプ２６の途中に比例弁３２を設け、また、タンク２０中の絶縁油２５を強制的に循環させるファン３３を設け、このファン３３をモータ３４により回転させるように構成したものである。
【０１０２】
第３実施例の動作を以下に説明する。ＡｒＦエキシマレーザ装置の電源をオンにした後、モータ３４によりファン３３を常時回転させ、絶縁油２５に一定の熱量を与える（力学的に回転しているファン３３が熱源となっている。）。レーザ装置の電源をオンした直後は、タンク２０中の絶縁油２５の温度は定常運転時の温度より低いので、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より低くなる。そこで、温度調整器３０はこのような判断により、比例弁３２を閉じる。比例弁３２が閉じられると、ファン３３の加熱作用により絶縁油２５が暖められ、その結果、絶縁油２５の温度が上昇し、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上昇する。そして、定常状態時の温度近くになったときに、レーザの発振動作を開始させる。このようにすることにより、動作開始直後から、ピーキングコンデンサＣｐの温度を所定の温度に保持することが可能となる。
【０１０３】
また、高繰返し動作でピーキングコンデンサＣｐの温度が上がり過ぎるような場合には、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より高くなる。よって、温度調整器３０はこのような判断により、比例弁３２は開けられて、冷却フィン２８に冷却水が流れて絶縁油２５の温度が下がり、ピーキングコンデンサＣｐの温度が定常状態時の温度近くにまで下げられる。
【０１０４】
このようにして、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、ピーキングコンデンサＣｐの温度を一定に保つことができ、レーザパルス幅Ｔisを安定的に最長に保つことができ、また、出力一定化制御において、レーザガスが劣化した場合にも、ピーキングコンデンサＣｐの温度変化の影響を除いて充電電圧の制御が可能となるので、充電電圧の上限値までの余裕を十分確保することができ、結果的にガス寿命を長くすることができる。
【０１０５】
なお、本実施例においては、ファン３３により絶縁油２５を強制循環しているので、自然対流により熱交換する第１、第２実施例より効率的な熱交換を行うことができる。
【０１０６】
第４実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図（ａ）と光軸に沿う方向の断面図（ｂ）とを図７に示す。ただし、図７（ｂ）において、レーザチェンバ１の外に配置された狭帯域化モジュール５、出力鏡６（図２）等の図示は省いてある。
【０１０７】
この実施例は、ピーキングコンデンサＣｐの温度制御を空冷にて行うものである。図７に示すように、この場合は、充電器２１と磁気パルス圧縮回路２２とピーキングコンデンサＣｐはレーザチェンバ１の外に配置され、ピーキングコンデンサＣｐの一端、並びに、レーザチェンバ１内に配置された放電電極２、２の高電圧側の電極２が、給電部材２３を介して磁気パルス圧縮回路２２の高電圧パルス出力側に接続されている。一方、ピーキングコンデンサＣｐの他端、並びに、放電電極２、２の接地側の電極２が通電部材２４を介して磁気パルス圧縮回路２２の接地側に接続されている。
【０１０８】
ピーキングコンデンサＣｐは、その周囲をシールド板３５にて包囲されており、シールド板３５で包囲された空間（空気流空間）の長手方向の両端部には、図示を略いた開口が設けられ、各開口の近傍にはモータ３４、３４’により回転するファン３３、３３’が設置されている。一方のファン３３は周囲の空気をシールド板３５で包囲された空間内に送出し、他方のファン３３’はシールド板３５で包囲された空間の空気を排気するように配置されている。ここで、給電部材２３は、電極２の長手方向にできるだけ長い形状となる（ただし、給電部材２３は高電圧側なので、接地側であるシールド板３５との間で放電が発生しないようその形状は限定される。）。
【０１０９】
ここで、送出側ファン３３とシールド板３５との間には、冷却フィン２８が設けられ、排気側ファン３３’の近傍には温度モニタ２９が設けられている。
【０１１０】
