(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、
前記チャンバの内部に、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスと、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度が低い第２のレーザガスと、を供給するガス供給装置と、
前記チャンバの内部のレーザガスを排気する排気装置と、
前記チャンバの内部のガス圧を計測するための圧力センサと、
制御部であって、
前記圧力センサを用いて計測されたガス圧に基づいて、第１のガス制御及び第２のガス制御の内の一方を選択し、
前記第１のガス制御においては、前記チャンバの内部に前記第１のレーザガスと前記第２のレーザガスとの内の少なくとも一方を供給し、前記第１のガス制御の前の前記チャンバの内部のガス圧よりも前記第１のガス制御の後の前記チャンバの内部のガス圧を増加させ、
前記第２のガス制御においては、前記チャンバの内部に少なくとも前記第１のレーザガスを供給し、前記チャンバの内部のレーザガスの一部を排気し、前記第２のガス制御の前の前記チャンバの内部のガス圧と前記第２のガス制御の後の前記チャンバの内部のガス圧との差を、前記第１のガス制御の前の前記チャンバの内部のガス圧と前記第１のガス制御の後の前記チャンバの内部のガス圧との差よりも小さくする、
前記制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記圧力センサを用いて計測されたガス圧と所定の閾値とを比較し、
前記圧力センサを用いて計測されたガス圧が前記所定の閾値より小さい場合には、前記第１のガス制御を選択し、
前記圧力センサを用いて計測されたガス圧が前記所定の閾値より大きい場合には、前記第２のガス制御を選択する、
請求項１記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記一対の放電電極の劣化に伴って前記所定の閾値を増加させる
請求項２記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記チャンバの全ガス交換を実施するごとに、前記所定の閾値を増加させる
請求項２記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記チャンバの全ガス交換を実施するごとに、調整発振を行って初期ガス圧を設定し、
前記初期ガス圧に基づいて前記所定の閾値を設定する、
請求項２記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記制御部は、放電回数が所定値に達した場合及び経過時間が所定値に達した場合の内の１つにおいて、前記第１のガス制御及び前記第２のガス制御の内の一方を行う、
請求項１記載のレーザ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１のガス制御を、前記排気装置によるレーザガスの排気を停止した状態で行う、
請求項１記載のレーザ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第２のガス制御において、前記ガス供給装置により供給するガスの量と、前記排気装置により排出するガスの量とを実質的に同量とする、
請求項１記載のレーザ装置。
【請求項９】
前記チャンバの内部のレーザガスの温度を計測するための温度センサをさらに備え、
前記制御部は、
前記温度センサにより計測されたレーザガスの計測温度に基づいて、前記圧力センサにより計測された計測ガス圧を補正することにより、補正ガス圧を算出する、
請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記温度センサにより計測されたレーザガスの計測温度に基づいて、前記補正ガス圧を、所定の基準温度におけるガス圧に換算することにより、換算ガス圧を算出する、
請求項９記載のレーザ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記補正ガス圧を算出するごとに、前記補正ガス圧に基づいて一次遅れのガス圧をそれぞれ算出し、
前記一次遅れのガス圧の変化に基づいて、前記計測温度を補正することにより、補正温度を算出し、
前記補正温度に基づいて、前記換算ガス圧を算出する、
請求項１０記載のレーザ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間あたりほぼ一定割合で増加するように、前記第１のガス制御を複数回実行する第１の処理と、
前記第１の処理の後、前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間に関わらず第１の一定値にほぼ維持されるように、前記第２のガス制御を複数回実行する第２の処理と、
を行う、請求項１記載のレーザ装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
前記第２の処理の後、前記チャンバの全ガス交換を実施する第３の処理と、
前記第３の処理の後、前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間あたりほぼ一定割合で増加するように、前記第１のガス制御を複数回実行する第４の処理と、
前記第４の処理の後、前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間に関わらず前記第１の一定値より大きい第２の一定値にほぼ維持されるように、前記第２のガス制御を複数回実行する第５の処理と、
をさらに行う、請求項１２記載のレーザ装置。
【請求項１４】
一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、
前記チャンバの内部に、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスと、前記第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度が低い第２のレーザガスと、を供給するガス供給装置と、
前記チャンバの内部のレーザガスを排気する排気装置と、
制御部であって、
前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間あたりほぼ一定割合で増加するように、前記チャンバの内部に前記第１のレーザガスと前記第２のレーザガスとの内の少なくとも一方を供給するガス制御を複数回実行する第１の処理と、
前記第１の処理の後、前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間に関わらず第１の一定値にほぼ維持されるように、前記チャンバの内部に少なくとも前記第１のレーザガスを供給し、前記チャンバの内部のレーザガスの一部を排気するガス制御を複数回実行する第２の処理と、
を行う前記制御部と、
を備えるレーザ装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
前記第２の処理の後、前記チャンバの全ガス交換を実施する第３の処理と、
前記第３の処理の後、前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間あたりほぼ一定割合で増加するように、前記チャンバの内部に前記第１のレーザガスと前記第２のレーザガスとの内の少なくとも一方を供給するガス制御を複数回実行する第４の処理と、
前記第４の処理の後、前記チャンバの内部のガス圧が、経過時間に関わらず前記第１の一定値より大きい第２の一定値にほぼ維持されるように、前記チャンバの内部に少なくとも前記第１のレーザガスを供給し、前記チャンバの内部のレーザガスの一部を排気するガス制御を複数回実行する第５の処理と、
をさらに行う、請求項１４記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、半導体露光装置においては解像力の向上が要請されている。半導体露光装置を以下、単に「露光装置」という。このため露光用光源から出力される光の短波長化が進められている。露光用光源には、従来の水銀ランプに代わってガスレーザ装置が用いられている。現在、露光用のガスレーザ装置としては、波長２４８ｎｍの紫外線を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置ならびに、波長１９３ｎｍの紫外線を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。【０００３】
現在の露光技術としては、露光装置側の投影レンズとウエハ間の間隙を液体で満たして、当該間隙の屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が実用化されている。ＡｒＦエキシマレーザ装置を露光用光源として用いて液浸露光が行われた場合は、ウエハには水中における波長１３４ｎｍの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光という。ＡｒＦ液浸露光はＡｒＦ液浸リソグラフィーとも呼ばれる。【０００４】
ＫｒＦ、ＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振におけるスペクトル線幅は約３５０〜４００ｐｍと広いため、露光装置側の投影レンズによってウエハ上に縮小投影されるレーザ光（紫外線光）の色収差が発生して解像力が低下する。そこで色収差が無視できる程度となるまでガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を狭帯域化する必要がある。スペクトル線幅はスペクトル幅とも呼ばれる。このためガスレーザ装置のレーザ共振器内には狭帯域化素子を有する狭帯域化光学系（Line Narrow Module）が設けられ、この狭帯域化光学系によりスペクトル幅の狭帯域化が実現されている。なお、狭帯域化素子はエタロンやグレーティング等であってもよい。このようにスペクトル幅が狭帯域化されたレーザ装置を狭帯域化レーザ装置という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０９８９８５号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０１８８２７４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１３／０１００９８０号明細書
【特許文献４】国際公開第０１／０２８０４８号
【特許文献５】特開平０４−１０２３８３号公報
【特許文献６】特開２０１２−０１８９７９号公報
【概要】
【０００６】
