(57)【要約】レーザガス再生装置は、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給される第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、供給量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を備える。
2019207821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給される前記第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、
アルゴンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記供給量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備えるレーザガス再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記制御部は、前記供給量に比例するように、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する、
レーザガス再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記供給量を計測し、前記供給量のデータを前記データ取得部に送信する計測部をさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザガス再生装置であって、
前記計測部は、前記第２のレーザガス供給源と前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置との間に接続された配管に配置されたマスフローメータを含む、
レーザガス再生装置。
【請求項５】
請求項１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と前記第２のレーザガス供給源との間に接続された配管に配置されたマスフローメータから計測データを受信することにより前記供給量のデータを取得する、
レーザガス再生装置。
【請求項６】
請求項１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記供給量のデータを前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から受信することにより取得する、
レーザガス再生装置。
【請求項７】
請求項１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記キセノン添加部によって前記第３のレーザガスを添加された前記再生ガスを収容し、混合させる再生ガスタンクをさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置は、複数のＡｒＦエキシマレーザ装置を含む、
レーザガス再生装置。
【請求項９】
請求項８に記載のレーザガス再生装置であって、
前記供給量は、前記複数のＡｒＦエキシマレーザ装置にそれぞれ供給される前記第２のレーザガスの供給量の総和である、
レーザガス再生装置。
【請求項１０】
アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、
アルゴンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記排気量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備えるレーザガス再生装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記制御部は、前記排気量に比例するように、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する、
レーザガス再生装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記排気量を計測し、前記排気量のデータを前記データ取得部に送信する計測部をさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のレーザガス再生装置であって、
前記計測部は、前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と外部との間に接続された配管に配置されたマスフローメータを含む、
レーザガス再生装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と外部との間に接続された配管に配置されたマスフローメータから計測データを受信することにより前記排気量のデータを取得する
レーザガス再生装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記排気量のデータを前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から受信することにより取得する、
レーザガス再生装置。
【請求項１６】
請求項１０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記キセノン添加部によって前記第３のレーザガスを添加された前記再生ガスを収容し、混合させる再生ガスタンクをさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項１７】
請求項１０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置は、複数のＡｒＦエキシマレーザ装置を含む、
レーザガス再生装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のレーザガス再生装置であって、
前記排気量は、前記複数のＡｒＦエキシマレーザ装置からそれぞれ排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量の総和である
レーザガス再生装置。
【請求項１９】
電子デバイスの製造方法であって、
アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給される前記第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、
アルゴンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記供給量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備える前記レーザガス再生装置と、
を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、
前記レーザ光を露光装置に出力し、
前記露光装置内で感光基板を前記レーザ光で露光すること
を含む電子デバイスの製造方法。
【請求項２０】
電子デバイスの製造方法であって、
アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、
アルゴンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記排気量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備える前記レーザガス再生装置と、
を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、
前記レーザ光を露光装置に出力し、
前記露光装置内で感光基板を前記レーザ光で露光すること
を含む電子デバイスの製造方法。
【請求項２１】
クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給される前記第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、
クリプトンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記供給量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備えるレーザガス再生装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記制御部は、前記供給量に比例するように、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する、
レーザガス再生装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記供給量を計測し、前記供給量のデータを前記データ取得部に送信する計測部をさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載のレーザガス再生装置であって、
前記計測部は、前記第２のレーザガス供給源と前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置との間に接続された配管に配置されたマスフローメータを含む、
レーザガス再生装置。
【請求項２５】
請求項２１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と前記第２のレーザガス供給源との間に接続された配管に配置されたマスフローメータから計測データを受信することにより前記供給量のデータを取得する、
レーザガス再生装置。
【請求項２６】
請求項２１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記供給量のデータを前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から受信することにより取得する、
レーザガス再生装置。
【請求項２７】
請求項２１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記キセノン添加部によって前記第３のレーザガスを添加された前記再生ガスを収容し、混合させる再生ガスタンクをさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項２８】
請求項２１に記載のレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置は、複数のＫｒＦエキシマレーザ装置を含む、
レーザガス再生装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載のレーザガス再生装置であって、
前記供給量は、前記複数のＫｒＦエキシマレーザ装置にそれぞれ供給される前記第２のレーザガスの供給量の総和である、
レーザガス再生装置。
【請求項３０】
クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、
クリプトンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記排気量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備えるレーザガス再生装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記制御部は、前記排気量に比例するように、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する、
レーザガス再生装置。
【請求項３２】
請求項３０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記排気量を計測し、前記排気量のデータを前記データ取得部に送信する計測部をさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載のレーザガス再生装置であって、
前記計測部は、前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と外部との間に接続された配管に配置されたマスフローメータを含む、
レーザガス再生装置。
【請求項３４】
請求項３０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と外部との間に接続された配管に配置されたマスフローメータから計測データを受信することにより前記排気量のデータを取得する
レーザガス再生装置。
【請求項３５】
請求項３０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記データ取得部は、前記排気量のデータを前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から受信することにより取得する、
レーザガス再生装置。
【請求項３６】
請求項３０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記キセノン添加部によって前記第３のレーザガスを添加された前記再生ガスを収容し、混合させる再生ガスタンクをさらに備える、
レーザガス再生装置。
【請求項３７】
請求項３０に記載のレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置は、複数のＫｒＦエキシマレーザ装置を含む、
レーザガス再生装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載のレーザガス再生装置であって、
前記排気量は、前記複数のＫｒＦエキシマレーザ装置からそれぞれ排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量の総和である
レーザガス再生装置。
【請求項３９】
電子デバイスの製造方法であって、
クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給される前記第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、
クリプトンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記供給量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備える前記レーザガス再生装置と、
を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、
前記レーザ光を露光装置に出力し、
前記露光装置内で感光基板を前記レーザ光で露光すること
を含む電子デバイスの製造方法。
【請求項４０】
電子デバイスの製造方法であって、
クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、
前記少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、
クリプトンガス、ネオンガス、及び前記第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを前記再生ガスに添加するキセノン添加部と、
前記排気量に基づいて、前記キセノン添加部による前記第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、
を備える前記レーザガス再生装置と、
を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、
前記レーザ光を露光装置に出力し、
前記露光装置内で感光基板を前記レーザ光で露光すること
を含む電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザガス再生装置及び電子デバイスの製造方法に関する。
【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、解像力が低下する。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】米国特許出願公開第２０１６／０２４８２１５号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１７／０７２８６３号
【特許文献３】国際公開第２０１７／０７１８６６号
【特許文献４】米国特許第６１８８７１０号明細書
【特許文献５】米国特許第５４５０４３６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００２／０１２２４４９号明細書
【特許文献７】米国特許第６５８４１３１号明細書
【特許文献８】国際公開第２０１７／０８１８１９号
【特許文献９】特開平０９−０９７９５１号公報
【特許文献１０】米国特許第９４７８９３４号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００６／０１９３９９７号明細書
【概要】
【０００６】
本開示の１つの観点に係るレーザガス再生装置は、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給される第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、供給量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を含む。
本開示の他の１つの観点に係るレーザガス再生装置は、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給される第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、供給量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を含む。
【０００７】
本開示の他の１つの観点に係るレーザガス再生装置は、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、排気量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を含む。
本開示の他の１つの観点に係るレーザガス再生装置は、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、排気量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を含む。
【０００８】
本開示の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給される第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、供給量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を備えるレーザガス再生装置と、を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、露光装置内で感光基板をレーザ光で露光することを含む。
本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と、少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給される第２のレーザガスの供給量のデータを取得するデータ取得部と、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、供給量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を備えるレーザガス再生装置と、を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、露光装置内で感光基板をレーザ光で露光することを含む。
【０００９】
本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、アルゴンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置と、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＡｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、アルゴンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、排気量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を備えるレーザガス再生装置と、を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、露光装置内で感光基板をレーザ光で露光することを含む。