第４実施例の動作を以下に説明する。ＡｒＦエキシマレーザ装置の電源をオンにすると、モータ３４、３４’によりファン３３、３３’を常時回転させる。通常は、ピーキングコンデンサＣｐの温度は定常運転時の温度より低いので、温度モニタ２９によるシールド空間の検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より低くなる。そこで、温度調整器３０はこのような判断により、冷却水注入側パイプ２６の途中に設けたヒータ３１をオンとする。ヒータ３１がオンとなると、冷却フィン２８を流れる冷却水が暖められ、冷却フィン２８は加熱される。送出用ファン３３からは冷却フィン２８を経由して、ピーキングコンデンサＣｐが設置されているシールド空間内に熱風が送出される。その結果、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上昇する。そして、定常状態時の温度近くになったときに、レーザの発振動作を開始させるように制御する。このようにすることにより、動作開始直後から、ピーキングコンデンサＣｐの温度を所定の温度に保持することが可能となる。
【０１１１】
また、高繰返し動作でピーキングコンデンサＣｐの温度が上がり過ぎるような場合には、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より高くなる。よって、温度調整器３０はこのような判断により、ヒータ３１をオフとする。ヒータ３１がオフとなると、冷却フィン２８を流れる冷却水の温度が下がり、送出用ファン３３からは冷却フィン２８を経由して、ピーキングコンデンサＣｐが設置されているシールド空間内に送出される空気の温度も下がる。その結果、ピーキングコンデンサＣｐの温度が定常状態時の温度近くにまで下げられる。
【０１１２】
なお、ヒータ３１のオンオフ動作を制御して冷却水の温度を制御する方法のみならず、第２実施例（図５）で示したように、比例弁を設けて冷却水の流量を制御（熱交換媒体の流量の制御）することで、冷却水の温度を制御してもよい。
【０１１３】
このようにして、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、ピーキングコンデンサＣｐの温度を一定に保つことができ、レーザパルス幅Ｔisを安定的に最長に保つことができ、また、出力一定化制御において、レーザガスが劣化した場合にも、ピーキングコンデンサＣｐの温度変化の影響を除いて充電電圧の制御が可能となるので、充電電圧の上限値までの余裕を十分確保することができ、結果的にガス寿命を長くすることができる。
【０１１４】
第５実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図（ａ）と光軸に沿う方向の断面図（ｂ）とを図８に示す。ただし、図８（ｂ）において、レーザチェンバ１の外に配置された狭帯域化モジュール５、出力鏡６（図２）等の図示は省いてある。
【０１１５】
この実施例は、第４実施例と同様、ピーキングコンデンサＣｐの温度制御を空冷にて行うものである。特に、この実施例の場合の温度制御は、冷却制御のみが能動的な制御である。
【０１１６】
図８に示すように、充電器２１と磁気パルス圧縮回路２２とピーキングコンデンサＣｐはレーザチェンバ１の外に配置され、ピーキングコンデンサＣｐの一端、並びに、レーザチェンバ１内に配置された放電電極２、２の高電圧側の電極２が、給電部材２３を介して磁気パルス圧縮回路２２の高電圧パルス出力側に接続されている。一方、ピーキングコンデンサＣｐの他端、並びに、放電電極２、２の接地側の電極２が通電部材２４を介して磁気パルス圧縮回路２２の接地側に接続されている。
【０１１７】
ピーキングコンデンサＣｐは、その周囲をシールド板３５にて包囲されており、シールド板３５で包囲された空間の長手方向の両端部には、図示を略いた開口が設けられ、各開口の近傍にはモータ３３、３３’により回転するファン３３、３３’が設置されている。一方のファン３３は周囲の空気を吸い込み、他方のファン３３’は、シールド板３５で包囲された空間の空気を排気する。ここで、給電部材２３は、電極２の長手方向にできるだけ長い形状となる（ただし、給電部材２３は高電圧側なので、接地側であるシールド板３５との間で放電が発生しないようその形状は限定される。）。
【０１１８】
ここで、排気側ファン３３’から空気が排気される位置に温度モニタ２９を設ける。
【０１１９】
