JP5277288B2

JP5277288B2 - 紫外線ガスレーザ装置

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Publication number: JP5277288B2
Application number: JP2011140962A
Authority: JP
Inventors: 将徳八代; 豊治井上; 准一藤本
Original assignee: Gigaphoton Inc; Ushio Denki KK
Current assignee: Gigaphoton Inc; Ushio Denki KK
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2011211234A

Description

本発明は、エキシマレーザやフッ素ガスレーザ等の紫外線領域で発振するレーザ装置に関わり、特にレーザガスを安全に管理する紫外線ガスレーザ装置に関わる。

通常、露光に関係する製造装置は同じ設備環境に設けられる。複数の露光装置にはそれぞれ隣接して複数の紫外線ガスレーザ装置が配置される。紫外線ガスレーザ装置は有害なガス成分を含むレーザガスを使用している。そこで、紫外線ガスレーザ装置からレーザガスがリークした場合、個々の紫外線ガスレーザ装置又はその周辺装置に設けたガスセンサで有害なガス成分が検知され、ただちに異常警報が発せられるようになっている。

図４は、従来の露光用の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。

図４において、紫外線ガスレーザ装置１は、筺体２の内部に収納された発振段１０と、増幅段２０で構成される２ステージレーザ装置３とからなり、図の左方に設けた排気通路４と、排気通路４に設けた排気通路側ガスセンサ５とが周辺装置として設置される。

筺体２は内部に収納した２ステージレーザ装置３を大気から遮断している。筺体２内の気体は排気通路４を介して排気される。

発振段１０は、おもにレーザチャンバ１１と狭帯域化モジュール１２とフロントミラー１１ａからなる。レーザチャンバ１１のフロントミラー１１ａ側にはウィンドウ１１ｃが設けられる。狭帯域モジュール１２にはプリズム１２ａとグレーティング１２ｂが設けられる。狭帯域化モジュール１２側にはウィンドウ１１ｄが設けられる。

増幅段２０は、おもにレーザチャンバ２１とリアミラー２１ａとフロントミラー２１ｂからなる。リアミラー２１ａはレーザチャンバ２１のウィンドウ２２の前方に設けられる。フロントミラー２１ｂはレーザチャンバ２１のウィンドウ２３の後方に設けられる。フロントミラー２１ｂは所定の反射率を有する半透明ミラーである。

紫外線ガスレーザ装置１の稼動時には、各レーザチャンバ１１、２１にフッ素を含む数気圧のレーザガスが封入される。レーザチャンバ１１、２１内に設けた図示しない対向する放電電極に高周波数の高電圧を印加し電極間放電を行うことにより、電極間のレーザガスが励起される。

発振段１０と増幅段２０の間には光路調整モジュール１３が設けられる。光路調整モジュール１３は、ウィンドウ２２と、複数（ここでは２つ）の案内ミラー１４、１５と、フロントミラー１１ａと、これらの光学部品を筺体２内の雰囲気から遮断する案内ミラー容器１３ａとからなる。

増幅段２０の出力側にはフロントミラー容器２４が設けられる。

フロントミラー容器２４は、ウィンドウ２３とフロントミラー２１ｂを筺体２内の雰囲気から遮断する容器である。フロントミラー容器２４は透明ガラス２５を介して光路調整モジュール２６と接続される。

発振段１０で生成され、狭帯域化モジュール１２で狭帯化されたレーザ光（シード光）は、フロントミラー１１ａを透過し、案内ミラー１４、１５により案内され、リアミラー２１ａを透過し、ウィンドウ２２を介してレーザチャンバ２１に注入される。

注入されたシード光は増幅段２０で増幅される。増幅段２０で増幅されたレーザ光の一部はフロントミラー２１ｂを透過して光路調整モジュール２６側に出射される（矢印Ａ）。

レーザ光は光路調整モジュール２６内に配置される複数（ここでは２つ）の案内ミラー２７、２８により案内され、露光装置３０側に出力レーザ光として出射される（矢印Ｂ）。

（パージ用回路）
ウィンドウ２２と案内ミラー１４、１５の表面は常に清浄にしておく必要がある。また光路調整モジュール１３内を通過するシード光ができるだけ減衰しないことが望ましい。同様のことは狭帯域化モジュール１２についてもいえる。

そこで紫外線ガスレーザ装置１の稼動時に、光路調整モジュール１３内および狭帯域化モジュール１２内に、パージガスとして、レーザ光の減衰率が小さく、しかも比較的安全な窒素ガスを常に流している。

