KR102102091B1 - 고에너지 레이저 시스템에 사용되는 레이저 가스 혼합물을 회수, 재균형 및 재순환시키기 위한 시스템 - Google Patents

고에너지 레이저 시스템에 사용되는 레이저 가스 혼합물을 회수, 재균형 및 재순환시키기 위한 시스템 Download PDF

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데인 스콧
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매티슨 트라이-개스, 인크.
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Abstract

본 발명은 엑시머 레이저 시스템 내의 가스 분위기를 재순환시키기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이때 레이저의 작동에서 생성된, 오염물들이 제거되고, 또한 레이저 작동에서 감소된, Xe, Kr, 등과 같은, 첨가된 가스들의 가스 농도들이 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 분석 및 성분 보충에 의해 특정 레이징 혼합물 농도들로 재균형된다.

Description

고에너지 레이저 시스템에 사용되는 레이저 가스 혼합물을 회수, 재균형 및 재순환시키기 위한 시스템{SYSTEM FOR RECLAIMING, REBALANCING AND RECIRCULATING LASER GAS MIXTURES USED IN A HIGH ENERGY LASER SYSTEM}
본 출원은 2015년 8월 24일 출원된 US 가출원 제 62/209,330호, 및 2016년 5월 13에 출원된 US 가출원 제 62/335,900호의 우선권의 이익을 주장하고, 그 개시 내용들은 여기에 참조에 의해 완전히 반영된다.
본 발명은 이에 한정되지는 않지만, 엑시머 레이저 시스템 내의 가스 분위기(gas atmosphere)를 재순환시키기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이때 레이저의 작동에서 생성된, 오염물들이 제거되고, 또한 레이저 작동에서 감소된, 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 등과 같은, 첨가된 가스들의 가스 농도들이 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 분석 및 성분 보충에 의해 특정 레이징 혼합물 농도들로 재균형된다. 이 시스템은 레이저 가스 혼합물들의 상당한 정도의 손실을 막는데, 이것은 레이저 가스 혼합물의 대략 97 퍼센트를 차지할 수 있는, 네온(Ne)과 같은 가스들이 부족으로 인해 비싸고, 또한 한번 배출되면 분실되기 때문에 중요하다.
엑시머 레이저들은 스펙트럼의 자외선 영역에서 광학적 출력을 생성하는 펄스 가스 배출 레이저들(pulsed gas discharge lasers)이다. 레이저의 능동 가스 충전에 따르는, 4 가지의 보통 사용되는 엑시머 파장들이 있는데, 이 4 가지 파장들은 다음과 같다:
파장 능동 가스 상대적 전력
―――――――――――――――――――――――――――――――――――
193nm 아르곤 플루라이드(ArF) 60
248nm 크립톤 플루라이드(KrF) 100
308nm 크세논 클로라이드(XeCl) 50
351nm 크세논 플루라이드(XeF) 45
엑시머 레이저들은 현재 마이크로전자 장치들(반도체 집적 회로들 또는 "칩들")의 생산, 안과 수술, 및 미세기계가공(micromachining)에 흔히 사용된다. 효과적으로 작동하기 위해, 엑시머 레이저들은 3 또는 그 이상의 부분, 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 또는 아르곤(Ar)과 같은 고순도의 희유 불활성 가스들의 혼합물들을 필요로 하고, 이로써 결과적으로 엑시머 레이저의 작동이 비싸진다. 고순도의 희유 불활성 가스들을 이용하는 것에 더하여, 헬륨(He) 및/또는 네온(Ne)은 차치하고라도, 플루오린(F), 또는 클로린(Cl)과 같은, 반응성 높은 할로겐 가스가 완충 가스로, 더 이용된다. 이러한 Xe가 소량 사용되고, 또한 Ar의 막대한 공급이 있기 때문에, 이러한 가스들의 회수(recovery)에 대해서는 우려가 없다. 나아가, 완충 가스는 중량에서 99%까지 차지하는, 레이징 혼합물(lasing mixture)에 있어서 주된 가스이다. 완충 가스는 또한 F2 및 Cl2와 같은, 할로겐화된 가스들이 엑시머 레이징 가스 챔버에서 원자화될 때 거의 모즌 요소들 및/또는 분자들과 반응할 것이기 때문에, 엑시머 레이징 가스 챔버에서 화학적으로 강해야 한다. He은 공급이 한정되어 있고 대기로 배출되면 회수 불가하고, Ne은 엑시머 레이저들에 사용되는 지배적인 완충 가스이기 때문에, 완충 가스에 대한 선택들은 He 또는 Ne이다. 엑시머 레이저들의 사용이 증가함에 따라, Ne의 부족에 대한 우려가 생기고, 따라서 이 불활성 가스의 가격은 극적으로 증가되고 있고 레이징 가스 회수에 대한 필요성이 커지고 있다. 이러한 가스 성분들, 및 가능한 다른 가스들은 가스들에 횡 전기 방전(transverse electical discharge)을 유도하기 위한 길이 방향으로 연장된 레이징 전극들이 마련된 압력 용기(pressure vessel) 안에 수용된다. 방전은 그 해리(disassociation)가 레이저 광을 구성하는 자외선 광자들의 방출로 귀결되는, 여기된 희유 가스-할로겐화물 분자들의 형성을 야기시킨다. 작동시, 할로겐 가스 성분은 C, H와 같은, 레이저 내부의 물질들과 반응하고, 주기적인 대체를 필요로 하는 가스 혼합물로부터 감소된다. 할로겐 감소는 레이저 챔버 안의 불순물들의 형성과 동시에 일어나는데, 이것은 레이저 작동을 악화시켜 레이저 출력 전력을 감소시킨다.
레이저로부터 일정한 전력을 유지하기 위해, 레이저 전극들에 적용되는 전압은 오염물들 및 감소된 할로겐에 의해 야기되는 출력 전력에 있어서의 감소를 극복하기 위해 증가될 수 있다. 불행하게도, 더 높은 전압들은 레이저에서의 전극 물질들의 더 많은 빠른 악화, 및 유지 비용에 있어서의 큰 증가로 이어진다. 레이저 출력 에너지의 일 부분은 레이저 챔버에서 열화된 할로겐을 단순히 대체하는 것에 의해 회복될 수 있다; 하지만, 불순물들을 제거하는 수단 없이는, 레이저 가스 혼합물은 완전한 출력으로 레이저가 다시 회복하기 위하여, 결국 대체되어야 한다.
