CN111262117B - 气体放电光源中的气体优化 - Google Patents

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Abstract

通过在一组极端测试条件下操作光源的同时估计光源的操作参数的多个极值来调节光源的一个或多个操作特性。对于每个极端测试条件，在极端测试条件下操作第一气体放电室的同时向光源的第一气体放电室提供一组能量脉冲，以产生第一脉冲放大光束；在极端测试条件下操作第二气体放电室的同时向光源的第二气体放电室提供一组能量脉冲，以产生第二脉冲放大光束。测量极端测试条件下的操作参数的极值，由此估计操作参数的极值。

Description

气体放电光源中的气体优化
本申请是申请日为2017年1月31日、申请号为201780011602.9、发明名称为“气体放电光源中的气体优化”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
所公开的主题涉及在光源的气体放电室已经重新填充气体之后调节与光源中的气体相关联的条件。
背景技术
在光刻中使用的一种类型的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一种或多种稀有气体(诸如氩气、氪气或氙气)和反应性物质(诸如氟气或氯气)的组合。准分子激光器的名称源于如下事实，即，在适当的电刺激(提供的能量)和高压力(气体混合物的高压力)条件下，产生被称为准分子的伪分子，其仅存在于赋能状态下并且产生紫外线范围内的放大光。
准分子光源用于光刻机中。准分子光源产生深紫外(DUV)光。准分子光源可以使用单个气体放电室或使用多个气体放电室来构建。
发明内容
在一些总体方面，描述了一种用于调节光源的一个或多个操作特性的方法。光源包括第一级和第二级，第一级具有填充有第一气体混合物并且包括第一脉冲能量源的第一气体放电室，第二级具有填充有第二气体混合物并且包括第二脉冲能量源的第二气体放电室。该方法包括在一组极端测试条件下操作光源的同时估计光源的操作参数的多个极值。对于每个极端测试条件，在极端测试条件下操作第一气体放电室的同时向第一气体放电室提供一组能量脉冲，以从第一级产生被引导到第二级的第一脉冲放大光束；在极端测试条件下操作第二气体放电室的同时并且在第一脉冲放大光束被输入到第二气体放电室的同时，向第二气体放电室提供一组能量脉冲以产生第二脉冲放大光束；以及针对极端测试条件测量操作参数的极值，由此估计操作参数的极值。该方法还包括基于估计的操作参数的多个极值来确定是否要调节光源的多个操作特性中的至少一个操作特性；以及如果确定应当调节操作特性，则调节该操作特性。
实现可以包括以下特征中的一项或多项。例如，该方法还可以包括确定多个误差值，每个误差值是根据操作参数的一个或多个测量的极值而确定的。
可以通过向第一气体放电室提供一串能量脉冲来向第一气体放电室提供一组能量脉冲组。可以通过向第二气体放电室提供一串能量脉冲来向第二气体放电室提供一组能量脉冲。
可以通过在其中在以第一放大光束的脉冲与第二放大光束的脉冲之间的非最佳相对定时操作的同时增加提供给第一气体放电室的能量的极端测试条件下操作光源，来在一组极端测试条件下操作光源。可以通过测量第二脉冲放大光束的最大能量来测量极端测试条件下的操作参数的极值。
可以通过在其中在以第一放大光束的脉冲与第二放大光束的脉冲之间的最佳相对定时操作的同时减小提供给第一气体放电室的能量的极端测试条件下操作光源，来在一组极端测试条件下操作光源。可以通过测量第二脉冲放大光束的最小能量来测量极端测试条件下的操作参数的极值。
可以通过在其中在向第一气体放电室提供最小能量的同时减小第一放大光束的脉冲与第二放大光束的脉冲之间的相对定时的极端测试条件下操作光源，来在一组极端测试条件下操作光源。可以通过测量第二脉冲放大光束的最大光谱性质来测量极端测试条件下的操作参数的极值。
可以通过在其中在向第一气体放电室提供最大能量的同时增加第一放大光束的脉冲与第二放大光束的脉冲之间的相对定时的极端测试条件下操作光源，来在一组极端测试条件下操作光源。可以通过测量第二脉冲放大光束的最小光谱性质来测量极端测试条件下的操作参数的极值。
极端测试条件下的操作参数的极值可以通过以下方式测量：在第一极端测试条件下操作光源的同时测量第二脉冲放大光束的最大能量；以及在第二极端测试条件下操作光源的同时测量第二脉冲放大光束的最小能量。极端测试条件下的操作参数的极值可以通过以下方式测量：在第三极端测试条件下操作光源的同时测量第二脉冲放大光束的最大光谱性质；以及在第四极端测试条件下操作光源的同时测量第二脉冲放大光束的最小光谱性质。
可以通过测量以下中的一项或多项来测量操作参数的极值：第二脉冲放大光束的能量的极值，以及第二脉冲放大光束的光谱性质的极值。
确定是否要调节光源的操作特性还可以基于多个已校准常数和多个非线性函数中的一项或多项。
确定是否要调节光源的至少一个操作特性可以包括：确定是否要调节至少一个气体放电室的气体混合物的压力并且确定是否要调节脉冲放大光束的光学特征。确定是否要调节脉冲放大光束的光学特征可以包括：确定是否要调节第一脉冲放大光束的光学放大率。可以通过允许至少一些气体混合物从气体放电室逸出来调节至少一个气体放电室的气体混合物的压力。可以通过调节第一脉冲放大光束的光学放大率并且由此调节第二脉冲放大光束的带宽来调节脉冲放大光束的光学特征。
确定是否要调节至少一个气体放电室的气体混合物的压力可以包括：确定气体混合物的测量压力是否大于可接受的较低值以及第二脉冲放大光束的能量是否在可接受的范围内。该方法还可以包括：仅当气体混合物的测量压力大于可接受的较低值并且第二脉冲放大光束的能量在可接受的范围内时，确定应当调节至少一个气体放电室的气体混合物的压力。
确定是否要调节脉冲放大光束的光学特征可以包括：确定是否满足光谱性质致动的条件。该方法可以包括：仅当满足光谱性质致动的条件时，确定应当调节脉冲放大光束的光学特征。
确定是否要调节至少一个气体放电室的气体混合物的压力可以包括：确定是否要调节第二气体放电室的气体混合物的压力。
基于估计的操作参数的多个极值来确定是否要调节光源的至少一个操作特性可以包括：基于不同操作参数的至少两个估计的极值来确定是否要调节第一操作特性；以及基于不同操作参数的至少两个估计的极值来确定是否要调节第二操作特性。
可以至少通过以下方式估计操作参数的多个极值：对第一操作参数的第一测量极值和第二测量极值求平均以获得第一操作参数的平均值，并且将第一操作参数的平均值调节第一预定范围以获得第一误差值；对第二操作参数的第一测量极值和第二测量极值求平均以获得第二操作参数的平均值，并且将第二操作参数的平均值调节第二预定范围以获得第二误差值。
确定是否要调节光源的至少一个操作特性可以包括：至少基于第一误差值和第二误差值来确定是否要调节第一操作特性；以及至少基于第一误差值和第二误差值来确定是否要调节第二操作特性。
确定是否要调节光源的至少一个操作特性可以包括确定是否要调节与第二级相关联的至少一个操作特性；以及如果确定应当调节操作特性则调节操作特性可以包括调节与第二级相关联的操作特性。该方法还可以包括，在确定是否要调节与第二级相关联的至少一个操作特性并且如果确定应当调节第二级的操作特性则调节第二级的操作特性之前：确定是否要调节与第一级相关联的一个或多个操作特性；以及如果确定应当调节与第一级相关联的操作特性，则调节与第一级相关联的操作特性。
确定是否要调节光源的至少一个操作特性可以包括同时确定是否要调节光源的多个操作特性。
在其他总体方面，描述了一种用于调节光源的一个或多个操作特性的方法。光源包括第一级，第一级具有填充有第一气体混合物并且包括第一脉冲能量源的第一气体放电室。光源包括第二级，第二级具有填充有第二气体混合物并且包括第二脉冲能量源的第二气体放电室。该方法包括使用第一脉冲能量源向第一气体放电室提供能量，直到脉冲放大光束从第一级被输出并且被引导朝向第二级。该方法包括，在向第一气体放电室提供能量的同时：测量第一气体放电室的操作参数的值；基于所测量的值来确定是否要调节第一气体放电室的操作特性；以及如果确定应当调节第一气体放电室的操作特性，则调节第一气体放电室的操作特性。该方法还包括，在确定不应当再调节第一气体放电室的操作特性之后，然后向第二气体放电室的操作特性应用调节过程。
实现可以包括以下特征中的一项或多项。例如，确定是否要调节第一气体放电室的操作特性可以包括：确定是否要调节第一气体放电室中的第一气体混合物的状态。
