KR101930895B1

KR101930895B1 - 투 챔버 가스방전 레이저 시스템 내의 고 정밀 가스 리필 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101930895B1
Application number: KR1020147002296A
Authority: KR
Inventors: 루이 지앙; 조슈아 제이. 쏘네스; 다니엘 제이. 리그스; 케빈 엠. 오브라이언
Original assignee: 사이머 엘엘씨
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2018-12-19
Also published as: WO2013003193A1; US20130000773A1; CN103620892A; EP2727200A4; US8873600B2; EP2727200B1; TW201308805A; KR20140046448A; JP2014518457A; JP6110374B2; EP2727200A1; CN103620892B; TWI542098B

Abstract

엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스방전 레이저의 레이저 챔버 내의, 고 정밀도의 가스 리필을 자동 수행하는 시스템 및 방법이 개시된다. 사전결정된 또는 사용자에 의해 입력된 목표 압력 및 할로겐 농도를 기초로, 추가적인 사용자의 조치없이, 할로겐 무함유 가스는 제1 압력으로 챔버에 추가되고, 이어서 제2 압력에서 가스 내의 할로겐 함량이 바람직한 농도가 되도록, 챔버에 대한 목표 압력보다 큰 제2 압력까지 할로겐 함유 가스가 추가된다. 그 압력이 목표 압력으로 낮아질 때까지 챔버 내의 가스가 빼내진다. 추가될 할로겐 무함유 가스의 양은 자동 추정되고, 이전 레이저 작동으로부터 필 파이프 내에 남아 있는 임의의 가스 및 온도를 모두 고려하여, 원하는 농도가 얻어지도록 할로겐 함유 가스의 양이 측정된다.

Description

투 챔버 가스방전 레이저 시스템 내의 고 정밀 가스 리필 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR HIGH ACCURACY GAS REFILL IN A TWO CHAMBER GAS DISCHARGE LASER SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 레이저 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 투 챔버 마스터 오실레이터-파워 증폭기 엑시머 레이저와 같은 가스 방전 레이저의 챔버 내의 가스 리필(refill)의 수행에 관한 것이다.

포토리소그래피에 사용되는 가스 방전 레이저의 한 종류로서 엑시머 레이저가 주지되어 있다. 엑시머 레이저는 전형적으로 아르곤, 크립톤, 또는 크세논과 같은 비활성 기체(noble gas) 및 플루오르 또는 염소와 같은 반응성 기체의 조합을 사용한다. 엑시머 레이저는 전기적 상황 및 고압의 적절한 조건하에서, 활성 상태로만 존재할 수 있고 자외선 범위의 레이저 광을 만들어낼 수 있는, 엑시머라 불리는 가상 분자(pseudo-molecule)(또는 비활성 기체 할로겐화물(halides)의 경우에, 엑시플렉스(exciplex))가 생성된다는 점에서 그 이름이 유래한다.

엑시머 레이저는 고해상도의(high-resolution) 포토리소그래피 기기에서 널리 사용되며, 그러므로 마이크로전자 칩 제조를 위해 필요한 핵심 기술 중 하나이다. 최신의 리소그래피 도구는 각각 248 및 193 나노미터의 명목 파장을 가진 KrF 및 ArF 엑시머 레이저로부터의 심자외선(DUV)을 사용한다.

엑시머 레이저가 단일 챔버 광원과 함께 구성될 수도 있으나, 더 많은 파워 및 감소된 스펙트럼 대역폭에 대한 상충된 설계 요구사항은 이러한 단일 챔버 설계에서 성능의 양보(compromise)를 의미한다. 이러한 설계 양보를 피하고 성능을 향상시키는 한 방법은 2개의 챔버를 사용하는 것이다. 이는 스펙트럼 대역폭 및 펄스 에너지 생성 기능을 분리하는 것을 가능하게 하고, 각각의 챔버는 두 성능 파라미터 중 하나에 대하여 최적화된다.

이러한 듀얼 가스 방전 챔버 엑시머 레이저는 종종 마스터 오실레이터-파워 증폭기, 또는 "MOPA" 레이저라 불린다. 스펙트럼 대역폭 및 펄스 에너지를 향상시키는 것과 더불어, 듀얼 챔버 아키텍처의 효과는 MOPA 레이저 내의 소모성 모듈들이 단일 챔버 광원에서의 그 대응 모듈들보다 더 긴 동작 수명에 도달할 수 있게 한다.

각각의 챔버에서, 광원이 광을 산출하기 위해 광원의 전극들을 가로질러 에너지를 방전할 때, 할로겐 가스, ArF 또는 KrF 레이저의 경우 플루오르가 소모된다. 이는, 예컨대, 주어진 원하는 펄스 에너지를 생성하기 위해서 필요로 되는 방전 전압을 증가시키기 때문에, 레이저 효율의 감소를 야기한다. 방전 전압이 하드웨어의 물리적 제약에 의해 결정된 상한값을 가지기 때문에, 방전 전압을 이러한 상한값 아래로 유지하고 레이저가 계속 적절하게 기능하도록, 손실된 플루오르를 보충하는 단계가 수행되어야 한다.

이를 행하는 하나의 방법은, 리필(refill)이라 불리는, 챔버 내 가스의 완전 보충인데, 여기서 챔버 내의 가스 함량을 바람직한 혼합률, 농도, 및 압력으로 회복시키기 위해 레이저가 방전하지 않는 동안 모든 가스가 교체된다. 그러나, 리필은 리필 과정 동안 레이저가 정지되기 때문에 큰 지장을 주므로, 칩의 부적절한 처리를 피하기 위해 칩의 리소그래피 노출 또한 동시에 제어된 방식으로 중단된 후 레이저가 다시 작동할 때 재개되어야 한다. 이러한 이유로, 시간을 절약하기 위해 한번에 양 챔버를 모두 리필하는 것이 전형적이지만, 그것이 필수적인 것은 아니다.

