(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンガスの濃度を全混合ガスの濃度に対して略一定に保つべく該ハロゲンガスをレーザチャンバ内に注入する第１の注入手段と、
希ガス及びバッファガスの混合ガスを前記レーザチャンバ内に注入する第２の注入手段と、
レーザ励起用電源からのレーザへの供給電圧を検出する検出手段と、
前記レーザチャンバ内のガスを排気する排気手段と、を有し、
レーザ出力を検知し、このレーザ出力をフィードバックすることによって該レーザ出力をほぼ一定に保つ制御を行うレーザ装置のガス制御装置において、
注入モードと排気モードとを交互に行い、
前記注入モードでは、レーザ出力が前記一定の安定出力とする制御及び波長制御に追随可能な範囲内で、レーザチャンバ内のハロゲンガスの補給をすべく前記第１の注入手段からの前記ハロゲンガスの注入量及びレーザチャンバ内の全ガス圧を上昇させるべく前記第２の注入手段からの前記希ガス及びバッファガスの混合ガスの注入量を制御し、これらのガスの注入によって上昇するレーザ出力を一定の安定出力に保つべく前記検出手段によって検出された供給電圧を該注入量に対応させて低下させる制御を行い、
前記排気モードでは、レーザ出力が前記一定の安定出力とする制御及び波長制御に追随可能な範囲内で前記排気手段による前記レーザチャンバ内のガスの排気量を制御し、このガスの排気によって下降するレーザ出力を一定の安定出力に保つべく前記検出手段によって検出された供給電圧を該排気量に対応させて上昇させる制御を行い、
供給電圧が低下して第１の電圧に達したときに前記注入モードから前記排気モードに切り換え、
供給電圧が上昇して前記第１の電圧より高い第２の電圧に達したときに前記排気モードから前記注入モードに切り換える
ことを特徴とするレーザ装置のガス制御装置。
【請求項２】
前記注入モードでは、前記供給電圧が連続的かつ緩やかに低下するように前記注入量を制御し、
前記排気モードでは、前記供給電圧が連続的かつ緩やかに上昇するように前記排気量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置のガス制御装置。
【請求項３】
前記レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な供給電圧範囲内で制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置のガス制御装置。
【請求項４】
前記レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な範囲内の上限供給電圧で前記排気モードから前記注入モードに切り換え、前記レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な範囲内の下限供給電圧で前記注入モードから前記排気モードに切り換える
ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のレーザ装置のガス制御装置。
【請求項５】
前記上限供給電圧は該上限供給電圧より所定量低い値であり、
前記下限供給電圧は該下限供給電圧より所定量高い値である
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ装置のガス制御装置。
【請求項６】
レーザ発振パルス数に対応して前記注入量及び前記排気量を制御する
ことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のレーザ装置のガス制御装置。
【請求項７】
前記注入モードから制御を開始し、
さらに、前記レーザチャンバには、レーザ発振前に最適の混合比をもつレーザガスが充填される
ことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載のレーザ装置のガス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ発振に伴い、レーザガスを構成する一部のガスのガス濃度が減少すること等によってレーザ出力が低下するエキシマレーザ等のレーザ装置のガス制御装置に関し、特に一定の安定出力制御に影響を与えることなく継続的なレーザ発振中にレーザガスの注入と排気とを適正に制御を行うことができるレーザ装置のガス制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エキシマレーザが用いるレーザガスは、ハロゲンガス、希ガス、およびバッファガスの混合ガスであり、例えばＫrＦエキシマレーザの場合は、Ｆ2、Ｋr、およびＮeの混合ガスを用い、ＡrＦエキシマレーザの場合は、Ｆ2、Ａr、およびＮeの混合ガスを用いている。
【０００３】
このエキシマレーザにおいて、レーザ発振を続けると、主として電極材料とハロゲンガスとの化合及びその化合物の生成によって、ハロゲンガスの減少とレーザガス内のダスト（不純物ガス）の増加とによってレーザ出力が減少する。一方、ハロゲンガス濃度を高くすると、レーザ出力が増加する。また、レーザ励起用電源電圧の上昇、下降によってレーザ出力もそれぞれ上昇、下降する。
【０００４】
そこで、例えば米国特許４９７７５７３号にはエキシマレーザの出力制御装置が記載され、これには、レーザ発振に伴って低下するレーザ出力を電源電圧の上昇を行うことによって一定のレーザ出力を得、電源電圧の上昇限界に達した時点で、ハロゲンガスをレーザチャンバ内に注入し、この注入によってレーザ出力が増大するため、電源電圧を下降させる制御を行って一定のレーザ出力を得られるようにしている。また、必要なとき、ハロゲンの注入前後にレーザチャンバ内のレーザガスを排気し、上述したダストを除去し、リフレッシュするようにし、これにより、一定の安定出力を比較的長く維持することができる。
【０００５】
すなわち、図６は従来のレーザ装置のガス制御装置でのガス制御に基づく時間と電源電圧との関係を示すものであり、図６において、レーザ発振による時間の経過に伴い、ハロゲンガスが減少し、レーザ出力が低下するため、電源電圧を上昇させて一定のレーザ出力が得られるように制御を行うが、一定のレーザ出力に制御できる電源電圧の範囲Ｅ１０内で、電源電圧が制御範囲内の上限に達したタイミングＴ１〜Ｔ４の時点でハロゲンガスの注入が行われる。このハロゲンガスの注入によって、レーザ出力が増大するため、電源電圧を減少する制御がなされる。また、タイミングＴ４の近傍のように、ハロゲンガスの注入によってもレーザ出力が大きく増大しない場合には、このタイミングＴ４の前後においてレーザチャンバ内のレーザガスの排気を行い、レーザガスのリフレッシュを行うようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のガス制御装置では、レーザチャンバ内にハロゲンガスが急激に注入されるため、レーザチャンバ内のガス流が乱れ、レーザ出力が過渡的に不安定になるという問題点があった。特に、図６のタイミングＴ１〜Ｔ４においてハロゲンガスが注入された直後は、急激に電源電圧を減少させる制御を行うため、たとえレーザ出力を一定に保つことができたとしても、レーザ波長の制御が追随できない場合が生ずるという問題点があった。
【０００７】
また、レーザガスの排気は、ハロゲンガスが注入されるタイミングＴ４の直前あるいは直後に行われるため、電源電圧上限近傍で電源電圧が上昇傾向にある場合、この排気処理によって電源電圧をさらに高くする制御が行われるため、電源電圧が制御範囲を超えて制御不能になる事態が生じるという問題点もあった。
【０００８】
さらに、レーザガスの排気処理は、ハロゲンガスの注入に引き続いて行われるため、注入されたハロゲンガスがそのまま排気される可能性が高く、ハロゲンガスの有効利用がなされず、効率的なレーザガスの交換を行うことができないという問題点があった。
【０００９】
一方、エキシマレーザのようなレーザ装置では、レーザ発振の停止あるいは不安定なレーザ発振を余儀なくされるガス交換なしに、長期間にわたって継続的なレーザ発振が可能となることが要望されている。
【００１０】
そこで、本発明は、かかる問題点を除去し、レーザ発振の停止あるいは不安定なレーザ発振をすることなくレーザガスの交換処理を行い、かつ長期間にわたって継続的なレーザ発振を可能とするレーザ装置のガス制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および効果】