第一气体放电室的操作参数的值可以通过测量从第一气体放电室输出的脉冲放大光束的能量来测量；并且确定是否要调节第一气体放电室的操作特性可以包括确定测量的能量是否在目标范围之外。
可以通过提供向第一气体混合物提供能量的脉冲放电来向第一气体室提供能量。
可以通过调节第一气体放电室中的第一气体混合物的压力来调节第一气体放电室的操作特性。可以通过允许至少一些第一气体混合物从第一气体放电室逸出来调节第一气体放电室中的第一气体混合物的压力。
可以在使从第一能量源输出的放大光束的脉冲与从第二能量源输出的放大光束的脉冲之间的定时失谐的同时，调节第一气体放电室的操作特性。可以在从第一能量源输出的放大光束的脉冲与从第二能量源输出的放大光束的脉冲之间的定时保持恒定的同时，调节第一气体放电室的操作特性。
可以通过在提供给第一气体放电室的能量保持恒定的同时调节第一气体放电室的操作特性，来调节第一气体放电室的操作特性。可以通过在提供给第一气体放电室的能量保持在最大可接受电压的同时调节第一气体放电室的操作特性，来调节第一气体放电室的操作特性。
确定是否要调节第一气体放电室的操作特性可以包括确定操作参数的测量值是否高于预定值。如果确定操作参数的测量值高于预定值，则可以确定应当调节第一气体放电室的操作特性。
该方法还可以包括用第一气体混合物填充第一气体放电室并且用第二气体混合物填充第二气体放电室。
可以通过以下方式向第二气体放电室的操作特性应用调节过程：在一组极端测试条件下操作光源的同时估计与第二气体放电室相关联的操作参数的一个或多个极值。对于每个极端测试条件，估计可以包括；在极端测试条件下操作光源；并且测量极端测试条件下的操作参数的极值。该方法还可以包括：基于估计的操作参数的一个或多个极值来确定是否要调节第二气体放电室的至少一个操作特性，并且如果确定应当调节第二气体放电室的操作特性，则调节第二气体放电室的至少一个操作特性。
确定是否要调节第二气体放电室的至少一个操作特性可以包括确定是否要调节以下中的一项或多项：第二气体混合物的状态和从第二级输出的脉冲放大光束的光学特征。确定是否要调节第二气体混合物的状态可以包括确定是否要调节第二气体混合物的压力，并且确定是否要调节从第二级输出的脉冲放大光束的光学特征可以包括确定是否要调节从第二级输出的脉冲放大光束的带宽。
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是图1的示例性输出装置的框图；
图3是图1的气体放电光源的示例性控制系统的框图；
图4是可以在图1中使用的示例性气体放电光源的框图；
图5是可以在图1或4的气体放电光源中使用的光谱特征选择系统的示例性模块的框图；
图6是图5的示例性模块的示例性光谱光学系统的框图；
图7是图1和4的气体放电光源的示例性监测系统的框图；
图8是由图1或4的气体放电光源执行的示例性过程的流程图；
图9和10是由图1或4的气体放电光源执行的用于执行气体调节过程的示例性过程的流程图。
图11是由图1或4的气体放电光源执行的用于执行气体调节过程的示例性过程的流程图；
图12是由图1或4的气体放电光源执行的用于估计光源的操作参数的极值的示例性过程的流程图。
图13是由图1或4的气体放电光源执行的用于分析操作参数的一组估计的极值的示例性过程的流程图；
图14A是示出极端测试条件与从图1或4的气体放电光源的一个或多个级输出的脉冲光束的操作参数能量的估计的极值之间的示例性关系的曲线图；
图14B是示出极端测试条件与从图1或4的气体放电光源的一个或多个级输出的脉冲光束的操作参数带宽的估计的极值之间的示例性关系的曲线图；以及
图15是可以由图1或4的气体放电光源执行的示例性气体调节过程的流程图。
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和示例性气体调节系统110。光源100被配置为提供被引导到输出装置125的脉冲光束120的光学系统115的一部分(诸如对晶片上的微电子特征进行图案化的光刻曝光装置225，如图2所示)。
气体放电系统105是包括产生脉冲光束170的第一级135和产生脉冲光束175的第二级140的双室系统。脉冲光束175可以被引导穿过放置在气体放电光源100与输出装置125之间的光束准备系统130以形成脉冲光束120。第一级135包括第一气体放电室136，第一气体放电室136包含包括增益介质等气体的气体混合物137和用于向增益介质提供能量的第一脉冲能量源138。类似地，第二级140包括第二气体放电室141，第二气体放电室141包含包括增益介质等气体的气体混合物142和第二脉冲能量源143。气体混合物137、142的成分可以是相同的。此外，气体混合物137、142中的每种中的各种成分的浓度可以不同，并且还可以例如实时地调节。
特定腔室中的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中的激光活性实体，并且它可以是单个原子或者分子或伪分子。因此，通过利用来自相应的能量源138、143的放电来泵送气体混合物137、142(以及因此增益介质)，经由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；并且惰性气体包括例如氦气或氖气。
气体调节系统110被设计为优化或改善气体放电室136、141中的气体混合物的操作特性(或属性)，例如，在气体放电室136、141已经重新填充气体之后。气体调节系统110至少部分通过以下方式来优化或改善这些气体特性：在一组极端测试条件下操作气体放电系统105的同时估计光源100的操作参数的极值(例如，最小值和最大值)，基于估计的极值来确定是否要调节光源100的一个或多个操作特性(或属性)，并且如果确定应当调节这样的操作特性，则调节光源100的操作特性。
光源100的操作特性(诸如气体放电室136、141中的气体混合物的特性)通过例如调节控制这种操作特性的致动器设置来调节。例如，气体放电系统105的一个操作特性是气体放电系统105内的气体放电室136、141的气体混合物137、142的压力。可以通过调节气体供应系统145来调节气体混合物137、142的压力。气体放电系统105的另一操作特性是脉冲光束170、175的光学特征(诸如光谱特征)。可以通过调节施加到气体放电系统105的第一级135的脉冲光束的光学放大率来调节脉冲光束170、175的光谱特征。此外，可以通过调节光谱特征选择系统150来调节光学放大率。
如所讨论的，气体调节系统110至少部分基于在光源100在一组极端测试条件下操作的同时光源100的一个或多个操作参数的估计、测量或观察来分析和选择这些调节。
此外，气体调节系统110还可以通过例如在执行气体优化或气体放电室141的调节之前执行气体优化或气体放电室136的调节，来将气体放电室136的气体调节(或优化)与气体放电室141的气体调节(或优化)分离。
与现有技术的气体优化过程(其通常需要六分钟或更长时间才能完成)相比，气体调节系统110在改进的时间(例如，两分钟或更短时间)内执行气体优化过程。与现有技术的气体优化过程相比，气体调节系统110执行更稳健的气体优化过程。这表示，气体优化过程优化或改善了对气体放电系统105的调节(例如，调节相应气体放电室136、141中的气体混合物137、142的压力或者调节从第二级140输出的脉冲光束175的光谱性质)，以便在气体放电系统105的操作参数(诸如脉冲光束120的能量或脉冲光束120的光谱特征)的可接受或最大化的界限内操作气体放电系统105。因此，气体调节系统110执行气体优化，同时最大化气体放电系统105的操作参数的这些界限。例如，气体放电系统105可以操作更长的时间段，同时保持指定的操作参数(诸如脉冲光束120的输出能量)或指定的操作参数(诸如脉冲光束120的输出带宽)，同时仍然补偿可以改变这些操作参数的对气体放电系统105的干扰107。通过这样做，气体放电系统105执行得更加稳健并且在重新填充过程之后能够比使用现有技术的气体优化方案更好地拒绝或补偿干扰107。
