JP6022837B2 - エキシマレーザ装置及びエキシマレーザシステム - Google Patents
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Description
本開示の第4の観点に係るエキシマレーザ装置は、ガスを封入する第1のレーザチャンバと、第1のレーザチャンバ内の圧力を検出する第1圧力検出部と、を含み、レーザ光を出力するマスターオシレータと、ガスを封入する第2のレーザチャンバと、第2のレーザチャンバ内の圧力を検出する第2圧力検出部と、を含み、マスターオシレータから出力されたレーザ光を増幅して出力するパワーオシレータと、ハロゲンガスを含む第1レーザガスを収容した第1容器と、第1レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第2レーザガスを収容した第2容器と、に接続され、第1レーザガス及び第2レーザガスを第1のレーザチャンバ及び第2のレーザチャンバの内部に選択的に供給あるいは供給停止するための複数のバルブを含む、ガス供給部と、第1のレーザチャンバ及び第2のレーザチャンバの内部のガスの排気を行うガス排気部と、第1及び第2の圧力検出部に接続され、ガス供給部及びガス排気部を制御するガス制御部と、を備え、ガス制御部は、第1のガス交換制御と第2のガス交換制御とを選択的に行うように構成されており、第1又は第2のレーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、繰り返し周波数に基づいて第1の所定時間に対する補正演算を行い、繰り返し周波数が第1の値である場合に第1の補正時間を第1の長さとし、繰り返し周波数が第1の値より大きい第2の値である場合に、第1の補正時間を第1の長さより短い第2の長さとするように、第1の補正時間を算出し、繰り返し周波数に基づいて第2の所定時間に対する補正演算を行い、繰り返し周波数が第3の値である場合に第2の補正時間を第3の長さとし、繰り返し周波数が第3の値より大きい第4の値である場合に、第2の補正時間を第3の長さより短い第4の長さとするように、第2の補正時間を算出し、前回の第1のガス交換制御を行ったときから第1の補正時間が経過したときに次の第1のガス交換制御を行うように構成され、前回の第2のガス交換制御を行ったときから第2の補正時間が経過したときに次の第2のガス交換制御を行うように構成され、ガス制御部は、第1及び第2のレーザガス供給前後の圧力及び排出量に基づいて、第1及び第2レーザチャンバそれぞれのハロゲンガス分圧値を算出、保持し、最新のハロゲン分圧値に基づいて、第1所定圧、第2所定圧、第3所定圧、第4所定圧、第5所定圧、第6所定圧、第7所定圧、第8所定圧を算出し、第1のガス交換制御において、繰り返し周波数が第1の値である場合に、第1のレーザチャンバの内部に第1レーザガスを第1所定圧まで供給し、続いて、第2レーザガスを第2所定圧まで供給することにより、第1の所定量の第1レーザガス及び第2レーザガスを第1のレーザチャンバの内部に供給し、第1のレーザチャンバの内部のガスを第1レーザガスの供給前の圧力まで排気し、繰り返し周波数が第2の値である場合に、第1のレーザチャンバの内部に第1レーザガスを第5所定圧まで供給し、続いて、第2レーザガスを第6所定圧まで供給することにより、第1の所定量より小さい第2の所定量の第1レーザガス及び第2レーザガスを第1のレーザチャンバの内部に供給し、第1のレーザチャンバの内部のガスを第1レーザガスの供給前の圧力まで排気し、第2のガス交換制御において、繰り返し周波数が第3の値である場合に、第2のレーザチャンバの内部に第1レーザガスを第3所定圧まで供給し、続いて、第2レーザガスを第4所定圧まで供給することにより、第3の所定量の第1レーザガス及び第2レーザガスを第2のレーザチャンバの内部に供給し、第2のレーザチャンバの内部のガスを第1レーザガスの供給前の圧力まで排気し、繰り返し周波数が第4の値である場合に、第2のレーザチャンバの内部に第1レーザガスを第7所定圧まで供給し、続いて、第2レーザガスを第8所定圧まで供給することにより、第3の所定量より小さい第4の所定量の第1レーザガス及び第2レーザガスを第2のレーザチャンバの内部に供給し、第2のレーザチャンバの内部のガスを第1レーザガスの供給前の圧力まで排気してもよい。
1.概要
2.用語の説明
3.エキシマレーザ装置の全体説明
3.1 レーザチャンバ
3.2 光共振器
3.3 各種センサ
3.4 レーザ制御部
3.5 ガス制御装置
4.エキシマレーザ装置におけるガス制御
4.1 ガス制御の概略
4.2 メインフロー
4.3 レーザ制御部による電圧制御
4.4 レーザ制御部によるデューティー算出
4.5 ガス制御間隔の算出(S300の詳細)
4.6 ハロゲンガス分圧の算出(S400の詳細)
4.7 ガス交換量の算出(S500の詳細)
4.8 ガス圧制御(S600の詳細)
4.9 ハロゲンガス補充制御(S700の詳細)
4.10 部分ガス交換制御(S800の詳細)
5.第2の実施形態(部分ガス交換制御とハロゲンガス補充制御の一体化制御)
5.1 ガス制御の概略
5.2 メインフロー
5.3 ガス制御間隔の算出(S340の詳細)
5.4 部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御(S840の詳細)
6.第3の実施形態(MOPOシステム)
6.1 MOPOシステムの全体説明
6.2 MOPOシステムにおけるガス制御
7.第4の実施形態(MOPOシステムにおける制御の一体化)
8.第5の実施形態(MOPOシステムにおける充電器の一体化)
9.第6の実施形態(リング共振器を有するMOPOシステム)
