(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスの消費量を低減することが可能なガス精製システム又はレーザ装置を提供する。【解決手段】ガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、レーザチャンバから排出されたガスの１部を除去する精製カラムと、第３の制御バルブを介してレーザチャンバに接続され、精製カラムを通過したガスをレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、昇圧ポンプから第３の制御バルブを介してレーザチャンバに供給されたガスの第１の量に基づいて、レーザチャンバに供給すべき第１のレーザガスの第２の量を計算し、第２の量の計算結果に基づいて、第１の制御バルブを制御する制御部とを備える。【選択図】図３
2018110265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、
前記レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、
第３の制御バルブを介して前記レーザチャンバに接続され、前記精製カラムを通過したガスを前記レーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、
前記昇圧ポンプから前記第３の制御バルブを介して前記レーザチャンバに供給されたガスの第１の量に基づいて、前記レーザチャンバに供給すべき前記第１のレーザガスの第２の量を計算し、前記第２の量の計算結果に基づいて、前記第１の制御バルブを制御する制御部と、
を備えるガスレーザ装置。
【請求項２】
ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、
前記レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、
第３の制御バルブを介して前記レーザチャンバに接続され、前記精製カラムを通過したガスを前記レーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、
前記精製カラムと前記昇圧ポンプとの間に配置された第１のタンクと、
前記第１のタンクの内部の第１の圧力を計測する第１の圧力センサと、
前記昇圧ポンプと前記第３の制御バルブとの間に配置された第２のタンクと、
前記第２のタンクの内部の第２の圧力を計測する第２の圧力センサと、
前記第１の圧力に基づいて、前記昇圧ポンプを制御し、且つ、前記第２の圧力に基づいて、前記第３の制御バルブを制御する制御部と、
を備えるガスレーザ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の圧力が第１の所定値以上、第２の所定値以下となるように、前記昇圧ポンプを制御し、且つ、前記第２の圧力が第３の所定値以上であれば前記第３の制御バルブを開くことを許容する、
請求項２記載のガスレーザ装置。
【請求項４】
ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、
前記第２のレーザガス供給源と前記第２の制御バルブとの間に配置された第４の制御バルブと、
前記レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、
第３の制御バルブを介して前記第４の制御バルブと前記第２の制御バルブとの間の配管に接続され、前記精製カラムを通過したガスを前記レーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、
前記第３のバルブを閉め、前記第４のバルブを開ける第１の制御モードと、前記第４のバルブを閉め、前記第３のバルブを開ける第２の制御モードと、を選択的に実行する制御部と、
を備えるガスレーザ装置。
【請求項５】
前記精製カラムと前記昇圧ポンプとの間に配置された第１のタンクと、
前記第１のタンクの内部の第１の圧力を計測する第１の圧力センサと、
前記昇圧ポンプと前記第３の制御バルブとの間に配置された第２のタンクと、
前記第２のタンクの内部の第２の圧力を計測する第２の圧力センサと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第１の圧力に基づいて、前記昇圧ポンプを制御し、且つ、前記第２の圧力に基づいて、前記第３の制御バルブを制御する、
請求項４記載のガスレーザ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の圧力が第１の所定値以上、第２の所定値以下となるように、前記昇圧ポンプを制御し、且つ、前記第２の圧力が第３の所定値以上であれば前記第３の制御バルブを開くことを許容する、
請求項５記載のガスレーザ装置。
【請求項７】
前記第１のレーザガスは、フッ素ガスとアルゴンガスとネオンガスとキセノンガスとを含み、前記第２のレーザガスは、アルゴンガスとネオンガスとキセノンガスとを含む、
請求項１記載のガスレーザ装置。
【請求項８】
前記レーザチャンバは、前記第２のレーザガスよりもキセノンガス濃度の高い第３のレーザガスを供給する第３のレーザガス供給源と第５の制御バルブを介して接続された、
請求項７記載のガスレーザ装置。
【請求項９】
前記精製カラムを通過したガスのキセノンガス濃度を計測するキセノン濃度計をさらに備え、
前記制御部は、前記キセノンガス濃度に基づいて、前記第５の制御バルブを制御する、
請求項８記載のガスレーザ装置。
【請求項１０】
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の運転特性を計測する運転特性計測器をさらに備え、
前記制御部は、前記運転特性に基づいて、前記第５の制御バルブを制御する、
請求項８記載のガスレーザ装置。
【請求項１１】
ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、第１のレーザチャンバと、
前記第１のレーザガス供給源と第６の制御バルブを介して接続され、且つ、前記第２のレーザガス供給源と第７の制御バルブを介して接続された、第２のレーザチャンバと、
前記第２のレーザガス供給源に接続され、前記第２の制御バルブが配置された第１の分岐配管と前記第７の制御バルブが配置された第２の分岐配管とに分岐する共通配管と、
前記共通配管に配置された第４の制御バルブと、
前記第１のレーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部及び前記第２のレーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、
第３の制御バルブを介して、前記第４の制御バルブから前記第１の分岐配管及び前記第２の分岐配管への分岐位置までの間の前記共通配管に接続され、前記精製カラムを通過したガスを前記第１のレーザチャンバの運転ガス圧及び前記第２のレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、
を備えるガスレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス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。たとえば、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、ならびに波長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侵露光が行われた場合、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（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、解像力が低下し得る。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。以下では、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】特許第４８９１９６９号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００１／００８６４５９号
【概要】
【０００６】
本開示の１つの観点に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、精製カラムを通過したガスをレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプであって、第３の制御バルブを介してレーザチャンバに接続された昇圧ポンプと、昇圧ポンプから第３の制御バルブを介してレーザチャンバに供給されたガスの第１の量に基づいて、レーザチャンバに供給すべき第１のレーザガスの第２の量を計算し、第２の量の計算結果に基づいて、第１の制御バルブを制御する制御部と、を備えてもよい。
本開示の他の１つの観点に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、前記レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、第３の制御バルブを介して前記レーザチャンバに接続され、前記精製カラムを通過したガスを前記レーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、前記精製カラムと前記昇圧ポンプとの間に配置された第１のタンクと、前記第１のタンクの内部の第１の圧力を計測する第１の圧力センサと、前記昇圧ポンプと前記第３の制御バルブとの間に配置された第２のタンクと、前記第２のタンクの内部の第２の圧力を計測する第２の圧力センサと、前記第１の圧力に基づいて、前記昇圧ポンプを制御し、且つ、前記第２の圧力に基づいて、前記第３の制御バルブを制御する制御部と、を備えてもよい。
【０００７】
本開示の他の１つの観点に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブとの間に配置された第４の制御バルブと、レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、第３の制御バルブを介して第４の制御バルブと第２の制御バルブとの間の配管に接続され、精製カラムを通過したガスをレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、第３のバルブを閉め、第４のバルブを開ける第１の制御モードと、第４のバルブを閉め、第３のバルブを開ける第２の制御モードと、を選択的に実行する制御部と、を備えてもよい。
【０００８】
本開示のさらに他の観点に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、第１のレーザチャンバと、第１のレーザガス供給源と第６の制御バルブを介して接続され、且つ、第２のレーザガス供給源と第７の制御バルブを介して接続された、第２のレーザチャンバと、第２のレーザガス供給源に接続され、第２の制御バルブが配置された第１の分岐配管と第７の制御バルブが配置された第２の分岐配管とに分岐する共通配管と、共通配管に配置された第４の制御バルブと、第１のレーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部及び第２のレーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、第３の制御バルブを介して、第４の制御バルブから第１の分岐配管及び第２の分岐配管への分岐位置までの間の共通配管に接続され、精製カラムを通過したガスを第１のレーザチャンバの運転ガス圧及び第２のレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプと、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。
【００１０】
図において、点線の矢印は、信号の入力及び出力の少なくとも一つを意味する。図において、実線の矢印は、物質の移動又は光の進行を意味する。
【図１】図１は、エキシマレーザ装置の構成を例示する図である。
【図２】図２は、エキシマレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【図３】図３は、本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。
【図４】図４は、本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【図５】図５は、本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【図６】図６は、本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。
【図７】図７は、本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【図８】図８は、本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【図９】図９は、本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。
【図１０】図１０は、本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【図１１】図１１は、本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【図１２】図１２は、本開示の第四の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。
【図１３】図１３は、本開示の第四の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【図１４】図１４は、本開示の第五の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。
【図１５】図１５は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、バースト運転中のパルス光のエネルギＥの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、バースト運転中のパルス光のエネルギＥの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、バースト運転中のパルス光のエネルギＥの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、バースト運転中のパルス光のエネルギＥの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、バースト運転中の充電器による充電電圧Ｖの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、バースト運転中の充電器による充電電圧Ｖの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、バースト運転中の充電器による充電電圧Ｖの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、バースト運転中の充電器による充電電圧Ｖの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【図１８】図１８は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたレーザ制御部の動作を例示する図である。
【図１９】図１９は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【図２０】図２０は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたレーザ制御部がキセノン濃度Ｃｘｅを見積もる動作を例示する図である。
【図２１】図２１は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたレーザ制御部がキセノン濃度Ｃｘｅを見積もる動作を例示する図である。
【図２２】図２２は、本開示の実施形態における制御部を例示する図である。
【実施形態】
【００１１】
内容
１．概要
２．エキシマレーザ装置
３．本開示の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．１  本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．２  本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．３  本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．４  本開示の第四の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．５  本開示の第五の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．６  本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
４．本開示の実施形態における制御部
【００１２】
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。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。
【００１３】
１．概要
本開示の実施形態は、ガス精製システムに関するものであってもよい。本開示の実施形態は、レーザ装置に関するものであってもよい。本開示の実施形態は、ガス精製システムを含むレーザ装置に関するものであってもよい。
【００１４】
本開示の実施形態に係るレーザ装置は、放電励起式ガスレーザ装置であってもよい。放電励起式ガスレーザ装置は、レーザ発振のために、チャンバの中に配置された一対の電極に所定の電圧を印加することによってチャンバに供給されるレーザガスを放電及び励起するように構成された装置であってもよい。放電励起式ガスレーザ装置は、エキシマレーザ装置であってもよい。本開示の実施形態に係るレーザ装置は、半導体露光装置用のレーザ装置であってもよい。
【００１５】
