(57)【要約】【課題】容易にレーザチャンバ内におけるレーザガスの部分ガス交換量を算出する。【解決手段】レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバ内における前記レーザゲイン媒質を交換するガス交換工程と、前記ガス交換をした後、前記レーザチャンバにおいて所定のガス圧及び所定の充電電圧において発振させたレーザ光のパルスエネルギを測定する第１の測定工程と、前記第１の測定工程における前記所定のガス圧、前記所定の充電電圧、前記パルスエネルギに基づき、前記レーザチャンバにおけるガス圧及び充電電圧とレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルを算出して記憶する工程と、前記第１の測定工程を行なった後に、前記レーザチャンバにおいて発振されたレーザ光のパルスエネルギＥｒを測定する第２の測定工程と、前記算出された近似式またはテーブルに基づき、前記第２の測定工程におけるガス圧及び充電電圧の条件において、前記ガス交換をした直後に得られたであろうレーザ光のパルスエネルギＥｅｃを算出する工程と、前記パルスエネルギＥｅｃと前記パルスエネルギＥｒに基づき、ΔＥｄ＝Ｅｅｃ−Ｅｒより、パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程と、前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄに基づき前記レーザチャンバにおいて部分ガス交換を行なう際の部分ガス交換量Ｑを算出する工程と、を含んでもよい。
2014003018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバ内における前記レーザゲイン媒質を交換するガス交換工程と、
前記ガス交換をした後、前記レーザチャンバにおいて所定のガス圧及び所定の充電電圧において発振させたレーザ光のパルスエネルギを測定する第１の測定工程と、
前記第１の測定工程における前記所定のガス圧、前記所定の充電電圧、前記パルスエネルギに基づき、前記レーザチャンバにおけるガス圧及び充電電圧とレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルを算出して記憶する工程と、
前記第１の測定工程を行なった後に、前記レーザチャンバにおいて発振されたレーザ光のパルスエネルギＥｒを測定する第２の測定工程と、
前記算出された近似式またはテーブルに基づき、前記第２の測定工程におけるガス圧及び充電電圧の条件において、前記ガス交換をした直後に得られたであろうレーザ光のパルスエネルギＥｅｃを算出する工程と、
前記パルスエネルギＥｅｃと前記パルスエネルギＥｒに基づき、ΔＥｄ＝Ｅｅｃ−Ｅｒより、パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程と、
前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄに基づき前記レーザチャンバにおいて部分ガス交換を行なう際の部分ガス交換量Ｑを算出する工程と、
を含むレーザ装置の制御方法。
【請求項２】
前記第２の測定工程は、前記第１の測定工程を行なった後、前記レーザチャンバにおける経過時間が所定の時間経過した後に行なわれる請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項３】
前記第２の測定工程は、前記第１の測定工程を行なった後、前記レーザチャンバにおける放電回数が所定の回数となった後に行なわれる請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項４】
前記部分ガス交換量Ｑに基づき、前記レーザチャンバにおけるレーザガスの部分ガス交換を行なう工程を含む請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項５】
前記第１の測定工程において、前記レーザ光のパルスエネルギを測定する際に、設定されるレーザチャンバのガス圧の値の数は複数であること、設定される前記充電電圧の値の数は複数であること、の何れか或いは両方である請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項６】
前記部分ガス交換量Ｑを算出する工程において
前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄより、Ｃ＝ΔＥｄ／Ｋ（Ｋは比例定数）に基づき不純物ガス濃度Ｃを算出し、前記不純物ガス濃度Ｃより、Ｑ＝Ｈ・Ｃ（Ｈは比例定数）に基づき部分ガス交換量Ｑを算出する、
請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項７】
前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程において、前記レーザチャンバ内における放電電極の劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎを減じて前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄとする、請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項８】
前記パルスエネルギＥｅｃを算出する工程において、前記レーザチャンバ内における放電電極の劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎを減じて前記パルスエネルギＥｅｃとする、請求項１に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項９】
レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバ内における前記レーザゲイン媒質を交換するガス交換工程と、
前記ガス交換をした後、前記レーザチャンバにおいて所定のガス圧及び所定の充電電圧において発振させたレーザ光のパルスエネルギを測定する第１の測定工程と、
前記第１の測定工程における前記所定のガス圧、前記所定の充電電圧、前記パルスエネルギに基づき、前記レーザチャンバにおけるガス圧及び充電電圧とレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルを算出して記憶する工程と、
前記第１の測定工程を行なった後に、前記レーザチャンバにおいて発振されたレーザ光のパルスエネルギＥｒを測定する第２の測定工程と、
前記算出された近似式またはテーブルに基づき、前記第２の測定工程におけるガス圧及び充電電圧の条件において、前記ガス交換をした直後に得られたであろうレーザ光のパルスエネルギＥｅｃを算出する工程と、
前記パルスエネルギＥｅｃと前記パルスエネルギＥｒに基づき、ΔＥｄ＝Ｅｅｃ−Ｅｒより、パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程と、
前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄが基準となるエネルギ低下量以上である場合には、前記レーザチャンバにおいてレーザガスの部分ガス交換を行なう工程と、
を含むレーザ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記第１の測定工程において、前記レーザ光のパルスエネルギを測定する際に、設定されるレーザチャンバのガス圧の値の数は複数であること、設定される前記充電電圧の値の数は複数であること、の何れか或いは両方である請求項９に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項１１】
前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程において、前記レーザチャンバ内における放電電極の劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎを減じて前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄとする、請求項９に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項１２】
前記パルスエネルギＥｅｃを算出する工程において、前記レーザチャンバ内における放電電極の劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎを減じて前記パルスエネルギＥｅｃとする、請求項９に記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項１３】
レーザ媒質が入れられており、前記レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバ内において放電を生じさせるための充電電圧を加えるための充電器と、
前記レーザチャンバ内におけるガス圧及び前記充電電圧と、前記ガス圧及び前記充電電圧の条件において発振させたレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルが記憶されている記憶部と、
を備えるレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置の制御方法及びレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体露光装置（以下、「露光装置」という）においては、半導体集積回路の微細化および高集積化につれて、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。一般的に、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る。例えば、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線のレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、または、波長１９３ｎｍの紫外線のレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。【０００３】
次世代の露光技術としては、露光装置側の露光用レンズとウエハとの間が液体で満たされる液浸露光が実用化されている。この液浸露光では、露光用レンズとウエハとの間の屈折率が変化するため、露光用光源の見かけの波長が短波長化する。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として液浸露光が行われた場合には、ウエハには水中において波長１３４ｎｍの波長に相当する紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光（又はＡｒＦ液浸リソグラフィー）という。【０００４】
ＫｒＦエキシマレーザ装置およびＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振幅は、約３５０〜４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下してしまう場合がある。そこで、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、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロン、グレーティング等）を有する狭帯域化モジュール（Ｌｉｎｅ  Ｎａｒｒｏｗ  Ｍｏｄｕｌｅ：ＬＮＭ）が設けられる場合がある。以下においては、スペクトル線幅が狭帯域化される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２００１−２４２０７７号公報
【特許文献２】特許第４６５０８８１号公報
【特許文献３】米国特許第７７４１６３９号明細書
【特許文献４】米国特許第７３７２８８７号明細書
【特許文献５】米国特許第４９７７５７３号明細書
【概要】
【０００６】
