TW415140B - Reliable, modular, production quality narrow-band KrF excimer laser - Google Patents

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pulse
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David S Knowles
Herve A Besaucele
Alexander I Ershov
Tibor Juhasz
James H Azzola
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Description

經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（/ ) 本申請案是1998年3月4日提出之序號09/034,870 申請案，Pulse Energy Control for Excimer Laser ; 1997 年1 2 R 2 2日提出之序號0 8 / 9 9 5，8 3 2申請案，Excimer Laser Having Pulse Power Supply with Fine Digital Regulation ; 1997 年4 月 23 日提出之序號 08/842,305 申 請案，Very Narrow-band KrF Laser;以及 1996年3 月 29 日提出之序號08/625,500申請案，Low Cost Corona P r e i ο n i z e r f o r a L a s e r的部份延續；全部被納入在本 文中爲參考。這發明係關於雷射並特別針對窄波帶氪氟準 分子雷射。 氪氟準分子雷射目前逐漸變成搆體電路光學製版工業 的工作光源。使用積體電路之產業中典型的習知技藝氪氟 準分子雷射被繪示於第1圖與第2圖中。這習知技藝雷射 其雷射室的截面圖被展示於第3圖中。由高電壓電源供應 器3供電的脈波功率模組2提供了電子脈波給位在放電室8 內的電極6。電極是大約28英吋長並且被間隔開大約3/5 英吋。參型的光學製版雷射操作於大約1 000 Hz的高脈 波速率》因此必須使雷射氣體（大約〇_1 %氟，1.3%氪， 並且其餘是當作緩衝氣體的氖）經過在電極之間的空隙。 這是由位在雷射放電室內的切線方向送風機10完成。雷 射氣體是被亦位在該華內的冷卻器11以及安裝於該室外 側的冷卻板13冷卻。冷卻板13與冷卻器11用的冷卻水如 第3»中所示地進入水入口 40並且在水出口 42排出。氪 氟雷射的自然頻寬是被譜線緊縮模組18縮緊商用準分 -4 - 本纸張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---!------'t.------'—订--------線 J (請先聞读背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉半局貴工消费合作社印製 4151*^0 at B7 五、發明説明（2 ) 子雷射系統通常是由數個可快速更換而不干擾系統其餘部 份的模組構成。主要模組被示於第2圖中並且包括： 雷射室S， 脈波功率模組2， 輸出連接器， 譜線緊縮模組18， 波長計2 0， 電腦控制單元22。 這些模組被設計成供快速替換用的獨立單元以便在執 行維修時使雷射的停工時間最小化。電極6是由陰極6A與 陽極6B組成》陽極6B在這習知技藝實施例中是由陽極支 撐棒44支撐，這支撐棒是大約28英吋長並且其截面如第 3圖中所示。在這圚中流動是順時針方向的。陽極支撐棒 44的一個角落以及一邊緣當作了導流片去強迫來自送風 機10的空氣在電極6A與6B之間流動。在這習知技藝雷射 中其它的導流片被繪示於46，48與50。穿孔的電流返回 板52幫助把陽極6B接地至室8 «該板被以位在雷射氣體 流動路徑內的大洞（未繪示於第3圖中）穿孔，所以該板實 質上不會影響氣體流動。電極放電電容器54在每一脈波 之前被脈波功率模組2充電。在電壓集結於電容器5 4的期 間內，由兩個在電極6Α與6Β之間產生離子電場用的預電 濉器56生成高電場，並且當電容器上的電荷到達大約 16,000伏特時，產生了跨越電極的放電因而產生準分子 本紙張尺度逍用中國國家揉率（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A7 B7 五、發明説明（θ ) 雷射脈波。