리필에 대한 필요성은 광원 방전 패턴 및 에너지, 광원 모듈의 나이(age), 및 당업자들에게 친숙한 다른 변수를 포함하는 몇 가지 복잡하고 때로는 예측 불가능한 변수에 의존할 수 있다. 이러한 이유로, 리필은 그 광원의 작동이 광원의 작동 한계에 도달한 광원으로 인한 예상하지 못한 인터럽션(interruption)을 겪지 않음을 보장하는, 규칙적인 스케줄에 따라 수행되는 것이 전형적이다. 이러한 규칙적인 스케줄은 일반적으로 리필간 시간에 대하여 매우 보수적인 상한값을 산출하므로, 낮은 펄스 사용량으로 동작하는 광원의 몇몇 사용자들은 이러한 단순한 스케줄에 의해 제공된 것보다 훨씬 더 긴 기간의 리필간 시간을 기다릴 수도 있을 것이다.

처리량 및 광원 효용성(availability) 증가에 대한 요구가 주어짐에 따라, 리필을 위한 광원 정지를 최소화하고자하는 노력이 있었다. 이를 행하는 하나의 방법은 완전 리필이 아니라, 주입이라 주지되어 있는, 챔버로의 가스의 부분 보충을 수행하는 것이다. 레이저가 어떠한 파라미터 내에서 계속 작동하는 한, 주입을 위해 레이저를 정지시킬 필요는 없으므로 주입 과정 동안 칩의 프로세싱은 계속된다. 그러나, 레이저 성능은 여전히 주입을 통해 보상하기에는 부적합하게 되는 방식으로 시간에 따라 변하는 경향이 있고, 그러므로 리필은 여전히 일정한 인터벌로 수행된다.

리필 동작에 있어서, 레이저 챔버 내의 잔여 가스가 배기된 후, 새로운 가스가 플루오르의 특정한 압력 및 농도에 도달하도록 의도된 양만큼 챔버 내로 주입된다. (이후에, 레이저의 동작 파라미터를 결정하기 위해 레이저가 시험 방전되는, 최적화 프로세스가 뒤따를 수 있다. 레이저가 원하는 파라미터 내에서 작동하지 않고 있다면, 챔버 내의 가스가 조절되고 다른 테스트가 수행된다. 이는 원하는 파라미터가 얻어질 때까지 반복된다.)

그러나, 2가지 주된 이유로 정밀한 리필을 달성하는데 어려움이 있다. 첫째, 리필은 일반적으로 오직 압력만 기초로 하며, 레이저 챔버 내의 최종 압력의 상당한 편차를 야기할 수 있는, 온도 편차를 측정하거나 보상하지 않는다. 둘째, 리필 프로토콜 및 알고리즘은 전형적으로 레이저 챔버 체적만 고려하며 가스 탱크와 레이저 챔버 사이의 파이프 내에 존재하는 가스를 고려하지 않는다. 파이프 내의 가스는 리필 및 주입 동안 레이저 챔버 내로 밀려 들어가지만, 챔버 내의 가스의 실제 부분 농도에 대한 이러한 효과는 전통적으로 무시되어 왔다. 만족스러운 가스 상태가 달성될 때까지 챔버로부터 가스가 추가되고 배출됨에 따라, 현재의 프로세스는 또한 필요한 것보다 많은 가스를 사용할 수 있다.

더욱 정밀한 리필은 많은 또는 모든 이러한 문제를 제거하거나 완화시킬 것이며, 다른 리필 및/또는 주입이 수행되기 전까지 더 긴 시간 동안 레이저가 동작하는 것을 허용할 것이다. 또한, 정밀한 리필은 레이저 챔버로의 후속한 주입량의 계산을 위한 더 우수한 기준을 제공할 수 있다. 그러므로, 매우 정밀한 가스 농도를 야기하는 방식으로 리필이 수행되는 것이 바람직하다.

MOPA 엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스방전 레이저의 챔버 내의 가스 리필을 자동으로 정밀하게 수행하는 시스템 및 방법이 개시된다. 본 리필 프로세스의 제어는 종래기술처럼 오직 가스의 압력을 기초로 하는 것이 아니라, 가스식에 따라 챔버로 추가될 가스의 실제량의 계산을 기초로 한다. 또한, 온도 변동 및 파이프 라인 체적 모두의 영향이 이러한 식의 사용에 의해 고려된다. 이러한 요인을 감안하면, 리필은 종래기술의 프로세스보다 상당히 더 정밀하게 수행될 수 있으며, 잠재적으로 더 적은 양의 가스를 사용할 것이다.

하나의 실시예에서, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원이 개시된다. 본 광원은 할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 구비한 마스터 오실레이터, 할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 구비한 증폭기, 및 규칙적인 간격으로 리필 스킴(refill scheme)을 자동 실행하는 컨트롤러를 구비한 가스 리필 시스템을 포함한다. 상기 리필 스킴은 상기 레이저 챔버 중 선택된 챔버에 대한 목표 압력 및 할로겐 농도를 획득하는 단계; 상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하는 제1 포인트까지 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키고, 상기 제1 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계; 제2 포인트에 도달하기 위해 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하고, 상기 제2 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계; 상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스가 상기 목표 압력보다 큰 압력에서 바람직한 할로겐 농도에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 함유 가스를 추가하는 단계; 및 상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원 내의 가스 리필 방법이 서술된다. 상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고, 상기 방법은 상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 할로겐 농도를 획득하는 단계; 상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하는 제1 포인트까지 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키고, 상기 제1 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계; 제2 포인트에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하고, 상기 제2 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계; 상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스가 상기 목표 압력보다 큰 압력에서 바람직한 할로겐 농도에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 함유 가스를 추가하는 단계; 및 상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예는 프로그램을 내장한 비휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체를 개시하는데, 상기 프로그램은 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법을 수행하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 것이고, 상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가진다. 상기 방법은 상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 할로겐 농도를 획득하는 단계; 상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하는 제1 포인트까지 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키고, 상기 제1 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계; 제2 포인트에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하고, 상기 제2 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계; 상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스가 상기 목표 압력보다 큰 압력에서 바람직한 할로겐 농도에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 함유 가스를 추가하는 단계; 및 상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함한다.