따라서, 엑시머 레이저의 작동 비용의 중요한 부분은, 비용이 많이 드는, 고순도의 불활성 가스들의, 오염과 관련 있다. 수년 동안 엑시머 레이저들과 연관된 많은 문제들이 부식에 강한 물질들의 사용, 개선된 가스 재순환 및 정화 시스템들, 및 고체 상태의 고전압 스위치들을 통해 완화되어 왔다. 이러한 계속된 공학기술적 개선들 및 응용 분야들의 출현은 고순도의 희유 불활성 가스들에 대한 높은 요구사항들을 계속적으로 가하였다. 예를 들어, 강화된 에너지 선량 제어 및 재현성을 가지고 대략 500 내지 2000 Hz의 범위에 있는 속도로 펄스들을 생성할 수 있는, 매우 좁은 대역의 펄스 엑시머 레이저는 산소 또는 무거운 불활성 가스(KrF 레이저들을 위한 크세논 또는 라돈, 또는 ArF 레이저들을 위한 크립톤, 크세논 또는 라돈)로 구성되는 레이저 강화제의 소량을 가스 혼합물에 첨가하는 것에 의해 달성될 수 있다는 것이 요즘 입증되어지고 있다. 테스트들은 대략 6-10 ppm의 Xe 또는 40 ppm의 Kr의 첨가로 ArF 레이저들에 대한 개선된 성능을 보여준다.
따라서, 고순도의 희유 불활성 가스들 및 특히 크세논을 회수, 재균형 및 재순환시키기 위한 개선된 시스템은 수용가능한 가격으로 이 가스들의 지속적인 공급을 보장하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 엑시머 레이저의 설계 개념에 고유한 변화를 반영하여, 엑시머 레이저의 작동 동안 성장하는 불순물들을 제거하는 한편 비싼 불활성 가스들이 회수되고, 재균형되고 재순환되는, 장치 및 방법을 제공하는 것에 의해, 종래 기술의 단점들을 극복하는 데 있다.
본 발명은 엑시머 레이저 시스템 내의 가스 분위기를 재순환시키기 위한 시스템에 관한 것으로서, 이때 레이저의 작동에서 생성된, 오염물들이 제거되고, 또한 레이저 작동에서 감소된, 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 등과 같은, 첨가된 가스들의 가스 농도들이 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 분석 및 성분 보충에 의해 특정 레이징 혼합물들로 재균형된다.
분석 대신에, 소정의 실시예들은 성분 보충 전에, 크세논과 같은 레이징 강화 가스 모두를 제거하는 것을 필요로 할 수 있다. 이것은 이에 한정되지는 않지만, 전이 금속들에 의한 흡수, 지오라이트, 알루미나, 및/또는 카본의 높은 표면적에 의한 흡수, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수에 의해 달성될 수 있다. 이 레이징 가스는 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 성분 보충을 가지는 특정 레이징 혼합물들로 재균형될 수 있다.
다른 실시예는 모든 레이징 가스 강화제들의 제거 및 불활성 레이징 가스들의 부분적인 제거, 및 이에 한정되지는 않지만, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수, 막 분리에 의한, 완충 가스의 격리로 귀결될 수 있다. 불활성 레이징 가스 강화제는 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 분석 및 성분 보충에 의한 특정 레이징 혼합물들로 재균형될 수 있다.
다른 실시예는 모든 레이징 가스 강화제들 및 불활성 레이징 가스들의 제거, 및 이에 한정되지는 않지만, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수, 막 분리에 의한, 완충 가스의 격리로 귀결될 수 있다. 불활성 레이징 가스 및 레이징 가스 강화제는 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 성분 보충을 가지는 특정 레이징 혼합물들로 재균형될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 레이징 세기가 감소될 때 레이저 챔버로 다시 레이징 강화 가스 내로의 도핑 및 레이징 세기를 측정하는 것을 고려한다. 개시된 방법들 각각에 있어서, 성분 보충은 하나 또는 그 이상의 외부 공급들로부터 특정 레이징 혼합물로 블렌딩될 수 있다.
추가적인 실시예들 및 특징들은 이하의 상세한 설명에서 나타나고, 부분적으로 상세한 설명의 검토로 당업자에게 명백해지거나 또는 개시된 실시예들의 실행에 의해 배울 수 있을 것이다. 개시된 실시예들의 특징들 및 장점들은 상세한 설명에서 설명된 수단들, 조합들, 및 방법들을 이용해 실현 및 획득될 수 있다.
본 발명은 엑시머 레이저의 설계 개념에 고유한 변화를 반영하여, 엑시머 레이저의 작동 동안 성장하는 불순물들을 제거하는 한편 비싼 불활성 가스들이 회수되고, 재균형되고 재순환되는, 장치 및 방법을 제공하는 것에 의해, 종래 기술의 단점들을 극복하는 효과를 제공할 수 있다.
개시된 실시예들의 특성 및 장점들의 더 나은 이해는, 도면들 및 상세한 설명의 나머지 부분들을 참조하여 실현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정화 시스템 안에 존재하는 레이징 강화 가스의 수준들을 분석하기 위한 엑시머 레이저 시스템의 구성 및 레이징 강화 가스의 최종 회수, 재균형, 및 재순환을 보여주는 대략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 정화 시스템 안에 존재하는 모든 레이징 강화 가스의 제거를 위한 엑시머 레이저 시스템의 구성 및 레이징 강화 가스의 회수, 재균형, 및 재순환을 보여주는 대략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 배치된 가스 분석 및 정화 시스템 안에 존재하는 모든 레이징 강화 가스의 제거 및 불활성 레이징 가스의 부분적 제거를 위한 엑시머 레이저 시스템의 구성을 보여주는 대략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 배치된 가스 분석 및 정화 시스템 안에 존재하는 모든 불활성 레이징 가스 및 레이징 강화 가스의 제거를 위한 엑시머 레이저 시스템의 구성을 보여주는 대략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배치된 재순환 시스템을 강화 및 단순화하기 위해 트리믹스(tri-mix)로 도입되는 강화 가스를 가지는 엑시머 레이저 시스템의 구성을 보여주는 대략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 배치된 재순환 시스템을 강화 및 단순화하기 위해 트리믹스로 도입되는 강화 가스를 가지는 엑시머 레이저 시스템의 구성을 보여주는 대략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 배치된 재순환 시스템을 강화 및 단순화하기 위해 트리믹스로 도입되는 강화 가스를 가지는 엑시머 레이저 시스템의 구성을 보여주는 대략도이다.