隨著每一脈波之後，由送風機10生成的氣體 流動是足以及時爲I .〇毫秒之後發生的脈波在電極之間提 供新鮮的雷射氣體。 放電室是操作於大約三大氣壓的壓力β這些雷射以比 如1000 Hz的高重複率操作於脈波模式。每一脈波的能 量是大約10毫焦耳。 在低於300十億分之一米的波長有數種光學材料可供 建立光學製版所用的步進機透鏡晶片。最普遍的材料是熔 融矽土。全熔融矽土步進機透鏡將無任何染色修正能力α 氪氟準分子雷射有幾乎300兆分之一米的自然頻寬（半最 大値全寬度）<對於折射透鏡系統（具ΝΑ>0.5)-步進機或 掃描器-這頻寬必須被被降低到低於1兆分之一米以避免 染色收差。習知技藝之市場上可購得的雷射系統能夠提供 氪氟雷射光束在大約248十億分之一米的自然波長具有大 約0.8兆分之一米的頻寬（0.0008十億分之一米> "最佳 商用雷射的波長穩定性是大約0.25兆分之一米。利用這 些參數，步進機製造者能夠提供步進機設備去提供大約 03微米的積體電路解析度。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 <請先聞讀背面之注^Κ項再填寫本頁) 線！ 比如準分子雷射之電子放電雷射需要高電壓電源供應 器。第4圖中展示了習知技藝準分子雷射用典型的簡化電 子電路。該電子電路包括磁性開關電路與磁性開關電路用 的電源供應器》代表雷射用一仟伏習知技藝電源供應器的 方塊在第2圖舆第4圖內是被顯示成2。第5Α圖中展示了 習知技藝電源供應器更詳細的敘述。在典型的習知技藝雷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4说格（210X297公釐） 經濟部中央標準局身工消费合作社印製 A7 _B7_五、發明説明（孓） 射系統中，霉源供應銮2提供大約600伏特的高電壓脈波 以比如1000 Hz的頻率持續大約0.2毫秒。第4圖中所示 磁性開關電路壓縮並且放大這些脈波以便如第4圖中所示 產生跨越雷射之電極的電子放電。這些跨越電極的放電脈 波通常是大約16,000伏特並具有大約70十億分之一秒的 持續週期。 在雷射正以比如1 000 Hz的特定重複满率持續地操 作時，保持固定的電源供應器输出電壓，是對雷射供應商 的挑戰。當雷射正操作於叢發模式時，這工作更爲艱難。 典型的叢發模式是雷射必須在叢發期間內以1〇〇〇 kHz速 率產生大約110脈波的叢發，而叢發是被隔開幾分之一秒 鐘至數秒鐘的”死區時間"。當捸作於持績模式畤，爲了 保持相當固定的輸出脈波能量，輪出電壓變動是在大約 0.6 %的範圍（大約3到3.5伏特）。當操作於叢發模式內 時，在首先幾個脈波（最多大約40脈波）期間內的變動是 大約2.5 %(大約12至15伏特）並且脈波能量變動的精確控 制不好。 在典型的光學製版準分子雷射中，回授控制系統測量 每一脈波的輸出雷射能量，決定距所要脈波能量變動的程 度，並且然後送出信號給控制器去調整電源供應器電壓， 使得後續脈波的能量是更接近所要的能量》在習知技藝系 統中，這回授信號是類比信號並且會受苦於由雷射環境所 產生的雜訊。這雜訊會導致錯誤的電源供應器電壓被提供 並且會繼而導致輸出雷射脈波能量中漸增的變動。 J--J------1-----itr------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 415140 at B7五、發明説明（5 ) 這些準分子雷射典型地必須去持續地操作一天2 4小 時，每週7天維持數個月，而只有短暫的中斷供定期維 修。這些習知技藝雷射所遭遇的一問題是過度地磨耗以及 送風機軸承的偶發失效* 第2圖中所示習知技藝波長計模組是被敘述於第6圖 中。該波長計利甩了光柵供波長的粗略測量用以及頻譜千 涉儀供精細波長測量用，並且含有離子蒸氣吸收胞元去提 供波長計的絕對校準。這習知技藝裝匱將線型光二極體陣 列上光柵所得的粗略信號聚焦於由頻譜干涉儀產生的一組 邊緣環中心。由頻譜干涉儀產生的中心邊緣被阻隔以便允 許光二極體陣列去檢測粗略光柵信號》習知技藝波長計不 能夠符合波長測量所要的精確度要求。 比如以上所难者的習知技藝雷射是非常可靠的，在需 要進行主要維修之前產生數以兆計的脈波，但是積體電路 製造商強烈地要求更佳的性能與可靠性•所以，需要一種 可靠的、製造品質準分子雷射系統，能供長期的工廠操作 並且具有少於0.2兆分之一米的波長穩定性與少於0.6兆 分之一米雎親賓。 本發明提供一種可靠的，模組化，製造品質窄波帶氪 氟準分子雷射，能夠以1000 Hz產生具有大約0.6兆分之 一米或更少之澥寬的10毫焦耳雷射脈波。 本發明特別地適用於稹體電路的照相製版製造中長期 曰以繼夜的操作。