同様に、ウィンドウ２３とフロントミラー２１ｂの表面を常に清浄に保つ必要がある。またフロントミラー容器２４内において、通過するレーザ光ができるだけ減衰しないことが望ましい。そこで紫外線ガスレーザ装置１の稼動時に、レーザ光の減衰率が小さい窒素ガスをフロントミラー容器２４内にたえず流している。

本願明細書では、案内ミラー容器１３ａとフロントミラー容器２４に連通するパージガス管路をまとめてパージ用回路４０と呼ぶ。

パージ用回路４０は、案内ミラー容器１３ａ内に供給されたパージガスを排出する案内ミラー容器側パージ用回路４０ａと、フロントミラー容器２４内に供給されたパージガスを排出するフロントミラー容器側パージ用回路４０ｂとからなる。

案内ミラー容器１３ａのうちウィンドウ２２近傍には案内ミラー容器側パージガス導入管路４１が接続される。案内ミラー容器１３ａのうちウィンドウ１１ｃ近傍には案内ミラー容器側パージガス導入管路４２が接続される。案内ミラー容器１３ａの発振段１０寄りには案内ミラー容器側パージガス排出管路４３が接続される。案内ミラー容器側パージガス排出管路４３上にはバルブ４４が設けられる。

フロントミラー容器２４のレーザ光出射側にはフロントミラー容器側パージガス導入管路４５が接続される。フロントミラー容器２４のうちウィンドウ２３近傍にはフロントミラー容器側パージガス排出管路４６が接続される。フロントミラー容器側パージガス排出管路４６上にはバルブ４７が設けられる。フロントミラー容器側パージガス排出管路４６と案内ミラー容器側パージガス排出管路４３は排出管路４３ａに接続される。

狭帯域化モジュール１２にはパージガス導入管路１２ｃとパージガス排出管路１２ｄが接続される。プリズム１２ａとグレーティング１２ｂは、狭帯域化モジュール内に導入され、排出されるパージガスにより常に清浄に保たれる。

次にパージ用回路４０におけるパージガスの流れを説明する。

図４において、案内ミラー容器側パージ用回路４０ａでは、案内ミラー容器側パージガス導入管路４１および案内ミラー容器側パージガス導入管路４２から、案内ミラー容器１３ａ内に同時に窒素ガスが導入される。導入された窒素ガスは、それぞれ案内ミラー容器１３ａ内を通過し、案内ミラー容器側パージガス排出管路４３および排出管路４３ａを経て、放出端４３ｂから筺体２内に放出される。

窒素ガスを案内ミラー容器１３ａ内に流すことにより、案内ミラー容器１３ａ内部で発生したゴミ等の異物や水蒸気は、窒素ガスとともに案内ミラー容器１３ａの外部に排出される。これにより、光路調整モジュール１３内の光学部品の表面を常に清浄に保つことができる。

またフロントミラー容器側パージ用回路４０ｂでは、フロントミラー容器側パージガス導入管路４５からフロントミラー容器２４内に窒素ガスが導入される。導入された窒素ガスはフロントミラー容器２４内を通過し、フロントミラー容器側パージガス排出管路４６および排出管路４３ａを経て、放出端４３ｂから筺体２内に放出される。

（レーザガス排気用回路）
本願明細書では、図４において、レーザチャンバ１１、２１に連通して設けた排気用のガス管路をまとめてレーザガス排気用回路６０と呼ぶ。レーザガス排気用回路６０は、おもにレーザチャンバ１１、２１内のレーザガスを排気するための２つのガス管路１１ｂ、２１ｃと、ガス管路４８と、フッ素ガスを捕獲するフィルタ４９と、逆止弁５４と、ポンプ５０とからなる。レーザチャンバ１１、２１には、レーザガスを供給するためのガス管路１１ｅ、２１ｄが接続されている。

２つのガス管路１１ｂ、２１ｃはガス管路４８に接続される。接続されたガス管路４８はフィルタ４９および逆止弁５４を介してポンプ５０に接続される。ポンプ５０の排出口５１は筺体２内にある。逆止弁５４はポンプ５０側からフィルタ４９側にガスが逆流しないようにするために設けられる。

ポンプ５０を稼動することにより、レーザチャンバ１１、２１内のレーザガスは排気口５１から筺体２内に放出される。レーザチャンバ１１、２１のレーザガスに含まれるフッ素ガスはフィルタ４９で捕獲されるので、フッ素ガスが筺体２内に放出されることはない。

何らかの原因で筺体２内にフッ素ガスが流出すると、排気通路４を介してレーザガスが作業現場に流出してしまい、フッ素ガスが人体に悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、排気通路４にフッ素ガスを検知する排気通路側ガスセンサ５が設けられている。筺体２内にフッ素ガスが流出した場合、排気通路４に設けた排気通路側ガスセンサ５はフッ素ガスを検出し、ただちに異常警報が発せられる。