露光装置用のエキシマレーザ装置は、長時間安定して所望のパルスレーザ光を出力することが求められ得る。エキシマレーザ装置において長時間レーザ発振させると、レーザチャンバ内において不純物が生成され、その不純物がレーザ光を吸収したり、放電の状態を悪化させたりすることによって、エキシマレーザ装置が所望のパルスレーザ光を出力できなくなり得る。そのような場合には、レーザ発振を停止させて、レーザチャンバ内の殆ど全てのガスを排気し、その後、新たにレーザ媒質となるガスを注入する必要があり得る。この工程を全ガス交換と呼ぶ。しかしながら、レーザ発振の停止中は、露光装置において露光を行うことができなくなり得る。
本願において使用される幾つかの用語を以下に説明する。
「第1レーザガス」は、ハロゲンガスを含むレーザガスであってもよい。
「第2レーザガス」は、第1レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低いレーザガスであってもよい。
「ガス圧制御」は、第2レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを使い分ける制御であってもよい。
「ハロゲンガス補充制御」は、第1レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を順次行う制御であってもよい。
「部分ガス交換制御」は、第1レーザガス及び第2レーザガスのレーザチャンバの内部への供給、及び、レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を順次行う制御であってもよい。
図1は、第1の実施形態に係るエキシマレーザ装置の構成を模式的に示す。図1に示すエキシマレーザ装置は、レーザチャンバ10と、一対の電極11a及び11bと、充電器12と、パルスパワーモジュール(PPM)13と、狭帯域化モジュール14と、出力結合ミラー15と、圧力センサ16と、光センサモジュール17と、レーザ制御部30と、ガス制御装置40と、を含んでもよい。図1に示すエキシマレーザ装置は、エキシマレーザ装置から出力されるレーザ光を用いて露光を行う露光装置100に接続されてもよい。
レーザチャンバ10は、例えばアルゴン、ネオン及びフッ素等を含むレーザ媒質としてのレーザガスが封入されるチャンバでもよい。一対の電極11a及び11bは、レーザ媒質を放電により励起するための電極として、レーザチャンバ10内に配置され得る。充電器12は、例えば電源装置に接続されたコンデンサによって構成されてもよく、一対の電極11a及び11b間に高電圧を印加するための電気エネルギーを保持し得る。パルスパワーモジュール13は、レーザ制御部30によって制御されるスイッチ13aを含んでもよい。スイッチ13aがOFFからONになると、パルスパワーモジュール13は、充電器12に保持されていた電気エネルギーからパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を一対の電極11a及び11b間に印加してもよい。
狭帯域化モジュール14は、プリズム14aと、グレーティング14bとを含んでもよい。プリズム14aは、レーザチャンバ10から出射された光のビーム幅を拡大させるとともに、その光をグレーティング14b側に透過させ得る。また、プリズム14aは、グレーティング14bからの反射光のビーム幅を縮小させるとともに、その光をレーザチャンバ10側に透過させ得る。また、プリズム14aは、光を透過させるとき、光の波長に応じて異なった角度で光を屈折させ得る。従って、プリズム14aは波長分散素子としても機能し得る。
圧力センサ16は、レーザチャンバ10内のガス圧を検出し、ガス制御装置40に出力してもよい。光センサモジュール17は、ビームスプリッタ17aと、集光光学系17bと、光センサ17cとを含んでもよい。ビームスプリッタ17aは、出力結合ミラー15を透過した出力レーザ光を高い透過率で露光装置100に向けて透過させるとともに、出力レーザ光の一部を集光光学系17bに向けて反射してもよい。集光光学系17bは、ビームスプリッタ17aによって反射された光を光センサ17cの感光面上に集光してもよい。光センサ17cは、感光面に集光されたレーザ光のパルスエネルギーに関する値を検出し、検出したパルスエネルギーに関する値に基づくデータをレーザ制御部30に出力してもよい。
レーザ制御部30は、露光装置100に設けられた露光装置コントローラ110との間で各種信号を送受信してもよい。例えば、露光装置コントローラ110からレーザ光出力開始信号を受信してもよい。また、レーザ制御部30は、充電器12に対して充電電圧の設定信号を送信したり、パルスパワーモジュール13に対してスイッチON又はOFFの指令信号を送信したりしてもよい。
ガス制御装置40は、フッ素ガス(F2)等のハロゲンガスを含む第1レーザガスを収容した第1容器F2と、バッファガスを含む第2レーザガスを収容した第2容器Bと、に接続されてもよい。第1レーザガスとしては、アルゴン、ネオン及びフッ素の混合ガスが用いられてもよい。第2レーザガスとしては、アルゴン及びネオンの混合ガスが用いられてもよい。第1容器F2及び第2容器Bのガス取り出し口にはそれぞれバルブが設けられていてもよいが、少なくともエキシマレーザ装置が起動している間はこれらのバルブは開いていてよい。
4.1 ガス制御の概略
図2は、第1の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図2に示すように、第1の実施形態におけるガス制御は、ガス圧制御(S600)と、ハロゲンガス補充制御(S700)と、部分ガス交換制御(S800)と、を含んでいてもよい。さらに、ガス制御の停止状態(S0)があってもよい。これらのガス制御は、ガス制御部47(図1)によって行われてもよい。
図3は、第1の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図3に示される処理は、ガス制御部47(図1)によって行われてもよい。図3に示される処理は、ガス圧制御(S600)と、ハロゲンガス補充制御(S700)と、部分ガス交換制御(S800)と、を含み得る。