第５実施例の動作を以下に説明する。ＡｒＦエキシマレーザ装置の電源をオンにする。両ファン３３、３３’の動作は停止したままである。通常は、ピーキングコンデンサＣｐの温度は定常運転時の温度より低いので、温度モニタ２９によるシールド空間の検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より低くなる。そこで、温度調整器３０はこのような判断により、両ファン３３、３３’の動作の停止を維持する。高繰返しレーザ動作に伴ない、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上昇し、ピーキングコンデンサＣｐの温度が上がり過ぎると、温度モニタ２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より高くなる。よって、温度調整器３０はこのような判断により、両ファン３３、３３’の動作を開始する。ファン３３、３３’の動作により、ピーキングコンデンサＣｐは空冷され、その結果、ピーキングコンデンサＣｐの温度が定常状態時の温度近くにまで下げられる。
【０１２０】
なお、ピーキングコンデンサＣｐの温度が下がりすぎると、温度調整器３０は、今度は、両ファン３３、３３’の動作を停止する。
【０１２１】
このようにして、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、ピーキングコンデンサＣｐの温度を一定に保つことができ、レーザパルス幅Ｔisを安定的に最長に保つことができ、また、出力一定化制御において、レーザガスが劣化した場合にも、ピーキングコンデンサＣｐの温度変化の影響を除いて充電電圧の制御が可能となるので、充電電圧の上限値までの余裕を十分確保することができ、結果的にガス寿命を長くすることができる。
【０１２２】
ただし、第５実施例には、ピーキングコンデンサＣｐを加熱する機能はないので、動作開始直後から、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気パルス圧縮回路２２の温度を所定の温度に保持することはできない。
【０１２３】
以上の各実施例では、ＡｒＦエキシマレーザ装置について述べてきたが、ＫｒＦエキシマレーザ装置及びフッ素レーザ装置に適用しても、同様の効果を得ることができることは明らかである。
【０１２４】
ところで、前記したように、近年、露光用光源として使用されるエキシマレーザ装置等の放電励起ガスレーザ装置は、スループットの増大やドーズ安定性の向上のために、放電の４ｋＨｚ程度の高繰返し動作が要請され始めている。
【０１２５】
また、露光装置の光学系へ与えるダメージの回避、及び、解像度の向上のために、レーザパルス幅Ｔisのロングパルス化が必須となってきている。
【０１２６】
ここで、高解像度化、低ダメージ化に効果のあるロングパルス化と、高スループット化のための高繰返し化は、放電の安定持続性の観点から相反する技術であり、両立は困難であると考えられていた。
【０１２７】
しかしながら、本出願人による特願平１１−３６２６８８号では、高電圧パルス発生装置を構成する磁気パルス圧縮回路からレーザ装置塔載のピーキングコンデンサを介して放電電極へエネルギーを注入する１次電流と、磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサから放電電極へエネルギーを注入する２次電流とを重畳させ、かつ、２次電流の振動周期を１次電流の振動周期より長く設定して、２次電流が重畳した１次電流の極性が反転する１パルスの放電振動電流波形の始めの半周期と、それに続く少なくとも２つの半周期とによって１パルスのレーザ発振動作を行わせるように構成して、繰返し周波数２ｋＨｚ以上の場合において、高繰返しロングパルス化狭帯域ＡｒＦエキシマレーザ装置及びフッ素レーザ装置を実現する方法を提案している。
【０１２８】
具体的には、前記のように、ピーキングコンデンサの容量Ｃｐと、磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサの容量Ｃｎとの容量比Ｃｐ／Ｃｎを０．７５以下、さらには、０．４５＜Ｃｐ／Ｃｎ＜０．７５の範囲に内に維持することにより、上記１次電流と２次電流の条件を実現するものである。
【０１２９】
