JP2022043093A - ガス放電光源におけるフッ素検出 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバ内のガス混合物中のフッ素の濃度を測定する方法及び装置を提供する。【解決手段】装置は、１つ以上のガス放電チャンバに流体接続されたガス供給システムを有するガス維持システムと、各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置と、ガス維持システム及び検出装置に接続された制御システムと、を含む。検出装置は、金属酸化物を収容すると共にガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを反応キャビティ内に受容するための容器を含む。この容器は、受容した混合ガスのフッ素と金属酸化物との反応によって酸素を含む新たなガス混合物を形成することを可能とする。検出装置は、新たなガス混合物に流体接続されて新たなガス混合物中の酸素の量を検知する酸素センサも含む。制御システムは、受容された混合ガス中のフッ素の濃度を推定するように構成されている。【選択図】 図１

Description

（関連出願の相互参照）
[0001] 本出願は、２０１７年９月２５日に出願された米国仮特許出願番号第６２／５６２，６９３号の優先権を主張する。これは援用により全体が本願に含まれる。

[0002] 開示される主題は、混合ガス中のフッ素の検出に関する。

[0003] フォトリソグラフィにおいて用いられるガス放電光源の１つのタイプは、エキシマ光源又はレーザとして知られている。エキシマ光源は典型的に、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのような１つ以上の希ガスと、フッ素又は塩素のような反応物質（reactive）と、の組み合わせを使用する。エキシマ光源という名前は、電気的刺激（供給されるエネルギ）及び（ガス混合物の）高い圧力の適切な条件下で、励起状態においてのみ存在し紫外線範囲の増幅光を発生させるエキシマと呼ばれる擬似分子が生成されるという事実に由来する。

[0004] エキシマ光源は深紫外線（ＤＵＶ）範囲の波長を有する光ビームを生成し、この光ビームは、フォトリソグラフィ装置において半導体基板（又はウェーハ）にパターン形成するため用いられる。エキシマ光源は、単一ガス放電チャンバを用いて又は複数のガス放電チャンバを用いて構築することができる。

[0005] いくつかの全体的な態様において、方法は、ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を受容することであって、混合ガスはフッ素を含む、ことと、混合ガスの一部中のフッ素を金属酸化物と反応させて、酸素を含む新たなガス混合物を形成することと、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することと、検知した酸素濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することと、を含む。

[0006] 実施は、以下の特徴のうち１つ以上を含むことができる。例えば、金属酸化物は酸化アルミニウムを含み得る。金属酸化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、水素、及び炭素を含まない可能性がある。

[0007] 混合ガスは、少なくとも利得媒質及び緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含み得る。

[0008] 方法は、混合ガスの一部中のフッ素の推定した濃度に基づいてガス供給部セットからのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整することと、調整したガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによってガス更新を実行することと、を更に含み得る。ガス更新は、利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物によってガス放電チャンバを充填することにより実行できる。利得媒質と緩衝ガスの混合物でガス放電チャンバを充填するため、希ガス及びハロゲンを含む利得媒質と不活性ガスを含む緩衝ガスとによってガス放電チャンバを充填することができる。希ガスは、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み、ハロゲンはフッ素を含み、不活性ガスはヘリウム又はネオンを含み得る。利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物でガス放電チャンバを充填するため、利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物をガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに加えるか、又は、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを、少なくとも利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換することができる。ガス更新は、ガス再充填（refill）スキーム又はガス注入スキームのうち１つ以上を実行することにより実行できる。

[0009] また、方法は、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値（lower value）未満に低下したか否かを判定することも含み得る。新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するため、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合にのみ新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することができる。低値は、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するセンサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づいて決定された値とすることができる。低値は０．１ｐｐｍとすればよい。方法は、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合にのみ、新たなガス混合物を酸素センサと相互作用させて酸素の濃度を検知することを更に含み得る。

[0010] ガス放電チャンバに対するガス更新を実行する前に、ガス放電チャンバから混合ガスの一部を受容することができる。ガス更新は、ガス供給部セットからガス放電チャンバにガス混合物を加えることを含み得る。ガス混合物は少なくとも多少のフッ素を含む。ガス更新は、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうち１つ以上を実行することにより実行できる。

[0011] ガス放電チャンバから混合ガスの一部を受容するため、ガス放電チャンバから混合ガスを流出させて、流出させた混合ガスを、金属酸化物を収容している反応容器へ誘導することができる。方法は、新たなガス混合物を反応容器から測定容器へ移送することを含み得る。新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するため、測定容器内の新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することができる。新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するため、測定容器内のセンサを新たなガス混合物に暴露することができる。

[0012] 方法は、混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定した後、測定容器から新たなガス混合物を排出することも含み得る。

[0013] 混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することによって、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知できる。

[0014] 混合ガスの一部を金属酸化物と反応させて酸素を含む新たなガス混合物を形成するため、無機フッ素化合物と酸素を形成することができる。金属酸化物は酸化アルミニウムを含み、無機フッ素化合物はフッ化アルミニウムを含み得る。酸化アルミニウムの総細孔容積は少なくとも０．３５立方センチメートル／グラムとすることができる。

[0015] 新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するため、反応の開始後に所定の時間期間が経過した後にのみ新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することができる。

[0016] 混合ガスの一部は排気ガスであり、混合ガスの一部を金属酸化物と反応させて酸素を含む新たなガス混合物を形成することは排気ガスからフッ素を除去することを含み得る。

[0017] 検知した酸素濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定するため、検知した酸素濃度及び混合ガスの一部中のフッ素と金属酸化物との化学反応のみに基づいて推定を行うことができる。

[0018] 混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約５００～２０００ｐｐｍであり得る。

[0019] 酸素を含む新たなガス混合物を形成するための混合ガスの一部中のフッ素と金属酸化物との反応は、安定した反応とすることができる。混合ガスの一部中のフッ素を金属酸化物と反応させて酸素を含む新たなガス混合物を形成するため、線形であると共に混合ガスの一部中のフッ素の濃度と新たなガス混合物中の酸素の濃度との間に直接的な相関関係がある反応を実行することができる。

[0020] 他の全体的な態様において、方法は、ガス供給部セットからガス放電チャンバに第１のガス混合物を加えることによって第１のガス更新を実行することと、第１のガス更新後、ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を取り出すことであって、混合ガスはフッ素を含む、ことと、取り出した混合ガスの一部のフッ素を反応物と反応させて、酸素を含む新たなガス混合物を形成することと、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することと、検知した酸素濃度に基づいて取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することと、取り出した混合ガスの一部中のフッ素の推定した濃度に基づいてガス供給部セットからの第２のガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整することと、調整した第２のガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによって第２のガス更新を実行することと、を含む。

[0021] 実施は、以下の特徴のうち１つ以上を含むことができる。例えば、方法は、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するセンサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づく低値未満に低下したか否かを判定することを含み得る。新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するため、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合にのみ新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することができる。

[0022] 反応物は金属酸化物を含み得る。ガス放電チャンバ内の混合ガスは、少なくとも利得媒質及び緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含み得る。

[0023] 検知した酸素濃度に基づいて取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定するため、取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を測定することなく取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することができる。

[0024] 他の全体的な態様において、装置は、エキシマガス放電システムの１つ以上のガス放電チャンバに流体接続されたガス供給システムを含むガス保守システムと、エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置と、ガス保守システム及び検出装置に接続された制御システムと、を含む。検出装置は、金属酸化物を収容すると共にガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを反応キャビティ内に受容するための容器であって、受容した混合ガスのフッ素と金属酸化物との反応によって酸素を含む新たなガス混合物を形成することを可能とする容器と、新たなガス混合物に流体接続されるように、及び、新たなガス混合物に流体接続された場合に新たなガス混合物中の酸素の量を検知するように構成された酸素センサと、を含む。制御システムは、酸素センサの出力を受信し、ガス放電チャンバから受容された混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、混合ガス中のフッ素の推定された濃度に基づいて、ガス保守システムのガス供給システムからのガス混合物中のフッ素の濃度を調整するべきか否かを判定し、ガス放電チャンバに対するガス更新中に、ガス保守システムのガス供給システムからガス放電チャンバに供給されるガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整するため信号をガス保守システムに送信する、ように構成されている。

[0025] 実施は、以下の特徴のうち１つ以上を含むことができる。例えば、エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバは、エネルギ源を収容することができ、利得媒質及びフッ素を含むエキシマレーザガスを含むガス混合物を含むことができる。

[0026] 検出装置は、反応キャビティに流体接続されると共に新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したか否かを判定するよう構成されたフッ素センサも含み得る。低値は、酸素センサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づいて決定された値である。制御システムはフッ素センサに接続することができる。制御システムは、フッ素センサから、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したという判定を受信し、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合に、酸素センサが新たなガス混合物と相互作用することのみを可能とする、ように構成できる。

[0027] 検出装置は、反応容器の反応キャビティに流体接続された測定容器を含むことができ、測定容器は、新たなガス混合物を受容するよう構成されている。酸素センサは、測定キャビティ内の新たなガス混合物中の酸素の量を検知するよう構成できる。

