JPH11243242A - エキシマレーザ装置のレーザガス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザガスの劣化状態を高精度に推定して的
確にレーザガス制御を行い、安定したレーザ性能が得ら
れるエキシマレーザ装置のレーザガス制御装置を提供す
る。 【解決手段】 レーザガスが封入されたレーザチャンバ
２内で所定の製品処理のためのレーザ発振を行い、レー
ザガスの劣化に伴ってレーザガスの注入又は排気を制御
するエキシマレーザ装置のレーザガス制御装置１０にお
いて、前記製品処理の発振の停止中に、レーザガスの劣
化状態を推定するための所定条件で調整発振を行って所
定の発振データを計測し、この発振データに基づいてレ
ーザガスの注入又は排気を行う。調整発振が必要な時
に、上位制御装置に調整発振要求信号ＲＱを送信し、上
位制御装置から調整発振許可信号ＥＮを受信した後に調
整発振を行う。パルス発振繰り返し数、発振デューテ
ィ、発振波長、及び、出力エネルギー目標値又は充電電
圧値等の発振条件を一定にして、調整発振を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に逐次移動式縮
小投影露光装置（以下ステッパと呼ぶ）、材料の微細加
工や表面改質等に用いられるエキシマレーザ装置に関
し、特にレーザ性能を高精度に長期間維持するためにレ
ーザガスの排気及び注入の適切な制御ができるレーザガ
ス制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エキシマレーザ装置は、ハロゲンガス
（フッ素ガスＦ₂ や塩素ガスＣｌ₂ 等）と希ガス（クリ
プトンＫｒやアルゴンＡｒ等）とバッファガス（ヘリウ
ムＨｅ、ネオンＮｅ等）との混合ガスを媒質ガス（以
後、レーザガスと言う）として使用している。このエキ
シマレーザ装置で長時間発振したり、あるいは長時間停
止すると、電極材料やレーザチャンバ構成材料との化学
反応によりハロゲンガスが消耗されてレーザガス中のハ
ロゲンガス分圧が変化し、また電極やレーザチャンバ内
のシール部材などから不純物が発生する。これにより、
例えば発振レーザ光のスペクトル線幅や、ビーム形状等
のレーザ出力特性、及び、出力パルスエネルギーのばら
つき等のレーザ性能が変化してくる。したがって、エキ
シマレーザ装置の様々な応用分野（ステッパ等）におい
ては、このようなレーザ性能変化を所定の精度以内に収
めるために、従来から、レーザガスの劣化状態の推定に
基づいてレーザガスの注入や排気、又は交換等のガス補
給の制御を行うようにしている。

【０００３】このようなガス補給方法としては、例えば
特開平７−１８３５９３号公報に開示されたものが知ら
れている。同公報によると、レーザチャンバ内にハロゲ
ンガス、希ガス、バッファガスを注入してレーザ発振を
行うエキシマレーザ装置において、前記レーザチャンバ
内のハロゲンガス分圧を検出し、該検出した分圧値に応
じてハロゲンガスの補給量を決定するようにしたエキシ
マレーザ装置のガス補給方法が提案されている。また、
上記エキシマレーザ装置のガス補給方法においては、レ
ーザ発振前は希ガス及びバッファガスの混合ガスの注入
を行わず、レーザ発振後、該レーザ発振中のレーザ出力
が定格レーザ出力を超えた時、充電電圧（レーザガスを
放電励起するための電源電圧）を検出し、該検出した充
電電圧に応じて算出した量だけ希ガス及びバッファガス
の混合ガスを注入するようにしている。

【０００４】また、上記エキシマレーザ装置のガス補給
方法においては、レーザ発振後、充電電圧が所定の閾値
を超えた場合に、前回の希ガス及びバッファガスの混合
ガスを注入した後に充電電圧が前記閾値以上で発振した
時間が所定の時間間隔を超えた時点で前記混合ガスを所
定量注入するようにしている。さらに、希ガス及びバッ
ファガスの混合ガスを前回注入してからのレーザショッ
ト数を演算し、該ショット数が所定の閾値を超えると前
記混合ガスを注入するようにしている。

