▶ サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-28
(45)【発行日】2022-07-06
(54)【発明の名称】ガス管理システム
(51)【国際特許分類】
H01S 3/03 20060101AFI20220629BHJP
【ＦＩ】
H01S3/03 Z
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2020540502
(86)(22)【出願日】2018-02-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-05-20
(86)【国際出願番号】 US2018018289
(87)【国際公開番号】W WO2019160548
(87)【国際公開日】2019-08-22
【審査請求日】2020-09-16
(73)【特許権者】
【識別番号】513192029
【氏名又は名称】サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ローマン グティエレス，イザー
(72)【発明者】
【氏名】ガレスピー，ウォルター，デール
(72)【発明者】
【氏名】ルオ，エドワード，スーチー
(72)【発明者】
【氏名】カナワデ，ディネシュ，アディナス
【審査官】百瀬 正之
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６３０１６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平０４－０２９３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６２２４８５９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２００１－２３２１３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１２４５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０５４８５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２７４６６２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ３／００－３／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エキシマレーザから排ガス混合物を受け取るように構成されたガス精製器システムであって、前記排ガス混合物は所期のガス成分と不純物ガス成分とを備え、前記ガス精製器システムは、前記不純物ガス成分のうち少なくとも１つの量を低減させ、前記排ガス混合物に基づいて精製ガス混合物を形成するように構成されている、ガス精製器システムと、前記精製ガス混合物の少なくとも一部を受け取るように及び前記精製ガス混合物中の少なくとも１つの所期のガス成分の量と前記精製ガス混合物中の少なくとも１つの不純物ガス成分の量とを測定するように構成された測定システムを備えるガス分析システムと、
前記精製ガス混合物に基づいてリサイクル済みのガス混合物を調製するガス混合システムと、
前記ガス分析システム及び前記ガス混合システムに連結された制御システムと、
を備えるガスリサイクルシステムであって、
前記制御システムは、
前記精製ガス混合物中の前記少なくとも１つの所期のガス成分の前記測定量が第１の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記精製ガス混合物中の前記少なくとも１つの不純物ガス成分の前記測定量が第２の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記精製ガス混合物中の前記少なくとも１つの所期のガス成分の前記測定量が前記第１の許容可能な値の範囲内にない場合には、前記ガス混合システムに追加的なガス成分を前記精製ガス混合物に添加させて前記リサイクル済みのガス混合物を調製し、
前記精製ガス混合物中の前記少なくとも１つの不純物ガスの前記測定量が前記第２の許容可能な値の範囲内にない場合には、エラー信号を生成する、ガスリサイクルシステム。
【請求項2】
前記不純物ガス成分は、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、及び／又は三フッ素化窒素（ＮＦ３）を備える、請求項１のガスリサイクルシステム。
【請求項3】
前記所期のガス成分は少なくとも２つの貴ガスを備え、前記不純物ガス成分は貴ガスではない任意のガスを備える、請求項１のガスリサイクルシステム。
【請求項4】
前記少なくとも１つの不純物ガスの前記測定量が前記第２の許容可能な値の範囲内にない場合にエラー信号を生成するように構成されている前記制御システムは、事前に調製されたガス混合物及び前記リサイクル済みのガス混合物に接続された流体制御スイッチに提供されると前記流体制御スイッチに前記事前に調製されたガス混合物をレーザに供給させると共に前記リサイクル済みのガス混合物を前記レーザに供給させないコマンド信号を生成するように構成されている前記制御システムを備える、請求項１のガスリサイクルシステム。
【請求項5】
前記不純物ガス成分の各々はそれぞれ許容可能な値の範囲と関連付けられており、前記制御システムは、各不純物ガス成分の前記測定量がその不純物ガス成分の前記許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されている、請求項１のガスリサイクルシステム。
【請求項6】
前記測定システムは、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータを備える、請求項１のガスリサイクルシステム。
【請求項7】
前記ガス混合システムに追加的なガス成分を前記精製ガス混合物に添加させて前記リサイクル済みのガス混合物を調製するように構成されている前記制御システムは、前記精製ガス混合物に貴ガスを添加するように構成されている前記制御システムを備える、請求項１のガスリサイクルシステム。
【請求項8】
前記精製ガス混合物は、前記制御システムが前記ガス混合システムに前記貴ガスを前記精製ガス混合物に添加させる前の前記貴ガスの少なくともいくらかを備える、請求項７のガスリサイクルシステム。
【請求項9】
複数の入口ポートと１つの出口ポートとを備え、各入口ポートはエキシマレーザの排ガス出口ポートに流体結合されるように構成されている、レーザ排ガス収集システムと、前記レーザ排ガス収集システムの前記出口ポートに流体結合されると共に、前記レーザ排ガス収集システムに流体結合された前記エキシマレーザのいずれかから排気されたガス混合物に基づいて精製ガス混合物を生成するように構成されたガス精製器システムと、
前記精製ガス混合物中の少なくとも１つの所期のガス成分の量を測定するように構成された測定システムを備え、前記精製ガス混合物はさらに不純物ガス成分を含む、ガス分析システムと、
前記精製ガス混合物に基づいてリサイクル済みのガス混合物を調製するガス混合システムと、
前記ガス分析システム及び前記ガス混合システムに連結された制御システムと、
を備えるガスリサイクルシステムであって、
前記制御システムは、
前記精製ガス混合物中の前記少なくとも１つの所期のガス成分の前記測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、
前記精製ガス混合物中の前記少なくとも１つの所期のガス成分の前記測定量が前記許容可能な値の範囲内にない場合には、前記ガス混合システムに追加的なガス成分を前記精製ガス混合物に添加させて前記リサイクル済みのガス混合物を調製するように構成されており、
前記精製ガス混合物の前記少なくとも１つの所期のガス成分は貴ガスを備える、
ガスリサイクルシステム。
【請求項10】
前記ガス分析システムは更に、前記リサイクル済みのガス混合物中の前記少なくとも１つの所期のガス成分の量を測定するように構成されている、請求項９ガスリサイクルシステム。
【請求項11】
前記制御システムは更に、前記リサイクル済みのガス混合物中の前記少なくとも１つの所期のガス成分の前記測定量が前記許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されている、請求項１０のガスリサイクルシステム。
【請求項12】
前記測定システムは、前記精製ガス混合物中の前記ガス成分のすべての量を測定するように構成されており、前記制御システムは、前記ガス成分の各々の前記測定量がそのガス成分の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されている、請求項１１のガスリサイクルシステム。
【請求項13】
前記不純物ガス成分は、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、及び／又は三フッ素化窒素（ＮＦ３）を備える、請求項１１のガスリサイクルシステム。
【請求項14】
前記調製されたリサイクル済みのガスを受け取るように及び前記調製されたリサイクル済みのガスを１つ以上のエキシマレーザに提供するように構成されたガス供給システムを更に備える、請求項１１のガスリサイクルシステム。
【請求項15】
前記調製されたリサイクル済みのガスは、レーザ排ガス収集システムに連結された前記エキシマレーザとは異なる１つ以上のエキシマレーザに提供される、請求項１４のガスリサイクルシステム。
【請求項16】
ガス管理の方法であって、エキシマレーザから受け取った排ガス混合物中の不純物ガス成分のうち少なくとも１つの量を低減させて、精製ガス混合物を形成することと、
前記精製ガス混合物中の少なくとも１つの所期のガス成分の量を測定することと、
前記精製ガス混合物中の少なくとも１つの不純物ガス成分の量を測定することと、
少なくとも１つの所期のガス成分の測定量が第１の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定することと、
少なくとも１つの不純物ガス成分の測定量が第２の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定することと、
前記少なくとも１つの所期のガス成分の前記測定量が前記第１の許容可能な値の範囲内にない場合には、ガス混合システムに追加的なガス成分を前記精製ガス混合物に添加させてリサイクル済みのガス混合物を調製することと、
前記少なくとも１つの不純物ガスの前記測定量が前記第２の許容可能な値の範囲内にない場合には、エラー信号を生成することと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示はガス管理システムに関する。ガス管理システムはガスリサイクルシステムであってもよく、又はガスリサイクルシステムを含んでいてもよい。ガス管理システムは、例えば、深紫外光（ＤＵＶ）源と共に用いられ得る。