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、チャンバの内部に、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスと、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度が低い第２のレーザガスと、を供給するガス供給装置と、チャンバの内部のレーザガスを排気する排気装置と、チャンバの内部のガス圧を計測するための圧力センサと、制御部であって、圧力センサを用いて計測されたガス圧に基づいて、第１のガス制御及び第２のガス制御の内の一方を選択し、第１のガス制御においては、チャンバの内部に第１のレーザガスと第２のレーザガスとの内の少なくとも一方を供給し、第１のガス制御の前のチャンバの内部のガス圧よりも第１のガス制御の後のチャンバの内部のガス圧を増加させ、第２のガス制御においては、チャンバの内部に少なくとも第１のレーザガスを供給し、チャンバの内部のレーザガスの一部を排気し、第２のガス制御の前のチャンバの内部のガス圧と第２のガス制御の後のチャンバの内部のガス圧との差を、第１のガス制御の前のチャンバの内部のガス圧と第１のガス制御の後のチャンバの内部のガス圧との差よりも小さくする制御部と、を備える。
【０００７】
本開示の他の１つの観点に係るレーザ装置は、一対の放電電極が内部に配置されたチャンバと、チャンバの内部に、ハロゲンガスを含む第１のレーザガスと、第１のレーザガスよりもハロゲンガス濃度が低い第２のレーザガスと、を供給するガス供給装置と、チャンバの内部のレーザガスを排気する排気装置と、制御部であって、チャンバの内部のガス圧が、経過時間あたりほぼ一定割合で増加するように、チャンバの内部に第１のレーザガスと第２のレーザガスとの内の少なくとも一方を供給するガス制御を複数回実行する第１の処理と、第１の処理の後、チャンバの内部のガス圧が、経過時間に関わらず第１の一定値にほぼ維持されるように、チャンバの内部に少なくとも第１のレーザガスを供給し、チャンバの内部のレーザガスの一部を排気するガス制御を複数回実行する第２の処理と、を行う制御部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
【図１】図１は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
【図２】図２は、比較例に係るレーザ装置のレーザ制御部３０によるエネルギー制御を示すフローチャートである。
【図３】図３は、比較例に係るエキシマレーザ装置のガス制御部３２によるレーザガス制御の処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示される全ガス交換の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図３に示されるガス圧制御の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図３に示されるハロゲンガス注入排気制御の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図３に示される部分ガス交換制御の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るレーザ装置におけるガス制御部３２の処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示されるガス圧制御の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、図９に示されるハロゲンガス注入制御の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、レーザ装置の全ガス交換後の経過時間に応じた不純物量の変化を示すグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、レーザ装置の全ガス交換後の経過時間に応じたガス圧の変化を示すグラフである。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、レーザ装置の全ガス交換後の経過時間に応じた累積ガス消費量の変化を示すグラフである。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係るレーザ装置における圧力補正の処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本開示の第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るレーザ装置におけるガス制御部３２の処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、図１５に示される調整発振及び初期ガス圧の設定処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１５に示される所定の閾値の算出処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、レーザ装置のショット数又は経過時間に応じたガス圧の変化を示すグラフである。
【図１９】図１９は、本開示の第３の実施形態に係るレーザ装置におけるガス制御部３２の処理を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
【実施形態】
【０００９】
＜内容＞
１．概要
２．比較例に係るレーザ装置
２．１  構成
２．１．１  レーザ発振システム
２．１．２  レーザガス制御システム
２．２  動作
２．２．１  レーザ発振システムの動作
２．２．２  エネルギー制御
２．２．３  レーザガス制御
２．２．３．１  全ガス交換
２．２．３．２  ガス供給又は排気を含むガス圧制御
２．２．３．３  ハロゲンガス注入排気制御
２．２．３．４  部分ガス交換制御
３．全ガス交換直後のガス排出を抑制するレーザ装置
３．１  構成
３．２  動作
３．２．１  レーザガス制御
３．２．１．１  ガス排気を含まないガス圧制御
３．２．１．２  ハロゲンガス注入制御
３．３  作用
３．４  圧力の補正
４．全ガス交換後の調整発振によって所定の閾値を更新するレーザ装置
４．１  構成
４．２  動作
４．２．１  レーザガス制御
４．２．１．１  初期ガス圧Ｐｚの設定
４．２．１．２  所定の閾値Ｐｐｇの算出
５．経過時間を考慮してガス制御を行うレーザ装置
６．制御部の構成
【００１０】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成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。
【００１１】
１．概要
本開示の実施形態は、放電励起式のガスレーザ装置に関係する。さらに、本開示の実施形態は、エキシマレーザ装置に関係する。エキシマレーザ装置においては、チャンバの中に希ガス及びハロゲンガスを含むレーザガスが封入される。エキシマレーザ装置においては、チャンバの中に配置された一対の放電電極にパルス状の高電圧を印加する。一対の放電電極の間に放電が生じると、レーザガスが励起される。励起されたレーザガスから生成された光が、光共振器によって往復することによって増幅され、レーザ光が生成される。
【００１２】
エキシマレーザ装置においてレーザ光を生成させると、レーザガスの中に不純物が生成され、チャンバの中に蓄積される。レーザガスの中の不純物は、レーザ光を吸収し、又は、放電の状態を悪化させる。このような不純物により、レーザ性能が悪化し、所望のパルスエネルギーを有するレーザ光の出力が困難又は不可能となることがある。そこで、チャンバの中のレーザガスの一部を新しいレーザガスに交換したり、チャンバの中に新しいハロゲンガスを補充したりすることが提案されている。新しいレーザガスを用いることにより、レーザ性能の悪化を抑制できるが、レーザガスの消費量が増加することがある。
【００１３】
本開示の実施形態は、レーザ性能の悪化を抑制しつつ、レーザガスの消費量の増加を抑制するレーザガス制御の提案を含んでいる。また、本開示の実施形態は、そのようなレーザガス制御を実行するレーザ装置の提案を含んでいる。
【００１４】
２．比較例に係るレーザ装置
２．１  構成
図１は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。
レーザ装置は、露光装置１００と共に使用される。レーザ装置から出力されたレーザ光は、露光装置１００へ入射する。露光装置１００は、露光装置制御部１１０を含んでいる。露光装置制御部１１０は、露光装置１００を制御するように構成されている。露光装置制御部１１０は、レーザ装置に含まれるレーザ制御部３０に対して、目標パルスエネルギーの設定データを送信したり、発光トリガ信号を送信したりするように構成されている。
【００１５】
図１に示されるレーザ装置は、レーザ発振システムと、レーザ制御部３０と、レーザガス制御システム４０と、を含んでもよい。レーザ発振システムは、チャンバ１０と、充電器１２と、パルスパワーモジュール１３と、狭帯域化モジュール１４と、出力結合ミラー１５と、圧力センサ１６と、エネルギーモニタ１７と、クロスフローファン２１と、モータ２２と、を含む。
【００１６】
レーザ制御部３０は、レーザ装置全体の制御を統括する。レーザ制御部３０は、エネルギーモニタ１７から測定データを受信する。
【００１７】
２．１．１  レーザ発振システム
レーザ発振システムに含まれる上述のチャンバ１０は、狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５とで構成されたレーザ共振器の光路に配置されている。チャンバ１０には、２つのウィンドウ１０ａ及び１０ｂが設けられている。チャンバ１０は、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂを収容している。チャンバ１０は、レーザガスを収容する。
【００１８】
チャンバ１０には開口が形成され、この開口を電気絶縁部２０が塞いでいる。電極１１ａは電気絶縁部２０に支持され、電極１１ｂはチャンバ１０の内部仕切板１０ｃに支持されている。電気絶縁部２０には、導電部２０ａが埋め込まれている。導電部２０ａは、パルスパワーモジュール１３から供給される高電圧を電極１１ａに印加する。
【００１９】
内部仕切板１０ｃは、チャンバ１０の内部を完全に仕切っているわけではない。内部仕切板１０ｃは、図１の紙面の奥行側と手前側とに、レーザガスが通過するための図示されない隙間を有している。
【００２０】
クロスフローファン２１は、チャンバ１０の内部に配置されている。クロスフローファン２１の回転軸は、チャンバ１０の外部に配置されたモータ２２に接続されている。モータ２２は、レーザ制御部３０の制御信号に従って、クロスフローファン２１を回転させる。モータ２２がクロスフローファン２１を回転させることにより、レーザガスがチャンバ１０の内部で循環する。
【００２１】
充電器１２は、パルスパワーモジュール１３に供給するための電気エネルギーを保持する。パルスパワーモジュール１３は、スイッチ１３ａを含んでいる。パルスパワーモジュール１３は、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間にパルス電圧を印加するように構成されている。
