CN108604763B - 气体放电光源中的气体混合物控制 - Google Patents

气体放电光源中的气体混合物控制 Download PDF

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Abstract

气体放电光源包括气体放电系统，其包括一个或多个气体放电室。气体放电系统中的每个气体放电室填充有相应的气体混合物。对于每个气体放电室，通过激活其相关联的能量源来将脉冲能量供应给相应的气体混合物，从而从气体放电室产生脉冲放大的光束。确定气体放电系统的一个或多个属性。基于确定的气体放电系统的一个或多个属性，从多个可能的方案中选择气体维护方案。选择的气体维护方案被应用于气体放电系统。气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到气体放电系统的气体放电室有关的一个或多个参数。

Description

气体放电光源中的气体混合物控制
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年1月8日提交的题为“气体放电光源中的气体混合物控制(GASMIXTURE CONTROL IN A GAS DISCHARGE LIGHT SOURCE)”的美国临时申请No.62/276,522的权益，该临时申请通过引用被整体并入本文。
技术领域
本公开的主题涉及对于产生脉冲光束的气体放电光源中的气体混合物的控制。
背景技术
在光刻中使用的一类气体放电光源被称为准分子光源或激光器。准分子激光器通常使用稀有气体(诸如氩气、氪气或氙气)和活性物(诸如氟或氯)的组合。准分子激光器的名称源于这样的事实，即在(能量供应的)电刺激和(气体混合物的)高压的适当条件下创建了被称为准分子的伪分子(pseudo-molecule)，该伪分子仅存在于通电状态并且在紫外线范围内产生放大的光。
准分子光源被用于光刻机中。准分子光源产生深紫外(deep ultraviolet，DUV)光。可以使用单个气体放电室或使用多个气体放电室来构建准分子光源。
发明内容
在一些总体方面，气体放电光源包括气体放电系统，该气体放电系统包括一个或多个气体放电室，每个气体放电室容纳能量源。对气体放电光源进行操作。气体放电系统中的每个气体放电室填充有相应的气体混合物。对于每个气体放电室，通过激活其能量源来将脉冲能量供应给相应的气体混合物，以由此从气体放电室产生脉冲放大的光束。确定气体放电系统的一个或多个属性。基于确定的气体放电系统的一个或多个属性，从多个可能的方案中选择气体维护方案。选择的气体维护方案被应用于气体放电系统。气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到气体放电系统的气体放电室有关的一个或多个参数。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个特征。例如，气体放电系统的一个或多个属性可以通过确定气体放电系统中的每个气体放电室的一个或多个属性来确定。
可以通过将选择的气体维护方案应用于气体放电系统的每个气体放电室来将选择的气体维护方案应用于该气体放电系统。
气体放电系统可以包括两个气体放电室。
可以通过利用增益介质和缓冲气体的混合物填充气体放电室来将气体放电室填充有相应的气体混合物。可以通过利用包括稀有气体和卤素的增益介质以及包括惰性气体的缓冲气体填充气体放电室来将气体放电室填充有增益介质和缓冲气体的混合物。稀有气体可包括氩气、氪气或氙气；卤素可以包括氟；并且惰性气体可以包括氦气或氖气。
可以通过向气体放电室内的成对电极施加脉冲电压来激活其能量源来将脉冲能量供应给相应的气体混合物，从而对气体混合物内的卤素施加电刺激。
气体放电系统的一个或多个属性可以通过基于以下各项中的一项或多项来确定气体放电系统的至少一个气体放电室的使用年限来确定：已经利用气体混合物填充气体放电室的次数、以及该气体放电室的能量源已经被激活的频次。
在脉冲能量被供应到一个或多个气体放电室的气体混合物时，可以确定气体放电系统的一个或多个属性、可以选择气体维护方案、并且可以将选择的气体维护方案应用于气体放电系统。在脉冲能量未被供应到任何气体放电室的气体混合物时，可以确定气体放电系统的一个或多个属性、可以选择气体维护方案、并且可以将选择的气体维护方案应用于气体放电系统。
如果确定气体放电室中的至少一个气体放电室的使用年限在第一范围内，则可以通过选择标准气体注入方案来从多个可能的气体维护方案中选择气体维护方案，并且通过将至少第一量的缓冲气体泵送到该至少一个气体放电室的气体混合物中来将选择的气体注入方案应用于气体放电系统。如果确定该至少一个气体放电室的使用年限在第二范围内，则可以通过选择保持气体注入方案来从多个可能的气体维护方案中选择气体维护方案。可以通过将第二量的缓冲气体泵送到该至少一个气体放电室的气体混合物中来将选择的保持气体注入方案应用于气体放电系统，第二量小于第一量。如果确定该至少一个气体放电室的使用年限在第三范围内，则可以通过选择另一保持气体注入方案来从多个可能的气体维护方案中选择气体维护方案。可以通过将第三量的缓冲气体泵送到该至少一个气体放电室的气体混合物中来将选择的气体注入方案应用于气体放电系统，第三量小于第一量但是大于第二量。
第一范围可以是小于或等于较低值的值，第二范围可以是大于该较低值的值，并且第三范围可以是大于较高值的值。第一范围可以是使用年限的第一值，第二范围可以是使用年限的第二值，并且第三范围可以是使用年限的第三值。
第一范围可以是使用年限的第一值并且第二范围可以是使用年限的第二值。第二范围可以与第一范围不同。
如果确定气体放电室中的至少一个气体放电室的使用年限在第一范围内，则可以通过选择标准气体注入方案来从多个可能的气体维护方案中选择气体维护方案。可以通过以第一时间频率执行缓冲气体到该至少一个气体放电室的气体混合物中的注入来将选择的气体注入方案应用于气体放电系统。并且，如果确定该至少一个气体放电室的使用年限在第二范围内，则可以通过选择保持气体注入方案来从多个可能的气体维护方案中选择气体维护方案。可以通过以不同于第一时间频率的第二时间频率执行缓冲气体到该至少一个气体放电室的气体混合物中的注入，来将选择的保持气体注入方案应用于气体放电系统。
第二时间频率可以小于第一时间频率。缓冲气体到该至少一个气体放电室的气体混合物中的注入也可以通过将增益介质的一个或多个组分注入到该至少一个气体放电室的气体混合物中来执行。
该方法还可以包括：监测气体放电光源的一个或多个操作特性；确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围；以及如果确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出可接受的范围，则：选择恢复气体维护方案并且将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统。
可以通过将恢复注入方案和再填充方案中的一个或多个应用于气体放电系统来将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统。可以通过执行缓冲气体到气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物中的注入来将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统，该注入增加了该至少一个气体放电室的气体混合物中缓冲气体的相对量。可以通过以下中的一项或多项来执行缓冲气体到气体混合物中的注入：改变注入被执行的时间频率，以及将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比不同量的缓冲气体泵送到气体混合物中。
可以通过增加注入被执行的频率来改变注入被执行的时间频率；以及可以通过将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比更少的缓冲气体泵送到气体混合物中，来将不同量的缓冲气体泵送到气体混合物中。
可以通过在每个气体放电室被填充有其相应的气体混合物之后应用选择的气体维护方案，来将选择的气体维护方案应用于气体放电系统。该方法还可以包括，在将选择的气体维护方案应用于气体放电系统之后，对气体放电室执行再填充方案。再填充方案可以包括：清空气体放电系统的每个气体放电室；以及用新鲜气体混合物再填充每个气体放电室。
气体维护方案可以包括以下参数中的一个或多个：要被泵送到气体混合物中的组分气体的量；以及执行组分气体到气体混合物中的注入的时间频率。组分气体可以是气体混合物的缓冲气体(诸如惰性气体)，并且气体混合物可以包括增益介质。
一种气体维护方案可以是再填充方案，其包括清空气体放电室中的至少一个气体放电室以及用新鲜气体混合物再填充清空的气体放电室。