半導体露光装置用の放電励起式ガスレーザ装置は、より長い時間に安定して所望のエネルギを備えたパルスレーザ光を出力する装置であってもよい。半導体露光装置用の放電励起式ガスレーザ装置において長い時間の間レーザ発振をすると、レーザ装置のチャンバに供給されたガス中に不純物が生成し得る。ガス中に生成した不純物は、パルスレーザ光を吸収し、又は、ガスの放電の状態を劣化させ得る。ガス中に生成した不純物によって、所望のエネルギを備えたパルスレーザ光の出力が困難又は不可能となることがあり得る。
【００１６】
所望のエネルギを備えたパルスレーザ光を出力するために、不純物を含むガスの少なくとも一部分を、不純物の少ない新しいガスと交換してもよい。不純物を含むガスの少なくとも一部分を、不純物の少ない新しいガスと交換する場合には、レーザ装置のチャンバに供給するガスの消費量が増加し得る。
【００１７】
本開示の実施形態に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、精製カラムを通過したガスをレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプであって、第３の制御バルブを介してレーザチャンバに接続された昇圧ポンプと、昇圧ポンプから第３の制御バルブを介してレーザチャンバに供給されたガスの第１の量に基づいて、レーザチャンバに供給すべき第１のレーザガスの第２の量を計算し、第２の量の計算結果に基づいて、第１の制御バルブを制御する制御部と、を備えてもよい。
【００１８】
本開示の実施形態に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、レーザチャンバと、第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブとの間に配置された第４の制御バルブと、レーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、精製カラムを通過したガスをレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプであって、第３の制御バルブを介して第４の制御バルブと第２の制御バルブとの間の配管に接続された昇圧ポンプと、第３のバルブを閉め、第４のバルブを開ける第１の制御モードと、第４のバルブを閉め、第３のバルブを開ける第２の制御モードと、を選択的に実行する制御部と、を備えてもよい。
【００１９】
本開示の実施形態に係るガスレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と第１の制御バルブを介して接続され、且つ、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と第２の制御バルブを介して接続された、第１のレーザチャンバと、第１のレーザガス供給源と第６の制御バルブを介して接続され、且つ、第２のレーザガス供給源と第７の制御バルブを介して接続された、第２のレーザチャンバと、第２のレーザガス供給源に接続された共通配管であって、第２の制御バルブが配置された第１の分岐配管と、第７の制御バルブが配置された第２の分岐配管と、に分岐する共通配管と、共通配管に配置された第４の制御バルブと、第１のレーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部及び第２のレーザチャンバから排出されたガスの少なくとも１部から、ハロゲンガス及びハロゲン化合物の少なくとも一部を除去する精製カラムと、精製カラムを通過したガスを第１のレーザチャンバの運転ガス圧及び第２のレーザチャンバの運転ガス圧よりも高いガス圧に昇圧する昇圧ポンプであって、第３の制御バルブを介して、第４の制御バルブから第１の分岐配管及び第２の分岐配管への分岐位置までの間の共通配管に接続された昇圧ポンプと、を備えてもよい。
【００２０】
本開示の実施形態によれば、不純物を含むガスの少なくとも一部分を精製ガスと交換し得るガス精製システム又はレーザ装置を提供し得る。本開示の実施形態によれば、ガスの消費量を低減することが可能なガス精製システム又はレーザ装置を提供し得る。
【００２１】
２．エキシマレーザ装置
図１は、エキシマレーザ装置の構成を例示する図である。
【００２２】
放電励起式ガスレーザ装置であるエキシマレーザ装置１０００は、露光装置２０００と共に使用されてもよい。エキシマレーザ装置１０００から放出されたレーザ光は、露光装置２０００へ入射してもよい。露光装置２０００は、露光装置制御部２１００を含んでもよい。露光装置制御部２１００は、半導体露光装置２０００を制御するように構成されてもよい。露光装置制御部２１００は、レーザ装置１０００に含まれるレーザ制御部１００に信号を送信するように構成されてもよい。
【００２３】
エキシマレーザ装置１０００は、レーザ制御部１００、レーザ発振システム２００、及びガス制御システム３００を含んでもよい。レーザ制御部１００は、レーザ発振システム２００及びガス制御システム３００を制御するように構成されてもよい。レーザ制御部１００は、レーザ発振システム２００に含まれるパワーモニタ２２０及びチャンバ圧力センサ２１５からの信号を受信すると共に充電器２３０及びパルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２１３に含まれるスイッチ２１４に信号を送信するように構成されてもよい。レーザ制御部１００は、露光装置制御部２１００からの発光トリガＴｒを受信するように構成されてもよい。
【００２４】
レーザ発振システム２００は、チャンバ２１０、レーザ共振器、パワーモニタ２２０、充電器２３０を含んでもよい。
【００２５】
チャンバ２１０は、チャンバ２１０に供給されたガスを放電及び励起することで光を発生させると共に放出するように構成されてもよい。チャンバ２１０は、レーザ共振器の光路上に配置されてもよい。チャンバ２１０は、一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂ、二つのウィンドウ２１２ａ，２１２ｂ、パルスパワーモジュール２１３、及びチャンバ圧力センサ２１５を含んでもよい。一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂは、チャンバ２１０内に供給されたガスに電圧を印加するように構成されてもよい。二つのウィンドウ２１２ａ，２１２ｂは、チャンバ２１０において発生した光をチャンバ２１０の外部へ透過させるように構成されてもよい。パルスパワーモジュール２１３は、一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂの間にパルス電圧を印加するように構成されてもよい。パルスパワーモジュール２１３は、スイッチ２１４を含んでもよい。パルスパワーモジュール２１３は、スイッチ２１４をオン／オフに切り替えることによって、一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂの間にパルス電圧を印加するように構成されてもよい。スイッチ２１４は、レーザ制御部１００からの発光トリガＴｒを受信してもよい。チャンバ圧力センサ２１５は、チャンバ１００内に供給されたガスの圧力（全圧）を測定するように構成されてもよい。チャンバ圧力センサ２１５は、測定された圧力の信号をレーザ制御部１００及びガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０に送信するように構成されてもよい。
【００２６】
レーザ共振器は、チャンバ２１０によって発生させられ放出された光からレーザ光を得るように構成されてもよい。レーザ共振器は、出力結合（ＯＣ）ミラー２４０及び狭帯域化モジュール（ＬＮＭ）２５０を含んでもよい。出力結合ミラー２４０は、チャンバ２１０から放出された光の一部を透過させると共にチャンバ２１０から放出された光の一部を反射させるように構成された部分反射ミラーであってもよい。狭帯域化モジュール２５０は、チャンバ２１０から放出された光の波長の範囲を狭くするように構成されてもよい。狭帯域化モジュール２５０は、プリズム２５１及びグレーティング２５２を含んでもよい。プリズム２５１は、チャンバ２１０から放出された光のビーム径を拡大するように構成されてもよい。プリズム２５１は、グレーティング２５２に入射する光の入射角を変化させるように構成されてもよい。グレーティング２５２は、チャンバ２１０から放出された光を回折させると共にチャンバ２１０から放出された光の波長を選択するように構成されてもよい。グレーティング２５２の配置は、グレーティング２５２に入射する光の入射角及びグレーティング２５２によって回折される光の回折角が完全に又は実質的に等しいものであるように、リトロー配置であってもよい。
【００２７】
パワーモニタ２２０は、出力結合ミラー２４０から出力されたレーザ光のパルスエネルギを検出するように構成されてもよい。パワーモニタ２２０は、ビームスプリッタ２２１、集光レンズ２２２、及び光センサ２２３を含んでもよい。パワーモニタ２２０に含まれるビームスプリッタ２２１は、レーザ共振器の光路上に配置されてもよい。ビームスプリッタ２２１は、出力結合ミラー２４０から出力されたレーザ光の一部を透過させると共に出力結合ミラー２４０から出力されたレーザ光の一部を反射させるように構成されてもよい。パワーモニタ２２０に含まれる集光レンズ２２２及び光センサ２２３は、ビームスプリッタ２２１によって反射されたレーザ光の光路上に配置されてもよい。集光レンズ２２２は、ビームスプリッタ２２１によって反射されたレーザ光を光センサ２２３に集束させるように構成されてもよい。光センサ２２３は、集光レンズ２２２によって集束させられたレーザ光のパルスエネルギを電気信号に変換すると共に電気信号をレーザ装置１００に送信するように構成されてもよい。
【００２８】
充電器２３０は、パルスパワーモジュール２１３を充電するように構成されてもよい。充電器２３０は、レーザ制御部１００からの信号を受信すると共にレーザ制御部１００によって制御されてもよい。
【００２９】
ガス制御システム３００は、ガス制御部３１０、ガス供給装置３２０、及び排気装置３３０を含んでもよい。ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００によって制御されてもよい。ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００へ信号を送信するように構成されてもよい。ガス制御部３１０は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ圧力センサ２１５からの信号を受信してもよい。ガス制御部３１０は、ガス供給装置３２０及び排気装置３３０を制御するように構成されてもよい。ガス制御部３１０は、ガス供給装置３２０に含まれるバルブＦ２−Ｖ１及びＢ−Ｖ１並びに排気装置３３０に含まれるバルブＥｘ−Ｖ及び排気ポンプ３３２を制御するように構成されてもよい。
【００３０】
ガス供給装置３２０は、フッ素含有ガス供給源３１００とレーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０とに接続された配管を含んでもよい。ガス供給装置３２０は、フッ素含有ガス供給源３１００とレーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０とに接続された配管に設けられたバルブＦ２−Ｖ１を含んでもよい。フッ素含有ガス供給源３１００からレーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０へのフッ素含有ガスの供給は、バルブＦ２−Ｖ１によって制御されてもよい。バルブＦ２−Ｖ１は、ガス制御部３１０によって制御されてもよい。
【００３１】
ガス供給装置３２０は、バッファガス供給源３２００とレーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０とに接続された配管を含んでもよい。ガス供給装置３２０は、バッファガス供給源３２００とレーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０とに接続された配管に設けられたバルブＢ−Ｖ１を含んでもよい。バッファガス供給源３２００からレーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０へのバッファガスの供給は、バルブＢ−Ｖ１によって制御されてもよい。バルブＢ−Ｖ１は、ガス制御部３１０によって制御されてもよい。
【００３２】
排気装置３３０は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０と外部とに接続された配管を含んでもよい。排気装置３３０は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０と外部とに接続された配管に設けられたバルブＥｘ−Ｖを含んでもよい。レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０から外部へのガスの排気は、バルブＥｘ−Ｖによって制御されてもよい。バルブＥｘ−Ｖは、ガス制御部３１０によって制御されてもよい。排気装置３３０は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０及び外部に接続された配管に設けられたフッ素トラップ３３１及び排気ポンプ３３２を含んでもよい。フッ素トラップ３３１は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０から外部へ排気されるガスに含まれるフッ素を捕捉するように構成されてもよい。排気ポンプ３３２は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０から外部へガスを排気するように構成されてもよい。排気ポンプ３３２の動作は、ガス制御部３１０によって制御されてもよい。
【００３３】
フッ素含有ガス供給源３１００は、ハロゲンガスであるフッ素ガスを含有するフッ素含有ガスを供給するように構成されたレギュレータを備えたガスボンベであってもよい。フッ素含有ガスは、フッ素、アルゴン、及びネオンの混合ガス、又は、フッ素、クリプトン、及びネオンの混合ガスのような、フッ素及び希ガスの混合ガスであってもよい。
【００３４】
バッファガス供給源３２００は、バッファガス（フッ素を含まないガス）を供給するように構成されたレギュレータを備えたガスボンベであってもよい。バッファガスは、アルゴン及びネオンの混合ガス、又は、クリプトン及びネオンの混合ガスのような、希ガスの混合ガスであってもよい。
【００３５】
次に、エキシマレーザ装置１０００におけるレーザ光のエネルギを制御する方法を説明する。
【００３６】
まず、レーザ制御部１００は、露光装置制御部２１００から目標パルスエネルギＥｔを受信すると、目標パルスエネルギＥｔを得るための所定の充電電圧Ｖｈｖの信号を充電器２３０に送信してもよい。
【００３７】
次に、レーザ制御部１００は、露光装置制御部２１００から発光トリガＴｒを受信すると、パルスパワーモジュール２１３に含まれたスイッチ２１４をオンに切り替えることで、一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂの間に電圧を印加してもよい。一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂの間に供給されたガスの放電及び励起によってチャンバ２１０内に光を発生させてもよい。チャンバ２１０内に発生した光は、レーザ共振器によってレーザ光として出力されてもよい。レーザ共振器から出力されるレーザ光は、レーザ共振器に含まれるグレーティング２５２によって狭帯域化されてもよい。狭帯域化されたレーザ光は、出力結合ミラー２４０から出力されてもよい。出力結合ミラー２４０から出力されたレーザ光は、パワーモニタ２２０に入射してもよい。パワーモニタ２２０によってレーザ光のパルスエネルギＥｒが測定されてもよい。パワーモニタ２２０によって測定されたパルスエネルギＥｒは、レーザ制御部１００に送信されてもよい。出力結合ミラー２４０から出力されたレーザ光の一部は、露光装置２０００に入射してもよい。
【００３８】
次に、レーザ制御部１００は、目標パルスエネルギＥｔ及び測定されたパルスエネルギＥｒの間の差ΔＥに基づいて、充電器２３０に送信する充電電圧Ｖｈｖをフィードバック制御してもよい。
【００３９】
このように、測定されたパルスエネルギＥｒが目標パルスエネルギＥｔになるように、充電器２３０に送信する充電電圧Ｖｈｖを制御してもよい。レーザ装置１０００は、発光トリガＴｒに同期して、所定のパルスエネルギを備えたパルスレーザ光を出力し得る。
【００４０】
次に、エキシマレーザ装置１０００における全ガス交換の動作を説明する。
【００４１】
まず、レーザ制御部１００は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０へ全ガス交換を開始するための信号を送信してもよい。
【００４２】
次に、ガス制御部３１０は、排気装置３３０に含まれる排気ポンプ３３２を動作させてもよい。
【００４３】
次に、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１が真空に近い圧力になるまで、バルブＥｘ−Ｖを開けてチャンバ２１０内のガスを排気してもよい。
【００４４】
次に、ガス制御部３１０は、バルブＥｘ−Ｖを閉じると共に排気ポンプ３３２を停止させてもよい。
【００４５】
次に、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１が所定の圧力になり、かつ、チャンバ２１０に供給されるガスの組成が所定の組成になるように、バルブＦ２−Ｖ１及びＢ−Ｖ１の開閉を制御してもよい。
【００４６】
このように、エキシマレーザ装置１０００における全ガス交換を達成してもよい。
【００４７】
次に、エキシマレーザ装置１０００における部分ガス交換の動作を説明する。
【００４８】
エキシマレーザ装置１０００におけるレーザ発振を継続すると、チャンバ２１０に含まれるガス中にフッ素の化合物である不純物が生成し得る。フッ素の化合物である不純物は、フッ化水素（ＨＦ）、四フッ化炭素（ＣＦ４）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）などであってもよい。チャンバ２１０に含まれるガス中に生成した不純物は、パルスレーザ光を吸収し、又は、ガスの放電の状態を劣化させ得る。チャンバ２１０に含まれるガス中に生成した不純物によって、パルスレーザ光のエネルギが低下させられ、又は、パルスレーザ光のエネルギの安定性が劣化させられ得る。チャンバ２１０に含まれるガスにおける不純物の濃度の増加を抑制するために、不純物の少ない所定の量の新しいガスをチャンバ２１０に供給すると共に新しいガスの量と同一の量だけチャンバ２１０内のガスを排気してもよい。このように、エキシマレーザ装置１０００における部分ガス交換を行ってもよい。