次に、ガス制御部47は、レーザチャンバ10内のハロゲンガス分圧Phを算出してもよい(S400)。この算出処理の詳細は後述する。
次に、ガス制御部47は、部分ガス交換制御におけるガス交換量Qを算出してもよい(S500)。この算出処理の詳細は後述する。
図4は、第1の実施形態において電極間の印加電圧を制御するためのフローチャートである。図4に示される処理は、図3に示されるガス制御とは独立に、レーザ制御部30(図1)によって行われてもよい。図4に示される処理においては、レーザ光のパルスエネルギーを所望の値に維持するために、光センサモジュール17から得られたデータに基づいて充電器12の充電電圧を制御(一対の電極11a及び11b間に印加される電圧を制御)してもよい。図4に示される処理は、図3に示されるガス制御とは別個に行われるものであるが、ガス制御の前提となり得るので以下に説明する。
次に、レーザ制御部30は、レーザ光のパルスエネルギーEの値と目標パルスエネルギーEtの値とを比較してもよい(S13)。
図5は、第1の実施形態においてエキシマレーザ装置のデューティーを算出するためのフローチャートである。図5に示される処理は、図3に示されるガス制御とは独立に、レーザ制御部30(図1)によって行われてもよい。図5に示される処理においては、レーザ発振時の繰り返し周波数と、当該エキシマレーザ装置の最大繰り返し周波数との比率をデューティーDとして算出してもよい。図5に示される処理は、図3に示されるガス制御とは別個に行われるものであるが、ガス制御の前提となり得るので以下に説明する。
次に、レーザ制御部30は、レーザ光のパルス数を計数するためのカウンターNを0にセットしてもよい(S21)。
次に、レーザ制御部30は、一定時間内におけるレーザ光のパルス数を計数するためのタイマーTをセットして計時を開始してもよい(S22)。
レーザパルスが出力された場合(S23:YES)、レーザ制御部30は、カウンターNに1を加えてもよい(S24)。
次に、レーザ制御部30は、タイマーTが一定時間Tmaxに達したか否かを判定してもよい(S25)。一定時間Tmaxに達していない場合(Tmax>T)、上述のS23に戻り、一定時間Tmaxに達するまで、カウンターNによってパルス数を計数してもよい。
図6Aは、図3に示すガス制御間隔を算出する処理の第1の例を示すフローチャートである。図6Aに示される処理は、図3に示すS300のサブルーチンとして、ガス制御部47によって行われてもよい。
一方、ガス制御部47は、部分ガス交換制御の時間間隔Tpiを、一定値Tpi0としてもよい(S312)。
図7Aは、図3に示すハロゲンガス分圧を算出する処理の第1の例を示すフローチャートである。図7Aに示される処理は、図3に示すS400のサブルーチンとして、ガス制御部47によって行われてもよい。
次に、ガス制御部47は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ph0と、一定時間における発振パルス数Np(図5)と、比例定数kと、に基づいて、(Ph0−k・Np)によってハロゲンガス分圧Phを算出してもよい(S402)。
次に、ガス制御部47は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ph0と、一定時間における発振パルス数Npと、ハロゲンガス補充制御の時間間隔Thiと、比例定数h及びkと、に基づいて、(Ph0−h・Thi−k・Np)によってハロゲンガス分圧Phを算出してもよい(S403)。
次に、ガス制御部47は、前回ハロゲンガス補充制御した直後のハロゲンガス分圧Ph0と、一定時間における発振パルス数Npと、一対の電極11a及び11b間に印加される電圧Vと、比例定数gと、に基づいて、(Ph0−g・Np・f(V))によってハロゲンガス分圧Phを算出してもよい(S404)。ここで、f(V)は、(c・V2)であってもよいし、(a・V+b)であってもよい。また、a、b及びcは定数であってもよい。あるいは実験から得たデータに基づいた関数であってもよい。
図8Aは、図3に示すガス交換量を算出する処理の第1の例を示すフローチャートである。図8Aに示される処理は、図3に示すS500のサブルーチンとして、ガス制御部47によって行われてもよい。部分ガス交換制御において適切な量のガスを交換するため、以下のようにしてガス交換量を算出してもよい。
次に、ガス制御部47は、レーザチャンバ10内のガス圧Pと、第1の閾値Pmin及び第2の閾値Pmaxとを比較してもよい(S502)。第1の閾値Pmin及び第2の閾値Pmaxは、あらかじめガス制御部47によって保持されていてもよい。
ガス圧Pが第1の閾値より大きい第2の閾値Pmaxより、さらに大きい場合(Pmin<Pmax<P)、ガス制御部47は、ガス交換量Qを最大値Qmaxに設定してもよい(S504)。
次に、ガス制御部47は、エキシマレーザ装置のデューティーDと、第1の閾値Dmin及び第2の閾値Dmaxとを比較してもよい(S507)。第1の閾値Dmin及び第2の閾値Dmaxは、あらかじめガス制御部47によって保持されていてもよい。
デューティーDが第1の閾値より大きい第2の閾値Dmaxより、さらに大きい場合(Dmin<Dmax<D)、ガス制御部47は、ガス交換量Qを最小値Qminに設定してもよい(S509)。
図9は、図3に示すガス圧制御のフローチャートである。図9に示される処理は、図3に示すS600のサブルーチンとして、ガス制御部47によって行われてもよい。
次に、ガス制御部47は、ガス圧制御によるガス圧増減幅ΔPと、制御前のハロゲンガス分圧Phinと、制御前のガス圧Pinとを用いて、(ΔP・Phin/Pin)により、ハロゲンガス分圧の減少量ΔPhexを算出してもよい(S622)。
図12は、図3に示すハロゲンガス補充制御のフローチャートである。図12に示される処理は、図3に示すS700のサブルーチンとして、ガス制御部47によって行われてもよい。