【０００５】このように、製品処理（ステッパでの露光
処理等）を行うためのレーザ発振中に、ハロゲンガス分
圧、充電電圧値、この充電電圧が所定の閾値以上で発振
した時間、あるいは現在のレーザガスでのレーザショッ
ト数（これは、つまり発振時間に比例する）などを検出
し、これらの検出値と所定の閾値との比較に基づいてレ
ーザガスの劣化状態を推定し、推定結果によりレーザガ
スの排気又は注入を行うようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
特開平７−１８３５９３号公報に開示されたレーザガス
補給方法には、以下のような問題が生じている。 １）製品処理中は、露光パターンの幅及び加工深さ（露
光量に比例する）などの製品品質を一定に保つために、
発振波長、及び出力パルスエネルギーなどのレーザ出力
特性が所望の目標値となるように充電電圧及びレーザガ
ス圧等を常時制御しながら発振しているので、一定条件
での発振とは限らない。ここで言う一定条件とは、レー
ザパルス毎の発振時間と発振間隔時間との関係を表わす
発振デューティ、出力パルスエネルギー又は充電電圧が
一定であることを言う。すなわち、例えばレーザガス圧
が一定であっても、充電電圧が変化するとレーザ効率が
変化するので、充電電圧とレーザ出力との関係は線形に
はならない。また、レーザ効率は発振繰り返し数（発振
ショット数）によっても変化する傾向があり、発振繰り
返し数が多くなるとレーザ出力は低下して行く。このよ
うに、幾つかの発振パラメータが互いに関連し合って発
振は行われている。したがって、従来のように、任意の
発振状態において、レーザ特性に影響する例えばレーザ
ガス分圧、充電電圧、又はレーザショット数等の各パラ
メータと所定の閾値との個別の比較によってのみレーザ
ガスの劣化状態を判断した場合には、その判断の正確性
に欠けるという問題がある。また、このために上記の各
閾値の大きさはレーザ特性を所定精度に維持するための
安全性を見込んで余裕をもって設定されており、よっ
て、レーガスの排気又は注入の時期が早目となるので、
結果的にレーザガスの寿命と判断してガス交換する回数
が多くなり、エキシマレーザ装置自体の稼働時間の低下
や、レーザガスの使用量増大によるコストアップ等を招
いている。

【０００７】２）また、発振ショット数（すなわち、発
振時間）に基づいてレーザガスの劣化状態を推定する場
合もあるが、劣化の仕方は上述のようにエキシマレーザ
装置の使用状態や使用方法により千差万別であり、また
エキシマレーザ装置の機差（つまり個体差）のような不
確定な要因もある。このために、劣化状態の推定精度に
ばらつきが発生し、またこのばらつきを小さくするには
ガス補給の制御アルゴリズムが非常に複雑となり、制御
が不安定になり易い。したがって、レーザ出力特性及び
レーザ性能にもばらつきが発生し、安定した出力が得ら
れないという問題もある。

【０００８】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、レーザガスの劣化状態を高精度に推定し
て的確にレーザガス制御を行い、安定したレーザ性能が
得られるエキシマレーザ装置のレーザガス制御装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レーザ
ガスが封入されたレーザチャンバ２内で所定の製品処理
のためのレーザ発振を行い、レーザガスの劣化に伴って
レーザガスの注入又は排気を制御するエキシマレーザ装
置のレーザガス制御装置１０において、 前記製品処理
のための発振の停止中に、レーザガスの劣化状態を推定
するための所定条件で調整発振を行って所定の発振デー
タを計測し、この発振データに基づいてレーザガスの注
入又は排気を行う構成としている。

【００１０】請求項１に記載の発明によると、レーザガ
スの劣化状態を推定する際に、製品処理のためのレーザ
発振を停止している間に、通常のレーザ発振条件とは異
なり、かつ、レーザガス劣化状態を推定可能な所定の条
件で調整発振を行って、このときに計測した発振データ
（例えば、充電電圧や、レーザ出力値）に基づいて、レ
ーザガスの劣化状態を推定している。これにより、製品
処理のための発振条件に左右されずに、ガス劣化状態の
推定に適切な発振条件でレーザ発振できるので、推定精
度が向上する。そして、この推定結果に基づいて、レー
ザガスの注入及び排気のタイミングとその量が精度良く
制御されるので、レーザ特性及び性能を向上させること
ができる。また、これにより、レーザガスの注入及び排
気の間隔時間を長くでき、よって最終的なレーザガス寿
命期間を長くできるので、レーザガス交換回数を低減で
き、したがってエキシマレーザ装置の稼動率の向上、及
びレーザガス使用量の減少によるコスト低減が可能とな
る。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
エキシマレーザ装置のレーザガス制御装置１０におい
て、前記調整発振が必要な時に、製品処理のための発振
を指示する上位制御装置３１に調整発振要求信号ＲＱを
送信し、前記上位制御装置３１から調整発振許可信号Ｅ
Ｎを受信した後に調整発振を行うようにしている。

