JP5253830B2 - レーザ装置の故障診断システム - Google Patents

Description

本発明は、複数のモジュールで構成されたレーザ装置の中から故障したモジュールを判定できるようにしたレーザ装置の故障診断システムに関する。

半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。このため、露光用光源から放出される露光光の短波長化が進められており、半導体露光用光源として、従来の水銀ランプから波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ装置が用いられている。さらに、次世代の半導体露光用光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ装置及び波長１５７ｎｍのフッ素（Ｆ2 ）レーザ装置等の紫外線を放出するガスレーザ装置が有力である。

次世代の露光技術としては露光装置側の露光用レンズとウエハ間を液体で満たして屈折率を変えることによって、露光用光源の見かけの波長を短波長化する液浸露光が研究されている。ＡｒＦエキシマレーザを露光用光源として液侵露光が行われる場合は、ウエハには液中における波長１３４nmの紫外光が照射される。この技術をＡｒＦ液浸露光（又はＡｒＦ液浸リソグラフィー）という。

次々世代の露光用光源としてはＥＵＶ光源があり、またＦ2レーザを露光用光源として液浸技術が行われる可能性もある。この場合は、ウエハには波長１１５nmの紫外光が照射されることになる。

液浸露光では高ＮＡ化によりレンズの透過率が低下するため、一定露光量を得るために光源であるレーザの高出力化が必要とされている。また、露光装置の高スループット化のためにもレーザの高出力化が必要とされている。スペクトル線幅を狭帯域化した上で高出力を得るレーザとしては例えば発振用レーザと増幅用レーザを備えた２ステージレーザ装置がある。発振用レーザはシード光を出力する発振用レーザチャンバ（以下、発振用チャンバという）を有し、増幅器は発振用チャンバから注入されたシード光を増幅して出力する増幅用レーザチャンバ（以下、増幅用チャンバという）を有する。

発振器及び増幅器の各レーザチャンバの内部にはレーザガスが封入されると共に、一対の主放電電極とこの主放電電極に並列に接続されるピーキングコンデンサとを含む放電回路が形成される。レーザチャンバには高電圧パルス発生器（パルスパワーモジュールＰＰＭともいう）が機械的に接続されており、この高電圧パルス発生器の内部には、レーザチャンバの放電回路と電気的に接続される磁気パルス圧縮回路が形成される。さらに高電圧パルス発生器には充電器が機械的に接続されており、この充電器の内部には、高電圧パルス発生器の磁気パルス圧縮回路と電気的に接続される充電回路が形成される。

充電回路から供給されるエネルギーは磁気パルス圧縮回路でパルス圧縮されて放電回路のピーキングコンデンサに転送される。パルス圧縮によってエネルギーの転送時間は徐々に狭まると共に電流ピーク値が高くなる。ピーキングコンデンサにパルス圧縮されたエネルギーが蓄積されると、主放電電極に高電圧が印加される。主放電電極間にかかる電圧がある値（ブレークダウン電圧）に達すると、主放電電極間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始し、この主放電によってレーザ媒質であるレーザガスが励起される。その結果、発振用チャンバの場合はシード光が出力され、増幅用チャンバの場合は注入されたシード光が増幅される。

こうしたレーザ装置において、何らかのエラーが発生した場合、例えば出力エネルギーがゼロになった場合などには、レーザ装置のどこかに故障があると考えられる。レーザ装置は幾つかの構成要素毎にモジュール化されており、故障が発見されたモジュールはレーザ装置から取り外された後に修理又は廃棄される。通常、レーザ装置にはエラーを報知する機能、例えばエラーコードを表示する表示部が備えられており、レーザ装置にエラーが発生したことを外部から認識できる。

半導体露光の現場など、レーザ装置の稼働現場にてレーザ装置のエラーが発生した場合は、次のような作業工程によってレーザ装置は復旧される。先ずレーザ装置の稼働現場側からレーザ装置の製造者側に対してレーザ装置にエラーが発生した旨の連絡がなされる。製造者側の作業員は交換用モジュール一式を携えて稼働現場に赴く。稼働現場にて作業員は表示されたエラーコード及びエラー発生前のログデータなどを分析することによって原因を究明すると共に故障部品を特定する。そして故障部品がある場合は、その故障部品を含むモジュールを交換する。モジュール交換後、必要に応じて試験発振をし、エラーが発生しなければ作業を終了する。

従来のレーザ装置ではエラーが発生した場合にエラーコードの表示等といった報知がなされるのみであり、ログデータ等を分析してエラー発生の原因を究明したり故障モジュールを特定するといった処理は作業員の能力に大いに依存している。このため作業員はレーザシステム全体を熟知する必要があるが、逆にレーザシステムを熟知していない作業員が原因究明及び故障モジュールの特定作業を行うと、時間を浪費してレーザ装置の復旧が大幅に遅延する虞があるだけでなく、危険を被る虞もある。

また作業員は実際に稼働現場に赴きレーザ装置のログデータ等を見るまでエラー原因を把握することはおろか、故障モジュールを特定することなどできない。このため作業員はあらゆる事態に対応できるように交換用モジュール一式を形態する必要がある。レーザ装置は多くのモジュールで構成されており、中でも２ステージレーザ装置のモジュールは多数に及ぶ。こうした多数の交換用モジュールを稼働現場に持ち込んでも実際に交換するモジュールはそのうちの一部であって、残りのモジュールは交換後のモジュールと共に持ち帰ることになる。つまり何ら使用しない交換用モジュールを単に搬送する作業が発生しており、労力とコストの多大の浪費を招いている。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、エラーが発生したレーザ装置を早急に復旧し、またモジュール交換の労力及びコストを低減することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、第１発明は、
複数のモジュールで構成されたレーザ装置の故障診断をするレーザ装置の故障診断システムにおいて、
故障診断の際にレーザ発振を行い、当該レーザ発振の動作結果を用いることで前記レーザ装置の被診断モジュールを診断する
ことを特徴とする。

レーザ装置は通常のレーザ発振時に様々なモニタをしており、何らかのエラー、例えばエネルギー関連エラーや波長関連エラーやスペクトル関連エラーなどを検出すると、何れのモジュールが故障している可能性があるとしてレーザ発振を停止する。この段階ではモジュールが故障しているか否かは判らないので、被検査モジュール毎に故障診断をする必要がある。

本発明は、被検査モジュールの故障診断の際に、その故障診断の内容に応じたレーザ発振を行い、その動作結果を用いて被検査モジュールの診断をするようにしている。

第２発明は第１発明において、
レーザ装置に発生した異常に応じた故障診断を行う
ことを特徴とする。

レーザ装置に発生するエラーは様々な異常が原因となって発生する。例えばエネルギー関連エラーは、発振用レーザと増幅用レーザの同期異常や、パラメータｄＶ／ｄＥの異常や、エネルギー安定性の異常や、エネルギー低下異常などが原因となって発生する。

本発明は、レーザ装置に発生した異常の種類に応じた故障診断を行うようにしている。

第３発明は第１発明において、
前記レーザ装置は、
第１の充電電圧にて充電したエネルギーを用いて発振用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起すると共に当該発振用レーザチャンバからレーザ光を出力する発振用レーザと、
第２の充電電圧にて充電したエネルギーを用いて増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起すると共に前記発振用レーザチャンバから前記増幅用レーザチャンバに注入されたレーザ光を増幅して出力する増幅用レーザと、
前記発振用レーザチャンバから出力された前記レーザ光が前記増幅用レーザチャンバ内を通過するタイミングで当該増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起させる同期コントローラと、を備え、
前記同期コントローラを被診断モジュールとした故障診断の際に、前記第１及び第２の充電電圧を変化させつつパルスレーザ発振を行い、前記発振用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起した時期と前記増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起した時期との時間差をパルス毎に計測し、当該時間差と故障判断の基準となる所定の時間差とを比較することで、前記同期コントローラにおける故障の有無を診断する診断手段を備えた
ことを特徴とする。

本発明は、発振用レーザと増幅用レーザの同期異常が発生した場合に、同期コントローラを被検査モジュールとして故障診断する。具体的には、同期調整発振を行い、発振用レーザで放電した時期と増幅用レーザで放電した時期との時間差である遅延時間差をパルス毎に計測し、その遅延時間差と故障判断の基準となる所定の時間差の範囲とを比較し、範囲内にあれば同期コントローラに故障は無いと判断し、範囲外にあれば同期コントローラに故障が有ると判断する。

第４発明は第１発明において、
前記レーザ装置は、
指令された充電電圧に応じてコンデンサを充電する充電器と、
前記コンデンサで充電されたエネルギーをパルス圧縮するパルス発生器と、
前記パルス発生器でパルス圧縮されたエネルギーを用いてレーザガスを放電励起すると共にレーザ光を出力するレーザチャンバと、
前記レーザ光のエネルギーを計測するエネルギーセンサと、を備え、
前記レーザチャンバを被診断モジュールとした故障診断の際に、前記充電電圧を変化させつつパルスレーザ発振を行い、パルス毎の充電電圧と前記エネルギーセンサで計測したパルス毎のエネルギーとから充電電圧とエネルギーとの相関関係を取得し、当該相関関係と故障判断の基準となる所定の相関関係とを比較することで、前記レーザチャンバにおける故障の有無を診断する診断手段を備えた
ことを特徴とする。

本発明は、パラメータｄＶ／ｄＥ異常が発生した場合に、レーザ装置の電気系統、すなわちレーザチャンバ、ＰＰＭ、充電器を被検査モジュールとして故障診断する。具体的には、充電電圧を変化させつつパルスレーザ発振してエネルギーを測定するｄＶ／ｄＥ発振を行い、充電電圧とエネルギーとの線形の関係の関係を取得し、その線形の関係の傾きに相当するｄＶ／ｄＥと故障判断の基準となるｄＶ／ｄＥの範囲とを比較し、範囲内にあれば電気系統に故障は無いと判断し、範囲外にあれば電気系統に故障が有ると判断する。

