TW202414101A

TW202414101A - 脈衝雷射及操作方法

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Publication number: TW202414101A
Application number: TW112113575A
Authority: TW
Inventors: 克里斯托約翰尼斯里班伯格
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2023-04-12
Publication date: 2024-04-01
Also published as: WO2023227277A1

Abstract

一種操作一雷射之方法包括：在一雷射產生一第一脈衝之後，設定該雷射中之一衰減器之一衰減，使得該雷射之增益超出該雷射之損耗以允許該雷射產生一第一連續射束；在產生該第一連續射束之後，增大該衰減，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益；及在增大該衰減之後，降低該衰減，使得該雷射產生一第二脈衝。一種用於產生一雷射輻射脈衝之系統包括：一光學調變器，其由施加至該光學調變器之一信號控制，該調變器連接至一雷射；及一控制系統，其經組態以根據該方法提供該信號至該調變器。

Description

脈衝雷射及操作方法

本發明大體上係關於脈衝雷射及操作脈衝雷射之方法，且更特定而言係關於在極紫外線光源操作方法中的Q切換式種子雷射。

半導體行業繼續開發列印更小積體電路尺寸藉以的微影技術。使用諸如極紫外線(EUV)光(有時亦被稱作軟x射線且通常界定為具有10與120奈米(nm)之間的波長之電磁輻射)之較短光波長光相較於較長波長可賦予較小特徵。

當前，EUV微影通常使用處於10至14奈米(nm)範圍內之波長的EUV光以在諸如矽晶圓的基板上或中產生小達10 nm或甚至7 nm的特徵。為了在商業上有用，所要的是產生此等極小特徵的系統為高度可靠的，且提供有成本效益的產出率及合理的程序寬容度。

用以產生EUV光之方法包括但未必限於運用在EUV範圍內之一或多種發射譜線而將材料轉換為電漿狀態，該電漿狀態具有一或多種元素，例如，氙、鋰、錫、銦、銻、碲、鋁等等。在常常被稱為雷射產生電漿(LPP)之一種此類方法中，可藉由在輻照位點處運用雷射射束來輻照目標材料，諸如能夠產生所要譜線發射之材料的液滴、料流或叢集而產生所需電漿。譜線發射材料可為元素，且可以純淨形式或以合金形式，例如以在所要溫度下係液體之合金形式遞送至輻照位點，或可與諸如液體之另一材料混合或分散。

在一些LPP系統中，目標料流之各別目標由各別雷射脈衝輻照以自各目標產生電漿。替代地，各目標可由一個以上光脈衝依序照明。在一些狀況下，可將各目標曝露於所謂的「預脈衝」以加熱、膨脹、氣化、汽化、及/或離子化目標材料及/或產生弱電漿，繼之以所謂的「主脈衝」以產生強電漿，且將受預脈衝影響之材料中的大部分或全部轉換成電漿，且藉此產生EUV光。應瞭解，預脈衝及主脈衝之功能在一定程度上可重疊。

由於LPP系統中之EUV輸出功率通常隨著輻照目標材料之雷射功率按比例調整，因此需要具有高功率的雷射脈衝。另一方面，使脈衝與待輻照之目標同步使得其在所要時間在所要輻照位點相遇要求精準脈衝時序。假定在用於輻照目標之脈衝中需要高功率及精確度控制兩者，可有用的是使用包括相對低之功率「種子雷射」及用以放大來自種子雷射之脈衝的一或多個放大器的配置。使用一或多個放大器允許將良好控制但相對低功率的種子雷射用於精準時序控制，同時仍經由放大提供相對高功率的脈衝用於LPP程序。

然而，即使在使用種子雷射及放大器情況下，仍合乎需要的是產生相對較高功率的種子雷射脈衝，使得對放大之需要經減輕，或使得較高功率脈衝可自相同放大器或放大器系統產生。

在一些一般態樣中，操作一雷射之方法包括(1)在一雷射產生一第一脈衝之後，設定該雷射中之一衰減器之一衰減至一第一衰減值，使得該雷射之增益超出該雷射之損耗以允許該雷射產生一第一連續射束；(2)在產生該第一連續射束之後，增大該衰減器之該衰減至一第二衰減值，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益；及(3)在增大該衰減至該第二值之後，降低該衰減器之該衰減至一第三衰減值，使得該雷射產生一第二脈衝。方法之實施方案可包括亦包括在該雷射產生該第二脈衝之後，設定該衰減至該第一衰減值。在實施方案中，該第二值可關閉該雷射。

方法之實施方案可包括以下各者中之一或多者。在設定該衰減至該第二衰減值之後且在設定該衰減至該第三衰減值之前，降低該衰減至一中間衰減值，該中間衰減值高於該第三衰減值且足夠低以允許該雷射產生一第二射束。該衰減器可為或可包括在該雷射內或連接至該雷射之一光學調變器。該衰減器可為或可包括在該雷射內或連接至該雷射之一聲光調變器(AOM)。設定該衰減器之該衰減可包括設定供應至該AOM之一RF功率位準。增大該衰減器之該衰減可包括增大供應至該AOM之該RF功率。降低該衰減器之該衰減可包括減低供應至該AOM之該RF功率。該衰減器可為或可包括在該雷射內或連接至該雷射之一電光調變器(EOM)。該雷射可為一CO ₂雷射。該雷射可為一極紫外線(EUV)光源中之一種子雷射及/或一EUV光源中之一主脈衝種子雷射。

設定該衰減至該第二衰減值可包括設定該衰減至該第二衰減值歷時在100至1000奈秒(ns)範圍內之一時間。設定該衰減至該中間衰減值可包括設定該衰減至該中間衰減值歷時在0至300 ns範圍內之一時間。設定該衰減至該第三衰減值可包括設定該衰減至該第三值歷時在400至700 ns範圍內之一時間。

方法之實施方案亦可包括以下各者中之一或多者。監測自該第一脈衝至該第一連續射束之該產生的一持續時間，及調整該雷射之一空腔長度以使該持續時間最小化。監測該第一脈衝至該第一連續射束之該產生之間的一持續時間，及基於該持續時間調整該第一衰減值。

該第三衰減值可為一最大衰減值。該第一衰減值可等於第三衰減值。(1)增大該衰減器之該衰減至一第二衰減值，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益，及(2)在增大該衰減至該第二值之後，降低該衰減器之該衰減至一第三衰減值，使得該雷射產生一第二脈衝，為或可包括Q切換該雷射。

在額外通用態樣中，一種操作一雷射(該雷射包括一光學調變器，該光學調變器由施加至該光學調變器之一信號控制)之方法可包括(1)設定該信號之一量值至一第一值，使得該雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作；(2)設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉；及(3)設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝。

方法之實施方案可包括以下各者中之一或多者。該雷射可包括具有一壓電換能器之一輸出耦合器，且方法可包括使用該雷射之一輸出以在設定該信號之一量值至一第一值的步驟期間控制施加至該壓電換能器之一電壓。

該光學調變器可為或可包括一聲光調變器(AOM)。該信號可為施加至該AOM的一RF功率位準。該光學調變器可為或可包括一電光調變器(EOM)。(1)設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉，及(2)設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝，為或可包括Q切換該雷射。

在另一通用態樣中，一種用於產生一雷射輻射脈衝之系統包括：(1)一雷射，其包括一光學調變器，該光學調變器由施加至該光學調變器之一信號控制；及(2)一控制系統，其經組態且調適以依序設定該信號之一量值至一第一值，使得該雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作，接著設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉，且接著設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝。

該系統之實施方案可包括以下各者中之一或多者。該雷射可包括具有一壓電換能器之一輸出耦合器，且該控制系統可另外經組態且調適以在該信號處於該第一值時使用該雷射之一輸出以控制施加至該壓電換能器之一電壓。

