CN109638629B - 一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法及系统 - Google Patents

一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法，该方法为：先获取一个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值；然后计算该能量测量值与能量设定值之间的差值；以该序列的第z个脉冲为分界点，当n为小于z的正整数时，根据第一数学模型计算下一个脉冲的放电电压值；当n为大于z–1的整数时，根据第二数学模型计算下一个脉冲的放电电压值；最后根据计算的放电电压值产生下一个脉冲。该控制方法能够有效控制每个脉冲序列中的能量超调现象和一个脉冲序列中所有脉冲能量的稳定性。基于该控制方法的控制系统包括：高压放电模块、激光器腔体、激光参数测量模块和能量稳定控制器，结构简单，只需要分离出少量能量即可实现对系统的能量稳定性控制。

Description

一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法及系统
技术领域
本发明涉及准分子激光技术领域，更具体而言，涉及一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法及实施该控制方法的控制系统。
背景技术
193nmArF准分子激光器是一种面向深紫外特征应用的脉冲式气体激光器，具有高重频、大能量、短波长、窄线宽的特点，是优秀的微电子光刻系统用激光光源。准分子激光器发出的激光是以脉冲形式发出的，由于电荷的变化或者是工作气体的变质，脉冲与脉冲之间的能量是有差异的，同时激光脉冲的能量与设定的期望脉冲能量也存在一定的偏差。在半导体光刻工艺中，这些偏差的累计的结果表现为在光刻过程中过度曝光或曝光不足，使得加工出来的线条粗糙。为了使光刻的精度在允许范围内，准分子激光脉冲能量的稳定性必需得到很好的控制。所以解决能量稳定性的控制，是准分子激光器研发过程中的一个关键。
在激光器运行的过程中，由于气体温度，气体退化或更新、以及运行时间等因素的影响，准分子激光器总会出现单脉冲能量的波动，平均脉冲能量的漂移和单脉冲能量的超调。这些现象都会影响激光器的剂量稳定性和能量稳定性。能量的超调是指在burst模式下，一组脉冲与一组脉冲的时间间隔内，由于气体处于不放电状态而导致在相同的放电高压下每一组的前几个脉冲要比其它脉冲高很多。单脉冲能量波动和能量值超调现象是准分子激光器的固有特性，单纯通过改变激光器本身的光学特性来改善这种现象比较困难，必需采用必要的控制算法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种基于脉冲所在脉冲序列中的位置分两段进行反馈控制的技术方案。
本发明的目的可通过以下技术措施来实现：
本发明第一方面提供了一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法，准分子激光器发出多组脉冲序列，每组脉冲序列中包含多个脉冲，各个所述脉冲的能量大小通过控制对应脉冲的放电电压值进行调节，所述放电电压值通过PI控制算法计算得到，所述控制方法包括：
获取所述第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值；
计算所述能量测量值与能量设定值之间的差值；
当n为小于z的正整数时，根据第一数学模型计算所述第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值；
当n为大于(z–1)的整数时，根据第二数学模型计算所述第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值；
根据所述放电电压值产生第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲；
其中，m为大于1的整数。
优选地，所述第一数学模型为式(1)所示：
Figure BDA0001972554420000021
其中，Eerror(m-1,n+1)为第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；
Figure BDA0001972554420000022
为第1～(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值分别与能量设定值之间的差值的总和，PKp1为PI控制算法的比例参数，PK1为PI控制算法的积分参数，PT1为PI控制算法的控制周期参数。
更优选地，所述第一数学模型的增量形式如式(2)所示：
Figure BDA0001972554420000023
其中，ΔHV(m,n+1)表示第m个脉冲序列中的第(n+1)个脉冲的放电电压值与第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值之间的变化量；Eerror(m-1,n+1)为第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Eerror(m-2,n+1)为第(m–2)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；PKp1为PI控制算法的比例参数，PK1为PI控制算法的积分参数，PT1为PI控制算法的控制周期参数；