本開示の他の１つの観点に係る電子デバイスの製造方法は、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度のキセノンガスを含む第１のレーザガスを供給する第１のレーザガス供給源と、クリプトンガス、ネオンガス、及びフッ素ガスを含む第２のレーザガスを供給する第２のレーザガス供給源と、に接続された少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置と、少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスを再生し、再生ガスを少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置に供給するレーザガス再生装置であって、少なくとも１つのＫｒＦエキシマレーザ装置から排出された排出ガスのうちの再生されずに外部に排気されたレーザガスの排気量のデータを取得するデータ取得部と、クリプトンガス、ネオンガス、及び第１の濃度より高い第２の濃度のキセノンガスを含む第３のレーザガスを再生ガスに添加するキセノン添加部と、排気量に基づいて、キセノン添加部による第３のレーザガスの添加量を制御する制御部と、を備えるレーザガス再生装置と、を備えるエキシマレーザシステムによって、レーザ光を生成し、レーザ光を露光装置に出力し、露光装置内で感光基板をレーザ光で露光することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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、比較例に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【図２】図２は、比較例に係るエキシマレーザ装置３０のレーザ制御部３１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３０のガス制御部４７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に示されるガス制御パラメータの初期設定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に示される部分ガス交換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１に示されるガス再生制御部５１の処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は、比較例におけるガス再生の初期設定サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図９】図９は、比較例におけるガス回収／昇圧サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、比較例におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、比較例における不活性再生ガス貯蔵／供給サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、比較例においてレーザガス再生を行っていない場合のレーザガスのフロー図である。
【図１３】図１３は、比較例においてレーザガス再生を行う場合のレーザガスのフロー図である。
【図１４】図１４は、本開示の第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【図１５】図１５は、第１の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。
【図１６】図１６は、第１の実施形態におけるガス再生の初期設定サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、第１の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態におけるガス制御パラメータの初期設定の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、第２の実施形態における部分ガス交換の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、本開示の第３の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【図２１】図２１は、第３の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。
【図２２】図２２は、第３の実施形態におけるガス再生の初期設定サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、第３の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、第４の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、第４の実施形態におけるガス制御パラメータの初期設定の詳細を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、第４の実施形態におけ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２７】図２７は、第４の実施形態における部分ガス交換の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、本開示の第５の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂ及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【図２９】図２９は、本開示の第６の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂ及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【図３０】図３０は、本開示の第７の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【図３１】図３１は、上述の各実施形態において用いることができる再生ガスタンクの第１の例を概略的に示す。
【図３２】図３２は、上述の各実施形態において用いることができる再生ガスタンクの第２の例を概略的に示す。
【図３３】図３３は、エキシマレーザ装置３０に接続された露光装置１００の構成を概略的に示す。
【図３４】図３４は、本開示の第８の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。
【図３５】図３５は、本開示の第１０の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。
【図３６】図３６は、ＡｒＦエキシマレーザ装置の性能をキセノンガス濃度との関係で示すグラフである。
【図３７】図３７は、ＫｒＦエキシマレーザ装置の性能をキセノンガス濃度との関係で示すグラフである。
【図３８】図３８は、本開示の第１５の実施形態における目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔの設定値について説明するグラフである。
【実施形態】
【００１１】
内容
１．比較例に係るエキシマレーザ装置及びレーザガス再生装置
１．１  構成
１．１．１  エキシマレーザ装置
１．１．１．１  レーザ発振システム
１．１．１．２  レーザガス制御システム
１．１．２  レーザガス再生装置
１．２  動作
１．２．１  レーザ発振システムの動作
１．２．１．１  エネルギー制御
１．２．２  レーザガス制御システムの動作
１．２．２．１  ガス制御パラメータの初期設定
１．２．２．２  ガス圧制御
１．２．２．３  部分ガス交換
１．２．３  レーザガス再生装置の動作
１．２．３．１  メインフロー
１．２．３．２  ガス再生の初期設定サブルーチン
１．２．３．３  ガス回収／昇圧サブルーチン
１．２．３．４  ガス精製／調節サブルーチン
１．２．３．５  不活性再生ガス貯蔵／供給サブルーチン
１．３  ガスフロー
１．４  課題
２．フッ素含有ガス供給量に基づいてキセノン含有ガスを添加するレーザガス再生装置
２．１  構成
２．２  動作
２．２．１  比例定数の導出
２．２．２  ガス再生制御部の処理
２．３  作用
３．エキシマレーザ装置からフッ素含有ガス供給量を受信するレーザガス再生装置
３．１  構成
３．２  ガス再生制御部の処理
３．３  ガス制御部の処理
３．４  作用
４．ガス排気量に基づいてキセノン含有ガスを添加するレーザガス再生装置
４．１  構成
４．２  動作
４．２．１  比例定数の導出
４．２．２  ガス再生制御部の処理
４．３  作用
５．エキシマレーザ装置から排気量を受信するレーザガス再生装置
５．１  構成
５．２  ガス再生制御部の処理
５．３  ガス制御部の処理
５．４  作用
６．複数のレーザ装置に接続されるレーザガス再生装置（第１の例）
６．１  構成
６．２  動作
６．３  作用
７．複数のレーザ装置に接続されるレーザガス再生装置（第２の例）
７．１  構成及び動作
７．２  作用
８．キセノン添加部の配置
８．１  構成
８．２  作用
９．再生ガスタンクの例
９．１  第１の例
９．１．１  構成
９．１．２  動作及び作用
９．２  第２の例
９．２．１  構成
９．２．２  動作及び作用
１０．その他
１１．ＫｒＦエキシマレーザ装置
１２．レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度の範囲
１２．１  ＡｒＦエキシマレーザ装置の性能
１２．２  ＫｒＦエキシマレーザ装置の性能
１３．キセノンガス濃度の減少を考慮した目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔ
１３．１  不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１と目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔとの関係
１３．２  フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２に基づくキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの決定
１３．３  レーザガスの排気量Ｑｅｘに基づくキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの決定
【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．比較例に係るエキシマレーザ装置及びレーザガス再生装置
１．１  構成
図１は、比較例に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。
【００１４】
１．１．１  エキシマレーザ装置
エキシマレーザ装置３０は、レーザ制御部３１と、レーザ発振システム３２と、レーザガス制御システム４０と、を含む。エキシマレーザ装置３０は、フッ素ガス及びアルゴンガスを含むレーザガスを使用するＡｒＦエキシマレーザ装置である。
【００１５】
エキシマレーザ装置３０は、例えば、露光装置１００と共に使用される。エキシマレーザ装置３０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、エキシマレーザ装置３０に含まれるレーザ制御部３１に対して、目標パルスエネルギーの設定信号及び発光トリガ信号を送信するように構成されている。
【００１６】
レーザ制御部３１は、レーザ発振システム３２及びレーザガス制御システム４０を制御するように構成されている。レーザ制御部３１は、レーザ発振システム３２に含まれるパワーモニタ１７及びチャンバ圧力センサＰ１から測定データを受信する。
【００１７】
１．１．１．１  レーザ発振システム
レーザ発振システム３２は、レーザチャンバ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、チャンバ圧力センサＰ１と、パワーモニタ１７と、を含む。
【００１８】
レーザチャンバ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。レーザチャンバ１０には、二つのウィンドウ１０ａ及び１０ｂが設けられている。レーザチャンバ１０は、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂを収容している。レーザチャンバ１０は、レーザガスを収容する。
【００１９】
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を含む。出力結合ミラー１５は、部分反射ミラーで構成されている。
【００２０】
チャンバ圧力センサＰ１は、レーザチャンバ１０内のガス圧を測定するように構成されている。チャンバ圧力センサＰ１は、レーザガスの全圧を測定する。チャンバ圧力センサＰ１は、ガス圧の測定データを、レーザ制御部３１と、レーザガス制御システム４０に含まれるガス制御部４７と、に送信するように構成されている。
【００２１】
パワーモニタ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、を含む。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３１に送信するように構成されている。
【００２２】
１．１．１．２  レーザガス制御システム
レーザガス制御システム４０は、ガス制御部４７と、ガス供給装置４２と、排気装置４３と、を含む。ガス制御部４７は、レーザ制御部３１との間で信号を送受信する。ガス制御部４７は、レーザ発振システム３２に含まれるチャンバ圧力センサＰ１から出力された測定データを受信する。ガス制御部４７は、ガス供給装置４２及び排気装置４３を制御する。ガス制御部４７は、ガス供給装置４２に含まれるバルブＦ２−Ｖ１及びＢ−Ｖ１並びに排気装置４３に含まれるバルブＥＸ−Ｖ１、ＥＸ−Ｖ２、Ｃ−Ｖ１及び排気ポンプ４６を制御する。
【００２３】
ガス供給装置４２は、フッ素含有ガス供給源Ｆ２に接続された配管２８の一部と、レーザ発振システム３２に含まれるレーザチャンバ１０に接続された配管２９の一部と、を含む。配管２８が配管２９に接続されることにより、フッ素含有ガス供給源Ｆ２がレーザチャンバ１０にフッ素含有ガスを供給可能となっている。フッ素含有ガス供給源Ｆ２は、フッ素含有ガスを収容したガスボンベである。フッ素含有ガスは、例えば、フッ素ガス、アルゴンガス及びネオンガスを混合したレーザガスである。ここで、フッ素含有ガス供給源Ｆ２のフッ素ガス濃度は、レーザチャンバ１０中のフッ素ガス濃度よりも高く調節される。フッ素含有ガス供給源Ｆ２のガス組成比は、たとえば、フッ素ガスが１％、アルゴンガスが３．５％、残りがネオンガスであってもよい。フッ素含有ガス供給源Ｆ２から配管２８へのレーザガスの供給圧力は、レギュレータ４４によって、例えば５０００ｈＰａ以上、６０００ｈＰａ以下の値に設定される。ガス供給装置４２は、配管２８に設けられたバルブＦ２−Ｖ１を含む。フッ素含有ガス供給源Ｆ２から配管２９を介したレーザチャンバ１０へのフッ素含有ガスの供給は、バルブＦ２−Ｖ１の開閉によって制御される。バルブＦ２−Ｖ１の開閉は、ガス制御部４７によって制御される。
なお、本実施形態では、レギュレータ４４がレーザガス制御システム４０内に配置されているが、この例に限定されることなく、フッ素含有ガス供給源Ｆ２とエキシマレーザ装置３０の間の配管上に配置されてもよい。
【００２４】
ガス供給装置４２は、レーザガス再生装置５０と配管２９との間に接続された配管２７の一部をさらに含む。配管２７が配管２９に接続されることにより、レーザガス再生装置５０がレーザチャンバ１０に不活性ガスを供給可能となっている。不活性ガスは、後述の不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスであってもよいし、レーザガス再生装置５０において不純物を低減された不活性再生ガスであってもよい。ガス供給装置４２は、配管２７に設けられたバルブＢ−Ｖ１を含む。レーザガス再生装置５０から配管２９を介したレーザチャンバ１０への不活性ガスの供給は、バルブＢ−Ｖ１の開閉によって制御される。バルブＢ−Ｖ１の開閉は、ガス制御部４７によって制御される。
【００２５】
排気装置４３は、レーザ発振システム３２に含まれるレーザチャンバ１０に接続された配管２１の一部と、装置外部の図示しない排気処理装置等に接続された配管２２の一部と、を含む。配管２１が配管２２に接続されることにより、レーザチャンバ１０から排出された排出ガスが装置外部に排気可能となっている。本明細書では、装置外部又は外部とは、エキシマレーザ装置とレーザガス再生装置のいずれも含まない領域またはユニットを指す。たとえば、フッ素ガスが除かれたレーザガスが排気可能な図示しない排気ダクトであってもよい。この排気ダクトは、図示しないスクラバーに接続されてもよい。
【００２６】
排気装置４３は、配管２１に設けられたバルブＥＸ−Ｖ１と、配管２１に設けられたフッ素トラップ４５と、を含む。バルブＥＸ−Ｖ１及びフッ素トラップ４５は、この順でレーザチャンバ１０側から配置されている。レーザチャンバ１０からフッ素トラップ４５への排出ガスの排出は、バルブＥＸ−Ｖ１の開閉によって制御される。バルブＥＸ−Ｖ１の開閉は、ガス制御部４７によって制御される。
【００２７】
フッ素トラップ４５は、レーザチャンバ１０から排出された排出ガスに含まれるフッ素ガス及びフッ素の化合物を捕捉する処理剤を備えている。フッ素ガス及びフッ素の化合物を捕捉する処理剤は、例えば、ゼオライトと酸化カルシウムとの組合せを含む。これにより、フッ素ガスと酸化カルシウムとが反応して、フッ化カルシウムと酸素ガスとが生成される。フッ化カルシウムはフッ素トラップ４５に捕捉され、酸素ガスは後述の酸素トラップ６７で捕捉される。酸化カルシウムで除去しきれなかったフッ素化合物などの不純物ガスの一部はゼオライトに吸着される。あるいは、フッ素ガス及びフッ素の化合物を捕捉する処理剤は、ゼオライトと水酸化カルシウムとの組合せを含んでもよい。
【００２８】
排気装置４３は、配管２２に設けられたバルブＥＸ−Ｖ２と、配管２２に設けられた排気ポンプ４６と、を含む。バルブＥＸ−Ｖ２及び排気ポンプ４６は、この順でレーザチャンバ１０側から配置されている。フッ素トラップ４５の出口から装置外部への排出ガスの排出は、バルブＥＸ−Ｖ２の開閉によって制御される。バルブＥＸ−Ｖ２の開閉は、ガス制御部４７によって制御される。排気ポンプ４６は、バルブＥＸ−Ｖ１及びＥＸ−Ｖ２が開いた状態で、レーザチャンバ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ように構成されている。排気ポンプ４６の動作は、ガス制御部４７によって制御される。
【００２９】
排気装置４３は、バイパス配管２３を含む。バイパス配管２３は、排気ポンプ４６の入口側の配管２２と、排気ポンプ４６の出口側の配管２２との間に接続されている。排気装置４３は、バイパス配管２３に設けられた逆止弁４８を含む。逆止弁４８は、大気圧以上に充填されたレーザチャンバ１０内のレーザガスの一部を、バルブＥＸ−Ｖ１及びＥＸ−Ｖ２が開いたときに排気するように構成されている。
【００３０】
排気装置４３は、配管２４の一部をさらに含む。配管２４は、レーザガス再生装置５０と、配管２１及び配管２２の接続部分と、の間に接続されている。配管２４が配管２１及び配管２２の接続部分に接続されることにより、レーザチャンバ１０から排出された排出ガスをレーザガス再生装置５０に供給可能となっている。排気装置４３は、配管２４に設けられたバルブＣ−Ｖ１を含む。フッ素トラップ４５の出口からレーザガス再生装置５０への排出ガスの供給は、バルブＣ−Ｖ１の開閉によって制御される。バルブＣ−Ｖ１の開閉は、ガス制御部４７によって制御される。
【００３１】