[0028] 酸素センサは、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下した場合にのみ許容可能範囲内で動作するよう構成できる。

[0029] 取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約５００～２０００ｐｐｍであり得る。

[0030] エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含み、検出装置は複数の各ガス放電チャンバに流体接続することができる。検出装置は複数の容器を含み、各容器は金属酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器はガス放電チャンバのうち１つに流体接続され、検出装置は複数の酸素センサを含み、各酸素センサは１つの容器に関連付けることができる。

[0031] エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含み、検出装置は複数の各ガス放電チャンバに流体接続することができる。検出装置は複数の容器を含み、各容器は金属酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器はガス放電チャンバのうち１つに流体接続され、検出装置は、容器の全てに流体接続されている単一の酸素センサを含むことができる。

[0032] チャンバ内のガス混合物中のフッ素の濃度を測定するよう構成された検出装置を含む装置のブロック図である。 [0032] フォトリソグラフィ装置に誘導される光ビームを生成する深紫外線（ＤＵＶ）光源の一部として実施された図１の装置のブロック図である。 [0033] 検出装置がフッ素センサを含む、図１の装置の検出装置の実施のブロック図である。 [0034] 検出装置が緩衝容器を含む、図１の装置の実施のブロック図である。 [0035] 検出装置が複数の反応容器を含み、各反応容器が複数のチャンバのうち１つに関連付けられている、図１の装置の実施のブロック図である。 [0036] 例示的なＤＵＶ光源の詳細が示されている、図２の装置の実施のブロック図である。 [0037] 図２又は図６に示されているＤＵＶ光源の一部である制御システムの実施のブロック図である。 [0038] 装置がフッ素スクラバ（fluorine scrubber）と関連付けて実施されている、図１の装置の別の実施のブロック図である。 [0039] チャンバのガス混合物中のフッ素の濃度を検出するため検出装置によって実行される手順のフローチャートである。 [0040] 一度フッ素濃度を推定し、図９の手順を完了した後、装置によって実行される手順のフローチャートである。 [0041] チャンバのガス混合物中のフッ素の濃度を推定するため図９の手順の代わりに検出装置によって実行される手順のフローチャートである。

[0042] 図１を参照すると、装置１００は、市販のフッ素センサを用いてチャンバ１１０内のガス混合物１０７中のフッ素（Ｆ）の濃度を直接測定することなく、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度を測定又は推定するよう構成されている検出装置１０５を含む。室温においてフッ素は二原子分子のガスであり、分子構造Ｆ₂によって表される。従って本明細書で用いる場合、「フッ素」という用語は分子フッ素Ｆ₂を指す。チャンバ１１０内のフッ素分子Ｆ₂の濃度は、フッ素の直接的な検出を可能とするには高すぎる範囲内である。例えば、チャンバ１１０内のフッ素の濃度は約５００ｐｐｍ（parts per million）より高く、約１０００ｐｐｍであるか、又は最大で約２０００ｐｐｍである可能性もある。しかしながら、市販のフッ素センサは典型的に１０ｐｐｍで飽和するので、市販のフッ素センサを用いてチャンバ１１０内のフッ素の濃度を直接測定することは非現実的である。この代わりに、検出装置１０５によって、チャンバ１１０からのフッ素を市販のセンサ１１５が検出及び測定できるガス（酸素等）に変換する化学反応を可能とする。検出装置１０５は、化学反応の後に存在する酸素の量（センサ１１５から供給される）に基づいて、更に、化学反応に関する情報に基づいて、化学反応の開始前にどのくらいのフッ素が存在していたかを計算することができる。

[0043] この推定を正確にするため、検出装置１０５は、チャンバ１１０からのフッ素を酸素ガスに変換する化学反応が線形反応であり、化学反応開始前のフッ素の濃度と化学反応終了時の酸素の濃度との間に直接的な相関関係があると仮定することができる。あるいは検出装置１０５は、フッ素の変換が完全である（従って、化学反応後のガス中に残留分子フッ素Ｆ₂は存在しない）と仮定することができる。

[0044] 装置１００は、導管システム１２７を介してチャンバ１１０に流体接続されたガス供給システムを少なくとも含むガス維持システム１２０を含む。以下で詳しく検討するように、ガス維持システム１２０は、１つ以上のガス供給部と、これらの供給部からのガスのうちどれを導管システム１２７を介してチャンバ１１０との間で出入りさせるかを制御するための制御ユニット（バルブシステムを含む）と、を含む。

[0045] 検出装置１０５は、酸素センサ１１５からの出力を受信すると共に、化学反応開始前にどのくらいのフッ素が存在していたかを計算してガス混合物１０７中のフッ素の量を推定するコントローラ１３０を含む。コントローラ１３０は、この情報を用いて、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度を調整する必要があるか否かを判定する。従ってコントローラ１３０は、この判定に基づいて、チャンバ１１０との間で出入りするガス維持システム１２０の供給部における相対的なガス量をどのように調整するかを決定する。コントローラ１３０は、チャンバ１１０に対するガス更新中にガス混合物１０７中のフッ素の相対濃度を調整するためガス維持システム１２０に信号を送信する。

[0046] 検出装置１０５は、金属酸化物１４５を収容している反応キャビティ１４０を画定する反応容器１３５を含む。反応キャビティ１４０は、導管１３７を介してチャンバ１１０に流体接続されて、チャンバ１１０からのフッ素を含む混合ガス１５０を受容する。図示されていないが、導管１３７に１つ以上の流体制御デバイス（バルブ等）を配置して、混合ガス１５０を反応キャビティ１４０へ誘導するタイミングを制御すると共に、反応容器１３５内への混合ガス１５０の流量を制御することができる。このように、反応キャビティ１４０は、受容した混合ガス１５０のフッ素と金属酸化物１４５との化学反応によって新たなガス混合物１５５を形成することを可能とする。反応キャビティ１４０を画定する反応容器１３５の内部は、受容した混合ガス１５０のフッ素と金属酸化物１４５との化学反応を阻害又は変化させることのないよう、非反応性材料で作製しなければならない。例えば反応容器１３５の内部は、ステンレス鋼又はモネルメタル（Monel metal）のような非反応性金属で作製することができる。

[0047] 酸素センサ１１５は、新たなガス混合物１５５を受容すると共に新たなガス混合物１５５中の酸素の量を検知するよう流体接続されている。酸素センサ１１５は、化学反応によって予想される濃度範囲内の酸素濃度を検出できる市販の酸素センサとすることができる。例えば酸素センサ１１５は、２００～１０００ｐｐｍの範囲内の新たなガス混合物１５５中の酸素を検知する。

[0048] この濃度範囲に適した酸素センサの一例は、酸素の検出に精密ジルコニア酸化物センサを利用する酸素分析装置である。ジルコニア酸化物センサは、高純度、高密度、安定化ジルコニアセラミックで作製されたセルを含む。ジルコニア酸化物センサは、新たなガス混合物１５５の酸素濃度を示す電圧信号を生成する。更に、ジルコニア酸化物センサの出力は酸素センサ１１５内の高速マイクロプロセッサによって解析されて（例えば変換及び線形化されて）、コントローラ１３０が使用するための直接デジタル読み出し情報を提供する。従来の酸化ジルコニウムセルは、内面及び外面が多孔性白金電極でめっきされた酸化ジルコニウムセラミックチューブを含む。センサが特定の温度（例えば摂氏６００度又は華氏１１１２度）よりも高温に加熱されると、これは酸素イオン伝導性電解質になる。電極は、酸素分子Ｏ₂の酸素イオンへの変化、及び酸素イオンの酸素分子への変化のための触媒表面を与える。セルの高濃度基準ガス側の酸素分子は電子を得てイオンになり、電解質に入る。同時に、内側電極では、酸素イオンは電子を失って酸素分子として表面から解放される。センサの両側で酸素濃度が異なる場合、酸素イオンは高濃度側から低濃度側へ移動する。このイオン流は電子不均衡を生じ、結果として電極の両端にＤＣ電圧が発生する。この電圧は、センサ温度と、センサの両側の酸素分圧（濃度）比との関数である。次いでこの電圧は、コントローラ１３０による直接読み出しのため、酸素センサ１１５内の高速マイクロプロセッサによって解析される。

[0049] 酸素センサ１１５は測定容器１７０の測定キャビティ１７５の内部に配置することができる。測定キャビティ１７５は導管１７７を介して反応キャビティ１４０に流体接続されている。図１には示されていないが、導管１７７に１つ以上の流体制御デバイス（バルブ等）を配置して、新たなガス混合物１５５を測定キャビティ１７５へ誘導するタイミングを制御すると共に、測定容器１７０内への新たなガス混合物１５５の流量を制御することができる。

[0050] 混合ガス１５０中のフッ素を金属酸化物１４５と反応させる理由は、フッ素と金属酸化物との反応が容易に実施及び制御される化学量論的に単純な化学反応であるからである。更に、この化学反応の制御された化学量論比は固定されている。また、フッ素と金属酸化物との化学反応は安定した化学反応である。化学反応は、可逆的（reversing）でなく、新たなガス混合物の成分が新たなガス混合物中の他の成分と反応してフッ素を形成することがない場合に、安定であり得る。安定であり、制御された化学量論比を有する混合ガス１５０のフッ素と金属酸化物１４５との１つの適切な化学反応について、次に検討する。