第１の発明は、ハロゲンガスの濃度を全混合ガスの濃度に対して略一定に保つべく該ハロゲンガスをレーザチャンバ内に注入する第１の注入手段と、希ガス及びバッファガスの混合ガスを前記レーザチャンバ内に注入する第２の注入手段と、レーザ励起用電源からのレーザへの供給電圧を検出する検出手段と、前記レーザチャンバ内のガスを排気する排気手段と、を有し、レーザ出力を検知し、このレーザ出力をフィードバックすることによって該レーザ出力をほぼ一定に保つ制御を行うレーザ装置のガス制御装置において、注入モードと排気モードとを交互に行い、前記注入モードでは、レーザ出力が前記一定の安定出力とする制御及び波長制御に追随可能な範囲内で、レーザチャンバ内のハロゲンガスの補給をすべく前記第１の注入手段からの前記ハロゲンガスの注入量及びレーザチャンバ内の全ガス圧を上昇させるべく前記第２の注入手段からの前記希ガス及びバッファガスの混合ガスの注入量を制御し、これらのガスの注入によって上昇するレーザ出力を一定の安定出力に保つべく前記検出手段によって検出された供給電圧を該注入量に対応させて低下させる制御を行い、前記排気モードでは、レーザ出力が前記一定の安定出力とする制御及び波長制御に追随可能な範囲内で前記排気手段による前記レーザチャンバ内のガスの排気量を制御し、このガスの排気によって下降するレーザ出力を一定の安定出力に保つべく前記検出手段によって検出された供給電圧を該排気量に対応させて上昇させる制御を行い、供給電圧が低下して第１の電圧に達したときに前記注入モードから前記排気モードに切り換え、供給電圧が上昇して前記第１の電圧より高い第２の電圧に達したときに前記排気モードから前記注入モードに切り換えることを特徴とする。
【００１２】
第１の発明では、ハロゲンガス、希ガス、およびバッファガスの注入及びレーザチャンバ内のガスの排気を、一定のレーザ出力の制御及び波長制御に影響を与えることなく行うことができ、レーザチャンバ内のガスの一部のガス交換を行うことができるので、一定のレーザ出力を長時間にわたって得ることができる。しかも、注入モードと排気モードとに分離して制御されるため、注入されたハロゲンガス等が直ちに排気されることがないので、レーザチャンバ内のガス交換が効率的に行われる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記注入モードでは、前記供給電圧が連続的かつ緩やかに低下するように前記注入量を制御し、前記排気モードでは、前記供給電圧が連続的かつ緩やかに上昇するように前記排気量を制御することを特徴とする。
【００１４】
第２の発明では、供給電圧が連続的かつ緩やかに低下するように注入量あるいは排気量が制御されるため、一定のレーザ出力を安定して得ることができる。
【００１５】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な供給電圧範囲内で制御することを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な供給電圧範囲内で制御されるため、制御を確実に行うことができる。
【００１７】
第４の発明は、第１から第３の発明において、前記レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な範囲内の上限供給電圧で前記排気モードから前記注入モードに切り換え、前記レーザ出力を一定の安定出力に保つ制御が可能な範囲内の下限供給電圧で前記注入モードから前記排気モードに切り換えることを特徴とする。
【００１８】
第４の発明では、注入モードと排気モードとが上限供給電圧あるいは下限供給電圧に達した場合に切り換えられるので、注入モードと排気モードとの切換回数を少なくすることができ、これにより、注入されたハロゲンガス等が有効利用される。
【００１９】
第５の発明は、第４の発明において、前記上限供給電圧は該上限供給電圧より所定量低い値であり、前記下限供給電圧は該下限供給電圧より所定量高い値であることを特徴とする。
【００２０】
これにより、所定のマージンが設けられるため、制御が暴走することなく、確実な制御を行うことができる。
【００２１】