レーザ装置の制御方法は、レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバ内における前記レーザゲイン媒質を交換するガス交換工程と、前記ガス交換をした後、前記レーザチャンバにおいて所定のガス圧及び所定の充電電圧において発振させたレーザ光のパルスエネルギを測定する第１の測定工程と、前記第１の測定工程における前記所定のガス圧、前記所定の充電電圧、前記パルスエネルギに基づき、前記レーザチャンバにおけるガス圧及び充電電圧とレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルを算出して記憶する工程と、前記第１の測定工程を行なった後に、前記レーザチャンバにおいて発振されたレーザ光のパルスエネルギＥｒを測定する第２の測定工程と、前記算出された近似式またはテーブルに基づき、前記第２の測定工程におけるガス圧及び充電電圧の条件において、前記ガス交換をした直後に得られたであろうレーザ光のパルスエネルギＥｅｃを算出する工程と、前記パルスエネルギＥｅｃと前記パルスエネルギＥｒに基づき、ΔＥｄ＝Ｅｅｃ−Ｅｒより、パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程と、前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄに基づき前記レーザチャンバにおいて部分ガス交換を行なう際の部分ガス交換量Ｑを算出する工程と、を含んでもよい。
【０００７】
また、レーザ装置の制御方法は、レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバ内における前記レーザゲイン媒質を交換するガス交換工程と、前記ガス交換をした後、前記レーザチャンバにおいて所定のガス圧及び所定の充電電圧において発振させたレーザ光のパルスエネルギを測定する第１の測定工程と、前記第１の測定工程における前記所定のガス圧、前記所定の充電電圧、前記パルスエネルギに基づき、前記レーザチャンバにおけるガス圧及び充電電圧とレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルを算出して記憶する工程と、前記第１の測定工程を行なった後に、前記レーザチャンバにおいて発振されたレーザ光のパルスエネルギＥｒを測定する第２の測定工程と、前記算出された近似式またはテーブルに基づき、前記第２の測定工程におけるガス圧及び充電電圧の条件において、前記ガス交換をした直後に得られたであろうレーザ光のパルスエネルギＥｅｃを算出する工程と、前記パルスエネルギＥｅｃと前記パルスエネルギＥｒに基づき、ΔＥｄ＝Ｅｅｃ−Ｅｒより、パルスエネルギの低下量ΔＥｄを算出する工程と、前記パルスエネルギの低下量ΔＥｄが基準となるエネルギ低下量以上である場合には、前記レーザチャンバにおいてレーザガスの部分ガス交換を行なう工程と、を含んでもよい。
【０００８】
また、レーザ装置は、レーザ媒質が入れられており、前記レーザゲイン媒質を励起することによりレーザ光を出射するレーザチャンバと、前記レーザチャンバ内において放電を生じさせるための充電電圧を加えるための充電器と、前記レーザチャンバ内におけるガス圧及び前記充電電圧と、前記ガス圧及び前記充電電圧の条件において発振させたレーザ光のパルスエネルギとの関係の近似式、または、相関関係を示すテーブルが記憶されている記憶部と、を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
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】本開示のレーザ装置の構造図
【図２】本開示のレーザ装置の制御方法の説明図（１）
【図３】本開示のレーザ装置の制御方法の説明図（２）
【図４】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（１）
【図５】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（２）
【図６】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（３）
【図７】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（４）
【図８】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（５）
【図９】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（６）
【図１０】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（７）
【図１１】本開示の第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（８）
【図１２】部分ガス交換時における全ガス圧の変化の説明図
【図１３】本開示の第２の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート
【図１４】本開示の第３の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法の説明図
【図１５】本開示の第３の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（１）
【図１６】本開示の第３の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法を説明するフローチャート（２）
【実施形態】
【００１０】
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。以下に説明される実施形態は、本開示の一例を示すのであって、本開示の内容を限定しない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。尚、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】
目次
１．エキシマレーザ装置
１．１  構成
１．２  動作
１．３  不純物ガス量とレーザ出力の関係
２．第１の実施の形態における不純物ガスの制御フロー
３．第２の実施の形態における不純物ガスの制御フロー
４．第３の実施の形態における不純物ガスの制御フロー
【００１２】
１．エキシマレーザ装置
一般的に、エキシマレーザ装置である半導体露光装置用の放電励起式ガスレーザ装置は、長時間安定して所望のパルスレーザ光を出力することが求められている。
【００１３】
しかしながら、エキシマレーザ装置を長時間レーザ発振させた場合、レーザゲイン媒質としてのレーザガス中に不純物が生成され、レーザ光が吸収されてしまう場合や、放電の状態が悪化してしまう場合等がある。従って、これらの場合においては、所望のエネルギのパルスレーザ光を出力することができなくなってしまう。
【００１４】
そのため、レーザガス中に含まれる不純物ガス濃度を計測することが求められている。しかしながら、フッ素が極めて活性であることや、測定の精密性等の観点等から、フッ素ガスを含むレーザガス中の不純物ガス濃度を直接計測することのできる装置は、質量分析装置やＦＴＩＲ装置等の高価で大型の測定装置となる。このため、これらの測定装置をレーザ装置に搭載することは困難であった。
【００１５】
１．１  構成
図１に本開示の一態様であるエキシマレーザ装置を示す。エキシマレーザ装置は、本願明細書においては、単にレーザ装置と記載する場合がある。このエキシマレーザ装置は、レーザ発振器システム２０、レーザコントローラ３０及びガス制御システム４０を含んでいてもよい。このエキシマレーザ装置は、露光装置１００と接続されており、露光装置１００には露光装置１００等を制御するための露光装置コントローラ１１０が設けられている。
【００１６】
レーザ発振器システム２０は、レーザチャンバ１０、充電器１２、レーザ共振器、エネルギモニタユニット１７等を含んでいてもよい。尚、レーザ共振器は、出力結合ミラー（ＯＣ：Output Coupler）１５と、狭帯域化モジュール１４とを含んでいてもよい。また、レーザコントローラ３０は、記憶部３１を備えていてもよい。この記憶部３１は、半導体メモリや磁気記憶媒体であって、充電電圧、全ガス圧、パルスエネルギ等の情報を記憶してもよい。
【００１７】
レーザチャンバ１０は、１対の放電電極１１ａ及び１１ｂと、レーザ共振器の光を透過する２つのウインド１０ａ及び１０ｂとを含んでいてもよい。また、レーザ発振器システム２０は、スイッチ１３ａを含むパルスパワーモジュール（ＰＰＭ：Pulse Power Module）１３と、レーザガスの全ガス圧を計測する圧力センサ１６と、を含んでいてもよい。充電器１２とパルスパワーモジュール１３は、放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間にパルス放電を生じさせる。
【００１８】
また、レーザチャンバ１０は、レーザ共振器の光路上に配置されてもよい。
【００１９】
狭帯域化モジュール１４は、ビームを拡大するプリズム１４ａとグレーティング１４ｂとを含んでいてもよい。プリズム１４ａの個数は１つ以上である。グレーティング１４ｂの配置は、入射角度と回折角度が同じ角度となるリトロー配置であってもよい。出力結合ミラー１５は、一部のレーザ光を反射し、一部のレーザ光を透過させる部分反射ミラーであってもよい。出力結合ミラー１５と、グレーティング１４ｂとによってレーザ共振器が構成されてもよい。
【００２０】
エネルギモニタユニット１７は、レーザチャンバ１０より出力結合ミラー１５を介して出力されたレーザ光のエネルギをモニタしてもよい。エネルギモニタユニット１７は、出力結合ミラー１５より出力されたレーザ光の光路上に配置されるビームスプリッタ１７ａ、集光レンズ１７ｂ、光センサ１７ｃ等を含んでいてもよい。
【００２１】
ガス制御システム４０は、ガス制御部４１、排気装置４２、レーザガス供給部５０等を含んでいてもよい。
【００２２】
レーザガス供給部５０は、バッファガス供給源６１及びハロゲンガス供給源６２と配管により接続されていてもよく、更に、レーザガス供給部５０は、コントロールバルブ４３を介し配管によりレーザチャンバ１０と接続されていてもよい。
【００２３】
レーザガス供給部５０は、バッファガス供給源６１よりレーザチャンバ１０内へバッファガスを導入するため、バッファガスの流量を制御するマスフローコントローラ（Ｂ−ＭＦＣ）５１、バッファガス導入バルブ５２、バイパスバルブ５３を含んでもよい。また、レーザガス供給部５０は、ハロゲンガス供給源６２よりレーザチャンバ１０内へハロゲンガスを導入するため、ハロゲンガスの流量を制御するマスフローコントローラ（Ｆ２−ＭＦＣ）５４、ハロゲンガス導入バルブ５５、バイパスバルブ５６を含んでもよい。
【００２４】
排気装置４２は、例えば、排気ポンプ等であってもよく、レーザガス供給部５０とコントロールバルブ４３とを接続する配管に、排気バルブ４４及び不図示のハロゲンフィルタ等を介し、接続されてもよい。更に、排気装置４２は、排気された気体を大気中に排出する配管を含んでいてもよい
【００２５】
バッファガス供給源６１は、例えば、分圧がａ：ｂの混合比のアルゴン（Ａｒ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガスをバッファガスとして供給するガスボンベであってもよい。また、ハロゲンガス供給源６２は、例えば、分圧がｎ：ａ：ｂの混合比のフッ素（Ｆ２）とアルゴンとネオンの混合ガスをハロゲンガスとして供給するガスボンベであってもよい。
【００２６】
１．２  動作
１）  次に、本開示のエキシマレーザ装置において、レーザガスを全交換する動作について説明する。レーザガスを全交換する動作は、チャンバ内に存在するレーザガスの大部分を交換する動作であってよい。この際、微量のレーザガスが交換できない場合があり得る。
【００２７】
本開示のエキシマレーザ装置において、レーザガスを全交換する場合には、レーザコントローラ３０から、レーザガス交換するための指示をガス制御システム４０のガス制御部４１に送信してもよい。これにより、ガス制御部４１は各機器に信号を送信して各機器を制御してもよい。
【００２８】
これにより、ガス制御部４１は、レーザガス供給部５０のバッファガス導入バルブ５２、ハロゲンガス導入バルブ５５を閉じ、排気装置４２を稼動させてもよい。この際、ガス制御部４１は、排気バルブ４４とコントロールバルブ４３を開き、レーザチャンバ１０内におけるガスを排気してもよい。
【００２９】