【背景技術】
【0002】
フォトリソグラフィとは、半導体回路をシリコンウェーハなどの基板上にパターニングするプロセスである。フォトリソグラフィ光源は、ウェーハ上のフォトレジストを露光させるために用いられる深紫外（ＤＵＶ）光を提供する。フォトリソグラフィにおいて用いられるガス放電光源の１つのタイプは、エキシマ光源又はレーザとして知られている。エキシマ光源は、典型的には、アルゴン、クリプトン、又はキセノンなど１つ以上の貴ガスとフッ素又は塩素などの反応性との組み合わせであるガス混合物を使用する。エキシマ光源は、電気刺激（供給されるエネルギ）及び（ガス混合物の）高圧の適正条件下では、通電状態においてしか存在せず紫外域の増幅光のもとになるエキシマと呼ばれる擬似分子が作り出されるという事実からその名を得ている。エキシマ光源は深紫外（ＤＵＶ）域に波長を有する光ビームを生成し、この光ビームがフォトリソグラフィ装置内で半導体基板（又はウェーハ）をパターニングするために用いられる。エキシマ光源は、単一のガス放電チャンバを用いて又は複数のガス放電チャンバを用いて構築することができる。ガス放電チャンバ内のガス混合物は、その１つ又は複数のガス放電チャンバから排気され得る。
【発明の概要】
【0003】
一般的な一態様においては、ガスリサイクルシステムは、エキシマレーザから排ガス混合物を受け取るように構成されたガス精製器システムであって、排ガス混合物は所期のガス成分と不純物ガス成分とを含み、ガス精製器システムは、不純物ガス成分のうち少なくとも１つの量を低減させ、排ガス混合物に基づいて精製ガス混合物を形成するように構成されている、ガス精製器システムと、精製ガス混合物の少なくとも一部を受け取るように及び精製ガス混合物中の少なくとも１つの所期のガス成分の量と精製ガス混合物中の少なくとも１つの不純物ガス成分の量とを測定するように構成された測定システムを含むガス分析システムと、精製ガス混合物に基づいてリサイクル済みのガス混合物を調製する（prepare）ガス混合システムと、ガス分析システム及びガス混合システムに連結された制御システムと、を含み、制御システムは、少なくとも１つの所期のガス成分の測定量が第１の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、少なくとも１つの不純物ガス成分の測定量が第２の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、少なくとも１つの所期のガス成分の測定量が第１の許容可能な値の範囲内にない場合には、ガス混合システムに追加的なガス成分を精製ガス混合物に添加させてリサイクル済みのガス混合物を調製し、少なくとも１つの不純物ガスの測定量が第２の許容可能な値の範囲内にない場合には、エラー信号を生成する。
【0004】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。不純物ガス成分は、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、及び／又は三フッ素化窒素（ＮＦ３）であってもよい。所期のガス成分は少なくとも２つの貴ガスを含んでいてもよく、不純物ガス成分は貴ガスではない任意のガスを含んでいてもよい。
【0005】
制御システムはコマンド信号を生成するように構成されていてもよく、コマンド信号は、事前に調製されたガス混合物及びリサイクル済みのガス混合物に接続された流体制御スイッチに提供されると、流体制御スイッチに事前に調製されたガス混合物をレーザに供給させると共にリサイクル済みのガス混合物をレーザに供給させない。
【0006】
不純物ガス成分の各々はそれぞれ許容可能な値の範囲と関連付けられていてもよく、制御システムは、各不純物ガス成分の測定量がその不純物ガス成分の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されていてもよい。
【0007】
測定システムは、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータであってもよい。
【0008】
制御システムは、貴ガスを精製ガス混合物に添加するように構成されていてもよい。精製ガス混合物は、制御システムがガス混合システムに貴ガスを精製ガス混合物に添加させる前の貴ガスの少なくともいくらかを含んでいてもよい。
【0009】
別の一般的な一実装形態においては、ガスリサイクルシステムは、精製ガス混合物を受け取り、その受け取った精製ガス混合物に基づいてリサイクル済みのガス混合物を調製するガス混合システムと、ガス混合システムで受け取った精製ガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの量を測定するように及び調製されたリサイクル済みのガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの量を測定するように構成された測定システムを含むガス分析システムと、制御システムであって、ガス混合システムで受け取った精製ガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、精製ガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にない場合にはガス混合システムに少なくとも１つの追加的なガス成分を精製ガス混合物に添加させてリサイクル済みのガス混合物を調製し、調製されたリサイクル済みのガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成された制御システムと、を含む。
【0010】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。制御システムは更に、調製されたリサイクル済みのガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にある場合にのみ、ガス供給システムに調製されたリサイクル済みのガスをエキシマレーザに提供させるように構成されていてもよい。
【0011】
精製ガス混合物は少なくとも２つの貴ガスを含んでいてもよく、測定システムは、ガス混合システムで受け取った精製ガス混合物中の少なくとも２つの貴ガスの各々の量を測定するように構成されていてもよく、測定システムは、調製されたリサイクル済みのガス混合物中の少なくとも２つの貴ガスの各々の量を測定するように構成されていてもよく、２つ以上の貴ガスの各々は、ある許容可能な値の範囲と関連付けられていてもよく、制御システムは、精製ガス混合物中及び調製されたリサイクル済みのガス混合物中の各貴ガスの測定量がその貴ガスの許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されていてもよい。
【0012】
測定システムは、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータであってもよい。
【0013】
別の一般的な一態様においては、ガスリサイクルシステムは、複数の入口ポートと１つの出口ポートとを含み、各入口ポートはエキシマレーザの排ガス出口ポートに流体結合されるように構成されている、レーザ排ガス収集システムと、レーザ排ガス収集システムの出口ポートに流体結合されると共に、レーザ排ガス収集システムに流体結合されたエキシマレーザのいずれかから排気されたガス混合物に基づいて精製ガス混合物を生成するように構成されたガス精製器システムと、精製ガス混合物中の少なくとも１つのガス成分の量を測定するように構成された測定システムを含むガス分析システムと、精製ガス混合物に基づいてリサイクル済みのガス混合物を調製するガス混合システムと、ガス分析システム及びガス混合システムに連結された制御システムであって、少なくとも１つのガス成分の測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定し、少なくとも１つのガス成分の測定量が許容可能な値の範囲内にない場合には、ガス混合システムに追加的なガス成分を精製ガス混合物に添加させてリサイクル済みのガス混合物を調製するように構成された制御システムと、を含む。
【0014】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。ガス分析システムは更に、リサイクル済みのガス混合物中の少なくとも１つのガス成分の量を測定するように構成されていてもよい。制御システムは更に、リサイクル済みのガス混合物中の少なくとも１つのガス成分の測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されていてもよい。精製ガス混合物の少なくとも１つのガス成分は貴ガスを含んでいてもよい。
【0015】
精製ガス混合物の少なくとも１つのガス成分は２つ以上の貴ガスと複数の不純物ガス成分とを含んでいてもよく、測定システムは精製ガス混合物中のガス成分のすべての量を測定するように構成されていてもよく、制御システムはガス成分の各々の測定量がそのガス成分の許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定するように構成されていてもよい。
【0016】
不純物ガス成分は、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、及び／又は三フッ素化窒素（ＮＦ３）を含んでいてもよい。
【0017】
いくつかの実装形態においては、ガスリサイクルシステムは、調製されたリサイクル済みのガスを受け取るように及び調製されたリサイクル済みのガスを１つ以上のエキシマレーザに提供するように構成されたガス供給システムも含む。調製されたリサイクル済みのガスは、レーザ排ガス収集システムに連結されたエキシマレーザとは異なる１つ以上のエキシマレーザに提供されてもよい。
【0018】
別の一般的な一態様においては、ガスチャンバ供給システムが、第１のガスチャンバの第１の入口に流体接続するように構成されると共に第１の複数のガスを含有する第１のガス混合物を供給するように構成された第１のガス源を含み、第１の複数のガスのうち少なくとも１つはハロゲンを含む。ガスチャンバ供給システムは、第１のガスチャンバの第２の入口に流体接続するように構成されると共に第２の複数のガスを含有する第２のガス混合物を供給するように構成された第２のガス源も含み、第２の複数の気体はハロゲンを欠き、第２のガス源は、第２のガス混合物を含む事前に調製されたガス供給と、第２のガス混合物を含むリサイクル済みのガス供給と、事前に調製されたガス供給及びリサイクル済みのガス供給に接続された流体流スイッチと、を含む。ガスチャンバ供給システムは、リサイクル済みのガス供給の試料を受け取ってリサイクル済みのガス供給内のガス成分を分析するガス分析システムと、ガス分析システム及び流体流スイッチに接続され、ガス分析システムから分析を受け取り、リサイクル済みのガス供給内のガス成分間の相対濃度が許容可能な範囲内にあるかどうかを判定し、流体流スイッチに信号を提供し、それによって、事前に調製されたガス供給とリサイクル済みのガス供給とのうち一方を判定に基づいて第２のガス源として選択するように構成された制御システムと、も含む。