１．１．２  レーザガス再生装置
レーザガス再生装置５０は、ガス再生制御部５１と、配管２４の一部と、配管２７の一部と、配管２５と、を含む。配管２４は、レーザガス制御システム４０の排気装置４３に接続されている。配管２７は、レーザガス制御システム４０のガス供給装置４２に接続されている。配管２５は、配管２４と配管２７との間に接続されている。
【００３２】
レーザガス再生装置５０において、配管２４には、フィルタ６１と、回収タンク６３と、昇圧ポンプ６４と、酸素トラップ６７と、不純物ガストラップ６９と、昇圧タンク６５と、レギュレータ６６と、キセノン濃度計測器７９と、マスフローコントローラＭＦＣ１と、がこの順で排気装置４３側から配置されている。配管２４と配管２５との間には、キセノン添加部７５が配置されている。配管２５には、再生ガスタンク８１と、フィルタ８３と、バルブＢ−ＣＶ１と、がこの順でキセノン添加部７５側から配置されている。配管２４と配管２５とで、バルブＣ−Ｖ１からバルブＢ−ＣＶ１までのガス精製流路が構成される。
【００３３】
レーザガス再生装置５０は、不活性ガス供給源Ｂに接続された配管２６の一部をさらに含む。配管２６は、配管２５と配管２７との接続部分に接続されている。不活性ガス供給源Ｂは、例えば、アルゴンガスとネオンガスの他に、少量のキセノンガスを含む不活性ガスを収容したガスボンベである。ここで、不活性ガス供給源Ｂのキセノンガス濃度は、レーザチャンバ１０内の目標キセノンガス濃度とほぼ同じ値に調節されている。不活性ガス供給源Ｂのガス組成比は、たとえば、キセノンガスが１０ｐｐｍ、アルゴンガスが３．５％、残りがネオンガスであってもよい。本開示においては、不活性ガス供給源Ｂから供給され、まだレーザチャンバ１０に達していない不活性ガスを、配管２５から供給される不活性再生ガスと区別して不活性新ガスと称することがある。不活性ガス供給源Ｂから配管２６への不活性新ガスの供給圧力は、レギュレータ８６によって、例えば５０００ｈＰａ以上、６０００ｈＰａ以下の値に設定される。レーザガス再生装置５０は、配管２６に設けられたバルブＢ−Ｖ２を含む。
なお、本実施形態では、レギュレータ８６がレーザガス再生装置５０内に配置されているが、この例に限定されることなく、不活性ガス供給源Ｂとエキシマレーザ装置３０の間の配管上に配置されてもよい。
【００３４】
レーザガス再生装置５０に含まれるフィルタ６１は、排気装置４３から導入される排出ガスに含まれる粒子を捕捉するメカニカルフィルタである。
回収タンク６３は、フィルタ６１を通過した排出ガスを収容する容器である。回収タンク６３には、回収圧力センサＰ２が取り付けられている。
【００３５】
昇圧ポンプ６４は、回収タンク６３から導入される排出ガスを昇圧して祥温ガスを出力するポンプである。昇圧ポンプ６４は、例えば、排出ガスへのオイルの混入が少ないダイヤフラム型またはベーローズ型のポンプで構成される。
【００３６】
酸素トラップ６７は、昇圧されたガスから酸素ガスを捕捉する処理剤を備えている。酸素ガスを捕捉する処理剤は、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。酸素トラップ６７は、図示しない加熱装置及び温度調節装置を備えている。
【００３７】
不純物ガストラップ６９は、例えば、メタルゲッターを含むメタルフィルタである。メタルゲッターは、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）系合金である。
昇圧タンク６５は、フッ素トラップ４５から不純物ガストラップ６９までを通過した不活性再生ガスを収容する容器である。昇圧タンク６５には、昇圧圧力センサＰ３が取り付けられている。
【００３８】
レギュレータ６６は、昇圧タンク６５から供給された不活性再生ガスの圧力を、例えば５０００ｈＰａ以上、６０００ｈＰａ以下の値にしてマスフローコントローラＭＦＣ１に供給するように構成されている。
キセノン濃度計測器７９は、レギュレータ６６を通過した不活性再生ガスのキセノンガス濃度を計測するように構成されている。キセノン濃度計測器７９は、例えば、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＳ−ＭＳ）を含む。
マスフローコントローラＭＦＣ１は、図示しないマスフローメータ及びバルブを含む。マスフローメータで計測される流量に基づいてバルブの開度が制御される。これにより、マスフローコントローラＭＦＣ１は、不活性再生ガスの流量を制御する。
【００３９】
キセノン添加部７５は、キセノン含有ガスボンベ７６と、配管２０と、レギュレータ７７と、マスフローコントローラＭＦＣ２と、を含む。
キセノン含有ガスボンベ７６に、配管２０の一端が接続されている。レギュレータ７７及びマスフローコントローラＭＦＣ２は、配管２０に配置されている。レギュレータ７７及びマスフローコントローラＭＦＣ２は、この順でキセノン含有ガスボンベ７６側から配置されている。配管２０は、配管２４と配管２５との接続部分に接続されている。
【００４０】
キセノン含有ガスボンベ７６は、キセノン含有ガスを収容したガスボンベである。キセノン含有ガスは、アルゴンガスとネオンガスの他に、キセノンガスを混合したレーザガスである。キセノン含有ガスのキセノンガス濃度は、不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスにおけるキセノンガス濃度より高い濃度に調節されている。第３のレーザガスのガス組成比は、たとえば、キセノンガスが１００００ｐｐｍ、アルゴンガスが３．５％、残りがネオンガスであってもよい。
【００４１】
レギュレータ７７は、キセノン含有ガスボンベ７６から供給されたキセノン含有ガスの圧力を、例えば５０００ｈＰａ以上、６０００ｈＰａ以下の値にしてマスフローコントローラＭＦＣ２に供給するように構成されている。
マスフローコントローラＭＦＣ２は、図示しないマスフローメータ及びバルブを含む。マスフローメータで計測される流量に基づいてバルブの開度が制御される。これにより、マスフローコントローラＭＦＣ２は、レギュレータ７７を通過したキセノン含有ガスの流量を制御する。
【００４２】
配管２０と配管２４との接続部分において、マスフローコントローラＭＦＣ１から供給された不活性再生ガスに、マスフローコントローラＭＦＣ２から供給されたキセノン含有ガスが混合される。
【００４３】
配管２５に配置された再生ガスタンク８１は、配管２０と配管２４との接続部分から供給される不活性再生ガスを収容する容器である。再生ガスタンク８１には、不活性ガス圧力センサＰ４が取り付けられている。
フィルタ８３は、再生ガスタンク８１から供給される不活性再生ガスに含まれる粒子を捕捉するメカニカルフィルタである。
【００４４】
１．２  動作
１．２．１  レーザ発振システムの動作
レーザ制御部３１は、露光装置制御部１１０から、目標パルスエネルギーの設定信号と、発光トリガ信号と、を受信する。レーザ制御部３１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信号に基づいて、充電器１２に充電電圧の設定信号を送信する。また、レーザ制御部３１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１３に含まれるスイッチ１３ａに発光トリガを送信する。
【００４５】
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３１から発光トリガ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する。パルスパワーモジュール１３は、この高電圧を一対の放電電極１１ａ及び１１ｂに印加する。
【００４６】
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、レーザチャンバ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。
【００４７】
レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウィンドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射する。レーザチャンバ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とされている。これにより、所望波長付近の光がプリズム１４ａを介してレーザチャンバ１０に戻される。
【００４８】
出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ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レーザチャンバ１０に戻す。
【００４９】
このようにして、レーザチャンバ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との間で往復し、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、レーザ発振する。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。こうして増幅され、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。
【００５０】
パワーモニタ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。パワーモニタ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３１に送信する。
【００５１】
レーザ制御部３１は、パワーモニタ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信号とに基づいて、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。
【００５２】
１．２．１．１  エネルギー制御
図２は、比較例に係るエキシマレーザ装置３０のレーザ制御部３１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３１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に設定する充電電圧を制御する。本フローチャート及び以下のフローチャートにおいて、「Ｙ」はＹＥＳと判定された場合の分岐先を示し、「Ｎ」はＮＯと判定された場合の分岐先を示す。
【００５３】
まず、Ｓ１１において、レーザ制御部３１は、充電電圧Ｖを初期値に設定する。ここで設定される初期値は、例えば、一対の放電電極１１ａ及び１１ｂの間で放電が起こってレーザチャンバ１０からパルスレーザ光が出力されるような値とする。
【００５４】
次に、Ｓ１２において、レーザ制御部３１は、目標パルスエネルギーＥｔを記憶装置から読み込む。目標パルスエネルギーＥｔの値は、例えば、露光装置１００によって指定された値である。
【００５５】
次に、Ｓ１３において、レーザ制御部３１は、レーザ発振したか否かを判定する。レーザ発振したか否かは、レーザ制御部３１がパルスパワーモジュール１３のスイッチ１３ａに発光トリガを出力したか否かによって判定される。レーザ発振していない場合は、レーザ発振するまで待機する。レーザ発振した場合は、レーザ制御部３１は、処理をＳ１４に進める。
Ｓ１４において、レーザ制御部３１は、パワーモニタ１７から出力されるパルスエネルギーＥを読込む。
【００５６】
次に、Ｓ１５において、レーザ制御部３１は、Ｓ１４において読み込まれたパルスエネルギーＥと、Ｓ１２において読み込まれた目標パルスエネルギーＥｔとの差ΔＥを、以下の式により計算する。
ΔＥ＝Ｅ−Ｅｔ
【００５７】
次に、Ｓ１６において、レーザ制御部３１は、現在の充電電圧Ｖに基づいて、新たな充電電圧Ｖを以下の式により計算し、充電電圧Ｖの値を更新する。
Ｖ＝Ｖ−Ｖｋ・ΔＥ
ここで、Ｖｋは、パルスエネルギーをΔＥ変化させたいときに充電電圧Ｖをどれだけ変化させればよいかを計算するための係数である。このようにして充電電圧Ｖの値を更新し、充電器１２に設定することにより、パルスエネルギーＥを目標パルスエネルギーＥｔに近づけることができる。
【００５８】
次に、Ｓ１７において、レーザ制御部３１は、ガス制御部４７に、Ｓ１６で計算された充電電圧Ｖのデータを送信する。充電電圧Ｖのデータは、図５を参照しながら説明するガス圧制御において用いられる。
次に、Ｓ１８において、レーザ制御部３１は、充電電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ２以上であるか否かを判定する。充電電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ２以上ではない場合は、レーザ制御部３１は、処理を上述のＳ１２に戻してその後の処理を繰り返す。充電電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ２以上である場合、エキシマレーザ装置を停止させてメンテナンス等を行うため、レーザ制御部３１は本フローチャートの処理を終了する。
【００５９】
１．２．２  レーザガス制御システムの動作
図３は、比較例に係るエキシマレーザ装置３０のガス制御部４７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４７は、以下の処理により、ガス圧制御及び部分ガス交換を行う。
【００６０】
まず、Ｓ１１００において、ガス制御部４７は、ガス制御パラメータの初期設定を行う。この処理の詳細については、図４を参照しながら後述する。
【００６１】
次に、Ｓ１２００において、ガス制御部４７は、タイマーＴ及びパルスカウンターＮをそれぞれ０にリセットして、それぞれのカウントをスタートする。タイマーＴの値は、例えば、時間が１秒経過するごとに加算されて更新される。パルスカウンターＮの値は、例えば、エキシマレーザ装置３０からパルスレーザ光の１つのパルスが出力されるごとに加算されて更新される。
【００６２】
次に、Ｓ１３００において、ガス制御部４７は、レーザガス再生装置５０が再生準備できたか否かを判定する。レーザガス再生装置５０が再生準備できたか否かは、例えば、後述の図８のフローチャートのＳ１０４においてガス再生制御部５１からガス再生準備ＯＫ信号が出力されたか否かによって判断される。
レーザガス再生装置５０が再生準備できていない場合（Ｓ１３００：ＮＯ）、ガス制御部４７は、Ｓ１４００に処理を進める。
レーザガス再生装置５０が再生準備できた場合（Ｓ１３００：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、Ｓ１５００に処理を進める。
【００６３】
Ｓ１４００において、ガス制御部４７は、バルブＥＸ−Ｖ２を開き、バルブＣ−Ｖ１を閉じる。これにより、レーザガス制御システム４０からレーザガス再生装置５０へのガスの供給が停止され、レーザチャンバ１０から排出されたガスはバルブＥＸ−Ｖ２を介して装置外部に排気される。Ｓ１４００の後、ガス制御部４７は、Ｓ１６００に処理を進める。
Ｓ１５００において、ガス制御部４７は、バルブＥＸ−Ｖ２を閉じ、バルブＣ−Ｖ１を開く。これにより、レーザガス制御システム４０からバルブＥＸ−Ｖ２を介した装置外部への排気が停止され、レーザチャンバ１０から排出されたガスはレーザガス再生装置５０に供給される。Ｓ１５００の後、ガス制御部４７は、Ｓ１６００に処理を進める。
【００６４】
Ｓ１６００において、ガス制御部４７は、充電電圧Ｖ及びタイマーＴの値を読込む。
次に、Ｓ１７００において、ガス制御部４７は、充電電圧Ｖが第１の閾値Ｖｍｉｎ以上、第２の閾値Ｖｍａｘ以下であるか否かを判定する。
充電電圧Ｖが第１の閾値Ｖｍｉｎ未満、又は、第２の閾値Ｖｍａｘより大きい場合（Ｓ１７００：ＮＯ）、ガス制御部４７は、Ｓ１８００に処理を進める。
充電電圧Ｖが第１の閾値Ｖｍｉｎ以上、且つ、第２の閾値Ｖｍａｘ以下である場合（Ｓ１７００：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、Ｓ１９００に処理を進める。
【００６５】
Ｓ１８００において、ガス制御部４７は、充電電圧Ｖを第１の閾値Ｖｍｉｎ以上、且つ、第２の閾値Ｖｍａｘ以下に収めるために、レーザチャンバ１０のガス圧制御を行う。Ｓ１８００の処理の詳細については、図５を参照しながら後述する。Ｓ１８００の後、ガス制御部４７は、Ｓ１３００に処理を戻してその後の処理を繰り返す。
【００６６】
Ｓ１９００において、ガス制御部４７は、タイマーＴの値が部分ガス交換周期Ｔｐｇ未満であるか否かを判定する。
タイマーＴの値が部分ガス交換周期Ｔｐｇ以上である場合（Ｓ１９００：ＮＯ）、ガス制御部４７は、処理をＳ２０００に進める。
タイマーＴの値が部分ガス交換周期Ｔｐｇ未満である場合（Ｓ１９００：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、処理をＳ２２００に進める。
【００６７】
Ｓ２０００において、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０の内部のガスの不純物を低減するとともに、エキシマレーザ装置３０の運転によって消費されたフッ素ガスを補充するために、部分ガス交換を行う。Ｓ２０００の処理の詳細については、図６を参照しながら後述する。
Ｓ２０００の後、Ｓ２１００において、ガス制御部４７はタイマーＴ及びパルスカウンターＮを０にリセットして、それぞれのカウントをスタートする。Ｓ２１００の後、ガス制御部４７はＳ２２００に処理を進める。
【００６８】
Ｓ２２００において、ガス制御部４７は、ガス制御を停止するか否かを判定する。ガス制御を停止しない場合（Ｓ２２００：ＮＯ）、ガス制御部４７は、Ｓ１３００に処理を戻す。ガス制御を停止する場合（Ｓ２２００：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、本フローチャートの処理を終了する。
【００６９】
１．２．２．１  ガス制御パラメータの初期設定
図４は、図３に示されるガス制御パラメータの初期設定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Ｓ１１００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われる。
【００７０】
まず、Ｓ１１０１において、ガス制御部４７は、ガス圧制御のための充電電圧の第１の閾値Ｖｍｉｎ及び第２の閾値Ｖｍａｘを記憶装置から読み込む。
次に、Ｓ１１０２において、ガス制御部４７は、部分ガス交換周期Ｔｐｇの値を記憶装置から読み込む。
【００７１】
次に、Ｓ１１０３において、ガス制御部４７は、ガス圧制御におけるガス圧変化量ΔＰｔの値を読み込む。ガス圧変化量ΔＰｔの値を用いたガス圧制御の処理については、図５を参照しながら後述する。
【００７２】
次に、Ｓ１１０４において、ガス制御部４７は、部分ガス交換における不活性ガス供給係数Ｋｂｇ及びフッ素含有ガス供給係数Ｋｈｇの値を読み込む。これらの係数の値を用いた部分ガス交換の処理については、図６を参照しながら後述する。
【００７３】
次に、Ｓ１１０５において、ガス制御部４７は、レーザ制御部３１を介して、ガス再生制御部５１に、ガス再生命令信号を送信する。図８を参照しながら後述するように、ガス再生制御部５１がガス再生命令信号を受信すると、レーザガス再生装置５０によるガスの再生が可能となる。
Ｓ１１０５の後、ガス制御部４７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。
【００７４】
１．２．２．２  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Ｓ１８００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われる。ガス制御部４７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、レーザチャンバ１０内のガス圧を制御する。
【００７５】
まず、Ｓ１８０１において、ガス制御部４７は、Ｓ１６００において読み込まれた充電電圧Ｖが第１の閾値Ｖｍｉｎより低いか、あるいは、第２の閾値Ｖｍａｘより高いかを判定する。
【００７６】
充電電圧Ｖが第１の閾値Ｖｍｉｎより低い場合、ガス制御部４７は、Ｓ１８０２において、レーザチャンバ１０のガス圧がΔＰｔ減少するように、バルブＥＸ−Ｖ１を制御する。バルブＥＸ−Ｖ１を制御することにより、レーザチャンバ１０内のレーザガスの一部が排出されて、ガス圧が減少する。レーザチャンバ１０内のガス圧を減少させることにより、パルスエネルギーを低下させることができる。これにより、図２に示されるエネルギー制御によって設定される充電電圧Ｖを高くすることができる。その後、ガス制御部４７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】