第５発明は第１発明において、
前記レーザ装置は、
指令された充電電圧に応じてコンデンサを充電する充電器と、
前記コンデンサで充電されたエネルギーをパルス圧縮するパルス発生器と、
前記パルス発生器でパルス圧縮されたエネルギーを用いてレーザガスを放電励起すると共にレーザ光を出力するレーザチャンバと、
前記レーザ光のエネルギーを計測するエネルギーセンサと、を備え、
前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバを被診断モジュールとした故障診断の際に、前記充電電圧を一定にしつつパルスレーザ発振を行い、前記エネルギーセンサで計測したパルス毎のエネルギーのばらつきと故障判断の基準となる所定のばらつきとを比較することで、前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバを診断する診断手段を備えた
ことを特徴とする。

本発明は、エネルギー安定性異常が発生した場合に、レーザ装置の電気系統、すなわちレーザチャンバ、ＰＰＭ、充電器を被検査モジュールとして故障診断する。具体的には、充電電圧を一定にしつつパルスレーザ発振を行い、パルス毎のエネルギーのばらつきを計測し、そのばらつきと故障判断の基準となるばらつきの範囲とを比較し、範囲内にあれば電気系統に故障は無いと判断し、範囲外にあれば電気系統に故障の可能性が有ると判断する。

第６発明は第１発明において、
前記レーザ装置は、
レーザ光を出力するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバから出力される前記レーザ光を反射又は透過させる光学素子と、
前記光学素子に入射する前記レーザ光のエネルギーを計測する第１のエネルギーセンサと、
前記光学素子から出射する前記レーザ光のエネルギーを計測する第２のエネルギーセンサと、を備え、
前記光学素子を被診断モジュールとした故障診断の際に、パルスレーザ発振を行い、前記第１のエネルギーセンサで計測した前記レーザ光のエネルギーと前記第２のエネルギーセンサで計測した前記レーザ光のエネルギーとを比較することで、前記光学素子における故障の有無を診断する診断手段を備えた
ことを特徴とする。

本発明は、エネルギー低下異常が発生した場合に、レーザ装置のチャンバ以降の光学素子を被検査モジュールとして故障診断する。具体的には、通常のパルスレーザ発振を行い、被検査モジュールとなる光学素子に入射する前後のレーザ光のエネルギーを計測し、そのエネルギーの比をとることで光学素子の透過率を演算し、透過率が所定の範囲内にあれば光学素子に故障は無いと判断し、範囲外にあれば光学素子に故障が有ると判断する。

第７発明は第１発明において、
前記レーザ装置は、
指令された充電電圧に応じてコンデンサを充電する充電器と、
前記コンデンサで充電されたエネルギーをパルス圧縮するパルス発生器と、
前記パルス発生器でパルス圧縮されたエネルギーを用いてレーザガスを放電励起すると共にレーザ光を出力するレーザチャンバと、
前記レーザ光のエネルギーを計測するエネルギーセンサと、を備え、
前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバを被診断モジュールとした故障診断の際に、前記充電電圧を許容範囲内で上昇させるパルスレーザ発振を行い、前記エネルギーセンサで計測したエネルギーが故障判断の基準となる所望エネルギーに到達するかを判別することで、前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバにおける故障の有無を診断する診断手段を備えた
ことを特徴とする。

本発明は、エネルギー低下異常が発生した場合に、レーザ装置の電気系統、すなわちレーザチャンバ、ＰＰＭ、充電器を被検査モジュールとして故障診断する。具体的には、充電電圧を許容範囲内で上昇させつつパルスレーザ発振を行い、パルス毎にレーザ光のエネルギーを計測し、充電電圧が上限に到達するまでに計測したエネルギーが故障判断の基準となる目標エネルギーに到達するかを判別し、到達すれば電気系統に故障は無いと判断し、到達しなければ電気系統に故障が有ると判断する。

本発明によれば、故障診断時に所定のレーザ発振を行うことでエラー状態を再現し、そのレーザ発振の動作結果を用いることによって被検査モジュールの故障の有無を判別するようにしているため、作業員が故障発生前のログデータを分析するなど作業員の能力に依存し且つ時間を要する作業が不要になる。したがってエラーが発生したレーザ装置を早急に復旧させることが可能になる。
またエラーが発生したときにレーザ装置側で故障診断が行われて故障モジュールがある程度特定されるため、作業員はレーザ装置の稼働現場に持ち込交換モジュールをある程度特定でき、余分な交換モジュールを搬送する作業が不要になる。したがってモジュール交換の労力及びコストを低減することが可能になる。

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

最初にレーザ装置の一例として２ステージレーザシステムの基本的な構成及び動作を説明する。

［２ステージレーザ装置の構成］
図１は本実施形態に係るレーザシステムの構成図である。また、図２（ａ）は発振用チャンバ及びその近傍の構成図であり、図２（ｂ）は増幅用チャンバ及びその近傍の構成図である。図１ではＭＯＰＯ方式の２ステージレーザ装置を示している。

２ステージレーザ装置２においては、発振用レーザ（osc）１００でシード光（種レーザ光）が生成され狭帯域化される。そして、増幅用レーザ（amp）３００でそのシード光が増幅される。すなわち、発振用レーザ１００から出力されるレーザ光のスペクトル特性によってレーザシステム全体のスペクトル特性が決定され、増幅用レーザ３００によってレーザシステム自体のレーザ出力（エネルギーまたはパワー）が決定される。増幅用レーザ３００から出力されるレーザ光は露光装置３に入力され、このレーザ光は露光対象（例えばウエハ）の露光に用いられる。

発振用レーザ１００は発振用チャンバ１０と、充電器１１と、発振用高電圧パルス発生器１２と、ガス供給・排気ユニット１４と、冷却水供給ユニット１５と、狭帯域化モジュール１６（以下、ＬＮＭ１６という）と、フロントミラー１７と、第１モニタモジュール１９と、放電検出部２０と、で構成される。

増幅用レーザ３００は増幅用チャンバ３０と、充電器３１と、増幅用高電圧パルス発生器３２と、ガス供給・排気ユニット３４と、冷却水供給ユニット３５と、リア側ミラー３６と、出力ミラー３７と、第２モニタモジュール３９と、放電検出部４０と、で構成される。

ここで発振用レーザ１００と増幅用レーザ３００について説明するが、その構成は同一する部分があるため、その部分に関しては発振用レーザ１００を代表して説明する。

発振用チャンバ１０の内部には、所定距離だけ離隔し、互いの長手方向が平行であって且つ放電面が対向する一対の電極（カソード電極及びアノード電極）１０ａ、１０ｂが設けられる。これらの電極１０ａ、１０ｂには、充電器１１と発振用高電圧パルス発生器１２と、で構成された電源によって高電圧パルスが印加される。すると、電極１０ａ、１０ｂ間で放電が生じ、この放電によって発振用チャンバ１０内に封入されたレーザガスが励起される。この電源の一例を図３に示す。

図３は電源及びチャンバ内部の回路構成の一例を示す図である。
図３（ａ）に示す発振用高電圧パルス発生器１２は、可飽和リアクトルからなる３個の磁気スイッチＳＲ1、ＳＲ2、ＳＲ3を用いた２段の磁気パルス圧縮回路を備える。磁気スイッチＳＲ1は固体スイッチＳＷでのスイッチングロスを低減するために設けられたものであり、磁気アシストとも呼ばれる。例えば、この固体スイッチＳＷにはＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子が用いられる。なお、図３（ａ）の回路を用いる代わりに、図３（ｂ）の回路を用いてもよい。図３（ｂ）は磁気パルス圧縮回路に加え昇圧トランスＴｒ1を含む回路であり、図３（ｂ）は昇圧トランスの代わりに主コンデンサＣ0の充電用のリアクトルＬ1を含む例である。

以下に図３（ａ）にしたがって、回路の構成と動作を説明する。なお、図３（ｂ）の回路は昇圧トランスにより昇圧される動作が無いだけで、他の動作は図３（ａ）の回路と同様なので、説明を省略する。また、発振用レーザ１００の電源と増幅用レーザ３００の電源の構成及び動作は同じであるため、増幅用レーザ３００の電源の説明を省略する。

充電器１１の電圧は所定の値Ｖに調整され、主コンデンサＣ0が充電される。このとき、固体スイッチＳＷはオフになっている。主コンデンサＣ0の充電が完了し、固体スイッチＳＷがオンとなったとき、固体スイッチＳＷの両端にかかる電圧は主に磁気スイッチＳＲ1の両端にかかる。磁気スイッチＳＲ1の両端にかかる主コンデンサＣ0の充電電圧Ｖ0の時間積分値が磁気スイッチＳＲ1の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ1が飽和して導通状態となる。すると、主コンデンサＣ0、磁気スイッチＳＲ1、昇圧トランスＴｒ1の１次側、固体スイッチＳＷのループに電流が流れる。同時に、昇圧トランスＴｒ1の２次側、コンデンサＣ1のループに電流が流れ、主コンデンサＣ0に蓄えられた電荷がコンデンサＣ1に移行し、コンデンサＣ1が充電される。

コンデンサＣ1における電圧Ｖ1の時間積分値が磁気スイッチＳＲ2の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ2が飽和して導通状態となる。すると、コンデンサＣ1、コンデンサＣ2、磁気スイッチＳＲ3のループに電流が流れ、コンデンサＣ1に蓄えられた電荷がコンデンサＣ2に移行し、コンデンサＣ2が充電される。

