エキシマレーザ装置及びエキシマレーザシステム
【課題】レーザチャンバ内の全ガス交換の回数を抑制する。
【解決手段】このエキシマレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部を含んでもよい。そして、ガス供給部による第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気の両者を行う部分ガス交換制御と、を選択的に行ってもよい。
【解決手段】このエキシマレーザ装置は、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部を含んでもよい。そして、ガス供給部による第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気の両者を行う部分ガス交換制御と、を選択的に行ってもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エキシマレーザ装置及びエキシマレーザシステムに関する。
【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及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。例えば、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７７４１６３９号公報
【概要】
【０００４】
本開示の第１の観点に係るエキシマレーザ装置は、ガスを封入するレーザチャンバと、レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、電極間に電圧を供給する電源部と、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備えてもよい。ガス制御部は、ガス供給部による第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、を選択的に行ってもよい。
【０００５】
本開示の第２の観点に係るエキシマレーザシステムは、ガスを封入する第１のレーザチャンバと、第１のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第１の電極と、第１のレーザチャンバを挟んで配置された第１の共振器と、を含む第１のエキシマレーザ装置と、ガスを封入する第２のレーザチャンバと、第２のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第２の電極と、第２のレーザチャンバを挟んで配置された第２の共振器と、を含み、第１のエキシマレーザ装置から出力されたレーザ光を増幅する第２のエキシマレーザ装置と、第１の電極間及び第２の電極間に電圧を供給する少なくとも１つの電源部と、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスの第１のレーザチャンバ及び第２のレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、第１のレーザチャンバ及び第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備えてもよい。ガス制御部は、ガス供給部による第２レーザガスの第１のレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部による第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第１のガス圧制御と、ガス供給部による第２レーザガスの第２のレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部による第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第２のガス圧制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスの第１のレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部による第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第１の部分ガス交換制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスの第２のレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部による第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第２の部分ガス交換制御と、を選択的に行ってもよい。
【０００６】
本開示の第３の観点に係るエキシマレーザ装置は、ガスを封入するレーザチャンバと、レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、電極間に電圧を供給する電源部と、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備えてもよい。ガス制御部は、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、ガス供給部による第１レーザガスのレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、を選択的に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置の構成を模式的に示す。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図４】図４は、第１の実施形態において電極間の印加電圧を制御するためのフローチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態においてエキシマレーザ装置のデューティーを算出するためのフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図６Ｄ】図６Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。
【図６Ｆ】図６Ｆは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｅにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、レーザチャンバ内のガス圧と図８Ａにおいて算出されるガス交換量との関係を示すグラフである。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図８Ｃにおいて算出されるガス交換量との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、図３に示すガス圧制御のフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示すハロゲンガス分圧の減少量を算出する処理のフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図９に示す第２レーザガス注入バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図９に示す排気バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【図１２】図１２は、図３に示すハロゲンガス補充制御のフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１２に示す第１レーザガスの注入量を算出する処理のフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１２に示すハロゲンガス補充制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。
【図１５】図１５は、図３に示す部分ガス交換制御のフローチャートである。
【図１６】図１６は、図１５に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理のフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１５に示す部分ガス交換制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図２１】図２１は、図１９に示す部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のフローチャートである。
【図２２】図２２は、図２１に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理のフローチャートである。
【図２３】図２３は、第３の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。
【図２４】図２４は、第３の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。
【図２５】図２５は、第３の実施形態におけるガス制御の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制御の状態遷移図である。
【図２７】図２７は、第４の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図２８】図２８は、第５の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。
【図２９】図２９は、第５の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図３０Ａ】図３０Ａは、第６の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図３０Ａに示すパワーオシレータの構成を模式的に示す。
【実施形態】
【０００８】
＜内容＞
１．概要
２．用語の説明
３．エキシマレーザ装置の全体説明
３．１ レーザチャンバ
３．２ 光共振器
３．３ 各種センサ
３．４ レーザ制御部
３．５ ガス制御装置
４．エキシマレーザ装置におけるガス制御
４．１ ガス制御の概略
４．２ メインフロー
４．３ レーザ制御部による電圧制御
４．４ レーザ制御部によるデューティー算出
４．５ ガス制御間隔の算出（Ｓ３００の詳細）
４．６ ハロゲンガス分圧の算出（Ｓ４００の詳細）
４．７ ガス交換量の算出（Ｓ５００の詳細）
４．８ ガス圧制御（Ｓ６００の詳細）
４．９ ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００の詳細）
４．１０ 部分ガス交換制御（Ｓ８００の詳細）
５．第２の実施形態（部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御の一体化制御）
５．１ ガス制御の概略
５．２ メインフロー
５．３ ガス制御間隔の算出（Ｓ３４０の詳細）
５．４ 部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０の詳細）
６．第３の実施形態（ＭＯＰＯシステム）
６．１ ＭＯＰＯシステムの全体説明
６．２ ＭＯＰＯシステムにおけるガス制御
７．第４の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける制御の一体化）
８．第５の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける充電器の一体化）
９．第６の実施形態（リング共振器を有するＭＯＰＯシステム）
【０００９】
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。
【００１０】
１．概要
露光装置用のエキシマレーザ装置は、長時間安定して所望のパルスレーザ光を出力することが求められ得る。エキシマレーザ装置において長時間レーザ発振させると、レーザチャンバ内において不純物が生成され、その不純物がレーザ光を吸収したり、放電の状態を悪化させたりすることによって、エキシマレーザ装置が所望のパルスレーザ光を出力できなくなり得る。そのような場合には、レーザ発振を停止させて、レーザチャンバ内の殆ど全てのガスを排気し、その後、新たにレーザ媒質となるガスを注入する必要があり得る。この工程を全ガス交換と呼ぶ。しかしながら、レーザ発振の停止中は、露光装置において露光を行うことができなくなり得る。
【００１１】
本開示の１つの観点によれば、レーザ発振中に、レーザチャンバ内のガス圧制御、ハロゲンガス補充制御、部分ガス交換制御を選択的に行ってもよい。これにより、レーザチャンバ内の環境悪化を抑制し、全ガス交換の回数を抑制し得る。
【００１２】
２．用語の説明
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
「第１レーザガス」は、ハロゲンガスを含むレーザガスであってもよい。
「第２レーザガス」は、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低いレーザガスであってもよい。
「ガス圧制御」は、第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを使い分ける制御であってもよい。
「ハロゲンガス補充制御」は、第１レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を順次行う制御であってもよい。
「部分ガス交換制御」は、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を順次行う制御であってもよい。
【００１３】
３．エキシマレーザ装置の全体説明
図１は、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置の構成を模式的に示す。図１に示すエキシマレーザ装置は、レーザチャンバ１０と、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）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、光センサモジュール１７と、レーザ制御部３０と、ガス制御装置４０と、を含んでもよい。図１に示すエキシマレーザ装置は、エキシマレーザ装置から出力されるレーザ光を用いて露光を行う露光装置１００に接続されてもよい。
【００１４】
３．１ レーザチャンバ
レーザチャンバ１０は、例えばアルゴン、ネオン及びフッ素等を含むレーザ媒質としてのレーザガスが封入されるチャンバでもよい。一対の電極１１ａ及び１１ｂは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ１０内に配置され得る。充電器１２は、例えば電源装置に接続されたコンデンサによって構成されてもよく、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧を印加するための電気エネルギーを保持し得る。パルスパワーモジュール１３は、レーザ制御部３０によって制御されるスイッチ１３ａを含んでもよい。スイッチ１３ａがＯＦＦからＯＮになると、パルスパワーモジュール１３は、充電器１２に保持されてい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電極１１ａ及び１１ｂ間に印加してもよい。
【００１５】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧が印加されると、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に放電が起こり得る。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザ媒質が励起されて高エネルギー準位に移行し得る。励起されたレーザ媒質が、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光を放出し得る。
【００１６】
レーザチャンバ１０の両端にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられてもよい。レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射し得る。
【００１７】
３．２ 光共振器
狭帯域化モジュール１４は、プリズム１４ａと、グレーティング１４ｂとを含んでもよい。プリズム１４ａは、レーザチャンバ１０から出射された光のビーム幅を拡大させるとともに、その光をグレーティング１４ｂ側に透過させ得る。また、プリズム１４ａは、グレーティング１４ｂからの反射光のビーム幅を縮小させるとともに、その光をレーザチャンバ１０側に透過させ得る。また、プリズム１４ａは、光を透過させるとき、光の波長に応じて異なった角度で光を屈折させ得る。従って、プリズム１４ａは波長分散素子としても機能し得る。
【００１８】
グレーティング１４ｂは、高反射率の材料によって構成され、表面に多数の溝が所定間隔で形成された波長分散素子であり得る。各溝は例えば三角溝であってもよい。プリズム１４ａからグレーティング１４ｂに入射した光は、各溝の斜面において、各溝の方向（図１における上下方向）に対して垂直な多方向に反射し得る。１つの溝において反射した反射光と、他の１つの溝において反射した反射光とが重なり合うとき、それらの反射光の間の光路長の差は、それらの反射光の反射角度に依存し得る。そして、当該光路長の差に対応する波長の光は、それらの反射光どうしで位相が一致して強め合うことができ、当該光路長の差に対応しない波長の光は、それらの反射光どうしで位相が一致せずに弱め合うことができる。この干渉作用の結果、反射角度に応じて特定の波長付近の光を取り出すことができ、当該特定の波長の光を多く含む光がプリズム１４ａを介してレーザチャンバ１０に戻され得る。
【００１９】
このように、プリズム１４ａとグレーティング１４ｂとによって、特定の波長の光を取り出してレーザチャンバ１０側に戻すことによって、レーザ光のスペクトル幅を低減する狭帯域化モジュール１４が構成され得る。
【００２０】
出力結合ミラー１５の表面には、部分反射膜がコーティングされていてもよい。従って、出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ１０から出力される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内に戻してもよい。
【００２１】
出力結合ミラー１５とグレーティング１４ｂとの間の距離は、レーザチャンバ１０から出力される所定波長の光が定常波を形成する距離に設定され得る。従って、狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５とで、光共振器が構成され得る。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、レーザチャンバ１０内の電極１１ａと電極１１ｂとの間（レーザゲイン空間）を通過する度に増幅され得る。増幅された光の一部が、出力結合ミラー１５を介して、出力レーザ光として出力され得る。
【００２２】
３．３ 各種センサ
圧力センサ１６は、レーザチャンバ１０内のガス圧を検出し、ガス制御装置４０に出力してもよい。光センサモジュール１７は、ビームスプリッタ１７ａと、集光光学系１７ｂと、光センサ１７ｃとを含んでもよい。ビームスプリッタ１７ａは、出力結合ミラー１５を透過した出力レーザ光を高い透過率で露光装置１００に向けて透過させるとともに、出力レーザ光の一部を集光光学系１７ｂに向けて反射してもよい。集光光学系１７ｂは、ビームスプリッタ１７ａによって反射された光を光センサ１７ｃの感光面上に集光してもよい。光センサ１７ｃは、感光面に集光されたレーザ光のパルスエネルギーに関する値を検出し、検出したパルスエネルギーに関する値に基づくデータをレーザ制御部３０に出力してもよい。
【００２３】
３．４ レーザ制御部
レーザ制御部３０は、露光装置１００に設けられた露光装置コントローラ１１０との間で各種信号を送受信してもよい。例えば、露光装置コントローラ１１０からレーザ光出力開始信号を受信してもよい。また、レーザ制御部３０は、充電器１２に対して充電電圧の設定信号を送信したり、パルスパワーモジュール１３に対してスイッチＯＮ又はＯＦＦの指令信号を送信したりしてもよい。
【００２４】
レーザ制御部３０は、光センサモジュール１７からパルスエネルギーに基づくデータを受信してもよく、このパルスエネルギーに基づくデータを参照して充電器１２の充電電圧を制御してもよい。充電器１２の充電電圧を制御することにより、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧が制御されてもよい。
【００２５】
また、レーザ制御部３０は、光センサモジュール１７から受信したデータに基づいて、エキシマレーザ装置の発振パルス数を計数してもよい。また、レーザ制御部３０は、ガス制御装置４０に設けられたガス制御部４７との間で各種信号を送受信してもよい。例えば、レーザ制御部３０は、エキシマレーザ装置の発振パルス数のデータをガス制御装置４０に送信してもよい。
【００２６】
３．５ ガス制御装置
ガス制御装置４０は、フッ素ガス（Ｆ２）等のハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器Ｆ２と、バッファガスを含む第２レーザガスを収容した第２容器Ｂと、に接続されてもよい。第１レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。第２レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。第１容器Ｆ２及び第２容器Ｂのガス取り出し口にはそれぞれバルブが設けられていてもよいが、少なくともエキシマレーザ装置が起動している間はこれらのバルブは開いていてよい。
【００２７】
ガス制御装置４０は、排気ポンプ４６と、ガス制御部４７と、以下に説明する各種バルブ及びマスフローコントローラと、を含んでもよい。レーザチャンバ１０には第１の配管４１の一端が接続され、第１の配管４１にはコントロールバルブＣ−Ｖが設けられていてもよい。第１の配管４１の他端には、第１容器Ｆ２に接続された第２の配管４２と、第２容器Ｂに接続された第３の配管４３と、排気ポンプ４６に接続された第４の配管４４と、が接続されていてもよい。
【００２８】
第２の配管４２には、第１レーザガスの供給を制御する第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖが設けられていてもよい。第２の配管４２は途中で二股に分かれ、一方にはマスフローコントローラＦ２−ＭＦＣが設けられ、他方にはバイパスバルブＦ２−Ｖ２が設けられていてもよい。バイパスバルブＦ２−Ｖ２は、レーザ発振を停止して全ガス交換を行うときにのみ開かれ、レーザ発振中は常時閉めておくものとしてもよい。レーザ発振中に第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するときは、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを開き、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣによってレーザチャンバ１０内に供給される第１レーザガスの流量を制御してもよい。
【００２９】
第３の配管４３には、第２レーザガスの供給を制御する第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが設けられていてもよい。第３の配管４３は途中で二股に分かれ、一方にはマスフローコントローラＢ−ＭＦＣが設けられ、他方にはバイパスバルブＢ−Ｖ２が設けられていてもよい。バイパスバルブＢ−Ｖ２は、レーザ発振を停止して全ガス交換を行うときにのみ開かれ、レーザ発振中は常時閉めておくものとしてもよい。レーザ発振中に第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するときは、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを開き、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣによってレーザチャンバ１０内に供給される第２レーザガスの流量を制御してもよい。
【００３０】
第４配管４４には、レーザチャンバ１０内のガスの排気を制御する排気バルブＥＸ−Ｖが設けられていてもよい。レーザチャンバ１０内のガスの排気を制御するときは、排気ポンプ４６を駆動して、排気バルブＥＸ−ＶおよびコントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。
【００３１】
ガス制御部４７は、レーザ制御部３０との間で各種信号を送受信し、さらに、圧力センサ１６からレーザチャンバ１０内のガス圧のデータを受信してもよい。また、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣ、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣ、バイパスバルブＦ２−Ｖ２、バイパスバルブＢ−Ｖ２、排気バルブＥＸ−Ｖ及び排気ポンプ４６等を制御してもよい。
【００３２】
４．エキシマレーザ装置におけるガス制御
４．１ ガス制御の概略
図２は、第１の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図２に示すように、第１の実施形態におけるガス制御は、ガス圧制御（Ｓ６００）と、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）と、部分ガス交換制御（Ｓ８００）と、を含んでいてもよい。さらに、ガス制御の停止状態（Ｓ０）があってもよい。これらのガス制御は、ガス制御部４７（図１）によって行われてもよい。
【００３３】
ガス圧制御（Ｓ６００）は、レーザチャンバ１０内のガス圧を制御することにより、レーザ光の出力を制御するためのガス制御であってもよい。エキシマレーザ装置においては、レーザ光のパルスエネルギーを所望の値に維持するために、光センサモジュール１７から得られたデータに基づいて充電器１２の充電電圧が制御（一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧が制御）され得る。例えば、レーザチャンバ１０内の不純物の影響、その他の運転条件により、レーザ光のパルスエネルギーが低下する傾向がある場合は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧が上昇させられ得る。しかしながら、電圧を上げすぎると、あるいは下げすぎると、放電が不安定となりエキシマレーザ装置の動作が不安定となる可能性がある。
【００３４】
そこで、ガス圧制御においては、レーザチャンバ１０内のガス圧を制御することにより、所望のレーザ光出力が得られるようにし、電圧の上げすぎあるいは下げすぎが回避され得るようにしてもよい。具体的には、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより高い場合に、第２レーザガスをレーザチャンバ１０に供給してガス圧を上げてもよい。また、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖが第１の閾値より低い第２の閾値ＶＬより、さらに低い場合に、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってガス圧を下げてもよい。
【００３５】
ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）は、レーザチャンバ１０内において低下したハロゲンガス分圧を所定の値に回復するためのガス制御であってもよい。レーザチャンバ１０内のレーザガスを構成する希ガスは、化学的に安定であるが、レーザガスを構成するフッ素等のハロゲンガスは、他の物質との反応性が高く、例えば電極材料と反応して不純物となりやすい。従って、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内のハロゲンガスが減少（ハロゲンガス分圧が低下）し得る。
【００３６】
そこで、ハロゲンガス補充制御においては、所定時間が経過するごとに、第１レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量と同量（体積）のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。
【００３７】
部分ガス交換制御（Ｓ８００）は、レーザチャンバ１０内の不純物を排気するためのガス制御であってもよい。エキシマレーザ装置において、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内の不純物濃度が上昇し、所望のパルスレーザ光を出力できなくなり得る。
【００３８】
そこで、部分ガス交換制御においては、所定時間が経過するごとに、第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量の合計と同量（体積）のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。また、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧が部分ガス交換制御の前後において変化しないように、第１レーザガスの注入量と第２レーザガスの注入量とが算出されてもよい。
【００３９】
ガス制御部４７（図１）は、ガス圧制御（Ｓ６００）の条件が整った場合に、ガス制御の停止状態（Ｓ０）からガス圧制御に遷移させ、ガス圧制御が終了した場合に、ガス圧制御からガス制御の停止状態に遷移させてもよい。
【００４０】
ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）の条件が整った場合に、ガス制御の停止状態（Ｓ０）からハロゲンガス補充制御に遷移させ、ハロゲンガス補充制御が終了した場合に、ハロゲンガス補充制御からガス制御の停止状態に遷移させてもよい。
【００４１】
ガス制御部４７は、部分ガス交換制御（Ｓ８００）の条件が整った場合に、ガス制御の停止状態（Ｓ０）から部分ガス交換制御に遷移させ、部分ガス交換制御が終了した場合に、部分ガス交換制御からガス制御の停止状態に遷移させてもよい。
【００４２】
４．２ メインフロー
図３は、第１の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図３に示される処理は、ガス制御部４７（図１）によって行われてもよい。図３に示される処理は、ガス圧制御（Ｓ６００）と、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）と、部分ガス交換制御（Ｓ８００）と、を含み得る。
【００４３】
まず、ガス制御部４７は、ガス制御に必要な初期値を読み込んでもよい（Ｓ１００）。この初期値には、例えば、各種の比例定数や、制御のための閾値等が含まれてもよい。例えば比例定数は、後述するａ、ｂ、ｃ、ｇ、ｈ、ｋ等であってよく、閾値は、後述する第１の閾値ＶＨ及び第２の閾値ＶＬ等であってよい。また、タイマーＴｈ及びＴｐの計時を開始してもよい。
【００４４】
次に、ガス制御部４７は、電圧Ｖと、デューティーＤと、ガス圧Ｐと、を読み込んでもよい（Ｓ２００）。電圧Ｖは、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧であってもよく、レーザ制御部３０から受信したものでもよい。デューティーＤは、レーザ光の繰り返し周波数の、その最大値に対する比率（デューティー）であってもよく、レーザ制御部３０から受信したものでもよい。ガス圧Ｐは、レーザチャンバ１０内のガス圧であってもよく、圧力センサ１６から受信したものであってもよい。
【００４５】
次に、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉ及び部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを算出してもよい（Ｓ３００）。この算出処理の詳細は後述する。
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４００）。この算出処理の詳細は後述する。
次に、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御におけるガス交換量Ｑを算出してもよい（Ｓ５００）。この算出処理の詳細は後述する。
【００４６】
次に、ガス制御部４７は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖと、第１の閾値ＶＨ及び第２の閾値ＶＬとを比較してもよい（Ｓ５９０）。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲外である場合（Ｖ＜ＶＬ又はＶＨ＜Ｖ）、ガス圧制御の条件が整ったと判定して、ガス制御部４７は、ガス圧制御を行ってもよい（Ｓ６００）。ガス圧制御の詳細は後述する。ガス圧制御が終了したら、上述のＳ２００に戻って各種パラメータを読み込んでもよい。ガス圧制御においては、後述のようにガス圧を低下させる制御においてハロゲンガス分圧Ｐｈが低下する場合があるため、上述のＳ２００に戻ることにより、ハロゲンガス分圧Ｐｈ等を再計算し、ハロゲンガス補充制御等を適切に行い得る。
【００４７】
電圧Ｖが第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内である場合（ＶＬ≦Ｖ≦ＶＨ）、ガス制御部４７は、タイマーＴｈとハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉとを比較してもよい（Ｓ６９０）。タイマーＴｈがハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉに達した場合（Ｔｈｉ＜Ｔｈ）、ハロゲンガス補充制御の条件が整ったと判定し、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御を行ってもよい（Ｓ７００）。ハロゲンガス補充制御の詳細は後述する。ハロゲンガス補充制御が終了したら、タイマーＴｈをリセットしてもよい（Ｓ７８０）。