次に、ガス制御部47は、第1レーザガスにおけるハロゲンガス濃度(体積比)C0を読み込んでもよい(S712)。第1レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、第1容器F2におけるハロゲンガス濃度(体積比)であってよく、あらかじめガス制御部47に入力され、ガス制御部47によって参照可能に保持されていてもよい。
ΔPh=C0・ΔPf2
ΔPhex=ΔPf2・(Phin+C0・ΔPf2)/(Pin+ΔPf2)
・・・式1
Pht=Phin+C0・ΔPf2−ΔPhex ・・・式2
そこで、ガス制御部47は、式1及び式2を満たすΔPf2を、第1レーザガスの注入量ΔPf2として算出してもよい(S713)。または、ガス制御部47があらかじめテーブル等を保持していてもよく、このテーブルを参照することで第1レーザガスの注入量ΔPf2を決定してもよい。テーブルはたとえば、ガス圧Pと、ハロゲンガス分圧Phと、目標ハロゲンガス分圧Pht等に対応した、第1レーザガスの注入量ΔPf2の値を保持しているとよい。
図15は、図3に示す部分ガス交換制御のフローチャートである。図15に示される処理は、図3に示すS800のサブルーチンとして、ガス制御部47によって行われてもよい。
Ch0=Phin/Pin
Ch0=C0・ΔPf2/(ΔPf2+ΔPb) ・・・式3
Q=ΔPf2+ΔPb ・・・式4
そこで、ガス制御部47は、式3及び式4を満たすΔPf2及びΔPbを、第1レーザガスの注入量ΔPf2及び第2レーザガスの注入量ΔPbとして算出してもよい(S814)。
5.1 ガス制御の概略
図18は、第2の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図18に示すように、第2の実施形態におけるガス制御は、ガス圧制御(S600)と、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御(S840)と、を含んでいてもよい。さらに、ガス制御の停止状態(S0)があってもよい。エキシマレーザ装置の構成は、第1の実施形態と同様でよい。
図19は、第2の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。図19に示される処理は、ガス制御部47(図1)によって行われてもよい。図19に示される処理は、S100においては、第1の実施形態におけるタイマーTh及びTpの代わりに、タイマーThpの計時を開始してもよい。また、第1の実施形態におけるガス制御間隔Thi及びTpiの代わりに、ガス制御間隔Thpiを算出してもよい(S340)。ガス制御間隔Thpiの算出については、後述する。
図20Aは、図19に示すガス制御間隔を算出する処理の第1の例を示すフローチャートである。図20Bは、エキシマレーザ装置のデューティーと図20Aにおいて算出されるガス制御間隔との関係を示すグラフである。
次に、ガス制御部47は、読み込んだ基準値Thpi0と、エキシマレーザ装置のデューティーDとに基づいて、(Thpi0/D)によって、部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のための時間間隔Thpiを算出してもよい(S342)。
次に、ガス制御部47は、エキシマレーザ装置のデューティーDを読み込み、デューティーDが一定値(例えば0.2)以上であるか否かを判定してもよい(S344)。
図21は、図19に示す部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御のフローチャートである。部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、第1の実施形態における部分ガス交換制御と同様に、第1レーザガス及び第2レーザガスをレーザチャンバ10に注入し、その注入量の合計と同量のガスをレーザチャンバ10内から排気してもよい。但し、第2の実施形態の部分ガス交換及びハロゲンガス補充制御においては、第1レーザガス及び第2レーザガスの注入量が、第1の実施形態の部分ガス交換制御と異なってもよい。
さらに、ガス制御部47は、レーザチャンバ10内のハロゲンガス分圧を目標ハロゲンガス分圧Phtに制御するための第1レーザガスの注入量ΔPf2及び第2レーザガスの注入量ΔPbを算出してもよい(S850)。他の処理は、第1の実施形態の部分ガス交換制御(図15)と同様でよい。
次に、ガス制御部47は、第1レーザガスにおけるハロゲンガス濃度(第1レーザガスにおけるハロゲン成分の体積比)C0を読み込んでもよい(S852)。第1レーザガスにおけるハロゲンガス濃度は、第1容器F2におけるハロゲンガス濃度(体積比)であってよく、あらかじめガス制御部47に入力され、ガス制御部47によって参照可能に保持されていてもよい。
ΔPh=C0・ΔPf2
ΔPhex=(ΔPf2+ΔPb)・(Phin+C0・ΔPf2)/(Pin+ΔPf2+ΔPb) ・・・式5
Pht=Phin+C0・ΔPf2−ΔPhex ・・・式6
Q=ΔPf2+ΔPb ・・・式7
6.1 MOPOシステムの全体説明
図23は、第3の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。エキシマレーザシステムは、第1の実施形態に係るエキシマレーザ装置に加え、高反射ミラー18a及び18bと、レーザチャンバ20と、一対の電極21a及び21bと、充電器22と、パルスパワーモジュール(PPM)23と、部分反射ミラー24と、出力結合ミラー25と、圧力センサ26と、光センサモジュール27と、を含んでもよい。
ガス制御装置40において、第2〜第4の配管42〜44には、レーザチャンバ10に接続された第1の配管41が接続されている。これに加えて、レーザチャンバ20に接続された第5の配管45が接続されていてもよい。従って、レーザチャンバ20は、第1容器F2、第2容器B、排気ポンプ46にそれぞれ接続されてもよい。第5の配管45には、コントロールバルブC−V2が設けられていてもよい。