狭帯域化モジュール１４は、プリズム１４ａ及びグレーティング１４ｂなどの波長選択素子を含む。狭帯域化モジュール１４の代わりに、高反射ミラーが用いられてもよい。
出力結合ミラー１５は、部分反射ミラーで構成されている。
【００２２】
圧力センサ１６は、チャンバ１０内のレーザガスの圧力を測定するように構成されている。圧力センサ１６は、圧力の測定データを、レーザガス制御システム４０に含まれるガス制御部３２に送信するように構成されている。
【００２３】
エネルギーモニタ１７は、ビームスプリッタ１７ａと、集光レンズ１７ｂと、光センサ１７ｃと、を含んでいる。ビームスプリッタ１７ａは、出力結合ミラー１５から出力されたレーザ光の光路に配置されている。ビームスプリッタ１７ａは、出力結合ミラー１５から出力されたレーザ光の一部を露光装置１００に向けて高い透過率で透過させると共に、他の一部を反射させるように構成されている。集光レンズ１７ｂ及び光センサ１７ｃは、ビームスプリッタ１７ａによって反射されたレーザ光の光路に配置されている。集光レンズ１７ｂは、ビームスプリッタ１７ａによって反射されたレーザ光を光センサ１７ｃに集束させるように構成されている。光センサ１７ｃは、集光レンズ１７ｂによって集束させられたレーザ光のパルスエネルギーに応じた電気信号を、測定データとしてレーザ制御部３０に送信するように構成されている。
【００２４】
２．１．２  レーザガス制御システム
レーザ装置に含まれる上述のレーザガス制御システム４０は、ガス供給装置と、排気装置と、ガス制御部３２と、を含んでもよい。ガス制御部３２は、レーザ制御部３０との間で信号を送受信するように構成されている。ガス制御部３２は、圧力センサ１６から出力された測定データを受信するように構成されている。
【００２５】
上述のガス供給装置として、レーザガス制御システム４０は、配管２７と、配管２８と、配管２９と、バルブＢ−Ｖと、バルブＦ２−Ｖ１と、バルブＦ２−Ｖ２と、マスフローコントローラＭＦＣと、を含んでいる。
【００２６】
配管２８は、ハロゲン含有ガス供給源Ｆ２に接続されている。配管２９は、チャンバ１０に接続されている。配管２８が配管２９に接続されることにより、ハロゲン含有ガス供給源Ｆ２がチャンバ１０にハロゲン含有ガスを供給可能となっている。ハロゲン含有ガス供給源Ｆ２は、フッ素を含むレーザガスを収容したガスボンベである。ハロゲン含有ガスは、フッ素ガス、クリプトンガス及びネオンガスを混合したレーザガスである。ハロゲン含有ガスの他の例としては、フッ素ガスまたは塩素ガスと、アルゴンガスまたはキセノンガスと、ネオンガスまたはヘリュームガスと、を混合したガスであってもよい。
【００２７】
バルブＦ２−Ｖ１は、配管２８に設けられている。配管２８は、途中で二股に分かれており、その一方にバルブＦ２−Ｖ２が配置され、他方にマスフローコントローラＭＦＣが配置されている。ハロゲン含有ガス供給源Ｆ２から配管２９を介したチャンバ１０へのハロゲン含有ガスの供給は、バルブＦ２−Ｖ１とバルブＦ２−Ｖ２との組み合わせ、あるいは、バルブＦ２−Ｖ１とマスフローコントローラＭＦＣとの組み合わせによって制御される。バルブＦ２−Ｖ１、バルブＦ２−Ｖ２及びマスフローコントローラＭＦＣは、ガス制御部３２によって制御される。
【００２８】
配管２７は、バッファガス供給源Ｂと配管２９との間に接続されている。配管２７が配管２９に接続されることにより、バッファガス供給源Ｂがチャンバ１０にバッファガスを供給可能となっている。バッファガスは、クリプトンガス及びネオンガスを含むレーザガスである。バッファガスには、ハロゲンガスがほとんど含まれていない。あるいは、バッファガスには、ハロゲン含有ガス供給源Ｆ２から供給されるハロゲン含有ガスよりも低濃度のハロゲンガスが含まれていてもよい。バッファガスの他の例としては、レアガスとして、アルゴンガスまたはキセノンガスと、ネオンガスまはたヘリュームガスと、を含むレーザガスであってもよい。
【００２９】
バルブＢ−Ｖは、配管２７に設けられている。バッファガス供給源Ｂから配管２９を介したチャンバ１０へのバッファガスの供給は、バルブＢ−Ｖの開閉によって制御される。バルブＢ−Ｖの開閉は、ガス制御部３２によって制御される。
【００３０】
上述の排気装置として、レーザガス制御システム４０は、配管２６と、バルブＥＸ−Ｖ１と、バルブＥＸ−Ｖ２と、ハロゲンガストラップ４５と、排気ポンプ４６と、を含んでいる。
配管２６は、チャンバ１０と、装置外部の図示しない排気処理装置等との間に接続されている。配管２６により、チャンバ１０から排気されたレーザガスが装置外部に排出可能となっている。
【００３１】
ハロゲンガストラップ４５は、配管２６に設けられている。ハロゲンガストラップ４５は、チャンバ１０から排気されるレーザガスに含まれるハロゲンガスを捕捉するように構成されている。ハロゲンガスを捕捉する処理剤として、例えば、活性炭を用いることができる。
【００３２】
配管２６は途中で二股に分かれており、その一方にバルブＥＸ−Ｖ１及び排気ポンプ４６が配置され、他方にバルブＥＸ−Ｖ２が配置されている。チャンバ１０からハロゲンガストラップ４５を介したガスの排出は、バルブＥＸ−Ｖ１と排気ポンプ４６との組み合わせ、又はバルブＥＸ−Ｖ２によって制御される。
【００３３】
バルブＥＸ−Ｖ１及び排気ポンプ４６は、ガス制御部３２によって制御される。排気ポンプ４６は、バルブＥＸ−Ｖ１が開いた状態で、チャンバ１０内のレーザガスを、大気圧以下の圧力まで強制的に排気することができる。
バルブＥＸ−Ｖ２は、ガス制御部３２によって制御される。バルブＥＸ−Ｖ２を開けることにより、チャンバ１０の内部と大気圧との圧力差によってチャンバ１０内のレーザガスの一部を排気することができる。
【００３４】
２．２  動作
２．２．１  レーザ発振システムの動作
レーザ制御部３０は、露光装置制御部１１０から、目標パルスエネルギーの設定データと、発光トリガ信号と、を受信する。レーザ制御部３０は、露光装置制御部１１０から受信した目標パルスエネルギーの設定データに基づいて、充電器１２に充電電圧の設定データを送信する。また、レーザ制御部３０は、露光装置制御部１１０から受信した発光トリガ信号に基づいて、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１３に含まれるスイッチ１３ａにトリガ信号を送信する。
【００３５】
パルスパワーモジュール１３のスイッチ１３ａは、レーザ制御部３０からトリガ信号を受信するとオン状態となる。パルスパワーモジュール１３は、スイッチ１３ａがオン状態となると、充電器１２に充電された電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を一対の放電電極１１ａ及び１１ｂに印加する。
【００３６】
一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧が印加されると、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、チャンバ１０内のレーザガスが励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザガスが、その後、低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出する。
【００３７】
チャンバ１０内で発生した光は、ウィンドウ１０ａ及び１０ｂを介してチャンバ１０の外部に出射する。チャンバ１０のウィンドウ１０ａから出射した光は、プリズム１４ａによってビーム幅を拡大させられて、グレーティング１４ｂに入射する。プリズム１４ａからグレーティング１４ｂに入射した光は、グレーティング１４ｂの複数の溝によって反射されるとともに、光の波長に応じた方向に回折させられる。グレーティング１４ｂは、プリズム１４ａからグレーティング１４ｂに入射する光の入射角と、所望波長の回折光の回折角とが一致するようにリトロー配置されている。これにより、所望波長付近の光がプリズム１４ａを介してチャンバ１０に戻される。
【００３８】
出力結合ミラー１５は、チャンバ１０のウィンドウ１０ｂから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射させてチャンバ１０に戻す。
【００３９】
このようにして、チャンバ１０から出射した光は、狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５との間で往復する。この光は、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂ間の放電空間を通過する度に増幅される。また、この光は、狭帯域化モジュール１４で折り返される度に狭帯域化される。こうしてレーザ発振し狭帯域化された光が、出力結合ミラー１５からレーザ光として出力される。
【００４０】
エネルギーモニタ１７は、出力結合ミラー１５から出力されたレーザ光のパルスエネルギーを検出する。エネルギーモニタ１７は、検出したパルスエネルギーのデータをレーザ制御部３０に送信する。
【００４１】
レーザ制御部３０は、エネルギーモニタ１７から受信したパルスエネルギーの測定データと、露光装置制御部１１０から受信した目標パルスエネルギーの設定データとに基づいて、充電器１２に設定する充電電圧をフィードバック制御する。
【００４２】
２．２．２  エネルギー制御
図２は、比較例に係るレーザ装置のレーザ制御部３０によるエネルギー制御を示すフローチャートである。レーザ制御部３０は、以下の処理により、出力パルスレーザ光のパルスエネルギーが目標パルスエネルギーに近づくように、充電器１２の充電電圧を制御する。
【００４３】
まず、レーザ制御部３０は、レーザ光の目標パルスエネルギーＥｔの値を読み込む（Ｓ１０）。目標パルスエネルギーＥｔの値は、例えば露光装置制御部１１０によって要求される値である。
【００４４】
次に、レーザ制御部３０は、レーザ発振したか否かを判定する（Ｓ１１）。レーザ発振したか否かは、レーザ制御部３０が充電器１２及びパルスパワーモジュール１３に対してレーザ発振のための各種信号を送信したか否かによって、判定される。あるいは、レーザ発振したか否かは、レーザ制御部３０がエネルギーモニタ１７からパルスエネルギーＥのデータを受信したか否かによって、判定されてもよい。
【００４５】
次に、レーザ制御部３０は、レーザ光のパルスエネルギーＥの値を読み込む（Ｓ１２）。パルスエネルギーＥの値としては、エネルギーモニタ１７から受信したものが読み込まれる。
次に、レーザ制御部３０は、レーザ光のパルスエネルギーＥの値と目標パルスエネルギーＥｔの値とを比較する（Ｓ１３）。
【００４６】
パルスエネルギーＥの値が目標パルスエネルギーＥｔの値に等しい場合（Ｅ＝Ｅｔ）、レーザ制御部３０は、充電器１２の充電電圧Ｖを、現在の充電電圧Ｖのまま維持する（Ｓ１４：Ｖ＝Ｖ）。
【００４７】
パルスエネルギーＥの値が目標パルスエネルギーＥｔの値より小さい場合（Ｅ＜Ｅｔ）、レーザ制御部３０は、充電器１２の充電電圧Ｖを、現在の充電電圧Ｖに所定の増減幅ΔＶを加算した値に上昇させる（Ｓ１５：Ｖ＝Ｖ＋ΔＶ）。これにより、パルスエネルギーＥを上昇させ目標パルスエネルギーＥｔに近づけることができる。
【００４８】