[0051] いくつかの実施において、金属酸化物１４５は粉末形態である。更に、粉末形態の金属酸化物１４５は、金属酸化物１４５の粉末中の粒子が移動しないように、反応容器１３５（チューブとすることができる）内にぎっしり詰めることができる。金属酸化物１４５の粉末外部の反応容器１３５内の空間の面積又は体積は細孔（pore）と見なされ、粉末形態の金属酸化物１４５を用いることにより、金属酸化物１４５とフッ素との完全な化学反応を可能とする大きい表面積が存在することを保証できる。いくつかの実施では、特定の金属酸化物によるが、金属酸化物１４５及び反応容器１３５は室温に維持され、金属酸化物１４５とフッ素との反応は触媒の必要なく進行する。

[0052] 金属酸化物１４５はアルミニウム等の金属を含む。更に、金属酸化物１４５は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、水素、及び炭素を含まない。従って金属酸化物１４５は、アルミナ（酸化アルミニウム又はＡｌ₂Ｏ₃である）とすることができる。アルミナは粉末及び固体の形態であり、典型的にはオレンジ色の粉末で、フッ素ガスとの化学反応を可能とする充分な表面積を与えるのに充分な細孔を有する。粉末の粒子間の空間は、アルミナ内へフッ素ガスを流入させて化学反応を可能とするのに充分な大きさである。例えばアルミナは、カラムに充填されている粉末又は粒状物（grain）の形態であり、少なくとも０．３５立方センチメートル／グラムの総細孔容積を有することができる。金属酸化物１４５に混合ガス１５０を通過させて（例えば金属酸化物１４５を通るように流して）、フッ素とアルミナとの化学反応を可能とする。

[0053] 混合ガス１５０中のフッ素ガス（Ｆ₂）の存在下で、以下の化学反応が発生する。
６Ｆ₂＋２Ａｌ₂Ｏ₃＝４ＡｌＦ₃＋３Ｏ₂
２つの金属酸化物（Ａｌ₂Ｏ₃）１４５の分子と相互作用する６つのフッ素分子（Ｆ₂）ごとに、４つの無機フッ素化合物（フッ化アルミニウム又はＡｌＦ₃）分子と３つの酸素分子（Ｏ₂）が出力される。この化学反応は線形であり、化学量論的に単純な反応である。このため、フッ素及び酸素だけに注目すると、化学反応に入力される２つのフッ素分子Ｆ₂ごとに、化学反応から１つの酸素分子Ｏ₂が出力される。従って、化学反応に入力されるフッ素Ｆ₂の濃度が１０００ｐｐｍである場合、化学反応後に５００ｐｐｍの濃度の酸素Ｏ₂が放出され、センサ１１５によって検出される。従って、例えば、検出装置１０５ではこの化学反応においてフッ素体酸素の比が２：１であるとわかっているので、センサ１１５によって６００ｐｐｍの酸素が検出された場合、これはガス混合物１０７中に１２００ｐｐｍのフッ素が存在していたことを意味する。他の実施では、検出装置１０５は、フッ素の変換が完全である（従って、化学反応後にガス中に残留分子フッ素Ｆ₂は存在しない）と仮定することができる。例えば、化学反応の開始後に充分な時間が経過した場合、この仮定は有効な仮定となり得る。

[0054] いくつかの実施において、金属酸化物１４５と混合ガス１５０中のフッ素との化学反応は、１つ以上の特別に設計された条件のもとで発生する。例えば、金属酸化物１４５と混合ガス１５０中のフッ素との反応は、化学反応の速度を変化させるが化学反応終了時に化学的に不変の物質である１つ以上の触媒の存在下で発生し得る。別の例として、金属酸化物１４５と混合ガス１５０中のフッ素との反応は、温度を制御した環境又は湿度を制御した環境のような制御された環境で発生し得る。

[0055] 図２を参照すると、装置１００は例えば、ウェーハ上にマイクロエレクトロニクスフィーチャをパターン形成するためのフォトリソグラフィ装置２２２へ誘導される光ビーム２１１を生成する深紫外線（ＤＵＶ）光源２００内に置くことができる。ＤＵＶ光源２００は、光ビーム２１１の生成を可能とするためＤＵＶ光源２００の様々な要素に接続された制御システム２９０を含む。制御システム２９０は単一のブロックとして示されているが、これを複数のサブコンポーネントで構成することも可能であり、これらのサブコンポーネントのいずれか１つ以上を他のサブコンポーネントから取り外すか、又はＤＵＶ光源２００内の要素にローカルとしてもよい。更に、コントローラ１３０は制御システム２９０の一部と見なすことができる。

[0056] この実施において、検出装置１０５は、ＤＵＶ光源２００の光ビーム２１１を生成するエキシマガス放電システム２２５のガス放電チャンバ２１０のうち１つ以上の内部のフッ素の濃度を計算するよう構成されている。ガス放電チャンバ２１０が１つだけ図示されているが、エキシマガス放電システム２２５は複数のガス放電チャンバ２１０を含むことができ、それらのうち１つ以上は検出装置１０５と流体連通されている。エキシマガス放電システム２２５は、光ビーム２１１の特徴（aspect）を制御するための他の要素（光学要素、メトロロジデバイス、及び電気機械要素等）も含み得るが、それらは図２に示されていない。更に、図２では検出装置１０５に関連するＤＵＶ光源２００のコンポーネントのみが示されている。例えばＤＵＶ光源２００は、フォトリソグラフィ装置２２２へ誘導される光ビーム２１１の１つ以上の特性を調整するため、最後のガス放電チャンバ２１０の出力に配置されたビーム調製システムを含み得る。

[0057] ガス放電チャンバ２１０はエネルギ源２３０を収容し、ガス混合物２０７を含んでいる。エネルギ源２３０はガス混合物２０７にエネルギ源を提供する。具体的には、エネルギ源２３０は、チャンバ２１０内で誘導放出によって利得を得るため反転分布を引き起こすのに充分なエネルギをガス混合物２０７に与える。いくつかの例では、エネルギ源２３０は、ガス放電チャンバ２１０内に配置された１対の電極によって与えられる放電である。他の例では、エネルギ源２３０は光ポンピング源である。

[0058] ガス混合物２０７は、希ガスとフッ素のようなハロゲンとを含む利得媒質を含む。ＤＵＶ光源２００の動作中、ガス放電チャンバ２１０内のガス混合物２０７のフッ素（光増幅のための利得媒質を与える）は消費され、このため経時的に光増幅の量が低減するので、光源２００により生成される光ビーム２１１の特徴が変化する。フォトリソグラフィ装置２２２は、ガス放電チャンバ２１０内のガス混合物２０７中のフッ素の濃度を、初期ガス補充手順に設定されているフッ素の濃度に対して特定の公差内に維持しようとする。このため、一定の頻度で、ガス維持システム１２０の制御のもとに、追加のフッ素がガス放電チャンバ２１０に与えられる。フッ素消費量はガス放電チャンバごとに変動するので、閉ループ制御を用いて、ガス放電チャンバ２１０内へ導入又は注入するフッ素の量をその都度決定する。検出装置１０５は、ガス放電チャンバ２１０内に残っているフッ素の濃度を決定するため用いられ、従って、ガス放電チャンバ２１０内へ導入又は注入するフッ素の量を決定するためのスキーム全体で用いられる。

[0059] 前述のように、ガス混合物２０７は、希ガス及びフッ素を含む利得媒質を含む。ガス混合物２０７は、緩衝ガスのような他のガスも含み得る。利得媒質はガス混合物２０７内のレーザアクティブ物質（laser-active entity）であり、単一原子、分子、又は擬似分子で構成することができる。従って、エネルギ源２３０からの放電でガス混合物２０７を（従って利得媒質を）ポンピングすることにより、利得媒質では誘導放出によって反転分布が発生する。上述のように、利得媒質は典型的に希ガス及びハロゲンを含み、緩衝ガスは典型的に不活性ガスを含む。希ガスは例えば、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含む。ハロゲンは例えばフッ素を含む。不活性ガスは例えばヘリウム又はネオンを含む。ガス混合物２０７中のフッ素以外のガスは不活性であり（希ガス（rare gas）又は希ガス（noble gas））、このため、混合ガス１５０と金属酸化物１４５との間で起こる化学反応は、混合ガス１５０のフッ素と金属酸化物１４５との間の反応だけであると仮定される。

[0060] 再び図１を参照すると、ガス維持システム１２０は、特徴（ガス混合物１０７又は２０７中の成分の相対濃度又は圧力等）を調整するための維持保守システムである。