図24は、第3の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図24に示すように、第3の実施形態におけるガス制御は、マスターオシレータMOのガス圧制御(S600mo)、ハロゲンガス補充制御(S700mo)及び部分ガス交換制御(S800mo)の他に、パワーオシレータPOのガス圧制御(S600po)、ハロゲンガス補充制御(S700po)及び部分ガス交換制御(S800po)を含んでいてもよい。
図26は、第4の実施形態におけるガス制御の状態遷移図である。図27は、第4の実施形態におけるガス制御のフローチャートである。
図28は、第5の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。図28に示すように、マスターオシレータMOに含まれる一対の電極11a及び11bと、パワーオシレータPOに含まれる一対の電極21a及び21bとに、共通の充電器12が接続されてもよい。他の点については、第4の実施形態と同様でよい。
なお、VL<VH<Vであって、且つ、Emomin<Emo<Emomaxの関係にある場合(S593:NO)、ガス圧制御をしなくてもよいし、マスターオシレータMO及びパワーオシレータPOのレーザチャンバに、それぞれ第2レーザガスを注入してもよい。
また、V<VL<VHであって、且つ、Emomin<Emo<Emomaxの関係にある場合(S596:NO)、ガス圧制御をしなくてもよいし、マスターオシレータMO及びパワーオシレータPOのレーザチャンバについて、それぞれ部分的な排気を行ってもよい。
上記以外の制御については、第4の実施形態と同様でよい。
図30Aは、第6の実施形態に係るエキシマレーザシステムの構成を模式的に示す。図30Bは、図30Aに示すパワーオシレータPOの構成を模式的に示す。上述の第3の実施形態においてはファブリペロ共振器を用いてパワーオシレータPOを構成していたのに対し、第6の実施形態においては、リング共振器を用いてパワーオシレータPOを構成し得る点で、第3の実施形態と異なる。
パワーオシレータPOは、高反射ミラー25a〜25c及び部分反射ミラー24によって構成されるリング型の光路によってレーザ光がレーザチャンバ20内を複数回通過するようにして、レーザ光を増幅してもよい。
他の点については、第3の実施形態と同様でよい。
Claims (15)
- ガスを封入するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、
前記電極間に電圧を供給する電源部と、
ハロゲンガスを含む第1レーザガスを収容した第1容器と、前記第1レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第2レーザガスを収容した第2容器と、に接続され、前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第2レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行うガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、
を選択的に行うように構成され、
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて所定時間に対する補正演算を行い、前記繰り返し周波数が第1の値である場合に補正時間を第1の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第1の値より大きい第2の値である場合に、前記補正時間を前記第1の長さより短い第2の長さとするように、前記補正時間を算出し、
前回の部分ガス交換制御を行ったときから前記補正時間が経過したときに次の部分ガス交換制御を行うように構成され、
前記部分ガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が前記第1の値である場合に、第1の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第1の所定量の排気を行い、
前記繰り返し周波数が前記第2の値である場合に、前記第1の所定量より小さい第2の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第2の所定量の排気を行う、エキシマレーザ装置。 - 前記ガス制御部は、
前記ガス圧制御と、
前記部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、請求項1記載のエキシマレーザ装置。 - 前記レーザチャンバから出力されるレーザ光のエネルギーを検出するエネルギー検出器と、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧を制御する電圧制御部であって、前記エネルギー検出器による検出結果が第3の値である場合に、前記一対の電極間に第1の電圧が供給されるように制御し、前記エネルギー検出器による検出結果が前記第3の値より小さい第4の値である場合に、前記一対の電極間に前記第1の電圧より大きい第2の電圧が供給されるように制御する、前記電圧制御部と、
をさらに備え、
前記ガス制御部は、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が、第1の所定値より高い場合に、前記ガス圧制御のうち、前記ガス供給部による前記第2レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行い、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が、前記第1の所定値より低い第2の所定値より、さらに低い場合に、前記ガス圧制御のうち、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行う、