则第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值为式(3)所示
HV(m,n+1)＝HV(m-1,n+1)+ΔHV(m,n+1) (3)
其中，HV(m-1,n+1)为第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值。
优选地，所述第二数学模型为式(4)所示：
Figure BDA0001972554420000031
其中，Eerror(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；为第m个脉冲序列中第(z+1)～n个脉冲的能量测量值分别与能量设定值之间的差值的总和；Kp1为PI控制算法的比例参数，K1为PI控制算法的积分参数，T1为PI控制算法的控制周期参数。
更优选地，所述第二数学模型的增量形式如式(5)所示：
Figure BDA0001972554420000033
其中，n为大于z的整数，ΔHV(m,n+1)表示第m个脉冲序列中的第(n+1)个脉冲的放电电压值与第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值之间的变化量；Eerror(m,n-1)为第m个脉冲序列中第(n–1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Eerror(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Kp1为PI控制算法的比例参数，K1为PI控制算法的积分参数，T1为PI控制算法的控制周期参数；
则第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值为式(6)所示：
HV(m,n+1)＝HV(m,n)+ΔHV(m,n+1) (6)
其中，HV(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值。
更优选地，当计算得到的HV(m,n+1)大于第一电压阈值时，控制所述第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第一电压阈值；和/或
当计算得到的HV(m,n+1)小于第二电压阈值时，控制所述第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第二电压阈值。
更优选地，当计算得到的ΔHV(m,n+1)大于第三电压阈值时，对于第一数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值加上第三电压阈值，对于第二数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值加上第三电压阈值；和/或
当计算得到的ΔHV(m,n+1)小于第四电压阈值时，对于第一数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值加上第四电压阈值，对于第二数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值加上第四电压阈值。
更优选地，所述z为10～100之间的整数。
本发明第二方面提供了一种准分子激光脉冲能量稳定性控制系统，所述系统包括：
高压放电模块，根据设定的放电电压值产生脉冲高压；
激光器腔体，所述腔体内有工作气体，所述工作气体受所述脉冲高压电击，触发所述激光器腔体产生第一激光脉冲；
激光参数测量模块，所述第一激光脉冲经所述激光参数测量模块后被分成用于工作的第二激光脉冲和用于计算下一个第一激光脉冲的放电电压值的第三激光脉冲；
能量稳定控制器，获取所述第三激光脉冲的能量值，计算下一个第一激光脉冲的放电电压值，并将所述放电电压值传输至所述高压放电模块。
优选地，所述激光参数测量模块包括分光镜和能量探测器，所述第一激光脉冲经所述分光镜后被分成用于工作的第二激光脉冲和用于计算下一个第一激光脉冲的放电电压值的第三激光脉冲，所述第三激光脉冲经所述能量探测器后被转化为电信号输送至能量稳定控制器；以及
所述第二激光脉冲的能量和所述第三激光脉冲的能量比为(90～95)％：(10～5)％。
与现有技术相比，本发明提供的基于脉冲所在脉冲序列中的位置分段进行反馈控制的方法，能够有效控制每个脉冲序列的前几个脉冲能量严重超调的现象，同时兼顾控制了一个脉冲序列中所有脉冲能量的稳定性，从而使得激光器发出的所有激光脉冲能量稳定在一定的水平，以达到半导体光刻所需要的精度要求，该控制方法简单、控制效果明显，而基于该控制方法的控制系统结构简单，只需要从发出的激光脉冲中分离出少量能量即可实现对整个系统的能量稳定性控制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的激光器在Burst工作模式下的出光能量分布图。
图2是本发明实施例提供基于控制方法控制后的出光能量分布图。
图3是本发明实施例提供的一种准分子激光能量稳定性控制系统结构框图。