【００１２】請求項２に記載の発明によると、調整発振
を行う時は、エキシマレーザ装置は例えばステッパの露
光制御装置等の上位制御装置と、調整発振要求信号及び
調整発振許可信号に基づいてインタロックをとって調整
発振のタイミングを制御しているので、製品処理期間中
と重なることが無くなる。よって、調整発振を確実に行
うことができ、かつ、このときの発振条件を安定させる
ことができる。したがって、この調整発振によるレーザ
ガス劣化状態の推定を精度良く行うことができる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
記載のエキシマレーザ装置のレーザガス制御装置１０に
おいて、パルス発振繰り返し数、発振デューティ、発振
波長、及び、出力エネルギー目標値又は充電電圧値等の
発振条件を一定にして、前記調整発振を行うようにして
いる。

【００１４】請求項３に記載の発明によると、パルス発
振繰り返し数、発振デューティ、発振波長、及び、出力
エネルギー目標値又は充電電圧値等の発振条件、つまり
発振状態に影響を与える各パラメータを一定にして調整
発振を行うことにより、計測する発振データと所定の許
容範囲との単純な比較によって正確なレーザガス劣化状
態の推定を行うことができる。したがって、レーザガス
の注入及び排気の制御を劣化状態に適した正確なタイミ
ングで行えるので、レーザ特性及び性能を所定精度以内
に収めることができる。また、これにより、レーザガス
交換回数を低減できるので、エキシマレーザ装置の稼働
率向上、及びレーザガスの使用量低減を図ることができ
る。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項１又は２
記載のエキシマレーザ装置のレーザガス制御装置１０に
おいて、各製品処理の開始前に、前回の調整発振時から
所定時間経過したか否かを判断し、所定時間経過してい
るときに前記調整発振を行うようにしている。

【００１６】基本的には調整発振は所定時間毎に行われ
るが、製品処理が長時間行われないときには調整発振を
行う必要がない。したがって、請求項４に記載の発明に
おいては、各製品処理を開始する間に、前回の調整発振
時から所定時間経過したか否かを判断し、所定時間経過
しているときに前記調整発振を行うようにしている。こ
れにより、請求項１又は２記載の効果に加えて、調整発
振を行う頻度を必要最低限にすることができるので、必
要以上の調整発振のために時間を取られることがなく、
エキシマレーザ装置の稼働率の低下を抑えることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して実施形態
を詳細に説明する。図１は、本発明に係わるエキシマレ
ーザ装置のレーザガス制御装置が適用されるステッパの
構成例を示したブロック構成図である。なお、以下の説
明では、レーザコントローラ１０は、出力パルスエネル
ギー等の出力特性や、レーザ光の発振波長を所定精度以
内に収めるために、後述するようにレーザ電源の充電電
圧と共に、レーザガス圧力や発振波長も制御しており、
よって、本発明に係わるレーザガス制御装置をレーザコ
ントローラ１０により表わすものとする。

【００１８】本実施形態では、ＫｒＦエキシマレーザ装
置を例にとって説明する。同図において、エキシマレー
ザ装置１のレーザチャンバ２の内部には、ハロゲンガス
としてのフッ素ガスＦ₂ と、希ガスとしてのクリプトン
ガスＫｒと、バッファガスとしてのネオンガスＮｅとが
所定比率で混合されたレーザガスが封入されている。ま
た、ガス開閉手段２０は、例えばソレノイド開閉弁から
なるガス注入開閉弁２５及び排気開閉弁２６を備えてい
る。そして、レーザチャンバ２は配管２１及びガス注入
開閉弁２５を介してガスボンベ２３に接続されており、
また、配管２２及び排気開閉弁２６を介して真空ポンプ
２４に接続されている。なお、ガスボンベ２３に充填さ
れているガスは、クリプトンガスＫｒとネオンガスＮｅ
との混合ガス、あるいは、フッ素ガスＦ₂ とクリプトン
ガスＫｒとネオンガスＮｅとの混合ガスであって、いず
れの混合ガスにおいてもＫｒ、Ｎｅ混合比率はレーザチ
ャンバ２内のレーザガス中のＫｒ、Ｎｅ混合比率とほぼ
同一とし、前記フッ素ガスＦ₂ とクリプトンガスＫｒと
ネオンガスＮｅとの混合ガスにあってはフッ素ガスＦ₂
の混合比率をレーザチャンバ２内のレーザガス中のフッ
素ガスＦ₂ の望ましい分圧以上としている。