パルスエネルギーＥの値が目標パルスエネルギーＥｔの値より大きい場合（Ｅ＞Ｅｔ）、レーザ制御部３０は、充電器１２の充電電圧Ｖを、現在の充電電圧Ｖから所定の増減幅ΔＶを減算した値に低下させる（Ｓ１６：Ｖ＝Ｖ−ΔＶ）。これにより、パルスエネルギーＥを低下させ目標パルスエネルギーＥｔに近づけることができる。
【００４９】
レーザ装置が放電を繰り返してレーザガスに不純物が蓄積されてくると、パルスエネルギーＥは低下しやすくなる。従って、レーザガスに不純物が蓄積されてきた場合には、ガス圧その他の条件が変わらない限り、Ｓ１５の処理により充電電圧Ｖが上昇しやすくなる。
【００５０】
Ｓ１４〜Ｓ１６のいずれかで示される充電電圧Ｖの制御が終了したら、レーザ制御部３０は、充電電圧Ｖのデータを記憶部に書き込む（Ｓ１７）。記憶部としては、後述のストレージメモリ１００２が用いられる。あるいは、レーザ制御部３０は、充電電圧Ｖのデータをガス制御部４７に送信してもよい。
【００５１】
次に、レーザ制御部３０は、充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘ以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘ以上である場合（Ｖ≧Ｖｍａｘ）、レーザ光の発光効率が悪く、レーザ発振を停止させて、全ガス交換又はチャンバのメンテナンスをすることが必要となる。そのため、本フローチャートの処理を終了する。充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘ以上でない場合（Ｖ＜Ｖｍａｘ）、上述のＳ１０に戻り、引き続き充電電圧Ｖを制御してパルスエネルギーＥを安定化する。
【００５２】
２．２．３  レーザガス制御
図３は、比較例に係るエキシマレーザ装置のガス制御部３２によるレーザガス制御の処理を示すフローチャートである。ガス制御部３２は、以下の処理により、全ガス交換、ガス圧制御、ハロゲンガス注入排気制御、及び、部分ガス交換制御を行う。
【００５３】
まず、Ｓ１０００において、ガス制御部３２は、レーザ発振ＮＧ信号をレーザ制御部３０に送信する。レーザ発振ＮＧ信号は、レーザ発振の禁止を示す信号である。
【００５４】
次に、Ｓ１１００において、ガス制御部３２は、目標ハロゲン分圧ＰＦ２ｔを初期値ＰＦ２ｔ０に設定する。初期値ＰＦ２ｔ０としては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間での放電によりレーザガスが励起されてチャンバ１０からパルスレーザ光が出力されるような値が選択される。初期値ＰＦ２ｔ０は、例えば、０．１３ｋＰａ〜０．１８ｋＰａの範囲である。
【００５５】
次に、Ｓ１２００において、ガス制御部３２は、全ガス交換を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。この全ガス交換は、チャンバ１０内のハロゲン分圧が、設定された初期値ＰＦ２ｔ０となるように行われる。全ガス交換の詳細については、図４を参照しながら後述する。
【００５６】
次に、Ｓ１５００において、ガス制御部３２は、レーザ発振ＯＫ信号をレーザ制御部３０に出力する。レーザ発振ＯＫ信号は、レーザ発振のためのガス条件が整ったことを示す信号である。レーザ制御部３０は、レーザ発振ＯＫ信号に基づいて、チャンバ１０内のガス条件が整ったと判断し、パルスレーザ光の出力を開始させる。
【００５７】
次に、Ｓ１６００において、ガス制御部３２は、カウンタＮの値を初期値０にセットする。カウンタＮは、レーザ装置によるレーザ発振のショット数を計測するためのカウンタである。
【００５８】
次に、Ｓ１７００において、ガス制御部３２は、レーザ発振が行われたか否かを判定する。レーザ発振が行われたか否かは、例えば、パルスエネルギーＥの値をエネルギーモニタ１７から受信したか否かによって判定される。あるいは、レーザ発振が行われたか否かは、レーザ制御部３０からトリガ信号などレーザ発振のための信号が出力されたか否かによって判定されてもよい。レーザ発振が行われていない場合（Ｓ１７００：ＮＯ）、ガス制御部３２は、レーザ発振が行われるまで待機する。レーザ発振が行われた場合（Ｓ１７００：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ１８００に進める。
【００５９】
Ｓ１８００において、ガス制御部３２は、カウンタＮの値に１を加えてＮの値を更新する。レーザ装置が１つのパルスレーザ光を出力するたびに、Ｓ１８００の処理が１回行われる。
【００６０】
次に、Ｓ１９００ａにおいて、ガス制御部３２は、ガス供給又は排気を含むガス圧制御を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。ガス供給又は排気を含むガス圧制御の詳細については、図５を参照しながら後述する。
【００６１】
次に、Ｓ２０００において、ガス制御部３２は、カウンタＮの値が所定値Ｎｇ以上であるか否かを判定する。カウンタＮの値が所定値Ｎｇ以上ではない場合は、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１７００に戻す。カウンタＮの値が所定値Ｎｇ以上である場合は、ガス制御部３２は、処理をＳ２４００に進める。
【００６２】
Ｓ２４００において、ガス制御部３２は、ハロゲンガス注入排気制御を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。ハロゲンガス注入排気制御の詳細については、図６を参照しながら後述する。
次に、Ｓ２５００において、ガス制御部３２は、部分ガス交換制御を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。部分ガス交換制御の詳細については、図７を参照しながら後述する。
【００６３】
ここでは、ショット数が所定値Ｎｇに達するたびに、Ｓ２４００の処理に続いてＳ２５００の処理が行われる場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。Ｓ２４００とＳ２５００との内のいずれか１つが選択されるようにしてもよい。
【００６４】
次に、Ｓ２６００において、ガス制御部３２は、ガス制御を停止するか否かを判定する。例えば、全ガス交換を行う必要がある場合には、ガス制御を停止すると判定し（Ｓ２６００：ＹＥＳ）、本フローチャートの処理をいったん終了して、本フローチャートの処理を最初から実行する。ガス制御を停止しない場合（Ｓ２６００：ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１６００に戻す。
【００６５】
２．２．３．１  全ガス交換
図４は、図３に示される全ガス交換の処理の詳細を示すフローチャートである。図４に示される処理は、図３に示されるＳ１２００のサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。
【００６６】
まず、Ｓ１２０１において、ガス制御部３２は、記憶装置から目標ハロゲン分圧ＰＦ２ｔの値を読み込む。目標ハロゲン分圧ＰＦ２ｔとしては、図３のＳ１１００で設定された目標ハロゲン分圧ＰＦ２ｔが読み込まれる。
【００６７】
次に、Ｓ１２０２において、ガス制御部３２は、記憶装置から目標ガス圧Ｐｔの値を読み込む。目標ガス圧Ｐｔとしては、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間での放電によりレーザガスが励起されてチャンバ１０からパルスレーザ光が出力されるような値が設定される。
【００６８】
次に、Ｓ１２０３において、ガス制御部３２は、排気ポンプ４６の駆動を開始し、バルブＥＸ−Ｖ１を開く。これにより、チャンバ１０内のレーザガスの排気が開始される。なお、ここでは排気ポンプ４６を使って大気圧以下の圧力まで強制排気するので、バルブＥＸ−Ｖ２は閉じたままである。
【００６９】
次に、Ｓ１２０４において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【００７０】
次に、Ｓ１２０５において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが所定値Ｐ０以下になったか否かを判定する。所定値Ｐ０は、１０ｈｐａ〜５０ｈｐａの範囲で設定される。ガス圧Ｐが所定値Ｐ０以下になっていない場合（Ｓ１２０５；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１２０４に戻す。ガス圧Ｐが所定値Ｐ０以下になった場合（Ｓ１２０５；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ１２０６に進める。
【００７１】
Ｓ１２０６において、ガス制御部３２は、バルブＥＸ−Ｖ１を閉じ、排気ポンプ４６の駆動を停止する。
【００７２】
次に、Ｓ１２０７において、ガス制御部３２は、バルブＦ２−Ｖ１及びバルブＦ２−Ｖ２を開く。これにより、チャンバ１０内へのハロゲン含有ガスの注入が開始される。なお、ここではマスフローコントローラＭＦＣは駆動しない。
次に、Ｓ１２０８において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【００７３】
次に、Ｓ１２０９において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが所定値（Ｐ０＋ＰＦ２ｔ／Ｃ）以上になったか否かを判定する。ＰＦ２ｔは、上述の目標ハロゲン分圧である。Ｃは、ハロゲン含有ガスにおける体積比でのハロゲン濃度である。ガス圧Ｐが所定値（Ｐ０＋ＰＦ２ｔ／Ｃ）となるまでチャンバ１０内にハロゲン含有ガスを注入することにより、チャンバ１０内のハロゲン分圧を目標ハロゲン分圧に近い値にすることができる。
【００７４】
ガス圧Ｐが所定値（Ｐ０＋ＰＦ２ｔ／Ｃ）以上になっていない場合（Ｓ１２０９；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１２０８に戻す。ガス圧Ｐが所定値（Ｐ０＋ＰＦ２ｔ／Ｃ）以上になった場合（Ｓ１２０９；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ１２１０に進める。
Ｓ１２１０において、ガス制御部３２は、バルブＦ２−Ｖ１及びバルブＦ２−Ｖ２を閉じる。
【００７５】
次に、Ｓ１２１１において、ガス制御部３２は、バルブＢ−Ｖを開く。これにより、チャンバ１０内へのバッファガスの注入が開始される。
次に、Ｓ１２１２において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【００７６】
次に、Ｓ１２１３において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｔ以上になったか否かを判定する。ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｔ以上になっていない場合（Ｓ１２１３；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１２１２に戻す。ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｔ以上になった場合（Ｓ１２１３；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ１２１４に進める。