【００４９】
図２は、エキシマレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【００５０】
ステップＳ１０１において、ガス制御部３１０は、部分ガス交換の準備をしてもよい。部分ガス交換の準備において、ガス供給装置３２０に含まれるバルブＦ２−Ｖ１及びバルブＢ−Ｖ１並びに排気装置３３０に含まれるバルブＥｘ−Ｖの全てを閉じてもよい。部分ガス交換の準備において、排気装置３３０に含まれる排気ポンプ３３２を動作させてもよい。
【００５１】
ステップＳ１０２において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、部分ガス交換を開始するための信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信した場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ１０３へ進んでもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信していない場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ１０２を繰り返してもよい。
【００５２】
ステップＳ１０３において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの初期の圧力（部分ガス交換前のチャンバ２１０内のガスの圧力）Ｐ１０を受信してもよい。
【００５３】
ステップＳ１０４において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へバッファガスを供給した後におけるチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１ｂを計算してもよい。
【００５４】
ステップＳ１０５において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１ｂに近づくように、バルブＢ−Ｖ１を制御してもよい。このように、チャンバ２１０へバッファガスが供給されてもよい。
【００５５】
ステップＳ１０６において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給することによるチャンバ２１０内の圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。ガス制御部３１０は、チャンバ２１０内のガスにおけるフッ素ガスの濃度が所定の濃度ＣＦ２になるように、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。たとえば、フッ素含有ガスがフッ素ガスの場合には、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２は、ΔＰ１ｂ＝Ｐ１ｂ−Ｐ１０及びΔＰ１Ｆ２＝ＣＦ２×ΔＰ１ｂ／（１−ＣＦ２）の式に従って、計算されてもよい。フッ素含有ガスが混合ガスの場合には、さらにフッ素の混合比を考慮して計算されてもよい。
【００５６】
ステップＳ１０７において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給した後におけるチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１Ｆ２を計算してもよい。圧力の目標値Ｐ１Ｆ２は、Ｐ１Ｆ２＝Ｐ１ｂ＋ΔＰ１Ｆ２の式に従って、計算されてもよい。
【００５７】
ステップＳ１０８において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１Ｆ２に近づくように、バルブＦ２−Ｖ１を制御してもよい。このように、チャンバ２１０へフッ素含有ガスが供給されてもよい。
【００５８】
ステップＳ１０９において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が初期の圧力Ｐ１０に近づくように、バルブＥｘ−Ｖを制御してもよい。このように、チャンバ２１０におけるガスの一部が外部へ排気されてもよい。
【００５９】
ステップＳ１１０において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、部分ガス交換を中止するための信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信した場合には、ガス制御部３１０は、部分ガス交換の動作を終了してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信していない場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ１０２に戻ってもよい。
【００６０】
一回の部分ガス交換によって交換されるガスの量Ｑは、Ｖがチャンバ２１０の容積であると共にＰが１気圧（１０１３ｈＰａ）である場合において、Ｑ＝（ΔＰ１ｂ＋ΔＰ１Ｆ２）×Ｖ／Ｐの式に従って、計算されてもよい。
【００６１】
このように、レーザ発振の所定のショット数又は所定の時間間隔でチャンバ２１０における所定の量Ｑのガスを交換することによって、チャンバ２１０内のガス中に生成し得る不純物の濃度の増加を抑制し得る。
【００６２】
チャンバ２１０内のガスにおける不純物の濃度の増加を抑制するために、不純物の少ない新しいガスをチャンバ２１０に供給すると共に新しいガスの量と同一の量だけチャンバ２１０内のガスを排気する場合には、ガスの消費量が増加し得る。
【００６３】
３．本開示の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
３．１  本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
図３は、本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。図３に示すレーザ装置は、図１に例示するレーザ装置と同様の構成を含んでもよい。図１に例示するレーザ装置の構成要素と同一の図３に例示するレーザ装置の構成要素には同一の参照符号を付与すると共にその構成要素についての記述を省略することにする。
【００６４】
本開示の第一の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００は、さらに、ガス精製システム４００を含んでもよい。
【００６５】
ガス精製システム４００は、ガス精製装置４１０及びガス精製制御部４２０を含んでもよい。ガス精製制御部４２０は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０から信号を受信すると共にガス制御部３１０へ信号を送信するように構成されてもよい。ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０を制御するように構成されてもよい。
【００６６】
ガス精製装置４１０は、精製カラム４１１、フィルタ４１２、循環ポンプ４１３、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）４１４、バルブＣ−Ｖ１、バルブＣ−Ｖ２、及びバルブＣ−Ｖ３を含んでもよい。ガス精製装置４１０は、バルブＣ−Ｖ１、精製カラム４１１、フィルタ４１２、循環ポンプ４１３、マスフローコントローラ４１４、及びバルブＣ−Ｖ３を接続する循環ガス配管を含んでもよい。ガス精製装置４１０は、バルブＣ−Ｖ１及び精製カラム４１１の間の配管と、循環ポンプ４１３及びマスフローコントローラ４１４の間の配管と、を接続するバイパス配管を含んでもよい。バイパス配管には、バルブＣ−Ｖ２が設けられていてもよい。
【００６７】
循環ガス配管の一方の端は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０及びガス制御システム３００に含まれる排気装置３３０に接続する配管に接続されてもよい。循環ガス配管の他方の端は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０及びガス制御システム３００に含まれるガス供給装置３２０に接続する配管に接続されてもよい。
【００６８】
精製カラム４１１、循環ポンプ４１３、マスフローコントローラ４１４、バルブＣ−Ｖ１、バルブＣ−Ｖ２、及びバルブＣ−Ｖ３は、ガス精製制御部４２０からの信号を受信するように構成されてもよい。精製カラム４１１、循環ポンプ４１３、マスフローコントローラ４１４、バルブＣ−Ｖ１、バルブＣ−Ｖ２、及びバルブＣ−Ｖ３は、ガス精製制御部４２０によって制御されるように構成されてもよい。
【００６９】
精製カラム４１１は、不図示の第一の処理塔及び不図示の第二の処理塔を含んでもよい。第一の処理塔は、フッ素ガス及びフッ素の化合物である不純物を処理する処理剤で充填されてもよい。フッ素ガス及びフッ素の化合物である不純物を処理する処理剤は、ゼオライト及び酸化カルシウムの少なくとも一つを含む処理剤であってもよい。第二の処理塔は、第一の処理塔に充填された処理剤によるフッ素ガス及びフッ素の化合物である不純物の処理によって生成される水分及び酸素の少なくとも一つを処理する処理剤で充填されてもよい。水分及び酸素の少なくとも一つを処理する処理剤は、ニッケル（Ｎｉ）系触媒、銅（Ｃｕ）系触媒、及びそれらの複合物の少なくとも一つを含む処理剤であってもよい。精製カラム４１１は、第一の処理塔及び第二の処理塔を常温より高い温度で動作させるための不図示の加熱装置（及び温度調節装置）を含んでもよい。
【００７０】
フィルタ４１２は、チャンバ２１０において一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂの間に供給されたガスの放電によって生成された粒子を捕捉するためのフィルタであってもよい。フィルタ４１２は、フッ素と反応しにくい材料で作られたフィルタであってもよい。フッ素と反応しにくい材料は、金属又はセラミックの材料であってもよい。
【００７１】
循環ポンプ４１３は、循環ガス配管を通じてガスを流動させるように構成されたポンプであってもよい。
【００７２】
マスフローコントローラ４１４は、循環ガス配管を流動するガスの質量流量を制御するように構成されたバルブであってもよい。
【００７３】
次に、本開示の第一の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００における全ガス交換の動作を説明する。
【００７４】
まず、レーザ制御部１００は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０へ全ガス交換を開始するための信号を送信してもよい。
【００７５】
次に、ガス制御部３１０は、排気装置３３０に含まれる排気ポンプ３３２を動作させてもよい。
【００７６】
次に、ガス制御部３１０及びガス精製制御部４２０は、バルブＥｘ−Ｖ、バルブＣＶ−１、バルブＣ−Ｖ２、及びバルブＣ−Ｖ３を開けてチャンバ２１０内のガス及びガス精製装置４１０に含まれる配管内のガスを排気してもよい。ガス制御部３１０及びガス精製制御部４２０は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１が真空に近い圧力になるまで、チャンバ２１０内のガス及びガス精製装置４１０に含まれる配管内のガスを排気してもよい。
【００７７】
次に、ガス制御部３１０は、バルブＥｘ−Ｖを閉じると共に排気ポンプ３３２を停止させてもよい。
【００７８】
次に、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１が所定の圧力になり、かつ、チャンバ２１０に供給されるガスの組成が所定の組成になるように、バルブＦ２−Ｖ１及びＢ−Ｖ１の開閉を制御してもよい。
【００７９】
次に、ガス精製制御部４２０は、バルブＣ−Ｖ１、バルブＣ−Ｖ２、及びバルブＣ−Ｖ３を閉じてもよい。
【００８０】
このように、チャンバ２１０及びガス精製装置４２０は、ガスで充填されてもよい。このように、エキシマレーザ装置１０００における全ガス交換を達成してもよい。
【００８１】
さらに、ガス精製制御部４２０は、精製カラム４１１を加熱（及び精製カラム４１１の温度を制御）してもよい。
【００８２】
図４は、本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【００８３】
ステップＳ２０１において、ガス精製制御部４２０は、ガスの精製の準備をしてもよい。ガスの精製の準備において、ガス精製装置４１０に含まれる循環ガス配管及びバイパス配管がガスで充填されてもよい。ガスの精製の準備において、精製カラム４１１が加熱されてもよい。ガスの精製の準備において、バルブＣ−Ｖ１、バルブＣ−Ｖ２、及びバルブＣ−Ｖ３が閉じられてもよい。
【００８４】
ステップＳ２０２において、ガス精製制御部４２０は、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、ガス制御部３１０を通じてガス精製制御部４２０へガスの精製を開始するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部４２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部４２０は、ステップＳ２０３へ進んでもよい。ガス精製制御部４２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部４２０は、ステップＳ２０２を繰り返してもよい。
【００８５】
ステップＳ２０３において、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれる循環ポンプ４１３を動作させてもよい。
【００８６】
ステップＳ２０４において、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれるマスフローコントローラ４１４によって制御されるガスの流量Ｌを設定してもよい。マスフローコントローラ４１４によって制御されるガスの流量Ｌの設定は、ガス精製制御部４２０からマスフローコントローラ４１４への流量Ｌを送信することによって行われてもよい。
【００８７】
ステップＳ２０５において、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれるバルブＣ−Ｖ１を開けてもよい。
【００８８】
ステップＳ２０６において、ガス精製制御部４２０は、所定の時間Ｔ１の間待機してもよい。ガス精製制御部４２０が所定の時間Ｔ１の間待機することで、ガス精製装置４１０に含まれる循環ガス配管内のガスの圧力が、チャンバ２１０内のガスの圧力と略同一になってもよい。
【００８９】
ステップＳ２０７において、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれるバルブＣ−Ｖ２を開けると共にバルブＣ−Ｖ１を閉じてもよい。
【００９０】
ステップＳ２０８において、ガス精製制御部４２０は、所定の時間Ｔ２の間待機してもよい。ガス精製制御部４２０が所定の時間Ｔ２の間待機することで、ガス精製装置４１０に含まれるガスは、循環ガス配管及びバイパス配管を循環すると共に精製カラム４１１及びフィルタ４１２によってより有効に精製されてもよい。
【００９１】
ステップＳ２０９において、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれるバルブＣ−Ｖ２を閉じると共に、ガス精製装置４１０に含まれるバルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３を開けてもよい。
【００９２】
ステップＳ２１０において、ガス精製制御部４２０は、所定の時間Ｔ３の間待機してもよい。ガス精製制御部４２０が所定の時間Ｔ３の間待機する間に、循環ポンプ４１３及びマスフローコントローラ４１４は、精製カラム４１１及びフィルタ４１２によって精製されたガスを、循環ガス配管を通じて流量Ｌでチャンバ２１０へ供給してもよい。
【００９３】
ステップＳ２１１において、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれるバルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３を閉じてもよい。
【００９４】
ステップＳ２１２において、ガス精製制御部４２０は、チャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂを計算してもよい。チャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂは、Ｑｂ＝Ｌ×Ｔ３の式に従って、計算されてもよい。ガス精製制御部４２０は、ガス制御部３１０を通じてレーザ制御部１００へ、チャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂを送信してもよい。
【００９５】
ステップＳ２１３において、ガス精製制御部４２０は、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、ガス制御部３１０を通じてガス精製制御部４２０へガスの精製を中止するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部４２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部４２０は、ガス精製装置４１０に含まれるステップＳ２１４において循環ポンプ４１３を停止させてもよい。そして、ガスの精製の動作を終了してもよい。ガス精製制御部４２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部４２０は、ステップＳ２０５に戻ってもよい。
【００９６】
図５は、本開示の第一の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【００９７】
ステップＳ３０１において、ガス制御部３１０は、部分ガス交換の準備をしてもよい。部分ガス交換の準備において、ガス供給装置３２０に含まれるバルブＦ２−Ｖ１及びバルブＢ−Ｖ１並びに排気装置３３０に含まれるバルブＥｘ−Ｖの全てを閉じてもよい。部分ガス交換の準備において、排気装置３３０に含まれる排気ポンプ３３２を動作させてもよい。