첨부된 도면들에 있어서, 유사한 성분들 및/또는 특징들은 동일한 참조 부호를 가질 수 있다. 나아가, 동일한 종류의 다양한 성분들은 점선 및 유사한 성분들 중에서 구별하는 2차적인 부호에 의해 이하의 참조 부호에 의해 구별될 수 있다. 1차적인 참조 부호만 상세한 설명에서 열거되었다면, 상세한 설명은 2차적인 참조 부호에 상관 없이 동일한 1차적인 참조 부호를 가지는 어떠한 유사한 성분들에도 적용가능하다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 강화 가스를 회수, 재균형 및 재순환하기 위한 시스템(100)이 도시되어 있다. 레이저 챔버(20)는, 수 개의 부식성 가스들의 대기들을 수용하도록 설계된, 하나 또는 2 개의 격실들을 가지는 용기이다. 이 격실들은 ASME에 의해 상세화되는 것과 같은, 알려진 안전 표준들에 따라 설계된다. 챔버의 초기 충전은 제어 프로세서(C)에 의해 관리된다. 초기에 레이저 챔버(20)에 레이징 가스들을 충전할 때, 레이저 챔버(20)는 먼저 입구 포트(18) 또는 배출 포트(22)를 통해, 가스 재순환 펌프(미도시)를 사용하여 비워진다. 레이저 챔버(20)는 그후 바이믹스 또는 트리믹스 가스 실린더(5 및 10) 각각으로부터 레이징 가스 혼합물의 공급원을 이용하여 최종 충전 압력(예를 들어 3000 내지 5000 mBar 또는 40 내지 72 psig) 가까이 충전된다. 공급은 대략 1-5% Ar, 94-98% Ne 및 1-100 ppm Xe 및 바람직하게 3.5% Ar, 95.5% Ne 및 10 ppm Xe인, 교정된 비율의 불활성 가스 및 강화 가스만 수용하는 바이믹스일 수 있고, 그후 할로겐과 함께 대략 1-5% Ar, 75-99% Ne, .05-20% F2 및 바람직하게 3.5% Ar, 95.5% Ne 및 1% F2인, 적절한 비율의 불활성 가스, 완충 가스 및 할로겐 가스들을 수용하는 트리믹스 가스 실린더(10)로부터 보충될 수 있다. 이하의 작동의 설명은 2 개의 격실들을 가지고 그 각각이 개별적인 압력들로 동일한 가스들이 충전되어 있는, 레이저 챔버(20)에 기초한다(유사하지만 상이한 압력들 하에서 작동). 레이징 격실들 모두는 동시에 작동하고 부분적인 가스가 배출되고 재충전될 때 작동한다. 격실들로부터 레이저들은 하나의 소스에 대하여 강화를 위해 광학적으로 결합된다.
레이저 챔버(20)가 일단 원래 소스 가스 실린더들(5 및 10)로부터 할로겐이 풍부한 레이저 가스 혼합물로 충전되면, 레이저(20)의 작동이 시작되기 전에, 원래 소스 가스 실린더들(5 및 10)은, 예컨대 밸브들(9 및 14) 각각을 통해, 셧 오프(shut off)된다. 프로세스는 수동으로 수행될 수 있지만, 본 발명의 시스템에 있어서 각각의 전기 부품 및 각각의 밸브와 전자 통신하는 제어 프로세서(C)의 제어 하에서 자동으로 달성되는 것이 바람직하다.
레이저 챔버(20)의 정상 작동시, 통상적으로 최대 레이저 사용 하에서 1 내지 5 분 사이, 바람직하게는 2 내지 3 분 사이 및 가장 바람직하게는 매 2와 1/2 분마다의 설정 시간 주기에서, 할로겐 및 강화 가스들은 아마 소비되고, 제어 프로세서(C)는 사용되는 동안 격실들 사이를 전환(switch)하고 다른 격실에서 동일한 기능을 수행하기 전에 부분적으로 배출하고 상기 격실을 재충전한다. 배출된(exhausted) 레이징 가스들은 배출 포트(22)를 통해 안내되고 또한 레이저 챔버(20)의 작동을 위해 필요한 할로겐 가스를 포함하여 존재하는 반응 가스들을 제거 또는 약화시키기 위해 압력 밸브(24)를 통해, 스크러버(30)를 관통한다. 스크러버(30)는 스테인레스 스틸 또는 니켤과 같은 적절한 물질로 형성된 용기이고 통상적으로 배출된 가스들을 정제(scrub)하기 위해 활성화된 알루미나 또는 활성화된 목탄을 포함한다.
레이저 챔버(20) 안의 사용된 격실의 비우기(exhaustion)에 이어서 압력 밸브(24)가 폐쇄되고, 이로써 본 발명의 회수, 재균형 및 재순환 시스템은 레이저 챔버(20)로부터 격리되고, 그리고 나서 사용된 격실은 원래 소스 실린더들(5 및 10)로부터 가스들을 사용해 재충전된다. 스크러버(30)를 통해 배출된 레이징 가스들이 흐른 후, 배출된 레이징 가스들 안에 처음에 존재하던 반응 또는 할로겐 가스들은 1 ppm보다 작은 수준으로 존재할 것이다. 이제 반응 할로겐이 없는, 정제된 가스들은 다음으로 압축기(40)를 이용해 가압되고 밸브(42)를 통해 정화기(50)로 흐른다. 정화기(50)는 정제된 가스에 존재하는 오염물들에 따라서 하나의 정화기 또는 정화기 트레인(50)일 수 있다. 정제된 가스는 그후 수분을 흡수하는 2차 정화기로 흐를 수 있고, (정화기들의 순서는 반대로 될 수 있고), 마이크론 이하의 입자들을 제거하는 추가적인 정화기가 뒤따른다. 사용되는 하나 또는 그 이상의 정화기들은 재생시킬 수 있다.
밸브(52)를 통해, 가스 정화기 트레인(50)을 빠져나온 불순물들은 대략 100 내지 500 ppm 부터 대략 1 내지 500 ppb 수준으로 감소되고, 할로겐 가스는 제거되고 또한 불활성 가스들 및 강화 가스들은 가스 함량이 분석되는 2 개의 실린더들(60 또는 65) 중 하나로 흐르게 된다. 제1 예에 있어서, 정화된 가스는 밸브(54)를 통해 실린더(60)로 흐르게 된다. 실린더(60)가 일단 채워지면 밸브(54)는 폐쇄되고 밸브(56)가 열려 정화된 가스가 실린더(65)로 안내되는 것을 허용하게 된다. 실린더(50) 내부의 정화된 가스는 분석기(A)에 의해, 분석되고, 불활성 가스, 완충 및 강화 가스의 농도가 결정된다. 분석기(A)는, 그후 제어 프로세서(C)를 통해 통신하고 밸브들(62 및 82)은 개방되며 이로써 분석된 가스가 실린더(60)로부터 또한 실린더(75)로부터 도핑 가스들이 인출되도록 허용된다. 블렌더(B)는 원래 소스 실린더(5)에서 발견되는 이를 반영하는 교정된 비율로 불활성, 강화 가스 및 완충 가스들만 수용하는 재균형된 바이믹스를 형성하기 위해 2 개의 가스들의 흐름 속도를 조정할 것이고 또한 밸브들(62 및 82)은 그후 폐쇄된다. 이 재균형된 바이믹스는 그후 재균형된 바이믹스가 축적되는 실린더(80)로 흐른다. 일단 실린더(60) 안의 분석된 가스가 제거되면, 밸브들(62 및 56)은 닫힐 것이고, 밸브(67)는 개방될 것이고 또한 실린더(60)가 밸브(54)가 개방된 결과로서 충전될 때 실린더(65) 내부에 수용된 정화된 가스는 분석될 것이다. 실린더들(60 및 65) 안의 정화된 가스들의 이러한 일괄 분석은 레이저 시스템이 작동될 때 계속적으로 진행될 것이다.