現在、露光時間を短縮するために紫外線ガスレーザ装置から出力されるレーザ光の高出力化が強く求められるようになっている。それに伴い以下のような問題がでてきた。

図４において、発振段１０から出力されたシード光を増幅する増幅段２０では、レーザチャンバ２１のウィンドウ２２、２３にたえず高エネルギーのレーザ光が照射される。

そのため、ウィンドウ２２、２３は高エネルギーのレーザ光によりダメージを受け、場合によってはウィンドウ２２、２３に微小クラックが発生し、この微小クラックが進展して内外部を貫通するクラックとなってレーザガスがリークする可能性がある。小さなエネルギーのレーザ光を生成する発振段１０ではウィンドウ１１ｃ、１１ｄにクラックが発生するといった問題は発生する可能性は低い。

ところが、図４において、従来のパージ用回路４０の場合、ウィンドウ２２からリークしたレーザガスは、案内ミラー容器１３ａ、案内ミラー容器側パージガス排出管路４３、排出管路４３ａを流れ、排出管路４３ａの放出端４３ｂから筺体２内にそのまま流出してしまう。同様に、ウィンドウ２３からリークしたレーザガスは、フロントミラー容器２４、フロントミラー容器側パージガス排出管路４６、排出管路４３ａを流れ、排出管路４３ａの放出端４３ｂから筺体２内にそのまま流出してしまう。

ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークすると、排気通路４の排気通路側ガスセンサ５はレーザガスに含まれたフッ素ガスを検知し、異常警報が発せられる。

レーザガスがリークした紫外線ガスレーザ装置１だけでなく、周辺で稼動していた他の複数の紫外線ガスレーザ装置、さらには露光に関係する設備全体の稼動を停止させる。その後レーザガスがリークしたレーザ装置１をメンテナンスする。そのため、紫外線ガスレーザ装置１のレーザガスが筺体２内に流出すると、露光に関係する生産性の効率が低下してしまう。

また、ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからリークしたフッ素ガスが筺体２内に放出されると、フッ素ガスは有害なため、メンテナンス時に筺体２をすぐに開放することができない。そのため、迅速にメンテナンスを行うことができない。

同様に、高出力のレーザ光を要求されるシングルチャンバのレーザ装置の場合も、シングルチャンバに封入したレーザガスがシングルチャンバのウィンドウに発生したクラックからリークするおそれがでてきた。

本願発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、たとえレーザチャンバのウィンドウからレーザガスがリークしても、レーザガスに含まれる所定のガス成分が紫外線ガスレーザ装置の筺体内に流出するのを防止できる紫外線ガスレーザ装置を提供することを目的とする。

以上のような目的を達成するために、第１発明では、前後にレーザ光を透過させるウィンドウを有するレーザチャンバと、前記レーザチャンバに接続された前記ウィンドウおよびレーザ光路を覆う容器と、前記レーザチャンバと前記容器を収納する筺体とを備え、前記容器内のガスを前記筺体に排出する紫外線ガスレーザ装置において、
前記容器から排出されるガスのうち所定のガス成分を捕獲するフィルタを前記筺体内に備えたことを特徴とする。

第１発明を図１を用いて説明する。

第１発明では、図１に示すように、案内ミラー容器１３ａとフロントミラー容器２４から筺体２に排出されるガスのうち、所定のガス成分を捕獲するフィルタ４９が筺体２内に設けられている。そのため、たとえレーザガスがリークしても、案内ミラー容器１３ａとフロントミラー容器２４から筺体２に排出されるガスの成分のうち所定のガス成分をフィルタ４９で捕獲することができる。

第２発明は、第１発明において、前記容器と、前記容器内にパージガスを供給する回路と、前記容器内のパージガスを排出する回路とからなるパージ用回路と前記レーザチャンバのレーザガスを排出するレーザガス排気用回路とを有し、前記パージ用回路と前記レーザガス排気用回路とが前記フィルタを共有することを特徴とする。

第２発明を図１を用いて説明する。

第２発明では、図１に示すように、ウィンドウ２２は案内ミラー容器１３ａで筺体２内の雰囲気から遮断される。ウィンドウ２３はフロントミラー容器２４で筺体２内の雰囲気から遮断される。そのため、たとえウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスは案内ミラー容器側パージガス排出管路４３、フロントミラー容器側パージガス排出管路４６、排出管路４３ａを介してフィルタ４９を必ず通過する。したがって、レーザガスに含まれたフッ素ガスはフィルタ４９で捕獲され、筺体２内にフッ素ガスが放出されることがない。