ところで、通常、主放電電極間に高電圧パルスを印加するための高電圧パルス発生装置においては、連続動作時の発熱を抑制するために冷却を行う必要がある。具体的には、高電圧パルス発生装置を構成する磁気パルス圧縮回路の回路部品である可飽和リアクトルやコンデンサが絶縁性冷媒中に浸され、同じく上記絶縁性冷媒に浸された冷却フィン等の熱交換器に冷却水を流すことにより、冷却が行われる。
【０１３０】
このような方式では、動作開始直後では、上記回路部品の温度は熱交換器の冷却水温度と略同等であるが、動作開始と共に急激に上昇し、冷却水の温度より高い温度で定常状態に達する。すなわち、レーザ装置の動作開始前後に上記回路部品に温度差が生じて回路部品の定数の変化が発生する。
【０１３１】
そのため、上記した磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサの容量Ｃｎの値も変化する。上記したように、ピーキングコンデンサについても、動作開始後その温度が上昇するので、ピーキングコンデンサ充電用のコンデンサと同様、容量Ｃｐが変化する。したがって、温度変化に起因するこれらのコンデンサの容量変化に伴い、容量比Ｃｐ／Ｃｎを上記の所定の範囲内に維持することが困難となる場合も発生する。
【０１３２】
そのため、次の第６実施例においては、上記の第１〜第５実施例にように、ピーキングコンデンサＣｐの温度制御を行うのみでなく、磁気パルス圧縮回路２２の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサＣｎ（図３のコンデンサＣ２）の温度制御をも行うものである。
【０１３３】
第６実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図を図９に示す。図３の励起回路の主として高電圧電源ＨＶ、固体スイッチＳＷ、磁気スイッチＳＬ０、インダクタンスＬ１、主コンデンサＣ０からなる充電器２１が、レーザガスを封入しているレーザチェンバ１とタンク２０、タンク１２０の外に配置され、図３の磁気スイッチＳＬ１、ＳＬ２及びコンデンサＣ１、Ｃ２で構成される磁気パルス圧縮回路２２はタンク１２０内に配置され、図３の励起回路のピーキングコンデンサＣｐはタンク２０内に配置される。ピーキングコンデンサＣｐの一端、並びに、レーザチェンバ１内に配置された放電電極２、２の高電圧側の電極２が、給電部材２３を介して磁気パルス圧縮回路２２の高電圧パルス出力側に接続されている。一方、ピーキングコンデンサＣｐの他端、並びに、放電電極２、２の接地側の電極２が通電部材２４を介して磁気パルス圧縮回路２２の接地側に接続されている。
【０１３４】
上記したように、高電圧パルス発生装置においては、連続動作時の発熱を抑制するために冷却を行う必要がある。特に、磁気パルス圧縮回路２２の回路部品である磁気スイッチＳＬ１、ＳＬ２の可飽和リアクトルやコンデンサＣ１、Ｃ２は発熱量が多いので、タンク１２０内に満たされた絶縁油等の絶縁性冷媒１２５中に浸される。回路定数、運転条件によっては、充電器２１の主コンデンサＣ０、磁気スイッチＳＬ０もこのタンク１２０内に浸される。
【０１３５】
一方、ピーキングコンデンサＣｐも、第１実施例と同様に、絶縁油２５に満たされたタンク２０に浸される。
【０１３６】
タンク２０、タンク１２０に満たされた絶縁油２５、１２５を冷却するために、それぞれ冷却水注入側パイプ２６、１２６と、冷却水排出側パイプ２７、１２７とに連結された冷却フィン２８、１２８が、各々タンク２０、タンク１２０中に配置されている。そして、レーザ動作時のピーキングコンデンサＣｐ、磁気パルス圧縮回路２２の発熱による温度上昇を、冷却フィン２８、１２８に冷却水を流して絶縁油２５、１２５を冷却することにより抑制する。
【０１３７】
ここで、タンク２０、タンク１２０中の絶縁油２５、１２５に接する位置に温度モニタ２９、１２９を設ける。温度モニタ２９、１２９から送出される温度信号は、それぞれ温度調整器３０、１３０に入力し、温度調整器３０、１３０は、冷却水注入側パイプ２６、１２６の途中に設けたヒータ３１、１３１のオンオフ動作を制御する。
【０１３８】