コンデンサＣ2における電圧Ｖ2の時間積分値が磁気スイッチＳＲ３の特性で決まる限界値に達すると、磁気スイッチＳＲ3が飽和して導通状態となる。すると、コンデンサＣ2、ピーキングコンデンサＣp、磁気スイッチＳＲ3のループに電流が流れ、コンデンサＣ2に蓄えられた電荷がピーキングコンデンサＣpに移行し、ピーキングコンデンサＣpが充電される。

図３（ａ）に示すように、発振用チャンバ１０内には、第１電極９１と、誘電体チューブ９２と、第２電極９３とからなる予備電離手段が設けられている。予備電離のためのコロナ放電は、第１電極９１が挿入されている誘電体チューブ９２と第２電極９３とが接触している個所を基点として誘電体チューブ９２の外周面に発生する。ピーキングコンデンサＣpの充電が進むにつれてその電圧Ｖpが上昇し、電圧Ｖpが所定の電圧になると誘電体チューブ９２の外周面にコロナ放電が発生する。このコロナ放電によって誘電体チューブ９２の外周に紫外線が発生し、一対の電極１０ａ、１０ｂ間のレーザガスが予備電離される。

ピーキングコンデンサＣpの充電がさらに進むにつれて、ピーキングコンデンサＣpの電圧Ｖpが上昇する。この電圧Ｖpがある値（ブレークダウン電圧）Ｖbに達すると、一対の電極１０ａ、１０ｂ間のレーザガスが絶縁破壊されて主放電が開始される。この主放電によりレーザ媒質が励起される。そして、発振用レーザ１００の場合はシード光が発生し、増幅用レーザ３００（もしくは増幅器）の場合は注入されたシード光が増幅される。主放電によりピーキングコンデンサＣpの電圧は急速に低下し、やがて充電開始前の状態に戻る。

固体スイッチＳＷのスイッチング動作によってこのような放電動作が繰り返し行なわれることで、パルスレーザ発振が行われる。固体スイッチＳＷのスイッチング動作は、外部からのトリガ信号に基づき行われる。このトリガ信号を送出する外部コントローラは、例えば、後述する同期コントローラ８である。

本実施形態では、磁気スイッチＳＲ2、ＳＲ3及びコンデンサＣ1、Ｃ2で２段の容量移行型回路が構成されている。容量移行型回路では、後段に行くにつれて各段のインダクタンスを小さくするように設定すれば、各段を流れる電流パルスのパルス幅が順次狭くなるようなパルス圧縮動作が実現される。結果として、一対の電極１０ａ、１０ｂ間、一対の電極３０ａ、３０ｂ間に短パルスの強い放電が実現される。

ここで図１に戻り、他の構成の説明をする。
発振用チャンバ１０の内部には、ガス供給・排気ユニット１４から供給されるレーザガスが封入される。ガス供給・排気ユニット１４には、発振用チャンバ１０内にレーザガスを供給するガス供給系と、発振用チャンバ１０内のレーザガスを排気するガス排気系とが設けられる。本レーザ装置がフッ素分子（Ｆ２）レーザとして使用される場合は、ガス供給・排気ユニット１４は、フッ素（Ｆ２）ガスと、ヘリウム（Ｈｅ）やネオン（Ｎｅ）等からなるバッファガスとを発振用チャンバ１０に供給する。また、本レーザ装置がＫｒＦエキシマレーザとして使用される場合は、ガス供給・排気ユニット１４は、クリプトン（Ｋｒ）ガス及びフッ素（Ｆ２）ガスと、ヘリウム（Ｈｅ）やネオン（Ｎｅ）等からなるバッファガスとを発振用チャンバ１０に供給する。また、本レーザ装置がＡｒＦエキシマレーザとして使用される場合は、ガス供給・排気ユニット１４は、アルゴン（Ａｒ）ガス及びフッ素（Ｆ２）ガスと、ヘリウム（Ｈｅ）やネオン（Ｎｅ）等からなるバッファガスとを発振用チャンバ１０に供給する。各ガスの供給及び排気はガス供給・排気ユニット１４の各バルブの開閉で制御される。

また、発振用チャンバ１０の内部には、クロスフローファン１０ｃが設けられる。クロスフローファン１０ｃによってレーザガスがチャンバ内で循環され、電極１０ａ、１０ｂ間に送り込まれる。

また、発振用チャンバ１０の内部には、熱交換器１０ｄが設けられる。熱交換器１０ｄは冷却水によって発振用チャンバ１０内の排熱を行う。冷却水は冷却水供給ユニット１５から供給される。冷却水の供給は冷却水供給ユニット１５のバルブの開閉で制御される。

発振用チャンバ１０において、レーザ光の光軸上であってレーザ光出力部分には、ウィンドウ１０ｅ、１０ｆが設けられる。ウィンドウ１０ｅ、１０ｆはレーザ光に対して透過性がある材料、例えばＣａＦ２等、で形成される。両ウィンドウ１０ｅ、１０ｆは、外側の面が互いに平行に配置され、また、レーザ光に対して反射損失を低減すべくブリュースタ角で設置され、更にレーザ光の直線偏光方向がウィンドウ面に対して垂直になるように設置される。

圧力センサＰlは、発振用チャンバ１０内のガス圧力をモニタしており、ガス圧力を示す信号をユーティリティコントローラ５に出力する。ユーティリティコントローラ５は後述する処理に基づいて、ガス供給・排気ユニット１４に各バルブの開閉及びその開度（又はガス流量）を指示する信号を生成し出力する。すると、ガス供給・排気ユニット１４が各バルブの開閉を制御するため、発振用チャンバ１０内のガス組成やガス圧力が制御される。

レーザ出力はガス温度によって変化する。そこで、温度センサＴlは、発振用チャンバ１０内の温度をモニタしており、温度を示す信号をユーティリティコントローラ５に出力する。ユーティリティコントローラ５は発振用チャンバ１０内の所望温度にすべく、冷却水供給ユニット１５にバルブの開閉及びその開度（又は冷却水流量）を指示する信号を生成し出力する。すると、冷却水供給ユニット１５がバルブの開閉を制御するため、発振用チャンバ１０内の熱交換器１０ｄに供給される冷却水の流量すなわち排熱量が制御される。

発振用チャンバ１０の外部であり、ウィンドウ１０ｅ側のレーザ光の光軸上にはＬＮＭ１６が設けられ、ウィンドウ１０ｆ側のレーザ光の光軸上にはフロントミラー１７が設けられる。ＬＮＭ１６は、例えば拡大プリズムと波長選択素子であるグレーティング（回折格子）等の光学素子で構成される。また、ＬＮＭ１６は波長選択素子であるエタロンと全反射ミラー等の光学素子で構成される場合もある。このＬＮＭ１６内の光学素子とフロントミラー１７とでレーザ共振器が構成される。

発振用チャンバ１０の外部であり、ウィンドウ１０ｅ側にはリアミラー１８が設けられる。リアミラー１８はＬＮＭ１６と発振用チャンバ１０の間のレーザ光の光軸上と光軸外との間を移動自在であり、通常は光軸外に配置されるが、ＬＮＭ１６の故障診断の際にのみ光軸上に配置される。

第１モニタモジュール１９はフロントミラー１７を透過したレーザ光のエネルギーや出力線幅や中心波長等のレーザビーム特性をモニタする。つまり第１モニタモジュール１９はエネルギーセンサや波長センサやスペクトルセンサの機能を有する。第１モニタモジュール１９はレーザ光の中心波長を示す信号を生成し、この信号を波長コントローラ６に出力する。また、第１モニタモジュール１９はレーザ光のエネルギーを測定し、このエネルギーを示す信号をエネルギーコントローラ７に出力する。

なお、増幅用チャンバ３０の電極３０ａ、３０ｂ、クロスフローファン３０ｃ、熱交換器３０ｄ、ウィンドウ３０ｅ、３０ｆの構成及び機能は、上述した発振用チャンバ１０の各部の構成及び機能と同じである。また、増幅用レーザ３００に設けられた充電器３１、増幅用高電圧パルス発生器３２、ガス供給・排気ユニット３４、冷却水供給ユニット３５、第２モニタモジュール３９、圧力センサＰ2、温度センサＴ2の構成及び機能は、上述した発振用レーザ１００側に設けられた同一要素の構成及び機能と同じである。

一方、増幅用レーザ３００には、発振用レーザ１００で設けられたＬＮＭ等からなる共振器に代わり、次に述べる不安定共振器が設けられる。

増幅用チャンバ３０の外部であり、ウィンドウ３０ｅ側のレーザ光の光軸上にはリア側ミラー３６が設けられ、ウィンドウ３０ｆ側のレーザ光の光軸上には出力ミラー３７が設けられる。リア側ミラー３６と出力ミラー３７とで不安定型共振器が構成される。リア側ミラー３６の反射面は凹面であって、その中央部にはミラー後方側から反射面側へレーザ光を通過させる孔が設けられる。リア側ミラー３６の反射面はＨＲ（High Reflection）コートが施される。出力ミラー３７の反射面は凸面であって、その中央部にはＨＲ（High Reflection）コートが施され、中央部周囲にはＡＲ（Anti Reflection）コートが施される。なお、リア側ミラー３６としては、中央に孔が開いたものを使用するのではなく、孔に相当する部分のみＡＲコートが施されたミラー基板を使用してもよい。また、不安定共振器でなく安定共振器でもよい。