ガス制御部４１はレーザチャンバ１０内の圧力を圧力センサ１６により検出してもよい。
【００３０】
また、ガス制御部４１は、レーザチャンバ１０内の圧力が所定の圧力以下となったと判定した場合には、排気バルブ４４を閉じ、ハロゲンガス導入バルブ５５及びバイパスバルブ５６を開き、レーザチャンバ１０内にハロゲンガスを導入してもよい。この後、ガス制御部４１は、所定の圧力ＰＦ２となるまで、レーザチャンバ１０内にガスが充填されたと判定した場合には、ハロゲンガス導入バルブ５５及びバイパスバルブ５６を閉じてもよい。次に、ガス制御部４１は、バッファガス導入バルブ５２、バイパスバルブ５３を開き、レーザチャンバ１０内にバッファガスを導入してもよい。この後、ガス制御部４１は、レーザチャンバ１０内におけるガス圧が、所定の圧力Ｐ１となったと判定した場合には、バッファガス導入バルブ５２、バイパスバルブ５３を閉じてもよい。
【００３１】
２）  次に、本開示のエキシマレーザ装置において、レーザ発振をさせる動作について説明する。
【００３２】
本開示のエキシマレーザ装置において、レーザ発振をさせる場合には、レーザコントローラ３０は、各機器に信号を送信して各機器を制御してもよい。レーザコントローラ３０は、充電器１２に対して、所定の充電電圧Ｖｈｖ１を生成させるための制御信号を送ってもよい。そして、レーザコントローラ３０は、ＰＰＭ１３内におけるスイッチ１３ａを動作させて、放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間に高電圧を印加してもよい。
【００３３】
これにより、レーザチャンバ１０内における放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間において放電が生成され、両電極の間のレーザガスが励起されて光が発せられてもよい。この発せられた光は、レーザ共振器となる出力結合ミラー１５と狭帯域化モジュール１４におけるグレーティング１４ｂとの間で共振され、励起されたレーザガス中で増幅されてレーザ光として発振してもよい。尚、狭帯域化モジュール１４におけるグレーティング１４ｂの配置は、入射角度と回折角度が同じ角度となるリトロー配置であってもよい。レーザ共振器を往復するレーザ光は、狭帯域化モジュール１４におけるプリズム１４ａとグレーティング１４ｂによって、狭帯域化されたレーザ光として出力結合ミラー１５を介し出力されてもよい。
【００３４】
また、出力結合ミラー１５を介し出力されたレーザ光の一部は、エネルギモニタユニット１７に入射し、エネルギモニタユニット１７におけるビームスプリッタ１７ａにおいて一部反射され、集光レンズ１７ｂを介して光センサ１７ｃに入射してもよい。これにより、光センサ１７ｃは、レーザ光のパルスエネルギを検出してもよい。尚、エネルギモニタユニット１７におけるビームスプリッタ１７ａを透過した光は、露光装置１００に入射してもよい。
【００３５】
また、エネルギモニタユニット１７は、検出したレーザ光のパルスエネルギＥｒの情報をレーザコントローラ３０に出力してもよい。また、レーザコントローラ３０は、記憶部３１に、充電電圧がＶｈｖ１及びレーザガスの全ガス圧がＰ１の場合に検出されたパルスエネルギをＥｅ（Ｐ１、Ｖｈｖ１）として記憶してもよい。
【００３６】
また、レーザコントローラ３０は、充電器１２に与える充電電圧の指令値を所定の範囲内において、変更してもよい。この際、レーザコントローラ３０は、各々の充電電圧（Ｖｈｖ１、Ｖｈｖ２、・・・・、Ｖｈｖｎ）に対応する各々の出力レーザ光のパルスエネルギ（Ｅｅ（Ｐ１、Ｖｈｖ１）、Ｅｅ（Ｐ１、Ｖｈｖ２）、・・・、Ｅｅ（Ｐ１、Ｖｈｖｎ）等を記憶部３１に記憶してもよい。
【００３７】
また、レーザコントローラ３０は、ガス制御部４１を介し、レーザガスの全ガス圧Ｐを所定の範囲内において、変更してもよい。この際、レーザコントローラ３０は、各々の全ガス圧（Ｐ１、Ｐ２、・・・・、Ｐｎ）及び充電電圧（Ｖｈｖ１、Ｖｈｖ２、・・・、Ｖｈｖｎ）に対応する出力レーザ光のパルスエネルギＥｅ（Ｐ１、Ｖｈｖ１）、Ｅｅ（Ｐ２、Ｖｈｖ２）、・・・、Ｅｅ（Ｐｎ、Ｖｈｖｎ）等のデータを記憶部３１に記憶してもよい。
【００３８】
また、レーザコントローラ３０は、レーザガスの全ガス圧Ｐと充電電圧Ｖｈｖに基づき、ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出することのできる近似式を算出してもよく、また、この近似式を記憶部３１に記憶してもよい。
【００３９】
３）  次に、本開示のエキシマレーザ装置において、パルスエネルギを制御する動作について説明する。本開示のエキシマレーザ装置において、パルスエネルギを制御する場合としては、例えば、露光装置１００において露光処理を行っている時であってもよい。
【００４０】
露光装置１００において露光する際に、本開示のエキシマレーザ装置においてパルスエネルギを制御する場合には、露光装置１００の露光装置コントローラ１１０は、レーザコントローラ３０に出力レーザ光の目標パルスエネルギＥｔを送信してもよい。
【００４１】
また、レーザコントローラ３０は、目標パルスエネルギＥｔとなるように、充電器１２に与える充電電圧Ｖｈｖの指令値を設定してもよい。レーザコントローラ３０は、ＰＰＭ１３のスイッチ１３ａにトリガ信号を送信することによって、放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間に高電圧を印加し放電させ、レーザ発振させもよい。この結果、出力結合ミラー１５を介してレーザ光が出力されてもよい。
【００４２】
また、エネルギモニタユニット１７は、出力されたレーザ光のパルスエネルギＥｒを検出してもよい。レーザコントローラ３０は、目標パルスエネルギＥｔと実際に出力されたパルスエネルギＥｒの差ΔＥに基づいて、充電電圧Ｖｈｖをフィードバック制御してもよい。
【００４３】
４）  次に、本開示のエキシマレーザ装置において、レーザガスの一部を交換する動作について説明する。尚、本願明細書においては、チャンバ内に存在するレーザガスの一部を交換することを部分ガス交換と記載する場合がある。
【００４４】
本開示のエキシマレーザ装置において、部分ガス交換する場合には、レーザコントローラ３０は、一定ショット数Ｎｐ毎または一定時間Ｔｐ毎に、部分ガス交換量Ｑを設定して、部分ガス交換信号をガス制御部４１に送信してもよい。
【００４５】
ガス制御部４１は、部分ガス交換信号を受信した場合には、マスフローコントローラ（Ｂ−ＭＦＣ）５１及びマスフローコントローラ（Ｆ２−ＭＦＣ）５４において、ガスの流速が各々所定の流速値となるための信号を送信してもよい。
【００４６】
また、ガス制御部４１は各機器に制御信号を送信して、各機器を以下のように制御してもよい。ガス制御部４１は、コントロールバルブ４３を開き、排気バルブ４４を閉めた後、バッファガス導入バルブ５２及びハロゲンガス導入バルブ５５を同時に開いてもよい。この後、ガス制御部４１は、圧力センサ１６を介してレーザガスの全ガス圧Ｐを検出してもよい。次にガス制御部４１は、レーザガスの全ガス圧を検出しながらバッファガスとハロゲンガスをレーザチャンバ内へ導入してもよい。ガス制御部４１は、レーザガスの全ガス圧検出値がΔＰｅｘ（＝Ｑ／Ｖ）だけ上昇したことを検出したら、バッファガス導入バルブ５２及びハロゲンガス導入バルブ５５を同時に閉めてもよい。尚、ガス制御部４１は、部分ガス交換量Ｑを、レーザチャンバ１０における容積Ｖと上昇ガス圧ΔＰｅｘより、下記の（１）に示す式より算出してもよい。
Ｑ＝Ｖ・ΔＰｅｘ・・・・・・・（１）
【００４７】
次にガス制御部４１は、排気装置４２を稼動させ、排気バルブ４４を開いてもよい。この後、ガス制御部４１は、レーザガスの全ガス圧を検出する処理を継続し、レーザチャンバ１０内のガス圧がもとの全ガス圧Ｐに下がった場合には、排気バルブ４４を閉じてもよい。
【００４８】
以上の制御により、部分ガス交換を行なってもよい。
【００４９】
５）  次に、本開示のエキシマレーザ装置において、不純物ガスの制御を行なう動作について説明する。
【００５０】
本開示のエキシマレーザ装置において、不純物ガスの制御を行なう場合には、レーザコントローラ３０は、パルスエネルギＥｒを得た現在の充電電圧Ｖｈｖとレーザガスの全ガス圧Ｐを用いた場合に、ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後に計測したデータにより得られた後述する近似式に基いて、パルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。
【００５１】
この後、レーザコントローラ３０は、パルスエネルギの低下量ΔＥｄ（＝Ｅｅｃ−Ｅｒ）に基づいて、レーザチャンバ１０内におけるレーザガス中の不純物ガスの濃度Ｃを算出してもよい。
【００５２】
また、レーザコントローラ３０は、算出した不純物ガス濃度Ｃと、目標の不純物ガス濃度Ｃｔとの差ΔＣに基づいて、ガス制御部４１に、部分ガス交換の量Ｑを更新する信号を送信してもよい。部分ガス交換の具体的内容は後述する。
【００５３】
６）  次に、本開示のエキシマレーザ装置において、放電電極の劣化分の補正を行なう動作について説明する。
【００５４】
前述のΔＥｄ（＝Ｅｅｃ−Ｅｒ）は不純物ガスの影響に加えて、電極の劣化の影響も含み得る。従って、不純物ガス濃度をより正確に推定するために、レーザコントローラ３０は、ΔＥｄの値から電極の劣化の影響を差し引いてもよい。本開示のエキシマレーザ装置において、レーザコントローラ３０は、放電電極の劣化分の補正を行なう場合には、放電を行なうことによる放電電極１１ａ及び１１ｂの劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎ（＝Ａ・Ｎｔ）を考慮して、不純物ガス濃度Ｃを算出してもよい。尚、Ｎｔはガス交換した後の放電電極間の放電回数であり、Ａは比例定数である。
【００５５】
この際、不純物によるパルスエネルギの低下量ΔＥｄをΔＥｄ−ΔＥｎに置き換えて、不純物ガス濃度Ｃを算出してもよい。
【００５６】
７）  次に、本開示のエキシマレーザ装置における作用について説明する。
【００５７】
本開示のエキシマレーザ装置においては、レーザコントローラ３０は、ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃと、測定された現在の状態のパルスエネルギＥｒより、パルスエネルギの低下量ΔＥｄをΔＥｄ＝Ｅｅｃ−Ｅｒに基づき算出してもよい。この際、ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃと、現在の状態のパルスエネルギＥｒとは、全ガス圧Ｐ及び充電電圧Ｖｈｖが略同一の条件であってもよい。従って、レーザコントローラ３０は、現在の状態のパルスエネルギＥｒにおけるレーザガスの全ガス圧Ｐと充電電圧Ｖｈｖより、前述した近似式に基づきガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。更に、レーザコントローラ３０は、このパルスエネルギの低下量ΔＥｄに基づきレーザチャンバ１０内におけるレーザガス中に存在する不純物ガス濃度Ｃを算出し、所定の不純物濃度Ｃｔとなるように部分ガス交換を実施してもよい。これにより、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における不純物ガス濃度Ｃを所定の値に制御することができてもよい。
【００５８】
この場合、レーザコントローラ３０は、目標パルスエネルギＥｔが、例えば１０ｍＪ〜２０ｍＪ（６ｋＨｚの場合６０Ｗ〜１２０Ｗ）の間で大きく変化しても、レーザチャンバ１０内におけるレーザガス中の不純物ガス濃度Ｃをパルスエネルギの低下量ΔＥｄより算出することができる。これにより、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における不純物ガス濃度が所望の値となるように制御することができてもよい。また、レーザコントローラ３０は、放電による放電電極１１ａ及び１１ｂの劣化分を補正して、不純物ガスによるパルスエネルギの低下量を高い精度で算出してもよい。
【００５９】
以上、本開示のレーザ装置の制御により、レーザ装置の使用が長期間、例えば、全ガス交換の間隔が長い期間となる場合においても、安定的にレーザ装置を使用することが可能となってもよい。
【００６０】
