(57)【要約】【課題】狭帯域化エキシマレーザ装置において、狭帯域化モジュール内の不純物ガスを除去する。【解決手段】狭帯域化エキシマレーザ装置は、レーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する狭帯域化モジュールと、窒素ガス供給装置と、窒素ガス供給装置から供給された窒素ガスを狭帯域化モジュールの筐体内に流入させる窒素ガス導入部と、窒素ガス導入部から筐体内への窒素ガスの流入を制御する第１のバルブと、筐体内のガスを筐体外に流出させる排気部と、筐体内のガスを筐体外に排出させる排気ポンプと、排気部からのガスの排出を制御する第２のバルブと、筐体内のガスを大気中に放出させる大気放出部と、大気中へのガス放出を制御する第３のバルブと、第２のバルブを閉じる一方第１、第３のバルブを開いて、窒素ガスを所定時間筐体内に供給させ、次いで第３のバルブを閉じる一方第１、第２のバルブを開くと共に、排気ポンプを駆動させて筐体内を排気させ、その後レーザ発振させる制御部とを備えてもよい。【選択図】図６
2017072879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光共振器と、
内部にエキシマレーザガスを含み、前記光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバと、
筐体および前記筐体内に収容された狭帯域化用光学素子を含む狭帯域化モジュールであって、前記光共振器内に配置され、前記レーザチャンバから出力されたレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する狭帯域化モジュールと、
窒素ガス供給装置と、
前記窒素ガス供給装置から供給された窒素ガスを前記筐体内に流入させる窒素ガス導入部と、
前記窒素ガス導入部から前記筐体内への窒素ガスの流入を制御する第１のバルブと、
前記筐体内のガスを筐体外に流出させる排気部と、
前記排気部を通して前記筐体内のガスを筐体外に排出させる排気ポンプと、
前記排気部からのガスの排出を制御する第２のバルブと、
前記筐体内のガスを大気中に放出させる大気放出部と、
前記大気放出部によるガスの放出を制御する第３のバルブと、
前記第２のバルブを閉じる一方前記第１のバルブおよび第３のバルブを開いて、前記窒素ガスを所定時間前記筐体内に供給させ、次いで前記第１のバルブおよび第３のバルブを閉じる一方前記第２のバルブを開くと共に、前記排気ポンプを駆動させて前記筐体内を排気させ、その後レーザ発振させる制御部と、
を備えた狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項２】
前記狭帯域化モジュールまたは前記レーザチャンバが狭帯域化エキシマレーザ装置に搭載されたことを検出して検出信号を出力する検出部がさらに設けられ、
前記制御部は、前記検出信号が入力された後に、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、前記第３のバルブおよび前記排気ポンプに対する制御を開始する請求項１記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項３】
前記筐体内の圧力を検出する圧力センサをさらに備える請求項１記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記圧力センサが示す圧力が所定の圧力以下になった場合にレーザ発振させる請求項３記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記圧力センサが示す圧力が所定の圧力範囲に入るように前記排気ポンプの排気速度を制御する請求項３記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記圧力センサが示す圧力が所定の圧力範囲に入るように前記第１のバルブまたは第２のバルブの開閉を制御する請求項３記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記窒素ガス導入部に連通する部分および前記排気部に連通する部分を除く部分では、筐体の内部を外部に対して気密に保つ構造を有する請求項１記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項８】
前記第１のバルブは常時開タイプのバルブであり、前記第２のバルブおよび前記第３のバルブは常時閉タイプのバルブである請求項１記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項９】
光共振器と、
内部にエキシマレーザガスを含み、前記光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバと、
筐体および前記筐体内に収容された狭帯域化用光学素子を含む狭帯域化モジュールであって、前記光共振器内に配置され、前記レーザチャンバから出力されたレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する狭帯域化モジュールと、
窒素ガス供給装置と、
前記窒素ガス供給装置から供給された窒素ガスを前記筐体内に流入させる窒素ガス導入部と、
前記窒素ガス導入部から前記筐体内への窒素ガスの流入を制御する第１のバルブと、
前記筐体内のガスを筐体外に流出させる排気部と、
前記排気部を通して前記筐体内のガスを筐体外に排出させる排気ポンプと、
前記排気部からのガスの排出を制御する第２のバルブと、
前記筐体内のガスを大気中に放出させる大気放出部と、
前記大気放出部によるガスの放出を制御する第３のバルブと、
前記第２のバルブを閉じる一方前記第１のバルブおよび第３のバルブを開いて、前記窒素ガスを所定時間前記筐体内に供給させ、次いで前記第３のバルブを閉じる一方前記第１のバルブおよび第２のバルブを開くと共に、前記排気ポンプを駆動させて前記筐体内を排気させ、その後レーザ発振させる制御部と、
を備えた狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項１０】
前記狭帯域化モジュールまたは前記レーザチャンバが狭帯域化エキシマレーザ装置に搭載されたことを検出して検出信号を出力する検出部がさらに設けられ、
前記制御部は、前記検出信号が入力された後に、前記第１のバルブ、前記第２のバルブ、前記第３のバルブおよび前記排気ポンプに対する制御を開始する請求項９記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項１１】
前記筐体内の圧力を検出する圧力センサをさらに備える請求項９記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記圧力センサが示す圧力が所定の圧力範囲に入るように前記排気ポンプの排気速度を制御する請求項１１記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記圧力センサが示す圧力が所定の圧力範囲に入るように前記第２のバルブの開閉を制御する請求項１１記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項１４】
前記筐体は、前記窒素ガス導入部に連通する部分および前記排気部に連通する部分を除く部分では、筐体の内部を外部に対して気密に保つ構造を有する請求項９記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【請求項１５】
前記第１のバルブは常時開タイプのバルブであり、前記第２のバルブおよび前記第３のバルブは常時閉タイプのバルブである請求項９記載の狭帯域化エキシマレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、狭帯域化エキシマレーザ装置に関する。