請求項1記載のエキシマレーザ装置。 - 前記レーザチャンバの内部のガス圧を検出する圧力センサをさらに備え、
前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御において、
前記圧力センサによる検出結果が第5の値である場合に、第3の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第3の所定量の排気を行い、
前記圧力センサによる検出結果が前記第5の値より大きい第6の値である場合に、前記第3の所定量より大きい第4の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第4の所定量の排気を行う、
請求項3記載のエキシマレーザ装置。 - 前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御において前記レーザチャンバの内部に供給する前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの量に関し、前記第1の所定量以上の上限値と前記第2の所定量以下の下限値とを保持する、
請求項1記載のエキシマレーザ装置。 - 前記ガス制御部は、前記部分ガス交換制御における前記補正時間に関し、前記第1の長さ以上の上限値を保持する、
請求項1記載のエキシマレーザ装置。 - 前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御において、所定量の前記第1レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記所定量と実質的に同量の排気を行う、請求項2記載のエキシマレーザ装置。
- 前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御において、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が第3の値である場合に、第3の所定量の前記第1レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第3の所定量の排気を行い、
前記電源部により前記一対の電極間に供給される電圧が前記第3の値より大きい第4の値である場合に、前記第3の所定量より大きい第4の所定量の前記第1レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第4の所定量の排気を行う、
請求項2記載のエキシマレーザ装置。 - 前記ガス制御部は、
前記繰り返し周波数が第5の値である場合に前記ハロゲンガス補充制御の時間間隔を第3の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第5の値より大きい第6の値である場合に、前記時間間隔を前記第3の長さより短い第4の長さとするように、前記時間間隔を算出し、
前回のハロゲンガス補充制御を行ったときから前記時間間隔が経過したときに次のハロゲンガス補充制御を行うように構成された、
請求項8記載のエキシマレーザ装置。 - 前記ガス制御部は、前記ハロゲンガス補充制御における前記時間間隔に関し、前記第3
の長さ以上の上限値を保持する、
請求項9記載のエキシマレーザ装置。 - ガスを封入する第1のレーザチャンバと、前記第1のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第1の電極と、前記第1のレーザチャンバを挟んで配置された第1の共振器と、を含む第1のエキシマレーザ装置と、
ガスを封入する第2のレーザチャンバと、前記第2のレーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の第2の電極と、前記第2のレーザチャンバを挟んで配置された第2の共振器と、を含み、前記第1のエキシマレーザ装置から出力されたレーザ光を増幅する第2のエキシマレーザ装置と、
前記第1の電極間及び前記第2の電極間に電圧を供給する少なくとも1つの電源部と、
ハロゲンガスを含む第1レーザガスを収容した第1容器と、前記第1レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第2レーザガスを収容した第2容器と、に接続され、前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記第1のレーザチャンバ及び前記第2のレーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記第1のレーザチャンバ及び前記第2のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第2レーザガスの前記第1のレーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記第1のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第1のガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第2レーザガスの前記第2のレーザチャンバの内部への供給、及び、前記ガス排気部による前記第2のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気のいずれかを行う第2のガス圧制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記第1のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第1のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第1の部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記第2のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第2のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第2の部分ガス交換制御と、