充電電圧Ｖが第２の閾値Ｖｍａｘより高い場合、ガス制御部４７は、Ｓ１８０３において、レーザチャンバ１０のガス圧がΔＰｔ増加するように、バルブＢ−Ｖ１を制御する。バルブＢ−Ｖ１を制御することにより、不活性ガスがレーザチャンバ１０内に供給されて、ガス圧が増加する。ここでレーザチャンバ１０内に供給される不活性ガスは、不活性ガス供給源ＢからバルブＢ−Ｖ２を介して供給される不活性新ガス、又は、レーザガス再生装置５０において不純物を低減されバルブＢ−ＣＶ１を介して供給される不活性再生ガスのいずれかである。レーザチャンバ１０内のガス圧を増加させることにより、パルスエネルギーを高くすることができる。これにより、図２に示されるエネルギー制御によって設定される充電電圧Ｖを低くすることができる。その後、ガス制御部４７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。
【００７８】
１．２．２．３  部分ガス交換
図６は、図３に示される部分ガス交換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Ｓ２０００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われる。
ここでいう部分ガス交換の処理は、レーザチャンバ１０内のレーザガスの一部を交換して不純物を低減することを含む処理であるが、レーザガス中のフッ素ガス分圧を部分ガス交換の前後で同等とする場合には限られない。部分ガス交換の処理は、レーザチャンバ１０内のレーザガスの一部を交換するだけでなく、エキシマレーザ装置３０の運転によって消費されたフッ素ガスを補充して、レーザチャンバ１０内のレーザガス中のフッ素ガス分圧を所望の範囲にまで高くする処理を含む。
エキシマレーザ装置３０を長い時間運転すると、フッ素ガスとレーザチャンバ内の物質とが反応することによって、フッ素ガスが消費され、レーザチャンバ１０内のレーザガス中のフッ素ガス濃度が低下するとともに、不純物ガスが生成される。
レーザチャンバ１０内のレーザガス中におけるフッ素ガス濃度の低下と不純物ガスの生成は、出力されるパルスレーザ光のパルスエネルギーの低下やパルスエネルギーの安定性の悪化をもたらすことがある。
そこで、以下に説明する部分ガス交換により、レーザチャンバ１０内のレーザガス中においてフッ素ガス濃度を安定化し不純物ガス濃度の増加を抑制する。
【００７９】
まず、Ｓ２００１において、ガス制御部４７は、パルスカウンターＮの値を読み込む。
次に、Ｓ２００２において、ガス制御部４７は、不活性ガス供給量ΔＰｂｇを、以下の式により計算する。
ΔＰｂｇ＝Ｋｂｇ・Ｎ
ここで、Ｋｂｇは、上述の不活性ガス供給係数である。
【００８０】
次に、Ｓ２００３において、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧がΔＰｂｇ増加するように、バルブＢ−Ｖ１を制御する。バルブＢ−Ｖ１を制御することにより、レーザチャンバ１０内に不活性ガスが供給される。ここでレーザチャンバ１０内に供給される不活性ガスは、不活性ガス供給源ＢからバルブＢ−Ｖ２を介して供給される不活性新ガス、又は、レーザガス再生装置５０において不純物を低減されバルブＢ−ＣＶ１を介して供給される不活性再生ガスのいずれかである。
【００８１】
次に、Ｓ２００４において、ガス制御部４７は、フッ素含有ガス供給量ΔＰｈｇを、以下の式により計算する。
ΔＰｈｇ＝Ｋｈｇ・Ｎ
ここで、Ｋｈｇは、上述のフッ素含有ガス供給係数である。このフッ素含有ガス供給係数Ｋｈｇは、例えば、第１の係数と第２の係数との合計値として求められる。第１の係数は、部分ガス交換の前後のフッ素ガス分圧を同等とするのに必要な第１のフッ素含有ガス供給量を算出するための係数である。第２の係数は、１回の放電によって消費されるフッ素ガスを補充するのに必要な第２のフッ素含有ガス供給量を算出するための係数である。
【００８２】
次に、Ｓ２００５において、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧がΔＰｈｇ増加するように、バルブＦ２−Ｖ１を制御する。バルブＦ２−Ｖ１を制御することにより、レーザチャンバ１０内にフッ素含有ガスが供給される。
【００８３】
次に、Ｓ２００６において、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧が（ΔＰｂｇ＋ΔＰｈｇ）減少するように、バルブＥＸ−Ｖ１を制御する。バルブＥＸ−Ｖ１を制御することにより、レーザチャンバ１０内のレーザガスが排出されて、部分ガス交換前のガス圧に戻される。
Ｓ２００６の後、ガス制御部４７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。
【００８４】
以上の部分ガス交換処理により、以下の作用がある。
第１に、レーザチャンバ１０内の主に放電によって消費されたフッ素ガスを補充することができる。これによって、レーザチャンバ１０内のフッ素ガス濃度を所望の濃度に安定化させることができる。
第２に、不純物の少ない所定の量のガスをレーザチャンバ１０に供給し、この供給したガスの量と同等の量だけレーザチャンバ１０内のガスを排出することができる。これにより、レーザチャンバ１０内におけるフッ化水素（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）などの不純物を低減することができる。
【００８５】
１．２．３  レーザガス再生装置の動作
図１を再び参照し、レーザガス再生装置５０は、エキシマレーザ装置３０から排出された排出ガスから不純物を低減する。レーザガス再生装置５０は、不純物を低減された不活性再生ガスをエキシマレーザ装置３０に供給する。
【００８６】
ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１との間で信号を送受信する。ガス再生制御部５１は、レーザガス再生装置５０の各構成要素を制御する。
フィルタ６１は、レーザガス再生装置５０に供給された排出ガスから、レーザチャンバ１０において放電によって生成された粒子を捕捉する。
【００８７】
回収タンク６３は、フィルタ６１を通過した排出ガスを収容する。回収タンク６３に取り付けられた回収圧力センサＰ２は、回収タンク６３の内部のガス圧を測定する。回収圧力センサＰ２は、測定されたガス圧のデータをガス再生制御部５１に出力する。
【００８８】
昇圧ポンプ６４は、ガス再生制御部５１によって制御される。ガス再生制御部５１は、回収圧力センサＰ２から受信した回収タンク６３のガス圧が例えば大気圧以上である場合に昇圧ポンプ６４が動作するように、昇圧ポンプ６４を制御する。昇圧ポンプ６４は、回収タンク６３から供給される排出ガスを昇圧して、昇圧ガスを酸素トラップ６７に出力する。
【００８９】
酸素トラップ６７は、フッ素トラップ４５においてフッ素ガスと酸化カルシウムとの反応によって生成された酸素ガスを捕捉する。酸素トラップ６７の図示しない加熱装置及び温度調節装置は、酸素トラップ６７が酸素ガスを捕捉する最適温度となるように、ガス再生制御部５１によって制御される。
不純物ガストラップ６９は、酸素トラップ６７を通過した排出ガスから、微量の水蒸気、酸素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス等の不純物ガスをトラップする。
【００９０】
昇圧タンク６５は、不純物ガストラップ６９を通過した不活性再生ガスを収容する。昇圧タンク６５に取り付けられた昇圧圧力センサＰ３は、昇圧タンク６５の内部のガス圧を測定する。昇圧圧力センサＰ３は、測定されたガス圧のデータをガス再生制御部５１に出力する。
キセノン濃度計測器７９は、測定したキセノンガス濃度をガス再生制御部５１へ送信する。
マスフローコントローラＭＦＣ１の流量は、ガス再生制御部５１によって設定される。
【００９１】
キセノン添加部７５において、マスフローコントローラＭＦＣ２の流量は、ガス再生制御部５１によって設定される。マスフローコントローラＭＦＣ１の流量とマスフローコントローラＭＦＣ２の流量とは、配管２０と配管２４との接続部分でキセノン含有ガスが添加された不活性再生ガスのキセノンガス濃度が所望の値となるように設定される。所望の値は、例えば、不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスのキセノンガス濃度と同じ値である。
【００９２】
再生ガスタンク８１は、キセノン含有ガスが添加された不活性再生ガスを収容する。再生ガスタンク８１に取り付けられた不活性ガス圧力センサＰ４は、再生ガスタンク８１の内部のガス圧を測定する。不活性ガス圧力センサＰ４は、測定されたガス圧のデータをガス再生制御部５１に出力する。
フィルタ８３は、再生ガスタンク８１から供給される不活性再生ガスから、レーザガス再生装置５０において生成された粒子を捕捉する。
【００９３】
ガス精製流路から配管２７を介したガス供給装置４２への不活性再生ガスの供給は、バルブＢ−ＣＶ１の開閉によって制御される。バルブＢ−ＣＶ１の開閉は、ガス再生制御部５１によって制御される。
【００９４】
不活性ガス供給源Ｂから配管２７を介したガス供給装置４２への不活性新ガスの供給は、バルブＢ−Ｖ２の開閉によって制御される。バルブＢ−Ｖ２の開閉は、ガス再生制御部５１によって制御される。
【００９５】
ガス再生制御部５１は、バルブＢ−ＣＶ１を閉めてバルブＢ−Ｖ２を開けるか、バルブＢ−Ｖ２を閉めてバルブＢ−ＣＶ１を開けるか、を選択してこれらのバルブを制御する。
【００９６】
１．２．３．１  メインフロー
図７は、図１に示されるガス再生制御部５１の処理を示すフローチャートである。ガス再生制御部５１は、以下のようにしてレーザガスの再生を行う。
【００９７】
まず、Ｓ１００において、ガス再生制御部５１は、ガス再生の初期設定サブルーチンを行う。ガス再生の初期設定サブルーチンの詳細については、図８を参照しながら後述する。
Ｓ１００の後、ガス再生制御部５１は、Ｓ２００、Ｓ３００及びＳ４００の処理を並列して行う。あるいは、ガス再生制御部５１は、Ｓ２００、Ｓ３００及びＳ４００の処理を順に行ってもよい。Ｓ２００、Ｓ３００及びＳ４００の処理順序は特に限定されない。
【００９８】
Ｓ２００において、ガス再生制御部５１は、ガス回収／昇圧サブルーチンにより、昇圧ポンプ６４の制御を行う。ガス回収／昇圧サブルーチンの詳細については、図９を参照しながら後述する。
Ｓ３００において、ガス再生制御部５１は、ガス精製／調節サブルーチンにより、マスフローコントローラＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の制御を行う。ガス精製／調節サブルーチンの詳細については、図１０を参照しながら後述する。
Ｓ４００において、ガス再生制御部５１は、不活性再生ガス貯蔵／供給サブルーチンにより、バルブＢ−ＣＶ１及びバルブＢ−Ｖ２の制御を行う。不活性再生ガス貯蔵／供給サブルーチンの詳細については、図１１を参照しながら後述する。
【００９９】
Ｓ２００、Ｓ３００及びＳ４００の後、ガス再生制御部５１は、処理をＳ６００に進める。Ｓ６００において、ガス再生制御部５１は、レーザガスの再生を停止するか否かを判定する。例えば、ガス再生制御部５１は、昇圧ポンプ６４などレーザガス再生装置５０の一部が故障した場合、あるいは、各種フィルタの寿命などによりメンテナンスを行う場合に、レーザガスの再生を停止すると判断する。
レーザガスの再生を停止しない場合（Ｓ６００：ＮＯ）、ガス再生制御部５１は、処理を上述のＳ２００、Ｓ３００及びＳ４００に戻す。
レーザガスの再生を停止する場合（Ｓ６００：ＹＥＳ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ７００に進める。
【０１００】
Ｓ７００において、ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１に、レーザガスの再生停止を通知するための信号を出力する。
Ｓ７００の後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１０１】
１．２．３．２  ガス再生の初期設定サブルーチン
図８は、比較例におけるガス再生の初期設定サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。図８に示される処理は、図７に示されるＳ１００のサブルーチンとして、ガス再生制御部５１によって行われる。
【０１０２】
まず、Ｓ１０１において、ガス再生制御部５１は、ガス再生の準備を行う。ガス再生の準備において、ガス再生制御部５１は、配管２４、２５、２６、２７及び２０をレーザガスで満たし、あるいは真空状態としてもよい。また、ガス再生制御部５１は、酸素トラップ６７のヒータを制御してもよい。
【０１０３】
次に、Ｓ１０２において、ガス再生制御部５１は、バルブＢ−ＣＶ１を閉め、バルブＢ−Ｖ２を開ける。これにより、レーザガス再生装置５０からレーザチャンバ１０への不活性再生ガスの供給が停止され、不活性新ガスの供給が可能な状態となる。
【０１０４】
次に、Ｓ１０３において、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２をそれぞれ０に設定する。これにより、レーザガス再生装置５０は、配管２０と配管２４との接続部分への不活性再生ガス及びキセノン含有ガスの流入が停止された状態となる。以下の説明において、マスフローコントローラを示すＭＦＣ１、ＭＦＣ２などの符号と、当該マスフローコントローラの流量を示すＭＦＣ１、ＭＦＣ２などの符号とは、共通のものを用いる。
【０１０５】
次に、Ｓ１０４において、ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１に、ガス再生準備がＯＫであることを示す信号を出力する。レーザ制御部３１は、ガス再生制御部５１からの信号をガス制御部４７に送信する。ガス制御部４７は、図３のフローチャートのＳ１３００及びＳ１５００の処理により、排気装置４３のバルブＥＸ−Ｖ２を閉め、排気装置４３のバルブＣ−Ｖ１を開ける。
【０１０６】
次に、Ｓ１０５において、ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１から、ガス再生命令信号を受信したか否かを判定する。ガス再生制御部５１は、ガス再生命令信号を受信していない場合、ガス再生命令信号を受信するまで待機する。ガス再生制御部５１は、ガス再生命令信号を受信した場合、本フローチャートの処理を終了して、図７の処理に戻る。
【０１０７】
１．２．３．３  ガス回収／昇圧サブルーチン
図９は、比較例におけるガス回収／昇圧サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。図９に示される処理は、図７に示されるＳ２００のサブルーチンとして、ガス再生制御部５１によって行われる。ガス再生制御部５１は、以下の処理により、昇圧ポンプ６４を制御して、回収タンク６３に収容された排出ガスを昇圧し、各種トラップを介して昇圧タンク６５に収容させる。
【０１０８】
まず、Ｓ２０１において、ガス再生制御部５１は、回収圧力センサＰ２から出力される回収タンク６３の圧力Ｐ２と、昇圧圧力センサＰ３から出力される昇圧タンク６５の圧力Ｐ３と、を読み込む。以下の説明において、圧力センサを示すＰ２、Ｐ３などの符号と、当該圧力センサから出力された圧力値を示すＰ２、Ｐ３などの符号とは、共通のものを用いる。
【０１０９】
次に、Ｓ２０２において、ガス再生制御部５１は、回収タンク６３の圧力Ｐ２が所定値Ｐ２ｍｉｎより高く、且つ、昇圧タンク６５の圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘ２以下であるか否かを判定する。所定値Ｐ２ｍｉｎは、大気圧より若干低めの値、例えば９００ｈＰａ以上、１０００ｈＰａ以下の値に設定される。所定値Ｐ３ｍａｘ２は、例えば昇圧タンク６５の設計上の上限圧力よりも低く上限圧力に近い圧力に設定される。
【０１１０】
圧力Ｐ２が所定値Ｐ２ｍｉｎ以下の場合、又は、圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘ２より高い場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ２０３に進める。
圧力Ｐ２が所定値Ｐ２ｍｉｎより高く、且つ、圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘ２以下である場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ２０４に進める。
【０１１１】
Ｓ２０３において、ガス再生制御部５１は、昇圧ポンプ６４の運転を停止する。これにより、回収タンク６３の圧力Ｐ２が低すぎる場合や昇圧タンク６５の圧力Ｐ３が高すぎる場合は昇圧ポンプ６４を停止させる。
Ｓ２０４において、ガス再生制御部５１は、昇圧ポンプ６４の運転を開始し、あるいは、既に運転開始している場合は運転を継続する。
Ｓ２０３の後、又はＳ２０４の後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了し、図７に示される処理に戻る。
【０１１２】
１．２．３．４  ガス精製／調節サブルーチン
図１０は、比較例におけるガス精製／調節サブルーチン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７に示されるＳ３００のサブルーチンとして、ガス再生制御部５１によって行われる。ガス再生制御部５１は、以下の処理により、マスフローコントローラＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２を制御し、昇圧タンク６５に収容された不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加して再生ガスタンク８１に収容させる。
【０１１３】
まず、Ｓ３０１において、ガス再生制御部５１は、昇圧圧力センサＰ３から出力される昇圧タンク６５の圧力Ｐ３と、不活性ガス圧力センサＰ４から出力される再生ガスタンク８１の圧力Ｐ４と、を読み込む。
【０１１４】
次に、Ｓ３０８において、ガス再生制御部５１は、昇圧タンク６５の圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘより高く、且つ、再生ガスタンク８１の圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍａｘ以下であるか否かを判定する。所定値Ｐ３ｍａｘは、所定値Ｐ３ｍａｘ２より低く、不活性ガス供給源Ｂのレギュレータ８６の圧力と同等以上の値、例えば、７０００ｈＰａ以上、８０００ｈＰａ以下の値に設定される。所定値Ｐ４ｍａｘは、例えば、再生ガスタンク８１の設計上の上限圧力よりも低く上限圧力に近い圧力に設定される。
【０１１５】
圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘ以下の場合、又は、圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍａｘより高い場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ３０９に進める。
圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘより高く、且つ、圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍａｘ以下である場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ３１０に進める。
【０１１６】
Ｓ３０９において、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２をそれぞれ０に設定する。これにより、昇圧タンク６５の圧力が低すぎる場合や再生ガスタンク８１の圧力が高すぎる場合に、レーザガス再生装置５０は、配管２０と配管２４との接続部分への不活性再生ガス及びキセノン含有ガスの流入が停止された状態となる。
Ｓ３０９の後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了し、図７に示される処理に戻る。
