特許 7360539 ガス放電光源におけるフッ素検出

(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】2023-10-03

(45)【発行日】2023-10-12

(54)【発明の名称】ガス放電光源におけるフッ素検出

(51)【国際特許分類】

   G01N 31/00 20060101AFI20231004BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20231004BHJP

   H01S 3/225 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

G01N31/00 Q

H01S3/00 G

H01S3/225

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2022507776

(86)(22)【出願日】2020-08-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-26

(86)【国際出願番号】 US2020047430

(87)【国際公開番号】W WO2021041224

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2022-04-04

(31)【優先権主張番号】62/893,377

(32)【優先日】2019-08-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(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】ズリタ，オマール

【審査官】倉持 俊輔

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－２２８０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０６０１６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０１－３０８９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１６５９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７４６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１３３８１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平２－１６２２５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３１／００，

Ｈ０１Ｓ ３／００，３／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、
前記混合ガスの一部中の前記フッ素を金属の水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び
検知した前記水の濃度に基づいて前記混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定すること、を含む方法。

【請求項2】

前記水酸化物がアルカリ土類金属水酸化物を含む、請求項１の方法。

【請求項3】

前記水酸化物がアルカリ金属及び炭素を含まない、請求項１の方法。

【請求項4】

前記混合ガスが、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスである、請求項１の方法。

【請求項5】

前記混合ガスの一部中の推定した前記フッ素の濃度に基づいてガス供給部セットからのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整すること、及び
調整した前記ガス混合物を前記ガス供給部セットから前記ガス放電チャンバに加えることによってガス更新を実行することを更に含む、請求項１の方法。

【請求項6】

前記ガス更新を実行することが、前記ガス放電チャンバをフッ素を含む利得媒体と緩衝ガスの混合物で充填することを含む、請求項５の方法。

【請求項7】

前記ガス放電チャンバを前記利得媒体と前記緩衝ガスの混合物で充填することが、前記ガス放電チャンバを、貴ガス及びハロゲンを含む利得媒体並びに不活性ガスを含む緩衝ガスで充填することを含む、請求項６の方法。

【請求項8】

前記混合ガスの少なくとも一部を前記ガス放電チャンバから受容することが、前記ガス放電チャンバに対するガス更新が実行される前に前記混合ガスの一部を受容することを含み、前記ガス更新が、ガス供給部セットから前記ガス放電チャンバにガス混合物を加えることを含み、前記ガス混合物が少なくとも多少のフッ素を含む、請求項１の方法。

【請求項9】

前記混合ガスの少なくとも一部を前記ガス放電チャンバから受容することが、前記ガス放電チャンバから前記混合ガスを抜き取り、抜き取った前記混合ガスを、前記水酸化物を収容している反応容器へ誘導することを含む、請求項１の方法。

【請求項10】

前記新しいガス混合物を前記反応容器から測定容器へ移送することを更に含み、前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、前記測定容器内の前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、請求項９の方法。

【請求項11】

前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、前記混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、請求項１の方法。

【請求項12】

前記混合ガスの一部を前記水酸化物と反応させて水を含む前記新しいガス混合物を形成することが、前記混合ガスの一部を水酸化カルシウムと反応させて、フッ化カルシウムと水を形成することを含む、請求項１の方法。

【請求項13】

前記混合ガスの一部中の前記フッ素を前記水酸化物と反応させて、水を含む前記新しいガス混合物を形成することが、線形であると共に前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度と前記新しいガス混合物中の前記水の濃度との間に直接的な相関関係がある反応を実行することを含む、請求項１の方法。

【請求項14】

前記新しいガス混合物中の酸素の濃度を検知することを更に含み、前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度を推定することが、検知した前記酸素の濃度にも基づいている、請求項１の方法。

【請求項15】

第１のガス混合物をガス供給部セットからガス放電チャンバに加えることによって第１のガス更新を実行すること、
前記第１のガス更新後に、前記ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を取り出すこと、
取り出した前記混合ガスの一部の前記フッ素を反応物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
前記新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、
検知した前記水の濃度に基づいて、取り出した前記混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定すること、
取り出した前記混合ガスの一部中の推定した前記フッ素の濃度に基づいて、前記ガス供給部セットからの第２のガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整すること、及び
調整した前記第２のガス混合物を前記ガス供給部から前記ガス放電チャンバに加えることによって第２のガス更新を実行することを含む、方法。

【請求項16】

前記反応物が金属の水酸化物を含む、請求項１５の方法。

【請求項17】

前記ガス放電チャンバ内の前記混合ガスが、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含む、請求項１５の方法。

【請求項18】

検知した前記水の濃度に基づいて、取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素の濃度を推定することが、取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素濃度を測定することなく、取り出した前記混合ガスの一部中の前記フッ素濃度を推定することを含む、請求項１５の方法。

【請求項19】

エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置と、前記検出装置に接続された制御システムとを含む装置であって、各検出装置が、
金属の水酸化物を収容すると共に前記ガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、前記ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを前記反応キャビティ内に受容するための容器であって、受容した前記混合ガスの前記フッ素と前記水酸化物との反応によって酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成することを可能にする容器と、
前記新しいガス混合物に流体接続され、前記新しいガス混合物に流体接続されたときに、前記新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された水センサと、を含み、
前記制御システムが、
前記水センサからの出力を受信し、前記ガス放電チャンバから受容した前記混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、
前記混合ガス中の推定された前記フッ素の濃度に基づいて、ガス維持システムのガス供給システムからのガス混合物中のフッ素の濃度を調整するべきかどうかを判定し、
前記ガス放電チャンバに対するガス更新中に、前記ガス維持システムの前記ガス供給システムから前記ガス放電チャンバに供給されるガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整するように前記ガス維持システムに命令する信号を前記ガス維持システムに送信するように構成された、装置。

【請求項20】

前記検出装置が、前記反応容器の前記反応キャビティに流体接続されると共に前記新しいガス混合物を受容するように構成された測定キャビティを画定する測定容器を更に含み、
前記水センサが、前記測定キャビティ内の前記新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された、請求項１９の装置。

【請求項21】

前記エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、前記検出装置が前記複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、前記検出装置が複数の容器を含み、各容器が前記水酸化物を収容している反応キャビティを画定し、各容器が前記ガス放電チャンバの１つに流体接続され、前記検出装置が、前記容器の全てと流体接続されている単一の水センサを含む、請求項１９の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] この出願は、２０１９年８月２９日に出願されたFLUORINE DETECTION IN A GAS DISCHARGE LIGHT SOURCEと題する米国出願番号第６２／８９３，３７７号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 開示される主題は、混合ガス中のフッ素の検出に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] 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（excimer light source）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、又はキセノンなどの１種類以上の貴ガスと、フッ素又は塩素などの反応ガスとの組み合わせを使用する。エキシマ光源という名前は、電気的刺激（供給されるエネルギー）及び（ガス混合物の）高い圧力の適切な条件下で、励起状態においてのみ存在し紫外線範囲の増幅光を発生させるエキシマと呼ばれる擬分子が生成されるという事実に由来する。

【0004】

[0004] エキシマ光源は深紫外線（ＤＵＶ）範囲の波長を有する光ビームを生成し、この光ビームは、フォトリソグラフィ装置において半導体基板（又はウェーハ）にパターン形成するのに用いられる。エキシマ光源は、単一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。

【発明の概要】

【0005】

[0005] 一部の一般的な態様において、方法は、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び検知した水の濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することを含む。

【0006】

[0006] 実施例は、以下の特徴の１つ以上を含む可能性がある。例えば、水酸化物はアルカリ土類金属水酸化物を含む可能性がある。水酸化物は、アルカリ金属及び炭素を含まない可能性がある。

【0007】

[0007] 混合ガスは、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスである可能性がある。

【0008】

[0008] 方法は、混合ガスの一部中の推定したフッ素の濃度に基づいてガス供給部セットからのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整すること、及び調整したガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによってガス更新（gas update）を実行することも含む可能性がある。ガス更新は、ガス放電チャンバに利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物を充填することによって実行される可能性がある。ガス放電チャンバは、ガス放電チャンバに貴ガス及びハロゲンを含む利得媒体と不活性ガスを含む緩衝ガスとを充填することによって、利得媒体と緩衝ガスの混合物で充填される可能性がある。貴ガスは、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み、ハロゲンはフッ素を含み、不活性ガスはヘリウム又はネオンを含む可能性がある。ガス放電チャンバは、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物をガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに加えるか、又はガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを、少なくとも利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換することによって、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填される可能性がある。ガス更新は、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの１つ以上を実行することによって実行される可能性がある。

【0009】

[0009] 混合ガスの一部は、ガス放電チャンバに対するガス更新が実行される前に混合ガスの一部を受容することによって、ガス放電チャンバから受容される可能性がある。ガス更新は、ガス供給部セットからガス放電チャンバに少なくとも多少のフッ素を含むガス混合物を加えることを含む可能性がある。

【0010】

[0010] ガス更新は、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの１つ以上を実行することによって実行される可能性がある。