尚、上記においては、波長選択素子となるグレーティング１４ｂを含む狭帯域化モジュール１４を用いたレーザ装置について説明した。しかしながら、これに限定されず、波長選択素子等含まない、フリーラン、例えば、出力結合ミラーとリアミラーを含む共振器を備えたエキシマレーザに適用することも可能である。更には、エキシマレーザガスを含む増幅装置（ＰＡまたはＰＯ）に適用することも可能である。
【００６１】
また、レーザコントローラ３０は、一定ショット数Ｎｐや一定時間Ｔｐなどのパラメータを変更して、部分ガス交換の頻度を調節してもよい。
【００６２】
１．３  不純物ガス量とレーザ出力の関係
次に、不純物ガス量とレーザ出力との関係について説明する。一般的に、レーザチャンバ１０中に含まれる不純物ガス濃度Ｃと不純物によるパルスエネルギの低下量ΔＥｄとの間においては、下記の（２）に示される式の関係がある。
ΔＥｄ＝Ｅｅ−Ｅｒ＝Ｋ・Ｃ・・・・・・・・（２）
【００６３】
尚、パルスエネルギＥｅは全ガス交換を行なった直後におけるレーザのパルスエネルギであり、すなわち不純物ガスがほとんど存在しない状態におけるレーザのパルスエネルギである。また、Ｅｒは不純物ガスの濃度がＣとなった状態におけるレーザのパルスエネルギである。Ｋは比例定数である。（２）に示される式より、レーザチャンバ１０中の不純物ガス濃度Ｃは、下記の（３）に示される式により算出することができる。
Ｃ＝ΔＥｄ／Ｋ＝（Ｅｅ−Ｅｒ）／Ｋ・・・・・・（３）
【００６４】
従って、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後におけるレーザのパルスエネルギＥｅを予め測定等しておき、その後、所定のショット数または所定の時間が経過した後、パルスエネルギＥｒを測定することにより、不純物ガス濃度Ｃは、（３）に示される式より算出することができる。
【００６５】
また、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスの全ガス圧Ｐと、出力されるレーザ光のパルスエネルギＥとの関係は、下記の（４）に示される式により近似することができることを発明者が見出した。
Ｅ＝ＡＥ・Ｐ３＋ＢＥ・Ｐ２＋ＣＥ・Ｐ＋ＤＥ・・・・・・（４）
【００６６】
ここで、係数となるＡＥ、ＢＥ、ＣＥ、ＤＥは、下記の（５）〜（８）に示される式のように、充電電圧Ｖｈｖの関数により近似することができる。
ＡＥ＝ａ１・Ｖｈｖ２＋ｂ１・Ｖｈｖ＋ｃ１・・・・・・・（５）
ＢＥ＝ａ２・Ｖｈｖ２＋ｂ２・Ｖｈｖ＋ｃ２・・・・・・・（６）
ＣＥ＝ａ３・Ｖｈｖ２＋ｂ３・Ｖｈｖ＋ｃ３・・・・・・・（７）
ＤＥ＝ａ４・Ｖｈｖ２＋ｂ４・Ｖｈｖ＋ｃ４・・・・・・・（８）
【００６７】
尚、ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ａ３、ｂ３、ｃ３、ａ４、ｂ４、ｃ４は係数である。これら１２個の係数は、ガス交換直後においてレーザガスの全ガス圧Ｐと充電電圧Ｖｈｖとを変化させて計測されたパルスエネルギＥｅ（Ｐ１、Ｖｈｖ１）、Ｅｅ（Ｐ２、Ｖｈｖ２）、・・・、Ｅｅ（Ｐｎ、Ｖｈｖｎ）より、レーザコントローラ３０において最小二乗法等により算出されてもよい。
【００６８】
これにより、レーザコントローラ３０は、上記（４）式に示されるパルスエネルギＥとレーザガスの全ガス圧Ｐ及び充電電圧Ｖｈｖとの関係を示す近似式を得ることができる。尚、図２は、（４）に示される式において、レーザガスの全ガス圧ＰとパルスエネルギＥとの関係の一例を示し、図３は、（４）に示される式において、充電電圧ＶｈｖとパルスエネルギＥとの関係の一例を示す。
【００６９】
レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後において、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスの全ガス圧Ｐと充電電圧Ｖｈｖとをパラメータとして変化させて、レーザのパルスエネルギＥｅを測定し、これに基づき、上記における（５）〜（８）に示される式の係数を確定させてもよい。これにより、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後において不純物ガスがほとんど存在しない状態に対応する（４）に示す式を得ることができる。この際、レーザコントローラ３０は、（５）〜（８）式中の未知数の個数に応じて、設定される全ガス圧Ｐの値の数を４以上に設定し、設定される充電電圧Ｖｈｖの値の数を３以上に設定して、データ収集を行ってもよい。
【００７０】
従って、レーザコントローラ３０は、ガス交換から所定の時間が経過等した後（レーザのパルスエネルギはＥｒ）のレーザチャンバ１０内の全ガス圧力Ｐと、充電電圧Ｅｈｖの値を上記（４）に示される式に代入すれば、全ガス交換直後において全ガス圧力がＰ、充電電圧がＥｈｖの場合に得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出することができる。このように算出されたパルスエネルギＥｅｃと、ガス交換から所定のショット数または所定の時間経過した後に測定されたパルスエネルギＥｒとより、レーザコントローラ３０は、ΔＥｄ（＝Ｅｅｃ−Ｅｒ）を算出することができる。ここで、ショット数は放電回数でもよいし、発振回数でもよい。また、更には、このΔＥｄに基づき、上記における（３）に示される式より、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０中の不純物ガス濃度Ｃを算出することができる。
【００７１】
２．第１の実施の形態における不純物ガスの制御フロー
（不純物ガスの制御）
次に、第１の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法として、レーザチャンバ１０内のレーザガスにおける不純物ガス制御フローのメインルーチンについて図４に基づき説明する。尚、この不純物ガス制御フローに基づいて、レーザ装置におけるレーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。
【００７２】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスの全ガス交換を行なってもよい。その後、レーザコントローラ３０は、全ガス交換した後のレーザ発振あるいは放電の回数をカウントするパルスカウンタＮｔと、部分ガス交換した後のレーザ発振あるいは放電の回数をカウントするパルスカウンタＮｐとをリセットスタートしてよい。
【００７３】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後におけるデータ収集を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、後述する図５に示される全ガス交換直後におけるデータ収集のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【００７４】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内において放電させるための放電条件の読込を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、後述する図６に示される放電条件の読込のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【００７５】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、レーザコントローラ３０は、ステップ１０６において読込まれた放電条件により、放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間に電圧を印加した後、レーザ装置においてレーザ発振しているか否かを判断してもよい。レーザ発振していると判断された場合には、ステップ１１０に処理を移行してもよい。一方、レーザ発振していないと判断された場合には、ステップ１０６に処理を移行することでレーザ発振するまで待機してもよい。
【００７６】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、レーザコントローラ３０は、現時点におけるパルスエネルギＥｒの読込を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、レーザ発振しているレーザ光のエネルギをエネルギモニタユニット１７等により検出し測定することにより、ステップ１０６において読込まれた放電条件における現時点のパルスエネルギＥｒの読込を行なってもよい。
【００７７】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、レーザコントローラ３０は、ステップ１０６において読込まれた放電条件を用いたならば、全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、後述する図７に示されるパルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンを行ってもよい。
【００７８】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における不純物ガス濃度Ｃの算出を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、ステップ１１０において読込まれた現時点におけるパルスエネルギＥｒと、ステップ１１２において算出されたパルスエネルギＥｅｃから、下記の（９）に示される式より、不純物ガス濃度Ｃを算出してもよい。
Ｃ＝ΔＥｄ／Ｋ＝（Ｅｅｃ−Ｅｒ）／Ｋ・・・・・・（９）
さらに、レーザコントローラ３０は、算出した不純物ガス濃度Ｃと全ガス交換の指標としての許容不純物ガス濃度Ｃｍａｘとを比較して、Ｃ＜Ｃｍａｘかどうか判断してもよい。不純物ガス濃度ＣがＣ＜Ｃｍａｘを満たす場合、レーザコントローラ３０は、ステップ１１６に処理を移行してよい。一方、不純物ガス濃度ＣがＣ＜Ｃｍａｘを満さない場合、レーザコントローラ３０は、ステップ１２４に処理を移行してよい。
【００７９】
次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、レーザコントローラ３０は、ステップ１１４において算出された不純物ガス濃度Ｃより、部分ガス交換を行なう際の部分ガス交換量Ｑを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、下記の（１０）に示される式により、部分ガス交換量Ｑを算出してもよい。尚、Ｈは比例定数とする。
Ｑ＝Ｈ・Ｃ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
【００８０】
次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換のタイミング制御を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、後述する図９に示される部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【００８１】
次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換をするか否かの判断を行なってもよい。部分ガス交換すると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ１２２の処理に移行してもよい。一方、部分ガス交換しないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ１０６の処理に移行してもよい。
【００８２】
次に、ステップ１２２（Ｓ１２２）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、後述する図１１に示される部分ガス交換のサブルーチンの処理を行ってもよい。この際、レーザコントローラ３０は、ステップ１１６において算出された部分ガス交換量Ｑに基づきレーザチャンバ１０内におけるレーザガスの部分ガス交換を行なってもよい。この部分ガス交換を行なった後、所定の時間が経過するのを待って、レーザコントローラ３０は、ステップ１０６の処理に移行してもよい。
【００８３】
