KR101940163B1

KR101940163B1 - 투 챔버 가스방전 레이저 시스템에서의 자동 가스 최적화 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101940163B1
Application number: KR1020147001590A
Authority: KR
Inventors: 케빈 엠. 오브라이언; 조슈아 제이. 쏘네스; 다니엘 제이. 리그스; 루이 지앙
Original assignee: 사이머 엘엘씨
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2019-04-11
Also published as: JP2014518456A; KR20140039313A; US8411720B2; EP2727199A4; JP6039663B2; EP2727199B1; TW201312884A; TWI543482B; EP2727199A1; CN103620891A; CN103620891B; WO2013002970A1; US20130003773A1

Abstract

엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스방전 레이저의 챔버 내의 리필 후 가스 최적화를 자동 수행하는 시스템 및 방법이 개시된다. 레이저는 낮은 파워 출력으로 연속적으로 발사되고, 압력이 최소값 아래로 떨어지지 않으면서 방전 전압이 최소값을 충족/초과할 때까지 증폭기 레이저 챔버 내의 가스가 빼내진다. 파워 출력이 증가되며, 전압 및 압력이 최소값을 충족/초과할 때까지 가스가 다시 빼내진다. 그 다음, 레이저는 작동시 레이저의 예상되는 발사와 비슷한 버스트 패턴으로 발사되고, 챔버내의 압력이 최소값 아래로 떨어지지 않으면서 방전 전압이 최소값을 충족/초과하고 출력 에너지가 최소값을 충족/초과할 때까지 가스가 빼내진다. 최소값이 제공되면, 본 프로세스는 수동적 상호작용없이 신속하게 실행된다.

Description

투 챔버 가스방전 레이저 시스템에서의 자동 가스 최적화 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATIC GAS OPTIMIZATION IN A TWO-CHAMBER GAS DISCHARGE LASER SYSTEM}

본 발명은 레이저 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 리필(refill) 후 마스터 오실레이터-파워 증폭기 엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스 방전 레이저의 챔버 내 가스를 최적화하는 것에 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 큰 파워 및 작은 스펙트럼 대역폭에 대한 상충하는 설계 요구사항은 이러한 단일 챔버 설계에서 성능의 절충(compromise)을 의미한다. 이러한 설계 절충을 피하고 성능을 향상시키는 한 방법은 2개의 챔버를 사용하는 것이다. 이는 스펙트럼 대역폭 및 펄스 에너지 생성 기능을 분리하는 것을 가능하게 하는데, 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, 정해진 바람직한 펄스 에너지를 생성하기 위해서 필요로 되는 방전 전압을 증가시키기 때문에, 레이저 효율의 감소를 야기한다. 방전 전압이 하드웨어의 물리적 제약에 의해 결정되는 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 발사되지 않는 동안 모든 가스가 교체된다. 그러나, 리필은 리필 과정 동안 레이저가 정지되기 때문에 큰 지장을 주므로, 칩의 부적절한 처리를 피하기 위해 칩의 리소그래피 노출은 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 광원이 광원의 작동 한계에 도달함으로 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 요구를 고려하여, 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 있으므로 여전히 리필이 일정한 인터벌로 수행된다.

리필 오퍼레이션에 있어서, 레이저 챔버 내의 잔여 가스가 배출된 후, 새로운 가스가 특정한 압력 및 플루오르 농도에 도달하도록 의도된 양만큼 챔버로 주입된다. 리필 종료시점에 레이저 챔버 내의 가스의 압력 및 농도는 레이저의 특정 타입 및 모델에 의해 결정되는 것이 전형적이고(모든 듀얼 챔버 레이저에 대하여 유사할 수도 있다), 레이저의 나이와 같은 특정 레이저의 특수한 특징을 고려하지는 못한다.

따라서, 특정 레이저의 초기 작동을 위한 최상의 가스 상태를 제공하기 위해 리필에 이어 가스 최적화가 뒤따를 수 있다. 가스 최적화는 특정 레이저가 자신의 최고 효율점에서 작동을 시작할 수 있게 하고, 다른 리필이 요구되기 전까지 더 긴 작동을 가능하게 한다.

최적화는 부분적으로 소요 시간으로 인해 항상 수행되지는 않는다. 리필 및 최적화는 다시 레이저가 동작을 정지한 채로 대략 한 시간 이상 걸리는 것이 전형적이다. 오히려, 최적화 수행 여부는 주요 레이저 모듈의 교체 여부, 또는 관측된 레이저 성능 저하가 있는지 여부와 같은 다양한 기준에 의해 결정되는 것이 전형적이다.

가스를 최적화하기 위해, 엔지니어는 레이저의 동작 파라미터, 특히, 방전 전압 및 출력 에너지를 결정하기 위해 레이저를 시험발사한다. 레이저가 바람직한 파라미터 내에서 작동하지 않는다면, 엔지니어는 챔버 내의 가스를 조절하고 다른 시험발사를 수행한다. 이는 바람직한 동작 파라미터가 얻어질 때까지 반복된다.

가스 최적화를 수행함에 있어서 몇 가지 고유한 문제가 존재한다. 최적화 과정은 전형적으로 하나의 시행착오법(trial and error)인데, 경험 많은 엔지니어 조차도 최적의 가스 상태를 얻는데 몇몇 어려움을 가질 것이다. 또한, 이는 최적화가 쉽게 반복가능한 것이 아니고, 상이한 엔지니어는 동일한 레이저의 상이한 최적화를 산출할 수 있고, 심지어 한명의 엔지니어가 이전 결과를 되풀이하지 못할 수도 있음을 의미한다. 마지막으로, 오류가 만들어진다면 최적화 과정을 반복할 필요가 있을 것인데, 이는 레이저의 추가적인 정지시간을 야기한다.