この実施例の動作は以下のようになる。ＡｒＦエキシマレーザ装置の電源をオンにすると、タンク２０、１２０中の絶縁油２５、１２５の温度は定常運転時の温度より低いので、温度モニタ２９、１２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より低くなる。そこで、温度調整器３０、１３０はこのような判断により、ヒータ３１、１３１をオンとする。ヒータ３１、１３１がオンとなると、冷却フィン２８、１２８を流れる冷却水が暖められ、その結果、絶縁油２５、１２５の温度が上昇し、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気パルス圧縮回路２２の温度が上昇する。そして、定常状態時の温度近くになったときに、レーザの発振動作を開始させるように制御する。このようにすることにより、動作開始直後から、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気パルス圧縮回路２２の温度を所定の温度に保持することが可能となる。
【０１３９】
また、高繰返し動作で、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気パルス圧縮回路２２の温度が上がり過ぎるような場合には、温度モニタ２９、１２９による検出温度は所定の温度（定常状態時の温度）範囲より高くなる。よって、温度調整器３０、１３０はこのような判断により、ヒータ３１、１３１をオフとする。ヒータ３１、１３１がオフとなると、冷却フィン２８、１２８を流れる冷却水の温度が下がり、ピーキングコンデンサＣｐ、磁気パルス圧縮回路２２の温度が定常状態時の温度近くにまで下げられる。
【０１４０】
よって、第６実施例においては、第１〜第５実施例と同様な効果を奏することができるのに加え、レーザ動作開始直後においても、また、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、磁気パルス圧縮回路２２やピーキングコンデンサＣｐの温度を一定に保つことができ、それによって、容量比Ｃｐ／Ｃｎを所定の範囲内に維持することが可能となる。そのため、ＡｒＦエキシマレーザ装置において、レーザ動作開始直後においても、また、２ｋＨｚ以上の高繰返し動作を長期的に行っても、高繰返しロングパルス化狭帯域ＡｒＦエキシマレーザ光の放射を実現することが可能となる。
【０１４１】
また、出力一定化制御において、レーザガスが劣化した場合にも、ピーキングコンデンサＣｐの温度変化の影響を除いて充電電圧の制御が可能となるので、充電電圧の上限値までの余裕を十分確保することができ、結果的にガス寿命を長くすることができる。
【０１４２】
第６の実施例では、磁気パルス圧縮回路２２の温度制御を、冷却水注入側パイプ１２６の途中に設けたヒータ１３１のオンオフ動作を制御して絶縁油１２５を温度制御することにより行ったが、第２実施例、第３実施例のピーキングコンデンサＣｐの温度制御のように、冷却水注入側パイプ１２５の途中に設けたヒータ１３１の下流側に比例弁を設け、この比例弁の開度を制御する構成や、冷却水注入側パイプ１２６の途中に比例弁を設け、また、タンク中の絶縁油１２５を強制的に循環させるファンを設け、このファンをモータにより回転させるように構成にしてもよい。
【０１４３】
また、ピーキングコンデンサＣｐの温度制御は、第２〜第５実施例のような構成で行うようにしてもよい。
【０１４４】
なお、図９の構成の場合、あるいは、磁気パルス圧縮回路２２の温度制御を第２実施例、第３実施例のピーキングコンデンサＣｐの温度制御のように行う場合は、２つのタンク２０、１２０を同じ１つのタンクで構成し、絶縁油２５、１２５、冷却水注入側パイプ２６、１２６、冷却水排出側パイプ２７、１２７、冷却フィン２８、１２８、温度モニタ２９、１２９、温度調整器３０、１３０、ヒータ３１、１３１等も１つのものとして、同時に温度制御するようにしてももちろんよい。
【０１４５】
以上は、ＡｒＦエキシマレーザ装置について説明してきたが、上記の基本原理は、フッ素（Ｆ2 ）ガス及びバッファーガスとしてヘリウム（Ｈｅ）等の希ガスからなる混合ガスをレーザガスとして、同様に放電励起するフッ素レーザ装置や、フッ素（Ｆ2 ）ガス、クリプトン（Ｋｒ）ガス及びバッファーガスとしてのネオン（Ｎｅ）等の希ガスからなる混合ガスをレーザガスとして、同様に放電励起するＫｒＦエキシマレーザ装置にも適用できることは明らかである。
【０１４６】
以上、本発明のＡｒＦエキシマレーザ装置、フッ素レーザ装置及びＫｒＦエキシマレーザ装置をその原理と実施例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。