【0019】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。ガスチャンバ供給システムは、リサイクル済みのガス供給の圧力を測定するように構成された圧力測定システムも含んでいてもよい。制御システムは、圧力測定システムからの出力を受信してもよく、圧力測定システムからの出力に基づいて流体流スイッチへの信号を調整してもよい。
【0020】
第２のガス混合物は、貴ガスと少なくとも１つのバッファ成分とを有する少なくとも１つの利得媒質成分を含んでいてもよい。利得媒質成分中の貴ガスはＡｒであってもよく、バッファ成分は貴ガスを含んでいてもよい。リサイクル済みのガス供給内のガス成分の分析は、貴ガスを有する利得媒質成分の量を測定すること及びバッファ成分の量を測定することを含んでいてもよい。
【0021】
ガス混合物を含むリサイクル済みのガス供給は、ガスリサイクルシステムのガス混合システムから受け取られてもよい。
【0022】
ガス分析システムは、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータであってもよい。
【0023】
別の一般的な一態様においては、ガスチャンバ供給システムが、第１のガスチャンバの第１の入口に流体接続するように構成されると共に第１の複数のガスを含有する第１のガス混合物を供給するように構成された第１のガス源であって、第１の複数のガスのうち少なくとも１つはハロゲンを含む、第１のガス源と、第１のガスチャンバの第２の入口に流体接続するように構成されると共に第２の複数のガスを含有する第２のガス混合物を供給するように構成された第２のガス源であって、第２の複数のガスはハロゲンを欠く、第２のガス源と、を含む。第２のガス源は、第２のガス混合物を含む事前に調製されたガス供給と、第２のガス混合物を含むリサイクル済みのガス供給と、事前に調製されたガス供給及びリサイクル済みのガス供給に接続された流体流スイッチと、を含む。ガスチャンバ供給システムは、第２のガス混合物をリサイクル済みのガス供給に供給するように構成されたガスリサイクルシステムも含む。ガスリサイクルシステムは、第１のガスチャンバとは異なる第２のガスチャンバから排気されたガス混合物を受け取るように構成されたガス精製器システムと、精製ガス混合物を受け取って精製ガス混合物中のガス成分を分析するガス分析システムと、リサイクル済みのガス混合物を調製して、リサイクル済みのガス混合物をリサイクル済みのガス供給の第２のガス混合物として出力するガス混合システムと、を含む。ガスチャンバ供給システムは、ガスリサイクルシステム及び流体流スイッチに接続されると共に流体流スイッチに信号を提供し、それによって事前に調製されたガス供給とリサイクル済みのガス供給とのうち一方を第２のガス源として選択するように構成された、制御システムも含む。
【0024】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。ガスチャンバ供給システムは、リサイクル済みのガス供給の圧力を測定するように構成された圧力測定システムも含んでいてもよい。制御システムは、圧力測定システムからの出力を受信してもよく、圧力測定システムからの出力に基づいて流体流スイッチへの信号を調整してもよい。
【0025】
精製ガス混合物は、貴ガスと少なくとも１つのバッファ成分とを有する少なくとも１つの利得媒質成分を含んでいてもよい。利得媒質成分中の貴ガスはＡｒであってもよく、バッファ成分は貴ガスを含んでいてもよい。
【0026】
精製ガス混合物中のガス成分の分析は、貴ガスを有する利得媒質成分の量を測定すること及びバッファ成分の量を測定することを含んでいてもよい。
【0027】
ガス分析システムは、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータを含んでいてもよい。
【0028】
別の一般的な一態様においては、ガスチャンバ供給システムが、第１組のガスチャンバの第１の入口に流体接続するように構成されると共に第１の複数のガスを含有する第１のガス混合物を供給するように構成された第１のガス源であって、第１の複数のガスのうち少なくとも１つはハロゲンを含む、第１のガス源と、第１組のガスチャンバの第２の入口に流体接続するように構成されると共に第２の複数のガスを含有する第２のガス混合物を供給するように構成された第２のガス源であって、第２の複数のガスはハロゲンを欠く、第２のガス源と、を含む。第２のガス源は、第２のガス混合物を含む事前に調製されたガス供給と、第２のガス混合物を含むリサイクル済みのガス供給と、事前に調製されたガス供給及びリサイクル済みのガス供給に接続された流体流スイッチと、を含む。ガスチャンバ供給システムは、第２のガス混合物をリサイクル済みのガス供給に供給するように構成されたガスリサイクルシステムも含み、ガスリサイクルシステムは、第２組のガスチャンバのガスチャンバのうち少なくとも１つから排気されたガス混合物を受け取るように出力に流体接続されたガス精製器システムと、精製ガス混合物を受け取って精製ガス混合物中のガス成分を分析するガス分析システムと、リサイクル済みのガス混合物を調製して、リサイクル済みのガス混合物をリサイクル済みのガス供給の第２のガス混合物として出力するガス混合システムと、を含む。ガスチャンバ供給は、ガスリサイクルシステム及び流体流スイッチに接続されると共に流体流スイッチに信号を提供し、それによって事前に調製されたガス供給とリサイクル済みのガス供給とのうち一方を第２のガス源として選択するように構成された、制御システムも含む。
【0029】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。第２組のガスチャンバのうち１つ以上は第１組のガスチャンバのうち１つ以上に対応していてもよい。
【0030】
ガスチャンバ供給システムは、リサイクル済みのガス供給の圧力を測定するように構成された圧力測定システムも含んでいてもよい。制御システムは、圧力測定システムからの出力を受信してもよく、圧力測定システムからの出力に基づいて流体流スイッチへの信号を調整してもよい。
【0031】
精製ガス混合物は、貴ガスと少なくとも１つのバッファ成分とを有する少なくとも１つの利得媒質成分を含んでいてもよい。利得媒質成分中の貴ガスはＡｒであってもよく、バッファ成分は貴ガスを含んでいてもよい。
【0032】
精製ガス混合物中のガス成分の分析は、貴ガスを有する利得媒質成分の量を測定すること及びバッファ成分の量を測定することを含んでいてもよい。
【0033】
ガス分析システムは、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータを含んでいてもよい。
【0034】
上述の及び本明細書中の技術のうちいずれの実装形態も、プロセス、装置、及び／又は方法を含み得る。１つ以上の実装形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明に記載する。他の特徴は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】ガス管理システムの一例のブロック図である。
【図2】ガス管理システムの別の一例のブロック図である。
【図3A】ガス管理システムの別の一例のブロック図である。
【図3B】排ガス収集システムの一例のブロック図である。
【図4】ガス供給システムの一例のブロック図である。
【図5】ガス管理システムの別の一例のブロック図である。
【図6】リサイクル済みのガス混合物中のガス成分を管理するプロセスの一例のフローチャートである。
【図7】ガス管理システムによって実施されるプロセスの一例のフローチャートである。
【図8】事前に調製されたガス混合物とリサイクル済みのガス混合物との間で切り替えをするプロセスの一例のフローチャートである。
【図9A】フォトリソグラフィシステムの一例のブロック図である。
【図10】フォトリソグラフィシステムの別の一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0036】
図１を参照すると、ガス管理システム１００のブロック図が示されている。ガス管理システム１００は、ガスリサイクルシステム１３０及びガス分析システム１４０を含む。ガスリサイクルシステム１３０は、光源１０５の放電チャンバ１１０から排ガス混合物１３２を受け取り、リサイクル済みのガス混合物１３４を生成する。ガス分析システム１４０は、ガスリサイクルシステム１３０を流れるガス混合物１３３を分析する。図１から図５に示される例において、要素間の破線は有線及び／又は無線通信経路を表し、これを通じてデータ及び情報が交換される。実線はガスなどの流体が流れる経路を示す。
【0037】
リサイクル済みのガス混合物１３４は、チャンバ１０９に供給される。チャンバ１０９は、光源１０５の放電チャンバ１１０、光源１０５の別の放電チャンバ、１つ以上の他の光源の放電チャンバ、及び／又は将来の使用に備えてリサイクル済みのガス混合物１３４を保持する供給タンクであり得る。光源１０５は、ガス状の利得媒質を使用する放電チャンバを含む任意の光源である。例えば、光源１０５はエキシマレーザであってもよい。例えば、光源１０５は、図９Ａ及び図１０に示されるような深紫外（ＤＵＶ）光源であってもよい。光源は、図９Ｂに示されるようなＤＵＶリソグラフィシステムの一部として用いられてもよい。
【0038】
後述するように、ガスリサイクルシステム１３０は、リサイクル済みのガス混合物１３４を生成するために、多段階リサイクルプロセスを実装する。ガス混合物１３３は、リサイクルプロセス中のいずれの段階におけるガス混合物であってもよい。例えば、ガス混合物１３３は、排ガス混合物１３２、ガスリサイクルシステム１３０によって形成された精製ガス混合物、及び／又はリサイクル済みのガス混合物１３４であり得る。したがって、ガス分析システム１４０は、ガスリサイクルシステム１３０のいずれか又はすべての段階におけるガス混合物１３３の成分を測定する。
【0039】