Ｓ１２１４において、ガス制御部３２は、バルブＢ−Ｖを閉じる。
Ｓ１２１４の後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図３に示される処理に戻る。
【００７７】
２．２．３．２  ガス供給又は排気を含むガス圧制御
図５は、図３に示されるガス圧制御の処理の詳細を示すフローチャートである。図５に示される処理は、図３に示されるＳ１９００ａのサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。図４を参照しながら説明した全ガス交換の処理がレーザ発振の停止中に行われるのに対し、以下に説明するガス圧制御は、レーザ発振中に行われる（図３のＳ１５００参照）。ガス制御部３２は、図２に示されるエネルギー制御によって設定された充電電圧Ｖに基づいて、チャンバ１０内のガス圧を制御する。
【００７８】
まず、Ｓ１９０１において、ガス制御部３２は、記憶装置からガス圧の制御パラメータを読み込む。ガス圧の制御パラメータは、充電電圧Ｖの最小値Ｖｍｉｎ、最大値Ｖｍａｘ、及び、ガス圧Ｐの可変量ΔＰｔを含む。
【００７９】
次に、Ｓ１９０２において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
次に、Ｓ１９０３において、ガス制御部３２は、現在のガス圧Ｐを、ガス圧の初期値Ｐ０として記憶装置に記憶する。
【００８０】
次に、Ｓ１９０４において、ガス制御部３２は、充電電圧Ｖの値をレーザ制御部３０から受信する。充電電圧Ｖの値は、図２を参照しながら説明した処理により、パルスエネルギーＥが目標パルスエネルギーＥｔに近づくように設定された値である。
【００８１】
次に、Ｓ１９０５において、ガス制御部３２は、受信した充電電圧Ｖが最小値Ｖｍｉｎ以上、最大値Ｖｍａｘ以下であるか否かを判定する。充電電圧Ｖが最小値Ｖｍｉｎ以上、最大値Ｖｍａｘ以下である場合には、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図３に示される処理に戻る。
【００８２】
Ｓ１９０５において、充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘより高い場合、ガス制御部３２は、Ｓ１９０６において、バルブＢ−Ｖを開く。これにより、チャンバ１０内へのバッファガスの供給が開始され、ガス圧Ｐが上昇する。ここでは、ハロゲンガスを実質的に含まないバッファガスがチャンバ１０内に供給されるので、チャンバ１０内のハロゲン分圧はほぼ変化しない。
【００８３】
次に、Ｓ１９０７において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【００８４】
次に、Ｓ１９０８において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが所定値Ｐ０＋ΔＰｔ以上になったか否かを判定する。所定値Ｐ０＋ΔＰｔは、Ｓ１９０３において記憶された初期値Ｐ０に、ガス圧の可変量ΔＰｔを加算した値である。ガス圧Ｐが所定値Ｐ０＋ΔＰｔ以上になっていない場合（Ｓ１９０８；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１９０７に戻す。ガス圧Ｐが所定値Ｐ０＋ΔＰｔ以上になった場合（Ｓ１９０８；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ１９０９に進める。
【００８５】
Ｓ１９０９において、ガス制御部３２は、バルブＢ−Ｖを閉じる。これにより、チャンバ１０内へのバッファガスの供給が終了する。その後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図３に示される処理に戻る。
【００８６】
上述のように、レーザ装置が放電を繰り返してレーザガスに不純物が蓄積されてくると、Ｓ１５の処理により充電電圧Ｖが上昇しやすくなる。従って、レーザガスに不純物が蓄積されてきた場合には、Ｓ１９０５からＳ１９０９までの処理によりガス圧Ｐが上昇しやすくなる。
【００８７】
Ｓ１９０５において、充電電圧Ｖが最小値Ｖｍｉｎより低い場合、ガス制御部３２は、Ｓ１９１０において、バルブＥＸ−Ｖ２を開く。これにより、チャンバ１０内のレーザガスの排気が開始され、ガス圧が減少する。なお、ここではレーザ発振中なので、レーザガスを大気圧以下の圧力まで排気するわけではない。従って、排気ポンプ４６は駆動せず、バルブＥＸ−Ｖ１は閉じたままである。
【００８８】
次に、Ｓ１９１１において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【００８９】
次に、Ｓ１９１２において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが所定値Ｐ０−ΔＰｔ以下になったか否かを判定する。所定値Ｐ０−ΔＰｔは、Ｓ１９０３において記憶された初期値から、ガス圧の可変量ΔＰｔを減算した値である。ガス圧Ｐが所定値Ｐ０−ΔＰｔ以下になっていない場合（Ｓ１９１２；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ１９１１に戻す。ガス圧Ｐが所定値Ｐ０−ΔＰｔ以下になった場合（Ｓ１９１２；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ１９１３に進める。
【００９０】
Ｓ１９１３において、ガス制御部３２は、バルブＥＸ−Ｖ２を閉じる。これにより、チャンバ１０内のレーザガスの排気が終了する。その後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図３に示される処理に戻る。
【００９１】
２．２．３．３  ハロゲンガス注入排気制御
図６は、図３に示されるハロゲンガス注入排気制御の処理の詳細を示すフローチャートである。図６に示される処理は、図３に示されるＳ２４００のサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。図４を参照しながら説明した全ガス交換の処理がレーザ発振の停止中に行われるのに対し、以下に説明するハロゲンガス注入排気制御は、レーザ発振中に行われる。
【００９２】
まず、Ｓ２４０１において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
次に、Ｓ２４０２において、ガス制御部３２は、現在のガス圧Ｐを、ガス圧の初期値Ｐｈ０として記憶装置に記憶する。
【００９３】
次に、Ｓ２４０３において、ガス制御部３２は、マスフローコントローラＭＦＣを所定の流量に設定する。
次に、Ｓ２４０４において、ガス制御部３２は、タイマーＴｈｇをリセット及びスタートする。
【００９４】
次に、Ｓ２４０５において、ガス制御部３２は、バルブＦ２−Ｖ１を開く。これにより、マスフローコントローラＭＦＣによって設定された流量のハロゲン含有ガスが、チャンバ１０内に注入開始される。マスフローコントローラＭＦＣの流量と、タイマーＴｈｇによって計測される時間により、ハロゲン含有ガスのチャンバ１０への注入量が精密に制御される。なお、ここでは、バルブＦ２−Ｖ２は閉じたままである。
【００９５】
次に、Ｓ２４０６において、ガス制御部３２は、タイマーＴｈｇによって計測される時間が、所定値Ｋｈｇに達したか否かを判定する。タイマーＴｈｇによって計測される時間が、所定値Ｋｈｇに達していない場合（Ｓ２４０６：ＮＯ）、ガス制御部３２は、所定値Ｋｈｇに達するまで待機する。タイマーＴｈｇによって計測される時間が、所定値Ｋｈｇに達した場合（Ｓ２４０６：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ２４０７に進める。
【００９６】
Ｓ２４０７において、ガス制御部３２は、バルブＦ２−Ｖ１を閉じる。これにより、ハロゲン含有ガスのチャンバ１０への注入が停止される。
【００９７】
次に、Ｓ２４０８において、ガス制御部３２は、バルブＥＸ−Ｖ２を開く。これにより、チャンバ１０内のレーザガスの排気が開始される。なお、ここでは、排気ポンプ４６は駆動せず、バルブＥＸ−Ｖ１は閉じたままである。
【００９８】
次に、Ｓ２４０９において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【００９９】
次に、Ｓ２４１０において、ガス制御部３２は、ガス圧ＰがＳ２４０２において記憶された初期値Ｐｈ０以下になったか否かを判定する。ガス圧Ｐが初期値Ｐｈ０以下になっていない場合（Ｓ２４１０；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ２４０９に戻す。ガス圧Ｐが初期値Ｐｈ０以下になった場合（Ｓ２４１０；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ２４１１に進める。
【０１００】
Ｓ２４１１において、ガス制御部３２は、バルブＥＸ−Ｖ２を閉じる。これにより、チャンバ１０内のレーザガスの排気が終了する。
上述のＳ２４０１からＳ２４０７までの処理により、チャンバ１０内のハロゲン分圧が増加する。そして、上述のＳ２４０８からＳ２４１１までの処理により、チャンバ１０内のガス圧Ｐが初期値Ｐｈ０に戻される。従って、ハロゲンガス注入排気制御の前後で、チャンバ１０内のハロゲン分圧は増加するが、チャンバ１０内のガス圧Ｐはほぼ変化しないようになっている。
その後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図３に示される処理に戻る。
【０１０１】
２．２．３．４  部分ガス交換制御
図７は、図３に示される部分ガス交換制御の処理の詳細を示すフローチャートである。図７に示される処理は、図３に示されるＳ２５００のサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。図４を参照しながら説明した全ガス交換の処理がレーザ発振の停止中に行われるのに対し、以下に説明する部分ガス交換制御は、レーザ発振中に行われる。
【０１０２】
まず、Ｓ２５０１からＳ２５０７までの処理は、使用されるパラメータが異なる他は、図６を参照しながら説明したＳ２４０１からＳ２４０７までの処理と同様である。Ｓ２５０１からＳ２５０７までの処理により、チャンバ１０内にハロゲン含有ガスが注入される。
【０１０３】
次に、Ｓ２５０８からＳ２５１３までの処理により、チャンバ１０内にバッファガスが注入される。
【０１０４】
まず、Ｓ２５０８において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
次に、Ｓ２５０９において、ガス制御部３２は、現在のガス圧Ｐを、ガス圧の初期値Ｐｐｇｈｏとして記憶装置に記憶する。
【０１０５】
次に、ガス制御部３２は、Ｓ２５１０において、バルブＢ−Ｖを開く。これにより、チャンバ１０内へのバッファガスの供給が開始される。