【0011】

[0011] 混合ガスの一部は、ガス放電チャンバから混合ガスを抜き取り、抜き取った混合ガスを、水酸化物を収容している反応容器へ誘導することによって、ガス放電チャンバから受容される可能性がある。方法はまた、新しいガス混合物を反応容器から測定容器へ移送することを含む可能性があり、新しいガス混合物中の水の濃度を検知することは、測定容器内の新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む。新しいガス混合物中の水の濃度は、測定容器内のセンサを新しいガス混合物に暴露することによって検知される可能性がある。

【0012】

[0012] 方法は、混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定した後、測定容器から新しいガス混合物を排出することも含む可能性がある。

【0013】

[0013] 新しいガス混合物中の水の濃度は、混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく新しいガス混合物中の水の濃度を検知することによって検知される可能性がある。

【0014】

[0014] 混合ガスの一部は水酸化物と反応して、無機フッ化物化合物と水を形成することによって、水を含む新しいガス混合物を形成する可能性がある。水酸化物は水酸化カルシウムを含む可能性があり、無機フッ化物化合物はフッ化カルシウムを含む可能性がある。

【0015】

[0015] 新しいガス混合物中の水の濃度は、反応の開始後に所定の期間が経過した後にのみ新しいガス混合物中の水の濃度を検知することによって検知される可能性がある。

【0016】

[0016] 混合ガスの一部は排気ガスである可能性があり、混合ガスの一部は水酸化物と反応して、排気ガスからフッ素を除去することによって水を含む新しいガス混合物を形成する可能性がある。

【0017】

[0017] 混合ガスの一部中のフッ素の濃度は、検知した水の濃度及び混合ガスの一部中のフッ素と水酸化物との化学反応のみに基づいた推定を行うことによって、検知した水の濃度に基づいて推定される可能性がある。

【0018】

[0018] 混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約５００～２０００ｐｐｍ（parts per million）である可能性がある。

【0019】

[0019] 水を含む新しいガス混合物を形成するための混合ガスの一部中のフッ素と水酸化物との反応は安定している可能性がある。

【0020】

[0020] 混合ガスの一部中のフッ素は水酸化物と反応して、線形であると共に混合ガスの一部中のフッ素の濃度と新しいガス混合物中の水の濃度との間に直接的な相関関係がある反応を実行することによって、水を含む新しいガス混合物を形成する可能性がある。

【0021】

[0021] 方法は、新しいガス混合物中の酸素の濃度を検知することも含む可能性があり、混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することは、追加的に検知した酸素の濃度に基づいている可能性がある。

【0022】

[0022] 他の一般的な態様において、方法は、ガス供給部セットからガス放電チャンバに第１のガス混合物を加えることによって第１のガス更新を実行すること、第１のガス更新の後、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を取り出すこと、取り出した混合ガスの一部のフッ素を反応物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、検知した水の濃度に基づいて取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定すること、取り出した混合ガスの一部中の推定したフッ素の濃度に基づいて、ガス供給部セットからの第２のガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整すること、及び調整した第２のガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによって第２のガス更新を実行することを含む。

【0023】

[0023] 実施例は、以下の特徴の１つ以上を含む可能性がある。例えば、反応物は水酸化物を含む可能性がある。ガス放電チャンバ内の混合ガスは、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含む可能性がある。

【0024】

[0024] 取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度は、取り出した混合ガスの一部中のフッ素濃度を測定することなく、取り出した混合ガスの一部中のフッ素濃度を推定することによって、検知した水の濃度に基づいて推定される可能性がある。

【0025】

[0025] 他の一般的な態様において、装置は、エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置と、検出装置に接続された制御システムとを含む。各検出装置は、水酸化物を収容すると共にガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを反応キャビティ内に受容するための容器と、水センサとを含む。容器は、受容した混合ガスのフッ素と水酸化物との反応によって酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成することを可能にする。水センサは、新しいガス混合物に流体接続され、新しいガス混合物に流体接続されたときに、新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成されている。制御システムは、水センサの出力を受信し、ガス放電チャンバから受容した混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、混合ガス中の推定されたフッ素の濃度に基づいて、ガス維持システムのガス供給システムからのガス混合物中のフッ素の濃度を調整するべきかどうかを判定し、ガス放電チャンバに対するガス更新中に、ガス維持システムのガス供給システムからガス放電チャンバに供給されるガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整するようにガス維持システムに命令する信号をガス維持システムに送信するように構成されている。

【0026】

[0026] 実施例は、以下の特徴の１つ以上を含む可能性がある。例えば、エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバは、エネルギー源を収容する可能性があり、利得媒体及びフッ素を含むエキシマレーザガスを含むガス混合物を含有する可能性がある。

【0027】

[0027] 検出装置は、反応容器の反応キャビティに流体接続されると共に新しいガス混合物を受容するように構成された測定キャビティを画定する測定容器も含む可能性がある。水センサは、測定キャビティ内の新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成される可能性がある。

【0028】

[0028] 取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度は約５００～２０００ｐｐｍである可能性がある。

【0029】

[0029] エキシマガス放電システムは複数のガス放電チャンバを含む可能性があり、検出装置は複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続される可能性がある。検出装置は複数の容器を含む可能性があり、各容器は水酸化物を収容している反応キャビティを画定し、各容器はガス放電チャンバの１つに流体接続され、検出装置は、それぞれが１つの容器と関連付けられた複数の水センサを含む。検出装置は複数の容器を含む可能性があり、各容器は水酸化物を収容している反応キャビティを画定し、各容器はガス放電チャンバの１つに流体接続され、検出装置は、容器の全てと流体接続されている単一の水センサを含む。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】[0030] チャンバ内のガス混合物中のフッ素の濃度を測定するように構成された検出装置を含む装置のブロック図である。

【図2】[0031] フォトリソグラフィ装置に誘導される光ビームを生成する深紫外線（ＤＵＶ）光源の一部として実施された図１の装置のブロック図である。

【図3】[0032] 検出装置がフッ素センサを含む、図１の装置の検出装置のある実施例のブロック図である。

【図4】[0033] 検出装置が緩衝容器を含む、図１の装置のある実施例のブロック図である。

【図5】[0034] 検出装置が複数の反応容器を含み、各反応容器が複数のチャンバの１つと関連付けられている、図１の装置のある実施例のブロック図である。

【図6】[0035] 例示的なＤＵＶ光源の詳細が示されている、図２の装置のある実施例のブロック図である。

【図7】[0036] 図２又は図６に示されているＤＵＶ光源の一部である制御システムのある実施例のブロック図である。

【図8】[0037] 装置がフッ素スクラバと関連付けて実施されている、図１の装置の別の実施例のブロック図である。

【図9】[0038] チャンバのガス混合物中のフッ素の濃度を検出するために検出装置により実行される手順のフローチャートである。

【図10】[0039] 一度フッ素濃度を推定し、図９の手順を完了したときに装置により実行される手順のフローチャートである。

【図11】[0040] チャンバ内のガス混合物中のフッ素の濃度を推定するために、図９の手順の代わりに検出装置により実行される手順のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

[0041] 図１を参照すると、装置１００は、市販のフッ素センサを用いてチャンバ１１０内のガス混合物１０７中のフッ素（Ｆ）の濃度を直接測定することなく、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度を測定又は推定するように構成されている検出装置１０５を含む。室温において、フッ素は二原子分子の気体であり、分子構造Ｆ_２で表される。したがって、本明細書で用いられる「フッ素」という用語は分子フッ素Ｆ_２を指す。チャンバ１１０内のフッ素分子Ｆ_２の濃度は、フッ素の直接的な検出を可能とするには高すぎる範囲内にある。例えば、チャンバ１１０内のフッ素の濃度は約５００ｐｐｍより高く、約１０００ｐｐｍであるか、又は最大で約２０００ｐｐｍである可能性がある。しかしながら、市販のフッ素センサは、典型的には１０ｐｐｍで飽和するため、市販のフッ素センサを用いてチャンバ１１０内のフッ素の濃度を直接測定することは非現実的である。この代わりに、検出装置１０５は、チャンバ１１０からのフッ素を検知装置１１６の市販のセンサ１１５でそれぞれ検出及び測定できる（水を含む）１つ以上の成分に変換する化学反応を可能にする。検出装置１０５は、化学反応の後に存在する水の量（センサ１１５から供給される）に基づいて、更に、化学反応に関する情報に基づいて、化学反応の開始前にどのくらいのフッ素が存在していたかを計算又は推定することができる。

【0032】

[0042] この推定を正確なものとするために、検出装置１０５は、チャンバ１１０からのフッ素を各成分に変換する化学反応が線形反応であり、化学反応開始前のフッ素の濃度と化学反応終了時の水の濃度との間に直接的な相関関係があると仮定することができる。あるいは検出装置１０５は、フッ素の変換が完全である（したがって、化学反応後のガス中に残留分子フッ素Ｆ_２は存在しない）と仮定することができる。

【0033】

[0043] 装置１００は、導管システム１２７を介してチャンバ１１０に流体接続された少なくともガス供給システムを含むガス維持システム１２０と通じている。以下で詳しく考察するように、ガス維持システム１２０は、１つ以上のガス供給部と、これらの供給部からのガスのうちのどれを導管システム１２７を介してチャンバ１１０内外に移送させるかを制御するための制御ユニット（バルブシステムも含む）とを含む。