ステップ１２４（Ｓ１２４）においては、レーザコントローラ３０は、全ガス交換するか否かの判断を行ってもよい。ステップ１１４においてＣ＜Ｃｍａｘを満たしていないので、全ガス交換すると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ１０２に移行してもよい。一方、不純物ガスの制御フローの実行中に露光装置１００からレーザコントローラ３０に装置停止司令等が送信され、直後に装置を停止する場合等、全ガス交換しないと判断される場合がある。この場合にはレーザコントローラ３０は、全ガス交換せずに処理を終了してもよい。
【００８４】
以上により、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内のレーザガスにおける不純物ガスの制御フロー処理を終了してもよい。
【００８５】
（全ガス交換直後におけるデータ収集）
次に、メインルーチンのステップ１０４における全ガス交換直後におけるデータ収集のサブルーチンについて、図５に基づき説明する。この全ガス交換直後におけるデータ収集のサブルーチンに基づいて、レーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。
【００８６】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）において、レーザコントローラ３０は、初期値となるレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐ１及び充電電圧Ｖｈｖ１の読込を行ってもよい。
【００８７】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）において、レーザコントローラ３０は、カウンタｋにおける値を１に設定してもよい。尚、カウンタｋは、全ガス圧の値の数を、データ収集のために設定される全ガス圧の値の数ｋｍａｘとなるまでカウントしてもよい。このデータ収集のために設定される全ガス圧の値の数ｋｍａｘは予めレーザコントローラ３０に設定されていてもよい。
【００８８】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）において、レーザコントローラ３０は、カウンタｎにおける値を１に設定してもよい。尚、カウンタｎは、充電電圧の値の数を、データ収集のために設定される充電電圧の値の数ｎｍａｘとなるまでカウントしてもよい。このデータ収集のために設定される充電電圧の値の数ｎｍａｘは予めレーザコントローラ３０に設定されていてもよい。
【００８９】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）において、レーザコントローラ３０は、現状の全ガス圧Ｐｋ及び充電電圧Ｖｈｖｎの条件により、レーザ発振を行なってもよい。
【００９０】
次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）において、レーザコントローラ３０は、全ガス圧Ｐｋ及び充電電圧Ｖｈｖｎの条件におけるパルスエネルギＥｅをエネルギモニタユニット１７を介して測定してもよい。
【００９１】
次に、ステップ２１２（Ｓ２１２）において、レーザコントローラ３０は、ステップ２０８においてレーザ発振させた際の全ガス圧Ｐｋ及び充電電圧Ｖｈｖｎの条件とステップ２１０において測定されたパルスエネルギＥｅ（Ｐｋ、Ｖｈｖｋ）とを関連付けて記憶部３１に記憶させてもよい。
【００９２】
次に、ステップ２１４（Ｓ２１４）において、レーザコントローラ３０は、現在のカウンタｎの値に１を加えてもよい。
【００９３】
次に、ステップ２１６（Ｓ２１６）において、レーザコントローラ３０は、カウンタｎの値が、ｎｍａｘを超えているか否かを判断してもよい。カウンタｎの値が、ｎｍａｘを超えていない場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ２１８に移行してもよい。一方、カウンタｎの値が、ｎｍａｘを超えている場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ２２０に移行してもよい。
【００９４】
次に、ステップ２１８（Ｓ２１８）において、レーザコントローラ３０は、新たな充電電圧Ｖｈｖｎの設定を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、既に設定等されている充電電圧Ｖｈｖｎ−１に、所定の充電電圧の増加分ΔＶｈｖを加えることにより、新たな充電電圧Ｖｈｖｎを算出し設定してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、処理をステップ２０８に移行してもよい。
【００９５】
次に、ステップ２１６からステップ２２０（Ｓ２２０）に移行した場合において、レーザコントローラ３０は、レーザ発振を停止してもよい。
【００９６】
次に、ステップ２２２（Ｓ２２２）において、レーザコントローラ３０は、現在のカウンタｋの値に１を加えてもよい。
【００９７】
次に、ステップ２２４（Ｓ２２４）において、レーザコントローラ３０は、カウンタｋの値が、ｋｍａｘを超えているか否かを判断してもよい。カウンタｋの値が、ｋｍａｘを超えていない場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ２２６に移行してもよい。一方、カウンタｋの値が、ｋｍａｘを超えている場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ２３０に移行してもよい。
【００９８】
ステップ２２６（Ｓ２２６）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における新たな全ガス圧Ｐｋの設定を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、既に設定等されている全ガス圧Ｐｋ−１に、所定の全ガス圧の増加分ΔＰを加えることにより、新たな全ガス圧Ｐｋを算出し設定してもよい。
【００９９】
次に、ステップ２２８（Ｓ２２８）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスの全ガス圧が、所定の増加分ΔＰだけ増加するようにバッファガスとハロゲンガスとを導入してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、ガス制御部４１を制御して、マスフローコントローラ５１、バッファガス導入バルブ５２、マスフローコントローラ５４、ハロゲンガス導入バルブ５５を調整し、レーザチャンバ１０内における全ガス圧がΔＰだけ増加するようにレーザガスを導入してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、処理をステップ２０６に移行してもよい。
【０１００】
ステップ２２４からステップ２３０（Ｓ２３０）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、パルスエネルギＥとレーザガスの全ガス圧Ｐ及び充電電圧Ｖｈｖとの関係を示す近似式を算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、上記における（４）に示される近似式を算出してもよい。レーザコントローラ３０は、このように算出された近似式は、レーザコントローラ３０における記憶部３１に記憶させてもよい。また、レーザコントローラ３０は、近似式を算出する方法に代えて、パルスエネルギＥとレーザガスの全ガス圧Ｐ及び充電電圧Ｖｈｖとの相関関係を示すテーブルを作成し、作成されたテーブルをレーザコントローラ３０における記憶部３１に記憶させてもよい。この場合、全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃは、このテーブルに基づき得られてもよい。
【０１０１】
次に、ステップ２３２（Ｓ２３２）において、レーザコントローラ３０は、全ガス交換した後のレーザ発振の回数をカウントするパルスカウンタＮｔの値を０にしてもよい。
【０１０２】
以上により、全レーザコントローラ３０は、ガス交換直後におけるデータ収集のサブルーチンを終了してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、処理をメインルーチンに戻し、図４に示されるフローチャートのステップ１０６に処理を移行してもよい。
【０１０３】
（放電条件の読込）
次に、メインルーチンのステップ１０６における放電条件の読込のサブルーチンについて、図６に基づき説明する。この放電条件の読込のサブルーチンに基づいて、レーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。
【０１０４】
最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における全ガス圧の値を測定し読込んでもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐの値を圧力センサ１６を介して計測し、レーザコントローラ３０に読込んでもよい。
【０１０５】
次に、ステップ３０４（Ｓ３０４）において、レーザコントローラ３０は、この状態における充電電圧Ｖｈｖの値をレーザコントローラ３０に読込んでもよい。
【０１０６】
以上により、レーザコントローラ３０は、放電条件の読込のサブルーチンの処理を終了してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、処理をメインルーチンに戻し、図４に示されるフローチャートのステップ１０８に処理を移行してもよい。
【０１０７】
（パルスエネルギＥｅｃの算出１）
次に、メインルーチンのステップ１１２におけるパルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンについて、図７に基づき説明する。このパルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンは、レーザコントローラ３０において行なわれてもよい。
【０１０８】
ステップ４０２（Ｓ４０２）において、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃ算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、ステップ１０６において読込まれた放電条件であるレーザガスの全ガス圧Ｐ及び充電電圧Ｖｈｖに基づき、下記の（１１）に示される式より、この条件において全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃ算出してもよい。尚、下記の（１１）に示す式は、上記における（４）に示す式に基づき得られる。
Ｅｅｃ＝ＡＥ・Ｐ３＋ＢＥ・Ｐ２＋ＣＥ・Ｐ＋ＤＥ・・・・・・（１１）
【０１０９】
以上により、レーザコントローラ３０は、パルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンの処理を終了してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、処理をメインルーチンに戻し、図４に示されるフローチャートのステップ１１４に処理を移行してもよい。
【０１１０】
（パルスエネルギＥｅｃの算出２）
また、パルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンでは、図８に示されるように、放電電極１１ａ及び１１ｂの劣化を考慮してパルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。
【０１１１】
最初に、ステップ４２２（Ｓ４２２）において、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃ算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、ステップ１０６において読込まれた放電条件であるレーザガスの全ガス圧Ｐ及び充電電圧Ｖｈｖに基づき、上記の（１１）に示される式より、この条件において全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃ算出してもよい。
【０１１２】