【００４８】
タイマーＴｈがハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉに達していない場合（Ｔｈｉ≧Ｔｈ）、あるいは、タイマーＴｈがリセット（Ｓ７８０）された後、ガス制御部４７は、タイマーＴｐと部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉとを比較してもよい（Ｓ７９０）。タイマーＴｐが部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉに達した場合（Ｔｐｉ＜Ｔｐ）、部分ガス交換制御の条件が整ったと判定し、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御を行ってもよい（Ｓ８００）。部分ガス交換制御の詳細は後述する。部分ガス交換制御が終了したら、タイマーＴｐをリセットしてもよい（Ｓ８８０）。
【００４９】
タイマーＴｐが部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉに達していない場合（Ｔｐｉ≧Ｔｐ）、あるいは、タイマーＴｐがリセット（Ｓ８８０）された後、ガス制御部４７は、ガス制御を停止するか否かを判定してもよい（Ｓ９００）。ガス制御を停止するか否かの判定は、レーザ制御部３０から停止信号を受信したか否かによって行われてもよい。ガス制御を停止する場合（Ｓ９００：ＹＥＳ）、本フローチャートの処理を終了してもよい。ガス制御を停止しない場合（Ｓ９００：ＮＯ）、上述のＳ２００に戻って各種パラメータを読み込んでもよい。
【００５０】
４．３ レーザ制御部による電圧制御
図４は、第１の実施形態において電極間の印加電圧を制御するためのフローチャートである。図４に示される処理は、図３に示されるガス制御とは独立に、レーザ制御部３０（図１）によって行われてもよい。図４に示される処理においては、レーザ光のパルスエネルギーを所望の値に維持するために、光センサモジュール１７から得られたデータに基づいて充電器１２の充電電圧を制御（一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧を制御）してもよい。図４に示される処理は、図３に示されるガス制御とは別個に行われるものであるが、ガス制御の前提となり得るので以下に説明する。
【００５１】
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の値を読み込んでもよい（Ｓ１０）。目標パルスエネルギーＥｔの値は、例えば露光装置１００の設定によって要求される値であってもよい。
【００５２】
次に、レーザ制御部３０は、レーザ発振が開始されたか否かを判定してもよい（Ｓ１１）。レーザ発振が開始されたか否かは、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てもよい。あるいは、レーザ発振が開始されたか否かは、光センサモジュール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。
【００５３】
次に、レーザ制御部３０は、レーザ光のパルスエネルギーＥの値を読み込んでもよい（Ｓ１２）。パルスエネルギーＥの値は、光センサモジュール１７から受信したものであってもよい。
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の値とを比較してもよい（Ｓ１３）。
【００５４】
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、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖを、現在の値Ｖのまま維持してもよい（Ｓ１４：Ｖ＝Ｖ）。
【００５５】
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、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖを、現在の値Ｖに所定の増減幅ΔＶを加算した値に上昇させてもよい（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に近づけ得る。
【００５６】
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、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖを、現在の値Ｖから所定の増減幅ΔＶを減算した値に低下させてもよい（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に近づけ得る。
【００５７】
電圧Ｖの制御（Ｓ１４〜Ｓ１６のいずれか）が終了したら、レーザ制御部３０は、電圧Ｖのデータをガス制御部４７に送信してもよい（Ｓ１７）。これにより、ガス制御部４７は、図３に示すガス圧制御（Ｓ６００）の条件が整ったか否か（Ｓ５９０）を判定することができる。
【００５８】
次に、レーザ制御部３０は、電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ以上であるか否かを判定してもよい（Ｓ１８）。電圧Ｖが上限値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メンテナンスすること（例えば全ガス交換等）が必要となるため、本フローチャートの処理を終了してもよい。電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ以上でない場合（Ｖ＜Ｖｍａｘ）、上述のＳ１０に戻り、引き続き電圧Ｖを制御してパルスエネルギーＥを安定化するとともに、電圧Ｖのデータをガス制御部４７に送信してもよい。
【００５９】
４．４ レーザ制御部によるデューティー算出
図５は、第１の実施形態においてエキシマレーザ装置のデューティーを算出するためのフローチャートである。図５に示される処理は、図３に示されるガス制御とは独立に、レーザ制御部３０（図１）によって行われてもよい。図５に示される処理においては、レーザ発振時の繰り返し周波数と、当該エキシマレーザ装置の最大繰り返し周波数との比率をデューティーＤとして算出してもよい。図５に示される処理は、図３に示されるガス制御とは別個に行われるものであるが、ガス制御の前提となり得るので以下に説明する。
【００６０】
まず、レーザ制御部３０は、当該エキシマレーザ装置の最大繰り返し周波数で発振した場合の、一定時間Ｔｍａｘにおけるパルス数Ｎｐ０を読み込んでもよい（Ｓ２０）。
次に、レーザ制御部３０は、レーザ光のパルス数を計数するためのカウンターＮを０にセットしてもよい（Ｓ２１）。
次に、レーザ制御部３０は、一定時間内におけるレーザ光のパルス数を計数するためのタイマーＴをセットして計時を開始してもよい（Ｓ２２）。
【００６１】
次に、レーザ制御部３０は、レーザパルスが出力されたか否かを判定してもよい（Ｓ２３）。レーザパルスは１パルスのレーザ光であってよい。レーザパルスが出力されたか否かは、たとえば、光センサモジュール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。レーザパルスが出力されない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、出力されるまでこの判定を繰り返してもよい。
レーザパルスが出力された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、レーザ制御部３０は、カウンターＮに１を加えてもよい（Ｓ２４）。
次に、レーザ制御部３０は、タイマーＴが一定時間Ｔｍａｘに達したか否かを判定してもよい（Ｓ２５）。一定時間Ｔｍａｘに達していない場合（Ｔｍａｘ＞Ｔ）、上述のＳ２３に戻り、一定時間Ｔｍａｘに達するまで、カウンターＮによってパルス数を計数してもよい。
【００６２】
一定時間Ｔｍａｘに達した場合（Ｔｍａｘ≦Ｔ）、レーザ制御部３０は、カウンターＮの値を、一定時間Ｔｍａｘにおけるパルス数Ｎｐとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ２６）。
【００６３】
次に、レーザ制御部３０は、（Ｎｐ／Ｎｐ０）の値をデューティーＤとして算出してもよい（Ｓ２７）。なお、デューティーＤの値が最大値１である場合は、当該エキシマレーザ装置が最大繰り返し周波数で発振していることを意味し得る。デューティーＤの値は、レーザ制御部３０からガス制御部４７に送信されてもよい。
【００６４】
次に、レーザ制御部３０は、デューティーＤの計算を中止するか否かを判定してもよい（Ｓ２８）。中止する場合は、本フローチャートの処理を終了してもよい。中止しない場合は、上述のＳ２１に戻ってもよい。
【００６５】
４．５ ガス制御間隔の算出（Ｓ３００の詳細）
図６Ａは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図６Ａに示される処理は、図３に示すＳ３００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００６６】
上述のように、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内のハロゲンガスが減少するため、所定時間が経過するごとに、ハロゲンガス補充制御を行ってもよい。また、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内の不純物濃度が上昇するため、所定時間が経過するごとに、部分ガス交換制御を行ってもよい。
【００６７】
しかしながら、ハロゲンガスの減少や不純物濃度の上昇は、レーザ光の出力時間だけでなく、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤ（図５）によっても影響を受け得る。そこで、ガス制御部４７は、以下の処理により、所定時間に対する補正演算を行ってもよい。
【００６８】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０と、部分ガス交換制御のための時間間隔の基準値Ｔｐｉ０とを読み込んでもよい（Ｓ３０１）。
【００６９】
ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０と、エキシマレーザ装置のデューティーＤとに基づいて、（Ｔｈｉ０／Ｄ）によってハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを算出してもよい（Ｓ３０２）。デューティーＤはレーザ制御部３０から送信された値であってもよい。
【００７０】
また、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御のための時間間隔の基準値Ｔｐｉ０と、エキシマレーザ装置のデューティーＤとに基づいて、（Ｔｐｉ０／Ｄ）によって部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを算出してもよい（Ｓ３０３）。デューティーＤはレーザ制御部３０から送信された値であってもよい。
【００７１】
図６Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。図６Ａにおいて算出されるハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、デューティーＤが１であるとき（最大繰り返し周波数で発振しているとき）に最も短く、最小値Ｔｈｉ０となってもよい。デューティーＤが１より小さい場合、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、基準値Ｔｈｉ０より大きい値となってもよい。
【００７２】
同様に、図６Ａにおいて算出される部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、デューティーＤが１であるとき（最大繰り返し周波数で発振しているとき）に最も短く、最小値Ｔｐｉ０となってもよい。デューティーＤが１より小さい場合、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、基準値Ｔｐｉ０より大きい値となってもよい。
【００７３】
これにより、エキシマレーザ装置のデューティーに応じて、適切なタイミングでハロゲンガス補充制御及び部分ガス交換制御を行い得る。
【００７４】
図６Ｃは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図６Ｃに示される処理は、図３に示すＳ３００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００７５】
図６Ａを参照しながら説明したように、ハロゲンガスの減少や不純物濃度の上昇は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤ（図５）によって影響を受け得る。しかしながら、レーザ光を発振しなくても、ハロゲンガスの減少や不純物濃度の上昇があり得る。そこで、ガス制御間隔に上限値を設けることにより、レーザ光の繰り返し周波数が小さい場合に、ガス制御間隔が上限値を超えることがないようにしてもよい。
【００７６】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０及び上限となる一定値Ｔｈｉｃと、部分ガス交換制御のための時間間隔の基準値Ｔｐｉ０及び上限となる一定値Ｔｐｉｃと、を読み込んでもよい（Ｓ３０４）。
【００７７】
次に、ガス制御部４７は、エキシマレーザ装置のデューティーＤを読み込み、デューティーＤが一定値（例えば０．２）以上であるか否かを判定してもよい（Ｓ３０５）。
【００７８】
デューティーＤが一定値以上である場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、図６Ａと同様に、ガス制御部４７は、（Ｔｈｉ０／Ｄ）によってハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを算出してもよい（Ｓ３０６）。また、ガス制御部４７は、（Ｔｐｉ０／Ｄ）によって部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを算出してもよい（Ｓ３０７）。
【００７９】
デューティーＤが一定値以上でない場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを、一定値Ｔｈｉｃとしてもよい（Ｓ３０８）。また、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを、一定値Ｔｐｉｃとしてもよい（Ｓ３０９）。
【００８０】
図６Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。図６Ｃにおいて算出されるハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、デューティーＤが１であるときに最も短く、最小値Ｔｈｉ０となってもよい。デューティーＤが一定値（例えば０．２）より小さい場合、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、一定値Ｔｈｉｃとなってもよい。
【００８１】
同様に、図６Ｃにおいて算出される部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、デューティーＤが１であるときに最も短く、最小値Ｔｐｉ０となってもよい。デューティーＤが一定値（例えば０．２）より小さい場合、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、一定値Ｔｐｉｃとなってもよい。
【００８２】
これにより、レーザ光の発振間隔が非常に長い時間で発振する場合や、デューティーＤが小さい状態で発振する場合でも、適切なタイミングでハロゲンガス補充制御及び部分ガス交換制御を行い得る。
【００８３】
図６Ｅは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。図６Ｅに示される処理は、図３に示すＳ３００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００８４】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０と、部分ガス交換制御のための時間間隔となる一定値Ｔｐｉｃと、を読み込んでもよい（Ｓ３１０）。
【００８５】
図６Ａと同様に、ガス制御部４７は、（Ｔｈｉ０／Ｄ）によってハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを算出してもよい（Ｓ３１１）。
一方、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを、一定値Ｔｐｉ０としてもよい（Ｓ３１２）。
【００８６】
図６Ｆは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｅにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。図６Ｆに示されるように、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、デューティーＤに依存したものとし、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、デューティーＤに依存しない一定値Ｔｐｉｃとして、一定時間間隔で部分ガス交換制御を行うようにしてもよい。
【００８７】
４．６ ハロゲンガス分圧の算出（Ｓ４００の詳細）
図７Ａは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図７Ａに示される処理は、図３に示すＳ４００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００８８】
上述のように、レーザチャンバ１０内のハロゲンガスの減少は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤ（図５）によって影響を受け得る。そこで、ハロゲンガス補充制御において適切な量のハロゲンガスをレーザチャンバ１０内に補充するため、あるいは部分ガス交換制御において適切なハロゲンガス濃度のレーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するため、以下のようにしてハロゲンガス分圧を算出してもよい。
【００８９】
まず、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈ０を読み込んでもよい（Ｓ４０１）。Ｓ４０１における処理では、エキシマレーザ装置の設置直後等、前回のハロゲンガス補充制御におけるハロゲンガス分圧Ｐｈ０がデータとして存在しない場合がある。このような場合、直近の全ガス交換時において、第１及び第２のレーザガス供給前後の圧力及び排出量に基づいてハロゲンガス分圧を算出しておき、このハロゲンガス分圧をＰｈ０に代入してもよい。
次に、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ｐｈ０と、一定時間における発振パルス数Ｎｐ（図５）と、比例定数ｋと、に基づいて、（Ｐｈ０−ｋ・Ｎｐ）によってハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４０２）。
【００９０】
図７Ｂは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図７Ｂに示される処理は、図３に示すＳ４００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００９１】
レーザチャンバ１０内のハロゲンガスの減少は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤだけでなく、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉによっても影響を受け得る。そこで、ハロゲンガス補充制御において適切な量のハロゲンガスを補充するため、あるいは部分ガス交換制御において適切なハロゲンガス濃度のレーザガスを供給するため、以下のようにしてハロゲンガス分圧を算出してもよい。
【００９２】
まず、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈ０を読み込んでもよい（Ｓ４０１）。
次に、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ｐｈ０と、一定時間における発振パルス数Ｎｐと、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉと、比例定数ｈ及びｋと、に基づいて、（Ｐｈ０−ｈ・Ｔｈｉ−ｋ・Ｎｐ）によってハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４０３）。
【００９３】
図７Ｃは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。図７Ｃに示される処理は、図３に示すＳ４００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００９４】
レーザチャンバ１０内のハロゲンガスの減少は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤだけでなく、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖによっても影響を受け得る。そこで、ハロゲンガス補充制御において適切な量のハロゲンガスを補充するため、あるいは部分ガス交換制御において適切なハロゲンガス濃度のレーザガスを供給するため、以下のようにしてハロゲンガス分圧を算出してもよい。
【００９５】
まず、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈ０を読み込んでもよい（Ｓ４０１）。
次に、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ｐｈ０と、一定時間における発振パルス数Ｎｐと、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖと、比例定数ｇと、に基づいて、（Ｐｈ０−ｇ・Ｎｐ・ｆ（Ｖ））によってハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４０４）。ここで、ｆ（Ｖ）は、（ｃ・Ｖ２）であってもよいし、（ａ・Ｖ＋ｂ）であってもよい。また、ａ、ｂ及びｃは定数であってもよい。あるいは実験から得たデータに基づいた関数であってもよい。
【００９６】
４．７ ガス交換量の算出（Ｓ５００の詳細）
図８Ａは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図８Ａに示される処理は、図３に示すＳ５００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。部分ガス交換制御において適切な量のガスを交換するため、以下のようにしてガス交換量を算出してもよい。
【００９７】
まず、ガス制御部４７は、圧力センサ１６から受信したレーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込んでもよい（Ｓ５０１）。
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐと、第１の閾値Ｐｍｉｎ及び第２の閾値Ｐｍａｘとを比較してもよい（Ｓ５０２）。第１の閾値Ｐｍｉｎ及び第２の閾値Ｐｍａｘは、あらかじめガス制御部４７によって保持されていてもよい。
【００９８】
ガス圧Ｐが第１の閾値Ｐｍｉｎより小さい場合（Ｐ＜Ｐｍｉｎ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最小値Ｑｍｉｎに設定してもよい（Ｓ５０３）。
ガス圧Ｐが第１の閾値より大きい第２の閾値Ｐｍａｘより、さらに大きい場合（Ｐｍｉｎ＜Ｐｍａｘ＜Ｐ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最大値Ｑｍａｘに設定してもよい（Ｓ５０４）。
【００９９】
ガス圧Ｐが第１の閾値Ｐｍｉｎと第２の閾値Ｐｍａｘとの間の値である場合（Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを、最小値Ｑｍｉｎと最大値Ｑｍａｘとの間でガス圧Ｐに応じて連続的に変化する値に設定してもよい。例えば、ガス交換量Ｑは、ａ及びｂを定数として、（ａ・Ｐ＋ｂ）で表わされる値としてもよい（Ｓ５０５）。
【０１００】
図８Ｂは、レーザチャンバ内のガス圧と図８Ａにおいて算出されるガス交換量との関係を示すグラフである。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが高くなるのは、上述のように、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖが高いために、ガス圧制御（Ｓ６００）によってガス圧を上げた場合であり得る。すなわち、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが高くなるのは、レーザチャンバ１０内の不純物が増えてレーザ光の発光効率が低下した場合であり得る。
【０１０１】
そこで、図８Ｂに示すように、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが高い場合にはガス交換量Ｑを大きくすることにより、レーザチャンバ１０内の不純物を低減し得る。逆に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが低い場合にはガス交換量Ｑを小さくし得る。
【０１０２】
図８Ｃは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図８Ｃに示される処理は、図３に示すＳ５００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。部分ガス交換制御において適切な量のガスを交換するため、以下のようにしてガス交換量を算出してもよい。
【０１０３】
まず、ガス制御部４７は、レーザ制御部３０から受信したエキシマレーザ装置のデューティーＤを読み込んでもよい（Ｓ５０６）。
次に、ガス制御部４７は、エキシマレーザ装置のデューティーＤと、第１の閾値Ｄｍｉｎ及び第２の閾値Ｄｍａｘとを比較してもよい（Ｓ５０７）。第１の閾値Ｄｍｉｎ及び第２の閾値Ｄｍａｘは、あらかじめガス制御部４７によって保持されていてもよい。
【０１０４】
デューティーＤが第１の閾値Ｄｍｉｎより小さい場合（Ｄ＜Ｄｍｉｎ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最大値Ｑｍａｘに設定してもよい（Ｓ５０８）。
デューティーＤが第１の閾値より大きい第２の閾値Ｄｍａｘより、さらに大きい場合（Ｄｍｉｎ＜Ｄｍａｘ＜Ｄ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最小値Ｑｍｉｎに設定してもよい（Ｓ５０９）。
【０１０５】
デューティーＤが第１の閾値Ｄｍｉｎと第２の閾値Ｄｍａｘとの間の値である場合（Ｄｍｉｎ≦Ｄ≦Ｄｍａｘ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを、最小値Ｑｍｉｎと最大値Ｑｍａｘとの間でデューティーＤに応じて連続的に変化する値に設定してもよい。例えば、ガス交換量Ｑは、ａ及びｂを定数として、（ａ・Ｄ＋ｂ）で表わされる値としてもよい（Ｓ５１０）。
【０１０６】
図８Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図８Ｃにおいて算出されるガス交換量との関係の一例を示すグラフである。このように、ガス交換量Ｑは、エキシマレーザ装置のデューティーＤに依存して設定されてもよい。
【０１０７】
４．８ ガス圧制御（Ｓ６００の詳細）
図９は、図３に示すガス圧制御のフローチャートである。図９に示される処理は、図３に示すＳ６００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【０１０８】
まず、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ６０１）。ガス圧Ｐは、圧力センサ１６から受信したものでもよい。
【０１０９】
次に、ガス制御部４７は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨより大きいか否かを判定してもよい（Ｓ６０２）。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより大きい場合（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、Ｓ６０３〜Ｓ６０７において第２レーザガスをレーザチャンバ１０に供給する制御を行ってもよい。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより大きくない場合（Ｓ６０２：ＮＯ）、Ｓ６０８に移行してもよい。
【０１１０】
電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより大きい場合（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎにガス圧増減幅ΔＰを加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰ）を、第１の目標ガス圧Ｐｔ１として設定してもよい（Ｓ６０３）。
【０１１１】
次に、ガス制御部４７は、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ６０４）。第２レーザガスの流量は、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第２レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。ハロゲンガスを含まない第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給することにより、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧の変動を抑制し得る。すなわち、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを上昇させる以外は、レーザ光の発振条件の変動を抑制し得るので、エキシマレーザ装置の性能の安定性を確保し得る。
【０１１２】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ６０５）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達したか否かを判定してもよい（Ｓ６０６）。ガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達していない場合（Ｐｔ１＞Ｐ）、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを開いたまま、上述のＳ６０５に戻り、第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達した場合（Ｐｔ１≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを閉じてもよい（Ｓ６０７）。
【０１１３】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨより大きくない場合（Ｓ６０２：ＮＯ）、ガス制御部４７は、電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さいか否かを判定してもよい（Ｓ６０８）。ここで、メインフローのＳ５９０および本サブルーチンのＳ６０２による判定結果から、Ｓ６０８に処理が移行した時点で、既にＶ＜ＶＬを満たしていてもよい。その場合、Ｓ６０８は結果をＹＥＳとして判定は省略してもよい。電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さい場合（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、Ｓ６０９〜Ｓ６２０においてレーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい。電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さくない場合（Ｓ６０８：ＮＯ）、Ｓ６０９〜Ｓ６２０の制御を行わなくてもよい。つまり、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内にある場合には、ガス圧制御は開始されなくともよい。
【０１１４】
電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さい場合（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎからガス圧増減幅ΔＰを減算した値（Ｐｉｎ−ΔＰ）を、第２の目標ガス圧Ｐｔ２として設定してもよい（Ｓ６０９）。このとき同時にガス制御部４７は、排気ポンプ４６を起動して、コントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。