【０１０６】
次に、Ｓ２５１１において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【０１０７】
次に、Ｓ２５１２において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが所定値Ｐｐｇｈｏ＋ΔＰｐｂｇ以上になったか否かを判定する。所定値Ｐｐｇｈｏ＋ΔＰｐｂｇは、Ｓ２５０９において記憶された初期値Ｐｐｇｈｏに、圧力に換算されたバッファガスの注入量ΔＰｐｂｇを加算した値である。ガス圧Ｐが所定値Ｐｐｇｈｏ＋ΔＰｐｂｇ以上になっていない場合（Ｓ２５１２；ＮＯ）、ガス制御部３２は、処理を上述のＳ２５１１に戻す。ガス圧Ｐが所定値Ｐｐｇｈｏ＋ΔＰｐｂｇ以上になった場合（Ｓ２５１２；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、処理をＳ２５１３に進める。
【０１０８】
Ｓ２５１３において、ガス制御部３２は、バルブＢ−Ｖを閉じる。これにより、チャンバ１０内へのバッファガスの注入が終了する。
【０１０９】
次に、Ｓ２５１４からＳ２５１７までの処理は、図６を参照しながら説明したＳ２４０８からＳ２４１１までの処理とほぼ同様である。但し、Ｓ２５１４からＳ２５１７までの処理により、ガス圧Ｐは、Ｓ２５０２において記憶された初期値Ｐｐｇ０に戻される。従って、部分ガス交換制御の前後で、チャンバ１０内のガス圧Ｐはほぼ変化しないようになっている。
【０１１０】
また、Ｓ２５０１からＳ２５０７までの処理によるハロゲン含有ガスの注入量と、Ｓ２５０８からＳ２５１３までの処理によるバッファガスの注入量との比率は、チャンバ１０内のハロゲンガス濃度を変化させないような値に設定される。従って、部分ガス交換制御の前後で、チャンバ１０内のハロゲン分圧はほぼ変化しないようになっている。
その後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図３に示される処理に戻る。
【０１１１】
３．全ガス交換直後のガス排出を抑制するレーザ装置
３．１  構成
図８は、本開示の第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。第１の実施形態において、レーザ装置は、温度センサ１９を含んでいる。
温度センサ１９は、チャンバ１０内のレーザガスの温度を検出するように構成されている。温度センサ１９は、検出したレーザガスの温度を、レーザ制御部３０に出力する。
他の点については、図１を参照しながら説明した比較例の構成と同様の構成であってもよい。
【０１１２】
３．２  動作
第１の実施形態に係るレーザ装置において、レーザ制御部３０によるエネルギー制御の処理は、図２を参照しながら説明した比較例の処理と同様である。
【０１１３】
３．２．１  レーザガス制御
図９は、第１の実施形態に係るレーザ装置におけるガス制御部３２の処理を示すフローチャートである。以下に説明するように、ガス制御部３２は、全ガス交換の直後はチャンバ１０からのガスの排出を抑制するようになっている。
【０１１４】
まず、図９のＳ１０００からＳ１８００までの処理は、図３を参照しながら説明したＳ１０００からＳ１８００までの処理と同様である。
【０１１５】
次に、Ｓ１９００ｂにおいて、ガス制御部３２は、ガス排気を含まないガス圧制御を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。ガス排気を含まないガス圧制御の詳細については、図１０を参照しながら後述する。
【０１１６】
次に、図９のＳ２０００の処理は、図３を参照しながら説明したＳ２０００の処理と同様である。
次に、Ｓ２１００において、ガス制御部３２は、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。このガス圧Ｐに応じて、ガス制御部３２は、以下に説明するように、排気を抑制する処理を行うか、上述の比較例と同様の処理を行うか、を選択する。
【０１１７】
Ｓ２２００において、ガス制御部３２は、ガス圧Ｐが所定の閾値Ｐｐｇ以上であるか否かを判定する。
ガス圧Ｐが所定の閾値Ｐｐｇ以上ではない場合（Ｓ２２００；ＮＯ）、レーザガスに含まれる不純物はあまり多くない可能性がある。そこで、ガス制御部２３は、Ｓ２３００において、ガス排気を含まないハロゲンガス注入制御を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。Ｓ２３００の処理を実行する前のチャンバ１０の内部のガス圧に比べて、Ｓ２３００の処理を実行した後のチャンバ１０の内部のガス圧は増加する。Ｓ２３００の処理は、本開示における第１のガス制御に相当する。Ｓ２３００の処理の詳細については、図１１を参照しながら後述する。Ｓ２３００の後、ガス制御部２３は、処理をＳ１６００に戻す。
【０１１８】
ガス圧Ｐが所定の閾値Ｐｐｇ以上である場合（Ｓ２２００；ＹＥＳ）、レーザガスに多くの不純物が蓄積されている可能性がある。そこで、ガス制御部は、ハロゲンガス注入排気制御（Ｓ２４００）及び部分ガス交換制御（Ｓ２５００）を行うように、レーザガス制御システム４０を制御する。Ｓ２４００、Ｓ２５００及びその次のＳ２６００の処理は、図３を参照しながら説明した処理と同様である。Ｓ２４００におけるハロゲン含有ガスの注入量と、Ｓ２４００における排気処理の排気量とはほぼ等しくなる。また、Ｓ２５００におけるハロゲン含有ガス及びバッファガスの注入量と、Ｓ２５００における排気処理の排気量とはほぼ等しくなる。Ｓ２４００及びＳ２５００の処理は、本開示における第２のガス制御に相当する。
【０１１９】
３．２．１．１  ガス排気を含まないガス圧制御
図１０は、図９に示されるガス圧制御の処理の詳細を示すフローチャートである。図１０に示される処理は、図９に示されるＳ１９００ｂのサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。
【０１２０】
まず、Ｓ１９０１ｂにおいて、ガス制御部３２は、記憶装置からガス圧の制御パラメータを読み込む。ガス圧の制御パラメータには、充電電圧Ｖの最小値Ｖｍｉｎは含まれない。その他の点については、Ｓ１９０１ｂの処理は図５を参照しながら説明したＳ１９０１の処理と同様である。
【０１２１】
次に、Ｓ１９０２からＳ１９０４までの処理は、図５を参照しながら説明したものと同様である。
次に、Ｓ１９０５ｂにおいて、ガス制御部３２は、充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘ以下であるか否かを判定する。充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘ以下である場合には、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図９に示される処理に戻る。
充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘ以下である場合の処理は、図５を参照しながら説明したＳ１９０６からＳ１９０９までの処理と同様である。
【０１２２】
第１の実施形態においては、充電電圧Ｖが最小値Ｖｍｉｎ以上であるか否かの判定は行われず、図５を参照しながら説明したＳ１９１０からＳ１９１３までの排気処理も行われない。すなわち、図１０に示される処理は、排気装置を閉めたままで行われる。従って、第１の実施形態においてはレーザガスの排気が抑制される。
【０１２３】
３．２．１．２  ハロゲンガス注入制御
図１１は、図９に示されるハロゲンガス注入制御の処理の詳細を示すフローチャートである。図１１に示される処理は、図９に示されるＳ２３００のサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。
【０１２４】
図１１に示されるＳ２３０１からＳ２３０７までの処理は、図６を参照しながら説明したＳ２４０１からＳ２４０７までの処理と同様である。図１１に示される処理は、Ｓ２４０８以降の排気処理が行われない点で、図６の処理と異なる。すなわち、図１１に示される処理は、排気装置によるレーザガスの排気を止めた状態で行われる。すなわち、ガス制御部３２は排気装置のバルブＥＸ−Ｖ１とバルブＥＸ−Ｖ２を閉じた状態にする。
【０１２５】
その後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図９に示される処理に戻る。全ガス交換の直後、チャンバ１０内のガス圧Ｐが低いうちは、カウンタＮの値が所定値Ｎｇ以上であっても、チャンバ１０内の不純物濃度が高くないと考えられる。そこで、図１１に示されるようにハロゲンガスの注入のみを行い排気をしない場合でも、レーザ性能の悪化を抑制できる。そして、ハロゲンガスの注入のみを行い排気をしないことにより、レーザガスの消費量の増加を抑制することができる。
【０１２６】
チャンバ１０内のガス圧Ｐが高くなったら、図９を参照しながら説明したように、ハロゲンガス注入排気制御（Ｓ２４００）を行う。
【０１２７】
３．３  作用
図１２Ａは、レーザ装置の全ガス交換後の経過時間に応じた不純物量の変化を示すグラフである。チャンバ１０内の不純物量は、まず、全ガス交換によって、０に近い値となる。
【０１２８】
その後、部分ガス交換などのガスの排気を伴う制御を行わない場合には、チャンバ１０内の不純物量は、図１２Ａに一点鎖線で示されるように増加する。すなわち、不純物量は経過時間にほぼ比例して増加する。
【０１２９】
一方、図３〜図７を参照しながら説明した比較例においては、全ガス交換後に一定の周期で部分ガス交換などのガスの排気を伴う制御を繰り返し行う。これにより、チャンバ１０内の不純物量は、図１２Ａに二点鎖線で示されるように増加する。すなわち、経過時間とともに不純物量の増加率が減少し、その後、ほぼ一定の値Ｘに収束する。これにより、レーザ性能の悪化が抑制される。
【０１３０】
図１２Ｂは、レーザ装置の全ガス交換後の経過時間に応じたガス圧の変化を示すグラフである。図３〜図７を参照しながら説明した比較例においては、チャンバ１０内のガス圧Ｐは、不純物量の増加にともなって、図１２Ｂに二点鎖線で示されるように増加する。すなわち、不純物量の増加とともに、パルスエネルギーＥの低下を抑制するためにガス圧Ｐが上昇する。その後、不純物量の増加率の減少とともにガス圧Ｐの上昇率が減少し、その後、ガス圧Ｐは、ほぼ一定の値Ｙに収束する。
【０１３１】
図１２Ｃは、レーザ装置の全ガス交換後の経過時間に応じた累積ガス消費量の変化を示すグラフである。図３〜図７を参照しながら説明した比較例においては、全ガス交換後に一定の周期で部分ガス交換などのガスの排気を伴う制御を行う。これにより、図１２Ｃに二点差線で示されるように、累積ガス消費量は、経過時間にほぼ比例して増加する。
【０１３２】
図１２Ａを参照しながら説明したように、チャンバ１０内の不純物量が値Ｘ又はそれ以下であれば、レーザ性能の悪化を抑制することが可能である。すなわち、チャンバ１０内の不純物量が値Ｘを越えないのであれば、値Ｘ以下の範囲での不純物量の変動は許容範囲内ということができる。
【０１３３】
