JP7401552B2 - レーザ装置、及びレーザ装置のリークチェック方法 - Google Patents

レーザ装置、及びレーザ装置のリークチェック方法 Download PDF

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Description

本開示は、レーザ装置、及びレーザ装置のリークチェック方法に関する。
近年、半導体露光装置においては、半導体集積回路の微細化および高集積化につれて、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光の短波長化が進められている。たとえば、露光用のガスレーザ装置としては、波長約２４８ｎｍのレーザ光を出力するＫｒＦエキシマレーザ装置、ならびに波長約１９３ｎｍのレーザ光を出力するＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられる。
ＫｒＦエキシマレーザ装置およびＡｒＦエキシマレーザ装置の自然発振光のスペクトル線幅は、３５０～４００ｐｍと広い。そのため、ＫｒＦ及びＡｒＦレーザ光のような紫外線を透過する材料で投影レンズを構成すると、色収差が発生してしまう場合がある。その結果、解像力が低下し得る。そこで、ガスレーザ装置から出力されるレーザ光のスペクトル線幅を、色収差が無視できる程度となるまで狭帯域化する必要がある。そのため、ガスレーザ装置のレーザ共振器内には、スペクトル線幅を狭帯域化するために、狭帯域化素子（エタロンやグレーティング等）を含む狭帯域化モジュール（Line Narrow Module：ＬＮＭ）が備えられる場合がある。以下では、スペクトル線幅が狭帯域化されるガスレーザ装置を狭帯域化ガスレーザ装置という。
実開平０１－１４６５６５号公報 米国特許第６８１９６９９号明細書 特開２００８－２７０２７９号公報 実開平０２－１４２５５８号公報
概要
本開示の１つの観点に係るレーザ装置のリークチェック方法は、レーザ媒質ガスを収容する閉鎖空間を大気暴露することと、閉鎖空間を大気暴露した後、閉鎖空間を大気から隔絶することと、閉鎖空間にネオンガスを含むネオン含有ガスを導入することと、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かを判定することとを含む。
本開示の他の１つの観点に係るレーザ装置のリークチェック方法は、レーザチャンバと、レーザチャンバに、ネオンガスとフッ素ガスとを含む第１のガスを導入する第１の配管と、レーザチャンバに、ネオンガスを含み第１のガスよりもフッ素ガス濃度の低い第２のガスを導入する第２の配管と、を含むレーザ装置のリークチェック方法であって、レーザチャンバの内部の空間を含む閉鎖空間に、ネオンガスを含み第１のガスよりもフッ素ガス濃度の低い第３のガスを導入することと、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かを判定することと、を含む。
本開示の１つの観点に係るレーザ装置は、レーザチャンバと、レーザチャンバに、ネオンガスとフッ素ガスとを含む第１のガスを導入する第１の配管と、レーザチャンバに、ネオンガスを含み第１のガスよりもフッ素ガス濃度の低い第２のガスを導入する第２の配管と、レーザチャンバと第１の配管とに、ネオンガスを含み第１のガスよりもフッ素ガス濃度の低い第３のガスを導入する第３の配管と、を含む。
本開示のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明する。
図１は、比較例に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。 図２は、比較例におけるリークチェック方法の手順を示すフローチャートである。 図３は、閉鎖空間の範囲を説明する図である。 図４は、比較例におけるメンテナンス作業の手順を示すフローチャートである。 図５は、比較例におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態に係るレーザ装置の構成を概略的に示す。 図７は、第１の実施形態におけるメンテナンス作業の手順を示すフローチャートである。 図８は、第１の実施形態におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。 図９は、第２の実施形態におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。 図１０は、交換用レーザチャンバの構成を概略的に示す。 図１１は、第３の実施形態におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。
実施形態
内容
１．比較例に係るレーザ装置
１．１ 構成
１．１．１ レーザ発振器及び各種制御部
１．１．２ 各種ガス供給装置及び排気装置
１．１．２．１ レーザガス供給装置
１．１．２．２ チャンバパージガス供給装置
１．１．２．３ 排気装置
１．１．２．４ 光学モジュールパージガス供給装置
１．２ 動作
１．２．１ レーザ発振器の動作
１．２．２ 光学モジュールパージガス供給装置の動作
１．２．３ リークチェック方法
１．２．３．１ メンテナンス作業
１．２．３．２ リークチェック
１．３ 比較例の課題
２．ネオン含有ガスを用いてリークチェックを行うレーザ装置
２．１ 構成
２．２ 動作
２．２．１ メンテナンス作業
２．２．２ リークチェック
２．３ 作用