【０１１７】
Ｓ３１０において、ガス再生制御部５１は、キセノン濃度計測器７９から、キセノン添加前の不活性再生ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅｍを読み込む。
次に、Ｓ３１１において、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１とマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２との流量比Ｒを、以下の式により計算する。
Ｒ＝（Ｃｘｅｍ−Ｃｘｅｔ）／（Ｃｘｅｔ−Ｃｘｅｂ）
ここで、Ｃｘｅｂは、不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスのキセノンガス濃度である。Ｃｘｅｔは、キセノン添加された不活性再生ガスの目標キセノン濃度である。
この目標キセノン濃度Ｃｘｅｔは、不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスのキセノンガス濃度と同じである。
【０１１８】
次に、Ｓ３１２において、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２を以下のように設定する。
ＭＦＣ１＝Ｑｒ
ＭＦＣ２＝Ｒ・Ｑｒ
これにより、配管２０と配管２４との接続部分に不活性再生ガス及びキセノン含有ガスが流量比Ｒで流入して混合され、再生ガスタンク８１を介してレーザチャンバ１０に供給される。
Ｓ３１２の後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了し、図７に示される処理に戻る。
【０１１９】
上述の流量比Ｒは以下のようにして導出される。
まず、変数を以下のように設定する。
Ｑｒ：目標キセノン濃度Ｃｘｅｔを得るためのマスフローコントローラＭＦＣ１の流量
Ｑｘｅｂ：目標キセノン濃度Ｃｘｅｔを得るためのマスフローコントローラＭＦＣ２の流量
Ｃｘｅｍ：キセノン添加前の不活性再生ガスのキセノンガス濃度
Ｃｘｅｂ：不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスのキセノンガス濃度
【０１２０】
配管２０と配管２４との接続部分でキセノン添加された不活性再生ガスの流量は、（Ｑｘｅｂ＋Ｑｒ）となる。
キセノン添加された不活性再生ガスに含まれるキセノンガスの量は、（Ｃｘｅｂ・Ｑｘｅｂ＋Ｃｘｅｍ・Ｑｒ）となる。
【０１２１】
そこで、キセノン添加された不活性再生ガスのキセノンガス濃度が目標キセノン濃度Ｃｘｅｔと等しくなるように、以下の式が与えられる。
Ｃｘｅｔ＝（Ｃｘｅｂ・Ｑｘｅｂ＋Ｃｘｅｍ・Ｑｒ）／（Ｑｘｅｂ＋Ｑｒ）
この式は、Ｑｘｅｂ＝Ｒ・Ｑｒより、以下のように変形される。
Ｃｘｅｔ＝（Ｃｘｅｂ・Ｒ＋Ｃｘｅｍ）／（Ｒ＋１）
この式からＲを求めると、以下のようになる。
Ｒ＝（Ｃｘｅｍ−Ｃｘｅｔ）／（Ｃｘｅｔ−Ｃｘｅｂ）
【０１２２】
１．２．３．５  不活性再生ガス貯蔵／供給サブルーチン
図１１は、比較例における不活性再生ガス貯蔵／供給サブルーチン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７に示されるＳ４００のサブルーチンとして、ガス再生制御部５１によって行われる。ガス再生制御部５１は、以下の処理により、バルブＢ−ＣＶ１及びバルブＢ−Ｖ２を制御し、レーザチャンバ１０に供給する不活性ガスを、不活性再生ガスと不活性新ガスとで切り替える。
【０１２３】
まず、Ｓ４０１において、ガス再生制御部５１は、不活性ガス圧力センサＰ４から出力される再生ガスタンク８１の圧力Ｐ４を読み込む。
【０１２４】
次に、Ｓ４０２において、ガス再生制御部５１は、再生ガスタンク８１の圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍｉｎより高いか否かを判定する。所定値Ｐ４ｍｉｎは、不活性ガス供給源Ｂのレギュレータ８６の圧力と同等の値、例えば、７０００ｈＰａ以上、８０００ｈＰａ以下の値に設定される。
圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍｉｎ以下の場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ４０３に進める。
圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍｉｎより高い場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ４０５に進める。
【０１２５】
Ｓ４０３において、ガス再生制御部５１は、バルブＢ−ＣＶ１を閉め、バルブＢ−Ｖ２を開ける。これにより、レーザガス再生装置５０は、レーザチャンバ１０への不活性再生ガスの供給が停止され、不活性新ガスの供給が可能な状態となる。
Ｓ４０３の後、Ｓ４０４において、ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１に、不活性再生ガス供給ＮＧ信号を出力する。
【０１２６】
Ｓ４０５において、ガス再生制御部５１は、バルブＢ−Ｖ２を閉め、バルブＢ−ＣＶ１を開ける。これにより、レーザガス再生装置５０は、レーザチャンバ１０への不活性新ガスの供給が停止され、不活性再生ガスの供給が可能な状態となる。
Ｓ４０５の後、Ｓ４０６において、ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１に、不活性再生ガス供給ＯＫ信号を出力する。
Ｓ４０４の後、又はＳ４０６の後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了し、図７に示される処理に戻る。
【０１２７】
１．３  ガスフロー
図１２は、比較例においてレーザガス再生を行っていない場合のレーザガスのフロー図である。上述のように、フッ素含有ガス供給源Ｆ２から、フッ素ガス、アルゴンガス及びネオンガスを混合したフッ素含有ガスがレーザチャンバ１０に供給される。また、不活性ガス供給源Ｂから、アルゴンガス、ネオンガス、及び、少量のキセノンガスを含む不活性新ガスがレーザチャンバ１０に供給される。フッ素含有ガスの供給量と不活性新ガスの供給量との比は、レーザチャンバ１０におけるフッ素ガス濃度が所望の値となるように設定される。フッ素含有ガスにはキセノンガスがほとんど含まれていないので、フッ素含有ガスと不活性新ガスとを混合したときのレーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度は、不活性新ガスのキセノンガス濃度よりもわずかに低い値となる。
【０１２８】
レーザチャンバ１０においては不純物ガスが発生するが、上述のガス圧制御や部分ガス交換により、不純物ガスを含むレーザガスはやがて排出される。レーザチャンバ１０から排出されたレーザガスからは、フッ素トラップ４５においてフッ素ガスが除去される。フッ素トラップ４５が酸化カルシウムを含む場合、フッ化カルシウムと酸素ガスとが生成される。このため、フッ素トラップ４５を介してエキシマレーザ装置３０から排出されるレーザガスには酸素ガスが新たに含まれる。
【０１２９】
エキシマレーザ装置３０から排出されるレーザガスの代わりに、レーザチャンバ１０にはフッ素含有ガスと不活性新ガスが新たに供給される。
レーザチャンバ１０に供給されたレーザガスはやがて全量排出され、代わりに新たなガスが供給されるので、定常状態においてはレーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度はほとんど変化せず、レーザ性能にはほとんど影響しないと考えられる。
【０１３０】
図１３は、比較例においてレーザガス再生を行う場合のレーザガスのフロー図である。上述のように、バルブＥＸ−Ｖ２が開かれ、バルブＣ−Ｖ１が閉じられている場合は、エキシマレーザ装置３０から排出されたレーザガスは装置外部に排気される。バルブＥＸ−Ｖ２が閉じられ、バルブＣ−Ｖ１が開かれている場合は、エキシマレーザ装置３０から排出されたレーザガスはレーザガス再生装置５０に導入される。レーザガス再生装置５０に導入されたガスは、酸素トラップ６７及び不純物ガストラップ６９を通過する。これにより、レーザガス再生装置５０に導入されたガスから酸素ガスと不純物ガスとが除去されて、不活性再生ガスとなる。
【０１３１】
エキシマレーザ装置３０から排出されるレーザガスは、一部がレーザガス再生装置５０において再生され、他の一部が装置外部に排気される。この装置外部に排気されたレーザガス中にはキセノンガスが含まれるため、一部のキセノンガスは装置外部に排気されることになる。定常状態において、装置外部に排気されたレーザガスとほぼ同量のフッ素含有ガスがフッ素含有ガス供給源Ｆ２からレーザチャンバ１０内に供給されるが、このフッ素含有ガスにはキセノンガスがほとんど含まれていない。このため、レーザガスの再生と、レーザガスの一部の排気と、フッ素含有ガスの供給と、を繰り返すと、不活性再生ガスのキセノンガス濃度が低下し、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度が低下する。この繰り返しが継続されると、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度がさらに低下し、放電の状態が不安定となり、レーザ性能が悪化する場合がある。そこで、比較例においては、キセノン濃度計測器７９によって計測された不活性再生ガスのキセノンガス濃度に基づいて、不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加する。これにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度の低下を抑制することができる。
【０１３２】
１．４  課題
ＡｒＦエキシマレーザ装置において最適なキセノンガス濃度は、例えば１０ｐｐｍ程度である。このような低濃度の領域でキセノンガス濃度を調整することは容易ではない。
【０１３３】
上述の比較例においては、不活性再生ガスのキセノンガス濃度を計測しているが、キセノンガス濃度を計測するためには高価で設置スペースの大きなガス分析装置が必要となる場合がある。
【０１３４】
別の例として、不活性再生ガスからキセノンガスをほとんどすべてトラップしたうえで、所定量のキセノンガスを添加する方法が考えられる。しかし、この場合はキセノンガスをトラップするためのトラップ装置が新たに必要となる。
【０１３５】
さらに別の例として、レーザ性能が悪化した場合にキセノンガスを添加する方法が考えられる。しかし、この場合はレーザ性能が悪化した後でないと対策をとることができないので、レーザ性能が安定しないという問題がある。
【０１３６】
以下に説明する実施形態において、レーザガス再生装置５０は、フッ素含有ガスの供給量に基づいて、不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加する。すなわち、図１３に示すように、定常状態においては、フッ素含有ガスの供給量とガス再生されずに装置外部に排気されるレーザガスの排気量とは略一致する。そこで、フッ素含有ガスの供給量に基づいて、不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加することにより、装置外部に排気されるレーザガス中のキセノンガスと同量のキセノンガスを添加する。これにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。また、別の実施形態において、バルブＥＸ−Ｖ２を介して装置外部に排気されたガスの排気量に基づいて、不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加する。
【０１３７】
２．フッ素含有ガス供給量に基づいてキセノン含有ガスを添加するレーザガス再生装置
２．１  構成
図１４は、本開示の第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。エキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０によってエキシマレーザシステムを構成する。第１の実施形態において、レーザガス再生装置５０は、フッ素含有ガス供給源Ｆ２に接続された配管２８の一部を含む。レーザガス再生装置５０は、配管２８に配置されたマスフローメータＭＦＭｆ２を含む。
なお、不活性ガス供給源Ｂは、本開示における第１のレーザガス供給源に相当する。フッ素含有ガス供給源Ｆ２は、本開示における第２のレーザガス供給源に相当する。キセノン含有ガスは、本開示における第３のレーザガスに相当する。
第１の実施形態において、キセノン濃度計測器７９はなくてもよい。
他の点については、第１の実施形態の構成は比較例と同様である。
【０１３８】
２．２  動作
図１５は、第１の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。マスフローメータＭＦＭｆ２は、フッ素含有ガス供給源Ｆ２から供給されるフッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２を計測し、信号線を介してガス再生制御部５１に送信する。ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２のデータを読み込む。マスフローメータＭＦＭｆ２とガス再生制御部５１との間に接続された信号線は、本開示におけるデータ取得部に相当する。ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２に比例するように、不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを計算する。ガス再生制御部５１は、不活性再生ガスに添加量Ｑｘｅのキセノン含有ガスが添加されるように、キセノン添加部７５を制御する。キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝α・Ｑｆ２      （式１）
ここで、αは、キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを算出するための比例定数である。
【０１３９】
２．２．１  比例定数の導出
上述の比例定数αは以下のようにして導出される。
ここで、キセノン添加前の不活性再生ガスと、キセノン含有ガスボンベ７６から供給されるキセノン含有ガスと、フッ素含有ガス供給源Ｆ２から供給されるフッ素含有ガスと、を混合したときのキセノンガス濃度が、定常状態においてレーザチャンバ１０内の目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔにほぼ等しくなるようにする必要がある。一方、不純物ガストラップ６９等でトラップされるキセノンの量をほぼ無視できるとすれば、キセノン添加前の不活性再生ガスのキセノンガス濃度は、レーザチャンバ１０から排出されたときのレーザガスのキセノンガス濃度とほぼ変わらないと考えることができる。そこで、フッ素含有ガス供給源Ｆ２から供給されるフッ素含有ガスと、キセノン含有ガスボンベ７６から供給されるキセノン含有ガスと、を混合したと仮定したときのキセノンガス濃度が目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔと等しくなるように、キセノン含有ガスを添加する。これにより、レーザチャンバ１０内のキセノンガス濃度が、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔ付近で安定すると考えられる。ここで、レーザチャンバ１０内の目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔは、不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスのキセノンガス濃度と同じである。
【０１４０】
まず、変数を以下のように設定する。
Ｑｘｅ：目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔを得るために不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスの添加量
Ｃｘｅｂ：不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスのキセノンガス濃度
Ｑｆ２：フッ素含有ガス供給源Ｆ２からレーザチャンバ１０に供給されるフッ素含有ガスの供給量
【０１４１】
フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２とキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅとの合計は（Ｑｆ２＋Ｑｘｅ）である。
キセノン含有ガスに含まれるキセノンガスの量は、Ｃｘｅｂ・Ｑｘｅとなる。
フッ素含有ガスに含まれるキセノンガスの量はほぼ０である。
そこで、フッ素含有ガスとキセノン含有ガスとを混合したと仮定したときのキセノンガス濃度が目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔと等しくなるように、以下の式が与えられる。
Ｃｘｅｃｔ＝（０＋Ｃｘｅｂ・Ｑｘｅ）／（Ｑｆ２＋Ｑｘｅ）
この式は、式１より、以下のように変形される。
Ｃｘｅｃｔ＝α・Ｃｘｅｂ／（１＋α）
この式からαを求めると、以下のようになる。
α＝Ｃｘｅｃｔ／（Ｃｘｅｂ−Ｃｘｅｃｔ）
【０１４２】
例えば、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔが１０ｐｐｍ、キセノン含有ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅｂが１００００ｐｐｍとすると、比例定数αは以下のようになる。
α＝１０／（１００００−１０）＝１／９９９
キセノン含有ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅｂは１００００ｐｐｍである場合に限定されない。キセノン含有ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅｂは、１００００ｐｐｍ以上、２０００００ｐｐｍ以下が好ましい。
【０１４３】
２．２．２  ガス再生制御部の処理
図１６は、第１の実施形態におけるガス再生の初期設定サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。図１７は、第１の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
図８を参照しながら説明した比較例におけるガス再生の初期設定サブルーチン及び図１０を参照しながら説明した比較例におけるガス精製／調節サブルーチンの代わりに、第１の実施形態においては以下の処理が行われる。図７を参照しながら説明したメインフロー及びその他の処理については、比較例と同様である。
【０１４４】
図１６において、Ｓ１０１からＳ１０５までの処理は比較例と同様である。
Ｓ１０５においてガス再生命令信号を受信した場合、Ｓ１０６ａにおいて、ガス再生制御部５１は、タイマーＴｆ２を０にリセットして、タイマーのカウントをスタートする。
次に、Ｓ１０７ａにおいて、ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを０にリセットし、フッ素含有ガスの供給量の測定をスタートする。フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍは、フッ素含有ガスがレーザチャンバ１０に供給されると更新される。
【０１４５】
次に、Ｓ１０８ａにおいて、ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２を０に設定する。図１７を参照しながら説明する処理において、ガス再生制御部５１は、タイマーＴｆ２の値がフッ素含有ガスの供給量の測定周期Ｋｆ２に達するごとに、フッ素含有ガスの供給量の測定値Ｑｆ２ｍを読込んで、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２として設定する。ガス再生制御部５１は、次の測定周期Ｋｆ２が到来するまで、設定されたフッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２に基づいて、キセノン添加部７５のマスフローコントローラＭＦＣ２の流量を制御する。測定周期Ｋｆ２は、例えば、８分以上、１６分以下である。
