JP2022545182A - Fluorine detection in gas discharge light sources - Google Patents

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Abstract

方法が、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び検知した水の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を含む。【選択図】 図4The method includes receiving at least a portion of a fluorine-containing gas mixture from a gas discharge chamber, reacting the fluorine in the portion of the gas mixture with hydroxide to form a new gas mixture comprising oxygen and water. , sensing the concentration of water in the new gas mixture, and estimating the concentration of fluorine in a portion of the gas mixture based on the sensed concentration of water. [Selection drawing] Fig. 4

Description

関連出願の相互参照
[0001] この出願は、2019年8月29日に出願されたFLUORINE DETECTION IN A GAS DISCHARGE LIGHT SOURCEと題する米国出願番号第62/893,377号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Cross-reference to related applications
[0001] This application claims priority to U.S. Application Serial No. 62/893,377, entitled FLUORINE DETECTION IN A GAS DISCHARGE LIGHT SOURCE, filed Aug. 29, 2019, the entirety of which is incorporated herein by reference. incorporated into the specification.

[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。 [0002] The disclosed subject matter relates to the detection of fluorine in gas mixtures.

[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(excimer light source)又はレーザとして知られている。エキシマ光源は、典型的にはアルゴン、クリプトン、又はキセノンなどの1種類以上の貴ガスと、フッ素又は塩素などの反応ガス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ー)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分子が生成されるという事実に由来する。 [0003] One type of gas discharge light source used in photolithography is known as an excimer light source or laser. Excimer light sources typically use a combination of one or more noble gases, such as argon, krypton, or xenon, and reactive gases, such as fluorine or chlorine. The name excimer light source derives from quasi-molecules called excimers which, under suitable conditions of electrical stimulation (energy supplied) and high pressure (of the gas mixture) exist only in an excited state and generate amplified light in the ultraviolet range. derived from the fact that it is produced

[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のに用いられる。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。 [0004] Excimer light sources produce light beams having wavelengths in the deep ultraviolet (DUV) range, which are used to pattern semiconductor substrates (or wafers) in photolithography equipment. An excimer light source can be constructed using a single gas discharge chamber or using multiple gas discharge chambers.

[0005] 一部の一般的な態様において、方法は、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び検知した水の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を含む。 [0005] In some general aspects, a method comprises: receiving at least a portion of a gas mixture comprising fluorine from a gas discharge chamber; reacting the fluorine in the portion of the gas mixture with hydroxide; forming a new gas mixture containing oxygen and water, sensing the concentration of water in the new gas mixture, and estimating the concentration of fluorine in a portion of the mixed gas based on the sensed concentration of water. include.

[0006] 実施例は、以下の特徴の1つ以上を含む可能性がある。例えば、水酸化物はアルカリ土類金属水酸化物を含む可能性がある。水酸化物は、アルカリ金属及び炭素を含まない可能性がある。 [0006] Implementations can include one or more of the following features. For example, hydroxides can include alkaline earth metal hydroxides. Hydroxides may be free of alkali metals and carbon.

[0007] 混合ガスは、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスである可能性がある。 [0007] The gas mixture may be an excimer laser gas that includes a mixture of at least a gain medium and a buffer gas.

[0008] 方法は、混合ガスの一部中の推定したフッ素の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、及び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(gas update)を実行することも含む可能性がある。ガス更新は、ガス放電チャンバに利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物を充填することによって実行される可能性がある。ガス放電チャンバは、ガス放電チャンバに貴ガス及びハロゲンを含む利得媒体と不活性ガスを含む緩衝ガスとを充填することによって、利得媒体と緩衝ガスの混合物で充填される可能性がある。貴ガスは、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可能性がある。ガス放電チャンバは、利得媒体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、少なくとも利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換することによって、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填される可能性がある。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の1つ以上を実行することによって実行される可能性がある。 [0008] A method includes adjusting the relative concentration of fluorine in a gas mixture from a set of gas supplies based on an estimated concentration of fluorine in a portion of the gas mixture; It may also include performing a gas update by adding to the gas discharge chamber. Gas renewal may be performed by filling the gas discharge chamber with a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine. The gas discharge chamber may be filled with a mixture of gain medium and buffer gas by filling the gas discharge chamber with a gain medium containing a noble gas and a halogen and a buffer gas containing an inert gas. Noble gases may include argon, krypton, or xenon, halogens may include fluorine, and inert gases may include helium or neon. The gas discharge chamber adds a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine to an existing gas mixture in the gas discharge chamber, or mixes an existing gas mixture in the gas discharge chamber with at least a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine. can be filled with a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine. A gas update may be performed by executing one or more of a gas refill scheme or a gas injection scheme.

[0009] 混合ガスの一部は、ガス放電チャンバに対するガス更新が実行される前に混合ガスの一部を受容することによって、ガス放電チャンバから受容される可能性がある。ガス更新は、ガス供給部セットからガス放電チャンバに少なくとも多少のフッ素を含むガス混合物を加えることを含む可能性がある。 [0009] A portion of the gas mixture may be received from the gas discharge chamber by receiving a portion of the gas mixture before a gas update to the gas discharge chamber is performed. Gas renewal may include adding a gas mixture containing at least some fluorine from the gas supply set to the gas discharge chamber.

[0010] 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の1つ以上を実行することによって実行される可能性がある。 [0010] A gas update may be performed by performing one or more of a gas refill scheme or a gas injection scheme.

[0011] 混合ガスの一部は、ガス放電チャンバから混合ガスを抜き取り、抜き取った混合ガスを、水酸化物を収容している反応容器へ誘導することによって、ガス放電チャンバから受容される可能性がある。方法はまた、新しい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む可能性があり、新しいガス混合物中の水の濃度を検知することは、測定容器内の新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む。新しいガス混合物中の水の濃度は、測定容器内のセンサを新しいガス混合物に暴露することによって検知される可能性がある。 [0011] A portion of the gas mixture may be received from the gas discharge chamber by withdrawing the gas mixture from the gas discharge chamber and directing the withdrawn gas mixture to a reaction vessel containing the hydroxide. There is The method can also include transferring the new gas mixture from the reaction vessel to the measurement vessel, and sensing the concentration of water in the new gas mixture determines the concentration of water in the new gas mixture in the measurement vessel. including detecting The concentration of water in the new gas mixture may be sensed by exposing a sensor within the measurement vessel to the new gas mixture.

[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、測定容器から新しいガス混合物を排出することも含む可能性がある。 [0012] The method may also include discharging a new gas mixture from the measurement vessel after estimating the concentration of fluorine in the portion of the gas mixture.

[0013] 新しいガス混合物中の水の濃度は、混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく新しいガス混合物中の水の濃度を検知することによって検知される可能性がある。 [0013] The concentration of water in the new gas mixture may be detected by detecting the concentration of water in the new gas mixture without diluting a portion of the mixed gas with another material.

[0014] 混合ガスの一部は水酸化物と反応して、無機フッ化物化合物と水を形成することによって、水を含む新しいガス混合物を形成する可能性がある。水酸化物は水酸化カルシウムを含む可能性があり、無機フッ化物化合物はフッ化カルシウムを含む可能性がある。 [0014] A portion of the mixed gas may react with the hydroxide to form an inorganic fluoride compound and water, thereby forming a new gas mixture containing water. Hydroxides can include calcium hydroxide and inorganic fluoride compounds can include calcium fluoride.

[0015] 新しいガス混合物中の水の濃度は、反応の開始後に所定の期間が経過した後にのみ新しいガス混合物中の水の濃度を検知することによって検知される可能性がある。 [0015] The concentration of water in the new gas mixture may be sensed by sensing the concentration of water in the new gas mixture only after a predetermined period of time has elapsed after initiation of the reaction.

[0016] 混合ガスの一部は排気ガスである可能性があり、混合ガスの一部は水酸化物と反応して、排気ガスからフッ素を除去することによって水を含む新しいガス混合物を形成する可能性がある。 [0016] A portion of the gas mixture may be exhaust gas, and a portion of the gas mixture reacts with the hydroxide to form a new gas mixture containing water by removing fluorine from the exhaust gas. there is a possibility.

[0017] 混合ガスの一部中のフッ素の濃度は、検知した水の濃度及び混合ガスの一部中のフッ素と水酸化物との化学反応のみに基づいた推定を行うことによって、検知した水の濃度に基づいて推定される可能性がある。 [0017] The concentration of fluorine in the portion of the mixed gas is estimated by making an estimate based solely on the concentration of detected water and the chemical reaction between fluorine and hydroxide in the portion of the mixed gas. may be estimated based on the concentration of

[0018] 混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約500~2000ppm(parts per million)である可能性がある。 [0018] The concentration of fluorine in a portion of the mixed gas can be about 500-2000 ppm (parts per million).

[0019] 水を含む新しい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水酸化物との反応は安定している可能性がある。 [0019] The reaction between fluorine and hydroxide in a portion of the mixed gas to form a new gas mixture containing water may be stable.

[0020] 混合ガスの一部中のフッ素は水酸化物と反応して、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しいガス混合物中の水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によって、水を含む新しいガス混合物を形成する可能性がある。 [0020] The fluorine in the portion of the mixed gas reacts with the hydroxide to provide a linear and direct relationship between the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas and the concentration of water in the new gas mixture. By performing correlated reactions, new gas mixtures containing water may be formed.

[0021] 方法は、新しいガス混合物中の酸素の濃度を検知することも含む可能性があり、混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することは、追加的に検知した酸素の濃度に基づいている可能性がある。 [0021] The method may also include sensing the concentration of oxygen in the new gas mixture, and estimating the concentration of fluorine in the portion of the gas mixture additionally depends on the sensed concentration of oxygen. may be based on.

[0022] 他の一般的な態様において、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、第1のガス更新の後、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を取り出すこと、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、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、検知した水の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、取り出した混合ガスの一部中の推定したフッ素の濃度に基づいて、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、及び調整した第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を含む。 [0022] In another general aspect, a method comprises: performing a first gas renewal by adding a first gas mixture from a gas supply set to a gas discharge chamber; after the first gas renewal; removing at least a portion of a fluorine-containing gas mixture from the gas discharge chamber; reacting the fluorine in a portion of the removed gas mixture with reactants to form a new gas mixture comprising oxygen and water; estimating the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas withdrawn based on the concentration of water detected; a second gas renewal by adjusting the relative concentration of fluorine in a second gas mixture from the gas supply set and adding the adjusted second gas mixture from the gas supply to the gas discharge chamber based on including running

[0023] 実施例は、以下の特徴の1つ以上を含む可能性がある。例えば、反応物は水酸化物を含む可能性がある。ガス放電チャンバ内の混合ガスは、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含む可能性がある。 [0023] Implementations can include one or more of the following features. For example, reactants may include hydroxides. The gas mixture in the gas discharge chamber may include excimer laser gas containing at least a mixture of gain medium and buffer gas.

[0024] 取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度は、取り出した混合ガスの一部中のフッ素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濃度を推定することによって、検知した水の濃度に基づいて推定される可能性がある。 [0024] The fluorine concentration in the part of the mixed gas taken out can be obtained by estimating the fluorine concentration in the part of the taken out mixed gas without measuring the fluorine concentration in the part of the taken out mixed gas. , may be estimated based on the detected water concentration.

[0025] 他の一般的な態様において、装置は、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、検出装置に接続された制御システムとを含む。各検出装置は、水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と、水センサとを含む。容器は、受容した混合ガスのフッ素と水酸化物との反応によって酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成することを可能にする。水センサは、新しいガス混合物に流体接続され、新しいガス混合物に流体接続されたときに、新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成されている。制御システムは、水センサの出力を受信し、ガス放電チャンバから受容した混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、混合ガス中の推定されたフッ素の濃度に基づいて、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どうかを判定し、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ようにガス維持システムに命令する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。 [0025] In another general aspect, an apparatus includes a detection device fluidly connected to each gas discharge chamber of an excimer gas discharge system, and a control system connected to the detection device. Each detection device defines a reaction cavity containing a hydroxide and fluidly connected to a gas discharge chamber, a vessel for receiving into the reaction cavity a mixed gas containing fluorine from the gas discharge chamber, a water sensor; including. The vessel allows the reaction of fluorine and hydroxide of the received mixed gas to form a new gas mixture containing oxygen and water. A water sensor is fluidly connected to the new gas mixture and configured to sense the amount of water in the new gas mixture when fluidly connected to the new gas mixture. A control system receives the output of the water sensor, estimates the concentration of fluorine in the gas mixture received from the gas discharge chamber, and based on the estimated concentration of fluorine in the gas mixture, the gas supply system of the gas maintenance system. determining whether to adjust the concentration of fluorine in the gas mixture from the gas supply system of the gas maintenance system to the gas discharge chamber during a gas update to the gas discharge chamber; It is configured to send a signal to the gas maintenance system that commands the gas maintenance system to adjust the concentration.

[0026] 実施例は、以下の特徴の1つ以上を含む可能性がある。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、エネルギー源を収容する可能性があり、利得媒体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有する可能性がある。 [0026] Implementations can include one or more of the following features. For example, each gas discharge chamber of an excimer gas discharge system may contain an energy source and may contain a gas mixture including a gain medium and a fluorine-containing excimer laser gas.

[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ると共に新しいガス混合物を受容するように構成された測定キャビティを画定する測定容器も含む可能性がある。水センサは、測定キャビティ内の新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成される可能性がある。 [0027] The detection apparatus may also include a measurement vessel fluidly connected to the reaction cavity of the reaction vessel and defining a measurement cavity configured to receive the new gas mixture. A water sensor may be configured to sense the amount of water in the new gas mixture within the measurement cavity.

[0028] 取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約500~2000ppmである可能性がある。 [0028] The concentration of fluorine in the portion of the withdrawn mixed gas may be about 500-2000 ppm.

[0029] 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む可能性があり、検出装置は複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続される可能性がある。検出装置は複数の容器を含む可能性があり、各容器は水酸化物を収容している反応キャビティを画定し、各容器はガス放電チャンバの1つに流体接続され、検出装置は、それぞれが1つの容器と関連付けられた複数の水センサを含む。検出装置は複数の容器を含む可能性があり、各容器は水酸化物を収容している反応キャビティを画定し、各容器はガス放電チャンバの1つに流体接続され、検出装置は、容器の全てと流体接続されている単一の水センサを含む。 [0029] The excimer gas discharge system may include a plurality of gas discharge chambers, and the detection device may be fluidly connected to each gas discharge chamber of the plurality of gas discharge chambers. The detection device may include a plurality of vessels, each vessel defining a reaction cavity containing the hydroxide, each vessel fluidly connected to one of the gas discharge chambers, the detection device each It includes multiple water sensors associated with one container. The detection device may include a plurality of vessels, each vessel defining a reaction cavity containing the hydroxide, each vessel fluidly connected to one of the gas discharge chambers, the detection device comprising: Includes a single water sensor that is fluidly connected to all.