３．ガス圧の変化によりリークチェックを行うレーザ装置
４．交換用レーザチャンバのリークチェックを行うレーザ装置
４．１ 交換用レーザチャンバ
４．２ リークチェックの手順
４．３ 作用
５．その他
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。以下に説明される実施形態は、本開示のいくつかの例を示すものであって、本開示の内容を限定するものではない。また、各実施形態で説明される構成及び動作の全てが本開示の構成及び動作として必須であるとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
１．比較例に係るレーザ装置
１．１ 構成
図１は、比較例に係るレーザ装置１の構成を概略的に示す。レーザ装置１は、露光装置１００と共に使用される。
レーザ装置１は、レーザチャンバ１０と、狭帯域化モジュール１４と、出力結合ミラー１５と、レーザ制御部３０と、ガス制御部３２と、を含む。狭帯域化モジュール１４及び出力結合ミラー１５はレーザ共振器を構成する。レーザ装置１は、さらに、レーザガス供給装置３３と、チャンバパージガス供給装置３５と、排気装置３７と、光学モジュールパージガス供給装置３９と、を含む。
１．１．１ レーザ発振器及び各種制御部
レーザチャンバ１０は、レーザ共振器の光路に配置されている。レーザチャンバ１０と、レーザ共振器と、図示しない高電圧電源とでレーザ発振器が構成される。レーザチャンバ１０にはウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられている。
レーザチャンバ１０は、一対の電極１１ａ及び１１ｂを内部に収容し、さらにレーザ媒質ガスを収容している。レーザ媒質ガスは、ハロゲンガスと、希ガスと、バッファガスとを含む。例えば、ハロゲンガスはフッ素ガスであり、希ガスはアルゴンガス又はクリプトンガスであり、バッファガスはネオンガスである。また、レーザ媒質ガスは添加ガスとしてキセノンガスを含んでもよい。レーザチャンバ１０は圧力計Ｐに接続されている。
狭帯域化モジュール１４は、プリズム１４ａ及びグレーティング１４ｂなどの波長選択素子を含む。狭帯域化モジュール１４は、ハウジング１８に収容されている。出力結合ミラー１５は、部分反射ミラーで構成されている。出力結合ミラー１５は、ハウジング１９に収容されている。ハウジング１９にはウインドウ１０ｃが設けられている。ハウジング１９にはパルスレーザ光のパルスエネルギーを計測するための図示しないエネルギーモニタがさらに収容されていてもよい。
レーザ制御部３０は、ＣＰＵ（central processing unit）３０ａ及びメモリ３０ｂを含むコンピュータ装置によって構成される。メモリ３０ｂは、情報処理に必要なプログラム及びデータを記憶している。ＣＰＵ３０ａは、メモリ３０ｂに記憶されたプログラムに従い、各種データを読み出して情報処理を行うように構成されている。レーザ制御部３０は、露光装置１００の図示しない露光装置制御部と、ＦＤＣシステム（fault detection and classification system）１２０と、ユーザインターフェース１４０と、に接続されている。
ガス制御部３２は、ＣＰＵ３２ａ及びメモリ３２ｂを含むコンピュータ装置によって構成される。メモリ３２ｂは、情報処理に必要なプログラム及びデータを記憶している。ＣＰＵ３２ａは、メモリ３２ｂに記憶されたプログラムに従い、各種データを読み出して情報処理を行うように構成されている。
１．１．２ 各種ガス供給装置及び排気装置
次に、レーザガス供給装置３３と、チャンバパージガス供給装置３５と、排気装置３７と、光学モジュールパージガス供給装置３９と、について説明する。以下の説明において、ガスが流れる各種配管の第１の端部はガス流の上流側の端部であり、第２の端部は第１の端部と反対側の端部である。
１．１．２．１ レーザガス供給装置
レーザガス供給装置３３は、配管３３１の第１の端部付近に設けられたバルブＦ２－Ｖ１と、配管３３２の第１の端部付近に設けられたバルブＢ－Ｖ１と、を含む。配管３３１は本開示における第１の配管に相当する。配管３３２は本開示における第２の配管に相当する。
配管３３１の第１の端部は、配管２３１を介してフッ素含有ガスボンベ２３に接続される。フッ素含有ガスボンベ２３は本開示における第１のガス供給源に相当する。フッ素含有ガスボンベ２３は、ネオンガスとフッ素ガスとを含むフッ素含有ガスを収容している。フッ素含有ガスは本開示における第１のガスに相当する。フッ素含有ガスは、例えば、フッ素ガスと、アルゴンガスと、ネオンガスと、の混合ガスである。
配管３３２の第１の端部は、配管２４１を介してネオン含有ガスボンベ２４に接続される。ネオン含有ガスボンベ２４は本開示における第２のガス供給源に相当する。ネオン含有ガスボンベ２４は、ネオンガスを含みフッ素含有ガスよりもフッ素ガス濃度の低いネオン含有ガスを収容している。ネオン含有ガスは本開示における第２のガスに相当する。ネオン含有ガスはフッ素ガスを含まなくてもよい。ネオン含有ガスは、例えば、アルゴンガスと、ネオンガスと、キセノンガスと、の混合ガスである。
あるいは、フッ素含有ガスは、フッ素ガスと、クリプトンガスと、ネオンガスと、の混合ガスであり、ネオン含有ガスは、クリプトンガスと、ネオンガスと、の混合ガスでもよい。