도 1은 하나의 실시예에 따른, MOPA 엑시머 레이저와 같은 듀얼 챔버 가스 레이저를 위한 자동 가스 리필 시스템(100)의 간단한 블록도이다.
도 2는 하나의 실시예에 따른, MOPA 엑시머 레이저와 같은 듀얼 챔버 가스 레이저를 위한 자동 가스 리필 방법의 단계를 보여주는 간단한 플로우 차트이다.
도 3은 하나의 실시예의 자동 가스 리필 프로세스 동안, MOPA 엑시머 레이저와 같은, 듀얼 챔버 가스 레이저의 챔버 내의 시간에 걸친 가스 압력을 보여주는 그래프이다.

본 출원은 MOPA 엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스방전 레이저의 챔버 내의 가스의 리필을 자동으로 정밀하게 수행하는 방법 및 시스템을 서술한다. 자동 리필 프로세스가 증가된 정밀도를 야기하고 종래의 리필과 연관된 다수의 문제점을 완화 또는 제거할 것으로 기대된다. 리필 프로세스의 제어는 주로 가스의 압력에만 의존하는 것이 아니라, 온도 및 압력을 모두 사용하는 가스식에 따라 챔버로 추가될 가스량의 계산을 기초로 하여, 온도 편차의 영향을 고려한다. 또한 서술된 프로세스는 파이프 라인 체적 내에 남아 있는 가스를 고려한다. 본 프로세스에서 이러한 요소를 고려함으로써, 리필은 아마도 더 적은 가스를 사용하면서도 종래의 프로세스보다 상당히 더 정밀하게 수행될 수 있다.

MOPA 엑시머 레이저와 같은, 듀얼 챔버 가스 레이저를 위한 가스 보충 시스템(100)의 간단한 블록도가 도 1에 도시되어 있다. MOPA 엑시머 레이저는 레이저 챔버를 포함하는 마스터 오실레이터(102), 및 역시 레이저 챔버를 포함하는 파워 증폭기(104)를 가진다. 그 동작에 있어서, 마스터 오실레이터(102)는 리소그래피를 위해 (도시되지 않은) 스캐너 기기로 출력되는 증폭된 레이저 빔(108)을 산출하기 위해, 제1 레이저 빔(106)이 증폭되는 위치인 파워 증폭기(104)로 전달되는 제1 레이저 빔(106)을 산출한다.

각각의 레이저 챔버는 혼합 가스를 포함하는데, 예컨대, 주어진 엑시머 레이저에서, 각각의 레이저 챔버는 아르곤, 네온과 같은 다른 가스와 함께 할로겐, 예컨대, 플루오르를 포함하며, 아마도 이들은 그 합이 총 압력(P)이 되는 상이한 부분 압력을 가질 것이다. 가스 병(110 및 112)은 원할 때 레이저 챔버로의 가스 보충을 허용하기 위해 밸브(114)를 통해 마스터 오실레이터(102) 및 파워 증폭기(104)에 연결된다. 가스 병(110)은 전형적으로 "M1 믹스" 또는 "트리믹스(tri-mix)"로 알려진, 플루오르, 아르곤, 및 네온을 포함하는 혼합 가스를 포함할 수 있고, 가스 병(112)은 "M2 믹스" 또는 "바이믹스(bi-mix)"로 알려진, 플루오르를 제외하고 아르곤, 네온 및 다른 가스의 혼합 가스를 포함할 수 있다. 프로세서 또는 논리 회로와 같은 컨트롤러(116)는 본 명세서에 서술된 어떠한 데이터를 기초로 하여 병(110 및 112)으로부터 마스터 오실레이터(102) 및 파워 증폭기(104)의 레이저 챔버로 가스를 전달하도록 밸브(114)를 작동시킨다.

주지된 바와 같이, 가스 병(110) 내의 플루오르가 레이저 동작에 필요한 것보다 전형적으로 더 높은 특정한 부분 압력이기 때문에 2개의 가스 병이 필요로 된다. 마스터 오실레이터(102) 또는 파워 증폭기(104)의 레이저 챔버로 바람직한 더 낮은 부분 압력으로 플루오르를 추가하기 위해, 병(110) 내의 가스는 희석되어야 하고, 병(112) 내의 할로겐 미함유 가스가 이러한 목적으로 사용된다.

도시되진 않았지만, 밸브(114)는 전형적으로 각각의 레이저 챔버를 위해 2개의 밸브를 포함하는데, "주입" 밸브는 제1 속도(rate)로 각각의 챔버로 가스가 들어오고 나올 수 있게 하고, "챔버 필(chamber fill)" 밸브는 더 빠른 제2 속도로 각각의 챔버로 가스가 들어오고 나올 수 있게 한다. 또한, 마스터 오실레이터(102) 및 파워 증폭기(104) 내의 레이저 챔버는 작동 중에 동질의 혼합물이 유지되도록 챔버 내에 있는 가스를 혼합시키는 송풍기(blower)를 포함한다. 송풍기는 또한 가스에 열을 가할 수 있다.

엔지니어가 수동 리필을 수행할 때, 엔지니어는 각각의 챔버에 대한 바람직한 총 압력 및 플루오르 농도에 도달하기 위해 레이저 챔버에 추가될 바이믹스 및 트리믹스의 양을 추정해야 한다. 일반적으로, 마스터 오실레이터 챔버와 파워 증폭기의 동작을 위해 상이한 압력이 사용되지만, 플루오르 농도는 전형적으로 각각의 챔버에 대하여 대략 동일하다. 이러한 추정은 트리믹스 내의 플루오르 농도, 및 바이믹스 및 트리믹스의 압력으로부터 쉽게 이루어진다. 예를 들어, 트리믹스 내의 플루오르 농도가 챔버 내에서 요구되는 농도의 3배라면, 챔버 내의 플루오르 농도가 2/3만큼 감소되도록 트리믹스의 2배의 바이믹스가 사용되어야 하고, 각각의 챔버에 대한 총 가스 량은 챔버의 체적이 주어져 있는 챔버에 대한 바람직한 동작 압력을 제공하기 위해 계산된다. 이러한 계산법은 주지되어 있다.