【０１１５】
次に、ガス制御部４７は、排気バルブＥＸ−Ｖを所定時間開いて閉じることにより、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ６１０）。
【０１１６】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ６１１）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達したか否かを判定してもよい（Ｓ６１２）。ガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達していない場合（Ｐｔ２＜Ｐ）、上述のＳ６１０に戻り、第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達するまで、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を繰り返してもよい。ガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達した場合（Ｐｔ２≧Ｐ）、ガス制御部４７は、ガスの排気によるハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを算出してもよい（Ｓ６２０）。このとき同時にガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖを閉じて、排気ポンプ４６を停止してもよい。
【０１１７】
図１０は、図９に示すハロゲンガス分圧の減少量を算出する処理のフローチャートである。図９のＳ６０９〜Ｓ６１２の制御によってガス圧を低下させると、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧が減少し得る。そこで、ガス制御部４７は、以下の処理により、ハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを算出してもよい。
【０１１８】
まず、ガス制御部４７は、上述のＳ４００（図３）において算出したハロゲンガス分圧Ｐｈを読み込み、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ６２１）。
次に、ガス制御部４７は、ガス圧制御によるガス圧増減幅ΔＰと、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎと、制御前のガス圧Ｐｉｎとを用いて、（ΔＰ・Ｐｈｉｎ／Ｐｉｎ）により、ハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを算出してもよい（Ｓ６２２）。
【０１１９】
なお、図１０に示す処理Ｓ６２０を終了した後、図３のＳ２００に戻り、Ｓ４００においてハロゲンガス分圧Ｐｈが再計算されてもよい。そのとき、図１０において算出したハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを差し引いて、ハロゲンガス分圧Ｐｈが再計算されてもよい。そのようにして求めたハロゲンガス分圧Ｐｈを用いて、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）を行ってもよい。
【０１２０】
図１１Ａは、図９に示す第２レーザガス注入バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【０１２１】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内にある場合には、ガス圧制御は開始されないが、図１１Ａに示されるように、電圧Ｖが第１の閾値ＶＨを超えると、ガス圧制御が開始され得る。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨを超えた場合、ガス圧制御によって、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから次第に上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが上昇すると、エキシマレーザ装置の出力が上昇しようとするので、エキシマレーザ装置の出力を一定化するために、図４に示す処理によって電圧Ｖが低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達すると、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが閉じられるので、ガス圧Ｐの上昇が止まり、これに伴って電圧Ｖの低下も止まり得る。
【０１２２】
このようにして、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを上昇させることにより、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖの過度の上昇を抑制し得る。
【０１２３】
図１１Ｂは、図９に示す排気バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【０１２４】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内にある場合には、ガス圧制御は開始されないが、図１１Ｂに示されるように、電圧Ｖが第２の閾値ＶＬ未満になると、ガス圧制御が開始され得る。電圧Ｖが第２の閾値ＶＬ未満になった場合、ガス圧制御によって、排気バルブＥＸ−Ｖが所定時間開かれて閉じられ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが低下すると、エキシマレーザ装置の出力が低下しようとするので、エキシマレーザ装置の出力を一定化するために、図４に示す処理によって電圧Ｖが上昇し得る。
【０１２５】
レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達するまで、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が繰り返され、その度に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが僅かに低下し、電圧Ｖが僅かに上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達すると、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が終了するため、ガス圧Ｐの低下が止まり、これに伴って電圧Ｖの上昇も止まり得る。
【０１２６】
このようにして、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを低下させることにより、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖの過度の低下を抑制し得る。
【０１２７】
４．９ ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００の詳細）
図１２は、図３に示すハロゲンガス補充制御のフローチャートである。図１２に示される処理は、図３に示すＳ７００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【０１２８】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、ガス圧Ｐと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔと、を読み込んでもよい（Ｓ７０１）。ハロゲンガス分圧Ｐｈは、上述のＳ４００（図３）において算出したものでもよい。ガス圧Ｐは、圧力センサ１６から受信したものでもよい。目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは、エキシマレーザ装置の運転条件に応じて設定された値でもよい。
【０１２９】
次に、ガス制御部４７は、ガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ７０２）。次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔに制御するための第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を算出してもよい（Ｓ７１０）。この算出処理の詳細は後述する。
【０１３０】
次に、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎに第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２）を、第１レーザガス注入後（排気前）の目標ガス圧Ｐｘとして設定してもよい（Ｓ７２０）。次に、ガス制御部４７は、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ７２１）。第１レーザガスの流量が、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第１レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。フッ素ガスを含む第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給することにより、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を上昇させることができる。
【０１３１】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ７２２）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが第１レーザガス注入後の目標ガス圧Ｐｘに達したか否かを判定してもよい（Ｓ７２３）。ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｘに達していない場合（Ｐｘ＞Ｐ）、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを開いたまま、上述のＳ７２２に戻り、目標ガス圧Ｐｘに達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｘに達した場合（Ｐｘ≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを閉じてもよい（Ｓ７２４）。この後、ガス制御部４７は、排気ポンプ４６を起動して、コントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。このとき、排気バルブＥＸ−Ｖは閉じていてよい。
【０１３２】
次に、ガス制御部４７は、排気バルブＥＸ−Ｖを所定時間開いて閉じることにより、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ７２５）。
【０１３３】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ７２６）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻ったか否かを判定してもよい（Ｓ７２７）。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻っていない場合（Ｐｉｎ＜Ｐ）、上述のＳ７２５に戻り、制御前のガス圧Ｐｉｎに戻るまで、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を繰り返してもよい。この間、排気ポンプ４６は起動状態、コントロールバルブＣ−Ｖは開いた状態であってよい。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに戻った場合（Ｐｉｎ≧Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖを閉じて、排気ポンプ４６を停止してもよい。そして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１３４】
図１３は、図１２のＳ７１０に示す第１レーザガスの注入量を算出する処理の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、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を算出してもよい。
【０１３５】
まず、ガス制御部４７は、上述のＳ４００（図３）において算出したハロゲンガス分圧Ｐｈを、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ７１１）。
次に、ガス制御部４７は、第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度（体積比）Ｃ０を読み込んでもよい（Ｓ７１２）。第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、第１容器Ｆ２におけるハロゲンガス濃度（体積比）であってよく、あらかじめガス制御部４７に入力され、ガス制御部４７によって参照可能に保持されていてもよい。
【０１３６】
第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に注入（注入量ΔＰｆ２）する場合のハロゲンガス分圧の増加量ΔＰｈは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈ＝Ｃ０・ΔＰｆ２
【０１３７】
第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に注入した後、制御前のガス圧Ｐｉｎまで排気（注入量ΔＰｆ２と同量排気）したときに減少するハロゲンガス分圧（減少量）ΔＰｈｅｘは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈｅｘ＝ΔＰｆ２・（Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２）／（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２）
・・・式１
【０１３８】
また、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは、下式で表わされ得る。
Ｐｈｔ＝Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２−ΔＰｈｅｘ ・・・式２
そこで、ガス制御部４７は、式１及び式２を満たすΔＰｆ２を、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２として算出してもよい（Ｓ７１３）。または、ガス制御部４７があらかじめテーブル等を保持していてもよく、このテーブルを参照することで第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を決定してもよい。テーブルはたとえば、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔ等に対応した、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２の値を保持しているとよい。
【０１３９】
図１４は、図１２に示すハロゲンガス補充制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉが経過する度に、ハロゲンガス補充制御を開始してもよい。ハロゲンガス補充制御が開始されると、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから次第に上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｘに達すると、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖが閉じられるので、ガス圧Ｐの上昇が止まり得る。
【０１４０】
次に、排気ポンプ４６が起動され、コントロールバルブＣ−Ｖが開かれた後に、排気バルブＥＸ−Ｖが所定時間開かれて閉じられ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、目標ガス圧Ｐｘから僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達するまで、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が繰り返され、その度に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達すると、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が終了するため、ガス圧Ｐの低下が止まり得る。その後、コントロールバルブＣ−Ｖは閉じられ、排気ポンプ４６は停止されてもよい。
【０１４１】
このようにして、レーザチャンバ１０内にハロゲンガスを供給し、その後、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを制御前のガス圧Ｐｉｎに近い値に戻してもよい。このように、ハロゲンガス補充制御においては、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を上昇させながらも、レーザ光の発振条件の変動を抑制し得るので、エキシマレーザ装置の性能の安定性を確保し得る。
【０１４２】
４．１０ 部分ガス交換制御（Ｓ８００の詳細）
図１５は、図３に示す部分ガス交換制御のフローチャートである。図１５に示される処理は、図３に示すＳ８００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【０１４３】
まず、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑと、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈとを読み込んでもよい（Ｓ８０１）。ガス交換量Ｑは、上述のＳ５００（図３）において算出したものでもよい。ガス圧Ｐは、圧力センサ１６から受信したものでもよい。ハロゲンガス分圧Ｐｈは、上述のＳ４００（図３）において算出したものでもよい。
【０１４４】
次に、ガス制御部４７は、ガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８０２）。次に、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御のための第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい（Ｓ８１０）。この算出処理の詳細は後述する。
【０１４５】
次に、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎに第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２）を、第１レーザガス注入後の第１目標ガス圧Ｐｘ１として設定してもよい（Ｓ８２０）。次に、ガス制御部４７は、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ８２１）。第１レーザガスの流量が、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第１レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。これにより、フッ素ガスを含む第１レーザガスがレーザチャンバ１０内に供給され得る。
【０１４６】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ８２２）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが、第１レーザガス注入後の第１目標ガス圧Ｐｘ１に達したか否かを判定してもよい（Ｓ８２３）。ガス圧Ｐが第１目標ガス圧Ｐｘ１に達していない場合（Ｐｘ１＞Ｐ）、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを開いたまま、上述のＳ８２２に戻り、第１目標ガス圧Ｐｘ１に達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが第１目標ガス圧Ｐｘ１に達した場合（Ｐｘ１≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを閉じてもよい（Ｓ８２４）。
【０１４７】
次に、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎに第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２と第２レーザガスの注入量ΔＰｂとを加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２＋ΔＰｂ）を、第２レーザガス注入後の第２目標ガス圧Ｐｘ２として設定してもよい（Ｓ８２５）。次に、ガス制御部４７は、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ８２６）。第２レーザガスの流量が、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第２レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを適切に算出（Ｓ８１０）することにより、部分ガス交換制御の前後においてレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧が変化しないようにしてもよい。
【０１４８】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ８２７）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが、第２レーザガス注入後の第２目標ガス圧Ｐｘ２に達したか否かを判定してもよい（Ｓ８２８）。ガス圧Ｐが第２目標ガス圧Ｐｘ２に達していない場合（Ｐｘ２＞Ｐ）、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを開いたまま、上述のＳ８２７に戻り、第２目標ガス圧Ｐｘ２に達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが第２目標ガス圧Ｐｘ２に達した場合（Ｐｘ２≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを閉じてもよい（Ｓ８２９）。この後、ガス制御部４７は、排気ポンプ４６を起動して、コントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。このとき、排気バルブＥＸ−Ｖは閉じていてよい。
【０１４９】
次に、ガス制御部４７は、排気バルブＥＸ−Ｖを所定時間開いて閉じることにより、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ８３０）。
【０１５０】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ８３１）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻ったか否かを判定してもよい（Ｓ８３２）。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻っていない場合（Ｐｉｎ＜Ｐ）、上述のＳ８３０に戻り、制御前のガス圧Ｐｉｎに戻るまで、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を繰り返してもよい。この間、排気ポンプ４６は起動状態、コントロールバルブＣ−Ｖは開いた状態であってよい。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに戻った場合（Ｐｉｎ≧Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖを閉じて、排気ポンプ４６を停止してもよい。そして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１５１】
図１６は、図１５に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理の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、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい。
【０１５２】
まず、ガス制御部４７は、上述のＳ４００（図３）において算出したハロゲンガス分圧Ｐｈを、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８１１）。次に、ガス制御部４７は、第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度（体積比）Ｃ０を読み込んでもよい（Ｓ８１２）。第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、あらかじめガス制御部４７に入力され、ガス制御部４７によって参照可能に保持されていてもよい。
【０１５３】
ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス濃度（体積比）Ｃｈ０を下式によって算出してもよい（Ｓ８１３）。
Ｃｈ０＝Ｐｈｉｎ／Ｐｉｎ
【０１５４】
第１レーザガス（注入量ΔＰｆ２、ハロゲンガス濃度Ｃ０）及び第２レーザガス（注入量ΔＰｂ）を合わせた注入ガスのハロゲンガス濃度（体積比）が、制御前のハロゲンガス濃度（体積比）Ｃｈ０と等しい場合には、下式が成立し得る。
Ｃｈ０＝Ｃ０・ΔＰｆ２／（ΔＰｆ２＋ΔＰｂ） ・・・式３
【０１５５】
一方、ガス交換量Ｑは、下式で表わされ得る。
Ｑ＝ΔＰｆ２＋ΔＰｂ ・・・式４
そこで、ガス制御部４７は、式３及び式４を満たすΔＰｆ２及びΔＰｂを、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂとして算出してもよい（Ｓ８１４）。
【０１５６】
図１７は、図１５に示す部分ガス交換制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。ガス制御部４７は、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉが経過する度、部分ガス交換制御を開始してもよい。部分ガス交換制御が開始されると、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから次第に上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第１目標ガス圧Ｐｘ１に達すると、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖが閉じられる。次に、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、第１目標ガス圧Ｐｘ１からさらに上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第２目標ガス圧Ｐｘ２に達すると、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが閉じられるので、ガス圧Ｐの上昇が止まり得る。
【０１５７】
次に、排気ポンプ４６が起動され、コントロールバルブＣ−Ｖが開かれた後に、排気バルブＥＸ−Ｖが所定時間開かれて閉じられ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、第２目標ガス圧Ｐｘ２から僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達するまで、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が繰り返され、その度に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達すると、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が終了するため、ガス圧Ｐの低下が止まり得る。その後、コントロールバルブＣ−Ｖは閉じられ、排気ポンプ４６は停止されてもよい。
【０１５８】
以上のようにして、部分ガス交換制御の前後においてハロゲンガス分圧が変化しないように、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい。さらに、第１レーザガス及び第２レーザガスの注入量の合計と実質的に同量の排気をすることにより、部分ガス交換制御の前後においてレーザチャンバ１０内のガス圧変化が殆どないようにしてもよい。従って、不純物濃度を低下させながらも、レーザ光の発振条件の変動を抑制し得るので、エキシマレーザ装置の性能の安定性を確保し得る。
【０１５９】
また、第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給した後に、第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するので、共通の配管である第１の配管４１内に残ったハロゲンガスを第２レーザガスによってレーザチャンバ１０内に送り込むことができる。従って、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を精度よく制御し得る。
【０１６０】
５．第２の実施形態（部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御の一体化制御）
５．１ ガス制御の概略
図１８は、第２の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図１８に示すように、第２の実施形態におけるガス制御は、ガス圧制御（Ｓ６００）と、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０）と、を含んでいてもよい。さらに、ガス制御の停止状態（Ｓ０）があってもよい。エキシマレーザ装置の構成は、第１の実施形態と同様でよい。
【０１６１】
部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０）は、第１の実施形態における部分ガス交換制御と同様に、第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量の合計と同量のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。但し、第２の実施形態の部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、長時間のレーザ光出力によって低下したハロゲンガス分圧を所定の値に回復させるように、第１レーザガスの注入量と第２レーザガスの注入量とを算出してもよい。
【０１６２】
５．２ メインフロー
図１９は、第２の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図１９に示される処理は、ガス制御部４７（図１）によって行われてもよい。図１９に示される処理は、Ｓ１００においては、第１の実施形態におけるタイマーＴｈ及びＴｐの代わりに、タイマーＴｈｐの計時を開始してもよい。また、第１の実施形態におけるガス制御間隔Ｔｈｉ及びＴｐｉの代わりに、ガス制御間隔Ｔｈｐｉを算出してもよい（Ｓ３４０）。ガス制御間隔Ｔｈｐｉの算出については、後述する。
【０１６３】
また、図１９に示される処理は、第１の実施形態においてハロゲンガス補充制御や部分ガス交換制御を個別の状態として含む代わりに、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０）を１つの状態として含み得る点で、第１の実施形態と異なる。
【０１６４】
第２の実施形態において、ガス圧制御の条件が整っていなかった場合（Ｓ５９０：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、タイマーＴｈｐと、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉとを比較してもよい（Ｓ７９１）。
【０１６５】
タイマーＴｈｐが部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉに達した場合（Ｔｈｐｉ＜Ｔｈｐ）、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御を行ってもよい（Ｓ８４０）。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の詳細は後述する。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御が終了したら、タイマーＴｈｐをリセットしてもよい（Ｓ８８１）。他の点については、第１の実施形態と同様の処理でよい。
【０１６６】
５．３ ガス制御間隔の算出（Ｓ３４０の詳細）
図２０Ａは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図２０Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【０１６７】
まず、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｐｉ０を読み込んでもよい（Ｓ３４１）。