超越習知技藝雷射的改進包括了單一上 游預電離管以及聲障板。較佳實施例包括了降低的氟濃 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格{ 210X297公釐） 415140 A7 B7 五、發明説明（6 ) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 度、形狀去降低送風機軸承上氣動力反應力的陽極支撐 棒、提供較快的脈波爬升時間之修正的脈波功率系統、具 實質上增加的反射性之輸出連接器、具有氟化鈣稜鏡光束 搪展器的譜線緊縮模組、更正確时波長計、以新及改良的 脈波能童控制演算法規畫之雷射電腦控制器》 第I圖是習知技藝商用氪氟光學製版術雷射的圖q 第2圖是展示積體電路光學製版所用習知技藝商用氪 氟準分子雷射其主要元件的圖" 第3圖是第2圖雷射之雷射室的圖^ 第3A圖是展示本發明較隹實施例之特徵的雷射室之 圖。 第4圖是固態脈波功率電路的簡化電路圖。 第5A圖是典型的習知技藝電源供應器電路圖。 第5B匾與第5C圓是習知技藝回授電路的電路圖》 第6圔是習知技藝波長計的圖。 第7圚是展示較隹的預電離管特徴之圖。 第δΑ與8B圖是較佳的回授電路之圖。 第9圖是展示本發明餃佳實施例特徼的電路圖。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 第10圖是展示改良的波長計特徵之圖4 第11 Α及11 Β圖是描寫第10圖波長計功能的圖。 第12A至12fc圖展示設計去降低氣動力反應力之改良 的陽極支撐棒。 較隹實施例 -9 - 本&張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 415140 at B7 五、發明説明（7 ) 本發明一較佳實施例是第1、2、3、4、5A、5B、 5C、與6圖中所述雷射的改良版本。這較佳實施例包括以 下改進： 單一管狀較大預電瘳器替換了習知技藝兩個管狀 預電離器的組合，以便在電極之間提供改進效率的， 較佳預電離化以及改良的雷射氣體流動； 提供聲障板去使電子放電所導致之聲衝擊波的不 利影響擧小化； 習知技藝陽極支撐棒已經被改進去實寳地隆低送 風機軸承上的氣動力反應力； 氟濃度被降低去改進脈波品質； 固態脈波功率系統已經被改進去產生較快@上县 時間，提供更一致的脈波，以及在更高電壓的改良雷 射效率； 脈波功率系統之充電霉壓更精確的控商ί ; 输出連接器的反射性已經被加倍至20%，實質上 降低输出脈波的頻寬； 熔融矽土稜鏡已經被替換成氟化鈣棱鏡以便提供 更加的熱穩定性： 提供改良的波長計去提供標稱波長與頻寬更加精 確的測量；以及 以新的演算法程式化之電腦控制器提供脈波能量 與叢發能量更改良的控制。 -10 - 本紙張Λ度遑用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） I.---„------1-------------^ J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 415140 A7 B7 五、發明説明（牙） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 放電室改進 單一預電離管 如第3 A圖中所示，單一較大預電離器56A管已經代 替了第3圜中所示的兩個預電離管56 »單一管預電離器是 依據1996年3月29日提出之美國專利申請案案號 625,51)0中所述而製造，納入在本文中爲參考。申請者 已經發現一個預電離管不只是足以，而且非常令人驚訝地 提供超越兩個預電離器設計的改良性能。在這實施例中， 預電離器晕位在電極的上游。申請者並未完全地瞭解改良 的性能之原因。然而，申請者相信習知技藝的下遊預電難 器會吸引並減緩在一脈波中所被產生離子之移動，時間長 得那些離子足以干擾大約1毫秒之後到來的下一個脈波 (在仟赫茲雷射中>。同時，申請者相信與單管預電離器相 關的缺乏對稱性會是脈波至脈波穩定性中所見改進的一個 理由。 經濟部中央樣準局貞工消费合作社印製 現在參看第7圖，這預電離器利用了整合性管狀設 計，具有軸襯元件180含有肪漏電溝170納入於此作爲管 的真實主體元件。習知設計利用了雙直徑設計’爲了製造 目的而必須接著程序去使軸襯元件與管元件接合。固定直 徑的較粗管設計是與傳統設計法則相反，這將預言由於較 低的電容引起離子化之降低a在多數設計中，管的厚度是 依所選取材料的介電強度而定。熟悉此技藝者將可知所給 定管幾何尺寸的最佳性能傳統上是藉由選取具最高介電強 度之材料並且決定管壁厚度去符合這容量而決定。