第２発明ではフィルタ４９はパージ用回路とレーザガス排出用回路に共通フィルタとして用いられる。そのため、案内ミラー容器１３ａとフロントミラー容器２４内にリークしたフッ素ガスを共通のフィルタ４９で必ず捕獲することができる。

第３発明は、第１発明において、前記容器と、前記容器内にパージガスを供給する回路と、前記容器内のパージガスを排気する回路とからなるパージ用回路と前記レーザチャンバのレーザガスを排出するレーザガス排気用回路とを有し、前記パージ用回路に前記フィルタを有するとともに、前記レーザガス排気用回路に前記フィルタとは別に所定のガス成分を捕獲するフィルタが設けられることを特徴とする。

第３発明を図２を用いて説明する。

第３発明では、図２に示すように、ウィンドウ２２は案内ミラー容器１３ａで筺体２内の雰囲気から遮断される。ウィンドウ２３はフロントミラー容器２４で大気から遮断される。そのため、たとえウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスは案内ミラー容器側パージガス排出管路４３、フロントミラー容器側パージガス排出管路４６、排出管路５５を介してフィルタ５６を必ず通過する。したがって、レーザガスに含まれたフッ素ガスはフィルタ５６で捕獲され、筺体２内にフッ素ガスが放出されることがない。

第３発明ではパージ用回路とレーザガス排出用回路はそれぞれ別のフィルタを有している。そのため、案内ミラー容器１３ａにリークしたフッ素ガスはフィルタ５６で捕獲され、フロントミラー容器２４内にリークしたフッ素ガスはフィルタ５６で捕獲される。

第４発明は、前後にレーザ光を透過させるウィンドウを有するレーザチャンバと、前記レーザチャンバに接続された前記ウィンドウおよびレーザ光路を覆う容器と、前記レーザチャンバと前記容器を収納する筺体とを備え、前記容器内のガスを前記筺体に排出するレーザ装置において、前記容器から前記筺体に流れるガスに含まれる前記所定のガス成分を検知する筺体側ガスセンサと、前記筺体側ガスセンサが前記所定のガス成分を検知するに応じて、前記容器から前記筺体に流れるガスを遮断する遮断機構を設けたことを特徴とする。

第４発明を図３を用いて説明する。

第４発明では、図３に示すように、ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークして筺体側ガスセンサ６１、６２が所定のガス成分を検知した場合、案内ミラー容器１３ａおよびフロントミラー容器２４から筺体２内にレーザガスが流れないように、遮断機構によりリークしたレーザガスを遮断している。

第５発明は、第４発明において、前記容器と、前記容器内にパージガスを供給する回路と、前記容器内のパージガスを排出する回路とからなるパージ用回路が設けられ、前記筺体側ガスセンサは、前記容器に設けられ、前記遮断機構は前記容器内のパージガスを排出する回路に設けられたことを特徴とする。

第５発明を図３を用いて説明する。

第５発明では、図３に示すように、案内ミラー容器１３ａ内とフロントミラー容器２４内のフッ素ガスを検知できるように、筺体側ガスセンサ６１、６２を設けている。そのため、案内ミラー容器１３ａ内またはフロントミラー容器２４内にウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークした場合、筺体側ガスセンサ６１、６２でレーザガスに含まれたフッ素ガスを検出し、案内ミラー容器側パージガス排出管路４３とフロントミラー容器側パージガス排出管路４６に設けたバルブ４４、４７を遮断することができる。

第６発明は、前後にレーザ光を透過させるウィンドウを有するレーザチャンバと、前記レーザチャンバに接続された前記ウィンドウおよびレーザ光路を覆う容器と、前記レーザチャンバと前記容器を収納する筺体とを備え、前記容器内のガスを前記筺体に排出する紫外線ガスレーザ装置において、前記レーザチャンバ内部のガス圧を検知するガス圧センサと、前記ガス圧センサが前記レーザチャンバ内のガス圧の低下を検知するに応じて、前記容器から前記筺体に流れるガスを遮断する遮断機構とを設けたことを特徴とする。

第６発明では、ウィンドウに発生したクラックからレーザガスがリークするとレーザチャンバ内部の圧力が低下するため、ガス圧センサによってそのガス圧低下を検知することによりレーザガスのリークを検知することが可能である。

（発明の効果）
第１発明乃至第３発明によれば、たとえレーザチャンバに設けたウィンドウに発生したクラックからレーザガスがリークしても、ウィンドウを大気から遮断する容器から筺体側にレーザガスが放出される前に、レーザガスに含まれる所定のガス成分をフィルタで捕獲することができる。

そのため、排気通路側ガスセンサが所定のガス成分を検知することがなく、異常警報が発せられることもない。これにより、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する生産設備全体を停止することを回避でき、露光に関する生産性が低下することがない。