【００１９】また、レーザチャンバ２の内部に配設され
た図示しない電極対に、レーザ電源部８から所定の充電
電圧が印加され、この電極間で放電が行われる。この放
電で励起された前記レーザガスによりレーザ発振が行わ
れ、発振したレーザ光はグレーティング、プリズムなど
の狭帯域化素子を備えた狭帯域モジュール６とフロント
ミラー７とを有する光共振器により共振し、フロントミ
ラー７からレーザ光４として出射される。このレーザ光
４はモニターモジュール５及びシャッター１１を経由し
てステッパ３０に導かれると共に、レーザ光４の一部は
モニターモジュール５内でビームスプリッタ（図示せ
ず）によりサンプリングされてモニタされる。モニター
モジュール５は、レーザ光４の１パルス当たりのエネル
ギーつまりパルスエネルギーを計測したり、あるいは、
レーザ光４の発振波長等を計測している。そして、これ
らの計測されたパルスエネルギー計測値Ｅｉ、発振波長
などのレーザモニタ値は、レーザコントローラ１０を経
由して露光制御装置３１（後述する）にフィードバック
されている。また、シャッター１１は、レーザコントロ
ーラ１０に接続されており、レーザコントローラ１０か
らのシャッター開閉信号によりレーザ光４の出力をオン
／オフ制御するようになっている。

【００２０】さらに、レーザチャンバ２にはレーザガス
全圧を検出する圧力センサ９が配設されており、この圧
力センサ９の圧力信号はレーザコントローラ１０に出力
されている。

【００２１】また、ステッパ３０は、エキシマレーザ装
置の上記レーザガス制御装置（レーザコントローラ）１
０にレーザ発振等の指令を出力して制御する上位制御装
置として、マイクロコンピュータなどのコンピュータ装
置を主体にして構成された露光制御装置３１を備えてい
る。この露光制御装置３１は、取り込んだ前記レーザ光
４を露光対象のウェハに照射したり、このウェハが搭載
されたステージを逐次所定距離ずつ移動させるのを制御
している。そして、露光制御装置３１は、所望の露光量
を得るために、前記レーザコントローラ１０に次の発振
パルスの電圧指令値Ｖｉ（所定のエネルギー目標値Ｅｄ
を得るために必要な電圧指令値）を出力している。すな
わち、露光制御装置３１は、出力するパルスエネルギー
が前記エネルギー目標値Ｅｄに等しくなるように、エネ
ルギー目標値Ｅｄと、ステッパ３０が有するモニターモ
ジュール（図示せず）により計測されたエネルギー計測
値との偏差値に基づいて各パルス毎に電圧指令値Ｖｉを
演算し、レーザコントローラ１０を経由してレーザ電源
部８にこの演算した電圧指令値Ｖｉを出力する。これに
より、レーザ電源部８に電圧指令値Ｖｉに相当する充電
電圧が充電され、この充電電圧により前記電極対間で放
電が行われてレーザ光４が発振される。このとき、露光
制御装置３１からのトリガ指令（図示せず）に従って、
レーザコントローラ１０はシャッター開閉信号をシャッ
ター１１に出力してステッパ３０へのレーザパルスの出
力を制御する。また、レーザコントローラ１０からの調
整発振要求信号ＲＱ（後述する）を入力したら、製品処
理のための発振が終了してから次の製品処理を開始する
までの所定の休止時間中に（例えば段取り換え中に）、
前記調整発振要求信号ＲＱに対する許可信号として調整
発振許可信号ＥＮをレーザコントローラ１０に送信す
る。