第６の発明は、第１から第５の発明において、レーザ発振パルス数に対応して前記注入量及び前記排気量を制御することを特徴とする。
【００２２】
第６の発明では、レーザ発振に伴ってハロゲンガスが消費されることに着目し、レーザ発振パルス数に対応して注入量及び排気量を制御するようにしているので、適正な注入量及び排気量として制御することができる。
【００２３】
第７の発明は、第１から第６の発明において、前記注入モードから制御を開始し、さらに、前記レーザチャンバには、レーザ発振前に最適の混合比をもつレーザガスが充填される  ことを特徴とする。
【００２４】
これにより、当初最適な混合比をもつレーザガスを排気することがないので、充填されたレーザガスを有効利用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態であるガス制御装置が搭載されたエキシマレーザの構成を示す図である。
【００２７】
図１において、エキシマレーザ１のレーザチャンバ２内には、図示しない放電電極等を有し、レーザ電源５からの供給電圧による放電電極間のパルス放電によって、レーザチャンバ２内に充填されたＫr，Ｆ2，Ｎeの混合ガスからなるレーザガスが励起され、レーザ発振が行われる。発光した光は、狭帯域化ユニット３によって狭帯域化され、再びレーザチャンバ２に戻って増幅され、フロントミラー４を介して発振レーザ光Ｌとして出力される。
【００２８】
レーザ電源５は、制御部９から送られた電圧データをもとに放電電極間に電位差を与えてパルス放電を行わせる。このレーザ電源５は、図示しない充電回路により電荷を一旦蓄えた後、例えばＧＴＯやサイリスタ等のスイッチ素子の動作によってパルス放電を行わせる。
【００２９】
フロントミラー４、レーザチャンバ２および狭帯域化ユニット３で構成される共振器から発振されたレーザ光Ｌは、ビームスプリッタ１０によってその一部がサンプリングされ、レンズ１１を介して光モニタモジュール１２に入射される。また、その残りのレーザ光Ｌは、図示しない露光装置等に出射され、利用される。
【００３０】
光モニタモジュール１２は、パルス発振が行われる度に、出力レーザ光Ｌの１パルス当りのエネルギーを検出し、この検出パルスエネルギー値が制御部９に送られる。また、光モニタモジュール１２は、図示しない基準光とモニタされたレーザ光Ｌとの干渉縞を検出し、この検出結果を制御部９に送出する。なお、光モニタモジュール１２は、パルスエネルギーと干渉縞との検出とを同一モジュールで行うようにしているが、別々のモジュールで行うようにしてもよい。
【００３１】
制御部９は、光モニタモジュール１２から送られた検出パルスエネルギー値をもとに、一定のレーザ出力となるようにレーザ電源５を介して放電電極に供給される電源電圧をフィードバック制御する。また、制御部９内の波長制御部９ａは、光モニタモジュール１２から送られた干渉縞をもとに波長ずれを算出し、この波長ずれをなくすように狭帯域化モジュール３を介してフィードバック制御する。すなわち、狭帯域化ユニット３内のグレーティング等の波長選択素子を回転等する制御を行って、所望の波長をもつレーザ光Ｌが発振するように波長制御を行う。
【００３２】
レーザチャンバ２内には、当初、レーザ発振に最も適切な混合比をもつＫr，Ｆ2，Ｎeからなる混合ガスが充填されているが、レーザパルス発振の回数とともに、ハロゲンガス（Ｆ2）が減少し、電源電圧一定のもとでは、レーザ出力が低下する現象をもたらすため、注入モードでは、レーザチャンバ２内には栓６ａを介してＫr，Ｆ2，Ｎeからなる３元ガス６が注入され、栓７ａを介してＫr，Ｎeからなる二元ガス７が注入される。
【００３３】
また、排気モードでは、栓８ａを介し、排気装置８によって、レーザチャンバ２内のレーザガスが排気される。
【００３４】
これらの注入及び排気処理は、制御部９によって制御され、この制御は、ガス注入／排気制御部９ｂによる栓６ａ，７ａ，８ａの開閉制御によって行われる。
【００３５】