【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。半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という。このため露光用光源から出力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の紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。【０００３】
現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィーとも呼ばれる。【０００４】
ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０〜４００ｐｍと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅はスペクトル幅とも呼ばれる。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子を有する狭帯域化モジュール（Line Narrowing Module）が設けられ、この狭帯域化モジュールによりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子はエタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５８３３７号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３００７号公報
【特許文献３】特表２００３−５０３８４１号公報
【特許文献４】特開２００１−１３５８８３号公報
【特許文献５】特開２００２−８４０２６号公報
【概要】
【０００６】
本開示の一態様による狭帯域化エキシマレーザ装置は、光共振器と、内部にエキシマレーザガスを含み、光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバと、筐体および筐体内に収容された狭帯域化用光学素子を含む狭帯域化モジュールであって、光共振器内に配置され、レーザチャンバから出力されたレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する狭帯域化モジュールと、窒素ガス供給装置と、窒素ガス供給装置から供給された窒素ガスを筐体内に流入させる窒素ガス導入部と、窒素ガス導入部から筐体内への窒素ガスの流入を制御する第１のバルブと、筐体内のガスを筐体外に流出させる排気部と、排気部を通して筐体内のガスを筐体外に排出させる排気ポンプと、排気部からのガスの排出を制御する第２のバルブと、筐体内のガスを大気中に放出させる大気放出部と、大気放出部によるガスの放出を制御する第３のバルブと、第２のバルブを閉じる一方第１のバルブおよび第３のバルブを開いて、窒素ガスを所定時間筐体内に供給させ、次いで第１のバルブおよび第３のバルブを閉じる一方第２のバルブを開くと共に、排気ポンプを駆動させて筐体内を排気させ、その後レーザ発振させる制御部とを備えてもよい。
【０００７】
本開示の別の一態様による狭帯域化エキシマレーザ装置は、光共振器と、内部にエキシマレーザガスを含み、光共振器の光路上に配置されたレーザチャンバと、筐体および筐体内に収容された狭帯域化用光学素子を含む狭帯域化モジュールであって、光共振器内に配置され、レーザチャンバから出力されたレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する狭帯域化モジュールと、窒素ガス供給装置と、窒素ガス供給装置から供給された窒素ガスを筐体内に流入させる窒素ガス導入部と、窒素ガス導入部から筐体内への窒素ガスの流入を制御する第１のバルブと、筐体内のガスを筐体外に流出させる排気部と、排気部を通して筐体内のガスを筐体外に排出させる排気ポンプと、排気部からのガスの排出を制御する第２のバルブと、筐体内のガスを大気中に放出させる大気放出部と、大気放出部によるガスの放出を制御する第３のバルブと、第２のバルブを閉じる一方第１のバルブおよび第３のバルブを開いて、窒素ガスを所定時間筐体内に供給させ、次いで第３のバルブを閉じる一方第１のバルブおよび第２のバルブを開くと共に、排気ポンプを駆動させて筐体内を排気させ、その後レーザ発振させる制御部とを備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、例示的な狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断側面図である。
【図２】図２は、図１に示した狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図３】図３は、本開示における用語を説明するための概略図である。
【図４】図４は、本開示における用語を説明するための概略図である。
【図５】図５は、比較例に係る狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図７】図７は、実施形態１における制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図７に示す制御処理中の排気サブルーチン処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図７に示す制御処理中の排気サブルーチン処理の別の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図７に示す制御処理中の排気サブルーチン処理のさらに別の例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図７に示す制御処理中の排気サブルーチン処理のさらに別の例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、図７に示す制御処理中の排気停止サブルーチン処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施形態２に係る狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図１４】図１４は、実施形態２の変形例に係る狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図１５】図１５は、実施形態３に係る狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図１６】図１６は、実施形態３における制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施形態４に係る狭帯域化エキシマレーザ装置の概略構成を示す一部破断上面図である。
【図１８】図１８は、実施形態４におけるレーザ制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、実施形態４における制御部による制御処理を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
【実施形態】
【０００９】
＜目次＞
１．狭帯域化エキシマレーザ装置の全体説明
１．１ 構成
１．２ 動作
２．用語の説明
３．比較例
３．１ 比較例の構成
３．２ 比較例の動作
３．３ 比較例の課題
４．実施形態１
４．１ 実施形態１の構成
４．２ 実施形態１の動作
４．３ 実施形態１の作用・効果
４．４  実施形態１の補足の動作例
５．実施形態２
５．１ 実施形態２の構成
５．２ 実施形態２の動作
５．３ 実施形態２の作用・効果
５．４実施形態２の補足の動作例
６．実施形態２の変形例
６．１ 実施形態２の変形例の構成
６．２ 実施形態２の変形例の動作
６．３ 実施形態２の変形例の作用・効果
７．実施形態３
７．１ 実施形態３の構成
７．２ 実施形態３の動作
７．３ 実施形態３の作用・効果
８．実施形態４
８．１ 実施形態４の構成
８．２ 実施形態４の動作
８．３ 実施形態４の作用・効果
９．制御部
９．１ 制御部の構成
９．２ 制御部の機能
９．３ 制御部の接続機器
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１０】