ガス混合物（排ガス混合物１３２、リサイクル済みのガス混合物１３４、又はガス混合物１３３など）は、混合されるが化学的に結合しない２つ以上の異なる成分又は物質（ガスなど）からなる材料である。例えば、排ガス混合物１３２は２つ以上のガスの物理的な組み合わせであり、それらのガスの素性は保持されたままで混合されている。ガス混合物の成分は、純粋なガス、例えば、１つの元素の個々の原子からなるガス（例えば貴ガス）、１つのタイプの原子から作られた元素分子（例えば酸素ガス）、又は様々な原子から作られた化合物分子（例えば二酸化炭素又は水）である。
【0040】
ガス分析システム１４０は、不純物成分を含め、ガス混合物１３３の様々な成分の量を測定する。制御システム１５０は、ガスリサイクルシステム１３０及びガス分析システム１４０に連結されている。制御システム１５０は、リサイクル済みのガス混合物１３４の使用可能性（usability）をアクセスするために、測定された量を既知の仕様と比較する。測定された量が仕様外である場合には、制御システム１５０は、リサイクル済みのガス混合物１３４を生成するべく、ガスリサイクルシステム１３０にガス成分をガス混合物１３３に追加させるコマンド信号を生成する。
【0041】
ガスリサイクルシステム１３０は、光源１０５を使用するシステムのコストを低減させ得る。リサイクル済みのガス混合物１３４は排ガス混合物１３２に基づいている。このように、ガスリサイクルシステム１３０は１つ以上のガスが再利用されることを可能にするものであり、これはコストの節約及び天然資源の保存につながる。更に、ガスリサイクルシステム１３０は、性能の向上をもたらし得る。例えば、先行するいくつかのシステムは、放電チャンバ１１０内のガス混合物の構成を、光源１０５によって生成される光ビームの光学特性（ビーム品質など）を測定することによって、間接的に推定する。一方、ガスリサイクルシステム１３０は、ガス混合物１３３の直接測定を用いる。ガス混合物１３３の成分を直接的に測定することにより、ガスリサイクルシステム１３０によって生成されたリサイクル済みのガス混合物１３４は、特定の監視される光源のみではなく、すべての等級又はタイプの光源に共通の仕様内になるように補正され得る。よって、リサイクル済みのガス混合物１３４は、光源１０５以外の光源に提供され得る。
【0042】
また、ガスリサイクルシステム１３０は不純物成分に関してガス混合物１３３を分析し、いくつかの実装形態においては、ガス管理システム１００は、リサイクル済みのガスであって許容できないレベルの不純物成分を有するものが光学系に供給されるのを防止する。許容できないほど高い不純物成分量を含むガス混合物を光源の放電チャンバにおいて使用することは、その光源の性能を劣化させ得る。したがって、不純物成分を分析しないリサイクルシステムと比較して、ガスリサイクルシステム１３０は、リサイクル済みのガス混合物１３４を受け取るように構成された１つ又は複数の光学系の性能を向上させる。
【0043】
図２を参照すると、ガスリサイクルシステム２３０を含むガス管理システム２００のブロック図が示されている。ガスリサイクルシステム２３０は、ガスリサイクルシステム１３０（図１）の実装形態の一例である。ガスリサイクルシステム２３０は、光源２０５の放電チャンバ２１０から排ガス混合物２３２を受け取る。
【0044】
放電チャンバ２１０は、ハウジング２１２の内部に、エネルギ源２１４及びガス混合物２１８を含む。ガス混合物２１８は、１つ以上の貴ガスとハロゲンガスとから形成された利得媒質を含む。例えば、利得媒質の貴ガスはクリプトン（Ｋｒ）、アルゴン（Ａｒ）、及び／又はキセノン（Ｘｅ）であってもよく、ハロゲンガスはフッ素（Ｆ）であってもよい。ガス混合物２１８は、ハロゲンガスと反応しないバッファガスも含む。したがって、バッファガスは、例えばネオン（Ｎｅ）又はヘリウム（Ｈｅ）などの貴ガスであってもよい。エネルギ源２１４は、ガス混合物２１８に、利得媒質における反転分布を引き起こすと共に誘導放出を介して出力光ビーム２１１の生成を可能にするのに十分なエネルギを提供する。例えば、エネルギ源２１４は、放電チャンバ２１０内に電界を生成する。生成された電界は利得媒質中の電子を加速し、それらの電子はガス混合物２１８中の中性原子（バッファガスなど）と衝突する。衝突は利得媒質のより低いエネルギ状態にある電子をより高いエネルギ状態へとジャンプさせ、利得媒質において反転分布が発生するので、出力光ビーム２１１が誘導放出を通じて生成される。
【0045】
利得媒質を構成するガス及びバッファガスは、出力光ビーム２１１の生成のために存在するので、所期のガス又は所期のガス成分と称される。ガス混合物２１８は、放電チャンバ内に意図的に又は目的をもって置かれたのではない他のガス成分も含み得る。これらの他のガス成分は、不純物ガス成分と称される。不純物ガス成分は、例えば、ガス混合物２１８へのエネルギ印加の結果として形成される不純物及び副産物を含み得る。不純物ガス成分は、例えば、酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、及び／又は三フッ素化窒素（ＮＦ３）を含んでいてもよい。不純物成分は無機であってもよく、又は有機であってもよい。
【0046】
（光源２０５のように）ガス状の利得媒質を用いる光源の全寿命にわたって、ガス混合物２１８は、置換動作で完全に置換されてもよいし、又は噴射動作で部分的に置換されてもよい。天然資源（Ｎｅ及びＨｅなど）の消費を低減するため、並びにコストを低減するために、ガス混合物２１８はガスリサイクルシステム２３０を用いてリサイクルされる。ガスリサイクルシステム２３０は、排ガス混合物２３２を受け取って、その排ガス混合物２３２からリサイクル済みのガス混合物２３４を生成し、このリサイクル済みのガス混合物２３４がチャンバ２０９に供給される。上述したように、チャンバ２０９は、光源２０５の放電チャンバ２１０、光源２０５の別の放電チャンバ、１つ以上の他の光源の放電チャンバ、及び／又はチャンバによる将来の使用に備えてリサイクル済みのガス混合物２３４を保持する供給タンクであり得る。また、ガスリサイクルシステム２３０は、排ガス混合物２３２中の不純物成分を除去又は低減すると共に、残った不純物成分の量を直接的に測定して、チャンバ２０９に供給されるリサイクル済みのガス混合物２３４が不純物ガス成分を欠くこと又は不純物ガス成分を許容可能な量で有することを保証する。
【0047】
放電チャンバ２１０内のガス混合物２１８は、光源２０５から排気される前に、スクラバ２１５と相互作用する。スクラバ２１５がガス混合物２１８中のハロゲンガスを捕捉するので、ハロゲンガスは、放電チャンバ２１０の外には排気されず、また排ガス混合物２３２の一部ではない。スクラバ２１５は光源２０５の一部である。スクラバ２１５は囲まれた容積であって、ハロゲンガスがガスリサイクルシステム２３２に進入しないように、例えば活性アルミナを用いて排ガス混合物２３２からハロゲンガス（例えばフッ素）をスクラバ処理（scrubber）又は除去する。
【0048】
ガスリサイクルシステム２３０は、排ガス混合物２３２を受け取るガス精製システム２３６を含む。ガス精製システム２３６は、排ガス混合物２３２から不純物成分のいくつか又はすべてを除去して、精製ガス混合物２３７を形成する。精製ガス混合物２３７は、排ガス混合物２３２中のガス成分のうち少なくとも１つを少量含むガス混合物又は排ガス混合物２３２中のガス成分のうち少なくとも１つを含まないガス混合物である。
【0049】
図２の例においては、ガス精製システム２３６は２つの精製段階、すなわち再生精製器２３６ａ及びゲッター精製器２３６ｂを含む。精製段階２３６ａ及び２３６ｂは、排ガス混合物２３２が、まず精製段階２３６ａと、次に精製段階２３６ｂと相互作用して精製ガス混合物２３７を形成するように、直列で設置されると共に流体結合される。
【0050】
再生精製器２３６ａは、排ガス混合物２３２から反応ガスを除去するように設計されている。再生精製器２３６ａによって除去されるガスは、例えば、酸素（Ｏ２）、三フッ素化窒素（ＮＦ３）、テトラフルオロシラン（ＳｉＦ４）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、窒素（Ｎ２）、及び／又はスクラバ２１５によって除去されない残留ハロゲンガスを含み得る。再生精製器２３６ａは、置換される代わりに更新又は再生されることが可能な濾過媒質を有していてもよい。再生精製器２３６ａは、例えば、濾過媒質を水素又は水素と別の不活性ガスとの混合物に曝露することによって再生され得る。いくつかの実装形態においては、再生精製器２３６ａは、コロラド州コロラドスプリングスのアドバンスト・リサーチ・マニュファクチャリング（ＡＲＭ）社によって製造された精製器であってもよい。図２の精製段階２３６ａは再生精製器であるが、他の精製器が用いられてもよい。例えば、精製段階２３６ａは、再生式ではないが依然として排ガス混合物２３２から反応ガスを除去することができる精製器であってもよい。
【0051】
ゲッター精製器２３６ｂは、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）のような非反応性不純物化合物を除去するように設計されている。ゲッター精製器２３６ｂは、吸収を利用してガス状の不純物を除去し得る。
【0052】
ガスリサイクルシステム２３０は、精製ガス混合物２３７を受け取るガス混合システム２３８も含む。ガス混合システム２３８は、精製ガス混合物２３７からリサイクル済みのガス混合物２３４を形成する。ガス混合システム２３８はガス貯蔵システム２３９を含んでおり、これは１つ以上のタンクを含み、その各々が精製ガス混合物２３７に添加され得るガスを貯蔵する。ガス混合システム２３８は、精製ガス混合物２３７の成分が仕様内にないときにのみ、ガスを精製ガス混合物２３７に添加する。したがって、精製ガス混合物２３７の成分が仕様を満たすときには、精製ガス混合物２３７がリサイクル済みのガス混合物２３４になる。
【0053】
ガスリサイクルシステム２３０は、精製ガス混合物２３７中の１つ以上の成分の量を測定するガス分析システム２４０を含む。制御システム２５０は、ガス分析システム２４０からの測定された１つ又は複数の量に基づいて、ガス混合システム２３８に命令する。ガス分析システム２４０は、精製ガス混合物２３７の一部と相互作用して精製ガス混合物２３７の１つ以上の成分の量を判定する測定システム２４２を含む。例えば、測定システム２４２は、精製ガス混合物２３７の試料を受け取り、その試料に基づいて精製ガス混合物２３７中の１つ以上の成分の量を判定してもよい。また、測定システム２４２は、ガス混合システム２３８によって生成されたリサイクル済みのガスを採取して、リサイクル済みのガス混合物２３４中の様々なガス成分の量を測定してもよい。
【0054】