制御部９は、上述したように、一定の波長をもつ一定のレーザ出力が安定して出力されるように制御するが、特に一定のレーザ出力制御は、レーザ出力が、レーザチャンバ２内に充填された全ガス圧、ハロゲンガス圧、電源電圧の３つの要素の関数となっていることに基づいて行われる。ここで、レーザ出力は、全ガス圧が上昇すれば増大し、ハロゲンガス圧が上昇すれば増大し、電源電圧が上昇すれば増大する。従って、一定のレーザ出力に制御する場合、例えば、ハロゲンガス圧が一定の場合に、全ガス圧が増大する場合は、電源電圧を減少させればよく、逆に全ガス圧が減少する場合は、電源電圧を増大させればよい。
【００３６】
従って、制御部９は、一定のレーザ出力に保つため、基本的に、光モニタモジュール１２からの検出パルスエネルギー値が所望の値よりも減少している場合には、基本的に電源電圧を増大させる制御を行い、検出パルスエネルギー値が所望の値よりも増大している場合には、基本的に電源電圧を減少させる制御を行うが、レーザパルス発振の回数の増大に伴ってレーザ出力が低下するため、周期の大きな制御として、全ガス圧及びハロゲンガス圧とを増大させる制御を行い、この制御によるレーザ出力の増大を補うため、電源電圧を低下させる制御を行うとともに、レーザチャンバ２内のレーザガスの排気を行うことによる全ガス圧及びハロゲンガス圧が減少し、レーザ出力が減少するため、電源電圧を増大させる制御を行う。
【００３７】
すなわち、制御部９は、ハロゲンガス、希ガス、およびバッファガスの注入及び排気を大きな周期で制御を行う。
【００３８】
例えば、１００％ハロゲンガスが使用できるとすれば、注入モードにおけるハロゲンガスの注入量Ｇｈは、
Ｇｈ＝（ハロゲンガス消費量＋目標値×最適ハロゲンガス濃度）×レーザパルス発振数
となり、
希ガス（Ｋr）とバッファガス（Ｎe）との混合ガスの注入量Ｇｒは、
Ｇｒ＝目標値×（１−最適ハロゲンガス濃度）×レーザパルス発振数
となる。ここで、目標値とは、電源電圧を低下させるに十分な量である。このため、電源電圧の低下量を小さくする場合には、目標値が小さくなり、最終的な注入量Ｇｈ，Ｇｒは少なくなる。また、ここでは、レーザパルス発振数に応じて注入量Ｇｈ，Ｇｒを制御するようにしている。これは、レーザパルス発振数に伴ってハロゲンガス消費量、すなわちハロゲンガスの減少が増大し、ダストも増大するからである。これにより、レーザチャンバ２内の希ガス及びバッファガスの濃度に対するハロゲンガスの濃度を、最適ハロゲンガス濃度（Ｇｈ／Ｇｒ＝０．１５％）に制御することができる。
【００３９】
但し、ハロゲンガスのみからなる純度の高いガスとすることは現段階において難しく、保存上からも望ましくないため、Ｋr，Ｆ2，Ｎeからなる三元ガス６とＫr，Ｎeからなる二元ガス７とをレーザチャンバ２内に注入することによって、全ガス圧及びハロゲンガス圧を増大させ、レーザチャンバ２内のレーザガスを排気することによって全ガス圧及びハロゲンガス圧を減少させている。
【００４０】
実際に、三元ガス６は、混合比が一例をあげればＦ2：Ｋr：Ｎe＝１％：１．２５％：９７．７５％であり、二元ガス７は、混合比がＫr：Ｎe＝１．２５％：９８．７５％である。この三元ガス６及び二元ガス７を用いても、三元ガス６内の希ガス及びバッファガスの量を修正することにより、上述した注入量を制御することができる。すなわち、三元ガス６の注入量Ｇｈ’は、
Ｇｈ’＝Ｇｈ／ハロゲンボンベ濃度
二元ガス７の注入量Ｇｒ’は、
Ｇｒ’＝Ｇｒ−Ｇｈ’×（１−ハロゲンボンベ濃度）
とすると、レーザチャンバ２内のハロゲンガス濃度は、
Ｇｈ’×ハロゲンボンベ濃度／（Ｇｒ’＋Ｇｈ’）＝Ｇｈ／Ｇｒとなり、最適ハロゲンガス濃度となる。
【００４１】
従って、三元ガス６及び二元ガス７を用いても、ハロゲンガスのみの注入量と希ガス，バッファガスからなる混合ガスのみの注入量とをそれぞれ制御することができる。つまり、ボンベ濃度が変わっても、設定値を入れるだけで全く同じ制御が可能である。
【００４２】
次に、制御部９によるガス注入／排気制御とこれに伴う電源電圧制御について説明する。
【００４３】
図２は、制御部９によるレーザ発振パルス数に対する電源電圧及びレーザチャンバ２内のガス圧の変化を示す図である。
【００４４】