【００２２】レーザコントローラ１０（同じく、コンピ
ュータ装置を主体にして構成されている）は、前記モニ
ターモジュール５のレーザモニタ値に基づいて狭帯域モ
ジュール６に光特性調整指令を出力し、例えば発振波長
等を制御している。さらに、露光制御装置３１から調整
発振許可信号ＥＮを入力したときは、前記電圧指令値Ｖ
ｉ、上記モニターモジュール５のレーザモニタ値、及び
圧力センサ９からの圧力信号に基づいて、後述するアル
ゴリズムによってレーザガスの劣化状態を推定し、この
推定結果に基づいてレーザガスの注入又は排気の必要性
及びその調整量を判断し、ガス開閉手段２０にレーザガ
ス注入指令又は排気指令を出力する。

【００２３】図２は、上記レーザコントローラ１０（以
下、レーザガス制御装置１０と呼ぶ）のガス補給の演算
処理方法を説明するフローチャート例を示しており、以
下同図に基づいて説明する。エキシマレーザ装置の動作
電源がオンされた後（Ｓ１０）、レーザガス制御装置１
０は動作電源オフ時間を算出する（Ｓ１１）。そして、
この動作電源オフ時間と所定の停止時間許容値とを比較
し( Ｓ１２) 、動作電源オフ時間が停止時間許容値以上
のときは、調整発振要求フラグをオンし( Ｓ１５) 、こ
の後、製品処理を開始するまで待機する( Ｓ１６) 。ま
た、前記Ｓ１２で停止時間許容値未満のときは、調整発
振間隔測定用タイマーをスタートさせ( Ｓ１３) 、次に
この調整発振間隔測定用タイマーの経過時間が所定の調
整発振間隔時間以上になるまで待つ（Ｓ１４) 。この
後、タイマー経過時間が調整発振間隔時間以上になった
ら、前記のＳ１５へ処理を移行して調整発振要求フラグ
をオンし( Ｓ１５) 、製品処理を開始するまで待機する
( Ｓ１６) 。

【００２４】そして、製品処理が開始されると( Ｓ１
７) 、レーザガス制御装置１０は前記調整発振要求フラ
グがオンか否かを判断し( Ｓ１８) 、調整発振要求フラ
グがオフのときはＳ１９へ処理を移行する。また調整発
振要求フラグがオンのときは、調整発振要求信号ＲＱを
露光制御装置３１に送信し( Ｓ２３) 、調整発振許可信
号ＥＮがステッパ３０から入力されたか否かチェックす
る( Ｓ２４) 。この調整発振許可信号ＥＮが入力されて
ないときは、Ｓ１９に処理を移行し、調整発振許可信号
ＥＮが入力されたときは、調整発振要求フラグをオフし
( Ｓ２５) 、前記調整発振間隔測定用タイマーをリセッ
トした後に直ちにスタートさせる( Ｓ２６) 。つぎに、
所定の一定条件で調整発振処理を行う。すなわち、この
ときの計測データに基づいてレーザガスの注入又は排気
の制御を行い（Ｓ２７）、この後Ｓ１９へ処理を移行す
る。

【００２５】ここで、上記Ｓ２７の調整発振処理は、図
３に示すフローチャート例に従って行われる。すなわ
ち、所定の一定条件でパルス発振を行う調整発振を開始
したら（Ｓ３０）、このパルス発振を継続して行い、電
圧指令値Ｖｉつまり充電電圧のばらつきが収束して発振
が安定するまで待つ（Ｓ３１）。なお、上記の所定の一
定条件とは、パルス発振繰り返し数、発振デューティ、
発振波長、及び出力パルスエネルギー目標値を一定値と
することである。この後、発振が安定したら、このとき
の充電電圧ＨＶを読み込み、またレーザガス圧Ｐを圧力
センサ９から入力する（Ｓ３２）。そして、充電電圧Ｈ
Ｖが所定のガス注入電圧（以下、第１電圧設定値と呼
ぶ）以上か否かを判断し（Ｓ３３）、第１電圧設定値以
上のときは、次にレーザガス圧Ｐが所定のガス圧上限値
以上か否かを判断し（Ｓ３４）、ガス圧上限値より小さ
いとき、ガス注入開閉弁２５を所定時間開いてレーザガ
スを注入して（Ｓ３５）、さらに発振が安定するまで発
振を継続して待ち（Ｓ３６）、そしてＳ３２へ戻って処
理を繰り返す。

