(57)【要約】【課題】エキシマレーザ発振装置から排出された排ガスから、所定の不純物を除去した精製ガスを得ることができる、レーザガスリサイクルシステムおよびその方法を提供する。【解決手段】レーザガスリサイクルシステムは、エキシマレーザ発振装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガスを得るためのレーザガスリサイクルシステム１であって、被処理ガスからネオン以外の励起用希ガスを膜分離する分離膜装置１１０と、分離膜装置１１０で透過（または非透過）した処理済みガスから所定の不純物を除去する不純物除去装置１２０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガスを得るためのレーザガスリサイクルシステムであって、
被処理ガスからネオン以外の励起用希ガスを膜分離するＮｅ分離膜装置と、
前記Ｎｅ分離膜装置で透過または非透過した処理済みガスから所定の不純物を除去する第一不純物除去装置と、
を備えるレーザガスリサイクルシステム。
【請求項２】
エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガスを得るためのレーザガスリサイクルシステムであって、
被処理ガスからアルゴンおよびネオン以外の励起用希ガスを除去するＡｒ・Ｎｅ分離膜装置と、
前記Ａｒ・Ｎｅ分離膜装置で透過または非透過した処理済みガスから所定の不純物を除去する第二不純物除去装置と、
を備えるレーザガスリサイクルシステム。
【請求項３】
エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、精製ガスに所定の添加用ガスを混合するリサイクルガス生成部を備える、請求項１または２に記載のレーザガスリサイクルシステム。
【請求項４】
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、透過ガスを一つ後段の分離膜へ供給する構成である、請求項１または２に記載のレーザガスリサイクルシステム。
【請求項５】
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、非透過ガスを一つ前段の分離膜に再供給する、請求項１または２に記載のレーザガスリサイクルシステム。
【請求項６】
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、最終段の分離膜から出た透過ガスを、それよりも前段の分離膜のいずれかに再供給する、請求項１または２に記載のレーザガスリサイクルシステム。
【請求項７】
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、分離膜の供給ラインから透過ガス排出ラインに至るラインにおいて、少なくとも、第一昇圧部、分離膜、圧力調整部、第二昇圧部をユニット単位として、複数の前記ユニットが直列に多段に接続される構成である、請求項１または２に記載のレーザガスリサイクルシステム。
【請求項８】
クリプトン含有ネオンガス、アルゴン・キセノン含有ネオンガスまたはキセノン含有ネオンガスのレーザガスを使用するエキシマレーザ発振装置から排出された排ガスから、ネオン以外の希ガス（クリプトン、アルゴン、キセノン）を除去し、高純度ネオンガスを精製する１または１以上の分離膜を有する、分離膜装置。
【請求項９】
アルゴン・キセノン含有ネオンガスのレーザガスを使用するエキシマレーザ発振装置から排出された排ガスから、アルゴンおよびネオン以外の希ガスを除去し、アルゴン含有高純度ネオンガスを精製する１または１以上の分離膜を有する、分離膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマレーザの発振チャンバーから排出される（あるいはエキシマレーザ発振装置の系外に排出される）排ガスから所定の不純物を除去し、例えば、エキシマレーザ発振装置に必要な希ガスであるクリプトン含有ネオンガス、キセノンおよびアルゴン含有ネオンガス、キセノン含有ネオンガス、高純度ネオンガスを回収し、リサイクルガスとして再利用することが可能なレーザガスリサイクルシステムおよびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエキシマレーザ発振装置から排出される排ガスのリサイクルシステムとして、低温分離等の様々な分離技術を用いて、その排ガスから不純物を除去し、ネオンガスが９９％以上の高純度ネオンガスを取り出す技術がある。
【０００３】
また、希ガス成分であるアルゴン、ネオン以外の所定の不純物を触媒や吸着剤などを用いて取り出し再利用する技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、エキシマレーザ発振装置から系外に排出された排ガスを再利用する工程において、フッ素化合物を除去する方法がある（特許文献２参照）。フッ素化合物除去の処理剤として、ゼオライトと酸化カルシウムの組合せ、およびゼオライトと水酸化カルシウムの組合せの群から選択された少なくとも１の処理剤が開示されている。
【０００５】
また、キセノン−塩素系ガスを使用するエキシマレーザ発振装置からネオンガスを回収する方法がある（特許文献３参照）。塩化水素はソーダライム等の吸着剤で除去される。水素成分は触媒で酸素を反応し水が生成され、水分や炭酸ガスは吸着剤で除去される。
【０００６】
また、クリプトンやキセノンを使用する各種プロセスの排ガスに含まれる微量不純物を除去でき、エキシマレーザ発振装置の近くに設置して希ガス（クリプトン、キセノン）のみを分離回収し、再利用する希ガス分離回収装置がある（特許文献４参照）。特許文献４は、水素及びアンモニアを酸素及び窒素酸化物の少なくともいずれか一方の存在下で酸化反応により水蒸気及び窒素酸化物を含有するガス混合物に転化可能な還元性物質除去工程と、還元性物質除去工程を終了したガス混合物中に含まれる窒素酸化物及び酸素をアンモニアの存在下で脱硝触媒反応により窒素と水蒸気とに転化可能な脱硝工程と、脱硝工程を終了したガス混合物中のアンモニア及び水蒸気を除去可能な乾燥工程を開示している。また、脱硝工程と乾燥工程の間に、ガス混合物中の水素を酸素の存在下で水素酸化反応により水蒸気に転化可能な水素酸化工程を設けた方法を開示している。
【０００７】
また、エキシマレーザ発振装置から系外に排出されたレーザガス（排ガス）からハロゲンを除去し、所定の精製処理後にレーザガス成分を補充して、再びエキシマレーザ発振装置へ送り込み、再利用する構成がある（特許文献５参照）。特許文献５は、ハロゲンガスを吸着剤（銅や亜鉛を主成分とする金属を活性炭に担持させた吸着剤）で除去すること、また、窒素ガスを低温吸着法あるいは低温液化精留法により分離することを開示している。
【０００８】
また、ＫｒＦエキシマレーザ発振装置から系外に排出された、不純物が多く含まれた主成分ネオンガスの排ガスから高純度のネオンガスのみを回収する方法がある（特許文献６参照）。特許文献６は、不純ネオンガスから吸着剤（例えばソーダライム）でフッ素を除去し、次に触媒を用いて酸素を除去し、次に吸着法により二酸化炭素及び水分を除去し、次に低温吸着法によりクリプトンを除去し、その後、不純ネオンガスを冷却して窒素及び一酸化炭素を低温吸着法で除去することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第６１７５４７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−９２９２０号公報
【特許文献３】特開２００８−１６８１６９号公報
【特許文献４】特開２００４−１６１５０３号公報
【特許文献５】特開平１１−５４８５１号公報
【特許文献６】特開２００１−２３２１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記低温分離方法において、エキシマレーザ発振装置器から排出された排ガス中のネオンガスを高純度ネオンとして取り出すため（アルゴン、クリプトンを分離するため）には−１００℃以下になるような極低温技術が必要であった。また、極低温技術を使用しない場合は昇圧機等による高圧化と吸着技術による分離方法が提案されている。しかし極低温技術、および排ガスの高圧化と吸着技術は、多大なエネルギーを必要とし、また、システムの肥大化を招き、小スペース化のニーズにも適さず、簡単に実施することは難しかった。
【００１１】
また、特許文献１〜６で開示されているネオン以外の成分除去技術では、主に触媒や吸着剤を用いていたが、それらよりも高性能でメンテナンス性に優れ、高寿命の除去技術が求められていた。
【００１２】
本発明の目的は、エキシマレーザ発振装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから（エキシマレーザ発振装置系内または系外に）排出された排ガス（あるいは使用済みレーザガス）から、所定の不純物を除去した精製ガス（再利用可能レーザガス）を得ることができる、レーザガスリサイクルシステムおよびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のレーザガスリサイクルシステムは、エキシマレーザ発振装置の筐体内に全部の構成または一部の構成が配置されてもいてもよく、エキシマレーザ発振装置とは別体として配置されていてもよい。
本発明のレーザガスリサイクルシステムは、エキシマレーザ発振装置と別体として配置される場合に、１つのエキシマレーザ発振装置、または１つ以上のエキシマレーザ発振装置から排出された排ガスに対し、リサイクル処理を行ってもよい。
【００１４】
本発明のレーザガスリサイクルシステムは、エキシマレーザ発振装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガス（リサイクルガス）を得るためのレーザガスリサイクルシステムであって、
被処理ガス（排ガスまたは第一精製ガス）からネオン以外の励起用希ガス（クリプトン、アルゴン、キセノン）を膜分離するＮｅ分離膜装置と、
前記Ｎｅ分離膜装置で透過（または非透過）した処理済みガス（高濃度ネオン含有ガス）から所定の不純物を除去する第一不純物除去装置と、を備える。
ここで、処理済みガスが高濃度ネオン含有ガスの場合に、「高濃度ネオン」とはＮｅ分離膜装置に投入される前の被処理ガス中のネオン濃度よりも高い濃度であることを意味する。
排ガスは、例えば、クリプトン含有ネオンガス、アルゴン含有ネオンガス、アルゴン・キセノン含有ネオンガスまたはキセノン含有ネオンガスのレーザガスと、所定の不純物とが含まれるガスである。
第一精製ガスは、例えば、膜分離装置よりも上流で排ガスから所定の不純物を除去する処理が施されたガスである。
上記レーザガスは、励起用希ガス、ハロゲン、バッファガスを含む構成である。