次に、ステップ４２４（Ｓ４２４）において、レーザコントローラ３０は、放電電極１１ａ及び１１ｂの劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎをΔＥｎ＝Ａ・Ｎｔに基づき算出してもよい。前述のとおり、Ｎｔはガス交換した後の放電電極間の放電回数であり、Ａは比例定数である。
【０１１３】
次に、ステップ４２６（Ｓ４２６）において、レーザコントローラ３０は、ステップ４２２で算出されたＥｅｃからステップ４２４で算出された放電電極１１ａ及び１１ｂの劣化によるエネルギの低下分ΔＥｎを減ずることにより、新たなＥｅｃを算出してもよい。
【０１１４】
以上により、レーザコントローラ３０は、パルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンの処理を終了してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、処理をメインルーチンに戻し、図４に示されるフローチャートのステップ１１４に処理を移行してもよい。なお、ステップ４２６に代えて、ステップ１１４において前述した不純物によるパルスエネルギの低下量ΔＥｄ（＝Ｅｅｃ−Ｅｒ）をΔＥｄ−ΔＥｎに置き換えてもよい。
【０１１５】
（部分ガス交換のタイミング制御１）
次に、メインルーチンのステップ１１８における部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンについて、図９に基づき説明する。この部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンは、レーザコントローラ３０における制御に基づき行なわれてもよい。尚、部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンでは、図９に示されるように、放電時間を基準に部分ガス交換のタイミングが判断されてもよい。
【０１１６】
最初に、ステップ５０２（Ｓ５０２）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０における放電時間をカウントするタイマＴの値が部分ガス交換のタイミングの周期Ｔｐｔ以上であるか否かを判断してもよい。タイマＴの値が部分ガス交換のタイミングの周期Ｔｐｔ以上である場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ５０４に処理を移行してもよい。タイマＴの値が部分ガス交換のタイミングの周期Ｔｐｔ以上ではない場合には、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンの処理を終了してもよい。
【０１１７】
ステップ５０４（Ｓ５０４）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、ガス制御部４１に、部分ガス交換量Ｑの値とともに、部分ガス交換を実行する旨の指示を送信してもよい。
【０１１８】
次に、ステップ５０６（Ｓ５０６）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０における放電時間をカウントするタイマＴの値をリセットしてもよい。この後、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンの処理を終了してもよい。部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンが終了した後は、レーザコントローラ３０は、処理をメインルーチンに戻し、図４に示されるフローチャートのステップ１２０に処理を移行してもよい。
【０１１９】
（部分ガス交換のタイミング制御２）
また、メインルーチンのステップ１１８における部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンでは、図１０に示されるように、レーザ発振のパルス数を基準に部分ガス交換のタイミングが判断されてもよい。
【０１２０】
最初に、ステップ５２２（Ｓ５２２）において、レーザコントローラ３０は、レーザ発振のパルス数をカウントするカウンタＮｐの値が部分ガス交換のタイミングのレーザ発振のパルス数Ｎｐｔ以上であるか否かを判断してもよい。カウンタＮｐの値が部分ガス交換のタイミングのレーザ発振のパルス数Ｎｐｔ以上である場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ５２４に移行してもよい。カウンタＮｐの値が部分ガス交換のタイミングのレーザ発振のパルス数Ｎｐｔ以上ではない場合には、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンの処理を終了してもよい。
【０１２１】
ステップ５２４（Ｓ５２４）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、ガス制御部４１に、部分ガス交換量Ｑの値とともに、部分ガス交換を実行する旨の指示を送信してもよい。
【０１２２】
次に、ステップ５２６（Ｓ５２６）において、レーザコントローラ３０は、レーザ発振のパルス数をカウントするカウンタＮｐの値の値をリセットしてもよい。この後、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンの処理を終了してもよい。部分ガス交換のタイミング制御のサブルーチンが終了した後は、レーザコントローラ３０は、処理をメインルーチンに戻し、図４に示されるフローチャートのステップ１２０に処理を移行してもよい。
【０１２３】
（部分ガス交換）
次に、メインルーチンのステップ１２２における部分ガス交換のサブルーチンについて、図１１及び図１２に基づき説明する。この部分ガス交換のサブルーチンに基づいて、レーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。尚、図１１は、部分ガス交換のサブルーチンのフローチャートであり、図１２は、部分ガス交換実施中のレーザチャンバ１０内の全ガス圧の変動を示す。
【０１２４】
最初に、ステップ６０２（Ｓ６０２）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換量Ｑ及び全ガス圧Ｐを読込んでもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、図４に示されるメインルーチンにおけるステップ１１６において算出された部分ガス交換量Ｑを読込むとともに、圧力センサ１６によりレーザチャンバ１０内の圧力を測定し全ガス圧Ｐを読込んでもよい。
【０１２５】
次に、ステップ６０４（Ｓ６０４）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換量Ｑから上昇ガス圧ΔＰｅｘ（＝Ｑ／Ｖ）を算出してもよい。
【０１２６】
次に、ステップ６０６（Ｓ６０６）において、レーザコントローラ３０は、ステップ６０２において読込んだ全ガス圧Ｐを部分ガス交換を実施する直前の初期全ガス圧Ｐｉｎに設定してもよい。
【０１２７】
次に、ステップ６０８（Ｓ６０８）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換を行っている最中の最大の全ガス圧Ｐｈを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、そのガス圧ＰｈをＰｈ＝Ｐｉｎ＋ΔＰｅｘに基づき算出してもよい。尚、ステップ６０２〜ステップ６０８においては、図１２にも示されるように、レーザコントローラ３０は、排気バルブ４４、バッファガス導入バルブ５２及びハロゲンガス導入バルブ５５をすべて閉じているように制御してもよい。
【０１２８】
次に、ステップ６１０（Ｓ６１０）において、レーザコントローラ３０は、バッファガス導入バルブ５２及びハロゲンガス導入バルブ５５を開き、レーザチャンバ１０内にバッファガス及びハロゲンガスを導入してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、バッファガス導入バルブ５２を開き、マスフローコントローラ（Ｂ−ＭＦＣ）５１の制御により、所定の流量でバッファガス（ＡｒとＮｅの混合ガス）をレーザチャンバ１０内に導入してもよい。また、ハロゲンガス導入バルブ５５を開き、マスフローコントローラ（Ｆ２−ＭＦＣ）５４の制御により、所定の流量でハロゲンガス（Ｆ２とＡｒとＮｅの混合ガス）をレーザチャンバ１０内に導入してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、この調整は、マスフローコントローラ（Ｂ−ＭＦＣ）５１及びマスフローコントローラ（Ｆ２−ＭＦＣ）５４における制御によりガスの導入を行ってもよい。この際、レーザコントローラ３０は、排気バルブ４４を閉じていてもよい。
【０１２９】
次に、ステップ６１２（Ｓ６１２）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐの測定を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、圧力センサ１６によりレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐの測定を行ってもよい。
【０１３０】
次に、ステップ６１４（Ｓ６１４）において、レーザコントローラ３０は、ステップ６１２において測定したレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐがガス圧Ｐｈ未満であるか否かを判断してもよい。ステップ６１２において測定したレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐがガス圧Ｐｈ未満である場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ６１０に移行してもよい。一方、ステップ６１２において測定したレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐがガス圧Ｐｈ未満ではない場合には、レーザコントローラ３０は、処理をステップ６１６に移行してもよい。このように、ステップ６１０〜ステップ６１４において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換量Ｑとなるまで、レーザチャンバ１０内にバッファガス及びハロゲンガスを導入してもよい。
【０１３１】
次に、ステップ６１６（Ｓ６１６）において、レーザコントローラ３０は、バッファガス導入バルブ５２及びハロゲンガス導入バルブ５５を閉じ、レーザチャンバ１０内へのバッファガス及びハロゲンガスの導入を停止してもよい。
【０１３２】
次に、ステップ６１８（Ｓ６１８）において、レーザコントローラ３０は、排気バルブ４４を開き、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスを排気装置４２により排気してもよい。この際、図１２に示されるように、レーザコントローラ３０は、排気バルブ４４を所定の時間だけ開き、その後、閉じる操作を複数回繰り返し行なってもよい。尚、一回の開閉における圧力変動は約２０ｈＰａ、制御時間は約６０秒程度であってもよい。
【０１３３】
次に、ステップ６２０（Ｓ６２０）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐの測定を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、圧力センサ１６によりレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐの測定を行ってもよい。
【０１３４】