Ｓ１０８ａの後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１４６】
図１７において、Ｓ３０１の処理は比較例と同様である。
Ｓ３０１の次に、Ｓ３０２ａにおいて、ガス再生制御部５１は、タイマーＴｆ２の値がフッ素含有ガスの供給量の測定周期Ｋｆ２以下であるか否かを判定する。
タイマーＴｆ２の値がフッ素含有ガスの供給量の測定周期Ｋｆ２を超えた場合（Ｓ３０２ａ：ＮＯ）、ガス再生制御部５１は、Ｓ３０３ａに処理を進める。
タイマーＴｆ２の値がフッ素含有ガスの供給量の測定周期Ｋｆ２以下である場合（Ｓ３０２ａ：ＹＥＳ）、ガス再生制御部５１は、Ｓ３０８に処理を進める。
【０１４７】
Ｓ３０３ａにおいて、ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍをマスフローメータＭＦＭｆ２から読み込む。
次に、Ｓ３０４ａにおいて、ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガス供給量Ｑｆ２を、読み込まれた測定値Ｑｆ２ｍに設定する。
【０１４８】
次に、Ｓ３０５ａにおいて、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２をそれぞれ０に設定する。
【０１４９】
次に、Ｓ３０６ａにおいて、ガス再生制御部５１は、タイマーＴｆ２を０にリセットし、タイマーのカウントをスタートする。
次に、Ｓ３０７ａにおいて、ガス再生制御部５１は、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを０にリセットする。そして、次の測定周期Ｋｆ２におけるフッ素含有ガスの供給量の測定をスタートする。これにより、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍの更新が開始されるが、Ｓ３０４ａにおいて設定されたフッ素含有ガス供給量Ｑｆ２のデータは次の測定周期が到来するまで保持される。
Ｓ３０７ａの後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１５０】
Ｓ３０２ａから分岐したＳ３０８の処理は、比較例と同様である。
圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘ以下の場合、又は、圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍａｘより高い場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ３０９ａに進める。
圧力Ｐ３が所定値Ｐ３ｍａｘより高く、且つ、圧力Ｐ４が所定値Ｐ４ｍａｘ以下である場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、ガス再生制御部５１は、処理をＳ３１２ａに進める。
【０１５１】
Ｓ３０９ａにおいて、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２を以下のように設定する。
ＭＦＣ１＝０
ＭＦＣ２＝α・Ｑｆ２／Ｋｆ２
マスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２は、キセノン含有ガスの添加量α・Ｑｆ２を測定周期Ｋｆ２で除算したものである。測定周期Ｋｆ２にわたって流量ＭＦＣ２でキセノン含有ガスを流すことにより、添加量α・Ｑｆ２のキセノン含有ガスを不活性再生ガスに添加することができる。
【０１５２】
Ｓ３１２ａにおいて、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２を以下のように設定する。
ＭＦＣ１＝Ｑｒ
ＭＦＣ２＝α・Ｑｆ２／Ｋｆ２
マスフローコントローラＭＦＣ１の流量Ｑｒは正数であり、値の大きさは特に限定されない。マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＱｒとマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２との比率は一定値でなくてよい。
マスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２は、Ｓ３０９ａで設定される値と同一である。
【０１５３】
Ｓ３０９ａ又はＳ３１２ａの後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
図７に示されるように、ガス再生を停止しない場合には、ガス再生制御部５１はガス精製／調節サブルーチンを繰り返す。ガス精製／調節サブルーチンを繰り返す場合、次の測定周期Ｋｆ２が到来するまで、Ｓ３０２ａにおいてＹＥＳと判定され、Ｓ３０８とＳ３０９ａ又はＳ３１２ａとの処理が繰り返される。次の測定周期Ｋｆ２が到来したら、Ｓ３０３ａからＳ３０７ａまでの処理によって新たなフッ素含有ガス供給量Ｑｆ２が設定される。
【０１５４】
２．３  作用
第１の実施形態によれば、マスフローメータＭＦＭｆ２で計測されたフッ素含有ガス供給量Ｑｆ２に基づいて、不活性再生ガスへのキセノン含有ガスの添加量を制御する。これにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。
【０１５５】
３．エキシマレーザ装置からフッ素含有ガス供給量を受信するレーザガス再生装置
図１８は、第２の実施形態におけるガス制御パラメータの初期設定の詳細を示すフローチャートである。図１９は、第２の実施形態における部分ガス交換の処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１５６】
３．１  構成
第２の実施形態に係るレーザガス再生装置５０は、図１４を参照しながら説明したマスフローメータＭＦＭｆ２を備えていなくてもよい。第２の実施形態に係るレーザガス再生装置５０の構成は、図１を参照しながら説明した比較例と同様でもよい。
【０１５７】
３．２  ガス再生制御部の処理
第２の実施形態におけるガス再生制御部５１の処理は、第１の実施形態における処理と同様である。
【０１５８】
但し、第２の実施形態におけるガス再生制御部５１は、図１７のＳ３０３ａにおいて、レーザ制御部３１から受信したフッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを読み込む。ガス再生制御部５１は、この測定値Ｑｆ２ｍに基づいてフッ素含有ガス供給量Ｑｆ２を設定し、不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加する。
【０１５９】
また、図１６のＳ１０７ａ及び図１７のＳ３０７ａにおいては、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍをリセットしたことを示す信号を、レーザ制御部３１を介してガス制御部４７に送信する。フッ素含有ガス供給量の測定は、以下に説明するように、ガス制御部４７が行う。
【０１６０】
３．３  ガス制御部の処理
図４を参照しながら説明した比較例におけるガス制御パラメータの初期設定、及び図６を参照しながら説明した比較例における部分ガス交換の代わりに、第２の実施形態においては以下の処理が行われる。図３を参照しながら説明したメインフロー及びその他のガス制御部４７の処理については、比較例と同様である。
【０１６１】
図１８において、Ｓ１１０１からＳ１１０５までの処理は比較例と同様である。
Ｓ１１０５の次に、Ｓ１１０６ｂにおいて、ガス制御部４７は、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを０にリセットする。
Ｓ１１０６ｂの後、ガス制御部４７は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１６２】
図１９において、Ｓ２００１からＳ２００６までの処理は比較例と同様である。
Ｓ２００６の次に、Ｓ２００８ｂにおいて、ガス制御部４７は、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを以下の式により計算し、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを更新する。
Ｑｆ２ｍ＝Ｑｆ２ｍ＋ΔＰｈｇ・Ｖｃｈ
ここで、Ｖｃｈは、レーザチャンバ１０の体積である。ΔＰｈｇは、Ｓ２００５においてレーザチャンバ１０に供給されたフッ素含有ガス供給量ΔＰｈｇである。フッ素含有ガス供給量ΔＰｈｇのデータは、ガス制御部４７によってアクセス可能なメモリに保持されているので、別途計測しなくてもよい。
【０１６３】
次に、Ｓ２００９ｂにおいて、ガス制御部４７は、レーザ制御部３１に、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍのデータを送信する。ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１からフッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍのデータを受信して、図１７の処理を行う。レーザ制御部３１とガス再生制御部５１との間に接続された信号線は、本開示におけるデータ取得部に相当する。
【０１６４】
３．４  作用
第２の実施形態によれば、レーザ制御部３１から受信したフッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍに基づいて、不活性再生ガスへのキセノン含有ガスの添加量を制御する。これにより、フッ素含有ガス供給量をマスフローメータ等の計測器で直接計測しなくても、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。
あるいは、フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを計測するマスフローメータをエキシマレーザ装置３０に設けて、レーザ制御部３１からガス再生制御部５１にフッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍを送信するようにしてもよい。
また、レギュレータ４４およびマスフローメータＭＦＭｆ２がレーザガス再生装置５０の外に配置されている場合に、レギュレータ４４とレーザガス再生装置５０の間の配管上にマスフローメータＭＦＭｆ２が配置されてもよい。この場合は、マスフローメータＭＦＭｆ２で計測されたデータがガス再生制御部５１に送信される。マスフローメータＭＦＭｆ２とガス再生制御部５１との間に接続された信号線は、本開示におけるデータ取得部に相当する。
【０１６５】
４．ガス排気量に基づいてキセノン含有ガスを添加するレーザガス再生装置
４．１  構成
図２０は、本開示の第３の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。第３の実施形態において、レーザガス再生装置５０は、排気装置４３に接続された配管２２の一部を含む。レーザガス再生装置５０は、配管２２に配置されたマスフローメータＭＦＭｅｘを含む。
第３の実施形態において、キセノン濃度計測器７９はなくてもよい。
他の点については、第３の実施形態の構成は比較例と同様である。
【０１６６】
４．２  動作
図２１は、第３の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。マスフローメータＭＦＭｅｘは、排気装置４３からバルブＥＸ−Ｖ２を介して装置外部に排気されたレーザガスの排気量Ｑｅｘを計測する。ガス再生制御部５１は、レーザガスの排気量Ｑｅｘのデータを読み込む。ガス再生制御部５１は、レーザガスの排気量Ｑｅｘに比例するように、不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを計算する。ガス再生制御部５１は、不活性再生ガスに添加量Ｑｘｅのキセノン含有ガスが添加されるように、キセノン添加部７５を制御する。キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝β・Ｑｅｘ      （式２）
ここで、βは、キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを算出するための比例定数である。
【０１６７】
４．２．１  比例定数の導出
上述の比例定数βは以下のようにして導出される。
ここで、不純物ガストラップ６９等でトラップされるキセノンの量はほぼ無視できるものとする。すなわち、キセノン添加前の不活性再生ガスのキセノンガス濃度は、レーザチャンバ１０から排出されたときのレーザガスのキセノンガス濃度とほぼ変わらず維持されていると考えることができる。
また、定常状態においては、レーザガス再生装置５０内に存在するレーザガスの量はほぼ一定であるものとする。すなわち、レーザガス再生装置５０からエキシマレーザ装置３０に供給される不活性再生ガスの供給量と、エキシマレーザ装置３０からレーザガス再生装置５０に供給されるレーザガスの量は、ほぼ等しいとみなすことができる。
【０１６８】
まず、変数を以下のように設定する。
Ｑｘｅ：目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔを得るために不活性再生ガスに添加されるキセノン含有ガスの添加量
Ｑｆ２：フッ素含有ガス供給源Ｆ２からレーザチャンバ１０に供給されるフッ素含有ガスの供給量
Ｃｆ２：フッ素含有ガス供給源Ｆ２から供給されるフッ素含有ガスのフッ素ガス濃度
【０１６９】
酸化カルシウムを用いたフッ素トラップ４５においては、以下の化学反応により、フッ素ガス１モルに対して酸素ガスが１／２モル生成されている。
Ｆ２（気体）＋ＣａＯ（固体）→ＣａＦ２（固体）＋１／２Ｏ２（気体）
【０１７０】
レーザチャンバ１０からフッ素トラップ４５に向けて排出されたレーザガスに含まれるフッ素ガスの量は、Ｑｆ２・Ｃｆ２で与えられ、このフッ素ガスはフッ素トラップ４５を通過せず取り除かれる。また、フッ素トラップ４５を通過したレーザガスには１／２・Ｑｆ２・Ｃｆ２で与えられる量の酸素ガスが追加される。
【０１７１】
そこで、レーザガスの排気量Ｑｅｘは、以下の式で表すことができる。
Ｑｅｘ＝Ｑｆ２−Ｑｆ２・Ｃｆ２＋１／２・Ｑｆ２・Ｃｆ２
＝Ｑｆ２（１−１／２・Ｃｆ２）
【０１７２】
従って、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２は、以下の式で表すことができる。
Ｑｆ２＝Ｑｅｘ／（１−１／２・Ｃｆ２）
この式と上述の式１から、キセノンガス添加量Ｑｘｅは、以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝｛α／（１−１／２・Ｃｆ２）｝Ｑｅｘ
ここで、β＝α／（１−１／２・Ｃｆ２）とおくと、上述の式２が得られる。
【０１７３】
４．２．２  ガス再生制御部の処理
図２２は、第３の実施形態におけるガス再生の初期設定サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。図２３は、第３の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
図８を参照しながら説明した比較例におけるガス再生の初期設定サブルーチン及び図１０を参照しながら説明した比較例におけるガス精製／調節サブルーチンの代わりに、第３の実施形態においては以下の処理が行われる。図７を参照しながら説明したメインフロー及びその他の処理については、比較例と同様である。
【０１７４】
図２２において、Ｓ１０１からＳ１０５までの処理は比較例と同様である。
Ｓ１０５においてガス再生命令信号を受信した場合、Ｓ１０６ｃからＳ１０８ｃまでの処理は、第１の実施形態におけるＳ１０６ａからＳ１０８ａまでの処理と同様である。但し、以下の点で第１の実施形態と異なる。
（１）タイマーＴｆ２の代わりに、排気量の測定周期Ｋｅｘを計測するタイマーＴｅｘが用いられる。
（２）フッ素含有ガス供給量の測定値Ｑｆ２ｍの代わりに、排気量の測定値Ｑｅｘｍが用いられる。
（３）フッ素含有ガス供給量Ｑｆ２の代わりに、排気量Ｑｅｘが用いられる。
Ｓ１０８ｃの後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１７５】
図２３において、Ｓ３０１及びＳ３０８の処理は比較例と同様である。
Ｓ３０１の次に、Ｓ３０２ｃからＳ３０７ｃまで、Ｓ３０９ｃ、及びＳ３１２ｃの処理は、第１の実施形態におけるＳ３０２ａからＳ３０７ａまで、Ｓ３０９ａ、及びＳ３１２ａの処理と同様である。但し、以下の点で第１の実施形態と異なる。
（１）〜（３）の相違点は図２２で説明したのと同様である。
（４）比例定数αの代わりに、比例定数βが用いられる。
（５）フッ素含有ガスの供給量の測定周期Ｋｆ２の代わりに、排気量の測定周期Ｋｅｘが用いられる。測定周期Ｋｅｘは、例えば、８分以上、１６分以下である。
【０１７６】
Ｓ３０９ｃ又はＳ３１２ｃの後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１７７】
４．３  作用
第３の実施形態によれば、レーザガスの排気量Ｑｅｘに基づいて、不活性再生ガスへのキセノン含有ガスの添加量を制御する。これにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。
【０１７８】
５．エキシマレーザ装置から排気量を受信するレーザガス再生装置
図２４は、第４の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの詳細を示すフローチャートである。
図２５は、第４の実施形態におけるガス制御パラメータの初期設定の詳細を示すフローチャートである。図２６は、第４の実施形態におけ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２７は、第４の実施形態における部分ガス交換の処理の詳細を示すフローチャートである。
【０１７９】
５．１  構成
第４の実施形態に係るレーザガス再生装置５０は、図２０を参照しながら説明したマスフローメータＭＦＭｅｘを備えていなくてもよい。第４の実施形態に係るレーザガス再生装置５０の構成は、図１を参照しながら説明した比較例と同様でもよい。
【０１８０】
５．２  ガス再生制御部の処理
図２３を参照しながら説明した第３の実施形態におけるガス精製／調節サブルーチンの代わりに、第４の実施形態においては以下の処理が行われる。その他の処理については、第３の実施形態と同様である。
【０１８１】
図２４において、Ｓ３０１、Ｓ３０２ｃ、Ｓ３０４ｃからＳ３０６ｃまで、及びＳ３０８の処理は第３の実施形態と同様である。
【０１８２】
Ｓ３０２ｃの後、Ｓ３０３ｄにおいて、ガス再生制御部５１は、レーザ制御部３１から受信した排気量の測定値Ｑｅｘｍを読み込む。ガス再生制御部５１は、この測定値Ｑｅｘｍに基づいて排気量Ｑｅｘを設定し、不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加する。
【０１８３】
Ｓ３０６ｃの後、Ｓ３０７ｄにおいて、ガス再生制御部５１は、排気量の測定値Ｑｅｘｍをリセットしたことを示す信号を、レーザ制御部３１を介してガス制御部４７に送信する。排気量の測定は、以下に説明するように、ガス制御部４７が行う。
【０１８４】
Ｓ３０８の後、Ｓ３０９ｄにおいて、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２を以下のように設定する。
ＭＦＣ１＝０
ＭＦＣ２＝α・Ｑｅｘ／Ｋｅｘ
すなわち、第３の実施形態においてはマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２を算出するために比例定数βを使用していたが、第４の実施形態においては、比例定数αを用いる。これは、ガス制御部４７が使用する排気量Ｑｅｘのデータは、フッ素トラップ４５を通過する前の排気量であり、定常状態ではＱｆ２とＱｅｘとがほぼ等しくなるためである。
【０１８５】
Ｓ３１２ｄにおいて、ガス再生制御部５１は、マスフローコントローラＭＦＣ１の流量ＭＦＣ１及びマスフローコントローラＭＦＣ２の流量ＭＦＣ２を以下のように設定する。
ＭＦＣ１＝Ｑｒ
ＭＦＣ２＝α・Ｑｅｘ／Ｋｅｘ
Ｓ３０９ｄ又はＳ３１２ｄの後、ガス再生制御部５１は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１８６】
５．３  ガス制御部の処理