具体地，相应的气体放电室136、141的每个能量源138、143由脉冲信号激活，并且气体放电室136、141因此在某些情况下(具有足够的能量和/或光学反馈)可以产生放大的脉冲光束。例如，气体放电室136产生中间或种子光束170，并且气体放电室141产生输出光束175，输出光束175被引导到光束准备系统130以产生脉冲光束120。由于能量是通过能量源138、143被放电以分别产生脉冲光束170、175，所以一些卤素气体(在ArF或KrF增益介质的情况下的氟气)被耗尽。这导致来自光源100的操作效率降低，并且操作效率的这种降低例如可以看作需要提供给能量源138、143(以在脉冲光束120中产生期望能量)的能量的增加。因此，必须采取措施以补充损失的卤素气体，使得提供给能量源138、143的能量保持低于上限(其由硬件的约束决定)并且光源100继续正常运行。
补充损失的卤素气体的一种方法是在气体放电室136、141中完全补充气体混合物137、142。这种完全补充被称为重新填充，其中所有的气体混合物137、142在光源100不产生脉冲光束120的同时被更换。在重新填充期间，气体混合物137、142的成分被返回到期望的混合物、浓度和/或压力。例如，新气体以足以达到特定压力和浓度的卤素气体(例如，氟气)的量被引入腔室136、141中。在重新填充之后，光源100的操作应当以尽可能接近最佳的一组操作参数来开始，以为光源100的初始操作提供最佳气体特性(或属性)。以这种方式，光源100可以以其最有效(或接近最有效)的一组操作参数来开始操作，以允许在需要另一重新填充之前光源100的更长时间操作。
在描述光学系统115的设计之后提供关于气体优化过程的细节。
气体调节系统110包括气体供应系统145；光谱特征选择系统150、能量控制系统155、监测系统160；以及控制系统165。气体供应系统145包括：一个或多个气体源；用于向气体放电室136、141中的一个或多个提供气体的导管；以及在气体源与气体放电室136、141之间的用于控制气体流入和流出气体放电室136、141的流速的一个或多个气体控制阀。
控制系统165耦合到气体供应系统145、光谱特征选择系统150、能量控制系统155和监测系统160。控制系统165与控制系统165外部的这些各种其他系统之间的耦合可以通过直接或物理连接(例如，有线)或者通过无线连接来实现，使得信息可以在控制系统165与该特定外部系统之间自由传递。控制系统165还可以耦合到以下中的一项或多项：气体放电光源100的其他装置、光束准备系统130的装置和/或输出装置125内的装置。控制系统165可以包括监测和控制气体放电光源100的其他方面的其他系统，诸如例如，用于监测脉冲光束120的光谱特征或者用于在光源100的操作期间或甚至在光源100离线的同时控制脉冲光束120的光谱特征的另一系统。控制系统165被配置为提供信号以激活相应的气体放电室136、141的每个能量源138、143。
另外，尽管控制系统165被表示为其中所有部件看起来共同定位的框，但是控制系统165可以由物理上彼此远离的部件构成。
参考图2，输出装置125可以是光刻曝光装置225。曝光装置225包括光学装置，该光学装置包括具有例如一个或多个聚光透镜、掩模和物镜装置的照射器系统226，脉冲光束120穿过物镜装置在其到达晶片227的路径上被引导。掩模沿着一个或多个方向可移动，诸如沿着脉冲光束120的轴线或者在垂直于轴线的平面中。物镜装置包括例如投射透镜，并且使得能够从掩模到晶片227上的光致抗蚀剂发生图像转移。照射器系统226调节照射在掩模上的光束120的角度范围。照射器系统226还使光束120在掩模上的强度分布均匀化(使其均匀)。曝光装置225还可以包括光刻控制器228、调整装置和用于各种电子部件的电源等特征。光刻控制器228还控制如何在晶片227上印刷层。
参考图3，总体上，控制系统165包括数字电子电路、计算机硬件、固件和软件中的一项或多项。控制系统165包括存储器300，存储器300可以是只读存储器和/或随机存取存储器。适合于有形地实施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，包括例如半导体存储器设备，诸如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，诸如内部硬盘和可移除磁盘；磁光盘；以及CD-ROM盘。控制系统165还可以包括一个或多个输入设备305(诸如键盘、触摸屏、麦克风、鼠标、手持输入设备等)和一个或多个输出设备310(诸如扬声器或显示器)。
控制系统165包括一个或多个可编程处理器315、以及有形地实施在机器可读存储设备中用于由可编程处理器(诸如处理器315)执行的一个或多个计算机程序产品320。一个或多个可编程处理器315可以均执行指令程序，以通过对输入数据进行操作并且生成适当的输出来执行期望功能。通常，处理器315从存储器300接收指令和数据。前述中的任一项可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)补充或并入其中。
例如，控制系统165包括各种处理系统，诸如用于从监测系统160接收数据的处理系统325和用于分析该数据并且决定应当发生什么类型的动作的处理系统330。其他处理系统包括：用于与光谱特征选择系统150对接的光谱特征处理系统335；用于与能量控制系统155对接的能量处理系统340；以及与气体供应系统145对接的气体保持处理系统345。在各种输出处理系统335、340、345与光谱特征选择系统150、能量控制系统155和气体供应系统145之间流动的数据由控制系统165基于从分析处理系统330输出的决策来确定。
这些处理系统中的每个可以是由诸如处理器等一个或多个处理器执行的一组计算机程序产品。控制系统165可以包括用于执行与本文中讨论的任务无关的其他任务的其他处理系统(总体上表示为框350)。
参考图4，示出了示例性气体放电系统405。气体放电系统405包括作为其第一级135的主振荡器(MO)435和作为其第二级140的功率放大器(PA)440。MO 435包括MO气体放电室436，并且PA 440包括PA气体放电室141。MO气体放电室436包括向MO气体放电室436内的气体混合物437提供脉冲能量源138的两个细长电极438。PA气体放电室441包括向PA气体放电室441内的气体混合物442提供脉冲能量源143的两个细长电极443。
主振荡器(MO)435向功率放大器(PA)440提供脉冲放大光束(称为种子光束)470。MO气体放电室436容纳气体混合物437，气体混合物437包括在其中发生放大的增益介质，并且MO 435包括光学反馈机构，诸如光学谐振器。光学谐振器形成在位于MO气体放电室436的一侧的光谱光学系统476与位于MO气体放电室436的第二侧的输出耦合器480之间。MO气体放电室436还包括用于使气体混合物437在电极438之间循环的风扇。
PA气体放电室441容纳气体混合物442，气体混合物442包括当用来自MO 435的种子光束470接种时发生放大的增益介质。如果PA440被设计为再生环形谐振器，则它被描述为功率环放大器(PRA)，并且在这种情况下，可以从环形设计提供足够的光学反馈。PA 440还可以包括将光束返回(例如，经由反射)到PA气体放电室441中以形成循环和环形路径(其中到环形放大器中的输入与离开环形放大器的输出相交)的光束返回装置(诸如反射器)485。PA气体放电室441包括用于使气体混合物442在电极443之间循环的风扇。种子光束470通过重复穿过PA 440而被放大。
MO 435能够在相对较低的输出脉冲能量下(当与PA 440的输出相比时)微调光束470的光谱特征，诸如中心波长和带宽。具体地，种子光束470的光谱特征由MO 435的配置确定，并且这些光谱特征可以通过调节在MO 435内产生的光束470来调节。PA 440从MO 435接收输出(种子光束470)并且在脉冲光束475中放大该输出以便获得被输出用于在输出装置125中使用的脉冲光束120中的必要功率(例如，用于光刻)。
分别在放电室436、441中使用的气体混合物(例如，气体混合物437、442)可以是用于产生大约期望波长和带宽的放大光束470、475的合适气体的组合。例如，气体混合物437、442可以包括发射波长为约193nm的光的氟化氩(ArF)、或发射波长为约248nm的光的氟化氪(KrF)。