【0034】

[0044] 装置１００は、水センサ１１５からの出力を受信すると共に、化学反応開始前にどれくらいのフッ素が存在していたかを計算してガス混合物１０７中のフッ素の量を推定するコントローラ１３０を含む。コントローラ１３０は、この情報を用いて、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度を調整する必要があるかどうかを判定する。したがって、コントローラ１３０は、この判定に基づいて、チャンバ１１０内外に移送されることになるガス維持システム１２０の供給部における相対的なガス量をどのように調整するかを決定する。コントローラ１３０は、チャンバ１１０に対するガス更新中にガス混合物１０７中のフッ素の相対濃度を調整するように命令する信号をガス維持システム１２０に送信する。

【0035】

[0045] 検出装置１０５は、水酸化物Σ（－ＯＨ）１４５（Σは金属）を収容している反応キャビティ１４０を画定する反応容器１３５を含む。反応キャビティ１４０は、導管１３７を介してチャンバ１１０に流体接続されて、チャンバ１１０からフッ素を含む混合ガス１５０を受容する。図示されていないが、導管１３７に１つ以上の流体制御デバイス（バルブなど）を配置して、混合ガス１５０を反応キャビティ１４０へ誘導するタイミングを制御すると共に、混合ガス１５０の反応容器１３５内への流量を制御することができる。このように、反応キャビティ１４０は、受容した混合ガス１５０のフッ素と水酸化物１４５との化学反応が新しいガス混合物１５５を形成することを可能にする。反応キャビティ１４０を画定する反応容器１３５の内部は、受容した混合ガス１５０のフッ素と水酸化物１４５との化学反応を阻害する又は変化させることのないように、非反応性材料で作製しなければならない。例えば反応容器１３５の内部は、ステンレス鋼又はモネルメタルなどの非反応性金属で作製することができる。

【0036】

[0046] 水センサ１１５は、新しいガス混合物１５５を受容すると共に新しいガス混合物１５５中の水の量を検知するために流体接続されている。水センサ１１５は、化学反応によって予想される濃度範囲内の水の濃度を検出できる市販の水センサである可能性がある。例えば水センサ１１５は、２００～１０００ｐｐｍの範囲内の新しいガス混合物１５５中の水を検知する。

【0037】

[0047] 水センサ１１５（及び任意選択で酸素センサ１１７）は、測定容器１７０の測定キャビティ１７５の内部にある可能性がある。測定キャビティ１７５は導管１７７を介して反応キャビティ１４０に流体接続されている。図１には示されていないが、導管１７７に１つ以上の流体制御デバイス（バルブなど）を配置して、新しいガス混合物１５５を測定キャビティ１７５へ誘導するタイミングを制御すると共に、新しいガス混合物１５５の測定容器１７０内への流量を制御することができる。

【0038】

[0048] 一部の実施例では、水センサ１１５は、キャビティ１７５内の水蒸気の量すなわち湿度を測定する湿度計である可能性がある。湿度を測定する機器はまた、通常、温度、圧力、質量、あるいは水分を吸収する物質の機械的又は電気的変化を、これらの要因も湿度に影響を及ぼす可能性があるという理由で測定する。較正及び計算によって、これらの測定量は湿度の測定をもたらすことができる。湿度計は、凝縮温度（露点とも呼ばれる）、すなわち物質の完全な蒸気飽和点を用いる電子デバイスである可能性がある。湿度計は、物質の静電容量又は抵抗の変化を検出及び測定して湿度を決定するデバイスである可能性がある。湿度計は、物質の静電荷を保持する能力の変化を測定する抵抗湿度計である可能性がある。湿度計は、物質の電気を送る能力の変化を測定するキャパシタベースの湿度計である可能性がある。

【0039】

[0049] 一部の実施例では、必須ではないが、検知装置１１６は、２００～１０００ｐｐｍの範囲内の新しいガス混合物１５５中の酸素を検知する酸素センサ１１７である可能性がある第２のセンサ１１７を含む。

【0040】

[0050] この濃度範囲に適した酸素センサ１１７の一例は、酸素検出のための精密酸化ジルコニアセンサを用いる酸素分析装置である。酸化ジルコニアセンサは、高純度、高密度、安定化ジルコニアセラミックから作られたセルを含む。酸化ジルコニアセンサは、新しいガス混合物１５５の酸素濃度を示す電圧信号を生成する。また、酸化ジルコニアセンサの出力は、酸素センサ１１７内の高速マイクロプロセッサによって解析（例えば、変換及び線形化）されて、コントローラ１３０により使用される直接デジタル読み出しを提供する。従来の酸化ジルコニウムセルは、内面及び外面に多孔質プラチナ電極がめっきされた酸化ジルコニウムセラミックチューブを含む。酸化ジルコニアセンサは、特定温度（例えば、６００Ｃすなわち華氏１１１２度）を超えて加熱されるとき、酸素イオン伝導性電解質になる。電極は、酸素分子Ｏ_２から酸素イオン、及び酸素イオンから酸素分子への変化のための触媒表面を提供する。セルの高濃度の基準ガス側にある酸素分子は、電解質に侵入するイオンになる電子を獲得する。同時に、内側電極において、酸素イオンが電子を失い、酸素分子として表面から放出される。酸素濃度が酸化ジルコニアセンサの各側で異なるとき、酸素イオンは高濃度側から低濃度側に移動する。このイオン流動は、電子不均衡を生じさせ、結果として電極の両端にＤＣ電圧が発生する。この電圧は、センサ温度とセンサの各側の酸素分圧（濃度）比との関数である。次いでこの電圧は、コントローラ１３０による直接読み出しのため、酸素センサ１１７内の高速マイクロプロセッサによって解析される。

【0041】

[0051] 混合ガス１５０中のフッ素を水酸化物１４５と反応させる理由は、フッ素と水酸化物との化学反応が容易に実施及び制御される化学量論的に単純な化学反応であるためである。更に、この化学反応の制御された化学量論比は固定されている。また、フッ素と水酸化物との化学反応は安定した化学反応である。化学反応は、可逆的でなく、新しいガス混合物の成分が新しいガス混合物中の他の成分と反応してフッ素を形成することがない場合に、安定している可能性がある。安定しており、制御された化学量論比を有する混合ガス１５０のフッ素と水酸化物１４５との１つの適切な化学反応を次に考察する。

【0042】

[0052] 一部の実施例では、水酸化物１４５は粒状固体粉末形態である。更に、粒状形態の水酸化物１４５は、水酸化物１４５の粉末中の粒子が移動しないように、反応容器１３５（チューブである可能性がある）内にぎっしり詰めることができる。水酸化物１４５の粉末外部の反応容器１３５内の空間の面積又は体積は細孔と見なされ、粒状形態の水酸化物１４５を用いることによって、水酸化物１４５とフッ素との完全な化学反応を可能にする大きい表面積が存在することを保証することが可能である。一部の実施例では、特定の水酸化物に依存して、水酸化物１４５及び反応容器１３５は室温に維持され、水酸化物１４５とフッ素との反応は触媒の必要なく進行する。

【0043】

[0053] 水酸化物１４５は、反応容器１３５内の反応キャビティ１４０を充填することができる。反応容器１３５、ひいては反応キャビティ１４０の形状は特定の形態に限定されない。

【0044】

[0054] 水酸化物１４５は、アルカリ土類金属である可能性がある金属Σを含む。更に、水酸化物１４５は、アルカリ金属及び炭素を含まない。したがって、水酸化物１４５は、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）_２］（この例ではΣはＣａである）である可能性がある。水酸化カルシウムは粒状の固体形態であり、フッ素ガスとの化学反応を可能にする充分な表面積を与えるのに充分な細孔を有する。水酸化カルシウムの粒子間の空間は、水酸化カルシウム内へフッ素ガスを流入させて化学反応を可能にするのに充分な大きさである。例えば水酸化カルシウムは、カラムに充填されている粒子の形態である可能性があり、充填レベルは分析対象の混合ガス１５０中のフッ素濃度レベルに依存する。水酸化物１４５に混合ガス１５０を通過させて（例えば流して）、フッ素と水酸化カルシウムとの化学反応を可能にする。

【0045】

[0055] 混合ガス１５０中のフッ素ガス（Ｆ_２）の存在下で、水酸化物がフッ化カルシウムＣａ（ＯＨ）_２である場合に、以下の２段階化学反応が発生する。
１）２Ｆ_２＋Ｃａ（ＯＨ）_２＝ＣａＦ_２＋ＯＦ_２＋Ｈ_２Ｏ、
２）ＯＦ_２＋Ｃａ（ＯＨ）_２＝ＣａＦ_２＋Ｏ_２＋Ｈ_２Ｏ。
水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）_２］１４５の分子と相互作用するあらゆる２つのフッ素分子（Ｆ_２）に対して、２つの無機フッ化物化合物（フッ化カルシウムすなわちＣａＦ_２）分子と、１つの酸素分子（Ｏ_２）と、２つの水分子（Ｈ_２Ｏ）とが産生される。この化学反応は線形かつ化学量論的に単純な反応である。このため、フッ素及び水だけに注目すると、化学反応に投入されるあらゆる１つのフッ素分子Ｆ_２に対して、化学反応から１つの水分子Ｈ_２Ｏが産生される。これを別の方法で記述すると、化学反応に投入されるあらゆる１モルのフッ素Ｆ_２に対して、化学反応から１モルのＨ_２Ｏが産生される。したがって、２モルのフッ素Ｆ_２が化学反応に投入された場合、化学反応後に２モルの水Ｈ_２Ｏが放出される。この水は水センサ１１５によって検出される。したがって、例えば、コントローラ１３０は、（記憶されているメモリ内のデータへのアクセスから）この化学反応におけるフッ素対水の比が１：１であるとわかっているので、センサ１１５によって０．６モルの水が検出された場合、コントローラ１３０は、ガス混合物１０７中に０．６モルのフッ素が存在していたと判断する。他の実施例では、検出装置１０５は、フッ素の変換が完全である（したがって、化学反応後にガス中に残留フッ素分子Ｆ_２は存在しない）と仮定することができる。例えば、化学反応の開始後に充分な時間が経過した場合、この仮定は有効な仮定となる可能性がある。