在其他总体方面，操作包括一个或多个气体放电室的气体放电光源。气体放电室被填充有气体混合物，该气体放电室容纳能量源。通过激活能量源将脉冲能源供应到气体混合物，从而产生脉冲放大的光束。确定气体放电室的一个或多个属性，并且基于确定的气体放电室的一个或多个属性从多个可能的注入方案中选择注入方案。选择的注入方案被应用于气体放电室。注入方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到气体放电室有关的一个或多个参数。
在其他总体方面，气体放电光源包括：气体放电系统，包括一个或多个气体放电室，每个气体放电室容纳能量源并且包含具有增益介质的气体混合物；以及气体维护系统。气体维护系统包括：气体供应系统；监测系统；以及被耦合到气体供应系统和监测系统的控制系统。控制系统被配置为：提供信号以激活每个能量源，从而从其气体放电室产生脉冲放大的光束；从监测系统接收信息，并且基于该接收到的信息确定气体放电系统的一个或多个属性；基于确定的气体放电系统的一个或多个属性，从多个可能的方案中选择气体维护方案；以及向气体供应系统提供信号，从而将选择的气体维护方案应用于气体放电系统。气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到气体放电系统的气体放电室有关的一个或多个参数。
在其他总体方面，使用一种方法来操作气体放电光源。气体放电光源包括气体放电系统，该气体放电系统包括一个或多个气体放电室，每个气体放电室容纳能量源。该方法包括：利用相应的气体混合物填充气体放电系统中的每个气体放电室；对于每个气体放电室，通过激活其能量源向相应的气体混合物供应脉冲能量，从而从气体放电室产生脉冲放大的光束；监测气体放电光源的一个或多个操作特性；确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围；以及如果确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出可接受的范围，则选择恢复气体维护方案，并且通过增加气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物中的组分气体的相对量，来将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统。
实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，组分气体可以包括缓冲气体，诸如例如惰性气体(诸如氖气)。
可以通过将恢复气体注入方案应用于该至少一个气体放电室来增加气体放电室中的该至少一个气体放电室的气体混合物中的组分气体的相对量。可以通过增加执行组分气体注入的时间频率来应用恢复注入方案。可以通过将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比更多的组分气体泵送到气体混合物中，来应用恢复注入方案。或者，可以通过增加执行组分气体注入的时间频率、以及将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比更多的组分气体泵送到至少一个气体放电室的气体混合物中两者，来应用恢复注入方案。
可以通过监测以下各项中的一项或多项来监测气体放电光源的一个或多个操作特性：被供应到气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物的脉冲能量；以及从气体放电室中的至少一个气体放电室输出的脉冲放大的光束的能量。可以通过测量气体放电光源的以下特性中的一个或多个来监测一个或多个操作特性：被供应到气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物的脉冲能量随时间的变化；以及从气体放电室中的至少一个气体放电室输出的脉冲放大的光束的能量随时间的变化。
可以通过计算操作特性的值来监测气体放电光源的一个或多个操作特性，并且确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围包括确定操作特性的任何计算的值是否将在未来时间超出可接受的范围。可以通过计算操作特性的平均值来计算操作特性的值。
可以通过将再填充方案应用于至少一个气体放电室来增加气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物中组分气体的相对量。再填充方案包括：从至少一个气体放电室清除气体混合物，以及用包括组分气体的新鲜气体混合物填充至少一个气体放电室。
确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围可以包括：确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否可能在未来时间超出可接受的范围。
确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围可以包括：确定所监测的一个或多个操作特性中的每个操作特性的变化率；以及确定针对所监测的一个或多个操作特性中的每个操作特性的变化率是否指示监测的操作特性可能在未来时间超出可接受的范围。
该方法可以包括：确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出另一可接受的范围，以及如果确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出该另一可接受的范围，则将再填充方案应用于至少一个气体放电室。再填充方案包括：从气体放电室中的至少一个气体放电室清除气体混合物，以及用包括组分气体的新鲜气体混合物填充被清除的气体放电室。
在产生脉冲放大的光束的同时，可以监测气体放电光源的一个或多个操作特性。
气体放电系统可以包括容纳第一能量源的第一气体放电室和容纳第二能量源的第二气体放电室。可以通过利用第一气体混合物填充第一气体放电室并且利用第二气体混合物填充第二气体放电室来将每个气体放电室填充有相应的气体混合物。可以通过增加第一气体放电室的第一气体混合物中组分气体的相对量并且增加第二气体放电室的第二气体混合物中组分气体的相对量，来将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统。
可以通过用增益介质和缓冲气体的混合物填充气体放电室来将气体放电室填充有相应的气体混合物。可以通过用包括稀有气体和卤素的增益介质以及包括惰性气体的缓冲气体填充气体放电室来将气体放电室填充有增益介质和缓冲气体的混合物。惰性气体可以包括氦气或氖气，并且组分气体可以包括惰性气体。
在其他总体方面，气体放电光源包括气体放电系统，该气体放电系统包括：一个或多个气体放电室，每个气体放电室容纳能量源并且包含具有增益介质的气体混合物；以及气体维护系统。气体维护系统包括：气体供应系统；监测系统；以及被耦合到供应系统和监测系统的控制系统。控制系统被配置为：提供信号以激活每个能量源，从而从其气体放电室产生脉冲放大的光束；从监测系统接收信息并且基于该接收的信息确定气体放电系统的一个或多个操作特性；确定任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围；如果确定任何操作特性将在未来时间超出可接受的范围，则选择恢复气体维护方案并且向气体供应系统提供信号，从而将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统。恢复气体维护方案增加了气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物中组分气体的相对量。
本文所述的方法和系统基于气体放电室的使用年限而有效且连续地确定在任何给定时间是否可以保持气体组分。与缺少气体保持方案的方法和系统相比，该方法和系统的实现方式可以导致气体组分(诸如氖气)直接减少至少50％并且可能减少多达75％。气体组分的保持是在知道恢复气体维护系统正在使用的情况下完成的，该恢复气体维护系统监测气体保持方案是否将在未来时间导致气体放电室的输出质量的不可接受的降低。因此，本文所述的方法和系统减少了对气体组分的体积要求，并且对于每个气体放电光源100可以为购买该系统(和方法)的客户节省数十万美元。
附图说明
图1是产生被引导到输出装置的脉冲光束的气体放电光源的框图；
图2是示例性输出装置的框图；
图3是示例性气体放电光源的框图；
图4是用于执行气体维护方案和恢复气体维护方案的示例性控制系统的框图；
图5是用于气体维护方案的由图1和图2的气体放电光源执行的过程的流程图，其还可以包括用于恢复气体维护方案的子过程；
图6是用于确定监测的操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围以及选择恢复气体维护方案的、由图1和图2的光源的控制系统执行的示例性过程的流程图；