該光學調變器可為或可包括一聲光調變器(AOM)。施加至該AOM之該信號可為一RF功率位準。該光學調變器可為或可包括一電光調變器(EOM)。該控制系統為或可經組態且調適以執行Q切換。

在另一通用態樣中，一種雷射系統包括(a)一雷射，其具有一雷射空腔；(b)一光學調變器，其經組態以控制該雷射空腔之一Q因數；(c)一功率感測器，其定位於該雷射空腔外部，且經組態以偵測自該雷射發射之輻射之一功率位準且產生與自該雷射發射之輻射之一功率位準相關的功率位準資料及/或信號；及(d)一控制系統，其經連接以接收該等功率位準資料或信號且控制該光學調變器，其中該控制系統經組態以(1)設定該雷射之該空腔之該Q因數至足夠高以允許發出雷射發生的一第一值，(2)在發出雷射由該功率感測器偵測到之後的一時間，設定該空腔之該Q因數至小於該第二值且足夠低以阻止該發出雷射發生的一第二值，及(3)在設定該空腔之該Q因數至該第二值之後，設定該空腔之該Q因數至一第三值，使得該雷射發射一脈衝。該控制系統為或可經組態以執行Q切換。

以下隨附圖式及描述中闡述一或多個實施方案之細節。其他特徵將自描述及圖式且自申請專利範圍而顯而易見。

本發明之方法、設備及系統涉及操作Q切換式雷射。有時稱作巨脈衝形成的Q切換為既用於控制雷射從而以脈衝式模式操作且又用於增大雷射之峰值功率的已知技術。Q切換諸如藉由運用射束阻斷器或射束分流器切換以形成「脈衝」而允許雷射產生脈衝，該等脈衝相較於自連續射束形成之脈衝的峰值功率具有大得多之峰值功率。

Q切換大體而言藉由將某類型之可變衰減器置放於雷射之光學腔內(「Q開關」)來達成。Q開關充當一類型之快門，且可例如為聲光調變器(AOM)或電光調變器(EOM)，前述兩者中的任一者可藉由應用控制信號來調整以傳遞入射於Q開關上之不同的數量光。在基本Q切換中，Q開關初始經閉合，亦即設定使很少光或無光通過，此情形防止雷射發出雷射且允許呈反轉粒子群之形式的儲存於雷射介質中之能量增大高於在連續發出雷射期間可達成的位準。Q開關接著經快速斷開，從而允許儲存於雷射介質中之基本上所有能量在相對較短脈衝中極其快速地釋放。

舉例而言，使用Q切換，雷射可能以在50,000至100,000次/秒(50至100 kHz)的速率產生各自為½微秒(μs)長的脈衝，因此允許功率在脈衝間積聚歷時約10至20 μs。以此方式，可以連續發出雷射方式產生例如50瓦之功率的雷射可產生例如具有500瓦至1 kW之峰值功率的脈衝。

如上文所述之Q切換可遭受某時序可變性。當Q開關斷開從而允許Q切換式脈衝被發射時，存在關於第一光子(第一光)將在雷射之空腔內開始沿著光徑被發射之時間的統計不準確性。因此，Q切換式脈衝自身的精準時序為稍微可變的，且並非如將所需要般為可預測的。舉例而言，在斷開Q開關歷時100至200奈秒(ns)且有時歷時長達400 ns之後，可存在由雷射發射的很少能量或不存在經發射能量。有時稱為「時間抖動」的Q切換式脈衝之開始之此時序變化並非快門問題，此係由於AOM或EOM之Q開關快門效應之操作時序例如並非顯著可變的。又發出雷射之開始的時序為可變的。

Q切換之一個修改為使用「預發出雷射」亦即以允許雷射在Q切換之前以較低位準連續地發出雷射。大體而言，為了允許預發出雷射，Q開關(衰減器)在脈衝之間的時間(「脈衝間間隔)期間並非完全「閉合」，而是設定為提供雷射能量的部分衰減。在Q切換式脈衝之後預發出雷射的開始亦遭受時間抖動，但若預發出雷射在Q開關開啟得更寬時已正在發生(亦即，當衰減器之衰減減小至零或較低值時)，大的Q切換式脈衝將基本上立即發生而無任何顯著時間抖動。因此，當使用預發出雷射時，Q切換式脈衝的時序相較於一般Q切換顯著地為更易於預測的。

在使用預發出雷射的Q切換中，在脈衝判定在預發出雷射接著開始之前在雷射中需要之所儲存功率的平均位準之後，存在該數量的部分衰減。因此，由Q開關存在的衰減愈少，預發出雷射平均起來在先前Q切換式脈衝之後更快地開始。

在脈衝之間，Q開關或衰減器在預發出雷射期間理想地設定為並不使用極多功率的位準，亦即，相對高的衰減位準，使得小的信號增益可儘可能多地積聚從而用於Q切換式脈衝中。

不管將相對低的衰減用於脈衝之間的預發出雷射，藉由Q切換與預發出雷射產生的改良之時序以Q切換式脈衝中之減小之功率為代價。舉例而言，若雷射藉由一般Q切換產生1 kW的脈衝，則在使用預發出雷射時可能產生僅約500瓦或甚至更低的功率。

若預發出雷射過早地發生，則雷射之增益(及產生之脈衝的峰值功率)將為較低的，此係因為產生較早預發出雷射的較低衰減位準在預發出雷射期間將導致較低的總峰值功率積聚。因此，傾向於延遲預分絞之開始的較高脈衝間衰減位準對於較高峰值脈衝功率為合乎需要的。但若預發出雷射過遲發生，則預發出雷射在Q開關充分斷開之前偶然可能並不發生，且誤時的脈波將發生，或在極端狀況下，弱的脈衝或甚至根本無脈衝可在Q開關的斷開期間發生。為了避免此等問題，自Q切換式脈衝至後續預發出雷射之開始的時間可經監測，且脈衝之間的Q開關的衰減在預發出雷射平均起來快於目標時間發生情況下逐漸地增大，且脈衝之間的Q開關的衰減在預發出雷射平均起來遲於目標時間發生情況下逐漸減低。

與Q切換或預發出雷射分離且並未由Q切換或預發出雷射解決的問題可被稱為「模式不穩定性」。在給定雷射介質中，光放大可發生的波長帶寬可描述為「放大帶寬」或「增益頻寬」或「增益輪廓」，且為雷射介質的特性。具有給定雷射介質之雷射空腔具有多個可能的「空腔模式」或頻率，其波長均勻地劃分空腔的光程(「諧振頻率」)且係在雷射介質的放大帶寬內。可用之定空腔模式因此取決於雷射空腔之光程及雷射介質的放大性質。

若空腔模式落於雷射介質之增益輪廓的處或附近，則模式應主控雷射發射以排除其他模式，且雷射將以「單一縱向模式」、具有通常高效率且穩定並一致之波長及功率輸出的狀態操作。但若兩個空腔模式距增益輪廓之峰值為等距的或兩者充分靠近於增益輪廓之峰值，則多模(多波長)操作可發生。兩個(或兩個以上)模式之間的不穩定性(或「模式拍頻」)可接著產生，從而產生變化的波長及功率輸出。即使達成穩定的多模式操作，所得功率輸出仍藉由將可用增益劃分成兩個(或兩個以上)模式被顯著地減小。

若雷射之空腔之光程長度與雷射介質之增益輪廓之間的關係諸如歸因於空腔長度歸因於例如熱效應的改變隨時間改變，則先前產生中的單一模式可失去功率，且雷射可甚至自單一模式改變至多模式操作及/或變得不穩定，從而使得雷射之可用功率顯著地減低。舉例而言，甚至幾微米之空腔長度的改變對雷射輸出功率可具有實質效應。