本発明によれば、ネオン以外の励起用希ガス成分、例えば、キセノン、クリプトン、アルゴンをＮｅ分離膜装置で除去し、窒素、水分、酸素などを第一不純物除去装置で除去することで、高純度ネオンガスを得ることができる。得られた精製ガス中の高純度ネオンガスの濃度は、下限が９９％以上、９９．３％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．８％以上、特に好ましくは９９．９％以上であり、上限が１００％である。
上記発明は、エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、前記第一不純物除去装置を通過した精製ガス（高純度ネオンガス）に所定の添加用ガスを混合するリサイクルガス生成部を備えてもよい。
添加用ガスは、例えば、ハロゲンおよび希ガス含有ネオンガス、希ガス含有ネオンガス、ハロゲンおよび希ガス、希ガスである。ここでの希ガスはキセノン、クリプトン、アルゴンのいずれか一種またはキセノンおよびアルゴンの混合ガスである。
これにより、得られた高純度ネオンガス（第一リサイクルガス）に添加用ガス（例えば励起用希ガス）などを混合して、エキシマレーザ発振装置に応じた必要なレーザガス（第二リサイクルガス）を生成することが可能になる。
【００１５】
他の本発明のレーザガスリサイクルシステムは、エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガス（リサイクルガス）を得るためのレーザガスリサイクルシステムであって、
被処理ガス（排ガスまたは第一精製ガス）からアルゴンおよびネオン以外の励起用希ガス（キセノン）を除去するＡｒ・Ｎｅ分離膜装置と、
前記Ａｒ・Ｎｅ分離膜装置で透過（または非透過）した処理済みガス（高濃度アルゴン・ネオン含有ガス）から所定の不純物を除去する第二不純物除去装置と、を備える。
ここで、処理済みガスが高濃度アルゴン・ネオン含有ガスの場合に、「高濃度アルゴン・ネオン」とはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置に投入される前の被処理ガス中のアルゴン・ネオンガス濃度よりも高い濃度であることを意味する。
排ガスは、例えば、アルゴン・キセノン含有ネオンガスのレーザガスと、所定の不純物とが含まれるガスである。
第一精製ガスは、例えば、膜分離装置よりも上流で排ガスから所定の不純物を除去する処理が施されたガスである。
上記レーザガスは、励起用希ガス、ハロゲン、バッファガスを含む構成である。
本発明によれば、アルゴンおよびネオン以外の励起用希ガス成分、例えば、キセノンをＡｒ・Ｎｅ分離膜装置で除去し、窒素、水分、酸素などを第二不純物除去装置で除去することで、アルゴン含有高純度ネオンガスを得ることができる。得られた精製ガス中のアルゴン含有高純度ネオンガスの濃度は、下限が９９％以上、９９．３％以上、好ましくは９９．５％以上、より好ましくは９９．８％以上、特に好ましくは９９．９％以上であり、上限が１００％である。
上記発明は、エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、前記第二不純物除去装置を通過した精製ガス（アルゴン含有高純度ネオンガス）に所定の添加用ガスを混合するリサイクルガス生成部を備えてもよい。
添加用ガスは、例えば、ハロゲンおよび希ガス含有ネオンガス、希ガス含有ネオンガス、ハロゲンおよび希ガス、希ガスである。ここでの希ガスは、例えば、アルゴンおよび／またはキセノンである。
これにより、得られたアルゴン含有高純度ネオンガス（第一リサイクルガス）に添加用ガス（励起用希ガス）などを混合して、エキシマレーザ発振装置に応じた必要なレーザガス（第二リサイクルガス）を生成することが可能になる。
【００１６】
上記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置は、分離膜が１つまたは複数で構成されていてもよい。複数の場合に、異なる種類の分離膜でもよく、同じ種類の分離膜でもよい。
上記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置が複数で構成されている場合に、並列配置、直列配置、循環配置、並列でかつ一列が多段（直列配置、循環配置）に配置されていてもよい。
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、透過ガスを一つ後段の分離膜へ供給する構成でもよい。
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、非透過ガスを一つ前段の分離膜に再供給する構成でもよい。
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、最終段の分離膜から出た透過ガスを、それよりも前段の分離膜のいずれかに再供給する構成でもよい（循環型ともいう）。
【００１７】
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、分離膜のガス供給ラインに（分離膜の上流に）、バッファタンク、昇圧部（ブースターまたはコンプレッサー）が配置されていてもよい。
複数の分離膜が多段に構成されている場合に、分離膜の透過ガスラインに（分離膜の透過ガス出口より下流に）、圧力調整部（背圧弁でもよい）、昇圧部（ブースターまたはコンプレッサー）、流量調整部（ＭＦＭまたはＭＦＣ）が配置されていてもよい。
上記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置が多段に配置される場合に（複数の分離膜が多段に構成されている場合に）、分離膜のガス供給側ラインから透過ガスラインに至るラインにおいて、バッファタンク、昇圧部（ブースターまたはコンプレッサー）、分離膜、圧力調整部（背圧弁でもよい）、昇圧部（ブースターまたはコンプレッサー）、流量調整部（ＭＦＭまたはＭＦＣ）がユニット単位として設けられており、このユニットが直列に多段に接続される構成であってもよい。このユニットにおいて、流量調整部、バッファタンクはあってもなくてもよい。
上記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置が多段に配置される場合に（複数の分離膜が多段に構成されている場合に）、分離膜の非透過ガスラインに（分離膜の非透過ガス出口より下流に）、圧力調整部（背圧弁でもよい）および／または流量調整部（ＭＦＭまたはＭＦＣ）が設けられていてもよく、両方がなくてもよい。本発明において、圧力調整部は背圧弁に限定されず、流量調整部はマスフローメーターあるいはマスフローコントローラに限定されない、以下同様である。
【００１８】
上記分離膜は、有機膜、無機膜が例示される。有機膜としては、例えばポリエチレン、シリコンで作製されていてもよい。無機膜としては、例えばセラミック、モノキュラーシープを用いて作製されていてもよい。
本発明は、Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置で分離された非透過ガスラインを流れる非透過ガスを回収する回収ラインおよび／または系外に排出する排出ラインを備えてもいてもよい。非透過ガスは、必要に応じて不純物の除去処理をし、添加用ガスとして再利用してもよい。非透過ガスは、例えば、高濃度希ガス含有ガスである。本発明において、「高濃度」は、分離膜装置（分離膜）に供給される前の排ガス中の希ガス濃度よりも高いことを意味する。
【００１９】
本発明において、分離膜が、希ガス（Ｋｒ，Ｘｅ，Ａｒ）を選択的に分離する構成でもよく、膜透過の速度差（膜の前後の圧力差）で希ガス（Ｋｒ，Ｘｅ，Ａｒ）を分離する構成でもよい。
本発明において、分離膜による希ガスの分離は、排ガス（あるいは第一精製ガス）中の他の成分も一緒に分離されてもよい。
【００２０】
分離膜に投入される被処理ガス（排ガスまたは第一精製ガス）から所定の希ガスを選択的にあるいは他成分よりも多く分離させるために、本発明において、膜透過の速度差で希ガス（Ｋｒ，Ｘｅ，Ａｒ）を分離してもよい。
【００２１】
例えば、被処理ガス（クリプトン含有ネオンガス、アルゴン含有ネオンガス、またはキセノン含有ネオンガス）から希ガス（クリプトン、アルゴン、またはキセノン）を非透過ガスとして分離し、透過ガスと供給ガスとして後段の分離膜に送る。この場合に、分離膜を通過する被処理ガスの流速を、分離膜より上流に配置された上流昇圧部および／または下流に配置された圧力調整部および／または下流昇圧部でコントロールすることができる。上流昇圧部によって分離膜より上流位置のガス（供給ガス）の圧力を上流圧力とし、分離膜より下流位置の透過ガスの圧力を圧力調整部および／または下流昇圧部によって上流圧力よりも小さい圧力の下流圧力とし、圧力差（上流圧力−下流圧力）を設ける。この圧力差が希ガス分離設定値（クリプトン分離設定値、アルゴン分離設定値、またはキセノン分離設定値）よりも大きい場合に希ガス（クリプトン、アルゴン、またはキセノン）が供給ガス（被処理ガス）から分離される。一段目の分離膜で希ガス（クリプトン、アルゴン、またはキセノン）が分離されない場合に、多段に構成した分離膜で希ガス（クリプトン、アルゴン、またはキセノン）を徐々に分離してもよい。後段の分離膜も前段のそれと同様に、分離膜を通過する被処理ガスの流速を、分離膜より上流に配置された上流昇圧部および／または下流に配置された圧力調整部および／または下流昇圧部でコントロールすることができ、圧力差によって希ガス（クリプトン、アルゴン、またはキセノン）を分離する。
単一の分離膜で循環する場合であっても、分離膜より上流に配置された上流昇圧部および／または下流に配置された圧力調整部および／または下流昇圧部でコントロールすることができる。以下同様である。
【００２２】
また、被処理ガス（アルゴン・キセノン含有ネオンガス）からアルゴン・キセノンを非透過ガスとして分離し、透過ガスを供給ガスとして後段の分離膜に送る。この場合に、分離膜を通過する被処理ガスの流速を、分離膜より上流に配置された上流昇圧部および／または下流に配置された圧力調整部および／または下流昇圧部でコントロールすることができる。上流昇圧部によって分離膜より上流位置の供給ガスの圧力を上流圧力とし、分離膜より下流位置の透過ガスの圧力を圧力調整部および／または下流昇圧部によって上流圧力よりも小さい圧力の下流圧力とし、圧力差（上流圧力−下流圧力）を設ける。この圧力差がアルゴン・キセノン分離設定値よりも大きい場合にアルゴン・キセノンが供給ガス（被処理ガス）から分離される。一段目の分離膜でアルゴン・キセノンが分離されない場合に、多段に構成した分離膜でアルゴン・キセノンを徐々に分離してもよい。後段の分離膜も前段のそれと同様に、分離膜を通過する被処理ガスの流速を、分離膜より上流に配置された上流昇圧部および／または下流に配置された圧力調整部および／または下流昇圧部でコントロールすることができ、圧力差によってアルゴン・キセノンを分離する。
【００２３】