以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成および動作の全てが本開示の構成および動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１１】
１．狭帯域化エキシマレーザ装置の全体説明
１．１ 構成
図１および図２に、例示的な狭帯域化エキシマレーザ装置１の構成を概略的に示す。図１はこの狭帯域化エキシマレーザ装置１の一部破断側面図であり、図２はこの狭帯域化エキシマレーザ装置１の一部破断上面図である。
【００１２】
本開示では、レーザチャンバにおけるレーザ光の進行方向がＺ方向と定義される。また、狭帯域化エキシマレーザ装置１が載置される面に平行で、Ｚ方向と直交する方向がＨ方向と定義される。そしてＺ方向およびＨ方向に直交する方向がＶ方向と定義される。なお、狭帯域化エキシマレーザ装置１の通常の使用状態下では、Ｈ方向が水平方向であり、Ｖ方向が鉛直方向である。
【００１３】
図１および図２に示されるように狭帯域化エキシマレーザ装置１は、出力結合ミラー１０と、レーザチャンバ２０と、光路管３０と、狭帯域化モジュール（ＬＮＭ：Line Narrowing Module）４０とを含んでもよい。出力結合ミラー１０と狭帯域化モジュール４０は、光共振器を構成してもよい。レーザチャンバ２０は、光共振器の光路上に配置されてもよい。狭帯域化モジュール４０は、光共振器内に配置されてもよい。
【００１４】
レーザチャンバ２０は、ウィンドウ２１および２２と、一対の放電電極２３および２４とを備えてもよい。ウィンドウ２１および２２はそれぞれ、レーザチャンバ２０に設けられたウィンドウ保持部２５および２６に保持されていてもよい。ウィンドウ２１および２２は、放電電極２３および２４の間で放電励起された後に増幅されたレーザ光Ｌが通過するように配置されてもよい。ウィンドウ２１および２２は、レーザ光Ｌの入射面がＨ方向を含むように、レーザ光Ｌの光路に対して微小角度をなす状態に傾いていてもよい。その傾斜角度は例えばブリュースタ角や、あるいはブリュースタ角に近い角度であってもよい。
【００１５】
レーザチャンバ２０の内部は、エキシマレーザガスで満たされていてもよい。このエキシマレーザガスは、レアガスであるＡｒガスまたはＫｒガス、ハロゲンガスであるＦ２ガス、およびバッファガスであるＮｅガスが混合されたガスであってもよい。
【００１６】
一対の放電電極２３および２４は、レーザチャンバ２０内において互いにＶ方向に対向し、各々の長手方向がＺ方向と一致する状態で配置されてもよい。一対の放電電極２３および２４は、各々の長手方向が光共振器の光路と平行となるように配置されてもよい。これらの放電電極２３および２４には、不図示の電源から励起電力が供給されてもよい。
【００１７】
狭帯域化モジュール４０は、筐体４１と、この筐体４１内に収容された狭帯域化用光学素子とを含んでいてもよい。狭帯域化用光学素子は、複数であってもよく、例えば３個のプリズム４２、４３および４４、並びにグレーティング４５であってもよい。筐体４１の底板４１ａの上にはプリズム４２を固定するプリズム固定ホルダ４６、プリズム４３を固定するプリズム固定ホルダ４７、プリズム４４を固定するプリズム固定ホルダ４８、およびグレーティング４５を固定するグレーティング固定ホルダ４９が取り付けられてもよい。なおプリズム固定ホルダ４８は、自動回転ステージ５０を介して底板４１ａに取り付けられてもよい。プリズム固定ホルダ４８は、自動回転ステージ５０の駆動により、Ｖ方向に延びる回転軸を中心にして図２の矢印Ａ方向に回転可能とされてもよい。
【００１８】
３個のプリズム４２、４３および４４は、レーザ光Ｌのビーム径を拡大するビームエキスパンダとして機能するように配置されてもよい。プリズム４２、４３および４４の各傾斜端面、つまりレーザ光Ｌが斜め入射する端面４２ａ、４３ａおよび４４ａには、レーザ光ＬのＰ偏光成分に対して低反射率となる低反射膜がコートされてもよい。一方、プリズム４２、４３および４４の各垂直端面、つまりレーザ光Ｌが垂直入射する端面４２ｂ、４３ｂ、および４４ｂには、レーザ光Ｌに対して低反射率となる低反射膜がコートされてもよい。
【００１９】
グレーティング４５と出力結合ミラー１０とは、光共振器を形成してもよい。グレーティング４５は、光共振器内を往復するレーザ光Ｌの波長を選択する波長選択部としての機能を備えてもよい。グレーティング４５は、入射角と回折角が一致するようにリトロー配置とされてもよい。グレーティング４５は、例えば中心波長が１９３ｎｍであるレーザ光Ｌを高効率で回折させるように溝間隔およびブレーズ角が定められたエシェールグレーティングであってもよい。
【００２０】
狭帯域化モジュール４０の筐体４１は、開口４１ｂを有していてもよい。この開口４１ｂは、レーザチャンバ２０から出射してウィンドウ２２を透過したレーザ光Ｌが通過する位置に設けられてもよい。筐体４１は、開口４１ｂの他の部分では、この筐体４１の内部を外部に対して気密に保つ構造とされてもよい。
【００２１】
光路管３０は、レーザチャンバ２０と筐体４１との間に配置されてもよい。光路管３０は、レーザチャンバ２０から出射してウィンドウ２２を透過したレーザ光Ｌの光路を覆うように構成されてもよい。
【００２２】
１．２ 動作
上記の構成において、放電電極２３および２４に高電圧が印加されると、放電電極２３と放電電極２４との間で放電し得る。この放電によりレーザガスが励起され、レアガスおよびハロゲンガスを含むレーザ媒質から、自然放出光が発生し得る。この自然放出光は、波長が例えば前述した１９３ｎｍあるいは２４８ｎｍの紫外光であり得る。この光はウィンドウ２２を透過して、狭帯域化モジュール４０内に入射し、プリズム４２〜４４によってビーム径が拡大されて、グレーティング４５に入射し得る。
【００２３】
グレーティング４５に入射した紫外光は、グレーティング４５において狭帯域の波長に選択されて回折し得る。回折した光は、グレーティング４５へ入射した光路と同じ光路を辿って、再びレーザチャンバ２０に入射し得る。なお、自動回転ステージ５０によりプリズム固定ホルダ４８を介してプリズム４４が回転されると、上記光のグレーティング４５への入射角が変化し得る。それにより、グレーティング４５によって選択される波長が調節され得る。
【００２４】
レーザチャンバ２０に再入射した光は、放電領域を通過することによって増幅され得る。増幅された光はウィンドウ２１を透過して出力結合ミラー１０に入射し、一部がこの出力結合ミラー１０を透過し、一部が出力結合ミラー１０で反射する。反射した光はレーザチャンバ２０に戻り、放電領域を通過することによって増幅され得る。以上のことが繰り返されることにより、出力結合ミラー１０とグレーティング４５とで構成される光共振器内で光が共振し、レーザ光Ｌが発振し得る。
【００２５】
２．用語の説明
本開示において使用される用語を、以下のように定義する。「スペクトル線幅」とは、図３に示すように、レーザ光のスペクトル波形の光量閾値における全幅である。本開示においては、光量ピーク値に対する各光量閾値の相対値を線幅閾値Threshということにする。なお、０＜Thresh＜１である。例えばピーク値の半値を線幅閾値０．５という。なお線幅閾値０．５におけるスペクトル波形の全幅Ｗ１／２を特別に半値全幅またはＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum）という。
【００２６】
図４に示すように、スペクトル純度、例えば９５％純度Ｅ９５とは、全スペクトルエネルギのうち波長λ０を中心として９５％を占める部分の全幅Ｗ９５％であって、下記式（１）が成り立つ。
【００２７】
【数１】
2017072879.tif 000003
なお本開示で特に何も述べない場合は、スペクトル純度をＥ９５として説明する。そして本開示で言うところの「スペクトル線幅」とは、上記「全スペクトルエネルギのうち波長λ０を中心として９５％を占める部分の全幅Ｗ」を意味する。
【００２８】
３． 比較例
３．１ 比較例の構成
図５は、本発明に対する比較例である狭帯域化エキシマレーザ装置２の構成を概略的に示す一部破断上面図である。図５の構成において、図２に示したものと同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００２９】