配管３３１の第２の端部と配管３３２の第２の端部とは、互いに接続され、さらに、配管３３３に接続されている。配管３３３は配管３３４に接続され、配管３３４はレーザチャンバ１０に接続されている。配管３３２の第２の端部付近に、配管３３１及び配管３３３からのフッ素含有ガスの逆流を抑制するための逆止弁３３２ａが設けられている。配管３３１及び３３２にはそれぞれ図示しないマスフローコントローラが設けられてもよい。
１．１．２．２ チャンバパージガス供給装置
チャンバパージガス供給装置３５は、配管３５１の第１の端部付近に設けられたバルブＬ－Ｖ１を含む。配管３５１の第１の端部は、配管２５１を介してヘリウムガスボンベ２５に接続される。配管３５１の第２の端部は、配管３３３と配管３３４との接続部分に接続されている。配管３５１の第２の端部付近に、配管３３３及び配管３３４からのフッ素含有ガス又はネオン含有ガスの逆流を抑制するための逆止弁３５１ａが設けられている。
配管３５１のバルブＬ－Ｖ１と逆止弁３５１ａとの間に、配管３５２の第１の端部が接続されている。配管３５２の第２の端部は、配管３３１に接続されている。配管３５２の第２の端部付近に、配管３３１からのフッ素含有ガスの逆流を抑制するための逆止弁３５２ａが設けられている。
配管３５１のバルブＬ－Ｖ１と逆止弁３５１ａとの間に、配管３５３の第１の端部が接続されている。配管３５３の第２の端部は、配管３３２に接続されている。配管３５３の第２の端部付近に、配管３３２からのネオン含有ガスの逆流を抑制するための逆止弁３５３ａが設けられている。
１．１．２．３ 排気装置
排気装置３７は、配管３７３に設けられたフッ素トラップ３７ａ及び排気ポンプ３７ｂを含む。フッ素トラップ３７ａは、フッ素ガス及びフッ素の化合物を捕捉する処理剤を収容している。排気ポンプ３７ｂは、フッ素トラップ３７ａを通過したガスを強制的に排気するように構成されている。配管３７３は、レーザチャンバ１０内のガス圧が大気圧より高い場合にフッ素トラップ３７ａを通過したガスを放出するために、排気ポンプ３７ｂをバイパスする図示しないバイパス流路を含んでもよい。
配管３７３の第１の端部は、配管３７１の第２の端部及び配管３７２の第２の端部に接続されている。配管３７１の第１の端部はレーザチャンバ１０に接続されている。配管３７１には、バルブＥＸ－Ｖ１が配置されている。配管３７２の第１の端部は、配管３３１と配管３３２との接続部分付近に接続されている。配管３７２には、バルブＥＸ－Ｖ２が配置されている。
１．１．２．４ 光学モジュールパージガス供給装置
光学モジュールパージガス供給装置３９は、配管３９１の第１の端部付近に設けられたバルブＮ２－Ｖ１を含む。配管３９１の第１の端部は、配管２９１を介して窒素ガスボンベ２９に接続される。配管３９１の第２の端部は、配管３９２と配管３９３とに分岐している。配管３９２は狭帯域化モジュール１４を収容したハウジング１８に接続されている。配管３９３は出力結合ミラー１５を収容したハウジング１９に接続されている。配管３９２及び３９３にはそれぞれ図示しないマスフローコントローラが設けられてもよい。
１．２ 動作
１．２．１ レーザ発振器の動作
レーザ制御部３０は、露光装置制御部からの制御信号に応じて、図示しない高電圧電源にトリガ信号を送信する。高電圧電源は、トリガ信号に応じてパルス状の高電圧を生成し、この高電圧を電極１１ａ及び１１ｂに印加する。
電極１１ａ及び１１ｂに高電圧が印加されると、電極１１ａ及び１１ｂの間に放電が起こる。この放電のエネルギーにより、レーザチャンバ１０内のレーザ媒質ガスが励起されて高エネルギー準位に移行する。励起されたレーザ媒質ガスが、その後、低エネルギー準位に移行するとき、そのエネルギー準位差に応じた波長の光を放出する。
レーザチャンバ１０内で発生した光は、ウインドウ１０ａ及び１０ｂを介してレーザチャンバ１０の外部に出射する。ウインドウ１０ａから出射した光は、狭帯域化モジュール１４によって狭帯域化され、所望波長付近の光がウインドウ１０ａを介してレーザチャンバ１０に戻される。
出力結合ミラー１５は、ウインドウ１０ｂから出射した光のうちの一部を透過させて出力し、他の一部を反射してウインドウ１０ｂを介してレーザチャンバ１０に戻す。
このようにして、レーザチャンバ１０から出射した光は、狭帯域化モジュール１４と出力結合ミラー１５との間で往復する。この光は、電極１１ａ及び１１ｂ間の放電空間を通過する度に増幅される。また、この光は、狭帯域化モジュール１４で折り返される度に狭帯域化される。こうしてレーザ発振し狭帯域化された光が、出力結合ミラー１５を介してレーザ共振器からパルスレーザ光として出力され、ウインドウ１０ｃを介してレーザ装置１から出力される。
レーザ装置１から出力されたパルスレーザ光は、露光装置１００へ入射する。
１．２．２ 光学モジュールパージガス供給装置の動作
レーザ装置１の稼働時において、光学モジュールパージガス供給装置３９は、ハウジング１８及び１９に窒素ガスを導入する。このとき、バルブＮ２－Ｖ１は開状態とされ、バルブＦ２－Ｖ１、Ｂ－Ｖ１、Ｌ－Ｖ１、ＥＸ－Ｖ１、及びＥＸ－Ｖ２は閉状態とされる。
窒素ガスの導入量は、配管３９２及び３９３にそれぞれ設けられた図示しないマスフローコントローラによって制御されてもよい。窒素ガスは、ハウジング１８及び１９のそれぞれの内部で滞留した後、排気ポート１８ａ及び１９ａから排気される。ハウジング１８及び１９に窒素ガスを導入することにより、ハウジング１８及び１９のそれぞれの内部の光学素子の汚染が抑制される。
１．２．３ リークチェック方法
図２は、比較例におけるリークチェック方法の手順を示すフローチャートである。リークチェック方法は、メンテナンス作業（Ｓ１０）、リークチェック（Ｓ３０）の順で行われる。