气体供应系统445包括一个或多个气体源451A、451B、451C和阀门系统452。气体源可以是例如密封的气体瓶和/或罐。如上所述，每个气体放电室436、441包含气体混合物(气体混合物437、442)。作为示例，气体混合物437、442可以包含卤素(例如，氟)以及诸如氩气、氖气等其他气体，并且可能包含在总和达到总压力P的不同分压中的其他气体。因此，一个或多个气体源451A、451B、451C通过阀门系统452内的一组阀门连接到MO气体放电室436和PA气体放电室441。以这种方式，气体可以以气体混合物的组分的特定相对量被注入气体放电室436、441中。例如，如果在气体放电室436、441中使用的增益介质是氟化氩(ArF)，则气体源中的一个气体源451A可以包含气体混合物，包括卤素氟、稀有气体氩气以及一种或多种其他稀有气体，诸如缓冲气体(惰性气体，诸如氖气)。这种混合物可以称为三混合物。在这个示例中，气体源中的另一气体源451B可以包含气体混合物，该气体混合物包括氩气以及一种或多种其他气体，但不含氟气。这种混合物可以称为双混合物。尽管示出了三个气体源451A、451B、451C，但是气体供应系统445可以具有少于三个或多于三个气体源。
控制系统165可以向阀门系统452发送一个或多个信号，以引起阀门系统452按照重新填充或注入计划将来自特定气体源451A、451B、451C的气体传送到气体放电室436、441中。替代地或另外地，控制系统165可以向阀门系统452发送一个或多个信号，以引起阀门系统452在必要时从气体放电室436、441排出气体，并且这种排出的气体可以被排放到被表示为490的气体转储装置。
在气体放电光源400的操作期间，气体放电室436、441内的氟化氩分子的氟(其提供用于光放大的增益介质)被消耗，并且随着时间的推移，这减少了由气体放电室436、441产生的光放大的量(并且因此减少了放大光束470、475的能量)。而且，在气体放电光源400的操作期间，污染物可以进入气体放电室436、441。因此，需要将气体从一个或多个气体源451A、451B、451C注入到气体放电室436、441中，以便将污染物冲洗出气体放电室436、441，或者执行重新填充操作。
当对气体放电室436、441执行重新填充操作时，每个气体放电室436、441中的所有气体通过例如以下方式被替换：排空气体放电室436、441(通过将气体混合物排出到气体转储装置490)并且然后用新鲜气体混合物重新填充气体放电室436、441。执行重新填充的目的是在每个气体放电室436、441中获得特定压力和浓度的氟。
当对气体放电室436、441执行注入操作时，在气体混合物被注入气体放电室436、441中之前，气体放电室436、441没有被排空或仅被排出少量。重新填充操作和注入方案被认为是应用于气体放电系统(105或405)的气体保持方案。
需要多个气体源451A、451B、451C，因为气体源451A中的氟处于通常高于光源400的操作期望的分压的特定的分压下。为了在期望的较低分压下向MO气体放电室436或PA气体放电室441添加氟气，气体源451A中的气体可以被稀释，并且气体源451B中的非卤素气体可以用于此目的。
尽管未示出，但是阀门系统452的阀门可以包括被指派给每个气体放电室436、441的多个阀门；例如，允许气体以第一速率进出每个气体放电室436、441的注入阀门、以及允许气体以不同于第一速率(例如，更快)的第二速率进出每个气体放电室436、441的腔室填充阀门。
参考图5，示出了光谱特征选择系统150的示例性模块550。在这个示例中，光谱特征模块550耦合到来自光源100的光(诸如来自气体放电室436的光)。在一些实现中，光谱特征模块550包括光谱光学系统476，光谱光学系统476接收主振荡器435中的光以使得能够微调来自第一级135的种子光束170(例如，从主振荡器435输出的光束470)的参数，诸如波长和带宽。
光谱特征模块550可以包括诸如光谱特征控制器552等控制器，控制器包括固件和软件的任何组合形式的电子器件。控制器552连接到一个或多个致动系统，诸如光谱特征致动系统554、556、558。虽然示出了三个致动系统，但是可以有少于或多于三个致动系统。致动系统554、556、558中的每个可以包括连接到光谱光学系统476的相应的光学特征560、562、564的一个或多个致动器。光学特征560、562、564被配置为调节所生成的光束470的特定特性，由此调节光束470的光谱特征。控制器552从控制系统165接收控制信号(如下所述)，控制信号包括操作或控制一个或多个致动系统554、556、558的特定命令。致动系统554、556、558可以被选择和设计以一起工作，即，协同工作。此外，每个致动系统554、556、558可以被优化以响应于对光谱特征的特定类别的干扰或修改。这种协调和协作可以由控制系统165一起采用，来将光谱特征(诸如波长或带宽)保持或维持在期望的设定点或至少在设定点附近的期望范围内，即使光源100可能受到各种各样的干扰。或者，控制系统165可以采用协调和协作来修改光谱特征(例如，带宽)，以校正在晶片227上形成的物理特征的误差。
每个光学特征560、562、564光学耦合到由第一级135(MO 435)产生的光束470。在一些实现中，光谱光学系统476是线缩窄模块，诸如图6中所示的线缩窄模块，其是示例性光学部件的框图。线缩窄模块包括色散光学元件(诸如反射光栅680)和折射光学元件(诸如棱镜682、684、686、688)作为光学特征560、562、564，其中的一个或多个元件可以是可旋转的。图6中未示出用于诸如光栅680等可致动光学特征以及棱镜682、684、686、688中的一个或多个的相应的致动系统。
致动系统554、556、558的每个致动器是用于移动或控制光谱光学系统476的相应光学特征560、562、564的机械装置。致动器从模块552接收能量，并且将该能量转换成被赋予光谱光学系统476的光学特征560、562、564的某种运动。例如，致动系统可以是力装置(用于向光栅的区域施加力)和用于旋转扩束器的一个或多个棱镜的旋转级。致动系统554、556、558包括能够引起元件移动的任何装置，诸如例如电机，诸如步进电机、阀门、压力控制装置、压电装置、线性电机、液压致动器和音圈。
光谱特征模块550可以仅包括耦合到光谱光学系统的一个光学特征的一个致动系统，而光谱光学系统的其他光学特征保持未被致动。例如，在图6中，可以设置线缩窄模块，使得只有一个棱镜(诸如棱镜682)通过与其致动系统耦合而被致动，并且棱镜682可以在压电装置的控制下可移动。例如，棱镜682可以安装在在压电装置的控制下可移动的平台上，该压电装置由控制器552控制。
能量控制系统155连接到气体放电系统105的第一和第二级135、140的能量源138、143。以这种方式，能量控制系统155可以用于控制分别到气体放电室436、441的电极438、443的电压。
参考图7，示出了示例性监测系统760。监测系统760包括被定制用于观察或测量气体放电系统105的各方面的一组子单元705、710、715。例如，监测系统760包括能量子单元705；光谱特征子单元710；和通用子单元715。能量子单元705观察、测量或估计诸如由气体放电系统105产生或在气体放电系统105内产生的光束170、175、120等一个或多个放大光束的能量，并且被配置为输出指示该确定的能量的值或一组值。光谱特征子单元710观察、测量或估计诸如由气体放电系统105产生或在气体放电系统105内产生的光束170、175、120等一个或多个放大光束的一个或多个光谱特征(诸如波长和带宽)，并且被配置为输出指示这些确定的光谱特征的值或一组值。通用子单元715可以被配置为观察、估计或测量气体放电系统105或输出装置125的其他操作特性。
在其他实现中，光谱特征选择系统150包括用于控制脉冲光束120的一个或多个光谱特征的其他模块(例如，定时模块)。
参考图8，在决定对腔室136、141执行重新填充过程之后，由气体放电光源100执行过程800。执行重新填充过程[802]。在重新填充过程[802]期间，更换腔室136、141中的所有气体。因此，重新填充过程[802]可以包括移除腔室136、141中的所有剩余气体，然后用来自气体供应系统145的气体填充每个腔室136、141。例如，控制系统165向气体供应系统145发送信号，以用第一气体混合物137填充气体放电室136并且用第二气体混合物142填充气体放电室141。控制系统165可以向阀门系统452发送信号以操作第一组阀门，以使得特定配方的气体能够从一个或多个气体源451A至451C流向气体放电室436，并且操作第二组阀门，以使得特定配方的气体能够从一个或多个气体源451A至451C流向气体放电室441。