图7是用于确定操作特性如何随光源的使用率而变化的、由图1和图2的光源的控制系统顺序执行的示例性过程的流程图；以及
图8是在图7的过程之一期间的各种输出的曲线图。
具体实施方式
参考图1，气体放电光源100包括气体放电系统105和气体维护系统110。光源100被配置为光学系统115的供应脉冲光束120的一部分，该脉冲光束120被引导到输出装置125(诸如如图2所示的图案化晶片上的微电子特征的光刻曝光装置)。脉冲光束120可以被引导穿过放置在气体放电光源100与输出装置125之间的束准备系统130。
气体放电系统105包括一个或多个气体放电室135。每个气体放电室135容纳能量源140并且包含气体混合物145，气体混合物145包括增益介质以及其他气体。例如，气体混合物包括增益介质和缓冲气体的混合物。增益介质是气体混合物内的激光活性实体，并且它可以是单个原子或分子或伪分子。因此，经由通过将带有放电的气体混合物(以及因此增益介质)从能量源140泵送的受激发射，在增益介质中发生粒子数反转。增益介质通常包括稀有气体和卤素，而缓冲气体通常包括惰性气体。稀有气体包括例如氩气、氪气或氙气；卤素包括例如氟；惰性气体包括例如氦气或氖气。
气体维护系统110包括气体供应系统150；监测系统155；以及控制系统160。气体供应系统150包括一个或多个气体控制阀以及一个或多个气体源。
控制系统160被耦合到气体供应系统150并被耦合到监测系统155。如果控制系统160被连接(有线或无线)以使得信息可以在该控制系统160与该控制系统160外部的设备(诸如气体供应系统150或监测系统155)之间自由传递，则控制系统160被耦合到该特定设备。控制系统160可以被附加地耦合到以下中的一个或多个：气体放电光源100的其他设备、束准备系统130的设备、和/或输出装置125内的设备。例如，控制系统160可以包括监测并控制气体放电光源100的其他方面的子系统，诸如例如监测脉冲光束120的光谱特征或控制脉冲光束120的光谱特征的子系统。
附加地，尽管控制系统160被表示为其中所有部件看起来被共同定位的框，但是控制系统160可以由物理上彼此远离的部件构成。
控制系统160被配置为提供信号以激活每个气体放电室135的每个能量源140。因此，如果气体放电室135包括附加的光学反馈，则气体放电室135可以产生脉冲放大的光束(诸如脉冲光束120或中间光束)。
控制系统160从监测系统155接收信息，并基于该接收的信息确定气体放电系统105的一个或多个属性。控制系统160基于该确定的气体放电系统105的一个或多个属性而从多个可能的方案中选择气体维护方案。控制系统160向气体供应系统150提供信号以使得气体供应系统150将选择的气体维护方案应用于气体放电系统105。例如，气体供应系统150可以致动或控制一个或多个阀门的各方面，以调节从气体源提供的气体的相对量。
气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到气体放电系统105的气体放电室135中有关的一个或多个参数。
气体维护系统110是用于气体放电系统105、并且具体地用于气体放电室135的气体管理系统。气体维护系统110被配置为减少气体放电室135中使用的气体混合物的至少一种组分气体(诸如可以是诸如氖气等惰性气体的缓冲气体)的消耗或使用，以便在保持气体放电系统105的足够性能的同时保持组分气体。气体维护系统110使用关于气体放电系统的信息(诸如例如，气体放电室135的使用年限)来确定适当的气体维护方案。例如，控制系统160可以确定气体放电系统105是使用年限短的系统，其倾向于需要并消耗大量的气体混合物。在这种情况下，控制系统160可以选择不保持任何组分气体的标准气体维护方案。作为另一示例，控制系统160可以确定气体放电系统是使用年限中等的系统，其倾向于需要并消耗相对较小量的气体混合物。在这种情况下，控制系统160可以选择保持气体维护方案，该方案尽可能多地保持组分气体，同时仍然保持脉冲光束120的合适的输出参数。作为又一示例，控制系统160可以确定气体放电系统是使用年限更长的系统，其倾向于需要并消耗比使用年限短的系统所需的量更少、但是比使用年限中等的系统所需的量更多的气体混合物的量。在这种情况下，控制系统160可以选择中等水平的保持气体维护方案，该方案保持一些组分气体，同时仍然保持脉冲光束120的合适的输出参数。
通过将气体维护方案按照气体放电室135的使用年限进行定制，客户可以在减少气体放电光源100的停机时间的同时获得组分气体的保持。与此同时，即使气体维护方案可能被设计为容许增益介质的更大耗尽，气体放电光源100的性能也能够被保持在可接受的水平，在其他情况下，增益介质的更大耗尽可能减少被提供给输出装置125的脉冲光束120中的能量和功率的量。气体放电光源100的停机时间是没有脉冲光束120被提供给输出装置125期间的时间。
在其他实现方式中，控制系统160从监测系统155接收气体放电光源105的一个或多个操作特性。控制系统160确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围。如果控制系统160确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出可接受的范围，则控制系统160选择恢复气体维护方案。然后，控制系统160向气体供应系统150发送信号，以通过增加气体放电室135中的至少一个气体放电室的气体混合物145中组分气体的相对量，来将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统105。
针对气体维护系统110在保持气体维护方案中操作时的情况，恢复气体维护方案可以被用作容错系统。例如，控制系统160可以从监测系统155接收对将在未来时间需要被供应给气体放电室135的气体混合物145的脉冲能量的预测。作为另一示例，控制系统160可以从监测系统155接收对将在未来时间从气体放电室135输出的脉冲光束的能量的预测。如果这些预测中的任何一个超出可接受值的范围，那么可能是因为气体混合物145中(由于实现了保持气体维护方案)没有足够的组分气体。因此，如果这些预测中的一者或两者超出其可接受值的范围，则控制系统160可以通过切换到恢复气体维护方案来停止保持气体维护方案，恢复气体维护方案是增加气体混合物145内组分气体的量的方案。此外，关于这些预测中的一者或两者是否超出其可接受值的范围的确定是自动确定(自动在于它不需要手动或人为干预)。通过提供这种附加的容错系统，可以更加积极地选择何时运行保持气体维护方案。
参照图3提供了关于示例性气体放电光源300的细节。参照图5提供了关于保持气体维护方案的细节，并且容错系统过程的描述也会在图5中找到。
参照图3，示例性气体放电光源300包括气体放电系统305和气体供应系统350，该气体放电系统305为双室脉冲输出设计。
气体放电系统305包括具有MO气体放电室335A的主振荡器(MO)以及具有PA气体放电室335B的功率放大器(PA)。MO气体放电室335A包括两个细长电极340A，其为MO气体放电室335A内的气体混合物提供脉冲能量源。PA气体放电室335B包括两个细长电极340B，其为PA气体放电室335B内的气体混合物提供脉冲能量源。
主振荡器(MO)向功率放大器(PA)提供脉冲放大的光束(被称为种子光束)370。MO气体放电室335A容纳气体混合物，该气体混合物包括在其中发生放大的增益介质，并且MO包括诸如光学谐振器的光学反馈机构。PA气体放电室335B容纳气体混合物，该气体混合物包括在被接种有来自MO的种子激光束370时在其中发生放大的增益介质。如果PA被设计为再生环形谐振器，那么它被描述为功率环放大器(PRA)，并且在这种情况下，可以从环形设计中提供足够的光学反馈。MO实现在相对较低的输出脉冲能量下(当与PA的输出相比较)对诸如中心波长和带宽等频谱参数的良好调谐。PA接收来自MO的输出(种子光束370)并且放大该输出以达到所需的功率，以用于输出到输出装置125中使用(例如，用于光刻)。
MO气体放电室335A还包括用于在电极340A之间循环气体的风扇。激光谐振器形成于MO气体放电室335A一侧上的光谱特征选择系统375与MO气体放电室335A第二侧上的输出耦合器380之间。
在放电室中使用的气体混合物(例如，145、345A、345B)可以是合适气体的组合，以用于产生在所需波长和带宽周围的放大光束。例如，气体混合物可以包括发射波长约193nm的光的氟化氩(ArF)，或者发射波长约248nm的光的氟化氪(KrF)。
PA还可以包括束返回装置(诸如反射器)385，其将光束(例如经由反射)返回到PA气体放电室335B，以形成循环和环路路径(其中到环形放大器的输入与环形放大器的输出相交)。PA气体放电室335B包括用于使气体混合物345B在电极340B之间循环的风扇。种子光束370通过重复地穿过PA而被放大。种子光束370的光谱特征由MO的配置确定，并且可以通过调整在MO内产生的光束来调整这些光谱特征。