メンテナンス作業（Ｓ１０）は、レーザ媒質ガスを収容する閉鎖空間を大気暴露し、その後、レーザチャンバ１０の部品交換を実施し、その後、閉鎖空間を大気から隔絶することを含む。
リークチェック（Ｓ３０）は、大気から隔絶された閉鎖空間にヘリウムガスを導入し、その後、閉鎖空間の外部にヘリウムガスが漏洩しているか否かを判定することを含む。
図３は、閉鎖空間の範囲を説明する図である。図３は、図１に示されるレーザ装置１のうちのレーザチャンバ１０と各種配管とを抜粋して示しており、閉鎖空間となるレーザチャンバ１０及び配管の範囲を破線で示している。閉鎖空間は、配管３３１、３３２、３５１、３７１、３７２の各一部の内部の空間と、配管３３３、３３４、３５２、及び３５３の各内部の空間と、レーザチャンバ１０の内部の空間と、を含む。
１．２．３．１ メンテナンス作業
図４は、比較例におけるメンテナンス作業の手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、図２のＳ１０のサブルーチンに相当する。図４に示される手順のうち、実線の枠で囲まれたステップはガス制御部３２の動作を示し、破線の枠で囲まれたステップは作業者の動作を示す。
レーザチャンバ１０のメンテナンスにおいては、閉鎖空間を大気暴露する前に、以下の工程により閉鎖空間の内部のフッ素ガスが除去される。
Ｓ１１において、ガス制御部３２は、ガス排気の繰返し回数をカウントするためのカウンタＮの値を初期値１にセットする。
Ｓ１２において、ガス制御部３２は、閉鎖空間の内部のガスを、フッ素トラップ３７ａを介して排気する。具体的には、バルブＦ２－Ｖ１、Ｂ－Ｖ１、及びＬ－Ｖ１を閉状態としたまま、バルブＥＸ－Ｖ１及びＥＸ－Ｖ２を開状態とする。これにより、レーザチャンバ１０の内部のガスがバルブＥＸ－Ｖ１を介して排気装置３７に流れ、配管３３１、３３２、３３３、３３４、３５１、３５２、及び３５３の内部のガスがバルブＥＸ－Ｖ２を介して排気装置３７に流れる。排気装置３７において、フッ素トラップ３７ａがフッ素ガス及びフッ素の化合物を捕捉する。フッ素トラップ３７ａを通過したガスは、排気ポンプ３７ｂ又は図示しないバイパス流路を介してレーザ装置１の外部に排気される。排気ポンプ３７ｂを駆動した場合には、閉鎖空間の内部のガス圧が大気圧未満となるように排気することができる。
Ｓ１３において、ガス制御部３２は、閉鎖空間にヘリウムガスを導入する。具体的には、バルブＦ２－Ｖ１及びＢ－Ｖ１を閉状態としたまま、排気ポンプ３７ｂの駆動を停止させ、バルブＥＸ－Ｖ１及びＥＸ－Ｖ２を閉状態とし、バルブＬ－Ｖ１を開状態とする。これにより、配管３５１から、配管３５２、３５３、３３１、３３２、３３３、及び３３４を介してレーザチャンバ１０にヘリウムガスが導入される。配管３７１及び３７２の各一部にもヘリウムガスが導入される。こうして、ヘリウムガスによる閉鎖空間のガスパージが行われる。ヘリウムガスの導入後、ガス制御部３２は、バルブＬ－Ｖ１を閉状態とする。
Ｓ１４において、ガス制御部３２は、カウンタＮの値が所定値Ｎｍａｘに達したか否かを判定する。所定値Ｎｍａｘは、２以上の整数である。
カウンタＮの値が所定値Ｎｍａｘに達していない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ガス制御部３２は、Ｓ１５に処理を進める。Ｓ１５において、ガス制御部３２は、カウンタＮの値に１を加算してＮの値を更新する。Ｓ１５の後、ガス制御部３２は、Ｓ１２に処理を戻す。ガスの排気とヘリウムガスの導入とを複数回繰り返すことにより、レーザチャンバ１０の内部の空間を含む閉鎖空間のフッ素ガスが、大気暴露可能な濃度にまで除去される。
カウンタＮの値が所定値Ｎｍａｘに達した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、Ｓ１６に処理を進める。
Ｓ１６において、ガス制御部３２は、フッ素ガスの除去完了を外部に通知する。例えば、ガス制御部３２は、フッ素ガスの除去完了を示す信号をレーザ制御部３０に送信する。この信号を契機として、レーザ制御部３０はＦＤＣシステム１２０にフッ素ガスの除去完了を示す通知を送信する。ＦＤＣシステム１２０への通知に加えて、又はＦＤＣシステム１２０への通知に代えて、レーザ制御部３０はユーザインターフェース１４０にフッ素ガスの除去完了を示す表示を行わせる。
Ｓ１７において、作業者は、レーザチャンバ１０の部品交換を実施するために閉鎖空間を大気暴露する。例えば、ウインドウ１０ａ又は１０ｂの交換作業を行う場合、レーザチャンバ１０の内部の空間の少なくとも一部が大気暴露される。また例えば、レーザチャンバ１０自体の交換作業を行う場合、レーザチャンバ１０に接続された配管３３４、３７１の一部等も大気暴露される。Ｓ１８において、作業者は、レーザチャンバ１０の部品交換を実施する。
Ｓ１９において、作業者は、閉鎖空間を大気から隔絶し、さらに、ユーザインターフェース１４０を介してメンテナンス作業の完了を入力する。レーザ制御部３０は、ユーザインターフェース１４０に入力された信号を受信し、メンテナンス作業の完了を示す信号をガス制御部３２に送信する。
Ｓ２０において、ガス制御部３２は、メンテナンス作業の完了を示す信号を受信したか否かを判定する。メンテナンス作業の完了を示す信号を受信していない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、ガス制御部３２は、メンテナンス作業の完了を示す信号を受信するまで待機する。メンテナンス作業の完了を示す信号を受信した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図２に示される処理に戻る。