[0061] 図３を参照すると、いくつかの実施において、検出装置１０５はフッ素センサ３６０を含む検出装置３０５である。フッ素センサ３６０は、反応キャビティ１４０に流体接続され、新たなガス混合物１５５中のフッ素の濃度が低値未満に低下した時を判定するよう構成されている。フッ素センサ３６０は、混合ガス１５０中のフッ素の直接測定に使用するには低すぎるあるフッ素濃度より高いと飽和する市販のフッ素センサとすることができる。しかしながら、フッ素センサ３６０は最小検出閾値を有するので、新たなガス混合物１５５中のフッ素の濃度が低値未満に低下した時を検出するために使用できる。例えば、フッ素センサ３６０は１０ｐｐｍの濃度で飽和し得るが、約０．０５ｐｐｍの最小検出閾値を有し、新たなガス混合物１５５中のフッ素の濃度が０．１ｐｐｍ未満に低下した後に新たなガス混合物１５５中のフッ素の検出を開始することができる。

[0062] コントローラ１３０は、フッ素センサ３６０から出力を受信するコントローラ３３０として構成されている。コントローラ３３０は、新たなガス混合物１５５を酸素センサ１１５へ運ぶライン内の流量制御デバイス３６５と相互作用するモジュールを含む。流量制御デバイス３６５は、ゲートバルブ又は他の流体制御弁のようなデバイスとすることができる。

[0063] コントローラ３３０は、フッ素センサ３６０の出力から、新たなガス混合物１５５中のフッ素の濃度が低値（例えば０．１ｐｐｍ）未満に低下したと判定された場合にのみ新たなガス混合物１５５の酸素センサ１１５への流れを可能とするよう、流量制御デバイス３６５に信号を送信する。このように、フッ素の濃度が低値未満に低下した場合にのみ酸素センサ１１５が新たなガス混合物１５５に暴露されることで、許容できないレベルのフッ素から酸素センサ１１５を保護する。低値は、酸素センサ１１５の損傷閾値に基づいて決定された値とすることができる。従って、低値よりも高いフッ素濃度では酸素センサ１１５に損傷が生じる恐れがある。低値は、酸素センサ１１５のエラー閾値に基づいて決定された値とすることができる。従って、低値よりも高いフッ素濃度では、測定エラーが酸素センサ１１５の精度に影響を与える恐れがある。

[0064] また、検出装置３０５は、反応容器１３５の反応キャビティ１４０に流体接続された測定容器３７０も含む。測定容器３７０は、新たなガス混合物１５５を受容するよう構成されている測定キャビティ３７５を画定する。更に、酸素センサ１１５は測定キャビティ３７５内に収容されている。測定容器３７０は、酸素センサ１１５が新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度を検知できるように新たなガス混合物１５５を収容する任意の容器である。測定キャビティ３７５を画定する測定容器３７０の内部は、新たなガス混合物１５５の組成を変化させないように非反応性材料で作製しなければならない。例えば、反応容器３７０の内部は非反応性金属で作製することができる。

[0065] 図４を参照すると、いくつかの実施において検出装置１０５は、チャンバ１１０からの放出の流量を反応容器１３５に必要な流量から分離する緩衝容器４７０を含む検出装置４０５として設計されている。このようにして、緩衝容器４７０は、ガス維持システム１２０によって実行されるガス交換の定常状態動作に影響を及ぼすことなく検出装置１０５によるフッ素測定を可能とする。

[0066] 一例において、チャンバ１１０内のフッ素の濃度は約１０００ｐｐｍであり、チャンバ１１０の体積は３６リットル（Ｌ）であり、チャンバ１１０内の圧力は２００～４００キロパスカル（ｋＰａ）である。緩衝容器４７０の内部キャビティは約０．１Ｌの体積及び２００～４００ｋＰａの圧力を有する。測定キャビティ１７５は、０．１Ｌの体積、約２００～４００ｋＰａの圧力、及び約５００ｐｐｍの酸素濃度を有する。センサ１１５が酸素濃度の測定を実行し、データをコントローラ１３０に出力した後、測定キャビティ１７５は制御された方法で空にすることができる。

[0067] 図１を参照して上述したように、検出装置１０５は、チャンバ１１０内のガス混合物１０７中のフッ素の濃度を測定又は推定するよう構成されている。いくつかの実施では、図５に示されているように、検出装置１０５は検出装置５０５として、装置５００の一部として設計されている。検出装置５０５は、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉ内のガス混合物５０７＿１、５０７＿２、．．．５０７＿ｉ中のフッ素の濃度を測定又は推定するよう構成されている。ここで、ｉは１よりも大きい整数である。検出装置５０５では、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉに、別個の又は専用の酸素センサ５１５＿１、５１５＿２、．．．５１５＿ｉが関連付けられている。このように、各センサセンサ５１５＿１、５１５＿２、．．．５１５＿ｉを用いて、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉ内のフッ素濃度を測定することができる。

[0068] 検出装置５０５はガス維持システム５２０に接続されており、ガス維持システム５２０は、マスタ導管システム５２７の一部である各導管システム５２７＿１、５２７＿３、．．．５２７＿ｉを介して各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉに流体接続されているガス供給システムを含む。ガス維持システム５２０は、１つ以上のガス供給部と、これらの供給部からのガスのうちどれをマスタ導管システム５２７を介して各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉとの間で出入りさせるかを制御するための制御ユニットと、を含む。検出装置５０５は、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉから各導管５３７＿１、５３７＿２、．．．５３７＿ｉを介して混合ガス５５０＿１、５５０＿２、．．．５５０＿ｉを受容する各反応容器５３５＿１、５３５＿２、．．．５３５＿ｉを含む。次いで、各反応容器５３５＿１、５３５＿２、．．．５３５＿ｉにおける各混合ガス５５０＿１、５５０＿２、．．．５５０＿ｉのフッ素と金属酸化物５４５＿１、５４５＿２、．．．５４５＿ｉとの化学反応によって形成された新たなガス混合物５５５＿１、５５５＿２、．．．５５５＿ｉを、各酸素センサ５１５＿１、５１５＿２、．．．５１５＿ｉへ誘導する。

[0069] 検出装置５０５は、ガス維持システム５２０及び酸素センサ５１５＿１、５１５＿２、．．．５１５＿ｉの各々に接続されているコントローラ５３０も含む。コントローラ５３０と同様、コントローラ５３０は、酸素センサ５１５＿１、５１５＿２、．．．５１５＿ｉからの出力を受信し、反応容器５３５＿１、５３５＿２、．．．５３５＿ｉにおける化学反応の開始前にどのくらいのフッ素が存在していたかを計算して、各ガス混合物５０７＿１、５０７＿２、．．．５０７＿ｉ中のフッ素の量を推定する。

[0070] 他の実施では、全てのチャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉ内のフッ素を測定する単一のセンサ５１５を用いることができる。ただしこれは、検出装置５０５がチャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉと検出装置５０５との間に適切な配管を含み、チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉの各々に対してセンサ５１５が実行する測定間のクロストークが防止される場合である。更に、単一センサ５１５の設計が機能することができるのは、一度に１つのチャンバ５１０だけでガス交換が実行され、従ってコントローラ５３０がいずれの時点においても単一のチャンバ５１０内のフッ素を測定できる場合である。

[0071] 図６を参照すると、図１、図３、図４、又は図５の検出装置１０５のような検出装置６０５を組み込んでいる例示的なＤＵＶ光源６００が示されている。ＤＵＶ光源６００は、２段パルス出力設計であるエキシマガス放電システム６２５を含む。ガス放電システム６２５は２つの段を有する。すなわち、パルス増幅光ビーム６０６を出力する主発振器（ＭＯ）である第１の段６０１と、第１の段６０１から光ビーム６０６を受信する電力増幅器（ＰＡ）である第２の段６０２である。第１の段６０１はＭＯガス放電チャンバ６１０＿１を含み、第２の段６０２はＰＡガス放電チャンバ６１０＿２を含む。ＭＯガス放電チャンバ６１０＿１は、そのエネルギ源として２つの細長い電極６３０＿１を含む。電極６３０＿１は、チャンバ６１０＿１内のガス混合物６０７＿１にエネルギ源を与える。ＰＡガス放電チャンバ６１０＿２は、そのエネルギ源として２つの細長い電極６３０＿２を含み、これらは、チャンバ６１０＿２内のガス混合物６０７＿２にエネルギ源を与える。

[0072] ＭＯ６０１は、光ビーム６０６（シード光ビームと呼ぶことができる）をＰＡ６０２に与える。ＭＯガス放電チャンバ６１０＿１は、増幅が発生する利得媒質を含むガス混合物６０７＿１を収容しており、ＭＯ６０１は、ＭＯガス放電チャンバ６１０＿１の一方側のスペクトル特性選択システム６８０とＭＯガス放電チャンバ６１０＿１の第２の側の出力カプラ６８１との間に形成されている光共振器等の光学フィードバック機構も含む。