气体供应系统350包括一个或多个气体源351A、351B、351C(诸如密封的气瓶或罐)和阀系统352。如上所述，每个气体放电室335A、335B包含气体的混合物(气体混合物145)。作为示例，气体混合物145可以包含例如氟的卤素，以及诸如氩气、氖气的其他气体，以及可能包含总和达到总压力P的具有不同分压的其他气体。因此，一个或多个气体源351A、351B、351C等通过阀系统352内的一组阀被连接到MO气体放电室335A和PA气体放电室335B。以这种方式，可以以气体混合物的组分的特定相对量将气体注入到气体放电室335A、335B中。例如，如果在气体放电室335A、335B中使用的增益介质是氟化氩(ArF)，则气体源351A中的一个气体源可以包含气体的混合物，该混合物包括卤素氟、惰性气体氩气以及一个或多个诸如缓冲气体(诸如氖气的惰性气体)等其他稀有气体。这种混合物可以被称为三混合物。在该示例中，气体源351B中的另一气体源可以包含气体混合物，其包括氩气以及不含氟的一个或多个其他气体。这种混合物可以被称为双混合物。
控制系统160可以将一个或多个信号发送到阀系统352，以使得阀系统352以再填充或注入方案将气体从特定气体源351A、351B、351C传输到气体放电室335A、335B中。备选地或附加地，控制系统160可以将一个或多个信号发送到阀系统352，以使得阀系统352在必要时从气体放电室335A、335B放出气体，并且这种放出的气体可以被排放到由390表示的气体泵。
在气体放电光源300的操作期间，气体放电室335A、335B内的氟化氩分子(其提供用于光放大的增益介质)中的氟被消耗，并且随着时间的推移这减少了由相应的气体放电室335A、335B产生的光放大的量(以及因此放大光束370、320的能量)。此外，在气体放电光源300的操作期间，污染物可以进入气体放电室335A、335B。因此，需要将来自气体源351A、351B、351C等中的一个或多个的气体注入到气体放电室335A、335B中，以便将污染物冲洗出气体放电室335A、335B。例如，可以使用来自气体源351B的双混合物冲洗气体放电室。然而，每次冲洗使用在双混合物内不可忽略量的气体组分(诸如缓冲气体，其可以是惰性气体、诸如氖气)。因此，本文描述的气体维护过程和系统努力减少双混合物注入的频率和尺寸的一个或多个。由于双混合物注入的频率和/或尺寸的这种减少，气体放电室335A、335B将需要维持更长时间段的卤素(诸如氟)的注入不足并且因此将在更高量的污染物下进行操作。然而，如果气体维护过程和系统在选择或选定气体注入的频率、定时或尺寸(气体维护方案)时没有考虑到气体放电室335A、335B的使用年限，那么气体放电光源的效率和功率输出取决于气体放电室335A、335B的使用年限会受到严重影响。因此，本文所述的气体维护过程和系统基于气体放电系统105、305的一个或多个属性(诸如使用年限)而选择性地选择气体注入的频率和尺寸中的一个或多个。因此，本文所述的气体维护过程和系统使得在气体混合物145中使用的气体组分在使用中的不同水平的减少能够作为气体放电室135、335A、335B的使用年限的函数。
附加地，本文所述的气体维护过程和系统还包括安全网子过程(本文所述的恢复维护方案)，其监测气体放电光源105、305的操作特性以确定缺少气体注入是否将在未来时间导致不可接受的事件(诸如为获取脉冲光束320、370中的特定输出能量而需要被输入到气体混合物145的能量的不可接受的上升、或者脉冲光束320、370的输出能量的不可接受的下降)。这些气体维护和恢复方案可以被自动执行，即，在没有诸如现场服务工程师等人员的帮助下执行。恢复维护方案可以被用于将气体注入频率或尺寸恢复到原始水平、或者请求再填充(其在本文中描述)。
需要多个气体源351A、351B、351C等，因为气体源351A中的氟处于特定的分压，而该分压通常高于激光操作所期望的分压。为了在所期望的较低分压下将氟添加到MO气体放电室335A或PA气体放电室335B，可以稀释气体源351A中的气体，并且气体源351B中不含卤素的气体可以被用于此目的。
尽管未示出，阀系统352的阀可以包括被分配给每个气体放电室335A、335B的多个阀；例如，允许气体以第一速率进出每个气体放电室335A、335B的注入阀，以及允许气体以不同于(例如，更快)第一速率的第二速率进出每个气体放电室335A、335B的室填充阀。
当在气体放电室335A、335B上执行再填充方案时，每个气体放电室335A、335B中的所有气体例如通过清空气体放电室335A、335B(通过将气体混合物放出到气体堆390)以及随后用新鲜气体混合物再填充气体放电室335A、335B而被替换。执行再填充的目标是在每个气体放电室335A、335B中获得特定的氟的压力和浓度。
当在气体放电室335A、335B上执行注入方案时，在将气体混合物注入气体放电室335A、335B之前，气体放电室335A、335B未被清空或仅被少量放出。
再填充方案和注入方案被认为是应用于气体放电系统(105或305)的气体维护方案。
参照图5，过程500由气体放电光源100、300执行以用于管理气体混合物145内的气体组分(诸如缓冲气体，其可以是诸如氖气的惰性气体)的量。可以在经由能量源140向气体混合物145供应能量并且放大的光束120被提供给输出装置125的同时执行过程500。备选地，可以在未经由能量源140向气体混合物145供应能量并且因此未产生放大的光束120的同时执行过程500。
过程500包括用相应的气体混合物145、345A、345B填充气体放电系统105、305中的每个气体放电室135、335A、335B(505)。对于每个气体放电室135、335A、335B，通过激活其能量源140将脉冲能量提供给相应的气体混合物145，从而从气体放电室135、335A、335B产生脉冲放大的光束120、370、320(510)。
控制系统从监测系统115接收信息并确定气体放电系统105、305的一个或多个属性(515)。气体放电系统105、305的一个或多个属性可以包括例如气体放电室135、335A、335B的使用年限。气体放电室135、335A、335B的使用年限可以通过探测与该特定室135、335A、335B相关联的喷射计数(shot count)来确定。当安装新的室时，在控制系统160中手动将该喷射计数重置为新的(例如，零)值。喷射计数是与被供应到气体放电室135、335A、335B中的气体混合物145的能量脉冲数目的整数倍相对应的数目。
控制系统160基于确定的气体放电系统的一个或多个属性从多个可能的气体维护方案中选择气体维护方案(520)。然后将选择的气体维护方案应用于气体放电系统105、305(525)。例如，控制系统160向气体供应系统150、350发送信号以打开或关闭阀系统352中的一个或多个阀，从而控制气体混合物145的组分的相对量。
每个气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到气体放电系统105、305的气体放电室135、335A、335B有关的一个或多个参数。
如上所讨论的，通过用组成气体混合物的增益介质和缓冲气体的混合物填充气体放电室135来将气体放电室135填充有气体混合物(505)。增益介质可以包括诸如氩气、氪气或氙气等稀有气体以及诸如氟的卤素，并且缓冲气体可以包括诸如氦气或氖气等惰性气体。
可以通过向气体放电室135、335A、335B内的成对电极施加脉冲电压而激活其能量源140、340A、340B来将脉冲能量供应给相应的气体混合物145(510)，从而在气体混合物145内向卤素(例如氟)施加电刺激。
被确定的气体放电系统的属性之一是气体放电系统105、305的气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的使用年限。使用年限可以基于以下中的一个或多个来确定：已经利用气体混合物对气体放电室进行填充的次数、以及该气体放电室的能量源已经被激活的频次。
控制系统160可以确定气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的使用年限处于第一范围内。在这种情况下，控制系统160选择标准气体注入方案，并向气体供应系统150、350发送信号，以通过将至少第一量的缓冲气体(例如，氖气)泵送到气体放电室135、335A、335B的气体混合物145中，来将选择的气体注入方案应用于气体放电系统105、305。第一范围可以表示气体放电室135、335A、335B处于寿命早期的使用年限，这意味着与其全寿命周期相比，气体放电室135、335A、335B仅已经运行了非常少量的时间。第一量的缓冲气体可以是将在不试图保持气体混合物的任何气体组分的情况下施加的标准量(其基于从气体供应系统150、350的气体注入的频率和尺寸)。