分離膜の種類によって、ネオンガスに対するアルゴンの分離係数比とキセノンの分離係数比が異なる場合に、分離しにくい成分を基準にした圧力差を設定することが好ましい。分離しにくい成分を基準にした圧力差にすることで、他方の分離しやすい成分も同時に分離されるからである。
また、被処理ガス（アルゴン・キセノン含有ネオンガス）からアルゴンは分離せずに、キセノンを非透過ガスとして分離する場合は、アルゴンが分離しにくい分離膜を用い、アルゴンが分離せずにキセノンが分離するように、被処理ガスの流速を、分離膜より上流に配置された上流昇圧部および／または下流に配置された圧力調整部および／または下流昇圧部でコントロールすることが好ましい。
【００２４】
本発明において、最終段の分離膜を通過した被処理ガス（透過ガス）を前方の分離膜のいずれかに供給して循環させる場合に、最終段の分離膜を通過した被処理ガスを、分離膜装置より下流の不純物除去装置に送る第二精製ガスライン（Ｌ４）と、第二精製ガスライン（Ｌ４）から分岐して前方の分離膜のいずれかの供給ラインに接続されるリターンライン（Ｒ１、Ｒ２）と、リターンラインおよび／または第二精製ガスライン（Ｌ４）に設けられる弁とを備える。弁の開閉により、被処理ガスを循環させるように、および／または下流の不純物除去装置に送るように制御できる。
【００２５】
前記第一、第二不純物除去装置は、酸素を除去する第一除去部（酸素除去部）および／または酸素以外の不純物を除去する第二除去部を有してもよい。第二除去部はゲッターであってもよい。ゲッターで除去される酸素以外の不純物は、例えば、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＨ４などである。
本発明において、前記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置より上流に配置され、酸素を除去する上流側酸素除去部を備えていてもよい。第一、第二不純物除去装置の一構成要素として酸素除去部を備えていない場合に、上流側酸素除去部を備えていることが好ましい。
本発明において、不純物除去機能を有する構成要素の配置として、Ａｒ・ＮｅまたはＮｅ分離膜装置、第一・第二不純物除去装置（酸素除去部、ゲッター）の順に配置されていてもよく、上流側酸素除去部、Ａｒ・ＮｅまたはＮｅ分離膜装置、ゲッターの順に配置されていてもよい。
【００２６】
本発明は、前記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置より上流および／または下流に配置され、所定圧力に昇圧するためのおよび／または排ガスを下流へ送りこむための昇圧部（例えばコンプレッサー）を備えてもよい。
本発明は、前記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置の回収ラインおよび／または排出ラインに昇圧部（例えばコンプレッサー）を備えていてもよい。
本発明は、前記第一、第二不純物除去装置より上流および／または下流に配置され、所定圧力に昇圧するためのおよび／または排ガスを下流へ送りこむための昇圧部（例えばコンプレッサー）を備えてもいてもよい。
本発明は、前記上流側酸素除去部より上流または下流に昇圧部（例えばコンプレッサー）を配置してもよい。
本発明は、前記酸素除去部および／または前記ゲッターより上流に昇圧部（例えばコンプレッサー）を配置してもよい。
【００２７】
本発明は、Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置より、またはそれよりも上流側配置の昇圧部（例えばコンプレッサー）より上流に、排ガスを貯めるためのバッファタンク（あるいは回収容器）を１つまたは１つ以上備えてもいてもよい。
本発明は、前記第一、第二不純物除去装置より下流に、精製ガスを貯めるためのバッファタンク（あるいは回収容器）を１つまたは１つ以上備えてもよい。
【００２８】
本発明は、Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置より、またはそれよりも上流側配置の昇圧部（例えばコンプレッサー）より上流に、下流へ流れる排ガスの圧力を調整する圧力調整部（背圧弁でもよい）および／または排ガスの流量を調整する流量調整部を備えてもよい。本発明において、圧力調整部は背圧弁に限定されず、流量調整部はマスフローメーターあるいはマスフローコントローラに限定されない、以下同様である。
【００２９】
前記リサイクルガス生成部は、
第一、第二不純物除去装置から下流に配置される精製ガスライン（第一リサイクルガスライン）と、
前記精製ガスライン（第一リサイクルガスライン）に配置される、精製ガスの圧力を調整する圧力調整部（背圧弁でもよい）および／または精製ガスの流量を調整する流量調整部と、
添加用ガスを供給する添加用ガスラインと、
前記添加用ガスラインに配置される、前記添加用ガスの圧力を調整する調整する圧力調整部（背圧弁でもよい）および／または前記添加用ガスの流量を調整する流量調整部と、
前記精製ガスライン（第一リサイクルガスライン）と前記添加用ガスラインが合流する合流ポイント（Ｐ）と、を有する。
前記添加用ガスは、例えば、ガスボンベ、シリンダ、バッファタンクなどに貯留されていてもよい。
前記添加用ガスがアルゴン・キセノン含有ネオンガスの場合、例えば、アルゴン濃度が１００％〜７％、キセノン濃度が３０００ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである。なお、アルゴン濃度１００％の時にはネオンガス濃度は０％である。
前記添加用ガスがクリプトン含有ネオンガスの場合、例えば、クリプトン濃度が１００％〜２．５％である。なお、クリプトン濃度１００％の時にはネオンガス濃度は０％である。
前記添加用ガスがキセノン含有ネオンガスの場合、例えば、キセノン濃度が１００％〜２０ｐｐｍである。なお、クリプトン濃度１００％の時にはネオンガス濃度は０％である。
前記合流ポイントは、精製ガスラインまたは添加用ガスラインの配管同士が合流するものでもよく、バッファタンクを介して両者が合流するものでもよい。
【００３０】
本発明において、前記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置を通らないように下流へ迂回するバイパスラインを設けてもよい。上流側酸素除去部を通らないように下流へ迂回するバイパスラインを設けてもよい。第一、第二不純物除去部（酸素除去部および／またはゲッター）を通らないように下流へ迂回するバイパスラインを設けてもよい。
【００３１】
本発明は、Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置よりも上流または下流に、不純物の一種であるフッ素化合物を除去するフッ素化合物除去部を有していてもよい。
本発明は、不純物の一種であるフッ化炭素（ＣＦ４等）を分解し、分解副生成物にする分解装置を有していてもよい。
本発明は、前記分解装置で生成された分解副生成物を所定の反応剤と反応させて前記排ガスから除去する分解副生成物除去部を有していてもよい。フッ化炭素が分解された時の分解副生成物は、例えば、フッ素化合物である。
本発明は、フッ素化合物除去部を有さず、分解装置および分解副生成物除去部を有していてもよい。
本発明は、前記Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置よりも上流に、前記排ガス中の不純物濃度を測定する不純物濃度測定部を有していてもよい。不純物濃度測定部は、前記フッ素化合物除去部の上流あるいは下流に設定されていてもよい。
不純物濃度測定部は、前記分解装置より上流に設置されて、分解装置で不純物を除去するか否かの判断に利用されてもよい。また、不純物濃度測定部は、前記分解装置より下流に設置されて、分解装置で処理された後の不純物の濃度を測定するものでもよい。
不純物濃度測定部は、排ガス中の不純物として、ＣＦ４、Ｎ２、Ｈｅの内いずれか１種あるは複数種の濃度を測定してもよい。
本発明は、前記分解装置より上流および／または下流に、排ガスを貯めるためのバッファタンク（あるいは回収容器）を有していてもよい。
本発明は、前記分解副生成物除去部より上流および／または下流に、排ガスを貯めるためのバッファタンク（あるいは回収容器）を有していてもよい。
本発明は、前記不純物濃度測定部より上流および／または下流に、排ガスを貯めるためのバッファタンク（あるいは回収容器）を有していてもよい。
本発明は、前記フッ素化合物除去部より上流および／または下流に、排ガスを貯めるためのバッファタンク（あるいは回収容器）を有していてもよい。
【００３２】
上記発明において「系内」とは、エキシマレーザ発振装置が単一の筐体であれば筐体内および筐体に接続される構成要素（筐体から突出した要素を含む）であり、エキシマレーザ発振装置が複数の筐体で構成されている場合に、それら筐体が接する配置または近傍に配置される構成を含む。
【００３３】
本発明において、特に明記しないかがり、「上流」および「下流」はガス（排ガス、精製ガス、リサイクルガス、原料レーザガスなど）の流れ方向における配置関係を意味する。以下同様である。
【００３４】
エキシマレーザ発振装置は、ガスレーザの一種であり、紫外線域の光を発振する。発振チャンバーにおいて、励起ガスに少なくとも一対の電極で高電圧（高電圧パルス放電）を印加することで、励起状態のエキシマ−が発生し、誘導放出を起こして光（紫外線）が得られる。
発振チャンバーから出射された光は、例えば、挟帯域化モジュール（プリズム、グレーティングを有して構成される）によって特定の波長幅に調整されてもよい。挟帯域化モジュールから発振チャンバーに戻された光は、一対の電極間を通過することで増幅される。また、発振チャンバーを通過するように挟帯域化モジュールと出力ミラーとが光路ラインで繋がり、挟帯域化モジュールと出力ミラーとの間で光が往復するたびに、一対の電極間を通過することで、光が増幅される。挟帯域化モジュールと出力ミラーとで共振器の機能が実現される。出力ミラーを透過した光は出力レーザ光として、例えば露光装置へ出力される。
発振チャンバー内に充填されているレーザガスは、例えば、ネオンガス等のバッファガス（例えば９０〜９５％）と、希ガス（Ｋｒ，Ａｒ，Ｘｅ）（例えば５〜９％）およびハロゲンガス（Ｆ２）（例えば１〜５％）からなる励起ガスとを有する。例えば、励起ガスとして、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ、Ａｒ／ＸｅＦなどがある。
【００３５】
前記エキシマレーザ発振装置は、
１または１以上のレーザガスを前記発振チャンバーへ供給する１または１以上のレーザガス供給ラインと、
前記レーザガス供給ラインからレーザガスが供給される前記発振チャンバーと、
前記発振チャンバーから排出されるレーザガス（排ガス）を、レーザガスリサイクルシステムへ送るための排ガスラインと、を有していてもよい。
排ガスラインと、レーザガス供給ラインには、制御弁、ガス圧力調整部あるいはガス圧力計、および／またはガス流量調整部あるいはガス流量計が設置されていてもよい。