재균형된 바이믹스 가스들은 미리 정해진 압력에 도달될 때까지 실린더(80) 안에 계속적으로 축적되어, 밸브(83)가 개방되고 압축기(85)가 바이믹스를 가압하고 이 재생된 바이믹스는 실린더(5) 안에 저장된 원래 소스 바이믹스와 균등한 농도로 실린더(90) 안에 저장될 것이다. 레이저 챔버(20)가 새로운 가스 공급을 필요로 할 때, 원래 소스 실린더(10) 안의 트리믹스는 할로겐 가스의 소스로서 계속적으로 기능할 것이지만; 하지만 실린더(90) 안에 저장된 재생된 바이믹스는 압력 변환기(92)에서 미리 결정된 압력에 도달될 때 레이저 챔버(20) 안의 격실들을 채우기 위해 이용가능할 것이고, (원래 소스 실린더(5)에 연결된) 밸브(9)는 턴 오프될 것이고 밸브(12)는 턴 온되어, 레이저 챔버(20)가 실린더(90) 안에 저장된 재생된 바이믹스 가스를 이용해 채워지는 것으로 귀결될 것이다. 따라서, 본 발명의 시스템은 엑시머 레이저에 사용되는 불활성 완충 가스를 회수하고 또한 원래 바이믹스 가스들을 대체할 수 있는 재생된 바이믹스 혼합물을 생성하여, 이로써 불활성 완충 가스를 보존하고 이와 연관된 비용을 제어하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 시스템은 또한 불활성 강화 가스의 재생 또는 재도입을 위한 방법을 제공한다.
도 2에 도시된 다른 실시예에 있어서, 강화 가스의 제거를 위한 정화기(251)가 정화 트레인(250)에 부가된다. 정화기(251)는 이에 한정되지는 않지만, 전이 금속들에 의한 흡수, 지오라이트, 알루미나, 및/또는 카본의 높은 표면적에 의한 흡수, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수에 의해 달성될 수 있다. 이 특정 실시예에 있어서, 강화 가스는 제거되었기 때문에, 도 1에 기술된 이전의 실시예에서와 같이 강화 가스의 농도를 결정하기 위해 정화된 가스를 분석할 필요는 없다. 레이징 및 완충 가스들이 소비되지 않았기 때문에, 제어 프로세서는 밸브들(252 및 282) 모두를 개방한다. 밸브(252)를 통해 흐르는 정화된 가스 및 실린더(275)로부터 인출되는 도핑 가스는 그후 블렌더(B)에 의해 블렌딩된다. 블렌더(B)는 원래 소스 실린더(205)에서 발견된 것을 반영하는 교정된 비율로 불활성, 강화 및 완충 가스들만 수용하는 재균형된 바이믹스를 형성하기 위해 이 2 가지의 가스들의 흐름 속도들을 조정한다. 이 재균형된 바이믹스는 그후 재균형된 바이믹스가 축적되는 실린더(280)로 흐른다.
재균형된 바이믹스 가스들은 밸브(283)가 개방되고 압축기(285)가 재생된 바이믹스를 가압하고 이 재생된 바이믹스가 실린더(205) 안에 저장되는 원래 소스 바이믹스와 균등한 농도로 실린더(290)에 저장되는, 미리 결정된 압력에 도달될 때까지 실린더(280) 안에 계속적으로 축적될 것이다. 실린더(290) 안에 저장된 재생된 바이믹스는 압력 변환기(292)에서 미리 결정된 압력에 도달된 때 레이저 챔버(220) 내부의 격실들을 충전하기 위해 이용가능할 것이고, (원래 소스 실린더(205)에 연결된) 밸브(209)는 턴 오프될 것이고 레이저 챔버(220)는 실린더(290) 안에 저장된 재생된 바이믹스 가스를 이용해 충전될 것이다. 최종적으로, 정화기(251)는 재생시킬 것이고 방출된 강화 가스는 배출될 것이다.
대안적인 실시예는, 도 2에 도시된 바와 같이, 정화기(251)가 강화 가스를 제거할 것이고, 또한 교정된 양이 재생된 바이믹스 형성을 위해 다시 도핑될 수 있도록 바이믹스 성분들의 농도들을 결정하기 위해 정화된 가스를 분석하기 위한 프로세스가 존재하는 도 1에서와 같이 불활성 레이징 가스들을 부분적으로 제거할 수 있음을 인식한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정화기(351)가 강화 가스의 제거 및 레이징 가스의 부분적인 제거를 위해 정화 트레인(350)에 부가된다. 정화기(351)는 이에 한정되지는 않지만, 전이 금속들에 의한 흡수, 지오라이트, 알루미나, 및/또는 카본의 높은 표면적에 의한 흡수, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수에 의한, 강화 가스의 제거 및 레이징 가스의 부분적인 제거를 위한 수단일 수 있다. 밸브(352)를 통해, 가스 정화기 트레인(350)을 빠져나온 불순물들은 대략 100 내지 500 ppm 부터 대략 1 내지 500 ppb 수준으로 감소되고, 할로겐 가스는 제거되고 또한 불활성 레이징 가스들, 및 강화 가스들 또한 감소되었다. 정화기 트레인(350) 및 정화기(351)는 완충 가스에 전혀 영향을 주지 않도록 한정될 것이고 이로써 완충 가스는 대체로 회수될 것임에 유의하는 것은 중요하다. 정화된 가스는 이제 가스 함량이 분석되는 2 개의 실린더들(360 또는 365) 중 하나로 흐를 것이다. 제1 예에 있어서, 정화된 가스는 밸브(354)를 통해 실린더(360)로 흐르게 된다. 실린더(360)가 일단 채워지면 밸브(354)는 폐쇄되고 밸브(356)는 개방되어 정화된 가스가 실린더(365)로 안내되는 것을 허용한다. 실린더(360) 내부의 정화된 가스는 분석기(A)에 의해, 분석되고, 하나 또는 그 이상의 불활성 가스, 불활성 완충 또는 불활성 강화 가스의 농도가 결정된다. 분석기(A)는, 그후 제어 프로세서(C)를 통해 통신하고 밸브들(362 및 382)은 개방되며 이로써 분석된 가스는 실린더(360)로부터 또한 도핑 가스들은 실린더(375)로부터 인출되도록 허용된다. 블렌더(B)는 원래 소스 실린더(305)에서 발견된 것을 반영하는 교정된 비율로 불활성, 강화 가스 및 완충 가스들만 수용하는 재균형된 바이믹스를 형성하기 위해 2 개의 가스들의 흐름 속도들을 조정할 것이다. 이 재균형된 바이믹스는 그후 재균형된 바이믹스가 축적되는 실린더(380)로 흐른다. 실린더(360) 안의 분석된 가스가 일단 제거되면, 밸브들(362 및 356)은 닫힐 것이고, 밸브(354)는 개방될 것이고 또한 실린더(360)가 충전될 때 실린더(365) 내부에 수용된 정화된 가스는 분석될 것이다. 실린더들(360 및 365) 안의 정화된 가스들의 이러한 일괄 분석은 레이저 시스템이 작동될 때 계속적으로 진행될 것이다.