図２（ａ）において、レーザ発振当初においては最適なレーザガスがレーザチャンバ２内に充填されており、レーザ発振パルス数の増大に伴い、ハロゲンガスが消費されるため、ハロゲンガス圧及び全ガス圧が減少する。このため、当初、すなわちレーザ発振パルス数Ｎ０からＮ１までの間は、注入モードとなり、上述したハロゲンガス、及び希ガス，バッファガスからなる混合ガスがレーザチャンバ２内に供給される。このガス注入に伴って全ガス圧は徐々に上昇し（図２（ｂ）、レーザ出力は上昇するため、制御部９は、電源電圧を徐々に減少させる処理を行う（図２（ａ））。これによって、注入モードｍ１では、一定のレーザ出力が安定して得られる。なお、制御部９は、波長制御部９ａによって波長制御も行うが、制御部９は、一定のレーザ出力制御及び波長制御に影響を及ぼさない程度の電源電圧の変動、すなわち目標値を適切に設定することによって、適正な注入量を制御する。
【００４５】
一方、注入モードｍ１において、電源電圧が徐々に減少するが、電源電圧がＶminに達すると、制御部９は、排気モードｍ２に切り換えられる。この切換によって、制御部９は、ハロゲンガス、希ガス、バッファガスの注入を停止し、排気装置８によってレーザチャンバ２内のレーザガスを徐々に排気する。この排気も、注入と同様に、一定のレーザ出力制御及び波長制御に影響を及ぼさない程度に行う必要がある。すなわち、レーザチャンバ２内のレーザガスが不均一な圧力状態が生じたり、脈動が生じないように排気すべく排気量を制御する。また、この排気量は、注入モードｍ１と同様にレーザ発振パルス数に応じて徐々に排気する。そして、電源電圧が徐々に上昇し、この電源電圧がＶmaxに達した時点で、制御部９は注入モードｍ３に切り換え、注入モードｍ１と同様な制御を実行する。尚、ガスを徐々に排気する場合は排気動作中のハロゲンガス消費分を補い、ハロゲンガス濃度を一定にするためにレーザ発振パルス数に応じたハロゲンガス注入を行ってもよい。
【００４６】
ところで、このようなレーザ出力制御及び波長制御が可能な電源電圧の範囲は、図２（ａ）に示す最大電源電圧ＶAと最小電源電圧ＶBとの間に挟まれる領域であるが、上述したように、制御部９は、最大電源電圧ＶAよりも所定量小さい上限電源電圧Ｖmaxで排気モードから注入モードに切り換えるようにし、最小電源電圧ＶBよりも所定量大きい下限電源電圧Ｖminで注入モードから排気モードに切り換えるようにしている。これは、例えば、排気モードから注入モードへの切換時に、排気による全ガス圧の減少を補うための電源電圧の上昇によって電源電圧が最大電源電圧ＶAを超え制御範囲外となって制御不能となることを確実に防止するためである。
【００４７】
図３は、図２（ａ）の注入モードｍ１における電源電圧の変化を拡大した図である。図３において、ハロゲンガス、希ガス、バッファガスのレーザチャンバ２内への注入時点はＰ１〜Ｐ３で示している。これらの注入間隔は、予め設定されたレーザ発振パルス数ΔＮによって決定される。もちろん、このレーザ発振パルス数ΔＮは、電源電圧の下降あるいは上昇、さらには、全レーザ発振パルス数との関係で随時決定するようにしてもよい。また、制御部９は、このレーザ発振パルス数ΔＮや上述した注入量あるいは排気量を、一度制御した結果をもとに学習するようにしてもよい。なお、図３におけるΔＮは、実際約３０分間隔で行っており、約２万パルス程度のレーザ発振が少なくとも行われる。
【００４８】
ここで、上述した注入／排気制御及び電源電圧制御について図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４９】
図４において、まず、レーザチャンバ２内にハロゲンガス：希ガス：バッファガスの分圧比が適正で、かつ全ガス圧を図２に示すようにガス圧Ｐsに設定する（ステップＳ１）。さらに、電源電圧の制御範囲であるＶmaxからＶminを設定し、レーザ発振パルス数ΔＮ毎のガス注入量ΔＧを設定する（ステップＳ２）。このガス圧Ｐsでは、所望の一定レーザ出力を得るための電源電圧はＶmaxとなるように設定される。
【００５０】
その後、レーザ発振が開始されると（ステップＳ３）、制御部９は、当初注入モードで、ガス補給後のレーザ発振回数がΔＮになったか否かを判断し（ステップＳ４）、ΔＮに満たない場合は、ステップＳ３に移行してレーザ発振を継続し、ΔＮになった場合は、ΔＧのガスを三元ガス６及び二元ガス７からレーザチャンバ２内に補給するとともに、レーザ出力が一定となるように電源電圧を低下させる処理を行う（ステップＳ５）。その後、さらに電源電圧がＶminになったか否かを判断し（ステップＳ６）、Ｖminに達しない場合は、ステップＳ３に移行して上述した処理を繰り返し、Ｖminに達した場合は、制御部９は注入モードから排気モードに移行する。