第４発明および第５発明によれば、筺体側ガスセンサが所定のガス成分を検知した場合、ウィンドウを大気から遮断する容器から筺体内にレーザガスが放出されないように、遮断機構により容器から筺体に流れるガスを遮断している。

そのため、排気通路側ガスセンサが所定のガス成分を検知することがなく、異常警報が発せられることもない。これにより、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する設備全体を停止することを回避でき、露光に関する生産性が低下することがない。

また、レーザチャンバのウィンドウに発生したクラックからリークしたレーザガスが筺体内に放出されないので、メンテナンス作業の前に筺体内に放出されたフッ素ガスを除去する必要がない。これにより、安全にしかも迅速にレーザガスがリークした紫外線ガスレーザ装置のメンテナンスを行うことができる。

第６発明によれば、ガス圧センサがレーザチャンバ内部のレーザガス圧の低下を検知した場合、案内ミラー容器側パージガス排出管路４３のガス流れとフロントミラー容器側パージガス排出管路４６のガス流れが遮断される。

これにより、第６発明においても、第４発明および第５発明と同様の効果を得ることができる。

本願発明の実施例１の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。本願発明の実施例２の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。本願発明の実施例２の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。従来の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。

以下、実施例につき本願発明を説明する。

（実施例１）
図１は本願発明の実施例１の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。

図１の基本構成は図４と同じであり、おもな相違点はパージ用回路の構成である。したがって、以下において、図４と同機能を有する構成要素については同じ符号をつける。

実施例１のパージ用回路４０は、案内ミラー容器１３ａ内に供給されたパージガスを排出する案内ミラー容器側パージ用回路４０ａと、フロントミラー容器２４内に供給されたパージガスを排出するフロントミラー容器側パージ用回路４０ｂとからなる。

案内ミラー容器１３ａのうちレーザチャンバ２１のウィンドウ２２近傍には案内ミラー容器側パージガス導入管路４１が接続される。案内ミラー容器１３ａのうちレーザチャンバ１１のウィンドウ１１ｃ近傍には案内ミラー容器側パージガス導入管路４２が接続される。案内ミラー容器１３ａの発振段１０寄りには案内ミラー容器側パージガス排出管路４３が接続される。案内ミラー容器側パージガス排出管路４３上にはバルブ４４が設けられる。

案内ミラー容器側パージガス排出管路４３は排出管路４３ａの一端に接続される。排出管路４３ａの他端は後述するレーザガス排出用回路のガス管路４８に接続される。

排出管路４３ａ上には逆止弁５２とバルブ５３が設けられる。逆止弁５２は排出管路４８側のガスが排出管路４３ａ側に逆流しないように設けられる。

フロントミラー容器２４のうちレーザ光出射側にはフロントミラー容器側パージガス導入管路４５が接続される。フロントミラー容器２４のうちウィンドウ２３近傍にはフロントミラー容器側パージガス排出管路４６が接続される。フロントミラー容器側パージガス排出管路４６上にはバルブ４７が設けられる。フロントミラー容器側パージガス排出回路４６は案内ミラー容器側パージガス排出管路４３とともに排出管路４３ａに接続される。

レーザガス排気用回路６０は、おもにレーザチャンバ１１、２１内のレーザガスを排気するための２つのガス管路１１ｂ、２１ｃと、これらのガス管路に接続するガス管路４８とからなる。ガス管路４８はフッ素ガスを捕獲するフィルタ４９と逆止弁５４を介してポンプ５０に接続される。ポンプ５０の排出口５１は筺体２内にある。

ガス管路１１ｂは、一端がレーザチャンバ１１に接続され、他端がガス管路４８に接続される。ガス管路２１ｃは、一端がレーザチャンバ２１に接続され、他端がガス管路４８に接続される。

ガス管路４８はフッ素ガスを捕獲するフィルタ４９と逆止弁５４を介してポンプ５０に接続される。逆止弁５４はポンプ５０側からフィルタ４９側にガスが逆流しないようにするために設けられる。

図１の構成の場合、たとえウィンドウ２２にクラックが発生してレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスは案内ミラー容器１３ａと案内ミラー容器側パージガス排出管路４３と排出管路４３ａと排出管路４８を経由して、フィルタ４９を必ず通過する。レーザガスに含まれたフッ素ガスはフィルタ４９で捕獲され、その他のガスはフィルタ４９を通過し、排出口５１から筺体２内に放出される。そのため、筺体２内にフッ素ガスが放出されることがない。