【００２６】前記Ｓ３３で第１電圧設定値より小さいと
き、あるいは、Ｓ３４でガス圧上限値以上のときには、
再び充電電圧ＨＶ及びレーザガス圧Ｐを計測する（Ｓ３
７）。そして、充電電圧ＨＶが所定の排気電圧（以下、
第２電圧設定値と呼ぶ）以下か否かを判断し（Ｓ３
８）、第２電圧設定値以下のときには、つぎにレーザガ
ス圧Ｐが所定のガス圧下限値以上か否かを判断し（Ｓ３
９）、ガス圧下限値以上のとき、排気開閉弁２６を所定
時間開いた後（Ｓ４０）、再び発振が安定するまで継続
して待ち（Ｓ４１）、この後Ｓ３７に戻って以上の処理
を繰り返す。また、前記Ｓ３８で第２電圧設定値より大
きいとき、あるいは、Ｓ３９でガス圧下限値より小さい
ときには、発振を停止して（Ｓ４２）、本調整発振フロ
ーを終了する。

【００２７】つぎに、図２のフローの説明に戻ると、Ｓ
１９で製品処理を行う。すなわち、本実施形態では、露
光制御装置３１からのトリガ指令( 図示せず) によりレ
ーザ発振し、シャッター１１でパルスレーザを出力して
半導体ウェハの露光制御を行う( Ｓ１９) 。そして、製
品処理中に前記調整発振間隔測定用タイマーの経過時間
が所定の調整発振間隔時間以上になったか否かを監視し
( Ｓ２０) 、調整発振間隔時間以上になったときは調整
発振要求フラグをオンして( Ｓ２１) 、つぎに製品処理
が終了したか否かをチェックする（Ｓ２２）。また、前
記Ｓ２０で前記経過時間が調整発振間隔時間未満のとき
はＳ２２に移行する。そして、製品処理が終了してない
ときは、Ｓ１８へ戻って調整発振要求フラグがオンか否
かを判断し、以後、以上の処理を繰り返す。また、製品
処理が終了したときは、Ｓ１４へ戻って調整発振間隔測
定用タイマーの経過時間が前記調整発振間隔時間以上に
なったか否かを監視し、以後以上の処理を繰り返す。

【００２８】以上、説明したように、本発明によると、
エキシマレーザ装置による製品処理が終了した時などの
所定の発振休止時間中に、露光制御装置３１などのよう
な上位制御装置に調整発振要求を行い、この要求に対す
る調整発振許可信号ＥＮが入力された時のみ、所定の一
定条件で調整発振を行って発振データ（充電電圧及びレ
ーザガス圧）を計測する。なお、このときの一定条件と
は、発振時のレーザ特性及び性能に対して影響を与える
各パラメータ、すなわちパルス発振繰り返し数、発振デ
ューティ、発振波長、及び、出力エネルギー目標値を一
定とすることである。これによって、充電電圧と第１電
圧設定値（ガス注入電圧）との比較によりレーザガス注
入の必要性を判断でき、また、充電電圧と第２電圧設定
値（排気電圧）との比較によりレーザガス排気の必要性
を判断できるようになる。したがって、上記計測した充
電電圧と所定の許容値との単純な比較によって正確なレ
ーザガス劣化状態の推定を行うことができるので、推定
精度が高くなる。よって、レーザガスの注入及び排気の
タイミング及びその制御量を精度良く管理でき、これに
伴ってレーザガスの注入及び排気の回数が少なくなるの
で、結果的にレーザガスのトータル寿命を長期化でき
る。この結果、エキシマレーザ装置の稼働率の向上、及
びレーザガス使用量等のコストの低減を図ることができ
る。

【００２９】また、レーザガス制御装置（レーザコント
ローラ）は、調整発振要求信号ＲＱ及び調整発振許可信
号ＥＮによって上位制御装置との調整発振のインタロッ
クを厳密にとっているので、製品処理期間中と調整発振
が重なることがない。したがって、調整発振を確実に、
かつ、安定させて行うことができる。これにより、調整
発振によるレーザガス劣化状態の推定を精度良く行うこ
とができる。