[0073] ＰＡガス放電チャンバ６１０＿２は、ＭＯ６０１からのシード光ビーム６０６が与えられた場合に増幅が発生する利得媒質６０７＿２を含むガス混合物６０７＿２を収容している。ＰＡ６０２が再生リング共振器として設計されている場合、これはパワーリング共振器（ＰＲＡ：power ring amplifier）として記述され、この場合、リング設計から充分な光学フィードバックを与えることができる。ＰＡ６０２はビームリターン６８２を含み、これは、光ビームを（例えば反射によって）ＰＡガス放電チャンバ６１０＿２に戻して、循環閉鎖ループ経路を形成する。この経路において、リング増幅器への入力は、ビーム結合装置６８３でリング増幅器からの出力と交差する。

[0074] ＭＯ６０１は、（ＰＡ６０２の出力と比べて）比較的低い出力パルスエネルギで中心波長及び帯域幅のようなスペクトルパラメータの微調整を可能とする。ＰＡはＭＯ６０１からシード光ビーム６０６を受信し、この出力を増幅して、フォトリソグラフィ装置２２２のような出力装置で使用するため出力光ビーム２１１に必要なパワーを達成する。シード光ビーム６０６はＰＡ６０２を繰り返し通過することによって増幅され、シード光ビーム６０６のスペクトル特性はＭＯ６０１の構成によって決定される。

[0075] 各ガス放電チャンバ６１０＿１、６０２＿２で使用されるガス混合物６０７＿１、６０７＿２は、必要な波長及び帯域幅付近の増幅光ビーム（シード光ビーム６０６及び出力光ビーム２１１等）を生成するのに適したガスの組み合わせとすることができる。例えばガス混合物６０７＿１、６０７＿２は、約１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長の光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、又は約２４８ｎｍの波長の光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）を含み得る。

[0076] 検出装置６０５は、エキシマガス放電システム６２５のための、具体的にはガス放電チャンバ６１０＿１及び６１０＿２のためのガス管理システムであるガス維持システム６２０を含む。ガス維持システム６２０は、１つ以上のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃ等（密閉されたガス容器又はガスボンベ）、及びバルブシステム６５２を含む。１つ以上のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃ等は、バルブシステム６５２内のバルブセットを介してＭＯガス放電チャンバ６１０＿１及びＰＡガス放電チャンバ６１０＿２に接続されている。このようにして、ガス混合物中に特定の相対成分量が含まれた状態で、各ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２にガスを注入することができる。図示されていないが、ガス維持システム６２０は、流量制限器、排気弁、圧力センサ、ゲージ、及び試験ポートのような１つ以上の他のコンポーネントも含み得る。

[0077] ガス放電チャンバ６１０＿１及び６１０＿２の各々は、ガスの混合物（ガス混合物６０７＿１、６０７＿２）を収容している。一例として、ガス混合物６０７＿１、６０７＿２は、フッ素のようなハロゲンと、アルゴン、ネオン、及び、場合によっては他のもののような他のガスとを収容し、これらの異なる分圧を合計すると全圧になる。例えば、ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２で用いられる利得媒質がフッ化アルゴン（ＡｒＦ）である場合、ガス源６５１Ａは、ハロゲンフッ素、希ガスアルゴン、及び緩衝ガスのような１つ以上の他の希ガス（ネオン等の不活性ガスとすることができる）を含むガスの混合物を含む。ガス源６５１Ａ内のこの種の混合物は３種類のガスを含むので、トリミックス（tri-mix）と呼ぶことができる。この例において、別のガス源６５１Ｂは、アルゴン及び１つ以上の他のガスを含むがフッ素を含まないガスの混合物を含み得る。ガス源６５１Ｂ内のこの種の混合物は２種類のガスを含むので、バイミックス（bi-mix）と呼ぶことができる。

[0078] ガス維持システム６２０はバルブコントローラ６５３を含み、これは、ガス更新においてバルブシステム６５２に特定のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃ等からのガスをガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２へ移送させるため、１つ以上の信号をバルブシステム６５２に送信するよう構成されている。ガス更新は、ガス放電チャンバ内のガス混合物６０７の再充填であり、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを少なくとも利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換することができる。ガス更新は、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物を追加する注入スキームとすることも可能である。

[0079] この代わりに又はこれに加えて、バルブコントローラ６５３は、必要な場合にバルブシステム６５２に放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２からガスを流出させるため、１つ以上の信号をバルブシステム６５２に送信することができる。このような流出ガスは、６８９で表されているガスダンプに放出できる。いくつかの実施では、図７に示されているように、流出ガスを検出装置６０５に送出できる。

[0080] ＤＵＶ光源６００の動作中、ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２内のフッ化アルゴン（又はクリプトン）分子（光増幅のための利得媒質を与える）のフッ素は消費され、このため経時的に光増幅の量が低減するので、ウェーハ処理のためフォトリソグラフィ装置２２２によって用いられる光ビーム２１１のエネルギが低減する。更に、ＤＵＶ光源６００の動作中、汚染物質がガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２内に入る可能性がある。従って、汚染物質を流し出すため、又は失われたフッ素を補充するために、ガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃ等のうち１つ以上からガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２内へガスを注入する必要がある。

[0081] 複数のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃ等が必要とされる理由は、ガス源６５１Ａ内のフッ素が、一般にレーザ動作に望ましいよりも高い特定の分圧であるからである。より低い望ましい分圧でガスチャンバ６１０＿１又は６１０＿２にフッ素を追加するため、ガス源６５１Ａ内のガスを希釈することができ、このためにガス源６５１Ｂ内のハロゲンを含まないガスを使用できる。

[0082] 図示されていないが、バルブシステム６５２のバルブは、ガス放電チャンバ６１０＿１及び６１０＿２の各々に割り当てられた複数のバルブを含むことができる。例えば、各ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２に対して第１の流速でガスを流入及び流出させる注入バルブを用いることができる。別の例として、各ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２に対して、第１の流速とは異なる（例えばより高速の）第２の流速でガスを流入及び流出させるチャンバ充填バルブを用いることができる。

[0083] ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２において再充填スキームが実行される場合、例えば、（ガス混合物をガスダンプ６８９へ流出させることにより）ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２を空にし、次いでそのガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２に新しいガス混合物を再充填することによって、ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２内のガスの全てを交換する。再充填は、ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２内のフッ素の特定の圧力と濃度を得る目的で実行される。ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２において注入スキームが実行される場合、ガス放電チャンバは空にしないか、又は少量だけ流出させた後にガス放電チャンバ内へガス混合物を注入する。双方の種類のガス更新において、検出装置６０５（検出装置１０５と同様に設計されている）は流出ガス混合物の一部を混合ガス１５０として受容し、これを検出装置６０５内で分析することで、ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２内のフッ素の濃度を決定し、どのようにガス更新を実行するかを決定できる。

[0084] バルブコントローラ６５３は、検出装置６０５と（具体的には、検出装置６０５内のコントローラ１３０と）連携動作する（interface）。更に、バルブコントローラ６５３は、制御システム６９０の一部である他の制御モジュール及びサブコンポーネントと連携動作することができる。これについて次に検討する。

[0085] 図７を参照すると、ＤＵＶ光源（光源２００又は６００等）の一部である制御システム７９０（制御システム２９０又は６９０とすることができる）がブロック図で示されている。検出装置１０５／６０５の態様、並びに、本明細書に記載されているガス制御及びフッ素濃度推定に関する方法に関連付けて、制御システム７９０についての詳細が与えられている。更に、制御システム７９０は図７に示されていない他の特徴も含み得る。一般に制御システム７９０は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうち１つ以上を含む。

[0086] 制御システム７９０は、読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリとすることができるメモリ７００を含む。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に（ｔａｎｇｉｂｌｙ）具現化するのに適したストレージデバイスは、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイス等の半導体メモリデバイス、内部ハードディスク及び着脱可能ディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、並びにＣＤ－ＲＯＭディスクを含む、あらゆる形態の不揮発性メモリを含む。また、制御システム７９０は、１つ以上の入力デバイス７０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、ハンドヘルド入力デバイス等）及び１つ以上の出力デバイス７１０（スピーカ又はモニタ等）も含むことができる。

[0087] 制御システム７９０は、１つ以上のプログラマブルプロセッサ７１５と、プログラマブルプロセッサ（プロセッサ７１５等）によって実行するため機械可読ストレージデバイスにおいて有形に具現化された１つ以上のコンピュータプログラム製品７２０と、を含む。１つ以上のプログラマブルプロセッサ７１５の各々は、入力データに作用すると共に適切な出力を発生させることにより、所望の機能を達成するため命令のプログラムを実行できる。一般に、プロセッサ７１５はメモリ７００から命令及びデータを受信する。前述のもののいずれも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補足するか又はそれに組み込むことができる。

[0088] また、制御システム７９０は、コンポーネント又はモジュールの中でも特に、検出装置１０５のコントローラ１３０、３３０、５３０（図７に四角形１３０で表されている）と、ガス維持システム６２０のバルブコントローラ６５３と連携動作するガス維持モジュール７３１と、を含むことができる。これらのモジュールの各々は、プロセッサ７１５のような１つ以上のプロセッサによって実行されるコンピュータプログラム製品セットとすることができる。更に、コントローラ／モジュール１３０、７３１のいずれも、メモリ７００内に記憶されたデータにアクセスすることができる。