前記エキシマレーザ発振装置は、排出用のポンプを有していてもよい。
前記エキシマレーザ発振装置は、前記発振チャンバー内のレーザガスの圧力を測定するレーザガス圧力計を有していてもよい。
前記エキシマレーザ発振装置は、発振チャンバーへレーザガスを所定圧、所定量の供給と、発振チャンバーからレーザガスの所定量の排出を行うために、制御弁、ガス圧力調整部あるいはガス圧力計、および／またはガス流量調整部あるいはガス流量計が設置され、レーザガス供給・排出制御部によって制御されていてもよい。
発振チャンバー内のガス圧力およびレーザガスの供給圧力（第一圧力）は、エキシマレーザ発振装置の仕様に対応して設定されるが、通常大気圧よりも高い圧力であり、例えば、ゲージ圧で３００ＫＰａ以上〜７００ＫＰａの範囲、好ましくは４００ＫＰａ以上〜７００ＫＰａの範囲、より好ましくは５００ＫＰａ以上〜７００ＫＰａの範囲が例示される。
発振チャンバーから排出される排ガスの圧力は、大気圧以上であって前記供給圧力（第一圧力）以下であり、例えば、ゲージ圧で５０ＫＰａ〜２００ＫＰａの範囲が挙げられる。
Ｎｅ分離膜装置および／またはＡｒ・Ｎｅ分離膜装置の上流または下流の昇圧機で所定圧に昇圧された排ガスの圧力は、前記第一圧力よりも大きい値であり、例えば、第一圧力との差がゲージ圧で５０ＫＰａ〜１５０ＫＰａの範囲である。
【００３６】
本発明は、前記不純物濃度測定部で測定された結果に基づいて、前記排ガスを前記フッ素化合物除去部および／または、前記分解装置および前記分解副生成物除去部へ送るための分解除去処理ラインを有していてもよい。分解除去処理ラインは、発振チャンバーと接続される排ガスラインと接続されていてよく、排ガスラインを兼ねていてもよい。
本発明は、前記不純物濃度測定部で測定された結果に基づいて、前記排ガスを系外（大気中）へ放出するための放出ラインを有していてもよい。
本発明は、前記不純物濃度測定部で測定された結果に基づいて、前記排ガスを前記分解装置および前記分解副生成物除去部へ送らずに後段のプロセス（分離膜装置）へ送るためのバイパスラインを有していてもよい。
本発明は、（１）分解除去処理ラインのみ、（２）分解除去処理ラインおよび放出ライン、（３）分解除去処理ラインおよびバイパスライン、（４）分解除去処理ライン、放出ライン、バイパスラインのいずれかを備えるライン構成であってもよい。この（２）から（４）のライン構成に応じて、後述する処理選択部は、第一処理、第二処理、第三処理を選択する構成であってもよい。
【００３７】
本発明は、前記不純物濃度検知部で測定された結果に基づいて、排ガスを外気へ排出する第一処理と、不純物の除去処理を実行する第二処理と、後段のプロセス（分離膜装置）に排ガスを送る第三処理とのいずれかを選択する処理選択部を有していてもよい。
前記処理選択部で前記第一処理が選択された場合に、前記放出ラインで、前記排ガスを外気へ放出し、
前記処理選択部で前記第二処理が選択された場合に、前記分解除去処理ラインに設けられた前記フッ素化合物除去部および／または、前記分解装置および前記分解副生成物除去部に前記排ガスを送り、排ガス中の不純物を分解除去し、
前記処理選択部で前記第三処理が選択された場合に、前記バイパスラインで、前記排ガスを後段のプロセス（分離膜装置）に送ってもよい。
前記第一処理が選択された場合に前記放出ラインへ前記排ガスを放出し、前記第二処理が選択された場合に前記分解除去処理ラインへ前記排ガスを送り、前記第三処理が選択された場合に前記バイパスラインへ前記排ガスを送るように、弁の開閉を制御する弁制御部を有していてもよい。
【００３８】
前記分解装置は、例えば、無声放電装置、短波長光発振装置であってもよい。短波長光としては、エキシマレーザ光、ＵＶレーザ光などが挙げられる。分解装置は、分解チャンバーを有してもよい。発振チャンバーから分解チャンバーへ排ガスが送られ、分解チャンバー内でエキシマレーザ光を照射して排ガス中の不純物（ＣＦ４）を分解してもよい。ＣＦ４は分解して分解副生成物（Ｆ２、その他のフッ素化合物）となり、前記分解副生成物は、分解副生成物除去部において、所定の反応剤と反応して吸収除去されてもよい。
【００３９】
本発明において、上記「所定の反応剤」は、例えば、金属系反応剤またはガス吸収系反応剤などである。金属系反応剤としては、例えば、Ａｇ系、Ｃｕ系の反応剤が挙げられる。ガス吸収系反応剤として、例えば酸性ガス吸収反応剤が挙げられ、例えば、ソーダライムに代表される酸素含有物質を反応剤に使用することが挙げられる。
【００４０】
前記フッ素化合物は、例えば、ＳｉＦ４，ＣＯＦ２である。
前記フッ化炭素は、例えば、ＣＦ４である。
前記分解除去処理ラインは、例えば、配管と自動開閉弁を有して構成されていてもよい。
前記バイパスラインは、例えば、配管と自動開閉弁を有して構成されていてもよい。
前記放出ラインは、例えば、配管、外気排出用のベント装置、自動開閉弁などを有して構成されていてもよい。
前記不純物濃度測定部は、例えば分解除去処理ラインなどの配管に配置されていてもよく、濃度測定を行える空間に配置されていてもよく、バッファタンクに配置されていてもよい。
本発明において、「精製ガス」および「リサイクルガス」は、例えば、高純度ネオンガス、または希ガス（例えば、Ａｒ）を含む主成分ネオンガスである。
本発明において、排ガス中の不純物は、例えば、ＣＦ４、Ｎ２、Ｈｅ、酸素、水分のうちいずれか１種または複数種を含む。希ガス（例えば、アルゴン、クリプトン、キセノン）およびネオンなどのバッファガスは、特に不純物と明示しないかぎり不純物ではない。
【００４１】
本発明において、不純物濃度測定部を有する場合に、発振チャンバーから送られた排ガス中の不純物（例えば、ＣＦ４）濃度を測定し、測定結果に応じて排ガスに対し各種の処理を行うことができる。
本発明では、例えば、不純物濃度が所定濃度範囲（例えば、１０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）よりも高い高濃度の場合に外気へ放出し、不純物濃度が所定濃度範囲（例えば、１０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）であれば不純物を分解除去し、不純物濃度が所定濃度範囲（例えば、１０ｐｐｍ〜１２０ｐｐｍ）未満であればそのまま後段のプロセス（分離膜装置のプロセス）へ排ガスを送り込むように構成することができる。
そして、エキシマレーザ発振装置の系外に限らず系内においても、排ガスのリサイクル処理（実施形態によっては、一部不純物の除去処理、全不純物の除去処理）を行える。例えば、ＡｒＦエキシマレーザ発振装置やＫｒＦエキシマレーザ発振装置の系外に限らず系内においても、排ガスから不純物を除去して、高純度ネオンガスまたはアルゴン含有の高純度ネオンガスを精製し、リサイクルガスとして再利用することができる。
また、本発明では極低温処理、１ＭＰａＧ以上の高圧化処理が不要となる。
また、分離膜をコンパクトな装置構成にできることで、エキシマレーザ発振装置の系内（筐体）に組み込むことも可能となる。
【００４２】
上記の発明において、前記不純物濃度検知部が前記排ガス中のＣＦ４の濃度を測定する場合に、
ＣＦ４の濃度が第一閾値以上の場合に、前記処理選択部が前記第一処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第一閾値よりも小さい第二閾値より大きく、かつ前記第一閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第二処理を選択し、
ＣＦ４の濃度が前記第二閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第三処理を選択する制御を行ってもよい。
上述したように、分解除去処理ライン、放出ライン、バイパスラインのライン構成によって、それに応じた処理が選択される構成である。
上記発明において、「第一閾値」は、例えば、８０ｐｐｍ〜１１０ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは９０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの間の任意の数値であり、より好ましくは、１００ｐｐｍである。
上記発明において、「第二閾値」は、例えば、５ｐｐｍ〜１５ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは８ｐｐｍ〜１２ｐｐｍの間の任意の数値であり、より好ましくは１０ｐｐｍである。
本発明において、特に質量または重量を明示している場合を除き、濃度は体積濃度を意味する。
【００４３】
前記排ガスは、主成分がネオンであり、希ガス（クリプトン、キセノン、アルゴン）が総量に対し１〜１０％、好ましくは１〜８％である。排ガス中の不純物として、例えばＣＦ４、Ｎ２、Ｈｅなどが挙げられる。排ガス中のＣＦ４濃度は１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲が想定される。
【００４４】
ＣＦ４濃度が第一閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上の場合には前記処理選択部が第一処理を選択する。前記第一処理は、排ガスを前記放出ラインにより系外に排出する。
一定量（例えば１００ｐｐｍ）以上のＣＦ４が分解装置に導入されると、排ガス中に含まれるＣＦ４の一部が分解されず、完全に除去できなくなるが、このような構成とすれば、ＣＦ４除去が不十分となる可能性のある排ガスを予め系外に出すことにより完全な除去を行うことができる。
また、高濃度のＣＦ４の場合に、前記分解装置で生じた分解副生成物の量が増加し、所定の反応剤（例えば、金属系反応剤、ガス吸収系反応剤）の交換頻度が高まり、配管、弁等の腐食が進行するといった問題が生ずるため、第一閾値以上の濃度のＣＦ４が分解装置に導入されないようにしてこれらの問題を低減する。第一閾値の値は分解装置の能力に応じて設定してもよい。
ＣＦ４濃度が第一閾値よりも小さい第二閾値（例えば１０ｐｐｍ）より大きく、かつ前記第一閾値未満の場合には前記第二処理を選択する。第２処理は、前記分解装置に前記分解除去処理ラインから排ガスを導入する。分解装置ではＣＦ４は、例えばＵＶレーザ光、エキシマレーザ光あるいはプラズマ分解により分解副生成物（Ｆ２、その他のフッ素化合物）となり、前記分解副生成物は所定の反応剤（例えば、金属系反応剤、ガス吸収系反応剤）との反応により除去される。
ＣＦ４濃度が第二閾値未満である場合には前記第三処理を選択し、第三処理は前記分解装置をバイパスし、後段の膜分離装置へ排ガスをそのまま導入する。
【００４５】
前記不純物濃度測定部が、前記排ガス中のＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定する場合において、
（ａ）Ｈｅ濃度が第三閾値以上である、