재균형된 바이믹스 가스들은 밸브(383)가 개방되고 압축기(385)가 재생된 바이믹스를 가압하고 이 재생된 바이믹스가 실린더(305) 안에 저장된 원래 소스 바이믹스와 균등한 농도로 실린더(390) 안에 저장되는, 미리 결정된 압력에 도달될 때까지 실린더(380) 안에 계속적으로 축적될 것이다. 실린더(390) 안에 저장된 재생된 바이믹스는 압력 변환기(392)에서 미리 결정된 압력에 도달될 때 레이저 챔버(320) 안의 격실들을 채우기 위해 이용가능할 것이고, (원래 소스 실린더(205)에 연결된) 밸브(309)는 턴 오프될 것이고 밸브(312)는 턴 온되어, 레이저 챔버(320)가 실린더(390) 안에 저장된 재생된 바이믹스 가스를 이용해 채워질 것이다. 최종적으로, 정화기(351)는 불순물들을 계속적으로 제거하기 위해 재생시킬 것이다.
도 4에 도시된, 다른 실시예에 있어서, 모든 레이징 가스 뿐만 아니라 모든 강화 가스는 정화된 가스로부터 제거되고 이로써 가스가 남겨진 정화기(451)의 내용물을 분석할 필요가 없다. 레이징 및 강화 가스들보다 더 가벼운 완충 가스는 상당한 정도까지 정화기들에 의해 제거되지 않을 것이고 이로써 이 희유 물질은 회수될 것이다. 다시, 이전에 설명된 바와 같이, 정화기(451)는, 이에 한정되지는 않지만, 전이 금속들에 의한 흡수, 지오라이트, 알루미나, 및/또는 카본의 높은 표면적에 의한 흡수, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수의 사용에 의해 달성될 수 있다. 이 특정 실시예에 있어서, 레이징 및 강화 가스들 모두는 제거되었기 때문에 도 3에 기술된 이전의 실시예에서와 같이 레이징 및 강화 가스들의 농도를 결정하기 위해 정화된 가스를 분석할 필요는 없다. 완충 가스는 소비되지 않았기 때문에, 제어 프로세서는 밸브들(452 및 482) 모두를 개방한다. 정화된 가스는 이 시점에서 필수적으로 완충 가스여야 하는데, 이것은 밸브(452)를 통해 흐를 것이고 실린더(475)로부터 인출된 도핑 가스가 그후 블렌더(B)에 의해 블렌딩된다. 블렌더(B)는 원래 소스 실린더(405)에서 발견되는 것을 반영하는 교정된 비율로 불활성, 강화 및 완충 가스들만 수용하는 재균형된 바이믹스를 형성하기 위해 이 2 가지의 가스들의 흐름들의 흐름 속도들을 조정한다. 이 재균형된 바이믹스는 그후 재균형된 바이믹스가 축적되는 실린더(480)로 흐른다.
재균형된 바이믹스 가스들은 밸브(483)가 개방되고 압축기(485)가 재생된 바이믹스를 가압하고 이 재생된 바이믹스가 실린더(405) 안에 저장되는 원래 소스 바이믹스와 균등한 농도로 실린더(490)에 저장되는, 미리 결정된 압력에 도달될 때까지 실린더(480) 안에 계속적으로 축적될 것이다. 실린더(490) 안에 저장된 재생된 바이믹스는 압력 변환기(492)에서 미리 정해진 압력에 도달된 때 레이저 챔버(420) 내부의 격실들을 충전하기 위해 이용가능할 것이고, (원래 소스 실린더(405)에 연결된) 밸브(409)는 턴 오프될 것이고 레이저 챔버(420)는 실린더(490) 안에 저장된 재생된 바이믹스 가스를 이용해 충전될 것이다. 최종적으로, 정화기(451)는 불순물들을 제거하기 위해 계속적으로 재생시킬 것이다.
상기의 상세한 설명에서 설명되고 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 챔버(20) 안에 레이징 가스들이 처음에 충전된 때, 레이저 챔버(20)는 먼저 입구 포트(18) 또는 배출 포트(22)를 통해, 가스 재순환 펌프(미도시)를 이용해 비워진다. 레이저 챔버(20)는 그후 바이믹스 또는 트리믹스 가스 실린더(5 및 10) 각각으로부터 레이징 가스 혼합물의 공급을 이용해 최종 충전 압력(예를 들어 3000 내지 5000 mBar 또는 40 내지 72 psig) 가까이 충전된다. 통상적으로, 하우스 공급은 대략 1-5% Ar, 94-98% Ne 및 1-100 ppm Xe 각각 및 바람직하게 3.5% Ar, 95.5% Ne 및 10 ppm Xe 각각인, 교정된 비율의 불활성, 완충 가스, 및 강화 가스만 수용하는 바이믹스일 수 있고, 그후 할로겐과 함께 대략 1-5% Ar, 75-99% Ne, .05-20% F2 및 바람직하게 3.5% Ar, 95.5% Ne 및 1% F2인, 적절한 비율의 불활성, 완충 및 할로겐 가스들을 수용하는 트리믹스 가스 실린더(10)로부터 보충될 수 있다. 하지만, 도 5에 도시되고 이하에서 설명되는 이하의 다른 실시예에 있어서, 강화 가스, Xe는 바이믹스에서 발견되는 것과 동일한 양으로, 트리믹스에 첨가되어, 쿼드믹스(quad-mix)를 형성한다. 예를 들어, 바이믹스가 10 ppm Xe을 포함하면, 10 ppm Xe가 또한 쿼드믹스에도 존재할 것이고 이로써 표준 바이믹스 및 트리믹스가 조합될 때 발생하는 Xe의 희석화는 제거된다. 쿼드믹스 포퓰레이션(formulation)의 사용은 챔버 내에서 바이믹스와 쿼드믹스의 조합이 결코 희석화되지 않을 것임을 사용자가 장담하게 한다. 추가적으로, 쿼드믹스 포뮬레이션은 아마도 이전 실시예들에서 상기에서 설명된 바와 같이, 재순환시 필요한 블렌딩을 제거할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실린더(505) 안에 저장된 대략 1-5% Ar, 94-98% Ne 및 1-100 ppm Xe 및 바람직하게 3.5% Ar, 95.5% Ne 및 10 ppm Xe인, 하우스 바이믹스 가스는 그후 할로겐과 함께 대략 1-5% Ar, 75-99% Ne, .05-20% F2 및 1-100 ppm Xe; 및 바람직하게 3.5% Ar, 95.5% Ne,1% F2, 및 Xe 10 ppm의, 적절한 비율의 불활성, 완충 및 할로겐 가스들 및 강화 가스를 수용하는 쿼드믹스 가스 실린더(510)로부터 보충될 수 있다. 일단 레이저 챔버(520)가 원래 소스 가스 실린더들(505 및 510)로부터 할로겐이 풍부한 레이저 가스 혼합물로 충전되면, 레이저(520)의 작동이 시작되기 전에, 원래 소스 가스 실린더들(505 및 510)은, 예를 들어 밸브들(509 및 514) 각각을 통해, 셧 오프된다. 프로세스는 수동으로 수행될 수 있지만, 본 발명의 시스템에 있어서 각각의 전기 부품 및 각각의 밸브와 전자 통신하는 제어 프로세서(C)의 제어 하에서 자동으로 달성되는 것이 바람직하다.