가스를 최적화하는 더욱 정교한 방법은 모든 또는 다수의 이러한 문제점을 완화 또는 제거할 수 있고, 레이저가 다른 리필이 수행되어야 하기 전에 더 긴 시간 기간 동안 동작할 수 있게 한다. 또한, 우수한 최적화는 레이저 챔버로의 후속 주입량 계산에 근거가 되는 더 우수한 기준을 제공한다. 그러므로, 사용되는 특정 레이저에 대한 가장 효율적인 가스 상태를 야기하는 방식으로 최적화가 수행되는 것이 바람직하다. 서술된 가스 최적화는 매우 정밀한 플루오르 농도를 제공하는 자동 리필 과정과 함께할 때 특히 효과적일 수 있다.

챔버가 리필된 후 MOPA 엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스방전 레이저의 파워 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동으로 정밀하게 최적화하는 시스템 및 방법이 개시된다. 어떤 바람직한 파라미터들이 정의된 후, 컨트롤러 또는 프로세서는 사용자에 의한 개입 또는 행동없이 최적화를 수행한다. 레이저는 몇 가지 시퀀스로 시험발사되고, 필요하다면, 각각의 시퀀스 동안 증폭기 레이저 챔버로부터 레이저의 동작 파라미터를 정의된 파라미터 내로 유지하도록 가능한 범위까지 가스가 빼내지는데, 이는 가스 리필 종료시 존재하는 상태를 감안하여 가능한 최적에 근접한 증폭기 레이저 챔버 내의 가스 상태를 야기한다.

하나의 실시예로서, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원이 개시되는데, 본 광원은 각각이 할로겐을 함유한 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가진 마스터 오실레이터 및 증폭기와, 상기 증폭기 레이저 챔버 내의 가스 리필(refill) 후 가스 최적화 스킴(scheme)을 자동 실행하는 컨트롤러를 포함하는 가스 최적화 시스템을 포함한다. 상기 가스 최적화 스킴은: 상기 레이저가 연속 모드에서 제1 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 제1 시퀀스; 상기 레이저가 연속 모드에서 제2 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 제2 시퀀스; 및 상기 레이저가 목표 에너지로 버스트(burst)로 발사되고 방전 전압 및 마스터 오실레이터 출력 에너지를 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 낮거나 또는 상기 마스터 오실레이터 출력 에너지가 다른 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압 및 상기 마스터 오실레이터 출력 에너지가 모두 상기 각각의 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 제3 시퀀스를 포함한다.

다른 실시예에서, 마스터 오실레이터 및 파워 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법이 개시되는데, 상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함한 레이징 매체를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고, 상기 방법은: 상기 레이저가 연속 모드에서 제1 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 단계; 상기 레이저가 연속 모드에서 제2 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 단계; 및 상기 레이저가 목표 에너지로 버스트로 발사되고 방전 전압 및 출력 에너지를 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮거나 또는 상기 출력 에너지가 다른 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압 및 상기 출력 에너지가 모두 상기 각각의 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예는 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법을 수행하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램을 내장한 비휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체를 개시하는데, 상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함한 레이징 매체를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고, 상기 방법은: 상기 레이저가 연속 모드에서 제1 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 단계; 상기 레이저가 연속 모드에서 제2 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 챔버로부터 가스를 빼내는 단계; 및 상기 레이저가 목표 에너지로 버스트로 발사되고 방전 전압 및 출력 에너지를 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮거나 또는 상기 출력 에너지가 다른 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압 및 상기 출력 에너지가 모두 상기 각각의 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기 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 블록도를 도시한다.
도 2는 하나의 실시예에 따른, MOPA 엑시머 레이저와 같은 듀얼 챔버 가스 레이저의 증폭기 레이저 챔버의 자동 가스 최적화 방법의 주요 단계를 보여주는 간단한 플로우차트이다.
도 3은 도 2로부터의 하나의 실시예의 제1 시스템 설정 시퀀스의 더욱 상세한 단계들을 보여주는 간단한 플로우차트이다.
도 4는 도 2로부터의 하나의 실시예의 제2 시스템 설정 시퀀스의 더욱 상세한 단계들을 보여주는 간단한 플로우차트이다.
도 5는 도 2로부터의 하나의 실시예의 주요 최적화 시퀀스의 더욱 상세한 단계들을 보여주는 간단한 플로우차트이다.

본 출원은 챔버의 리필 후 MOPA 엑시머 레이저와 같은 투 챔버 가스방전 레이저의 증폭기 챔버 내의 가스를 자동으로 정밀하게 최적화하는 시스템 및 방법을 서술한다. 완전히 자동화된 최적화 프로세스는 정확도의 증가를 야기할 것이고, 수동 최적화와 관련된 다수의 문제점을 완화 또는 제거할 것으로 기대된다.