【0046】

[0056] この例では、検知装置１１６が酸素センサ１１７も含む場合、酸素センサ１１７からの酸素濃度の測定を、水センサ１１５からの水の測定と組み合わせて使用することができる。したがって、化学反応に４モルのフッ素Ｆ_２が投入された場合、化学反応後に２モルの酸素Ｏ_２が放出される。この酸素は酸素センサ１１７によって検出される。一例として、コントローラ１３０は、この化学反応におけるフッ素対酸素の比が２：１であるとわかっているので、センサ１１７によって０．３モルの酸素が検出された場合、コントローラは、ガス混合物１０７中に０．６モルのフッ素が存在していたと判断する。コントローラ１３０は、酸素センサ１１７と水センサ１１５の両方からのデータを使用して、（酸素、水、及びフッ素の重量又は質量が知られているため）ガス混合物１０７中に存在するフッ素の濃度を推定することができる。例えば、両方のデータセットを使用してフッ素のより正確な測定を行うことができる。当業者には理解されるように、コントローラは、（例えば、フッ素、酸素、若しくは水の消費又は非効率な検出を考慮して）追加の較正及び補正を使用することもできる。

【0047】

[0057] 一部の実施例では、水酸化物１４５と混合ガス１５０中のフッ素との化学反応は、１つ以上の特別に設計された条件のもとで発生する。例えば、水酸化物１４５と混合ガス１５０中のフッ素との反応は、化学反応の速度を変化させるが化学反応終了時に化学的に不変の物質である１つ以上の触媒の存在下で発生する可能性がある。別の例として、水酸化物１４５と混合ガス１５０中のフッ素との反応は、温度を制御した環境又は湿度を制御した環境などの制御された環境で発生する可能性がある。

【0048】

[0058] 図２を参照すると、装置１００は、例えばウェーハ上にマイクロ電子フィーチャをパターン形成するためのフォトリソグラフィ装置２２２へ誘導される光ビーム２１１を生成する紫外線（ＵＶ）又は深紫外線（ＤＵＶ）光源２００内に実装することができる。光源２００は、光ビーム２１１の生成を可能にするために光源２００の様々な素子に接続された制御システム２９０を含む。制御システム２９０は単体ブロックとして示されているが、これを複数のサブコンポーネントで構成することも可能であり、サブコンポーネントのいずれか１つ以上が他のサブコンポーネントから取り外されるか、又は光源２００内の素子に対してローカルである可能性がある。更に、コントローラ１３０は、制御システム２９０の一部又は装置１００の一部と見なすことができる。

【0049】

[0059] この実施例において、装置１００は、光源２００の光ビーム２１１を生成するエキシマガス放電システム２２５のガス放電チャンバ２１０のうちの１つ以上の内部のフッ素の濃度を計算するように構成されている。ガス放電チャンバ２１０が１つだけ図示されているが、エキシマガス放電システム２２５は複数のガス放電チャンバ２１０を含むことができ、それらのいずれか１つ以上は、装置１００の検出装置１０５と、図２には示されていない光ビーム２１１の特徴を制御するための他の素子（光学素子、メトロロジデバイス、及び電気機械素子など）とに流体連通している。更に、図２には装置１００に関連する光源２００のコンポーネントのみが示されている。例えば光源２００は、フォトリソグラフィ装置２２２へ誘導される光ビーム２１１の１つ以上の特性を調整するために最後のガス放電チャンバ２１０の出力部に配置されたビーム作製システムを含む可能性がある。

【0050】

[0060] ガス放電チャンバ２１０はエネルギー源２３０を収容し、ガス混合物２０７を含有している。エネルギー源２３０はガス混合物２０７にエネルギー源を提供する。具体的には、エネルギー源２３０は、チャンバ２１０内で誘導放出を介して利得を有効にするために反転分布を引き起こすのに充分なエネルギーをガス混合物２０７に与える。一部の例では、エネルギー源２３０は、ガス放電チャンバ２１０内に配置された１対の電極によって与えられる放電である。他の例では、エネルギー源２３０は光ポンピング源である。

【0051】

[0061] ガス混合物２０７は、貴ガスとフッ素などのハロゲンとを含む利得媒体を含む。ＤＵＶ光源２００の動作中、ガス放電チャンバ２１０内のガス混合物２０７のフッ素（光増幅のための利得媒体を与える）は消費され、このため経時的に光増幅の量が低減するので、光源２００により生成される光ビーム２１１の特徴が変化する。フォトリソグラフィ装置２２２は、ガス放電チャンバ２１０内のガス混合物２０７中のフッ素の濃度を、初期ガス再充填手順に設定されているフッ素の濃度に対して特定の公差内に維持しようとする。このため、定期的にガス維持システム１２０の制御下に、追加のフッ素がガス放電チャンバ２１０に加えられる。フッ素消費量はガス放電チャンバごとに変動するため、閉ループ制御を用いて、ガス放電チャンバ２１０内へ導入又は注入するフッ素の量をその都度決定する。装置１００は、ガス放電チャンバ２１０内に残っているフッ素の濃度を決定するのに用いられ、したがって、ガス放電チャンバ２１０内へ導入又は注入するフッ素の量を決定するためのスキーム全体で用いられる。

【0052】

[0062] 前述のように、ガス混合物２０７は、貴ガス及びフッ素を含む利得媒体を含む。ガス混合物２０７は、緩衝ガスなどの他のガスも含む可能性がある。利得媒体はガス混合物２０７内のレーザアクティブ物質（laser-active entity）であり、単一原子、分子又は擬分子で構成される可能性がある。したがって、エネルギー源２３０からの放電でガス混合物２０７（したがって利得媒体）をポンピングすることによって、利得媒体に誘導放出を介して反転分布が発生する。上述のように、利得媒体は典型的には貴ガス及びハロゲンを含み、緩衝ガスは典型的には不活性ガスを含む。貴ガスは例えば、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含む。ハロゲンは例えばフッ素を含む。不活性ガスは、例えばヘリウム又はネオンを含む。ガス混合物２０７中のフッ素以外のガスは不活性（希ガス又は貴ガス）であり、このため、混合ガス１５０と水酸化物１４５との間で起こる化学反応だけが、混合ガス１５０のフッ素と水酸化物１４５との間の反応であると仮定される。

【0053】

[0063] 再び図１を参照すると、ガス維持システム１２０は、特徴（ガス混合物１０７又は２０７中の成分の相対濃度又は圧力など）を調整するためのガス管理システムである。

【0054】

[0064] 図３を参照すると、検出装置が水センサ１１５と共に使用されてガス混合物１０７中のフッ素の濃度を決定又は推定する酸素センサ１１７を含む一部の実施例では、装置は装置３００であり、検出装置１０５は、反応キャビティ１４０に流体接続され、新しいガス混合物１５５中のフッ素の濃度が下限値を下回った時点を判定するように構成されたフッ素センサ３６０を含む検出装置３０５である。フッ素センサ３６０は、混合ガス１５０中のフッ素の直接測定に使用するには低すぎるフッ素のある濃度を超えると飽和する市販のフッ素センサである可能性がある。しかしながら、フッ素センサ３６０は最小検出閾値を有するので、新しいガス混合物１５５中のフッ素の濃度が下限値を下回った時点を検出するのに使用することができる。例えば、フッ素センサ３６０は１０ｐｐｍの濃度で飽和する可能性があるが、約０．０５ｐｐｍの最小検出閾値を有し、新しいガス混合物１５５中のフッ素の濃度が０．１ｐｐｍを下回った後に新しいガス混合物１５５中のフッ素の検出を開始することができる。

【0055】

[0065] コントローラ１３０は、フッ素センサ３６０からの出力を受信するコントローラ３３０として構成されている。コントローラ３３０は、新しいガス混合物１５５を酸素センサ１１７へ運ぶライン内の流量制御デバイス３６５と相互作用するモジュールを含む。流量制御デバイス３６５は、ゲートバルブ又は他の流体制御弁などのデバイスである可能性がある。