次に、ステップ６２２（Ｓ６２２）において、レーザコントローラ３０は、ステップ６２０において測定したレーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐが部分ガス交換を実施する直前の初期全ガス圧Ｐｉｎ以下であるか否かを判断してもよい。レーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐが部分ガス交換初期全ガス圧Ｐｉｎ以下である場合には、レーザコントローラ３０は、排気バルブ４４を閉じ、部分ガス交換のサブルーチンの処理を終了してもよい。一方、レーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐが部分ガス交換初期全ガス圧Ｐｉｎ以下ではない場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ６１８に処理を移行してもよい。このように、ステップ６１８〜ステップ６２２において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内における全ガス圧Ｐが部分ガス交換初期全ガス圧Ｐｉｎとなるまで、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスを排気装置４２により排気してもよい。
【０１３５】
本開示のレーザ装置の制御方法によれば、大型の分析装置を設けることなく、所望の部分ガス交換量を算出することができるため、低コストで所望の部分ガス交換を行なうことができる。
【０１３６】
３．第２の実施の形態における不純物ガスの制御フロー
次に、第２の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法として、第２の実施の形態におけるレーザチャンバ１０内のレーザガスにおける不純物ガス制御フローのメインルーチンについて、図１３に基づき説明する。尚、この不純物ガス制御フローに基づいて、レーザ装置におけるレーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。
【０１３７】
最初に、ステップ７０２（Ｓ７０２）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスの全ガス交換を行なってもよい。
【０１３８】
次に、ステップ７０４（Ｓ７０４）において、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後におけるデータ収集を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図５に示される全ガス交換直後におけるデータ収集のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１３９】
次に、ステップ７０６（Ｓ７０６）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内において放電させるための放電条件の読込を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図６に示される放電条件の読込のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１４０】
次に、ステップ７０８（Ｓ７０８）において、レーザコントローラ３０は、ステップ７０６において読込まれた放電条件により、放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間に電圧を印加した後、レーザ装置においてレーザ発振しているか否かを判断してもよい。レーザ発振していると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７１０に処理を移行してもよい。一方、レーザ発振していないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７０６に処理を移行することでレーザ発振するまで待機してもよい。
【０１４１】
次に、ステップ７１０（Ｓ７１０）において、レーザコントローラ３０は、現時点におけるパルスエネルギＥｒの読込を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、レーザ発振しているレーザ光のエネルギをエネルギモニタユニット１７等により検出することにより、ステップ７０６において読込まれた放電条件における現時点のパルスエネルギＥｒの読込を行なってもよい。
【０１４２】
次に、ステップ７１２（Ｓ７１２）において、レーザコントローラ３０は、ステップ７０６において読込まれた放電条件において、全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図７に示されるパルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１４３】
次に、ステップ７１４（Ｓ７１４）において、レーザコントローラ３０は、エネルギの低下量ΔＥｄを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、ステップ７１０において読込まれた現時点におけるパルスエネルギＥｒと、ステップ７１２において算出された全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃに基づきエネルギの低下量ΔＥｄ（＝Ｅｅｃ−Ｅｒ）を算出してもよい。
【０１４４】
次に、ステップ７１６（Ｓ７１６）において、レーザコントローラ３０は、エネルギの低下量ΔＥｄが基準エネルギ低下量ΔＥｐｔ以上であるか否かを判断してもよい。エネルギの低下量ΔＥｄが基準エネルギ低下量ΔＥｐｔ以上である場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７１８に処理を移行してもよい。一方、エネルギの低下量ΔＥｄが基準エネルギ低下量ΔＥｐｔ以上ではない場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７１０に処理を移行してもよい。
【０１４５】
ステップ７１８（Ｓ７１８）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換をするか否かを判断してもよい。部分ガス交換すると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７２０に処理を移行してもよい。一方、部分ガス交換しないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７２４に処理を移行してもよい。
【０１４６】
ステップ７２０（Ｓ７２０）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図１１に示される部分ガス交換のサブルーチンの処理を行ってもよい。この際、基準エネルギ低下量ΔＥｐｔに対応する部分ガス交換量Ｑは、予め算出することが可能であることから、レーザコントローラ３０は、予め算出された所定の部分ガス交換量Ｑについて、部分ガス交換を行ってもよい。
【０１４７】
次に、ステップ７２２（Ｓ７２２）において、部分ガス交換を行なった後、レーザコントローラ３０は、所定の時間経過したか否かを判断してもよい。所定の時間経過したと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７２４に処理を移行してもよい。一方、所定の時間経過していないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、再びステップ７２２を行ってもよい。この場合において、所定の時間とは、部分ガス交換を実行した後、部分ガス交換の効果を確認することができるまでの時間を意味するであってもよく、好ましくは、数分であってもよい。部分ガス交換実施直後の例えば数分間はレーザ発振動作が不安定になることがある。そこで、レーザコントローラ３０は、レーザ発振動作が安定するまで待って部分ガス交換の効果を確認することが望ましい。
【０１４８】
ステップ７２４（Ｓ７２４）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、全ガス交換するか否かを判断してもよい。全ガス交換すると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ７０２に処理を移行してもよい。一方、全ガス交換しないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内のレーザガスにおける不純物ガスの制御フローの処理を終了してもよい。
【０１４９】
本開示のレーザ装置の制御方法によれば、大型の分析装置を設けることなく、低コストで所望の部分ガス交換をパルスエネルギの低下量に応じた適切なタイミングで行なうことができる。
【０１５０】
４．第３の実施の形態における不純物ガスの制御フロー
次に、第３の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法について説明する。本実施の形態は、第２の実施の形態に対して、電極経時劣化による経時エネルギ低下量ΔＥｎｔ、レーザのエネルギマージンＥｍ、チャンバ寿命ショット数Ｂｔ等より、不純物ガスの濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを算出する工程を追加した点で異なってよい。
【０１５１】
レーザコントローラ３０は、チャンバ寿命ショット数Ｂｔに応じて、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを計算し得る。また、レーザコントローラ３０は、チャンバ寿命を長くするために、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを小さく設定することによって、ガス消費量を増加させて対応してもよい。逆に、レーザコントローラ３０は、ガス消費量を少なくするために、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを大きく設定することによって、チャンバ寿命を短くして対応してもよい。
【０１５２】
例えば、図１４に示されるように、ケースαの場合には、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを大きく設定することによって、電極を含むチャンバの寿命は短いが、ガス交換量Ｑの積算値は減少し得る。また、ケースβの場合には、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを小さく設定することによって、電極を含むチャンバの寿命は長いが、ガス交換量Ｑの積算値は増加し得る。尚、図１４は、チャンバ寿命ショット数Ｂｔとパルスエネルギとの関係を示す。
【０１５３】
次に、第３の実施の形態におけるレーザ装置の制御方法として、第３の実施の形態におけるレーザチャンバ１０内のレーザガスにおける不純物ガス制御フローのメインルーチンについて、図１５に基づき説明する。尚、この不純物ガス制御フローに基づいて、レーザ装置におけるレーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。
【０１５４】
最初に、ステップ８０２（Ｓ８０２）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内におけるレーザガスの全ガス交換を行なってもよい。
【０１５５】
次に、ステップ８０４（Ｓ８０４）において、レーザコントローラ３０は、全ガス交換直後におけるデータ収集を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図５に示される全ガス交換直後におけるデータ収集のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１５６】
次に、ステップ８０６（Ｓ８０６）において、レーザコントローラ３０は、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、後述する不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを算出するサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１５７】
次に、ステップ８０８（Ｓ８０８）において、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内において放電させるための放電条件の読込を行ってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図６に示される放電条件の読込のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１５８】