例如， -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 415140 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 藍寶石材料被認知具有介電強度其範圍從1200伏特/千分 之一吋到1700伏特/千分之一吋。所以，對於.〇35英吋 粗的管，如果雷射操作於25仟伏特則具有安全因子2。依 據本發明，在單件構造中利用愈低介電強度的材料，則需 要愈粗的管壁。這設計將於理論上導致較低的容量。然 而，這被降低的容量對雷射操作的實際影舂是被發現爲可 忽略的，具有被測量之電極間隙的幾何放射中令人驚訝的 增加。因爲固定的直徑，較厚的管壁，整體軸襯設計，單 件的材料能夠被完成爲提供防漏電溝170。而且，因爲單 件構造，不需要使用任何極純的（亦即99.9%)多水晶透 明鋁氧化物陶瓷：並且不需要執行管體之困難的表面磨光 作爲擴散接合的準備以便人工地生成在軸襯180與管145 之間的整體關係=事資上，已經判斷高純度不是如材料的 多孔性一般重要的性質=已經發現多孔性愈大，介電強度 被降低愈多。結果，可以使用比如由Coors陶瓷公司製造 之材料編號AD-998E並具有300伏特/干分之一吋的介電 強度的商用級陶瓷，最好具有至少99.8 %的純度與低多 孔性，。軸襯180,具有如先前所敘述的防漏電溝170配 置於其中，用以防止高電屋漏軍軸向地沿著管的表面從陰 極到接地板1 6 0。 聲障板 申請者已經發現由窄波帶1000 Hz氪氟準分子雪射 所產生之雷射光束其品質失真的主要原因是脈波之電子放 -12.- 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） J.---„------1-----—訂-------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 經濟部4-央操準局員工消费合作社印製 ^415140 Λ、發明説明（/〇 ) 電所生的聲波衝擊波，它從放電室結構的元件反射回到在 電極之間空間並且扭曲了 1〇〇〇 Hz雷射中1.0毫秒之後發 生的下一個脈波之雷射光束。在本文中第3A圖所敘述實 施例實質上藉著在雷射室的兩邊提供有角度的溝狀聲障板 60舆62而使這影#最小化。這些障板吸收一部份的聲學 能量並且反射一部份的聲學能量往下進入雷射室的下方區 域遠離電極》這較佳實施例中，障板是由機械製的金屬結 構具有溝爲0.1千分之一吋寬，0.3千分之一吋深並具0.2 千分之一吋間距隔開：0.3千分之一吋深的溝被繪示爲第 3 A圖內障板60的6 1。 讀者應注意到如第3A圖中所示雷射室左邊的障板實 際上是與右邊所示的障板相同的，除了左邊的障板在雷射 的中間被截斷去容納氣體潔淨出口埠構造64。出口埠被 繪示爲65。這出口埠構造是位在雷射室中央並且因而顯 眼地出現在該室中央橫截面圖第3圖中。這些障板已經藉 由實際測試顯示出實質地降低由聲波衝擊波所致脈波品質 失真。 陽極支撐棒 如第3圚中所示，來自送風機10的氣流被強迫去在陽 極支撐棒44旁的電極6 A與6 B之間流動》然而，申請者已 經發現比如第3圖中所示支撐棒44的習知技藝設計產生了 顯著的氣動力反應力於送風機上，這會被傳送至送風機軸 承而導致放電室振動》申請者懷疑這些振動力是送風機軸 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '*1- -線丨· 415140 A7 B7_ 五、發明説明（// ) 承磨損以及可能偶發的軸承失效之原因。申請者已經測試 其它設計，其中幾種是第12 A至12E圖中所示*它們全部 藉由使每次一葉片經過靠近支撐棒44邊緣時所致反應力 分散於較長的時間區間而降低了氣動力反應力。申請者較 喜歡如第3A®中所示設計。 較低的氟澳度 本發明這實施例能夠操作於大範圍的氟漉度a這較隹 實施例中較佳的氟濃度實際上是比習知技藝氪氟雷射更低 以便達到改良的雷射脈波品質。選取操作範圍的較佳方法 是被敘述於1997年8月20日提出之美國專利申請案序號 08/915，030Φ，納入在本文中爲參考》 在已經由申請者建立並測試過的本發明較佳實施例 中，非常小心地從放電室消除了消耗氟的材料。放電室內 的氟消耗是由於氟與該室內材料反應。這些反應典型地產 生了污染物》這導致雷射性能的衰退，需要增加氟濃度 (或放電電壓）以保持所要的输出能量。爲了使氟消耗最小 化•這較隹實施例包括下列明確特徵： 放電室壁是以鎳覆蓋的鋁。 