图4是本发明实施例提供的一种激光参数测量模块的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
准分子激光器在半导体光刻的应用场景中是基于激光器的Burst工作模式，即激光器输出一个序列的激光脉冲后，有一个停止工作的时间间隔，即为Burst间隔，然后继续输出另一个序列的激光脉冲，以此类推；如图1所示本发明实施例提供的激光器在Burst工作模式下的能量分布图，12表示激光器的出光脉冲序列，11表示Burst间隔；由于Burst间隔11的存在，使得在激光器的放电高压不变的情况下，每一个激光脉冲序列的前几个脉冲的能量均比后续脉冲高得多，如图中13所示，在本领域中将该现象定义为能量超调。由于有能量超调现象的存在，在放电高压不变的情况下，激光器出光能量的稳定性很难满足半导体光刻对于能量稳定性的需求。
脉冲的能量大小可以通过控制对应脉冲的放电电压值进行调节，而在本领域中，放电电压值一般通过PI控制算法计算得到。因此，本发明基于脉冲所在脉冲序列中的位置差异提出了一种分段进行反馈控制的方法，具体包括：首先获取第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值；然后计算该能量测量值与能量设定值之间的差值；当n为小于z的正整数时，根据第一数学模型计算第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值；当n为大于(z–1)的整数时，根据第二数学模型计算第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值；最后根据计算得到的放电电压值产生第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲。z为脉冲序列中出现能量超调现象的脉冲编号，对于同一台准分子激光器的Burst间隔，不同的脉冲序列中出现能量超调现象的脉冲编号基本相同，可以根据脉冲能量测试实验获取大量数据后，选择合适的z值，根据本发明的一些实施方式，z值为10～100之间整数，进一步，常见的z值在15～35之间，例如本发明的另一些实施例中优选z为20时进行控制，对每个脉冲序列的第1～20个脉冲的放电电压值采用第一数学模型计算，对每个脉冲序列的第20个脉冲以后的脉冲的放电电压值采用第二数学模型计算。
根据本发明的一些实施方式，第一数学模型建立的基础参考了历史脉冲序列中编号相同的脉冲的放电电压值和出光能量值，因此从第二列开始，对于每一列的前z个脉冲的放电电压值计算均可以参考历史脉冲序列中相同编号的脉冲的放电电压值和出光能量值，而对于第一列的前z个脉冲的放电电压值可以在大量实验数据的基础上选择合适的均值进行设置。具体为：将激光器的能量设定值记为Eset，在激光器出光时第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值记为Emeasured(m,n)，则该脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值记为Eerror(m,n)，根据该差值采用PI控制算法，建立的第一数学模型如式(1)所示：
其中，Eerror(m-1,n+1)为第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；
Figure BDA0001972554420000072
为第1～(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值分别与能量设定值之间的差值的总和，PKp1为PI控制算法的比例参数，PK1为PI控制算法的积分参数，PT1为PI控制算法的控制周期参数；通过该第一数学模型，当知道第1～(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值时，即可算得第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值。
在实现控制算法的过程中，由于
Figure BDA0001972554420000081
的存在，会占用大量内存，而且容易出现积分饱和现象，不好实现。所以在工程实现中，采用了PI反馈控制算法的增量形式实现，实现公式如式(2)所示：
Figure BDA0001972554420000082
其中，ΔHV(m,n+1)表示第m个脉冲序列中的第(n+1)个脉冲的放电电压值与第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值之间的变化量；Eerror(m-1,n+1)为第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Eerror(m-2,n+1)为第(m–2)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；PKp1仍为PI控制算法的比例参数，PK1仍为PI控制算法的积分参数，PT1仍为PI控制算法的控制周期参数；则第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值为式(3)所示
HV(m,n+1)＝HV(m-1,n+1)+ΔHV(m,n+1) (3)
其中，HV(m-1,n+1)为第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值。