이제 도 2 및 3을 참조하여 자동 리필 프로세스가 서술된다. 도 2는 하나의 실시예에 따른 MOPA 엑시머 레이저와 같은 듀얼 챔버 가스 레이저의 챔버의 가스 리필 방법의 단계를 보여주는 간단한 플로우차트이다. 도 3은 도 2에 도시된 단계 동안 챔버 내의 시간의 흐름에 따른 가스 압력을 보여주는 그래프이다. 여기 언급된 다양한 값들은 캘리포니아주 샌디에고의 사이머 인코퍼레이티드로부터의 어느 MOPA 레이저와 함께 사용되는 것이지만, 많은 다른 레이저가 유사한 값을 사용할 것이다. 당업자들은 여기 서술된 원리들을 다른 제조자로부터의 엑시머 레이저에 적용할 수 있을 것이다.

챔버 내의 압력 및 온도는 리필 프로세스 동안 다양한 지점에서 측정되는데, 몇몇 실시예에서 이러한 압력 및 온도는 연속적으로 측정될 수 있다. 아래에 설명한 바와 같이, 이러한 측정값은 챔버 내의 가스 농도를 높은 수준의 정밀도로 구하기 위해 사용된다. 본 방법은 전형적으로, 입력으로서 챔버 내의 온도 및 압력의 측정값을 포함하는 어떠한 파라미터를 수신하고 밸브의 동작을 제어하는, 도 1에 도시된 컨트롤러(116)와 같은 프로세서 상에서 실행하는 소프트웨어로 구현된다.

단계(201)에서, 리필 모드가 선택된다. 이는 양 챔버가 모두 리필되어야 하는지, 또는 어떤 챔버가 리필되어야 하는지는 물론, 아래에 서술된 다양한 압력 목표치의 선택을 포함한다. 아래의 설명에서는, 수동 리필시에는 챔버가 개별적으로 리필될 것이지만, 레이저의 정지시간을 줄이기 위해 전형적으로 수행되는 바와 같이 양 챔버가 동시에 리필되고 있음을 가정한다. 동시 리필은 바람직하다면 소프트웨어 내에서 디폴트(default) 선택으로서 설정될 수 있다.

또한, 목표 압력(P_target) 및 플루오르의 목표 농도가 각각의 레이저 챔버에 대하여 선택되고, 이러한 값들이 두 챔버에 대하여 상이할 수 있다는 점을 제외하면, 각각의 챔버에 대한 프로세스는 아래에 서술된 동일한 단계를 따른다. 이들은 상이한 레이저에 대하여 다소 변할 수도 있으나, 앞서 서술한 바와 같이 다수의 MOPA 엑시머 레이저에 대하여 유사한 값을 가질 것이다. 하나의 실시예에서, 이러한 값들은 예상되는 바람직한 값으로 레이저 제조자에 의해 미리 설정될 수 있고, 사용자는 이러한 값을 변경할 필요가 없다. 몇몇 실시예에서, 본 소프트웨어는 목표 압력 및 농도의 값을 레이저 사용자(전형적으로 칩 제조자)에 의해 결정되도록 허용할 수 있다. 또한, 본 소프트웨어는 트리믹스 내의 플루오르 농도, 챔버 체적, 및 필 파이프의 체적에 관한 데이터를 포함한다.

이러한 정보로부터, 본 소프트웨어는 각각의 챔버에 대한 목표 압력보다 약간 높은 압력(P3)에서 바람직한 플루오르 농도를 얻기 위해 각각의 챔버에 추가되어야 하는 바이믹스 및 트리믹스의 양을 계산하는데, 하나의 실시예에서, P3은 목표 압력보다 대략 10키로파스칼(kPa) 클 수 있지만, 이는 필요하다면 변경될 수 있다. 또한, 이러한 계산은 주지되어 있다. 그러나, 엔지니어에게 그러한 계산을 수행하고 그것을 기초로 하여 조치를 취하도록 요구하는 것이 아니라, 본 소프트웨어는 자동으로 계산을 수행하고 후속한 단계를 수행하기 위해 그 결과를 사용한다.

그 다음, 단계(202)에서, 챔버는 압력이 사전결정된 낮은 값, 예컨대, 하나의 실시예에서 대략 20kPa에 도달하도록 배기된다. 이는 도 3의 압력 그래프 중 라인 부분(301)으로 표현된다. 포인트(1)에서, 배기가 끝나고, 압력(P1) 및 온도(T1)가 측정되고 기록된다. (몇몇 실시예에서, 압력 및 온도는 연속적으로 측정되는데, 이는 용이하고 아래에 서술된 바와 같이 어떠한 포인트를 누락하는 것을 피하기 위해 추천되지만, 필요하다면, 센서는 적절한 시간에 켜지고 꺼질 수 있다.)

챔버가 배기된 후, 단계(203)에서, 바이믹스 가스는 도 3의 라인 부분(302)에 도시된 바와 같이 챔버 밸브의 사용을 허용할 만큼 충분히 큰 압력(P_fillvalve)에 도달될 때까지 주입 밸브를 통해 느리게 챔버에 추가된다. 하나의 실시예에서, 이러한 P_fillvalve는 대략 30kPa이다.