１．２．３．２ リークチェック
図５は、比較例におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートは、図２のＳ３０のサブルーチンに相当する。図５に示される手順のうち、実線の枠で囲まれたステップはガス制御部３２の動作を示し、破線の枠で囲まれたステップは作業者の動作を示す。
Ｓ３２において、ガス制御部３２は、バルブＬ－Ｖ１を開状態とし、閉鎖空間にヘリウムガスを導入する。このとき、バルブＦ２－Ｖ１、Ｂ－Ｖ１、ＥＸ－Ｖ１、及びＥＸ－Ｖ２は閉状態とされる。
Ｓ３３において、ガス制御部３２は、圧力計Ｐで計測されるレーザチャンバ１０の内部のガス圧が所定値に達したか否かを判定する。レーザチャンバ１０の内部のガス圧が所定値に達していない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、ガス制御部３２は、レーザチャンバ１０の内部のガス圧が所定値に達するまで待機する。レーザチャンバ１０の内部のガス圧が所定値に達した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、Ｓ３４に処理を進める。
Ｓ３４において、ガス制御部３２は、バルブＬ－Ｖ１を閉状態とし、ガスの充填完了を外部に通知する。例えば、ガス制御部３２は、ガスの充填完了を示す信号をレーザ制御部３０に送信し、レーザ制御部３０が、ＦＤＣシステム１２０にガスの充填完了を示す通知を送信し、及び／又はユーザインターフェース１４０にガスの充填完了を示す表示を行わせる。
Ｓ３５において、作業者が、図示しないヘリウムリークディテクターを用いて、閉鎖空間の外部にヘリウムガスが漏洩しているか否かを判定する。例えば、ウインドウ１０ａ又は１０ｂを交換した場合には、交換したウインドウの周囲でヘリウムガスが漏洩しているか否かを調べる。その後、作業者は、ユーザインターフェース１４０を介して判定結果を入力する。レーザ制御部３０は、ユーザインターフェース１４０に入力された信号を受信し、判定結果を示す信号をガス制御部３２に送信する。あるいは、ヘリウムリークディテクターからレーザ制御部３０に判定結果を示す信号が送信され、レーザ制御部３０が、この信号をガス制御部３２に送信するようになっていてもよい。
Ｓ３６において、ガス制御部３２は、閉鎖空間の外部にヘリウムガスが漏洩しているか否かの判定結果を識別する。
閉鎖空間の外部にヘリウムガスが漏洩している場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図２に示される処理に戻る。このとき、ガス制御部３２は、レーザ制御部３０に装置エラーを示す信号を送信してもよい。レーザ制御部３０は、ＦＤＣシステム１２０に装置エラーを示す通知を送信し、及び／又はユーザインターフェース１４０に装置エラーを示す表示を行わせてもよい。
閉鎖空間の外部にヘリウムガスが漏洩していない場合（Ｓ３６：ＮＯ）、ガス制御部３２は、Ｓ３７に処理を進める。Ｓ３７において、ガス制御部３２は、閉鎖空間の内部のガスを排気する。排気の手順は図４のＳ１２において説明したものと同様でよい。その後、Ｓ３８において、ガス制御部３２は、レーザチャンバ１０の内部の空間を含む閉鎖空間にネオン含有ガスとフッ素含有ガスとを導入する。具体的には、まず、バルブＥＸ－Ｖ１、ＥＸ－Ｖ２、Ｆ２－Ｖ１、及びＬ－Ｖ１を閉状態とし、バルブＢ－Ｖ１を開状態とする。これにより、配管３３２からレーザチャンバ１０にネオン含有ガスが導入される。次に、バルブＥＸ－Ｖ１、ＥＸ－Ｖ２、Ｂ－Ｖ１、Ｌ－Ｖ１を閉状態とし、バルブＦ２－Ｖ１を開状態とする。これにより、配管３３１からレーザチャンバ１０にフッ素含有ガスが導入される。
レーザチャンバ１０の内部のガス圧及びフッ素ガス濃度が所望の値になったら、ガス制御部３２は、バルブＥＸ－Ｖ１、ＥＸ－Ｖ２、Ｆ２－Ｖ１、Ｂ－Ｖ１、及びＬ－Ｖ１を閉状態とし、レーザ装置１の稼働準備完了を示す信号をレーザ制御部３０に送信する。
あるいは、レーザチャンバ１０の内部のガス組成を安定化するために、Ｓ３７の排気とＳ３８のガス導入とを複数回繰返した後、レーザ装置１の稼働準備完了を示す信号をレーザ制御部３０に送信してもよい。
Ｓ３８の後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了し、図２に示される処理に戻る。
１．３ 比較例の課題
比較例においては、ヘリウムガスを用いて閉鎖空間のガスパージとリークチェックが行われている。しかし、ヘリウムガスは産出地及び産出量が限られているため、調達が困難となったり価格が高騰したりする場合がある。仮にヘリウムガスの調達が止まった場合には、レーザ装置１のメンテナンスができなくなり、レーザ装置１を稼働できなくなる可能性がある。
２．ネオン含有ガスを用いてリークチェックを行うレーザ装置
２．１ 構成
図６～図８を用いて第１の実施形態について説明する。
図６は、第１の実施形態に係るレーザ装置１の構成を概略的に示す。第１の実施形態において、ヘリウムガスボンベ２５はなくてもよい。配管３５１は、ネオンガスを含みフッ素含有ガスよりもフッ素ガス濃度の低い第３のガスを、レーザチャンバ１０と、配管３３１及び３３２とに導入するように構成されている。配管３５１は、本開示における第３の配管に相当する。