以下、この比較例の構成の中で、図２の構成と異なる部分について説明する。なお本比較例において、以下で説明する図２の構成との相違点以外の構成は、図２の構成と同様とされてもよい。
【００３０】
狭帯域化モジュール４０の筐体４１は、外部の大気を筐体４１内に流入させ得る導入口４１ｃと、筐体４１内の圧力を測定するための開口４１ｄとを有してもよい。また筐体４１に設けられた開口４１ｂは、本比較例では、レーザ光Ｌを通過させるだけでなく、筐体４１内のガスを排出させる排気口として機能してもよい。筐体４１は、開口４１ｂ、導入口４１ｃ、および開口４１ｄの他の部分では、筐体４１の内部と外部とを気密に保つ構造とされてもよい。
【００３１】
光路管３０には、開口３０ａが設けられてもよい。光路管３０は、両端および開口３０ａ以外の部分では、光路管３０の内部と外部とを気密に保つ構造とされてもよい。
【００３２】
筐体４１の導入口４１ｃには、導入管６０が連通されてもよい。導入管６０には第１のバルブ６１が設けられてもよい。光路管３０の開口３０ａには、排気管６４の一端が連通されてもよい。排気管６４の他端は、例えば真空ポンプからなる排気ポンプ６５に接続されてもよい。排気管６４には、排気ポンプ６５と光路管３０との間において、第２のバルブ６２が設けられてもよい。筐体４１には、開口４１ｄを通して筐体内部の圧力を測定する圧力センサ５１が取り付けられてもよい。
【００３３】
第１のバルブ６１および第２のバルブ６２の各々の開閉、並びに排気ポンプ６５の駆動を制御する制御部６６が設けられてもよい。制御部６６には、圧力センサ５１が出力する圧力検出信号、つまり筐体４１の内部の圧力を示す信号が入力されてもよい。
【００３４】
３．２ 比較例の動作
この比較例の狭帯域化エキシマレーザ装置２において、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内に不純物ガスが存在すると、レーザ装置の運転中にプリズム４２〜４４の光透過端面やグレーティング４５の格子面に付着して劣化させ得る。そのようにプリズム４２〜４４やグレーティング４５が劣化すると、狭帯域化エキシマレーザ装置２の光出力が低下したり、レーザ光Ｌのスペクトル線幅が拡大したりすることがあり得る。この問題を防止するために、いわゆる真空引きの処理によって、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内から不純物ガスを排除することが行われ得る。この処理は、制御部６６によって第１のバルブ６１を閉じる一方第２のバルブ６２を開き、圧力センサ５１が示す筐体４１内の圧力が所定値に減圧するまで排気ポンプ６５を駆動させて、筐体４１内を排気することによってなされ得る。なお上記の処理は、例えば狭帯域化モジュール４０を新しいものに交換して、狭帯域化エキシマレーザ装置２に搭載した際に行われ得る。
【００３５】
３．３ 比較例の課題
しかし上記の排気処理を行っても、不純物ガスが筐体４１内に残って、狭帯域化エキシマレーザ装置２の運転時に、狭帯域化用素子つまりプリズム４２〜４４やグレーティング４５が劣化する可能性があり得る。
【００３６】
また、排気処理により筐体４１内が減圧すると、例えば導入管６０と導入口４１ｃとの間や、排気管６４と開口３０ａとの間、バルブ６１、６２と管路との間等に介在するＯリング等を通して、大気中の不純物ガスが筐体４１内に侵入する可能性があり得る。
【００３７】
さらに、排気処理が停止する事態が生じた場合は、筐体４１内の有機物等から不純物ガスが発生して、狭帯域化エキシマレーザ装置２の運転時に狭帯域化用素子が劣化する可能性があり得る。
【００３８】
４．実施形態１
４．１ 実施形態１の構成
図６は、実施形態１に係る狭帯域化エキシマレーザ装置３の構成を概略的に示す一部破断上面図である。図６の構成において、図５に示した比較例と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００３９】
以下、この実施形態１の構成の中で、比較例の構成と異なる部分について説明する。なお本実施形態１において、以下で説明する比較例との相違点以外の構成は、比較例と同様とされてもよい。
【００４０】
導入管６０には、第１のバルブ６１側から順に、流量調節バルブ７０、圧力調節弁すなわちレギュレータ７１、バルブ７２、およびスピンドルバルブ７３を介して、窒素ガス供給装置としての窒素ガスボンベ７４が接続されてもよい。スピンドルバルブ７３は、窒素ガスボンベ７４に付属しているものであってもよい。バルブ７２は、窒素ガスボンベ７４と狭帯域化モジュール４０との間を遮断するためのものであってもよい。
【００４１】
一方、光路管３０と第２のバルブ６２との間において、排気管６４から大気排気管７５が分岐されていてもよい。この大気排気管７５には、第３のバルブ６３が設けられていてもよい。また制御部６６には、レーザ制御部５２が接続されてもよい。
【００４２】
なお、導入管６０、流量調節バルブ７０、レギュレータ７１、およびバルブ７２は、窒素ガスボンベ７４から供給された窒素ガスを筐体４１内に流入させる窒素ガス導入部を構成してもよい。第１のバルブ６１は、筐体４１内への窒素ガスの流入を制御するものであってもよい。窒素ガスとしては、純度が９９．９９９％のもの等が適用されてもよい。
【００４３】
また、筐体４１に設けられた開口４１ｂ、光路管３０、および光路管３０の開口３０ａに連通する排気管６４は、筐体４１内のガスを筐体４１外に流出させる排気部を構成してもよい。排気ポンプ６５は、上記排気部を通して筐体４１内のガスを筐体４１外に排出させるものであってもよい。第２のバルブ６２は、上記排気部からのガスの排出を制御するものであってもよい。
【００４４】
筐体４１に設けられた開口４１ｂ、光路管３０、光路管３０の開口３０ａに連通する排気管６４、および大気排気管７５は、筐体４１内のガスを大気中に放出させる大気放出部を構成してもよい。第３のバルブ６３は、上記大気放出部によるガスの放出を制御するものであってもよい。
【００４５】
上述した第１のバルブ６１、第２のバルブ６２および第３のバルブ６３は、圧縮空気によって開閉され、圧縮空気の供給、遮断が電磁弁により制御されるタイプのものが適用されてもよい。その場合、電磁弁の動作が制御部６６によって制御されてもよい。また、圧縮空気の代わりに、圧縮窒素ガスが用いられてもよい。あるいは、第１のバルブ６１、第２のバルブ６２および第３のバルブ６３は、任意の開度を実現可能なタイプであってもよい。例えば、サーボモータを備えるサーボ弁であってもよく、その場合、サーボモータの動作が制御部６６によって制御されてもよい。
【００４６】
制御部６６は、第２のバルブ６２を閉じる一方第１のバルブ６１および第３のバルブ６３を開いてもよい。その結果、窒素ガスが所定時間筐体４１内に供給されてもよい。また制御部６６は、上記窒素ガスの供給に次いで、第１のバルブ６１および第３のバルブ６３を閉じる一方第２のバルブ６２を開くと共に、排気ポンプ６５を駆動させてもよい。その結果、筐体４１内が排気されてもよい。また筐体４１内が排気された後に、制御部６６は、レーザ制御部５２に駆動指令を送ってレーザ発振してもよい。
【００４７】
狭帯域化エキシマレーザ装置３には、狭帯域化モジュール４０がこの狭帯域化エキシマレーザ装置３に搭載されたことを検出して検出信号を出力する、例えば近接スイッチ等からなる検出部９０が設けられてもよい。この検出信号は、制御部６６に入力されてもよい。
【００４８】
４．２ 実施形態１の動作
図７〜図１２は、本実施形態の狭帯域化エキシマレーザ装置３における窒素ガス供給に係る処理の流れを示すフローチャートである。以下これらの図も参照して、本実施形態の狭帯域化エキシマレーザ装置３の動作を説明する。
【００４９】
なお図７〜図１２のフローチャートにおいては、第１のバルブ６１、第２のバルブ６２および第３のバルブ６３を各々Ｖ１、Ｖ２およびＶ３、狭帯域化モジュール４０をＬＮＭ、レーザチャンバ２０をチャンバ、窒素ガスをＮ２と表記している。また、それらのフローチャートにおいては、バルブ６１〜６３のいずれかを開くことをＯＰＥＮ、閉じることをＣＬＯＳＥと表記している。
【００５０】