[0030] 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に構成された検出装置を含む装置のブロック図である。[0030] FIG. 2 is a block diagram of an apparatus including a detection device configured to measure the concentration of fluorine in a gas mixture within a chamber; [0031] 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。[0031] Figure 2 is a block diagram of the apparatus of Figure 1 embodied as part of a deep ultraviolet (DUV) light source that produces a beam of light that is directed into a photolithographic apparatus; [0032] 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ある実施例のブロック図である。[0032] FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the detection device of the apparatus of FIG. 1, wherein the detection device comprises a fluorine sensor; [0033] 検出装置が緩衝容器を含む、図1の装置のある実施例のブロック図である。[0033] Figure 2 is a block diagram of an embodiment of the apparatus of Figure 1, wherein the detection device includes a buffer vessel; [0034] 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1つと関連付けられている、図1の装置のある実施例のブロック図である。[0034] FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the apparatus of FIG. 1, wherein the detection device includes multiple reaction vessels, each reaction vessel being associated with one of the multiple chambers. [0035] 例示的なDUV光源の詳細が示されている、図2の装置のある実施例のブロック図である。[0035] Figure 3 is a block diagram of an embodiment of the apparatus of Figure 2, showing details of an exemplary DUV light source; [0036] 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ある実施例のブロック図である。[0036] Figure 7 is a block diagram of one embodiment of a control system that is part of the DUV light source shown in Figure 2 or Figure 6; [0037] 装置がフッ素スクラバと関連付けて実施されている、図1の装置の別の実施例のブロック図である。[0037] Figure 2 is a block diagram of another embodiment of the apparatus of Figure 1, wherein the apparatus is implemented in conjunction with a fluorine scrubber; [0038] 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に検出装置により実行される手順のフローチャートである。[0038] Fig. 4 is a flow chart of the procedure performed by the detection device to detect the concentration of fluorine in the gas mixture of the chamber; [0039] 一度フッ素濃度を推定し、図9の手順を完了したときに装置により実行される手順のフローチャートである。[0039] FIG. 10 is a flow chart of the procedure performed by the device once the fluorine concentration has been estimated and the procedure of FIG. 9 has been completed; [0040] チャンバ内のガス混合物中のフッ素の濃度を推定するために、図9の手順の代わりに検出装置により実行される手順のフローチャートである。[0040] FIG. 10 is a flow chart of a procedure performed by the detection device in place of the procedure of FIG. 9 for estimating the concentration of fluorine in the gas mixture in the chamber;

[0041] 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に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気体であり、分子構造Fで表される。したがって、本明細書で用いられる「フッ素」という用語は分子フッ素Fを指す。チャンバ110内のフッ素分子F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にある。例えば、チャンバ110内のフッ素の濃度は約500ppmより高く、約1000ppmであるか、又は最大で約2000ppmである可能性がある。しかしながら、市販のフッ素センサは、典型的には10ppmで飽和するため、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は、チャンバ110からのフッ素を検知装置116の市販のセンサ115でそれぞれ検出及び測定できる(水を含む)1つ以上の成分に変換する化学反応を可能にする。検出装置105は、化学反応の後に存在する水の量(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又は推定することができる。 [0041] Referring to FIG. 1, apparatus 100 measures the concentration of fluorine (F) in gas mixture 107 in chamber 110 without directly measuring the concentration of fluorine (F) in gas mixture 107 in chamber 110 using a commercially available fluorine sensor. includes a sensing device 105 configured to measure or estimate the . At room temperature, fluorine is a gas of diatomic molecules, represented by the molecular structure F2. Accordingly, the term "fluorine" as used herein refers to molecular fluorine F2 . The concentration of molecular fluorine F2 in chamber 110 is in a range too high to allow direct detection of fluorine. For example, the concentration of fluorine in chamber 110 may be greater than about 500 ppm, about 1000 ppm, or up to about 2000 ppm. However, commercially available fluorine sensors typically saturate at 10 ppm, making it impractical to directly measure the concentration of fluorine in chamber 110 using a commercially available fluorine sensor. Instead, detector 105 enables a chemical reaction that converts fluorine from chamber 110 into one or more components (including water) that can each be detected and measured by commercially available sensors 115 of detector 116 . Based on the amount of water present after the chemical reaction (provided by sensor 115), and based on information about the chemical reaction, detector 105 determines how much fluorine was present before the start of the chemical reaction. can be calculated or estimated.

[0042] この推定を正確なものとするために、検出装置105は、チャンバ110からのフッ素を各成分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水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(したがって、化学反応後のガス中に残留分子フッ素Fは存在しない)と仮定することができる。 [0042] In order to make this estimation accurate, the detection device 105 assumes that the chemical reaction that converts fluorine from the chamber 110 into each component is a linear reaction, and that the concentration of fluorine before the start of the chemical reaction and the end of the chemical reaction are It can be assumed that there is a direct correlation between water concentration at time. Alternatively, the detection device 105 can assume that the conversion of fluorine is complete ( so there is no residual molecular fluorine F2 in the gas after the chemical reaction).

[0043] 装置100は、導管システム127を介してチャンバ110に流体接続された少なくともガス供給システムを含むガス維持システム120と通じている。以下で詳しく考察するように、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のどれを導管システム127を介してチャンバ110内外に移送させるかを制御するための制御ユニット(バルブシステムも含む)とを含む。 Apparatus 100 communicates with gas maintenance system 120 , which includes at least a gas supply system, fluidly connected to chamber 110 via conduit system 127 . As discussed in more detail below, gas maintenance system 120 controls one or more gas supplies and which gases from those supplies are transferred into and out of chamber 110 via conduit system 127. and a control unit (including the valve system) for

[0044] 装置100は、水センサ115からの出力を受信すると共に、化学反応開始前にどれ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どうかを判定する。したがって、コントローラ130は、この判定に基づいて、チャンバ110内外に移送されることにな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ように命令する信号をガス維持システム120に送信する。 [0044] The apparatus 100 includes a controller 130 that receives the output from the water sensor 115 and estimates the amount of fluorine in the gas mixture 107 by calculating how much fluorine was present before the start of the chemical reaction. . Controller 130 uses this information to determine if the concentration of fluorine in gas mixture 107 needs to be adjusted. Accordingly, controller 130 determines how to adjust the relative amounts of gas in the supplies of gas maintenance system 120 that are to be transferred into and out of chamber 110 based on this determination. Controller 130 sends signals to gas maintenance system 120 commanding it to adjust the relative concentration of fluorine in gas mixture 107 during a gas update to chamber 110 .

[0045] 検出装置105は、水酸化物Σ(-OH)145(Σは金属)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(バルブなど)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、混合ガス150の反応容器135内へ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のフッ素と水酸化物145との化学反応が新しいガス混合物155を形成することを可能にする。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のフッ素と水酸化物145との化学反応を阻害する又は変化させることのないように、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135の内部は、ステンレス鋼又はモネルメタルなどの非反応性金属で作製することができる。 [0045] The detection device 105 includes a reaction vessel 135 defining a reaction cavity 140 containing a hydroxide Σ(-OH) 145 (where Σ is a metal). Reaction cavity 140 is fluidly connected to chamber 110 via conduit 137 to receive fluorine-containing gas mixture 150 from chamber 110 . Although not shown, one or more fluid control devices (such as valves) may be placed in conduit 137 to control the timing of directing mixed gas 150 into reaction cavity 140 and to direct mixed gas 150 into reaction vessel 135 . can control the flow rate of Reaction cavity 140 thus allows the chemical reaction of fluorine and hydroxide 145 in received gas mixture 150 to form new gas mixture 155 . The interior of the reaction vessel 135 defining the reaction cavity 140 should be made of non-reactive materials so as not to interfere with or alter the chemical reaction between fluorine and hydroxide 145 in the received gas mixture 150. not. For example, the interior of reaction vessel 135 can be made of a non-reactive metal such as stainless steel or monel metal.

[0046] 水センサ115は、新しいガス混合物155を受容すると共に新しいガス混合物155中の水の量を検知するために流体接続されている。水センサ115は、化学反応によって予想される濃度範囲内の水の濃度を検出できる市販の水センサである可能性がある。例えば水センサ115は、200~1000ppmの範囲内の新しいガス混合物155中の水を検知する。 A water sensor 115 is fluidly connected to receive the new gas mixture 155 and to sense the amount of water in the new gas mixture 155 . Water sensor 115 may be a commercially available water sensor capable of detecting water concentrations within the concentration range expected by a chemical reaction. For example, water sensor 115 detects water in fresh gas mixture 155 in the range of 200-1000 ppm.

[0047] 水センサ115(及び任意選択で酸素センサ117)は、測定容器170の測定キャビティ175の内部にある可能性がある。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(バルブなど)を配置して、新しいガス混合物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、新しいガス混合物155の測定容器170内への流量を制御することができる。 [0047] The water sensor 115 (and optionally the oxygen sensor 117) may be inside the measurement cavity 175 of the measurement vessel 170. As shown in FIG. Measurement cavity 175 is fluidly connected to reaction cavity 140 via conduit 177 . Although not shown in FIG. 1, one or more fluid control devices (such as valves) may be placed in conduit 177 to control the timing of introducing fresh gas mixture 155 into measurement cavity 175 and to into the measurement vessel 170 can be controlled.

[0048] 一部の実施例では、水センサ115は、キャビティ175内の水蒸気の量すなわち湿度を測定する湿度計である可能性がある。湿度を測定する機器はまた、通常、温度、圧力、質量、あるいは水分を吸収する物質の機械的又は電気的変化を、これらの要因も湿度に影響を及ぼす可能性があるという理由で測定する。較正及び計算によって、これらの測定量は湿度の測定をもたらすことができる。湿度計は、凝縮温度(露点とも呼ばれる)、すなわち物質の完全な蒸気飽和点を用いる電子デバイスである可能性がある。湿度計は、物質の静電容量又は抵抗の変化を検出及び測定して湿度を決定するデバイスである可能性がある。湿度計は、物質の静電荷を保持する能力の変化を測定する抵抗湿度計である可能性がある。湿度計は、物質の電気を送る能力の変化を測定するキャパシタベースの湿度計である可能性がある。 [0048] In some examples, the water sensor 115 may be a hygrometer that measures the amount of water vapor, or humidity, within the cavity 175. Instruments that measure humidity also typically measure temperature, pressure, mass, or mechanical or electrical changes in substances that absorb moisture, as these factors can also affect humidity. With calibration and calculation, these measurands can yield measurements of humidity. A hygrometer can be an electronic device that uses the condensation temperature (also called dew point), the point at which a substance is completely vapor saturated. A hygrometer can be a device that detects and measures changes in the capacitance or resistance of a substance to determine humidity. The hygrometer can be a resistance hygrometer that measures changes in a material's ability to hold an electrostatic charge. The hygrometer can be a capacitor-based hygrometer that measures changes in a substance's ability to conduct electricity.

[0049] 一部の実施例では、必須ではないが、検知装置116は、200~1000ppmの範囲内の新しいガス混合物155中の酸素を検知する酸素センサ117である可能性がある第2のセンサ117を含む。 [0049] In some embodiments, although not required, the sensing device 116 is a second sensor, which may be an oxygen sensor 117 that senses oxygen in the fresh gas mixture 155 in the range of 200-1000 ppm. 117 included.

[0050] この濃度範囲に適した酸素センサ117の一例は、酸素検出のための精密酸化ジルコニアセンサを用いる酸素分析装置である。酸化ジルコニアセンサは、高純度、高密度、安定化ジルコニアセラミックから作られたセルを含む。酸化ジルコニアセンサは、新しいガス混合物155の酸素濃度を示す電圧信号を生成する。また、酸化ジルコニアセンサの出力は、酸素センサ117内の高速マイクロプロセッサによって解析(例えば、変換及び線形化)されて、コントローラ130により使用される直接デジタル読み出しを提供する。従来の酸化ジルコニウムセルは、内面及び外面に多孔質プラチナ電極が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。酸化ジルコニアセンサは、特定温度(例えば、600Cすなわち華氏1112度)を超えて加熱されるとき、酸素イオン伝導性電解質になる。電極は、酸素分子Oから酸素イオン、及び酸素イオンから酸素分子への変化のための触媒表面を提供する。セルの高濃度の基準ガス側にある酸素分子は、電解質に侵入するイオンになる電子を獲得する。同時に、内側電極において、酸素イオンが電子を失い、酸素分子として表面から放出される。酸素濃度が酸化ジルコニアセンサの各側で異なるとき、酸素イオンは高濃度側から低濃度側に移動する。このイオン流動は、電子不均衡を生じさせ、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各側の酸素分圧(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117内の高速マイクロプロセッサによって解析される。 [0050] An example of an oxygen sensor 117 suitable for this concentration range is an oxygen analyzer that uses a precision zirconia oxide sensor for oxygen detection. Zirconia oxide sensors include cells made from high purity, high density, stabilized zirconia ceramic. A zirconia oxide sensor produces a voltage signal indicative of the oxygen concentration of the new gas mixture 155 . The zirconia sensor output is also analyzed (eg, converted and linearized) by a high-speed microprocessor within oxygen sensor 117 to provide a direct digital readout for use by controller 130 . A conventional zirconium oxide cell includes a zirconium oxide ceramic tube plated with porous platinum electrodes on its inner and outer surfaces. A zirconia oxide sensor becomes an oxygen ion conducting electrolyte when heated above a certain temperature (eg, 600C or 1112 degrees Fahrenheit). The electrodes provide a catalytic surface for the conversion of molecular oxygen O2 to oxygen ions and oxygen ions to molecular oxygen. Oxygen molecules on the rich reference gas side of the cell acquire electrons that become ions that penetrate the electrolyte. At the same time, at the inner electrode, oxygen ions lose electrons and are released from the surface as oxygen molecules. When the oxygen concentration is different on each side of the zirconia oxide sensor, oxygen ions migrate from the high concentration side to the low concentration side. This ion flux creates an electronic imbalance resulting in a DC voltage across the electrodes. This voltage is a function of the sensor temperature and the oxygen partial pressure (concentration) ratio on each side of the sensor. This voltage is then analyzed by a high speed microprocessor within oxygen sensor 117 for direct readout by controller 130 .