【0056】

[0066] コントローラ３３０は、フッ素センサ３６０の出力から新しいガス混合物１５５中のフッ素の濃度が下限値（例えば０．１ｐｐｍ）を下回ると判定する場合にのみ新しいガス混合物１５５の酸素センサ１１７への流れを可能にする信号を流量制御デバイス３６５に送信する。このように、フッ素の濃度が下限値を下回る場合にのみ酸素センサ１１７が新しいガス混合物１５５に暴露されることで、許容できないレベルのフッ素から酸素センサ１１７を保護する。下限値は、酸素センサ１１７の損傷閾値に基づいて決定された値である可能性がある。したがって、下限値よりも高いフッ素濃度では酸素センサ１１７に損傷が生じる恐れがある。下限値は、酸素センサ１１７のエラー閾値に基づいて決定された値である可能性がある。したがって、下限値よりも高いフッ素濃度では、測定エラーが酸素センサ１１７の精度に影響を与える恐れがある。

【0057】

[0067] また、検出装置３０５は、反応容器１３５の反応キャビティ１４０に流体接続された測定容器３７０も含む。測定容器３７０は、新しいガス混合物１５５を受容するように構成された測定キャビティ３７５を画定する。更に、水センサ１１５及び酸素センサ１１７は測定キャビティ３７５内に収容されている。測定容器３７０は、水センサ１１５が新しいガス混合物１５５中の水の濃度を検知できるようにし、酸素センサ１１５が新しいガス混合物１５５中の酸素の濃度を検知できるようにする、新しいガス混合物１５５を含有する任意の容器である。測定キャビティ３７５を画定する測定容器３７０の内部は、新しいガス混合物１５５の組成を変化させないように非反応性材料で作製しなければならない。例えば、測定容器３７０の内部は非反応性金属で作製される可能性がある。

【0058】

[0068] 図４を参照すると、一部の実施例において、装置１００は装置４００として設計され、検出装置１０５は、チャンバ１１０からの排出の流量を反応容器１３５に必要な流量から切り離す緩衝容器４７０を含む検出装置４０５として設計されている。このようにして、緩衝容器４７０は、ガス維持システム１２０により実行されるガス交換の定常状態動作に影響を及ぼすことなく検出装置４０５を介したフッ素測定を可能にする。

【0059】

[0069] 一例において、チャンバ１１０内のフッ素の濃度は約１０００ｐｐｍであり、チャンバ１１０の容積は３６リットル（Ｌ）であり、チャンバ１１０内の圧力は２００～４００キロパスカル（ｋＰａ）である。緩衝容器４７０の内部キャビティは約０．１Ｌの容積及び２００～４００ｋＰａの圧力を有する。測定キャビティ１７５は、０．１Ｌの容積、約２００～４００ｋＰａの圧力、１０００ｐｐｍの水の濃度、及び約５００ｐｐｍの酸素の濃度を有する。水センサ１１５が水濃度の測定を実行し（任意選択で、酸素センサ１１７が酸素濃度の測定を実行し）、データをコントローラ１３０に出力した後、測定キャビティ１７５は制御された方法で空にされる可能性がある。

【0060】

[0070] 図１を参照して上述したように、装置１００は、チャンバ１１０内のガス混合物１０７中のフッ素の濃度を測定又は推定するように構成されている。一部の実施例では、図５に示されているように、装置１００は装置５００として設計され、検出装置１０５は、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉ内のガス混合物５０７＿１、５０７＿２、．．．５０７＿ｉ中のフッ素の濃度を測定又は推定するように構成された検出装置５０５として設計されている。ここで、ｉは１よりも大きい整数である。検出装置５０５には、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉと関連付けられた別個の又は専用の検知装置５１６＿１、５１６＿２、．．．５１６＿ｉがある。このように、各検知装置５１６＿１、５１６＿２、．．．５１６＿ｉを用いて、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉ内のフッ素濃度を測定することができる。

【0061】

[0071] 検出装置５０５はガス維持システム５２０に接続されており、ガス維持システム５２０は、マスタ導管システム５２７の一部である各導管システム５２７＿１、５２７＿３、．．．５２７＿ｉを介して各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉに流体接続されているガス供給システムを含む。ガス維持システム５２０は、１つ以上のガス供給部と、これらの供給部からのどのガスをマスタ導管システム５２７を介して各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉの内外に移送させるかを制御するための制御ユニットとを含む。検出装置５０５は、各チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉから各導管５３７＿１、５３７＿２、．．．５３７＿ｉを介して（フッ素を含む）混合ガス５５０＿１、５５０＿２、．．．５５０＿ｉを受容する各反応容器５３５＿１、５３５＿２、．．．５３５＿ｉを含む。次いで、各反応容器５３５＿１、５３５＿２、．．．５３５＿ｉにおける受容した混合ガス５５０＿１、５５０＿２、．．．５５０＿ｉのフッ素と水酸化物５４５＿１、５４５＿２、．．．５４５＿ｉとの化学反応により形成された新しいガス混合物５５５＿１、５５５＿２、．．．５５５＿ｉを、各検知装置５１６＿１、５１６＿２、．．．５１６＿ｉへ誘導する。

【0062】

[0072] 検出装置５０５は、ガス維持システム５２０及び検知装置５１６＿１、５１６＿２、．．．５１６＿ｉのそれぞれに接続されているコントローラ５３０も含む。コントローラ５３０と同様、コントローラ５３０は、検知装置５１６＿１、５１６＿２、．．．５１６＿ｉからの出力を受信し、反応容器５３５＿１、５３５＿２、．．．５３５＿ｉにおける化学反応の開始前にどのくらいのフッ素が存在していたかを計算又は推定して、各ガス混合物５０７＿１、５０７＿２、．．．５０７＿ｉ中のフッ素の量を推定する。

【0063】

[0073] 他の実施例では、全てのチャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉ内のフッ素を測定する単一の検知装置５１６を用いることが可能である。ただしこれは、検出装置５０５がチャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉと検出装置５０５との間に適切な配管を含み、チャンバ５１０＿１、５１０＿２、．．．５１０＿ｉのそれぞれに対して検知装置５１６が実行する測定間のクロストークが防止される場合である。更に、単一検知装置５１６の設計が機能することができるのは、一度に１つのチャンバ５１０だけでガス交換が実行され、したがって、コントローラ５３０がいずれの時点においても単一のチャンバ５１０内のフッ素を測定できる場合である。

【0064】

[0074] 図６を参照すると、図１、図３、図４、又は図５の検出装置１０５のような検出装置６０５及びコントローラ１３０のようなコントローラ６３０が組み込まれた例示的なＤＵＶ光源６００が示されている。ＤＵＶ光源６００は、２段パルス出力設計であるエキシマガス放電システム６２５を含む。ガス放電システム６２５は２つの段を有する。すなわち、パルス増幅光ビーム６０６を出力する主発振器（ＭＯ）である第１の段６０１と、第１の段６０１から光ビーム６０６を受光するパワー増幅器（ＰＡ）である第２の段６０２である。第１の段６０１はＭＯガス放電チャンバ６１０＿１を含み、第２の段６０２はＰＡガス放電チャンバ６１０＿２を含む。ＭＯガス放電チャンバ６１０＿１は、そのエネルギー源として２つの細長い電極６３０＿１を含む。電極６３０＿１は、チャンバ６１０＿１内のガス混合物６０７＿１にエネルギー源を与える。ＰＡガス放電チャンバ６１０＿２は、そのエネルギー源として２つの細長い電極６３０＿２を含み、これらは、チャンバ６１０＿２内のガス混合物６０７＿２にエネルギー源を与える。

【0065】

[0075] ＭＯ６０１は、光ビーム６０６（シード光ビームと呼ぶことができる）をＰＡ６０２に与える。ＭＯガス放電チャンバ６１０＿１は、増幅が発生する利得媒体を含むガス混合物６０７＿１を収容しており、ＭＯ６０１は、ＭＯガス放電チャンバ６１０＿１の一方側のスペクトル特性選択システム６８０とＭＯガス放電チャンバ６１０＿１の第２の側の出力カプラ６８１との間に形成されている光共振器などの光フィードバック機構も含む。

【0066】

[0076] ＰＡガス放電チャンバ６１０＿２は、ＭＯ６０１からシード光ビーム６０６がシードされる際に増幅が発生する利得媒体６０７＿２を含むガス混合物６０７＿２を収容している。ＰＡ６０２が再生リング共振器として設計されている場合、これはパワーリング増幅器（ＰＲＡ）として記述され、この場合、リング設計から充分な光学フィードバックが与えられる可能性がある。ＰＡ６０２はビームリターン６８２を含み、これは、光ビームを（例えば反射によって）ＰＡガス放電チャンバ６１０＿２内に戻して、循環閉ループ経路を形成する。この経路において、リング増幅器への入力は、ビーム結合装置６８３でリング増幅器からの出力と交差する。

【0067】

[0077] ＭＯ６０１は、（ＰＡ６０２の出力と比べて）比較的低い出力パルスエネルギーで中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの微調整を可能にする。ＰＡはＭＯ６０１からシード光ビーム６０６を受光し、この出力を増幅して、フォトリソグラフィ装置２２２などの出力装置で使用するために出力光ビーム２１１に必要なパワーを得る。シード光ビーム６０６はＰＡ６０２を繰り返し通過することによって増幅され、シード光ビーム６０６のスペクトル特性はＭＯ６０１の構成によって決定される。