次に、ガス制御部４７は、読み込んだ基準値Ｔｈｐｉ０と、エキシマレーザ装置のデューティーＤとに基づいて、（Ｔｈｐｉ０／Ｄ）によって、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔Ｔｈｐｉを算出してもよい（Ｓ３４２）。
【０１６８】
図２０Ｃは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図２０Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【０１６９】
まず、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｐｉ０と、上限となる一定値Ｔｈｐｉｃとを読み込んでもよい（Ｓ３４３）。
次に、ガス制御部４７は、エキシマレーザ装置のデューティーＤを読み込み、デューティーＤが一定値（例えば０．２）以上であるか否かを判定してもよい（Ｓ３４４）。
【０１７０】
デューティーＤが一定値以上である場合（Ｓ３４４：ＹＥＳ）、図２０Ａと同様に、ガス制御部４７は、（Ｔｈｐｉ０／Ｄ）によって部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉを算出してもよい（Ｓ３４５）。
【０１７１】
デューティーＤが一定値以上でない場合（Ｓ３４４：ＮＯ）、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉを、一定値Ｔｈｐｉｃとしてもよい（Ｓ３４６）。
【０１７２】
５．４ 部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０の詳細）
図２１は、図１９に示す部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のフローチャートである。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、第１の実施形態における部分ガス交換制御と同様に、第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量の合計と同量のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。但し、第２の実施形態の部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、第１レーザガス及び第２レーザガスの注入量が、第１の実施形態の部分ガス交換制御と異なってもよい。
【０１７３】
ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑと、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔとを読み込んでもよい（Ｓ８４１）。次に、ガス制御部４７は、ガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８４２）。
さらに、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔに制御するための第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい（Ｓ８５０）。他の処理は、第１の実施形態の部分ガス交換制御（図１５）と同様でよい。
【０１７４】
図２２は、図２１に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理の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、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい。
【０１７５】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス分圧Ｐｈを、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８５１）。
次に、ガス制御部４７は、第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度（第１レーザガスにおけるハロゲン成分の体積比）Ｃ０を読み込んでもよい（Ｓ８５２）。第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、第１容器Ｆ２におけるハロゲンガス濃度（体積比）であってよく、あらかじめガス制御部４７に入力され、ガス制御部４７によって参照可能に保持されていてもよい。
【０１７６】
第１レーザガス（注入量ΔＰｆ２）及び第２レーザガス（注入量ΔＰｂ）をレーザチャンバ１０内に注入した場合のハロゲンガス分圧の増加量ΔＰｈは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈ＝Ｃ０・ΔＰｆ２
【０１７７】
第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に注入した後、制御前のガス圧Ｐｉｎまで排気（注入量ΔＰｆ２＋ΔＰｂと同量排気）したときに減少するハロゲンガス分圧（減少量）ΔＰｈｅｘは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈｅｘ＝（ΔＰｆ２＋ΔＰｂ）・（Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２）／（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２＋ΔＰｂ） ・・・式５
【０１７８】
また、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは、下式で表わされ得る。なお、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは第１の実施形態と同様、エキシマレーザ装置の運転条件に応じて設定された値でもよい。
Ｐｈｔ＝Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２−ΔＰｈｅｘ ・・・式６
【０１７９】
さらに、ガス交換量Ｑは、下式で表わされ得る。
Ｑ＝ΔＰｆ２＋ΔＰｂ ・・・式７
【０１８０】
そこで、ガス制御部４７は、式５〜式７を満たすΔＰｆ２及びΔＰｂを、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂとして算出してもよい（Ｓ８５３）。または、ガス制御部４７があらかじめテーブル等を保持していてもよく、このテーブルを参照することで第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを決定してもよい。テーブルはたとえば、ガス交換量Ｑと、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔ等に対応した、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂの値を保持しているとよい。
【０１８１】
第２の実施形態によれば、部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化した処理を行うことにより、１回の処理で、レーザチャンバ１０内の不純物を低減できるとともにハロゲンガス分圧を回復させることができる。
【０１８２】
６．第３の実施形態（ＭＯＰＯシステム）
６．１ ＭＯＰＯシステムの全体説明
図２３は、第３の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。エキシマレーザシステムは、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置に加え、高反射ミラー１８ａ及び１８ｂと、レーザチャンバ２０と、一対の電極２１ａ及び２１ｂと、充電器２２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２３と、部分反射ミラー２４と、出力結合ミラー２５と、圧力センサ２６と、光センサモジュール２７と、を含んでもよい。
【０１８３】
第１の実施形態において説明したレーザチャンバ１０と、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１３と、狭帯域化モジュール１４と、出力結合ミラー１５とは、マスターオシレータＭＯを構成してもよい。レーザチャンバ２０と、一対の電極２１ａ及び２１ｂと、充電器２２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２３と、部分反射ミラー２４と、出力結合ミラー２５とは、パワーオシレータＰＯを構成してもよい。マスターオシレータＭＯとパワーオシレータＰＯとによる、ＭＯＰＯ型のエキシマレーザシステムが構成されてもよい。
【０１８４】
マスターオシレータＭＯによって出力されたパルスレーザ光は、高反射ミラー１８ａ及び１８ｂを介してパワーオシレータＰＯの部分反射ミラー２４に入射してもよい。部分反射ミラー２４に入射したパルスレーザ光は、部分反射ミラー２４と出力結合ミラー２５との間で往復しながらレーザチャンバ２０内を通過し、増幅され得る。増幅されたパルスレーザ光の一部は、出力結合ミラー２５を透過して、出力レーザ光として出力され、光センサモジュール２７を介して露光装置１００に向けて出力され得る。
【０１８５】
充電器２２、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２３、圧力センサ２６、光センサモジュール２７等の構成及び機能は、第１の実施形態において対応するものと同様でよい。
ガス制御装置４０において、第２〜第４の配管４２〜４４には、レーザチャンバ１０に接続された第１の配管４１が接続されている。これに加えて、レーザチャンバ２０に接続された第５の配管４５が接続されていてもよい。従って、レーザチャンバ２０は、第１容器Ｆ２、第２容器Ｂ、排気ポンプ４６にそれぞれ接続されてもよい。第５の配管４５には、コントロールバルブＣ−Ｖ２が設けられていてもよい。
【０１８６】
６．２ ＭＯＰＯシステムにおけるガス制御
図２４は、第３の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図２４に示すように、第３の実施形態におけるガス制御は、マスターオシレータＭＯのガス圧制御（Ｓ６００ｍｏ）、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００ｍｏ）及び部分ガス交換制御（Ｓ８００ｍｏ）の他に、パワーオシレータＰＯのガス圧制御（Ｓ６００ｐｏ）、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００ｐｏ）及び部分ガス交換制御（Ｓ８００ｐｏ）を含んでいてもよい。
【０１８７】
エキシマレーザ装置においてハロゲンガス分圧などの運転条件を変更すると、レーザパルス波形の立ち上がりタイミング等が変動する可能性がある。しかし、ＭＯＰＯシステムにおいては、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの一方でレーザパルス波形の立ち上がりタイミング等が変動しても、パワーオシレータＰＯから出力されるパルスレーザ光の、たとえばエネルギーが変動しにくいという利点がある。このため、マスターオシレータＭＯのガス制御と、パワーオシレータＰＯのガス制御とを、それぞれのガスの状態に合わせて独立に行なってもよい。
【０１８８】
図２５は、第３の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図２５に示される処理は、ガス制御部４７（図２３）によって行われてもよい。図２５に示される処理は、第１の実施形態（図３）におけるＳ３００〜Ｓ８８０の処理を、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯについてそれぞれ行う点で、第１の実施形態と異なり得る。他の点については第１の実施形態と同様でよい。
【０１８９】
７．第４の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける制御の一体化）
図２６は、第４の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図２７は、第４の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【０１９０】
第４の実施形態におけるガス制御は、マスターオシレータＭＯの部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化し、パワーオシレータＰＯの部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化した点で、第３の実施形態と異なり得る。他の点は、第３の実施形態と同様でよい。部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化した部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の内容は、第２の実施形態と同様でよい。
【０１９１】
８．第５の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける充電器の一体化）
図２８は、第５の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。図２８に示すように、マスターオシレータＭＯに含まれる一対の電極１１ａ及び１１ｂと、パワーオシレータＰＯに含まれる一対の電極２１ａ及び２１ｂとに、共通の充電器１２が接続されてもよい。他の点については、第４の実施形態と同様でよい。
【０１９２】
マスターオシレータＭＯとパワーオシレータＰＯとに共通の充電器１２を用いる場合、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、一対の電極２１ａ及び２１ｂとには共通の電圧制御がなされ得る。すなわち、いずれか一方のレーザチャンバにおいて、不純物濃度が上昇等してレーザ光のパルスエネルギーが変化した場合でも、両者に共通の電圧制御がなされ、パワーオシレータＰＯの出力エネルギーが安定化され得る。従って、電極に印加される電圧に基づいてガス圧制御しようとしても、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのいずれをガス圧制御すべきかを、電圧のみによっては的確に判断できない場合がある。そこで、マスターオシレータＭＯの出力エネルギーを検出することにより、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのいずれをガス圧制御すべきかを判断してもよい。
【０１９３】
図２９は、第５の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。ガス制御部４７は、電圧Ｖと、デューティーＤと、マスターオシレータＭＯのガス圧Ｐｍｏと、パワーオシレータＰＯのガス圧Ｐｐｏと、マスターオシレータＭＯのパルスエネルギーＥｍｏと、を読み込んでもよい（Ｓ２１０）。
【０１９４】
また、ガス制御部４７は、電圧Ｖと、第１の閾値ＶＨ及び第２の閾値ＶＬとを比較してもよい（Ｓ５９１、Ｓ５９４）。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲外である場合（Ｓ５９１：ＹＥＳ、又は、Ｓ５９４：ＹＥＳ）、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのいずれか又は両方のレーザチャンバにおいてガス圧制御すべきであると判断し得る。そこで、ガス制御部４７は、マスターオシレータＭＯのパルスエネルギーＥｍｏと、第１の閾値Ｅｍｏｍｉｎ及び第２の閾値Ｅｍｏｍａｘとを比較してもよい（Ｓ５９２、Ｓ５９３、Ｓ５９５、Ｓ５９６）。
【０１９５】
比較の結果、ＶＬ＜ＶＨ＜Ｖであって、且つ、Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９２：ＹＥＳ）、マスターオシレータＭＯの出力が低く、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間に高電圧を印加しないとパワーオシレータＰＯの出力が確保できない状態であることがわかる。従って、この場合には、マスターオシレータＭＯのレーザチャンバ１０に第２レーザガスを注入してもよい（Ｓ６０２ｍｏ）。
【０１９６】
また、ＶＬ＜ＶＨ＜Ｖであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘ＜Ｅｍｏの関係にある場合（Ｓ５９３：ＹＥＳ）、パワーオシレータＰＯの増幅率が低く、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間に高電圧を印加しないとパワーオシレータＰＯの出力が確保できない状態であることがわかる。従って、この場合には、パワーオシレータＰＯのレーザチャンバ２０に第２レーザガスを注入してもよい（Ｓ６０２ｐｏ）。
【０１９７】
また、Ｖ＜ＶＬ＜ＶＨであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘ＜Ｅｍｏの関係にある場合（Ｓ５９５：ＹＥＳ）、マスターオシレータＭＯの出力が過剰で、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間の電圧を抑制しないとパワーオシレータＰＯの出力が過剰になってしまう状態であることがわかる。従って、この場合には、マスターオシレータＭＯのレーザチャンバ１０についてガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ６０８ｍｏ）。
【０１９８】
また、Ｖ＜ＶＬ＜ＶＨであって、且つ、Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９６：ＹＥＳ）、パワーオシレータＰＯの増幅率が過剰で、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間の電圧を抑制しないとパワーオシレータＰＯの出力が過剰になってしまう状態であることがわかる。従って、この場合には、パワーオシレータＰＯのレーザチャンバ２０についてガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ６０８ｐｏ）。
【０１９９】
電圧Ｖが、ＶＬ＜Ｖ＜ＶＨの関係にある場合（Ｓ５９１：ＮＯ、且つ、Ｓ５９４：ＮＯ）、ガス圧制御をしなくてもよい。
なお、ＶＬ＜ＶＨ＜Ｖであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９３：ＮＯ）、ガス圧制御をしなくてもよいし、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのレーザチャンバに、それぞれ第２レーザガスを注入してもよい。
また、Ｖ＜ＶＬ＜ＶＨであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９６：ＮＯ）、ガス圧制御をしなくてもよいし、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのレーザチャンバについて、それぞれ部分的な排気を行ってもよい。
上記以外の制御については、第４の実施形態と同様でよい。
【０２００】
９．第６の実施形態（リング共振器を有するＭＯＰＯシステム）
図３０Ａは、第６の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。図３０Ｂは、図３０Ａに示すパワーオシレータＰＯの構成を模式的に示す。上述の第３の実施形態においてはファブリペロ共振器を用いてパワーオシレータＰＯを構成していたのに対し、第６の実施形態においては、リング共振器を用いてパワーオシレータＰＯを構成し得る点で、第３の実施形態と異なる。
【０２０１】
第６の実施形態に係るエキシマレーザシステムは、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置に加え、高反射ミラー１８ａ〜１８ｃと、レーザチャンバ２０と、一対の電極２１ａ及び２１ｂと、部分反射ミラー（出力結合ミラー）２４と、高反射ミラー２５ａ〜２５ｃと、を含んでもよい。さらに、図示しない充電器、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）、圧力センサ、光センサモジュール等を含んでもよい。
【０２０２】
マスターオシレータＭＯから出力されたレーザ光は、高反射ミラー１８ａ〜１８ｃを介して、パワーオシレータＰＯの部分反射ミラー（出力結合ミラー）２４に導入されてもよい。
パワーオシレータＰＯは、高反射ミラー２５ａ〜２５ｃ及び部分反射ミラー２４によって構成されるリング型の光路によってレーザ光がレーザチャンバ２０内を複数回通過するようにして、レーザ光を増幅してもよい。
【０２０３】
パワーオシレータＰＯによって増幅されたレーザ光は、部分反射ミラー（出力結合ミラー）２４を介して、出力レーザ光として出力され得る。
他の点については、第３の実施形態と同様でよい。
【０２０４】
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。
【０２０５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０２０６】
１０…レーザチャンバ、１０ａ、１０ｂ…ウインドウ、１１ａ、１１ｂ…電極、１２…充電器、１３…パルスパワーモジュール、１３ａ…スイッチ、１４…狭帯域化モジュール、１４ａ…プリズム、１４ｂ…グレーティング、１５…出力結合ミラー、１６…圧力センサ、１７…光センサモジュール、１７ａ…ビームスプリッタ、１７ｂ…集光光学系、１７ｃ…光センサ、１８ａ〜１８ｃ…高反射ミラー、２０…レーザチャンバ、２１ａ、２１ｂ…電極、２２…充電器、２４…部分反射ミラー、２５…出力結合ミラー、２５ａ〜２５ｃ…高反射ミラー、２６…圧力センサ、２７…光センサモジュール、３０…レーザ制御部、４０…ガス制御装置、４１〜４５…配管、４６…排気ポンプ、４７…ガス制御部、１００…露光装置、１１０…露光装置コントローラ、Ｆ２…第１容器、Ｆ２−Ｖ…第１レーザガス注入バルブ、Ｆ２−ＭＦＣ…マスフローコントローラ、Ｆ２−Ｖ２…バイパスバルブ、Ｂ…第２容器、Ｂ−Ｖ…第２レーザガス注入バルブ、Ｂ−ＭＦＣ…マスフローコントローラ、Ｂ−Ｖ２…バイパスバルブ、Ｃ−Ｖ…コントロールバルブ、ＥＸ−Ｖ…排気バルブ
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エキシマレーザ装置及びエキシマレーザシステムに関する。
【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及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。例えば、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７７４１６３９号公報
【概要】
【０００４】
本開示の第１の観点に係るエキシマレーザ装置は、ガスを封入するレーザチャンバと、レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、電極間に電圧を供給する電源部と、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備えてもよい。ガス制御部は、ガス供給部による第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、を選択的に行ってもよい。
【０００５】
本開示の第２の観点に係るエキシマレーザシステムは、ガスを封入する第１のレーザチャンバと、第１のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第１の電極と、第１のレーザチャンバを挟んで配置された第１の共振器と、を含む第１のエキシマレーザ装置と、ガスを封入する第２のレーザチャンバと、第２のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第２の電極と、第２のレーザチャンバを挟んで配置された第２の共振器と、を含み、第１のエキシマレーザ装置から出力されたレーザ光を増幅する第２のエキシマレーザ装置と、第１の電極間及び第２の電極間に電圧を供給する少なくとも１つの電源部と、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスの第１のレーザチャンバ及び第２のレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、第１のレーザチャンバ及び第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備えてもよい。ガス制御部は、ガス供給部による第２レーザガスの第１のレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部による第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第１のガス圧制御と、ガス供給部による第２レーザガスの第２のレーザチャンバの内部への供給、及び、ガス排気部による第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第２のガス圧制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスの第１のレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部による第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第１の部分ガス交換制御と、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスの第２のレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部による第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第２の部分ガス交換制御と、を選択的に行ってもよい。
【０００６】
本開示の第３の観点に係るエキシマレーザ装置は、ガスを封入するレーザチャンバと、レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、電極間に電圧を供給する電源部と、ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備えてもよい。ガス制御部は、ガス供給部による第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、ガス供給部による第１レーザガスのレーザチャンバの内部への供給と、ガス排気部によるレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、を選択的に行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
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、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置の構成を模式的に示す。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図４】図４は、第１の実施形態において電極間の印加電圧を制御するためのフローチャートである。
【図５】図５は、第１の実施形態においてエキシマレーザ装置のデューティーを算出するためのフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図６Ｄ】図６Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。
【図６Ｆ】図６Ｆは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｅにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、レーザチャンバ内のガス圧と図８Ａにおいて算出されるガス交換量との関係を示すグラフである。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図８Ｃにおいて算出されるガス交換量との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、図３に示すガス圧制御のフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示すハロゲンガス分圧の減少量を算出する処理のフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図９に示す第２レーザガス注入バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図９に示す排気バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【図１２】図１２は、図３に示すハロゲンガス補充制御のフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１２に示す第１レーザガスの注入量を算出する処理のフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１２に示すハロゲンガス補充制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。
【図１５】図１５は、図３に示す部分ガス交換制御のフローチャートである。
【図１６】図１６は、図１５に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理のフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１５に示す部分ガス交換制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。
【図１８】図１８は、第２の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【図２１】図２１は、図１９に示す部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のフローチャートである。
【図２２】図２２は、図２１に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理のフローチャートである。
【図２３】図２３は、第３の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。
【図２４】図２４は、第３の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。
【図２５】図２５は、第３の実施形態におけるガス制御の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制御の状態遷移図である。
【図２７】図２７は、第４の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図２８】図２８は、第５の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。
【図２９】図２９は、第５の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【図３０Ａ】図３０Ａは、第６の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図３０Ａに示すパワーオシレータの構成を模式的に示す。
【実施形態】
【０００８】
＜内容＞
１．概要
２．用語の説明
３．エキシマレーザ装置の全体説明
３．１ レーザチャンバ
３．２ 光共振器
３．３ 各種センサ
３．４ レーザ制御部
３．５ ガス制御装置
４．エキシマレーザ装置におけるガス制御
４．１ ガス制御の概略
４．２ メインフロー
４．３ レーザ制御部による電圧制御
４．４ レーザ制御部によるデューティー算出
４．５ ガス制御間隔の算出（Ｓ３００の詳細）
４．６ ハロゲンガス分圧の算出（Ｓ４００の詳細）
４．７ ガス交換量の算出（Ｓ５００の詳細）
４．８ ガス圧制御（Ｓ６００の詳細）
４．９ ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００の詳細）
４．１０ 部分ガス交換制御（Ｓ８００の詳細）
５．第２の実施形態（部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御の一体化制御）
５．１ ガス制御の概略
５．２ メインフロー
５．３ ガス制御間隔の算出（Ｓ３４０の詳細）
５．４ 部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０の詳細）
６．第３の実施形態（ＭＯＰＯシステム）
６．１ ＭＯＰＯシステムの全体説明
６．２ ＭＯＰＯシステムにおけるガス制御
７．第４の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける制御の一体化）
８．第５の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける充電器の一体化）
９．第６の実施形態（リング共振器を有するＭＯＰＯシステム）
【０００９】
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。
【００１０】
１．概要