因此，雷射光學腔可例如光學腔中使用可移動光學組件，諸如鏡面，使得移動光學組件改變光學腔的光程。光學組件之位置及所得空腔長度在雷射之操作期間以相對高的速率(相對於上述衰減調整之速率)連續地抖動(稍微變化)，同時自各脈衝至預發出雷射之後續開始的持續時間經量測。光學組件的位置(或光學組件之更精準的平均或參考位置，諸如顫動之中心位置)可接著朝向產生自脈衝至後續預發出雷射之開始的最短平均持續時間的方向逐漸移位。因為在雷射之空腔模式定中心於雷射媒體之增益輪廓的最大值(或峰值)(產生強的單模發出雷射)時直至預發出雷射發生的最短時間(所有其他為相等的)，所以此方法允許雷射固持其空腔長度或使其空腔長度朝向空腔模式定中心於增益峰值的長度連續地調整，從而在所得高效能及功率情況下維持雷射的單模操作。

圖1為LPP EUV光源110之實施例之一些組件的簡化示意圖。如圖1中所展示，EUV光源110包括雷射源112，該雷射源用於產生雷射脈衝射束且將該射束自雷射源112沿著一或多個射束路徑113遞送且遞送至腔室114中以在輻照位點116處照明目標123之各別一者。可適用於圖1中所展示之系統112的雷射配置之實例的態樣在下文更詳細地描述。

亦如圖1中所展示，EUV光源110亦可包括將目標123遞送至腔室114之內部115中以到達輻照位點116的目標材料遞送系統122，其中目標123將與一或多個雷射脈衝相互作用以最終產生一電漿124且產生一EUV光125。

目標123之材料為或包括一EUV發射材料，諸如但未必限於包括錫、鋰、氙或其組合的一材料。目標材料可呈液滴之形式，或替代地可為固體粒子或液滴內所含有之固體粒子。舉例而言，元素錫可作為純錫、作為一錫化合物(諸如SnBr ₄、SnBr ₂、SnH ₄)、作為一錫合金(例如錫-鎵合金、錫-銦合金或錫-銦-鎵合金)或其一組合呈現為一目標材料。

EUV光源110亦可包括諸如近正入射收集器鏡面的收集器118，該近正入射收集器鏡面具有呈長橢球體(亦即，圍繞其長軸旋轉的一橢圓)之形式的一反射表面120，使得光學元件118具有在輻照位點116內或附近的一第一焦點及在一所謂中間焦點121處的一第二焦點，其中EUV光125可自EUV光源110輸出且輸入至利用EUV光之一裝置，諸如一微影曝光設備(圖2中所展示)。收集器118形成有一孔徑119以允許由雷射源112產生之雷射光脈衝沿著射束路徑113傳遞通過孔徑119且到達輻照位點116。為了反射EUV光，收集器表面120可具有一分級多層塗層，該塗層具有鉬及矽之交替層，且在一些狀況下具有一或多個高溫擴散障壁層、平滑化層、罩蓋層及/或蝕刻終止層。其他表面形狀亦可用於表面120，諸如圍繞其長軸旋轉的一拋物線。在實施方案中，表面110可經組態以遞送在中間焦點區121處具有一環形截面的一射束。在其他實施方案中，表面120可利用不同於上述塗層及層或除了上述塗層及層外的塗層及層。

如圖1中所展示，EUV光源110可包括一聚焦單元111，該聚焦單元包括用於將雷射射束聚焦至輻照位點116處之一聚焦光點或射束腰部的一或多個光學元件。EUV光源110亦可包括用於擴展、操控及/或塑形雷射射束及/或塑形雷射脈衝的在雷射源112與聚焦單元111之間的具有一或多個光學元件的一射束調節單元117。

圖2為展示諸如EUV光源110或另一EUV源之一EUV光源210與微影曝光設備271之一實施方案的一圖。微影曝光設備271接收由EUV光源210產生之EUV光225，且在一或多個照明鏡面272中反射EUV光以便照明一反射圖案或倍縮光罩273。反射自圖案或倍縮光罩273之EUV光進一步由一或多個縮小鏡面274反射且縮小，且輻照於基板或晶圓275上(或基板或晶圓275上之一或多個感光性層上，圖中未展示)以允許在基板或晶圓275中或上形成圖案化結構。

如上文所提及且再次參看圖1，在一些狀況下，EUV光源110使用一或多個種子雷射以產生雷射脈衝，雷射脈衝可接著經放大以變成在輻照位點116處輻照目標123以形成電漿124的雷射脈衝，該電漿124產生EUV光125。圖3為種子雷射模組330之實施方案之一些部分的簡化示意圖，該種子雷射模組330可用作EUV中之雷射源112，諸如圖1之EUV光源110的部分。

如圖3中所繪示，種子雷射模組330之實例實施方案包括兩個種子雷射，即預脈衝種子雷射332及主脈衝種子雷射334。在含有兩個種子雷射之此實施方案中，目標123 (圖1)可首先由起始自預脈衝種子雷射332的一或多個脈衝輻照，且接著由起始自主脈衝種子雷射334的一或多個脈衝輻照。

種子雷射332及334在其內部含有圖中未展示的相對脆弱的光學組件，諸如輸出耦接件、偏光器、鏡面、格柵、AOM或EOM等等。因此，合乎需要的是防止以下各者到達及損害此等組件或以其他方式干擾種子雷射332、334的穩定操作：可朝向種子雷射332、334反向傳播的任何光，諸如在輻照位點116處反射自目標123的光；或來自任何其他源的光。

在圖3之實施方案中，呈分別來自各種子雷射332、334之脈衝之形式的各別射束333、335首先傳遞通過各別EOM 336、336'。EOM 336、336'作為脈衝塑形單元與種子雷射332、334一起使用以修整由種子雷射產生的脈衝為具有較短持續時間及更快速的爬升時間及下降時間的脈衝。較短之脈衝持續時間及相對快的下降時間因為脈衝與目標123之間的短的互動時間可增大EUV光源輸出及效率，且因為脈衝之經修整夫人不需要部分並未進入下游放大器(圖中未展示)而不必要地耗乏下游放大器的放大器增益。雖然展示兩個分離的脈衝塑形單元(EOM 336、336')，但替代地，共同脈衝塑形單元可用以修整預脈衝種子脈衝及主脈衝種子脈衝。

來自種子雷射的射束接著傳遞通過各別AOM 337、337'及338、338'。AOM 337、337'及338、338'藉由使來自目標123或別處的反射的反向傳播光分流而實際上充當單向閘，從而防止光到達種子雷射332、334。在此處所展示之實施方案中，呈來自各種子雷射之脈衝之形式的射束333、335各自傳遞通過兩個AOM。各連續AOM引起傳遞射束中之頻率及波長移位，且各射束路徑上之第二AOM 338、338'經定向，使得移位與第一AOM 337、337'相反，且因此使第一AOM 337、337'的移位反轉。其他實施方案可在各路徑上使用僅單一AOM，或在需要時針對兩個路徑使用甚至一個AOM。

在傳遞通過AOM 337、337'及338、338'之後，兩個脈衝由射束組合器339「組合」。由於在一個實施方案中，預脈衝種子雷射及主脈衝種子雷射可具有稍微不同的波長，因此射束組合器339可為二色性射束分光器。由於來自各種子雷射332、334的脈衝在稍微不同的時間產生，因此兩個時間上分離的脈衝(一個脈衝來自一個種子雷射332、334)置放於共同射束路徑331上以供進一步處理且使用。