【0068】

[0078] 各ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２で使用されるガス混合物６０７＿１、６０７＿２は、必要な波長及び帯域幅付近の増幅光ビーム（シード光ビーム６０６及び出力光ビーム２１１など）を生成するのに適したガスの組み合わせである可能性がある。例えば、ガス混合物６０７＿１、６０７＿２は、約１９３ナノメートル（ｎｍ）の波長の光を発するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、又は約２４８ｎｍの波長の光を発するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）を含む可能性がある。

【0069】

[0079] 検出装置６０５は、エキシマガス放電システム６２５のための、具体的にはガス放電チャンバ６１０＿１及び６１０＿２のためのガス管理システムであるガス維持システム６２０を含む。ガス維持システム６２０は、１つ以上のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃなど（密閉されたガス容器又はガスボンベなど）、及びバルブシステム６５２を含む。１つ以上のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃなどは、バルブシステム６５２内のバルブセットを介してＭＯガス放電チャンバ６１０＿１及びＰＡガス放電チャンバ６１０＿２に接続されている。このようにして、ガス混合物中に特定の相対成分量が含まれた状態で、各ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２にガスを注入することができる。図示されていないが、ガス維持システム６２０は、流れ制限器、排気弁、圧力センサ、ゲージ、及び試験ポートなどの１つ以上の他のコンポーネントも含む可能性がある。

【0070】

[0080] ガス放電チャンバ６１０＿１及び６１０＿２のそれぞれは、ガスの混合物（ガス混合物６０７＿１、６０７＿２）を含有している。一例として、ガス混合物６０７＿１、６０７＿２は、合計すると全圧になる様々な分圧の、フッ素などのハロゲンと、アルゴン、ネオン、場合によりそれ以外のものなどの他のガスとを含有している。例えば、ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２で用いられる利得媒体がフッ化アルゴン（ＡｒＦ）である場合、ガス源６５１Ａは、ハロゲンであるフッ素、貴ガスであるアルゴン、及び緩衝ガスなどの１つ以上の他の希ガス（ネオンなどの不活性ガスである可能性がある）を含むガスの混合物を含有している。ガス源６５１Ａ内のこの種の混合物は、３種類のガスを含有していることからトライミックスと呼ぶことができる。この例において、別のガス源６５１Ｂは、アルゴン及び１つ以上の他のガスを含むがフッ素を含まないガスの混合物を含有している可能性がある。ガス源６５１Ｂ内のこの種の混合物は、２種類のガスを含有していることからバイミックスと呼ぶことができる。

【0071】

[0081] ガス維持システム６２０はバルブコントローラ６５３を含む可能性があり、これは、ガス更新においてバルブシステム６５２に特定のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃなどからガスをガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２内に移送させる１つ以上の信号をバルブシステム６５２に送信するよう構成されている。ガス更新は、ガス放電チャンバ内のガス混合物６０７の再充填である可能性があり、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを少なくとも利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換する。ガス更新は、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物を追加する注入スキームである可能性がある。

【0072】

[0082] 代替的に又は付加的に、バルブコントローラ６５３は、必要な場合にバルブシステム６５２に放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２からガスを抜き取らせる１つ以上の信号をバルブシステム６５２に送信する可能性があり、このような抜き取られたガスは、６８９で表されているガスダンプに放出される可能性がある。代わりに一部の実施例では、図７に示されているように、抜き取られたガスが検出装置６０５に供給される可能性がある。

【0073】

[0083] ＤＵＶ光源６００の動作中、ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２内のフッ化アルゴン（又はクリプトン）分子（光増幅のための利得媒体を与える）のフッ素は消費され、このため経時的に光増幅の量、ひいてはウェーハ処理のためにフォトリソグラフィ装置２２２により使用される光ビーム２１１のエネルギーが低減する。更に、ＤＵＶ光源６００の動作中、汚染物質がガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２に入る可能性がある。したがって、汚染物質を洗い流すため、又は失われたフッ素を補充するために、ガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃなどの１つ以上からガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２内にガスを注入する必要がある。

【0074】

[0084] 複数のガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃなどが必要とされる理由は、ガス源６５１Ａ内のフッ素が、一般にレーザ動作に望まれるよりも高い特定の分圧であるためである。所望のより低い分圧でガスチャンバ６１０＿１又は６１０＿２にフッ素を追加するために、ガス源６５１Ａ内のガスは希釈される可能性があり、このためにガス源６５１Ｂ内のハロゲンを含有しないガスが使用される可能性がある。

【0075】

[0085] 図示されていないが、バルブシステム６５２のバルブは、ガス放電チャンバ６１０＿１及び６１０＿２のそれぞれに割り当てられた複数のバルブを含む可能性がある。例えば、各ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２に対して第１の流量でガスが流入及び流出できるようにする注入バルブが使用される可能性がある。別の例として、各ガス放電チャンバ６１０＿１、６１０＿２に対して、第１の流量とは異なる（例えばより高速の）第２の流量でガスが流入及び流出できるようにするチャンバ充填バルブが使用される可能性がある。

【0076】

[0086] ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２に対して再充填スキームが実行される場合、例えば、（ガス混合物をガスダンプ６８９へ抜き出すことによって）ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２を空にし、次いでそのガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２に新たなガス混合物を再充填することによって、ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２内のガスの全てが交換される。再充填は、ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２内のフッ素の特定の圧力及び濃度を得る目的で実行される。ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２に対して注入スキームが実行される場合、ガス放電チャンバは空にされないか、又は少量だけ抜き取った後にガス放電チャンバ内へガス混合物を注入する。両方のタイプのガス更新において、検出装置６０５（検出装置１０５と同様に設計されている）は抜き取ったガス混合物の一部を混合ガス１５０として受容し、これを検出装置６０５内で分析することで、ガス放電チャンバ６１０＿１又は６１０＿２内のフッ素の濃度を決定して、どのようにガス更新を実行するかを決定することができる。

【0077】

[0087] バルブコントローラ６５３は、検出装置６０５（具体的には、検出装置６０５内のコントローラ１３０）と連携する。更に、バルブコントローラ６５３は、制御システム６９０の一部である他の制御モジュール及びサブコンポーネントと連携する可能性がある。これについて次に考察する。

【0078】

[0088] 図７を参照すると、ＤＵＶ光源（光源２００又は６００など）の一部である制御システム７９０（制御システム２９０又は６９０である可能性がある）がブロック図で示されている。検出装置１０５／６０５の態様、並びに本明細書に記載されているガス制御及びフッ素濃度推定に関する方法に関連する、制御システム７９０についての詳細が提供される。更に、制御システム７９０は図７に示されていない他の特徴も含む可能性がある。一般に制御システム７９０は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちの１つ以上を含む。

【0079】

[0089] 制御システム７９０は、読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリである可能性があるメモリ７００を含む。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に具現化するのに適したストレージデバイスは、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、並びにＣＤ－ＲＯＭディスクを含む、あらゆる形態の不揮発性メモリを含む。また、制御システム７９０は、１つ以上の入力デバイス７０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、ハンドヘルド入力デバイスなど）及び１つ以上の出力デバイス７１０（スピーカ又はモニタなど）も含む可能性がある。

【0080】

[0090] 制御システム７９０は、１つ以上のプログラマブルプロセッサ７１５と、プログラマブルプロセッサ（プロセッサ７１５など）により実行される機械可読ストレージデバイスにおいて有形に具現化された１つ以上のコンピュータプログラム製品７２０とを含む。１つ以上のプログラマブルプロセッサ７１５は、それぞれ入力データに作用すると共に適切な出力を発生させることにより、所望の機能を果たすための命令のプログラムを実行する可能性がある。一般に、プロセッサ７１５はメモリ７００から命令及びデータを受信する。前述のものはいずれも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完されるか又はこれに組み込まれることがある。

【0081】

[0091] また、制御システム７９０は、コンポーネント又はモジュールの中でも特に、検出装置１０５のコントローラ１３０、３３０、５３０（図７にボックス７３０で表されている）と、ガス維持システム６２０のバルブコントローラ６５３と連携するガス維持モジュール７３１とを含む可能性がある。これらのモジュールのそれぞれは、プロセッサ７１５などの１つ以上のプロセッサにより実行されるコンピュータプログラム製品セットである可能性がある。更に、コントローラ／モジュール７３０、７３１のいずれも、メモリ７００内に記憶されたデータにアクセスすることができる。

【0082】

[0092] 制御システム７９０内のコントローラ／特徴部／モジュール間の接続、及び制御システム７９０内のコントローラ／特徴部／モジュールと装置１００の他のコンポーネント（ＤＵＶ光源６００である可能性がある）との間の接続は、有線又は無線である可能性がある。

【0083】

[0093] 図７には少数のモジュールのみが示されているが、制御システム７９０は他のモジュールも含むことができる。更に、制御システム７９０は、全てのコンポーネントが同じ場所に位置するように見えるボックスとして表されているが、制御システム７９０は、空間又は時間において相互から物理的に離れたコンポーネントで構成することも可能である。例えば、コントローラ７３０は検知装置１１６又はガス維持システム１２０と物理的に同じ場所に位置する可能性がある。別の例として、ガス維持モジュール７３１はガス維持システム６２０のバルブコントローラ６５３と物理的に同じ場所に位置する可能性があり、制御システム７９０の他のコンポーネントから離れている可能性がある。