（ｂ）ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第一閾値（例えば、８０ｐｐｍ〜１１０ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは９０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ）以上である、または、
（ｃ）Ｈｅ濃度が第三閾値未満であって、ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第二閾値（例えば、５ｐｐｍ〜１５ｐｐｍの間の任意の数値、好ましくは８ｐｐｍ〜１２ｐｐｍ）以上前記第一閾値未満であり、かつ濃度の大小関係がＮ２＞（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第一処理を選択する。
（ｄ）Ｈｅ濃度が第三閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第二閾値以上前記第一閾値未満、かつ濃度の大小関係がＮ２＜（１／２）×ＣＦ４である場合に、前記処理選択部が前記第二処理を選択する。
（ｅ）Ｈｅ濃度が第三閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第二閾値未満の場合に、前記処理選択部が前記第三処理を選択する制御を行ってもよい。
上記発明において、「第三閾値」は、例えば、０．５％〜１．５％の間の任意の値、好ましくは０．８％〜１．２％の間の任意の値、より好ましくは１．０％である。
【００４６】
前記排ガス中の不純物として、ＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定することもできる。前記排ガス中のＣＦ４およびＮ２濃度は１ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲、Ｈｅ濃度は０．０１〜５．０％の範囲が想定される。
ＣＦ４またはＮ２濃度が、例えば１００ｐｐｍ以上となるか、またはＨｅ濃度が、例えば１％以上の場合には、レーザ強度が落ちるため、ＣＦ４またはＮ２濃度が第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上の場合またはＨｅ濃度が第三閾値（例えば１％）以上の場合には、前記処理選択部が第一処理を選択し、前記第一処理は排ガスを前記放出ラインにより系外に排出する。
Ｈｅ濃度が第三閾値未満であって、ＣＦ４およびＮ２濃度が第一閾値よりも小さい第二閾値（例えば１０ｐｐｍ）より大きく、かつ前記第一閾値未満の場合であっても、Ｎ２濃度がＣＦ４濃度の２倍以上となる場合には、前記分解装置の分解過程において発生するイオン量が炭素イオン量に対して窒素イオン量が有利となる。この場合、前記分解装置で分解生成された窒素イオンが炭素イオンよりも排ガス中に含まれる酸素または酸素イオンと優先的に反応し、窒素酸化物を生成する。このため、Ｎ２濃度がＣＦ４濃度の２倍以上となる場合には、前記処理選択部が第一処理を選択し、前記第一処理は排ガスを前記放出ラインにより系外に排出する。
一方、Ｈｅ濃度が第三閾値未満であり、ＣＦ４およびＮ２濃度が第二閾値以上第一閾値未満、かつ、Ｎ２濃度がＣＦ４濃度の２倍未満である場合には、分解装置により分解が可能であり、この分解による窒素酸化物発生量も少ないため、前記第二処理を選択する。第二処理において、前記分解装置に前記排ガスを前記分解除去処理ラインを通じて導入する。
Ｈｅ濃度が第三閾値未満であって、ＣＦ４およびＮ２濃度が第二閾値未満である場合には、前記第三処理を選択する。第三処理は、前記分解装置をバイパスし、後段の膜分離装置へ排ガスをそのまま導入する。
【００４７】
上記発明において、分解除去処理ラインに、フッ素化合物除去部、不純物濃度測定装部、バッファタンク、分解装置、分解副生成物除去部が、この順に配置されていてもよい。
上記発明において、分解副生成物除去部で処理された排ガス（第一精製ガスという）から不純物を除去する。
上記発明において、各分離膜装置および第一、第二不純物除去装置で処理された排ガス（第二精製ガスという）をリサイクルガス（添加用ガスを混合してもよい）としてエキシマレーザ発振装置または発振チャンバーに戻す。
【００４８】
各バイパスラインにはそれぞれ、仕切弁が配置されている。バイパス処理時に仕切弁が開放される構成である。
前記各分離膜装置は、少なくともその上流側に仕切弁を有していてもよい。
前記上流側酸素除去部は、少なくともその上流側に仕切弁を有していてもよい。
前記第一、第二不純物除去装置（酸素除去部および／またはゲッター）は、少なくともその上流側に仕切弁を有していてもよい。
【００４９】
（方法）
本発明のレーザガスリサイクル方法は、エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガス（リサイクルガス）を得るためのレーザガスリサイクル方法であって、
被処理ガスからネオン以外の励起用希ガス（例えば、クリプトン、アルゴン、キセノン）を分離膜で除去するＮｅ分離工程と、
分離膜で分離された非透過ガス（高濃度希ガス含有ネオンガス）を回収する回収工程および／または系外に排出する排出工程と、
前記分離膜を透過した高濃度ネオン含有ガスから所定の不純物を除去する不純物除去工程と、
エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、前記不純物除去工程で精製された精製ガス（高純度ネオンガス）に所定の添加ガスを混合するリサイクルガス生成工程と、を含む。
【００５０】
他の本発明のレーザガスリサイクル方法は、エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガス（リサイクルガス）を得るためのレーザガスリサイクル方法であって、
被処理ガスからアルゴンおよびネオン以外の励起用希ガス（例えばキセノン）を分離膜で除去する第二分離膜工程と、
分離膜で分離された非透過ガス（高濃度キセノン含有ネオンガス）を回収する回収工程および／または系外に排出する排出工程と、
前記分離膜を透過した透過ガスから所定の不純物を除去する不純物除去工程と、
エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、前記不純物除去工程で精製された精製ガス（高純度ネオンガス）に添加用ガスを混合するリサイクルガス生成工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態１のレーザガスリサイクルシステムの構成例を示す図である。
【図２】実施形態２のレーザガスリサイクルシステムの構成例を示す図である。
【図３】分離膜部の構成例を示す図である。
【図４】分離膜部の構成例を示す図である。
【図５】分離膜部の構成例を示す図である。
【００５２】
（実施形態１）
図１に示す実施形態１のレーザガスリサイクルシステム１は、ハロゲン系ガス精製部２００、ガス精製部１００、リサイクルガス供給部３１０、添加用ガス供給部３２０を有する。実施形態１のレーザガスリサイクルシステム１は、複数のエキシマレーザ発振装置４００の系外に接続されている。
各エキシマレーザ発振装置４００は、例えば、クリプトン・フッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ発振装置、アルゴン・フッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ発振装置、アルゴン・キセノン・フッ素（Ａｒ／Ｘｅ・Ｆ）エキシマレーザ発振装置である。本実施形態において、１または１以上のエキシマレーザ発振装置４００から排ガスがレーザガスリサイクルシステム１に送られ、リサイクルガスとして再び１または１以上のエキシマレーザ発振装置４００に供給される構成である。なお、単一のエキシマレーザ発振装置４００がレーザガスリサイクルシステム１と接続される構成であってもよい。
【００５３】
エキシマレーザ発振装置４１０は、ハロゲンガス（例えば、フッ素）、希ガス（例えば、クリプトン、アルゴン、キセノン）、バッファガス（例えば、ネオン、ヘリウム、塩素）を有するレーザガスを内部に充填している発振チャンバー４０２を有する。
発振チャンバー４０２には、所定圧、所定量のレーザガスが充填されている。この状態で、高電圧パルス生成器４０１が高電圧パルス放電を、発振チャンバー４０２内のレーザガス（励起ガス）に対し、少なくとも一対の電極に印加することで、励起状態のエキシマ−が発生し、誘導放出を起こして光が得られる。発振チャンバー４０２から出射された光は、不図示の挟帯域化モジュールによって特定の波長幅に調整される。挟帯域化モジュールから発振チャンバー４０２に戻された光は、上記の一対の電極間を通過することで増幅される。発振チャンバー４０２を通過するように挟帯域化モジュールと出力ミラーとが光路ラインで繋がり、挟帯域化モジュールと出力ミラーとの間で光が往復するたびに、一対の電極間を通過することで、光が増幅される。出力ミラーを透過した光は出力レーザ光として、例えば露光装置へ出力される。ここでは、挟帯域化モジュールと出力ミラーとで共振器の機能が実現されるが、他構成で共振器の機能を実現してもあってもよい。
【００５４】
発振チャンバー４０２内に充填されているレーザガスは、例えば、ネオンガスあるいはヘリウム等のバッファガス（例えば９０〜９５％）と、希ガス（Ｋｒ，Ａｒ，Ｘｅ）（例えば５〜９％）およびハロゲンガス（Ｆ２）（例えば１〜５％）からなる励起ガスとを有する。例えば、励起ガスとして、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＸｅＦ、Ａｒ／ＸｅＦなどがある。
本実施形態において、発振チャンバー４０２へリサイクルガスとして戻すのは、レーザガス成分と同じ成分の希ガス（例えば、クリプトン、アルゴン、アルゴン・キセノン）を含む主成分バッファガス（例えば、ネオン）である。ハロゲンガス含有主成分バッファガスとリサイクルガスとが混合された後で、発振チャンバー４０２へ送られてもよい。
エキシマレーザ発振装置４００は、発振チャンバー４０２へ第一レーザガスを送り込むための第一レーザガス供給ラインと、第二レーザガスを送り込むための第二レーザガス供給ラインと、リサイクルガスを送り込むリサイクルガスラインとを、有していてもよい。
第一レーザガスが、ハロゲンガス含有主成分バッファガスまたは希ガスおよびハロゲンガス含有主成分バッファガスであってもよい。
第二レーザガスが、ハロゲンガス含有主成分バッファガスまたは希ガスおよびハロゲンガス含有主成分バッファガスであってもよい。
第一レーザガス供給ライン、第二レーザガス供給ラインは、それぞれ、制御弁、ガス流量計、ガス流量調整部、圧力計、圧力調整部（例えば減圧弁）などが配置され、発振チャンバー４０２へレーザガスを供給する際に、それらが制御装置によって制御され、所定圧、所定流量のレーザガスが発振チャンバーへ供給される。