控制系统160可以确定气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的使用年限处于第二范围内。在这种情况下，控制系统160选择保持气体注入方案，并向气体供应系统150、350发送信号，以通过将第二量的缓冲气体(例如，氖气)泵送到气体放电室135、335A、335B的气体混合物145中，来将保持气体注入方案应用于气体放电系统135、335A、335B。第二量的缓冲气体小于第一量和标准量，这意味着在保持气体注入方案中减少了气体注入的频率和尺寸中的一者或两者。第二范围表示气体放电室135、335A、335B处于寿命中期的使用年限；这意味着气体放电室135、335A、335B已经运行了一时间量，该时间量接近其全寿命周期的中间点。
控制系统160可以确定气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的使用年限处于第三范围内。在这种情况下，控制系统160选择另一保持气体注入方案(其可以不同于上面讨论的保持气体注入方案)，并且控制系统160向气体供应系统150、350发送信号，以通过将第三量的缓冲气体(例如，氖气)泵送到气体放电室135、335A、335B的气体混合物145中，来将该另一保持气体注入方案应用于气体放电系统135、335A、335B。第三量的缓冲气体小于第一(和标准)量，但是大于第二量。这意味着与标准气体注入方案相比，在该另一保持气体注入方案中气体注入的频率和尺寸中的一者或两者都减少、但仍然大于上面讨论的保持气体注入方案中使用的气体注入的频率和/或尺寸。第三范围表示气体放电室135、335A、335B处于寿命晚期的使用年限，这意味着气体放电室135、335A、335B已经运行了一时间量，该时间量超过其全寿命周期的中间点。
使用年限的第一范围可以是小于或等于较低值的值，使用年限的第二范围可以是大于较低值的值，使用年限的第三范围可以是大于较高值的值。例如，第一范围可以是能量源140的第0-10亿个脉冲，第二范围可以是能量源140的第10-250亿个脉冲，并且第三范围可以是能量源140的大于第250(例如，250-300)亿个脉冲。在这个示例中，使用年限短的气体放电系统105因此将是仅运行了10亿或更少脉冲的系统105，使用年限中等的气体放电系统105将是已经运行了10-250亿个脉冲的系统105，使用年限长的气体放电系统105将是已经运行了超过250亿个脉冲的系统105。
第一范围可以是使用年限的第一值，并且第二范围可以是使用年限的第二值。第三范围可以是使用年限的第三值。
第二范围可以与第一范围不同。
在其他实现方式中，备选地或附加地，标准气体注入方案包括以第一时间频率泵送或执行缓冲气体到气体放电室的气体混合物中的注入；保持气体注入方案包括以不同于第一时间频率的第二时间频率泵送或执行缓冲气体到气体放电室的气体混合物中的注入。第二时间频率小于第一时间频率。
在一些实现方式中，以脉冲或喷射测量时间频率。例如，标准气体注入方案可以包括每当能量源140被供应一定数目的脉冲时执行缓冲气体到气体放电室的气体混合物中的注入。例如，对于已经产生的脉冲光束120的每一百万个脉冲(或者在将一百万个能量脉冲供应给能量源140之后)，在标准气体注入方案下执行注入。作为另一示例，在保持气体注入方案中，随着每次已经产生脉冲光束120的两百万个脉冲，发生缓冲气体到气体混合物中的注入。在这个示例中，缓冲气体的注入可能发生在脉冲之间。
在其他实现方式中，在不考虑脉冲或喷射的数目的情况下测量时间频率。例如，标准气体注入方案可以包括每X分钟执行缓冲气体到气体混合物中的注入，而保持气体注入方案可以包括每Y分钟执行缓冲气体到气体混合物中的注入，其中Y小于X。在该示例中，在能量被停止供应到能量源140之后可能发生缓冲气体的注入。
如上面所讨论的，缓冲气体被注入到气体放电室的气体混合物中；然而，因为缓冲气体与如上所述的其他气体组分相混合，这还包括将增益介质的一个或多个组分注入到至少一个气体放电室的气体混合物中。
控制系统160还可以从监测系统155接收提供气体放电光源105、305的一个或多个操作特性的信息。控制系统160确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否超出可接受的范围。并且，如果控制系统160确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性超出可接受的范围，则控制系统160选择恢复气体维护方案并向气体供应系统150、350发送信号以将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统105、305。
通过将恢复注入方案和再填充方案中的一个或多个应用于气体放电系统105、305，气体供应系统150、350将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统105、305。
在恢复注入方案中，气体供应系统150、350执行缓冲气体到气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的气体混合物145中的注入，这增加了气体放电室135、335A、335B的气体混合物145中缓冲气体的相对量。例如，在恢复注入方案中，气体供应系统150、350可以改变执行气体注入的时间频率、或者可以将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性超出可接受的范围之前所泵送的情况相比不同量的缓冲气体泵送到气体混合物145中。
气体供应系统150、350可以通过增加执行气体注入的频率来改变执行气体注入的时间频率。
气体供应系统150、350可以通过将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性超出可接受的范围之前所泵送的情况相比更少的缓冲气体泵送到气体混合物145中，来将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性超出可接受的范围之前所泵送的情况相比不同量的缓冲气体泵送到气体混合物145中。
在每个气体放电室135、335A、335B被填充有其相应的气体混合物145之后，气体供应系统150、350将选择的气体维护方案应用于气体放电系统105、305。此外，在气体供应系统150、350已经将选择的气体维护方案应用于气体放电系统105、305之后，控制系统160可以指示气体供应系统150、350在气体放电室135、335A、335B上执行再填充方案。再填充方案包括：清空气体放电系统105、305的每个气体放电室135、335A、335B；用来自一个或多个气体源351A、351B、351C等的新鲜气体混合物再填充每个气体放电室135、335A、335B。例如，气体源351A和351B可以被用于再填充，并且阀系统352可以被用于调节从相应的气体源351A、351B流出的气体混合物之间的相对流速。
因此，如上所述，被应用于气体放电系统105、305的气体维护方案包括以下参数中的一个或多个：将被泵送到气体混合物145中的组分气体(诸如缓冲气体)的量；以及执行组分气体(诸如缓冲气体)到气体混合物145中的注入的时间频率。
附加地，气体维护方案中的至少一个气体维护方案可以是再填充方案，其包括清空气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室并用新鲜气体混合物145再填充清空的气体放电室135、335A、335B。
如上所述，除了上述气体维护方案之外，还可以执行恢复维护方案，以确保气体放电光源100、300继续以输出装置125可接受的水平操作。
再次参照图5，恢复维护子过程530在气体维护方案500的操作期间或之后被执行，并且由气体放电光源100、300执行。控制系统160接收由监测系统155测量或监测的气体放电光源100、300的一个或多个操作特性(535)。控制系统160分析气体放电光源100、300的那些操作特性(540)，并且基于该分析确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围(545)。如果控制系统160确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出可接受的范围(545)，则控制系统160从一组可能的恢复气体维护方案中选择特定的恢复气体维护方案(550)，并向气体供应系统150、350发送信号，以通过增加在气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的气体混合物145中组分气体(诸如缓冲气体氖气)的相对量，来将选择的恢复气体维护方案应用于气体放电系统105、305(555)。可以通过将恢复气体注入方案应用于至少一个气体放电室135、335A、335B来增加气体混合物145中组分气体的相对量。