[0051] 混合ガス150中のフッ素を水酸化物145と反応させる理由は、フッ素と水酸化物との化学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ためである。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、フッ素と水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、可逆的でなく、新しいガス混合物の成分が新しい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、安定している可能性がある。安定しており、制御された化学量論比を有する混合ガス150のフッ素と水酸化物145との1つの適切な化学反応を次に考察する。 [0051] The reason for reacting the fluorine in the mixed gas 150 with the hydroxide 145 is that the chemical reaction between fluorine and hydroxide is a stoichiometrically simple chemical reaction that is easily performed and controlled. be. Moreover, the controlled stoichiometry of this chemical reaction is fixed. Also, the chemical reaction between fluorine and hydroxide is a stable chemical reaction. A chemical reaction is not reversible and may be stable if the components of the new gas mixture do not react with other components in the new gas mixture to form fluorine. One suitable chemical reaction between fluorine and hydroxide 145 in gas mixture 150 that is stable and has a controlled stoichiometry is now considered.

[0052] 一部の実施例では、水酸化物145は粒状固体粉末形態である。更に、粒状形態の水酸化物145は、水酸化物145の粉末中の粒子が移動しないように、反応容器135(チューブである可能性がある)内にぎっしり詰めることができる。水酸化物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と見なされ、粒状形態の水酸化物145を用いることによって、水酸化物145とフッ素との完全な化学反応を可能にする大きい表面積が存在することを保証することが可能である。一部の実施例では、特定の水酸化物に依存して、水酸化物145及び反応容器135は室温に維持され、水酸化物145とフッ素との反応は触媒の必要なく進行する。 [0052] In some examples, the hydroxide 145 is in the form of a particulate solid powder. Additionally, the hydroxide 145 in particulate form can be tightly packed within the reaction vessel 135 (which may be a tube) such that the particles in the hydroxide 145 powder do not migrate. The area or volume of space within the reaction vessel 135 outside the hydroxide 145 powder is considered a pore, and by using the hydroxide 145 in granular form, complete chemical reaction between the hydroxide 145 and fluorine can be achieved. It is possible to ensure that there is a large surface area to allow. In some embodiments, depending on the particular hydroxide, hydroxide 145 and reaction vessel 135 are maintained at room temperature and the reaction between hydroxide 145 and fluorine proceeds without the need for a catalyst.

[0053] 水酸化物145は、反応容器135内の反応キャビティ140を充填することができる。反応容器135、ひいては反応キャビティ140の形状は特定の形態に限定されない。 [0053] Hydroxide 145 may fill the reaction cavity 140 within the reaction vessel 135 . The shape of the reaction vessel 135 and thus the reaction cavity 140 is not limited to any particular form.

[0054] 水酸化物145は、アルカリ土類金属である可能性がある金属Σを含む。更に、水酸化物145は、アルカリ金属及び炭素を含まない。したがって、水酸化物145は、水酸化カルシウム[Ca(OH)](この例ではΣはCaである)である可能性がある。水酸化カルシウムは粒状の固体形態であり、フッ素ガスとの化学反応を可能にする充分な表面積を与えるのに充分な細孔を有する。水酸化カルシウムの粒子間の空間は、水酸化カルシウム内へフッ素ガスを流入させて化学反応を可能にするのに充分な大きさである。例えば水酸化カルシウムは、カラムに充填されている粒子の形態である可能性があり、充填レベルは分析対象の混合ガス150中のフッ素濃度レベルに依存する。水酸化物145に混合ガス150を通過させて(例えば流して)、フッ素と水酸化カルシウムとの化学反応を可能にする。 [0054] Hydroxide 145 includes metal Σ, which may be an alkaline earth metal. Further, hydroxide 145 is free of alkali metals and carbon. Hydroxide 145 may therefore be calcium hydroxide [Ca(OH) 2 ] (where Σ is Ca in this example). Calcium hydroxide is in a granular solid form and has sufficient pores to provide sufficient surface area to allow chemical reaction with fluorine gas. The spaces between the particles of calcium hydroxide are large enough to allow fluorine gas to flow into the calcium hydroxide and allow chemical reaction. For example, calcium hydroxide can be in the form of particles that are packed into a column, with the packing level depending on the fluorine concentration level in the gas mixture 150 to be analyzed. Gas mixture 150 is passed (eg, flowed) through hydroxide 145 to allow chemical reaction between fluorine and calcium hydroxide.

[0055] 混合ガス150中のフッ素ガス(F)の存在下で、水酸化物がフッ化カルシウムCa(OH)である場合に、以下の2段階化学反応が発生する。
1)2F+Ca(OH)=CaF+OF+HO、
2)OF+Ca(OH)=CaF+O+HO。
水酸化カルシウム[Ca(OH)]145の分子と相互作用するあらゆる2つのフッ素分子(F)に対して、2つの無機フッ化物化合物(フッ化カルシウムすなわちCaF)分子と、1つの酸素分子(O)と、2つの水分子(HO)とが産生される。この化学反応は線形かつ化学量論的に単純な反応である。このため、フッ素及び水だけに注目すると、化学反応に投入されるあらゆる1つのフッ素分子Fに対して、化学反応から1つの水分子HOが産生される。これを別の方法で記述すると、化学反応に投入されるあらゆる1モルのフッ素Fに対して、化学反応から1モルのHOが産生される。したがって、2モルのフッ素Fが化学反応に投入された場合、化学反応後に2モルの水HOが放出される。この水は水センサ115によって検出される。したがって、例えば、コントローラ130は、(記憶されているメモリ内のデータへのアクセスから)この化学反応におけるフッ素対水の比が1:1であるとわかっているので、センサ115によって0.6モルの水が検出された場合、コントローラ130は、ガス混合物107中に0.6モルのフッ素が存在していたと判断する。他の実施例では、検出装置105は、フッ素の変換が完全である(したがって、化学反応後にガス中に残留フッ素分子F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る可能性がある。
[0055] In the presence of fluorine gas (F2) in the gas mixture 150, the following two -step chemical reaction occurs when the hydroxide is calcium fluoride Ca(OH) 2 .
1) 2F2 + Ca(OH) 2 = CaF2 +OF2 + H2O ,
2 ) OF2 + Ca(OH) 2 = CaF2 + O2 + H2O .
For every two fluorine molecules (F2) interacting with a molecule of calcium hydroxide [Ca(OH) 2 ] 145, two inorganic fluoride compound (calcium fluoride or CaF2 ) molecules and one oxygen A molecule (O 2 ) and two water molecules (H 2 O) are produced. This chemical reaction is linear and stoichiometrically simple. Thus, looking only at fluorine and water, one water molecule H2O is produced from the chemical reaction for every one fluorine molecule F2 input into the chemical reaction. Another way of stating this is that for every mole of fluorine F2 put into the chemical reaction, one mole of H2O is produced from the chemical reaction. Thus, if 2 moles of fluorine F2 are put into a chemical reaction, 2 moles of water H2O are released after the chemical reaction. This water is detected by water sensor 115 . Thus, for example, controller 130 knows (from access to data in stored memory) that the ratio of fluorine to water in this chemical reaction is 1:1, so sensor 115 detects 0.6 mol. of water is detected, controller 130 determines that 0.6 moles of fluorine was present in gas mixture 107 . In another embodiment, the detection device 105 can assume that the conversion of fluorine is complete (so there are no residual fluorine molecules F2 in the gas after the chemical reaction). For example, this assumption can be a valid one if enough time has passed since the start of the chemical reaction.

[0056] この例では、検知装置116が酸素センサ117も含む場合、酸素センサ117からの酸素濃度の測定を、水センサ115からの水の測定と組み合わせて使用することができる。したがって、化学反応に4モルのフッ素Fが投入された場合、化学反応後に2モルの酸素Oが放出される。この酸素は酸素センサ117によって検出される。一例として、コントローラ130は、この化学反応におけるフッ素対酸素の比が2:1であるとわかっているので、センサ117によって0.3モルの酸素が検出された場合、コントローラは、ガス混合物107中に0.6モルのフッ素が存在していたと判断する。コントローラ130は、酸素センサ117と水センサ115の両方からのデータを使用して、(酸素、水、及びフッ素の重量又は質量が知られているため)ガス混合物107中に存在するフッ素の濃度を推定することができる。例えば、両方のデータセットを使用してフッ素のより正確な測定を行うことができる。当業者には理解されるように、コントローラは、(例えば、フッ素、酸素、若しくは水の消費又は非効率な検出を考慮して)追加の較正及び補正を使用することもできる。 [0056] In this example, if the sensing device 116 also includes an oxygen sensor 117, the oxygen concentration measurement from the oxygen sensor 117 can be used in combination with the water measurement from the water sensor 115. Thus, if 4 moles of fluorine F2 are introduced into the chemical reaction, 2 moles of oxygen O2 are released after the chemical reaction. This oxygen is detected by the oxygen sensor 117 . As an example, controller 130 knows that the ratio of fluorine to oxygen in this chemical reaction is 2:1, so if 0.3 moles of oxygen is detected by sensor 117, controller It is determined that 0.6 moles of fluorine was present in the Controller 130 uses data from both oxygen sensor 117 and water sensor 115 to determine the concentration of fluorine present in gas mixture 107 (because the weight or mass of oxygen, water, and fluorine are known). can be estimated. For example, both data sets can be used to make more accurate measurements of fluorine. As will be appreciated by those skilled in the art, the controller may also employ additional calibrations and corrections (eg, to account for fluorine, oxygen, or water consumption or inefficient detection).

[0057] 一部の実施例では、水酸化物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、水酸化物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する可能性がある。別の例として、水酸化物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などの制御された環境で発生する可能性がある。 [0057] In some embodiments, the chemical reaction between hydroxide 145 and fluorine in mixed gas 150 occurs under one or more specially designed conditions. For example, the reaction between hydroxide 145 and fluorine in gas mixture 150 can occur in the presence of one or more catalysts that change the rate of the chemical reaction but are chemically unchanged substances at the end of the chemical reaction. have a nature. As another example, the reaction between hydroxide 145 and fluorine in mixed gas 150 may occur in a controlled environment, such as a temperature controlled environment or a humidity controlled environment.

[0058] 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電子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を生成する紫外線(UV)又は深紫外線(DUV)光源200内に実装することができる。光源200は、光ビーム211の生成を可能にするために光源200の様々な素子に接続された制御システム290を含む。制御システム290は単体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、サブコンポーネントのいずれか1つ以上が他のサブコンポーネントから取り外されるか、又は光源200内の素子に対してローカルである可能性がある。更に、コントローラ130は、制御システム290の一部又は装置100の一部と見なすことができる。 [0058]Referring to FIG. 2, the apparatus 100 includes, for example, an ultraviolet (UV) or deep ultraviolet (DUV) light beam 211 that is directed to a photolithographic apparatus 222 for patterning microelectronic features on a wafer. It can be implemented within the light source 200 . Light source 200 includes a control system 290 connected to the various elements of light source 200 to enable generation of light beam 211 . Although control system 290 is shown as a single block, it can also be composed of multiple sub-components, any one or more of which can be removed from the other sub-components or placed within light source 200 . can be local to the elements of Further, controller 130 may be considered part of control system 290 or part of device 100 .

[0059] この実施例において、装置100は、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のうちの1つ以上の内部のフッ素の濃度を計算するように構成されている。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、それらのいずれか1つ以上は、装置100の検出装置105と、図2には示されていない光ビーム211の特徴を制御するための他の素子(光学素子、メトロロジデバイス、及び電気機械素子など)とに流体連通している。更に、図2には装置100に関連する光源200のコンポーネントのみが示されている。例えば光源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に最後のガス放電チャンバ210の出力部に配置されたビーム作製システムを含む可能性がある。 [0059] In this example, the apparatus 100 is configured to calculate the concentration of fluorine inside one or more of the gas discharge chambers 210 of the excimer gas discharge system 225 that produces the light beam 211 of the light source 200. ing. Although only one gas discharge chamber 210 is shown, the excimer gas discharge system 225 may include multiple gas discharge chambers 210, any one or more of which may be associated with the detector 105 of the apparatus 100 and the 2 are in fluid communication with other elements (such as optical elements, metrology devices, and electromechanical elements) for controlling characteristics of the light beam 211 not shown in FIG. Furthermore, only those components of light source 200 that are relevant to apparatus 100 are shown in FIG. For example, light source 200 may include a beam shaping system located at the output of final gas discharge chamber 210 to adjust one or more properties of light beam 211 directed to photolithography apparatus 222 .

[0060] ガス放電チャンバ210はエネルギー源230を収容し、ガス混合物207を含有している。エネルギー源230はガス混合物207にエネルギー源を提供する。具体的には、エネルギー源230は、チャンバ210内で誘導放出を介して利得を有効にするために反転分布を引き起こすのに充分なエネルギーをガス混合物207に与える。一部の例では、エネルギー源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、エネルギー源230は光ポンピング源である。 Gas discharge chamber 210 houses energy source 230 and contains gas mixture 207 . Energy source 230 provides an energy source for gas mixture 207 . Specifically, energy source 230 provides sufficient energy to gas mixture 207 to induce population inversion to enable gain via stimulated emission within chamber 210 . In some examples, energy source 230 is an electrical discharge provided by a pair of electrodes positioned within gas discharge chamber 210 . In another example, energy source 230 is an optical pumping source.

[0061] ガス混合物207は、貴ガスとフッ素などのハロゲンとを含む利得媒体を含む。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体を与える)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、初期ガス再充填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、定期的にガス維持システム120の制御下に、追加のフッ素がガス放電チャンバ210に加えられる。フッ素消費量はガス放電チャンバごとに変動するため、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。装置100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のに用いられ、したがって、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。 [0061] Gas mixture 207 includes a gain medium that includes a noble gas and a halogen such as fluorine. During operation of the DUV light source 200, the fluorine of the gas mixture 207 in the gas discharge chamber 210 (which provides the gain medium for light amplification) is consumed, thus reducing the amount of light amplification over time, and thus the light source 200 The characteristics of the light beam 211 produced change. The photolithographic apparatus 222 attempts to maintain the concentration of fluorine in the gas mixture 207 within the gas discharge chamber 210 within a specified tolerance with respect to the concentration of fluorine set in the initial gas refill procedure. For this reason, additional fluorine is added to the gas discharge chamber 210 periodically under control of the gas maintenance system 120 . Since fluorine consumption varies from gas discharge chamber to gas discharge chamber, a closed loop control is used to determine the amount of fluorine introduced or injected into the gas discharge chamber 210 each time. Apparatus 100 is used to determine the concentration of fluorine remaining in gas discharge chamber 210 and is therefore used throughout schemes for determining the amount of fluorine to introduce or inject into gas discharge chamber 210 .