레이저 챔버(520)의 정상 작동시, 통상적으로 최대 레이저 사용 하에서 1 내지 5 분 사이, 바람직하게는 2 내지 3 분 사이 및 가장 바람직하게는 매 2와 1/2 분마다의 한 세트의 시간 간격에서, 할로겐은 아마 소비되고, 제어 프로세서(C)는 사용되는 동안 격실들 사이를 전환(switch)하고 다른 격실에서 동일한 기능을 수행하기 전에 부분적으로 배출하고 상기 격실을 재충전한다. 배출된 레이징 가스들은 배출 포트(522)를 통해 안내되고 또한 레이저 챔버(520)의 작동을 위해 필요한 할로겐 가스를 포함하여 존재하는 반응 가스들을 제거 또는 약화시키기 위해 압력 밸브(524)를 통해, 스크러버(530)를 관통한다. 스크러버(530)는 스테인레스 스틸 또는 니켈과 같은 적절한 물질로 형성된 용기이고 통상적으로 배출된 가스들을 정제하기 위해 활성화된 알루미나 또는 활성화된 목탄을 포함한다.
레이저 챔버(520) 안의 사용된 격실의 비우기(exhaustion)에 이어서 압력 밸브(524)가 폐쇄되고, 이로써 본 발명의 회수, 재균형 및 재순환 시스템은 레이저 챔버(520)로부터 격리되고, 사용된 격실은 그후 원래 하우스 소스 실린더들(505 및 510)로부터 가스들을 이용해 재충전된다. 스크러버(530)를 통해 배출된 레이징 가스들이 흐른 후, 배출된 레이징 가스들 안에 처음에 존재하던 할로겐 가스들은 1 ppm보다 작은 수준으로 존재할 것이다. 이제 반응 할로겐이 없는, 정제된 가스들은 다음으로 압축기(540)를 이용해 가압되고 밸브(542)를 통해 정화기(550)로 흐른다. 정화기(550)는 정제된 가스에 존재하는 오염물들에 따라서 하나의 정화기 또는 정화기 트레인(551)일 수 있다. 정제된 가스는 그후 수분을 흡수하는 2차 정화기로 흐를 수 있고, (정화기들의 순서는 반대로 될 수 있고), 마이크론 이하의 입자들을 제거하는 추가적인 정화기가 뒤따른다. 사용되는 하나 또는 그 이상의 정화기들은 재생시킬 수 있다.
다시, 이전에 설명된 바와 같이, 정화기(550)는 이에 한정되지는 않지만, 전이 금속들에 의한 흡수, 지오라이트, 알루미나, 및/또는 카본의 높은 표면적에 의한 흡수, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수의 사용에 의해 달성될 수 있다. 이 특정 실시예에 있어서, 레이징 가스는 제거되었기 때문에 도 3에 기술된 이전의 실시예에서와 같이 강화 가스들의 농도를 결정하기 위해 정화된 가스를 분석할 필요는 없다. 불활성, 완충 및 강화 가스들은 소비되지 않았기 때문에, 제어 프로세서는 밸브들(552 및 582) 모두를 개방한다. 정화된 가스는 이 시점에서 필수적으로 불활성, 완충 및 강화 가스들이여야 하는데, 이것은 밸브(552)를 통해 흐를 것이고 재균형된 쿼드믹스가 축적되는 실린더(580)로 흐른다.
재균형된 쿼드믹스 가스들은 밸브(583)가 개방되고 압축기(585)가 재생된 바이믹스를 가압하고 이 재생된 바이믹스가 실린더(505) 안에 저장되는 원래 소스 바이믹스와 균등한 농도로 실린더(590)에 저장되는, 미리 결정된 압력에 도달될 때까지 실린더(580) 안에 계속적으로 축적될 것이다. 실린더(590) 안에 저장된 재생된 바이믹스는 압력 변환기(592)에서 미리 결정된 압력에 도달된 때 레이저 챔버(520) 내부의 격실들을 충전하기 위해 이용가능할 것이고, (원래 소스 실린더(505)에 연결된) 밸브(509)는 턴 오프될 것이고 레이저 챔버(520)는 실린더(510) 안에 저장된 쿼드믹스와 조합되어 실린더(590) 안에 저장된 재생된 바이믹스 가스를 이용해 충전될 것이다. 최종적으로, 정화기(551)는 불순물들을 제거하기 위해 계속적으로 재생시킬 것이다.
다른 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 하우스 바이믹스 가스 실린더는 제거되고 대략 1-5% Ar, 75-99% Ne, .05-20% F2 및 1-100 ppm Xe; 및 바람직하게 3.5% Ar, 94.5% Ne,1% F2, 및 Xe 10 ppm의, 적절한 비율의 불활성, 완충 및 할로겐 가스들 및 강화 가스를 수용하는 쿼드믹스 가스 실린더(610)가 처음으로 사용된다. 일단 레이저 챔버(620)가 원래 소스 가스 실린더(610)로부터 할로겐이 풍부한 레이저 가스 혼합물로 충전되면, 레이저(620)의 작동이 시작되기 전에, 원래 소스 가스 실린더(610)는, 예를 들어 밸브(614)를 통해, 셧 오프된다. 프로세스는 수동으로 수행될 수 있지만, 본 발명의 시스템에 있어서 각각의 전기 부품 및 각각의 밸브와 전자 통신하는 제어 프로세서(C)의 제어 하에서 자동으로 달성되는 것이 바람직하다. 이전에 설명된 바와 같이 레이저 챔버(620) 안의 사용된 격실의 비우기에 이어서 압력 밸브(624)가 폐쇄되고, 이로써 본 발명의 회수, 재균형 및 재순환 시스템은 레이저 챔버(620)로부터 격리되고, 사용된 격실은 그후 원래 하우스 소스 실린더(610)로부터 가스들을 사용하여 재충전된다. 스크러버(630)를 통해 배출된 레이징 가스들이 흐른 후, 배출된 레이징 가스들 안에 처음에 존재하던 할로겐 가스들은 1 ppm보다 작은 수준으로 존재할 것이다. 이제 반응 할로겐이 없는, 정제된 가스들은 다음으로 압축기(640)를 이용해 가압되고 밸브(642)를 통해 정화기(650)로 흐른다. 정화기(650)는 정제된 가스에 존재하는 오염물들에 따라서 하나의 정화기 또는 정화기 트레인(651)일 수 있다. 정제된 가스는 그후 수분을 흡수하는 2차 정화기로 흐를 수 있고, (정화기들의 순서는 반대로 될 수 있고), 마이크론 이하의 입자들을 제거하는 추가적인 정화기가 뒤따른다. 사용되는 하나 또는 그 이상의 정화기들은 재생시킬 수 있다.