測定システム２４２は、精製ガス混合物２３７の成分の直接測定を行うことが可能な任意のデバイスであり得る。いくつかの実装形態においては、測定システム２４２は、精製ガス混合物２３７の２つ以上の成分の量を測定することが可能な任意のデバイスである。例えば、測定システム２４２は、質量スペクトロメータ、ガスクロマトグラフ、又はフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）スペクトロメータである。質量スペクトロメータは、採取されたガス混合物をイオン化し、そのイオンを質量対電荷比に基づいて分類する。ガスクロマトグラフは、分解されずに蒸発され得る化合物を分離及び分析する。ＦＴＩＲスペクトロメータは、ガスの吸収又は放出の赤外スペクトルを得る。ガスの様々な成分は、得られた赤外スペクトルから特定される。他の装置が測定システム２４２として用いられてもよい。例えば、測定システム２４２は、放電又はレーザ誘起ブレークダウン発光分光法に基づく装置、キャビティリングダウンスペクトロメータ、又は化学的もしくは電気化学的検知に基づく装置であり得る。
【0055】
測定システム２４２に用いられる装置にかかわらず、測定システム２４２は、精製ガス混合物２３７の一部を受け取り、精製ガス混合物２３７中の１つ以上の成分の量を測定する。また、測定システム２４２は、ガス混合システム２３８によって生成されたリサイクル済みのガス混合物２３４中のガス成分を測定し得る。
【0056】
いくつかの実装形態においては、ガス分析システム２４０はセンサシステム２４４も含む。センサシステム２４４は、ガス混合物中の単一の特定の成分を測定する１つ以上のセンサを含む。例えば、センサシステム２４４は酸素センサを含み得る。これらの実装形態においては、センサシステムは、（排ガス混合物２３２がガス精製システム２３６と相互作用する前に）排ガス混合物２３２の試料を得て、排ガス混合物２３２中の酸素の量を測定する。センサシステム２４４は、ある特定のガス成分がガスリサイクルシステム２３０内の２点以上で測定され得るように、２つ以上の同一のタイプのセンサを含んでいてもよい。例えば、センサシステム２４４は、再生精製器２３６ａと相互作用した後だがゲッター精製器２３６ｂと相互作用する前の排ガス混合物２３２を採取する、追加的な酸素センサを含んでいてもよい。センサシステム２４４で測定される１つ又は複数のガス成分は、測定システム２４２によっても測定され得る。
【0057】
制御システム２５０は、ガス分析システム２４０及びガス混合システム２３８に連結されている。制御システム２５０は、電子プロセッサ２５１、電子記憶装置２５２、及びＩ／Ｏインターフェイス２５３を含む。電子プロセッサ２５１は、汎用又は専用マイクロプロセッサのようなコンピュータプログラムの実行に適した１つ以上のプロセッサと、任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサとを含む。概して、電子プロセッサは、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はその両方から命令及びデータを受信する。電子プロセッサ２５１はどんなタイプの電子プロセッサであってもよい。
【0058】
電子記憶装置２５２は、ＲＡＭなどの揮発性メモリであってもよいし、又は不揮発性メモリであってもよい。いくつかの実装形態においては、電子記憶装置２５２は、不揮発性及び揮発性の部分又は構成要素を含む。電子記憶装置２５２は、制御システム２５０、制御システム２５０の構成要素、及び／又は制御システム２５０によって制御されるシステムの動作において用いられるデータ及び情報を記憶し得る。情報は、例えばルックアップテーブル又はデータベースに記憶され得る。例えば、電子記憶装置２５２は、リサイクル済みのガス混合物２３４の仕様を定義するデータを記憶し得る。仕様は、複数のガス成分の各々について許容可能な値の範囲を示し得る。許容可能な値の範囲は、各ガス成分の許容可能な濃度パーセンテージの範囲など相対値の範囲として、及び／又は百万分の一部（ｐｐｍ）単位の各ガス成分の最小及び最大濃度など絶対測定値の範囲として、表され得る。
【0059】
また、電子記憶装置２５２は、ガス混合システム２３８のアクションを命じる（dictate）及び／又はガス分析システム２４０からのデータを分析する様々なレシピ又は処理プログラム２５９を記憶し得る。処理プログラム２５９はデジタル論理及び／又は命令として実装されてもよく、プロセッサ２５１によって実行されたときに、ガス分析システム２４０及び／又はガスリサイクルシステム２３０の様々な構成要素に、その命令によって指定されるアクションを実施させる。処理プログラム２５９は、ガス成分の量が許容可能な値の範囲の外にあることをガス分析システム２４０からの測定データが示すときに、ガス貯蔵システム２３９のタンクのうちある特定の１つからのガスが、そのタンク内のガスが精製ガス混合物２３７に流入することを可能にするバルブ（図示しない）を開放することによって精製ガス混合物２３７に添加されることを示すレシピを含み得る。別の一例においては、電子記憶装置２５２は、ガス混合システム２３８がガス貯蔵システム２３９からのガスをどうやって精製ガス混合物２３７に添加するのかを定義するパラメータの値を示すレシピを記憶し得る。例えば、そのようなレシピは、ガス貯蔵システム２３９からのガスが精製ガス混合物２３７に進入すると共にひいては精製ガス混合物２３７に添加されるガスの量を制御することを可能にするバルブを開放する持続時間などの値を含み得る。また別の一例においては、レシピは、貯蔵システム２３９から精製ガス混合物２３７へのガスの流入を測定及び／又は制御する質量流量コントローラに関する情報を含み得る。更に別の一例においては、処理プログラム２５９は、精製ガス混合物２３７中のガス成分のうち１つ以上が許容可能な量の範囲の外にあるときに、制御システム２５０に様々なエラー信号を生成させる命令を含み得る。例えば、制御システム２５０はＩ／Ｏインターフェイス２５３に、画面上に視覚的な警告を表示し、可聴アラームを生成し、及び／又は光インジケータに光を放出させるなど画面上の表示以外の視覚的なアラームを生成する知覚可能な警告を生成させてもよい。いくつかの実装形態においては、制御システム２５０は、テキストメッセージ又は電子メールを介してオペレータにアラートが送信されるようにしてもよい。更に別の一例においては、処理プログラム２５９は、ガス分析システム２４０から受信したデータにアクセスしてガス分析システム２４０によって採取されたガス中の複数のガス成分の相対量を判定する処理プログラムを含み得る。
【0060】
処理プログラム２５９に加え、電子記憶装置２５２は、実行時にプロセッサ２５１に制御システム２５０内の構成要素、光源２０５、ガスリサイクルシステム２３０、別個の外部の１つ又は複数のコンピュータシステム、及び／又はチャンバ２０９との通信及びデータ交換を行わせる命令も、恐らくはコンピュータプログラムとして、記憶し得る。
【0061】
Ｉ／Ｏインターフェイス２５３は、制御システム２５０がデータ及び信号を受信すること、及び／又はオペレータ、光源２０５、ガスリサイクルシステム２３０、測定システム２４２、及び／又は別の電子デバイス上で動作する自動化されたプロセスに提供することを可能にする、任意の種類の電子インターフェイスである。例えば、Ｉ／Ｏインターフェイス２５３は、視覚的表示、キーボード、及び通信インターフェイスのうち１つ以上を含み得る。
【0062】
ガス管理システム２００は、ガス混合システム２３８に流体接続されると共にリサイクル済みのガス混合物２３４を貯蔵するガス供給システム２６０も含む。ガス供給システム２６０は制御システム２５０にも接続されている。制御システム２５０は、ガス供給システム２６０にコマンドを提供して、リサイクル済みのガス混合物２３４がガスリサイクルシステム２３０からチャンバ２０９に放出されるかどうか及び／又はどうやって放出されるかを制御し得る。例えば、制御システム２５０は、リサイクル済みのガス混合物２３４が許容可能な値の範囲の外にある不純物成分を何ら含まないときにのみ開放するようにバルブ２６１を制御し得る。
【0063】
図３Ａを参照すると、ガスリサイクルシステム３３０を含むガス管理システム３００のブロック図が示されている。ガスリサイクルシステム３３０は、ガスリサイクルシステム１３０（図１）の実装形態の別の一例である。ガスリサイクルシステム３３０は、ガスリサイクルシステム３３０が排ガス収集システム３３１を含む点を除き、ガスリサイクルシステム２３０（図２）と類似している。排ガス収集システム３３１は、ガスリサイクルシステム３３０が２つ以上の光源から排ガス混合物を受け取ることを可能にする。
【0064】
排ガス収集システム３３１はＮ個の入口３１３＿１～３３１＿Ｎを含む。ただし、Ｎは１よりも大きい整数である。例えば、Ｎは５と等しくてもよい。Ｎ個の入口３３１＿１～３３１＿Ｎの各々は、各放電チャンバ３１０＿１～３１０＿Ｎに流体接続されるように且つ排ガス混合物３３２＿１～３３２＿Ｎを受け取るように構成されている。各放電チャンバ３１０＿１～３１０＿Ｎは放電チャンバ２１０（図２）の一例であってもよく、ガス混合物２１８と、各スクラバ３１５＿１～３１５＿Ｎとを含む。入口３３１＿１～３３１＿Ｎの各々は、ガス精製システム２３６に流体結合された流体バス３２９に流体接続されている。流体バス３２９は、２つ以上のソース又は容器から流体（例えばガス混合物）を輸送することのできる任意の構造物である。例えば、流体バス３２９は、流体が流れてもよい領域を定義するパイプ又は導管であってもよい。パイプ又は導管は、２本以上のパイプ又は導管が一体に流体密閉されて流体が流れてもよい大きな開けた空間を形成する管継手又は合流点も含む。パイプ又は導管は、パイプ又は導管の一部を隔離するように構成されたバルブも含む。このようにして、流体バス３２９は、排ガス混合物３３２＿１～３３２＿Ｎのいずれか又はすべてが精製器２３６に流入することを可能にする。
【0065】
任意の時刻に、排ガス収集システム３３１は、接続された放電チャンバ３１０＿１～３１０＿Ｎのいずれか又はすべてから排ガス混合物を受け取る。放電チャンバは、リフィル動作の間にガス混合物２１８の実質的にすべてを排気するが、ガス混合物２１８の一部だけは噴射動作の間に排気する。例えば、リフィル動作の間に放電チャンバから排気されるガスの体積は、１００リットル（Ｌ）よりも多いであろう。噴射動作の間に放電チャンバから排気されるガスの体積は、約１Ｌと少ないであろう。排ガス収集システム３３１は、同時噴射動作の間に放電チャンバ３１０＿１～３１０＿Ｎのすべてから排ガス混合物を受け取るための容量を有する。いくつかの実装形態においては、排ガス収集システム３３１は、毎秒３～４０リットルを受け取るように構成される。更に、排ガス収集システム３３１は、同時ガスイベント動作（gas event operations）の間に放電チャンバ３１０＿１～３１０＿Ｎのすべてからの排ガス混合物の９０％よりも多くを処理するのに十分な容量を有する。
【0066】