図７は、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内への窒素ガス供給から、筐体４１内を排気するまでの全体的な処理の流れを示している。この処理は、制御部６６によって実行されてもよい。図７の処理では、まずステップＳ３００において、狭帯域化モジュール４０またはレーザチャンバ２０が狭帯域化エキシマレーザ装置３に搭載されたか否かが制御部６６によって判別されてもよい。具体的にこの判別は、例えば狭帯域化モジュール４０に関しては、図６に示す検出部９０が出力する検出信号が制御部６６に入力されることによってなされてもよい。図示の通りステップＳ３００の処理は、狭帯域化モジュール４０またはレーザチャンバ２０がレーザ装置に搭載されたと判別されるまで繰り返し行われてもよい。狭帯域化モジュール４０またはレーザチャンバ２０がレーザ装置に搭載されたと判別した場合、制御部６６はステップＳ３０１において、第２のバルブ６２を閉じる一方、第１のバルブ６１および第３のバルブ６３を開いてもよい。それにより、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内が窒素ガスによってパージされ得る。すなわち、窒素ガスボンベ７４から供給される窒素ガスが、導入管６０から導入口４１ｃを経て、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内に供給され得る。そこで、筐体４１内に存在していたガスは開口４１ｂ、光路管３０、排気管６４および大気排気管７５を経て、大気中に放出され得る。
【００５１】
上記バルブ６１〜６３の操作がなされた後、次に制御部６６はステップＳ３０２において、内蔵する不図示のタイマをリセットして、このタイマによりバルブ操作後の時間Ｔ１の計時を開始してもよい。次にステップＳ３０３において制御部６６は、時間Ｔ１が所定の設定時間Ｋ１以上になったか否かを判別してもよい。なお設定時間Ｋ１は、例えば３分〜１０分の範囲内の時間、好ましくは約５分としてもよい。図示の通りステップＳ３０３の処理は、時間Ｔ１が所定の時間Ｋ１以上になったと判別されるまで繰り返し行われてもよい。時間Ｔ１が所定の時間Ｋ１以上になったと判別した場合は、次にステップＳ３０４において制御部６６は、第１のバルブ６１および第３のバルブ６３を閉じる一方、第２のバルブ６２を開いてもよい。
【００５２】
次にステップＳ３０５において、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内のガスを排気ポンプ６５によって排気するサブルーチン処理がなされてもよい。次にステップＳ３０６において、筐体４１からのガス排気を停止するサブルーチン処理がなされてもよい。なおこれらのサブルーチン処理については、以下で詳しく説明する。
【００５３】
図８を参照して、ステップＳ３０５においてなされる、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内のガスを排気するサブルーチン処理について説明する。なお図８に示すのは、排気サブルーチン処理の第１の例である。この処理においては、まずステップＳ３１０において制御部６６は、排気ポンプ６５をＯＮ、つまり運転開始してもよい。排気ポンプ６５が運転されることにより、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内のガスが筐体４１外に排気され得る。
【００５４】
次にステップＳ３１１において制御部６６は、圧力センサ５１の出力信号が示す筐体４１内の圧力Ｐを読み込んでもよい。次にステップＳ３１２において制御部６６は、圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１以下にまで減圧したか否かを判別してもよい。圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１よりも高い場合は、図示の通り、ステップＳ３１１以降の処理を繰り返してもよい。なお所定の圧力Ｐ１は、例えば４ｋＰａ程度であってもよい。
【００５５】
圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１以下にまで減圧したと判別した場合は、次にステップＳ３１３において制御部６６は、発振準備ＯＫであることを示す信号を出力してもよい。この信号は、外部装置である露光装置や狭帯域化エキシマレーザ装置３を統括する制御部、例えば図６のレーザ制御部５２等に送られてもよい。狭帯域化エキシマレーザ装置３は、上記信号がレーザ制御部５２等に送られることにより、発振開始し得る。
【００５６】
次にステップＳ３１４において、制御部６６は例えば数時間から数日間以上の期間、レーザ発振を停止させるか否か判別してもよい。この判別は、例えば図６のレーザ制御部５２からレーザ発振停止を示す信号を制御部６６が受信したかどうかによってなされてもよい。レーザ発振を停止させると判別しない場合、制御部６６は処理をステップＳ３１０に戻してもよい。レーザ発振を停止させると判別した場合、制御部６６は処理を図７のステップＳ３０６に移行してもよい。
【００５７】
次に上記ステップＳ３０６の処理、つまり筐体４１内からのガス排気を停止するサブルーチン処理について図１２を参照して説明する。まずステップＳ４１０において制御部６６は、排気ポンプ６５の運転を停止してもよい。それにより、筐体４１内からのガス排気が停止されてもよい。次いでステップＳ４１１において制御部６６は、それまで閉じていた第１のバルブ６１を開き、またそれまで開いていた第２のバルブ６２を閉じてもよい。それにより、窒素ガスボンベ７４から供給される窒素ガスが狭帯域化モジュール４０の筐体４１内に流入し得る。
【００５８】
次にステップＳ４１２において制御部６６は、圧力センサ５１の出力信号が示す筐体４１内の圧力Ｐを読み込んでもよい。次にステップＳ４１３において制御部６６は、圧力Ｐが所定の圧力Ｐ３以上となったか否かを判別してもよい。圧力Ｐが所定の圧力Ｐ３よりも低いと判別した場合、制御部６６はステップＳ４１２以降の処理を繰り返してもよい。なお所定の圧力Ｐ３は、例えば大気圧つまり１０１．３ｋＰａ、あるいは、狭帯域化エキシマレーザ装置３が設置されたクリーンルーム内の圧力よりも多少高い程度の圧力であってもよい。圧力Ｐが所定の圧力Ｐ３以上である場合は、ステップＳ４１４において制御部６６は、第３のバルブ６３を開いてもよい。第３のバルブ６３が開かれることにより、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内が窒素ガスによってパージされ得る。つまり筐体４１内の窒素ガスも含むガスが第３のバルブ６３から流出して、筐体４１内が窒素ガスによって満たされ得る。
【００５９】
次にステップＳ４１５において制御部６６は、長期間狭帯域化エキシマレーザ装置３を停止させて、窒素ガスによるパージを停止させるか否か判別してもよい。窒素ガスによるパージを停止させないと判別した場合、制御部６６はステップＳ４１４以降の処理を繰り返してもよい。窒素ガスによるパージを停止させると判別した場合、ステップＳ４１６において制御部６６は、それまで開いていた第１のバルブ６１および第３のバルブ６３を共に閉じてもよい。次いで制御部６６は、処理を図７の流れに移行して、図７に示す一連の処理を終了してもよい。
【００６０】
４．３ 実施形態１の作用・効果
以上説明したように、狭帯域化エキシマレーザ装置３がレーザ発振する前に、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内が例えば３分〜１０分程度の時間、窒素ガスによってパージされるので、筐体４１内の不純物ガスが筐体４１の外に排出され得る。またその後に、筐体４１内の圧力Ｐが例えば４ｋＰａ程度まで減圧されるので、大気中の不純物ガスや、筐体４１内から発生する不純物ガスが筐体４１内の狭帯域化用光学素子に付着して狭帯域化モジュール４０の光学性能が劣化することが抑制され得る。
【００６１】
さらに本実施形態では、レーザ発振が停止してから排気ポンプ６５の運転が停止された後、筐体４１内が大気圧になるまで筐体４１内に窒素ガスが充填され得る。そして、特に狭帯域化エキシマレーザ装置３が長期間停止される場合において、筐体４１内が大気圧になってから第３のバルブ６３が開かれるので、大気中の不純物ガスが筐体４１内に侵入することが抑制され得る。