如上所述，在重新填充[802]完成之后，尝试在相应的腔室136、141中实现气体混合物137、142的特定操作特性(诸如属性)。因此，气体调节系统110用于执行气体调节过程[804]。在气体调节过程[804]期间，气体调节系统110自动调节(例如，以优化或改善)气体放电系统105的操作特性，诸如例如，气体放电室136、141中的气体的属性或特征和/或从相应的气体放电室136、141输出的脉冲光束170、175的属性。
一旦气体调节过程[804]完成，则气体放电光源100在正常条件下操作[806]，以产生被引导到输出装置125的脉冲光束120。在气体放电光源100的操作期间，定期确定是否应当执行重新填充过程[802]。例如，控制系统165可以在正常条件下的操作[806]期间分析关于气体放电光源100的各方面的信息，以确定是否应当执行重新填充过程[802]。作为另一示例，控制系统165可以根据时间表确定自动执行重新填充过程[802]，例如，可以在气体放电光源100已经产生如此多的光脉冲之后执行重新填充。在一个示例中，一旦在最后的重新填充过程[802]之后产生光束120的20亿个脉冲，则控制系统165确定自动执行重新填充过程[802]。
参考图9，执行示例性气体调节过程[804A]。在气体调节过程[804A]中，对气体放电系统105的至少一个气体放电室136、141执行基于界限的气体调节过程[905]。基于界限的气体调节过程是一个在一组极端测试条件下操作光源100的同时探测或测量气体放电光源100的操作参数的极值的过程。因此，在气体调节过程[804A]中，可以仅对气体放电室136、141中的一个(诸如例如，第二级140的气体放电室141)或对两个气体放电室136和141执行基于界限的气体调节过程[905]。
在其他实现中，如图10所示，执行示例性气体调节过程[804B]。在气体调节过程[804B]中，对第一气体放电室136执行第一气体调节过程[1004]，并且在这个第一气体调节过程[1004]完成之后，对第二气体放电室141执行第二气体调节过程[1005]。第二气体调节过程[1005]可以是基于界限的气体调节过程，诸如过程[905]。具体地，在对第二气体放电室141执行气体调节过程[1005]之前对第一气体放电室136执行和完成气体调节过程[1004]是有益的。这是因为，来自第一气体放电室136的输出(脉冲光束170)被馈送到第二气体放电室141中并且用于接种第二气体放电室141；因此，对第一气体放电室136的操作特性的任何改变可以更改或改变第二气体放电室141的操作特性。另一方面，第二气体放电室141的操作特性的改变不太可能对第一气体放电室136的操作特性产生大的影响或效果。因此，在这个示例性气体调节过程中[804B]中，气体放电室136、141的调节过程彼此分离。
参考图11，描述了示例性的基于界限的气体调节过程[1105]。过程[1105]由气体放电光源100执行，具体地在控制系统165的控制下。在一组极端测试条件下操作光源100的同时估计光源100的操作参数的极值(界限)[1110]。例如，可以估计光源100的操作参数的最大值或最小值或者最大值和最小值。示例性操作参数包括脉冲放大光束170或175的能量以及脉冲放大光束170或175的光谱性质(诸如波长或带宽)。控制系统165分析估计的极值[1140]，并且基于该分析来确定是否需要调节光源100的一个或多个操作特性[1180]。如果控制系统165确定需要调节光源100的一个或多个操作特性[1180]，则控制系统165向气体放电光源100的其他部件(诸如气体供应系统145、光谱特征选择系统150或能量控制系统155)发送一个或多个信号从而调节光源100的操作特性[1190]。
参考图12，执行示例性过程[1210]以在一组极端测试条件下操作光源100的同时估计光源100的操作参数的极值(界限)[1110]。
过程[1210]开始于在一组可能的极端测试条件中的特定极端测试条件下操作光源100[1212]。光源100可以如下操作。控制系统165向能量控制系统155发送信号，能量控制系统155分别与第一级135和第二级140的能量源138、143对接。能量控制系统155以一组脉冲(例如，一串)能量的形式向第一能量源138提供电信号，从而引起第一能量源138向第一气体混合物137提供一组能量脉冲，如果提供足够的能量并且其他要求满足，则第一气体混合物137产生朝向第二级140被引导的第一脉冲放大光束170。接下来，能量控制系统155以一组脉冲(例如，一串)能量的形式向第二能量源143提供电信号，从而引起第二能量源143向第二气体混合物142提供一组能量脉冲。并且，如果提供足够的能量，并且其他要求满足，则产生朝向光束准备系统130被引导的第二脉冲放大光束175。为了产生第二脉冲放大光束175而应当满足的要求之一是，在提供给第一能量源138的特定脉冲与提供给第二能量源143的下一时间脉冲之间的相对(或差分)定时必须在一定范围内，使得第一放大光束170的脉冲在能量被提供给第二能量源143的适当时间位于腔室141内。
因此，在遵循极端测试条件之一的同时执行光源100的操作，并且将在完成对过程[1210]的讨论之后讨论极端测试条件的具体示例。
接下来，测量操作参数的极值[1214]。例如，监测系统160可以探测或测量在其极端情况下的操作参数的值，并且来自监测系统160的信号被提供给控制系统165。控制系统165将测量值存储在操作参数的一组极值中[1216]，例如，在存储器300内或在某个其他存储设备内。控制系统165确定是否存在要针对该特定极端测试条件进行测量的任何其他极值或者是否存在必须探测的任何其他极端测试条件[1218]。如果存在需要探测的其他极值或其他极端测试条件[1218]，则控制系统165选择操作参数的下一极值以测量或选择要操作光源100的下一极端测试条件[1220]。在一些实现中，在两个不同的极端测试条件下测量每个操作参数的两个极值。因此，控制系统165将确定是否需要探测其他极端测试条件[1218]并且然后选择下一极端测试条件[1220]和操作参数的下一极值。如果不需要探测其他极端测试条件或极值[1218]，则控制系统165可以继续执行对操作参数的所有估计的极值的分析[1140]。
参考图13，执行示例性过程[1340](例如，由控制系统165的分析处理系统330)以分析在过程[1110]期间估计的光源100的操作参数的存储的极值(界限)。对于在过程[1110]期间估计的每个操作参数，基于针对该操作参数估计的多个极值来计算误差值[1342]。例如，误差值可以是计算在针对该操作参数的过程[1110]期间估计的所有极值的加权平均值的值。
控制系统165(经由分析处理系统330)基于计算的误差值来计算要对操作特性进行的调节的大小(以及可能的方向)[1346]。控制系统165同时计算对两个或更多个操作特性的调节的大小，因为两个计算都需要关于两个或更多个计算的误差值的信息[1342]。
返回图11，如上所述，控制系统165分析估计的极值[1140]，并且基于该分析来确定是否需要调节光源100的一个或多个操作特性[1180]。这种分析可以是双重的。例如，如果分析处理系统330确定计算的误差值在阈值范围之外[1344]，则控制系统165可以认为光源100的操作特性是可接受的并且因此确定操作特性不需要调节[1180]。作为另一示例，分析处理系统330可以分析光源100的其他操作特征(诸如气体混合物的压力或致动器的位置)，以确定这些特征中的任何特征是否在可接受的范围之外或者接近可接受的范围的边缘，并且如果任何这些操作特征在可接受范围之外或者接近可接受的范围的边缘，则控制系统165认为光源100的操作特性不需要调节[1180]，因为操作特性的调节会迫使这些操作特征超出可接受的范围。
接下来，并且参考图14A和14B，针对极端测试条件和操作参数的极值的具体示例描述过程[1210]和过程[1340]。
例如，过程[1210]在[1212]处通过在图14A所示的以下极端测试条件下操作光源100来开始：减少提供给第一能量源138的电信号中的能量(诸如例如，将施加给电极438或两个电极443和438的电压V减小到值Vlow)，同时选择提供给第一能量源138的脉冲与提供给第二能量源143的脉冲之间的最佳或接近最佳的相对(或差分)定时(Topt)，同时保持第一脉冲光束170的能量EMO高于最小值。光源100在这种极端测试条件下操作持续一串脉冲(例如，数十或数百个脉冲)[1212]并且在这个时间期间，控制系统165(经由监测系统160)测量第二脉冲光束175的能量的极值[1214]。例如，监测系统160可以测量或确定在这种极端测试条件下可实现的第二脉冲光束175的最小能量Emin。监测系统160可以测量脉冲串的每个脉冲的最小能量Emin并且确定所有这些测量值的平均值，并且该平均值可以是控制系统165存储在存储器300中的值[1216]。