電極是黃銅。 全金屬〇環當作密封物= 絕緣子是全陶瓷並且與氟相容。 鋁是申請者較喜歡的絕緣子紂料。 如習知技藝設計地提供靜電濾波器去過濾在操作期間 -14 - 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X；297公釐） (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 415140 A7 B7 五、發明説明（β ) 內產生之污染物。 使用位在密封的放電室外側並採用習知技藝技術之磁 耦合馬莲去顆動風扇單元。 在製造期間內，徹底地淸潔零件以移除潛在污染物。 在袓裝之後，放電室被用氟非活性化。 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (请先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 這較佳實施例需要雷射華統之操作程序與參數的實質 改變，以便達到所要的極窄波帶輸出。氟濃度從 0.1%(30kPa)被降低到大約0.08%(24kPa)。總氣體壓 力是大約300kPa。（氪濃度被保持在習知技藝位準爲大 約1.3%，並且其餘的雷射氣體是氖。）在操作期間內， 氟將被逐漸地耗盡。藉由依據習知技藝技術逐漸地增加雷 射操作電壓而獲得固定的脈波能量。依據準分子雷射習知 技藝內熟知技術而週期性地（典型地爲大約1至4小時的時 間長度）注入氟混合物（大約1.0%氟.，1 %氪與98 %氖）， 以便塡補氟的消耗=在這程序期間內，氟濃度最好被保持 在大約0.08 %與0.065%之間的範圍內，並且操作電壓最 好被保持在適於保持固定脈波能量的相對應範圍內。例 如，在較佳實施例中這範圍是600伏特到640伏特》 脈波電源供應器 改進 這實施例包括改良的脈波電源供應器。第5 A圖是習 知技藝電源供應器的方塊圖，適用於提供高頻率，高電壓 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 4151^*0 五、發明説明（d) 脈波去供電給目前商用的光學製版準分子雷射β電源供應 器的主要元件是：在20SVAC拱電而输出高到3 00VDC 之矽控整流器110 ;轉換DC電壓到60kHz頻率的電壓之 零點穿越切換式10仟瓦特換流器112 ;將電壓增加至 1000 VAC之10仟瓦特增壓變膣器114 ;以及具有分流 器開關的10仟瓦特Π仟伏特输出級二極髅整瑪器116 » 控制電路板118提供電源供應器的控制；控制電路板U8 從外部控制單元120接收其指令，該單元提供來自操作者 的類比信號以及根據雷射脈波能量之回授控制。對控制電 路板118的類比輸入亦被提供電壓與電流回授信號，第 5Α圖中標示爲124舆126。介面邏輯電路122提供數位介 面指令，這可由光學製版步進機的控制處理器提供。如第 5Α圖中所示，控制電路板118從整流器116接收回授電 壓與電流輸出信號。這些信號是被控制電路板118當作回 授信號去控制電源供應器輸出。當時Co已經被充電到所 要位準時，控制電路板Η 8的電路如第9園中所示地中斷 了換流器112的操作，並且如第9圔中所示地導通了整流 器1 16內的分流器開關S2 » 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 電路變化 申請者已經發現電流回授霉路內的共振頻率實質上在 習知技藝電源供應器單元的叢發操作期間內會生成電壓暫 態。爲了降低這些暫態，申請者改變了電流回授控制電路 內兩個電阻器，如第8Β圖與習知技藝第5C圖的比較所 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2Ι0Χ297公釐） 4151^0 經濟部中央揉率局負工消費合作社印製 五、發明説明（β) 示。明確地說，10仟歐姆電咀器被改變成30仟歐姆而且 4.75仟歐姆電阻器被改變成100歐姆。這些微小改變如 稍後將予以討論地在叢發模式操作期間內造成暫態電壓變 動非常明顯的降低。 數位命令控制 申請者發現習知技藝類比電壓命令電路會被與雷射系 統相關的雜訊源惡化。這問題的解決方案是轉換被傳送至 電源供應器單元的控制命令爲數位信號，這數位信號如第 8A圖中所示藉由數位至類比轉換器28被轉換成類比信號 去操作二極體整流器16分流器開闞S2供如第9圖中所示 電源供應器電潞的快速控制用=這較佳實施例中，Co上 的回授電壓被經由差分式儀器放大器32處理並且與從電 壓命令單元120數位式地送出之電壓控制信號相比，以便 得出脫和信號去操作整流器116分流器開關S2並且禁止 換流器112的操作。