次に、ステップ８１０（Ｓ８１０）において、レーザコントローラ３０は、ステップ８０８において読込まれた放電条件により、放電電極１１ａと放電電極１１ｂとの間に電圧を印加した後、レーザ装置においてレーザ発振しているか否かを判断してもよい。レーザ発振していると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８１２に処理を移行してもよい。一方、レーザ発振していないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８０８に処理を移行することでレーザ発振するまで待機してもよい。
【０１５９】
次に、ステップ８１２（Ｓ８１２）において、レーザコントローラ３０は、現時点におけるパルスエネルギＥｒの読込を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、レーザ発振しているレーザ光のエネルギをエネルギモニタユニット１７等により検出することにより、ステップ８０８において読込まれた放電条件における現時点のパルスエネルギＥｒの読込を行なってもよい。
【０１６０】
次に、ステップ８１４（Ｓ８１４）において、レーザコントローラ３０は、ステップ８０８において読込まれた放電条件において、全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図７に示されるパルスエネルギＥｅｃの算出のサブルーチンの処理を行ってもよい。
【０１６１】
次に、ステップ８１６（Ｓ８１６）において、レーザコントローラ３０は、不純物によるエネルギの低下量ΔＥｄを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、ステップ８１２において読込まれた現時点におけるパルスエネルギＥｒと、ステップ８１４において算出された全ガス交換直後において得られたであろうパルスエネルギＥｅｃに基づきエネルギの低下量ΔＥｄ（＝Ｅｅｃ−Ｅｒ）を算出してもよい。
【０１６２】
次に、ステップ８１８（Ｓ８１８）において、エレーザコントローラ３０は、ネルギの低下量ΔＥｄが基準エネルギの低下量ΔＥｐｔ以上であるか否かを判断してもよい。エネルギの低下量ΔＥｄが基準エネルギの低下量ΔＥｐｔ以上である場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８２０に処理を移行してもよい。一方、エネルギの低下量ΔＥｄが基準エネルギの低下量ΔＥｐｔ以上ではない場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８１２に処理を移行してもよい。
【０１６３】
ステップ８２０（Ｓ８２０）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換をするか否かを判断してもよい。部分ガス交換すると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８２２に処理を移行してもよい。一方、部分ガス交換しないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８２６に処理を移行してもよい。
【０１６４】
ステップ８２２（Ｓ８２２）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換を行なってもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、前述した図１１に示される部分ガス交換のサブルーチンの処理を行ってもよい。この際、基準エネルギ低下量ΔＥｐｔに対応する部分ガス交換量Ｑは、予め算出することが可能であることから、予め算出された所定の部分ガス交換量Ｑについて、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換を行ってもよい。
【０１６５】
次に、ステップ８２４（Ｓ８２４）において、レーザコントローラ３０は、部分ガス交換を行なった後、所定の時間経過したか否かを判断してもよい。所定の時間経過したと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８０８に処理を移行してもよい。一方、所定の時間経過していないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、再びステップ８２４の処理を行ってもよい。この場合において、所定の時間とは、部分ガス交換を実行した後、部分ガス交換の効果を確認することができるまでの時間を意味してもよく、好ましくは、例えば数分であってもよい。部分ガス交換実施直後の例えば数分間はレーザ発振動作が不安定になることがある。そこで、レーザコントローラ３０は、レーザ発振動作が安定するまで待って部分ガス交換の効果を確認することが望ましい。
【０１６６】
ステップ８２６（Ｓ８２６）に移行した場合には、レーザコントローラ３０は、全ガス交換するか否かを判断してもよい。全ガス交換すると判断された場合には、レーザコントローラ３０は、ステップ８０２に処理を移行してもよい。一方、全ガス交換しないと判断された場合には、レーザコントローラ３０は、レーザチャンバ１０内のレーザガスにおける不純物ガスの制御フローの処理を終了してもよい。
【０１６７】
本開示のレーザ装置の制御方法によれば、大型の分析装置を設けることなく、低コストで所望の部分ガス交換をレーザ装置の使い方に応じたパルスエネルギの低下量にに基づいて適切なタイミングで行なうことができる。
【０１６８】
（不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔの算出）
次に、本実施の形態におけるメインルーチンのステップ８０６における不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔの算出のサブルーチンについて、図１６に基づき説明する。この不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔの算出のサブルーチンに基づいて、レーザコントローラ３０が、接続された各機器を制御してもよい。
【０１６９】
最初に、ステップ８５２（Ｓ８５２）において、レーザコントローラ３０は、エネルギマージンＥｍを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、Ｅｍを下記の（１２）に示される式より算出してもよい。尚、レーザコントローラ３０は、Ｅｍａｘを、図５に示される全ガス交換直後におけるデータの収集のサブルーチンにおいて取得したデータの中の、例えば、最大のパルスエネルギ値としてもよい。また、レーザコントローラ３０は、Ｅｅｘを、露光装置の要求に応じて指示される最大パルスエネルギの値としてもよい。
Ｅｍ＝Ｅｍａｘ−Ｅｅｘ・・・・・・・・・・（１２）
次に、ステップ８５４（Ｓ８５４）において、レーザコントローラ３０は、チャンバ寿命ショット数Ｂｔより電極経時劣化による経時エネルギ低下量ΔＥｎｔを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、電極経時劣化による経時エネルギ低下量ΔＥｎｔを、下記の（１３）に示される式より算出してもよい。尚、Ａｄは、単位ショット数当りのエネルギ低下量であり、予め実験等によって計測された値であってよい。また、チャンバ寿命ショット数Ｂｔは、実験等によって計測された値であってよく、あるいはメンテナンスコストや、メンテナンス周期等を考慮して設定された値であってもよい。
ΔＥｎｔ＝Ａｄ・Ｂｔ・・・・・・・・・・（１３）
次に、ステップ８５６（Ｓ８５６）において、レーザコントローラ３０は、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを算出してもよい。具体的には、レーザコントローラ３０は、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔを、エネルギマージンＥｍと電極経時劣化による経時エネルギ低下量ΔＥｎｔとを用いて、下記の（１４）に示される式より算出してもよい。
ΔＥｐｔ＝Ｅｍ−ΔＥｎｔ・・・・・・・・・（１４）
以上により、レーザコントローラ３０は、不純物ガス濃度制御のための基準となる基準エネルギ低下量ΔＥｐｔの算出のサブルーチンの処理を終了してもよい。この後、レーザコントローラ３０は、本実施の形態におけるメインルーチンに処理を戻し、図１５に示されるフローチャートのステップ８０８に処理を移行してもよい。
【０１７０】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、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。
【０１７１】
本明細書及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」又は「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、及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」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【０１７２】
本国際出願は、２０１２年６月２６日に出願された日本国特許出願２０１２−１４３１１０号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１２−１４３１１０号及の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０１７３】
１０        レーザチャンバ
１０ａ      ウインド
１０ｂ      ウインド
１１ａ      放電電極
１１ｂ      放電電極
１２        充電器
１３        ＰＰＭ（パルスパワーモジュール）
１３ａ      スイッチ
１４        ＬＮＭ（狭帯域化モジュール）
１４ａ      プリズム
１４ｂ      グレーティング
１５        出力結合ミラー
１６        圧力センサ
１７        エネルギモニタユニット
１７ａ      ビームスプリッタ
１７ｂ      集光レンズ
１７ｃ      光センサ
２０      レーザ発振器システム
３０      レーザコントローラ
３１      記憶部
４０      ガス制御システム
４１      ガス制御部
４２      排気装置
４３      コントロールバルブ
４４      排気バルブ
５０      レーザガス供給部
５１      マスフローコントローラ（Ｂ−ＭＦＣ）
５２      バッファガス導入バルブ
５３      バイパスバルブ
５４      マスフローコントローラ（Ｆ２−ＭＦＣ）
５５      ハロゲンガス導入バルブ
５６      バイパスバルブ
６１      バッファガス供給源
６２      ハロゲンガス供給源
１００    露光装置
１１０    露光装置コントローラ
【図１】
2014003018.tif 000003
【図２】
2014003018.tif 000004
【図３】
2014003018.tif 000005
【図４】
2014003018.tif 000006
【図５】
2014003018.tif 000007
【図６】
2014003018.tif 000008
【図７】
2014003018.tif 000009
【図８】
2014003018.tif 000010
【図９】
2014003018.tif 000011
【図１０】
2014003018.tif 000012
【図１１】
2014003018.tif 000013
【図１２】
2014003018.tif 000014
【図１３】
2014003018.tif 000015
【図１４】
2014003018.tif 000016
【図１５】
2014003018.tif 000017
【図１６】
2014003018.tif 000018
【国際調査報告】
2014003018.tif 000019
2014003018.tif 000020
2014003018.tif 000021
2014003018.tif 000022