図４を参照しながら説明した比較例におけるガス制御パラメータの初期設定、図５を参照しながら説明した比較例におけるガス圧制御、及び図６を参照しながら説明した比較例における部分ガス交換の代わりに、第４の実施形態においては以下の処理が行われる。図３を参照しながら説明したメインフロー及びその他のガス制御部の処理については、比較例と同様である。
【０１８７】
図２５において、Ｓ１１０１からＳ１１０５までの処理は比較例及び第３の実施形態と同様である。
Ｓ１１０５の次に、Ｓ１１０６ｄにおいて、ガス制御部４７は、排気量の測定値Ｑｅｘｍを０にリセットする。
Ｓ１１０６ｄの後、ガス制御部４７は、本フローチャートの処理を終了する。
【０１８８】
図２６において、Ｓ１８０１、Ｓ１８０２、及びＳ１８０３の処理は比較例及び第３の実施形態と同様である。第４の実施形態においては、Ｓ１８０２でガス圧を減少させた後に排気量の測定値Ｑｘｅｍを更新する点で、比較例及び第３の実施形態と異なる。
【０１８９】
Ｓ１８０２の後、Ｓ１８０４ｄにおいて、ガス制御部４７は、バルブＣ−Ｖ１が閉じられ、バルブＥＸ−Ｖ２が開かれているか否かを判定する。
バルブＣ−Ｖ１が開かれているか、あるいはバルブＥＸ−Ｖ２が閉じられている場合（Ｓ１８０４ｄ：ＮＯ）、レーザガスは装置外部に排気されておらず、レーザガス再生装置５０に供給されていると考えられるので、ガス制御部４７は、本フローチャートの処理を終了する。
バルブＣ−Ｖ１が閉じられ、バルブＥＸ−Ｖ２が開かれている場合（Ｓ１８０４ｄ：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、処理をＳ１８０５ｄに進める。
【０１９０】
Ｓ１８０５ｄにおいて、ガス制御部４７は、排気量の測定値Ｑｅｘｍを以下の式により計算し、排気量の測定値Ｑｅｘｍを更新する。
Ｑｅｘｍ＝Ｑｅｘｍ＋ΔＰｔ・Ｖｃｈ
ここで、Ｖｃｈは、レーザチャンバ１０の体積である。ΔＰｔは、ガス圧制御におけるガス圧変化量であり、Ｓ１８０２においてレーザチャンバ１０から排気された排気量に相当するガス圧変化量である。ガス圧変化量ΔＰｔのデータは、ガス制御部４７によってアクセス可能なメモリに保持されているので、別途計測しなくてもよい。
【０１９１】
次に、Ｓ１８０６ｄにおいて、ガス制御部４７は、レーザ制御部３１に、排気量の測定値Ｑｅｘｍのデータを送信する。排気量の測定値Ｑｅｘｍのデータは、レーザ制御部３１からガス再生制御部５１に送信されて、図２４の処理に用いられる。
【０１９２】
図２７において、Ｓ２００１からＳ２００６までの処理は比較例及び第３の実施形態と同様である。
【０１９３】
Ｓ２００６の次に、Ｓ２００７ｄにおいて、ガス制御部４７は、バルブＣ−Ｖ１が閉じられ、バルブＥＸ−Ｖ２が開かれているか否かを判定する。
バルブＣ−Ｖ１が開かれているか、あるいはバルブＥＸ−Ｖ２が閉じられている場合（Ｓ２００７ｄ：ＮＯ）、レーザガスは装置外部に排気されておらず、レーザガス再生装置５０に供給されていると考えられるので、ガス制御部４７は、本フローチャートの処理を終了する。
バルブＣ−Ｖ１が閉じられ、バルブＥＸ−Ｖ２が開かれている場合（Ｓ２００７ｄ：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、処理をＳ２００８ｄに進める。
【０１９４】
Ｓ２００８ｄにおいて、ガス制御部４７は、排気量の測定値Ｑｅｘｍを以下の式により計算し、排気量の測定値Ｑｅｘｍを更新する。
Ｑｅｘｍ＝Ｑｅｘｍ＋（ΔＰｂｇ＋ΔＰｈｇ）・Ｖｃｈ
ここで、Ｖｃｈは、レーザチャンバ１０の体積である。ΔＰｂｇ＋ΔＰｈｇは、Ｓ２００６においてレーザチャンバ１０から排気された排気量に相当するガス圧変化量である。ΔＰｂｇ及びΔＰｈｇのデータは、ガス制御部４７によってアクセス可能なメモリに保持されているので、別途計測しなくてもよい。
【０１９５】
次に、Ｓ２００９ｄにおいて、ガス制御部４７は、レーザ制御部３１に、排気量の測定値Ｑｅｘｍのデータを送信する。排気量の測定値Ｑｅｘｍのデータは、レーザ制御部３１からガス再生制御部５１に送信されて、図２４の処理に用いられる。
【０１９６】
５．４  作用
第４の実施形態によれば、レーザ制御部３１から受信した排気量の測定値Ｑｅｘｍに基づいて、不活性再生ガスへのキセノン含有ガスの添加量を制御する。これにより、レーザガスの排気量をマスフローメータ等の計測器で直接計測しなくても、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。
あるいは、レーザガスの排気量の測定値Ｑｅｘｍを計測するマスフローメータをエキシマレーザ装置３０内、または、エキシマレーザ装置３０およびレーザガス再生装置５０の外部であって装置外部の間に設けて、レーザ制御部３１からガス再生制御部５１にレーザガスの排気量の測定値Ｑｅｘｍを送信するようにしてもよい。ここで、レーザ制御部３１とガス再生制御部５１との間に接続された信号線は、本開示におけるデータ取得部に相当する。
【０１９７】
６．複数のレーザ装置に接続されるレーザガス再生装置（第１の例）
６．１  構成
図２８は、本開示の第５の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂ及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。第５の実施形態において、レーザガス再生装置５０は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの複数のレーザチャンバ１０に接続される。レーザガス再生装置５０は、第１の実施形態と同様にマスフローメータＭＦＭｆ２を備えている。
第５の実施形態は、第１の実施形態に係るレーザガス再生装置５０が複数のレーザチャンバ１０に接続される場合に相当する。
【０１９８】
レーザガス再生装置５０の配管２４は、フィルタ６１より上流側で、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂにそれぞれ対応する複数の配管２４ａ及び２４ｂに分岐している。複数の配管２４ａ及び２４ｂの各々に、バルブＣ−Ｖ１が配置されている。バルブＣ−Ｖ１の開閉により、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々に含まれる排気装置４３からレーザガス再生装置５０に排出ガスを導入するか否かが制御される。
【０１９９】
不活性ガスをエキシマレーザ装置に供給する配管２７は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂにそれぞれ対応する複数の配管２７ａ及び２７ｂに分岐している。複数の配管２７ａ及び２７ｂの各々に、バルブＢ−Ｖ１が配置されている。バルブＢ−Ｖ１の開閉により、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々に含まれるガス供給装置４２に不活性ガスを供給するか否かが制御される。
【０２００】
フッ素含有ガスをエキシマレーザ装置に供給する配管２８は、複数のエキシマレーザ装置に対応する複数の配管２８ａ及び２８ｂに分岐している。複数の配管２８ａ及び２８ｂの各々に、バルブＦ２−Ｖ１が配置されている。バルブＦ２−Ｖ１の開閉により、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々に含まれるガス供給装置４２にフッ素含有ガスを供給するか否かが制御される。
【０２０１】
ガス再生制御部５１は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々に含まれるレーザ制御部３１と、信号線で接続されている。
他の点については、第１の実施形態の構成と同様である。
【０２０２】
６．２  動作
複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々の動作は、第１の実施形態におけるエキシマレーザ装置３０の動作と同様である。
【０２０３】
レーザガス再生装置５０は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々から排出された排出ガスの不純物を低減し、不純物を低減された不活性再生ガスにキセノン含有ガスを添加して複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々に供給する。その他の点については、レーザガス再生装置５０の動作は、第１の実施形態におけるレーザガス再生装置５０の動作と同様である。
【０２０４】
レーザガス再生装置５０は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂから排出された排出ガスを同時に受け入れてもよいし、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂから排出された排出ガスを別々のタイミングで受け入れてもよい。レーザガス再生装置５０は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂに同時に不活性再生ガスを供給してもよいし、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂに別々のタイミングで不活性再生ガスを供給してもよい。
【０２０５】
レーザガス再生装置５０は、１つのエキシマレーザ装置３０ａに不活性新ガスを供給し、別のエキシマレーザ装置３０ｂに不活性再生ガスを供給する場合には、同時にではなく別々のタイミングでこれらのガスを供給してもよい。
【０２０６】
６．３  作用
第５の実施形態によれば、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂから排出された排出ガスをレーザガス再生装置５０において精製し、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂに不活性再生ガスを供給する。従って、不活性ガスの消費量が低減され、ランニングコストが低減される。また、複数のエキシマレーザ装置に不活性再生ガスを供給できるので、複数のエキシマレーザ装置のレーザ性能が安定化される。また、複数のエキシマレーザ装置に対して１つのレーザガス再生装置５０を設置することにより、設置スペースや設備コストを低減することができる。
【０２０７】
第５の実施形態によれば、マスフローメータＭＦＭｆ２で計測されたフッ素含有ガス供給量Ｑｆ２に基づいて、不活性再生ガスへのキセノン含有ガスの添加量を制御する。これにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。
【０２０８】
フッ素含有ガス供給量Ｑｆ２は、マスフローメータＭＦＭｆ２で計測されたものに限らず、複数のエキシマレーザ装置から受信したフッ素含有ガス供給量を合計したものでもよい。この場合は、マスフローメータＭＦＭｆ２がなくてもよい。
【０２０９】
また、マスフローメータＭＦＭｆ２が配管２８に配置されている場合に限らず、複数の配管２８ａ及び２８ｂの各々に、マスフローメータが配置されていてもよい。この場合、フッ素含有ガス供給量Ｑｆ２は、複数のマスフローメータから受信したフッ素含有ガス供給量を合計したものでもよい。
【０２１０】
７．複数のレーザ装置に接続されるレーザガス再生装置（第２の例）
７．１  構成及び動作
図２９は、本開示の第６の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂ及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。第６の実施形態において、レーザガス再生装置５０は、複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの複数のレーザチャンバ１０に接続される。レーザガス再生装置５０は、第３の実施形態と同様にマスフローメータＭＦＭｅｘを備えている。
第６の実施形態は、第３の実施形態に係るレーザガス再生装置５０が複数のレーザチャンバ１０に接続される場合に相当する。
【０２１１】
複数のエキシマレーザ装置３０ａ、３０ｂの各々に含まれる排気装置４３に接続された配管２２ａ、２２ｂは、配管２２に合流している。マスフローメータＭＦＭｅｘは配管２２に配置されている。
他の点については、第５の実施形態の構成と同様である。
ここで、マスフローメータＭＦＭｅｘは、レーザガス再生装置５０に含まれてもよいし、複数のエキシマレーザ装置とレーザガス再生装置とを含まなくてもよい。
【０２１２】
７．２  作用
第６の実施形態によれば、マスフローメータＭＦＭｅｘで計測されたレーザガスの排気量Ｑｅｘに基づいて、不活性再生ガスへのキセノン含有ガスの添加量を制御する。これにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度を所望の範囲に調整することができる。
【０２１３】
レーザガスの排気量Ｑｅｘは、マスフローメータＭＦＭｅｘで計測されたものに限らず、複数のエキシマレーザ装置から受信したレーザガスの排気量を合計したものでもよい。この場合は、マスフローメータＭＦＭｅｘがなくてもよい。
【０２１４】
また、マスフローメータＭＦＭｅｘが配管２２に配置されている場合に限らず、複数の配管２２ａ及び２２ｂの各々に、マスフローメータが配置されていてもよい。この場合、レーザガスの排気量Ｑｅｘは、複数のマスフローメータから受信した排気量を合計したものでもよい。
【０２１５】
８．キセノン添加部の配置
８．１  構成
図３０は、本開示の第７の実施形態に係るエキシマレーザ装置３０及びレーザガス再生装置５０の構成を概略的に示す。第７の実施形態において、レーザガス再生装置５０に含まれるキセノン添加部７５は、昇圧ポンプ６４と酸素トラップ６７との間の配管２４に接続されている。
他の点については、第１の実施形態と同様である。
【０２１６】
８．２  作用
第７の実施形態におけるキセノン添加部７５は、第１の実施形態におけるキセノン添加部７５よりも上流側で配管２４に接続されているので、各種トラップや昇圧タンク６５を経由することにより、キセノン添加前のレーザガスとキセノン含有ガスとがよりよく混合される。
【０２１７】
図３０は、第１の実施形態においてキセノン添加部７５の配置を変更した場合に相当するが、本開示はこれに限定されない。第２〜第６の実施形態のいずれにおいてキセノン添加部７５の配置を変更してもよい。
【０２１８】
図３０は、昇圧ポンプ６４と酸素トラップ６７との間の配管２４にキセノン添加部７５を接続した場合を示しているが、本開示はこれに限定されない。バルブＣ−Ｖ１からバルブＢ−Ｖ１までのガス精製流路のいずれにキセノン添加部７５を接続してもよい。
【０２１９】
９．再生ガスタンクの例
９．１  第１の例
９．１．１  構成
図３１は、上述の各実施形態において用いることができる再生ガスタンクの第１の例を概略的に示す。図３１に示される再生ガスタンク８１ａは、容器８１１と、容器８１１に挿入された内挿管８１２及び導出管８１３と、を含む。容器８１１にはさらに不活性ガス圧力センサＰ４が接続されている。
【０２２０】
内挿管８１２の一端は容器８１１の外部に位置し、内挿管８１２の他端は容器８１１の内部に位置している。容器８１１の内部において、内挿管８１２は多数の貫通孔を有している。
導出管８１３の一端は容器８１１の外部に位置し、導出管８１３の他端は容器８１１の内部に位置している。
【０２２１】
９．１．２  動作及び作用
内挿管８１２の上記一端から導入された不活性再生ガスは、内挿管８１２から多数の貫通孔を介して容器８１１の内部に多方向に噴出する。これにより、容器８１１の内部で不活性再生ガスの複雑な流れが生じ、不活性再生ガスが混合される。
容器８１１の内部の不活性再生ガスは、導出管８１３を介して容器８１１の外部に導出される。
【０２２２】
図３１に示される構成によれば、キセノン含有ガスを添加された不活性再生ガスがよりよく混合された状態で、レーザチャンバ１０に供給される。
図３１は再生ガスタンクの例を示しているが、再生ガスタンクとは別に、キセノン含有ガスを添加された不活性再生ガスの流路に図３１と同様の構成を有する混合器が配置されていてもよい。
【０２２３】
９．２  第２の例
９．２．１  構成
図３２は、上述の各実施形態において用いることができる再生ガスタンクの第２の例を概略的に示す。図３２に示される再生ガスタンク８１ｂは、容器８１４と、容器８１４に挿入されたガス導入管８１５及びガス導出管８１６と、プロペラシャフト８１７と、を含む。容器８１４にはさらに不活性ガス圧力センサＰ４が接続されている。
【０２２４】
ガス導入管８１５及びガス導出管８１６のそれぞれの一端は容器８１４の外部に位置し、ガス導入管８１５及びガス導出管８１６のそれぞれの他端は容器８１４の内部に位置している。
【０２２５】
プロペラシャフト８１７の一端は容器８１４の外部に位置し、プロペラシャフト８１７の他端は容器８１４の内部に位置している。容器８１４の内部において、プロペラシャフト８１７にはプロペラ８１８が取り付けられている。容器８１４の外部において、プロペラシャフト８１７にはモータ８１９が取り付けられている。プロペラシャフト８１７と、プロペラ８１８と、モータ８１９とで、撹拌器が構成される。プロペラ８１８の形状は特に限定されない。
【０２２６】
９．２．２  動作及び作用
ガス導入管８１５の上記一端から導入された不活性再生ガスは、容器８１４の内部に導入される。
モータ８１９がプロペラシャフト８１７を回転させると、プロペラ８１８が回転し、容器８１４の内部で不活性再生ガスが混合される。
容器８１４の内部の不活性再生ガスは、ガス導出管８１６を介して容器８１４の外部に導出される。
【０２２７】
図３２に示される構成によれば、キセノン含有ガスを添加された不活性再生ガスがよりよく混合された状態で、レーザチャンバ１０に供給される。
図３２は再生ガスタンクの例を示しているが、再生ガスタンクとは別に、キセノン含有ガスを添加された不活性再生ガスの流路に図３２と同様の構成を有する混合器が配置されていてもよい。
【０２２８】
１０．その他
図３３は、エキシマレーザ装置３０に接続された露光装置１００の構成を概略的に示す。上述のように、エキシマレーザ装置３０はレーザ光を生成して露光装置１００に出力する。
図３３において、露光装置１００は、照明光学系１４１と投影光学系１４２とを含む。照明光学系１４１は、エキシマレーザ装置３０から入射したレーザ光によって、レチクルステージＲＴのレチクルパターンを照明する。投影光学系１４２は、レチクルを透過したレーザ光を、縮小投影してワークピーステーブルＷＴ上に配置された図示しないワークピースに結像させる。ワークピースはフォトレジストが塗布された半導体ウエハ等の感光基板である。露光装置１００は、レチクルステージＲＴとワークピーステーブルＷＴとを同期して平行移動させることにより、レチクルパターンを反映したレーザ光をワークピースに露光する。以上のような露光工程によって半導体ウエハにデバイスパターンを転写することで電子デバイスを製造することができる。
なお、本明細書では、部分ガス交換の処理として、レーザチャンバ１０内のレーザガスの一部を交換することと、消費されたフッ素ガスを補充することと、の両方のガス制御を含む場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。レーザチャンバ１０内のレーザガス中のフッ素ガス分圧が部分ガス交換の前後で同等となるようにレーザガスの一部を交換する処理と、エキシマレーザ装置３０の運転によって消費されたフッ素ガスを補充して、レーザチャンバ１０内のレーザガス中のフッ素ガス分圧を所望の範囲にまで高くする処理と、をそれぞれ異なるタイミングで実施する場合においても本開示は適用可能である。
【０２２９】
１１．ＫｒＦエキシマレーザ装置
第１〜第７の実施形態において、エキシマレーザ装置３０は、フッ素ガス及びアルゴンガスを含むレーザガスを使用するＡｒＦエキシマレーザ装置であるものとして説明したが、本開示はこれに限定されない。エキシマレーザ装置３０は、フッ素ガス及びクリプトンガスを含むレーザガスを使用するＫｒＦエキシマレーザ装置でもよい。第１〜第７の実施形態においてＡｒＦエキシマレーザ装置をＫｒＦエキシマレーザ装置に置き換えたものを、それぞれ第８〜第１４の実施形態とする。
【０２３０】
第８〜第１４の実施形態に係るＫｒＦエキシマレーザ装置及びレーザガス再生装置５０が第１〜第７の実施形態と異なる点は以下の通りである。
フッ素含有ガス供給源Ｆ２から供給されるフッ素含有ガスは、例えば、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。フッ素含有ガス供給源Ｆ２のガス組成比は、例えば、フッ素ガスが１％、クリプトンガスが３．５％、残りがネオンガスであってもよい。