由于存在需要探测的附加极端测试条件[1218]，所以控制系统165选择下一极端测试条件和操作参数的下一极值[1220]，并且过程[1210]在[1212]处通过在所选择的极端测试条件下操作光源100来继续。所选择的极端测试条件(如图14A所示)是：增加提供给第一能量源138的电信号中的能量(诸如例如，将施加到电极438或两个电极443和438的电压V增加到值Vhigh)，同时选择提供给第一能量源138的脉冲与提供给第二能量源143的脉冲之间的非最佳(或最不优选的)差分定时(Tlow)。光源100在这种极端测试条件下操作持续一串脉冲(例如，数十或数百个脉冲)[1212]并且在这个时间期间，控制系统165(经由监测系统160)测量第二脉冲光束175的能量的另一极值[1214]。例如，监测系统160可以测量或确定在这种极端测试条件下可实现的第二脉冲光束175的最大能量Emax。监测系统160可以测量脉冲串的每个脉冲的最大能量Emax并且确定所有这些测量值的平均值，并且该平均值可以是控制系统165存储在存储器300中的值[1216]。
由于存在需要探测的附加极端测试条件[1218]，所以控制系统165选择下一极端测试条件和操作参数的下一极值[1220]，并且过程[1210]在[1212]处通过在所选择的极端测试条件下操作光源100来继续，如图14B所示。所选择的极端测试条件是：减小提供给第一能量源138的脉冲与提供给第二能量源143的脉冲之间的差分定时(到低值Tlow)，同时在提供给第一能量源138或两个能量源138、143的电信号中提供最小或更低的能量Elow(诸如例如，向电极438和443施加最低电压)。选择较低能量Elow的值，使得脉冲光束170或175的能量低于下阈值。例如，可以选择较低能量Elow，使得脉冲光束170或175的能量为8毫焦耳(mJ)，其低于标称值10mJ并且低于示例性的阈值8.1mJ。光源100在这种极端测试条件下操作持续一串脉冲(例如，数十或数百个脉冲)[1212]并且在这个时间期间，控制系统165(经由监测系统160)测量第二脉冲光束175的光谱性质的极值[1214]。例如，监测系统160可以测量或确定在这种极端测试条件下可实现的第二脉冲光束175的最大带宽BWmax。监测系统160可以测量脉冲串的每个脉冲的最大带宽BWmax并且确定所有这些测量值的平均值，并且该平均值可以是控制系统165存储在存储器300中的值[1216]。
在这个示例中，存在需要探测的附加极端测试条件[1218]，并且因此控制系统165选择下一极端测试条件和操作参数的下一极值[1220]，并且过程[1210]在[1212]处通过在所选择的极端测试条件下操作光源100来继续，如图14B所示。所选择的极端测试条件是：增加提供给第一能量源138的脉冲与提供给第二能量源143的脉冲之间的差分定时(到高值Thigh)，同时在提供给第一能量源138或两个能量源138、143的电信号中提供最大或更高的能量(Ehigh)(诸如例如，向电极438和443施加最高电压)。选择较高能量Ehigh的值，使得脉冲光束170或175的能量高于上阈值。例如，可以选择较高能量Ehigh，使得脉冲光束170或175的能量为12ml，其高于标称值10ml并且高于示例性的上限阈值11.9mJ。光源100在这种极端测试条件下操作持续一串脉冲(例如，数十或数百个脉冲)[1212]并且在这个时间期间，控制系统165(经由监测系统160)测量第二脉冲光束175的光谱性质的极值[1214]。例如，监测系统160可以测量或确定在这种极端测试条件下可实现的第二脉冲光束175的最小带宽BWmin。监测系统160可以测量脉冲串的每个脉冲的最小带宽BWmin并且确定所有这些测量值的平均值，并且该平均值可以是控制系统165存储在存储器300中的值[1216]。
在示例中的这个点处，已经将四个极值存储在存储器300中[1216]；即，Emax、Emin、BWmax和BWmin。并且，控制系统165(经由分析处理系统330)继续分析这些存储的极值[1140]。当描述这些示例性值的分析时，参考图13的过程[1340]。
对于每个操作参数(带宽BW或输出能量E)，计算误差值(分别为BWError或EError)[1342]。此外，一个操作参数(诸如带宽BW)的误差值基于针对两个操作参数而获得的极值(因此，不仅基于BWmax和BWmin而且基于Emax和Emin)。以这种方式，分析考虑到了操作参数与操作特性之间的耦合。该耦合表示，通过改变一个操作参数，另一操作参数可以改变，或者操作特性中的任一个或两个可能受到影响。通过执行考虑了这种耦合的分析，可以避免或减少对操作特性的调节的过冲的发生。
在一些实现中，能量的误差值EError可以相对于标称输出能量Enom如下计算：
Figure BDA0002431491710000241
并且带宽的误差值BWError可以相对于标称带宽BWnom如下计算：
Figure BDA0002431491710000251
其中Enom是脉冲光束170或175的标称输出能量，并且BWnom是脉冲光束170或175的标称带宽。在一个示例中，脉冲光束170或175的标称输出能量是10mJ，并且脉冲光束170或175的标称带宽是300毫微微米(fm)。在另一示例中，脉冲光束170或175的标称输出能量是15mJ。
在一些实现中，EError(和/或BWError)的等式包括可以用于支持界限中的一个(Emax或Emin)而不是另一个(Emin或Emax)的相对加权因子w。例如，较高的w值可能支持较大的最终Emax，并且从而支持较高的最终压力。在一个示例中，w是1.5。
分析处理系统330基于这些计算的误差值中的至少两个来计算每个操作特性的调节大小(以及根据需要计算方向)[1346]。分析处理系统330对值EError和BWError执行以下示例性过程[1346]以计算对以下两个操作特性的调节大小(和方向)：气体混合物137或142的压力P和脉冲放大光束170或175的光学特征(诸如带宽BW)。气体混合物137或142的压力的调节大小可以被称为dP，并且光学特征的调节大小由dF控制。为了调节脉冲放大光束170、175中的任一个或两个的带宽BW，可以调节脉冲放大光束170、175中的任一个或两个的光学放大率。
在一个示例中，通过在光谱特征选择系统150的控制下对光谱光学系统476进行调节来调节脉冲放大光束170的光学放大率。具体地，改变(通过例如旋转)一个或多个棱镜682、684、686、688的位置，从而调节脉冲放大光束470在其照射到光栅680上时的光学放大率并且从而调节脉冲放大光束470的带宽。对棱镜进行的调节量由项dF给出。
通过经由气体保持处理系统345向气体供应系统145发送信号以调节阀门系统452的一个或多个阀门从而从气体供应系统145移除(或排出)气体，来实现对气体压力的调节dP。通过允许至少一些气体混合物442从第二气体放电室441逸出(例如，并且被发送到气体转储装置490)，气体可以从第二气体放电室441中排出。
调节dP和dF的值被耦合在一起，因为两个操作参数的变化都会影响气体压力和脉冲光束的带宽。在一个示例中，值以矩阵形式给出如下：
Figure BDA0002431491710000261
其中dP/dE、dP/dBW、dF/DE和dF/dBW是校准常数或其他变量的函数。例如，dP/dE是指将脉冲光束170或175的能量改变dE所需要的压力变化dP。在一些实现中，dP/dE可以是常数，而在其他实现中，dP/dE也取决于能量。作为一个示例，可以给出dF/dBW为-(γ1-γ2*F)，其中γ1和γ2是被估计以补偿带宽BW与光学特征调节大小dF之间的关系中的非线性的值，并且F是用于调节光学特征的步长。例如，γ1＝0.03并且γ2＝0.001。上述计算提供了对气体压力(dP)的调节值和对光学特征(dF)的调节值。