【００９８】
ステップＳ３０２において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂのデータをレーザ制御部１００から受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、ガス精製制御部４２０から受信したチャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂをガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００からチャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂのデータを受信した場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ３０３へ進んでもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００からチャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂのデータを受信していない場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ３０２を繰り返してもよい。
【００９９】
ステップＳ３０３において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００から受信したチャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂを読み出してもよい。完全に又は実質的にフッ素ガスを含まない精製されたガスがチャンバ２１０へ供給された場合には、チャンバ２１０内のガスにおけるフッ素の濃度は、低減され得る。チャンバ２１０内のガスにおけるフッ素の濃度の低減を抑制するために、チャンバ２１０へ供給された精製されたガスの量Ｑｂに依存して、フッ素含有ガス供給源３１００からチャンバ２１０内にフッ素含有ガスを供給（補充）してもよい。
【０１００】
ステップＳ３０４において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの初期の圧力（部分ガス交換前のチャンバ２１０内のガスの圧力）Ｐ１０を受信してもよい。
【０１０１】
ステップＳ３０５において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給することによるチャンバ２１０内の圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。ガス制御部３１０は、チャンバ２１０内のガスにおけるフッ素ガスの濃度が所定の濃度ＣＦ２になるように、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。たとえば、フッ素含有ガスがフッ素ガスの場合には、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２は、Ｖがチャンバ２１０の容積として、ΔＰ１Ｆ２＝ＣＦ２×（Ｑｂ／Ｖ）／（１−ＣＦ２）の式に従って、計算されてもよい。フッ素含有ガスが混合ガスの場合には、さらにフッ素の混合比を考慮して計算されてもよい。
【０１０２】
ステップＳ３０６において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給した後におけるチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１Ｆ２を計算してもよい。圧力の目標値Ｐ１Ｆ２は、Ｐ１Ｆ２＝Ｐ１０＋Ｑｂ／Ｖ＋ΔＰ１Ｆ２の式に従って、計算されてもよい。
【０１０３】
ステップＳ３０７において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１Ｆ２に近づくように、バルブＦ２−Ｖ１を制御してもよい。このように、チャンバ２１０へフッ素含有ガスが供給されてもよい。
【０１０４】
ステップＳ３０８において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が初期の圧力Ｐ１０に近づくように、バルブＥｘ−Ｖを制御してもよい。このように、チャンバ２１０におけるガスの一部が外部へ排気されてもよい。
【０１０５】
ステップＳ３０９において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、部分ガス交換を中止するための信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信した場合には、ガス制御部３１０は、部分ガス交換の動作を終了してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信していない場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ３０２に戻ってもよい。
【０１０６】
本開示の第一の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００においては、チャンバ２１０へ供給される精製されたガスの量を得るために、マスフローコントローラ４１４を用いたが、マスフローコントローラ４１４の代わりに、流量計を設けてもよい。
【０１０７】
このように、本開示の第一の実施形態に係るレーザ装置１０００によれば、チャンバ２１０内のガスの一部を精製すると共にチャンバ２１０へ精製されたガスを供給し得る。このように、本開示の第一の実施形態に係るレーザ装置１０００によれば、バッファガス供給源３２００からチャンバ２１０へ送られるガスの量を低減し得る。
【０１０８】
３．２  本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
図６は、本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。図６に示すレーザ装置は、図１に例示するレーザ装置と同様の構成を含んでもよい。図１に例示するレーザ装置の構成要素と同一の図６に例示するレーザ装置の構成要素には同一の参照符号を付与すると共にその構成要素についての記述を省略することにする。  本開示の第二の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００は、さらに、ガス精製システム５００を含んでもよい。
【０１０９】
ガス精製システム５００は、ガス精製装置５１０及びガス精製制御部５２０を含んでもよい。ガス精製制御部５２０は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０から信号を受信すると共にガス制御部３１０へ信号を送信するように構成されてもよい。ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０から信号を受信すると共にガス精製装置５１０へ信号を送信するように構成されてもよい。
【０１１０】
ガス精製装置５１０は、精製カラム５１１、第一のフィルタ５１２、第一のタンク５１３、第一の圧力センサ５１４、昇圧ポンプ５１５、第二のフィルタ５１６、第二のタンク５１７、第二の圧力センサ５１８、及びピュリファイヤ５１９、バルブＣ−Ｖ１、及びバルブＣ−Ｖ３を含んでもよい。ガス精製装置５１０は、バルブＣ−Ｖ１、精製カラム５１１、第一のフィルタ５１２、第一のタンク５１３、昇圧ポンプ５１５、第二のフィルタ５１６、第二のタンク５１７、ピュリファイヤ５１９、及びバルブＣ−Ｖ３を接続する循環ガス配管を含んでもよい。
【０１１１】
循環ガス配管の一方の端は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０及びガス制御システム３００に含まれる排気装置３３０に接続する配管に接続されてもよい。循環ガス配管の他方の端は、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０及びガス制御システム３００に含まれるガス供給装置３２０に接続する配管に接続されてもよい。
【０１１２】
精製カラム５１１及び昇圧ポンプ５１５は、ガス精製制御部５２０からの信号を受信するように構成されてもよい。精製カラム５１１及び昇圧ポンプ５１５は、ガス精製制御部５２０によって制御されるように構成されてもよい。
【０１１３】
第一の圧力センサ５１４及び第二の圧力センサ５１８は、ガス精製制御部５２０へ測定された圧力の信号を送信するように構成されてもよい。
【０１１４】
バルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０からの信号を受信するように構成されてもよい。バルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０によって制御されるように構成されてもよい。
【０１１５】
精製カラム５１１は、不図示の第一の処理塔及び不図示の第二の処理塔を含んでもよい。第一の処理塔は、フッ素ガス及びフッ素の化合物である不純物を処理する処理剤で充填されてもよい。フッ素ガス及びフッ素の化合物である不純物を処理する処理剤は、ゼオライト及び酸化カルシウムの少なくとも一つを含む処理剤であってもよい。第二の処理塔は、第一の処理塔に充填された処理剤によるフッ素ガス及びフッ素の化合物である不純物の処理によって生成される水分及び酸素の少なくとも一つを処理する処理剤で充填されてもよい。水分及び酸素の少なくとも一つを処理する処理剤は、ニッケル（Ｎｉ）系触媒、銅（Ｃｕ）系触媒、及びそれらの複合物の少なくとも一つを含む処理剤であってもよい。精製カラム５１１は、第一の処理塔及び第二の処理塔を常温より高い温度で動作させるための不図示の加熱装置（及び温度調節装置）を含んでもよい。
【０１１６】
第一のフィルタ５１２及び第二のフィルタ５１６の各々は、チャンバ２１０において一対の放電電極２１１ａ，２１１ｂの間に供給されたガスの放電によって生成された粒子を捕捉するためのフィルタであってもよい。第一のフィルタ５１２及び第二のフィルタ５１６の各々は、フッ素と反応しにくい材料で作られたフィルタであってもよい。フッ素と反応しにくい材料は、金属又はセラミックの材料であってもよい。
【０１１７】
第一のタンク５１３は、精製カラム５１１及び第一のフィルタによって精製されたガスを収容するように構成された容器であってもよい。第一のタンク５１３の容積は、５リットル以上１５リットル以下であってもよい。
【０１１８】
第一の圧力センサ５１４は、第一のタンク５１３に収容された精製されたガスの圧力を測定するように構成されてもよい。第一の圧力センサ５１４は、第一のタンク５１３に設けられてもよい。第一の圧力センサ５１４は、測定されたガスの圧力の信号をガス精製制御部５２０へ送信するように構成されてもよい。
【０１１９】
第二のタンク５１７は、第一のタンク５１３から昇圧ポンプ５１５によって送られる精製されたガスを収容するように構成された容器であってもよい。第二のタンク５１７の容積は、５リットル以上１５リットル以下であってもよい。
【０１２０】
第二の圧力センサ５１８は、第二のタンク５１７に収容された精製されたガスの圧力を測定するように構成されてもよい。第二の圧力センサ５１８は、第二のタンク５１７に設けられてもよい。第二の圧力センサ５１８は、測定されたガスの圧力の信号をガス精製制御部５２０へ送信するように構成されてもよい。
【０１２１】
昇圧ポンプ５１５は、循環ガス配管を通じてガスを流動させるように構成されたポンプであってもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３及び第二のタンク５１７の間に設けられてもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３から第二のタンク５１７までガスを送るように構成されてもよい。昇圧ポンプ５１５は、ガス精製制御部５２０からの信号を受信すると共にガス精製制御部５２０によって制御されてもよい。
【０１２２】
ピュリファイヤ５１９は、循環ガス配管に含まれたガスの精製剤としてのメタルゲッターを含むメタルフィルタであってもよい。
【０１２３】
次に、本開示の第二の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００における全ガス交換の動作を説明する。
【０１２４】
まず、レーザ制御部１００は、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０へ全ガス交換を開始するための信号を送信してもよい。
【０１２５】
次に、ガス制御部３１０は、排気装置３３０に含まれる排気ポンプ３３２を動作させてもよい。
【０１２６】
次に、ガス制御部３１０は、バルブＥｘ−Ｖ、バルブＣ−Ｖ１、及びバルブＣ−Ｖ３を開けてチャンバ２１０内のガス及びガス精製装置５１０に含まれる配管内のガスを排気してもよい。ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１が真空に近い圧力になるまで、チャンバ２１０内のガス及びガス精製装置５１０に含まれる配管内のガスを排気してもよい。
【０１２７】
次に、ガス制御部３１０は、バルブＥｘ−Ｖを閉じると共に排気ポンプ３３２を停止させてもよい。ガス制御部３１０は、バルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３を閉じてもよい。
【０１２８】
次に、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１が所定の圧力になり、かつ、チャンバ２１０に供給されるガスの組成が所定の組成になるように、バルブＦ２−Ｖ１及びＢ−Ｖ１の開閉を制御してもよい。
【０１２９】
このように、チャンバ２１０は、ガスで充填されてもよい。ガス精製装置５２０は、完全に又は実質的に真空の状態にあってもよい。このように、本開示の第二の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００における全ガス交換を達成してもよい。
【０１３０】
さらに、ガス精製制御部５２０は、精製カラム５１１を加熱（及び精製カラム５１１の温度を制御）してもよい。
【０１３１】
図７は、本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【０１３２】
ステップＳ４０１において、ガス精製制御部５２０は、ガスの精製の準備をしてもよい。ガスの精製の準備において、ガス精製装置５１０に含まれる循環ガス配管がガスで充填されてもよい。ガスの精製の準備において、精製カラム５１１が加熱されてもよい。ガスの精製の準備において、バルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３が閉じられてもよい。
【０１３３】
ステップＳ４０２において、ガス精製制御部５２０は、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、ガス制御部３１０を通じてガス精製制御部５２０へガスの精製を開始するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部５２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ４０３へ進んでもよい。ガス精製制御部５２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ４０２を繰り返してもよい。
【０１３４】
ステップＳ４０３において、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０は、必要に応じて、バルブＣ−Ｖ１の開閉を制御することで、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０内のガスをガス精製装置５１０に導入してもよい。ガス精製装置５１０に導入されるチャンバ２１０内のガスは、ガス精製装置５１０に含まれる精製カラム５１１及び第一のフィルタ５１２によって精製されてもよい。精製されたガスは、ガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３へ供給されてもよい。
【０１３５】
ステップＳ４０４において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０に含まれる昇圧ポンプ５１５を制御してもよい。ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０に含まれる第一の圧力センサ５１４によって測定された、ガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２を受信してもよい。昇圧ポンプ５１５は、ガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が所定の圧力の範囲内にあるように、制御されてもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２ｍｉｎ≦Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘを満たすように、制御されてもよい。Ｐ２ｍｉｎは、大気圧（１０１３ｈＰａ）であってもよい。Ｐ２ｍａｘは、大気圧よりも高い圧力（例えば、１３００ｈＰａ）であってもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３に収容されたガスを第二のタンク５１７へ送るように構成されてもよい。第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２ｍｉｎ≦Ｐ２を満たすことで、昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３に収容されたガスを第二のタンク５１７へより効率的に送り得る。第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘを満たすことで、チャンバ２１０内のガスの一部をガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３へより効率的に送り得る。
【０１３６】
ステップＳ４０５において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０に含まれる第二の圧力センサ５１８によって測定された、ガス精製装置５１０に含まれる第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３を受信してもよい。