不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスは、例えば、クリプトンガスとネオンガスの他に、少量のキセノンガスを含むレーザガスである。不活性ガス供給源Ｂのガス組成比は、例えば、キセノンガスが１０ｐｐｍ、クリプトンガスが３．５％、残りがネオンガスであってもよい。
キセノン含有ガスボンベ７６から供給されるキセノン含有ガスは、例えば、クリプトンガスとネオンガスの他に、キセノンガスを混合したレーザガスである。キセノン含有ガスボンベ７６のガス組成比は、例えば、キセノンガスが１００００ｐｐｍ、クリプトンガスが３．５％、残りがネオンガスであってもよい。
【０２３１】
図３４は、本開示の第８の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。第８の実施形態は、ＫｒＦエキシマレーザ装置及びレーザガス再生装置５０を含む。第８の実施形態の構成は、図１４を参照しながら説明した第１の実施形態の構成と同様である。第８の実施形態においては、フッ素含有ガス供給源Ｆ２から、フッ素ガス、クリプトンガス及びネオンガスを混合したフッ素含有ガスがレーザチャンバ１０に供給される。また、不活性ガス供給源Ｂから、クリプトンガス、ネオンガス、及び、少量のキセノンガスを含む不活性新ガスがレーザチャンバ１０に供給される。また、キセノン含有ガスボンベ７６から、クリプトンガスとネオンガスの他に、キセノンガスを混合したキセノン含有ガスが不活性再生ガスに添加される。不活性再生ガスには、クリプトンガス、ネオンガス、及び、少量のキセノンガスが含まれる。
他の点については、第８の実施形態は第１の実施形態と同様である。
【０２３２】
本開示の第９の実施形態については特に図示しないが、第２の実施形態においてＡｒＦエキシマレーザ装置をＫｒＦエキシマレーザ装置に置き換えた他は、第２の実施形態と同様である。
【０２３３】
図３５は、本開示の第１０の実施形態におけるレーザガスのフロー図である。第１０の実施形態は、ＫｒＦエキシマレーザ装置及びレーザガス再生装置５０を含む。第１０の実施形態の構成は、図２０を参照しながら説明した第３の実施形態の構成と同様である。第１０の実施形態においては、フッ素含有ガス供給源Ｆ２から、フッ素ガス、クリプトンガス及びネオンガスを混合したフッ素含有ガスがレーザチャンバ１０に供給される。また、不活性ガス供給源Ｂから、クリプトンガス、ネオンガス、及び、少量のキセノンガスを含む不活性新ガスがレーザチャンバ１０に供給される。また、キセノン含有ガスボンベ７６から、クリプトンガスとネオンガスの他に、キセノンガスを混合したキセノン含有ガスが不活性再生ガスに添加される。不活性再生ガスには、クリプトンガス、ネオンガス、及び、少量のキセノンガスが含まれる。
他の点については、第１０の実施形態は第３の実施形態と同様である。
【０２３４】
本開示の第１１〜第１４の実施形態については特に図示しないが、第４〜第７の実施形態においてそれぞれＡｒＦエキシマレーザ装置をＫｒＦエキシマレーザ装置に置き換えた他は、第４〜第７の実施形態と同様である。
【０２３５】
第８〜第１４の実施形態に係るレーザガス再生装置においては、図３１又は図３２を参照しながら説明した再生ガスタンク８１ａ又は８１ｂが用いられてもよい。
第８〜第１４の実施形態に係るＫｒＦエキシマレーザ装置は、図３３を参照しながら説明した露光装置１００に用いられてもよい。
なお、少量のキセノンガスを含むレーザガスを使用したＫｒＦエキシマレーザ装置の性能について、図３７を参照しながら後述する。
【０２３６】
１２．レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度の範囲
１２．１  ＡｒＦエキシマレーザ装置の性能
図３６は、ＡｒＦエキシマレーザ装置の性能をキセノンガス濃度との関係で示すグラフである。図３６は、パルスレーザ光の繰り返し周波数を６ｋＨｚとしてＡｒＦエキシマレーザ装置の性能を測定した結果を示す。ＡｒＦエキシマレーザ装置の性能は、平均パルスエネルギーＥｐ及びパルスエネルギー安定性Ｅσを含む。平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーに対する比率で示されている。パルスエネルギー安定性Ｅσは、例えば、平均パルスエネルギーＥｐと標準偏差σとを用いて、以下のように算出される値である。
Ｅσ＝σ／Ｅｐ
パルスエネルギー安定性Ｅσの値が小さいほど、パルスエネルギーのばらつきが小さく、より安定していることを示す。
【０２３７】
以下に説明するように、レーザチャンバ１０内に少量のキセノンガスを含む場合に、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合よりもＡｒＦエキシマレーザ装置の性能が改善されることがある。
（１）キセノンガス濃度が約１０ｐｐｍである場合
最も高い平均パルスエネルギーＥｐが得られる。
（２）キセノンガス濃度が１ｐｐｍ以上、９０ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーよりも高くなる。
（３）キセノンガス濃度が３ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーの１．３倍よりも高くなる。
（４）キセノンガス濃度が４ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーの１．４倍よりも高くなる。
（５）キセノンガス濃度が６ｐｐｍ以上、１３ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーの１．５倍よりも高くなる。
（６）上記（１）〜（５）のいずれの場合も、パルスエネルギー安定性Ｅσは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合よりも改善される。
図３８を参照しながら後述する目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、例えば、上記（１）〜（５）のいずれかの範囲内で設定される。
【０２３８】
１２．２  ＫｒＦエキシマレーザ装置の性能
図３７は、ＫｒＦエキシマレーザ装置の性能をキセノンガス濃度との関係で示すグラフである。図３７は、パルスレーザ光の繰り返し周波数を６ｋＨｚとしてＫｒＦエキシマレーザ装置の性能を測定した結果を示す。ＫｒＦエキシマレーザ装置の性能は、平均パルスエネルギーＥｐ及びパルスエネルギー安定性Ｅσを含む。平均パルスエネルギーＥｐ及びパルスエネルギー安定性Ｅσの計算方法は、ＡｒＦエキシマレーザ装置の性能に関して説明したものと同様である。
【０２３９】
以下に説明するように、レーザチャンバ１０内に少量のキセノンガスを含む場合に、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合よりもＫｒＦエキシマレーザ装置の性能が改善されることがある。
（１）キセノンガス濃度が約６ｐｐｍである場合
最も高い平均パルスエネルギーＥｐが得られる。
（２）キセノンガス濃度が１ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーよりも高くなる。
（３）キセノンガス濃度が２ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーの１．０３倍よりも高くなる。
（４）キセノンガス濃度が３ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ以下である場合
平均パルスエネルギーＥｐは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合の平均パルスエネルギーの１．０５倍よりも高くなる。
（５）上記（１）〜（４）のいずれの場合も、パルスエネルギー安定性Ｅσは、キセノンガス濃度が０ｐｐｍである場合よりも改善される。
特に、キセノンガス濃度が６ｐｐｍ以上である場合に、パルスエネルギー安定性Ｅσが大幅に改善される。そこで、平均パルスエネルギーＥｐ及びパルスエネルギー安定性Ｅσの両方が改善されるキセノンガス濃度範囲としては、６ｐｐｍ以上、５０ｐｐｍ以下が好ましい。
図３８を参照しながら後述する目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、例えば、上記（１）〜（４）のいずれかの範囲内で設定される。
【０２４０】
１３．キセノンガス濃度の減少を考慮した目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔ
図３８は、本開示の第１５の実施形態における目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔの設定値について説明するグラフである。
第１５の実施形態においては、第１及び第３の実施形態において説明したレーザチャンバ１０内の目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｃｔとは別の目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔが設定される。そして、フッ素含有ガスとキセノン含有ガスとを混合したと仮定したときのキセノンガス濃度が目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔに等しくなるようにキセノン含有ガスが添加される。
【０２４１】
１３．１  不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１と目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔとの関係
目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度の範囲内に設定される。レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度は、例えば、図３６又は図３７を参照しながら説明したものである。
さらに、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、不活性ガス供給源Ｂから供給される不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１より高い値に設定される。
ＡｒＦエキシマレーザ装置において、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度は、例えば、９０ｐｐｍ以下である。そこで、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１より高い値であって、９０ｐｐｍ以下の範囲内に設定されるのが好ましい。
ＫｒＦエキシマレーザ装置において、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度は、例えば、５０ｐｐｍ以下である。そこで、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１より高い値であって、５０ｐｐｍ以下の範囲内に設定されるのが好ましい。
【０２４２】
不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１は、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度の範囲内に設定される。レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度は、例えば、図３６又は図３７を参照しながら説明したものである。但し、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１は、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔより低い値である。
ＡｒＦエキシマレーザ装置において、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１は、例えば、６ｐｐｍ以上、１３ｐｐｍ以下であり、好ましくは８ｐｐｍ以上、１２ｐｐｍ以下である。
ＫｒＦエキシマレーザ装置において、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１は、例えば、６ｐｐｍ以上、２５ｐｐｍ以下であり、好ましくは８ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以下である。
他の点については、第１５の実施形態は第１〜第１４の実施形態と同様である。
【０２４３】
目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔを不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１より高い値に設定する理由を、以下に説明する。
【０２４４】
本開示は、比較例のように高価なキセノン濃度計測器を用いる場合と異なり、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２又はレーザガスの排気量Ｑｅｘに基づいて、必要なキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを概算できるようにしたものである。従って、不純物ガストラップ６９等でトラップされるキセノンの量をほぼ無視できるとすれば、第１〜第１４の実施形態により、レーザチャンバ１０内のキセノンガス濃度を精度よく調整することができる。
【０２４５】
しかしながら、レーザガス再生装置５０においては、レーザチャンバ１０から排出されたレーザガスから不純物ガスがトラップされるだけでなく、何らかの原因で一部のキセノンガスがトラップされる可能性がある。このため、レーザガスの再生を繰り返すうちにキセノンガス濃度がわずかに低下する可能性がある。
その一方、図３６及び図３７を参照しながら説明したように、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度としては、ある程度の許容幅が存在する場合がある。
【０２４６】
そこで、第１５の実施形態において、目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔは、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度の範囲内で高めの値に設定される。これにより、何らかの原因で一部のキセノンガスがトラップされたとしても、レーザチャンバ１０内のキセノンガス濃度は、レーザ装置の性能が改善するキセノンガス濃度の範囲内となる。
【０２４７】
例えば、レーザガス再生装置５０の運転開始前においては、不活性ガス供給源Ｂから不活性新ガス、フッ素含有ガス供給源Ｆ２からフッ素含有ガスがレーザチャンバ１０に供給される。フッ素含有ガスと不活性新ガスとを混合したときのレーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度は、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１よりもわずかに低い値となる。
目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔを不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１より高い値に設定して、レーザガス再生装置５０を運転することにより、レーザチャンバ１０におけるキセノンガス濃度は、次第に目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔに近づく。仮に何らかの原因で一部のキセノンガスがトラップされたとしても、レーザチャンバ１０内のキセノンガス濃度は、不活性新ガスのキセノンガス濃度Ｃｘｅ１と目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔとの間に収まる。従って、レーザチャンバ１０内のキセノンガス濃度は許容範囲内となり、レーザ装置の性能の悪化が抑制される。
【０２４８】
１３．２  フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２に基づくキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの決定
第１及び第２の実施形態と同様に、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２に基づいてキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを決定する場合について説明する。
【０２４９】
第１５の実施形態において、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２に対するキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの流量比をＲｆ２とする。フッ素含有ガスとキセノン含有ガスとを混合したと仮定したときのキセノンガス濃度が目標キセノンガス濃度Ｃｘｅｍｔに等しくなるように、比Ｒｆ２は以下のように設定される。
Ｒｆ２＝Ｃｘｅｍｔ／（Ｃｘｅｂ−Ｃｘｅｍｔ）
ここで、Ｃｘｅｂは、キセノン含有ガスのキセノンガス濃度である。
上述の（式１）と同様に、キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝Ｒｆ２・Ｑｆ２      （式３）
【０２５０】
１３．３  レーザガスの排気量Ｑｅｘに基づくキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの決定
第３の実施形態と同様に、装置外部に排気されたレーザガスの排気量Ｑｅｘに基づいてキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅを決定する場合について説明する。
【０２５１】
第１５の実施形態において、レーザガスの排気量Ｑｅｘに対するキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの流量比をＲｅｘとすると、上述の（式２）と同様に、キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝Ｒｅｘ・Ｑｅｘ      （式４）
【０２５２】
一方、レーザガスの排気量Ｑｅｘ及びフッ素含有ガスのフッ素ガス濃度Ｃｆ２を用いて、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２は以下の式で表すことができる。
Ｑｆ２＝Ｑｅｘ／（１−１／２・Ｃｆ２）
この式と上述の式３から、キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは、以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝｛Ｒｆ２／（１−１／２・Ｃｆ２）｝Ｑｅｘ
この式と上述の式４から、レーザガスの排気量Ｑｅｘに対するキセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅの比Ｒｅｘは以下の通りとなる。
Ｒｅｘ＝Ｒｆ２／（１−１／２・Ｃｆ２）
【０２５３】
キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは、第４の実施形態と同様に、ガス制御部４７が使用する排気量Ｑｅｘのデータに基づいて決定されてもよい。この場合、フッ素含有ガスの供給量Ｑｆ２は排気量Ｑｅｘとほぼ等しくなる。そこで、上述の式３から、キセノン含有ガスの添加量Ｑｘｅは、以下の式で与えられる。
Ｑｘｅ＝Ｒｆ２・Ｑｅｘ
【０２５４】
第１５の実施形態に係るレーザガス再生装置においては、図３１又は図３２を参照しながら説明した再生ガスタンク８１ａ又は８１ｂが用いられてもよい。
第１５の実施形態に係るエキシマレーザ装置は、図３３を参照しながら説明した露光装置１００に用いられてもよい。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【国際調査報告】
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