특정한 정의된 파라미터가 입력되면, 본 프로세서는 사용자에 의한 개입 또는 행동 없이, 예컨대, 컨트롤러에 의해 실행된다. 레이저는 몇 가지 시퀀스로 시험발사되고, 가스는 필요하다면 각각의 시퀀스 동안 증폭기 레이저 챔버로부터 레이저의 동작 파라미터를 정의된 파라미터 내로 유지하도록 가능한 범위까지 빼내진다. 이는 가스 리필 종료시 존재하는 가스 상태를 고려해 볼 때 가능한 최적에 가까운 증폭기 레이저 챔버 내의 가스 상태를 야기한다.

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 리소그래피에 사용하기 위한 (도시되지 않은) 스캐너 기기로 출력되는 증폭된 레이저 빔(108)을 산출하기 위해, 제1 레이저 빔(106)을 증폭시키는 파워 증폭기(104)로 보내지는 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. ArF 레이저에서, 가스 병(110)은 전형적으로 "M1 믹스" 또는 "트리믹스(tri-mix)"로 알려진, 플루오르, 아르곤, 및 하나 이상의 다른 희유 기체(rare gas)를 포함하는 혼합 가스를 포함할 수 있고, 가스 병(112)은 "M2 믹스" 또는 "바이믹스(bi-mix)"로 알려진, 플루오르를 제외하고 아르곤 및 하나 이상의 다른 가스를 포함할 수 있다. 프로세서 또는 논리 회로와 같은 컨트롤러(116)는 병(110 및 112)으로부터 마스터 오실레이터(102) 및 파워 증폭기(104)의 레이저 챔버로 리필 또는 주입을 통해 가스를 전달하도록, 또는 필요할 때 레이저 챔버로부터 가스를 빼내도록 밸브(114)를 작동시킨다. 빼내진 가스는 병으로 되돌아가지 않고 (118)에서 배출되는 것이 전형적이다.

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.

상술된 바와 같이, 레이저 챔버의 리필이 수행될 때, 챔버 내의 모든 가스는 교체되고, 각각의 챔버 내의 플루오르의 특정 압력 및 농도를 달성하고자하는 시도가 이루어진다. 리필은 전형적으로 모든 레이저의 주어진 모델에 대하여 동일하므로, 리필은 종종 해당 특정 레이저에 대하여 가스 상태가 최적화되도록 가스 최적화가 뒤따른다. 상술한 바와 같이, 이는 일반적으로 레이저를 시험발사하고, 동작 파라미터를 관측하고, 바람직한 파라미터로부터의 임의의 편차를 보상하기 위해 하나 또는 둘 다의 레이저 챔버 내의 가스 상태를 조절하고자 시도하는 엔지니어에 의해 수행된다. 이러한 조절은 전형적으로 수동적으로 이루어지며, 엔지니어의 경험 및 판단에 의존한다.

이러한 종래의 수동 최적화 과정과 함께, 본 명세서에 서술된 자동 최적화 프로세스가 레이저 챔버가 리필된 후 수행된다. 본 명세서에 서술된 실시예에서, 마스터 오실레이터 레이저 챔버 내의 가스는 리필 후 고정 유지되고, 증폭기 레이저 챔버 내의 가스만 조절된다. 증폭기 레이저 챔버가 아마도 리필 종료시 바람직한 농도의 플루오르를 포함할 것이므로 최적화 동안 가스의 배출만 허용되고, 주입은 플루오르 농도를 변경하기 때문에 허용되지 않는다.

본 방법은 전형적으로 입력으로서 챔버 내의 온도 및 압력의 측정값을 포함하는 특정한 파라미터를 수신하고 밸브 동작을 제어하는, 도 1에 도시된 컨트롤러(116)와 같은 프로세서상에서 실행하는 소프트웨어로 구현된다.

도 2는 MOPA 엑시머 레이저와 같은 듀얼 챔버 가스 레이저의 파워 증폭기 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 프로세스의 하나의 실시예를 도시하는 간단한 플로우차트이다. 아래에 예시 및 설명된 바와 같이, 본 프로세스는 2개의 구별된 시퀀스로서, 2번 실행하는 시스템 설정 시퀀스(단계(201 및 202)) 및 메인 최적화 시퀀스(단계(203))를 포함한다.

최적화 중 일정한 에너지 출력을 얻고자 시도하지만, 그것이 항상 가능한 것은 아니며, 몇몇 경우에, 출력 에너지는 바람직한 것보다 클 것이다. 이러한 이유로, 레이저 시스템의 광학부재에 대한 손상을 방지하기 위해 제1 설정 시퀀스에서 레이저는 매우 낮은 주파수로 동작하는데, 이는 낮은 출력 파워를 야기한다. 레이저가 적절하게 동작함이 확실해지면, 제2 설정 시퀀스가 더 높은 출력 파워로 실행된 후, 메인 최적화 시퀀스가 동작중인 레이저의 대략적으로 예상되는 출력 파워로 실행될 수 있다.

하나의 실시예에서, 시스템 설정 시퀀스 동안 레이저는 레이저가 펄스의 그룹을 발사하는 버스트(burst) 모드가 아니라, 레이저가 연속적으로 펄스를 발사하는 연속 모드로 동작되지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 6 키로헤르츠(kHz), 즉, 초당 6000 펄스의 펄스 레이트(pulse rate)로 연속 모드로 각각 10 밀리줄(mJ)의 펄스를 생성하도록 설계된 레이저는 60 와트의 의도된 최대 출력을 가질 것으로 생각되며, 동일한 레이트로 각각 15mJ의 펄스를 발생시키는 레이저는 90 와트를 출력할 것으로 생각된다. 몇몇 경우에, 이러한 레이저는 사용자가 더 높은 펄스 에너지를 선택할 수 있게 한다. 또한 사용자가 아마도 더 낮은 펄스 레이트를 선택하였으나, 레이저가 6kHz 레이트의 더 높은 펄스 에너지를 가지고 연속적인 웨이브 모드로 동작을 시작하였다면, 레이저에 대한 손상이 발생할 수 있다. 그러므로, 설정 시퀀스는 레이저의 의도된 최대 출력을 허용하도록 가스가 최적화될 때까지 출력 파워가 레이저의 의도된 최대 출력보다 적절하게 낮음을 보장하도록 선택된 레이트로 시작한다.