出力ミラー３７のフロント側のレーザ光の光軸上にはビームエキスパンダ（Beam Expander：ＢＥＸ）４３が設けられる。ビームエキスパンダ４３は、プリズムやレンズなどビーム拡大系の光学素子を有しており、出力ミラー３７から出力されるレーザ光を所望サイズに拡大して、例えばビーム幅を拡大して出力する。またビームエキスパンダ４３はビームスプリッタを有しており、このビームスプリッタはレーザ光の一部を透過すると共に一部を反射する。ビームスプリッタで反射されたレーザ光はエネルギーセンサ４４に入射する。エネルギーセンサ４４はレーザ光のエネルギーを測定し、このエネルギーを示す信号をエネルギーコントローラ７に出力する。

ビームエキスパンダ４３のフロント側のレーザ光の光軸上にはビーム出射位置調整機構（Amplifier Beam Steering：ＡＢＳ）４５が設けられる。ビーム出射位置調整機構４５は、１以上の反射ミラーを有し、各反射ミラーは所望の位置にビームが出力されるように配置されている。

ビーム出射位置調整機構４５のフロント側のレーザ光の光軸上にはレーザパルス長大機構（Optical Pulse Stretcher：ＯＰＳ）４６が設けられる。レーザパルス長大機構４６は、レーザ光のパルス長を大きくする光学素子を有しており、ビーム出射位置調整機構２５から出力されたレーザ光のパルス長を大きくしてモニタモジュール２７に出力する。

発振用レーザ１００のフロントミラー１７と増幅用レーザ３００のリア側ミラー３６との間には、反射ミラーを含むビーム伝搬部４２が設けられる。

フロントミラー１７を透過したレーザ光はビーム伝搬部４２によってリア側ミラー３６まで案内される。更にこのレーザ光はリア側ミラー３６の孔を通過し、増幅用チャンバ３０内を通過し、出力ミラー３７の中央部で反射される。出力ミラー３７で反射されたレーザ光は、増幅用チャンバ３０内を通過し、リア側ミラー３６の孔周囲で反射される。更に、リア側ミラー３６で反射されたレーザ光は、増幅用チャンバ３０内を通過し、出力ミラー３７の中央部周囲を透過し出力される。レーザ光が増幅用チャンバ３０の放電部すなわち電極３０ａ、３０ｂ間を通過する際に放電が発生すると、レーザ光のパワーは増幅される。

波長コントローラ６にはモニタモジュール１９、３９からの信号が入力される。波長コントローラ６はレーザ光の中心波長を所望の波長にすべくＬＮＭ１６内の波長選択素子（グレーティング、エタロン等）の選択波長を変化させる信号を生成し、この信号をドライバ２１に出力する。波長選択素子の選択波長は、例えば、波長選択素子へ入射するレーザ光の入射角を変化させることにより変化する。ドライバ２１は、受信した前記信号に基づき、波長選択素子へ入射するレーザ光の入射角が変化するように、ＬＮＭ１６内の光学素子（例えば、拡大プリズム、全反射ミラー、グレーティング等）の姿勢角等を制御する。なお、波長選択素子の波長選択制御はこれに限られるものではない。例えば、波長選択素子がエアギャップエタロンの場合、ＬＮＭ１６内のエアギャップ内の気圧（窒素等）を制御してもよいし、ギャップ間隔を制御してもよい。

エネルギーコントローラ７にはモニタモジュール１９、３９の出力信号が入力される。また、図１に示すように、露光装置３に出力モニタ５１を設け、その出力信号がエネルギーコントローラ７に直接入力されるようにしてもよい。また、露光装置３の出力モニタ５１の出力信号を露光装置３のコントローラ５２に入力し、このコントローラ５２がレーザ内部に搭載されたエネルギーコントローラ７に信号を送出するようにしてもよい。エネルギーコントローラ７はパラメータｄＶ／ｄＥに基づいて、パルスエネルギーを所望の値にすべく次回充電電圧Ｖosc、Ｖampを示す信号を生成し、この信号を同期コントローラ８に出力する。充電電圧Ｖoscとは発振用高電圧パルス発生器１２に備えられる主コンデンサＣ0の充電電圧のことをいい、充電電圧Ｖampとは増幅用高電圧パルス発生器３２に備えられる主コンデンサＣ0の充電電圧のことをいう。

図６はエネルギーＥと充電電圧Ｖとの関係示す。極小の充電電圧範囲において、エネルギーＥと充電電圧Ｖの関係は線形とみなせ、その傾きはｄＶ／ｄＥで表される。エネルギーコントローラ７は発振用レーザ１００のｄＶ／ｄＥと増幅用レーザ３００のｄＶ／ｄＥをパラメータとして保持しており、上述したように、このパラメータｄＶ／ｄＥに基づいて、パルスエネルギーを所望の値にすべく次回充電電圧Ｖosc、Ｖampを示す信号を生成する。具体的には、個々のレーザに要求される次回エネルギーＥの増減量に対応する充電電圧Ｖosc、Ｖampの変動量を個々のパラメータｄＶ／ｄＥを用いて求め、前回充電電圧Ｖosc、Ｖampから求めた変動量を加減し、次回充電電圧Ｖosc、Ｖampとする。

同期コントローラ８にはエネルギーコントローラ７からの信号と、放電検出器２０、４０から出力される各チャンバ１０、３０における放電開始を知らせる信号とが入力される。同期コントローラ８はエネルギーコントローラ７からの信号に基づいて、充電器１１、３１の充電電圧を制御する。ところで、発振用チャンバ１０の放電と増幅用チャンバ３０の放電のタイミングがずれると、発振用チャンバ１０から出力されたレーザ光は増幅用チャンバ３０で効率よく増幅されない。そこで、発振用チャンバ１０から出力されたレーザ光（シード光）が増幅用チャンバ３０内の一対の電極３０ａ、３０ｂ間の放電領域（励起領域）に満たされたタイミングで増幅用チャンバ３０において放電する必要がある。

図７は発振用レーザの放電タイミングに対して増幅用レーザの放電タイミングが遅延する時間ｄｔとエネルギーＥとの関係を示す。同図７において、遅延する時間（以下、遅延時間差）ｄｔが最適遅延時間ｄｔ1のときに最も高いエネルギーＥmaxが得られているが、これはシード光のうち最も強度が高い部分が発振用チャンバ１０から出力されてから最適遅延時間ｄｔ1後に増幅用チャンバ３０を通過していることを示している。この図７からは、発振用レーザ１００と増幅用レーザ３００の放電タイミングが早くても（ｄｔ＜ｄｔ1）遅くても（ｄｔ＞ｄｔ1）、得られるエネルギーＥがエネルギーＥmaxよりも減少することが判り、また遅延時間差ｄｔとエネルギーＥは密接な関係にあることが判る。同期コントローラ８が正常に機能していれば、遅延時間差ｄｔは指定範囲内に収まる。

ユーティリティコントローラ５と波長コントローラ６とエネルギーコントローラ７はメインコントローラ４に接続される。更に露光装置３（例えば、コントローラ５２）はメインコントローラ４に接続される。メインコントローラ４は露光装置３からの指令信号に基づき、各コントローラ５〜７に制御分担を振り分ける。その指令に従い各コントローラ５〜７は処理を行う。

またメインコントローラ４０は、エネルギーセンサ２８、３１の測定結果及びモニタモジュール２７のモニタ結果を受信する。故障診断コントローラ５０はレーザ装置に発生したエラーの種類を判別し、図示しない操作パネルに備えられた表示部にエラーコードを表示させる。またエラーを誘発した異常状態を判別し、その異常状態に応じた故障診断を行うべくレーザ装置を制御し、図９〜図１３で示す各故障診断処理を行う。

ここまで説明した各構成要素は個々にモジュール化されており、故障時にはモジュール毎交換される。

以上、ＭＯＰＯ方式のレーザ装置の構成について説明したが、ＭＯＰＡ方式のレーザ装置の場合は、増幅用チャンバ３０にリア側ミラー３６と出力ミラー３７を設けない構成になる。なお、ＭＯＰＡ方式では、光が増幅用チャンバ３０内を通過する回数は１回であるが、これに限るものではない。例えば、折り返しミラーを設けて、増幅用チャンバを複数回通過させてもよい。このように構成することにより、より高い出力のレーザ光を取り出すことが可能となる。

［発振用レーザと増幅用レーザの放電タイミング］
ここで発振用レーザ１００と増幅用レーザ３００の放電タイミングについて更なる説明をする。
先に述べたように、発振用チャンバ１０内の電極１０ａ、１０ｂ間、及び増幅用チャンバ３０内の電極３０ａ、３０ｂ間に立上り時間の速い高電圧パルスを印加するために、それぞれ磁気パルス圧縮回路を有する発振用高電圧パルス発生器１２と、増幅用高電圧パルス発生器３２が用いられる。一般的に、各高電圧パルス発生器１２、３２の磁気パルス圧縮回路で用いられる磁気スイッチＳＲ2、ＳＲ3は可飽和リアクトルである。主コンデンサＣ0からエネルギー（電圧パルス）が転送される場合、この磁気スイッチＳＲ2、ＳＲ3にかかる電圧（Ｖ：すなわち主コンデンサＣ0の充電電圧）と磁気スイッチＳＲ2、ＳＲ3によってパルス圧縮されて転送される電圧パルスの転送時間（ｔ）との積（Ｖｔ積）の値は一定という関係がある。例えば、主コンデンサＣ0の充電電圧が高くなると、電圧パルスの転送時間（すなわち、磁気スイッチがオン状態である時間）が短くなる。

図４、図５は、高電圧パルス発生器の固体スイッチＳＷがオン状態になってから電極間に放電が発生するまでの時間と主コンデンサＣ0の充電電圧との関係を示す図である。

図４は、発振用レーザ１００及び増幅用レーザ３００における充電電圧設定範囲が同一である例を示すものである。ここには、発振用高電圧パルス発生器１２に設けられた主コンデンサＣ0の充電電圧設定範囲、すなわち充電器１１の電圧設定範囲がＶc1〜Ｖc2（Ｖc1＜Ｖc2）である場合の特性カーブＡと、増幅用高電圧パルス発生器３２に設けられた主コンデンサＣ0の充電電圧設定範囲、すなわち充電器３１の電圧設定範囲がＶc1〜Ｖc2（Ｖc1＜Ｖc2）である場合の特性カーブＢと、が示されている。