根据本发明的另一些实施方式，第二数学模型建立的基础只需要参考同一个序列中历史脉冲的放电电压值和出光能量值，而不涉及到历史的脉冲序列和脉冲所在序列中的位置，形成一个PI反馈控制算法，建立的第二数学模型如式(4)所示：
Figure BDA0001972554420000083
其中，Eerror(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；
Figure BDA0001972554420000084
为第m个脉冲序列中第(z+1)～n个脉冲的能量测量值分别与能量设定值之间的差值的总和；Kp1为该模型中的PI控制算法的比例参数，K1为该模型中的PI控制算法的积分参数，T1为该模型中的PI控制算法的控制周期参数；通过该第二数学模型，当知道同一脉冲序列中第(z+1)～n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值时，即可算得该脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值。
同样，在实现控制算法的过程中，由于
Figure BDA0001972554420000091
的存在，会占用大量内存，而且容易出现积分饱和现象，不好实现。所以在工程实现中，采用了PI反馈控制算法的增量形式实现，实现公式如式(5)所示：
Figure BDA0001972554420000092
其中，ΔHV(m,n+1)表示第m个脉冲序列中的第(n+1)个脉冲的放电电压值与第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值之间的变化量；Eerror(m,n-1)为第m个脉冲序列中第(n–1)个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Eerror(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Kp1仍为该模型中的PI控制算法的比例参数，K1仍为该模型中的PI控制算法的积分参数，T1仍为该模型中的PI控制算法的控制周期参数。
需要说明的是，当获取的是第m个脉冲序列中第z个脉冲的能量测量值，根据上述定义，z大于(z–1)，所以第m个脉冲序列中第(z+1)个脉冲的放电电压值按照公式(4)，即第二数学模型计算得到，如下式(6)所示：
Figure BDA0001972554420000093
而当获取的是第m个脉冲序列中第(z–1)个脉冲的能量测量值，根据上述定义，(z–1)小于z，所以第m个脉冲序列中第z个脉冲的放电电压值按照公式(1)，即第一数学模型计算得到，如下式(7)所示：
Figure BDA0001972554420000094
公式(6)减去公式(7)，即可得到第m个脉冲序列中第(z+1)个脉冲的放电电压值的增量形式，如下式(8)：
Figure BDA0001972554420000095
Figure BDA0001972554420000101
而式(8)并不等于式(5)，因此，第m个脉冲序列中第(z+1)个脉冲的放电电压值的增量形式并不能通过式(5)表示，因此，在公式(5)中，n应为大于z的整数。
则当n为大于z的整数时，第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值为式(9)所示：
HV(m,n+1)＝HV(m,n)+ΔHV(m,n+1) (9)
其中，HV(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值。
在实际实现过程中，激光的放电电压值受到高压模块装置固有属性的限制，有最大值和最小值限制，因此，在两段控制算法中均设置了符合装置固有属性的第一电压阈值和第二电压阈值，当计算得到的HV(m,n+1)大于第一电压阈值时，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第一电压阈值，并根据该第一电压阈值产生第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲；以及当计算得到的HV(m,n+1)小于第二电压阈值时，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第二电压阈值，并以该第二电压阈值产生第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲。
在以增量形式进行模拟计算时，为了防止能量剧烈变化，从而引起系统的不稳定或者造成对于系统的伤害，在实现过程中对于脉冲与脉冲之间的变化量设置了第三电压阈值和第四电压阈值，当计算得到的ΔHV(m,n+1)大于第三电压阈值时，对于第一数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值加上第三电压阈值，对于第二数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值加上第三电压阈值；当计算得到的ΔHV(m,n+1)小于第四电压阈值时，对于第一数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第(m–1)个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值加上第四电压阈值，对于第二数学模型，控制第m个脉冲序列中第(n+1)个脉冲的放电电压值等于第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值加上第四电压阈值。