【0084】

[0094] 更に、制御システム７９０は、フォトリソグラフィ装置２２２のリソグラフィコントローラから命令、例えばチャンバ１１０のガス混合物１０７中のフッ素の濃度を測定又は推定せよとの命令を受信するリソグラフィモジュール７３２を含む可能性がある。

【0085】

[0095] 図８を参照すると、一部の実施例において、装置１００は装置８００として設計され、検出装置１０５は、ガス維持システム８２０と流体連通しているフッ素スクラバ８０４と並行して動作する検出装置８０５として設計されている。フッ素スクラバ８０４は、ガス維持システム８２０と関連して用いられて、ガス混合物８０７中のフッ素を化学的に反応させて、例えば排気を介して安全に処分できる化学物質を形成することによって、チャンバ１１０からガス混合物８０７を適切に排出する。

【0086】

[0096] ガス維持システム８２０から抜き出される混合ガス１５０の一部は緩衝容器８７０へ誘導され、次いで水酸化物８４５を含む別のフッ素スクラバ８３５へ誘導される。混合ガス１５０中のフッ素は、フッ素スクラバ８３５内の水酸化物８４５と（以上で考察したように）化学的に反応し、酸素を含む新しいガス混合物１５５に変換される。新しいガス混合物１５５は検知装置１１６へ誘導され、ここで検知される。コントローラ１３０は、混合ガス１５０及びガス混合物１０７中の酸素の濃度及びフッ素の濃度を推定し、ガス更新を実行するためにガス維持システム８２０をどのように調整すべきかを決定する。この例では、ガス維持システム８２０は、トライミックス源８５１Ａとバイミックス源８５１Ｂとに流体接続されたバルブシステム８５２を含む。ラインに沿って様々な制御弁８９１を配置して、流量を制御し、かつラインを通って誘導されるガスの量を制御する。

【0087】

[0097] 図９を参照すると、チャンバ１１０のガス混合物１０７中のフッ素の濃度を検出するために、装置１００によって手順９００が実行される。図１の装置を参照するが、手順９００は図２から図８を参照して説明されている装置にも適用される。検出装置１０５は、ガス放電チャンバ１１０からフッ素を含む混合ガス１５０の一部を受容する（９０５）。混合ガス１５０中のフッ素は水酸化物１４５と化学的に反応させて、水を含む新しいガス混合物１５５を形成する（９１０）。新しいガス混合物１５５中の水濃度を、例えば水センサ１１５によって検知する（９１５）。また、検知した水の濃度に基づいて、混合ガス１５０中のフッ素の濃度を推定する（９２０）。例えば、コントローラ１３０は、水センサ１１５からの出力に基づいて混合ガス１５０中のフッ素の濃度を推定することができる。

【0088】

[0098] チャンバ１１０からガス混合物１０７を抜き取る（圧力下で放出する）ことによって、検出装置１０５は混合ガス１５０を受容することができる（９０５）。例えば、ガス維持システム１２０はバルブ群を含む可能性があり、これによってガス混合物１０７をチャンバ１１０から抜き取り、次いで混合ガス１５０として検出装置１０５へ誘導することが可能になる。例えば一連のバルブ及び真空ポンプを用いて負圧を生成することによって、チャンバ１１０内の圧力を用いて反応容器１３５又は緩衝容器４７０を加圧することができ、ガス混合物１０７をチャンバ１１０から検出装置１０５へ押し出す。反応容器１３５内で必要とされる混合ガス１５０の量は、水センサ１１５が正確かつ安定した示度を得る必要性に基づいて決定される可能性がある。混合ガス１５０の量に対する制限要因は、反応キャビティ１４０内の水酸化物１４５のフッ素変換能力である。例えば、水センサ１１５から正確な示度を得ることが望ましいが、水酸化物１４５が最長の使用寿命を有することができるように、全ガス流量を最小限に抑えることも望ましい。

【0089】

[0099] 検出装置１０５により受容される（９０５）混合ガス１５０は、チャンバ１１０からフッ素スクラバへ排出される混合ガス１５０である可能性があり、したがって、混合ガス１５０を排気ガスと見なすことができる。このような実施例は図８に示されており、混合ガス１５０中のフッ素はフッ素スクラバ８３５内の水酸化物８４５と化学的に反応し、酸素を含む新しいガス混合物１５５に変換される。

【0090】

[0100] 手順９００は、ガス再充填又はガス注入などのガス更新を見越して実行される可能性がある。例えば、ガス維持システム１２０からチャンバ１１０に第１のガス混合物を加えることによって第１のガス更新が実行される可能性があり、一定時間チャンバ１１０を使用した後、手順９００は実行される可能性がある。手順９００を実行した後、ガス維持システム１２０からチャンバ１１０に調整済みの第２のガス混合物を加えることによって第２のガス更新が実行される可能性がある。調整済みの第２のガス混合物中のフッ素の濃度（又はフッ素の量）は、手順９００により行われる測定に基づく可能性がある。

【0091】

[0101] 無機フッ化物化合物及び水及び酸素を形成することによって、フッ素を水酸化物１４５と化学的に反応させることができる（９１０）。この無機フッ化物化合物（新しいガス混合物１５５中に存在する）は水センサ１１５と相互作用しない。

【0092】

[0102] フッ素を水酸化物１４５と化学的に反応させて新しいガス混合物１５５を形成した（９１０）後、新しいガス混合物１５５を反応容器１３５から測定容器１７０内へ移送して、新しいガス混合物１５５中の水の濃度を検知することができる（９１５）。したがって、測定容器１７０内のセンサ１１５を新しいガス混合物１５５に暴露することによって、新しいガス混合物１５５中の水の濃度を検知することができる（９１５）。新しいガス混合物１５５中の水の濃度は、混合ガス１５０を別の材料で希釈する必要なく検知される（９１５）。

【0093】

[0103] 更に、新しいガス混合物１５５中の水の濃度の検知（９１５）を、化学反応（９１０）の開始後に所定の時間が経過するまで待つか、又は所定の時間の経過後にのみ行うことが適切である場合がある。これによって、水センサ１１５を新しいガス混合物１５５に暴露する前に、混合ガス１５０中の充分なフッ素が水及び無機フッ化物化合物に変換されていることが保証されることになる。混合ガス１５０中のフッ素の相対量と水酸化物１４５の総量によって、フッ素を完全に水に変換するには数秒又は数分かかる可能性がある。

【0094】

[0104] 一部の実施例では、水酸化物１４５の上に又はこれを貫通するように混合ガス１５０を低い流量（例えば約０．１ｓｌｐｍ以下）で流して、特定の流量の新しいガス混合物１５５を形成することによって、化学反応（９１０）を実施できる可能性がある。この場合、水は連続的に検知することができる（９１５）。検知された水の測定（９１５）をある期間にわたって積分することで、又は検知された水の測定（９１５）が定常状態に達した場合に、フッ素の濃度を推定することができる（９２０）。

【0095】

[0105] 検知された水の濃度（９１５）に基づいて、更に、混合ガス１５０中のフッ素を水に変換する化学反応の知識に基づいて、新しいガス混合物１５５中のフッ素を推定する（９２０）。

【0096】

[0106] 手順９００が完了すると（すなわち、混合ガス１５０中のフッ素の濃度を推定した（９２０）後）、新しいガス混合物１５５は測定容器１７０から排出（除去）されて、混合ガス１５０の新しいバッチに対して再び手順９００を実行することが可能になる。

【0097】

[0107] 図１０を参照すると、一度フッ素濃度が推定され（９２０）、手順９００が完了すると、装置１００によって手順１０００が実行される。ガス維持システム１２０は、検出装置１０５のコントローラ１３０から出力を受信し、推定されたフッ素濃度に基づいて、ガス供給部セット（ガス源６５１Ａ、６５１Ｂ、６５１Ｃなど）からのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整する（１００５）。ガス維持システム１２０は、チャンバ１１０内の圧力が必要なレベルに達するまで導管システム１２７を介してチャンバ１１０に調整したガス混合物を加えることによって、ガス更新を実行する（１０１０）。ガス維持システム１２０内のバルブのタイミングを監視することによって、ガス更新を完了及び追跡することができる。

【0098】

[0108] 例えば図２を参照すると、ガス更新（１０１０）は、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物でガス放電チャンバ２１０を充填することを含む可能性がある。利得媒体は貴ガス及びフッ素を含み、緩衝ガスは不活性ガスを含む。フッ素濃度推定（９００）が実行されるときに対してガス更新（１０１０）の実行を遅延させることが可能である。一部の実施例では、コントローラ１３０がガス混合物１０７中のフッ素の濃度が許容レベルを下回ったと判定した場合、推定（９００）の直後に調整（１００５）及びガス更新（１０１０）を実行することができる。一部の実施例では、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度が許容レベルを下回ったと判定されるまでフッ素の調整（１００５）を遅延させることが可能である。例えばコントローラ１３０が、ガス混合物１０７中のフッ素の濃度が依然として高いが、装置１００が他の理由でガス更新を実行しなければならないと判定した場合、ガス混合物１０７中のフッ素のレベルを上昇させることを目的とせずにガス更新を実行することが可能である。