여기서 시작되는 다양한 값들은 캘리포니아 샌디에고의 사이머 인코퍼레이티드로부터의 특정한 MOPA 레이저와 함께 사용되는 것들이지만, 다수의 다른 레이저가 그와 유사한 값들을 사용할 것임을 이해해야 한다. 당업자들은 본 명세서에 서술된 원리를 다른 제조자의 또는 상이한 동작 값을 가지는 엑시머 레이저에 적용할 수 있음을 이해할 것이다.

제1 설정 시퀀스의 낮은 출력 에너지가 정상 동작 파라미터를 벗어날 수 있기 때문에, 에너지 출력 오차에 대한 경고는 비활성되거나, 대안으로서 단순히 무시될 수도 있다. 이와 유사하게, 정상 동작을 벗어나는 파장 및 대역폭에 대한 경고도 또한 최적화 프로세스 동안 비활성화되거나 무시될 수 있다.

도 2를 다시 참조하면, 앞서 언급한 바와 같이, 단계(201)에서, 제1 설정 시퀀스는 낮은 주파수로 실행된다. 하나의 실시예에서, 앞서 언급한 60와트 레이저를 사용하면 각각 6kHz의 펄스 레이트로 10mJ의 펄스를 생성할 수 있고, 제1 설정 시퀀스는, 예컨대, 200Hz로 실행될 수 있다.

상기와 같이, 200Hz의 레이트는 제1 설정 시퀀스 동안의 출력 파워가 시스템의 광학 부재를 손상시키지 않도록 충분히 낮음을 보장하기 위해 선택된다. 10mJ 펄스와 더불어 200Hz의 연속적인 펄스 레이트로 제1 설정 시퀀스를 실행하는 것은 2와트의 출력 파워를 야기할 것이다. 이는 60와트의 정격 출력보다 적절하게 낮은 것이고, 최초로 생성된 펄스가 각각 10mJ보다 큰 에너지이더라도 레이저의 광학부재의 손상이 없을 만큼 충분히 낮은 것이다. 당업자들은 최적화 프로세스의 대상인 특정 레이저의 파라미터에 따라 펄스 레이트가 변경될 수 있음을 이해할 것이다.

단계(202)에서, 연속적인 펄스 레이트 증가에 의해 증가된 레이저의 출력 파워와 함께 제2 설정 시퀀스가 실행된다. 예를 들어, 펄스 레이트는 10배, 즉, 2000Hz로 증가될 수 있고, 상기 예에서 20와트의 출력 파워를 야기한다.

단계(203)에서, 최적화는 메인 최적화 시퀀스를 실행함으로써 완료된다. 아래에 서술한 바와 같이, 메인 최적화 시퀀스는 레이저가 작동될 것으로 예상되는 대략적인 출력 파워인 목표 출력 파워로 실행되는 것이 바람직하다. 각각의 이러한 시퀀스들은 아래에 상세하게 설명될 것이다.

도 3은 제1 설정 시퀀스(201)의 하나의 실시예의 더욱 상세한 단계를 보여주는 플로우차트이다. 단계(301)에서, 상술한 바와 같이, 레이저는 일정한 펄스 에너지 출력으로, 또는 목표값, 레이저가 제조 공정에서 사용될 것으로 예상되는 명목 파워보다 적당히 낮은 출력 파워를 야기하도록 선택된 레이트로 연속 모드에서 발사된다. 상기와 같이, 6kHz의 최대 펄스 레이트 및 펄스당 10mJ의 에너지를 가진 레이저에 대하여, 제1 설정 시퀀스는, 예컨대, 200Hz로 실행될 수 있다.

그 다음, 단계(302)에서, 10mJ의 원하는 출력 에너지의 레이저 펄스를 산출하기 위해 필요한 방전 전압이 측정되고, 파워 증폭기 레이저 챔버 내의 압력이 측정된다. 단계(303)에서, 파워 증폭기 챔버 내의 압력이 최소값(PMIN)보다 크거나 같은지 판정된다.

측정된 압력이 PMIN 미만이라면, 단계(304)에서 사용자에게 경고가 제공되고, 본 프로세스는 단계(307)에서 제2 설정 시퀀스로 진행한다.

측정된 압력이 PMIN 이상이라면, 그 다음 단계(305)에서 방전 전압이 최소 값(VMIN)보다 크거나 같은지 판정된다. 방전 전압이 VMIN 이상이라면, 본 프로세스는 다시 단계(307)에서 제2 설정 시퀀스로 진행한다.