二つの特性カーブＡ、Ｂのずれは、各高電圧パルス発生器１２、３２がそれぞれ有する磁気パルス圧縮回路の設計の違い（回路定数の違い）、あるいは同じ設計でも磁気パルス発生回路を構成する回路素子の個体差によって発生するものである。

図４から明らかなように、発振用レーザ１００における充電電圧がＶc2であり、増幅用レーザ３００における充電電圧がＶc1である場合は、各固体スイッチＳＷがオン状態になってから各電極間で放電発生するまでの時間のずれが最大値Ｔ1となる。

また、発振用レーザ１００における充電電圧、増幅用レーザ３００における充電電圧が共に電圧Ｖc1である場合は、各固体スイッチＳＷがオン状態になってから各電極間で放電発生するまでの時間のずれがＴ2となり、共に電圧Ｖc2である場合は、ずれがＴ3となる（図４の例では、Ｔ2＞Ｔ3）。

一方、図５は、発振用レーザ１００及び増幅用レーザ３００における充電電圧設定範囲が相違する例を示すものである。ここには、発振用高電圧パルス発生器１２に設けられた主コンデンサＣ0の充電電圧設定範囲、すなわち充電器１１の電圧設定範囲がＶco1〜Ｖco2（Ｖco1＜Ｖco2）である場合の特性カーブＣと、増幅用高電圧パルス発生器３２に設けられた主コンデンサＣ0の充電電圧設定範囲、すなわち充電器３１の電圧設定範囲がＶca1〜Ｖca2（Ｖca1＜Ｖca2）である場合の特性カーブＤと、が示されている。

図５から明らかなように、発振用レーザ１００における充電電圧がＶco2であり、増幅用レーザ３００における充電電圧がＶca1である場合は、各固体スイッチＳＷがオン状態になってから各電極間で放電発生するまでの時間のずれが最大値Ｔ1となる。

また、発振用レーザ１００における充電電圧がＶco1、増幅用レーザ３００における充電電圧がＶca1である場合は、各固体スイッチＳＷがオン状態になってから各電極間で放電発生するまでの時間のずれがＴ2となり、発振用レーザ１００における充電電圧がＶco2、増幅用レーザ３００における充電電圧がＶca2である場合は、ずれがＴ3となる（図５の例では、Ｔ2＞Ｔ3）。

このように、発振用高電圧パルス発生器１２の固体スイッチＳＷがオン状態となるタイミングと増幅用高電圧パルス発生器３２の固体スイッチＳＷがオン状態となるタイミングがそれぞれ一定であったとしても、発振用レーザ１００における充電電圧Ｖosc、増幅用レーザ３００における充電電圧Ｖampの値に応じて、各々のレーザで放電が発生するタイミングは変動する。

このため、同期コントローラ８はエネルギーコントローラ７からの信号（充電電圧Ｖosc、Ｖamp）と放電検出器２０、４０からの信号に基づいて、発振用高電圧パルス発生器１２の固体スイッチＳＷへのトリガ信号に対する増幅用高電圧パルス発生器３２の固体スイッチＳＷへのトリガ信号の遅延時間を決定する。

すなわち、同期コントローラ８は、エネルギーコントローラ７から受け取った次回放電のための充電電圧信号（電圧Ｖosc、Ｖamp）から、上述した電圧と転送時間とのＶｔ積特性を考慮して遅延時間を決定する。

また、同期コントローラ８は、実際の放電タイミングの測定結果である放電検出器２０、４０からの信号に基づいて、前記遅延時間をフィードバック補正する。

各々のレーザで放電が発生するタイミングは、各チャンバ内に充填されたレーザガスの圧力によっても変化する。一般的には、電極間で放電が発生するときにレーザガスの圧力が高いと電極に印加される電圧は高くなる。よって、レーザガスの圧力が高くなると、同期コントローラ８からのトリガ信号によって、各高電圧パルス発生器１２、３２の固体スイッチＳＷがオン状態になってから、電極１０ａ、１０ｂ間、電極３０ａ、３０ｂ間に放電が発生するまでの時間も長くなる。上述したフィードバック補正では、こういったＶｔ積特性以外の要因での放電タイミングのずれを補正する。

そして、同期コントローラ８は、発振用高電圧パルス発生器１２の固体スイッチＳＷにトリガ信号を出力した後、決定した遅延時間が経過した時点で、増幅用高電圧パルス発生器３２の固体スイッチＳＷにトリガ信号を出力する。

当然ながら、各高電圧パルス発生器１２、３２のそれぞれに設けられた主コンデンサＣ0の充電電圧（すなわち、充電器１１、３１の設定電圧）の値によっては、遅延時間が負の値を取る場合がある。すなわち、同期コントローラ８は、先に増幅用高電圧パルス発生器３２の固体スイッチＳＷにトリガ信号を出力した後、決定した遅延時間が経過した時点で、発振用高電圧パルス発生器１２の固体スイッチＳＷにトリガ信号を出力する場合もある。

また、本制御形態では、同期コントローラ８は、放電検出器２０、４０により検出される発振用チャンバ１０、増幅用チャンバ３０における放電の発生タイミングを、遅延時間を定めるための情報としているが、これに限るものではない。

例えば、第１モニタモジュール１９で検出した発振用レーザ１００のレーザ光が出力されるタイミングと、第２モニタモジュール３９で検出した増幅用レーザ３００のレーザ光が出力されるタイミングとを用いてもよい。

また、第１モニタモジュール１９で検出した発振用レーザ１００のレーザ光が出力されるタイミングと放電検出器４０により検出した増幅用チャンバ３０における放電の発生タイミングとを用いてもよい。

［故障診断の処理］
次にレーザ装置の故障診断システムについて具体的な処理の一形態を説明する。

本実施形態は、故障診断の際にレーザ発振を行い、そのレーザ発振の動作結果を用いることでレーザ装置の被診断モジュールを診断するものであり、各故障診断をメインコントローラ４が管理し、各モジュールの動作を制御することにしているが、他のコントローラが管理するようにすることも可能である。

レーザ装置の出力エラーには、例えばエネルギー関連エラーや波長関連エラーやスペクトル関連エラーなどがある。本実施形態ではそれらを代表してエネルギー関連エラーについて説明する。

エネルギー関連エラーは様々な異常が原因となって発生する。例えば、発振用レーザ１００と増幅用レーザ３００の同期異常や、パラメータｄＶ／ｄＥの異常や、エネルギー安定性の異常や、エネルギー低下異常などが原因となって発生する。

図８はエネルギー関連エラーが発生した場合に行われる異常判断手順を示す。
先ず同期異常に関するエラーが発生しているかが判断され（ステップ１１）、発生している場合は図９に示す同期制御診断処理が行われる（ステップ１５）。次にパラメータｄＶ／ｄＥ異常に関するエラーが発生しているかが判断され（ステップ１２）、発生している場合は図１０に示すエネルギー制御診断処理が行われる（ステップ１６）。次にエネルギー安定性異常に関するエラーが発生しているかが判断され（ステップ１３）、発生している場合は図１１に示すエネルギー安定性診断処理が行われる（ステップ１７）。次にエネルギー低下異常に関するエラー、すなわちエネルギーが目標エネルギーに達していないにもかかわらず、増幅用レーザ３００の充電電圧Ｖampが許容範囲の上限電圧Ｖmaxに張り付いているかが判断され（ステップ１４）、上限電圧Ｖmaxに張り付いている場合は図１２に示すエネルギー出力診断処理が行われ（ステップ１８）、上限電圧Ｖmaxに張り付いていない場合は図１１に示すエネルギー安定性診断処理が行われる（ステップ１９）。

本実施形態では図８に示すステップ１５〜１９の診断処理により何れのモジュールが故障しているかを判別するようにしているが、何れの診断処理により故障したモジュールを発見したとしても、以降のエラー判断を行うようにしている。つまりステップ１１〜１４のエラー判断を全て行うようにしている。

本実施形態とは別の実施形態として、故障したモジュールを発見した時点で以降のエラー判断を行わずに処理を終了するようにしてもよいが、そうした場合は最適な順序でエラー判断を行う必要がある。例えば図８に示すステップ１１〜１４のエラー判断を行う場合は、同図８に示す順序で行うことが望ましい。仮にステップ１４のエネルギー低下異常の判断とステップ１１の同期異常の判断又はステップ１２のパラメータｄＶ／ｄＥ異常の判断を入れ替えた場合を考える。同期異常やパラメータｄＶ／ｄＥ異常が発生することによってもエネルギー低下異常すなわち充電電圧Ｖが上限電圧Ｖmaxに張り付く現象が発生する。このため先にエネルギー低下異常の故障診断が行われてそこで処理が終了したとすると、実際は同期やパラメータｄＶ／ｄＥに異常があったとしてもその診断は行われないことになり、故障診断の精度が低下する。精度の低下を防止するためにも最適な順序でエラー判断を行う必要がある。

図９は同期制御診断処理の手順を示す図である。
図７を用いて説明した遅延時間差ｄｔが指定範囲内にあること、すなわち最適遅延時間差ｄｔ1±αにあることを“同期”といい、指定範囲外にあることを“同期外れ”という。この同期外れの状態にあることをもって同期異常のエラーという。同期外れは同期コントローラ８の故障によって発生する。ここでは同期外れを引き起こす同期コントローラ８が被故障診断モジュールとして故障診断される。