露光装置用のエキシマレーザ装置は、長時間安定して所望のパルスレーザ光を出力することが求められ得る。エキシマレーザ装置において長時間レーザ発振させると、レーザチャンバ内において不純物が生成され、その不純物がレーザ光を吸収したり、放電の状態を悪化させたりすることによって、エキシマレーザ装置が所望のパルスレーザ光を出力できなくなり得る。そのような場合には、レーザ発振を停止させて、レーザチャンバ内の殆ど全てのガスを排気し、その後、新たにレーザ媒質となるガスを注入する必要があり得る。この工程を全ガス交換と呼ぶ。しかしながら、レーザ発振の停止中は、露光装置において露光を行うことができなくなり得る。
【００１１】
本開示の１つの観点によれば、レーザ発振中に、レーザチャンバ内のガス圧制御、ハロゲンガス補充制御、部分ガス交換制御を選択的に行ってもよい。これにより、レーザチャンバ内の環境悪化を抑制し、全ガス交換の回数を抑制し得る。
【００１２】
２．用語の説明
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
「第１レーザガス」は、ハロゲンガスを含むレーザガスであってもよい。
「第２レーザガス」は、第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低いレーザガスであってもよい。
「ガス圧制御」は、第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを使い分ける制御であってもよい。
「ハロゲンガス補充制御」は、第１レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を順次行う制御であってもよい。
「部分ガス交換制御」は、第１レーザガス及び第２レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を順次行う制御であってもよい。
【００１３】
３．エキシマレーザ装置の全体説明
図１は、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置の構成を模式的に示す。図１に示すエキシマレーザ装置は、レーザチャンバ１０と、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）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、光センサモジュール１７と、レーザ制御部３０と、ガス制御装置４０と、を含んでもよい。図１に示すエキシマレーザ装置は、エキシマレーザ装置から出力されるレーザ光を用いて露光を行う露光装置１００に接続されてもよい。
【００１４】
３．１ レーザチャンバ
レーザチャンバ１０は、例えばアルゴン、ネオン及びフッ素等を含むレーザ媒質としてのレーザガスが封入されるチャンバでもよい。一対の電極１１ａ及び１１ｂは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ１０内に配置され得る。充電器１２は、例えば電源装置に接続されたコンデンサによって構成されてもよく、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧を印加するための電気エネルギーを保持し得る。パルスパワーモジュール１３は、レーザ制御部３０によって制御されるスイッチ１３ａを含んでもよい。スイッチ１３ａがＯＦＦからＯＮになると、パルスパワーモジュール１３は、充電器１２に保持されてい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電極１１ａ及び１１ｂ間に印加してもよい。
【００１５】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に高電圧が印加されると、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に放電が起こり得る。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザ媒質が励起されて高エネルギー準位に移行し得る。励起されたレーザ媒質が、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光を放出し得る。
【００１６】
レーザチャンバ１０の両端にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられてもよい。レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射し得る。
【００１７】
３．２ 光共振器
狭帯域化モジュール１４は、プリズム１４ａと、グレーティング１４ｂとを含んでもよい。プリズム１４ａは、レーザチャンバ１０から出射された光のビーム幅を拡大させるとともに、その光をグレーティング１４ｂ側に透過させ得る。また、プリズム１４ａは、グレーティング１４ｂからの反射光のビーム幅を縮小させるとともに、その光をレーザチャンバ１０側に透過させ得る。また、プリズム１４ａは、光を透過させるとき、光の波長に応じて異なった角度で光を屈折させ得る。従って、プリズム１４ａは波長分散素子としても機能し得る。
【００１８】
グレーティング１４ｂは、高反射率の材料によって構成され、表面に多数の溝が所定間隔で形成された波長分散素子であり得る。各溝は例えば三角溝であってもよい。プリズム１４ａからグレーティング１４ｂに入射した光は、各溝の斜面において、各溝の方向（図１における上下方向）に対して垂直な多方向に反射し得る。１つの溝において反射した反射光と、他の１つの溝において反射した反射光とが重なり合うとき、それらの反射光の間の光路長の差は、それらの反射光の反射角度に依存し得る。そして、当該光路長の差に対応する波長の光は、それらの反射光どうしで位相が一致して強め合うことができ、当該光路長の差に対応しない波長の光は、それらの反射光どうしで位相が一致せずに弱め合うことができる。この干渉作用の結果、反射角度に応じて特定の波長付近の光を取り出すことができ、当該特定の波長の光を多く含む光がプリズム１４ａを介してレーザチャンバ１０に戻され得る。
【００１９】
このように、プリズム１４ａとグレーティング１４ｂとによって、特定の波長の光を取り出してレーザチャンバ１０側に戻すことによって、レーザ光のスペクトル幅を低減する狭帯域化モジュール１４が構成され得る。
【００２０】
出力結合ミラー１５の表面には、部分反射膜がコーティングされていてもよい。従って、出力結合ミラー１５は、レーザチャンバ１０から出力される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内に戻してもよい。
【００２１】
出力結合ミラー１５とグレーティング１４ｂとの間の距離は、レーザチャンバ１０から出力される所定波長の光が定常波を形成する距離に設定され得る。従って、狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５とで、光共振器が構成され得る。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、レーザチャンバ１０内の電極１１ａと電極１１ｂとの間（レーザゲイン空間）を通過する度に増幅され得る。増幅された光の一部が、出力結合ミラー１５を介して、出力レーザ光として出力され得る。
【００２２】
３．３ 各種センサ
圧力センサ１６は、レーザチャンバ１０内のガス圧を検出し、ガス制御装置４０に出力してもよい。光センサモジュール１７は、ビームスプリッタ１７ａと、集光光学系１７ｂと、光センサ１７ｃとを含んでもよい。ビームスプリッタ１７ａは、出力結合ミラー１５を透過した出力レーザ光を高い透過率で露光装置１００に向けて透過させるとともに、出力レーザ光の一部を集光光学系１７ｂに向けて反射してもよい。集光光学系１７ｂは、ビームスプリッタ１７ａによって反射された光を光センサ１７ｃの感光面上に集光してもよい。光センサ１７ｃは、感光面に集光されたレーザ光のパルスエネルギーに関する値を検出し、検出したパルスエネルギーに関する値に基づくデータをレーザ制御部３０に出力してもよい。
【００２３】
３．４ レーザ制御部
レーザ制御部３０は、露光装置１００に設けられた露光装置コントローラ１１０との間で各種信号を送受信してもよい。例えば、露光装置コントローラ１１０からレーザ光出力開始信号を受信してもよい。また、レーザ制御部３０は、充電器１２に対して充電電圧の設定信号を送信したり、パルスパワーモジュール１３に対してスイッチＯＮ又はＯＦＦの指令信号を送信したりしてもよい。
【００２４】
レーザ制御部３０は、光センサモジュール１７からパルスエネルギーに基づくデータを受信してもよく、このパルスエネルギーに基づくデータを参照して充電器１２の充電電圧を制御してもよい。充電器１２の充電電圧を制御することにより、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧が制御されてもよい。
【００２５】
また、レーザ制御部３０は、光センサモジュール１７から受信したデータに基づいて、エキシマレーザ装置の発振パルス数を計数してもよい。また、レーザ制御部３０は、ガス制御装置４０に設けられたガス制御部４７との間で各種信号を送受信してもよい。例えば、レーザ制御部３０は、エキシマレーザ装置の発振パルス数のデータをガス制御装置４０に送信してもよい。
【００２６】
３．５ ガス制御装置
ガス制御装置４０は、フッ素ガス（Ｆ２）等のハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器Ｆ２と、バッファガスを含む第２レーザガスを収容した第２容器Ｂと、に接続されてもよい。第１レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。第２レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。第１容器Ｆ２及び第２容器Ｂのガス取り出し口にはそれぞれバルブが設けられていてもよいが、少なくともエキシマレーザ装置が起動している間はこれらのバルブは開いていてよい。
【００２７】
ガス制御装置４０は、排気ポンプ４６と、ガス制御部４７と、以下に説明する各種バルブ及びマスフローコントローラと、を含んでもよい。レーザチャンバ１０には第１の配管４１の一端が接続され、第１の配管４１にはコントロールバルブＣ−Ｖが設けられていてもよい。第１の配管４１の他端には、第１容器Ｆ２に接続された第２の配管４２と、第２容器Ｂに接続された第３の配管４３と、排気ポンプ４６に接続された第４の配管４４と、が接続されていてもよい。
【００２８】
第２の配管４２には、第１レーザガスの供給を制御する第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖが設けられていてもよい。第２の配管４２は途中で二股に分かれ、一方にはマスフローコントローラＦ２−ＭＦＣが設けられ、他方にはバイパスバルブＦ２−Ｖ２が設けられていてもよい。バイパスバルブＦ２−Ｖ２は、レーザ発振を停止して全ガス交換を行うときにのみ開かれ、レーザ発振中は常時閉めておくものとしてもよい。レーザ発振中に第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するときは、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを開き、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣによってレーザチャンバ１０内に供給される第１レーザガスの流量を制御してもよい。
【００２９】
第３の配管４３には、第２レーザガスの供給を制御する第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが設けられていてもよい。第３の配管４３は途中で二股に分かれ、一方にはマスフローコントローラＢ−ＭＦＣが設けられ、他方にはバイパスバルブＢ−Ｖ２が設けられていてもよい。バイパスバルブＢ−Ｖ２は、レーザ発振を停止して全ガス交換を行うときにのみ開かれ、レーザ発振中は常時閉めておくものとしてもよい。レーザ発振中に第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するときは、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを開き、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣによってレーザチャンバ１０内に供給される第２レーザガスの流量を制御してもよい。
【００３０】
第４配管４４には、レーザチャンバ１０内のガスの排気を制御する排気バルブＥＸ−Ｖが設けられていてもよい。レーザチャンバ１０内のガスの排気を制御するときは、排気ポンプ４６を駆動して、排気バルブＥＸ−ＶおよびコントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。
【００３１】
ガス制御部４７は、レーザ制御部３０との間で各種信号を送受信し、さらに、圧力センサ１６からレーザチャンバ１０内のガス圧のデータを受信してもよい。また、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣ、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣ、バイパスバルブＦ２−Ｖ２、バイパスバルブＢ−Ｖ２、排気バルブＥＸ−Ｖ及び排気ポンプ４６等を制御してもよい。
【００３２】
４．エキシマレーザ装置におけるガス制御
４．１ ガス制御の概略
図２は、第１の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図２に示すように、第１の実施形態におけるガス制御は、ガス圧制御（Ｓ６００）と、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）と、部分ガス交換制御（Ｓ８００）と、を含んでいてもよい。さらに、ガス制御の停止状態（Ｓ０）があってもよい。これらのガス制御は、ガス制御部４７（図１）によって行われてもよい。
【００３３】
ガス圧制御（Ｓ６００）は、レーザチャンバ１０内のガス圧を制御することにより、レーザ光の出力を制御するためのガス制御であってもよい。エキシマレーザ装置においては、レーザ光のパルスエネルギーを所望の値に維持するために、光センサモジュール１７から得られたデータに基づいて充電器１２の充電電圧が制御（一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧が制御）され得る。例えば、レーザチャンバ１０内の不純物の影響、その他の運転条件により、レーザ光のパルスエネルギーが低下する傾向がある場合は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧が上昇させられ得る。しかしながら、電圧を上げすぎると、あるいは下げすぎると、放電が不安定となりエキシマレーザ装置の動作が不安定となる可能性がある。
【００３４】
そこで、ガス圧制御においては、レーザチャンバ１０内のガス圧を制御することにより、所望のレーザ光出力が得られるようにし、電圧の上げすぎあるいは下げすぎが回避され得るようにしてもよい。具体的には、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより高い場合に、第２レーザガスをレーザチャンバ１０に供給してガス圧を上げてもよい。また、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖが第１の閾値より低い第２の閾値ＶＬより、さらに低い場合に、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってガス圧を下げてもよい。
【００３５】
ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）は、レーザチャンバ１０内において低下したハロゲンガス分圧を所定の値に回復するためのガス制御であってもよい。レーザチャンバ１０内のレーザガスを構成する希ガスは、化学的に安定であるが、レーザガスを構成するフッ素等のハロゲンガスは、他の物質との反応性が高く、例えば電極材料と反応して不純物となりやすい。従って、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内のハロゲンガスが減少（ハロゲンガス分圧が低下）し得る。
【００３６】
そこで、ハロゲンガス補充制御においては、所定時間が経過するごとに、第１レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量と同量（体積）のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。
【００３７】
部分ガス交換制御（Ｓ８００）は、レーザチャンバ１０内の不純物を排気するためのガス制御であってもよい。エキシマレーザ装置において、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内の不純物濃度が上昇し、所望のパルスレーザ光を出力できなくなり得る。
【００３８】
そこで、部分ガス交換制御においては、所定時間が経過するごとに、第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量の合計と同量（体積）のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。また、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧が部分ガス交換制御の前後において変化しないように、第１レーザガスの注入量と第２レーザガスの注入量とが算出されてもよい。
【００３９】
ガス制御部４７（図１）は、ガス圧制御（Ｓ６００）の条件が整った場合に、ガス制御の停止状態（Ｓ０）からガス圧制御に遷移させ、ガス圧制御が終了した場合に、ガス圧制御からガス制御の停止状態に遷移させてもよい。
【００４０】
ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）の条件が整った場合に、ガス制御の停止状態（Ｓ０）からハロゲンガス補充制御に遷移させ、ハロゲンガス補充制御が終了した場合に、ハロゲンガス補充制御からガス制御の停止状態に遷移させてもよい。
【００４１】
ガス制御部４７は、部分ガス交換制御（Ｓ８００）の条件が整った場合に、ガス制御の停止状態（Ｓ０）から部分ガス交換制御に遷移させ、部分ガス交換制御が終了した場合に、部分ガス交換制御からガス制御の停止状態に遷移させてもよい。
【００４２】
４．２ メインフロー
図３は、第１の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図３に示される処理は、ガス制御部４７（図１）によって行われてもよい。図３に示される処理は、ガス圧制御（Ｓ６００）と、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）と、部分ガス交換制御（Ｓ８００）と、を含み得る。
【００４３】
まず、ガス制御部４７は、ガス制御に必要な初期値を読み込んでもよい（Ｓ１００）。この初期値には、例えば、各種の比例定数や、制御のための閾値等が含まれてもよい。例えば比例定数は、後述するａ、ｂ、ｃ、ｇ、ｈ、ｋ等であってよく、閾値は、後述する第１の閾値ＶＨ及び第２の閾値ＶＬ等であってよい。また、タイマーＴｈ及びＴｐの計時を開始してもよい。
【００４４】
次に、ガス制御部４７は、電圧Ｖと、デューティーＤと、ガス圧Ｐと、を読み込んでもよい（Ｓ２００）。電圧Ｖは、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧であってもよく、レーザ制御部３０から受信したものでもよい。デューティーＤは、レーザ光の繰り返し周波数の、その最大値に対する比率（デューティー）であってもよく、レーザ制御部３０から受信したものでもよい。ガス圧Ｐは、レーザチャンバ１０内のガス圧であってもよく、圧力センサ１６から受信したものであってもよい。
【００４５】
次に、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉ及び部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを算出してもよい（Ｓ３００）。この算出処理の詳細は後述する。
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４００）。この算出処理の詳細は後述する。
次に、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御におけるガス交換量Ｑを算出してもよい（Ｓ５００）。この算出処理の詳細は後述する。
【００４６】
次に、ガス制御部４７は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖと、第１の閾値ＶＨ及び第２の閾値ＶＬとを比較してもよい（Ｓ５９０）。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲外である場合（Ｖ＜ＶＬ又はＶＨ＜Ｖ）、ガス圧制御の条件が整ったと判定して、ガス制御部４７は、ガス圧制御を行ってもよい（Ｓ６００）。ガス圧制御の詳細は後述する。ガス圧制御が終了したら、上述のＳ２００に戻って各種パラメータを読み込んでもよい。ガス圧制御においては、後述のようにガス圧を低下させる制御においてハロゲンガス分圧Ｐｈが低下する場合があるため、上述のＳ２００に戻ることにより、ハロゲンガス分圧Ｐｈ等を再計算し、ハロゲンガス補充制御等を適切に行い得る。
【００４７】
電圧Ｖが第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内である場合（ＶＬ≦Ｖ≦ＶＨ）、ガス制御部４７は、タイマーＴｈとハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉとを比較してもよい（Ｓ６９０）。タイマーＴｈがハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉに達した場合（Ｔｈｉ＜Ｔｈ）、ハロゲンガス補充制御の条件が整ったと判定し、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御を行ってもよい（Ｓ７００）。ハロゲンガス補充制御の詳細は後述する。ハロゲンガス補充制御が終了したら、タイマーＴｈをリセットしてもよい（Ｓ７８０）。
【００４８】
タイマーＴｈがハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉに達していない場合（Ｔｈｉ≧Ｔｈ）、あるいは、タイマーＴｈがリセット（Ｓ７８０）された後、ガス制御部４７は、タイマーＴｐと部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉとを比較してもよい（Ｓ７９０）。タイマーＴｐが部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉに達した場合（Ｔｐｉ＜Ｔｐ）、部分ガス交換制御の条件が整ったと判定し、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御を行ってもよい（Ｓ８００）。部分ガス交換制御の詳細は後述する。部分ガス交換制御が終了したら、タイマーＴｐをリセットしてもよい（Ｓ８８０）。
【００４９】
タイマーＴｐが部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉに達していない場合（Ｔｐｉ≧Ｔｐ）、あるいは、タイマーＴｐがリセット（Ｓ８８０）された後、ガス制御部４７は、ガス制御を停止するか否かを判定してもよい（Ｓ９００）。ガス制御を停止するか否かの判定は、レーザ制御部３０から停止信号を受信したか否かによって行われてもよい。ガス制御を停止する場合（Ｓ９００：ＹＥＳ）、本フローチャートの処理を終了してもよい。ガス制御を停止しない場合（Ｓ９００：ＮＯ）、上述のＳ２００に戻って各種パラメータを読み込んでもよい。
【００５０】
４．３ レーザ制御部による電圧制御
図４は、第１の実施形態において電極間の印加電圧を制御するためのフローチャートである。図４に示される処理は、図３に示されるガス制御とは独立に、レーザ制御部３０（図１）によって行われてもよい。図４に示される処理においては、レーザ光のパルスエネルギーを所望の値に維持するために、光センサモジュール１７から得られたデータに基づいて充電器１２の充電電圧を制御（一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧を制御）してもよい。図４に示される処理は、図３に示されるガス制御とは別個に行われるものであるが、ガス制御の前提となり得るので以下に説明する。
【００５１】
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の値を読み込んでもよい（Ｓ１０）。目標パルスエネルギーＥｔの値は、例えば露光装置１００の設定によって要求される値であってもよい。
【００５２】
次に、レーザ制御部３０は、レーザ発振が開始されたか否かを判定してもよい（Ｓ１１）。レーザ発振が開始されたか否かは、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てもよい。あるいは、レーザ発振が開始されたか否かは、光センサモジュール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。
【００５３】
次に、レーザ制御部３０は、レーザ光のパルスエネルギーＥの値を読み込んでもよい（Ｓ１２）。パルスエネルギーＥの値は、光センサモジュール１７から受信したものであってもよい。
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の値とを比較してもよい（Ｓ１３）。
【００５４】
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、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖを、現在の値Ｖのまま維持してもよい（Ｓ１４：Ｖ＝Ｖ）。
【００５５】
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、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖを、現在の値Ｖに所定の増減幅ΔＶを加算した値に上昇させてもよい（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に近づけ得る。
【００５６】
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、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖを、現在の値Ｖから所定の増減幅ΔＶを減算した値に低下させてもよい（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に近づけ得る。
【００５７】
電圧Ｖの制御（Ｓ１４〜Ｓ１６のいずれか）が終了したら、レーザ制御部３０は、電圧Ｖのデータをガス制御部４７に送信してもよい（Ｓ１７）。これにより、ガス制御部４７は、図３に示すガス圧制御（Ｓ６００）の条件が整ったか否か（Ｓ５９０）を判定することができる。
【００５８】
次に、レーザ制御部３０は、電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ以上であるか否かを判定してもよい（Ｓ１８）。電圧Ｖが上限値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メンテナンスすること（例えば全ガス交換等）が必要となるため、本フローチャートの処理を終了してもよい。電圧Ｖが上限値Ｖｍａｘ以上でない場合（Ｖ＜Ｖｍａｘ）、上述のＳ１０に戻り、引き続き電圧Ｖを制御してパルスエネルギーＥを安定化するとともに、電圧Ｖのデータをガス制御部４７に送信してもよい。
【００５９】
４．４ レーザ制御部によるデューティー算出
図５は、第１の実施形態においてエキシマレーザ装置のデューティーを算出するためのフローチャートである。図５に示される処理は、図３に示されるガス制御とは独立に、レーザ制御部３０（図１）によって行われてもよい。図５に示される処理においては、レーザ発振時の繰り返し周波数と、当該エキシマレーザ装置の最大繰り返し周波数との比率をデューティーＤとして算出してもよい。図５に示される処理は、図３に示されるガス制御とは別個に行われるものであるが、ガス制御の前提となり得るので以下に説明する。
【００６０】
まず、レーザ制御部３０は、当該エキシマレーザ装置の最大繰り返し周波数で発振した場合の、一定時間Ｔｍａｘにおけるパルス数Ｎｐ０を読み込んでもよい（Ｓ２０）。
次に、レーザ制御部３０は、レーザ光のパルス数を計数するためのカウンターＮを０にセットしてもよい（Ｓ２１）。
次に、レーザ制御部３０は、一定時間内におけるレーザ光のパルス数を計数するためのタイマーＴをセットして計時を開始してもよい（Ｓ２２）。
【００６１】
次に、レーザ制御部３０は、レーザパルスが出力されたか否かを判定してもよい（Ｓ２３）。レーザパルスは１パルスのレーザ光であってよい。レーザパルスが出力されたか否かは、たとえば、光センサモジュール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。レーザパルスが出力されない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、出力されるまでこの判定を繰り返してもよい。
レーザパルスが出力された場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、レーザ制御部３０は、カウンターＮに１を加えてもよい（Ｓ２４）。
次に、レーザ制御部３０は、タイマーＴが一定時間Ｔｍａｘに達したか否かを判定してもよい（Ｓ２５）。一定時間Ｔｍａｘに達していない場合（Ｔｍａｘ＞Ｔ）、上述のＳ２３に戻り、一定時間Ｔｍａｘに達するまで、カウンターＮによってパルス数を計数してもよい。
【００６２】
一定時間Ｔｍａｘに達した場合（Ｔｍａｘ≦Ｔ）、レーザ制御部３０は、カウンターＮの値を、一定時間Ｔｍａｘにおけるパルス数Ｎｐとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ２６）。
【００６３】
次に、レーザ制御部３０は、（Ｎｐ／Ｎｐ０）の値をデューティーＤとして算出してもよい（Ｓ２７）。なお、デューティーＤの値が最大値１である場合は、当該エキシマレーザ装置が最大繰り返し周波数で発振していることを意味し得る。デューティーＤの値は、レーザ制御部３０からガス制御部４７に送信されてもよい。
【００６４】
次に、レーザ制御部３０は、デューティーＤの計算を中止するか否かを判定してもよい（Ｓ２８）。中止する場合は、本フローチャートの処理を終了してもよい。中止しない場合は、上述のＳ２１に戻ってもよい。
【００６５】
４．５ ガス制御間隔の算出（Ｓ３００の詳細）
図６Ａは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図６Ａに示される処理は、図３に示すＳ３００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００６６】
上述のように、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内のハロゲンガスが減少するため、所定時間が経過するごとに、ハロゲンガス補充制御を行ってもよい。また、レーザ光を長時間出力していると、次第にレーザチャンバ１０内の不純物濃度が上昇するため、所定時間が経過するごとに、部分ガス交換制御を行ってもよい。
【００６７】
しかしながら、ハロゲンガスの減少や不純物濃度の上昇は、レーザ光の出力時間だけでなく、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤ（図５）によっても影響を受け得る。そこで、ガス制御部４７は、以下の処理により、所定時間に対する補正演算を行ってもよい。
【００６８】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０と、部分ガス交換制御のための時間間隔の基準値Ｔｐｉ０とを読み込んでもよい（Ｓ３０１）。
【００６９】
ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０と、エキシマレーザ装置のデューティーＤとに基づいて、（Ｔｈｉ０／Ｄ）によってハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを算出してもよい（Ｓ３０２）。デューティーＤはレーザ制御部３０から送信された値であってもよい。
【００７０】
また、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御のための時間間隔の基準値Ｔｐｉ０と、エキシマレーザ装置のデューティーＤとに基づいて、（Ｔｐｉ０／Ｄ）によって部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを算出してもよい（Ｓ３０３）。デューティーＤはレーザ制御部３０から送信された値であってもよい。
【００７１】
図６Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。図６Ａにおいて算出されるハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、デューティーＤが１であるとき（最大繰り返し周波数で発振しているとき）に最も短く、最小値Ｔｈｉ０となってもよい。デューティーＤが１より小さい場合、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、基準値Ｔｈｉ０より大きい値となってもよい。
【００７２】