단계(305)에서, 방전 전압이 VMIN 보다 크지 않다면, 단계(306)에서 증폭기 레이저 챔버 가스가 고정 증분 만큼 압력을 감소시키기 위해 빼내진다. 가스 배출은 압력을 감소시키고 방전 전압을 증가시킨다. 과도현상(transient)을 허용하기 위해 수 초, 하나의 실시예로서 3초 대기 후, 본 프로세스는 단계(302)로 되돌아가고 방전 전압 및 압력이 다시 측정된다. 단계(305)에 다시 도달한 때, 방전 전압이 VMIN보다 크거나 같다면(그리고 압력이 PMIN보다 크다면), 본 프로세스는 다시 단계(307)에서 제2 설정 시퀀스로 이동한다.

방전 전압이 여전히 VMIN 보다 작다면, 단계(306)가 반복되고, 가스가 다시 배출되고, 본 프로세스는 방전 전압 및 압력의 측정을 위한 단계(302)로 되돌아간다. 하나의 실시예에서, 가스는 매번 동일한 증분만큼 배출되고; 다른 실시예에서, 배출 증분은, 예컨대, 이전 배출의 결과로서 방전 전압의 변화량을 기초로 하여 각각의 반복시 변경될 수 있다. 단계(302, 303, 305 및 306)는 단계(307)로 가게 하는 하나의 조건 및 제2 설정 시퀀스가 발생할 때까지, 즉, 압력이 PMIN 보다 작거나, 또는 압력이 PMIN보다 크거나 같고 방전 전압이 VMIN보다 크거나 같을 때까지 반복될 것이다.

하나의 실시예에서, 증폭기 레이저 챔버로부터의 가스 배출은 실제 압력 강하를 측정하려 하는 것이 아니라, 고정 시간 기간 동안 증폭기 레이저 챔버에 대한 필(fill) 밸브를 개방함으로써 달성된다. 본 시스템은 밸브가 개방되어야 하는 시간 기간에 대한 디폴트(default) 값을 제공할 수도 있고, 또는 사용자가 값을 설정하도록 할 수 있다.

VMIN 및 PMIN의 값은 레이저가 안전 동작 파라미터 내에서 유지됨을 보장하도록 설정된다. 레이저의 물리적 특성이 최소 안전 방전 전압을 좌우하는데, 만약 전압이 최소 안전 방전 전압보다 낮아진다면, 그것은 레이저의 출력 에너지가 너무 높으며 출력 에너지를 감소시키기 위해 방전 전압이 낮아지고 있다는 지시이다. 이러한 상태가 레이저에 대한 손상을 야기하므로, 레이저는 방전 전압이 이러한 최소값보다 낮아지면 자동으로 정지하는 것이 전형적이다. 방전 전압의 이러한 값이 도달되지 않음을 보장하기 위해, VMIN은 물리적 한계보다 높게, 하나의 실시예에서 대략 50볼트 만큼 더 높게 설정된다.

이와 유사하게, 레이저 물리적 특성은 또한 레이저가 그 아래에서는 안전하게 작동하지 못할 최소 압력을 좌우한다. 그러므로, PMIN의 값은 또한 이러한 최소 압력보다 높게, 하나의 실시예에서 대략 15 키로파스칼(kPa) 만큼 더 높게 설정된다. 본 예에서, 0.6초인 배기 시간은 배기가 15kPa 미만으로의 압력 감소를 야기하여서, 그 압력이 단계(303)에서 PMIN 보다 높다고 판정된 후 배기가 일어나는 경우에도 여전히 그 압력이 레이저의 안전 작동에 필요한 물리적 한계보다 높도록 설정된다.

하나의 실시예에서, VMIN 및 PMIN에 대한 디폴트 값, 예컨대, VMIN에 대하여 910 볼트 및 PMIN에 대하여 220kPa이 존재한다. 다른 실시예에서, 사용자는 이러한 파라미터를 변경할 수 있다.

도 4는 제2 설정 시퀀스(202)의 하나의 실시예의 더욱 상세한 단계들을 보여주는 플로우차트이다. 제2 설정 시퀀스는 도 3의 제1 설정 시퀀스와 거의 동일하다. 단계(401)에서, 레이저는 다시 연속 모드에서 발사되지만, 더 높은 출력 파워를 야기하는 더 높은 펄스 레이트로 발사된다. 그러나, 하나의 실시예에서, 제2 설정 시퀀스는 여전히 레이저의 정상 동작시 예상되는 것보다 낮은 출력 파워로 실행될 수 있다.

하나의 실시예에서, 제2 설정 시퀀스에서, 레이저는 초기 레이트의 10배인 펄스 레이트로, 즉, 본 예에서 2000Hz로, 또는 제1 설정 시퀀스의 200Hz의 10배로 실행된다. 앞선 예의 펄스 에너지당 10mJ을 가정하면, 이는 예상 출력 파워를 20와트까지 증가시킬 것인데, 이는 여전히 레이저의 정격 출력보다 적당히 낮으며 또한 아마도 작동중인 레이저의 예상되는 정상 출력 에너지보다 낮다. 펄스당 목표 에너지는 모든 시퀀스에 대하여 일정한 것이 바람직하지만, 이는 필요하다면 변경될 수도 있다.

펄스 레이트는 제2 설정 시퀀스를 위해 사용되는 더 높은 레이트(본 예에서 2000Hz)에서 감소할 것으로 예상되는 필요 방전 전압에 영향을 준다. 그러므로, 방전 전압은 제1 설정 시퀀스 동안 VMIN보다 클 수 있으나, 제2 설정 시퀀스 동안 낮아질 수 있으므로, 큰 방전 전압을 더 높은 반복률에서 VMIN보다 크게 상승시키기 위해 더 많은 가스가 빼내질 필요가 있다.