先ず後述する同期調整発振が行われる（ステップ２１）。同期調整発振の結果、同期外れの状態から復帰したか否かが判断される（ステップ２２）。復帰した場合（ｄｔ1−α≦ｄｔ≦ｄｔ1＋α）には、同期コントローラ８は故障していないと判断され（ステップ２３）、図８の処理に戻る。一方、復帰せず未だ同期外れ状態にある場合（ｄｔ＜ｄｔ1−α、ｄｔ1＋α＜ｄｔ）には、同期コントローラ８が故障していると判断され（ステップ２４）、図８の処理に戻る。同期コントローラ８が故障していると判断された場合は、レーザ装置に設けられた操作パネルの表示部に同期コントローラ８が故障している旨が示される。

図９のステップ２１に示される同期調整発振では次のような処理が行われる。
同期コントローラ８は、外部から送信されるマスタートリガを受信した後に発振用高電圧パルス発生器１２の固体スイッチＳＷに対して発振側放電トリガを送信し、同様にマスタートリガを受信した後に増幅用高電圧パルス発生器３２の固体スイッチＳＷに対して増幅側放電トリガを送信する。同期コントローラ８の内部にはこれら発振側放電トリガ及び増幅側放電トリガの送信タイミングを調節するために遅延回路が設けられている。この遅延回路は発振用レーザ１００で放電してから図７で示す遅延時間差ｄｔ1後に増幅用レーザ３００で放電するように、発振側放電トリガ及び増幅側放電トリガの送信タイミングを調節する。遅延回路が正常に機能している場合は、遅延時間差ｄｔは所定の範囲内に収まるが、正常に機能していない場合は、遅延時間差ｄｔは所定の範囲内に収まらない。同期調整発振によって同期コントローラ８の遅延回路に故障があるか否かが判る。

同期調整発振では、発振用レーザ１００の充電電圧Ｖoscと増幅用レーザ３００の充電電圧Ｖampを所定範囲内で変化させつつパルスレーザ発振が行われる。そして同期コントローラ８でマスタートリガが受信されてから発振用チャンバ１０で実際に放電が発生する時期までの時間と、同期コントローラ８でマスタートリガが受信されてから増幅用チャンバ３０で実際に放電が発生する時期までの時間と、が各パルス毎に放電検出器２０、４０によって計測され、両計測値の減算から遅延時間差ｄｔが計算される。同期コントローラ８の遅延回路に異常がなければ遅延時間差ｄｔは故障判断の基準となる所定の時間差範囲内に収まり（ｄｔ1−α≦ｄｔ≦ｄｔ1＋α）、同期外れの状態から復帰する。同期コントローラ８の遅延回路に異常があると遅延時間差ｄｔは先の時間差範囲内に収まらず（ｄｔ＜ｄｔ1−α、ｄｔ1＋α＜ｄｔ）、同期外れの状態のままである。

図１０はエネルギー制御診断処理の手順を示す図である。
図６で示すように、一般にエネルギーＥと充電電圧Ｖとの間に線形の相関関係がある。しかし各レーザ１００、３００のチャンバ１０、３０に異常があると、充電電圧Ｖと実際に出力されるエネルギーＥとの間は初期の相関関係から外れる。ここではパラメータｄＶ／ｄＥの異常を引き起こす発振用チャンバ１０及び増幅用チャンバ３０が被故障診断モジュールとして故障診断される。

先ず発振用レーザ１００のみで後述する発振側ｄＶ／ｄＥ発振が行われる（ステップ３１）。発振側ｄＶ／ｄＥ発振の結果、取得したパラメータｄＶ／ｄＥが故障判断の基準となる所定の範囲内にあるか否かが判断される（ステップ３２）。所定の範囲内にある場合（ｄＶ／ｄＥmin≦ｄＶ／ｄＥ≦ｄＶ／ｄＥmax）には、発振用チャンバ１０は故障していないと判断される（ステップ３３）。一方、所定の範囲外にある場合（ｄＶ／ｄＥ＜ｄＶ／ｄＥmin、ｄＶ／ｄＥmax＜ｄＶ／ｄＥ）には、発振用チャンバ１０が故障していると判断される（ステップ３４）。

次に発振用レーザ１００及び増幅用レーザ３００を同期させた状態で後述する増幅側ｄＶ／ｄＥ発振が行われる（ステップ３５）。増幅側ｄＶ／ｄＥ発振の結果、取得したパラメータｄＶ／ｄＥが故障判断の基準となる所定の範囲内にあるか否かが判断される（ステップ３６）。所定の範囲内にある場合（ｄＶ／ｄＥmin≦ｄＶ／ｄＥ≦ｄＶ／ｄＥmax）には、増幅用チャンバ３０は故障していないと判断され（ステップ３７）、図８の処理に戻る。一方、所定の範囲外にある場合（ｄＶ／ｄＥ＜ｄＶ／ｄＥmin、ｄＶ／ｄＥmax＜ｄＶ／ｄＥ）には、増幅用チャンバ３０が故障していると判断され（ステップ３８）、図８の処理に戻る。発振用チャンバ１０、増幅用チャンバ３０が故障していると判断された場合は、レーザ装置に設けられた操作パネルの表示部に発振用チャンバ１０、増幅用チャンバ３０が故障している旨が示される。

図１０のステップ３１に示される発振側ｄＶ／ｄＥ発振では次のような処理が行われる。
発振側ｄＶ／ｄＥ発振では、発振用レーザ１００の充電電圧Ｖoscが所定範囲内で変化され、各充電電圧Ｖoscでパルスレーザ発振が行われる。発振用レーザ１００から出力されるレーザ光のエネルギーＥoscはパルス毎に第１モニタモジュール１９によって計測される。そして充電電圧Ｖoscと出力されたレーザ光のエネルギーＥoscとを対応付けることによって、図６に示すような充電電圧ＶoscとエネルギーＥoscとの相関関係が得られ、パラメータｄＶ／ｄＥが求められる。

図１０のステップ３５に示される増幅側ｄＶ／ｄＥ発振では次のような処理が行われる。
増幅側ｄＶ／ｄＥ発振では、発振用レーザ１００から出力されるシード光のエネルギーＥoscが一定にされると共に、増幅用レーザ３００の充電電圧Ｖampが所定範囲内で変化され、各充電電圧Ｖampでパルスレーザ発振が行われる。増幅用レーザ３００から出力されるレーザ光のエネルギーＥampはパルス毎に第２モニタモジュール３９によって計測される。そして充電電圧Ｖampと出力されたレーザ光のエネルギーＥampとを対応付けることによって、図６に示すような充電電圧ＶampとエネルギーＥampとの相関関係が得られ、パラメータｄＶ／ｄＥが求められる。発振用レーザ１００から出力されるシード光のエネルギーＥoscを複数種類に変化させて、各エネルギーＥosc毎にパラメータｄＶ／ｄＥが求められるようにしてもよい。

図１１はエネルギー安定性診断処理の手順を示す図である。
各パルスのエネルギーＥのばらつきは標準偏差σで表される。通常は充電電圧Ｖを一定にしてパルスレーザ発振を行うと、ばらつきσは所定範囲内に収まる。しかし発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１に異常があると、ばらつきσが大きくなり所定範囲内に収まらなくなる。同様に、増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１に異常があると、ばらつきσが大きくなり所定範囲内に収まらなくなる。ここではエネルギー安定性の異常を引き起こす各レーザの電気系統が被故障診断モジュールとして故障診断される。

先ず発振用レーザ１００のみで発振側Ｎ／Ｒ単体Ｐ／Ｌ発振が行われる（ステップ４１）。Ｎ／Ｒとは狭帯域発振（ナローラン）を意味し、Ｐ／Ｌとはエネルギー一定制御（パワーロック）を意味する。発振側Ｎ／Ｒ単体Ｐ／Ｌ発振では、発振用レーザ１００の充電電圧Ｖoscが徐々に上昇され、各充電電圧Ｖoscでパルスレーザ発振が行われる。発振用レーザ１００から出力されるレーザ光のエネルギーＥoscはパルス毎に第１モニタモジュール１９によって計測される。そして目標エネルギーＥtが得られるような目標充電電圧Ｖtが求められる。

目標充電電圧Ｖtが求められると、次に発振側Ｎ／Ｒ単体ＣＨＶ発振が行われる（ステップ４２）。ＣＨＶとは電圧一定制御を意味する。発振側Ｎ／Ｒ単体ＣＨＶ発振では、充電電圧Ｖoscがステップ４１で求めた目標充電電圧Ｖtに維持された状態でパルスレーザ発振が行われる。発振用レーザ１００から出力されるレーザ光のエネルギーＥoscはパルス毎に第１モニタモジュール１９によって計測される。そして各エネルギーＥoscのばらつきσが求められる。

発振側Ｎ／Ｒ単体ＣＨＶ発振の結果、取得したばらつきσが故障判断の基準となる所定の範囲内にあるか否かが判断される（ステップ４３）。所定の範囲内にある場合（σ≦σt）には、発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１は故障していないと判断される（ステップ４４）。一方、所定の範囲外にある場合（σt＜σ）には、発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１のうちの少なくとも一つが故障している可能性があると判断される（ステップ４５）。

増幅用レーザ３００で行われるステップ４６〜ステップ５０の処理は発振用レーザ１００で行われるステップ４１〜ステップ４５の処理を増幅用レーザに置き換えたのみで内容自体は実質的に同じであるため、ここではその説明を省略する。

ステップ５０が終了した時点では発振用レーザ１００や増幅用レーザ３００の電気系統に故障がある可能性があることは判るが、実際に故障しているか否かまでは判らない。そこで本実施形態では作業者は後述する“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”という詳細診断を行うか否かを選択できるようになっている（ステップ５１）。