【０１４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の露光用ＡｒＦエキシマレーザ装置、ＫｒＦエキシマレーザ装置及びフッ素レーザ装置によれば、本出願人の提案による特願平１１−３６２６８８号のロングパルス化の手段を有する放電励起ガスレーザ装置の出力一定制御において、ピーキングコンデンサの温度を一定に保ってその容量変化をなくし、その容量変化に伴うレーザパルス幅Ｔisが短くなってしまうという問題とガス寿命が短くなるという問題を回避することができ、また、ピーキングコンデンサのみならず、磁気パルス圧縮回路の回路部品の温度を制御して一定温度に保持可能とすることにより、ピーキングコンデンサの容量と磁気パルス圧縮回路の最終段のピーキングコンデンサ充電用のコンデンサの容量との容量比を所定の範囲内に維持することが可能となり、高繰返しロングパルス化放電励起ガスレーザ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡｒＦエキシマレーザ装置の原理を説明するための波形図である。
【図２】本発明を適用するＡｒＦエキシマレーザ装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に基づく一例の励起回路を示す回路図である。
【図４】本発明の第１実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図である。
【図５】本発明の第２実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図である。
【図６】本発明の第３実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図である。
【図７】本発明の第４実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図と光軸に沿う方向の断面図である。
【図８】本発明の第５実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図と光軸に沿う方向の断面図である。
【図９】本発明の第６実施例のＡｒＦエキシマレーザ装置のレーザ発振方向に垂直な断面図である。
【図１０】レーザパルス幅Ｔisについて説明するための図である。
【図１１】ピーキングコンデンサの容量が変化したときのレーザ出力並びにレーザパルス幅Ｔisの変化を示す図である。
【図１２】ピーキングコンデンサの温度が変化したときのレーザパルス波形を示す図である。
【符号の説明】
１…レーザチェンバ
２…放電電極
３…高電圧パルス発生装置
４…ファン
５…狭帯域化モジュール
６…出力鏡
７…ビームサンプラー
８…波形検出手段
９…パルス幅算出手段
１０…コロナ予備電離部
１１…コロナ予備電離第１電極
１２…誘電体チューブ
１３…コロナ予備電離第２電極
２０…タンク
２１…充電器
２２…磁気パルス圧縮回路
２３…給電部材
２４…通電部材
２５…絶縁油
２６…冷却水注入側パイプ
２７…冷却水排出側パイプ
２８…冷却フィン
２９…温度モニタ
３０…温度調整器
３１…ヒータ
３２…比例弁
３３、３３’…ファン
３４、３４’…モータ
３５…シールド板
１２０…タンク
１２５…絶縁油
１２６…冷却水注入側パイプ
１２７…冷却水排出側パイプ
１２８…冷却フィン
１２９…温度モニタ
１３０…温度調整器
１３１…ヒータ
ＳＬ０…固体スイッチ保護用磁気スイッチ
ＳＬ１…第１の磁気スイッチ
ＳＬ２…第２の磁気スイッチ
ＨＶ…高電圧電源
Ｌ１…インダクタンス
ＳＷ…固体スイッチ
Ｃ０…主コンデンサ
Ｃ１…第１のコンデンサ
Ｃ２…第２のコンデンサ
Ｃｐ…ピーキングコンデンサ
Ｃｃ…予備電離用コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003794249.tif 000008
【図８】
0003794249.tif 000009
【図９】
0003794249.tif 000010
【図１０】
0003794249.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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