[0089] 制御システム７９０内のコントローラ／特徴部（feature）／モジュール間の接続、及び、制御システム７９０内のコントローラ／特徴部／モジュールと装置１００の他のコンポーネント（ＤＵＶ光源６００である場合がある）との間の接続は、有線又は無線とすることができる。

[0090] 図７には少数のモジュールのみが示されているが、制御システム７９０は他のモジュールも含むことができる。更に、制御システム７９０は、全てのコンポーネントが同じ場所に配置されているように見える四角形として表されているが、制御システム７９０は、空間又は時間において相互に物理的に遠く離れたコンポーネントで構成することも可能である。例えば、コントローラ１３０をセンサ１１５又はガス維持システム１２０と物理的に同じ場所に配置することができる。別の例として、ガス維持モジュール７３１をガス維持システム６２０のバルブコントローラ６５３と物理的に同じ場所に配置し、制御システム７９０の他のコンポーネントから離すことができる。

[0091] 更に、制御システム７９０は、例えばチャンバ１１０内のガス混合物１０７中のフッ素の濃度を測定又は推定するための命令のような、フォトリソグラフィ装置２２２のリソグラフィコントローラからの命令を受信するリソグラフィモジュール７３０を含むことができる。

[0092] 図８を参照すると、いくつかの実施において検出装置１０５は、ガス維持システム８２０と流体連通しているフッ素スクラバ８０４と並行して動作する検出装置８０５として設計されている。フッ素スクラバ８０４は、ガス維持システム８２０と関連付けて用いられ、ガス混合物８０７中のフッ素との化学的な反応によって、例えば排気を介して安全に処分できる化学物質を形成することにより、チャンバ１１０からガス混合物８０７を適切に排出する。

[0093] ガス維持システム８２０から流出させた混合ガス１５０の一部は緩衝容器８７０へ誘導され、次いで金属酸化物８４５を含む別のフッ素スクライバ８３５へ誘導される。混合ガス１５０中のフッ素は、フッ素スクラバ８３５内の金属酸化物８４５と化学的に反応し（上述のように）、酸素を含む新たなガス混合物１５５に変換される。新たなガス混合物１５５は酸素センサ１１５へ誘導され、ここで検知される。コントローラ１３０は、混合ガス１５０中の酸素の濃度及びガス混合物１０７中のフッ素の濃度を推定し、ガス更新を実行するためガス維持システム８２０をどのように調整するかを決定する。この例では、ガス維持システム８２０は、トリミックス源８５１Ａとバイミックス源８５１Ｂに流体接続されたバルブシステム８５２を含む。ラインに沿って様々な制御弁８９１を配置して、ラインを通って誘導されるガスの流速と流量を制御する。

[0094] 図９を参照すると、チャンバ１１０のガス混合物１０７中のフッ素の濃度を検出するため、検出装置１０５によって手順９００が実行される。図１の装置を参照するが、手順９００は図２から図８を参照して記載されている検出装置にも適用される。検出装置１０５は、ガス放電チャンバ１１０からフッ素を含む混合ガス１５０の一部を受容する（９０５）。混合ガス１５０中のフッ素は金属酸化物１４５と化学的に反応して、酸素を含む新たなガス混合物１５５を形成する（９１０）。新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度を、例えばセンサ１１５によって検知する（９１５）。また、検知した酸素の濃度に基づいて、混合ガス１５０中のフッ素の濃度を推定する（９２０）。

[0095] チャンバ１１０からガス混合物１０７を流出させる（圧力下で放出させる）ことによって、検出装置１０５は混合ガス１５０を受容できる。例えば、ガス維持システム１２０はバルブ群を含むことができ、これによってガス混合物１０７をチャンバ１１０から流出させ、次いで混合ガス１５０として検出装置１０５へ誘導することができる。例えば一連のバルブ及び真空ポンプを用いて負圧を生成することにより、チャンバ１１０内の圧力を用いて反応容器１３５又は緩衝容器４７０を加圧することができ、ガス混合物１０７をチャンバ１１０から検出装置１０５へ押し出す。反応容器１３５内に必要である混合ガス１５０の量は、酸素センサ１１５が精密かつ安定した示度を得る必要性に基づいて決定できる。混合ガス１５０の量を制限する要因は、反応キャビティ１４０内の金属酸化物１４５のフッ素変換容量である。例えば、酸素センサ１１５から精密な志度を得ることが望ましいが、金属酸化物１４５が最大の耐用寿命を持てるように全ガス流量を最小限に抑えることも望ましい。

[0096] 検出装置１０５によって受容された（９０５）混合ガス１５０は、チャンバ１１０からフッ素スクラバへ排出される混合ガス１５０とすることができ、従って混合ガス１５０を排気ガスと見なすことができる。このような実施は図８に示されている。混合ガス１５０中のフッ素はフッ素スクラバ８３５内の金属酸化物８４５と化学的に反応し、酸素を含む新たなガス混合物１５５に変換される。

[0097] 手順９００は、ガス再充填又はガス注入のようなガス更新を予想して実行することができる。例えば、ガス維持システム１２０からチャンバ１１０に第１のガス混合物を加えることによって第１のガス更新を実行し、ある時間期間チャンバ１１０を使用した後、手順９００を実行することができる。手順９００を実行した後、ガス維持システム１２０からチャンバ１１０に調整済みの第２のガス混合物を加えることによって第２のガス更新を実行できる。調整済みの第２のガス混合物中のフッ素の濃度（又はフッ素の量）は、手順９００によって行われた測定に基づくことができる。

[0098] 無機フッ素化合物と酸素を形成することにより、フッ素を金属酸化物１４５と化学的に反応させることができる（９１０）。この無機フッ素化合物（新たなガス混合物１５５中に存在する）はセンサ１１５と相互作用しない。

[0099] フッ素を金属酸化物１４５と化学的に反応させて新たなガス混合物１５５を形成した（９１０）後、新たなガス混合物１５５を反応容器１５５から測定容器１７０へ移送して、新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度を検知することができる（９１５）。従って、測定容器１７０内のセンサ１１５を新たなガス混合物１５５に暴露することにより、新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度を検知できる（９１５）。新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度は、混合ガス１５０を別の材料で希釈する必要なく検知される（９１５）。

[0100] 更に、新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度の検知（９１５）を、化学反応（９１０）開始後に所定の時間期間が経過するまで待つか、又は所定の時間期間の経過後にのみ行うことが適切である場合がある。これによって、センサ１１５を新たなガス混合物１５５に暴露する前に、混合ガス１５０中の充分なフッ素が酸素及び無機フッ素化合物に変換されたことを保証する。従ってセンサ１１５は、センサ１１５に損傷を与える恐れのあるフッ素への暴露から隔離される。混合ガス１５０中のフッ素の相対量と金属酸化物１４５の全体積によるが、フッ素を完全に酸素に変換するには数秒又は数分を要する可能性がある。

[0101] いくつかの実施では、金属酸化物１４５の上に又はこれを貫通するように混合ガス１５０を低い流量（例えば約０．１ｓｌｐｍ以下）で流して、特定の流量で新たなガス混合物１５５を形成することにより、化学反応（９１０）を実施できる。この場合、酸素は連続的に検知することができる（９１５）。検知された酸素の測定（９１５）をある時間期間にわたって積分することで、又は検知された酸素の測定（９１５）が定常状態に到達した場合に、フッ素の濃度を推定することができる（９２０）。

[0102] 検知された酸素濃度（９１５）に基づいて、更に、混合ガス１５０中のフッ素を酸素に変換する化学反応の知識に基づいて、新たなガス混合物１５５中のフッ素を推定する（９２０）。

[0103] 手順９００が完了すると（すなわち、混合ガス１５０中のフッ素濃度を推定した（９２０）後）、新たなガス混合物１５５を測定容器１７０から排出（除去）して、新しい混合ガスに対して再び手順９００を実行することを可能とする。

[0104] 図１０を参照すると、一度フッ素濃度が推定されて（９２０）手順９００が完了した後、装置１００によって手順１０００が実行される。ガス維持システム１２０は、検出装置１０５のコントローラ１３０から出力を受信し、推定されたフッ素濃度に基づいて、ガス供給部セット（ガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃ等）からのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整する（１００５）。ガス維持システム１２０は、チャンバ１１０内の圧力が必要なレベルに到達するまで導管システム１２７を介してチャンバ１１０へ調整したガス混合物を加えることによって、ガス更新を実行する（１０１０）。ガス維持システム１２０内のバルブのタイミングを監視することにより、ガス更新を完了及び追跡することができる。

[0105] 例えば図２を参照すると、ガス更新（１０１０）は、利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物によってガス放電チャンバ２１０を充填することを含み得る。利得媒質は希ガス及びフッ素を含み、緩衝ガスは不活性ガスを含む。フッ素濃度推定（９００）が実行される時に対してガス更新（１０１０）の実行を遅延させることができる。いくつかの実施では、コントローラ１３０によってガス混合物１０７中のフッ素の濃度が許容可能レベル未満に低下したことが判定された場合、推定（９００）の直後に調整（１００５）及びガス更新（１０１０）を実行できる。いくつかの実施では、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度が許容可能レベル未満に低下したことが判定されるまでフッ素の調整（１００５）を遅延させることができる。例えば、コントローラ１３０によってガス混合物１０７中のフッ素の濃度が依然として高いことが判定されたが、装置１００が他の理由でガス更新を実行しなければならない場合は、ガス混合物１０７中のフッ素のレベルを上昇させるという目的なしにガス更新を実行することができる。