从dP和dF的这个示例性等式可以明显看出，执行调节的决定被嵌入在EError和BWError的值中。因此，如果EError为0，则不需要压力调节dP，并且在这种情况下dP将为0，或者如果BWError为0，则不需要光学特征调节dF，因为dF在这种情况下将为0。
因此，控制系统165可以基于调节dP和dF的这些值来确定是否需要调节气体压力和光学特征的操作特性[1180]。例如，如果例如气体放电室141中的气体压力大于最小值(诸如230千帕(kPA))，如果Emax的值大于12，并且如果Emin的值大于8，则控制系统165可以将气体压力调节dP(执行气体从气体放电室141排出)。如果光谱光学系统476内的致动系统不在其极限或接近其可接受的范围，并且如果步长dF大于某个较低值以防止致动系统内的抖动，则控制系统165可以对光学特征dF进行调节。
在每次迭代之后通过过程[1105]自适应地改变调节步骤dP和dF的大小；以这种方式，可以处理光源100的操作动态中的非线性行为。此外，通过基于操作参数的界限(或极值)执行对操作特性的调节，可以提高光源100的可靠性，因为由于脉冲光束175的低输出能量或用于控制脉冲光束175的带宽的致动系统的饱和而产生的问题较少。
参考图15，在对第二气体放电室141执行气体调节过程[1005]之前在过程[804B]期间，对第一气体放电室136执行示例性气体调节过程[1504]。对第一气体放电室136执行气体调节过程[1504]，并且气体调节过程[1504]在对第二气体放电室141执行气体调节过程[1005]之前完成。对光源100进行操作[1550]。例如，使用第一脉冲能量源138向第一气体放电室136提供能量，直到产生脉冲放大光束170。具体地，控制系统165向能量控制系统155发送信号，能量控制系统155向能量源138提供脉冲能量。接下来，测量第一气体放电室136的至少一个操作参数的值[1552]。例如，控制系统165从监测系统160接收操作参数的测量值。控制系统165(例如，分析处理系统330)分析测量值[1554]并且确定第一气体放电室136的任何操作特性是否需要调节[1556]。如果第一气体放电室136的任何操作特性需要调节[1556]，则控制系统165向适当的控制系统(诸如气体供应系统145、光谱特征选择系统150或能量控制系统155)发送一个或多个信号以调节那些操作特性[1558]。
接下来，提供过程[1504]的具体示例。可以在[1552]处探测的第一气体放电室136的示例性操作参数是从第一气体放电室136输出的脉冲放大光束170的能量(Emo)。例如，监测系统160可以测量脉冲放大光束170的能量Emo的值，分析处理系统330将该测量的能量Emo与阈值(例如，2.5mJ)相比较，同时提供给能量源138的能量和差分定时T保持不变。如果分析处理系统330确定测量的能量Emo大于这个阈值，则在[1556]处确定应当通过例如从第一气体放电室136中排出气体来减小气体混合物137的气体压力[1558]。通过允许至少一些气体混合物137从第一气体放电室136逸出(例如，并且被发送到气体转储装置490)，气体可以从第一气体放电室136中排出[1558]。在该测量[1552]期间提供给能量源138的能量可以被选择为最大期望电压(例如，1100伏特(V))并且在该测量[1552]期间的差分定时T可以被失谐(处于非最佳值)，使得放大光束70中的很少或没有能量被发送到第二级140，以防止在较高电压下的光学损坏。
调节过程804可以自动执行，即，不需要来自诸如现场服务工程师等人员的帮助。
可以在调节过程[905]、[1004]或[1005]之前或之后或者在调节过程[905]、[1004]、[1005]内的任何时间执行其他步骤。例如，气体调节过程804可以包括校准子过程以及光源100的后处理扫描，以确定光源100是否以预期水平操作。
其他实现在以下权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种调节光源的一个或多个操作特性的方法，所述光源包括第一级和第二级，所述第一级具有第一气体放电室，所述第一气体放电室填充有第一气体混合物并且包括第一脉冲能量源，所述第二级具有第二气体放电室，所述第二气体放电室填充有第二气体混合物并且包括第二脉冲能量源，所述方法包括：
对所述第一气体放电室执行重新填充过程，包括替换所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物，以及对所述第二气体放电室执行重新填充过程，包括替换所述第二气体放电室中的所述第二气体混合物；
在完成所述重新填充过程之后，对所述第一气体放电室执行第一气体调节过程，所述第一气体调节过程包括：在使用所述第一脉冲能量源向所述第一气体放电室供应能量的同时，调节所述第一气体放电室的一个或多个操作特性，直到脉冲放大光束从所述第一级被输出并且朝向所述第二级被引导为止，所述调节基于所述第一气体放电室的操作参数的测量值；以及
在确定所述第一气体放电室的操作特性不应当再被调节、并且由此完成对所述第一气体放电室的所述第一气体调节过程之后，对所述第二气体放电室应用基于界限的气体调节过程，所述基于界限的气体调节过程包括：
在一组极端测试条件下操作所述光源的同时估计与所述第二气体放电室相关联的操作参数的极值，
基于所述操作参数的估计的极值，确定是否调节所述第二气体放电室的一个或多个操作特性，以及
如果确定所述第二气体放电室的操作特性应当被调节，则调节所述第二气体放电室的所述操作特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述第一气体放电室的操作特性包括：调节所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物的条件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述第一脉冲能量源向所述第一气体放电室供应能量包括：供应向所述第一气体混合物提供能量的脉冲放电。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述第一气体放电室的所述操作特性包括：调节所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物的压力。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在从第一脉冲能量源输出的所述脉冲放大光束的脉冲与从第二脉冲能量源输出的放大光束的脉冲之间的定时保持恒定的同时，发生调节所述第一气体放电室的所述操作特性。
6.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述第一气体放电室的所述操作特性包括：在被供应给所述第一气体放电室的能量保持恒定的同时，调节所述第一气体放电室的所述操作特性。
7.一种调节光源的一个或多个操作特性的方法，所述光源包括第一级和第二级，所述第一级具有第一气体放电室，所述第一气体放电室填充有第一气体混合物并且包括第一脉冲能量源，所述第二级具有第二气体放电室，所述第二气体放电室填充有在所述第二气体放电室中的第二气体混合物，所述方法包括：
对所述第一气体放电室执行重新填充过程，包括替换所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物，以及对所述第二气体放电室执行重新填充过程，包括替换所述第二气体放电室中的所述第二气体混合物；
在完成所述重新填充过程之后，对所述第一气体放电室执行第一气体调节过程，所述第一气体调节过程包括：在使用所述第一脉冲能量源向所述第一气体放电室供应能量的同时，调节所述第一气体放电室的一个或多个操作特性，直到脉冲放大光束从所述第一级被输出并且朝向所述第二级被引导为止，对所述一个或多个操作特性的所述调节基于所述第一气体放电室的操作参数的测量值；以及
在确定所述第一气体放电室的操作特性不应当再被调节，并且由此完成对所述第一气体放电室的所述第一气体调节过程之后，对所述第二气体放电室应用基于界限的气体调节过程，所述基于界限的气体调节过程包括：
确定是否调节所述第二气体放电室的至少一个操作特性；以及
如果确定所述第二气体放电室的操作特性应当被调节，则调节所述操作特性；
其中在一组极端测试条件下操作所述光源的同时，基于与所述第二气体放电室相关联的操作参数的一个或多个估计的极值，来确定是否调节所述第二气体放电室的至少一个操作特性。