そこで、第１の実施形態においては、チャンバ１０内のガス圧Ｐが図１２Ｂに示される値Ｙに達するまで、部分ガス交換などのガスの排気を伴う制御を行わないようにした。そして、ガスの排気を伴わないガス制御を、一定周期で繰り返し行うようにした。これにより、図１２Ａに実線で示されるように、チャンバ１０内の不純物量は、値Ｘの付近まで、経過時間にほぼ比例して増加する。チャンバ１０内の不純物量が増加するのに伴って、図１２Ｂに実線で示されるように、パルスエネルギーＥの低下を抑制するためにガス圧Ｐも上昇する。
【０１３４】
第１の実施形態においては、チャンバ１０内のガス圧Ｐが値Ｙに達した後、上述の比較例と同様に、一定の周期で部分ガス交換などのガスの排気を伴う制御を繰り返し行う。これにより、チャンバ１０内の不純物量が値Ｘの付近で安定する。不純物量が安定するのにともなって、チャンバ１０内のガス圧Ｐも、ほぼ一定の値Ｙに収束する。
【０１３５】
以上のように、チャンバ１０内のガス圧Ｐが値Ｙに達するまでの間、第１の実施形態においてはレーザガスを排気しないので、図１２Ｃに実線で示されるように、累積ガス消費量が変化しない。チャンバ１０内のガス圧Ｐが値Ｙに達した後は、比較例と同様に累積ガス消費量が増加する。図１２Ｃから明らかなように、第１の実施形態によれば、比較例に比べてガスの消費量を低減することが可能となる。
【０１３６】
３．４  圧力の補正
図１３は、第１の実施形態に係るレーザ装置における圧力補正の処理を示すフローチャートである。上述のガス制御を行う場合には、以下のようにガス圧Ｐの計測値を補正して、補正されたガス圧を用いることが望ましい。
【０１３７】
第１に、圧力センサ１６が温度特性を有する場合に、レーザガスの温度の影響を除くようにガス圧Ｐの計測値を補正することが望ましい。また、クロスフローファン２１の運転状態に応じて、ガス圧Ｐの計測値を補正することが望ましい。この補正については以下のＳ２３で説明する。
【０１３８】
第２に、レーザガスのモル数が一定であっても、ボイル・シャルルの法則により、レーザガスの温度によってガス圧が変化する。従って、レーザガスの温度とそのときのガス圧とに基づいて、一定の基準温度Trefでのガス圧に換算することが望ましい。この換算については以下のＳ２６で説明する。
【０１３９】
第３に、圧力センサ１６の応答性能と、温度センサ１９の応答性能とが異なる場合に、これらの計測データをそのまま用いてボイル・シャルルの法則を適用しても正確な換算が困難である。そこで、一次遅れガス圧を考慮して、温度の計測値を補正することが望ましい。この補正については以下のＳ２４、Ｓ２５で説明する。
【０１４０】
図１３を参照し、まず、Ｓ２０において、レーザ制御部３０は、以下のように、いくつかのパラメータに対して、それぞれの初期値を設定する。
前回換算ガス圧Ｐｐの値が、初期値Ｐｐ０に設定される。
前回補正温度Ｔｐの値が、初期値Ｔｐ０に設定される。
前回一次遅れガス圧ｐｆｐの値が、初期値ｐｆｐ０に設定される。
これらのパラメータＰｐ、Ｔｐ、ｐｆｐの値は、後述のＳ２８において再度設定される。しかし、本フローチャートを最初に実行するときにはＳ２８で設定されるデータが存在しない。このため、Ｓ２０においては、それぞれ予め用意された初期値が用いられる。
【０１４１】
次に、Ｓ２１において、レーザ制御部３０は、圧力センサ１６による計測ガス圧Pmeasと、温度センサ１９による計測温度Tmeasとを読み込む。
【０１４２】
次に、Ｓ２２において、レーザ制御部３０は、レーザの状態に応じて、係数ｋ１、ｋ２、ｋ３の値をそれぞれ選択する。
係数ｋ１の値としては、例えば、クロスフローファン２１が運転状態なら１、それ以外なら０が選択される。
係数ｋ２の値としては、例えば、レーザ起動直後又は温度センサ異常なら０、それ以外なら１が選択される。
係数ｋ３の値としては、例えば、クロスフローファン２１が運転状態又はレーザが停止状態なら１、それ以外なら０が選択される。
【０１４３】
次に、Ｓ２３において、レーザ制御部３０は、圧力センサ１６の温度特性に応じた補正係数Error.pを以下の式により算出する。
Error.p＝［−ａ×（273＋Tmeas）／（273+Tref）］×（Tmeas−ｃ）
ここで、Trefは基準温度である。ａは係数であり、事前に実験値に基づいて設定される。ｃは温度特性による誤差がないと想定される温度であり、基準温度Trefと同じ値でもよい。
【０１４４】
さらに、Ｓ２３において、レーザ制御部３０は、補正係数Error.p及びクロスフローファン２１の運転状態に基づいて、以下の式により補正ガス圧Ｐｒを算出する。
Ｐｒ＝ Pmeas −ｋ１×Pfan −ｋ２×Error.p
ここで、ｋ１及びｋ２はＳ２２で選択された係数である。Pfanは、クロスフローファン２１のオン、オフによるチャンバ１０内の圧力差であり、事前に実験値に基づいて設定される。
【０１４５】
次に、Ｓ２４において、レーザ制御部３０は、一次遅れガス圧ｐｆｒを以下の式により算出する。
ｐｆｒ＝（１−Ａ）×ｐｆｐ＋Ａ×Ｐｒ
ここで、Ａは圧力センサ１６の特性に依存する一次遅れ係数であり、事前に実験値に基づいて設定される。ｐｆｐはＳ２０又はＳ２８において設定される、前回一次遅れガス圧である。ＰｒはＳ２３で算出される補正ガス圧である。
【０１４６】
次に、Ｓ２５において、レーザ制御部３０は、一次遅れガス圧ｐｆｒ及び前回一次遅れガス圧ｐｆｐに応じた補正係数Error.tを以下の式により算出する。
Error.t＝［Ｂ×（273＋Ｔｐ）／Ｐｐ］×（ｐｆｒ−ｐｆｐ）
ここで、Ｂは係数であり、事前に実験値に基づいて設定される。ＴｐはＳ２０又はＳ２８において設定される、前回補正温度である。ＰｐはＳ２０又はＳ２８において設定される、前回換算ガス圧である。
【０１４７】
さらに、Ｓ２５において、レーザ制御部３０は、補正係数Error.tに基づいて、以下の式により補正温度Ｔｒを算出する。
Ｔｒ＝ Tmeas ＋ｋ３×Error.t
ここで、ｋ３はＳ２２で選択された係数である。
【０１４８】
次に、Ｓ２６において、レーザ制御部３０は、基準温度Trefでのガス圧に換算された換算ガス圧Ｐｃを以下の式により算出する。
Ｐｃ＝Ｐｒ×（273＋Tref）／（273＋Ｔｒ）
【０１４９】
次に、Ｓ２７において、レーザ制御部３０は、ガス制御に使用するガス圧Ｐの値として、Ｓ２６で算出されたＰｃの値を用いるように、ガス圧Ｐの値を設定する。このガス圧Ｐの値は、ガス制御部３２に送信されるか、あるいは、ガス制御部３２が読み取ることが可能な記憶装置に記憶される。
【０１５０】
次に、Ｓ２８において、レーザ制御部３０は、次回のガス圧補正で使用されるパラメータをそれぞれ以下のように設定する。
今回算出された換算ガス圧Ｐｃの値が、次回のガス圧補正では前回換算ガス圧Ｐｐとして用いられるように、前回換算ガス圧Ｐｐの値が設定される。
今回算出された補正温度Ｔｒの値が、次回のガス圧補正では前回補正温度Ｔｐとして用いられるように、前回補正温度Ｔｐの値が設定される。
今回算出された一次遅れガス圧ｐｆｒの値が、次回のガス圧補正では前回一次遅れガス圧ｐｆｐとして用いられるように、前回一次遅れガス圧ｐｆｐの値が設定される。
【０１５１】
Ｓ２８の後、レーザ制御部３０は、処理をＳ２１に戻す。
図１３に示される処理により、チャンバ内のガス圧の計測精度が向上するので、本開示のガス制御を行った場合、フッ素分圧や不純物ガスの濃度が目標値に対して高精度に安定化できる。その結果、レーザ性能が安定化し、レーザガス消費量が低減することができる。
【０１５２】
４．全ガス交換後の調整発振によって所定の閾値を更新するレーザ装置
４．１  構成
図１４は、本開示の第２の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。第２の実施形態において、エキシマレーザ装置は、出射口シャッタ１８を含んでいてもよい。
【０１５３】
出射口シャッタ１８は、エネルギーモニタ１７と露光装置１００との間のパルスレーザ光の光路に配置されてもよい。出射口シャッタ１８は、アクチュエータ１８ａを含んでもよい。アクチュエータ１８ａは、出射口シャッタ１８によってパルスレーザ光を遮断するか、パルスレーザ光を露光装置１００に向けて出力するかを切替え可能に構成されてもよい。アクチュエータ１８ａは、レーザ制御部３０によって制御されてもよい。
他の点については、図８を参照しながら説明した第１の実施形態と同様の構成であってもよい。
【０１５４】
４．２  動作
第２の実施形態に係るレーザ装置において、レーザ制御部３０によるエネルギー制御の処理は、図２を参照しながら説明した比較例の処理と同様である。
【０１５５】
４．２．１  レーザガス制御
図１５は、第２の実施形態に係るレーザ装置におけるガス制御部３２の処理を示すフローチャートである。以下に説明するように、第２の実施形態においては、全ガス交換の直後に調整発振を行い、所定の閾値Ｐｐｇを計算するようになっている。所定の閾値Ｐｐｇは、Ｓ２２００において、ガス排気を伴わないガス制御（Ｓ２３００）をするか、ガス排気を伴うガス制御（Ｓ２４００、Ｓ２５００）をするかを判断するための閾値である。
【０１５６】
まず、図１５のＳ１０００からＳ１２００までの処理は、図９を参照しながら説明したＳ１０００からＳ１２００までの処理と同様である。ただし、Ｓ１２００の全ガス交換においては、目標ガス圧Ｐｔを低めに設定しておく。これにより、次のＳ１３００における調整発振が低めのガス圧から開始されるようにする。
【０１５７】
次に、Ｓ１３００において、ガス制御部３２は、レーザ制御部３０による調整発振の結果から、条件を満たす最小のガス圧を初期ガス圧Ｐｚとして設定する。Ｓ１３００の処理の詳細については、図１６を参照しながら後述する。
【０１５８】
次に、Ｓ１４００において、ガス制御部３２は、初期ガス圧Ｐｚに基づいて、所定の閾値Ｐｐｇを算出する。Ｓ１４００の処理の詳細については、図１７を参照しながら後述する。
【０１５９】
その後、図１５のＳ１５００以降の処理は、図９を参照しながら説明したＳ１５００以降の処理と同様である。
【０１６０】
４．２．１．１  初期ガス圧Ｐｚの設定
図１６は、図１５に示される調整発振及び初期ガス圧の設定処理を示すフローチャートである。図１６の処理は、調整発振を含んでいるので、レーザ制御部３０によって行われるものとする。ガス制御部３２は、調整発振の結果に基づいて初期ガス圧Ｐｚを設定する。
【０１６１】
まず、Ｓ１３０１において、レーザ制御部３０は、出射口シャッタ１８を閉める。これにより、調整発振中に生成されたパルスレーザ光が外部に出力されることを抑制する。
次に、Ｓ１３０２において、レーザ制御部３０は、レーザ光の目標パルスエネルギーＥｔの値を読み込む。目標パルスエネルギーＥｔの値は、例えば露光装置制御部１１０によって要求される値である。
【０１６２】
次に、Ｓ１３０３において、レーザ制御部３０は、所定の繰り返し周波数でのレーザ発振を開始させる。所定の繰り返し周波数は、例えば、定格の繰り返し周波数の範囲から選択される。
【０１６３】
次に、Ｓ１３０４において、レーザ制御部３０は、ガス制御部３２に制御信号を送信し、ガス制御部３２に、ガス供給又は排気を含むガス圧制御を実行させる。このガス圧制御は、図３及び図５を参照しながら説明したＳ１９００ａのガス圧制御と同様である。