【０１３７】
ステップＳ４０６において、ガス精製制御部５２０は、第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上であるか否かについて判断してもよい。所定の圧力Ｐ３ｒｅｇは、バッファガスを供給する配管に設けられたレギュレータによって示される圧力（例えば、５０００ｈＰａ以上５７００ｈＰａ以下）であってもよい。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上である場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ４０７に進んでもよい。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上である場合には、第二のタンク５１７内のガスをチャンバ２１０へより効率的に送り得る。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上ではない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ４０３に戻ってもよい。
【０１３８】
ステップＳ４０７において、ガス精製制御部５２０は、チャンバ２１０への精製されたガスの供給を許可する信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。
【０１３９】
ステップＳ４０８において、ガス制御システム３００に含まれるガス制御部３１０は、必要に応じて、バルブＣ−Ｖ３の開閉を制御することで、レーザ発振システム２００に含まれるチャンバ２１０内にガス精製装置５１０内の精製されたガスを導入してもよい。
【０１４０】
ステップＳ４０９において、ガス精製制御部５２０は、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、ガス制御部３１０を通じてガス精製制御部５２０へガスの精製を中止するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部５２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部５２０は、ガスの精製の動作を終了してもよい。ガス精製制御部５２０が、レーザ制御部１００からガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ４０３に戻ってもよい。
【０１４１】
図８は、本開示の第二の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【０１４２】
ステップＳ５０１において、ガス制御部３１０は、部分ガス交換の準備をしてもよい。部分ガス交換の準備において、ガス供給装置３２０に含まれるバルブＦ２−Ｖ１及びバルブＢ−Ｖ１並びに排気装置３３０に含まれるバルブＥｘ−Ｖの全てを閉じてもよい。部分ガス交換の準備において、必要に応じてバルブＣ−Ｖ１を開けることで第二のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ３を増加させてもよい。
【０１４３】
ステップＳ５０２において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信したか否か、及び、ガス精製制御部５２０からチャンバ２１０への精製されたガスの供給を許可する信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、部分ガス交換を開始するための信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス精製制御部５２０は、第二の圧力センサ５１８によって測定された圧力Ｐ３の値に基づいて、チャンバ２１０への精製されたガスの供給を許可する信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号及びガス精製制御部５２０からチャンバ２１０への精製されたガスの供給を許可する信号の両方を受信した場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ５０３へ進んでもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号及びガス精製制御部５２０からチャンバ２１０への精製されたガスの供給を許可する信号の少なくとも一方を受信していない場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ５０２を繰り返してもよい。
【０１４４】
ステップＳ５０３において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの初期の圧力（部分ガス交換前のチャンバ２１０内のガスの圧力）Ｐ１０を受信してもよい。
【０１４５】
ステップＳ５０４において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へ精製されたガスを供給した後におけるチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１ｂを計算してもよい。
【０１４６】
ステップＳ５０５において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１ｂに近づくように、バルブＣ−Ｖ３を制御してもよい。このように、ガス精製装置５１０からチャンバ２１０へ精製されたガスが供給されてもよい。
【０１４７】
ステップＳ５０６において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給することによるチャンバ２１０内の圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。ガス制御部３１０は、チャンバ２１０内のガスにおけるフッ素ガスの濃度が所定の濃度ＣＦ２になるように、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。たとえば、フッ素含有ガスがフッ素ガスの場合には、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２は、ΔＰ１ｂ＝Ｐ１ｂ−Ｐ１０及びΔＰ１Ｆ２＝ＣＦ２×ΔＰ１ｂ／（１−ＣＦ２）の式に従って、計算されてもよい。フッ素含有ガスが混合ガスの場合には、さらにフッ素の混合比を考慮して計算されてもよい。
【０１４８】
ステップＳ５０７において、ガス制御部３１０は、チャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給した後におけるチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１Ｆ２を計算してもよい。圧力の目標値Ｐ１Ｆ２は、Ｐ１Ｆ２＝Ｐ１ｂ＋ΔＰ１Ｆ２の式に従って、計算されてもよい。
【０１４９】
ステップＳ５０８において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１Ｆ２に近づくように、バルブＦ２−Ｖ１を制御してもよい。このように、チャンバ２１０へフッ素含有ガスが供給されてもよい。
【０１５０】
ステップＳ５０９において、ガス制御部３１０は、チャンバ圧力センサ２１５からチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が初期の圧力Ｐ１０に近づくように、バルブＣ−Ｖ１を制御してもよい。このように、チャンバ２１０におけるガスの一部がガス精製装置５１０へ導入されてもよい。
【０１５１】
ステップＳ５１０において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。レーザ制御部１００は、チャンバ圧力センサ２１５によって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、部分ガス交換を中止するための信号をガス制御部３１０へ送信してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信した場合には、ガス制御部３１０は、部分ガス交換の動作を終了してもよい。ガス制御部３１０が、レーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信していない場合には、ガス制御部３１０は、ステップＳ５０２に戻ってもよい。
【０１５２】
このように、本開示の第二の実施形態に係るレーザ装置１０００によれば、チャンバ２１０内のガスの一部を精製すると共にチャンバ２１０へ精製されたガスを供給し得る。このように、本開示の第二の実施形態に係るレーザ装置１０００によれば、バッファガス供給源３２００からチャンバ２１０へ送られるガスの量を低減し得る。
【０１５３】
３．３  本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
図９は、本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。図９に示すレーザ装置は、図６に例示するレーザ装置と同様の構成を含んでもよい。図６に例示するレーザ装置の構成要素と同一の図９に例示するレーザ装置の構成要素には同一の参照符号を付与すると共にその構成要素についての記述を省略することにする。
【０１５４】
本開示の第三の実施形態に係るレーザ装置は、第一のエキシマレーザ装置１００１及び第二のエキシマレーザ装置１００２のような複数のエキシマレーザ装置を含んでもよい。
【０１５５】
ガス精製システム５００の循環ガス配管の一方の端は、複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のバルブＣ−Ｖ１を通じて、複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のチャンバ２１０及び複数の排気装置３３０を接続する複数の配管に接続されてもよい。
【０１５６】
ガス精製システム５００の循環ガス配管の他方の端は、バッファガス供給源３２００と複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のガス供給装置３２０とを接続する配管に接続されてもよい。バッファガス供給源３２００と複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のガス供給装置３２０とを接続する配管は、本開示における共通配管に相当し得る。ガス精製装置５１０によって精製されたガスは、バッファガス供給源３２００についてのレギュレータの圧力と完全に又は実質的に同一の圧力でガス精製装置５１０から供給されてもよい。それによって、一つのガス精製装置５１０によって複数のエキシマレーザ装置に精製されたガスを供給し得る。
【０１５７】
フッ素含有ガス供給源３１００及びバッファガス供給源３２００は、複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のガス供給装置３２０に接続されてもよい。
【０１５８】
本開示の第三の実施形態に係るレーザ装置においては、ガス精製システム５００は、さらに酸素濃度計６００を含んでもよい。酸素濃度計６００は、ガス精製システム５００の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素の濃度を測定するように構成されたものであってもよい。酸素濃度計６００は、ガス精製システム５００の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素の濃度のデータをガス精製制御部５２０へ送信するように構成されてもよい。
【０１５９】
本開示の第三の実施形態に係るレーザ装置においては、複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のガス供給装置３２０に接続されたガス精製システム５００の循環ガス配管とバッファガス供給源３２００に設けられたレギュレータとの間における配管にバルブＢ−Ｖ２を設けてもよい。
【０１６０】
複数のエキシマレーザ装置における複数のバルブＣ−Ｖ１は、複数のエキシマレーザ装置における複数のガス制御部３１０によって制御されてもよい。
【０１６１】
ガス精製制御部５２０は、複数のエキシマレーザ装置に含まれるレーザ制御部１００を通じて、複数のガス制御部３１０と信号の送信及び受信の少なくとも一方を行ってもよい。
【０１６２】
次に、本開示の第三の実施形態に係るエキシマレーザ装置１０００におけるガス精製装置５１０の循環ガス配管についての排気の動作を説明する。
【０１６３】
まず、ガス精製制御部５２０は、バルブＣ−Ｖ３を閉めると共に複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のレーザ制御部１００及び複数のガス制御部３１０を通じて、複数のエキシマレーザ装置に含まれる複数のバルブＣ−Ｖ１を閉めてもよい。
【０１６４】
次に、ガス精製装置５１０の循環ガス配管に接続された不図示の排気ポンプを動作させることで、第一の圧力センサ５１４及び第二の圧力センサ５１８によって測定された圧力が真空に近い圧力になるまで、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を排気してもよい。このように、ガス精製装置の循環ガス配管は、真空に近い状態になり得る。
【０１６５】
図１０は、本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【０１６６】
ステップＳ６０１において、ガス精製制御部５２０は、ガスの精製の準備をしてもよい。ガスの精製の準備において、ガス精製装置５１０に含まれる循環ガス配管がガスで充填されてもよい。ガスの精製の準備において、精製カラム５１１が加熱されてもよい。ガスの精製の準備において、バルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３が閉じられてもよい。
【０１６７】
ステップＳ６０２において、ガス精製制御部５２０は、各々のエキシマレーザ装置に含まれるレーザ制御部１００から各々のエキシマレーザ装置に含まれるガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。各々のレーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、各々のガス制御部３１０を通じてガス精製制御部５２０へガスの精製を開始するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６０３へ進んでもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６０２を繰り返してもよい。
【０１６８】
ステップＳ６０３において、ガス精製制御部５２０は、バルブＢ−Ｖ２を開くと共にバルブＣ−Ｖ３を閉じてもよい。すなわち、複数のガス制御部３１０のいずれかが部分ガス交換を行う場合に、バッファガス供給源３２００から各々のチャンバ２１０へバッファガスが供給されるように準備をしてもよい。
【０１６９】
ステップＳ６０４において、各々のガス制御部３１０は、必要に応じて、各々のバルブＣ−Ｖ１の開閉を制御することで、各々のチャンバ２１０内のガスをガス精製装置５１０に導入してもよい。ガス精製装置５１０に導入される各々のチャンバ２１０内のガスは、ガス精製装置５１０に含まれる精製カラム５１１及び第一のフィルタ５１２によって精製されてもよい。精製されたガスは、ガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３へ供給されてもよい。
【０１７０】
ステップＳ６０５において、ガス精製制御部５２０は、昇圧ポンプ５１５を制御してもよい。ガス精製制御部５２０は、第一の圧力センサ５１４によって測定された、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２を受信してもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が所定の圧力の範囲内にあるように、制御されてもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２ｍｉｎ≦Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘを満たすように、制御されてもよい。Ｐ２ｍｉｎは、大気圧（１０１３ｈＰａ）であってもよい。Ｐ２ｍａｘは、大気圧よりも高い圧力（例えば、１３００ｈＰａ）であってもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３に収容されたガスを第二のタンク５１７へ送るように構成されてもよい。第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２ｍｉｎ≦Ｐ２を満たすことで、昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３に収容されたガスを第二のタンク５１７へより効率的に送り得る。第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘを満たすことで、各々のチャンバ２１０内のガスの一部をガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３へより効率的に送り得る。
【０１７１】
ステップＳ６０６において、ガス精製制御部５２０は、第二の圧力センサ５１８によって測定された、第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３を受信してもよい。
【０１７２】
ステップＳ６０７において、ガス精製制御部５２０は、第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上であるか否かについて判断してもよい。所定の圧力Ｐ３ｒｅｇは、バッファガスを供給する配管に設けられたレギュレータによって示される圧力（例えば、５０００ｈＰａ以上５７００ｈＰａ以下）であってもよい。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上である場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６０８に進んでもよい。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上である場合には、第二のタンク５１７内のガスを各々のチャンバ２１０へより効率的に送り得る。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上ではない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６０３に戻ってもよい。