如上所述，可以通过增加执行组分气体注入的时间频率来将恢复注入方案应用于气体放电室135、335A、335B。备选地或附加地，可以通过将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性超出可接受的范围之前所泵送的情况相比更多的组分气体泵送到气体混合物145中，将恢复注入方案应用于气体放电室135、335A、335B。
可以被监测的气体放电光源100、300的示例性操作特性是需要被供应到气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室中的脉冲能量。可以被监测的气体放电光源100、300的另一示例性操作特性是从气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室中输出的脉冲放大的光束120、320、370的能量。
可以通过测量气体放电光源100、300的一个或多个特性来监测这些操作特性。测量的特性包括：被供应到气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物的脉冲能量；从气体放电室中的至少一个气体放电室输出的脉冲放大的光束的能量；被供应到气体放电室中的至少一个气体放电室的气体混合物的脉冲能量的随时间的变化；以及从气体放电室中的至少一个气体放电室输出的脉冲放大的光束的能量随时间的变化。被供应到气体混合物145的脉冲能量与被施加到气体放电室135、335A、335B中的能量源140、340A、340B的电压直接关联。
通过监测操作特性随时间的变化(诸如从至少一个气体放电室输出的脉冲放大的光束的能量、或者被供应到一个或多个气体放电室中的气体混合物的脉冲能量)，可以看到操作特性如何随时间变化并且概览其瞬时斜率，以查看该特性是否在一个方向上快速上升、从而使得它在未来时间可能超出可接受的范围。
测量的特性可以是测量的特性的平均值、例如测量的特性在被供应到气体混合物145的多个能量脉冲(例如，数百或数千)上的平均值。以这种方式，可以从计算中排除错误或异常值，以避免在不需要时施加恢复气体维护方案。
可以使用诸如递归最小二乘(RLS)滤波器的自适应滤波器对测量的特性的值进行平均。这种滤波器使用测量的特性的平均值来计算预测时间序列的线性模型的瞬时斜率和偏移值，并且因此斜率的值可以被用于确定预测。例如，如果控制系统160预测脉冲能量中的一个或多个脉冲能量[将需要供应给气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的气体混合物145]以及脉冲放大的光束120、320、370[从气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室输出]的能量将在第一千万个脉冲处(其为未来时间)穿过预定的相应阈值，那么控制系统160可以确定相应监测的操作特性将在未来时间超出可接受的范围，并且控制系统160将故障状态2分配给该确定。作为另一示例，如果控制系统160预测脉冲能量中的一个或多个脉冲能量[将需要供应给气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室的气体混合物145]以及脉冲放大的光束120、320、370[从气体放电室135、335A、335B中的至少一个气体放电室输出]的能量将在第两千万个脉冲处(其为未来时间)穿过预定的相应阈值，那么控制系统160可以确定相应监测的操作特性在未来时间处于超出可接受范围的风险中，并且控制系统160将故障状态1分配给该确定。如果控制系统160将故障状态1分配给确定，则控制系统160可以选择将标准气体注入方案应用于气体放电系统105、305的恢复气体维护方案(并且由此恢复气体注入水平到其基线值、即出现风险之前的值)。如果控制系统将故障状态2分配给确定，则控制系统160可以包括除了恢复气体维护方案之外的再填充方案，因为故障的风险要高得多并且应当采取更直接和更积极的一组行动。
当其线性模型不能很好地适应预测时，可能需要重置自适应滤波器，这可以在气体放电光源100、300的操作条件变化时发生。自适应滤波器还可以包括遗忘因子(forgetting factor)，并且所有变量可以在再填充时被初始化，因为斜率可能在幅度上受限并且具有有限的内存(因此不能非常快地改变)。
控制系统160可以通过计算操作特性的值来监测气体放电光源100、300的一个或多个操作特性。控制系统160可以通过确定操作特性的任何计算值是否将在未来时间超出可接受范围来确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围。控制系统160可以通过计算操作特性的平均值来计算操作特性的值。
可以通过将再填充方案应用于气体放电室135、335A、335B，来增加气体放电室135、335A、335B的气体混合物145中组分气体的相对量。再填充方案包括：从气体放电室135、335A、335B中清除气体混合物145，以及用包括组分气体的新鲜气体混合物填充气体放电室135、335A、335B。
控制系统160可以通过确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否可能在未来时间超出可接受的范围来确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围。
控制系统160可以通过例如确定所监测的一个或多个操作特性中的每个操作特性的变化率；和/或确定所监测的一个或多个操作特性中的每个操作特性的变化率是否指示该监测的操作特性可能在未来时间超出可接受的范围，来确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围。
控制系统160还可以确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出另一可接受的范围。此外，如果控制系统160确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出另一可接受的范围，则控制系统160可以向气体供应系统150、350发送信号以将再填充方案应用于至少一个气体放电室135、335A、335B。再填充方案包括从气体放电室135、335A、335B中清除气体混合物145，以及用包括组分气体的新鲜气体混合物145填充清除的气体放电室。
参照图6，示例性过程640、645、650由控制系统160执行以用于：分析操作特性(540)，基于该分析确定被监测的操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围(545)；以及选择恢复气体维护方案(550)。
在过程640期间，控制系统针对正被监测的每个操作特性执行分析(640-1、640-2、...640-N)(535)。来自那些相应分析(640-1、640-2、...640-N)的输出被引导到过程645，在过程645中基于那些输出执行相应的确定(645-1、645-2、...645-N)。如果与操作特性1有关的确定发现操作特性1将在未来时间超出范围，则控制系统160选择与该确定相关联的恢复气体维护方案(650-1)。类似地，如果与操作特性2有关的确定发现操作特性2将在未来时间超出范围，则控制系统160选择与该确定相关联的恢复气体维护方案(650-2)。然后，控制系统160针对每个操作特性检查每个选择的恢复气体维护方案1、2、...N，并选择最终的恢复气体维护方案以用于输出。因此，例如，控制系统160可以确定操作特性之一将在第一未来时间超出范围并且所有剩余操作特性将在第一未来时间之后的第二未来时间超出范围。在这种情况下，控制系统160可以为整个光源100选择恢复气体维护方案，该方案要求在气体放电系统105、305的所有室中完全再填充所有气体混合物。
参照图7，针对第一操作特性顺序地执行示例性过程740-1、745-1、750-1。这些示例性过程740-1、745-1、750-1可以被应用于其他操作特性。
过程740-1通常确定操作特性OC如何随光源100的使用率(UM)而变化。光源(UM)的使用率以任何有用的单位被测量，并且可以以光源室135被最后再填充之后的时间(例如，秒、分钟、小时等)被测量。在其他实现方式中，通过从光源室135被最后再填充的时间点起计数脉冲放大的光束120的脉冲数目或喷射数目来测量使用率。
此外，过程740-1通常还通过对操作特性OC和使用率UM的值进行平均来操作，以便监测长期趋势并丢弃在短时间尺度上发生的值的变化。
最初在过程740-1中，控制系统160执行操作特性OC随着光源使用率UM(可以以平均喷射数目或脉冲数目测量)的预处理平均(700-1)。平均确保了长期趋势被监测。接下来，控制系统160确定平均操作特性是否为超出可接受的范围的值(705-1)，以便从下一次模型计算中剔除那些本质上是瞬态的值。