[0062] 前述のように、ガス混合物207は、貴ガス及びフッ素を含む利得媒体を含む。ガス混合物207は、緩衝ガスなどの他のガスも含む可能性がある。利得媒体はガス混合物207内のレーザアクティブ物質(laser-active entity)であり、単一原子、分子又は擬分子で構成される可能性がある。したがって、エネルギー源230からの放電でガス混合物207(したがって利得媒体)をポンピングすることによって、利得媒体に誘導放出を介して反転分布が発生する。上述のように、利得媒体は典型的には貴ガス及びハロゲンを含み、緩衝ガスは典型的には不活性ガスを含む。貴ガスは例えば、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(希ガス又は貴ガス)であり、このため、混合ガス150と水酸化物145との間で起こる化学反応だけが、混合ガス150のフッ素と水酸化物145との間の反応であると仮定される。 [0062] As mentioned above, gas mixture 207 includes a gain medium that includes a noble gas and fluorine. Gas mixture 207 may also include other gases, such as buffer gases. The gain medium is the laser-active entity within the gas mixture 207 and may be composed of single atoms, molecules or quasi-molecules. Thus, pumping gas mixture 207 (and thus the gain medium) with an electrical discharge from energy source 230 causes population inversion in the gain medium via stimulated emission. As noted above, the gain medium typically includes noble gases and halogens, and the buffer gas typically includes inert gases. Noble gases include, for example, argon, krypton, or xenon. Halogen includes, for example, fluorine. Inert gases include, for example, helium or neon. The gases other than fluorine in the gas mixture 207 are inert (noble gases or noble gases), so the only chemical reaction that occurs between the gas mixture 150 and the hydroxide 145 is the fluorine of the gas mixture 150 and the water. A reaction between oxide 145 is assumed.

[0063] 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など)を調整するためのガス管理システムである。 [0063] Referring again to FIG. 1, gas maintenance system 120 is a gas management system for adjusting characteristics (such as the relative concentrations or pressures of components in gas mixture 107 or 207).

[0064] 図3を参照すると、検出装置が水センサ115と共に使用されてガス混合物107中のフッ素の濃度を決定又は推定する酸素センサ117を含む一部の実施例では、装置は装置300であり、検出装置105は、反応キャビティ140に流体接続され、新しいガス混合物155中のフッ素の濃度が下限値を下回った時点を判定するように構成されたフッ素センサ360を含む検出装置305である。フッ素センサ360は、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フッ素のある濃度を超えると飽和する市販のフッ素センサである可能性がある。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、新しいガス混合物155中のフッ素の濃度が下限値を下回った時点を検出するのに使用することができる。例えば、フッ素センサ360は10ppmの濃度で飽和する可能性があるが、約0.05ppmの最小検出閾値を有し、新しいガス混合物155中のフッ素の濃度が0.1ppmを下回った後に新しいガス混合物155中のフッ素の検出を開始することができる。 [0064] Referring to FIG. 3, in some embodiments the sensing device includes an oxygen sensor 117 used in conjunction with a water sensor 115 to determine or estimate the concentration of fluorine in the gas mixture 107, the device is device 300. , the detection device 105 is a detection device 305 that includes a fluorine sensor 360 fluidly connected to the reaction cavity 140 and configured to determine when the concentration of fluorine in the fresh gas mixture 155 is below a lower limit. Fluorine sensor 360 may be a commercially available fluorine sensor that saturates above a certain concentration of fluorine that is too low to be used for direct measurement of fluorine in gas mixture 150 . However, since fluorine sensor 360 has a minimum detection threshold, it can be used to detect when the concentration of fluorine in new gas mixture 155 is below a lower limit. For example, the fluorine sensor 360 may saturate at a concentration of 10 ppm, but has a minimum detection threshold of about 0.05 ppm, and the concentration of fluorine in the new gas mixture 155 drops below 0.1 ppm before the concentration of fluorine in the new gas mixture 155 falls below 0.1 ppm. Detection of fluorine in 155 can begin.

[0065] コントローラ130は、フッ素センサ360からの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、新しいガス混合物155を酸素センサ117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などのデバイスである可能性がある。 Controller 130 is configured as controller 330 that receives the output from fluorine sensor 360 . Controller 330 includes modules that interact with flow control devices 365 in lines that carry fresh gas mixture 155 to oxygen sensor 117 . Flow control device 365 may be a device such as a gate valve or other fluid control valve.

[0066] コントローラ330は、フッ素センサ360の出力から新しいガス混合物155中のフッ素の濃度が下限値(例えば0.1ppm)を下回ると判定する場合にのみ新しいガス混合物155の酸素センサ117への流れを可能にする信号を流量制御デバイス365に送信する。このように、フッ素の濃度が下限値を下回る場合にのみ酸素センサ117が新しいガス混合物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117を保護する。下限値は、酸素センサ117の損傷閾値に基づいて決定された値である可能性がある。したがって、下限値よりも高いフッ素濃度では酸素センサ117に損傷が生じる恐れがある。下限値は、酸素センサ117のエラー閾値に基づいて決定された値である可能性がある。したがって、下限値よりも高いフッ素濃度では、測定エラーが酸素センサ117の精度に影響を与える恐れがある。 [0066] The controller 330 allows the flow of the fresh gas mixture 155 to the oxygen sensor 117 only if it determines from the output of the fluorine sensor 360 that the concentration of fluorine in the fresh gas mixture 155 is below a lower limit (eg, 0.1 ppm). A signal is sent to the flow control device 365 to enable the In this way, the oxygen sensor 117 is exposed to the new gas mixture 155 only when the concentration of fluorine is below the lower limit, thereby protecting the oxygen sensor 117 from unacceptable levels of fluorine. The lower limit value may be a value determined based on the damage threshold of oxygen sensor 117 . Therefore, a fluorine concentration higher than the lower limit may damage the oxygen sensor 117 . The lower limit value may be a value determined based on the oxygen sensor 117 error threshold. Therefore, at fluorine concentrations higher than the lower limit, measurement errors can affect the accuracy of oxygen sensor 117 .

[0067] 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、新しいガス混合物155を受容するように構成された測定キャビティ375を画定する。更に、水センサ115及び酸素センサ117は測定キャビティ375内に収容されている。測定容器370は、水センサ115が新しいガス混合物155中の水の濃度を検知できるようにし、酸素センサ115が新しいガス混合物155中の酸素の濃度を検知できるようにする、新しいガス混合物155を含有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、新しいガス混合物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、測定容器370の内部は非反応性金属で作製される可能性がある。 [0067] The detection device 305 also includes a measurement vessel 370 fluidly connected to the reaction cavity 140 of the reaction vessel 135. As shown in FIG. Measurement vessel 370 defines a measurement cavity 375 configured to receive fresh gas mixture 155 . Additionally, water sensor 115 and oxygen sensor 117 are housed within measurement cavity 375 . Measurement vessel 370 contains fresh gas mixture 155 , enabling water sensor 115 to detect the concentration of water in fresh gas mixture 155 and oxygen sensor 115 to detect the concentration of oxygen in fresh gas mixture 155 . any container that The interior of measurement vessel 370 defining measurement cavity 375 must be made of a non-reactive material so as not to change the composition of new gas mixture 155 . For example, the interior of measurement vessel 370 may be made of a non-reactive metal.

[0068] 図4を参照すると、一部の実施例において、装置100は装置400として設計され、検出装置105は、チャンバ110からの排出の流量を反応容器135に必要な流量から切り離す緩衝容器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により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405を介したフッ素測定を可能にする。 [0068] Referring to FIG. 4, in some embodiments, device 100 is designed as device 400 and detection device 105 includes a buffer vessel 470 that decouples the flow rate of exhaust from chamber 110 from the flow rate required for reaction vessel 135. is designed as a detection device 405 including In this manner, buffer vessel 470 allows fluorine measurements via detector 405 without affecting the steady state operation of the gas exchange performed by gas maintenance system 120 .

[0069] 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の容積は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の容積及び200~400kPaの圧力を有する。測定キャビティ175は、0.1Lの容積、約200~400kPaの圧力、1000ppmの水の濃度、及び約500ppmの酸素の濃度を有する。水センサ115が水濃度の測定を実行し(任意選択で、酸素センサ117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される可能性がある。 [0069] In one example, the concentration of fluorine in chamber 110 is about 1000 ppm, the volume of chamber 110 is 36 liters (L), and the pressure in chamber 110 is 200-400 kilopascals (kPa). The internal cavity of buffer vessel 470 has a volume of approximately 0.1 L and a pressure of 200-400 kPa. The measurement cavity 175 has a volume of 0.1 L, a pressure of approximately 200-400 kPa, a water concentration of 1000 ppm, and an oxygen concentration of approximately 500 ppm. After the water sensor 115 has performed the water concentration measurement (optionally the oxygen sensor 117 has performed the oxygen concentration measurement) and output the data to the controller 130, the measurement cavity 175 is emptied in a controlled manner. There is a possibility that

[0070] 図1を参照して上述したように、装置100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に構成されている。一部の実施例では、図5に示されているように、装置100は装置500として設計され、検出装置105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に構成された検出装置505として設計されている。ここで、iは1よりも大きい整数である。検出装置505には、各チャンバ510_1、510_2、...510_iと関連付けられた別個の又は専用の検知装置516_1、516_2、...516_iがある。このように、各検知装置516_1、516_2、...516_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。 [0070] As described above with reference to FIG. In some embodiments, as shown in FIG. 5, device 100 is designed as device 500 and detection device 105 includes each chamber 510_1, 510_2, . . . Gas mixtures 507_1, 507_2, . . . 507_i is designed as a detection device 505 configured to measure or estimate the concentration of fluorine in 507_i. where i is an integer greater than one. The detection device 505 includes each chamber 510_1, 510_2, . . . 510_i associated with separate or dedicated sensing devices 516_1, 516_2, . . . 516_i. Thus, each sensing device 516_1, 516_2, . . . 516_i is used for each chamber 510_1, 510_2, . . . Fluorine concentration in 510_i can be measured.

[0071] 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どのガス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の内外に移送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(フッ素を含む)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における受容した混合ガス550_1、550_2、...550_iのフッ素と水酸化物545_1、545_2、...545_iとの化学反応により形成された新しいガス混合物555_1、555_2、...555_iを、各検知装置516_1、516_2、...516_iへ誘導する。 [0071] The sensing device 505 is connected to a gas maintenance system 520, which is part of the master conduit system 527, each conduit system 527_1, 527_3, . . . 527_i to each chamber 510_1, 510_2, . . . 510_i, including a gas supply system fluidly connected to 510_i. Gas maintenance system 520 includes one or more gas supplies and any gases from those supplies to each chamber 510_1, 510_2, . . . 510_i, and a control unit for controlling whether to transfer in and out of 510_i. Detector 505 detects each chamber 510_1, 510_2, . . . 510_i to each conduit 537_1, 537_2, . . . 537_i to mix gases 550_1, 550_2, . . . 550_i for each reaction vessel 535_1, 535_2, . . . 535_i. Each reaction vessel 535_1, 535_2, . . . Received gas mixture 550_1, 550_2, . . . 550_i fluorine and hydroxide 545_1, 545_2, . . . 545_i and new gas mixtures 555_1, 555_2, . . . 555_i to each sensing device 516_1, 516_2, . . . 516_i.

[0072] 検出装置505は、ガス維持システム520及び検知装置516_1、516_2、...516_iのそれぞれ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、検知装置516_1、516_2、...516_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又は推定して、各ガス混合物507_1、507_2、...507_i中のフッ素の量を推定する。 [0072] Detector 505 includes gas maintenance system 520 and detectors 516_1, 516_2, . . . 516_i also includes a controller 530 connected to each of the 516_i. Similar to controller 530, controller 530 includes sensing devices 516_1, 516_2, . . . 516_i to receive the output from reaction vessels 535_1, 535_2, . . . Each gas mixture 507_1, 507_2, . . . Estimate the amount of fluorine in 507_i.

[0073] 他の実施例では、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検知装置516を用いることが可能である。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のそれぞれに対して検知装置516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、単一検知装置516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、したがって、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。 [0073] In another embodiment, all chambers 510_1, 510_2, . . . It is possible to use a single sensing device 516 that measures fluorine in 510_i. However, this is because detection device 505 detects chambers 510_1, 510_2, . . . 510_i and detection device 505, including appropriate plumbing to connect chambers 510_1, 510_2, . . . 510_i to prevent cross-talk between measurements performed by sensing device 516 on each of 510_i. Furthermore, the single detector 516 design can work because gas exchange is performed in only one chamber 510 at a time, so that the controller 530 can detect fluorine in a single chamber 510 at any one time. can be measured.

[0074] 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及びコントローラ130のようなコントローラ630が組み込まれた例示的な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を受光するパワー増幅器(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、そのエネルギー源として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にエネルギー源を与える。PAガス放電チャンバ610_2は、そのエネルギー源として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にエネルギー源を与える。 [0074] Referring to FIG. 6, an exemplary DUV light source 600 incorporating a detector 605, such as the detector 105 of FIG. It is shown. DUV light source 600 includes excimer gas discharge system 625, which is a two-stage pulsed output design. Gas discharge system 625 has two stages. A first stage 601 , a master oscillator (MO), which outputs a pulsed amplified light beam 606 , and a second stage 602 , a power amplifier (PA), which receives the light beam 606 from the first stage 601 . . First stage 601 includes MO gas discharge chamber 610_1 and second stage 602 includes PA gas discharge chamber 610_2. MO gas discharge chamber 610_1 includes two elongated electrodes 630_1 as its energy source. Electrode 630_1 provides an energy source to gas mixture 607_1 in chamber 610_1. The PA gas discharge chamber 610_2 includes two elongated electrodes 630_2 as its energy source, which provide energy to the gas mixture 607_2 within the chamber 610_2.

[0075] 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体を含むガス混合物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などの光フィードバック機構も含む。 [0075] MO 601 provides a light beam 606 (which may be referred to as a seed light beam) to PA 602. MO gas discharge chamber 610_1 contains a gas mixture 607_1 containing a gain medium in which amplification occurs, MO 601 is connected to spectral characteristic selection system 680 on one side of MO gas discharge chamber 610_1 and on a second side of MO gas discharge chamber 610_1. It also includes an optical feedback mechanism such as an optical resonator formed between the output coupler 681 on the side of the .