【０１７３】
ステップＳ６０８において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製制御部５２０に含まれる酸素濃度計６００によって測定された、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃを酸素濃度計６００から受信してもよい。
【０１７４】
ステップＳ６０９において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下であるか否かについて判断してもよい。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下である場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６１０に進んでもよい。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下である場合には、精製カラム５１１が正常に機能し得る。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下ではない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６１１に進んでもよい。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下ではない場合には、精製カラム５１１が必ずしも正常に機能し得ない。
【０１７５】
ステップＳ６１０において、ガス精製制御部５２０は、バルブＢ−Ｖ２を閉じると共にバルブＣ−Ｖ３を開けてもよい。すなわち、複数のガス制御部３１０のいずれかが部分ガス交換を行う場合に、ガス精製装置５１０から各々のチャンバ２１０へ、ガス精製装置５１０によって精製されたガスが供給されるように準備をしてもよい。ステップＳ６１０の後、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６１２に進んでもよい。
【０１７６】
ステップＳ６１１において、ガス精製制御部５２０は、各々のレーザ制御部１００へ、精製カラム５１１の再生又は交換のための信号又は精製カラム５１１によるガスの精製が困難又は不可能であることを示すための信号を出力してもよい。ステップＳ６１１において、精製カラム５１１の再生又は交換を行ってもよい。
【０１７７】
ステップＳ６１２において、各々のガス制御部３１０は、必要に応じて、各々のバルブＢ−Ｖ１の開閉を制御することで、ガス精製装置５１０によって精製されたガスを各々のチャンバ２１０に導入してもよい。
【０１７８】
ステップＳ６１３において、ガス精製制御部５２０は、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。各々のレーザ制御部１００は、不図示のチャンバ圧力センサによって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、各々のガス制御部３１０を通じてガス精製制御部５２０へガスの精製を中止するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部５２０は、ガスの精製の動作を終了してもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ６０４に戻ってもよい。
【０１７９】
図１１は、本開示の第三の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。
【０１８０】
ステップＳ７０１において、各々のガス制御部３１０は、部分ガス交換の準備をしてもよい。部分ガス交換の準備において、各々のガス供給装置３２０に含まれるバルブＦ２−Ｖ１及びバルブＢ−Ｖ１、各々の排気装置３３０に含まれるバルブＥｘ−Ｖ、並びに、各々のバルブＣ−Ｖ１の全てを閉じてもよい。部分ガス交換の準備において、各々の排気装置３３０に含まれる各々の排気ポンプ３３２を動作させてもよい。
【０１８１】
ステップＳ７０２において、各々のガス制御部３１０は、各々のレーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。各々のレーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、部分ガス交換を開始するための信号を各々のガス制御部３１０へ送信してもよい。各々のガス制御部３１０が、各々のレーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信した場合には、各々のガス制御部３１０は、ステップＳ７０３へ進んでもよい。各々のガス制御部３１０が、各々のレーザ制御部１００から部分ガス交換を開始するための信号を受信していない場合には、各々のガス制御部３１０は、ステップＳ７０２を繰り返してもよい。
【０１８２】
ステップＳ７０３において、各々のガス制御部３１０は、各々の圧力センサから各々のチャンバ２１０内のガスの初期の圧力（部分ガス交換前の各々のチャンバ２１０内のガスの圧力）Ｐ１０を受信してもよい。
【０１８３】
ステップＳ７０４において、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０へバッファガス又は精製されたガスを供給した後における各々のチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１ｂを計算してもよい。
【０１８４】
ステップＳ７０５において、各々のガス制御部３１０は、各々の圧力センサから各々のチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１ｂに近づくように、各々のバルブＢ−Ｖ１を制御してもよい。このとき、上述のステップＳ６０３において説明されたようにバルブＢ−Ｖ２が開かれバルブＣ−Ｖ３が閉じられている場合は、バッファガス供給源３２００から各々のチャンバ２１０へバッファガスが供給されてもよい。あるいは、上述のステップＳ６１０において説明されたようにバルブＢ−Ｖ２が閉じられバルブＣ−Ｖ３が開かれている場合は、ガス精製装置５１０から各々のチャンバ２１０へ精製されたガスが供給されてもよい。このように、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０へバッファガス又は精製されたガスが供給されるようにしてもよい。
【０１８５】
ステップＳ７０６において、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給することによる各々のチャンバ２１０内の圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０内のガスにおけるフッ素ガスの濃度が所定の濃度ＣＦ２になるように、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２を計算してもよい。たとえば、フッ素含有ガスがフッ素ガスの場合には、圧力上昇の目標値ΔＰ１Ｆ２は、ΔＰ１ｂ＝Ｐ１ｂ−Ｐ１０及びΔＰ１Ｆ２＝ＣＦ２×ΔＰ１ｂ／（１−ＣＦ２）の式に従って、計算されてもよい。フッ素含有ガスが混合ガスの場合には、さらにフッ素の混合比を考慮して計算されてもよい。
【０１８６】
ステップＳ７０７において、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０へフッ素含有ガスを供給した後における各々のチャンバ２１０内のガスの圧力の目標値Ｐ１Ｆ２を計算してもよい。圧力の目標値Ｐ１Ｆ２は、Ｐ１Ｆ２＝Ｐ１ｂ＋ΔＰ１Ｆ２の式に従って、計算されてもよい。
【０１８７】
ステップＳ７０８において、各々のガス制御部３１０は、各々の圧力センサから各々のチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が目標値Ｐ１Ｆ２に近づくように、各々のバルブＦ２−Ｖ１を制御してもよい。このように、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０へフッ素含有ガスが供給されるようにしてもよい。
【０１８８】
ステップＳ７０９において、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ圧力センサ２１５から各々のチャンバ２１０内のガスの圧力Ｐ１を受信すると共に、圧力Ｐ１が初期の圧力Ｐ１０に近づくように、各々のバルブＣ−Ｖ１を制御してもよい。このように、各々のガス制御部３１０は、各々のチャンバ２１０におけるガスの一部をガス精製装置５１０へ導入してもよい。
【０１８９】
ステップＳ７１０において、各々のガス制御部３１０は、各々のレーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。各々のレーザ制御部１００は、各々の圧力センサによって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、部分ガス交換を中止するための信号を各々のガス制御部３１０へ送信してもよい。各々のガス制御部３１０が、各々のレーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信した場合には、各々のガス制御部３１０は、部分ガス交換の動作を終了してもよい。各々のガス制御部３１０が、各々のレーザ制御部１００から部分ガス交換を中止するための信号を受信していない場合には、各々のガス制御部３１０は、ステップＳ７０２に戻ってもよい。
【０１９０】
３．４  本開示の第四の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
図１２は、本開示の第四の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。図１２に示すレーザ装置は、図９に例示するレーザ装置と同様の構成を含んでもよい。図９に例示するレーザ装置の構成要素と同一の図１２に例示するレーザ装置の構成要素には同一の参照符号を付与すると共にその構成要素についての記述を省略することにする。
【０１９１】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置においては、フッ素含有ガス供給源の代わりにフッ素及び少量のキセノンを含有するガス供給源３３００が使用されてもよい。ガス供給源３３００は、各々のガス供給装置３２０を通じて各々のチャンバ２１０へ、フッ素及び少量のキセノンを含有するガスを供給してもよい。フッ素及び少量のキセノンを含有するガスは、フッ素、アルゴン、ネオン、及びキセノンの混合ガスであってもよい。フッ素及び少量のキセノンを含有するガスは、フッ素、クリプトン、ネオン、及びキセノンの混合ガスであってもよい。
【０１９２】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置においては、バッファガス供給源の代わりに少量のキセノンを含有するバッファガス供給源３４００が使用されてもよい。バッファガス供給源３４００は、各々のガス供給装置３２０を通じて各々のチャンバ２１０へ、少量のキセノンを含有するバッファガスを供給してもよい。少量のキセノンを含有するバッファガスは、アルゴン、ネオン、及びキセノンの混合ガスであってもよい。少量のキセノンを含有するバッファガスは、クリプトン、ネオン、及びキセノンの混合ガスであってもよい。
【０１９３】
フッ素及び少量のキセノンを含有するガス及び少量のキセノンを含有するバッファガスのような少量のキセノンを含有するガスを使用すると、各々のチャンバ２１０における一対の放電電極の間に供給されたガスの放電が安定化され得る。少量のキセノンを含有するガスにおけるキセノンの濃度は、約１０ｐｐｍであってもよい。
【０１９４】
一方、キセノンは、Ｘｅ＋Ｆ２→ＸｅＦ２の式に従って、フッ素と反応することでＸｅＦ２を生成し得る。キセノン及びフッ素の反応によって生成されたＸｅＦ２は、金属の表面に吸着されて各々のチャンバ２１０に供給されたガスにおけるキセノンの濃度を低減し得る。ガス精製システム５００に含まれる精製カラム５１１、第一のフィルタ５１２、及び第二のフィルタ５１６は、より多い表面積を備えた金属の表面を含むので、ＸｅＦ２は、精製カラム５１１、第一のフィルタ５１２、及び第二のフィルタ５１６に吸着され得る。このように、各々のチャンバ２１０に供給されたガスの一部をガス精製システム５００によって精製すると、各々のチャンバ２１０に供給されるガスにおけるキセノンの濃度が低減され得る。各々のチャンバ２１０に供給されるガスにおけるキセノンの濃度が低減されると、レーザ装置のバースト運転の時に初期のパルスレーザ光のエネルギが低減され得る。レーザ装置のバースト運転は、所定の繰り返し周波数でレーザ発振を実行すると共に所定の時間間隔でレーザ発振を中止することを繰り返すようなものであってもよい。
【０１９５】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置には、さらに、多量のキセノンを含有するバッファガス供給源３５００が使用されてもよい。バッファガス供給源３５００は、各々のガス供給装置３２０を通じて各々のチャンバ２１０へ、多量のキセノンを含有するバッファガスを供給してもよい。多量のキセノンを含有するバッファガスは、アルゴン、ネオン、及びキセノンの混合ガスであってもよい。多量のキセノンを含有するバッファガスは、クリプトン、ネオン、及びキセノンの混合ガスであってもよい。
【０１９６】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置におけるガス精製システム５００は、さらに、バルブＸｅ−Ｖ１を含んでもよい。バルブＸｅ−Ｖ１は、ガス精製システム５００から各々のガス供給装置３２０に精製されたガスを供給する配管に、多量のキセノンを含有するバッファガス供給源３５００からの多量のキセノンを含有するバッファガスを供給するように設けられてもよい。ガス精製制御部５２０は、バルブＸｅ−Ｖ１に信号を送信すると共に、バルブＸｅ−Ｖ１は、ガス精製制御部５２０からの信号を受信すると共にガス精製制御部５２０によって制御されてもよい。
【０１９７】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置におけるガス精製装置５１０は、さらに、キセノン濃度計７００を含んでもよい。キセノン濃度計７００は、ガス精製システム５００によって精製されたガスにおけるキセノンの濃度を測定するように構成されてもよい。キセノン濃度計７００は、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＳ−ＭＳ）であってもよい。キセノン濃度計７００は、精製されたガスにおけるキセノンの濃度をガス精製制御部５２０へ送信するように構成されてもよい。
【０１９８】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置において、ガス精製制御部５２０は、キセノン濃度計７００によって測定された、精製されたガスにおけるキセノンの濃度をキセノン濃度計７００から受信してもよい。ガス精製制御部５２０は、キセノン濃度計７００によって測定された、精製されたガスにおけるキセノンの濃度に依存して、バルブＸｅ−Ｖ１の開閉を制御してもよい。例えば、精製されたガスにおけるキセノンの濃度が所定の濃度よりも低い場合には、精製されたガスにおけるキセノンの濃度が所定の濃度になるように、バルブＸｅ−Ｖ１を開いて多量のキセノンを含有するバッファガスが供給されてもよい。このように、精製されたガスにおけるキセノンの濃度の低減を抑制し得る。本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置から出力されるパルスレーザ光のエネルギは、安定化され得る。
【０１９９】
本開示の第四の実施形態に係るレーザ装置においては、精製されたガスにおけるキセノンの濃度をキセノン濃度計７００によって測定してもよい。しかしながら、バースト運転中の各々のエキシマレーザ装置から出力されるパルス光のエネルギ変化又は各々の充電器から与えられる充電電圧Ｖｈｖの変化をモニタしてもよい。バースト運転中の各々のエキシマレーザ装置から出力されるパルス光の初期のエネルギ及び充電器から印加される充電電圧の関係から精製されたガスにおけるキセノンの濃度の低減を予測してもよい。キセノンの濃度の低減の予測に基づいて、精製されたガスへのキセノンを含むガスが供給されてもよい。
【０２００】
図１３は、本開示の第四の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス精製制御部の動作を例示する図である。
【０２０１】
ステップＳ８０１において、ガス精製制御部５２０は、ガスの精製の準備をしてもよい。ガスの精製の準備において、ガス精製装置５１０に含まれる循環ガス配管がガスで充填されてもよい。ガスの精製の準備において、精製カラム５１１が加熱されてもよい。ガスの精製の準備において、バルブＣ−Ｖ１及びバルブＣ−Ｖ３が閉じられてもよい。
【０２０２】
ステップＳ８０２において、ガス精製制御部５２０は、各々のエキシマレーザ装置に含まれるレーザ制御部１００から各々のエキシマレーザ装置に含まれるガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。各々のレーザ制御部１００は、レーザ発振の所定のショット数、所定の時間間隔などに基づいて、各々のガス制御部３１０を通じてガス精製制御部５２０へガスの精製を開始するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８０３へ進んでもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を開始するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８０２を繰り返してもよい。
【０２０３】
ステップＳ８０３において、ガス精製制御部５２０は、バルブＢ−Ｖ２を開くと共にバルブＣ−Ｖ３を閉じてもよい。このように、ガス精製制御部５２０は、少量のキセノンを含有するバッファガス供給源３４００から各々のチャンバ２１０へ少量のキセノンを含有するバッファガスが供給されるようにしてもよい。