同様に、たとえウィンドウ２３にクラックが発生してレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスはフロントミラー容器２４とフロントミラー容器側パージガス排出管路４６と排出管路４３ａと排出管路４８を経由して、フィルタ４９を必ず通過する。レーザガスに含まれたフッ素ガスはフィルタ４９で捕獲され、その他のガスはフィルタ４９を通過し、排出口５１から筺体２内に放出される。そのため、筺体２内にフッ素ガスが放出されることがない。したがって、排気通路４に設けた排気通路側ガスセンサ５がウィンドウ２２、２３に発生したクラックからリークしたフッ素ガスを検知することはなく、異常警報が発せられることもない。

図１の構成の場合、異常警報が発せられないので、他の複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた周辺の露光に関係する設備全体を停止することが回避できるメリットがある。一方、レーザチャンバ２１からリークしたフッ素ガスがフィルタ４９で捕獲されるため、レーザチャンバ２１からレーザガスがリークしたことを排気通路側ガスセンサ５で検知できないというデメリットがある。

しかしながら、ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークしたことは以下のようにして知ることができる。

ウィンドウ２２、２３にクラックが発生してレーザガスがリークすると、出力レーザ光の性能、たとえば出力レーザ光のエネルギーが低下する。そこで、出力レーザ光のエネルギーを常時監視することにより間接的にウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークしたことを知ることができる。

以上のように、実施例１によれば、ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスは必ずフィルタ４９を通過する。したがって、レーザガスに含まれるフッ素ガスはフィルタ４９で捕獲され、フッ素ガスが筺体２内に放出されることがない。そのため、排気通路側ガスセンサ５がフッ素ガスを検知することはなく、異常警報が発せられることもない。これにより、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する設備全体を停止することを回避でき、露光に関する生産性が低下することがない。

また出力レーザ光の性能を常時監視することにより、レーザガスがリークした紫外線ガスレーザ装置１を迅速に発見することができる。そのため、露光に関するそのほかの複数の紫外線ガスレーザ装置を含む設備を停止することなく、レーザガスがリークした紫外線ガスレーザ装置１のみをメンテナンスすればよい。これにより、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する設備全体を停止することを回避でき、露光に関する生産性が低下することがない。

（実施例２）
実施例１は、図１に示すように、パージ用回路４０のパージガスがレーザガス排気用回路６０に設けられたフィルタ４９を介して筺体２内に放出される構成であった。

図１の構成の場合、パージ用回路４０の排出管路４３ａ上に逆止弁５２およびバルブ５３が配置される。ポンプ５０側には逆止弁５４が配置される。逆止弁を開放してパージガスを筺体２内に排出するためには、案内ミラー容器側パージガス導入管路４１、４２およびフロントミラー容器側パージガス導入管路４５から、案内ミラー容器１３ａとフロントミラー容器２４内にそれぞれ導入するパージガスの圧力を高める必要がある。

その結果、案内ミラー容器１３ａ内およびフロントミラー容器２４内の圧力が高くなり、案内ミラー容器１３ａおよびフロントミラー容器２４が変形するおそれがある。また案内ミラー容器１３ａ内の各光学部品１１ａ、１４、１５、２１ａの位置ずれを招くおそれがある。同様に、フロントミラー容器２４内のフロントミラー２１ｂの位置ずれを招くおそれがある。

そこで実施例２では、実施例１の構成に伴う問題を回避するために、パージ用回路４０のフィルタをレーザガス排出用回路６０のフィルタとは別に設けることとし、互いに回路を切り離している。

図２は本願発明の実施例２の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。

図２の基本構成は図４と同じであり、おもな相違点はパージ用回路の構成である。したがって、以下において、図４と同機能を有する構成要素については同じ符号をつける。

実施例２のパージ用回路４０は、案内ミラー容器１３ａ内に供給されたパージガスを排出する案内ミラー容器側パージ用回路４０ａと、フロントミラー容器２４内に供給されたパージガスを排出するフロントミラー容器側パージ用回路４０ｂとからなる。

フロントミラー容器２４のうちレーザ光出射側にはフロントミラー容器側パージガス導入管路４５が接続される。フロントミラー容器２４のうちウィンドウ２３近傍にはフロントミラー容器側パージガス排出管路４６が接続される。フロントミラー容器側パージガス排出管路４６上にはバルブ４７が設けられる。

案内ミラー容器側パージガス排出管路４３とフロントミラー容器側パージガス排出管路４６は排出管路５５に接続される。排出管路５５にはフッ素ガスを捕獲するフィルタ５６とバルブ５７が設けられる。バルブ５７はフィルタ５６と放出端５８の間に設けられる。排出管路５５の放出端５８は筺体２内にある。

