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随着半导体产业的不断发展，光刻节点在不断减小，光刻过程对于准分子激光光刻光源系统脉冲能量稳定性提出更为严苛的要求。本文主要对影响Ar准分子光刻激光系统输出脉冲能量稳定性的相关因素进行理论分析并开展实验研究。 论文首先综述了准分子激光的基本原理及发展历史，并以美国Cymer公司为例归纳总结了ArF准分子激光系统及其脉冲能量稳定性的发展情况。从理论上分析了双腔放大机制及放电腔内气体对脉冲能量稳定性的影响作用，重点分析了主振荡-功率再生放大(MOPRA:Master Oscillator Power RegenerativeAmplifier)结构较主振荡-功率放大(MOPA:Master Oscillator Power Amplifier)结构在能量放大方面的优缺点，同时分析阐述了双腔时间延迟、双腔之间的隔离装置及注入种子光能量的影响作用。着重讨论了放电腔内工作气体成分、气体配比、电极间流速对脉冲能量稳定性的影响以及相应的改善措施，最后结合影响脉冲能量稳定性的因素简述能量控制系统在稳定脉冲能量上的应用。 其次开展了单腔结构ArF准分子激光系统的实验研究，实验表明通过提高电压、补气、部分换气等方法可以有效地延长气体寿命，稳定输出能量。参考寿命实验，开展了气体成分配比实验以及充电电压影响实验。得出: 1.随着Ar(F2)含量增加，输出脉冲能量先是不断增加，脉冲能量稳定性呈下降趋势，当Ar(F2)含量增加到160mbar(140mbar)之后，输出脉冲能量持续不变，脉冲能量稳定性变化较小; 2.随着电压增加脉冲能量近线性增加，脉冲能量稳定性sigma值呈下降趋势。最后，针对双腔能量放大机制开展了相关双腔实验研究，主要系统结构包括环形腔系统及MOPA系统两部分: 1.环形腔实验得出当粗延时设置在1.26us至1.279us之间时环形腔输出能量最大且脉冲能量稳定性最好; 2.在MOPA结构实验中: (1)研究了充电电压对脉冲能量稳定性影响，得出随着充电电压增大系统输出脉冲能量逐渐增大、脉冲能量稳定性sigma值逐渐减小。 (2)研究了双腔延时对MOPA系统输出光束特性影响，结果显示在双腔时间延时为70ns时，输出脉冲能量最大且稳定性最佳。 (3)在MO腔和PA腔之间加入置于手动旋转底座上的窗片来改变注入种子光能量，实验得出: ①随着注入种子光能量增加，MOPA系统输出脉冲能量先快速增加，之后趋于平缓，且脉冲能量稳定性较种子光脉冲能量稳定性波动更小; ②随着种子光能量的增大，放大倍数先快速减小，随后趋于平缓，即PA腔逐渐趋于饱和放大状态。 本论文在环形腔平台上还进行了MORRA与MOPA能量放大结构条件下的对比实验，在注入相同能量种子光条件下，得出MORRA输出脉冲能量较MOPA输出更大且稳定性更好，即MORRA结构较MOPA结构在能量稳定性改善上具有优势。这些研究工作为后续准分子激光系统脉冲能量稳定性研究奠定了基础。