第３のガスは、好ましくは、ネオン含有ガスと同組成のガスである。同組成のガスとは、成分とその混合比率とのいずれもが等しいガスをいう。さらに好ましくは、配管３５１の第１の端部は、ネオン含有ガスボンベ２４に接続される。ネオン含有ガスボンベ２４には配管２４２が接続される。配管２４２は、分岐部２４ａにおいて配管２４３と配管２４４とに分岐する。配管２４３が配管３３２の第１の端部に接続され、配管２４４が配管３５１の第１の端部に接続される。配管２４２、２４３、及び２４４は、本開示における第４の配管に相当する。
他の点については、第１の実施形態の構成は比較例の構成と同様である。
２．２ 動作
第１の実施形態におけるレーザ発振器の動作及び光学モジュールパージガス供給装置３９の動作は、上述の比較例において説明したものと同様である。第１の実施形態におけるリークチェック方法は、図２を参照しながら説明したのと同様の手順で行われる。但し、以下に説明するサブルーチンが、第１の実施形態と比較例とで異なっている。
２．２．１ メンテナンス作業
図７は、第１の実施形態におけるメンテナンス作業の手順を示すフローチャートである。図４のＳ１３の代わりに、図７のＳ１３ａにおいて、ガス制御部３２は、閉鎖空間にネオン含有ガスを導入する。
他の点については、図７の処理は図４を参照しながら説明した比較例の処理と同様である。
２．２．２ リークチェック
図８は、第１の実施形態におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。図５のＳ３２の代わりに、図８のＳ３２ａにおいて、ガス制御部３２は、閉鎖空間にネオン含有ガスを導入する。また、図５のＳ３５の代わりに、図８のＳ３５ａにおいて、作業者が、ネオンガスに感度を持つ図示しないリークディテクターを用いて、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かを判定する。例えば、所定の閾値より多いネオンガスが検出された場合に、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩していると判定する。ネオンガスに感度を持つリークディテクターは、例えば、リファレンスガスと測定ガスとの間の熱伝導率の違いを検知することによりネオンガスを検出する装置であってもよい。リークディテクターは、ネオンガスの検出量に基づく表示又は警報を出力するように構成されていてもよい。
他の点については、図８の処理は図５を参照しながら説明した比較例の処理と同様である。
２．３ 作用
（１）第１の実施形態によれば、閉鎖空間にネオンガスを含むネオン含有ガスを導入し（図８のＳ３２ａ）、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かを判定する（図８のＳ３５ａ）。これにより、ヘリウムガスを使わなくてもリークチェックが可能となるので、ヘリウムガスの調達が困難となった場合でもレーザ装置１がメンテナンス不能により稼働停止となることを抑制し得る。
（２）第１の実施形態によれば、閉鎖空間を大気暴露する前に、閉鎖空間の内部のガスを、フッ素トラップ３７ａを介して排気し（図７のＳ１２）、閉鎖空間にネオン含有ガスを導入し（図７のＳ１３ａ）、閉鎖空間の内部のガスを、フッ素トラップ３７ａを介して再度排気する（図７のＳ１２）。これにより、ヘリウムガスを使わなくても閉鎖空間の内部をガスパージしてフッ素ガス濃度を低減することができる。また、リークチェックに用いられるガスと同じネオン含有ガスを用いてガスパージするので、配管の増加が抑制される。
（３）第１の実施形態によれば、ネオンガスに感度を持つリークディテクターを用いて、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かを判定する（図８のＳ３５ａ）。これにより、ネオン含有ガスをレーザチャンバ１０内に導入してすぐにリークチェックすることができる。
（４）第１の実施形態によれば、閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩していないと判定された場合に、閉鎖空間の内部のガスを排気し（図８のＳ３７）、閉鎖空間にネオン含有ガス及びフッ素含有ガスを導入する（図８のＳ３８）。これにより、ネオンガスが漏洩していないことを事前に判定するので、フッ素含有ガス等を導入したときにフッ素ガスが漏洩することを抑制し得る。また、ヘリウムガスを用いてリークチェックを行った場合と比べて、ネオン含有ガスを用いてリークチェックを行った場合にはＳ３７の排気とＳ３８のガス導入との繰返し回数を低減し得る。
（５）第１の実施形態によれば、レーザ装置１は、レーザチャンバ１０にネオンガスとフッ素ガスとを含むフッ素含有ガスを導入する配管３３１と、レーザチャンバ１０にネオンガスを含みフッ素含有ガスよりもフッ素ガス濃度の低いネオン含有ガスを導入する配管３３２と、レーザチャンバ１０と配管３３１とに、ネオンガスを含みフッ素含有ガスよりもフッ素ガス濃度の低い第３のガスを導入する配管３５１と、を含む。これにより、ヘリウムガスを使わなくても、ネオンガスを含む第３のガスを用いてリークチェックが可能となるので、ヘリウムガスの調達が困難となった場合でもレーザ装置１がメンテナンス不能により稼働停止となることを抑制し得る。
なお、第３のガスが配管３５１を介して導入される場合について説明したが、本開示はこれに限定されない。配管３５１がなくても、ネオン含有ガスと同組成の第３のガスが配管３３２を介して導入されてもよい。