在置放於共同射束路徑331上之後，來自種子雷射之脈衝可傳遞通過各種組件，諸如前置放大器、射束擴展器、偏光器及各種再導向及/或聚焦組件(圖中未展示)。在此之後，在遞送至諸如圖1之聚焦單元111的聚焦單元且目標123之前，脈衝可傳遞通過放大系統，該放大系統通常包括多個放大器級(圖中未展示)及諸如圖1之射束調節單元117的射束調節單元。

圖4為雷射434之簡化方塊圖，該雷射434係圖3之主脈衝種子雷射332之實施方案的一個實例。在圖4之雷射434中，殼體426包含固持於次大氣壓的雷射介質(或「增益介質」) 427。能量可以由RF源470產生於電極428、428'之間的振盪電場之形式提供至雷射介質427。諧振光學腔或「諧振器」由鏡面429、429'及反射式格柵445連同可移動輸出耦合器或提取鏡面441沿著光軸447提供。窗口446允許射束脫離殼體426，同時保留雷射介質427。當由雷射介質添加至經由一個行程行進通過諧振器或光學腔之射束的能量(「雷射增益」)與同一行程中由射束失去的能量(「諧振器損耗」)匹配或超出該能量時，發出雷射通常發生。

可採用諸如AOM或EOM之光學調變器之形式的可變衰減器或Q開關440由來自控制模組或控制系統444的信號440a控制。在AOM用於Q開關440的狀況下，信號440a可為RF功率位準。通常，在施加至AOM之低或零RF功率位準情況下，低衰減(或低諧振器損耗及高Q因數)產生。在施加至AOM之高RF功率位準情況下，高衰減(或高諧振器損耗及低Q因數)產生。在EOM用於Q開關440的狀況下，信號440a可為電壓位準。衰減隨著所施加電壓位準增大抑或減低取決於EOM的設計或類型。Q開關440經控制以提供衰減(低Q因數或高諧振器損耗)以允許功率如上文所述積聚於種子雷射434中，且接著經切換以提供低或零衰減(高Q因數或低諧振器損耗)以便Q切換雷射434，從而允許雷射434產生脈衝。

感測器442量測輸出射束443之一或多個參數，諸如輸出射束功率，且提供相關資料或信號442a至控制模組444。控制模組或控制系統444使用資料或信號442a來判定對Q開關440進行適當調整，諸如施加於脈衝之間的衰減位準，且判定對雷射空腔447之長度的某些適當調整。控制模組或控制系統444發送命令或信號448a至致動器448以根據所判定之調整而移動可移動提取鏡面441。致動器448可為或可含有壓電轉換器(PZT)作為驅動元件。命令或信號可為用於PZT的電壓位準。致動器448能夠在包括至少3個空腔模式的調整範圍上移動可移動提取鏡面441。

除了控制雷射空腔之長度外，合乎需要的是同步地控制預發出雷射的時序。如上，存在影響預發出雷射開始之時間的兩個因素。第一，如上，脈衝之間的Q開關衰減愈低(Q因數愈高)，則發出雷射臨限值將更快地被達成且預發出雷射應愈快地發生。第二，當空腔模式位於增益頻寬之峰值時，有效增益相較於遠離增益峰值存在僅偏移模式時將更快速地積聚。因此，當部分斷開之Q開關用以如上文所述提供衰減時，發出雷射臨限值將被達成，且相較於僅偏移模式存在時，預發出雷射將因此比空腔模式位於增益峰值的時間更早開始。使空腔模式位於增益峰值處亦導致來自雷射的最大輸出功率。

雷射434之空腔模式可藉由控制模組444使鏡面441之位置顫動(亦即，輕微來回改變)而保持與增益峰值處或附近，同時使用例如感測器442監測自Q切換式脈衝至預發出雷射之各別後續開始的持續時間。鏡面441沿著光軸447之位置(或鏡面之更精準的平均或參考位置，諸如顫動之中心位置)可接著朝向產生自Q切換式脈衝至預發出雷射之各別後續開始的最短平均持續時間的方向逐漸移位。因為在雷射之空腔模式定中心於增益輪廓的最大值(或峰值)時直至預發出雷射發生的最短持續時間(所有其他為相等的)，所以此方法或程序允許雷射將其空腔長度固持於一位置，或朝向使空腔模式定中心於增益峰值的位置連續地調整空腔長度，從而維持雷射的具有所得高效能及功率且至預發出雷射之開始的更短時間的單模操作。

控制模組444亦可藉由以下操作而在相較於模式定中心程序較長的時間標度上朝向預發出雷射的開始調整時間：在至開始或預發出雷射的平均時間短於目標時間情況下逐漸地增大Q開關440之脈衝間衰減；及在至開始的平均時間長於目標時間情況下逐漸減低脈衝間衰減。藉由控制模組444以相對漸變速率調整Q開關440的衰減，如上文所述之模式定中心程序可在衰減調整期間連續地定中心空腔模式於增益峰值處或附近。

圖5A為用於自諸如上文參看圖4描述之雷射434的雷射產生Q切換式脈衝的採用任意單位之週期性變化之Q因數依據以奈秒為單位的時間發生變化之實施方案的圖形。

圖5B為週期性變化之RF功率的對應圖形，該RF功率諸如藉由控制模組444可施加至AOM以到達圖4之Q開關440 (當AOM用於Q開關440時)以產生圖5A中繪製之Q因數或類似者。如自諸圖可看出，至AOM之RF功率相對於雷射之Q因數成反比，且因此正對應於衰減。因此，圖5B亦可讀取並理解為由Q開關440隨時間產生之衰減(任意尺度，如在右側垂直軸線上所指示)的圖形。

圖5A及圖5B之週期性Q因數或週期性RF功率或衰減的兩個階段在圖5A之圖形的頂部處指示並標記。由於圖5A中展示之Q因數及圖5B中展示的對應衰減及/或至AOM的RF功率為週期性的，因此前述各者在雷射之脈衝間重複。因此，如由圖5A之頂部處之箭頭所指示的階段1包覆圖形，在之前階段2的結束處開始且延伸至後續階段2的開始。在此實例中，接著在諸圖中如自x軸時標可見的脈衝之間存在10,000 ns (或10 µs)間隔，因此所展示之脈衝速率為100 kHz。

在圖5A之高Q因數550a之後開始，圖5B之低的RF功率或低衰減值550b(Q切換窗口)定中心於時間零，第一Q因數549a及對應第一衰減值549b在階段1中設定。階段1中Q因數549a的值或衰減值549b設定為足夠高以允許發出雷射之開始發生(即，雷射介質之增益超出雷射之空腔損耗的位準)且足夠低以仍提供衰減以允許功率積聚於雷射中超出非衰減連續發出雷射的功率位準。此階段1或「脈衝間」衰減位準549b可如上文所論述來調整以保持預發出雷射之開始的平均時間處於所要目標時間處或附近。接著，在階段2中，第二Q因數550a及/或第二RF功率位準或衰減值550b經設定諸如於特定雷射434的最大Q因數或最低衰減，以Q切換雷射434且允許脈衝產生。

圖5C為產生自圖5A及圖5B之二階段或二位準週期性性衰減的輸出射束功率(任意尺度的)圖形。就在時間0處具有峰值的脈衝551之後不久，雷射輸出降低至幾乎零，儘管階段1中之衰減在圖5A及圖5B中設定為足夠低以允許發出雷射的值。此係因為時間0處的大的Q切換式脈衝消耗雷射中幾乎所有所儲存能量(呈雷射介質中粒子反轉的形式)。僅在持續時間D1後，再次使足夠能量積聚以使得具有初始峰值552之預發出雷射(或低位準連續發出雷射)開始，繼之以相對低的功率恆定射束553。持續時間D1如所提及在由空腔模式與增益峰值之對準產生的較高雷射效率情況下為相對短的，且因此持續時間D1可用以維持雷射的單模操作，從而使空腔長度按需要發生變化以使如上文所述的D1最小化。然而，請注意，在以固定頻率重複的脈衝式雷射中，持續時間D1等效於重複週期減去持續時間D2，因此自預發出雷射峰值552至Q切換式脈衝551之峰值的持續時間D2亦可經使用，且經最大化而非最小化，以維持單模操作。