【００６２】
また、狭帯域化モジュール４０が狭帯域化エキシマレーザ装置３から取り外された場合も、筐体４１内が大気圧の窒素ガスで充填された状態が維持されるので、大気中の不純物ガスが筐体４１内に侵入することが抑制され得る。したがって、筐体４１からの排気が停止された状態においても、大気中の不純物ガスが筐体４１内の狭帯域化用光学素子に付着して狭帯域化モジュール４０の光学性能が劣化することが抑制され得る。
【００６３】
４．４ 実施形態１の補足の動作例
次に図９〜図１１を参照して、図７に示したステップＳ３０５の処理、つまり狭帯域化モジュール４０の排気サブルーチン処理の別の例を３例説明する。これら３例の排気サブルーチン処理は、図８の排気サブルーチン処理が筐体４１内の圧力Ｐを所定の圧力Ｐ１以下にしてレーザ発振可能とするものであるのに対し、筐体４１内の圧力Ｐを所定の圧力Ｐ１およびＰ２の間に設定してレーザ発振可能とするものである。
【００６４】
図９に示す処理は、排気サブルーチン処理の第２の例である。この図９に示す排気サブルーチン処理は、図８に示したステップＳ３１２に代えて、ステップＳ３２０〜Ｓ３２４の処理がなされるものであり、その他のステップの処理は図８における処理と同様であってよい。
【００６５】
この図９の排気サブルーチン処理においては、図８の処理と同様にステップＳ３１１において制御部６６が、圧力センサ５１の出力信号が示す筐体４１内の圧力Ｐを読み込んでもよい。次にステップＳ３２０において制御部６６は、筐体４１内の圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１およびＰ２の間にあるか否か判別してもよい。この場合の所定の圧力Ｐ１は例えば４ｋＰａ程度、所定の圧力Ｐ２は例えば２．３ｋＰａ程度であってもよい。なお、この所定の圧力Ｐ１とＰ２の例は、以下で説明する図１０の排気サブルーチン処理、および図１１の排気サブルーチン処理に適用されてもよい。
【００６６】
筐体４１内の圧力Ｐが圧力Ｐ１とＰ２との間にある場合は、次にステップＳ３２１において、排気ポンプ６５の回転数がそのままとされてもよい。なお、この排気ポンプ６５の回転数は、排気ポンプ６５による排気の速度に対応し得る。その後は、図８の処理におけるのと同様のステップＳ３１３およびステップＳ３１４の処理がなされてもよい。
【００６７】
ステップＳ３２０において、筐体４１内の圧力Ｐが圧力Ｐ１とＰ２との間から外れていると判別した場合は、次にステップＳ３２２において制御部６６は、圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っているか否か判別してもよい。圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っていると判別した場合は、次にステップＳ３２３において制御部６６は、排気ポンプ６５の回転数を上げてもよい。一方、圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っていないと判別した場合は、次にステップＳ３２４において制御部６６は、排気ポンプ６５の回転数を下げてもよい。ステップＳ３２３あるいはステップＳ３２４の後、制御部６６は処理をステップＳ３１１に戻してもよい。以上のステップＳ３２０〜Ｓ３２４の処理がなされることにより、筐体４１内の圧力Ｐは、所定の圧力Ｐ１とＰ２との間に設定され得る。
【００６８】
次に図１０に示す処理は、排気サブルーチン処理の第３の例である。この図１０に示す排気サブルーチン処理は、図９に示したステップＳ３２３およびステップＳ３２４に代えて、それぞれステップＳ３３０およびＳ３３１の処理がなされるものであり、その他のステップの処理は図９における処理と同様であってよい。
【００６９】
図１０の処理において、ステップＳ３２２において制御部６６は、圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っていると判別した場合、次にステップＳ３３０において、第１のバルブ６１を所定量閉めてもよい。一方、圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っていないと判別した場合は、次にステップＳ３３１において制御部６６は、第１のバルブ６１を所定量開けてもよい。ステップＳ３３０あるいはステップＳ３３１の後、制御部６６は処理をステップＳ３１１に戻してもよい。以上の処理がなされることにより、筐体４１内の圧力Ｐは、所定の圧力Ｐ１とＰ２との間に設定され得る。
【００７０】
次に図１１に示す処理は、排気サブルーチン処理の第４の例である。この図１１に示す排気サブルーチン処理は、図１０に示したステップＳ３３０およびステップＳ３３１に代えて、それぞれステップＳ３４０およびＳ３４１の処理がなされるものであり、その他のステップの処理は図１０における処理と同様であってよい。
【００７１】
図１１の処理において、ステップＳ３２２において制御部６６は、圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っていると判別した場合、次にステップＳ３４０において、第２のバルブ６２を所定量閉めてもよい。一方、圧力Ｐが圧力Ｐ１を上回っていないと判別した場合は、次にステップＳ３４１において制御部６６は、第２のバルブ６２を所定量開けてもよい。ステップＳ３４０あるいはステップＳ３４１の後、制御部６６は処理をステップＳ３１１に戻してもよい。以上の処理がなされることにより、筐体４１内の圧力Ｐは、所定の圧力Ｐ１とＰ２との間に設定され得る。
【００７２】
５．実施形態２
５．１ 実施形態２の構成
図１３は、実施形態２に係る狭帯域化エキシマレーザ装置４の構成を概略的に示す一部破断上面図である。図１３の構成において、図６に示した実施形態１の要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００７３】
以下、この実施形態２の構成の中で、実施形態１の構成と異なる部分について説明する。なお本実施形態２において、以下で説明する実施形態１との相違点以外の構成は、実施形態１と同様とされてもよい。
【００７４】
本実施形態においては、第１のバルブ１６１として特に常時開（ノーマルオープン）タイプのバルブ、つまり通電時のみ閉状態となるバルブが用いられてもよい。一方、第２のバルブ１６２および第３のバルブ１６３として特に常時閉（ノーマルクローズ）タイプのバルブ、つまり通電時のみ開状態となるバルブが用いられてもよい。
【００７５】
５．２ 実施形態２の動作
上記の構成においては、狭帯域化エキシマレーザ装置４が緊急停止して排気ポンプ６５が停止した場合、自動的に、第１のバルブ１６１が開状態で、第２のバルブ１６２および第３のバルブ１６３が閉状態となり得る。
【００７６】
５．３ 実施形態２の作用・効果
そこで、筐体４１内に自動的に窒素ガスが充填され得る。それにより、筐体４１内で発生した不純物ガスが筐体４１内の狭帯域化用光学素子、つまりプリズム４２〜４４やグレーティング４５に付着して狭帯域化モジュール４０の光学性能が劣化することが抑制され得る。
【００７７】
５．４ 実施形態２の補足の動作例
図１３に示すように、導入管６０に対して、第１のバルブ１６１と直列に設けられたバルブ７２が常時開タイプのバルブである場合は、第３のバルブ１６３として特に常時開タイプのバルブが用いられてもよい。その構成にすると、排気ポンプ６５が停止した場合、自動的に、第１のバルブ１６１、第３のバルブ１６３およびバルブ７２が開状態となり、第２のバルブ１６２が閉状態となり得る。
【００７８】
それにより、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内が窒素ガスによってパージされ続けることになって、筐体４１内で不純物ガスが増加するのを抑制し得る。
【００７９】
６．実施形態２の変形例
６．１ 実施形態２の変形例の構成
図１４は、実施形態２の変形例に係る狭帯域化エキシマレーザ装置５の構成を概略的に示す一部破断上面図である。図１４の構成において、図１３に示した実施形態２の要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００８０】