【０２０４】
ステップＳ８０４において、各々のガス制御部３１０は、必要に応じて、各々のバルブＣ−Ｖ１の開閉を制御することで、各々のチャンバ２１０内のガスをガス精製装置５１０に導入してもよい。ガス精製装置５１０に導入される各々のチャンバ２１０内のガスは、ガス精製装置５１０に含まれる精製カラム５１１及び第一のフィルタ５１２によって精製されてもよい。精製されたガスは、ガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３へ供給されてもよい。
【０２０５】
ステップＳ８０５において、ガス精製制御部５２０は、昇圧ポンプ５１５を制御してもよい。ガス精製制御部５２０は、第一の圧力センサ５１４によって測定された、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２を受信してもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が所定の圧力の範囲内にあるように、制御されてもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２ｍｉｎ≦Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘを満たすように、制御されてもよい。Ｐ２ｍｉｎは、大気圧（１０１３ｈＰａ）であってもよい。Ｐ２ｍａｘは、大気圧よりも高い圧力（例えば、１３００ｈＰａ）であってもよい。昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３に収容されたガスを第二のタンク５１７へ送るように構成されてもよい。第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２ｍｉｎ≦Ｐ２を満たすことで、昇圧ポンプ５１５は、第一のタンク５１３に収容されたガスを第二のタンク５１７へより効率的に送り得る。第一のタンク５１３内のガスの圧力Ｐ２が、Ｐ２≦Ｐ２ｍａｘを満たすことで、各々のチャンバ２１０内のガスの一部をガス精製装置５１０に含まれる第一のタンク５１３へより効率的に送り得る。
【０２０６】
ステップＳ８０６において、ガス精製制御部５２０は、第二の圧力センサ５１８によって測定された、第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３を受信してもよい。
【０２０７】
ステップＳ８０７において、ガス精製制御部５２０は、第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上であるか否かについて判断してもよい。所定の圧力Ｐ３ｒｅｇは、バッファガスを供給する配管に設けられたレギュレータによって示される圧力（例えば、５０００ｈＰａ以上５７００ｈＰａ以下）であってもよい。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上である場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８０８に進んでもよい。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上である場合には、第二のタンク５１７内のガスを各々のチャンバ２１０へより効率的に送り得る。第二のタンク５１７内のガスの圧力Ｐ３が所定の圧力Ｐ３ｒｅｇ以上ではない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８０３に戻ってもよい。
【０２０８】
ステップＳ８０８において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製制御部５２０に含まれる酸素濃度計６００によって測定された、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃを酸素濃度計６００から受信してもよい。
【０２０９】
ステップＳ８０９において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下であるか否かについて判断してもよい。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下である場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８１０に進んでもよい。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下である場合には、精製カラム５１１が正常に機能し得る。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下ではない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８１１に進んでもよい。ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおける酸素濃度Ｃが所定の濃度Ｃｍａｘ以下ではない場合には、精製カラム５１１が必ずしも正常に機能し得ない。
【０２１０】
ステップＳ８１０において、ガス精製制御部５２０は、ガス精製制御部５２０に含まれるキセノン濃度計７００によって測定された、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおけるキセノン濃度Ｃｘｅをキセノン濃度計７００から受信してもよい。ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８１２に進んでもよい。
【０２１１】
ステップＳ８１１において、ガス精製制御部５２０は、各々のレーザ制御部１００へ、精製カラム５１１の再生又は交換のための信号又は精製カラム５１１によるガスの精製が困難又は不可能であることを示すための信号を出力してもよい。ステップＳ６１１において、精製カラム５１１の再生又は交換を行ってもよい。
【０２１２】
ステップＳ８１２において、ガス精製制御部５２０は、バルブＸｅ−Ｖ１を制御してもよい。バルブＸｅ−Ｖ１は、ガス精製装置５１０の循環ガス配管を流動するガスにおけるキセノン濃度Ｃｘｅが所定の範囲内にあるように、制御されてもよい。
【０２１３】
ステップＳ８１３において、ガス精製制御部５２０は、バルブＢ−Ｖ２を閉じると共にバルブＣ−Ｖ３を開けてもよい。このように、ガス精製制御部５２０は、ガス精製装置５１０から各々のチャンバ２１０へ、ガス精製装置５１０によって精製されたガスを供給する準備をしてもよい。
【０２１４】
ステップＳ８１４において、各々のガス制御部３１０は、必要に応じて、各々のバルブＢ−Ｖ１の開閉を制御することで、ガス精製装置５１０によって精製されたガスを各々のチャンバ２１０に導入してもよい。
【０２１５】
ステップＳ８１５において、ガス精製制御部５２０は、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信したか否かについて判断してもよい。各々のレーザ制御部１００は、不図示のチャンバ圧力センサによって測定された圧力Ｐ１などに基づいて、各々のガス制御部３１０を通じてガス精製制御部５２０へガスの精製を中止するための信号を送信してもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信した場合には、ガス精製制御部５２０は、ガスの精製の動作を終了してもよい。ガス精製制御部５２０が、各々のレーザ制御部１００から各々のガス制御部３１０を通じてガスの精製を中止するための信号を受信していない場合には、ガス精製制御部５２０は、ステップＳ８０４に戻ってもよい。
【０２１６】
３．５  本開示の第五の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
図１４は、本開示の第五の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。図１４に示すレーザ装置は、図９に例示するレーザ装置と同様の構成を含んでもよい。図９に例示するレーザ装置の構成要素と同一の図１４に例示するレーザ装置の構成要素には同一の参照符号を付与すると共にその構成要素についての記述を省略することにする。
【０２１７】
本開示の第五の実施形態に係るレーザ装置においては、ガス精製装置５１０ではなく各々のエキシマレーザ装置に精製カラム５１１及び第一のフィルタ５１２を設けてもよい。各々のエキシマレーザ装置に精製カラム５１１及び第一のフィルタ５１２を設けることで、各々のエキシマレーザ装置及びガス精製装置５１０の間における配管に精製されたガスを流動させ得る。
【０２１８】
３．６  本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置
図１５は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置の構成を例示する図である。図１５に示すレーザ装置は、図１２に例示するレーザ装置と同様の構成を含んでもよい。図１２に例示するレーザ装置の構成要素と同一の図１５に例示するレーザ装置の構成要素には同一の参照符号を付与すると共にその構成要素についての記述を省略することにする。
【０２１９】
本開示の第六の実施形態に係るレーザ装置においては、多量のキセノンを含有するバッファガス供給源の代わりに、各々のガス供給装置３２０に、多量のキセノンを含有するバッファガスボンベ３５０が含まれてもよい。バッファガスボンベ３５０は、各々のチャンバ２１０へ、多量のキセノンを含有するバッファガスを供給してもよい。バッファガスボンベ３５０は小型のものでもよく、例えば１リットル程度のボンベでもよい。
【０２２０】
本開示の第六の実施形態に係るレーザ装置においては、ガス精製システム５００に含まれるバルブＸｅ−Ｖ１の代わりに、各々のガス供給装置３２０に、バルブＸｅ−Ｖ１が含まれてもよい。バルブＸｅ−Ｖ１は、バッファガスボンベ３５０と各々のチャンバ２１０とを接続する配管に設けられてもよい。バルブＸｅ−Ｖ１は、各々のガス制御部３１０によって制御されてもよい。
【０２２１】
図１６Ａ〜図１６Ｄは、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置において、バースト運転中のパルス光のエネルギＥの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【０２２２】
図１６Ａは、キセノン濃度が最適値に近い濃度Ｃｔであり、充電電圧Ｖが一定である場合の、バースト運転初期におけるパルスエネルギＥの変化を示す。キセノン濃度が最適値に近い場合、パルスエネルギＥの安定性が高く、パルスエネルギＥの最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの差は小さくなり得る。
【０２２３】
図１６Ｂは、キセノン濃度が最適値より低い濃度Ｃ１であり、充電電圧Ｖが一定である場合の、バースト運転初期におけるパルスエネルギＥの変化を示す。キセノン濃度が低くなると、パルスエネルギＥの安定性が低下し、パルスエネルギＥの最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの差は大きくなり得る。
【０２２４】
図１６Ｃは、キセノン濃度が上記Ｃ１よりさらに低い濃度Ｃ２であり、充電電圧Ｖが一定である場合の、バースト運転初期におけるパルスエネルギＥの変化を示す。キセノン濃度がさらに低くなると、パルスエネルギＥの安定性がさらに低下し、パルスエネルギＥの最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの差はさらに大きくなり得る。
【０２２５】
このように、充電電圧Ｖが一定である場合の、バースト運転初期におけるパルスエネルギＥの安定性は、キセノン濃度と相関があり得る。
【０２２６】
図１６Ｄは、充電電圧Ｖが一定である場合の、バースト運転初期におけるパルスエネルギＥの安定性と、キセノン濃度Ｃｘｅとの関係を示す。パルスエネルギの安定性は、以下の式で示される最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの比Ｅｒで示されてもよい。
Ｅｒ＝Ｅｍｉｎ／Ｅｍａｘ
【０２２７】
図１６Ｄに示されるように、キセノン濃度Ｃｘｅを、比Ｅｒの関数ｆ（Ｅｒ）で表し、この関数を記憶しておいてもよい。比Ｅｒとキセノン濃度Ｃｘｅとの関係を用いれば、キセノン濃度計を用いなくても、比Ｅｒからキセノン濃度Ｃｘｅを見積もることができる。
【０２２８】
図１７Ａ〜図１７Ｄは、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置において、バースト運転中の充電器による充電電圧Ｖの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる原理を説明するための図である。
【０２２９】
図１７Ａは、キセノン濃度が最適値に近い濃度Ｃｔであり、パルスエネルギＥが一定である場合の、バースト運転初期における充電電圧Ｖの変化を示す。キセノン濃度が最適値に近い場合、充電電圧Ｖの安定性が高く、充電電圧Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差は小さくなり得る。
【０２３０】
図１７Ｂは、キセノン濃度が最適値より低い濃度Ｃ１であり、パルスエネルギＥが一定である場合の、バースト運転初期における充電電圧Ｖの変化を示す。キセノン濃度が低くなると、充電電圧Ｖの安定性が低下し、充電電圧Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差は大きくなり得る。
【０２３１】
図１７Ｃは、キセノン濃度が上記Ｃ１よりさらに低い濃度Ｃ２であり、パルスエネルギＥが一定である場合の、バースト運転初期における充電電圧Ｖの変化を示す。キセノン濃度がさらに低くなると、充電電圧Ｖの安定性がさらに低下し、充電電圧Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差はさらに大きくなり得る。
【０２３２】
このように、パルスエネルギＥが一定である場合の、バースト運転初期における充電電圧Ｖの安定性は、キセノン濃度と相関があり得る。
【０２３３】
図１７Ｄは、パルスエネルギＥが一定である場合の、バースト運転初期における充電電圧Ｖの安定性と、キセノン濃度Ｃｘｅとの関係を示す。充電電圧Ｖの安定性は、以下の式で示される最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの比Ｖｒで示されてもよい。
Ｖｒ＝Ｖｍｉｎ／Ｖｍａｘ
【０２３４】
図１７Ｄに示されるように、キセノン濃度Ｃｘｅを、比Ｖｒの関数ｇ（Ｖｒ）で表し、この関数を記憶しておいてもよい。比Ｖｒとキセノン濃度Ｃｘｅとの関係を用いれば、キセノン濃度計を用いなくても、比Ｖｒからキセノン濃度Ｃｘｅを見積もることができる。
【０２３５】
図１８は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたレーザ制御部の動作を例示する図である。レーザ制御部１００は、以下の処理により、キセノン濃度Ｃｘｅを見積もってもよい。なお、図１８と同様の処理が、第四の実施形態において行われてもよい。
【０２３６】
ステップＳ９１０において、レーザ制御部１００は、キセノン濃度をチェックするか否かを判断してもよい。たとえば、前回のキセノン濃度のチェックから所定時間経過したときに、レーザ制御部１００は、キセノン濃度をチェックすると判断してもよい。キセノン濃度をチェックする場合には、レーザ制御部１００は、ステップＳ９２０へ進んでもよい。キセノン濃度をチェックしない場合には、レーザ制御部１００は、ステップＳ９１０を繰り返してもよい。
【０２３７】
ステップＳ９２０において、レーザ制御部１００は、露光装置２０００の露光装置制御部２１００に、露光ＮＧを示す信号を出力してもよい。これにより、キセノン濃度の低下による影響が表れるようなバーストパターンでの運転が可能となり得る。
【０２３８】
ステップＳ９３０において、レーザ制御部１００は、バースト特性を計測し、キセノン濃度Ｃｘｅを見積もってもよい。この処理の詳細については、図２０及び図２１を参照しながら後述する。
【０２３９】
ステップＳ９５０において、レーザ制御部１００は、ステップＳ９３０において見積もられたキセノン濃度Ｃｘｅが所定の閾値Ｃｘｅｔ以下であるか否かを判定してもよい。キセノン濃度Ｃｘｅが所定の閾値Ｃｘｅｔ以下でない場合は、露光処理を再開するために、レーザ制御部１００は、ステップＳ９６０へ進んでもよい。キセノン濃度Ｃｘｅが所定の閾値Ｃｘｅｔ以下である場合は、レーザ制御部１００は、ガス制御部３１０にキセノン注入を実行させるために、ステップＳ９７０へ進んでもよい。
【０２４０】
ステップＳ９６０において、レーザ制御部１００は、露光装置２０００の露光装置制御部２１００に、露光ＯＫを示す信号を出力してもよい。ステップＳ９６０の後、レーザ制御部１００は、ステップＳ９１０に戻ってもよい。
【０２４１】
ステップＳ９７０において、レーザ制御部１００は、ガス制御部３１０にキセノン濃度Ｃｘｅのデータを送信してもよい。これにより、ガス制御部３１０がキセノン注入のための処理を実行可能となってもよい。
【０２４２】
ステップＳ９８０において、レーザ制御部１００は、ガス制御部３１０からキセノン注入信号を受信したか否かを判定してもよい。キセノン注入信号を受信していない場合、レーザ制御部１００は、ステップＳ９８０を繰り返してもよい。キセノン注入信号を受信した場合、レーザ制御部１００は、新たにキセノン濃度を見積もるために、Ｓ９３０に戻ってもよい。
【０２４３】
図１９は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたガス制御部の動作を例示する図である。ガス制御部３１０は、以下の処理により、バルブＸｅ−Ｖ１を制御してもよい。なお、図１９と同様の処理が、第四の実施形態において、ガス精製制御部により行われてもよい。
【０２４４】
ステップＳ９９１において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００からキセノン濃度Ｃｘｅのデータを受信したか否かを判定してもよい。キセノン濃度Ｃｘｅのデータは、図１８を参照しながら説明したステップＳ９７０においてレーザ制御部１００から送信されるデータであってもよい。キセノン濃度Ｃｘｅのデータを受信していない場合、ガス制御部３１０は、ステップＳ９９１を繰り返してもよい。キセノン濃度Ｃｘｅのデータを受信した場合、ガス制御部３１０は、ステップＳ９９２に進んでもよい。