在本发明的一具体实施例中，激光器的出光频率为4kHz，每个激光脉冲序列中包含了375个脉冲，激光器能量稳定性控制器的能量设定值为10mJ，通过上述介绍的控制方法得到的能量分布图如图2所示，将图2和图1进行对比可以看出原来的脉冲序列中的能量超调现象得到了很好的抑制，并且各个脉冲序列17中的每个脉冲的能量值都控制在10mJ左右。且通过计算得到脉冲能量的相对标准差为1.6％，能量稳定性得到了很好的控制。
因此，本发明提供的基于脉冲所在脉冲序列中的位置分段进行反馈控制的方法，能够有效控制每个脉冲序列的前几个脉冲能量严重超调的现象，同时兼顾控制了一个脉冲序列中所有脉冲能量的稳定性，从而使得激光器发出的所有激光脉冲能量稳定在一定的水平，达到了半导体光刻所需要的精度要求，该控制方法简单、控制效果明显。
本发明另一方面提供了一种基于上述控制方法的控制系统，请参阅图3所示控制系统的结构框图，该控制系统包括：高压放电模块1、激光器腔体2、激光参数测量模块3和能量稳定控制器9；其中，高压放电模块1根据设定的放电电压值4产生一个脉冲高压5，激光器腔体2内有工作气体，该工作气体受到该脉冲高压5电击，会触发激光器腔体2产生一个激光脉冲6；激光参数测量模块3在本系统中的主要作用是探测激光器的单脉冲能量，为能量控制器9的工作提供参考，请参阅图4所示的本发明实施例提供的一种激光参数测量模块3的结构框图，激光参数测量模块3包括分光镜16和能量探测器15，激光脉冲6经分光镜16后被分成用于工作的激光脉冲7和用于计算下一个激光脉冲6的放电电压值的激光脉冲14，激光脉冲14照射到能量探测器15上，转化为电信号8输送至能量稳定控制器9；能量稳定控制器9通过电信号8采集激光脉冲14的能量值，经过比例换算得到激光脉冲7的能量，并将该能量值与能量设定值10进行比较，根据上述介绍的控制算法计算下一个激光脉冲6的放电电压值4，然后将该放电电压值4传输至高压放电模块1，从而控制激光脉冲7的能量，使其能量值尽量与能量设定值10一致，进而使激光器的出光能量7稳定在能量设定值10的同时消除激光器在Burst模式下的能量超调13现象。
根据本发明的一些实施方式，激光脉冲7的能量与激光脉冲14的能量比为(90～95)％：(10～5)％，分离出激光脉冲6能量的(10～5)％即可满足对系统能量稳定性的控制。
本发明提供的上述控制系统结构简单，只需要从发出的激光脉冲中分离出少量能量即可实现对整个系统的能量稳定性控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种准分子激光脉冲能量稳定性控制方法，准分子激光器发出多组脉冲序列，每组脉冲序列中包含多个脉冲，各个所述脉冲的能量大小通过控制对应脉冲的放电电压值进行调节，所述放电电压值通过PI控制算法计算得到，其特征在于，所述控制方法包括：
获取第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值；
计算所述能量测量值与能量设定值之间的差值；
当n为小于z的正整数时，根据第一数学模型计算所述第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值；
当n为大于z–1的整数时，根据第二数学模型计算所述第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值；
根据所述放电电压值产生第m个脉冲序列中第n+1个脉冲；
其中，m为大于1的整数；
其中，所述第一数学模型为式(1)所示：
Figure FDA0002169040550000011
其中，Eerror(m-1,n+1)为第m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；
Figure FDA0002169040550000012
为第1至m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的能量测量值分别与能量设定值之间的差值的总和，PKp1为PI控制算法的比例参数，PK1为PI控制算法的积分参数，PT1为PI控制算法的控制周期参数；
所述第一数学模型的增量形式如式(2)所示：
Figure FDA0002169040550000013
其中，ΔHV(m,n+1)表示第m个脉冲序列中的第n+1个脉冲的放电电压值与第m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值之间的变化量；Eerror(m-1,n+1)为第m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Eerror(m-2,n+1)为第m–2个脉冲序列中第n+1个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；PKp1为PI控制算法的比例参数，PK1为PI控制算法的积分参数，PT1为PI控制算法的控制周期参数；