그 다음, 단계(204)에서, 더 많은 바이믹스 가스가 도 3의 두 라인 부분(303)에 의해 도시된 바와 같이 챔버 필 밸브를 통해 더 빠르게 챔버에 추가된다. 본 단계 동안, 가스의 추가는 압력이 값(P_blower)에 도달한 때 챔버 필 밸브를 닫음으로써 일정 시간(도 3에 "X"로 표시됨) 동안 정지되고, 가스를 혼합하고 가스 온도를 목표 값에 근접하게 하기 위해 일정시간 동안 송풍기가 켜진다.

도 3에 도시된 하나의 실시예에서, 이는 압력이 충분히 높은 수준, 대략 200kPa에 도달한 때 발생하고, 송풍기는 대략 20초 동안 그러나 어떠한 경우든 챔버 내의 가스를 완전히 혼합할 만큼 충분히 긴 시간기간 동안 켜진다. 이를 수행함으로써 아래에 서술된 바와 같이 가스식의 정확한 계산을 보장하기 위해 챔버 내의 가스는 동질이 될 것이다. (각각의 챔버 내의 금속 플루오라이드 트랩(trap) 또한 전형적으로 이 시간에 켜진다.) 송풍기는 전형적으로 이후 켜진 상태를 유지하지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 그러나, 송풍기는 동일한 이유로 후속한 온도 측정동안 켜져 있어야 한다.

가스가 혼합되면, 챔버 필 밸브는 재개방되고, 각각의 챔버에 대하여 바이믹스의 계산된 양이 챔버에 추가될 때까지 바이믹스 가스의 추가가 재개한다. 바이믹스의 추가가 완료되면, 과도현상을 감안하여 약간의 정지시간 후(하나의 실시예에서 대략 2초), 도 3의 포인트(2)에서, 실제 압력(P2) 및 온도(T2)가 다시 측정된다.

몇몇 실시예에서, 바이믹스를 추가하는 것은 먼저 단계(203)에서 느리게 추가한 후 단계(204)에서 더 빠르게 추가하는 것이 아니라, 하나의 단계로 추가하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 충분히 낮은 압력을 가진 챔버에 바이믹스를 빠르게 추가시키는 것은 먼지를 일으킬 수 있고 리필 프로세스의 이후 단계 및/또는 레이저 동작을 손상시킬 수 있다고 생각되므로, 서술된 바와 같이 두 단계로 바이믹스를 추가하는 것이 권장된다.

그 다음, 할로겐 함유 트리믹스 가스가 단계(205)에서, 도 3의 라인 부분(304)에 도시된 바와 같이 추가된다. 상기와 같이, 예상 압력(P3)이 목표 압력을 기초로 계산되지만, 정확도를 위해, P3의 값에만 의존하는 것이 아니라, 압력 및 온도는 트리믹스 가스가 아래에 상세히 설명된 바와 같이 바람직한 할로겐 가스 농도를 제공하기 위해 계산된 양만큼 추가될 때까지 측정된다. 트리믹스 가스는 아래에 설명한 바와 같이 포인트(3)에 도달할 때까지 주입 밸브를 통해 느리게 추가된다. 상기와 같이, 포인트(3)는 P3의 값에 근접한 압력을 가질 것이며, 목표 압력보다 약간 높을 것이다.

바이믹스와 트리믹스 간의 목표 비율이 이미 계산되어 있으므로, 아래에 서술된 식을 사용하면, 플루오르 농도는 높은 정밀도로 목표 농도가 될 것이다. 이러한 이유로, 목표 압력보다 약간 높은 압력(P3)에 도달하기 위해 충분한 가스가 추가되어, 챔버내의 플루오르 가스 농도를 변경하지 않고 목표 압력이 얻어질 때까지 챔버로부터 가스가 빼내질 수 있다.

단계(206)에서, 도 3의 라인 부분(305)에 의해 도시된 바와 같이, 각각의 챔버 내의 가스 압력은 먼저 챔버 밸브를 개방함으로써 챔버로부터 가스의 빠른 흐름(bleed)에 의해 감소된다. 하나의 실시예에서, 챔버 밸브는 사전결정된 짧은 시간 동안 개방되는데, 이는 챔버 내의 압력을 개방된 챔버 밸브의 흐름 속도를 기초로 특정 양만큼 감소시킬 것이다. 예를 들어, 몇몇 레이저에서 대략 1/2초 동안 챔버 밸브를 개방하는 것은 챔버 내의 압력을 대략 5kPa만큼 감소시킬 수 있다.

단계(207)에서, 챔버 내의 압력을 감시함과 동시에, 도 3의 라인 부분(306)에 의해 도시된 바와 같이, 원하는 압력(P_target)에 도달할 때까지, 챔버로부터 느린 가스 브리드(bleed)가 주입 밸브를 통해 계속된다. 이러한 포인트에서, 챔버는 원하는 플루오르 농도 및 목표 압력을 모두 가질 것이다.

몇몇 실시예에서, 단계(206 및 207), 고속 및 저속 가스 브리드는 단일 브리드로 결합되는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 고속 브리드만 사용된다면, 압력이 목표 압력보다 낮게 감소할 위험이 존재하고, 저속 브리드만 사용하면 목표 압력에 도달하는데 더 긴 시간이 걸릴 것이다. 브리드 프로세스의 일부분 동안 고속 브리드를 사용하고 이어서 저속 브리드를 사용함으로써 시간을 절약하고 목표 압력을 오버슈팅(overshooting)할 위험을 피할 수 있다.

단계(205)에 대하여 더욱 상세하게, 트리믹스의 추가 및 포인트(3)의 도달이 지금부터 제공된다. 얼마나 많은 가스가 챔버로 추가되어야 하는지 판단함에 있어서 원하는 높은 정확도를 달성하기 위해서는, 종래기술에서 전형적인 것처럼 주로 압력에만 의존하는 것이 아니라, 추가될 가스의 몰 수가 계산되는데, 챔버 내의 온도는 물론 압력을 감시하는 것을 포함한다. 또한, 이전 가스 라이프(life)로부터 남은 가스가 고려되어야 한다.

아래의 값들이 정의된다.