8.一种用于调节光源的一个或多个操作特性的装置，所述装置包括：
气体放电系统，包括：
第一级，包括：
第一气体放电室，填充有第一气体混合物，以及
第一脉冲能量源，被配置为向所述第一气体混合物供应能量；以及
第二级，包括：
第二气体放电室，填充有第二气体混合物，以及
第二脉冲能量源，被配置为向所述第二气体混合物供应能量；
气体调节系统，被耦合到所述气体放电系统，所述气体调节系统包括：
气体供应系统，包括一个或多个气体源、用于向所述第一气体放电室和所述第二气体放电室中的一个或多个气体放电室供应气体的导管、以及在所述气体源与所述第一气体放电室和所述第二气体放电室之间的一个或多个气体控制阀；以及
控制系统，被耦合到所述气体供应系统和所述气体放电系统，并且被配置为：
对所述第一气体放电室执行重新填充过程，包括替换所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物，以及对所述第二气体放电室执行重新填充过程，包括替换所述第二气体放电室中的所述第二气体混合物；
在完成所述重新填充过程之后，对所述第一气体放电室执行第一气体调节过程，所述第一气体调节过程包括：向所述气体供应系统发送信号，以由此调整所述第一气体放电室的操作特性，同时向所述第一脉冲能量源发送信号，以向所述第一气体放电室供应能量，直到脉冲放大光束从所述第一级被输出为止；以及
在确定所述第一气体放电室的所述操作特性不应当再被调节、并且由此完成对所述第一气体放电室的所述第一气体调节过程之后，通过以下步骤对所述第二气体放电室应用基于界限的气体调节过程：在一组极端测试条件下操作所述光源的同时估计与所述第二气体放电室相关联的操作参数的极值，以及基于所述操作参数的估计的极值调节所述第二气体放电室的操作特性。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述气体放电系统还包括：
光谱特征选择系统，包括至少一个光学系统和至少一个致动系统，所述至少一个光学系统包括与由所述光源产生的光束相互作用的光学特征，所述至少一个致动系统与所述光学特征连接，以由此控制由所述光源产生的放大光束的一个或多个光谱特征；以及
能量控制系统，被耦合到所述第一脉冲能量源和所述第二脉冲能量源。
10.一种调节光源的一个或多个操作特性的方法，包括：
在光源的第一级的第一气体放电室中执行对第一气体混合物的第一完全补充，所述第一完全补充包括替换所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物；
在所述光源的第二级的第二气体放电室中执行对第二气体混合物的第二完全补充，所述第二完全补充包括替换所述第二气体放电室中的所述第二气体混合物；
在完成所述第一完全补充和所述第二完全补充之后，对所述第一气体放电室执行第一气体调节过程，所述第一气体调节过程包括：基于所述第一气体放电室的一个或多个操作参数调节所述第一气体放电室的一个或多个操作特性；
在完成所述第一气体调节过程之后，将从所述第一级输出的脉冲放大光束馈送到所述第二级，并且对所述第二气体放电室执行第二气体调节过程，对所述第二气体放电室的所述第二气体调节过程包括：基于所述第二气体放电室的一个或多个操作参数调节所述第二气体放电室的一个或多个操作特性；以及
在完成所述第一气体调节过程和所述第二气体调节过程之后，在正常操作条件下操作所述光源。
11.根据权利要求10所述的方法，其中基于所述第一气体放电室的所述一个或多个操作参数调节所述第一气体放电室的所述一个或多个操作特性包括：使用第一脉冲能量源向所述第一气体放电室供应能量，直到脉冲放大光束从所述第一级被输出为止。
12.根据权利要求10所述的方法，其中：
所述第一气体放电室的所述一个或多个操作特性包括：所述第一气体放电室中的所述第一气体混合物的压力，和/或从所述第一气体放电室输出的脉冲放大光束的光学特征；以及
所述第二气体放电室的一个或多个操作特性包括：所述第二气体放电室中的所述第二气体混合物的压力，和/或从所述第二气体放电室输出的脉冲放大光束的光学特征。
13.根据权利要求10所述的方法，其中对所述第二气体放电室执行所述第二气体调节过程包括：对所述第二气体放电室执行基于界限的气体调节过程。
14.根据权利要求13所述的方法，其中对所述第二气体放电室执行所述基于界限的气体调节过程包括：测量所述光源的一个或多个操作参数的极值。
15.根据权利要求13所述的方法，其中对所述第二气体放电室执行所述基于界限的气体调节过程包括：
在一组极端测试条件下操作所述光源的同时估计与所述第二气体放电室相关联的操作参数的一个或多个极值，所述估计包括，针对每个极端测试条件：
在所述极端测试条件下操作所述光源；以及
针对所述极端测试条件测量操作参数的极值；
基于所述操作参数的一个或多个估计的极值，确定是否调节所述第二气体放电室的至少一个操作特性；以及
如果确定所述第二气体放电室的操作特性应当被调节，则调节所述第二气体放电室的所述操作特性。
16.根据权利要求13所述的方法，其中对所述第二气体放电室执行所述基于界限的气体调节过程包括：
确定是否调节所述第二气体放电室的至少一个操作特性；以及
如果确定所述第二气体放电室的操作特性应当被调节，则调节所述操作特性；
其中在一组极端测试条件下操作所述光源的同时，基于与所述第二气体放电室相关联的操作参数的一个或多个估计的极值，来确定是否调节所述第二气体放电室的至少一个操作特性。
17.根据权利要求10所述的方法，其中在正常操作条件下操作所述光源包括：从所述光源的所述第二级产生脉冲光束。
18.一种调节光源的一个或多个操作特性的装置，包括：
气体放电系统，包括第一级和第二级，所述第一级包括第一气体放电室和第一脉冲能量源，所述第一气体放电室被配置为填充有第一气体混合物，所述第一脉冲能量源被配置为向所述第一气体混合物供应能量，所述第二级包括第二气体放电室和第二脉冲能量源，所述第二气体放电室被配置为填充有第二气体混合物，所述第二脉冲能量源被配置为向所述第二气体混合物供应能量；
监测系统，包括一个或多个子单元，所述子单元中的至少一个子单元是光谱特征子单元，所述光谱特征子单元被配置为观察、测量和/或估计从所述气体放电系统产生的、或在所述气体放电系统内产生的光束的一个或多个光谱特征；以及
控制系统，被耦合到所述监测系统和所述气体放电系统，并且被配置为：
发送指示所述第一气体放电室中的第一气体混合物的完全补充、以及所述第二气体放电室中的第二气体混合物的完全补充的信号；
在补充所述第一气体混合物和所述第二气体混合物之后，执行第一气体调节过程，所述第一气体调节过程包括：向所述第一脉冲能量源发送信号以向所述第一气体放电室供应能量，直到脉冲光束从所述第一级被输出并且朝向所述第二级被引导为止，以及至少部分地基于从所述监测系统接收的一个或多个光谱特征的分析确定是否调节所述第一气体混合物的一个或多个特性；以及
在完成所述第一气体调节过程之后，执行第二气体调节过程，所述第二气体调节过程包括：向所述第二脉冲能量源发送信号以向所述第二气体放电室供应能量，直到脉冲光束从所述第二级被输出为止，以及至少部分地基于从所述监测系统接收的一个或多个光谱特征的分析确定是否调节所述第二气体混合物的一个或多个特性。
19.根据权利要求18所述的装置，还包括：
光谱特征选择系统，被配置为控制由光源产生的放大光束的一个或多个光谱特征，其中所述光谱特征选择系统包括至少一个光学系统和至少一个致动系统，所述至少一个光学系统包括与由所述光源产生的光束相互作用的光学特征，所述至少一个致动系统与所述光学特征通信，以及
能量控制系统，被耦合到所述第一脉冲能量源和所述第二脉冲能量源。
20.根据权利要求18所述的装置，还包括气体供应系统，所述气体供应系统包括：
一个或多个气体源；
导管，被配置为向所述第一气体放电室和所述第二气体放电室中的一个或多个气体放电室供应气体；以及
一个或多个控制阀，位于所述气体源与所述第一气体放电室和所述第二气体放电室之间。
21.根据权利要求20所述的装置，其中：
所述气体源中的至少一个气体源包括气体三混合物，所述气体三混合物包括卤素、稀有气体以及一种或多种其他稀有气体的混合物；以及
所述气体源中的至少一个气体源包括气体双混合物，所述气体双混合物包括稀有气体和一种或多种其他稀有气体的混合物，并且所述气体双混合物不包括氟。
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