同様に、図６Ａにおいて算出される部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、デューティーＤが１であるとき（最大繰り返し周波数で発振しているとき）に最も短く、最小値Ｔｐｉ０となってもよい。デューティーＤが１より小さい場合、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、基準値Ｔｐｉ０より大きい値となってもよい。
【００７３】
これにより、エキシマレーザ装置のデューティーに応じて、適切なタイミングでハロゲンガス補充制御及び部分ガス交換制御を行い得る。
【００７４】
図６Ｃは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図６Ｃに示される処理は、図３に示すＳ３００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００７５】
図６Ａを参照しながら説明したように、ハロゲンガスの減少や不純物濃度の上昇は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤ（図５）によって影響を受け得る。しかしながら、レーザ光を発振しなくても、ハロゲンガスの減少や不純物濃度の上昇があり得る。そこで、ガス制御間隔に上限値を設けることにより、レーザ光の繰り返し周波数が小さい場合に、ガス制御間隔が上限値を超えることがないようにしてもよい。
【００７６】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０及び上限となる一定値Ｔｈｉｃと、部分ガス交換制御のための時間間隔の基準値Ｔｐｉ０及び上限となる一定値Ｔｐｉｃと、を読み込んでもよい（Ｓ３０４）。
【００７７】
次に、ガス制御部４７は、エキシマレーザ装置のデューティーＤを読み込み、デューティーＤが一定値（例えば０．２）以上であるか否かを判定してもよい（Ｓ３０５）。
【００７８】
デューティーＤが一定値以上である場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、図６Ａと同様に、ガス制御部４７は、（Ｔｈｉ０／Ｄ）によってハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを算出してもよい（Ｓ３０６）。また、ガス制御部４７は、（Ｔｐｉ０／Ｄ）によって部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを算出してもよい（Ｓ３０７）。
【００７９】
デューティーＤが一定値以上でない場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを、一定値Ｔｈｉｃとしてもよい（Ｓ３０８）。また、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを、一定値Ｔｐｉｃとしてもよい（Ｓ３０９）。
【００８０】
図６Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。図６Ｃにおいて算出されるハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、デューティーＤが１であるときに最も短く、最小値Ｔｈｉ０となってもよい。デューティーＤが一定値（例えば０．２）より小さい場合、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、一定値Ｔｈｉｃとなってもよい。
【００８１】
同様に、図６Ｃにおいて算出される部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、デューティーＤが１であるときに最も短く、最小値Ｔｐｉ０となってもよい。デューティーＤが一定値（例えば０．２）より小さい場合、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、一定値Ｔｐｉｃとなってもよい。
【００８２】
これにより、レーザ光の発振間隔が非常に長い時間で発振する場合や、デューティーＤが小さい状態で発振する場合でも、適切なタイミングでハロゲンガス補充制御及び部分ガス交換制御を行い得る。
【００８３】
図６Ｅは、図３に示すガス制御間隔を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。図６Ｅに示される処理は、図３に示すＳ３００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００８４】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｉ０と、部分ガス交換制御のための時間間隔となる一定値Ｔｐｉｃと、を読み込んでもよい（Ｓ３１０）。
【００８５】
図６Ａと同様に、ガス制御部４７は、（Ｔｈｉ０／Ｄ）によってハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉを算出してもよい（Ｓ３１１）。
一方、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉを、一定値Ｔｐｉ０としてもよい（Ｓ３１２）。
【００８６】
図６Ｆは、エキシマレーザ装置のデューティーと図６Ｅにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。図６Ｆに示されるように、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉは、デューティーＤに依存したものとし、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉは、デューティーＤに依存しない一定値Ｔｐｉｃとして、一定時間間隔で部分ガス交換制御を行うようにしてもよい。
【００８７】
４．６ ハロゲンガス分圧の算出（Ｓ４００の詳細）
図７Ａは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図７Ａに示される処理は、図３に示すＳ４００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００８８】
上述のように、レーザチャンバ１０内のハロゲンガスの減少は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤ（図５）によって影響を受け得る。そこで、ハロゲンガス補充制御において適切な量のハロゲンガスをレーザチャンバ１０内に補充するため、あるいは部分ガス交換制御において適切なハロゲンガス濃度のレーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するため、以下のようにしてハロゲンガス分圧を算出してもよい。
【００８９】
まず、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈ０を読み込んでもよい（Ｓ４０１）。Ｓ４０１における処理では、エキシマレーザ装置の設置直後等、前回のハロゲンガス補充制御におけるハロゲンガス分圧Ｐｈ０がデータとして存在しない場合がある。このような場合、直近の全ガス交換時において、第１及び第２のレーザガス供給前後の圧力及び排出量に基づいてハロゲンガス分圧を算出しておき、このハロゲンガス分圧をＰｈ０に代入してもよい。
次に、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ｐｈ０と、一定時間における発振パルス数Ｎｐ（図５）と、比例定数ｋと、に基づいて、（Ｐｈ０−ｋ・Ｎｐ）によってハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４０２）。
【００９０】
図７Ｂは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図７Ｂに示される処理は、図３に示すＳ４００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００９１】
レーザチャンバ１０内のハロゲンガスの減少は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤだけでなく、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉによっても影響を受け得る。そこで、ハロゲンガス補充制御において適切な量のハロゲンガスを補充するため、あるいは部分ガス交換制御において適切なハロゲンガス濃度のレーザガスを供給するため、以下のようにしてハロゲンガス分圧を算出してもよい。
【００９２】
まず、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈ０を読み込んでもよい（Ｓ４０１）。
次に、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ｐｈ０と、一定時間における発振パルス数Ｎｐと、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉと、比例定数ｈ及びｋと、に基づいて、（Ｐｈ０−ｈ・Ｔｈｉ−ｋ・Ｎｐ）によってハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４０３）。
【００９３】
図７Ｃは、図３に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第３の例を示すフローチャートである。図７Ｃに示される処理は、図３に示すＳ４００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【００９４】
レーザチャンバ１０内のハロゲンガスの減少は、レーザ光の繰り返し周波数あるいはデューティーＤだけでなく、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖによっても影響を受け得る。そこで、ハロゲンガス補充制御において適切な量のハロゲンガスを補充するため、あるいは部分ガス交換制御において適切なハロゲンガス濃度のレーザガスを供給するため、以下のようにしてハロゲンガス分圧を算出してもよい。
【００９５】
まず、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧Ｐｈ０を読み込んでもよい（Ｓ４０１）。
次に、ガス制御部４７は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ｐｈ０と、一定時間における発振パルス数Ｎｐと、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖと、比例定数ｇと、に基づいて、（Ｐｈ０−ｇ・Ｎｐ・ｆ（Ｖ））によってハロゲンガス分圧Ｐｈを算出してもよい（Ｓ４０４）。ここで、ｆ（Ｖ）は、（ｃ・Ｖ２）であってもよいし、（ａ・Ｖ＋ｂ）であってもよい。また、ａ、ｂ及びｃは定数であってもよい。あるいは実験から得たデータに基づいた関数であってもよい。
【００９６】
４．７ ガス交換量の算出（Ｓ５００の詳細）
図８Ａは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図８Ａに示される処理は、図３に示すＳ５００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。部分ガス交換制御において適切な量のガスを交換するため、以下のようにしてガス交換量を算出してもよい。
【００９７】
まず、ガス制御部４７は、圧力センサ１６から受信したレーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを読み込んでもよい（Ｓ５０１）。
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐと、第１の閾値Ｐｍｉｎ及び第２の閾値Ｐｍａｘとを比較してもよい（Ｓ５０２）。第１の閾値Ｐｍｉｎ及び第２の閾値Ｐｍａｘは、あらかじめガス制御部４７によって保持されていてもよい。
【００９８】
ガス圧Ｐが第１の閾値Ｐｍｉｎより小さい場合（Ｐ＜Ｐｍｉｎ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最小値Ｑｍｉｎに設定してもよい（Ｓ５０３）。
ガス圧Ｐが第１の閾値より大きい第２の閾値Ｐｍａｘより、さらに大きい場合（Ｐｍｉｎ＜Ｐｍａｘ＜Ｐ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最大値Ｑｍａｘに設定してもよい（Ｓ５０４）。
【００９９】
ガス圧Ｐが第１の閾値Ｐｍｉｎと第２の閾値Ｐｍａｘとの間の値である場合（Ｐｍｉｎ≦Ｐ≦Ｐｍａｘ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを、最小値Ｑｍｉｎと最大値Ｑｍａｘとの間でガス圧Ｐに応じて連続的に変化する値に設定してもよい。例えば、ガス交換量Ｑは、ａ及びｂを定数として、（ａ・Ｐ＋ｂ）で表わされる値としてもよい（Ｓ５０５）。
【０１００】
図８Ｂは、レーザチャンバ内のガス圧と図８Ａにおいて算出されるガス交換量との関係を示すグラフである。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが高くなるのは、上述のように、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に印加される電圧Ｖが高いために、ガス圧制御（Ｓ６００）によってガス圧を上げた場合であり得る。すなわち、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが高くなるのは、レーザチャンバ１０内の不純物が増えてレーザ光の発光効率が低下した場合であり得る。
【０１０１】
そこで、図８Ｂに示すように、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが高い場合にはガス交換量Ｑを大きくすることにより、レーザチャンバ１０内の不純物を低減し得る。逆に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが低い場合にはガス交換量Ｑを小さくし得る。
【０１０２】
図８Ｃは、図３に示すガス交換量を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図８Ｃに示される処理は、図３に示すＳ５００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。部分ガス交換制御において適切な量のガスを交換するため、以下のようにしてガス交換量を算出してもよい。
【０１０３】
まず、ガス制御部４７は、レーザ制御部３０から受信したエキシマレーザ装置のデューティーＤを読み込んでもよい（Ｓ５０６）。
次に、ガス制御部４７は、エキシマレーザ装置のデューティーＤと、第１の閾値Ｄｍｉｎ及び第２の閾値Ｄｍａｘとを比較してもよい（Ｓ５０７）。第１の閾値Ｄｍｉｎ及び第２の閾値Ｄｍａｘは、あらかじめガス制御部４７によって保持されていてもよい。
【０１０４】
デューティーＤが第１の閾値Ｄｍｉｎより小さい場合（Ｄ＜Ｄｍｉｎ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最大値Ｑｍａｘに設定してもよい（Ｓ５０８）。
デューティーＤが第１の閾値より大きい第２の閾値Ｄｍａｘより、さらに大きい場合（Ｄｍｉｎ＜Ｄｍａｘ＜Ｄ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを最小値Ｑｍｉｎに設定してもよい（Ｓ５０９）。
【０１０５】
デューティーＤが第１の閾値Ｄｍｉｎと第２の閾値Ｄｍａｘとの間の値である場合（Ｄｍｉｎ≦Ｄ≦Ｄｍａｘ）、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑを、最小値Ｑｍｉｎと最大値Ｑｍａｘとの間でデューティーＤに応じて連続的に変化する値に設定してもよい。例えば、ガス交換量Ｑは、ａ及びｂを定数として、（ａ・Ｄ＋ｂ）で表わされる値としてもよい（Ｓ５１０）。
【０１０６】
図８Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図８Ｃにおいて算出されるガス交換量との関係の一例を示すグラフである。このように、ガス交換量Ｑは、エキシマレーザ装置のデューティーＤに依存して設定されてもよい。
【０１０７】
４．８ ガス圧制御（Ｓ６００の詳細）
図９は、図３に示すガス圧制御のフローチャートである。図９に示される処理は、図３に示すＳ６００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【０１０８】
まず、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ６０１）。ガス圧Ｐは、圧力センサ１６から受信したものでもよい。
【０１０９】
次に、ガス制御部４７は、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨより大きいか否かを判定してもよい（Ｓ６０２）。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより大きい場合（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、Ｓ６０３〜Ｓ６０７において第２レーザガスをレーザチャンバ１０に供給する制御を行ってもよい。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより大きくない場合（Ｓ６０２：ＮＯ）、Ｓ６０８に移行してもよい。
【０１１０】
電圧Ｖが第１の閾値ＶＨより大きい場合（Ｓ６０２：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎにガス圧増減幅ΔＰを加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰ）を、第１の目標ガス圧Ｐｔ１として設定してもよい（Ｓ６０３）。
【０１１１】
次に、ガス制御部４７は、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ６０４）。第２レーザガスの流量は、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第２レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。ハロゲンガスを含まない第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給することにより、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧の変動を抑制し得る。すなわち、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを上昇させる以外は、レーザ光の発振条件の変動を抑制し得るので、エキシマレーザ装置の性能の安定性を確保し得る。
【０１１２】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ６０５）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達したか否かを判定してもよい（Ｓ６０６）。ガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達していない場合（Ｐｔ１＞Ｐ）、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを開いたまま、上述のＳ６０５に戻り、第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達した場合（Ｐｔ１≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを閉じてもよい（Ｓ６０７）。
【０１１３】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨより大きくない場合（Ｓ６０２：ＮＯ）、ガス制御部４７は、電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さいか否かを判定してもよい（Ｓ６０８）。ここで、メインフローのＳ５９０および本サブルーチンのＳ６０２による判定結果から、Ｓ６０８に処理が移行した時点で、既にＶ＜ＶＬを満たしていてもよい。その場合、Ｓ６０８は結果をＹＥＳとして判定は省略してもよい。電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さい場合（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、Ｓ６０９〜Ｓ６２０においてレーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい。電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さくない場合（Ｓ６０８：ＮＯ）、Ｓ６０９〜Ｓ６２０の制御を行わなくてもよい。つまり、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内にある場合には、ガス圧制御は開始されなくともよい。
【０１１４】
電圧Ｖが第２の閾値ＶＬより小さい場合（Ｓ６０８：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎからガス圧増減幅ΔＰを減算した値（Ｐｉｎ−ΔＰ）を、第２の目標ガス圧Ｐｔ２として設定してもよい（Ｓ６０９）。このとき同時にガス制御部４７は、排気ポンプ４６を起動して、コントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。
【０１１５】
次に、ガス制御部４７は、排気バルブＥＸ−Ｖを所定時間開いて閉じることにより、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ６１０）。
【０１１６】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ６１１）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達したか否かを判定してもよい（Ｓ６１２）。ガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達していない場合（Ｐｔ２＜Ｐ）、上述のＳ６１０に戻り、第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達するまで、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を繰り返してもよい。ガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達した場合（Ｐｔ２≧Ｐ）、ガス制御部４７は、ガスの排気によるハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを算出してもよい（Ｓ６２０）。このとき同時にガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖを閉じて、排気ポンプ４６を停止してもよい。
【０１１７】
図１０は、図９に示すハロゲンガス分圧の減少量を算出する処理のフローチャートである。図９のＳ６０９〜Ｓ６１２の制御によってガス圧を低下させると、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧が減少し得る。そこで、ガス制御部４７は、以下の処理により、ハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを算出してもよい。
【０１１８】
まず、ガス制御部４７は、上述のＳ４００（図３）において算出したハロゲンガス分圧Ｐｈを読み込み、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ６２１）。
次に、ガス制御部４７は、ガス圧制御によるガス圧増減幅ΔＰと、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎと、制御前のガス圧Ｐｉｎとを用いて、（ΔＰ・Ｐｈｉｎ／Ｐｉｎ）により、ハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを算出してもよい（Ｓ６２２）。
【０１１９】
なお、図１０に示す処理Ｓ６２０を終了した後、図３のＳ２００に戻り、Ｓ４００においてハロゲンガス分圧Ｐｈが再計算されてもよい。そのとき、図１０において算出したハロゲンガス分圧の減少量ΔＰｈｅｘを差し引いて、ハロゲンガス分圧Ｐｈが再計算されてもよい。そのようにして求めたハロゲンガス分圧Ｐｈを用いて、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００）を行ってもよい。
【０１２０】
図１１Ａは、図９に示す第２レーザガス注入バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【０１２１】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内にある場合には、ガス圧制御は開始されないが、図１１Ａに示されるように、電圧Ｖが第１の閾値ＶＨを超えると、ガス圧制御が開始され得る。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨを超えた場合、ガス圧制御によって、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから次第に上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが上昇すると、エキシマレーザ装置の出力が上昇しようとするので、エキシマレーザ装置の出力を一定化するために、図４に示す処理によって電圧Ｖが低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第１の目標ガス圧Ｐｔ１に達すると、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが閉じられるので、ガス圧Ｐの上昇が止まり、これに伴って電圧Ｖの低下も止まり得る。
【０１２２】
このようにして、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを上昇させることにより、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖの過度の上昇を抑制し得る。
【０１２３】
図１１Ｂは、図９に示す排気バルブの開閉に伴うレーザチャンバ内のガス圧及び電極間の印加電圧の変化を示すグラフである。
【０１２４】
一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖが、第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲内にある場合には、ガス圧制御は開始されないが、図１１Ｂに示されるように、電圧Ｖが第２の閾値ＶＬ未満になると、ガス圧制御が開始され得る。電圧Ｖが第２の閾値ＶＬ未満になった場合、ガス圧制御によって、排気バルブＥＸ−Ｖが所定時間開かれて閉じられ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが低下すると、エキシマレーザ装置の出力が低下しようとするので、エキシマレーザ装置の出力を一定化するために、図４に示す処理によって電圧Ｖが上昇し得る。
【０１２５】
レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達するまで、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が繰り返され、その度に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが僅かに低下し、電圧Ｖが僅かに上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第２の目標ガス圧Ｐｔ２に達すると、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が終了するため、ガス圧Ｐの低下が止まり、これに伴って電圧Ｖの上昇も止まり得る。
【０１２６】
このようにして、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを低下させることにより、一対の電極１１ａ及び１１ｂ間に供給される電圧Ｖの過度の低下を抑制し得る。
【０１２７】
４．９ ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００の詳細）
図１２は、図３に示すハロゲンガス補充制御のフローチャートである。図１２に示される処理は、図３に示すＳ７００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【０１２８】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、ガス圧Ｐと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔと、を読み込んでもよい（Ｓ７０１）。ハロゲンガス分圧Ｐｈは、上述のＳ４００（図３）において算出したものでもよい。ガス圧Ｐは、圧力センサ１６から受信したものでもよい。目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは、エキシマレーザ装置の運転条件に応じて設定された値でもよい。
【０１２９】
次に、ガス制御部４７は、ガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ７０２）。次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔに制御するための第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を算出してもよい（Ｓ７１０）。この算出処理の詳細は後述する。
【０１３０】
次に、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎに第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２）を、第１レーザガス注入後（排気前）の目標ガス圧Ｐｘとして設定してもよい（Ｓ７２０）。次に、ガス制御部４７は、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ７２１）。第１レーザガスの流量が、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第１レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。フッ素ガスを含む第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給することにより、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を上昇させることができる。
【０１３１】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ７２２）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが第１レーザガス注入後の目標ガス圧Ｐｘに達したか否かを判定してもよい（Ｓ７２３）。ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｘに達していない場合（Ｐｘ＞Ｐ）、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを開いたまま、上述のＳ７２２に戻り、目標ガス圧Ｐｘに達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｘに達した場合（Ｐｘ≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを閉じてもよい（Ｓ７２４）。この後、ガス制御部４７は、排気ポンプ４６を起動して、コントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。このとき、排気バルブＥＸ−Ｖは閉じていてよい。
【０１３２】
次に、ガス制御部４７は、排気バルブＥＸ−Ｖを所定時間開いて閉じることにより、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ７２５）。
【０１３３】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ７２６）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻ったか否かを判定してもよい（Ｓ７２７）。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻っていない場合（Ｐｉｎ＜Ｐ）、上述のＳ７２５に戻り、制御前のガス圧Ｐｉｎに戻るまで、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を繰り返してもよい。この間、排気ポンプ４６は起動状態、コントロールバルブＣ−Ｖは開いた状態であってよい。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに戻った場合（Ｐｉｎ≧Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖを閉じて、排気ポンプ４６を停止してもよい。そして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１３４】