도 4에 도시된 단계들은 도 3에 도시된 단계들과 동일하고, 제2 설정 시퀀스는 제1 설정 시퀀스를 참조하여 상술된 것과 동일한 방식으로 실행한다. 그러나, 지금, 제2 설정 시퀀스의 끝에 단계(407)에서 도달한 때, 본 프로세스는 메인 최적화 시퀀스로 진행한다. 그러므로, 제2 설정 시퀀스 동안, 몇몇 포인트에서, 방전 전압은 VMIN보다 크거나 같아질 것이고 압력은 PMIN보다 크거나 같아지거나, 또는 압력은 PMIN 아래로 떨어질 것이다. 이러한 조건 중 하나는 제2 설정 시퀀스를 종료시키고, 본 프로세스는 단계(407)에서 메인 최적화 시퀀스로 진행한다.

제2 설정 시퀀스가 실행된 후, 가스 상태는 메인 최적화 시퀀스가 레이저를 손상시키는 것을 방지하기에 충분할 것이다. 그 다음, 메인 최적화 시퀀스는 레이저의 예상된 동작 조건에 대하여 가스 상태를 최적화하기 위해 실행된다.

도 5는 메인 최적화 시퀀스의 하나의 실시예의 간단한 플로우차트이다. 메인 최적화 시퀀스 동안, 레이저는 설정 시퀀스의 연속 파형 모드가 아니라 버스트 패턴으로 발사된다. 단계(501)에서, 버스트 패턴이 선택된다. 버스트 패턴은 예상 출력 파워 및 레이저가 전형적인 고객에 의해 실제로 발사되는 방법을 모두 모방하도록 의도된 것이고, 몇몇 경우에 레이저 제조자가 최상의 동작 성능을 산출한다고 생각하는 패턴을 나타낼 수 있다.

버스트 패턴은 전형적으로 3개의 파라미터, 반복률, 버스트 길이, 및 버스트간 시간에 의해 구체화된다. 메인 최적화 시퀀스를 위한 버스트 패턴은 디폴트 설정이 메모리에 저장되어 있을 수도 있으나 레이저 제조자 또는 사용자에 의해 선택될 수 있고, 선택된 후에는 최적화 프로세스 동안 변경되지 않는다. 예를 들어, 60 와트의 의도된 최대 출력을 위해 6kHz의 최대 레이트로 각각 10mJ의 펄스를 발생시키는 상기 레이저의 경우에, 버스트당 600펄스, 6kHz의 레이트, 100msec의 버스트간 시간인 버스트 패턴이 사용될 수 있다. 이는 최대 펄스 레이트의 50%의 듀티 사이클을 나타내며, 펄스당 10mJ에서 파워 출력은 30와트일 것이다.

단계(502)에서, 방전 전압이 다시 측정되고, 단계(503)에서 최대 전압(VMAX)와 비교된다. 전압이 VMAX보다 크다면, 현재의 가스 상태가 최적화 프로세스에 의해 얻을 수 있는 최상의 결과이므로, 본 프로세스는 종료한다. 하나의 실시예에서, 사용자가 원한다면 레이저 챔버 압력을 계속 감시할 수 있도록, 전압이 너무 높다는 경고가 단계(504)에서 사용자에 제공될 수 있다.

VMIN 및 PMIN가 그러하듯이, 레이저의 물리적 한계에 의해 정해지는 실제 최대 방전 전압이 존재함을 알 수 있다. 또한, 동작 중에 이러한 방전 전압이 플루오르가 소모됨에 따라 증가하는 경향이 있음을 알 수 있다. 그러므로, VMAX의 값은 동작 중 전압 증가를 허용하기 위해 레이저의 물리적 한계보다 적당히 낮게 설정된다. 예를 들어, 레이저가 대략 1150 볼트의 물리적 한계를 가진다면, VMAX는 100 볼트 더 낮게 또는 1050볼트로 설정될 수 있고, 상기와 같이, 이러한 레이저에 대한 VMIN은 대략 910 볼트일 수 있다.

전압이 VMAX보다 크지 않다면, 단계(505)에서, 마스터 오실레이터 출력 에너지처럼, 방전 전압이 다시 측정된다. 단계(506)에서, 방전 전압은 상기 설정 시퀀스에서 사용된 동일한 최소 전압(VMIN)과 다시 비교되지만, 필요하다면 상이한 기준 값과 비교될 수도 있다. 또한, 마스터 오실레이터 에너지는 최소값(EMIN)과 비교된다. 방전 전압이 VMIN보다 크거나 같고, 마스터 오실레이터 에너지가 EMIN 보다 크거나 같다면, 이것이 최적화 프로세스가 달성할 수 있는 최상의 결과이므로 본 프로세스는 종료한다.

방전 전압 또는 마스터 오실레이터 에너지 중 하나가 각각의 최소값을 충족시키지 못한다면, 단계(507)에서, 파워 증폭기 레이저 챔버 내의 가스 압력이 다시 측정된다. 단계(508)에서, 가스 압력이 상기 설정 시퀀스에서 사용된 동일한 PMIN 값보다 낮아졌는지 판정한다. 압력이 PMIN 보다 낮다면, 단계(510)에서 다시 경고가 발생되고, 최적화 시퀀스는 종료한다.