如上文所提及，合乎需要的是增大Q切換式雷射，特別是EUV光源中種子雷射的功率輸出。來自EUV光源之種子雷射的更大功率導致更多放大之雷射功率遞送至EUV光源中的目標，且因此產生EUV發射電漿的較高功率，使得較高功率EUV光可由關聯之EUV微影曝光設備且由在處理中的晶圓接收，使得更多晶圓可在較少時間內曝光，從而在高價值程序中產生顯著的時間節省。

較高功率可藉由(1)增大脈衝之頻率或(2)增大各脈衝之功率或(3)以兩者之組合自給定種子雷射，諸如圖4之雷射434潛在地產生，但此等操作可難以使用圖5A及圖5B之二階段週期性衰減變化特別組合地達成。

隨著脈衝重複率增大，諸如在圖5A至圖5C中表示的自50 kHz增大至100 kHz重複頻率，針對預發出雷射之開始的脈衝之間存在較少時間，且對於增益恢復存在較少時間。為了解決上述遲的發出雷射或無預發出雷射的問題，圖5A至圖5C之階段1中的衰減可向下逐漸調整(因此向上調整階段1中的Q因數)以允許較早的平均開始(對於持續時間D1的較低平均值且持續時間D2的較長平均值)。藉由階段1中的較低衰減(較高Q因數)，較少數量的能量經儲存且可供Q交換式脈衝551使用。舉例而言，100 kHz下之峰值脈衝功率可因此被減低達2的因數或大於50 kHz下的峰值脈衝功率。

較高峰值脈衝功率可藉由以圖6A及圖6B中所展示的類型之週期性Q因數值或衰減值、以諸如展示於圖6C中之週期性雷射功率輸出功率操作雷射434以較高重複率產生。

圖6A為用於自諸如上文參看圖4描述之雷射434的雷射產生Q切換式脈衝的採用任意單位之週期性變化之Q因數依據以奈秒為單位的時間發生變化之實施方案的圖形。

圖6B為週期性變化之RF功率的對應圖形，該RF功率諸如藉由控制模組444以信號440a之形式可施加至AOM以到達圖4之Q開關440 (當AOM用於Q開關440時)以產生圖6A中繪製之Q因數或類似者。如自諸圖可看出且如上文所提及，至AOM之RF功率變得與雷射之Q因數成反比，且因此正對應於衰減。因此，圖6B亦可讀取並理解為由Q開關440隨時間產生之衰減(任意尺度的，如在右側垂直軸線上所指示)的圖形。

圖6A及圖6B之週期性Q因數或週期性RF功率或衰減的三個階段在圖6A之圖形頂部處指示並標記為1至3加上標記為I的一個可選中間階段。圖6C為由具有圖6A及圖6B之中間階段I及週期性Q因數或週期性衰減值之三個階段產生的輸出射束功率(任意尺度)的圖形，其中階段1至3及I亦標記於圖6C的頂部處。

由於圖6A中展示之Q因數及圖6B中展示的對應衰減及/或至AOM的RF功率為週期性的，因此其在雷射434之脈衝間重複。因此，如由圖6A之頂部處之箭頭所指示的階段1包覆圖形，在先前階段3的結束處開始且延伸至後續階段2的開始。接著如上，在如諸圖中自x軸時標可見的脈衝之間存在10,000 ns(或10 µs)間隔，因此所展示之脈衝速率為100 kHz。

在圖6A之高Q因數659a之後開始，或圖6B之低RF功率或低衰減值659b (Q切換窗口)定中心於時間零，第一Q因數654a及/或對應第一衰減值654b在階段1中設定。階段1中Q因數654a的值(圖6A)或衰減值654b (圖6B)設定為足夠高以允許發出雷射656 (圖6C)的開始發生(即，在雷射介質之增益超出雷射之空腔損耗所處的位準)，且可設定為足夠低以仍提供衰減以允許功率積聚於雷射中從而超出非衰減連續發出雷射中的功率位準，儘管此如將在下文中解釋為可選的。此階段1衰減位準654b (圖6A)(或Q因數654a(圖6B))可視需要如上文所論述進行調整以保持預發出雷射656 (圖6C)之開始(在初始峰值657)(圖6C)的平均時間在所要目標時間處或附近。

接著，在階段2中，第二Q因數658a (圖6A)或第二衰減值658b (圖6B)設定為空腔損耗超出介質增益所在的位準，該位準可甚至為給定雷射434之最小Q因數或最大衰減(包括直至「關閉」雷射)，從而相較於雷射繼續發出雷射情況允許功率積聚於雷射介質427之反轉粒子群中達較高位準，在甚至低位準下。雷射輸出因此變至基本上零位準660 (圖6C)。階段2可持續歷時例如經選擇為足夠長，例如在100至900 ns之範圍內或以上的時間，反轉粒子群中之所儲存功率在階段2期間達到最大或飽和值。

在階段2之後，在階段3中，諸如雷射434之最大Q因數的第三Q因數659a (圖6A)或諸如衰減器440之最低衰減值的第三衰減值659b (圖6B)經設定，從而允許Q切換式脈衝655 (圖6C)被產生。因為階段2期間儲存於雷射介質427之反轉粒子群中的較高功率位準(較高的小的信號增益)，脈衝655與展示於圖5A至圖5C中之方法相比較具有較高峰值功率及較低持續時間，即使具有相同重複速率。

視需要，在第二衰減值或Q因數與第三衰減值或Q因數之間，衰減在中間階段I期間可設定至足夠低的中間值661b (圖6B)(或設定至足夠高的中間Q因數661a (圖6A))，使得預發出雷射可就在階段3中的Q切換之前再次開始(即，達介質427沿著空腔447之增益超出空腔447之損耗所在的位準)以允許簡短的第二預發出雷射662(圖6C)以移除Q切換式脈衝655 (圖6C)的任何潛在時間顫動。

在約時間0具有峰值的脈衝655 (圖6C)之後不久，雷射輸出掉落至零或幾乎零，儘管階段1中之Q因數或衰減值如上文關於圖6A及圖6B所描述設定為足以允許發出雷射的值。此係因為大的Q切換式脈衝655消耗雷射434中的幾乎所有所儲存能量(呈雷射介質427中粒子群反轉的形式)。僅在持續時間D1後，再次使足夠能量積聚以使得預發出雷射的開始(或低位準連續發出雷射)在初始峰值657處發生，繼之以相對低的功率恆定射束656。持續時間D1如上所提及在由空腔模式與增益峰值之對準產生的較高雷射效率情況下為較短的，且因此自Q切換式脈衝655至初始預發出雷射峰值657的持續時間D1可用以維持雷射的單模操作，從而使空腔長度按需要發生變化以使如上文所述的D1最小化。如關於圖5C所提及，在以固定頻率重複的脈衝雷射中，持續時間D1等效於重複週期減去持續時間D2，因此自預發出雷射峰值657至Q切換式脈衝655之峰值的持續時間D2亦可經使用，且經最大化而非最小化，以維持單模操作。