図１３は、図１２のＳ７１０に示す第１レーザガスの注入量を算出する処理の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、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を算出してもよい。
【０１３５】
まず、ガス制御部４７は、上述のＳ４００（図３）において算出したハロゲンガス分圧Ｐｈを、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ７１１）。
次に、ガス制御部４７は、第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度（体積比）Ｃ０を読み込んでもよい（Ｓ７１２）。第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、第１容器Ｆ２におけるハロゲンガス濃度（体積比）であってよく、あらかじめガス制御部４７に入力され、ガス制御部４７によって参照可能に保持されていてもよい。
【０１３６】
第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に注入（注入量ΔＰｆ２）する場合のハロゲンガス分圧の増加量ΔＰｈは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈ＝Ｃ０・ΔＰｆ２
【０１３７】
第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に注入した後、制御前のガス圧Ｐｉｎまで排気（注入量ΔＰｆ２と同量排気）したときに減少するハロゲンガス分圧（減少量）ΔＰｈｅｘは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈｅｘ＝ΔＰｆ２・（Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２）／（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２）
・・・式１
【０１３８】
また、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは、下式で表わされ得る。
Ｐｈｔ＝Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２−ΔＰｈｅｘ ・・・式２
そこで、ガス制御部４７は、式１及び式２を満たすΔＰｆ２を、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２として算出してもよい（Ｓ７１３）。または、ガス制御部４７があらかじめテーブル等を保持していてもよく、このテーブルを参照することで第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を決定してもよい。テーブルはたとえば、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔ等に対応した、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２の値を保持しているとよい。
【０１３９】
図１４は、図１２に示すハロゲンガス補充制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。ガス制御部４７は、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｉが経過する度に、ハロゲンガス補充制御を開始してもよい。ハロゲンガス補充制御が開始されると、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから次第に上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが目標ガス圧Ｐｘに達すると、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖが閉じられるので、ガス圧Ｐの上昇が止まり得る。
【０１４０】
次に、排気ポンプ４６が起動され、コントロールバルブＣ−Ｖが開かれた後に、排気バルブＥＸ−Ｖが所定時間開かれて閉じられ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、目標ガス圧Ｐｘから僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達するまで、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が繰り返され、その度に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達すると、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が終了するため、ガス圧Ｐの低下が止まり得る。その後、コントロールバルブＣ−Ｖは閉じられ、排気ポンプ４６は停止されてもよい。
【０１４１】
このようにして、レーザチャンバ１０内にハロゲンガスを供給し、その後、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを制御前のガス圧Ｐｉｎに近い値に戻してもよい。このように、ハロゲンガス補充制御においては、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を上昇させながらも、レーザ光の発振条件の変動を抑制し得るので、エキシマレーザ装置の性能の安定性を確保し得る。
【０１４２】
４．１０ 部分ガス交換制御（Ｓ８００の詳細）
図１５は、図３に示す部分ガス交換制御のフローチャートである。図１５に示される処理は、図３に示すＳ８００のサブルーチンとして、ガス制御部４７によって行われてもよい。
【０１４３】
まず、ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑと、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈとを読み込んでもよい（Ｓ８０１）。ガス交換量Ｑは、上述のＳ５００（図３）において算出したものでもよい。ガス圧Ｐは、圧力センサ１６から受信したものでもよい。ハロゲンガス分圧Ｐｈは、上述のＳ４００（図３）において算出したものでもよい。
【０１４４】
次に、ガス制御部４７は、ガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８０２）。次に、ガス制御部４７は、部分ガス交換制御のための第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい（Ｓ８１０）。この算出処理の詳細は後述する。
【０１４５】
次に、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎに第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２を加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２）を、第１レーザガス注入後の第１目標ガス圧Ｐｘ１として設定してもよい（Ｓ８２０）。次に、ガス制御部４７は、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ８２１）。第１レーザガスの流量が、マスフローコントローラＦ２−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第１レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。これにより、フッ素ガスを含む第１レーザガスがレーザチャンバ１０内に供給され得る。
【０１４６】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ８２２）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが、第１レーザガス注入後の第１目標ガス圧Ｐｘ１に達したか否かを判定してもよい（Ｓ８２３）。ガス圧Ｐが第１目標ガス圧Ｐｘ１に達していない場合（Ｐｘ１＞Ｐ）、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを開いたまま、上述のＳ８２２に戻り、第１目標ガス圧Ｐｘ１に達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが第１目標ガス圧Ｐｘ１に達した場合（Ｐｘ１≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖを閉じてもよい（Ｓ８２４）。
【０１４７】
次に、ガス制御部４７は、制御前のガス圧Ｐｉｎに第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２と第２レーザガスの注入量ΔＰｂとを加算した値（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２＋ΔＰｂ）を、第２レーザガス注入後の第２目標ガス圧Ｐｘ２として設定してもよい（Ｓ８２５）。次に、ガス制御部４７は、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖを開くことにより、第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給してもよい（Ｓ８２６）。第２レーザガスの流量が、マスフローコントローラＢ−ＭＦＣによって制御されてもよい。上述の通り、第２レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを適切に算出（Ｓ８１０）することにより、部分ガス交換制御の前後においてレーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧が変化しないようにしてもよい。
【０１４８】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ８２７）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが、第２レーザガス注入後の第２目標ガス圧Ｐｘ２に達したか否かを判定してもよい（Ｓ８２８）。ガス圧Ｐが第２目標ガス圧Ｐｘ２に達していない場合（Ｐｘ２＞Ｐ）、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを開いたまま、上述のＳ８２７に戻り、第２目標ガス圧Ｐｘ２に達するまで待ってもよい。ガス圧Ｐが第２目標ガス圧Ｐｘ２に達した場合（Ｐｘ２≦Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖを閉じてもよい（Ｓ８２９）。この後、ガス制御部４７は、排気ポンプ４６を起動して、コントロールバルブＣ−Ｖを開いてもよい。このとき、排気バルブＥＸ−Ｖは閉じていてよい。
【０１４９】
次に、ガス制御部４７は、排気バルブＥＸ−Ｖを所定時間開いて閉じることにより、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ８３０）。
【０１５０】
次に、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐを新たに読み込んでもよい（Ｓ８３１）。次に、ガス制御部４７は、新たに読み込んだガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻ったか否かを判定してもよい（Ｓ８３２）。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎまで戻っていない場合（Ｐｉｎ＜Ｐ）、上述のＳ８３０に戻り、制御前のガス圧Ｐｉｎに戻るまで、レーザチャンバ１０内のガスの部分的な排気を繰り返してもよい。この間、排気ポンプ４６は起動状態、コントロールバルブＣ−Ｖは開いた状態であってよい。ガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに戻った場合（Ｐｉｎ≧Ｐ）、ガス制御部４７は、コントロールバルブＣ−Ｖを閉じて、排気ポンプ４６を停止してもよい。そして、本フローチャートの処理を終了してもよい。
【０１５１】
図１６は、図１５に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理の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、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい。
【０１５２】
まず、ガス制御部４７は、上述のＳ４００（図３）において算出したハロゲンガス分圧Ｐｈを、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８１１）。次に、ガス制御部４７は、第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度（体積比）Ｃ０を読み込んでもよい（Ｓ８１２）。第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、あらかじめガス制御部４７に入力され、ガス制御部４７によって参照可能に保持されていてもよい。
【０１５３】
ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス濃度（体積比）Ｃｈ０を下式によって算出してもよい（Ｓ８１３）。
Ｃｈ０＝Ｐｈｉｎ／Ｐｉｎ
【０１５４】
第１レーザガス（注入量ΔＰｆ２、ハロゲンガス濃度Ｃ０）及び第２レーザガス（注入量ΔＰｂ）を合わせた注入ガスのハロゲンガス濃度（体積比）が、制御前のハロゲンガス濃度（体積比）Ｃｈ０と等しい場合には、下式が成立し得る。
Ｃｈ０＝Ｃ０・ΔＰｆ２／（ΔＰｆ２＋ΔＰｂ） ・・・式３
【０１５５】
一方、ガス交換量Ｑは、下式で表わされ得る。
Ｑ＝ΔＰｆ２＋ΔＰｂ ・・・式４
そこで、ガス制御部４７は、式３及び式４を満たすΔＰｆ２及びΔＰｂを、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂとして算出してもよい（Ｓ８１４）。
【０１５６】
図１７は、図１５に示す部分ガス交換制御に伴うレーザチャンバ内のガス圧の変化を示すグラフである。ガス制御部４７は、部分ガス交換制御の時間間隔Ｔｐｉが経過する度、部分ガス交換制御を開始してもよい。部分ガス交換制御が開始されると、第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、制御前のガス圧Ｐｉｎから次第に上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第１目標ガス圧Ｐｘ１に達すると、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第１レーザガス注入バルブＦ２−Ｖが閉じられる。次に、第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖ及びコントロールバルブＣ−Ｖが開かれ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、第１目標ガス圧Ｐｘ１からさらに上昇し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが第２目標ガス圧Ｐｘ２に達すると、コントロールバルブＣ−Ｖ及び第２レーザガス注入バルブＢ−Ｖが閉じられるので、ガス圧Ｐの上昇が止まり得る。
【０１５７】
次に、排気ポンプ４６が起動され、コントロールバルブＣ−Ｖが開かれた後に、排気バルブＥＸ−Ｖが所定時間開かれて閉じられ、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐは、第２目標ガス圧Ｐｘ２から僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達するまで、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が繰り返され、その度に、レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが僅かに低下し得る。レーザチャンバ１０内のガス圧Ｐが制御前のガス圧Ｐｉｎに達すると、排気バルブＥＸ−Ｖの開閉動作が終了するため、ガス圧Ｐの低下が止まり得る。その後、コントロールバルブＣ−Ｖは閉じられ、排気ポンプ４６は停止されてもよい。
【０１５８】
以上のようにして、部分ガス交換制御の前後においてハロゲンガス分圧が変化しないように、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい。さらに、第１レーザガス及び第２レーザガスの注入量の合計と実質的に同量の排気をすることにより、部分ガス交換制御の前後においてレーザチャンバ１０内のガス圧変化が殆どないようにしてもよい。従って、不純物濃度を低下させながらも、レーザ光の発振条件の変動を抑制し得るので、エキシマレーザ装置の性能の安定性を確保し得る。
【０１５９】
また、第１レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給した後に、第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に供給するので、共通の配管である第１の配管４１内に残ったハロゲンガスを第２レーザガスによってレーザチャンバ１０内に送り込むことができる。従って、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を精度よく制御し得る。
【０１６０】
５．第２の実施形態（部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御の一体化制御）
５．１ ガス制御の概略
図１８は、第２の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図１８に示すように、第２の実施形態におけるガス制御は、ガス圧制御（Ｓ６００）と、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０）と、を含んでいてもよい。さらに、ガス制御の停止状態（Ｓ０）があってもよい。エキシマレーザ装置の構成は、第１の実施形態と同様でよい。
【０１６１】
部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０）は、第１の実施形態における部分ガス交換制御と同様に、第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量の合計と同量のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。但し、第２の実施形態の部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、長時間のレーザ光出力によって低下したハロゲンガス分圧を所定の値に回復させるように、第１レーザガスの注入量と第２レーザガスの注入量とを算出してもよい。
【０１６２】
５．２ メインフロー
図１９は、第２の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図１９に示される処理は、ガス制御部４７（図１）によって行われてもよい。図１９に示される処理は、Ｓ１００においては、第１の実施形態におけるタイマーＴｈ及びＴｐの代わりに、タイマーＴｈｐの計時を開始してもよい。また、第１の実施形態におけるガス制御間隔Ｔｈｉ及びＴｐｉの代わりに、ガス制御間隔Ｔｈｐｉを算出してもよい（Ｓ３４０）。ガス制御間隔Ｔｈｐｉの算出については、後述する。
【０１６３】
また、図１９に示される処理は、第１の実施形態においてハロゲンガス補充制御や部分ガス交換制御を個別の状態として含む代わりに、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０）を１つの状態として含み得る点で、第１の実施形態と異なる。
【０１６４】
第２の実施形態において、ガス圧制御の条件が整っていなかった場合（Ｓ５９０：ＹＥＳ）、ガス制御部４７は、タイマーＴｈｐと、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉとを比較してもよい（Ｓ７９１）。
【０１６５】
タイマーＴｈｐが部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉに達した場合（Ｔｈｐｉ＜Ｔｈｐ）、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御を行ってもよい（Ｓ８４０）。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の詳細は後述する。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御が終了したら、タイマーＴｈｐをリセットしてもよい（Ｓ８８１）。他の点については、第１の実施形態と同様の処理でよい。
【０１６６】
５．３ ガス制御間隔の算出（Ｓ３４０の詳細）
図２０Ａは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第１の例を示すフローチャートである。図２０Ｂは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ａにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【０１６７】
まず、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｐｉ０を読み込んでもよい（Ｓ３４１）。
次に、ガス制御部４７は、読み込んだ基準値Ｔｈｐｉ０と、エキシマレーザ装置のデューティーＤとに基づいて、（Ｔｈｐｉ０／Ｄ）によって、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔Ｔｈｐｉを算出してもよい（Ｓ３４２）。
【０１６８】
図２０Ｃは、図１９に示すガス制御間隔を算出する処理の第２の例を示すフローチャートである。図２０Ｄは、エキシマレーザ装置のデューティーと図２０Ｃにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
【０１６９】
まず、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔の基準値Ｔｈｐｉ０と、上限となる一定値Ｔｈｐｉｃとを読み込んでもよい（Ｓ３４３）。
次に、ガス制御部４７は、エキシマレーザ装置のデューティーＤを読み込み、デューティーＤが一定値（例えば０．２）以上であるか否かを判定してもよい（Ｓ３４４）。
【０１７０】
デューティーＤが一定値以上である場合（Ｓ３４４：ＹＥＳ）、図２０Ａと同様に、ガス制御部４７は、（Ｔｈｐｉ０／Ｄ）によって部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉを算出してもよい（Ｓ３４５）。
【０１７１】
デューティーＤが一定値以上でない場合（Ｓ３４４：ＮＯ）、ガス制御部４７は、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の時間間隔Ｔｈｐｉを、一定値Ｔｈｐｉｃとしてもよい（Ｓ３４６）。
【０１７２】
５．４ 部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御（Ｓ８４０の詳細）
図２１は、図１９に示す部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のフローチャートである。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、第１の実施形態における部分ガス交換制御と同様に、第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０に注入し、その注入量の合計と同量のガスをレーザチャンバ１０内から排気してもよい。但し、第２の実施形態の部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、第１レーザガス及び第２レーザガスの注入量が、第１の実施形態の部分ガス交換制御と異なってもよい。
【０１７３】
ガス制御部４７は、ガス交換量Ｑと、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔとを読み込んでもよい（Ｓ８４１）。次に、ガス制御部４７は、ガス圧Ｐを、制御前のガス圧Ｐｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８４２）。
さらに、ガス制御部４７は、レーザチャンバ１０内のハロゲンガス分圧を目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔに制御するための第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい（Ｓ８５０）。他の処理は、第１の実施形態の部分ガス交換制御（図１５）と同様でよい。
【０１７４】
図２２は、図２１に示す第１レーザガスの注入量及び第２レーザガスの注入量を算出する処理の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、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを算出してもよい。
【０１７５】
まず、ガス制御部４７は、ハロゲンガス分圧Ｐｈを、制御前のハロゲンガス分圧Ｐｈｉｎとして記憶装置に記憶させてもよい（Ｓ８５１）。
次に、ガス制御部４７は、第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度（第１レーザガスにおけるハロゲン成分の体積比）Ｃ０を読み込んでもよい（Ｓ８５２）。第１レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、第１容器Ｆ２におけるハロゲンガス濃度（体積比）であってよく、あらかじめガス制御部４７に入力され、ガス制御部４７によって参照可能に保持されていてもよい。
【０１７６】
第１レーザガス（注入量ΔＰｆ２）及び第２レーザガス（注入量ΔＰｂ）をレーザチャンバ１０内に注入した場合のハロゲンガス分圧の増加量ΔＰｈは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈ＝Ｃ０・ΔＰｆ２
【０１７７】
第１レーザガス及び第２レーザガスをレーザチャンバ１０内に注入した後、制御前のガス圧Ｐｉｎまで排気（注入量ΔＰｆ２＋ΔＰｂと同量排気）したときに減少するハロゲンガス分圧（減少量）ΔＰｈｅｘは、下式で表わされ得る。
ΔＰｈｅｘ＝（ΔＰｆ２＋ΔＰｂ）・（Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２）／（Ｐｉｎ＋ΔＰｆ２＋ΔＰｂ） ・・・式５
【０１７８】
また、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは、下式で表わされ得る。なお、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔは第１の実施形態と同様、エキシマレーザ装置の運転条件に応じて設定された値でもよい。
Ｐｈｔ＝Ｐｈｉｎ＋Ｃ０・ΔＰｆ２−ΔＰｈｅｘ ・・・式６
【０１７９】
さらに、ガス交換量Ｑは、下式で表わされ得る。
Ｑ＝ΔＰｆ２＋ΔＰｂ ・・・式７
【０１８０】
そこで、ガス制御部４７は、式５〜式７を満たすΔＰｆ２及びΔＰｂを、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂとして算出してもよい（Ｓ８５３）。または、ガス制御部４７があらかじめテーブル等を保持していてもよく、このテーブルを参照することで第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂを決定してもよい。テーブルはたとえば、ガス交換量Ｑと、ガス圧Ｐと、ハロゲンガス分圧Ｐｈと、目標ハロゲンガス分圧Ｐｈｔ等に対応した、第１レーザガスの注入量ΔＰｆ２及び第２レーザガスの注入量ΔＰｂの値を保持しているとよい。
【０１８１】
第２の実施形態によれば、部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化した処理を行うことにより、１回の処理で、レーザチャンバ１０内の不純物を低減できるとともにハロゲンガス分圧を回復させることができる。
【０１８２】
６．第３の実施形態（ＭＯＰＯシステム）
６．１ ＭＯＰＯシステムの全体説明
図２３は、第３の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。エキシマレーザシステムは、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置に加え、高反射ミラー１８ａ及び１８ｂと、レーザチャンバ２０と、一対の電極２１ａ及び２１ｂと、充電器２２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２３と、部分反射ミラー２４と、出力結合ミラー２５と、圧力センサ２６と、光センサモジュール２７と、を含んでもよい。
【０１８３】
第１の実施形態において説明したレーザチャンバ１０と、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、充電器１２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）１３と、狭帯域化モジュール１４と、出力結合ミラー１５とは、マスターオシレータＭＯを構成してもよい。レーザチャンバ２０と、一対の電極２１ａ及び２１ｂと、充電器２２と、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２３と、部分反射ミラー２４と、出力結合ミラー２５とは、パワーオシレータＰＯを構成してもよい。マスターオシレータＭＯとパワーオシレータＰＯとによる、ＭＯＰＯ型のエキシマレーザシステムが構成されてもよい。
【０１８４】
マスターオシレータＭＯによって出力されたパルスレーザ光は、高反射ミラー１８ａ及び１８ｂを介してパワーオシレータＰＯの部分反射ミラー２４に入射してもよい。部分反射ミラー２４に入射したパルスレーザ光は、部分反射ミラー２４と出力結合ミラー２５との間で往復しながらレーザチャンバ２０内を通過し、増幅され得る。増幅されたパルスレーザ光の一部は、出力結合ミラー２５を透過して、出力レーザ光として出力され、光センサモジュール２７を介して露光装置１００に向けて出力され得る。
【０１８５】
充電器２２、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）２３、圧力センサ２６、光センサモジュール２７等の構成及び機能は、第１の実施形態において対応するものと同様でよい。
ガス制御装置４０において、第２〜第４の配管４２〜４４には、レーザチャンバ１０に接続された第１の配管４１が接続されている。これに加えて、レーザチャンバ２０に接続された第５の配管４５が接続されていてもよい。従って、レーザチャンバ２０は、第１容器Ｆ２、第２容器Ｂ、排気ポンプ４６にそれぞれ接続されてもよい。第５の配管４５には、コントロールバルブＣ−Ｖ２が設けられていてもよい。
【０１８６】
６．２ ＭＯＰＯシステムにおけるガス制御
図２４は、第３の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図２４に示すように、第３の実施形態におけるガス制御は、マスターオシレータＭＯのガス圧制御（Ｓ６００ｍｏ）、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００ｍｏ）及び部分ガス交換制御（Ｓ８００ｍｏ）の他に、パワーオシレータＰＯのガス圧制御（Ｓ６００ｐｏ）、ハロゲンガス補充制御（Ｓ７００ｐｏ）及び部分ガス交換制御（Ｓ８００ｐｏ）を含んでいてもよい。
【０１８７】
エキシマレーザ装置においてハロゲンガス分圧などの運転条件を変更すると、レーザパルス波形の立ち上がりタイミング等が変動する可能性がある。しかし、ＭＯＰＯシステムにおいては、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの一方でレーザパルス波形の立ち上がりタイミング等が変動しても、パワーオシレータＰＯから出力されるパルスレーザ光の、たとえばエネルギーが変動しにくいという利点がある。このため、マスターオシレータＭＯのガス制御と、パワーオシレータＰＯのガス制御とを、それぞれのガスの状態に合わせて独立に行なってもよい。
【０１８８】
図２５は、第３の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図２５に示される処理は、ガス制御部４７（図２３）によって行われてもよい。図２５に示される処理は、第１の実施形態（図３）におけるＳ３００〜Ｓ８８０の処理を、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯについてそれぞれ行う点で、第１の実施形態と異なり得る。他の点については第１の実施形態と同様でよい。
【０１８９】
７．第４の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける制御の一体化）
図２６は、第４の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図２７は、第４の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
【０１９０】