【００５５】
図１において、供給容器１０からレーザガスが供給ラインＬ１を通じてエキシマレーザ発振装置４００へ所定圧（第一圧力）で供給される。供給ラインＬ１は、定流量弁ＣＦＶ１、ゲート弁ＧＶ１が設けられている。なお、これに限定されず各種弁が１または１以上設けられていてもよく、弁が設けられていなくてもよい。供給ラインＬ１には、ガス流量調整部、ガス圧力調整部が配置されていてもよい。「第一圧力」は、エキシマレーザ発振装置４００の仕様に応じて設定され、例えば３００ＫＰａ〜７００ＫＰａである。
供給ラインＬ１は、各エキシマレーザ発信装置に接続された供給配管（不図示）に接続される。また、図示しないが、各エキシマレーザ発信装置に接続された排ガス用配管（不図示）がそれぞれ排ガスラインＬ２に接続される。また、供給配管、排ガス用配管、供給ラインＬ１、排ガスラインＬ２には所定の弁が１または１以上設けられていてもよい。
【００５６】
（ハロゲン系ガス精製部）
ハロゲン系ガス精製部２００は、発振チャンバー４０２から排出された排ガス中の所定の不純物を除去する。
発振チャンバー４０２から排出された排ガスは、排ガスラインＬ２を通ってハロゲン系ガス精製部２００へ送られる。排ガスは、大気圧以上であって上記第一圧力以下である第二圧力で排出される。この第二圧力もエキシマレーザ発振装置４００の仕様に応じて設定される。なお、排ガスラインＬ２に排出用ポンプ（不図示）が配置され、排ガスの排出を実行する（あるいは促進する）構成であってもよい。
「第二圧力」としては、例えば５０〜１００ＫＰａである。排出される排ガスには、不純物が混じっている。不純物としては、例えば、窒素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＦ４、Ｈｅ、ＣＨ４などが挙げられる。
レーザガスリサイクルシステム１あるいはエキシマレーザ発振装置４００の制御装置（不図示）は、レーザガス供給・排出制御部（不図示）を有し、レーザガス供給・排出制御部は、制御弁、ガス流量計、ガス流量調整部、ガス減圧弁などを制御し、所定のルール（例えば、稼働時間に基づく定期的なタイミング）に従って、発振チャンバー４０２からレーザガス（排ガス）を排出し、この排出された量に対応した量のレーザガス、リサイクルガスの内いずれか一方または両方（新しいレーザガスとリサイクルガスとの混合ガス）を供給する。
【００５７】
排ガスラインＬ２は、ハロゲン系ガス精製部２００において分解除去処理ラインとも呼ぶ。
まず、排ガスはフッ素化合物除去部２０１に送られ、不純物の一部であるフッ素化合物が除去される。
次いで、バッファ空間ＢＴ１に送られて排ガスが一定量になるように貯留される。バッファ空間ＢＴ１は、所定量の排ガスを貯めて、後述の不純物濃度検知部２０２による不純物測定を安定的に行う機能を有する。
バッファ空間ＢＴ１の内部に配置された不純物濃度測定部２０１により、排ガス中の不純物濃度が測定される。ここでは、不純物として例えばＣＦ４の濃度が測定される。不純物濃度検知部２０１としては、例えば、ガスクロマトグラフィー、熱伝導式濃度センサー、半導体式濃度センサーなどを用いることができる。
【００５８】
バッファ空間ＢＴ１から排ガスを外気へ放出するための放出ラインＬ２１が設けられている。放出ラインＬ２１は、例えば、配管、外気排出用のベント装置、定流量弁ＣＦＶ２（他種の弁でもよい）を有して構成されている。
【００５９】
バッファ空間ＢＴ１の下流において、分解除去処理ラインＬ２２からバイパスラインＬ２３が分岐する。バイパスラインＬ２３は、例えば、配管、自動開閉のゲート弁ＧＢ３を有して構成されている。
【００６０】
分解除去処理ラインＬ２２は、例えば、配管と、ガス流量測定部ＭＦＣ１と、定流量弁ＣＦＶ３を有して構成されている。ガス流量測定部ＭＦＣ１と定流量弁ＣＦＶ３との前後配置は特に制限なく、図１の逆配置でもよい。ガス流量測定部ＭＦＣ１は、マスフローコントローラでもよくマスフローメーターでもよい。交換時期判断部（不図示）は、ガス流量測定部ＭＦＣ１の測定値と不純物濃度検知部２０１の測定値に基づいて、不純物の量を算出し、分解副生成物除去部２０５の所定の反応剤の交換時期を求めてもよい。求められた交換時期は、入出力インタフェースなどに出力され、オペレータに知らせてもよい。
【００６１】
また、分解除去処理ラインＬ２２には、ガス流量測定部ＭＦＣ１より下流側に、バッファ容器２０３が配置され、ここで所定量の排ガスを貯める構成である。バッファ容器２０３より下流側に、不純物の一部であるフッ化炭素（ＣＦ４）を分解し、分解副生成物にする分解装置２０４が配置される。本実施形態において、分解装置２０４は、エキシマレーザ光を排ガスに照射する装置である。
分解装置２０４より下流側に分解副生成物除去部２０５が配置される。本実施形態において、分解副生成物は、例えば、フッ素化合物であり、分解装置２０４で生成された分解副生成物を所定の反応剤（例えば、金属系反応剤またはガス吸収系反応剤）と反応させて排ガスから除去する。分解副生成物除去部２０５を通過した排ガスを第一精製ガスと呼ぶ。第一精製ガスは、ガス処理ラインＬ３でガス精製部１００へ送られる。
また、別実施形態として、ガス流量測定部ＭＦＣ１はあってもなくてもよい。また、フッ素化合物除去部２０１はあってもなくてもよい。
【００６２】
本実施形態における処理選択の判断は以下の通りである。
不純物濃度検知部２０２は、排ガス中のＣＦ４の濃度を測定する。この場合において、ＣＦ４の濃度が第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上の場合に、処理選択部（不図示）が第１処理を選択し、ＣＦ４の濃度が第１閾値よりも小さい第２閾値（例えば１０ｐｐｍ）より大きく、かつ第１閾値未満の場合に、処理選択部が第２処理を選択し、ＣＦ４の濃度が第２閾値未満の場合に、処理選択部が第３処理を選択する。
【００６３】
また、別の実施形態として、不純物濃度検知部２０２が排ガス中のＣＦ４、Ｎ２およびＨｅの濃度を測定する。この場合において、
（ａ）Ｈｅ濃度が第３閾値（例えば１．０％）以上である、
（ｂ）ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第１閾値（例えば１００ｐｐｍ）以上である、または、
（ｃ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満であって、ＣＦ４若しくはＮ２のいずれかが前記第２閾値（例えば１０ｐｐｍ）以上第１閾値未満であり、かつ濃度の大小関係がＮ２＞（１／２）×ＣＦ４である場合に、処理選択部が第１処理を選択する。
（ｄ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値以上前記第１閾値未満、かつ濃度の大小関係がＮ２＜（１／２）×ＣＦ４である場合に、処理選択部が第２処理を選択する。
（ｅ）Ｈｅ濃度が第３閾値未満の場合であって、Ｎ２若しくはＣＦ４の濃度が前記第２閾値未満の場合に、処理選択部が第３処理を選択する。
【００６４】
制御装置、処理選択部、各種弁の制御部、交換時期判断部は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ）などのハードウエア、回路、ファームウエア、ソフトウエアプログラムを記憶するメモリなどを有し、ソフトウエアとの協働により動作する構成でもよい。
【００６５】
また、別実施形態として、ハロゲン系ガス精製部２００はなくてもよく、または、分解除去処理ラインＬ２２の構成を無くし、放出ラインＬ２１とバイパスラインＬ２３とを設けられた構成でもよく、バイパスラインＬ２３の構成を無くし、放出ラインＬ２１と分解除去処理ラインＬ２２とを設けられた構成でもよい。
【００６６】
（ガス精製部）
ガス精製部１００は、ハロゲン系ガス精製部２００から送られてきた排ガス（第一精製ガス）から所定の不純物を除去し、リサイクルガス（高純度ネオンガス）を得る。ガス処理ラインＬ３は、例えば、配管、１または１以上の定流量弁ＣＦＶ４、ＣＦＶ５、自動開閉弁（不図示）を有して構成されている。
ガス処理ラインＬ３には、第一精製ガスを貯留するための第一回収容器ＣＣ１と、第一回収容器ＣＣ１の内圧（ガス圧）を測定する圧力計ＰＧ１２と、それよりも下流に流れる第一精製ガスの圧力を所定圧に維持するためのバックプレッシャーレギュレータＢＰＲ１と、第一貯留ガスを貯留するための第二回収容器ＣＣ２と、第二回収容器ＣＣ１の内圧（ガス圧）を測定する圧力計ＰＧ１２と、それよりも下流に第一精製ガスを送り込むための（あるいは所定圧に昇圧するための）第一コンプレッサーＣＰ１と、第一精製ガスから所定の希ガス（ネオン以外の励起用希ガス（クリプトン、アルゴン、キセノン）を分離し第二精製ガス（高濃度ネオン含有ガス（ここで「高濃度」とはＮｅ分離膜装置に投入される前の第一精製ガス中のネオンガス濃度よりも高い濃度であることを意味する。））を得るためのＮｅ分離膜装置１１０と、それよりも下流に第二精製ガスを送り込むための（あるいは所定圧に昇圧するための）第二コンプレッサーＣＰ２と、第二精製ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスの精製ガス（第一リサイクルガス）を得るための不純物除去装置１２０とがこの順に配置されている。
本実施形態において、第一回収容器および第二回収容器は、両方あってもよいが、配管内容積に応じていずれか一方があればよく、あるいは両方なくともよい。また、圧力計ＰＧ１２、ＰＧ１３は、あってもなくてもよい。
本実施形態において、第一コンプレッサーＣＰ１および第二コンプレッサーＣＰ２は、両方あってもよいが、いずれか一方があればよい。第二コンプレッサーＣＰ２は、不純物除去装置１２０より下流に配置されてもよい。
【００６７】
また、別実施形態として、Ｎｅ分離膜装置１１０より上流側に、熱交換器、第一精製ガスの流量を調整する調整部、第一精製ガスの流量を測定する流量計、第一精製ガスの圧力を調整する圧力調整部が設けられていてもよい。熱交換器は、第一精製ガスの温度を所定温度に低下させる。コンプレッサーＣＰ１で昇圧されると共に上昇したガス温度（例えば、６０〜８０℃）を所定温度（例えば１５〜３５℃）に低下させることができ、例えば、後段の各種除去部における除去作用に適した温度範囲までガス温度を低下させる。
また、別実施形態として、第一不純物除去装置１２０より下流側に、第一リサイクルガスの流量を調整する調整部、第一リサイクルガスの流量を測定する流量計、第一リサイクルガスの圧力を調整する圧力調整部が設けられていてもよい。
【００６８】
コンプレッサーＣＰ１は、第一精製ガスの圧力を第三圧力へ昇圧する。第三圧力は、例えば、第一圧力よりも５０ＫＰａ〜１５０ＫＰａほど高い圧力である。圧力制御部（不図示）は、コンプレッサーＣＰ１に組み込まれた圧力計あるいはコンプレッサーＣＰ１より下流に配置された圧力計の測定値に基づいて第一精製ガスの圧力を制御してもよい。