與圖5A及圖5B之週期性Q因素或衰減值形成對比，在圖6A及圖6B中，第一(階段1)Q因數654a或衰減值654b設定為相較於雷射中之損耗產生更多增益，使得預發出雷射可發生，並不保持或延伸，直至現位於階段3中的Q切換。實情為，在Q切換之前，第二Q因數658a或第二衰減值658b在階段2中設定為損耗超出增益的位準或甚至有效地關閉雷射的位準，從而允許功率(或增益)積聚於雷射介質427的反轉粒子群中以增大至較高位準，甚至高達最大或飽和值。因此，階段3期間在Q切換式脈衝655中可用之功率位準自階段1之Q因數654a或衰減值654b有效地解耦。

圖6D描述操作雷射434之方法。方法依據設定雷射之Q因數描述，但應瞭解，方法等效地適用於設定雷射的衰減。在步驟S10中，雷射434之Q因數在雷射434產生第一脈衝655之後設定至第一Q因數(例如，圖6A的654a (階段1))，使得雷射434之增益超出雷射434的損耗以允許雷射434產生第一連續「預發出雷射」射束656。在產生了第一連續射束656之後，亦即有時在初始峰值657中第一連續射束656開始之後，在步驟S20中，Q因數經減小至第二Q因數值(例如，值658a (階段2中))。此情形停止第一連續射束656的發出雷射(如在圖6C之圖形中低或零功率輸出位準660處可見)，且雷射434之雷射介質427之反向粒子群中功率積聚的伴隨消耗。接著，在步驟S30中，Q因數增大至一值(例如，階段3中的值659a)，使得雷射434產生一脈衝655。

在雷射產生脈衝655之後，程序藉由再次設定衰減至Q因數654a (在一第二或重複階段1)而可開始重複。

在方法之實施方案中，第二衰減值658b或第二Q因數658a可關閉雷射。方法亦可包括在設定衰減至第二衰減值658b (在階段2中)後且在設定衰減至第三衰減值659b (在階段3)之前，降低衰減至一中間衰減值661b (在中間階段I中)，其中中間衰減值661b高於第三衰減值659b且足夠低以允許雷射434產生一第二射束662。

在方法之實施方案中，衰減器440可包括在雷射434內或連接至雷射434之一光學調變器。光學調變器可為一AOM或一EOM。雷射434可為一CO ₂雷射。雷射可為一極紫外線(EUV)光源110中的一種子雷射332、334，諸如一EUV光源110中的一主脈衝種子雷射334。

在額外實施方案中，設定衰減至第二衰減值658b可包括設定衰減至第二衰減值658b歷時在200至1000 s或100至1000 ns範圍內之時間。設定衰減至中間衰減值661b可包括設定衰減至中間衰減值661b歷時在0至300 ns範圍內之時間。設定衰減至第三衰減值659b可包括設定衰減至第三值659b歷時在400至700 ns範圍內之時間。

在其他額外實施方案中，方法可包括監測自第一脈衝655至產生諸如由第一連續射束656之初始峰值657表示的第一連續射束656的持續時間D1，及調整雷射之一空腔長度以使持續時間D1最小化。方法可包括監測持續時間D1，及基於持續時間D1調整第一衰減值654b。該第三衰減值可為一最大衰減值。

在本發明之另一態樣中，參看圖4、圖6B及圖6C，一雷射434包括一光學調變器440，該光學調變器440由施加至光學調變器440之一信號440a控制，雷射434可由具有以下操作之方法操作：設定信號440a之一量值至一第一值654b，使得雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作；設定信號440a之一量值至一第二值658b，使得雷射434關閉；及設定信號440a之一量值至一第三值659b，使得雷射434產生一脈衝655。

在實施方案中，雷射可包括具有一PZT 448的一輸出耦合器441，且方法可包括在使用雷射之一輸出來設定信號440a之一量值至一第一值654b的步驟期間執行以控制施加至壓電換能器448之一電壓448a的步驟。光學調變器440可包括一AOM或一EOM或可採用一AOM或一EOM的形式。

在其他態樣中，一種用於產生雷射輻射脈衝之系統包括：雷射434，其包括光學調變器440，該光學調變器440由施加至光學調變器440之信號440a控制；及控制系統444，其經組態且調適而依序設定信號440a之量值至第一值654b，使得雷射434以雷射增益超出諧振器損耗的模式操作，接著設定信號440a之量值至第二值658b，使得雷射434經關閉，且接著設定信號440a之量值至第三值659b，使得雷射434產生脈衝。

在系統之實施方案中，雷射434可包括具有PZT 448的輸出耦合器441，且其中控制系統444另外經組態且調適以在信號440a處於第一值654b時使用雷射434之輸出以控制施加至PZT 448的電壓448a。

在額外態樣中且參看圖4及圖6A，一種雷射系統包括：雷射434，其具有雷射空腔427；光學調變器440，其經組態以控制雷射空腔447之Q因數；功率感測器442，其定位於雷射空腔427外部，且經組態以偵測自雷射434發射之輻射之功率位準且產生與自雷射434發射之輻射之功率位準相關的功率位準資料及/或信號442a；及控制系統444經連接以接收功率位準資料及/或信號442a且控制光學調變器440，其中控制系統444經組態以(1)設定雷射434之空腔427之Q因數至足夠高以允許發出雷射發生的第一值654a，(2)在發出雷射發生之後的一時間，設定空腔427之Q因數至足夠低以阻止發出雷射發生的第二值658a，及(3)在設定空腔427之Q因數至第二值658a之後，設定空腔427之Q因數至第三值659a，使得雷射434發射脈衝。

圖7A及7B為展示參看圖6A、圖6B及圖6C描述之方法的額外實施方案及變化的圖形。圖7A展示Q因數隨時間的變化。圖7B展示隨時間的所得雷射輸出功率。

參看圖7A及圖7B，如圖所示，階段1至3及I中的各者可具有不同Q因數(及對應衰減)。並不要求任一階段之Q因數彼此匹配。此外，階段2之Q因數(用於能量儲存)無需為零(亦無需對應衰減100%)。因為Q切換式脈衝767 (圖7B)中可用之功率自階段1中之第一Q因數761 (圖7A)解耦(如上文結合圖6B及圖6C所提及)，且因此亦自預發出雷射之時間解耦，所以階段1中之第一Q因數761可諸如藉由以下操作設定為相對高的：設定較早目標時間用於預發出雷射連續射束763之開始(初始峰值762)，或甚至設定第一Q因數761等於階段3中之第三Q因數764 (在Q切換期間具有低或零衰減的高Q因數)，如由針對第一Q因數764的圖7A中之交替點線值所展示。

增大第一Q因數761可具有產生預發出雷射射束763之較早且較小的時間顫動開始762的效應，從而在必需或需要時在脈衝間間隔中給予更多時間，諸如在階段2的第二Q因數765期間用於能量儲存。脈衝間間隔中的較多時間在需要時亦可用於中間階段I以確保「第二預發出雷射」或連續射束768可在中間Q因數766期間且在Q切換式脈衝767之前可靠地產生，以使Q切換式脈衝767的時間抖動最小化。中間Q因數766亦可設定為低於典型發出雷射臨限值，且仍允許第二預發出雷射或連續射束768產生，此係由於雷射434在彼時間點上係逼近自能量飽和狀態而非能量耗乏狀態的發出雷射臨限值，從而提供較高初始增益且允許發出雷射更容易地開始(且在較低時間顫動情況下)。在此類實施方案中，各項中的移位在第一預發出雷射763重新標記為「後發出雷射」的情況下(就在Q切換式脈衝之後，以允許空腔長度及空腔模式最佳化)，且在第二預發出雷射768簡單地重新標記為「預發出雷射」的情況下(就在Q切換式脈衝之前，以吸收任何時間顫動)可甚至為適當的。