그러나, 증폭기 레이저 챔버 내의 압력이 여전히 PMIN 보다 크거나 같다면, 단계(509)에서, 증폭기 레이저 챔버 내의 가스가 고정된 증분만큼 빼내진다. 상기와 같이, 이는 고정된 시간 기간 동안 필 밸브를 개방함으로써 수행될 수 있다. 방전 전압은 압력이 감소함에 따라 다시 증가할 것이고, 이는 역시 마스터 오실레이터 에너지의 증가를 야기한다. 과도현상을 안정시키기 위해 잠깐의 대기 후, 예컨대, 5초 후, 본 프로세스는 단계(502)로 되돌아가고, 방전 전압이 다시 측정된다. 단계(502 내지 509)는 하나의 출구 지점에 도달할 때까지 반복된다.

메인 최적화 시퀀스 동안 사용되는 VMIN 및 PMIN의 값은 동일한 이유로, 즉, 레이저의 안전 동작 한계로부터 충분한 여유(margin)를 제공하기 위해, 설정 시퀀스 동안 사용되는 것과 동일할 수 있다.

이러한 관점에서, 증폭기 레이저 챔버 내의 가스는 특정 레이저의 정상 버스트 모드 동작에 대하여 최적화된 것으로 간주되고, 정상 동작은 압력 및 플루오르 농도의 가능한 최상의 상태로 시작할 수 있다. 최적의 가스 상태는 레이저의 동작에 의한 플루오르 소모를 보상하고 완전 리필을 요청하기 전까지 레이저가 더 오래 작동할 수 있게 하기 위해, 챔버로의 플루오르 함유가스의 후속 주입에 대한 우수한 기준을 제공한다. 이러한 주입을 수행하는 다양한 방법은 당업자들에게 주지되어 있다.

실제로, 본 명세서에 서술된 자동 가스 최적화 프로세스는 레이저 챔버를 리필하는데 걸리는 시간에 5분 미만의 시간을 추가시킨다. 자동 리필 프로세스를 통해, 완전 리필 및 최적화는 25분 이내에 달성될 수 있는데, 이는 1시간 이상 걸리는 종래기술의 리필 및 수동 최적화와 비교된다. 또한, 본 명세서의 최적화 프로세스는 자동 리필 프로세스가 매우 정밀한 플루오르 농도를 야기할 때 가능한 최상의 가스 상태를 야기할 것이다.

테스트를 근거로 하여, 서술된 방법에 따른 자동 최적화 프로세스가 수동 최적화 프로세스를 통해 달성하기 어려운 증폭기 레이저 챔버 내의 최적의 가스 상태를 얻을 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 이러한 자동 최적화 프로세스는 엔지니어에 의한 추가적인 조절을 필요로 하지 않으며, 레이저 챔버로부터 빼내져야 하는 잉여 가스의 양을 매우 소량이 되게 한다.

또한, 서술된 시스템 및 방법은 전압, 마스터 오실레이터 에너지 등과 같은, 가스 최적화 후 레이저 파라미터의 최종 값이 레이저의 상태를 판정함에 있어서 중요하기 때문에 가치있는 진단 도구 일 수 있다. 레이저의 수명 기간 동안 각각의 가스 최적화의 결과를 추적하는 것은 레이저가 시간이 흐름에 따라 어떻게 진화하는지에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있고, 잠재적으로 장래의 레이저 설계 및 개량에 가치가 있을 수 있다.

개시된 방법 및 장치는 몇가지 실시예를 참조하여 앞서 서술되었다. 다른 실시예들은 본 명세서를 읽은 당업자들에게 명백할 것이다. 개시된 방법 및 장치의 특정한 형태는 앞선 실시예에 서술된 것과 다른 구성 또는 단계를 사용하여 또는 앞서 서술된 것과 더불어 또는 다른 요소와 결합하여 쉽게 구현될 수 있다. 예를 들어, 바람직한 실시예가 마스터 오실레이터-파워 증폭기 다챔버식 엑시머 또는 분자 플루오르 가스 방전 레이저 시스템("MOPA")이지만, 본 시스템 및 방법은 또한 마스터 오실레이터-파워 오실레이터("MOPO"), 파워 오실레이터-파워 증폭기("POPA"), 또는 파워 오실레이터-파워 오실레이터("POPO") 구성 등과 같은, 다른 오실레이터/증폭기 구성과 함께 사용될 수도 있음이 당업자들은 이해할 것이다. 또한, 각각의 그러한 구성에서, 제1 오실레이터 스테이지의 출력이 제2 스테이지가 파워 증폭기인지 파워 오실레이터인지 여부에 관계없이, 제2 스테이지에서 몇가지 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, 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 대란 이러한 및 다른 변형은 본 명세서에 의해 커버되도록 의도된 것이며, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