[0076] PAガス放電チャンバ610_2は、MO601からシード光ビーム606がシードされる際に増幅が発生する利得媒体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増幅器(PRA)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が与えられる可能性がある。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内に戻して、循環閉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。 [0076] The PA gas discharge chamber 610_2 contains a gas mixture 607_2 containing a gain medium 607_2 in which amplification occurs when a seed light beam 606 is seeded from the MO 601 . If PA 602 is designed as a regenerative ring resonator, it is described as a power ring amplifier (PRA), in which case sufficient optical feedback may be provided from the ring design. PA 602 includes beam return 682, which returns the light beam (eg, by reflection) into PA gas discharge chamber 610_2 to form a circular closed loop path. In this path, the input to the ring amplifier intersects the output from the ring amplifier at beam combiner 683 .

[0077] MO601は、(PA602の出力と比べて)比較的低い出力パルスエネルギーで中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの微調整を可能にする。PAはMO601からシード光ビーム606を受光し、この出力を増幅して、フォトリソグラフィ装置222などの出力装置で使用するために出力光ビーム211に必要なパワーを得る。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。 [0077] MO 601 allows fine tuning of spectral parameters such as center wavelength and bandwidth at relatively low output pulse energies (compared to the output of PA 602). PA receives seed light beam 606 from MO 601 and amplifies this output to obtain the necessary power in output light beam 211 for use in an output device such as photolithography apparatus 222 . Seed light beam 606 is amplified by repeatedly passing through PA 602 and the spectral characteristics of seed light beam 606 are determined by the configuration of MO 601 .

[0078] 各ガス放電チャンバ610_1、610_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など)を生成するのに適したガスの組み合わせである可能性がある。例えば、ガス混合物607_1、607_2は、約193ナノメートル(nm)の波長の光を発するフッ化アルゴン(ArF)、又は約248nmの波長の光を発するフッ化クリプトン(KrF)を含む可能性がある。 [0078] The gas mixture 607_1, 607_2 used in each gas discharge chamber 610_1, 610_2 is suitable for producing amplified light beams (such as seed light beam 606 and output light beam 211) around the required wavelength and bandwidth. may be a combination of different gases. For example, gas mixtures 607_1, 607_2 may include argon fluoride (ArF), which emits light at a wavelength of approximately 193 nanometers (nm), or krypton fluoride (KrF), which emits light at a wavelength of approximately 248 nm. .

[0079] 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など(密閉されたガス容器又はガスボンベなど)、及びバルブシステム652を含む。1つ以上のガス源651A、651B、651Cなどは、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、流れ制限器、排気弁、圧力センサ、ゲージ、及び試験ポートなどの1つ以上の他のコンポーネントも含む可能性がある。 [0079] The detection device 605 includes a gas maintenance system 620, which is a gas management system for the excimer gas discharge system 625, specifically for the gas discharge chambers 610_1 and 610_2. Gas maintenance system 620 includes one or more gas sources 651 A, 651 B, 651 C, etc. (such as sealed gas containers or gas cylinders) and valve system 652 . One or more gas sources 651 A, 651 B, 651 C, etc. are connected to MO gas discharge chamber 610_1 and PA gas discharge chamber 610_2 via valve sets in valve system 652 . In this way, gas can be injected into each gas discharge chamber 610_1 or 610_2 with specific relative component amounts in the gas mixture. Although not shown, gas maintenance system 620 may also include one or more other components such as flow restrictors, exhaust valves, pressure sensors, gauges, and test ports.

[0080] ガス放電チャンバ610_1及び610_2のそれぞれは、ガスの混合物(ガス混合物607_1、607_2)を含有している。一例として、ガス混合物607_1、607_2は、合計すると全圧になる様々な分圧の、フッ素などのハロゲンと、アルゴン、ネオン、場合によりそれ以外のものなどの他のガスとを含有している。例えば、ガス放電チャンバ610_1、610_2で用いられる利得媒体がフッ化アルゴン(ArF)である場合、ガス源651Aは、ハロゲンであるフッ素、貴ガスであるアルゴン、及び緩衝ガスなどの1つ以上の他の希ガス(ネオンなどの不活性ガスである可能性がある)を含むガスの混合物を含有している。ガス源651A内のこの種の混合物は、3種類のガスを含有していることからトライミックス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有している可能性がある。ガス源651B内のこの種の混合物は、2種類のガスを含有していることからバイミックスと呼ぶことができる。 [0080] Each of the gas discharge chambers 610_1 and 610_2 contains a mixture of gases (gas mixtures 607_1, 607_2). As an example, gas mixtures 607_1, 607_2 contain various partial pressures of halogen, such as fluorine, and other gases, such as argon, neon, and possibly others, which add up to a total pressure. For example, if the gain medium used in the gas discharge chambers 610_1, 610_2 is argon fluoride (ArF), the gas source 651A may include fluorine, a halogen, argon, a noble gas, and one or more other gases such as a buffer gas. contains a mixture of gases, including noble gases (which may be inert gases such as neon). This type of mixture in gas source 651A can be called a trimix because it contains three gases. In this example, another gas source 651B may contain a mixture of gases including argon and one or more other gases but no fluorine. This type of mixture in gas source 651B can be referred to as a bimix because it contains two gases.

[0081] ガス維持システム620はバルブコントローラ653を含む可能性があり、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などからガスをガス放電チャンバ610_1、610_2内に移送させる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の再充填である可能性があり、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体と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換する。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体と緩衝ガスとフッ素の混合物を追加する注入スキームである可能性がある。 [0081] The gas maintenance system 620 may include a valve controller 653, which transfers gas from a particular gas source 651A, 651B, 651C, etc. into the gas discharge chambers 610_1, 610_2 to the valve system 652 in gas renewal. configured to send one or more signals to the valve system 652 to cause the valve system 652 to The gas renewal can be a refill of the gas mixture 607 in the gas discharge chamber, replacing the existing gas mixture in the gas discharge chamber with at least a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine. Gas renewal can be an injection scheme that adds a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine to the existing gas mixture in the gas discharge chamber.

[0082] 代替的に又は付加的に、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からガスを抜き取らせる1つ以上の信号をバルブシステム652に送信する可能性があり、このような抜き取られたガスは、689で表されているガスダンプに放出される可能性がある。代わりに一部の実施例では、図7に示されているように、抜き取られたガスが検出装置605に供給される可能性がある。 [0082] Alternatively or additionally, valve controller 653 may send one or more signals to valve system 652 to cause valve system 652 to bleed gas from discharge chambers 610_1, 610_2 when necessary. , such extracted gas may be discharged to a gas dump represented at 689 . Alternatively, in some embodiments, the withdrawn gas may be supplied to a detection device 605, as shown in FIG.

[0083] 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体を与える)のフッ素は消費され、このため経時的に光増幅の量、ひいてはウェーハ処理のためにフォトリソグラフィ装置222により使用される光ビーム211のエネルギーが低減する。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に入る可能性がある。したがって、汚染物質を洗い流すため、又は失われたフッ素を補充するために、ガス源651A、651B、651Cなどの1つ以上からガス放電チャンバ610_1、610_2内にガスを注入する必要がある。 [0083] During operation of the DUV light source 600, the fluorine of the argon fluoride (or krypton) molecules (providing the gain medium for light amplification) within the gas discharge chambers 610_1, 610_2 is consumed, thus reducing light amplification over time. , and thus the energy of the light beam 211 used by the photolithographic apparatus 222 for wafer processing. Additionally, during operation of the DUV light source 600, contaminants can enter the gas discharge chambers 610_1, 610_2. Therefore, it is necessary to inject gas into the gas discharge chambers 610_1, 610_2 from one or more of the gas sources 651A, 651B, 651C, etc. to flush out contaminants or replenish lost fluorine.

[0084] 複数のガス源651A、651B、651Cなど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れるよりも高い特定の分圧であるためである。所望のより低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に、ガス源651A内のガスは希釈される可能性があり、このためにガス源651B内のハロゲンを含有しないガスが使用される可能性がある。 [0084] The reason that multiple gas sources 651A, 651B, 651C, etc. are required is because the fluorine in gas source 651A is at a particular partial pressure that is generally higher than desired for laser operation. To add fluorine to gas chamber 610_1 or 610_2 at a desired lower partial pressure, the gas in gas source 651A may be diluted, using a halogen-free gas in gas source 651B. may be

[0085] 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のそれぞれに割り当てられた複数のバルブを含む可能性がある。例えば、各ガス放電チャンバ610_1、610_2に対して第1の流量でガスが流入及び流出できるようにする注入バルブが使用される可能性がある。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の流量とは異なる(例えばより高速の)第2の流量でガスが流入及び流出できるようにするチャンバ充填バルブが使用される可能性がある。 [0085] Although not shown, the valves of the valve system 652 may include multiple valves assigned to each of the gas discharge chambers 610_1 and 610_2. For example, injection valves may be used to allow gas to flow in and out of each gas discharge chamber 610_1, 610_2 at a first flow rate. As another example, a chamber fill valve is used for each gas discharge chamber 610_1, 610_2 that allows gas to flow in and out at a second flow rate that is different (eg, faster) than the first flow rate. there is a possibility.

[0086] ガス放電チャンバ610_1又は610_2に対し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へ抜き出すことによって)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に新たな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内のガスの全てが交換される。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及び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に対し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されないか、又は少量だけ抜き取った後にガス放電チャンバ内へガス混合物を注入する。両方のタイプ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)は抜き取った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て、どのようにガス更新を実行するかを決定することができる。 [0086] If a refilling scheme is performed for gas discharge chamber 610_1 or 610_2, for example, gas discharge chamber 610_1 or 610_2 is emptied (by withdrawing the gas mixture to gas dump 689) and then gas discharge chamber 610_1 Or, by refilling 610_2 with a new gas mixture, all of the gas in gas discharge chamber 610_1 or 610_2 is replaced. Refilling is performed to obtain a specific pressure and concentration of fluorine in the gas discharge chamber 610_1 or 610_2. If the injection scheme is performed for the gas discharge chamber 610_1 or 610_2, the gas discharge chamber is not emptied or only a small amount is withdrawn before injecting the gas mixture into the gas discharge chamber. In both types of gas renewal, detector 605 (which is designed similarly to detector 105) receives a portion of the withdrawn gas mixture as mixed gas 150, which is analyzed within detector 605 by , the concentration of fluorine in gas discharge chamber 610_1 or 610_2 can be determined to determine how to perform a gas update.

[0087] バルブコントローラ653は、検出装置605(具体的には、検出装置605内のコントローラ130)と連携する。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する可能性がある。これについて次に考察する。 [0087] The valve controller 653 cooperates with the sensing device 605 (specifically, the controller 130 within the sensing device 605). Additionally, valve controller 653 may cooperate with other control modules and subcomponents that are part of control system 690 . This is considered next.

[0088] 図7を参照すると、DUV光源(光源200又は600など)の一部である制御システム790(制御システム290又は690である可能性がある)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する、制御システム790についての詳細が提供される。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む可能性がある。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の1つ以上を含む。 [0088] Referring to FIG. 7, a block diagram illustrates a control system 790 (which may be control system 290 or 690) that is part of a DUV light source (such as light source 200 or 600). Details are provided regarding the control system 790 in relation to aspects of the detector 105/605 and the methods for gas control and fluorine concentration estimation described herein. Additionally, control system 790 may include other features not shown in FIG. Control system 790 generally includes one or more of digital electronics, computer hardware, firmware, and software.

[0089] 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である可能性があるメモリ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などの半導体メモリデバイス、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、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など)及び1つ以上の出力デバイス710(スピーカ又はモニタなど)も含む可能性がある。 [0089] Control system 790 includes memory 700, which may be read-only memory and/or random-access memory. Storage devices suitable for tangibly embodying computer program instructions and data include, by way of example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices; magnetic disks, such as internal hard disks and removable disks; and all forms of non-volatile memory, including CD-ROM disks. Control system 790 may also include one or more input devices 705 (such as keyboards, touch screens, microphones, mice, handheld input devices, etc.) and one or more output devices 710 (such as speakers or monitors).

[0090] 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など)により実行される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は、それぞれ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、所望の機能を果たすための命令のプログラムを実行する可能性がある。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。前述のものはいずれも、特別に設計されたASIC(特定用途向け集積回路)によって補完されるか又はこれに組み込まれることがある。 [0090] Control system 790 includes one or more programmable processors 715 and one or more computer program products 720 tangibly embodied in a machine-readable storage device executed by a programmable processor (such as processor 715). . One or more programmable processors 715 may each execute a program of instructions to perform desired functions by operating on input data and generating appropriate output. In general, processor 715 receives instructions and data from memory 700 . Any of the foregoing may be supplemented by or incorporated in specially designed ASICs (Application Specific Integrated Circuits).

[0091] 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にボックス730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と連携するガス維持モジュール731とを含む可能性がある。これらのモジュールのそれぞれは、プロセッサ715などの1つ以上のプロセッサにより実行されるコンピュータプログラム製品セットである可能性がある。更に、コントローラ/モジュール730、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。 [0091] Control system 790 also includes, among other components or modules, controllers 130, 330, 530 of sensing device 105 (represented by box 730 in FIG. 7) and valve controller 653 of gas maintenance system 620. and an associated gas maintenance module 731 . Each of these modules may be a set of computer program products executed by one or more processors, such as processor 715. Additionally, any of the controllers/modules 730 , 731 can access data stored within memory 700 .

[0092] 制御システム790内のコントローラ/特徴部/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である可能性がある)との間の接続は、有線又は無線である可能性がある。 [0092] Connections between controllers/features/modules in control system 790 and between controllers/features/modules in control system 790 and other components of apparatus 100 (which may be DUV light source 600). Connections between may be wired or wireless.

[0093] 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位置するように見えるボックス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から物理的に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730は検知装置116又はガス維持システム120と物理的に同じ場所に位置する可能性がある。別の例として、ガス維持モジュール731はガス維持システム620のバルブコントローラ653と物理的に同じ場所に位置する可能性があり、制御システム790の他のコンポーネントから離れている可能性がある。 [0093] Although only a few modules are shown in FIG. 7, control system 790 may include other modules as well. Further, although the control system 790 is represented as a box with all components appearing to be co-located, the control system 790 can also consist of components that are physically separated from each other in space or time. is. For example, controller 730 may be physically co-located with sensing device 116 or gas maintenance system 120 . As another example, gas maintenance module 731 may be physically co-located with valve controller 653 of gas maintenance system 620 and may be separate from other components of control system 790 .