다시, 이전에 설명된 바와 같이, 정화기(651)는 이에 한정되지는 않지만, 전이 금속들에 의한 흡수, 지오라이트, 알루미나, 및/또는 카본의 높은 표면적에 의한 흡수, 온도 변동 흡수, 압력 변동 흡수의 사용에 의해 달성될 수 있다. 이 특정 실시예에 있어서, 레이징 가스는 제거되었기 때문에 도 3에 기술된 이전의 실시예에서와 같이 강화 가스들의 농도를 결정하기 위해 정화된 가스를 분석할 필요는 없다. 불활성, 완충 및 강화 가스들은 소비되지 않았기 때문에, 제어 프로세서는 밸브들(652 및 656) 모두를 개방하고 가스들을 완충 실린더(665)로 안내한다. 완충 실린더(665)는, 재생 시스템에서 블렌딩하는 이 실시예에서와 같이, 레이저에서 블렌딩 없이 레이저에서 정확히 필요한 0.1% F2, 96.4% Ne, 3.5% Ar, 및 10 ppm Xe를 생성하기 위해, 필요한 불활성, 완충, 및 강화 가스의 교정된 양 1% F2, 95.5% Ne, 3.5% Ar, 및 10 ppm Xe을 수용해야 한다. 또한 이 경우에 있어서, 실린더(610) 안의 하우스 쿼드믹스는 0.1% F2, 96.4% Ne, 3.5% Ar, 및 10 ppm Xe이다.
그후 제어 프로세서는 밸브들(667 및 682) 모두를 개방한다. 정화된 가스는, 이 시점에서 필수적으로 불활성, 완충 및 강화 가스들이여야 하는데, 이것은 밸브(667)를 통해 흐를 것이고 실린더(675)로부터 인출된 0.5-20% F2 및 바람직하게 1% F2인 도핑 가스가 밸브(682)를 통해, 그후 블렌더(B)에 의해 블렌딩된다. 블렌더(B)는 원래 소스 실린더(610)에서 발견된 것을 반영하는 교정된 비율로 재균형된 쿼드믹스를 형성하기 위해 이 2 가지의 가스들의 흐름 속도들을 조정한다. 이 재균형된 쿼드믹스는 그후 재균형된 쿼드믹스가 축적되는 실린더(680)로 흐른다.
재균형된 바이믹스 가스들은 밸브(683)가 개방되고 압축기(685)가 재생된 바이믹스를 가압하고 이 재생된 바이믹스가 실린더(610) 안에 저장되는 소스 쿼드믹스와 균등한 농도로 실린더(690)에 저장되는, 미리 결정된 압력에 도달될 때까지 실린더(680) 안에 계속적으로 축적될 것이다. 실린더(690) 안에 저장된 재생된 바이믹스는 압력 변환기(692)에서 미리 정해진 압력에 도달된 때 레이저 챔버(620) 내부의 격실들을 충전하기 위해 이용가능할 것이고, (실린더(610)에 연결된) 밸브(614)는 턴 오프될 것이고 레이저 챔버(620)는 실린더(690) 안에 저장된 재생된 바이믹스 가스를 이용해 충전될 것이다. 최종적으로, 정화기(651)는 불순물들을 제거하기 위해 계속적으로 재생시킬 것이다.
도 7에 도시된 다른 실시예에 있어서, 도 6에 도시되고 이전에 설명된 바와 같이 쿼드믹스와 트리믹스가 사용되는 레이징 강화 가스 시스템(700)의 회수, 재균형, 및 재순환이 도시되어 있지만; 하지만, 블렌딩 및 회수된 트리믹스로 다시 플루오린을 도핑하는 대신 실린더(790) 안에 축적되는 트리믹스가 소스 실린더(710)로부터 쿼드믹스와 함께 레이저 챔버로 도입된다.
레이저 챔버의 정상 작동시 강화 가스의 농도를 측정하기 위한 다른 실시예가 이하에서 설명된다. 에너지 모니터 및 제어 프로세서는 하나 또는 그 이상의 작동 조건들, 예를 들어 출력 전력, 출력 에너지, 레이저의 강화 가스 함량을 모니터링하고, 또한 각각의 모니터링되는 작동 조건이 미리 정해진 범위 안에서 또는 미리 정해진 작동 수준 이상에 머물도록 보장하기 위해, 경우에 따라 가스 실린더로부터, 강화 가스, 즉 강화가 풍부한 가스 혼합물의 입력을 조정한다. 서모파일 또는 포토다이오드 센서들이 광학적 전력 및/또는 레이저의 에너지를 측정하는 데 사용될 수 있다. 강화 가스 농도는 특정 강화 가스에 특유한 어떠한 종래의 측정법에 의해서 측정될 수 있다. 레이저의 작동 조건이 형식적인 작동 조건들, 예를 들어 임계 수준 이상 또는 원하는 범위 안으로 돌아갈 때, 제어 프로세서는 강화 가스의 입력을 중단한다. 질량 흐름 컨트롤러들은 재충전시 챔버 안의 압력의 상승 속도를 모니터링하는 것에 의해 미세조정될 수 있다. 이러한 작동은 운영자에 의해 수동으로 수행될 수 있거나 또는 시스템이 이 미세조정을 자동으로 그리고 주기적으로 수행하도록 프로그램되어 있을 수 있다. 많은 기술들이 강화 가스 농도를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 종래 기술의 전압 전기 집진기의 작동 전류는 강화 가스 농도의 함수이다. 레이저 가스의 전기적 임피던스를 측정하도록 배치된 다른 검출기들은 강화 가스 농도의 지시자이다. 레이저 가스의 열 전도율은 강화 가스 농도의 지시자로서 측정될 수 있다. 강화 가스 농도는 또한 광 흡수 기술들, 광 방출 기술들 및 광음향적 기술들에 의해 결정될 수 있다. 전기화학적 전지들 또한 강화 가스 농도를 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 이 전지들은 현재 추적 수준에서 강화 농도를 측정하는 데 상용가능하다.
본 발명은 소정의 바람직한 실시예들에 따라 여기서 상세하게 설명되었지만, 많은 변형들 및 변화들이 당업자에 의해 실시될 수 있다. 당업자는 ArF 엑시머 레이저에 대해서 상기에서 설명된 원리들이 KrF 엑시머 레이저들에 동일하게 잘 적용될 것이라는 것을 인식할 것이다. 엑시머 레이저 설계 분야의 당업자들은 또한 피드백 제어 시스템이 강화 가스 변화가 그렇지 않다면 빔 출력이 시간에 따라 변하는 어떤 효과를 보상하기 위해 선택되는 경우에 있어서 빔 변수들을 일정하게 유지할 목적으로 또는 시간에 따른 변화를 가지는 레이저 빔을 생성할 목적으로 실질적으로 실시간에 기초하여 강화 가스 농도를 의도적으로 변경하는 데 사용될 수 있을 것이라는 것을 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들에 의해 본 발명의 진정한 사상 및 범위 안에 포함되는 이러한 변형들 및 변경들 모두를 커버하고자 한다.