可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種操作一雷射之方法，該方法包含：在一雷射產生一第一脈衝之後，設定該雷射中之一衰減器之一衰減至一第一衰減值，使得該雷射之增益超出該雷射之損耗以允許該雷射產生一第一連續射束；在產生該第一連續射束之後，增大該衰減器之該衰減至一第二衰減值，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益；及在增大該衰減至該第二值之後，降低該衰減器之該衰減至一第三衰減值，使得該雷射產生一第二脈衝。 2. 如條項1之方法，其進一步包含：在該雷射產生該第二脈衝之後，設定該衰減至該第一衰減值。 3. 如條項1之方法，其中該第二值關閉該雷射。 4. 如條項1之方法，其進一步包含：在設定該衰減至該第二衰減值之後且在設定該衰減至該第三衰減值之前，降低該衰減至一中間衰減值，該中間衰減值高於該第三衰減值且足夠低以允許該雷射產生一第二射束。 5. 如條項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一光學調變器。 6. 如條項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一聲光調變器(AOM)。 7. 如條項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一聲光調變器(AOM)，且其中設定該衰減器之該衰減包含設定供應至該AOM之一RF功率位準，增大該衰減器之該衰減包含增大供應至該AOM之該RF功率，且降低該衰減器之該衰減包含降低供應至該AOM之該RF功率。 8. 如條項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一電光調變器(EOM)。 9. 如條項1之方法，其中該雷射為一CO ₂雷射。 10. 如條項1之方法，其中該雷射為一極紫外線(EUV)光源中之一種子雷射。 11. 如條項1之方法，其中該雷射為一EUV光源中之一主脈衝種子雷射。 12. 如條項1之方法，其中設定該衰減至該第二衰減值包含設定該衰減至該第二衰減值歷時在100至1000奈秒(ns)範圍內之一時間。 13. 如條項1之方法，其中設定該衰減至該中間衰減值包含設定該衰減至該中間衰減值歷時在0至300 ns範圍內之一時間。 14. 如條項1之方法，其中設定該衰減至該第三衰減值包含設定該衰減至該第三值歷時在400至700 ns範圍內之一時間。 15. 如條項1之方法，其進一步包含監測自該第一脈衝至該第一連續射束之該產生的一持續時間，及調整該雷射之一空腔長度以使該持續時間最小化。 16. 如條項1之方法，其進一步包含監測該第一脈衝至該第一連續射束之該產生之間的一持續時間，及基於該持續時間調整該第一衰減值。 17. 如條項1之方法，其中該第三衰減值為一最大衰減值。 18. 如條項1之方法，其中該第一衰減值等於等於第三衰減值。 19. 如條項1之方法，其中(1)增大該衰減器之該衰減至一第二衰減值，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益，及(2)在增大該衰減至該第二值之後，降低該衰減器之該衰減至一第三衰減值，使得該雷射產生一第二脈衝，包含Q切換該雷射。 20. 一種操作一雷射之方法，該雷射包括一光學調變器，該光學調變器由施加至該光學調變器之一信號控制，該方法包含：設定該信號之一量值至一第一值，使得該雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作；設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉；及設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝。 21. 如條項20之方法，其中該雷射包括具有一壓電換能器之一輸出耦合器，且該方法進一步包含使用該雷射之一輸出以在設定該信號之一量值至一第一值的步驟期間控制施加至該壓電換能器之一電壓。 22. 如條項20之方法，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)。 23. 如條項20之方法，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)，且該信號包含一RF功率位準。 24. 如條項20之方法，其中該光學調變器包含一電光調變器(EOM)。 25. 如條項20之方法，其中(1)設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉，及(2)設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝，包含Q切換該雷射。 26. 一種用於產生一雷射輻射脈衝之系統，該系統包含：一雷射，其包括一光學調變器，該光學調變器由施加至該光學調變器之一信號控制；及一控制系統，其經組態且調適以依序設定該信號之一量值至一第一值，使得該雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作，接著設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉，且接著設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝。 27. 如條項26之系統，其中該雷射包括具有一壓電換能器之一輸出耦合器，且其中該控制系統另外經組態且調適以在該信號處於該第一值時使用該雷射之一輸出以控制施加至該壓電換能器之一電壓。 28. 如條項26之系統，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)。 29. 如條項26之系統，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)，且施加至該光學調變器之該信號包含一RF功率位準。 30. 如條項26之系統，其中該光學調變器包含一電光調變器(EOM)。 31. 如條項26之系統，其中該控制系統經組態且調適以執行Q切換。 32. 一種雷射系統，其包含：一雷射，其具有一雷射空腔；一光學調變器，其經組態以控制該雷射空腔之一Q因數；一功率感測器，其定位於該雷射空腔外部，且經組態以偵測自該雷射發射之輻射之一功率位準且產生與自該雷射發射之輻射之一功率位準相關的功率位準資料及/或信號；及一控制系統，其經連接以接收該等功率位準資料或信號且控制該光學調變器，該控制系統經組態以(1)設定該雷射之該空腔之該Q因數至足夠高以允許發出雷射發生的一第一值，(2)在發出雷射由該功率感測器偵測到之後的一時間，設定該空腔之該Q因數至小於該第二值且足夠低以阻止該發出雷射發生的一第二值，及(3)在設定該空腔之該Q因數至該第二值之後，設定該空腔之該Q因數至一第三值，使得該雷射發射一脈衝。 33. 如條項32之雷射系統，其中該控制系統經組態以執行Q切換。

上述實施方案及其他實施方案係在以下申請專利範圍之範疇內。

110:LPP EUV光源 111:聚焦單元 112:雷射源 113:射束路徑 114:腔室 115:內部 116:輻照位點 117:射束調節單元 118:收集器/光學元件 119:孔徑 120:反射表面 121:中間焦點 122:目標材料遞送系統 123:照明目標 124:電漿 125:EUV光 210:EUV光源 225:EUV光 271:微影曝光設備 272:照明鏡面 273:反射圖案/或倍縮光罩 274:降低鏡面 275:基板或晶圓 330:種子雷射模組 331:共同射束路徑 332:預脈衝種子雷射 333:射束 334:主脈衝種子雷射 335:射束 336':電光調變器(EOM) 336:電光調變器(EOM) 337':聲光調變器(AOM) 337:聲光調變器(AOM) 338:聲光調變器(AOM) 338':聲光調變器(AOM) 339:射束組合器 426:殼體 427:雷射介質 428':電極 428:電極 429:鏡面 429':鏡面 434:雷射 440a:信號 440:可變衰減器或Q開關 441:可移動輸出耦合器或提取鏡面 442a:相關資料或信號 442:感測器 443:輸出射束 444:控制模組或控制系統 445:反射式格柵 446:窗口 447:光軸 447:雷射空腔 448a:命令或信號 448:致動器 470:射頻(RF)源 549a:第一Q因數 549b:對應第一衰減值 550a:高Q因數 550b:低的射頻(RF)功率或低衰減值 551:脈衝 552:初始峰值 553:低的功率恆定射束 654a:第一Q因數 654b:第一衰減值 655:脈衝 656:預發出雷射/相對低的功率恆定射束 657:初始峰值 658a:第二Q因數 658b:第二衰減值 659a:高Q因數/第三Q因數 659b:低射頻(RF)功率或低衰減值/第三衰減值 660:基本上零位準 661a:中間Q因數 661b:中間值 662:第二射束 761:第一Q因數 762:初始峰值 763:連續射束 764:第三Q因數 765:第二Q因數 766:中間Q因數 767:Q切換式脈衝 768:第二預發出雷射 D1:持續時間 D2:持續時間 S10:步驟 S20:步驟 S30:步驟