【０２４５】
ステップＳ９９２において、ガス制御部３１０は、キセノン濃度Ｃｘｅと目標の濃度Ｃｔとの差ΔＣｘｅを、以下の式により計算してもよい。
ΔＣｘｅ＝Ｃｘｅ−Ｃｔ
目標の濃度Ｃｔは、図１６Ａ又は図１７Ａを参照しながら説明した最適値に近い濃度であってもよい。目標の濃度Ｃｔは、図１８を参照しながら説明した閾値Ｃｘｅｔより高い濃度であってもよい。
【０２４６】
ステップＳ９９３において、ガス制御部３１０は、差ΔＣｘｅが０に近づくように、バルブＸｅ−Ｖ１を制御してもよい。バルブＸｅ−Ｖ１を制御することにより、チャンバ内に少量のキセノンガスが供給されてもよい。
【０２４７】
ステップＳ９９４において、ガス制御部３１０は、所定時間待機してもよい。この所定時間は、キセノンの注入効果が出るまでの時間として想定される時間であってもよい。
【０２４８】
ステップＳ９９５において、ガス制御部３１０は、レーザ制御部１００にキセノン注入信号を送信してもよい。キセノン注入信号は、図１８を参照しながら説明したステップＳ９８０においてレーザ制御部１００が受信する信号であってもよい。ステップＳ９９５の後、ガス制御部３１０は、ステップＳ９９１に戻ってもよい。
【０２４９】
図２０及び図２１は、本開示の第六の実施形態に係るガス精製システムを含むレーザ装置に含まれたレーザ制御部がキセノン濃度Ｃｘｅを見積もる動作を例示する図である。
【０２５０】
図２０は、パルスエネルギＥの安定性に基づいてキセノン濃度Ｃｘｅを見積もる第１の動作例を示す。図２０に示される動作は、図１８に示されるステップＳ９３０のサブルーチンとして、レーザ制御部１００によって行われてもよい。
【０２５１】
ステップＳ９３１において、レーザ制御部１００は、充電器による充電電圧Ｖを一定値に設定してもよい。
【０２５２】
ステップＳ９３２において、レーザ制御部１００は、所定パターンのバースト運転を開始してもよい。バースト運転は、たとえば、キセノン濃度の低下による影響が表れやすいように、１秒間、繰り返し周波数６ｋＨｚで発振し、その後１秒休止する、というパターンを複数回行ってもよい。
【０２５３】
ステップＳ９３３において、レーザ制御部１００は、バースト運転中のパルスエネルギＥのデータを、パワーモニタ２２０から取得してもよい。
【０２５４】
ステップＳ９３４において、レーザ制御部１００は、パルスエネルギＥの最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの比Ｅｒを、以下の式により計算してもよい。
Ｅｒ＝Ｅｍｉｎ／Ｅｍａｘ
【０２５５】
ステップＳ９３５において、レーザ制御部１００は、パルスエネルギＥの最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの比Ｅｒに基づいて、キセノンガス濃度Ｃｘｅを計算してもよい。
【０２５６】
ステップＳ９３５の後、レーザ制御部１００は、図１８を参照しながら説明したステップＳ９５０に進んでもよい。
【０２５７】
図２１は、充電電圧Ｖの安定性に基づいてキセノン濃度Ｃｘｅを見積もる第２の動作例を示す。図２１に示される動作は、図１８に示されるステップＳ９３０のサブルーチンとして、レーザ制御部１００によって行われてもよい。
【０２５８】
ステップＳ９３６において、レーザ制御部１００は、パルスエネルギＥの目標値を一定値に設定してもよい。
【０２５９】
ステップＳ９３７において、レーザ制御部１００は、所定パターンのバースト運転を開始してもよい。バースト運転は、たとえば、キセノン濃度の低下による影響が表れやすいように、１秒間、繰り返し周波数６ｋＨｚで発振し、その後１秒休止する、というパターンを複数回行ってもよい。
【０２６０】
ステップＳ９３８において、レーザ制御部１００は、バースト運転中の充電電圧Ｖのデータを取得してもよい。
【０２６１】
ステップＳ９３９において、レーザ制御部１００は、充電電圧Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの比Ｖｒを、以下の式により計算してもよい。
Ｖｒ＝Ｖｍｉｎ／Ｖｍａｘ
【０２６２】
ステップＳ９４０において、レーザ制御部１００は、充電電圧Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの比Ｖｒに基づいて、キセノンガス濃度Ｃｘｅを計算してもよい。
【０２６３】
ステップＳ９３５の後、レーザ制御部１００は、図１８を参照しながら説明したステップＳ９５０に進んでもよい。
なお、図１７Ａ〜図１７Ｂと図２１に示したバースト運転中に、所定のパルスエネルギに近づくように、充電電圧Ｖを制御し、その時の充電電圧のＶの変化に基づいてキセノン濃度を見積もる場合には、実際の露光中にキセノン濃度を見積もり得る。したがって、図１８のステップＳ９２０とステップＳ９６０の処理を行わなくてもよい。
また、図１６Ｄと図１７Ｄのグラフで示されるように、キセノン濃度が目標の濃度Ｃｔを超え、それぞれＥｒ値とＶｒ値がそれぞれ最大値を超えた場合は、それぞれ、Ｅｒ値とＶｒ値の最大値におけるＥｍａｘ値よりも小さくなり得る。この場合は、ガス制御部は、キセノン濃度が低くなるように、レーザガスを一部排気して、新しいレーザガスを注入してもよい。
【０２６４】
４．本開示の実施形態における制御部
図２２は、本開示の実施形態における制御部を例示する図である。
【０２６５】
上述した実施の形態における各制御部は、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。たとえば、以下のように構成されてもよい。
【０２６６】
＜構成＞
制御部は、処理部４０００と、処理部４０００に接続される、ストレージメモリ４００５と、ユーザインターフェイス４０１０と、パラレルＩ／Ｏコントローラ４０２０と、シリアルＩ／Ｏコントローラ４０３０と、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ４０４０とによって構成されてもよい。また、処理部４０００は、ＣＰＵ４００１と、ＣＰＵ４００１に接続された、メモリ４００２、タイマ４００３、ＧＰＵ４００４とから構成されてもよい。
＜動作＞
処理部４０００は、ストレージメモリ４００５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４０００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４００５からデータを読み出したり、ストレージメモリ４００５にデータを記憶させたりしてもよい。
【０２６７】
パラレルＩ／Ｏコントローラ４０２０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４０２０は、処理部４０００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。
【０２６８】
シリアルＩ／Ｏコントローラ４０３０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４０３０は、処理部４０００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。
【０２６９】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ４０４０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４０４０は、処理部４０００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。
【０２７０】
ユーザインターフェイス４０１０は、オペレータが処理部４０００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４０００に行わせるよう構成されてもよい。
【０２７１】
処理部４０００のＣＰＵ４００１はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ４００２は、ＣＰＵ４００１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４００３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ４００１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ４００４は、処理部４０００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ＣＰＵ４００１に出力してもよい。
【０２７２】
＜接続機器＞
パラレルＩ／Ｏコントローラ４０２０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は、発光トリガＴｒ、充電器、各制御バルブ等のパラレルＩ／Ｏデバイス５０１０であってもよい。
【０２７３】
シリアルＩ／Ｏコントローラ４０３０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は、レーザ制御部、ガス制御部、ガス精製制御部等のシリアルＩ／Ｏデバイス５０２０であってもよい。
【０２７４】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ４０４０に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器は、光センサ２２３、圧力センサ等のアナログＩ／Ｏデバイス５０３０であってもよい。
【０２７５】
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図したものである。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。
【０２７６】
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修飾句「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。
【符号の説明】
【０２７７】
１００    レーザ制御部
２００    レーザ発振システム
２１０    チャンバ
２１１ａ，２１１ｂ    放電電極
２１２ａ，２１２ｂ    ウィンドウ
２１３    パルスパワーモジュール
２１４    スイッチ
２１５    チャンバ圧力センサ
２２０    パワーモニタ
２２１    ビームスプリッタ
２２２    集光レンズ
２２３    光センサ
２３０    充電器
２４０    出力結合ミラー
２５０    狭帯域化モジュール
２５１    プリズム
２５２    グレーティング
３００    ガス制御システム
３１０    ガス制御部
３２０    ガス供給装置
３３０    排気装置
３３１    フッ素トラップ
３３２    排気ポンプ
４００    ガス精製システム
４１０    ガス精製装置
４１１    精製カラム
４１２    フィルタ
４１３    循環ポンプ
４１４    マスフローコントローラ
４２０    ガス精製制御部
５００    ガス精製システム
５１０    ガス精製装置
５１１    精製カラム
５１２    第一のフィルタ
５１３    第一のタンク
５１４    第一の圧力センサ
５１５    昇圧ポンプ
５１６    第二のフィルタ
５１７    第二のタンク
５１８    第二の圧力センサ
５１９    ピュリファイヤ
５２０    ガス精製制御部
６００    酸素濃度計
７００    キセノン濃度計
１０００    エキシマレーザ装置
１００１    第一のエキシマレーザ装置
１００２    第二のエキシマレーザ装置
２０００    露光装置
２１００    露光装置制御部
３１００    フッ素含有ガス供給源
３２００    バッファガス供給源
３３００    フッ素及び少量のキセノンを含有するガス供給源
３４００    少量のキセノンを含有するバッファガス供給源
３５００    多量のキセノンを含有するバッファガス供給源
４０００    処理部
４００１    ＣＰＵ
４００２    メモリ
４００３    タイマ
４００４    ＧＰＵ
４００５    ストレージメモリ
４０１０    ユーザインターフェイス
４０２０    パラレルＩ／Ｏコントローラ
４０３０    シリアルＩ／Ｏコントローラ
４０４０    Ａ／Ｄ又はＤ／Ａコンバータ
５０１０    パラレルＩ／Ｏデバイス
５０２０    シリアルＩ／Ｏデバイス
５０３０    アナログＩ／Ｏデバイス
【図１】
2018110265.tif 000003
【図２】
2018110265.tif 000004
【図３】
2018110265.tif 000005
【図４】
2018110265.tif 000006
【図５】
2018110265.tif 000007
【図６】
2018110265.tif 000008
【図７】
2018110265.tif 000009
【図８】
2018110265.tif 000010
【図９】
2018110265.tif 000011
【図１０】
2018110265.tif 000012
【図１１】
2018110265.tif 000013
【図１２】
2018110265.tif 000014
【図１３】
2018110265.tif 000015
【図１４】
2018110265.tif 000016
【図１５】
2018110265.tif 000017
【図１６Ａ】
2018110265.tif 000018
【図１６Ｂ】
2018110265.tif 000019
【図１６Ｃ】
2018110265.tif 000020
【図１６Ｄ】
2018110265.tif 000021
【図１７Ａ】
2018110265.tif 000022
【図１７Ｂ】
2018110265.tif 000023
【図１７Ｃ】
2018110265.tif 000024
【図１７Ｄ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月8日(2018.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
希ガスの混合ガスを使用するレーザ発振システムから排出された排出ガスを精製して、精製されたガスを前記レーザ発振システムへ供給するガス精製システムであって、
前記排出ガスから酸素を除去する精製部と、
前記精製部を通過した排出ガスをさらに精製するゲッターと、
を備えたガス精製システム。
【請求項２】
請求項１に記載のガス精製システムであって、
前記精製部は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、及びそれらの複合物の少なくとも１つを含む処理剤を含む、ガス精製システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のガス精製システムであって、
前記精製部は加熱装置を含む、ガス精製システム。
【請求項４】
請求項１に記載のガス精製システムであって、
前記精製部の下流側に配置された酸素濃度計をさらに備えた、ガス精製システム。
【請求項５】
請求項４に記載のガス精製システムであって、
前記精製部を通過したガスの酸素濃度が所定値以下であるか否かを判断する制御部をさらに備えた、ガス精製システム。
【請求項６】
請求項５に記載のガス精製システムであって、
前記制御部は、前記精製部を通過したガスの酸素濃度が所定値以下ではない場合に、前記精製部の異常を示す信号を出力する、ガス精製システム。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のガス精製システムであって、
複数のレーザ発振システムに接続される、ガス精製システム。
【請求項８】
希ガスの混合ガスを使用するレーザ発振システムから排出された排出ガスを精製して、精製されたガスを前記レーザ発振システムへ供給するガス精製システムであって、
前記排出ガスから酸素を除去する第１不純物除去部と、
前記第１不純物除去部を通過した排出ガスをさらに精製する第２不純物除去部と、
を備えたガス精製システム。
【請求項９】
請求項８に記載のガス精製システムであって、
前記第１不純物除去部の上流側と下流側とを接続するバイパス配管をさらに備えた、ガス精製システム。
【請求項１０】
請求項８に記載のガス精製システムであって、
前記第２不純物除去部の上流側と下流側とを接続するバイパス配管をさらに備えた、ガス精製システム。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のガス精製システムであって、
前記希ガスの混合ガスは、アルゴン及びネオンを含む、ガス精製システム。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のガス精製システムであって、
前記希ガスの混合ガスは、クリプトン及びネオンを含む、ガス精製システム。
【請求項１３】
希ガスの混合ガスを使用するレーザ発振システムから排出された排出ガスを精製して、精製されたガスを前記レーザ発振システムへ供給するガス精製方法であって、
精製部により前記排出ガスから酸素を除去し、
前記精製部を通過した排出ガスをゲッターによりさらに精製する、
ガス精製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本開示の１つの観点に係るガス精製システムは、希ガスの混合ガスを使用するレーザ発振システムから排出された排出ガスを精製して、精製されたガスをレーザ発振システムへ供給するガス精製システムであって、排出ガスから酸素を除去する精製部と、精製部を通過した排出ガスをさらに精製するゲッターと、を備えてもよい。
本開示の他の１つの観点に係るガス精製システムは、希ガスの混合ガスを使用するレーザ発振システムから排出された排出ガスを精製して、精製されたガスをレーザ発振システムへ供給するガス精製システムであって、排出ガスから酸素を除去する第１不純物除去部と、第１不純物除去部を通過した排出ガスをさらに精製する第２不純物除去部と、を備えてもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本開示の他の１つの観点に係るガス精製方法は、希ガスの混合ガスを使用するレーザ発振システムから排出された排出ガスを精製して、精製されたガスをレーザ発振システムへ供給するガス精製方法であって、精製部により排出ガスから酸素を除去し、精製部を通過した排出ガスをゲッターによりさらに精製するようにしてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】