[0094] 更に、制御システム790は、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命令、例えばチャンバ110のガス混合物107中のフッ素の濃度を測定又は推定せよとの命令を受信するリソグラフィモジュール732を含む可能性がある。 [0094] Additionally, the control system 790 may include a lithography module 732 that receives instructions from the lithography controller of the photolithography apparatus 222, such as instructions to measure or estimate the concentration of fluorine in the gas mixture 107 of the chamber 110. There is

[0095] 図8を参照すると、一部の実施例において、装置100は装置800として設計され、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と関連して用いられて、ガス混合物807中のフッ素を化学的に反応させて、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って、チャンバ110からガス混合物807を適切に排出する。 [0095] Referring to FIG. 8, in some embodiments, apparatus 100 is designed as apparatus 800 and detection device 105 is a detection device operating in parallel with a fluorine scrubber 804 in fluid communication with gas maintenance system 820. It is designed as device 805 . The fluorine scrubber 804 is used in conjunction with the gas maintenance system 820 to chemically react the fluorine in the gas mixture 807 to form chemicals that can be safely disposed of, for example, through the exhaust, thereby cleaning the chamber 110 . properly exhaust the gas mixture 807 from.

[0096] ガス維持システム820から抜き出される混合ガス150の一部は緩衝容器870へ誘導され、次いで水酸化物845を含む別のフッ素スクラバ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内の水酸化物845と(以上で考察したように)化学的に反応し、酸素を含む新しいガス混合物155に変換される。新しいガス混合物155は検知装置116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及びガス混合物107中の酸素の濃度及びフッ素の濃度を推定し、ガス更新を実行するためにガス維持システム820をどのように調整すべきかを決定する。この例では、ガス維持システム820は、トライミックス源851Aとバイミックス源851Bと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、流量を制御し、かつラインを通って誘導されるガスの量を制御する。 A portion of the mixed gas 150 withdrawn from the gas maintenance system 820 is directed to a buffer vessel 870 and then to another fluorine scrubber 835 containing hydroxide 845 . Fluorine in the gas mixture 150 chemically reacts (as discussed above) with the hydroxide 845 in the fluorine scrubber 835 and is converted to a new gas mixture 155 containing oxygen. The new gas mixture 155 is directed to the detector 116 where it is detected. Controller 130 estimates the concentrations of oxygen and fluorine in gas mixture 150 and gas mixture 107 and determines how gas maintenance system 820 should be adjusted to perform gas renewal. In this example, gas maintenance system 820 includes valve system 852 fluidly connected to trimix source 851A and bimix source 851B. Various control valves 891 are placed along the line to control the flow rate and control the amount of gas directed through the line.

[0097] 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に、装置100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を参照して説明されている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中のフッ素は水酸化物145と化学的に反応させて、水を含む新しいガス混合物155を形成する(910)。新しいガス混合物155中の水濃度を、例えば水センサ115によって検知する(915)。また、検知した水の濃度に基づいて、混合ガス150中のフッ素の濃度を推定する(920)。例えば、コントローラ130は、水センサ115からの出力に基づいて混合ガス150中のフッ素の濃度を推定することができる。 [0097] Referring to FIG. 9, a procedure 900 is performed by the apparatus 100 to detect the concentration of fluorine in the gas mixture 107 of the chamber 110. As shown in FIG. Although referring to the apparatus of Figure 1, the procedure 900 also applies to the apparatus described with reference to Figures 2-8. Detector 105 receives a portion of fluorine-containing gas mixture 150 from gas discharge chamber 110 (905). Fluorine in gas mixture 150 chemically reacts with hydroxide 145 to form new gas mixture 155 including water (910). The water concentration in the new gas mixture 155 is sensed 915 , for example by water sensor 115 . Also, based on the detected concentration of water, the concentration of fluorine in the mixed gas 150 is estimated (920). For example, controller 130 may estimate the concentration of fluorine in gas mixture 150 based on the output from water sensor 115 .

[0098] チャンバ110からガス混合物107を抜き取る(圧力下で放出する)ことによって、検出装置105は混合ガス150を受容することができる(905)。例えば、ガス維持システム120はバルブ群を含む可能性があり、これによってガス混合物107をチャンバ110から抜き取り、次いで混合ガス150として検出装置105へ誘導することが可能になる。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って、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内で必要とされる混合ガス150の量は、水センサ115が正確かつ安定した示度を得る必要性に基づいて決定される可能性がある。混合ガス150の量に対する制限要因は、反応キャビティ140内の水酸化物145のフッ素変換能力である。例えば、水センサ115から正確な示度を得ることが望ましいが、水酸化物145が最長の使用寿命を有することができるように、全ガス流量を最小限に抑えることも望ましい。 [0098] By withdrawing (releasing under pressure) the gas mixture 107 from the chamber 110, the detection device 105 can receive the gas mixture 150 (905). For example, gas maintenance system 120 may include valves that allow gas mixture 107 to be withdrawn from chamber 110 and then directed to detector 105 as mixed gas 150 . The pressure in chamber 110 can be used to pressurize reaction vessel 135 or buffer vessel 470, for example by creating a negative pressure using a series of valves and a vacuum pump, to push gas mixture 107 from chamber 110 to detector 105. push out to The amount of mixed gas 150 required in reaction vessel 135 may be determined based on the need for water sensor 115 to provide accurate and stable readings. The limiting factor on the amount of mixed gas 150 is the fluorine conversion capacity of hydroxide 145 in reaction cavity 140 . For example, while it is desirable to obtain accurate readings from water sensor 115, it is also desirable to minimize total gas flow so that hydroxide 145 can have the longest useful life.

[0099] 検出装置105により受容される(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である可能性があり、したがって、混合ガス150を排気ガスと見なすことができる。このような実施例は図8に示されており、混合ガス150中のフッ素はフッ素スクラバ835内の水酸化物845と化学的に反応し、酸素を含む新しいガス混合物155に変換される。 [0099] The gas mixture 150 received 905 by the detection device 105 may be the gas mixture 150 that is exhausted from the chamber 110 to the fluorine scrubber, and thus the gas mixture 150 may be considered an exhaust gas. . Such an example is shown in FIG. 8, where fluorine in gas mixture 150 chemically reacts with hydroxide 845 in fluorine scrubber 835 and is converted to a new gas mixture 155 containing oxygen.

[0100] 手順900は、ガス再充填又はガス注入などのガス更新を見越して実行される可能性がある。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のガス更新が実行される可能性があり、一定時間チャンバ110を使用した後、手順900は実行される可能性がある。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のガス更新が実行される可能性がある。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により行われる測定に基づく可能性がある。 [0100] Procedure 900 may be performed in anticipation of a gas update, such as a gas refill or gas injection. For example, a first gas update may be performed by adding a first gas mixture from gas maintenance system 120 to chamber 110, and after using chamber 110 for a period of time, procedure 900 may be performed. There is After performing procedure 900 , a second gas update may be performed by adding a conditioned second gas mixture from gas maintenance system 120 to chamber 110 . The concentration of fluorine (or amount of fluorine) in the adjusted second gas mixture may be based on measurements made by procedure 900 .

[0101] 無機フッ化物化合物及び水及び酸素を形成することによって、フッ素を水酸化物145と化学的に反応させることができる(910)。この無機フッ化物化合物(新しいガス混合物155中に存在する)は水センサ115と相互作用しない。 [0101] Fluorine can be chemically reacted 910 with the hydroxide 145 by forming an inorganic fluoride compound and water and oxygen. This inorganic fluoride compound (present in fresh gas mixture 155 ) does not interact with water sensor 115 .

[0102] フッ素を水酸化物145と化学的に反応させて新しいガス混合物155を形成した(910)後、新しいガス混合物155を反応容器135から測定容器170内へ移送して、新しいガス混合物155中の水の濃度を検知することができる(915)。したがって、測定容器170内のセンサ115を新しいガス混合物155に暴露することによって、新しいガス混合物155中の水の濃度を検知することができる(915)。新しいガス混合物155中の水の濃度は、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)。 [0102] After the fluorine is chemically reacted 910 with the hydroxide 145 to form a new gas mixture 155, the new gas mixture 155 is transferred from the reaction vessel 135 into the measurement vessel 170 to produce the new gas mixture 155. The concentration of water therein can be sensed (915). Thus, by exposing the sensor 115 in the measurement vessel 170 to the new gas mixture 155, the concentration of water in the new gas mixture 155 can be sensed (915). The concentration of water in the new gas mixture 155 is sensed 915 without having to dilute the gas mixture 150 with another material.

[0103] 更に、新しいガス混合物155中の水の濃度の検知(915)を、化学反応(910)の開始後に所定の時間が経過するまで待つか、又は所定の時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、水センサ115を新しいガス混合物155に暴露する前に、混合ガス150中の充分なフッ素が水及び無機フッ化物化合物に変換されていることが保証されることになる。混合ガス150中のフッ素の相対量と水酸化物145の総量によって、フッ素を完全に水に変換するには数秒又は数分かかる可能性がある。 [0103] Further, the sensing (915) of the concentration of water in the new gas mixture 155 may wait until, or only after, a predetermined time after initiation of the chemical reaction (910). may be appropriate. This will ensure that sufficient fluorine in the gas mixture 150 has been converted to water and inorganic fluoride compounds before exposing the water sensor 115 to the new gas mixture 155 . Depending on the relative amount of fluorine and total amount of hydroxide 145 in the gas mixture 150, it may take seconds or minutes to completely convert the fluorine to water.

[0104] 一部の実施例では、水酸化物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、特定の流量の新しいガス混合物155を形成することによって、化学反応(910)を実施できる可能性がある。この場合、水は連続的に検知することができる(915)。検知された水の測定(915)をある期間にわたって積分することで、又は検知された水の測定(915)が定常状態に達した場合に、フッ素の濃度を推定することができる(920)。 [0104] In some embodiments, mixed gas 150 is flowed over or through hydroxide 145 at a low flow rate (e.g., about 0.1 slpm or less) to produce a new gas mixture 155 at a particular flow rate. A chemical reaction (910) may be performed by forming In this case, water can be continuously sensed (915). By integrating the sensed water measurements (915) over time, or when the sensed water measurements (915) reach steady state, the concentration of fluorine can be estimated (920).

[0105] 検知された水の濃度(915)に基づいて、更に、混合ガス150中のフッ素を水に変換する化学反応の知識に基づいて、新しいガス混合物155中のフッ素を推定する(920)。 [0105] Estimate 920 the fluorine in the new gas mixture 155 based on the sensed concentration of water (915) and based on the knowledge of the chemical reaction that converts the fluorine in the gas mixture 150 to water. .

[0106] 手順900が完了すると(すなわち、混合ガス150中のフッ素の濃度を推定した(920)後)、新しいガス混合物155は測定容器170から排出(除去)されて、混合ガス150の新しいバッチに対して再び手順900を実行することが可能になる。 [0106] Upon completion of procedure 900 (i.e., after estimating 920 the concentration of fluorine in gas mixture 150), new gas mixture 155 is drained (removed) from measurement vessel 170 to produce a new batch of gas mixture 150. It is possible to perform the procedure 900 again for .

[0107] 図10を参照すると、一度フッ素濃度が推定され(920)、手順900が完了すると、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など)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達するまで導管システム127を介してチャンバ110に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って、ガス更新を完了及び追跡することができる。 [0107] Referring to FIG. 10, once the fluorine concentration is estimated (920) and procedure 900 is completed, procedure 1000 is performed by apparatus 100. FIG. The gas maintenance system 120 receives output from the controller 130 of the detector 105 and, based on the estimated fluorine concentration, determines the relative concentration of fluorine in the gas mixture from the gas supply sets (gas sources 651A, 651B, 651C, etc.). Adjust the density (1005). Gas maintenance system 120 performs a gas refresh by adding a conditioned gas mixture to chamber 110 via conduit system 127 until the pressure within chamber 110 reaches a desired level (1010). By monitoring the timing of valves within gas maintenance system 120, gas updates can be completed and tracked.

[0108] 例えば図2を参照すると、ガス更新(1010)は、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物でガス放電チャンバ210を充填することを含む可能性がある。利得媒体は貴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)が実行されるときに対してガス更新(1010)の実行を遅延させることが可能である。一部の実施例では、コントローラ130がガス混合物107中のフッ素の濃度が許容レベルを下回ったと判定した場合、推定(900)の直後に調整(1005)及びガス更新(1010)を実行することができる。一部の実施例では、ガス混合物107中のフッ素の濃度が許容レベルを下回ったと判定されるまでフッ素の調整(1005)を遅延させることが可能である。例えばコントローラ130が、ガス混合物107中のフッ素の濃度が依然として高いが、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と判定した場合、ガス混合物107中のフッ素のレベルを上昇させることを目的とせずにガス更新を実行することが可能である。 [0108] For example, referring to FIG. 2, gas renewal (1010) may include filling the gas discharge chamber 210 with a mixture of gain medium, buffer gas, and fluorine. The gain medium contains a noble gas and fluorine and the buffer gas contains an inert gas. It is possible to delay performing the gas update (1010) relative to when the fluorine concentration estimation (900) is performed. In some examples, if the controller 130 determines that the concentration of fluorine in the gas mixture 107 has fallen below an acceptable level, the estimation (900) can be immediately followed by an adjustment (1005) and a gas update (1010). can. In some embodiments, fluorine adjustment (1005) can be delayed until it is determined that the concentration of fluorine in gas mixture 107 has fallen below an acceptable level. For example, if controller 130 determines that the concentration of fluorine in gas mixture 107 is still high, but apparatus 100 must perform a gas update for other reasons, increasing the level of fluorine in gas mixture 107. It is possible to perform a gas update without the purpose of

[0109] 図11を参照すると、一部の実施例において、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と類似しており、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中のフッ素と水酸化物145を化学的に反応させて水及び酸素を含む新しいガス混合物155を形成するステップ(910)とを含む。手順1100は、新しいガス混合物155中のフッ素の濃度が下限値を下回るかどうかを判定する(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がこの判定を行う(1112)可能性があり、コントローラ330は、新しいガス混合物155中のフッ素の濃度が下限値を下回った(1112)場合にのみ、新しいガス混合物155中の水の濃度及び酸素の濃度の両方を(それぞれセンサ115及びセンサ117によって)検知するように検知装置116に命令するステップ(915)を進めることができる。前述のように、混合ガス150中のフッ素の濃度は、検知された酸素の濃度に基づいて推定される(920)。 [0109] Referring to FIG. 11, in some embodiments, detection device 305 performs procedure 1100 instead of procedure 900 to estimate the concentration of fluorine in gas mixture 150. FIG. Procedure 1100 is similar to procedure 900 and includes the steps of receiving (905) a portion of fluorine-containing gas mixture 150 from gas discharge chamber 110 and chemically reacting fluorine and hydroxide 145 in gas mixture 150. and allowing 910 to form a new gas mixture 155 comprising water and oxygen. Procedure 1100 determines (1112) whether the concentration of fluorine in new gas mixture 155 is below a lower limit. For example, the fluorine sensor 360 fluidly connected to the reaction cavity 140 may make this determination (1112), and the controller 330 detects when the concentration of fluorine in the new gas mixture 155 is below the lower limit (1112). Only then can one proceed to step 915 of instructing sensing device 116 to sense both the concentration of water and the concentration of oxygen in new gas mixture 155 (by sensors 115 and 117, respectively). As previously described, the concentration of fluorine in the gas mixture 150 is estimated 920 based on the sensed concentration of oxygen.