図３Ｂも参照すると、排ガス収集システム３３１Ｂのブロック図が示されている。排ガス収集システム３３１Ｂは、排ガス収集システム３３１（図３Ａ）の実装形態の一例である。排ガス収集システム３３１Ｂは、１つ以上の貯蔵タンクを含む。図３Ｂに示される例において、収集システム３３１Ｂは、３つの貯蔵タンク３５７＿１，３５７＿２，３５７＿３を含む。タンク３５７＿１は流体バス３２９と入口３３１＿１～３３１＿Ｎとに流体結合されている。タンク３５７＿１は、背圧を避けるために、ポンプ３５８によって負圧に維持される。負圧とは、光源２０５の通常動作に干渉するおそれのある背圧を作り出さないように、ガスリサイクルシステム２３０が、排気されるガスの流れを常に吸引していることを意味する。タンク３５７＿２及び３５７＿３は、入口３３１＿１～３３１＿Ｎのいずれかに流入する排ガスを収集する。排ガス収集システム３３１Ｂの配列は、精製器システム２３６への安定したガス流を生成する。安定したガス流は、精製器システム２３６が効率的に動作することを可能にする。
【0067】
図４を参照すると、ガス供給システム４６０のブロック図が示されている。ガス供給システム４６０は、ガス供給システム２６０（図２及び図３Ａ）の実装形態の一例である。ガス供給システム４６０について、ガスリサイクルシステム２３０に関連して述べる。もっとも、ガス供給システム４６０は、ガスリサイクルシステム１３０又は３３０など、他のガスリサイクルシステムと共に用いられてもよい。
【0068】
ガス供給システム４６０は、リサイクル済みのガス混合物２３４と事前に調製され又は事前に調製されたガス混合物４６６との間での選択を可能にする流体スイッチ４６１を含む。ガス供給システム４６０は、流体バス４６９を通じてチャンバ２０９に流体結合されている。流体スイッチ４６１は、例えば、リサイクル済みのガス混合物２３４が仕様内にあるときに、チャンバ２０９（単一の光源の放電チャンバであってもよいし、又は図５に示されるような放電チャンバの集まりであってもよい）がリサイクル済みのガス混合物２３４のみを受け取ることを保証する。
【0069】
ガス供給システム４６０は、ガス混合システム２３８（図２）によって生成されたリサイクル済みのガス混合物２３４を受け取るタンクシステム４６２も含む。タンクシステム４６２は、リサイクル済みのガス混合物２３４を保持する１つ以上のタンク、チャンバ、又は他の構造物を含む。ガス分析システム２４０は、リサイクル済みのガス混合物２３４を採取して、そのリサイクル済みのガス混合物２３４中の様々な成分の量を測定する。図４の例において、ガス分析システム２４０は、リサイクル済みのガス混合物２３４の試料が測定システム２４２で受け取られて成分が測定され得るように、タンクシステム４６２の少なくとも１つのタンクと流体連通している。図４に示される実装形態においては、タンクシステム４６２はガス供給システム４６０の一部である。他の実装形態においては、タンクシステム４６２はガス供給システム４６０の外部にあるが、依然としてスイッチ４６１には流体結合されている。
【0070】
ガス供給システム４６０はタンクシステム４６３も含む。タンクシステム４６３は、流体を収容することができる１つ以上のタンク、チャンバ、又は他の構造物を含む。タンクシステム４６３は事前に調製されたガス混合物４６６を保持する。事前に調製されたガス混合物４６６は、２つの主要なガス成分（利得媒質貴ガス及びやはり貴ガスであるバッファガス）を含む二種混合物（bi-mix）であってもよく、不純物を全く含まないか、又はチャンバ２０９の仕様内の微量の不純物を含む。二種混合物はハロゲンガスを欠く。例えば、事前に調製されたガス混合物４６６は、Ａｒと、Ｎｅなど別のガスとの混合物であってもよく、これらのガスの各々が、事前に調製されたガス混合物４６６中に、チャンバ２０９の仕様内の量で存在する。
【0071】
事前に調製されたガス混合物４６６は、ガスリサイクルシステム２３０によって調製されたり生成されたりしない。換言すれば、事前に調製されたガス混合物４６６は、ガス精製システム２３６（図２）又はガス混合システム２３８（図２）とは相互作用しない。その代わりに、事前に調製されたガス混合物４６６は別個のプロセスによって生成され、ガス供給システム４６０内に組み込まれたタンクの中で最終形態に事前混合されて、供給される。例えば、タンクシステム４６３は、ガスリサイクルシステム２３０のオペレータによってガス供給システム４６０に組み込まれてもよい。事前に調製されたガス混合物４６６は、放電チャンバ２０９の仕様内にある所期のガス成分及び不純物ガス成分を含む。タンクシステム４６３内の事前に調製されたガス混合物４６６はハロゲンガスを含まない。
【0072】
タンクシステム４６２及びタンクシステム４６３は流体スイッチ４６１に流体結合されている。流体スイッチ４６１は、例えば２つのバルブを含んでいてもよく、そのうちの一方はタンクシステム４６３からの事前に調製されたガス混合物４６６の流れを制御し、他方はタンクシステム４６２からのリサイクル済みのガス混合物４３４の流れを制御する。流体スイッチ４６１は、リサイクル済みのガス混合物４３４又は事前に調製されたガス混合物４６６のうち一方のみがスイッチ４６１を通じて流体バス４６９に流れることを可能にするように構成され得る。したがって、流体スイッチ４６１と共に用いられるときには、タンクシステム４６２及びタンクシステム４６３は、チャンバ２０９のためのガス混合物の択一的なソース又は択一的な供給ソースとなる。
【0073】
制御システム２５０は、リサイクル済みのガス混合物２３４中の様々な成分の測定された量を仕様と比較して、そのリサイクル済みのガス混合物２３４がチャンバ２０９における使用のために許容可能であるかどうかを判定する。リサイクル済みのガス混合物２３４がチャンバ２０９における使用のために許容可能である場合には、制御システム２５０は、流体スイッチ４６１にタンクシステム４６２を供給ソースとして選択させるのに十分な信号を、流体スイッチ４６１に提供する。例えば、その信号は、リサイクル済みのガス混合物２３４のみが流体スイッチ４６１を通じて流体バス２６９に流れるように、タンクシステム４６２に結合されたバルブを開放させると共にタンクシステム４６３に結合されたバルブを閉鎖させるのに十分であり得る。リサイクル済みのガス混合物２３４がチャンバ２０９における使用のために許容可能でない場合には、制御システム２５０は、流体スイッチ４６１にタンクシステム４６３を供給ソースとして選択させる信号を、流体スイッチに提供する。
【0074】
いくつかの実装形態においては、タンクシステム４６２は、タンクシステム４６２内に保持されているリサイクル済みのガス混合物４３４の圧力を監視すると共にそのリサイクル済みのガス混合物４３４の圧力の表示を提供する圧力監視システム４６５に結合される。これらの実装形態においては、制御システム２５０も、タンクシステム４６２及び４６３のうちどちらを供給ソースとして選択するかを決定するために、圧力の表示を使用し得る。例えば、閾値を下回る測定圧力は、タンクシステム４６２内のガス混合物２３４の量がチャンバ２０９に供給するには不十分であることを示す。測定圧力が閾値量を下回るときには、制御システム２５０は、リサイクル済みのガス混合物２３４の組成にかかわらずタンクシステム４６３を選択するように、流体スイッチに信号を提供し得る。
【0075】
このように、リサイクル済みのガス混合物２３４又は事前に調製されたガス混合物４６６のいずれかが流体スイッチ４６１を通過して流体バス４６９へと流れる。上述したように、リサイクル済みのガス混合物２３４も事前に調製されたガス混合物４６６も、ハロゲンガスを含まない。しかしながら、ハロゲンガスは一般的に、チャンバ２０９において用いられるガス混合物中の所期のガス成分の１つである。ハロゲンガスをチャンバ２０９に供給するために、第２の供給システム４６８からのガス混合物４７０が、チャンバ２０９と第２の供給システム４６８とに流体結合された別個の導管４７２を流れる。第２の供給システム４６８は、ハロゲンガスを含むガス混合物４７０を含有する。ガス混合物４７０は、利得媒質貴ガスと、（やはり貴ガスである）バッファガスと、（利得媒質の一部である）ハロゲンとの混合物である三種混合物（tri-mix）である。例えば、ガス混合物４７０は、Ａｒと、Ｎｅと、Ｆとの混合物であってもよい。ガス混合物４７０は、流体バス４７２を流れてチャンバ２０９に供給され得る。
【0076】
図５を参照すると、ガスリサイクルシステム５３０を含むガス管理システムのブロック図が示されている。ガスリサイクルシステム５３０は、上述したガスリサイクルシステム１３０，２３０，又は３３０のいずれであってもよい。ガスリサイクルシステム５３０はチャンバシステム５１０に流体結合されている。チャンバシステム５１０はＮ個の別々のガス放電チャンバ５１０＿１～５１０＿Ｎを含む。ただし、Ｎは１よりも大きい整数である。放電チャンバ５１０＿１～５１０＿Ｎの各々は（図２の光源２０５のような）ガス状の利得媒質を使用する光源の一部であり、放電チャンバ５１０＿１～５１０＿Ｎの各々はリフィル動作又は噴射動作の間にそれぞれ排ガス混合物５３２＿１～５３２＿Ｎを放出する。放電チャンバ５１０＿１～５１０＿Ｎは、ガスリサイクルシステム５３０に流入する流体バス５２９に流体結合されている。ガスリサイクルシステム５３０は、ガスリサイクルシステム５３０に流入する１つ又は複数の排ガス混合物５３２＿１～５３２＿Ｎに基づいて、リサイクル済みのガス混合物２３４を生成する。
【0077】
リサイクル済みのガス混合物２３４はガス供給システム５６０に貯蔵され、放電チャンバシステム５０９の１つ以上の放電チャンバに提供され得る。放電チャンバシステム５０９は放電チャンバ５０９＿１～５０９＿Ｋを含む。ただし、Ｋは１よりも大きい整数である。ＫとＮとは同じ数であってもよいが、必ずしもそうではない。したがって、ガスリサイクルシステム５３０による供給を受ける放電チャンバの数は、排ガス混合物を出す放電チャンバの数より大きくても、小さくても、又はその数に等しくてもよい。また、放電チャンバシステム５０９は放電チャンバ５１０＿１～５１０＿Ｎのいくつかもしくはすべてを含んでいてもよく、又は、放電チャンバ５０９＿１～５０９＿Ｋのすべてが放電チャンバ５１０＿１～５１０＿Ｎとは別個であって独立していてもよい。
【0078】
ガス供給システム５６０は、流体バス５６９を介して放電チャンバシステム５０９に流体結合されてもよい。ガス供給システム５６０は、リサイクル済みのガス混合物２３４が流体バス５６９へ流れることを流体スイッチ４６１が許可するときにのみリサイクル済みのガス混合物２３４が放電チャンバシステム５０９に提供されるように、ガス供給システム４６０であってもよい。別個の流体バス５７２が、ハロゲン含有ガス混合物４７０を保持する第２の供給システム４６８と放電チャンバシステム５０９とを流体結合する。ハロゲン含有ガス混合物４７０は、別個の流体バス５７２を介して放電チャンバシステム５０９に供給される。
【0079】