命令電壓被以12位元格式傳送至電 源供應器*這格式提供0.025 %的精確性》這改變如以下 將予以敘述地提供了暫態變動的另一個主要降低》 差分式儀器放大器 這第一較佳實施例超越習知技藝電源供應器的其它重 要改進被繪示於第8A及8B圖中。習知技藝裝置的簡單緩 衝器電路已經被替換成差分式儀器放大器。回授電流信號 亦被經由差分式儀器放大器處理並且如第8B圖中所示與 -17 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（21〇X297公 ---〆------^-------丨訂^------線 j <請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 415140 A7 B7 丨"_丨 . . 五、發明説明（6) 電流設定點比較，以便提供類比命令信號給換流器控制電 路《這壓實電路是用以在脈波的充電週期斯間內生成所要 的” S"曲線電流（亦即在開始與結束的低電流以及在週期 中央的高電流）用的標準習知技藝壓實電路。 在充電結束時充電電流斜率之降低 Co的充電速率是非常快速的，大約500微秒內600 伏特。所以，對於固定的充電速率，分流器開關S2導通 以及換流器1 12之操作停止的時序是極嚴格的。爲了放寬 這時序要求，申請者已經改進電源供應器電路去在充電週 期的最後大約5 %期間內降低電流充電Co的有效頻率及振 幅。爲了這目的，申請者加入電阻器電路於整流器單元 116中=20歐姆非感應式電阻器R*代替了整流器116內 正規的20歐姆分流器電阻器》同時，第二個20歐姆非感 應式電阻器R*藉由如第9圖中所示在充電週期的最後數個 換流器週期期間內開關S1的開啓而被插入電路中。這藉 由實質上舆第8A圖中所示相同的控制電路（未繪示出）而 完成。這電路亦使用已經改變成類比之後的被轉換命令信 號以及％信號，但該命令信號被霣阻器分壓電路衰減了 大約5 %，所以當電壓是在大約命令電壓的95 %時加入了 額外的電阻》所產生的信號被用以在C〇上電壓到達其所 要値之前數微秒開啓S1。這些改變證實了在充電週期的 最後5 %期間內電流充電Co的頻率能被降低大約二分之一 並且振幅能被降低三分之一至四分之一》頻率與振幅的降 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4^格（210X297公釐） 1^----.------1------I 訂 r------線-- 〈請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印装 415140 at ——____ 五、發明説明（/幺） 低已經產生充電電流顯著的降低持續充電的最後數個換流 器週期，並且與習知技藝電路相比這允許充電週期蕙精確 的截止。 輸出連接器 在本發明這較佳實施例中，输出連接器的反射性已經 從習知技藝窄波帶準分子雷射典型的大約10%被幾乎加 倍到大約20 %»這有助於補償因降低的氟濃度所致之雷 射效率的損失，並且在雷射腔內提供更多回授以降低雷射 頻寬。 鈣氟化物稜鏡 輸出連接器的反射性從ία %到2〇 %的改變具有效果 爲使穿過譜線緊縮模組的光幾乎加倍》習知技藝熔融矽土 稜銳中這額外的Μ射所產生額外的熱造成了稜鏡內的熱失 真β爲了解決這問題，熔融矽土稜鏡被替換成鈣氟化物稜 鋳=鈣氟化物具有更高熱傳導性並且能夠處理額外的能量 而無不可接受的失真。 改良的波長計 本發明提供波長品質的主要改進爲標稱波長値的精確 性，波長的穩定性，以及頻寬。光束品質的這些改進已經 導致了更佳波長計的需求。因此，本發明這實施例中包括 更隹的波長計。該波長計能夠參考第ίο圖而予以敘述。 -19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） I:---^------'f-- (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 1Τ 415140 A7 B7 五、發明説明07) 波長計是類似於第6圖中所示習知技藝波長計並可與其比 較。 來自雷射室的输出光束與部份反射鏡》0相交，該鏡 穿過大約95.5%的光束能量並且反射大約4.5 %。 大約4%的反射光束被鏡71反射到能量檢測器72 *該 檢測器包含非常快速的光二極體69能夠測量以每秒100 0 次的速率發生之個別脈波的能量。