を選択的に行うように構成され、
前記ガス制御部は、
前記第1又は第2のレーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて第1の所定時間に対する補正演算を行い、前記繰り返し周波数が第1の値である場合に第1の補正時間を第1の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第1の値より大きい第2の値である場合に、前記第1の補正時間を前記第1の長さより短い第2の長さとするように、前記第1の補正時間を算出し、
前記繰り返し周波数に基づいて第2の所定時間に対する補正演算を行い、前記繰り返し周波数が第3の値である場合に第2の補正時間を第3の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第3の値より大きい第4の値である場合に、前記第2の補正時間を前記第3の長さより短い第4の長さとするように、前記第2の補正時間を算出し、
前回の第1の部分ガス交換制御を行ったときから前記第1の補正時間が経過したときに次の第1の部分ガス交換制御を行うように構成され、
前回の第2の部分ガス交換制御を行ったときから前記第2の補正時間が経過したときに次の第2の部分ガス交換制御を行うように構成され、
前記第1の部分ガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が前記第1の値である場合に、第1の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第1のレーザチャンバの内部に供給し、前記第1の所定量の排気を行い、
前記繰り返し周波数が前記第2の値である場合に、前記第1の所定量より小さい第2の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第1のレーザチャンバの内部に供給し、前記第2の所定量の排気を行い、
前記第2の部分ガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が前記第3の値である場合に、第3の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第2のレーザチャンバの内部に供給し、前記第3の所定量の排気を行い、
前記繰り返し周波数が前記第4の値である場合に、前記第3の所定量より小さい第4の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第2のレーザチャンバの内部に供給し、前記第4の所定量の排気を行う、エキシマレーザシステム。 - 前記ガス制御部は、
前記第1のガス圧制御と、
前記第2のガス圧制御と、
前記第1の部分ガス交換制御と、
前記第2の部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガスの前記第1のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第1のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第1のハロゲンガス補充制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガスの前記第2のレーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記第2のレーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う第2のハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行う、請求項11記載のエキシマレーザシステム。 - 前記電源部は、電気エネルギーを蓄える1つの蓄電部を含み、前記1つの蓄電部が、前記第1の電極間及び前記第2の電極間の両方に電圧を供給する、請求項11記載のエキシマレーザシステム。
- ガスを封入するレーザチャンバと、
前記レーザチャンバの内部に配置された少なくとも一対の電極と、
前記電極間に電圧を供給する電源部と、
ハロゲンガスを含む第1レーザガスを収容した第1容器と、前記第1レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第2レーザガスを収容した第2容器と、に接続され、前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給を行うガス供給部と、
前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気を行うガス排気部と、
前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
前記ガス供給部による前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行う部分ガス交換制御と、
前記ガス供給部による前記第1レーザガスの前記レーザチャンバの内部への供給と、前記ガス排気部による前記レーザチャンバの内部のガスの部分的な排気とを順次行うハロゲンガス補充制御と、
を選択的に行うように構成され、
前記ガス制御部は、