図６は、リサイクル済みのガス混合物中のガス成分を管理するプロセス６００の一例のフローチャートである。図６は制御システム２５０の１つ以上のプロセッサ２５１によって実施され得る。図６について、図２及び図４に関連して述べる。
【0080】
制御システム２５０は、精製ガス混合物２３７中の所期のガス成分の測定量が第１の値の範囲内にあるかどうかを判定する（６１０）。所期のガス成分は、例えば、光源２０５の利得媒質の一部として又はバッファガスとして用いられる貴ガスであってもよい。所期のガス成分は、例えば、Ａｒ，Ｎｅ，Ｈｅ，及び／又はＸｅであってもよい。所期のガス成分の測定量は測定システム２４２によって得られる。制御システム２５０が測定システム２４２からの測定値にアクセスしてもよいし、又は、測定システム２４２が測定値を制御システム２５０に提供してもよい。第１の値の範囲とは、その値の間であれば所期のガス成分の量が許容可能である値の範囲である。
【0081】
第１の値の範囲は、チャンバ２０９において用いられるガス混合物中のガス成分の許容可能な値及び／又は値の範囲を定義する仕様の一部である。仕様は、電子記憶装置２５２において、ルックアップテーブル又はデータベースに記憶され得る。仕様はある特定のタイプの光源と関連付けて記憶され得るので、それらの光源において用いられ得るすべてのリサイクル済みのガス混合物を評価するためには同じ仕様が用いられる。
【0082】
仕様は、複数のガス成分の各々について、特定の値の範囲又は閾値を含み得る。例えば、仕様は、Ａｒについて許容可能な値の範囲と、Ｎｅについて別の許容可能な値の範囲と、Ｘｅについて別の許容可能な値の範囲とを含み得る。いくつかの実装形態においては、制御システム２５０は、２つ以上の所期のガス成分の測定値を得ること、及び、その後、測定された所期のガス成分の各々の測定量をそれぞれの許容可能な値の範囲と比較することによって、判定６１０を行う。例えば、測定された所期のガス成分は、２つ以上の貴ガスの測定量を含み得る。
【0083】
許容可能な値の範囲は、ガス混合物全体に対するガス成分のパーセンテージの範囲、又は絶対測定値であってもよい。例えば、仕様は、Ｎｅの許容可能な量を９６．４％～９６．６％、Ａｒの許容可能な量を３．４％～３．６％、そしてＸｅの許容可能な量を８～１０ｐｐｍと定義し得る。仕様によって定義される範囲の内側の測定値は許容可能である。仕様によって定義される範囲の外側の測定値は許容可能ではない。
【0084】
更に、仕様は、不純物ガス成分の許容可能な量を定義する。制御システム２５０は、精製ガス混合物２３７中の不純物ガス成分の測定量が第２の値の範囲内にあるかどうかを判定する（６２０）。第２の値の範囲とは、測定された不純物と関連付けられた値の範囲である。不純物ガス成分とは、精製ガス混合物２３７中の所期のガス成分ではない任意のガス成分である。酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、及び／又は三フッ素化窒素（ＮＦ３）が不純物化合物の例である。水の許容可能な量は、例えば、０．５ｐｐｍ未満であろう。したがって、水蒸気の許容可能な値の範囲はゼロと０．５ｐｐｍとの間である。
【0085】
少なくとも１つの所期のガス成分の測定量が第１の許容可能な値の範囲内にない場合（６１０）、制御システム２５０はガス混合システム２３８に、追加的なガス成分を精製ガス混合物２３７に添加するように命令する（６３０）。追加的なガス成分は、精製されたガス中に既に存在する所期のガスの追加的な量であってもよい。例えば、追加的なガス成分は、２つ以上の貴ガスを含む混合物であってもよい。
【0086】
電子記憶装置２５２は、精製ガス混合物２３７の測定された組成に基づいて、どのタイプのガス成分を精製ガス混合物２３７に添加するかを示すレシピを記憶し得る。例えば、精製ガス混合物２３７が有するＡｒが少なすぎる場合には、レシピは、ガス混合システム２３８がＡｒ及びＸｅを含むガス混合物を精製ガス混合物２３７に添加することを指定するであろう。別の一例として、精製ガス混合物２３７が有するＸｅが少なすぎる場合には、レシピは、ガス混合システム２３８がＮｅ，Ａｒ，及びＸｅを含むガス混合物を精製ガス混合物２３７に添加してリサイクル済みのガス混合物２３４を調製することを指定するであろう。精製ガス混合物２３７中の所期のガス成分のすべてが仕様内にある場合には、精製ガス混合物２３７がリサイクル済みのガス混合物２３４として使用される。
【0087】
上述したように、不純物ガス成分は、６２０でも分析される。精製ガス混合物２３７中の少なくとも１つの不純物ガス成分の測定量が第２の値の範囲内にない場合（６２０）、制御システム２５０はエラー信号を生成する（６４０）。例えば、制御システム２５０は、Ｉ／Ｏインターフェイス２５３に（画面上に提示される視覚的な警告、可聴音、及び／又は画面上に表示されない視覚的に知覚可能な警告など）知覚可能な警告を生成させてもよく、及び／又は、テキストメッセージ又は電子メールを介してオペレータにアラートが送信されるようにしてもよい。いくつかの実装形態においては、エラー信号は、ガス管理システム２００の別の一部に直接的に提供される。例えば、ガス供給システム４６０（図４）を含む実装形態においては、エラー信号は流体スイッチ４６１に、リサイクル済みのガス混合物２３４がスイッチ４６１を通じて流れることを可能にしないように命令し得るので、事前に調製されたガス混合物４６６がスイッチ４６１を通じて流れ、リサイクル済みのガス混合物２３４はガスリサイクルシステム２３０から排気される。
【0088】
ガス混合システム２３８が追加的なガス成分を精製ガス混合物２３７に添加した後（６３０）、プロセス６００は進むことができ、ガス管理システム２００によって出力されるリサイクル済みのガス混合物２３４を調製する（６５０）。図示はしないが、制御システム２５０は、精製ガス混合物２３７に追加的なガス成分を添加するようにガス混合システム２３８に命令した後（６３０）、ガス供給システム２６０に出力するためのリサイクル済みのガス混合物２３４が調製される前（６５０）に、１つ以上の追加的なステップを実施することが可能である。例えば、制御システム２５０は、精製ガス混合物２３７中の所期のガス成分の測定量が第１の値の範囲内にあるかどうかの判定（６１０）を繰り返すことができ、精製ガス混合物２３７中の所期のガス成分の測定量が第１の値の範囲内にある場合には（６１０）、ガス管理システム２００による出力のためにリサイクル済みのガス混合物２３４が調製され得る（６５０）。
【0089】
図７を参照すると、プロセス７００は、ガス管理システム２００の様々な構成要素によって実施され得る。ガス混合システム２３８は、精製ガス混合物２３７を受け取り、受け取った精製ガス混合物に基づいてリサイクル済みのガス混合物２３４を調製する（７１０）。ガス分析システム２４０（例えば測定システム２４２）は、ガス混合システム２３８へと誘導される精製ガス混合物２３７の試料又は一部を受け取り、この受け取った精製ガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの量を測定する（７２０）。ガス分析システム２４０（例えば測定システム２４２）は、ガス混合システム２３８から調製されたリサイクル済みのガス混合物の試料又は一部も受け取り、調製されたリサイクル済みのガス混合物２３４中の少なくとも１つの貴ガスの量を測定する（７３０）。
【0090】
（ガス分析システム２４０と通信する）制御システム２５０は、精製ガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの測定量（７２０）を受信し、ガス混合システム２３８で受け取られた精製ガス混合物中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定する（７４０）。少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にない場合（７４０）、制御システム２５０はガス混合システム２３８に信号を送信し、それによってガス混合システム２３８に、少なくとも１つの追加的なガス成分を精製ガス混合物２３７に添加させて、リサイクル済みのガス混合物２３４を調製する（７６０）。制御システム２５０は、調製されたリサイクル済みのガス混合物２３４中の少なくとも１つの貴ガスの測定量も受信し（７３０）、調製されたリサイクル済みのガス混合物２３４中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にあるかどうかを判定する（７５０）。
【0091】
要求はされないが、制御システム２５０が、調製されたリサイクル済みのガス混合物２３４中の少なくとも１つの貴ガスの測定量が許容可能な値の範囲内にないと判定する場合には（７５０）、制御システム２５０はガス供給システム２６０又は４６０に、（リサイクル済みのガス混合物２３４を供給する）タンクシステム４６２のチャンバ２０９への供給をスイッチオフするように指示してもよい（７７０）。
【0092】
図８を参照すると、ガス管理システム２００は、（タンクシステム４６３内の）事前に調製されたガス混合物４６６と（タンクシステム４６２内の）リサイクル済みのガス混合物２３４とを切り替えて、流体バス４６９によって適当な二種混合物をチャンバ２０９に供給するためのプロセス８００を実施し得る。プロセス８００について述べるにあたり、図２及び図４も参照する。ガス分析システム２４０は、ガス混合システム２３８からリサイクル済みのガス混合物２３４の試料を受け取り、そのリサイクル済みのガス混合物２３４中のガス成分を分析する（８１０）。制御システム２５０は、ガス分析システム２４０から分析（８１０）を受信する（８２０）。制御システム２５０は、リサイクル済みのガス混合物２３４中のガス成分間の相対濃度が許容可能な範囲内にあるかどうかを判定する（８３０）。制御システム２５０は、流体スイッチ４６１に信号を提供し（８４０）、それにより、この判定８３０に基づいて、（タンクシステム４６３内の）事前に調製されたガス混合物４６６又は（タンクシステム４６２内の）リサイクル済みのガス混合物２３４のうち一方を選択する。特に、制御システム２５０が、リサイクル済みのガス混合物２３４中のガス成分の相対濃度が許容可能な範囲内にないと判定した場合には（８３０）、制御システム２５０は、タンクシステム４６３内の事前に調製されたガス混合物４６６から二種混合物を得るように、流体スイッチ４６１に信号を送信する。一方、制御システム２５０が、リサイクル済みのガス混合物２３４中のガス成分の相対濃度が許容可能な範囲内にあると判定した場合には（８３０）、制御システム２５０は、タンクシステム４６２内のリサイクル済みのガス混合物２３４から二種混合物を得るように、流体スイッチ４６１に信号を送信する。
【0093】
図９Ａ及び図１０はそれぞれ、リサイクル済みのガス混合物２３４を供給され得る及び／又はガス管理システム２００に排ガス混合物２３２を提供し得る放電チャンバを含むＤＵＶ光源９０５及び１００５の例を提示する。