[0110] 一部の実施例では、下限値はセンサ115の損傷閾値に基づいて決定された値である。他の実施例では、下限値はセンサ115のエラー閾値に基づいて決定された値である。例えば下限値は0.1ppmである可能性がある。 [0110] In some examples, the lower limit is a value determined based on the damage threshold of the sensor 115. In another embodiment, the lower limit is a value determined based on the sensor 115 error threshold. For example, the lower limit may be 0.1 ppm.

[0111] 本発明の他の態様を以下の番号付けされた条項に記載する。
1.ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、
混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び
検知した水の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、を含む方法。
2.水酸化物がアルカリ土類金属水酸化物を含む、条項1の方法。
3.水酸化物がアルカリ金属及び炭素を含まない、条項1の方法。
4.混合ガスが、少なくとも利得媒体と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の方法。
5.混合ガスの一部中の推定したフッ素の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、及び
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を更に含む、条項1の方法。
6.ガス更新を実行することが、ガス放電チャンバを利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填することを含む、条項5の方法。
7.ガス放電チャンバを利得媒体と緩衝ガスの混合物で充填することが、ガス放電チャンバを、貴ガス及びハロゲンを含む利得媒体並びに不活性ガスを含む緩衝ガスで充填することを含む、条項6の方法。
8.貴ガスが、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み、ハロゲンがフッ素を含み、不活性ガスがヘリウム又はネオンを含む、条項7の方法。
9.ガス放電チャンバを、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填することが、
利得媒体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、少なくとも利得媒体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の方法。
10.ガス更新を実行することが、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの1つ以上を実行することを含む、条項5の方法。
11.混合ガスの少なくとも一部をガス放電チャンバから受容することが、ガス放電チャンバに対するガス更新が実行される前に混合ガスの一部を受容することを含み、ガス更新が、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、ガス混合物が少なくとも多少のフッ素を含む、条項1の方法。
12.ガス更新を実行することが、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの1つ以上を実行することを含む、条項11の方法。
13.混合ガスの少なくとも一部をガス放電チャンバから受容することが、ガス放電チャンバから混合ガスを抜き取り、抜き取った混合ガスを、水酸化物を収容している反応容器へ誘導することを含む、条項1の方法。
14.新しい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、新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、測定容器内の新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、条項13の方法。
15.新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、測定容器内のセンサを新しいガス混合物に暴露することを含む、条項13の方法。
16.混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定した後に、測定容器から新しいガス混合物を排出することを更に含む、条項1の方法。
17.新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、条項1の方法。
18.混合ガスの一部を水酸化物と反応させて水を含む新しいガス混合物を形成することが、無機フッ化物化合物と水を形成することを含む、条項1の方法。
19.水酸化物が水酸化カルシウムを含み、無機フッ化物化合物がフッ化カルシウムを含む、条項18の方法。
20.新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、反応の開始後に所定の期間が経過した後にのみ新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、条項1の方法。
21.混合ガスの一部が排気ガスであり、混合ガスの一部を水酸化物と反応させて水を含む新しいガス混合物を形成することが、排気ガスからフッ素を除去することを含む、条項1の方法。
22.検知した水の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が、検知した水の濃度及び混合ガスの一部中のフッ素と水酸化物との化学反応のみに基づいて推定することを含む、条項1の方法。
23.混合ガスの一部中のフッ素の濃度が約500から2000ppmである、条項1の方法。
24.水を含む新しい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水酸化物との反応が安定している、条項1の方法。
25.混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、水を含む新しいガス混合物を形成することが、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しいガス混合物中の水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の方法。
26.新しいガス混合物中の酸素の濃度を検知することを更に含み、混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することが、検知した酸素の濃度にも基づいている、条項1の方法。
27.第1のガス混合物をガス供給部セットからガス放電チャンバに加えることによって第1のガス更新を実行すること、
第1のガス更新後に、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を取り出すこと、
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、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、
検知した水の濃度に基づいて、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、
取り出した混合ガスの一部中の推定したフッ素の濃度に基づいて、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、及び
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を含む、方法。
28.反応物が水酸化物を含む、条項27の方法。
29.ガス放電チャンバ内の混合ガスが、少なくとも利得媒体と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27の方法。
30.検知した水の濃度に基づいて、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が、取り出した混合ガスの一部中のフッ素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濃度を推定することを含む、条項27の方法。
31.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、検出装置に接続された制御システムとを含む装置であって、各検出装置が、
水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水酸化物との反応によって酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成することを可能にする容器と、
新しいガス混合物に流体接続され、新しいガス混合物に流体接続されたときに、新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された水センサと、を含み、
制御システムが、
水センサからの出力を受信し、ガス放電チャンバから受容した混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、
混合ガス中の推定されたフッ素の濃度に基づいて、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どうかを判定し、
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ようにガス維持システムに命令する信号をガス維持システムに送信するように構成された、装置。
32.エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバが、エネルギー源を収容し、利得媒体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有する、条項31の装置。
33.検出装置が、反応容器の反応キャビティに流体接続されると共に新しいガス混合物を受容するように構成された測定キャビティを画定する測定容器を更に含み、
水センサが、測定キャビティ内の新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された、条項31の装置。
34.取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度が約500から2000ppmである、条項31の装置。
35.エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、検出装置が複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、検出装置が複数の容器を含み、各容器が水酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器がガス放電チャンバの1つに流体接続され、検出装置が、それぞれが1つの容器と関連付けられた複数の水センサを含む。条項31の装置。
36.エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、検出装置が複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、検出装置が複数の容器を含み、各容器が水酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器がガス放電チャンバの1つに流体接続され、検出装置が、容器の全てと流体接続されている単一の水センサを含む、条項31の装置。
[0111] Other aspects of the invention are described in the following numbered sections.
1. receiving at least a portion of the fluorine-containing gas mixture from the gas discharge chamber;
reacting fluorine in a portion of the mixed gas with hydroxide to form a new gas mixture comprising oxygen and water;
A method comprising: sensing the concentration of water in a new gas mixture; and estimating the concentration of fluorine in a portion of the mixed gas based on the sensed concentration of water.
2. The method of Clause 1, wherein the hydroxide comprises an alkaline earth metal hydroxide.
3. The method of Clause 1, wherein the hydroxide is free of alkali metals and carbon.
4. 2. The method of clause 1, wherein the gas mixture is an excimer laser gas comprising a mixture of at least a gain medium and a buffer gas.
5. adjusting the relative concentration of fluorine in the gas mixture from the gas supply set based on the estimated concentration of fluorine in the portion of the gas mixture; and adding the adjusted gas mixture from the gas supply to the gas discharge chamber. The method of Clause 1, further comprising performing a gas update by.
6. 6. The method of clause 5, wherein performing a gas update comprises filling the gas discharge chamber with a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine.
7. 7. The method of clause 6, wherein filling the gas discharge chamber with a mixture of gain medium and buffer gas comprises filling the gas discharge chamber with a gain medium comprising a noble gas and a halogen and a buffer gas comprising an inert gas.
8. 8. The method of clause 7, wherein the noble gas comprises argon, krypton or xenon, the halogen comprises fluorine and the inert gas comprises helium or neon.
9. filling the gas discharge chamber with a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine
adding the mixture of gain medium, buffer gas and fluorine to the existing gas mixture in the gas discharge chamber, or replacing the existing gas mixture in the gas discharge chamber with at least the mixture of gain medium, buffer gas and fluorine. The method of Clause 6, including
10. 6. The method of clause 5, wherein performing a gas update comprises performing one or more of a gas refilling scheme or a gas injection scheme.
11. Receiving at least a portion of the gas mixture from the gas discharge chamber includes receiving a portion of the gas mixture before a gas update to the gas discharge chamber is performed, wherein the gas update is performed from the gas supply set. 2. The method of clause 1, comprising adding a gas mixture to the discharge chamber, the gas mixture comprising at least some fluorine.
12. 12. The method of clause 11, wherein performing a gas update comprises performing one or more of a gas refill scheme or a gas injection scheme.
13. Clause 1, wherein receiving at least a portion of the mixed gas from the gas discharge chamber comprises withdrawing the mixed gas from the gas discharge chamber and directing the withdrawn mixed gas to a reaction vessel containing the hydroxide. the method of.
14. further comprising transferring the new gas mixture from the reaction vessel to the measurement vessel, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises sensing the concentration of water in the new gas mixture in the measurement vessel; Method of clause 13.
15. 14. The method of clause 13, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises exposing a sensor in the measurement vessel to the new gas mixture.
16. The method of clause 1, further comprising venting a new gas mixture from the measurement vessel after estimating the concentration of fluorine in the portion of the gas mixture.
17. The method of Clause 1, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises sensing the concentration of water in the new gas mixture without diluting a portion of the mixed gas with another material.
18. The method of Clause 1, wherein reacting a portion of the mixed gas with hydroxide to form a new gas mixture comprising water comprises forming an inorganic fluoride compound and water.
19. 19. The method of clause 18, wherein the hydroxide comprises calcium hydroxide and the inorganic fluoride compound comprises calcium fluoride.
20. 2. The method of Clause 1, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises sensing the concentration of water in the new gas mixture only after a predetermined period of time has elapsed after initiation of the reaction.
21. of clause 1, wherein a portion of the gas mixture is exhaust gas and reacting a portion of the gas mixture with hydroxide to form a new gas mixture comprising water comprises removing fluorine from the exhaust gas Method.
22. estimating the concentration of fluorine in the portion of the gas mixture based on the sensed concentration of water based solely on the chemical reaction between fluorine and hydroxide in the portion of the gas mixture and the sensed concentration of water; The method of Clause 1, including inferring.
23. 2. The method of clause 1, wherein the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas is from about 500 to 2000 ppm.
24. 2. The method of clause 1, wherein the reaction of fluorine and hydroxide in a portion of the mixed gas to form a new gas mixture containing water is stable.
25. The reaction of fluorine in a portion of the mixed gas with hydroxide to form a new gas mixture containing water is linear and the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas and water in the new gas mixture is linear. The method of Clause 1, comprising performing a reaction that is directly correlated with the concentration of
26. The method of clause 1, further comprising sensing the concentration of oxygen in the new gas mixture, wherein estimating the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas is also based on the sensed concentration of oxygen.
27. performing a first gas renewal by adding a first gas mixture from the gas supply set to the gas discharge chamber;
removing at least a portion of the fluorine-containing gas mixture from the gas discharge chamber after the first gas renewal;
reacting a portion of the fluorine of the withdrawn gas mixture with the reactants to form a new gas mixture comprising oxygen and water;
sensing the concentration of water in the new gas mixture;
estimating the concentration of fluorine in the extracted portion of the mixed gas based on the detected concentration of water;
adjusting the relative concentration of fluorine in the second gas mixture from the set of gas supplies based on the estimated concentration of fluorine in the portion of the withdrawn gas mixture; A method comprising performing a second gas renewal by adding to the gas discharge chamber from a supply.
28. 28. The method of clause 27, wherein the reactants comprise hydroxides.
29. 28. The method of clause 27, wherein the gas mixture in the gas discharge chamber comprises at least an excimer laser gas comprising a mixture of gain medium and buffer gas.
30. Estimating the concentration of fluorine in the portion of the removed mixed gas based on the detected concentration of water is a method of estimating the concentration of fluorine in the portion of the removed mixed gas without measuring the fluorine concentration in the portion of the removed mixed gas. 28. The method of clause 27, comprising estimating the fluorine concentration in the part.
31. An apparatus comprising a detection device fluidly connected to each gas discharge chamber of an excimer gas discharge system and a control system connected to the detection device, each detection device comprising:
A vessel for defining a reaction cavity containing a hydroxide and fluidly connected to the gas discharge chamber, and for receiving a fluorine-containing gas mixture from the gas discharge chamber into the reaction cavity, the fluorine in the received gas mixture. a vessel allowing to form a new gas mixture comprising oxygen and water by the reaction of the hydroxide with
a water sensor fluidly connected to the new gas mixture and configured to sense the amount of water in the new gas mixture when fluidly connected to the new gas mixture;
the control system
receiving the output from the water sensor and estimating the concentration of fluorine in the gas mixture received from the gas discharge chamber;
determining whether to adjust the concentration of fluorine in the gas mixture from the gas delivery system of the gas maintenance system based on the estimated concentration of fluorine in the gas mixture;
During a gas update to the gas discharge chamber, a signal is sent to the gas maintenance system instructing the gas maintenance system to adjust the relative concentration of fluorine in the gas mixture supplied to the gas discharge chamber from the gas delivery system of the gas maintenance system. A device configured to
32. 32. The apparatus of clause 31, wherein each gas discharge chamber of the excimer gas discharge system contains an energy source and contains a gas mixture comprising a gain medium and a fluorine-containing excimer laser gas.
33. the detection device further includes a measurement vessel fluidly connected to the reaction cavity of the reaction vessel and defining a measurement cavity configured to receive the new gas mixture;
32. The apparatus of clause 31, wherein the water sensor is configured to detect the amount of water in the fresh gas mixture within the measurement cavity.
34. 32. The apparatus of clause 31, wherein the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas withdrawn is from about 500 to 2000 ppm.
35. An excimer gas discharge system includes a plurality of gas discharge chambers, a detection device is fluidly connected to each gas discharge chamber of the plurality of gas discharge chambers, the detection device includes a plurality of vessels, each vessel containing hydroxide. defining a reaction vessel in which each vessel is fluidly connected to one of the gas discharge chambers, and a detection device including a plurality of water sensors each associated with one vessel. Clause 31 equipment.
36. An excimer gas discharge system includes a plurality of gas discharge chambers, a detection device fluidly connected to each gas discharge chamber of the plurality of gas discharge chambers, the detection device including a plurality of vessels, each vessel containing a hydroxide. 32. The apparatus of clause 31, defining reaction vessels in which each vessel is fluidly connected to one of the gas discharge chambers, and wherein the detection device comprises a single water sensor fluidly connected to all of the vessels.