“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”が選択されない場合は、レーザ装置に設けられた操作パネルの表示部に発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１のうちの少なくとも一つ又は増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１のうちの少なくとも一つに故障がある可能性がある旨が示される。“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”が選択された場合は“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”の処理が行われ（ステップ５２）、その結果が表示される。

図１３は“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”の手順を示す図である。
チャンバ内のレーザガスが劣化するとエネルギーが不安定になりまたエネルギーが低下する。ここではガス交換の後に発振用レーザ１００及び増幅用レーザ３００の電気系統の故障診断が行われる。

先ず増幅用チャンバ３０のガス交換が行われ、増幅用チャンバ３０には新しいレーザガスが最大ガス圧で封入される（ステップ１０１）。ガス交換後、増幅用レーザ３００のみで増幅側単体ＣＨＶ発振が行われる（ステップ１０２）。前述したようにＣＨＶとは電圧一定制御を意味する。増幅側単体ＣＨＶ発振では、充電電圧Ｖampが設定値に維持された状態でパルスレーザ発振が行われる。最初の増幅側単体ＣＨＶ発振では充電電圧Ｖampに許容範囲の最低充電電圧Ｖminが設定される。増幅用レーザ３００から出力されるレーザ光のエネルギーＥampはパルス毎に第２モニタモジュール３９によって計測される。所望回数のパルスレーザ発振の後に、第２モニタモジュール３９で計測されたエネルギーＥampが目標エネルギーＥtに達しているか否かが判断される（ステップ１０３）。

ステップ１０３の段階でエネルギーＥampが目標エネルギーＥtに達していないか又はそもそも第２モニタモジュール３９でエネルギーＥamp自体が検出されていない場合は、さらに充電電圧Ｖampが許容範囲の上限電圧Ｖmaxに到達しているか否かが判断される（ステップ１０６）。ステップ１０６の段階で上限電圧Ｖmaxに到達していない場合には、充電電圧Ｖampに一定の電圧増加分が加算された充電電圧Ｖamp＋α（ここではα＝５００Ｖ）が設定され（ステップ１０７）、再び増幅側単体ＣＨＶ発振が行われる（ステップ１０２）。一方、ステップ１０６の段階で上限電圧Ｖmaxに到達している場合には、新しいレーザガスであり且つ上限電圧Ｖmaxであるにも関わらず目標エネルギーＥtが得られない状況にある。この場合は増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１のうちの少なくとも一つに故障があると判断される（ステップ１０８）。

ステップ１０３の段階でエネルギーＥampが目標エネルギーＥtに達している場合は、さらにエネルギーＥampのばらつきσが故障判断の基準となる所定の範囲内にあるか否かが判断される（ステップ１０４）。所定の範囲内にある場合（σ≦σt）には増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１に故障がないと判断される（ステップ１０５）。一方、所定の範囲外にある場合（σt＜σ）には増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１に故障があると判断される（ステップ１０８）。

発振用レーザ１００で行われるステップ１０９〜ステップ１１５の処理は増幅用レーザ３００で行われるステップ１０１〜ステップ１０８の処理を発振用レーザに置き換えたのみで内容自体は実質的に同じであるため、ここではその説明を省略する。

発振用レーザ１００の電気系統又は増幅用レーザ３００の電気系統が故障していると判断された場合は、レーザ装置に設けられた操作パネルの表示部に発振用レーザ１００の電気系統又は増幅用レーザ３００の電気系統が故障している旨が示される。

図１２はエネルギー出力診断処理の手順を示す図である。
ここではエネルギー低下の異常を引き起こす各レーザの電気系統及び光学素子が被故障診断モジュールとして故障診断される。

先ずＩ／Ｌ・Ｐ／Ｌ発振が行われる（ステップ６１）。Ｉ／Ｌとは注入同期（インジェクションロック）を意味し、発振用レーザ１００と増幅用レーザ３００の同期発振のことをいう。Ｐ／Ｌとは前述したようにエネルギー一定制御（パワーロック）を意味する。Ｉ／Ｌ・Ｐ／Ｌ発振では、エネルギーが一定になるように発振用レーザ１００及び増幅用レーザ３００の充電電圧Ｖosc、Ｖampが制御され、パルスレーザ発振が行われる。増幅用レーザ３００から出力されるレーザ光のエネルギーＥampはパルス毎に第２モニタモジュール３９及びエネルギーセンサ４４によって計測される。レーザ発振後、第２モニタモジュール３９でエネルギーＥamp自体が検出されているか否かが判断される（ステップ６２）。

ステップ６２の段階でエネルギーＥampが検出されていない場合は、第２モニタモジュール３９を用いた故障診断を行うことが出来ない。そこでとりあえずは、増幅用レーザ３００の被故障診断モジュールのうちの少なくとも一つに故障がある可能性があると判断される。具体的には、増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１と、増幅用チャンバ３０よりもフロント側に配置された光学素子、すなわちビームエキスパンダ（ＢＥＸ）４３、ビーム出射位置調整機構（ＡＢＳ）４５、レーザパルス長大機構（ＯＰＳ）４６のうちの少なくとも一つに故障がある可能性があると判断される（ステップ６８、７０）。

ステップ６２の段階でエネルギーＥampが検出されている場合は、先ずはエネルギーＥampが目標エネルギーＥtに達しているか否かが判断される（ステップ６３）。目標エネルギーＥtに達している場合には、増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１は故障していないと判断される（ステップ６４）。一方、目標エネルギーＥtに達していない場合には、増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち発振用チャンバ３０、発振用高電圧パルス発生器３２、充電器３１のうちの少なくとも一つが故障している可能性があると判断される（ステップ６７）。

続いて第２モニタモジュール３９で計測されたエネルギーＥampとエネルギーセンサ４４で計測されたエネルギーＥamp′を用いて、ＢＥＸ４３とＡＢＳ４５とＯＰＳ４６からなる光学素子群の透過率Ｐ（＝Ｅamp／Ｅamp′）が演算される。そして透過率Ｐが故障判断の基準となる所定の範囲内にあるか否かが判断される（ステップ６５）。所定以上である場合（Ｐt≦Ｐ）には、ＢＥＸ４３とＡＢＳ４５とＯＰＳ４６は故障していないと判断される（ステップ６６）。一方、所定未満である場合（Ｐ＜Ｐt）には、ＢＥＸ４３とＡＢＳ４５とＯＰＳ４６のうちの少なくとも一つに故障があると判断される（ステップ６９）。

次に発振用レーザ１００のリアミラー１８がレーザ光路に配置され（ステップ７１）、発振側Ｆ／Ｒ単体発振が行われる（ステップ７２）。Ｆ／Ｒとは非狭帯域発振（フリーラン）を意味する。発振側Ｆ／Ｒ単体発振では、エネルギーが一定になるように発振用レーザ１００の充電電圧Ｖoscが制御され、パルスレーザ発振が行われる。発振用レーザ１００から出力されるレーザ光のエネルギーＥoscはパルス毎に第１モニタモジュール１９によって計測される。所望回数のパルスレーザ発振が終了すると、リアミラー１８は再びレーザ光路外に配置される（ステップ７３）。そして第１モニタモジュール１９で計測されたエネルギーＥoscが目標エネルギーＥtに達しているか否かが判断される（ステップ７４）。

ステップ７４の段階でエネルギーＥoscが目標エネルギーＥtに達していないか又はそもそも第１モニタモジュール１９でエネルギーＥosc自体が検出されていない場合は、発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１のうちの少なくとも一つに故障がある可能性があると判断される（ステップ７９）。

ステップ７４の段階でエネルギーＥoscが目標エネルギーＥtに達している場合には、発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１は故障していないと判断される（ステップ７５）。

続いて発振側Ｎ／Ｒ単体発振が行われる（ステップ７６）。前述したようにＮ／Ｒとは狭帯域発振（ナローラン）を意味する。発振側Ｎ／Ｒ単体発振では、エネルギーが一定になるように発振用レーザ１００の充電電圧Ｖoscが制御され、パルスレーザ発振が行われる。発振用レーザ１００から出力されるレーザ光のエネルギーＥoscはパルス毎に第１モニタモジュール１９によって計測される。そして所望回数のパルスレーザ発振の後に、第１モニタモジュール１９で計測されたエネルギーＥoscが目標エネルギーＥtに達しているか否かが判断される（ステップ７７）。

ステップ７７の段階でエネルギーＥoscが目標エネルギーＥtに達している場合は、発振用レーザ１００のＬＮＭ１６に故障がないと判断される（ステップ７８）。一方、ステップ７７の段階でエネルギーＥoscが目標エネルギーＥtに達していないか又はそもそも第１モニタモジュール１９でエネルギーＥosc自体が検出されていない場合は、発振用レーザ１００のＬＮＭ１６に故障があると判断される（ステップ８０）。

ステップ６８やステップ７９を経た場合は発振用レーザ１００や増幅用レーザ３００の電気系統に故障がある可能性があることは判るが、実際に故障しているか否かまでは判らない。そこで本実施形態では作業者は前述した“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”という詳細診断を行うか否かを選択できるようになっている（ステップ８１）。

“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”が選択されない場合は、レーザ装置に設けられた操作パネルの表示部に発振用レーザ１００の電気系統、すなわち発振用チャンバ１０、発振用高電圧パルス発生器１２、充電器１１のうちの少なくとも一つ又は増幅用レーザ３００の電気系統、すなわち増幅用チャンバ３０、増幅用高電圧パルス発生器３２、充電器３１のうちの少なくとも一つに故障がある可能性がある旨が示される。“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”が選択された場合は“ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”の処理が行われ（ステップ８２）、その結果が表示される。またステップ６９を経た場合やステップ８０を経た場合は、それぞれ該当するモジュールが故障していることが示される。