假设没有剔除下一个值(705-1)，那么控制系统160用操作特性OC和使用率UM的平均值更新使用率UM与操作特性OC之间的拟合模型(710-1)。应当注意，在光源100的气体放电室135中再填充气体混合物之后，可以将模型设置为标准模型以开始，然后对于每个新的平均值，该模型以递归方式(使用递归最小二乘法)被更新。在一些实现方式中，模型可以是使用率UM与操作特性OC之间的线性拟合。在这种情况下，控制系统160在710-1处输出局部斜率的值(操作特性OC如何在某个使用率UM上变化的测量)以及操作特性OC中的偏移。在其他实现方式中，模型是使用率UM与操作特性OC之间的非线性拟合，并且控制系统160在710-1处输出该模型的一组系数。
控制系统160接下来基于来自更新模型的输出(710-1)来预测针对第一消逝使用率UM的操作特性OC的值(715-1)并且基于来自更新模型的输出(710-1)来预测针对第二消逝使用率UM的操作特性OC的值(720-1)。例如，如果模型是线性拟合，并且更新模型的输出(710-1)是表示操作特性OC如何随使用率UM变化的局部斜率，则预测可以测量与第一消逝使用率UM相对应的操作特性OC(715-1)和与第二消逝使用率UM相对应的操作特性OC(720-1)。例如，针对第一消逝使用率UM的操作特性OC的值(715-1)可以是在已经又消逝一千万个脉冲之后的操作特性OC的值(操作特性OC的该值可以被称为失效OC)。作为另一示例，针对第一消逝使用率UM的操作特性OC的值(715-1)可以是在已经又消逝两千万个脉冲之后的操作特性OC的值(操作特性OC的该值可以被称为风险OC)。
一旦在715-1、720-1处计算这些预测值，则确定每个预测值是否超过预定的(一个或多个)阈值(分别为730-1、735-1)。
参照图8，示出了在过程740-1期间各种输出的曲线图800、805、810。曲线图800示出了在710-1处的更新模型中的局部斜率(操作特性OC相对于消逝使用率UM的变化)的值与消逝使用率UM的关系。曲线图805示出了操作特性OC在720-1处的第二消逝使用率UM输出之后的预测值。曲线图810示出了操作特性OC在715-1处的第一消逝使用率UM输出之后的预测值。上阈值水平815被示出，因为在该示例中操作特性OC为向上趋势。如果风险信号805越过上阈值水平815，则控制系统160认为存在故障将发生的风险并且发出第一警告。如果风险信号805越过上阈值水平815并且失效信号810越过上阈值水平815，则控制系统160认为存在即将发生的故障并且发出第二警告。控制系统160根据发出的警告来选择适当的恢复气体维护方案。
作为示例，如果正被监测的操作特性OC(535)是需要被供应到气体放电室中的气体混合物145的脉冲能量，那么这可以通过监测被供应到能量源140的电压来监测。上阈值水平815可以是1150伏特并且下阈值水平(图8中未示出)可以是870伏特。作为另一示例，如果正被监测的操作特性OC(535)是从气体放电室中的至少一个气体放电室输出的脉冲放大的光束的输出能量，则可以直接监测该脉冲放大的光束的输出能量。上阈值水平815可以是4毫焦耳(mJ)并且下阈值水平可以是0.2mJ。
参照图4，通常，控制系统160包括数字电子电路、计算机硬件、固件和软件中的一个或多个。控制系统160包括存储器400，其可以是只读存储器和/或随机存取存储器。适合于有形地体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，作为示例，包括：半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及CD-ROM磁盘。控制系统160还可以包括一个或多个输入设备405(诸如键盘、触摸屏、麦克风、鼠标、手持输入设备等)以及一个或多个输出设备410(诸如扬声器或显示屏)。
控制系统160包括一个或多个可编程处理器415，以及有形地体现在机器可读存储设备中的一个或多个计算机程序产品420以用于由可编程处理器(诸如处理器415)执行。该一个或多个可编程处理器415可以各自执行指令的程序，以通过对输入数据进行操作并生成适当的输出来执行所需功能。通常，处理器415从存储器400接收指令和数据。任何前述内容可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)补充或并入专门设计的ASIC中。
控制系统160例如包括各种处理系统，诸如用于从监测系统155接收数据的系统425、用于分析该数据并判定应当发生哪类动作的系统430，以及用于基于来自系统430的判定输出而向气体供应系统150输出信号的系统435。这些处理系统中的每个处理系统可以是由诸如处理器的一个或多个处理器执行的一组计算机程序产品。控制系统160可以包括其他处理系统(总体表示为框440)，以用于执行与气体维护无关的其他任务。
其他实现方式处于以下权利要求的范围内。
例如，能够由控制系统160确定的气体放电系统105的一个或多个属性可以包括从气体放电系统105输出的脉冲光束120的属性。可以被确定的示例性属性包括脉冲光束120的能量、脉冲光束120的光学发散度和脉冲光束120的带宽。作为另一示例，能够由控制系统160确定的气体放电系统105的一个或多个属性可以包括气体放电系统105操作的效率，可以通过测量脉冲光束120的各个方面以及被供应到能量源140的能量来确定该效率。

Claims (32)

1.一种操作气体放电光源的方法，所述气体放电光源包括气体放电系统，所述气体放电系统包括一个或多个气体放电室，每个气体放电室容纳能量源，所述方法包括：
利用相应的气体混合物填充所述气体放电系统中的所述气体放电室中的每个气体放电室；
对于每个气体放电室，通过激活其能量源来将脉冲能量供应到所述相应的气体混合物，以由此从所述气体放电室产生脉冲放大的光束；
确定所述气体放电系统的一个或多个属性，其中确定所述气体放电系统的一个或多个属性包括确定所述气体放电系统的所述气体放电室中的至少一个气体放电室的使用年限；
基于所确定的所述气体放电系统的一个或多个属性，从多个可能的方案中选择气体维护方案；以及
将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统；
其中气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到所述气体放电系统的所述气体放电室有关的一个或多个参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述气体放电系统的一个或多个属性包括：确定所述气体放电系统中的所述气体放电室中的每个气体放电室的一个或多个属性。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统包括：将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统的所述气体放电室中的每个气体放电室。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体放电系统包括两个气体放电室。
5.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述相应的气体混合物填充气体放电室包括：利用增益介质和缓冲气体的混合物填充所述气体放电室。
6.根据权利要求5所述的方法，其中利用所述增益介质和所述缓冲气体的所述混合物填充气体放电室包括：利用包括稀有气体和卤素的增益介质以及包括惰性气体的缓冲气体填充所述气体放电室。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述稀有气体包括氩气、氪气或氙气；所述卤素包括氟；以及所述惰性气体包括氦气或氖气。
8.根据权利要求1所述的方法，其中通过激活其能量源来将所述脉冲能量供应给所述相应的气体混合物包括：向所述气体放电室内的成对电极施加脉冲电压，从而对所述气体混合物内的卤素施加电刺激。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体放电系统的所述气体放电室中的至少一个气体放电室的所述使用年限是基于以下各项中的一项或多项来确定的：已经利用所述气体混合物填充所述气体放电室次数、以及所述气体放电室的所述能量源已经被激活的频次。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在脉冲能量被供应到所述一个或多个气体放电室的所述气体混合物时发生：确定所述气体放电系统的所述一个或多个属性、选择所述气体维护方案、以及将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在脉冲能量未被供应到所述气体放电室中的任何气体放电室的所述气体混合物时发生：确定所述气体放电系统的所述一个或多个属性、选择所述气体维护方案、以及将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统。
12.根据权利要求1所述的方法，其中：