[0112] 他の実施例も以下の特許請求の範囲の範囲内である。 [0112] Other implementations are within the scope of the following claims.

Claims (36)

ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、
前記混合ガスの一部中の前記フッ素を水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び
検知した前記水の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、を含む方法。
receiving at least a portion of the fluorine-containing gas mixture from the gas discharge chamber;
reacting the fluorine in a portion of the mixed gas with hydroxide to form a new gas mixture comprising oxygen and water;
A method comprising: sensing the concentration of water in the new gas mixture; and estimating the concentration of fluorine in a portion of the gas mixture based on the sensed concentration of water.
前記水酸化物がアルカリ土類金属水酸化物を含む、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein said hydroxide comprises an alkaline earth metal hydroxide. 前記水酸化物がアルカリ金属及び炭素を含まない、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein said hydroxide is free of alkali metals and carbon. 前記混合ガスが、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスである、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein said gas mixture is an excimer laser gas comprising a mixture of at least a gain medium and a buffer gas. 前記混合ガスの一部中の推定した前記フッ素の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、及び
調整した前記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を更に含む、請求項1の方法。
adjusting the relative concentration of fluorine in a gas mixture from a set of gas supplies based on the estimated concentration of fluorine in a portion of the mixed gas; and transferring the adjusted gas mixture from the gas supply to the gas. 2. The method of claim 1, further comprising performing a gas update by adding to the discharge chamber.
前記ガス更新を実行することが、前記ガス放電チャンバを利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填することを含む、請求項5の方法。 6. The method of claim 5, wherein performing the gas update comprises filling the gas discharge chamber with a mixture of gain medium, buffer gas and fluorine. 前記ガス放電チャンバを前記利得媒体と前記緩衝ガスの混合物で充填することが、前記ガス放電チャンバを、貴ガス及びハロゲンを含む利得媒体並びに不活性ガスを含む緩衝ガスで充填することを含む、請求項6の方法。 Filling the gas discharge chamber with a mixture of the gain medium and the buffer gas comprises filling the gas discharge chamber with a gain medium comprising a noble gas and a halogen and a buffer gas comprising an inert gas. Item 6 method. 前記貴ガスが、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み、前記ハロゲンがフッ素を含み、前記不活性ガスがヘリウム又はネオンを含む、請求項7の方法。 8. The method of claim 7, wherein said noble gas comprises argon, krypton, or xenon, said halogen comprises fluorine, and said inert gas comprises helium or neon. 前記ガス放電チャンバを、前記利得媒体と前記緩衝ガスとフッ素の混合物で充填することが、
前記利得媒体と前記緩衝ガスと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体と前記緩衝ガスとフッ素の前記混合物に交換することを含む、請求項6の方法。
filling the gas discharge chamber with a mixture of the gain medium, the buffer gas and fluorine;
adding the mixture of the gain medium, the buffer gas and fluorine to an existing gas mixture in the gas discharge chamber; or mixing the existing gas mixture in the gas discharge chamber with at least the gain medium and the buffer gas. 7. The method of claim 6, comprising exchanging for said mixture of fluorine.
前記ガス更新を実行することが、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの1つ以上を実行することを含む、請求項5の方法。 6. The method of claim 5, wherein performing the gas update comprises performing one or more of a gas refill scheme or a gas injection scheme. 前記混合ガスの少なくとも一部を前記ガス放電チャンバから受容することが、前記ガス放電チャンバに対するガス更新が実行される前に前記混合ガスの一部を受容することを含み、前記ガス更新が、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、前記ガス混合物が少なくとも多少のフッ素を含む、請求項1の方法。 Receiving at least a portion of the gas mixture from the gas discharge chamber includes receiving a portion of the gas mixture before a gas update to the gas discharge chamber is performed, wherein the gas update 2. The method of claim 1, comprising adding a gas mixture to said gas discharge chamber from a supply set, said gas mixture comprising at least some fluorine. 前記ガス更新を実行することが、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの1つ以上を実行することを含む、請求項11の方法。 12. The method of claim 11, wherein performing the gas update comprises performing one or more of a gas refill scheme or a gas injection scheme. 前記混合ガスの少なくとも一部を前記ガス放電チャンバから受容することが、前記ガス放電チャンバから前記混合ガスを抜き取り、抜き取った前記混合ガスを、前記水酸化物を収容している反応容器へ誘導することを含む、請求項1の方法。 Receiving at least a portion of the gas mixture from the gas discharge chamber withdraws the gas mixture from the gas discharge chamber and directs the withdrawn gas mixture to a reaction vessel containing the hydroxide. 2. The method of claim 1, comprising: 前記新しい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、前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、前記測定容器内の前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、請求項13の方法。 further comprising transferring the new gas mixture from the reaction vessel to a measurement vessel, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture senses the concentration of water in the new gas mixture in the measurement vessel. 14. The method of claim 13, comprising: 前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、前記測定容器内のセンサを前記新しいガス混合物に暴露することを含む、請求項13の方法。 14. The method of claim 13, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises exposing a sensor in the measurement vessel to the new gas mixture. 前記混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定した後に、前記測定容器から前記新しいガス混合物を排出することを更に含む、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, further comprising evacuating the new gas mixture from the measurement vessel after estimating the concentration of fluorine in the portion of the gas mixture. 前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、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しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises sensing the concentration of water in the new gas mixture without diluting a portion of the mixed gas with another material. Method. 前記混合ガスの一部を前記水酸化物と反応させて水を含む前記新しいガス混合物を形成することが、無機フッ化物化合物と水を形成することを含む、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein reacting a portion of said mixed gas with said hydroxide to form said new gas mixture comprising water comprises forming an inorganic fluoride compound and water. 前記水酸化物が水酸化カルシウムを含み、前記無機フッ化物化合物がフッ化カルシウムを含む、請求項18の方法。 19. The method of claim 18, wherein said hydroxide comprises calcium hydroxide and said inorganic fluoride compound comprises calcium fluoride. 前記新しいガス混合物中の前記水の濃度を検知することが、前記反応の開始後に所定の期間が経過した後にのみ前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein sensing the concentration of water in the new gas mixture comprises sensing the concentration of water in the new gas mixture only after a predetermined period of time has elapsed after initiation of the reaction. . 前記混合ガスの一部が排気ガスであり、前記混合ガスの一部を前記水酸化物と反応させて水を含む前記新しいガス混合物を形成することが、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の方法。 a portion of said mixed gas is an exhaust gas, and reacting a portion of said mixed gas with said hydroxide to form said new gas mixture comprising water removes fluorine from said exhaust gas; 2. The method of claim 1, comprising: 検知した前記水の濃度に基づいて前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度を推定することが、検知した前記水の濃度及び前記混合ガスの一部中のフッ素と前記水酸化物との前記化学反応のみに基づいて推定することを含む、請求項1の方法。 estimating the concentration of the fluorine in the portion of the mixed gas based on the detected concentration of the water; 2. The method of claim 1, comprising estimating based solely on the chemical reaction. 前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度が約500から2000ppmである、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein the concentration of said fluorine in said portion of said mixed gas is about 500 to 2000 ppm. 水を含む前記新しいガス混合物を形成するための前記混合ガスの一部中のフッ素と前記水酸化物との反応が安定している、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, wherein the reaction between fluorine and said hydroxide in a portion of said gas mixture to form said new gas mixture containing water is stable. 前記混合ガスの一部中の前記フッ素を前記水酸化物と反応させて、水を含む前記新しいガス混合物を形成することが、線形であると共に前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度と前記新しいガス混合物中の前記水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、請求項1の方法。 reacting the fluorine in a portion of the mixed gas with the hydroxide to form the new gas mixture comprising water is linear and linear with the concentration of the fluorine in the portion of the mixed gas; 2. The method of claim 1, comprising performing a reaction that has a direct correlation with the concentration of said water in said new gas mixture. 前記新しいガス混合物中の酸素の濃度を検知することを更に含み、前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度を推定することが、検知した前記酸素の濃度にも基づいている、請求項1の方法。 2. The method of claim 1, further comprising sensing a concentration of oxygen in the new gas mixture, wherein estimating the concentration of fluorine in a portion of the gas mixture is also based on the sensed concentration of oxygen. the method of. 第1のガス混合物をガス供給部セットからガス放電チャンバに加えることによって第1のガス更新を実行すること、
前記第1のガス更新後に、前記ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を取り出すこと、
取り出した前記混合ガスの一部の前記フッ素を反応物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、
検知した前記水の濃度に基づいて、取り出した前記混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定すること、
取り出した前記混合ガスの一部中の推定した前記フッ素の濃度に基づいて、前記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、及び
調整した前記第2の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第2のガス更新を実行することを含む、方法。
performing a first gas renewal by adding a first gas mixture from the gas supply set to the gas discharge chamber;
removing at least a portion of the fluorine-containing gas mixture from the gas discharge chamber after the first gas renewal;
reacting the fluorine in a portion of the withdrawn gas mixture with reactants to form a new gas mixture comprising oxygen and water;
sensing the concentration of water in the new gas mixture;
estimating the concentration of fluorine in the portion of the mixed gas taken out based on the detected concentration of the water;
adjusting the relative concentration of fluorine in a second gas mixture from the gas supply set based on the estimated concentration of fluorine in the portion of the withdrawn gas mixture; and adjusting the adjusted second gas mixture. performing a second gas renewal by adding a gas mixture from the gas supply to the gas discharge chamber.
前記反応物が水酸化物を含む、請求項27の方法。 28. The method of Claim 27, wherein said reactant comprises a hydroxide. 前記ガス放電チャンバ内の前記混合ガスが、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含む、請求項27の方法。 28. The method of Claim 27, wherein said gas mixture in said gas discharge chamber comprises an excimer laser gas comprising a mixture of at least a gain medium and a buffer gas. 検知した前記水の濃度に基づいて、取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度を推定することが、取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素濃度を測定することなく、取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素濃度を推定することを含む、請求項27の方法。 estimating the concentration of the fluorine in the part of the mixed gas taken out based on the detected concentration of the water, without measuring the fluorine concentration in the part of the taken out mixed gas; 28. The method of claim 27, comprising estimating the concentration of fluorine in a portion of the gas mixture. 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、前記検出装置に接続された制御システムとを含む装置であって、各検出装置が、
水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、受容した前記混合ガスの前記フッ素と前記水酸化物との反応によって酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成することを可能にする容器と、
前記新しいガス混合物に流体接続され、前記新しいガス混合物に流体接続されたときに、前記新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された水センサと、を含み、
前記制御システムが、
前記水センサからの出力を受信し、前記ガス放電チャンバから受容した前記混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、
前記混合ガス中の推定された前記フッ素の濃度に基づいて、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どうかを判定し、
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ように前記ガス維持システムに命令する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た、装置。
An apparatus comprising a detection device fluidly connected to each gas discharge chamber of an excimer gas discharge system and a control system connected to said detection device, each detection device comprising:
a vessel for receiving a reaction cavity containing a hydroxide and fluidly connected to said gas discharge chamber and receiving a fluorine-containing gas mixture from said gas discharge chamber into said reaction cavity; a vessel enabling the reaction of said fluorine and said hydroxide of a mixed gas to form a new gas mixture comprising oxygen and water;
a water sensor fluidly connected to the new gas mixture and configured to sense an amount of water in the new gas mixture when fluidly connected to the new gas mixture;
The control system is
receiving output from the water sensor and estimating the concentration of fluorine in the gas mixture received from the gas discharge chamber;
determining whether to adjust the concentration of fluorine in a gas mixture from a gas delivery system of a gas maintenance system based on the estimated concentration of fluorine in the gas mixture;
a signal instructing the gas maintenance system to adjust the relative concentration of fluorine in a gas mixture supplied to the gas discharge chamber from the gas delivery system of the gas maintenance system during a gas refresh to the gas discharge chamber; An apparatus configured to transmit to said gas maintenance system.
前記エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバが、エネルギー源を収容し、利得媒体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有する、請求項31の装置。 32. The apparatus of Claim 31, wherein each gas discharge chamber of said excimer gas discharge system contains an energy source and contains a gas mixture comprising a gain medium and a fluorine-containing excimer laser gas. 前記検出装置が、前記反応容器の前記反応キャビティに流体接続されると共に前記新しいガス混合物を受容するように構成された測定キャビティを画定する測定容器を更に含み、
前記水センサが、前記測定キャビティ内の前記新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された、請求項31の装置。
the detection device further comprising a measurement vessel fluidly connected to the reaction cavity of the reaction vessel and defining a measurement cavity configured to receive the new gas mixture;
32. The apparatus of Claim 31, wherein the water sensor is configured to sense the amount of water in the fresh gas mixture within the measurement cavity.
取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度が約500から2000ppmである、請求項31の装置。 32. The apparatus of claim 31, wherein the fluorine concentration in the portion of the mixed gas withdrawn is about 500 to 2000 ppm. 前記エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、前記検出装置が前記複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、前記検出装置が複数の容器を含み、各容器が前記水酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器が前記ガス放電チャンバの1つに流体接続され、前記検出装置が、それぞれが1つの容器と関連付けられた複数の水センサを含む。請求項31の装置。 The excimer gas discharge system includes a plurality of gas discharge chambers, the detection device is fluidly connected to each gas discharge chamber of the plurality of gas discharge chambers, the detection device includes a plurality of vessels, each vessel in each of the hydroxylated gas discharge chambers. A reaction vessel containing material is defined, each vessel being fluidly connected to one of said gas discharge chambers, and said sensing device comprising a plurality of water sensors each associated with a vessel. 32. The apparatus of claim 31. 前記エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、前記検出装置が前記複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、前記検出装置が複数の容器を含み、各容器が前記水酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器が前記ガス放電チャンバの1つに流体接続され、前記検出装置が、前記容器の全てと流体接続されている単一の水センサを含む、請求項31の装置。 The excimer gas discharge system includes a plurality of gas discharge chambers, the detection device is fluidly connected to each gas discharge chamber of the plurality of gas discharge chambers, the detection device includes a plurality of vessels, each vessel in each of the hydroxylated gas discharge chambers. defining reaction vessels containing material, each vessel fluidly connected to one of said gas discharge chambers, said detection device comprising a single water sensor fluidly connected to all of said vessels; 32. The apparatus of claim 31.
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