脈波能量是大約10毫 焦耳並且檢測器72的輸出被饋至電腦控制器22(第2 圖> *爲了如以下所述地限制個別脈波的能量以及叢發脈 波的整體能量之變動•該控制器使用特殊演算法（以下予 以敘述）去諷整雷射充電電壓以便根據所儲存脈波能量資 料精確地控制未來脈波的脈波能量。 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 穿過鏡71之光束的大約4 %被鏡73反射經過隙縫77 到鏡74，到鏡75，回到鏡74並到達中階梯光柵76上•光 束被具有458.4毫米焦距的透鏡78柱狀化。從光柵76反 射的光經過透鏡7S往回傅遞，再次從鏡74，75與74再次 被反射*並且然後從鏡79被反射以及被聚焦至線型光二 極體陣列80的左邊》光束在光二極體陣列上的位置是输 出光束之相對標稱波長的粗略測量·穿過鏡73之光束的 大約90%被反射離開鏡82經過透鏡83到達頻譜干涉儀84 上，離開頻譜干涉儀84的光束被頻譜干涉儀內458.4毫 米焦距的透鏡聚焦並且在如第1〇圖中所示被反射離開兩 個鏡之後於線型光二極體陣列80的中間與右邊產生干涉 邊紋= -20 - 本紙張尺度通用中國國家橾準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） 經濟部中央標準局Λ工消费合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明) 頻譜計必須實質上即時地測量波長與頻寬。因爲雷射 重複速率會是1 kHz或更高，必須使用正確但非計算集中 的演算法以便用經濟並簡潔的處理電路達到所要的性能。 這相當於使用整數而非浮點數數學，並且操作全部是線性 的（不使用平方根、正弦、對數等）。 現在將敘述這較佳實施例中所用演算法的明確細節。 第圖是具有5尖峰的曲線，這代表被線型光二極體陣 列測量時典型的頻譜干渉儀邊緣信號。中央尖峰被繪成比 其它尖峰的高度更低。當不同波長的光進入頻譜千涉儀 時，中央尖峰將升高及下降，有時到達零。這情況使中央 尖峰不適用於目前的目的。其它尖峰將反應於波長改變而 朝向或遠離中央尖峰移動，所以這些尖峰的位置決定了波 長，而它們的寬度測量出雷射頻寬的。第11Β圖顯示了標 示爲資料窗的區域。資料窗是位於使得最接近中央尖峰的 邊緣通常被供分析用。然而，當波長改變而使該邊緣移動 太接近中央尖峰（這將導致失真及所致誤差）時，次接近的 尖峰將會在資料窗之內，並且軟體將跳動至那個尖蜂。相 反地，當波長移位而使資料窗外的電流尖峰移動遠離中央 尖峰時軟體將跳動至資料窗內的內部邊緣。 所涉及的步驟如下： 在雷射射出之後*光二極體陣列被電性地讀出並 數位化。資料點被分離開實體上由光二極體陣列元件 的間隔決定之區間，典型地爲2 5微米。 捜尋數位資料去找出資料窗內的尖峰値。先前的 -21 - 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） !·---^------t------訂------線 J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榇隼局男工消費合作社印製 415140 a? B7 五、發明説明（θ ) 尖峰位置被當作起始點。捜尋起始點左邊及右邊的小 區域。捜尋區域被往左與往右擴展小的區間直到找出 尖峰爲止。如果尖峰是在資料窗之外，捜尋將自動地 繼續直到找出其它尖峰爲止《 根據尖峰的高度，計算出50 %位準•這被繪示於 該圖上方》週期性地在尖峰之間測量0%位準。根據 算出的50%位準，檢測在尖峰左邊及右邊的點直到找 出鄰接50 %位準的資料點爲止。在鄰接50 %位準之 成對的點之間計算線性插入以便找出左邊及右邊半極 大値位置，標示爲第11A圖中A與B *這些位置被計 算至像素的分數，比如1/16，仍然使用整數資料格 式。 1. 對兩個資料窗重複步驊2與3，給定總共四個 由插入法算出的50%位置。如第11B圖中所指，計算 兩個直徑。IH是內邊緣直徑而D2是外邊緣直徑。 2. D1與D2値（以像素標記單位）被藉由乘上適當 的刻度因子而轉換成波長。 3. 雷射的頻寬被計算爲（D2-Dl)/2。採用線性 修正因子去考慮頻譜干涉儀尖峰加至真實雷射頻寬的 固有寬度《數學上，從所測量寬度移除固有寬度用的 形式爲反迴旋演算法，但這將是太過於計算集中，所 以採用提供足夠正確性的線性近似。 4. 計算雷射波長爲（Dl + D2)/2 MOD 20，此處 MOD是模數運算子並且20是頻譜干涉儀的自由頻譜 __ - 22 - 本紙張適用中國國家標準（CMS ) A4规格（210X297公釐） I ..... 1 = 1 ^^1 ^^1 I - -'*^+ 1: !