［他の実施形態］
本発明に係る故障診断システムは、故障診断の際にレーザ発振を行い、そのレーザ発振の動作結果を用いることでレーザ装置の被診断モジュールを診断するものであり、上記実施形態に限られるものではない。上記実施形態は、２ステージレーザにおいてエネルギー関連エラーの故障診断を行う場合の処理の一例である。しかしエネルギー関連エラーに関する他の故障診断を行ってもよい。また波長関連エラーやスペクトル関連エラーについても同様にレーザ発振を行い、その動作結果を用いることで、レーザ装置の被診断モジュールを診断することができる。また本発明は２ステージレーザだけでなくシングルレーザにも適用可能である。

本実施形態に係るレーザシステムの構成図である。 （ａ）は発振用チャンバ及びその近傍の構成図であり、（ｂ）は増幅用チャンバ及びその近傍の構成図である。 電源及びチャンバ内部の回路構成の一例を示す図である。 高電圧パルス発生器の固体スイッチＳＷがオン状態になってから電極間に放電が発生するまでの時間と主コンデンサＣ0の充電電圧との関係を示す図である。 高電圧パルス発生器の固体スイッチＳＷがオン状態になってから電極間に放電が発生するまでの時間と主コンデンサＣ0の充電電圧との関係を示す図である。 エネルギーＥと充電電圧Ｖとの関係示す図である。 発振用レーザの放電タイミングに対して増幅用レーザの放電タイミングが遅延する時間ｄｔとエネルギーＥとの関係を示す図である。 エネルギー制御診断処理の手順を示す図である。 同期制御診断処理の手順を示す図である。 エネルギー制御診断処理の手順を示す図である。 エネルギー安定性診断処理の手順を示す図である。 エネルギー出力診断処理の手順を示す図である。 “ＤＥＥＰ ＭＯＤＥ”の手順を示す図である。

符号の説明

２…２ステージレーザ、３…露光装置、
４…メインコントローラ、５…ユーティリティーコントローラ、
６…波長コントローラ、７…エネルギーコントローラ、８…同期コントローラ、
１００…発振用レーザ（osc）、１０…発振用チャンバ、１１…充電器、
１２…発振用高電圧パルス発生器、
１４…ガス供給・排気ユニット、１５…冷却水供給ユニット、
１６…ＬＮＭ（狭帯域化モジュール）、１７…フロントミラー、
１９…モニタモジュール、２０…放電検出部、
３００…増幅用レーザ（amp）、３０…増幅用チャンバ、３１…充電器、
３２…増幅用高電圧パルス発生器、
３４…ガス供給・排気ユニット、３５…冷却水供給ユニット、
３６…リア側ミラー３６、３７…出力ミラー、
３９…モニタモジュール、４０…放電検出部、
４２…ビーム伝搬部、４３…ビームエキスパンダ（ＢＥＸ）、
４４…エネルギーセンサ、４５…ビーム出射位置調整機構（ＡＢＳ）、
４６…レーザパルス長大機構（ＯＰＳ）

Claims (6)

1. 複数のモジュールで構成され、発振用レーザチャンバを有する発振用レーザと増幅用レーザチャンバを有する増幅用レーザとからなり、前記発振用レーザチャンバから出力されたレーザ光が前記増幅用レーザチャンバ内を通過するタイミングに同期させて当該増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起させて、充電電圧にて充電したエネルギーを用いてレーザ光を出力するレーザ装置の故障診断をするレーザ装置の故障診断システムにおいて、
   故障診断の際にレーザ発振を行い、当該レーザ発振の動作結果を用いることで前記レーザ装置の被診断モジュールを診断するものであって、
   レーザ装置に発生した異常に応じた故障診断を行うものであり、
   前記レーザ装置でエネルギー関連エラーが発生した場合に、
   前記発振用レーザと前記増幅用レーザの同期の異常に関するエラーが発生しているか否かのエラー判断処理、
   前記レーザ装置の出力エネルギーＥと充電電圧Ｖとの比率としてのパラメータｄＶ／ｄＥの異常に関するエラーが発生しているか否かのエラー判断処理、
   前記レーザ装置の出力エネルギーの安定性の異常に関するエラーが発生しているか否かのエラー判断処理、
   前記レーザ装置の出力エネルギーの低下の異常に関するエラーが発生しているか否かのエラー判断処理、
   の順番で各エラー判断処理を順次行い、
   エラーが発生していると判断された場合には、発生したエラーに対応づけられたモジュールを被診断モジュールとして、当該被診断モジュールについて故障診断処理を行う
   ことを特徴とするレーザ装置の故障診断システム。
   
   
2. 前記レーザ装置は、
   第１の充電電圧にて充電したエネルギーを用いて発振用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起すると共に当該発振用レーザチャンバからレーザ光を出力する発振用レーザと、
   第２の充電電圧にて充電したエネルギーを用いて増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起すると共に前記発振用レーザチャンバから前記増幅用レーザチャンバに注入されたレーザ光を増幅して出力する増幅用レーザと、
   前記発振用レーザチャンバから出力された前記レーザ光が前記増幅用レーザチャンバ内を通過するタイミングで当該増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起させる同期コントローラと、を備え、
   前記発振用レーザと前記増幅用レーザの同期の異常に関するエラーが発生しているとエラー判断された場合に、
   前記同期コントローラを被診断モジュールとして、前記第１及び第２の充電電圧を変化させつつパルスレーザ発振を行い、前記発振用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起した時期と前記増幅用レーザチャンバ内のレーザガスを放電励起した時期との時間差をパルス毎に計測し、当該時間差と故障判断の基準となる所定の時間差とを比較することで、前記同期コントローラにおける故障の有無を診断する診断手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置の故障診断システム。
3. 前記レーザ装置は、
   前記発振用レーザおよび前記増幅用レーザそれぞれについて、
   指令された充電電圧に応じてコンデンサを充電する充電器と、
   前記コンデンサで充電されたエネルギーをパルス圧縮するパルス発生器と、
   前記パルス発生器でパルス圧縮されたエネルギーを用いてレーザガスを放電励起すると共にレーザ光を出力するレーザチャンバと、
   前記レーザ光のエネルギーを計測するエネルギーセンサと、を備え、
   前記レーザ装置の出力エネルギーＥと充電電圧Ｖとの比率としてのパラメータｄＶ／ｄＥの異常に関するエラーが発生しているとエラー判断された場合に、
   前記レーザチャンバを被診断モジュールとして、前記充電電圧を変化させつつパルスレーザ発振を行い、パルス毎の充電電圧と前記エネルギーセンサで計測したパルス毎のエネルギーとから充電電圧とエネルギーとの相関関係を取得し、当該相関関係と故障判断の基準となる所定の相関関係とを比較することで、前記レーザチャンバにおける故障の有無を診断する診断手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置の故障診断システム。
4. 前記レーザ装置は、
   前記発振用レーザおよび前記増幅用レーザそれぞれについて、
   指令された充電電圧に応じてコンデンサを充電する充電器と、
   前記コンデンサで充電されたエネルギーをパルス圧縮するパルス発生器と、
   前記パルス発生器でパルス圧縮されたエネルギーを用いてレーザガスを放電励起すると共にレーザ光を出力するレーザチャンバと、
   前記レーザ光のエネルギーを計測するエネルギーセンサと、を備え、
   前記レーザ装置の出力エネルギーの安定性の異常に関するエラーが発生しているとエラー判断された場合に、
   前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバを被診断モジュールとして、前記充電電圧を一定にしつつパルスレーザ発振を行い、前記エネルギーセンサで計測したパルス毎のエネルギーのばらつきと故障判断の基準となる所定のばらつきとを比較することで、前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバを診断する診断手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置の故障診断システム。
5. 前記レーザ装置は、
   前記発振用レーザおよび前記増幅用レーザそれぞれについて、
   レーザ光を出力するレーザチャンバと、
   前記レーザチャンバから出力される前記レーザ光を反射又は透過させる光学素子と、
   前記光学素子に入射する前記レーザ光のエネルギーを計測する第１のエネルギーセンサと、前記光学素子から出射する前記レーザ光のエネルギーを計測する第２のエネルギーセンサと、を備え、
   前記レーザ装置の出力エネルギーの低下の異常に関するエラーが発生しているとエラー判断された場合に、
   前記光学素子を被診断モジュールとして、パルスレーザ発振を行い、前記第１のエネルギーセンサで計測した前記レーザ光のエネルギーと前記第２のエネルギーセンサで計測した前記レーザ光のエネルギーとを比較することで、前記光学素子における故障の有無を診断する診断手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置の故障診断システム。
6. 前記レーザ装置は、
   前記発振用レーザおよび前記増幅用レーザそれぞれについて、
   指令された充電電圧に応じてコンデンサを充電する充電器と、
   前記コンデンサで充電されたエネルギーをパルス圧縮するパルス発生器と、
   前記パルス発生器でパルス圧縮されたエネルギーを用いてレーザガスを放電励起すると共にレーザ光を出力するレーザチャンバと、
   前記レーザ光のエネルギーを計測するエネルギーセンサと、を備え、
   前記レーザ装置の出力エネルギーの低下の異常に関するエラーが発生しているとエラー判断された場合に、
   前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバを被診断モジュールとして、前記充電電圧を許容範囲内で上昇させるパルスレーザ発振を行い、前記エネルギーセンサで計測したエネルギーが故障判断の基準となる所望エネルギーに到達するかを判別することで、前記充電器と前記パルス発生器と前記レーザチャンバにおける故障の有無を診断する診断手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ装置の故障診断システム。

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