【0094】
図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、フォトリソグラフィシステム９００は、ウェーハホルダ又はステージ９７１によって受けられたウェーハ９７０を処理するリソグラフィ露光装置９６９に光ビーム９１１を提供する光学（又は光）源９０５を含む。光源９０５は、カソード９１４ａ及びアノード９１４ｂを包囲する放電チャンバ９１０を含む。図９Ａには１つのガス放電チャンバ９１０しか示されていない。しかしながら、光源９０５は２つ以上の放電チャンバを含んでいてもよい。
【0095】
光ビーム９１１は、時間的に互いに分離された光のパルスを含むパルス光ビームである。リソグラフィ露光装置９６９は、ウェーハ９７０に到達する前に光ビーム９１１が通過する投影光学系９７５と、メトロロジ（計測）システム９７２とを含む。メトロロジシステム９７２は、例えば、ウェーハ９７０及び／又はウェーハ９７０における光ビーム９１１の像を捕捉することのできるカメラ又は他のデバイス、あるいは、ウェーハ９７０でのｘ－ｙ平面における光ビーム９１１の強度など、光ビーム９１１の特徴を記述するデータを捕捉することのできる光ディテクタを含み得る。リソグラフィ露光装置９６９は、液浸システム又は乾式システムであり得る。フォトリソグラフィシステム９００は、光源９０５及び／又はリソグラフィ露光装置９６９を制御するための制御システム９８０も含む。
【0096】
ウェーハ９７０上には、例えばウェーハ９７０上の放射感応性フォトレジスト材料の層を光ビーム９１１で露光することによって、マイクロ電子フィーチャが形成される。図９Ｂも参照すると、投影光学系９７５は、スリット９７６と、マスク９７４と、レンズシステム９７７を含む投影対物系とを含む。レンズシステム９７７は１つ以上の光学素子を含む。光ビーム９１１は光学系９７５に進入してスリット９７６に衝突し、ビーム９１１の少なくともいくらかがスリット９７６を通過する。図９Ａ及び図９Ｂの例においては、スリット９７６は長方形であり、光ビーム９１１を細長の長方形状の光ビームに成形する。マスク９７４上にはパターンが形成され、そのパターンが、成形された光ビームのどの部分がマスク９７４によって透過されどの部分がマスク９７４によって遮られるのかを決定する。パターンの設計は、ウェーハ９７０上に形成されるべき具体的なマイクロ電子回路設計によって決定される。
【0097】
図１０を参照すると、フォトリソグラフィシステム１０００のブロック図が示されている。システム１０００は、システム９００（図９Ａ）の実装形態の一例である。例えば、フォトリソグラフィシステム１０００においては、光源１００５が光源９０５（図９Ａ）として用いられる。光源１００５は、リソグラフィ露光装置９６９に提供されるパルス光ビーム１０１１を生成する。フォトリソグラフィシステム１０００は制御システム１０５０も含み、これは、図１０の例においては、光源１００５の構成要素に接続されると共にリソグラフィ露光装置９６９にも接続されて、システム１０００の様々な動作を制御する。他の実装形態においては、制御システム１０８０は２つの別個の制御システムとして実装されてもよく、１つは光源１００５の様々な態様を制御するためのもの、もう１つはリソグラフィ露光装置を制御するためのものである。
【0098】
図１０に示される例においては、光源１００５は、シード光ビーム１００６をパワー増幅器（ＰＡ）１００２に提供するマスタ発振器（ＭＯ）１００１を含む２ステージレーザシステムである。ＭＯ１００１及びＰＡ１００２は、光源１００５のサブシステム又は光源１００５の一部であるシステムと考えられてもよい。パワー増幅器１００２は、マスタ発振器１００１からシード光ビーム１００６を受けてそのシード光ビーム１００６を増幅し、リソグラフィ露光装置９６９で使用される光ビーム１０１１を生成する。例えば、マスタ発振器１００１は、毎パルスおよそ１ミリジュール（ｍＪ）のシードパルスエネルギを有するパルスシード光ビームを放出し得るものであり、これらのシードパルスは、パワー増幅器１００２によって約１０～１５ｍＪに増幅され得る。
【0099】
マスタ発振器１００１は、２つの細長い電極１０１４ａ＿１，１０１４ｂ＿１と、ガス混合物である利得媒質１０１８＿１と、ガス混合物を電極１０１４ａ＿１，１０１４ｂ＿１間で循環させるための送風機（図示しない）とを有する放電チャンバ１０１０＿１を含む。放電チャンバ１０１０＿１の一方の側のライン狭隘化モジュール１０８６と放電チャンバ１０１０＿１の第２の側の出力カプラ１０８１との間には共振器が形成される。ライン狭隘化モジュール１０８６は、放電チャンバ１０１０＿１のスペクトル出力を微調整する格子などの回折光学素子を含み得る。光源１００５は、出力カプラ１０８１からの出力光ビームを受け取る線中心分析モジュール１０８４及びビーム結合光学系１０３８も含む。線中心分析モジュール１０８４は、シード光ビーム１００６の波長を測定又は監視するために用いられ得る測定システムである。線中心分析モジュール１０８４は、光源１００５内の他の場所に設置されてもよいし、又は光源１００５の出力に設置されてもよい。
【0100】
ガス混合物１０１８＿１は、用途に必要とされる波長及び帯域幅の光ビームを生成するのに適当な任意のガスであり得る。エキシマ光源の場合には、ガス混合物１０１８＿１は、例えばアルゴン又はクリプトンのような貴ガス（希ガス）、例えばフッ素又は塩素のようなハロゲン、及びヘリウムのようなバッファガスを除く少量のキセノンを含有していてもよい。ガス混合物の具体例は、約１９３ｎｍの波長の光を放出するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長の光を放出するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は約３５１ｎｍの波長の光を放出する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）を含む。エキシマ利得媒質（ガス混合物）は、細長い電極１０１４ａ＿１，１０１４ｂ＿１への電圧の印加によって、高電圧放電における短い（例えばナノ秒）電流パルスでポンピングされる。
【0101】
パワー増幅器１００２は、マスタ発振器１００１からシード光ビーム１００６を受けてそのシード光ビーム１００６を放電チャンバ１０１０＿２を通じてビーム折り返し光学素子１０８２へと誘導するビーム結合光学系１０８３を含み、ビーム折り返し光学素子は、シード光ビーム１００６の方向を、放電チャンバ１０１０＿２内へと送り返されるように修正又は変更する。ビーム折り返し光学素子及びビーム結合光学系１０８３は循環閉ループ経路を形成し、その経路内ではリング増幅器への入力がビーム結合光学系１０８３でリング増幅器の出力と交差する。
【0102】
放電チャンバ１０１０＿２は、１対の細長い電極１０１４ａ＿２，１０１４ｂ＿２と、ガス混合物１０１８＿２と、ガス混合物１０１８＿２を電極１０１４ａ＿２，１０１４ｂ＿２間で循環させるための送風機（図示しない）とを含む。ガス混合物１０１８＿２はガス混合物１０１８＿１と同一であってもよい。ガス混合物１０１８＿１及び／又はガス混合物１０１８＿２は、（図２のスクラバ２１５のような）スクラバと相互作用して、排ガス混合物２３２としてガス管理システム２００に排出されてもよい。ガス混合物１０１８＿１及び／又はガス混合物１０１８＿２は、ガス管理システム２００によって供給されるリサイクル済みのガス混合物２３４を含んでいてもよく、又はリサイクル済みのガス混合物２３４であってもよい。
【0103】
出力光ビーム１０１１は、リソグラフィ露光装置９６９に到達する前に、ビーム調製システム１０８５を通じて誘導され得る。ビーム調製システム１０８５は、ビーム１０１１の様々なパラメータ（帯域幅又は波長など）を測定する帯域幅分析モジュールを含み得る。ビーム調製システム１０８５は、出力光ビーム１０１１の各パルスを時間的に拡張するパルスストレッチャ（図示しない）も含み得る。ビーム調製システム１０８５は、例えば反射及び／又は屈折光学要素（例えばレンズ及びミラーなど）、フィルタ、及び光学的開口（自動シャッタを含む）など、ビーム１０１１に対して作用することのできる他の構成要素も含み得る。
【0104】
フォトリソグラフィシステム１０００は、制御システム１０８０も含む。制御システム１０８０は、光源１００５がいつ光のパルス又は１つ以上の光のパルスを含む光パルスのバーストを放出するのかを、１つ以上の信号を光源１００５に送信することによって、制御し得る。制御システム１０８０はリソグラフィ露光装置９６９にも接続されている。したがって、制御システム１０８０はリソグラフィ露光装置９６９の様々な態様も制御し得る。例えば、制御システム１０８０は、ウェーハ９７０（図９Ｂ）の露光を制御し得ると共に、ひいては電子フィーチャがウェーハ９７０上にどのように印刷されるのかを制御するために用いられ得る。いくつかの実装形態においては、制御システム１０８０は、ｘ－ｙ平面（図９Ｂ）におけるスリット９７６の動きを制御することによって、ウェーハ９７０のスキャンを制御し得る。また、制御システム１０５０は、メトロロジシステム９７２及び／又は光学系９７５（図９Ｂ）とデータを交換し得る。
【0105】
リソグラフィ露光装置９６９は、例えば、（空調デバイス及び／又は加熱デバイスなどの）温度制御デバイス、及び／又は様々な電気部品のための電源も含み得る。制御システム１０８０もこれらの構成要素を含み得る。いくつかの実装形態においては、制御システム１０８０は２つ以上のサブ制御システムを含むように実装され、少なくとも１つのサブ制御システム（リソグラフィコントローラ）はリソグラフィ露光装置９６９の態様の制御に特化される。これらの実装形態においては、制御システム１０８０は、リソグラフィコントローラを用いることに代えて又は加えて、リソグラフィ露光装置９６９の態様を制御するために用いられ得る。
【0106】
ガス混合物１０１８＿１又はガス混合物１０１８＿２の利得媒質が、電極１０１４ａ＿１，１０１４ｂ＿１又は１０１４ａ＿２，１０１４ｂ＿２にそれぞれ電圧を印加することによってポンピングされるとき、ガス混合物１０１８＿１及び／又は１０１８＿２の利得媒質は光を放出する。電圧が電極に規則的な時間的間隔を空けて印加されると、光ビーム１０１１はパルス化する。したがって、パルス光ビーム１０１１の反復率は、電圧が電極に印加される率によって決定される。パルスの反復率は、ほとんどの印加に関して、約５００～６，０００Ｈｚに及ぶであろう。いくつかの実装形態においては、反復率は６，０００Ｈｚより大きくてもよく、例えば１２，０００Ｈｚ以上であってもよい。
【0107】
他の実装形態は特許請求の範囲内にある。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】