図２の構成の場合、たとえウィンドウ２２、２３にクラックが発生してレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスは必ずフィルタ５６を通過する。そのため、レーザガスに含まれるフッ素ガスはフィルタ５６で捕獲され、フッ素ガスが筺体２内に放出されることがない。したがって、排気通路側ガスセンサ５がフッ素ガスを検知することはなく、異常警報が発せられることもない。
また、パージ用回路４０には逆止弁がないため、実施例１の場合より小さな圧力のパージガスで案内ミラー容器１３ａ内およびフロントミラー容器２４内に導入可能である。

以上のように、実施例２によれば、ウィンドウ２２、２３にクラックが発生してレーザガスがリークしても、レーザガスに含まれるフッ素ガスが筺体２内に放出されることがない。そのため、排気通路側ガスセンサ５はフッ素ガスを検知することはなく、異常警報が発せられることもない。これにより、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する設備全体を停止することを回避でき、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する生産性の効率を低下させることがない。

また実施例１と同様にして、出力レーザ光の性能を常時監視してレーザガスがリークした紫外線ガスレーザ装置１をすばやく発見できる。そのため、レーザガスがリークした紫外線ガスレーザ装置１のみをメンテナンスすればよく、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する生産性の効率を低下させることがない。

また実施例２によれば、パージガスの導入圧力を小さくできる。そのため、案内ミラー容器１３ａおよびフロントミラー容器２４の変形を回避することができる。これにより、案内ミラー容器１３ａ内の各光学部品１１ａ、１４、１５、２１ａの位置ずれを招くことが回避できる。同様に、フロントミラー容器２４内のフロントミラー２１ｂの位置ずれを招くことが回避できる。

（実施例３）
実施例１および実施例２では、ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからリークしたレーザガスのうちフッ素ガスをフィルタで捕獲し、これにより、フッ素ガスが筺体２内に放出されることを防止していた。

実施例３では、ウィンドウ２２、２３にクラックが発生してレーザガスがリークした場合、パージガスの出口管路を遮断してリークしたレーザガスが筺体２内に流出しないようにしている。

図３は本願発明の実施例３の紫外線ガスレーザ装置を説明するための概念図である。

図３の基本構成は図４と同じである。したがって、以下において、図４と同機能を有する構成要素については同じ符号をつける。

実施例３では、図４と異なり、案内ミラー容器１３ａ内に含まれるフッ素ガスを検知する筺体側ガスセンサ６１とフロントミラー容器２４内に含まれるフッ素ガスを検知する筺体側ガスセンサ６２が設けられている。また、バルブ４４、４７の開閉を制御するコントローラ６３が設けられている。

具体的には、筺体側ガスセンサ６１は、案内ミラー容器１３ａのうちレーザチャンバ２１のウィンドウ２２に隣接する箇所に設けられている。こうすることで、ウィンドウ２２に発生したクラックからリークしたレーザガスを迅速に検出することができる。

また筺体側ガスセンサ６２は、フロントミラー容器２４のうちレーザチャンバ２１のウィンドウ２３に隣接する箇所に設けられている。こうすることで、ウィンドウ２３に発生したクラックからリークしたレーザガスを迅速に検出することができる。

筺体側ガスセンサ６１はフッ素ガスを検知するとコントローラ６３に検知信号を送信する。コントローラ６３は検知信号を受信するとバルブ４４に遮断信号を送信する。バルブ４４は遮断信号を受信すると案内ミラー容器側パージガス排出管路４３のガスの流れを遮断する。

筺体側ガスセンサ６２はフッ素ガスを検知するとコントローラ６３に検知信号を送信する。コントローラ６３は検知信号を受信するとバルブ４７に遮断信号を送信する。バルブ４７は遮断信号を受信するとフロントミラー容器側パージガス排出管路４６のガスの流れを遮断する。

場合によっては、筺体側ガスセンサ６１、６２のいずれかでフッ素ガスが検知されたら、バルブ４４、４７の両方が遮断されるようにしてもよい。さらに、バルブ４４、４７の遮断とともに、パージガスの供給自体を停止してもよい。

図３の構成の場合、たとえウィンドウ２２、２３に発生したクラックからレーザガスがリークしても、リークしたレーザガスが混入したパージガスはバルブ４４、４７で遮断される。したがって、フッ素ガスが筺体２内に放出されることがない。

そのため、排気通路４に設けた排気通路側ガスセンサ５がフッ素ガスを検知して、複数の紫外線ガスレーザ装置を含めた露光に関する設備全体を停止することがない。したがって、露光に関する生産性の効率を低下させることがない。

以上のように、実施例３から、実施例１および実施例２と同様の効果を得ることができる。さらに実施例３では次のような効果も得ることができる。

ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからリークしたフッ素ガスが筺体２内に放出されると、フッ素ガスは有害なため、メンテナンス時に筺体２をすぐに開放することができない。