以下、この実施形態２の変形例の構成の中で、実施形態２の構成と異なる部分について説明する。なお本実施形態２の変形例において、以下で説明する実施形態２との相違点以外の構成は、実施形態２と同様とされてもよい。
【００８１】
本実施形態２の変形例においては、レギュレータ１７１とバルブ１７２との間において、導入管６０に窒素ガスサブタンク１７３が接続されていてもよい。またバルブ１７２としては、特に常時閉（ノーマルクローズ）タイプのバルブが用いられてもよい。
【００８２】
６．２ 実施形態２の変形例の動作
上記の構成においては、狭帯域化エキシマレーザ装置４が緊急停止して排気ポンプ６５が停止した場合、自動的に、第１のバルブ１６１が開状態で、バルブ１７２、第２のバルブ１６２および第３のバルブ１６３が閉状態となり得る。
【００８３】
６．３ 実施形態２の変形例の作用・効果
上記の動作により、筐体４１内に窒素ガスサブタンク１７３から自動的に窒素ガスが充填され得る。それにより、筐体４１内で発生した不純物ガスが筐体４１内の狭帯域化用光学素子、つまりプリズム４２〜４４やグレーティング４５に付着して狭帯域化モジュール４０の光学性能が劣化することが抑制され得る。
【００８４】
７．実施形態３
７．１ 実施形態３の構成
図１５は、実施形態３に係る狭帯域化エキシマレーザ装置６の構成を概略的に示す一部破断上面図である。図１５の構成において、図１３に示した実施形態２の要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００８５】
以下、この実施形態３の構成の中で、実施形態２の構成と異なる部分について説明する。なお本実施形態３において、以下で説明する実施形態２との相違点以外の構成は、実施形態２と同様とされてもよい。
【００８６】
実施形態３においては、図６に示す実施形態１で用いられたものと同様の、特に常時開タイプではない第１のバルブ６１が用いられてもよい。また筐体４１の導入口４１ｃは、グレーティング４５の背面の中央部付近に窒素ガスが導入されるような位置に変更されてもよい。また、筐体４１内を窒素ガスによってパージしながら筐体４１内のガスを排気する場合は、排気口となる開口４１ｂの位置と導入口４１ｃの位置とがより大きく離れていることが好ましいので、開口４１ｂの位置はウィンドウ２２の端部の辺りに向かって開口するように変更されてもよい。
【００８７】
７．２ 実施形態３の動作
図１６は、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内への窒素ガス供給から、筐体４１内のガスを排気するまでの全体的な処理の流れを示している。この図１６では、図７の処理におけるのと同じ処理については、図７に付したステップ番号と同じステップ番号を付している。ここでは、まずステップＳ５００において、狭帯域化モジュール４０が不図示のレーザ装置に搭載されたか否かが制御部６６によって判別されてもよい。その後のステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理は図７の処理と同じとされてもよい。ステップＳ５０４では、第１のバルブ６１および第２のバルブ１６２が開かれる一方、第３のバルブ１６３が閉じられてもよい。また、その後のステップＳ３０５およびＳ３０６の処理も、図７の処理と同じとされてもよい。
【００８８】
以上の通り、第１のバルブ６１および第２のバルブ１６２を開き、第３のバルブ１６３を閉じて、窒素ガスを筐体４１内にパージしながら、排気ポンプ６５により筐体４１内のガスを排気してもよい。この排気の際、開口４１ｂおよび導入口４１ｃの各位置が上述の通りとされているので、筐体４１内における窒素ガスの流通経路は、グレーティング４５の表面への窒素ガスの流れが弱められるような経路となり得る。
【００８９】
７．３ 実施形態３の作用・効果
以上のように、窒素ガスをパージしながら排気することにより、筐体４１内を減圧した場合に筐体４１内から発生する不純物ガスが、筐体４１内の狭帯域化用光学素子に付着して狭帯域化モジュール４０の光学性能が劣化することが抑制され得る。また、グレーティング４５の表面への窒素ガスの流れが弱められ得るので、窒素ガスの密度分布や、あるいはグレーティング４５の表面の温度分布による屈折率変動が抑制され得る。そこで、この屈折率変動によってレーザ光Ｌの狭帯域化が阻害されることが抑制され得る。また、筐体４１内に外部から入る不純物ガスも窒素ガスと共に排気し得るので、筐体４１内の不純物ガスの濃度も低減され得る。
【００９０】
８．実施形態４
８．１ 実施形態４の構成
図１７は、実施形態４に係る狭帯域化エキシマレーザ装置７の構成を概略的に示す一部破断上面図である。図１７の構成において、図６に示した実施形態１の要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００９１】
以下、この実施形態４の構成の中で、実施形態１の構成と異なる部分について説明する。なお本実施形態４において、以下で説明する実施形態１との相違点以外の構成は、実施形態１と同様とされてもよい。
【００９２】
本実施形態では、第１のバルブ６１と排気ポンプ２６５との間の位置において、排気管６４に別の排気管２００の一端が連通されてもよい。この排気管２００の他端は、レーザチャンバ２０内に連通されてもよい。そして排気管２００の途中には、第４のバルブ２０１が介設されてもよい。また本実施形態では、排気ポンプ２６５としてドライポンプが適用されてもよい。以上の構成においては、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内を排気する排気ポンプ２６５が、レーザチャンバ２０内を排気するために兼用され得る。
【００９３】
８．２ 実施形態４の動作
図１８は、図１７に示したレーザ制御部５２によってなされる制御処理の流れを示すフローチャートである。以下この図１８を参照して、上記制御処理について説明する。まずステップＳ６００においてレーザ制御部５２は、窒素ガスを狭帯域化モジュール４０の筐体４１に充填することを示す信号を制御部６６に送ってもよい。制御部６６は筐体４１内が窒素ガスで充填されると、充填が完了したことを示す充填完了信号をレーザ制御部５２に送ってもよい。レーザ制御部５２はステップＳ６０１において、充填完了信号を受信したかどうか判別してもよい。充填完了信号を受信したと判別されない場合は、ステップＳ６０１の処理が繰り返されてもよい。
【００９４】
完了信号を受信したことが判別された場合、レーザ制御部５２はステップＳ６０２において、制御部６６を介して排気ポンプ２６５の運転を開始させてもよい。次にレーザ制御部５２はステップＳ６０３において、第４のバルブ２０１を開いてもよい。それにより、レーザチャンバ２０内のレーザガスが、不図示のハロゲンフィルタを介して、レーザチャンバ２０外に放出され得る。
【００９５】
次にレーザ制御部５２はステップＳ６０４において、レーザチャンバ２０からのレーザガス排気が完了したかどうか判別してもよい。レーザガス排気が完了したと判別しない場合は、ステップＳ６０４の処理が繰り返されてもよい。レーザチャンバ２０からレーザガス排気が完了したと判別した場合、レーザ制御部５２はステップＳ６０５において、レーザガス排気の完了を示す信号を制御部６６に送信してもよい。このとき、レーザ制御部５２は、第４のバルブ２０１を閉じてもよい。制御部６６はこの信号を受けた場合は、狭帯域化モジュール４０の筐体４１に充填されていた窒素ガスを、排気ポンプ２６５によって排気させてもよい。
【００９６】
また図１９は、レーザ制御部５２による処理が進行している際に、制御部６６によってなされる処理の流れを示すフローチャートである。以下この図１９を参照して、制御部６６による処理について説明する。まずステップＳ７００において制御部６６は、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内が窒素ガスで充填されたことを示す充填完了信号を、レーザ制御部５２から受信したかどうかを判別してもよい。充填完了信号を受信したと判別しない場合は、ステップＳ７００の処理が繰り返されてもよい。