（６）第１の実施形態によれば、配管３５１は、レーザチャンバ１０と配管３３１とにネオン含有ガスと同組成の第３のガスを導入する。これにより、リークチェックのための第３のガスとして、レーザ媒質ガスを構成するネオン含有ガスを流用できるので、ガスの調達品目数を低減できる。また、第３のガスの配管工事のコストを削減することができる。
（７）第１の実施形態によれば、配管３３１はフッ素含有ガスを収容したフッ素含有ガスボンベ２３に接続され、配管３３２及び３５１はネオン含有ガスを収容したネオン含有ガスボンベ２４に接続される。
また第１の実施形態によれば、配管３３２及び３５１とネオン含有ガスボンベ２４との間に、分岐部２４ａを含む配管２４２、２４３、及び２４４が接続される。
これにより、配管３３２及び３５１に接続されるガスボンベを共通化できる。また、ヘリウムガスの配管を不要とし、配管工事のコストを削減することができる。
（８）第１の実施形態によれば、配管３５１は、レーザチャンバ１０と配管３３１及び３３２とに第３のガスを導入する。これにより、レーザチャンバ１０だけでなく配管３３１及び３３２等も同時にリークチェックすることができる。
（９）第１の実施形態によれば、レーザ装置１は、レーザチャンバ１０と配管３３１とからガスを排気する排気装置３７を含む。これにより、排気されたレーザチャンバ１０及び配管３３１に第３のガスを導入してリークチェックすることができる。
（１０）第１の実施形態によれば、レーザ装置１は、レーザチャンバ１０と配管３３１及び３３２とからガスを排気する排気装置３７を含む。これにより、排気されたレーザチャンバ１０と配管３３１及び３３２とに第３のガスを導入してリークチェックすることができる。
３．ガス圧の変化によりリークチェックを行うレーザ装置
図９を用いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。第２の実施形態の動作は、以下に説明するリークチェックのサブルーチンにおいて、第１の実施形態の動作と異なっている。
図９は、第２の実施形態におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。図８のＳ３５ａの代わりに、図９のＳ３５ｂにおいて、ガス制御部３２が、一定期間Ｔにおけるレーザチャンバ１０の内部のガス圧の変化を検出することにより、閉鎖空間の外部にネオン含有ガスが漏洩しているか否かを判定する。
例えば、ガス制御部３２は、圧力計Ｐによって測定されるレーザチャンバ１０の内部のガス圧Ｐ１をレーザ制御部３０から受信し、さらに一定期間Ｔが経過したときのガス圧Ｐ２をレーザ制御部３０から受信する。そして、ガス制御部３２は、以下の値ΔＰ又はｄＰ／ｄＴを算出する。
ΔＰ＝｜Ｐ１－Ｐ２｜
ｄＰ／ｄＴ＝｜Ｐ１－Ｐ２｜／Ｔ
ガス制御部３２は、ΔＰが所定の閾値以下である場合、あるいはｄＰ／ｄＴが所定の閾値以下である場合、閉鎖空間の外部にネオン含有ガスが漏洩していないと判定する。ガス制御部３２は、ΔＰが所定の閾値より大きい場合、あるいはｄＰ／ｄＴが所定の閾値より大きい場合、閉鎖空間の外部にネオン含有ガスが漏洩していると判定する。
他の点については、第２の実施形態の動作は第１の実施形態の動作と同様である。
第２の実施形態によれば、閉鎖空間の内部のガス圧の変化を検出して、閉鎖空間の外部にネオン含有ガスが漏洩しているか否かを判定する（図９のＳ３５ｂ）。これにより、リークチェックを自動化し、作業者の工数を低減できる。
４．交換用レーザチャンバのリークチェックを行うレーザ装置
図１０及び図１１を用いて第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の構成は、第１及び第２の実施形態の構成と同様である。第３の実施形態は、交換用レーザチャンバ１０ｄのリークチェックを行う点で、第１及び第２の実施形態と異なっている。
４．１ 交換用レーザチャンバ
図１０は、交換用レーザチャンバ１０ｄの構成を概略的に示す。交換用レーザチャンバ１０ｄは、ウインドウ１０ａ及び１０ｂが設けられ、電極１１ａ及び１１ｂを内部に収容している点でレーザチャンバ１０と同様である。上述のメンテナンス作業がレーザチャンバ１０の交換を含む場合には、レーザ装置１からレーザチャンバ１０が取り外されて、図１０に示される交換用レーザチャンバ１０ｄがレーザ装置１に取り付けられる。
４．２ リークチェックの手順
図１１は、第３の実施形態におけるリークチェックの手順を示すフローチャートである。破線の枠で囲まれたステップはレーザ装置１の製造者の動作を示す。
Ｓ１において、レーザ装置１の製造者が、レーザ装置１の製造工場において交換用レーザチャンバ１０ｄにネオン含有ガスを封入し、図示しない記憶装置に交換用レーザチャンバ１０ｄの内部のガス圧Ｐ１及び測定時刻Ｔ１を記憶させる。記憶装置は、例えば、交換用レーザチャンバ１０ｄに付属する記憶装置でもよい。あるいは、記憶装置は、出荷先の半導体製造工場に設置されたレーザ装置１のガス制御部３２又はレーザ制御部３０からアクセス可能なネットワーク上の記憶装置でもよい。
交換用レーザチャンバ１０ｄは、半導体製造工場に向けて出荷され、レーザ装置１のレーザチャンバ交換作業によってレーザ装置１に取り付けられる。
Ｓ２において、ガス制御部３２は、レーザチャンバ交換作業の完了を示す信号を受信したか否かを判定する。レーザチャンバ交換作業の完了を示す信号を受信していない場合（Ｓ２：ＮＯ）、ガス制御部３２は、レーザチャンバ交換作業の完了を示す信号を受信するまで待機する。レーザチャンバ交換作業の完了を示す信号を受信した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ガス制御部３２は、Ｓ３に処理を進める。