[0106] 図１１を参照すると、いくつかの実施において検出装置３０５は、手順９００の代わりに手順１１００を実行して混合ガス１５０中のフッ素の濃度を推定する。手順１１００は手順９００と同様であり、ガス放電チャンバ１１０からフッ素を含む混合ガス１５０の一部を受容するステップ（９０５）と、混合ガス１５０中のフッ素と金属酸化物１４５を化学的に反応させて酸素を含む新たなガス混合物１５５を形成するステップ（９１０）と、を含む。手順１１００は、新たなガス混合物１５５中のフッ素の濃度が低値未満に低下したか否かを判定する（１１１２）。例えば、反応キャビティ１４０に流体接続されているフッ素センサ３６０がこの判定を実行することができ（１１１２）、コントローラ３３０は、新たなガス混合物１５５中のフッ素の濃度が低値未満に低下した場合にのみ（１１１２）新たなガス混合物１５５中の酸素の濃度を検知するステップ（９１５）に進むことができる。前述のように、混合ガス１５０中のフッ素の濃度は、検知された酸素濃度に基づいて推定される（９２０）。

[0107] いくつかの実施において、低値は、センサ１１５の損傷閾値に基づいて決定された値である。他の実施において、低値は、センサ１１５のエラー閾値に基づいて決定された値である。例えば低値は０．１ｐｐｍとすることができる。

[0108] これらの実施形態は、以下の条項を用いて更に記載することができる。
１． ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を受容することであって、混合ガスはフッ素を含む、ことと、
混合ガスの一部中のフッ素を金属酸化物と反応させて、酸素を含む新たなガス混合物を形成することと、
新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することと、
検知した酸素濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することと、
を含む方法。

２． 金属酸化物は酸化アルミニウムを含む、条項１に記載の方法。

３． 金属酸化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、水素、及び炭素を含まない、条項１に記載の方法。

４． 混合ガスは、少なくとも利得媒質及び緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスである、条項１に記載の方法。

５． 混合ガスの一部中のフッ素の推定した濃度に基づいて、ガス供給部セットからのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整することと、
調整したガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによってガス更新を実行することと、
を更に含む、条項１に記載の方法。

６． ガス更新を実行することは、利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物によってガス放電チャンバを充填することを含む、条項５に記載の方法。

７． 利得媒質と緩衝ガスの混合物によってガス放電チャンバを充填することは、希ガス及びハロゲンを含む利得媒質と不活性ガスを含む緩衝ガスとによってガス放電チャンバを充填することを含む、条項６に記載の方法。

８． 希ガスは、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み、ハロゲンはフッ素を含み、不活性ガスはヘリウム又はネオンを含む、条項７に記載の方法。

９． 利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物によってガス放電チャンバを充填することは、
利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物を、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに加えること、又は
ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを、少なくとも利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換すること、
を含む、条項６に記載の方法。

１０．ガス更新を実行することはガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうち１つ以上を実行することを含む、条項５に記載の方法。

１１．新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したか否かを判定することを更に含み、
新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することは、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合にのみ新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することを含む、条項１に記載の方法。

１２．低値は、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するセンサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づいて決定された値である、条項１１に記載の方法。

１３．低値は０．１ｐｐｍである、条項１１に記載の方法。

１４．新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合にのみ、新たなガス混合物を酸素センサと相互作用させて酸素の濃度を検知することを更に含む、条項１１に記載の方法。

１５．ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を受容することは、ガス放電チャンバに対するガス更新を実行する前に混合ガスの一部を受容することを含み、ガス更新はガス供給部セットからガス放電チャンバにガス混合物を加えることを含み、ガス混合物は少なくとも多少のフッ素を含む、条項１に記載の方法。

１６．ガス更新を実行することはガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうち１つ以上を実行することを含む、条項１５に記載の方法。

１７．ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を受容することは、ガス放電チャンバから混合ガスを流出させることと、流出させた混合ガスを、金属酸化物を収容している反応容器へ誘導することと、を含む、条項１に記載の方法。

１８．新たなガス混合物を反応容器から測定容器へ移送することを更に含み、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することは、測定容器内の新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することを含む、条項１７に記載の方法。

１９．新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することは測定容器内のセンサを新たなガス混合物に暴露することを含む、条項１７に記載の方法。

２０．混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定した後、測定容器から新たなガス混合物を排出することを更に含む、条項１に記載の方法。

２１．新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することは、混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することを含む、条項１に記載の方法。

２２．混合ガスの一部を金属酸化物と反応させて酸素を含む新たなガス混合物を形成することは無機フッ素化合物と酸素を形成することを含む、条項１に記載の方法。

２３．金属酸化物は酸化アルミニウムを含み、無機フッ素化合物はフッ化アルミニウムを含む、条項２２に記載の方法。

２４．酸化アルミニウムの総細孔容積は少なくとも０．３５立方センチメートル／グラムである、条項２３に記載の方法。

２５．新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することは、反応の開始後に所定の時間期間が経過した後にのみ新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することを含む、条項１に記載の方法。

２６．混合ガスの一部は排気ガスであり、混合ガスの一部を金属酸化物と反応させて酸素を含む新たなガス混合物を形成することは排気ガスからフッ素を除去することを含む、条項１に記載の方法。

２７．検知した酸素濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することは、検知した酸素濃度及び混合ガスの一部中のフッ素と金属酸化物との化学反応のみに基づいて推定を行うことを含む、条項１に記載の方法。

２８．混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約５００～２０００ｐｐｍである、条項１に記載の方法。

２９． 酸素を含む新たなガス混合物を形成するための混合ガスの一部中のフッ素と金属酸化物との反応は安定している、条項１に記載の方法。

３０．混合ガスの一部中のフッ素を金属酸化物と反応させて酸素を含む新たなガス混合物を形成することは、線形であると共に混合ガスの一部中のフッ素の濃度と新たなガス混合物中の酸素の濃度との間に直接的な相関関係がある反応を実行することを含む、条項１に記載の方法。

３１．ガス供給部セットからガス放電チャンバに第１のガス混合物を加えることによって第１のガス更新を実行することと、
第１のガス更新後、ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を取り出すことであって、混合ガスはフッ素を含む、ことと、
取り出した混合ガスの一部のフッ素を反応物と反応させて、酸素を含む新たなガス混合物を形成することと、
新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することと、
検知した酸素濃度に基づいて取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することと、
取り出した混合ガスの一部中のフッ素の推定した濃度に基づいてガス供給部セットからの第２のガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整することと、
調整した第２のガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによって第２のガス更新を実行することと、
を含む方法。

３２．新たなガス混合物中のフッ素の濃度が、新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知するセンサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づく低値未満に低下したか否かを判定することを更に含み、
新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することは、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合にのみ新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することを含む、条項３１に記載の方法。

３３．反応物は金属酸化物を含む、条項３１に記載の方法。

３４．ガス放電チャンバ内の混合ガスは、少なくとも利得媒質及び緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含む、条項３１に記載の方法。

３５．検知した酸素濃度に基づいて取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することは、取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を測定することなく取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することを含む、条項３１に記載の方法。

３６．エキシマガス放電システムの１つ以上のガス放電チャンバに流体接続されたガス供給システムを含むガス維持システムと、
エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置であって、
金属酸化物を収容すると共にガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを反応キャビティ内に受容するための容器であって、受容した混合ガスのフッ素と金属酸化物との反応によって酸素を含む新たなガス混合物を形成することを可能とする容器と、
新たなガス混合物に流体接続されるように、及び、新たなガス混合物に流体接続された場合に新たなガス混合物中の酸素の量を検知するように構成された酸素センサと、
を含む検出装置と、
ガス維持システム及び検出装置に接続された制御システムであって、
酸素センサの出力を受信し、ガス放電チャンバから受容された混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、
混合ガス中のフッ素の推定された濃度に基づいて、ガス維持システムのガス供給システムからのガス混合物中のフッ素の濃度を調整するべきか否かを判定し、
ガス放電チャンバに対するガス更新中に、ガス維持システムのガス供給システムからガス放電チャンバに供給されるガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整するため信号をガス維持システムに送信する、
ように構成されている制御システムと、
を備える装置。

３７．エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバは、エネルギ源を収容し、利得媒質及びフッ素を含むエキシマレーザガスを含むガス混合物を含む、条項３６に記載の装置。

３８．検出装置は、反応キャビティに流体接続されると共に新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したか否かを判定するよう構成されたフッ素センサも含み、低値は、酸素センサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づいて決定された値であり、
制御システムはフッ素センサに接続され、制御システムは、
フッ素センサから、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したという判定を受信し、
新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したことが判定された場合に、酸素センサが新たなガス混合物と相互作用することのみを可能とする、
ように構成されている、条項３６に記載の装置。