【００５１】
排気モードでは、レーザチャンバ２内のレーザガスを徐々に排気（必要に応じて消費分のハロゲンガスの注入を）するとともに、レーザ出力が一定となるように電源電圧を上昇させる処理を行う（ステップＳ７）。その後、電源電圧がＶmaxに達したか否かを判断し（ステップＳ８）、Ｖmaxに達していない場合は、ステップＳ７に移行してレーザガスの排気を継続し、Ｖmaxに達している場合は、ステップＳ３に移行し、再度注入モードに切り換えられて上述した処理を繰り返す。
【００５２】
このようにして、長時間の連続的レーザ発振中において、注入モードと排気モードとを電源電圧ＶmaxとＶminとの到達によって切り換え、緩やかにハロゲンガス、及び希ガスとバッファガスの補給を行うとともに、排気を行うようにして、レーザチャンバ２内のレーザガスの一部交換を行うようにしている。
【００５３】
また、このような制御を行うことによって、ダストの影響を一定以下に抑えることが可能なため、原理的には他部品の寿命までレーザ発振可能であり、現実には、少なくとも７日間連続で１０００万パルスの連続的なパルス発振を特別なレーザガス交換なしに、一定の安定したレーザ出力を得ることができる。
【００５４】
ところで、上述した実施の形態では、注入モードと排気モードとのレーザ発振パルス数がほぼ同じものであるが、排気モードでの排気によるレーザガス出力の変化に与える影響は少ないと考えられるので、排気モードにおける排気に伴う電源電圧の上昇傾きを注入モードにおける電源電圧の下降傾きに比較して大きくするようにしてもよい。
【００５５】
図５は、レーザ発振パルス数に対する排気モードにおける電源電圧の上昇傾きを注入モードにおける下降傾きに比べて大きくした制御を行った場合の電源電圧と全ガス圧との変化を示す図である。図５のように排気モードにおけるレーザ発振パルス数を少なくしても上述した実施の形態と同様な作用効果を得ることができるとともに、レーザガス交換の回数が増えるのでレーザガスのリフレッシュ効果が大きくなり、特にレーザチャンバ２内のダストの減少効果を大きくすることができる。
【００５６】
もちろん、それとは逆に注入モードのレーザ発振パルス数を排気モードのレーザ発振パルス数より少なくするようにしても、上述した実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるガス制御装置が搭載されたエキシマレーザの構成を示す図である。
【図２】レーザ発振パルス数に対する電源電圧及びレーザチャンバ内のガス圧の変化を示す図である。
【図３】注入モードにおけるレーザ発振パルス数に対する電源電圧の変化を拡大した図である。
【図４】注入／排気制御及び電源電圧制御の手順を示すフローチャートである。
【図５】レーザ発振パルス数に対する排気モードでの電源電圧の上昇傾きを中モードでの下降傾きに比べて大きくした場合の電源電圧と全ガス圧との変化を示す図である。
【図６】従来のレーザ装置のガス制御装置でのガス制御に基づく時間と電源電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…エキシマレーザ  ２…レーザチャンバ  ３…狭帯域化ユニット
４…フロントミラー  ５…レーザ電源  ６…三元ガス  ７…二元ガス
８…排気装置  ６ａ，７ａ，８ａ…栓  ９…制御部  ９ａ…波長制御部
９ｂ…ガス注入／排気制御部  １０…ビームスプリッタ  １１…レンズ
１２…光モニタモジュール  Ｌ…レーザ光  ｍ１，ｍ３…注入モード
ｍ２…排気モード  Ｎ０〜Ｎ３…レーザ発振パルス数  Ｖmax…上限電源電圧
Ｖmin…下限電源電圧
【図１】
0003831796.tif 000002
【図２】
0003831796.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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