챔버가 도 2의 단계(202)에서, 즉, 도 3의 포인트(1)에서 배기될 때, 챔버 내의 소량의 가스(대략 20kPa의 압력보다 높음)가 존재하는데, 이는 이전 가스 라이프로 인한 것, 즉, 이전 리필 및 임의의 후속 주입으로 인해 레이저의 작동 후 존재하는 것이다. 또한, 필 파이프 내에 약간의 가스가 존재하는데, 이는 리필 프로세스에서 탱크로부터 새로운 가스가 주입될 때 챔버 내로 밀려 들어올 것이다.

상기와 같이, 포인트(1)에서 실제 압력 및 온도가 측정된다. 포인트(1)에서 트리믹스 가스의 몰 수는 아래와 같이 주어진다.

이와 유사하게, 포인트(1)에서 바이믹스 가스의 몰 수는 아래와 같이 주어진다.

그러므로, 포인트(1)에서 챔버 내부 및 챔버로 이어지는 파이프 내의 총 가스량은 아래와 같다.

그 다음, 상술한 바와 같이, 바이믹스가 도 2의 단계(203 및 204)에서 챔버로 추가된다. 다시, 파이프 내의 가스는 이를 수행할 때 챔버로 밀려 들어간다. 단계(204) 후, 즉, 도 3의 포인트(2)에서 챔버 내의 총 가스량 및 바이믹스의 몰 수는 아래와 같이 결정된다.

상기와 같이, 바이믹스가 추가된 후, 순수한 트리믹스가 도 2의 단계(205)에서 챔버로 추가된다. 트리믹스가 추가된 후, 다음 오퍼레이션은 필 라인을 통해 일어나는 가스 브리드(도 2의 단계(206))임을 이해해야 한다. 그러므로, 오직 챔버 내에 존재하는 트리믹스의 추가만 고려되어야 한다. 포인트(3)에서 챔버로의 트리믹스 추가를 위한 가스 상태 식은 아래와 같다.

도 3의 포인트(3)에서 챔버 내의 총 트리믹스 농도는 아래와 같다.

또는

(식 1)

값 γ은 아래와 같이 정의된다.

그 결과는 아래와 같다.

(식 2)

엄격하게 말하자면 γ는 트리믹스 농도(a)에 의존하고, 이는 P3 및 T3에 의존하여, 식을 순환식으로 만들며, a의 값은, 예컨대, 명목적으로 대략 0.1(r의 값과 같음)이다. 실질적 문제로서, 일반적으로 a(및 r)의 값은 γ의 값을 유의미하게 변경하지 않는 0.1인 것으로 가정될 수 있고, 트리믹스를 첨가하는 목적에 대하여, γ는 P1, P2, T1, T2를 기초로 결정될 수 있는 상수이며 P2 및 T2에서의 챔버 및 파이프 체적이 측정되었다. 그러나, 몇몇 실시예에서, a 및 r의 값은 필요하다면 사용자에 의해 선택될 수도 있다.

그러므로, 식 2는 포인트(3)에 도달한 시기, 즉, 적정한 양의 트리믹스 가스가 챔버로 추가된 시기를 판정한다. P3 및 T3의 바람직한 연속 측정을 가정한다면, 도 3의 포인트(3)에 도달한 시기를 판정하기 위해 수행되는 유일한 계산은 트리믹스의 추가동안 간단한 곱셈이므로, 리필 프로세스가 계산 시간에 의해 느려지지 않는다.

그러므로, 상술한 바와 같이, 단계(205) 후 이러한 포인트(3)에서, 각각의 레이저 챔버는 높은 수준의 정밀도로 바람직한 농도의 플루오르를 포함할 것이지만, 목표 압력보다는 높은 압력을 가질 것이다. 그러므로, 바람직한 목표 압력에 도달할 때까지 챔버로부터 가스가 빼내진다. 또한, 이는 두 단계로 수행된다.

먼저, 챔버로부터 고속 브리드는 챔버 밸브를 개방함으로써 수행된다(도 2의 단계(206)). 이러한 고속 브리드는 압력을 목표 압력 아래로 떨어트리지 않으면서 잉여 가스의 상당량을 제거할 목적이다. 하나의 실시예에서, 챔버 밸브는 사전결정된 시간 동안 개방되는데, 이는 실제 압력보다 더 쉽게 추적가능하며, 챔버 밸브의 흐름 속도에 따라 사전결정된 양만큼 챔버 내의 압력을 줄일 것이다. 예를 들어, 몇몇 엑시머 레이저는, 대략 1/2초 동안 챔버 밸브를 개방하는 것이 챔버 내의 압력을 대략 5kPa 만큼 감소시킬 것이다. 당업자들은 목표 압력보다 낮아지지 않으면서 많은 초과 압력이 감소되도록 챔버 밸브를 개방하기 위한 적절한 시간을 선택할 수 있을 것이다.

이를 수행한 후, 챔버 밸브는 폐쇄되고 주입 밸브가 개방되며, 챔버로부터 느린 가스 배기가 주입 밸브를 통해 계속된다(도 2의 단계(207)). 압력은 감시되고, 주입 밸브는 원하는 목표 압력(P_target)에 도달할 때까지 열려있게 된다.

이러한 포인트에서, 레이저 챔버는 바람직한 목표 플루오르 농도 및 목표 가스 압력을 포함한다. 상기와 같이, 리필에 이어 전형적으로 레이저가 시험 방전되고 가스가 관측된 동작 파라미터를 기초로 더 조절되는 최적화 프로세스가 뒤따른다. 가스 최적화의 어떠한 기술은 주지되어 있다.

유도 감응도 분석(derivative sensitivity analysis)은, 상기 식 2에서 압력, 온도, 및 체적을 측정함에 있어서 가능한 오차에 대한 어떤 가정을 감안하여, 서술된 방법에 의해 얻어진 트리믹스 가스 비율의 리필 정확도를 판정하기 위해 수행되었다. 아래의 명목 값 및 정확도가 사용되었다.