【0099】

[0109] 図１１を参照すると、一部の実施例において、検出装置３０５は、手順９００の代わりに手順１１００を実行して混合ガス１５０中のフッ素の濃度を推定する。手順１１００は手順９００と類似しており、ガス放電チャンバ１１０からフッ素を含む混合ガス１５０の一部を受容するステップ（９０５）と、混合ガス１５０中のフッ素と水酸化物１４５を化学的に反応させて水及び酸素を含む新しいガス混合物１５５を形成するステップ（９１０）とを含む。手順１１００は、新しいガス混合物１５５中のフッ素の濃度が下限値を下回るかどうかを判定する（１１１２）。例えば、反応キャビティ１４０に流体接続されているフッ素センサ３６０がこの判定を行う（１１１２）可能性があり、コントローラ３３０は、新しいガス混合物１５５中のフッ素の濃度が下限値を下回った（１１１２）場合にのみ、新しいガス混合物１５５中の水の濃度及び酸素の濃度の両方を（それぞれセンサ１１５及びセンサ１１７によって）検知するように検知装置１１６に命令するステップ（９１５）を進めることができる。前述のように、混合ガス１５０中のフッ素の濃度は、検知された酸素の濃度に基づいて推定される（９２０）。

【0100】

[0110] 一部の実施例では、下限値はセンサ１１５の損傷閾値に基づいて決定された値である。他の実施例では、下限値はセンサ１１５のエラー閾値に基づいて決定された値である。例えば下限値は０．１ｐｐｍである可能性がある。

【0101】

[0111] 本発明の他の態様を以下の番号付けされた条項に記載する。
１．ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を受容すること、
混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、及び
検知した水の濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定すること、を含む方法。
２．水酸化物がアルカリ土類金属水酸化物を含む、条項１の方法。
３．水酸化物がアルカリ金属及び炭素を含まない、条項１の方法。
４．混合ガスが、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスである、条項１の方法。
５．混合ガスの一部中の推定したフッ素の濃度に基づいてガス供給部セットからのガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整すること、及び
調整したガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによってガス更新を実行することを更に含む、条項１の方法。
６．ガス更新を実行することが、ガス放電チャンバを利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填することを含む、条項５の方法。
７．ガス放電チャンバを利得媒体と緩衝ガスの混合物で充填することが、ガス放電チャンバを、貴ガス及びハロゲンを含む利得媒体並びに不活性ガスを含む緩衝ガスで充填することを含む、条項６の方法。
８．貴ガスが、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み、ハロゲンがフッ素を含み、不活性ガスがヘリウム又はネオンを含む、条項７の方法。
９．ガス放電チャンバを、利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物で充填することが、
利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物を、ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスに加えること、又は
ガス放電チャンバ内の既存の混合ガスを、少なくとも利得媒体と緩衝ガスとフッ素の混合物に交換することを含む、条項６の方法。
１０．ガス更新を実行することが、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの１つ以上を実行することを含む、条項５の方法。
１１．混合ガスの少なくとも一部をガス放電チャンバから受容することが、ガス放電チャンバに対するガス更新が実行される前に混合ガスの一部を受容することを含み、ガス更新が、ガス供給部セットからガス放電チャンバにガス混合物を加えることを含み、ガス混合物が少なくとも多少のフッ素を含む、条項１の方法。
１２．ガス更新を実行することが、ガス再充填スキーム又はガス注入スキームのうちの１つ以上を実行することを含む、条項１１の方法。
１３．混合ガスの少なくとも一部をガス放電チャンバから受容することが、ガス放電チャンバから混合ガスを抜き取り、抜き取った混合ガスを、水酸化物を収容している反応容器へ誘導することを含む、条項１の方法。
１４．新しいガス混合物を反応容器から測定容器へ移送することを更に含み、新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、測定容器内の新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、条項１３の方法。
１５．新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、測定容器内のセンサを新しいガス混合物に暴露することを含む、条項１３の方法。
１６．混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定した後に、測定容器から新しいガス混合物を排出することを更に含む、条項１の方法。
１７．新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、混合ガスの一部を別の材料で希釈することなく新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、条項１の方法。
１８．混合ガスの一部を水酸化物と反応させて水を含む新しいガス混合物を形成することが、無機フッ化物化合物と水を形成することを含む、条項１の方法。
１９．水酸化物が水酸化カルシウムを含み、無機フッ化物化合物がフッ化カルシウムを含む、条項１８の方法。
２０．新しいガス混合物中の水の濃度を検知することが、反応の開始後に所定の期間が経過した後にのみ新しいガス混合物中の水の濃度を検知することを含む、条項１の方法。
２１．混合ガスの一部が排気ガスであり、混合ガスの一部を水酸化物と反応させて水を含む新しいガス混合物を形成することが、排気ガスからフッ素を除去することを含む、条項１の方法。
２２．検知した水の濃度に基づいて混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することが、検知した水の濃度及び混合ガスの一部中のフッ素と水酸化物との化学反応のみに基づいて推定することを含む、条項１の方法。
２３．混合ガスの一部中のフッ素の濃度が約５００から２０００ｐｐｍである、条項１の方法。
２４．水を含む新しいガス混合物を形成するための混合ガスの一部中のフッ素と水酸化物との反応が安定している、条項１の方法。
２５．混合ガスの一部中のフッ素を水酸化物と反応させて、水を含む新しいガス混合物を形成することが、線形であると共に混合ガスの一部中のフッ素の濃度と新しいガス混合物中の水の濃度との間に直接的な相関関係がある反応を実行することを含む、条項１の方法。
２６．新しいガス混合物中の酸素の濃度を検知することを更に含み、混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することが、検知した酸素の濃度にも基づいている、条項１の方法。
２７．第１のガス混合物をガス供給部セットからガス放電チャンバに加えることによって第１のガス更新を実行すること、
第１のガス更新後に、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスの少なくとも一部を取り出すこと、
取り出した混合ガスの一部のフッ素を反応物と反応させて、酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成すること、
新しいガス混合物中の水の濃度を検知すること、
検知した水の濃度に基づいて、取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定すること、
取り出した混合ガスの一部中の推定したフッ素の濃度に基づいて、ガス供給部セットからの第２のガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整すること、及び
調整した第２のガス混合物をガス供給部からガス放電チャンバに加えることによって第２のガス更新を実行することを含む、方法。
２８．反応物が水酸化物を含む、条項２７の方法。
２９．ガス放電チャンバ内の混合ガスが、少なくとも利得媒体と緩衝ガスの混合物を含むエキシマレーザガスを含む、条項２７の方法。
３０．検知した水の濃度に基づいて、取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度を推定することが、取り出した混合ガスの一部中のフッ素濃度を測定することなく、取り出した混合ガスの一部中のフッ素濃度を推定することを含む、条項２７の方法。
３１．エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバに流体接続された検出装置と、検出装置に接続された制御システムとを含む装置であって、各検出装置が、
水酸化物を収容すると共にガス放電チャンバに流体接続された反応キャビティを画定し、ガス放電チャンバからフッ素を含む混合ガスを反応キャビティ内に受容するための容器であって、受容した混合ガスのフッ素と水酸化物との反応によって酸素及び水を含む新しいガス混合物を形成することを可能にする容器と、
新しいガス混合物に流体接続され、新しいガス混合物に流体接続されたときに、新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された水センサと、を含み、
制御システムが、
水センサからの出力を受信し、ガス放電チャンバから受容した混合ガス中のフッ素の濃度を推定し、
混合ガス中の推定されたフッ素の濃度に基づいて、ガス維持システムのガス供給システムからのガス混合物中のフッ素の濃度を調整するべきかどうかを判定し、
ガス放電チャンバに対するガス更新中に、ガス維持システムのガス供給システムからガス放電チャンバに供給されるガス混合物中のフッ素の相対濃度を調整するようにガス維持システムに命令する信号をガス維持システムに送信するように構成された、装置。
３２．エキシマガス放電システムの各ガス放電チャンバが、エネルギー源を収容し、利得媒体及びフッ素を含むエキシマレーザガスを含むガス混合物を含有する、条項３１の装置。
３３．検出装置が、反応容器の反応キャビティに流体接続されると共に新しいガス混合物を受容するように構成された測定キャビティを画定する測定容器を更に含み、
水センサが、測定キャビティ内の新しいガス混合物中の水の量を検知するように構成された、条項３１の装置。
３４．取り出した混合ガスの一部中のフッ素の濃度が約５００から２０００ｐｐｍである、条項３１の装置。
３５．エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、検出装置が複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、検出装置が複数の容器を含み、各容器が水酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器がガス放電チャンバの１つに流体接続され、検出装置が、それぞれが１つの容器と関連付けられた複数の水センサを含む。条項３１の装置。
３６．エキシマガス放電システムが複数のガス放電チャンバを含み、検出装置が複数のガス放電チャンバの各ガス放電チャンバに流体接続され、検出装置が複数の容器を含み、各容器が水酸化物を収容している反応容器を画定し、各容器がガス放電チャンバの１つに流体接続され、検出装置が、容器の全てと流体接続されている単一の水センサを含む、条項３１の装置。

【0102】

[0112] 他の実施例も以下の特許請求の範囲の範囲内である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】