図１５を参照しながら説明したように、全ガス交換後のガス圧は低めに設定されている。このため、調整発振の最初においては、目標パルスエネルギーＥｔより低いパルスエネルギーしか出力できず、充電電圧Ｖが高めになる。この状態からガス圧制御を開始することにより、ガス圧は徐々に上昇し、充電電圧Ｖは徐々に低下する。
【０１６４】
次に、Ｓ１３０５において、レーザ制御部３０は、充電電圧ＶがＳ１９００ａにおける最大値Ｖｍａｘより小さくなったか否かを判定する。充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘより小さくない場合（Ｓ１３０５；ＮＯ）、レーザ制御部３０は、処理をＳ１３０４に戻してガス圧制御を繰り返し、ガス圧を徐々に上昇させる。充電電圧Ｖが最大値Ｖｍａｘより小さくなった場合（Ｓ１３０５；ＹＥＳ）、チャンバ１０内のガス圧は、目標パルスエネルギーＥｔを得るための最小のガス圧に近い値だと言える。レーザ制御部３０は、Ｓ１３０６において、圧力センサ１６からチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込む。
【０１６５】
次に、Ｓ１３０７において、レーザ制御部３０は、読み込んだガス圧Ｐを、初期ガス圧Ｐｚとしてガス制御部３２に送信する。ガス制御部３２は、レーザ制御部３０から受信した値を初期ガス圧Ｐｚとして設定する。
【０１６６】
次に、Ｓ１３０８において、レーザ制御部３０は、レーザ発振を停止させる。
次に、Ｓ１３０９において、レーザ制御部３０は、出射口シャッタ１８を開ける。これにより、以後に生成されるパルスレーザ光が外部に出力されることを許容する。
Ｓ１３０９の後、レーザ制御部３０は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１６７】
４．２．１．２  所定の閾値Ｐｐｇの算出
図１７は、図１５に示される所定の閾値の算出処理を示すフローチャートである。図１７に示される処理は、図１５に示されるＳ１４００のサブルーチンとして、ガス制御部３２によって行われる。
【０１６８】
まず、Ｓ１４０１において、ガス制御部３２は、初期ガス圧Ｐｚに正の一定値ΔＰｚを加算することにより、所定の閾値Ｐｐｇを算出する。
【０１６９】
次に、Ｓ１４０２において、ガス制御部３２は、算出された所定の閾値Ｐｐｇが、ガス圧の許容最大値Ｐｍａｘ以下であるか否かを判定する。
【０１７０】
所定の閾値Ｐｐｇが許容最大値Ｐｍａｘ以下である場合（Ｓ１４０２；ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、Ｓ１４０１において算出された所定の閾値Ｐｐｇを変更することなく、本フローチャートの処理を終了する。所定の閾値Ｐｐｇが許容最大値Ｐｍａｘ以下ではない場合（Ｓ１４０２；ＮＯ）、ガス制御部３２は、Ｓ１４０３において、所定の閾値Ｐｐｇを許容最大値Ｐｍａｘに変更する。その後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１７１】
図１８は、レーザ装置のショット数又は経過時間に応じたガス圧の変化を示すグラフである。図１２Ｂに示されるグラフにおいては、１回の全ガス交換の後、次の全ガス交換が行われるより前までの短い期間におけるガス圧の変化を示したが、図１８においては、複数回の全ガス交換を含む長い期間にわたるガス圧の変化を示す。
【０１７２】
レーザ装置に含まれる一対の電極１１ａ、１１ｂが新品で、レーザ生成の効率が高い場合には、第１の全ガス交換後の初期ガス圧Ｐｚは、比較的低い値Ｐｚ（１）に設定される。この初期ガス圧Ｐｚ（１）に正の一定値ΔＰｚを加算した値が、所定の閾値Ｐｐｇ（１）となる。
【０１７３】
第１の全ガス交換の次に、第２の全ガス交換をしたとき、一対の電極１１ａ、１１ｂはわずかに劣化していることがある。この場合、第２の全ガス交換後の初期ガス圧Ｐｚ（２）は、第１の全ガス交換後の初期ガス圧Ｐｚ（１）よりも大きい値となる。この初期ガス圧Ｐｚ（２）に正の一定値ΔＰｚを加算した値が、所定の閾値Ｐｐｇ（２）となる。
【０１７４】
このように電極の劣化が進んでいくと、全ガス交換をするたびに、初期ガス圧Ｐｚ及び所定の閾値Ｐｐｇがすこしずつ上昇する。
第ｎの全ガス交換後の初期ガス圧Ｐｚ（ｎ）に、正の一定値ΔＰｚを加算した値が、ガス圧の許容最大値Ｐｍａｘを超える場合には、所定の閾値Ｐｐｇ（ｎ）はＰｍａｘに設定される。
第（ｎ＋１）の全ガス交換後の初期ガス圧Ｐｚ（ｎ＋１）に、正の一定値ΔＰｚを加算した値が、ガス圧の許容最大値Ｐｍａｘを超える場合も、所定の閾値Ｐｐｇ（ｎ＋１）はＰｍａｘに設定される。
【０１７５】
５．経過時間を考慮してガス制御を行うレーザ装置
図１９は、本開示の第３の実施形態に係るレーザ装置におけるガス制御部３２の処理を示すフローチャートである。図９に示される第１の実施形態においては、ガス制御後のショット数に相当するカウンタＮの値が、所定値Ｎｇに達したか否かによってガス制御を行うか否かが判断されていたが、本開示はこれに限定されない。以下に説明するように、第３の実施形態においては、ショット数だけでなく、前回のガス制御後の経過時間も考慮して、次のガス制御を行う。
【０１７６】
まず、図１９のＳ１０００からＳ１５００までの処理は、図９を参照しながら説明したＳ１０００からＳ１５００までの処理と同様である。
【０１７７】
次に、Ｓ１６００ｃにおいて、ガス制御部３２は、ショット数を計測するためのカウンタＮの値を初期値０にセットするだけでなく、タイマーＴをリセット及びスタートする。
次のＳ１７００からＳ１９００ｂまでの処理は、図９を参照しながら説明したＳ１７００からＳ１９００ｂまでの処理と同様である。
【０１７８】
次に、Ｓ２０００ｃにおいて、ガス制御部３２は、カウンタＮの値を所定値Ｎｇと比較するだけではなく、タイマーＴの値も、所定値Ｋｇと比較する。カウンタＮの値が所定値Ｎｇ以上である場合は、ガス制御部３２は、処理をＳ２１００に進める。タイマーＫの値が所定値Ｋｇ以上である場合も、ガス制御部３２は、処理をＳ２１００に進める。
【０１７９】
次のＳ２１００以降の処理は、図９を参照しながら説明したＳ２１００以降の処理と同様である。
第３の実施形態によれば、ショット数が所定値Ｎｇに達した場合だけでなく、経過時間が所定値Ｋｇに達した場合にもガス制御を行うようにしたので、より適切なタイミングでガス制御を行うことができる。
【０１８０】
６．制御部の構成
図２０は、制御部の概略構成を示すブロック図である。
上述した実施の形態におけるガス制御部３２等の制御部は、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。例えば、以下のように構成されてもよい。
【０１８１】
（構成）
制御部は、処理部１０００と、処理部１０００に接続される、ストレージメモリ１００５と、ユーザインターフェイス１０１０と、パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０と、シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０と、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０とによって構成されてもよい。また、処理部１０００は、ＣＰＵ１００１と、ＣＰＵ１００１に接続された、メモリ１００２と、タイマー１００３と、ＧＰＵ１００４とから構成されてもよい。
【０１８２】
（動作）
処理部１０００は、ストレージメモリ１００５に記憶されたプログラムを読出してもよい。また、処理部１０００は、読出したプログラムを実行したり、プログラムの実行に従ってストレージメモリ１００５からデータを読出したり、ストレージメモリ１００５にデータを記憶させたりしてもよい。
【０１８３】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０２１〜１０２ｘに接続されてもよい。パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うパラレルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０１８４】
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０３１〜１０３ｘに接続されてもよい。シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うシリアルＩ／Ｏポートを介した、デジタル信号による通信を制御してもよい。
【０１８５】
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、アナログポートを介して通信可能な機器１０４１〜１０４ｘに接続されてもよい。Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０は、処理部１０００がプログラムを実行する過程で行うアナログポートを介した、アナログ信号による通信を制御してもよい。
【０１８６】
ユーザインターフェイス１０１０は、オペレータが処理部１０００によるプログラムの実行過程を表示したり、オペレータによるプログラム実行の中止や割り込み処理を処理部１０００に行わせたりするよう構成されてもよい。
【０１８７】
処理部１０００のＣＰＵ１００１はプログラムの演算処理を行ってもよい。メモリ１００２は、ＣＰＵ１００１がプログラムを実行する過程で、プログラムの一時記憶や、演算過程でのデータの一時記憶を行ってもよい。タイマー１００３は、時刻や経過時間を計測し、プログラムの実行に従ってＣＰＵ１００１に時刻や経過時間を出力してもよい。ＧＰＵ１００４は、処理部１０００に画像データが入力された際、プログラムの実行に従って画像データを処理し、その結果をＣＰＵ１００１に出力してもよい。
【０１８８】
パラレルＩ／Ｏコントローラ１０２０に接続される、パラレルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０２１〜１０２ｘは、発光トリガ信号や目標パルスエネルギーの設定データ信号を送信する露光装置１００であってもよいし、他の制御部等であってもよい。また、機器１０２１〜１０２ｘは、充電電圧の設定データ信号を受信する充電器１２であってもよいし、バルブＢ−Ｖ、Ｆ２−Ｖ１、ＥＸ−Ｖ１等であってもよい。
シリアルＩ／Ｏコントローラ１０３０に接続される、シリアルＩ／Ｏポートを介して通信可能な機器１０３１〜１０３ｘは、出射口シャッタ１８のアクチュエータ１８ａ等であってもよい。
Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ１０４０に接続される、アナログポートを介して通信可能な機器１０４１〜１０４ｘは、圧力センサ１６や光センサ１７ｃ等の各種センサであってもよい。
以上のように構成されることで、制御部は各実施形態に示された動作を実現可能であってよい。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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