(a) 및 r 모두에 대하여 0.1의 값을 사용하면, 압력 및 챔버 및 파이프 체적의 측정 오차의 오차 영향은 각각 0.33%, 0.02%, 및 0.12%이고, 온도 측정 오차의 영향은 1.83%이다. 구적법(quadrature)으로 합산하면, 이는 1.92%의 가능한 총 오차를 제공한다.

그러므로, 이러한 계산은 서술된 방법에 따른 자동 리필 프로세스가 종래의 리필 프로세스를 통해 달성하기 힘든 정밀도로 챔버 가스에 대한 트리믹스의 비율을 얻을 수 있음을 보여준다. 또한, 이러한 리필 프로세스는 시험방전 및 최적화전에 엔지니어에 의한 추가적인 조절을 필요로 하지 않으며, 적절하게 수행된 때, 레이저 챔버로부터 빼내져야 하는 매우 소량의 초과 가스를 야기한다.

개시된 시스템 및 방법은 앞서 몇가지 실시예를 참조하여 서술되었다. 다른 실시예는 본 명세서를 읽은 당업자들에게 명백할 것이다. 서술된 방법 및 장치의 어떤 형태는 상기 실시예에 서술된 것과 다른 구성 또는 단계를 사용하여, 또는 상기 서술된 것에 엘리먼트를 추가하거나 다른 엘리먼트를 결합함으로써 쉽게 구현될 수 있다.

예를 들어, 바람직한 실시예는 마스터 오실레이터-파워 증폭기 멀티 챔버 엑시머 또는 분자 플루오르 가스 방전 레이저 시스템("MOPA")이지만, 본 시스템이 또한 마스터 오실레이터-파워 오실레이터("MOPO"), 파워 오실레이터-파워 증폭기("POPA") 또는 파워 오실레이터-파워 오실레이터("POPO") 구성 등과 같은 다른 오실레이터/증폭기 구성을 가지도록 구성될 수 있음을 당업자들은 이해될 것이다. 또한, 각각의 이러한 구성에서, 제1 오실레이터 스테이지의 출력은 제2 스테이지가 파워 증폭기이든 파워 오실레이터이든 관계없이 제2 스테이지에서 몇몇 방식으로 증폭됨이 이해될 것이다.

이와 유사하게, 명세서 또는 첨부된 청구항에서 마스터 오실레이터 스테이지 또는 챔버("MO") 및 명세서 또는 첨부된 청구항에서 파워 증폭기 스테이지 또는 챔버("PA")에 대하여 반대로 참조하는 것으로 구체적으로 지시되지 않았다면, 증폭을 위해 임의의 증폭기 제2 스테이지 또는 챔버로 출력을 공급하는 임의의 오실레이터 제1 스테이지 또는 챔버를 커버할만큼 충분히 넓은 의미로 해석되어야 하고, 용어 오실레이터 챔버 또는 오실레이터 스테이지는 임의의 그러한 오실레이터 스테이지를 커버할만큼 충분히 넓은 의미이고, 용어 증폭기 챔버 또는 스테이지는 임의의 그러한 증폭기 스테이지를 커버할만큼 충분히 넓은 의미이다. 또한, 상기 설명은 하나의 예로서 2 스테이지 또는 챔버 레이저를 사용하지만, 개시된 본 시스템 및 방법은 단일 챔버 레이저 또는 임의의 다챔버 레이저에도 적용될 수 있다.

또한, 서술된 방법 및 장치는 프로세스, 장치, 또는 시스템을 포함한 다양한 방식으로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에 서술된 방법은 그러한 방법을 수행하도록 프로세서에 명령하는 프로그램 명령어로 구현될 수 있는데, 이러한 명령어는 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크, 컴팩트 디스크(CD) 또는 디지털 다기능 디스크(DVD), 플래시 메모리와 같은 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 기록된 그러한 명령어, 광 디스크에 저장된다. 또한, 본 방법은 바람직하다면, 하드와이어드 로직으로 통합될 수 있다. 본 명세서에 서술된 방법의 순서는 변경될 수도 있고, 여전히 본 발명의 범위에 속함을 이해해야 한다.

실시예에 대한 이러한 및 다른 변형은 본 명세서에 의해 커버되도록 의도된 것이며, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