３９．検出装置は、反応容器の反応キャビティに流体接続された測定容器を更に含み、測定容器は、新たなガス混合物を受容するよう構成されている測定キャビティを画定し、
酸素センサは、測定キャビティ内の新たなガス混合物中の酸素の量を検知するよう構成されている、条項３６に記載の装置。

４０．酸素センサは、新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下した場合にのみ許容可能範囲内で動作するよう構成されている、条項３６に記載の装置。

４１．取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約５００～２０００ｐｐｍである、条項３６に記載の装置。

４２．エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含み、検出装置は複数の各ガス放電チャンバに流体接続されており、検出装置は複数の容器を含み、各容器は金属酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器はガス放電チャンバのうち１つに流体接続され、検出装置は複数の酸素センサを含み、各酸素センサは１つの容器に関連付けられている、条項３６に記載の装置。

４３．エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含み、検出装置は複数の各ガス放電チャンバに流体接続されており、検出装置は複数の容器を含み、各容器は金属酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器はガス放電チャンバのうち１つに流体接続され、検出装置は、容器の全てに流体接続されている単一の酸素センサを含む、条項３６に記載の装置。

[0109] 他の実施も以下の特許請求の範囲の範囲内である。

Claims (26)

1. ガス放電チャンバから混合ガスの少なくとも一部を受容することであって、前記混合ガスはフッ素を含む、ことと、
   前記混合ガスの一部中の前記フッ素を金属酸化物と反応させて、酸素を含む新たなガス混合物を形成することと、
   前記新たなガス混合物中の酸素の濃度を検知することと、
   前記検知した酸素濃度に基づいて前記混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することと、
   を含む方法。
2. 前記金属酸化物は酸化アルミニウムを含み、及び／又は、
   前記金属酸化物は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、水素、及び炭素を含まない、請求項１に記載の方法。
3. 前記混合ガスの一部中のフッ素の前記推定した濃度に基づいて、ガス供給部セットからのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整することと、
   前記調整したガス混合物を前記ガス供給部から前記ガス放電チャンバに加えることによってガス更新を実行することと、を更に含み、前記ガス更新を実行することは、利得媒質と緩衝ガスとフッ素の混合物によって前記ガス放電チャンバを充填することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記利得媒質と前記緩衝ガスと前記フッ素の前記混合物によって前記ガス放電チャンバを充填することは、
   前記利得媒質と前記緩衝ガスと前記フッ素の前記混合物を、前記ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに加えること、又は
   前記ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを、少なくとも前記利得媒質と前記緩衝ガスと前記フッ素の前記混合物に交換すること、
   を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記新たなガス混合物中のフッ素の前記濃度が低値未満に低下したか否かを判定することを更に含み、
   前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することは、前記新たなガス混合物中のフッ素の前記濃度が前記低値未満に低下したことが判定された場合にのみ前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記低値は、前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知するセンサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づいて決定された値である、請求項５に記載の方法。
7. 前記新たなガス混合物中のフッ素の前記濃度が前記低値未満に低下したことが判定された場合にのみ、前記新たなガス混合物を酸素センサと相互作用させて酸素の前記濃度を検知することを更に含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記ガス放電チャンバから前記混合ガスの前記少なくとも一部を受容することは、前記ガス放電チャンバに対するガス更新を実行する前に前記混合ガスの一部を受容することを含み、前記ガス更新はガス供給部セットから前記ガス放電チャンバにガス混合物を加えることを含み、前記ガス混合物は少なくとも多少のフッ素を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記ガス放電チャンバから前記混合ガスの前記少なくとも一部を受容することは、前記ガス放電チャンバから前記混合ガスを流出させることと、前記流出させた混合ガスを、前記金属酸化物を収容している反応容器へ誘導することと、を含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記新たなガス混合物を前記反応容器から測定容器へ移送することを更に含み、前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することは、前記測定容器内の前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することは前記測定容器内のセンサを前記新たなガス混合物に暴露することを含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記混合ガスの一部中のフッ素の前記濃度を推定した後、前記測定容器から前記新たなガス混合物を排出することを更に含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することは、前記混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することを含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記混合ガスの一部を前記金属酸化物と反応させて酸素を含む前記新たなガス混合物を形成することは無機フッ素化合物と酸素を形成することを含み、前記金属酸化物は酸化アルミニウムを含み、前記無機フッ素化合物はフッ化アルミニウムを含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することは、前記反応の開始後に所定の時間期間が経過した後にのみ前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度を検知することを含む、請求項１に記載の方法。
16. 前記混合ガスの一部は排気ガスであり、前記混合ガスの一部を前記金属酸化物と反応させて酸素を含む前記新たなガス混合物を形成することは前記排気ガスからフッ素を除去することを含む、請求項１に記載の方法。
17. 前記検知した酸素濃度に基づいて前記混合ガスの一部中のフッ素の前記濃度を推定することは、前記検知した酸素濃度及び前記混合ガスの一部中のフッ素と前記金属酸化物との前記化学反応のみに基づいて推定を行うことを含む、請求項１に記載の方法。
18. 酸素を含む前記新たなガス混合物を形成するための前記混合ガスの一部中の前記フッ素と前記金属酸化物との反応は安定している、請求項１に記載の方法。
19. 前記混合ガスの一部中の前記フッ素を前記金属酸化物と反応させて酸素を含む前記新たなガス混合物を形成することは、線形であると共に前記混合ガスの一部中のフッ素の前記濃度と前記新たなガス混合物中の酸素の前記濃度との間に直接的な相関関係がある反応を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
20. エキシマガス放電システムの１つ以上のガス放電チャンバに流体接続されたガス供給システムを含むガス維持システムと、
    前記エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置であって、
    金属酸化物を収容すると共に前記ガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、前記ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを前記反応キャビティ内に受容するための容器であって、前記受容した混合ガスの前記フッ素と前記金属酸化物との反応によって酸素を含む新たなガス混合物を形成することを可能とする容器と、
    前記新たなガス混合物に流体接続されるように、及び、前記新たなガス混合物に流体接続された場合に前記新たなガス混合物中の酸素の量を検知するように構成された酸素センサと、
    を含む検出装置と、
    前記ガス維持システム及び前記検出装置に接続された制御システムであって、
    前記酸素センサの出力を受信し、前記ガス放電チャンバから受容された前記混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、
    前記混合ガス中のフッ素の前記推定された濃度に基づいて、前記ガス維持システムの前記ガス供給システムからのガス混合物中のフッ素の濃度を調整するべきか否かを判定し、
    前記ガス放電チャンバに対するガス更新中に、前記ガス維持システムの前記ガス供給システムから前記ガス放電チャンバに供給されるガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整するため信号を前記ガス維持システムに送信する、
    ように構成されている制御システムと、
    を備える装置。
21. 前記検出装置は、前記反応キャビティに流体接続されると共に前記新たなガス混合物中のフッ素の濃度が低値未満に低下したか否かを判定するよう構成されたフッ素センサも含み、前記低値は、前記酸素センサの損傷閾値及びエラー閾値のうち１つ以上に基づいて決定された値であり、
    前記制御システムは前記フッ素センサに接続され、前記制御システムは、
    前記フッ素センサから、前記新たなガス混合物中の前記フッ素の濃度が前記低値未満に低下したという判定を受信し、
    前記新たなガス混合物中のフッ素の前記濃度が前記低値未満に低下したことが判定された場合に、前記酸素センサが前記新たなガス混合物と相互作用することのみを可能とする、
    ように構成されている、請求項２０に記載の装置。
22. 前記検出装置は、前記反応容器の前記反応キャビティに流体接続された測定容器を更に含み、前記測定容器は、前記新たなガス混合物を受容するよう構成されている測定キャビティを画定し、
    前記酸素センサは、前記測定キャビティ内の前記新たなガス混合物中の酸素の量を検知するよう構成されている、請求項２０に記載の装置。
23. 前記酸素センサは、前記新たなガス混合物中のフッ素の前記濃度が低値未満に低下した場合にのみ許容可能範囲内で動作するよう構成されている、請求項２０に記載の装置。
24. 前記取り出した混合ガスの一部中のフッ素の前記濃度は約５００～２０００ｐｐｍである、請求項２０に記載の装置。
25. 前記エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含み、前記検出装置は前記複数の各ガス放電チャンバに流体接続されており、前記検出装置は複数の容器を含み、各容器は前記金属酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器は前記ガス放電チャンバのうち１つに流体接続され、前記検出装置は複数の酸素センサを含み、各酸素センサは１つの容器に関連付けられている、請求項２０に記載の装置。
26. 前記エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含み、前記検出装置は前記複数の各ガス放電チャンバに流体接続されており、前記検出装置は複数の容器を含み、各容器は前記金属酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器は前記ガス放電チャンバのうち１つに流体接続され、前記検出装置は、前記容器の全てに流体接続されている単一の酸素センサを含む、請求項２０に記載の装置。

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