圖1為極紫外(EUV)光源之態樣的圖。

圖2為EUV光源與微影曝光設備的圖。

圖3為可用於EUV光源中之種子雷射模組之態樣的圖。

圖4為用作EUV光源中之種子雷射之雷射的圖。

圖5A為用於自諸如EUV光源中之種子雷射的雷射產生週期性Q切換脈衝的週期性變化之Q因數之實施方案的圖形。

圖5B為可施加至AOM以產生諸如圖5A之Q因數的週期性變化之Q因數的週期性變化之RF功率位準的圖形。

圖5C為諸如可由圖5A的週期性變化之Q因數及/或圖5B之週期性變化之RF功率產生的週期性變化之雷射輸出功率的圖形。

圖6A為用於自諸如EUV光源中之種子雷射的雷射產生週期性Q切換式脈衝的週期性變化之Q因數之實施方案的圖形，該週期性Q切換式脈衝具有增大之功率輸出。

圖6B為可施加至AOM以產生諸如圖6A之Q因數的週期性變化之Q因數的週期性變化之RF功率位準的圖形。

圖6C為諸如可由圖6A的週期性變化之Q因數及/或圖6B之週期性變化之RF功率產生的週期性變化之雷射輸出功率的圖形。

圖6D為描述根據實施例之態樣的用於使Q因數發生變化之程序的步驟之流程圖。

圖7A為用於自諸如EUV光源中之種子雷射的雷射產生的週期性Q切換式脈衝的週期性變化之Q因數之額外實施方案的圖形，該週期性Q切換式脈衝具有增大之峰值功率輸出。

圖7B為諸如可由圖7A的週期性變化之Q因數產生的週期性變化之雷射輸出功率的圖形。

110:LPP EUV光源

111:聚焦單元

112:雷射源

113:射束路徑

114:腔室

115:內部

116:輻照位點

117:射束調節單元

118:收集器/光學元件

119:孔徑

120:反射表面

121:中間焦點

122:目標材料遞送系統

123:照明目標

124:電漿

125:EUV光

Claims

一種操作一雷射之方法，該方法包含：在一雷射產生一第一脈衝之後，設定該雷射中之一衰減器之一衰減至一第一衰減值，使得該雷射之增益超出該雷射之損耗以允許該雷射產生一第一連續射束；在產生該第一連續射束之後，增大該衰減器之該衰減至一第二衰減值，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益；及在增大該衰減至該第二值之後，降低該衰減器之該衰減至一第三衰減值，使得該雷射產生一第二脈衝。
如請求項1之方法，其進一步包含：在該雷射產生該第二脈衝之後，設定該衰減至該第一衰減值。
如請求項1之方法，其中該第二值關閉該雷射。
如請求項1之方法，其進一步包含：在設定該衰減至該第二衰減值之後且在設定該衰減至該第三衰減值之前，降低該衰減至一中間衰減值，該中間衰減值高於該第三衰減值且足夠低以允許該雷射產生一第二射束。
如請求項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一光學調變器。
如請求項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一聲光調變器(AOM)。
如請求項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一聲光調變器(AOM)，且其中設定該衰減器之該衰減包含設定供應至該AOM之一RF功率位準，增大該衰減器之該衰減包含增大供應至該AOM之該RF功率，且降低該衰減器之該衰減包含降低供應至該AOM之該RF功率。
如請求項1之方法，其中該衰減器包含在該雷射內或連接至該雷射之一電光調變器(EOM)。
如請求項1之方法，其中該雷射為一CO ₂雷射。
如請求項1之方法，其中該雷射為一極紫外線(EUV)光源中之一種子雷射。
如請求項1之方法，其中該雷射為一EUV光源中之一主脈衝種子雷射。
如請求項1之方法，其中設定該衰減至該第二衰減值包含設定該衰減至該第二衰減值歷時在100至1000奈秒(ns)範圍內之一時間。
如請求項1之方法，其中設定該衰減至該中間衰減值包含設定該衰減至該中間衰減值歷時在0至300 ns範圍內之一時間。
如請求項1之方法，其中設定該衰減至該第三衰減值包含設定該衰減至該第三值歷時在400至700 ns範圍內之一時間。
如請求項1之方法，其進一步包含監測自該第一脈衝至該第一連續射束之該產生的一持續時間，及調整該雷射之一空腔長度以使該持續時間最小化。
如請求項1之方法，其進一步包含監測該第一脈衝至該第一連續射束之該產生之間的一持續時間，及基於該持續時間調整該第一衰減值。
如請求項1之方法，其中該第三衰減值為一最大衰減值。
如請求項1之方法，其中該第一衰減值等於該第三衰減值。
如請求項1所述之方法，其中(1)增大該衰減器之該衰減至一第二衰減值，使得該雷射之損耗超出該雷射之一增益，及(2)在增大該衰減至該第二值之後，降低該衰減器之該衰減至一第三衰減值，使得該雷射產生一第二脈衝，包含Q切換該雷射。
一種操作一雷射之方法，該雷射包括一光學調變器，該光學調變器由施加至該光學調變器之一信號控制，該方法包含：設定該信號之一量值至一第一值，使得該雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作；設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉；及設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝。
如請求項20之方法，其中該雷射包括具有一壓電換能器之一輸出耦合器，且該方法進一步包含使用該雷射之一輸出以在設定該信號之一量值至一第一值的步驟期間控制施加至該壓電換能器之一電壓。
如請求項20之方法，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)。
如請求項20之方法，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)，且該信號包含一RF功率位準。
如請求項20之方法，其中該光學調變器包含一電光調變器(EOM)。
如請求項20之方法，其中(1)設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉，及(2)設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝，包含Q切換該雷射。
一種用於產生一雷射輻射脈衝之系統，該系統包含：一雷射，其包括一光學調變器，該光學調變器由施加至該光學調變器之一信號控制；及一控制系統，其經組態且調適以依序設定該信號之一量值至一第一值，使得該雷射以雷射增益超出諧振器損耗的一模式操作，接著設定該信號之一量值至一第二值，使得該雷射經關閉，且接著設定該信號之一量值至一第三值，使得該雷射產生一脈衝。
如請求項26之系統，其中該雷射包括具有一壓電換能器之一輸出耦合器，且其中該控制系統另外經組態且調適以在該信號處於該第一值時使用該雷射之一輸出以控制施加至該壓電換能器之一電壓。
如請求項26之系統，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)。
如請求項26之系統，其中該光學調變器包含一聲光調變器(AOM)，且施加至該光學調變器之該信號包含一RF功率位準。
如請求項26之系統，其中該光學調變器包含一電光調變器(EOM)。
如請求項26之系統，其中該控制系統經組態且調適以執行Q切換。
一種雷射系統，其包含：一雷射，其具有一雷射空腔；一光學調變器，其經組態以控制該雷射空腔之一Q因數；一功率感測器，其定位於該雷射空腔外部，且經組態以偵測自該雷射發射之輻射之一功率位準且產生與自該雷射發射之輻射之一功率位準相關的功率位準資料及/或信號；及一控制系統，其經連接以接收該等功率位準資料或信號且控制該光學調變器，該控制系統經組態以(1)設定該雷射之該空腔之該Q因數至足夠高以允許發出雷射發生的一第一值，(2)在發出雷射由該功率感測器偵測到之後的一時間，設定該空腔之該Q因數至小於該第二值且足夠低以阻止該發出雷射發生的一第二值，及(3)在設定該空腔之該Q因數至該第二值之後，設定該空腔之該Q因數至一第三值，使得該雷射發射一脈衝。
如請求項32之雷射系統，其中該控制系統經組態以執行Q切換。