Claims

듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원으로서,
할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 구비한 마스터 오실레이터;
할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 구비한 증폭기;
리필 스킴(refill scheme)을 자동 실행하는 컨트롤러를 구비한 가스 리필 시스템을 포함하고,
상기 리필 스킴은:
상기 레이저 챔버 중 선택된 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계;
상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하는 제1 포인트까지 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키고, 상기 제1 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계;
제2 포인트에 도달하기 위해 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하고, 상기 제2 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계;
상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스가 상기 목표 압력보다 큰 압력에서 상기 목표 할로겐 농도에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 함유 가스를 추가하는 단계; 및
상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 할로겐은 플루오르를 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 각각의 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키는 단계는 각각의 챔버를 대략 20kPa의 압력까지 배기시키는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 선택된 레이저 챔버로 추가되는 할로겐 무함유 가스의 양의 계산은, 상기 목표 할로겐 농도에 대한 상기 할로겐 함유 가스 내의 플루오르 농도의 비교와 상기 목표 압력을 고려하여 이루어지는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 마스터 오실레이터 및 상기 증폭기 모두의 레이저 챔버는 상기 레이저 챔버로 가스를 추가하기 위한 필 파이프(fill pipe)를 가지고, 상기 선택된 레이저 챔버로 추가될 할로겐 함유 가스의 양의 계산은, 상기 제1 및 제2 포인트에서의 온도 및 압력, 및 상기 선택된 레이저 챔버의 체적, 및 상기 선택된 레이저 챔버에 대한 상기 필 파이프의 체적을 고려하여 이루어지는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 5 항에 있어서, 상기 선택된 레이저 챔버로 추가될 할로겐 함유 가스의 양의 계산은, 상기 레이저의 이전 작동으로부터 상기 선택된 레이저 챔버 및 상기 선택된 레이저 챔버를 위한 상기 필 파이프 내에 남아 있는 가스를 더 고려하여 이루어지는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 각각은 제1 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제1 밸브 및 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제2 밸브를 포함하고, 상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계는:
상기 목표 압력보다 큰 상기 레이저 챔버 내의 압력을 야기하기 위해 상기 레이저 챔버로부터 제1 양의 가스를 제거하도록 상기 제1 밸브를 개방하는 단계;
상기 레이저 챔버 내의 압력을 상기 목표 압력까지 감소시키기 위해 상기 레이저 챔버로부터 제2 양의 가스를 제거하도록 상기 제2 밸브를 개방하는 단계를 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 7 항에 있어서, 상기 선택된 레이저 챔버로부터 제1 양의 가스를 제거하도록 상기 제1 밸브를 개방하는 단계는 상기 제1 밸브를 고정된 시간 동안 개방하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 각각은 제1 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제1 밸브 및 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제2 밸브를 포함하고, 상기 제2 포인트에 도달하기 위해 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하는 단계는:
상기 제2 밸브를 통해 상기 일정량의 할로겐 무함유 가스 중 제1 부분을 추가하는 단계; 및
상기 제1 밸브를 통해 상기 일정량의 할로겐 무함유 가스 중 나머지 부분을 추가하는 단계를 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저 광원은 엑시머 레이저원인, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계는 상기 목표 압력 및 목표 할로겐 농도에 대한 저장된 값을 검색하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계는 상기 목표 압력 및 목표 할로겐 농도의 선택을 입력으로서 수신하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원.
마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법으로서, 상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고, 상기 방법은:
상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계;
상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하는 제1 포인트까지 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키고, 상기 제1 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계;
제2 포인트에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하고, 상기 제2 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계;
상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스가 상기 목표 압력보다 큰 압력에서 상기 목표 할로겐 농도에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 함유 가스를 추가하는 단계; 및
상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 할로겐은 플루오르를 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 각각의 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키는 단계는 상기 선택된 레이저 챔버를 대략 20kPa의 압력까지 배기시키는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 선택된 레이저 챔버로 추가되는 할로겐 무함유 가스의 양의 계산은, 상기 목표 할로겐 농도에 대한 상기 할로겐 함유 가스 내의 플루오르 농도의 비교와 상기 목표 압력을 고려하여 이루어지는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 마스터 오실레이터 및 상기 증폭기 모두의 레이저 챔버는 상기 레이저 챔버로 가스를 추가하기 위한 필 파이프(fill pipe)를 가지고, 상기 선택된 레이저 챔버로 추가될 할로겐 함유 가스의 양의 계산은, 상기 제1 및 제2 포인트에서의 온도 및 압력, 및 상기 선택된 레이저 챔버의 체적, 및 상기 선택된 레이저 챔버에 대한 상기 필 파이프의 체적을 고려하여 이루어지는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 선택된 레이저 챔버로 추가될 할로겐 함유 가스의 양의 계산은, 상기 레이저의 이전 작동으로부터 상기 선택된 레이저 챔버 및 상기 선택된 레이저 챔버를 위한 상기 필 파이프 내에 남아 있는 가스를 더 고려하여 이루어지는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 각각은 제1 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제1 밸브 및 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제2 밸브를 포함하고, 상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계는:
상기 목표 압력보다 큰 상기 레이저 챔버 내의 압력을 야기하기 위해 상기 레이저 챔버로부터 제1 양의 가스를 제거하도록 상기 제1 밸브를 개방하는 단계;
상기 레이저 챔버 내의 압력을 상기 목표 압력까지 감소시키기 위해 상기 레이저 챔버로부터 제2 양의 가스를 제거하도록 상기 제2 밸브를 개방하는 단계를 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 선택된 레이저 챔버로부터 제1 양의 가스를 제거하도록 상기 제1 밸브를 개방하는 단계는 상기 제1 밸브를 고정된 시간 동안 개방하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 각각은 제1 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제1 밸브 및 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 상기 챔버에 가스를 추가하거나 상기 챔버로부터 가스를 제거하기 위한 제2 밸브를 포함하고, 상기 제2 포인트에 도달하기 위해 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하는 단계는:
상기 제2 밸브를 통해 상기 일정량의 할로겐 무함유 가스 중 제1 부분을 추가하는 단계; 및
상기 제1 밸브를 통해 상기 일정량의 할로겐 무함유 가스 중 나머지 부분을 추가하는 단계를 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 레이저 광원은 엑시머 레이저원인, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계는 상기 목표 압력 및 목표 할로겐 농도에 대한 저장된 값을 검색하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계는 상기 목표 압력 및 목표 할로겐 농도의 선택을 입력으로서 수신하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법.
프로그램을 내장한 비휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 프로그램은 마스터 오실레이터 및 증폭기를 구비한 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원의 레이저 챔버 내의 가스를 자동 리필하는 방법을 수행하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 것이고, 상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함하는 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고, 상기 방법은:
상기 레이저 챔버 중 선택된 레이저 챔버에 대한 목표 압력 및 목표 할로겐 농도를 획득하는 단계;
상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스 압력이 사전결정된 낮은 값에 도달하는 제1 포인트까지 상기 선택된 레이저 챔버를 배기시키고, 상기 제1 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계;
제2 포인트에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 무함유 가스를 추가하고, 상기 제2 포인트에서의 온도 및 압력을 측정하는 단계;
상기 선택된 레이저 챔버 내의 가스가 상기 목표 압력보다 큰 압력에서 상기 목표 할로겐 농도에 도달하도록 상기 선택된 레이저 챔버에 일정량의 할로겐 함유 가스를 추가하는 단계; 및
상기 목표 압력에 도달할 때까지 상기 선택된 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함하는, 프로그램을 내장한 비휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체.