コンプレッサーＣＰ２は、第二精製ガスの圧力を第三圧力へ昇圧する。圧力制御部（不図示）は、コンプレッサーＣＰ２に組み込まれた圧力計あるいはコンプレッサーＣＰ２より下流に配置された圧力計の測定値に基づいて第二精製ガスの圧力を制御してもよい。コンプレッサーＣＰ１を無くしコンプレッサーＣＰ２で第二精製ガスを下流へ送ることができる。
【００６９】
（分離膜装置）
分離膜装置１１０の実施形態を図３〜５を用いて説明する。
【００７０】
（直列型）
図３の分離膜装置１１０は、３段の分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が直列配置された構成である。
第一精製ガスラインＬ３と接続された第一分離膜Ｍ１の供給ラインＦ１から第一分離膜Ｍ１で透過された透過ガスが通る透過ガスラインＦ１１に至るラインにおいて、バッファタンクＢＴ１１、コンプレッサーＣＰ１１、第一分離膜Ｍ１、圧力調整ＢＰＲ１１、コンプレッサーＶＰ１１、流量調整部ＭＦＭ１１がユニットＵ１１として設けられる。透過ガスラインＦ１１はバッファタンクＢＴ２１を介して供給ラインＦ２に接続される。
第一分離膜Ｍ１で分離された非透過ガスは非透過ガスラインＦ１２を通って排気／回収ラインＬ４１に送られ、排気または回収される。非透過ガスラインＦ１２に、圧力調整部ＢＰＲ１２、流量調整部ＭＦＭ１２がユニットＵ１２として設けられている。
【００７１】
第二分離膜Ｍ２の供給ラインＦ２から第二分離膜Ｍ２で透過された透過ガスが通る透過ガスラインＦ２１に至るラインにおいて、バッファタンクＢＴ２１、コンプレッサーＣＰ２１、第二分離膜Ｍ２、圧力調整ＢＰＲ２１、コンプレッサーＶＰ２１、流量調整部ＭＦＭ２１がユニットＵ２１として設けられる。透過ガスラインＦ２１はバッファタンクＢＴ３１を介して供給ラインＦ３に接続される。
第二分離膜Ｍ２で分離された非透過ガスは、非透過ガスラインＦ２２を通りバッファタンクＢＴ１１を介して供給ラインＦ１に送られ第一分離膜Ｍ１に供給される。非透過ガスラインＦ２２に、圧力調整部ＢＰＲ２２、流量調整部ＭＦＭ２２がユニットＵ２２として設けられている。
【００７２】
第三分離膜Ｍ３の供給ラインＦ３から第三分離膜Ｍ３で透過された透過ガスが通る透過ガスラインＦ３１に至るラインにおいて、バッファタンクＢＴ３１、コンプレッサーＣＰ３１、第三分離膜Ｍ３、圧力調整ＢＰＲ３１、コンプレッサーＶＰ３１、流量調整部ＭＦＭ３１がユニットＵ３１として設けられる。透過ガスラインＦ３１は流量調整部ＭＦＭ３１を介して第二精製ガスラインＬ４に接続される。
第三分離膜Ｍ３で分離された非透過ガスは、非透過ガスラインＦ３２を通りバッファタンクＢＴ２１を介して供給ラインＦ２に送られ第二分離膜Ｍ２に供給される。非透過ガスラインＦ３２に、圧力調整部ＢＰＲ３２、流量調整部ＭＦＭ３２がユニットＵ３２として設けられている。
【００７３】
図３の直列型において、バッファＢＴ１１，２１、３１はあってもなくてもよい。
また、図３は３段の直列構成であるがこれに制限されず、分離される希ガスに応じて１または３以上の分離膜を直列に配置してもよい。
【００７４】
（循環型）
図４の分離膜装置１１０は、３段の分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が直列配置され、かつ最終段の第三分離膜Ｍ３からでた透過ガスが最前段の第一分離膜Ｍ１に供給される構成である。図３と同じ符号は同様の構成であるので、説明を省略する場合がある。図３の構成と異なる特徴を詳述する。
循環型は、同じ分離性能を発揮できることを条件とした場合、直列型よりも分離膜の段数を減らせるが、循環に係る他の構成、制御を必要とする。エキシマレーザ発振装置の系内（例えば筐体内）に配置させる構成は、装置スペースの小型化の点で循環型が好ましい。
【００７５】
第三分離膜Ｍ３の透過ガスラインＦ３１は流量調整部ＭＦＭ３１を介して第二精製ガスラインＬ４に接続される。また、第二精製ガスラインＬ４から分岐して第一精製ガスラインＬ３（あるいは第一分離膜Ｍ１の供給ラインＦ１）に接続されるリターンラインＲ１が設けられる。リターンラインＲ１および／または第二精製ガスラインＬ４に弁（不図示）が設けられ、弁の開閉により、第二精製ガス（被処理ガス）を循環させるように、および／または下流の不純物除去装置１２０に送るように制御する構成である。
【００７６】
図５の分離膜装置１１０は、３段の分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３が直列配置され、かつ最終段の第三分離膜Ｍ３からでた透過ガスが前段の第二分離膜Ｍ２に供給される構成である。図３と同じ符号は同様の構成であるので、説明を省略する場合がある。図３の構成と異なる特徴を詳述する。
第一分離膜Ｍ１の供給ラインＦ１から第一分離膜Ｍ１で透過された透過ガスが通る透過ガスラインＦ１１に至るラインにおいて、バッファタンクＢＴ１１、コンプレッサーＣＰ１１、第一分離膜Ｍ１、圧力調整ＢＰＲ１１、コンプレッサーＶＰ１１、流量調整部ＭＦＭ１１がユニットＵ１１として設けられる。透過ガスラインＦ１１はバッファタンクＢＴ２１を介して供給ラインＦ２に接続される。
第一分離膜Ｍ１で分離された非透過ガスは非透過ガスラインＦ１２を通って排気／回収ラインＬ４１に送られ、排気または回収される。非透過ガスラインＦ１２に、圧力調整部ＢＰＲ１２、流量調整部ＭＦＭ１２がユニットＵ１２として設けられている。
【００７７】
第一精製ガスラインＬ３と接続された第二分離膜Ｍ２の供給ラインＦ２から第二分離膜Ｍ２で透過された透過ガスが通る透過ガスラインＦ２１に至るラインにおいて、バッファタンクＢＴ２１、コンプレッサーＣＰ２１、第二分離膜Ｍ２、圧力調整ＢＰＲ２１、コンプレッサーＶＰ２１、流量調整部ＭＦＭ２１がユニットＵ２１として設けられる。透過ガスラインＦ２１はバッファタンクＢＴ３１を介して供給ラインＦ３に接続される。
第二分離膜Ｍ２で分離された非透過ガスは、非透過ガスラインＦ２２を通りバッファタンクＢＴ１１を介して供給ラインＦ１に送られ第一分離膜Ｍ１に供給される。非透過ガスラインＦ２２に、圧力調整部ＢＰＲ２２、流量調整部ＭＦＭ２２がユニットＵ２２として設けられている。
【００７８】
第三分離膜Ｍ３の透過ガスラインＦ３１は流量調整部ＭＦＭ３１を介して第二精製ガスラインＬ４に接続される。また、第二精製ガスラインＬ４から分岐して第一精製ガスラインＬ３（あるいは第二分離膜Ｍ２の供給ラインＦ２）に接続されるリターンラインＲ２が設けられる。リターンラインＲ２および／または第二精製ガスラインＬ４に弁（不図示）が設けられ、弁の開閉により、第二精製ガス（被処理ガス）を循環させるように、および／または下流の不純物除去装置１２０に送るように制御する構成である。
【００７９】
図４、５の循環型において、バッファＢＴ１１，２１、３１はあってもなくてもよい。
また、図４、５は３段の構成であるがこれに制限されず、分離される希ガスに応じて１または３以上の分離膜を備える構成でもよい。
【００８０】
（クリプトン含有ネオンガスからクリプトンを分離する例）
第一、第二、第三分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を通過する被処理ガスの流速を、各分離膜より上流に配置された上流のコンプレッサーＣＰ１１、２１、３１、その下流に配置された圧力調整部ＢＰＲ１１、２１、３１および下流のコンプレッサーＶＰ１１、２１、３１で、所定の圧力差（上流圧力−下流圧力）が生じるようにしてコントロールする。この圧力差がクリプトン分離設定値よりも大きくなるようにあるいはそのクリプトン分離設定値を基準に所定範囲内になるように構成してもよい。クリプトン分離設定値は、予め実験した結果で決定されもよく、実稼働によって更新をする設定でもよく、分離膜の種類、サイズに基づいて設定されてもよい。
【００８１】
（キセノン含有ネオンガスからキセノンを分離する例）
第一、第二、第三分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を通過する被処理ガスの流速を、各分離膜より上流に配置された上流のコンプレッサーＣＰ１１、２１、３１、その下流に配置された圧力調整部ＢＰＲ１１、２１、３１および下流のコンプレッサーＶＰ１１、２１、３１で、所定の圧力差（上流圧力−下流圧力）が生じるようにしてコントロールする。この圧力差がキセノン分離設定値よりも大きくなるようにあるいはそのキセノン分離設定値を基準に所定範囲内になるように構成してもよい。キセノン分離設定値は、予め実験した結果で決定されもよく、実稼働によって更新をする設定でもよく、分離膜の種類、サイズに基づいて設定されてもよい。
【００８２】
（アルゴン含有ネオンガスからアルゴンを分離する例）
第一、第二、第三分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を通過する被処理ガスの流速を、各分離膜より上流に配置された上流のコンプレッサーＣＰ１１、２１、３１、その下流に配置された圧力調整部ＢＰＲ１１、２１、３１および下流のコンプレッサーＶＰ１１、２１、３１で、所定の圧力差（上流圧力−下流圧力）が生じるようにしてコントロールする。この圧力差がアルゴン分離設定値よりも大きくなるようにあるいはそのアルゴン分離設定値を基準に所定範囲内になるように構成してもよい。アルゴン分離設定値は、予め実験した結果で決定されもよく、実稼働によって更新をする設定でもよく、分離膜の種類、サイズに基づいて設定されてもよい。
【００８３】
（アルゴン・キセノン含有ネオンガスからアルゴン・キセノンを分離する例）
第一、第二、第三分離膜Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を通過する被処理ガスの流速を、各分離膜より上流に配置された上流のコンプレッサーＣＰ１１、２１、３１、その下流に配置された圧力調整部ＢＰＲ１１、２１、３１および下流のコンプレッサーＶＰ１１、２１、３１で、所定の圧力差（上流圧力−下流圧力）が生じるようにしてコントロールする。この圧力差がアルゴン・キセノン分離設定値よりも大きくなるようにあるいはそのアルゴン・キセノン分離設定値を基準に所定範囲内になるように構成してもよい。アルゴン・キセノン分離設定値は、予め実験した結果で決定されもよく、実稼働によって更新をする設定でもよく、分離膜の種類、サイズに基づいて設定されてもよい。分離膜の種類によって、ネオンガスに対するアルゴンの分離係数比とキセノンの分離係数比が異なる場合に、分離しにくい成分を基準にしたアルゴン・キセノン分離設定値を設定する。
【００８４】
（アルゴン・キセノン含有ネオンガスからキセノンを分離する例）
アルゴン・キセノン含有ネオンガスからアルゴンは分離せずに、キセノンを非透過ガスとして分離する場合は、アルゴンが分離しにくい分離膜を用い、アルゴンが分離せずにキセノンが分離するように、アルゴン・キセノン含有ネオンガスの流速を、各分離膜より上流に配置された上流のコンプレッサーＣＰ１１、２１、３１、その下流に配置された圧力調整部ＢＰＲ１１、２１、３１および下流のコンプレッサーＶＰ１１、２１、３１で、所定の圧力差（上流圧力−下流圧力）が生じるようにしてコントロールする。所定の圧力差は、アルゴンが分離せずにキセノンが分離する圧力差であり、予め実験した結果で決定されもよく、実稼働によって更新をする設定でもよく、分離膜の種類、サイズに基づいて設定されてもよい。