从所述多个可能的方案中选择所述气体维护方案包括：如果确定所述气体放电室中的至少一个气体放电室的所述使用年限在第一范围内则选择标准气体注入方案，并且将所选择的气体注入方案应用于所述气体放电系统包括：将至少第一量的缓冲气体泵送到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中；以及
从所述多个可能的方案中选择所述气体维护方案包括：如果确定所述至少一个气体放电室的所述使用年限在第二范围内则选择保持气体注入方案，并且将所选择的保持气体注入方案应用于所述气体放电系统包括：将第二量的所述缓冲气体泵送到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中，所述第二量小于所述第一量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中从所述多个可能的方案中选择所述气体维护方案包括：如果确定所述至少一个气体放电室的所述使用年限在第三范围内则选择另一保持气体注入方案，并且将所选择的气体注入方案应用于所述气体放电系统包括：将第三量的所述缓冲气体泵送到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中，所述第三量小于所述第一量但是大于所述第二量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一范围是小于或等于较低值的值，所述第二范围是大于所述较低值的值，并且所述第三范围是大于较高值的值。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一范围是所述使用年限的第一值，所述第二范围是所述使用年限的第二值，并且所述第三范围是所述使用年限的第三值。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一范围是所述使用年限的第一值并且所述第二范围是所述使用年限的第二值。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二范围与所述第一范围不同。
18.根据权利要求1所述的方法，其中：
从所述多个可能的气体维护方案中选择所述气体维护方案包括：如果确定所述气体放电室中的至少一个气体放电室的所述使用年限在第一范围内则选择标准气体注入方案，并且将所选择的气体注入方案应用于所述气体放电系统包括：以第一时间频率执行缓冲气体到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中的注入；以及
从所述多个可能的气体维护方案中选择所述气体维护方案包括：如果确定所述至少一个气体放电室的所述使用年限在第二范围内则选择保持气体注入方案，并且将所选择的保持气体注入方案应用于所述气体放电系统包括：以不同于所述第一时间频率的第二时间频率执行所述缓冲气体到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中的注入。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第二时间频率小于所述第一时间频率。
20.根据权利要求18所述的方法，其中执行所述缓冲气体到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中的注入还包括：将增益介质的一个或多个组分注入到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中。
21.根据权利要求1所述的方法，还包括：
监测所述气体放电光源的一个或多个操作特性；
确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性是否将在未来时间超出可接受的范围；以及
如果确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将在未来时间超出可接受的范围，则：选择恢复气体维护方案并且将所选择的恢复气体维护方案应用于所述气体放电系统。
22.根据权利要求21所述的方法，其中将所选择的恢复气体维护方案应用于所述气体放电系统包括：将恢复注入方案和再填充方案中的一个或多个应用于所述气体放电系统。
23.根据权利要求22所述的方法，其中将所选择的恢复注入方案应用于所述气体放电系统包括：执行缓冲气体到所述气体放电室中的至少一个气体放电室的所述气体混合物中的注入，所述注入增加所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中所述缓冲气体的相对量。
24.根据权利要求23所述的方法，其中执行增加所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中所述缓冲气体的相对量的、所述缓冲气体到所述至少一个气体放电室的所述气体混合物中的所述注入包括以下各项中的一项或多项：改变所述注入被执行的时间频率、以及将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比不同量的缓冲气体泵送到所述气体混合物中。
25.根据权利要求24所述的方法，其中：
改变所述注入被执行的时间频率包括：增加所述注入被执行的频率；以及
将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比不同量的缓冲气体泵送到所述气体混合物中包括：将与在确定所监测的一个或多个操作特性中的任何操作特性将超出可接受的范围之前所泵送的情况相比更少的缓冲气体泵送到所述气体混合物中。
26.根据权利要求1所述的方法，其中将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统发生在所述气体放电室中的每个气体放电室被填充有其相应的气体混合物之后。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括，在将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统之后，对所述气体放电室执行再填充方案，所述再填充方案包括：
清空所述气体放电系统的所述气体放电室中的每个气体放电室；以及
用新鲜气体混合物再填充每个气体放电室。
28.根据权利要求1所述的方法，其中气体维护方案包括以下参数中的一个或多个：
要被泵送到所述气体混合物中的组分气体的量；以及
执行所述组分气体到所述气体混合物中的注入的时间频率。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述组分气体是所述气体混合物的缓冲气体，所述气体混合物包括增益介质。
30.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体维护方案中的一个气体维护方案是再填充方案，所述再填充方案包括清空所述气体放电室中的至少一个气体放电室以及用新鲜气体混合物再填充所清空的气体放电室。
31.一种操作气体放电光源的方法，所述气体放电光源包括一个或多个气体放电室，所述方法包括：
利用气体混合物填充气体放电室，所述气体放电室容纳能量源；
通过激活所述能量源来将脉冲能量供应到所述气体混合物，以由此产生脉冲放大的光束；
确定所述气体放电室的一个或多个属性，其中确定所述气体放电系统的一个或多个属性包括确定所述气体放电系统的所述气体放电室中的至少一个气体放电室的使用年限；
基于所确定的所述气体放电室的一个或多个属性，从多个可能的注入方案中选择注入方案；以及
将所选择的注入方案应用于所述气体放电室；
其中注入方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到所述气体放电室有关的一个或多个参数。
32.一种气体放电光源，包括：
气体放电系统，其包括一个或多个气体放电室，每个气体放电室容纳能量源并且包含具有增益介质的气体混合物；以及
气体维护系统，包括：
气体供应系统；
监测系统；以及
控制系统，被耦合到所述气体供应系统以及所述监测系统，并且被配置为：
提供信号以激活每个能量源，以由此从其气体放电室产生脉冲放大的光束；
从所述监测系统接收信息，并且基于所接收的信息确定所述气体放电系统的一个或多个属性，其中确定所述气体放电系统的一个或多个属性包括确定所述气体放电系统的所述气体放电室中的至少一个气体放电室的使用年限；
基于所确定的所述气体放电系统的一个或多个属性，从多个可能的方案中选择气体维护方案；以及
向所述气体供应系统提供信号，以由此将所选择的气体维护方案应用于所述气体放电系统；
其中气体维护方案包括与将一种或多种补充气体混合物添加到所述气体放电系统的所述气体放电室有关的一个或多个参数。
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