第４の実施形態におけるガス制御は、マスターオシレータＭＯの部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化し、パワーオシレータＰＯの部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化した点で、第３の実施形態と異なり得る。他の点は、第３の実施形態と同様でよい。部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御とを一体化した部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御の内容は、第２の実施形態と同様でよい。
【０１９１】
８．第５の実施形態（ＭＯＰＯシステムにおける充電器の一体化）
図２８は、第５の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。図２８に示すように、マスターオシレータＭＯに含まれる一対の電極１１ａ及び１１ｂと、パワーオシレータＰＯに含まれる一対の電極２１ａ及び２１ｂとに、共通の充電器１２が接続されてもよい。他の点については、第４の実施形態と同様でよい。
【０１９２】
マスターオシレータＭＯとパワーオシレータＰＯとに共通の充電器１２を用いる場合、一対の電極１１ａ及び１１ｂと、一対の電極２１ａ及び２１ｂとには共通の電圧制御がなされ得る。すなわち、いずれか一方のレーザチャンバにおいて、不純物濃度が上昇等してレーザ光のパルスエネルギーが変化した場合でも、両者に共通の電圧制御がなされ、パワーオシレータＰＯの出力エネルギーが安定化され得る。従って、電極に印加される電圧に基づいてガス圧制御しようとしても、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのいずれをガス圧制御すべきかを、電圧のみによっては的確に判断できない場合がある。そこで、マスターオシレータＭＯの出力エネルギーを検出することにより、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのいずれをガス圧制御すべきかを判断してもよい。
【０１９３】
図２９は、第５の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。ガス制御部４７は、電圧Ｖと、デューティーＤと、マスターオシレータＭＯのガス圧Ｐｍｏと、パワーオシレータＰＯのガス圧Ｐｐｏと、マスターオシレータＭＯのパルスエネルギーＥｍｏと、を読み込んでもよい（Ｓ２１０）。
【０１９４】
また、ガス制御部４７は、電圧Ｖと、第１の閾値ＶＨ及び第２の閾値ＶＬとを比較してもよい（Ｓ５９１、Ｓ５９４）。電圧Ｖが第１の閾値ＶＨから第２の閾値ＶＬまでの範囲外である場合（Ｓ５９１：ＹＥＳ、又は、Ｓ５９４：ＹＥＳ）、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのいずれか又は両方のレーザチャンバにおいてガス圧制御すべきであると判断し得る。そこで、ガス制御部４７は、マスターオシレータＭＯのパルスエネルギーＥｍｏと、第１の閾値Ｅｍｏｍｉｎ及び第２の閾値Ｅｍｏｍａｘとを比較してもよい（Ｓ５９２、Ｓ５９３、Ｓ５９５、Ｓ５９６）。
【０１９５】
比較の結果、ＶＬ＜ＶＨ＜Ｖであって、且つ、Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９２：ＹＥＳ）、マスターオシレータＭＯの出力が低く、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間に高電圧を印加しないとパワーオシレータＰＯの出力が確保できない状態であることがわかる。従って、この場合には、マスターオシレータＭＯのレーザチャンバ１０に第２レーザガスを注入してもよい（Ｓ６０２ｍｏ）。
【０１９６】
また、ＶＬ＜ＶＨ＜Ｖであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘ＜Ｅｍｏの関係にある場合（Ｓ５９３：ＹＥＳ）、パワーオシレータＰＯの増幅率が低く、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間に高電圧を印加しないとパワーオシレータＰＯの出力が確保できない状態であることがわかる。従って、この場合には、パワーオシレータＰＯのレーザチャンバ２０に第２レーザガスを注入してもよい（Ｓ６０２ｐｏ）。
【０１９７】
また、Ｖ＜ＶＬ＜ＶＨであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘ＜Ｅｍｏの関係にある場合（Ｓ５９５：ＹＥＳ）、マスターオシレータＭＯの出力が過剰で、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間の電圧を抑制しないとパワーオシレータＰＯの出力が過剰になってしまう状態であることがわかる。従って、この場合には、マスターオシレータＭＯのレーザチャンバ１０についてガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ６０８ｍｏ）。
【０１９８】
また、Ｖ＜ＶＬ＜ＶＨであって、且つ、Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９６：ＹＥＳ）、パワーオシレータＰＯの増幅率が過剰で、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯの電極間の電圧を抑制しないとパワーオシレータＰＯの出力が過剰になってしまう状態であることがわかる。従って、この場合には、パワーオシレータＰＯのレーザチャンバ２０についてガスの部分的な排気を行ってもよい（Ｓ６０８ｐｏ）。
【０１９９】
電圧Ｖが、ＶＬ＜Ｖ＜ＶＨの関係にある場合（Ｓ５９１：ＮＯ、且つ、Ｓ５９４：ＮＯ）、ガス圧制御をしなくてもよい。
なお、ＶＬ＜ＶＨ＜Ｖであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９３：ＮＯ）、ガス圧制御をしなくてもよいし、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのレーザチャンバに、それぞれ第２レーザガスを注入してもよい。
また、Ｖ＜ＶＬ＜ＶＨであって、且つ、Ｅｍｏｍｉｎ＜Ｅｍｏ＜Ｅｍｏｍａｘの関係にある場合（Ｓ５９６：ＮＯ）、ガス圧制御をしなくてもよいし、マスターオシレータＭＯ及びパワーオシレータＰＯのレーザチャンバについて、それぞれ部分的な排気を行ってもよい。
上記以外の制御については、第４の実施形態と同様でよい。
【０２００】
９．第６の実施形態（リング共振器を有するＭＯＰＯシステム）
図３０Ａは、第６の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。図３０Ｂは、図３０Ａに示すパワーオシレータＰＯの構成を模式的に示す。上述の第３の実施形態においてはファブリペロ共振器を用いてパワーオシレータＰＯを構成していたのに対し、第６の実施形態においては、リング共振器を用いてパワーオシレータＰＯを構成し得る点で、第３の実施形態と異なる。
【０２０１】
第６の実施形態に係るエキシマレーザシステムは、第１の実施形態に係るエキシマレーザ装置に加え、高反射ミラー１８ａ〜１８ｃと、レーザチャンバ２０と、一対の電極２１ａ及び２１ｂと、部分反射ミラー（出力結合ミラー）２４と、高反射ミラー２５ａ〜２５ｃと、を含んでもよい。さらに、図示しない充電器、パルスパワーモジュール（ＰＰＭ）、圧力センサ、光センサモジュール等を含んでもよい。
【０２０２】
マスターオシレータＭＯから出力されたレーザ光は、高反射ミラー１８ａ〜１８ｃを介して、パワーオシレータＰＯの部分反射ミラー（出力結合ミラー）２４に導入されてもよい。
パワーオシレータＰＯは、高反射ミラー２５ａ〜２５ｃ及び部分反射ミラー２４によって構成されるリング型の光路によってレーザ光がレーザチャンバ２０内を複数回通過するようにして、レーザ光を増幅してもよい。
【０２０３】
パワーオシレータＰＯによって増幅されたレーザ光は、部分反射ミラー（出力結合ミラー）２４を介して、出力レーザ光として出力され得る。
他の点については、第３の実施形態と同様でよい。
【０２０４】
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。
【０２０５】
本明細書及び添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。また、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される修飾句「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。
【符号の説明】
【０２０６】
１０…レーザチャンバ、１０ａ、１０ｂ…ウインドウ、１１ａ、１１ｂ…電極、１２…充電器、１３…パルスパワーモジュール、１３ａ…スイッチ、１４…狭帯域化モジュール、１４ａ…プリズム、１４ｂ…グレーティング、１５…出力結合ミラー、１６…圧力センサ、１７…光センサモジュール、１７ａ…ビームスプリッタ、１７ｂ…集光光学系、１７ｃ…光センサ、１８ａ〜１８ｃ…高反射ミラー、２０…レーザチャンバ、２１ａ、２１ｂ…電極、２２…充電器、２４…部分反射ミラー、２５…出力結合ミラー、２５ａ〜２５ｃ…高反射ミラー、２６…圧力センサ、２７…光センサモジュール、３０…レーザ制御部、４０…ガス制御装置、４１〜４５…配管、４６…排気ポンプ、４７…ガス制御部、１００…露光装置、１１０…露光装置コントローラ、Ｆ２…第１容器、Ｆ２−Ｖ…第１レーザガス注入バルブ、Ｆ２−ＭＦＣ…マスフローコントローラ、Ｆ２−Ｖ２…バイパスバルブ、Ｂ…第２容器、Ｂ−Ｖ…第２レーザガス注入バルブ、Ｂ−ＭＦＣ…マスフローコントローラ、Ｂ−Ｖ２…バイパスバルブ、Ｃ−Ｖ…コントロールバルブ、ＥＸ−Ｖ…排気バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを封入するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、
前記電極間に電圧を供給する電源部と、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザ装置。
【請求項２】
前記ガス制御部は、
前記ガス圧制御と、
前記部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項３】
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光のエネルギーを検出するエネルギー検出器と、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧を制御する電圧制御部であって、前記エネルギー検出器による検出結果が第１の値である場合に、前記一対の電極間に第１の電圧が供給されるように制御し、前記エネルギー検出器による検出結果が前記第１の値より小さい第２の値である場合に、前記一対の電極間に前記第１の電圧より大きい第２の電圧が供給されるように制御する、前記電圧制御部と、
をさらに備え、
前記ガス制御部は、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が、第１の所定値より高い場合に、前記ガス圧制御のうち、前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行い、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が、前記第１の所定値より低い第２の所定値より、さらに低い場合に、前記ガス圧制御のうち、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行う、
請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項４】
前記ガス制御部は、所定時間が経過するごとに前記部分ガス交換制御を行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項５】
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて、所定時間に対する補正演算を行って補正時間を算出し、
前回の部分ガス交換制御を行ったときから前記補正時間が経過したときに次の部分ガス交換制御を行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項６】
前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御において、所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記所定量と実質的に同量の排気を行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項７】
前記レーザチャンバの内部のガス圧を検出する圧力センサをさらに備え、
前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御において、
前記圧力センサによる検出結果が第１の値である場合に、第１の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第１の所定量の排気を行い、
前記圧力センサによる検出結果が前記第１の値より大きい第２の値である場合に、前記第１の所定量より大きい第２の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第２の所定量の排気を行う、
請求項３記載のエキシマレーザ装置。
【請求項８】
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記部分ガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が第１の値である場合に、第１の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第１の所定量の排気を行い、
前記繰り返し周波数が前記第１の値より大きい第２の値である場合に、前記第１の所定量より小さい第２の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第２の所定量の排気を行う、
請求項３記載のエキシマレーザ装置。
【請求項９】
前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御において、所定量の前記第１レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記所定量と実質的に同量の排気を行う、請求項２記載のエキシマレーザ装置。
【請求項１０】
前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御において、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が第１の値である場合に、第１の所定量の前記第１レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第１の所定量の排気を行い、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が前記第１の値より大きい第２の値である場合に、前記第１の所定量より大きい第２の所定量の前記第１レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第２の所定量の排気を行う、
請求項２記載のエキシマレーザ装置。
【請求項１１】
ガスを封入する第１のレーザチャンバと、前記第１のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第１の電極と、前記第１のレーザチャンバを挟んで配置された第１の共振器と、を含む第１のエキシマレーザ装置と、
ガスを封入する第２のレーザチャンバと、前記第２のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第２の電極と、前記第２のレーザチャンバを挟んで配置された第２の共振器と、を含み、前記第１のエキシマレーザ装置から出力されたレーザ光を増幅する第２のエキシマレーザ装置と、
前記第１の電極間及び前記第２の電極間に電圧を供給する少なくとも１つの電源部と、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記第１のレーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第１のガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記第２のレーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第２のガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記第１のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第１の部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記第２のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第２の部分ガス交換制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザシステム。
【請求項１２】
前記ガス制御部は、
前記第１のガス圧制御と、
前記第２のガス圧制御と、
前記第１の部分ガス交換制御と、
前記第２の部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記第１のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第１のハロゲンガス補充制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記第２のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第２のハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、請求項１１記載のエキシマレーザシステム。
【請求項１３】
前記電源部は、電気エネルギーを蓄える１つの蓄電部を含み、前記１つの蓄電部が、前記第１の電極間及び前記第２の電極間の両方に電圧を供給する、請求項１１記載のエキシマレーザシステム。
【請求項１４】
ガスを封入するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、
前記電極間に電圧を供給する電源部と、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザ装置。
【請求項１５】
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて、所定時間に対する補正演算を行って補正時間を算出し、
前回の部分ガス交換制御を行ったときから前記補正時間が経過したときに次の部分ガス交換制御を行う、請求項１４記載のエキシマレーザ装置。
【請求項１６】
ガスを封入する第１のレーザチャンバと、
前記第１のレーザチャンバ内の圧力を検出する第１圧力検出部と、
を含み、レーザ光を出力するマスターオシレータと、
ガスを封入する第２のレーザチャンバと、
前記第２のレーザチャンバ内の圧力を検出する第２圧力検出部と、
を含み、前記マスターオシレータから出力されたレーザ光を増幅して出力するパワーオシレータと、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、
前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、
前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部に選択的に供給あるいは供給停止するための複数のバルブを含む、
ガス供給部と、
前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部のガスの排気を行うガス排気部と、
前記第１及び第２の圧力検出部に接続され、前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、第１及び第２のレーザガス供給前後の圧力及び排出量に基づいて、第１及び第２レーザチャンバそれぞれのハロゲンガス分圧値を算出、保持し、最新のハロゲン分圧値に基づいて、第１所定圧、第２所定圧、第３所定圧、第４所定圧を算出し、
前記第１のレーザチャンバの内部に前記第１レーザガスを第１所定圧まで供給し、続いて、前記第２レーザガスを第２所定圧まで供給し、前記第１のレーザチャンバの内部のガスを前記第１レーザガスの供給前の圧力まで排気する第１のガス交換制御と、
前記第２のレーザチャンバの内部に前記第１レーザガスを第３所定圧まで供給し、続いて、前記第２レーザガスを第４所定圧まで供給し、前記第２のレーザチャンバの内部のガスを前記第１レーザガスの供給前の圧力まで排気する第２のガス交換制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザシステム。
【請求項１】
ガスを封入するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、
前記電極間に電圧を供給する電源部と、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザ装置。
【請求項２】
前記ガス制御部は、
前記ガス圧制御と、
前記部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項３】
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光のエネルギーを検出するエネルギー検出器と、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧を制御する電圧制御部であって、前記エネルギー検出器による検出結果が第１の値である場合に、前記一対の電極間に第１の電圧が供給されるように制御し、前記エネルギー検出器による検出結果が前記第１の値より小さい第２の値である場合に、前記一対の電極間に前記第１の電圧より大きい第２の電圧が供給されるように制御する、前記電圧制御部と、
をさらに備え、
前記ガス制御部は、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が、第１の所定値より高い場合に、前記ガス圧制御のうち、前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行い、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が、前記第１の所定値より低い第２の所定値より、さらに低い場合に、前記ガス圧制御のうち、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行う、
請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項４】
前記ガス制御部は、所定時間が経過するごとに前記部分ガス交換制御を行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項５】
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて、所定時間に対する補正演算を行って補正時間を算出し、
前回の部分ガス交換制御を行ったときから前記補正時間が経過したときに次の部分ガス交換制御を行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項６】
前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御において、所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記所定量と実質的に同量の排気を行う、請求項１記載のエキシマレーザ装置。
【請求項７】
前記レーザチャンバの内部のガス圧を検出する圧力センサをさらに備え、
前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御において、
前記圧力センサによる検出結果が第１の値である場合に、第１の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第１の所定量の排気を行い、
前記圧力センサによる検出結果が前記第１の値より大きい第２の値である場合に、前記第１の所定量より大きい第２の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第２の所定量の排気を行う、
請求項３記載のエキシマレーザ装置。
【請求項８】
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記部分ガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が第１の値である場合に、第１の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第１の所定量の排気を行い、
前記繰り返し周波数が前記第１の値より大きい第２の値である場合に、前記第１の所定量より小さい第２の所定量の前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第２の所定量の排気を行う、
請求項３記載のエキシマレーザ装置。
【請求項９】
前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御において、所定量の前記第１レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記所定量と実質的に同量の排気を行う、請求項２記載のエキシマレーザ装置。
【請求項１０】
前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御において、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が第１の値である場合に、第１の所定量の前記第１レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第１の所定量の排気を行い、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が前記第１の値より大きい第２の値である場合に、前記第１の所定量より大きい第２の所定量の前記第１レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第２の所定量の排気を行う、
請求項２記載のエキシマレーザ装置。
【請求項１１】
ガスを封入する第１のレーザチャンバと、前記第１のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第１の電極と、前記第１のレーザチャンバを挟んで配置された第１の共振器と、を含む第１のエキシマレーザ装置と、
ガスを封入する第２のレーザチャンバと、前記第２のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第２の電極と、前記第２のレーザチャンバを挟んで配置された第２の共振器と、を含み、前記第１のエキシマレーザ装置から出力されたレーザ光を増幅する第２のエキシマレーザ装置と、
前記第１の電極間及び前記第２の電極間に電圧を供給する少なくとも１つの電源部と、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記第１のレーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第１のガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第２レーザガスの前記第２のレーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第２のガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記第１のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第１の部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記第２のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第２の部分ガス交換制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザシステム。
【請求項１２】
前記ガス制御部は、
前記第１のガス圧制御と、
前記第２のガス圧制御と、
前記第１の部分ガス交換制御と、
前記第２の部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記第１のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第１のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第１のハロゲンガス補充制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記第２のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第２のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第２のハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、請求項１１記載のエキシマレーザシステム。
【請求項１３】
前記電源部は、電気エネルギーを蓄える１つの蓄電部を含み、前記１つの蓄電部が、前記第１の電極間及び前記第２の電極間の両方に電圧を供給する、請求項１１記載のエキシマレーザシステム。
【請求項１４】
ガスを封入するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、
前記電極間に電圧を供給する電源部と、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第１レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザ装置。
【請求項１５】
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて、所定時間に対する補正演算を行って補正時間を算出し、
前回の部分ガス交換制御を行ったときから前記補正時間が経過したときに次の部分ガス交換制御を行う、請求項１４記載のエキシマレーザ装置。
【請求項１６】
ガスを封入する第１のレーザチャンバと、
前記第１のレーザチャンバ内の圧力を検出する第１圧力検出部と、
を含み、レーザ光を出力するマスターオシレータと、
ガスを封入する第２のレーザチャンバと、
前記第２のレーザチャンバ内の圧力を検出する第２圧力検出部と、
を含み、前記マスターオシレータから出力されたレーザ光を増幅して出力するパワーオシレータと、
ハロゲンガスを含む第１レーザガスを収容した第１容器と、
前記第１レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第２レーザガスを収容した第２容器と、に接続され、
前記第１レーザガス及び前記第２レーザガスを前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部に選択的に供給あるいは供給停止するための複数のバルブを含む、
ガス供給部と、
前記第１のレーザチャンバ及び前記第２のレーザチャンバの内部のガスの排気を行うガス排気部と、
前記第１及び第２の圧力検出部に接続され、前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、第１及び第２のレーザガス供給前後の圧力及び排出量に基づいて、第１及び第２レーザチャンバそれぞれのハロゲンガス分圧値を算出、保持し、最新のハロゲン分圧値に基づいて、第１所定圧、第２所定圧、第３所定圧、第４所定圧を算出し、
前記第１のレーザチャンバの内部に前記第１レーザガスを第１所定圧まで供給し、続いて、前記第２レーザガスを第２所定圧まで供給し、前記第１のレーザチャンバの内部のガスを前記第１レーザガスの供給前の圧力まで排気する第１のガス交換制御と、
前記第２のレーザチャンバの内部に前記第１レーザガスを第３所定圧まで供給し、続いて、前記第２レーザガスを第４所定圧まで供給し、前記第２のレーザチャンバの内部のガスを前記第１レーザガスの供給前の圧力まで排気する第２のガス交換制御と、
を選択的に行う、エキシマレーザシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図６Ｆ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図６Ｆ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【公開番号】特開２０１３−１１０３８１（Ｐ２０１３−１１０３８１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６０３９９（Ｐ２０１２−１６０３９９）
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【出願人】（３０００７３９１９）ギガフォトン株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【出願人】（３０００７３９１９）ギガフォトン株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
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