【００８５】
（不純物除去装置）
第二精製ガスラインＬ４に第二コンプレッサーＣＰ２を介して第一不純物除去装置１２０が接続されている。第一不純物除去装置１２０は、第一除去部１２１と、第二除去部１２２を有する。
第一除去部１２１は、第二精製ガスから酸素を除去する、酸化マンガン反応剤あるいは酸化銅反応剤が充填された脱酸素装置である。酸化マンガン反応剤としては、一酸化マンガンＭｎＯなどの反応剤、二酸化マンガンＭｎＯ２の反応剤、吸着剤をベースとした酸化マンガン反応剤が挙げられる。酸化銅反応剤としては、例えば、酸化銅ＣｕＯなどの反応剤、吸着剤をベースとした酸化銅反応剤が挙げられる。
第一除去部１２１を通過した第二精製ガスは、配管Ｌ５を通じて第二除去部１２２に送られる。
【００８６】
第一除去部１２１を通過した第二精製ガス中の不純物は、排ガス成分中で最も多く含まれる不純物を除いた成分であり、例えば、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＦ４、ＣＨ４、Ｈｅなどが挙げられる。ＣＦ４は、ハロゲン系ガス除去部２００で除去（一部除去、完全除去）されている場合もあれば、バイパスされてガス精製部１００へ送られる場合もある。
第二除去部１２２は、酸素以外の不純物（例えば、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水、ＣＨ４）を除去する、化学吸着剤が充填されたゲッターである。
第二除去部１２２を通過した精製ガス（第二精製ガスあるいは第一リサイクルガスという）は、高純度ネオンガスである。第一リサイクルガスは配管Ｌ６を通じてリサイクルガス供給部３１０の第一バッファタンクＢＴ３１１へ送られる。
【００８７】
（リサイクルガス供給部）
第一バッファタンクＢＴ３１１内の第一リサイクルガスは、リサイクルラインＬ６を通じて、リサイクルガスとして、供給ラインＬ１に合流し、エキシマレーザ発振装置４００の発振チャンバー４０２へ送られてもよい。後述するように第一リサイクルガスを添加用ガスと混合してからエキシマレーザ発振装置へ送るように構成してもよい。
リサイクルガス供給部３１０を構成するリサイクルラインＬ６には、第一バッファタンクＢＴ３１１、背圧弁ＢＰＶ３１１、圧力計ＰＧ３１１、マスフローコントローラＭＦＣ３１１、定流量弁ＣＦＶ３１１（他種の弁でもよい）、第二バッファタンクＢＴ３１０、定流量弁ＣＦＶ３１２（他種の弁でもよい）がこの順に配置されている。
圧力計ＰＧ３１１はあってもなくてもよい。
第二バッファタンクＢＴ３１２はあってもなくてもよい。
定流量弁ＣＦＶ３１１、ＣＦＶ３１２はそれぞれ他の弁でもよく、いずれか一方があればよくあるいは両方が無くてもよい。
マスフローコントローラＭＦＣ３１１と背圧弁ＢＰＶ３１１とは、両方あってもよくいずれか一方があってもよい。
【００８８】
第一バッファタンクＢＴ１の下流側に、背圧弁ＢＰＶ３１１、マスフローコントローラＭＦＣ３１１が配置されている。
圧力制御部（不図示）は、圧力計ＰＧ３１１の測定値あるいは背圧弁ＢＰＶ３１１に基づいて、第一リサイクルガスの圧力を制御する。第一バッファタンクＢＴ３１１の第一リサイクルガスの圧力は、第三圧力であるため、発振チャンバー４０２内のレーザガスと同じ圧力（第一圧力）まであるいはそれよりも少し高めに減圧することが好ましい。
【００８９】
マスフローコントローラＭＦＣ３１１は、第一リサイクルガスの流量を制御する。これにより、供給ラインＬ１へ送り込まれる第一リサイクルガスの供給量を一定に制御できる。なお、マスフローコントローラＭＦＣ３１１は、ガス流量計のみであってもよい。また、マスフローコントローラＭＦＣ３１１あるいはガス流量計と、背圧弁ＢＰＶ３１１との配置は逆であってもよい。
【００９０】
（添加用ガス供給部）
定流量弁ＣＦＶ３１１の下流側で、あるいは第二バッファタンクＢＴ３１２の上流側で、リサイクルガスラインＬ６に合流する添加ガスラインＬ３２０が設けられる。添加ガスラインＬ３２０には、バッファガス（例えばネオン）、励起用希ガス、ハロゲンなどの混合ガスが充填された容器Ｓ３２１、安全弁ＳＶ３２１、圧力計ＰＧ３２１、背圧弁（圧力調整部）ＢＰＶ３２１、圧力計ＰＧ３２２、マスフローコントローラＭＦＣ３２１、定流量弁ＣＦＶ３２１がこの順に配置される。
圧力計ＰＧ３２１、ＰＧ３２２は、いずれか一方、あるいは両方があってもなくてもよい。
定流量弁ＣＦＶ３２１は他の弁でもよく、無くてもよい。
マスフローコントローラＭＦＣ３２１と背圧弁ＢＰＶ３２１とは、両方あってもよくいずれか一方があってもよい。
【００９１】
圧力制御部（不図示）は、添加ガスラインＬ３２０の圧力計ＰＧ３２１および／または３２２の測定値あるいは背圧弁ＢＰＶ３２１に基づいて、添加用ガスの圧力を制御してもよい。容器Ｓ３２１内の添加用の圧力が第一圧力よりも大きい場合に、第一圧力になるように減圧される。
【００９２】
マスフローコントローラＭＦＣ３２１は、添加用ガスの流量を制御する。これにより、第一リサイクルラインＬ６の合流ポイントＰに送り込まれる添加用ガスの供給量を一定に制御できる。なお、マスフローコントローラＭＦＣ３２１は、ガス流量計のみであってもよい。また、マスフローコントローラＭＦＣ３２１あるいはガス流量計と、背圧弁ＢＰＶ３２１との配置は逆であってもよい。
添加用ガスの流量がマスフローコントローラＭＦＣ３２１によって制御され、第一リサイクルガスの流量がマスフローコントローラＭＦＣ３１１によって制御されて、供給容器１０のレーザガスと同じ成分配合になるように混合される。
【００９３】
合流ポイントＰにおいて、第一リサイクルガスおよび添加用ガスが混合されるための空間あるいはガス用混合装置が設けられていることが好ましく、混合ガスが一定濃度に安定するように後段にバッファタンクＢＴ３１２が配置されていてもよい。
【００９４】
（実施形態２）
図２に実施形態２のレーザガスリサイクルシステム１を示す。実施形態１（図１）と同様の構成は、その説明を省略または簡単にする場合がある。
ガス精製部１００において、第一コンプレッサーＣＰ１の替わりに、排ガス／回収ラインＬ４１に、昇圧部ＣＰ３が配置されている。
特にこの構成であれば、実施形態１よりも、アルゴン・キセノン含有ネオンガスからキセノンを分離することが好ましい。
【００９５】
（別実施形態）
実施形態１、２のレーザガスリサイクルシステム１は、エキシマレーザ発振装置４００の筐体内に配置されてもよく、また、エキシマレーザ発振装置の筐体内にその一部（ハロゲン系ガス精製部２００、ガス精製部１００、リサイクルガス供給部３１０のいずれか１つまたは２種以上）の構成が配置されてもいてもよい。
また、レーザガスリサイクルシステム１は、エキシマレーザ発振装置４００と別体として配置される場合に、１つのエキシマレーザ発振装置、または１つ以上のエキシマレーザ発振装置から排出された排ガスに対し、リサイクル処理を行ってもよい。
【００９６】
上記実施形態１、２において、ハロゲン系ガス精製部２００はあってもなくてもよい。
上記実施形態１、２において、ハロゲン系ガス精製部２００は、バイパスラインＬ２３および／または分解除去処理ラインが無くてもよい。
【００９７】
（レーザガスリサイクル方法）
レーザガスリサイクル方法は、エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガスを得るためのレーザガスリサイクル方法であって、
被処理ガスからネオン以外の励起用希ガス（クリプトン、アルゴン、キセノン）を分離膜で除去するＮｅ分離工程と、
分離膜で分離された非透過ガス（高濃度希ガス含有ネオンガス）を回収する回収工程および／または系外に排出する排出工程と、
前記分離膜を透過した高濃度ネオン含有ガスから所定の不純物を除去する不純物除去工程と、
エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、前記不純物除去工程で精製された精製ガス（高純度ネオンガス）に所定の添加ガスを混合するリサイクルガス生成工程と、を含む。
他のレーザガスリサイクル方法は、エキシマレーザ装置あるいはエキシマレーザの発振チャンバーから排出された排ガスから所定の不純物を除去し高純度ネオンガスを主成分とする精製ガスを得るためのレーザガスリサイクル方法であって、
被処理ガスからアルゴンおよびネオン以外の励起用希ガス（キセノン）を分離膜で除去する第二分離膜工程と、
分離膜で分離された非透過ガス（高濃度キセノン含有ネオンガス）を回収する回収工程および／または系外に排出する排出工程と、
前記分離膜を透過した透過ガスから所定の不純物を除去する不純物除去工程と、
エキシマレーザ発振装置に応じて必要なレーザガスを生成するように、前記不純物除去工程で精製された精製ガス（高純度ネオンガス）に添加用ガスを混合するリサイクルガス生成工程と、を含む。
上記レーザガスリサイクル方法は、排ガス中の不純物濃度を測定する不純物濃度測定工程をさらに含んでもよい。
上記レーザガスリサイクル方法は、Ｎｅ分離工程の前に、不純物の一種であるフッ素化合物を除去するフッ素化合物除去工程をさらに含んでもよい。
上記レーザガスリサイクル方法は、Ｎｅ分離工程の前に、不純物の一種であるフッ化炭素（ＣＦ４等）を分解し、分解副生成物にする分解工程と、分解工程で生成された分解副生成物を所定の反応剤と反応させて排ガスから除去する分解副生成物除去工程とを有さらに含んでもよい。
【００９８】
（分離膜装置）
分離膜装置は、クリプトン含有ネオンガス、アルゴン・キセノン含有ネオンガスまたはキセノン含有ネオンガスのレーザガスを使用するエキシマレーザ発振装置から排出された排ガスから、ネオン以外の希ガス（クリプトン、アルゴン、キセノン）を除去し、高純度ネオンガスを精製する１または１以上の分離膜を有する。
他の分離膜装置は、アルゴン・キセノン含有ネオンガスのレーザガスを使用するエキシマレーザ発振装置から排出された排ガスから、アルゴンおよびネオン以外の希ガス（キセノン）を除去し、アルゴン含有高純度ネオンガスを精製する１または１以上の分離膜を有する。
【符号の説明】
【００９９】
１          レーザガスリサイクルシステム
１００      ガス精製部
１１０      分離膜装置
１２０      不純物除去装置
２００      ハロゲン系ガス精製部
３１０      リサイクルガス供給部
３２０      添加用ガス供給部
４００      エキシマレーザ発振装置
４０２      発振チャンバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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