추가적인 노력 없이 당업자는 상기의 설명을 이용해, 본 발명을 최대한으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.
개시된 수 개의 실시예들을 가지고, 당업자들에 의해 다양한 변형들, 대안적인 구축들, 및 균등물들이 개시된 실시예들의 사상을 벗어나지 않으면서 사용될 수 있음이 인식될 것이다. 추가적으로, 본 발명을 불필요하게 모호하게 만드는 것을 피하기 위해, 많은 공지의 프로세스들 및 요소들이 설명되지 않았다. 따라서, 상기의 설명들은 본 발명의 범위를 한정하는 것을 취급되어서는 안된다.
값들의 범위가 제공될 때, 그 범위의 상한과 하한 사이, 문맥에서 명확하게 그렇지 않다고 기술되지 않는 한 하한의 단위의 1/10 까지, 각각의 중간 값 또한 상세하게 개시된다. 언급된 범위 안의 언급된 값 또는 중간 값과 그 언급된 범위 안의 다른 언급된 또는 중간 값 사이의 각각의 더 작은 범위는 이에 포함된다. 이 더 작은 범위들의 상한 및 하한들은, 그 범위에 독립적으로 포함되거나 배제될 수 있고, 더 작은 범위들의 상하한들 중 하나, 또는 둘다 포함되거나 또는 둘다 포함되지 않는 각각의 범위 또한 그 언급된 범위의 특히 배제된 상하한에 종속하여, 본 발명 안에 포함된다. 언급된 범위가 상하한들 중 하나 또는 둘다 포함할 때, 상하한들 중 하나 또는 둘다를 배제하는 범위들 또한 포함된다.
여기 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 단수 "하나의" 및 "상기"는 문맥에서 명확하게 그렇지 않다고 기술되지 않는 한 복수 대상물들을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "프로세스"는 복수의 이러한 프로세스들을 포함하고, "상기 유전체 물질"은 하나 또는 그 이상의 유전체 물질들 및 당업자들에게 알려진 그 균등물들 등을 포함한다.
또한, 이 상세한 설명 및 이하의 청구항들에서 사용될 때 단어 "포함한다", "포함하는"은 언급된 특징들, 정수들, 성분들, 또는 단계들의 존재를 명시하고자 하는 것이지만, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들, 정수들, 성분들, 또는 단계들, 행위들, 또는 군들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

Claims (18)

  1. 엑시머 레이저 시스템에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 격실들을 포함하는 레이저 챔버, 이때 각 격실은 상기 레이저를 작동시키기 위한 작업 농도들로 레이징 가스 쿼드믹스를 수용하고, 상기 레이저 챔버는 상기 레이저 챔버로부터 상기 레이징 가스 쿼드믹스를 도입 및 배출하기 위한 적어도 하나의 포트를 포함하고;
    레이징 가스를 도입하기 위해 상기 포트에 결합된 불활성 레이징 가스, 완충 가스, 할로겐 가스 및 강화 가스를 포함하는 원래 레이징 가스 쿼드믹스 소스를 수용하는 제1실린더;
    상기 레이저 챔버로 부터 배출된 레이징 가스로부터 상기 할로겐 가스의 제거를 위해 상기 포트에 결합된 스크러버;
    상기 스크러버와 유체 소통하며, 할로겐이 없는 레이징 가스가 정화되어 재생된 가스 혼합물을 형성하는 적어도 하나의 가스 정화기;
    상기 재생된 가스 혼합물을 압축하기 위한 압축기와 유체 소통하는 상기 재생된 가스 혼합물을 수용하기 위한 제2실린더;
    상기 압축기에서 압축된 재생된 가스 혼합물을 저장하고 상기 레이저 챔버의 상기 적어도 하나의 포트의 입구와 유체 소통하는 제3실린더를 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 재생된 가스 혼합물은 부피 비율에 있어서 1-5% Ar, 94-98% Ne, 및 0.0001-0.01% Xe을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 재생된 가스 혼합물은 부피 비율에 있어서 3.5 - 4.499% Ar, 95.5 - 96.499 % Ne, 및 0.001% Xe을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 재생된 가스 혼합물은 부피 비율에 있어서 1-5% Ar, 75-98.95 % Ne, 및 0.05-20% F2을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 재생된 가스 혼합물은 부피 비율에 있어서 3.5 % Ar, 95.5 % Ne 및 1 % F2을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제2실린더와 상기 압축기 사이에 배치되고 상기 제 2 실린더 및 상기 압축기와 유체 소통하는 블렌더를 더 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 블렌더와 유체 소통하는 제4실린더를 더 포함하고, 상기 제4실린더는 상기 할로겐 가스를 수용하는, 엑시머 레이저 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 블렌더와 상기 압축기 사이에 개재되어 상기 블렌더 및 상기 압축기와 유체 소통하는 제5실린더를 더 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제2실린더에 수용된 상기 재생된 가스 혼합물 및 상기 제4실린더에 수용된 상기 할로겐 가스는 상기 블렌더 내로 유입되어 재생된 쿼드믹스를 형성하는, 엑시머 레이저 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 재생된 쿼드믹스는 상기 블렌더와 상기 압축기 사이에 개재되어 상기 블렌더 및 상기 압축기와 유체 소통하는 제5실린더로 향하게 되는, 엑시머 레이저 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 쿼드믹스는 상기 압축기에 의해 상기 제5실린더로부터 인출되어 압축되어 상기 제3실린더에 저장되는, 엑시머 레이저 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 재생된 쿼드믹스는 부피 비율에 있어서 1-5% Ar, 75-98.9499% Ne, 0.05-20% F2 및 0.0001-0.01% Xe을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 재생된 쿼드믹스는 부피 비율에 있어서 3.5% Ar, 95.499% Ne, 1% F2 및 0.001% Xe을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 재생된 쿼드믹스는 부피 비율에 있어서 3.5% Ar, 96.399% Ne, 0.1% F2 및 0.001% Xe을 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 재생된 가스 혼합물은 부피 비율에 있어서 1-5% 농도의 불활성 가스, 75-98.9999% 농도의 완충 가스, 및 0.0001-0.01% 농도의 강화 가스를 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 재생된 가스 혼합물은 부피 비율에 있어서 3.5-4.499% Ar, 95.5-96.499% Ne, 및 0.001% Xe를 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 재생된 쿼드믹스는 부피 비율에 있어서 1-5% 농도의 불활성 가스, 75-98.9499% 농도의 완충 가스, 0.05-20% 농도의 할로겐 가스, 및 0.0001-0.01% 농도로 존재하는 강화 가스를 포함하는, 엑시머 레이저 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 불활성 가스는 Ar이고, 상기 완충 가스는 Ne이며, 상기 할로겐 가스는 F2이고, 상기 강화 가스는 Xe인, 엑시머 레이저 시스템.
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