则第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值为式(3)所示
HV(m,n+1)＝HV(m-1,n+1)+ΔHV(m,n+1) (3)
其中，HV(m-1,n+1)为第m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值。
2.如权利要求1所述脉冲能量稳定性控制方法，其特征在于，所述第二数学模型为式(4)所示：
Figure FDA0002169040550000021
其中，Eerror(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；
Figure FDA0002169040550000022
为第m个脉冲序列中第z+1至n个脉冲的能量测量值分别与能量设定值之间的差值的总和；Kp1为PI控制算法的比例参数，K1为PI控制算法的积分参数，T1为PI控制算法的控制周期参数。
3.如权利要求2所述脉冲能量稳定性控制方法，其特征在于，所述第二数学模型的增量形式如式(5)所示：
Figure FDA0002169040550000023
其中，n为大于z的整数，ΔHV(m,n+1)表示第m个脉冲序列中的第n+1个脉冲的放电电压值与第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值之间的变化量；Eerror(m,n-1)为第m个脉冲序列中第n–1个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Eerror(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的能量测量值与能量设定值之间的差值；Kp1为PI控制算法的比例参数，K1为PI控制算法的积分参数，T1为PI控制算法的控制周期参数；
则第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值为式(6)所示：
HV(m,n+1)＝HV(m,n)+ΔHV(m,n+1) (6)
其中，HV(m,n)为第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值。
4.如权利要求2～3中任一项所述脉冲能量稳定性控制方法，其特征在于，当计算得到的HV(m,n+1)大于第一电压阈值时，控制所述第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值等于第一电压阈值；和/或
当计算得到的HV(m,n+1)小于第二电压阈值时，控制所述第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值等于第二电压阈值。
5.如权利要求1或3所述脉冲能量稳定性控制方法，其特征在于，当计算得到的ΔHV(m,n+1)大于第三电压阈值时，对于第一数学模型，控制第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值等于第m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值加上第三电压阈值，对于第二数学模型，控制第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值等于第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值加上第三电压阈值；和/或
当计算得到的ΔHV(m,n+1)小于第四电压阈值时，对于第一数学模型，控制第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值等于第m–1个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值加上第四电压阈值，对于第二数学模型，控制第m个脉冲序列中第n+1个脉冲的放电电压值等于第m个脉冲序列中第n个脉冲的放电电压值加上第四电压阈值。
6.如权利要求1～3中任一项所述脉冲能量稳定性控制方法，其特征在于，所述z为10～100之间的整数。
7.一种准分子激光脉冲能量稳定性控制系统，其特征在于，所述系统包括：
高压放电模块，根据设定的放电电压值产生脉冲高压；
激光器腔体，所述腔体内有工作气体，所述工作气体受所述脉冲高压电击，触发所述激光器腔体产生第一激光脉冲；
激光参数测量模块，所述第一激光脉冲经所述激光参数测量模块后被分成用于工作的第二激光脉冲和用于计算下一个第一激光脉冲的放电电压值的第三激光脉冲；
能量稳定控制器，获取所述第三激光脉冲的能量值，根据权利要求1～6中任一项所述控制方法计算下一个第一激光脉冲的放电电压值，并将所述放电电压值传输至所述高压放电模块。
8.如权利要求7所述控制系统，其特征在于，所述激光参数测量模块包括分光镜和能量探测器，所述第一激光脉冲经所述分光镜后被分成用于工作的第二激光脉冲和用于计算下一个第一激光脉冲的放电电压值的第三激光脉冲，所述第三激光脉冲经所述能量探测器后被转化为电信号输送至能量稳定控制器；以及
所述第二激光脉冲的能量和所述第三激光脉冲的能量比为(90～95)％：(10～5)％。
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