Claims

듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원으로서,
할로겐을 함유한 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가진 마스터 오실레이터;
할로겐을 함유한 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가진 증폭기;
상기 증폭기의 레이저 챔버 내의 가스 리필(refill) 후 최적화 스킴(scheme)을 자동 실행하는 컨트롤러를 포함하는 가스 최적화 시스템을 포함하고,
상기 최적화 스킴은:
상기 레이저가 연속 모드에서 제1 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 제1 시퀀스;
상기 레이저가 연속 모드에서 제2 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 제2 시퀀스; 및
상기 레이저가 목표 에너지로 버스트로 발사되고 방전 전압 및 마스터 오실레이터 출력 에너지를 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮거나 또는 상기 마스터 오실레이터 출력 에너지가 다른 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압 및 상기 마스터 오실레이터 출력 에너지 양자 모두가 각각의 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 제3 시퀀스를 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 할로겐은 플루오르를 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 시퀀스 동안 상기 레이저가 발사되는 상기 제1 레이트는 상기 레이저의 최대 파워 출력의 대략 수 퍼센트의 파워 출력을 야기하도록 계산되는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 3 항에 있어서, 상기 제2 시퀀스 동안 상기 레이저가 발사되는 상기 제2 레이트는 상기 제1 시퀀스 동안 상기 레이저가 발사되는 상기 제1 레이트의 대략 10배인, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 제3 시퀀스 동안 상기 레이저에 의해 발사되는 버스트는 상기 레이저가 정상 작동시 발생할 것으로 예상되는 파워 출력과 대략 동일한 파워 출력을 야기하도록 계산된, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 최적화 스킴은 정해진 증분만큼 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 최적화 스킴은 상기 제1 시퀀스 동안 상기 증폭기 챔버 내의 압력을 측정하는 단계, 및 상기 압력이 사전결정된 값보다 낮아질 때 상기 제1 시퀀스를 중단하고 상기 제2 시퀀스를 시작하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 최적화 스킴은 상기 제2 시퀀스 동안 상기 증폭기 챔버 내의 압력을 측정하는 단계, 및 상기 압력이 사전결정된 값보다 낮아질 때 상기 제2 시퀀스를 중단하고 상기 제3 시퀀스를 시작하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 최적화 스킴은 상기 제3 시퀀스 동안 상기 증폭기 챔버 내의 압력을 측정하는 단계, 및 상기 압력이 사전결정된 값보다 낮아질 때 상기 제3 시퀀스를 중단하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
제 1 항에 있어서, 상기 최적화 스킴은 상기 방전 전압이 상기 제3 시퀀스 동안 사전결정된 최대값보다 크면 상기 제3 시퀀스를 중단하는 단계를 더 포함하는, 듀얼 챔버 가스 방전 레이저 광원.
마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법으로서,
상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함한 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고,
상기 방법은:
상기 레이저가 연속 모드에서 제1 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계;
상기 레이저가 연속 모드에서 제2 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계; 및
상기 레이저가 목표 에너지로 버스트로 발사되고 방전 전압 및 출력 에너지를 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮거나 또는 상기 출력 에너지가 다른 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압 및 상기 출력 에너지가 모두 상기 각각의 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 할로겐은 플루오르를 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 제1 시퀀스 동안 상기 레이저가 발사되는 상기 제1 레이트는 상기 레이저의 최대 파워 출력의 대략 수 퍼센트의 파워 출력을 야기하도록 계산되는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 13 항에 있어서, 제2 시퀀스 동안 상기 레이저가 발사되는 상기 제2 레이트는 상기 제1 시퀀스 동안 상기 레이저가 발사되는 상기 제1 레이트의 대략 10배인, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 제3 시퀀스 동안 상기 레이저에 의해 발사되는 버스트는 상기 레이저가 정상 작동시 발생할 것으로 예상되는 파워 출력과 대략 동일한 파워 출력을 야기하도록 계산된, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 최적화 방법은 정해진 증분만큼 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 최적화 방법은 상기 제1 시퀀스 동안 상기 증폭기 챔버 내의 압력을 측정하는 단계, 및 상기 압력이 사전결정된 값보다 낮아질 때 상기 제1 시퀀스를 중단하고 상기 제2 시퀀스를 시작하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 최적화 방법은 상기 제2 시퀀스 동안 상기 증폭기 챔버 내의 압력을 측정하는 단계, 및 상기 압력이 사전결정된 값보다 낮아질 때 상기 제2 시퀀스를 중단하고 제3 시퀀스를 시작하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 최적화 방법은 제3 시퀀스 동안 상기 증폭기 챔버 내의 압력을 측정하는 단계, 및 상기 압력이 사전결정된 값보다 낮아지면 상기 제3 시퀀스를 중단하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 최적화 방법은 상기 방전 전압이 제3 시퀀스 동안 사전결정된 최대값보다 크면 상기 제3 시퀀스를 중단하는 단계를 더 포함하는, 마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법.
마스터 오실레이터 및 증폭기를 가진 듀얼 챔버 가스방전 레이저 광원의 증폭기 레이저 챔버 내의 가스를 자동 최적화하는 방법을 수행하기 위해 프로세서에 의해 실행가능한 프로그램을 내장한 비휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
상기 마스터 오실레이터 및 증폭기 각각은 할로겐을 포함한 레이징 매체 가스를 담고 있는 레이저 챔버를 가지고,
상기 방법은:
상기 레이저가 연속 모드에서 제1 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계;
상기 레이저가 연속 모드에서 제2 레이트 및 목표 에너지로 발사되고 방전 전압을 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압이 상기 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계; 및
상기 레이저가 목표 에너지로 버스트로 발사되고 방전 전압 및 출력 에너지를 측정하며, 상기 방전 전압이 상기 사전 결정된 최소값보다 낮거나 또는 상기 출력 에너지가 다른 사전결정된 최소값보다 낮다면, 상기 방전 전압 및 상기 출력 에너지가 모두 상기 각각의 사전결정된 최소값보다 크거나 같아질 때까지 상기 증폭기의 레이저 챔버로부터 가스를 빼내는 단계를 포함하는, 비휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체.