【００９７】
充填完了信号を受信したと判別した場合、制御部６６はステップＳ７０１において、狭帯域化モジュール４０の筐体４１からのガス排気を停止するサブルーチン処理がなされてもよい。この排気停止サブルーチン処理は、図１２に示される処理と同様の処理であってもよい。次に制御部６６はステップＳ７０２において、筐体４１内が窒素ガスで充填されたことを示す充填完了信号を出力して、レーザ制御部５２に送ってもよい。この充填完了信号は、図１８に示した処理のステップＳ６０１において、受信したか否かが判別されるものであってもよい。
【００９８】
次に制御部６６はステップＳ７０３において、レーザチャンバ２０からのレーザガス排気が完了したことを示す排気完了信号を受信したか否かを判別してもよい。この排気完了信号は、図１８に示した処理のステップＳ６０５において、制御部６６に対して送信されるものであってもよい。
【００９９】
８．３ 実施形態４の作用・効果
以上の通り本実施形態においては、レーザチャンバ２０からのレーザガスの排気と、狭帯域化モジュール４０の筐体４１からのガスの排気を、１台の排気ポンプ２６５によって行い得る。そして、筐体４１に窒素ガスが充填された状態で、レーザチャンバ２０からのレーザガスの排気がなされるので、狭帯域化モジュール４０の筐体４１内が、レーザガス中の不純物によって汚染されることが抑制され得る。
【０１００】
９．制御部
９．１ 制御部の構成
図２０は、上述した各実施形態における制御部６６の概略構成を示すブロック図である。以下この図２０を参照して、制御部６６の構成について説明する。制御部６６は、コンピュータやプログラマブルコントローラ等汎用の制御機器によって構成されてもよい。例えば、図２０に示す通り、以下のように構成されてもよい。
【０１０１】
制御部６６は、処理部１０００と、処理部１０００に接続される、ストレージメモリ１００５と、ユーザインターフェイス１０１０と、パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０と、シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０と、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０とによって構成されてもよい。また、処理部１０００は、ＣＰＵ１００１と、ＣＰＵ１００１に接続された、メモリ１００２と、タイマ１００３と、ＧＰＵ１００４とから構成されてもよい。
【０１０２】
９．２ 制御部の機能
表１は、図２０に示した各デバイスの機能を概略的に示すものである。以下、この表１を参照して、制御部６６の各部の機能について説明する。
【０１０３】
【表１】
2017072879.tif 000004
処理部１０００は、ストレージメモリ１００５に記憶されたプログラムを読み出してもよい。また、処理部１０００は、読み出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ１００５からデータを読み出したり、ストレージメモリ１００５にデータを記憶させたりしてもよい。
【０１０４】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うパラレルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０１０５】
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うシリアルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０１０６】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、アナログポートを介して通信可能な機器に接続されてもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
【０１０７】
ユーザインターフェイス１０１０は、オペレータが処理部１０００によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部１０００に行わせたりするよう構成されてもよい。
【０１０８】
処理部１０００のＣＰＵ１００１は、プログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ１００２は、ＣＰＵ１００１がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマ１００３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ１００１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ１００４は、処理部１０００に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をＣＰＵ１００１に出力してもよい。
【０１０９】
９．３ 制御部の接続機器
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０に接続される、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器、つまりパラレルＩ／Ｏデバイスは、レーザ制御部５２や、その他の制御部等であってもよい。
【０１１０】
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０に接続される、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器、つまりシリアルＩ／Ｏデバイスは、自動回転ステージ５０等であってもよい。
【０１１１】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器、つまりアナログデバイスは、圧力センサ５１等の各種センサであってもよい。
【０１１２】
なお以上の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。したがって、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。
【０１１３】
本明細書および添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」または「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書、および添付の特許請求の範囲に記載される不定冠詞「１つの」は、「少なくとも１つ」または「１またはそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０１１４】
１、２、３、４、５、６、７    狭帯域化エキシマレーザ装置
１０    出力結合ミラー
２０    レーザチャンバ
２１、２２    ウィンドウ
２３、２４    放電電極
３０    光路管
３０ａ    光路管の開口
４０    狭帯域化モジュール
４１    狭帯域化モジュールの筐体
４１ｂ、４１ｄ    筐体の開口
４１ｃ    筐体の導入口
４２、４３、４４    プリズム
４５    グレーティング
５１    圧力センサ
５２    レーザ制御部
６０    導入管
６１、１６１    第１のバルブ
６２、１６２    第２のバルブ
６３、１６３    第３のバルブ
６４    排気管
６５、２６５    排気ポンプ
６６    制御部
７０    流量調節バルブ
７１、１７１    レギュレータ
７２、１７２    バルブ
７４    窒素ガスボンベ
７５    大気排気管
９０    検出部
１７３    窒素ガスサブタンク
２００    排気管
２０１    第４のバルブ
【図１】
2017072879.tif 000005
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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