前記レーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて所定時間に対する補正演算を行い、前記繰り返し周波数が第1の値である場合に補正時間を第1の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第1の値より大きい第2の値である場合に、前記補正時間を前記第1の長さより短い第2の長さとするように、前記補正時間を算出し、
前回の部分ガス交換制御を行ったときから前記補正時間が経過したときに次の部分ガス交換制御を行うように構成され、
前記部分ガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が前記第1の値である場合に、第1の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第1の所定量の排気を行い、
前記繰り返し周波数が前記第2の値である場合に、前記第1の所定量より小さい第2の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記レーザチャンバの内部に供給し、前記第2の所定量の排気を行う、エキシマレーザ装置。 - ガスを封入する第1のレーザチャンバと、
前記第1のレーザチャンバ内の圧力を検出する第1圧力検出部と、
を含み、レーザ光を出力するマスターオシレータと、
ガスを封入する第2のレーザチャンバと、
前記第2のレーザチャンバ内の圧力を検出する第2圧力検出部と、
を含み、前記マスターオシレータから出力されたレーザ光を増幅して出力するパワーオシレータと、
ハロゲンガスを含む第1レーザガスを収容した第1容器と、
前記第1レーザガスよりもハロゲンガス濃度の低い第2レーザガスを収容した第2容器と、に接続され、
前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第1のレーザチャンバ及び前記第2のレーザチャンバの内部に選択的に供給あるいは供給停止するための複数のバルブを含む、
ガス供給部と、
前記第1のレーザチャンバ及び前記第2のレーザチャンバの内部のガスの排気を行うガス排気部と、
前記第1及び第2の圧力検出部に接続され、前記ガス供給部及び前記ガス排気部を制御するガス制御部と、
を備え、
前記ガス制御部は、
第1のガス交換制御と第2のガス交換制御とを選択的に行うように構成されており、
前記第1又は第2のレーザチャンバから出力されるレーザ光の繰り返し周波数を計測し、
前記繰り返し周波数に基づいて第1の所定時間に対する補正演算を行い、前記繰り返し周波数が第1の値である場合に第1の補正時間を第1の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第1の値より大きい第2の値である場合に、前記第1の補正時間を前記第1の長さより短い第2の長さとするように、前記第1の補正時間を算出し、
前記繰り返し周波数に基づいて第2の所定時間に対する補正演算を行い、前記繰り返し周波数が第3の値である場合に第2の補正時間を第3の長さとし、前記繰り返し周波数が前記第3の値より大きい第4の値である場合に、前記第2の補正時間を前記第3の長さより短い第4の長さとするように、前記第2の補正時間を算出し、
前回の第1のガス交換制御を行ったときから前記第1の補正時間が経過したときに次の第1のガス交換制御を行うように構成され、
前回の第2のガス交換制御を行ったときから前記第2の補正時間が経過したときに次の第2のガス交換制御を行うように構成され、
前記ガス制御部は、第1及び第2のレーザガス供給前後の圧力及び排出量に基づいて、第1及び第2レーザチャンバそれぞれのハロゲンガス分圧値を算出、保持し、最新のハロゲン分圧値に基づいて、第1所定圧、第2所定圧、第3所定圧、第4所定圧、第5所定圧、第6所定圧、第7所定圧、第8所定圧を算出し、
前記第1のガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が前記第1の値である場合に、前記第1のレーザチャンバの内部に前記第1レーザガスを第1所定圧まで供給し、続いて、前記第2レーザガスを第2所定圧まで供給することにより、第1の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第1のレーザチャンバの内部に供給し、前記第1のレーザチャンバの内部のガスを前記第1レーザガスの供給前の圧力まで排気し、
前記繰り返し周波数が前記第2の値である場合に、前記第1のレーザチャンバの内部に前記第1レーザガスを第5所定圧まで供給し、続いて、前記第2レーザガスを第6所定圧まで供給することにより、前記第1の所定量より小さい第2の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第1のレーザチャンバの内部に供給し、前記第1のレーザチャンバの内部のガスを前記第1レーザガスの供給前の圧力まで排気し、
前記第2のガス交換制御において、
前記繰り返し周波数が前記第3の値である場合に、前記第2のレーザチャンバの内部に前記第1レーザガスを第3所定圧まで供給し、続いて、前記第2レーザガスを第4所定圧まで供給することにより、第3の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第2のレーザチャンバの内部に供給し、前記第2のレーザチャンバの内部のガスを前記第1レーザガスの供給前の圧力まで排気し、
前記繰り返し周波数が前記第4の値である場合に、前記第2のレーザチャンバの内部に前記第1レーザガスを第7所定圧まで供給し、続いて、前記第2レーザガスを第8所定圧まで供給することにより、前記第3の所定量より小さい第4の所定量の前記第1レーザガス及び前記第2レーザガスを前記第2のレーザチャンバの内部に供給し、前記第2のレーザチャンバの内部のガスを前記第1レーザガスの供給前の圧力まで排気する、エキシマレーザシステム。
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