実施例３によれば、ウィンドウ２２、２３に発生したクラックからリークしたレーザガスが筺体２内に放出されない。そのため、メンテナンス作業前に筺体２内のフッ素ガスを処理する必要がなく、安全にしかも迅速に紫外線ガスレーザ装置１のメンテナンスを行うことができる。

実施例３では、フロントミラー容器側パージガス排出管路４６は案内ミラー容器側パージガス排出管路４３のうちバルブ４４の下流側で排出管路４３ａに合流するように接続されている。必要に応じて案内ミラー容器側パージガス排出管路４３とフロントミラー容器側パージガス排出管路４６をそれぞれ独立して構成し、それぞれの放出端で窒素ガスを筺体２内に放出してもよい。

また、レーザチャンバ２１内部のガス圧力を検知するガス圧センサ（図示していない）により、レーザガスのリークを検知することもできる。ウィンドウに発生したクラックからレーザガスがリークするとレーザチャンバ内部の圧力が低下するため、ガス圧センサによってそのガス圧低下を検知することによりレーザガスのリークを検知することが可能である。

なお、リークがなくてもレーザガスの供給排気制御によって、レーザガス圧が低下する場合がある。そこで、レーザガスの排気制御を行っていないときにレーザガス圧の低下を検知したり、レーザガスの排気制御の結果以上のレーザガス圧低下を検知したりした場合にレーザガスのリークがあったものと判断することができる。

このガス圧センサはレーザガス圧の低下を検知するとコントローラ６３に検知信号を送信する。コントローラ６３は検知信号を受信するとバルブ４４、４７に遮断信号を送信する。各バルブは遮断信号を受信すると案内ミラー容器側パージガス排出管路４３のガス流れとフロントミラー容器側パージガス排出管路４６のガス流れを遮断する。

以上説明した実施例でも実施例１、２と同様の効果を得ることができる。

以上の実施例１〜３では、発振段と増幅段で構成される紫外線ガスレーザ装置で説明した。本願発明はシングルチャンバの紫外線ガスレーザ装置にも適用できることは明らかである。

また、実施例１〜３ではパージガスを窒素ガスとした。本願発明は特に窒素ガスに限られるものではなく適宜ほかのパージガスを用いることができる。

１紫外線ガスレーザ装置
２筺体
４排気通路
５排気通路側ガスセンサ
１０発振段
１１発振段のレーザチャンバ
１３光路調整モジュール
１３ａ案内ミラー容器
２０増幅段
２１増幅段のレーザチャンバ
２２、２３ウィンドウ
２４フロントミラー容器
３０露光装置
４０パージ用回路
４９フィルタ
５６フィルタ
６０レーザガス排気用回路

Claims

前後にレーザ光を透過させるウィンドウを有するレーザチャンバと、前記レーザチャンバに接続された前記ウィンドウおよびレーザ光路を覆う容器と、前記レーザチャンバと前記容器を収納する筺体とを備え、前記容器内のガスを前記筺体内に排出する紫外線ガスレーザ装置において、
前記容器に接続され当該容器内のパージガスを前記筐体内に配置された放出端より前記筐体内に放出するパージ用回路と、
前記レーザチャンバに接続され当該レーザチャンバ内のレーザガスを前記筐体内に配置された排出口より前記筐体内に排出するレーザガス排気用回路と、
前記容器および前記レーザチャンバから排出されるガスのうち所定のガス成分を捕獲するフィルタを前記パージ用回路および前記レーザガス排気用回路に設け、
前記パージ用回路および前記レーザガス排気用回路のガスの流れを規制する規制手段を前記フィルタの下流側に設けたことを特徴とする紫外線ガスレーザ装置。
前記パージ用回路と前記レーザガス排気用回路が前記フィルタを共有し、前記パージ用回路と前記レーザガス排気用回路が前記規制手段を共有することを特徴とする請求項１記載の紫外線ガスレーザ装置。
前記パージ用回路に前記フィルタを設けるとともに、前記レーザガス排気用回路に、前記パージ用回路に設けられた当該フィルタとは別に、前記所定のガス成分を捕獲するフィルタを設け、
前記パージ用回路に設けられた前記フィルタの下流側に、前記パージ用回路のガスの流れを規制する規制手段を設けるとともに、前記レーザガス排気用回路に設けられた前記フィルタの下流側に、前記パージ用回路に設けられた当該規制手段とは別に、前記レーザガス排気用回路のガスの流れを規制する規制手段を設けることを特徴とする請求項１記載の紫外線ガスレーザ装置。