【００３０】また、製品処理中は、調整発振を所定の調
整発振間隔時間毎に行うようにしているので、レーザガ
スの最新の劣化状態を正確に把握でき、よってレーザガ
スの注入及び排気を的確に制御できる。さらに、長時間
の製品処理休止中に、前回の調整発振時から整発振間隔
時間以上が経過した時には調整発振フラグをセットし、
この後、実際に製品処理を開始する直前にこの調整発振
フラグがセットされているかをチェックし、セットされ
ている場合にのみ調整発振を行うようにしている。した
がって、この場合には、長時間の製品処理休止中に無駄
に調整発振を行うことが無くなり、必要最低限の頻度で
調整発振を行うので、必要以上の調整発振のために時間
を取られることがない。

【００３１】なお、上記実施形態では、調整発振時に、
出力エネルギー目標値を一定にして充電電圧が安定する
まで発振を継続してこのときの充電電圧を計測している
が、例えば、充電電圧を一定にして出力エネルギーが安
定するまで発振を継続してこのときの出力エネルギー値
を計測するようにしてもよい。この場合にも、計測した
出力エネルギー値と所定の許容値（閾値）との単純な比
較によりレーザガス劣化状態を正確に推定でき、レーザ
ガスの注入又は排気の必要性の判断が精度良くできる。

【００３２】また、レーザガスの注入の際にクリプトン
ガスとバッファガスとを所定の比率で混合した混合ガ
ス、あるいは、フッ素ガスとクリプトンガスとバッファ
ガスとを所定の比率で混合した混合ガスを注入するよう
にしているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、クリプトンガスのみを所定量注入するようにしても
よい。また、本発明に係わる上位制御装置は、上述した
ように露光制御装置に限定されるものではなく、エキシ
マレーザ装置を使用して各種の製品処理を行うための制
御装置であればよく、したがって本発明に係わるレーザ
ガス制御装置はステッパ以外の他のエキシマレーザ装置
の応用分野にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるエキシマレーザ装置のレーザガ
ス制御装置が適用されるステッパの構成例を示したブロ
ック構成図である。

【図２】本発明に係わるレーザガス制御装置の演算処理
方法を説明するフローチャート例を示す。

【図３】本発明に係わる調整発振処理方法を詳細に説明
するフローチャート例を示す。

【符号の説明】

１ エキシマレーザ装置 ２ レーザチャンバ ４ レーザ光 ５ モニターモジュール ６ 狭帯域モジュール ７ フロントミラー ８ レーザ電源部 ９ 圧力センサ １０ レーザコントローラ（レーザガス制御装置） １１ シャッター ２０ ガス開閉手段 ２３ ガスボンベ ２４ 真空ポンプ ２５ ガス注入開閉弁 ２６ 排気開閉弁 ３０ ステッパ ３１ 露光制御装置（上位制御装置） ＲＱ 調整発振要求信号 ＥＮ 調整発振許可信号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザガスが封入されたレーザチャンバ
   (2) 内で所定の製品処理のためのレーザ発振を行い、レ
   ーザガスの劣化に伴ってレーザガスの注入又は排気を制
   御するエキシマレーザ装置のレーザガス制御装置(10)に
   おいて、 前記製品処理のための発振の停止中に、レーザガスの劣
   化状態を推定するための所定条件で調整発振を行って所
   定の発振データを計測し、この発振データに基づいてレ
   ーザガスの注入又は排気を行うことを特徴とするエキシ
   マレーザ装置のレーザガス制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエキシマレーザ装置のレ
   ーザガス制御装置(10)において、 前記調整発振が必要な時に、製品処理のための発振を指
   示する上位制御装置(31)に調整発振要求信号(RQ)を送信
   し、前記上位制御装置(31)から調整発振許可信号(EN)を
   受信した後に調整発振を行うことを特徴とするエキシマ
   レーザ装置のレーザガス制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のエキシマレーザ装
   置のレーザガス制御装置(10)において、 パルス発振繰り返し数、発振デューティ、発振波長、及
   び、出力エネルギー目標値又は充電電圧値等の発振条件
   を一定にして、前記調整発振を行うことを特徴とするエ
   キシマレーザ装置のレーザガス制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載のエキシマレーザ装
   置のレーザガス制御装置(10)において、 各製品処理の開始前に、前回の調整発振時から所定時間
   経過したか否かを判断し、所定時間経過しているときに
   前記調整発振を行うことを特徴とするエキシマレーザ装
   置のレーザガス制御装置。