Ｓ３において、ガス制御部３２は、圧力計Ｐによって測定されるレーザチャンバ１０の内部のガス圧Ｐ２及び測定時刻Ｔ２をレーザ制御部３０から受信する。この場合のレーザチャンバ１０は、新たに取り付けられた交換用レーザチャンバ１０ｄである。ガス制御部３２は、記憶装置に記憶されたガス圧Ｐ１及び測定時刻Ｔ１を読み出して、以下の値ΔＰ又はｄＰ／ｄＴを算出する。
ΔＰ＝｜Ｐ１－Ｐ２｜
ｄＰ／ｄＴ＝｜Ｐ１－Ｐ２｜／（Ｔ２－Ｔ１）
ガス制御部３２は、ΔＰが所定の閾値以下である場合、あるいはｄＰ／ｄＴが所定の閾値以下である場合、レーザチャンバ１０の外部にネオン含有ガスが漏洩していないと判定する。ガス制御部３２は、ΔＰが所定の閾値より大きい場合、あるいはｄＰ／ｄＴが所定の閾値より大きい場合、レーザチャンバ１０の外部にネオン含有ガスが漏洩していると判定する。
Ｓ３６～Ｓ３８の処理は、図５を参照しながら説明した対応する処理と同様である。閉鎖空間の外部にヘリウムガスが漏洩している場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、あるいはＳ３８の後、ガス制御部３２は、本フローチャートの処理を終了する。
その他の点については、第３の実施形態は、第１又は第２の実施形態と同様である。
４．３ 作用
第３の実施形態によれば、交換用レーザチャンバ１０ｄのリークチェックを行い（図１１のＳ３）、その後、フッ素含有ガス等を導入する（図１１のＳ３８）。これにより、ネオンガスが漏洩していないことを事前に判定するので、フッ素含有ガス等を導入したときに交換用レーザチャンバ１０ｄからフッ素ガスが漏洩することを抑制し得る。また、ヘリウムガスを用いてリークチェックを行った場合と比べて、ネオン含有ガスを用いてリークチェックを行った場合にはＳ３７の排気とＳ３８のガス導入との繰返し回数を低減し得る。
５．その他
上記の説明は、制限ではなく単なる例示を意図している。従って、特許請求の範囲を逸脱することなく本開示の実施形態に変更を加えることができることは、当業者には明らかである。また、本開示の実施形態を組み合わせて使用することも当業者には明らかである。
本明細書及び特許請求の範囲全体で使用される用語は、明記が無い限り「限定的でない」用語と解釈されるべきである。たとえば、「含む」、「有する」、「備える」、「具備する」などの用語は、「記載されたもの以外の構成要素の存在を除外しない」と解釈されるべきである。また、修飾語「１つの」は、「少なくとも１つ」又は「１又はそれ以上」を意味すると解釈されるべきである。また、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」という用語は、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ａ＋Ｂ」「Ａ＋Ｃ」「Ｂ＋Ｃ」又は「Ａ＋Ｂ＋Ｃ」と解釈されるべきである。さらに、それらと「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」以外のものとの組み合わせも含むと解釈されるべきである。

Claims (5)

  1. レーザチャンバと、
    ネオンガスとフッ素ガスとを含む第１のガスを収容した第１のガス供給源に接続され、前記レーザチャンバに前記第１のガスを導入する第１の配管と、
    ネオンガスを含み前記第１のガスよりもフッ素ガス濃度の低い第２のガスを収容した第２のガス供給源に接続され、前記レーザチャンバに前記第２のガスを導入する第２の配管と、
    を含むレーザ装置のリークチェック方法であって、
    前記レーザチャンバの内部の空間を含む閉鎖空間に、前記第２のガス供給源から前記第２のガスと同組成の第３のガスを導入することと、
    前記閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かを判定することと、
    を含む、レーザ装置のリークチェック方法。
  2. 請求項１記載のリークチェック方法であって、
    前記閉鎖空間の内部のガスを、フッ素トラップを介して排気し、前記閉鎖空間に前記第３のガスを導入し、前記閉鎖空間の内部のガスを、前記フッ素トラップを介して再度排気することと、
    その後、前記閉鎖空間を大気暴露することと、
    前記閉鎖空間を大気暴露した後、前記閉鎖空間を大気から隔絶することと、
    をさらに含み、
    その後、前記閉鎖空間に前記第３のガスを導入し、前記閉鎖空間の外部にネオンガスが漏洩しているか否かの前記判定を行う、リークチェック方法。
  3. 請求項１記載のリークチェック方法であって、
    前記判定は、ネオンガスに感度を持つリークディテクターを用いて行われる、リークチェック方法。
  4. 請求項１記載のリークチェック方法であって、
    前記レーザ装置が、
    前記閉鎖空間に前記第３のガスを導入する第３の配管
    をさらに含む、リークチェック方法。
  5. 請求項４記載のリークチェック方法であって、
    前記第２の配管及び前記第３の配管と前記第２のガス供給源との間に、分岐部を含む第４の配管が接続された、リークチェック方法。
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