-- - J - - n an n 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 41&140 A7 _B7 五、發明説明（U ) 範圍（FSR)(在尖峰之間的間隙）。因爲邊緣圖案每隔 20兆分之一米或所用頻譜干涉儀的FSR就重複出 現，MOD運算子是適當的。 5.爲了計算絕對波長，亦執行粗略波長測董，這 只需要有+ /-10兆分之一米精確性。例如，粗略波長 可被測量爲24 8.3 5十億分之一米，而頻譜千涉儀波 長標示可爲X.X5 73 I，此處X標示因爲模數運算所 致不確定的數字。注意到在兩個讀數中只有一個數字 重叠，在這钶中爲5。粗略與頻譜千涉儀計算兩者之 重叠數字的吻合被用以驗證自我一致性。 穿過鏡82之光束的大約10 %部份被從鏡S6反射到光 纖輸入88並且光經由光纖移動到原子波長參考9 0。光織 在開口 91連接至原子參考單元90，並且來自光嫌的光反 射離開鏡92以及被透鏡9 3聚焦到氖鐵製蒸氣胞元94中央 的焦點，並且再次被透鏡95聚焦至光二極體96上=原子 波長參考單元90是被用以校準波長計20A。這藉由調整 雷射波長同時保持監視光二極體96輸出之檢測器69所示 輸出能量固定而完成=當光二極體96顯示輸出的寊際降 低同時光二極體69顯示標稱輸出時，輸出的波長必須符 合248.3271十億分之一米的鐵蒸氣吸收譜線》當光二極 體96的輸出是最低時，相對應於頻譜千涉儀邊緣的位置 資料以及相對應於線型光二極體80上光柵76所產生圖像 的位置資料是被電腦控制器22檢測並且記錄|這資料被 電腦控制器2 2用以校準波長計20 A。 ^ 23 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2[0X297公釐> I.--^---^----i,------V-------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本X ) 415140 A7 B7 五、發明説明（2/ ) 脈波能量控制演算法 操作模式-晶片光學製版 本發明的實施例包括具有新演算法的電腦控制器程 式，它實質地降低了習知技藝在脈波能量以及總整體叢發 能量中的變動。以下敘述改良的設備與軟體以及降低能量 變動舆叢發劑量變動用的較佳r程序。 如這專利申請書之背景說明部份中所述，叢發模式是 光學製版製造積體電路中步進機之光源所用準分子雷射的 典型操作模式"在這模式中，雷射被操作去產生”叢發" 的脈波以1 000 HZ速率持續大約110毫秒去產生110個脈 波照射晶圓的一區域。在叢發之後步進機移動晶圓以及光 罩，並且一旦完成典型地花費幾分之一秒鐘的移動，雷射 產生另外的11Θ個脈波叢發。所以，普通操作是大約1 10 毫秒的叢發接續著幾分之一秒鐘的死區時間。在不同的時 刻，將提供較長的死區時間長度使得其它操作能夠被執 行。這基本程序會持續每天24小時，每週7天，延續幾個 月而雷射典型地每天產生數百萬的叢發。在上述叢發模式 中，晶圓的每一區域在每次叢發接收相同的照射能量經常 是重要的。同時，晶片製造商期望使脈波至脈波的變動最 小化。 本發明這較佳實施例利用監視每一脈波（脈波Ν-1)能 量然後根據以下結果而控制下一脈波（脈波Ν)能量之設備 以及軟體去完成這些目標： -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4C格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) II 訂- 缘 經濟部中央標準局貝工消资合作社印製 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印製 如職㈡ _ 五、發明説明（厶） 1) 比較所測量之脈波N -1能量以及目標脈波能量，以 及 2) 比較經過脈波N-1之叢發的累槙劑量以及經過脈波 N-1的目檫脈波劑量。 在典型的氪氟準分子雷射中，我們已經發現首先30 至40個脈波的能量由於雷射氣體的暫態影響因此典型地 是比其餘的叢發更不穩定。在第一個脈波隨後大約40毫 秒之後，在固定電壓的脈波能童是相當固定的。處理這些 早網擾動時，申請者已經把叢發分離成兩個時間區域，稱 爲"K”區域的第一區域（由一些較早期脈波構成，例如40 個脈波）以及申請者在這專利申請書中稱之爲區域的 第二區域（由跟隨K區域之後的脈波構成）= 本發明這實施例利用了朁知技藝準分子雷射設備供脈 波能量控制a每一叢發中每一脈波的脈波能量是如第10 圖中所示被光二極體69測量。這光二極體陣列的反應時 間是少於1罨秒。每一近乎2 0奈秒脈波所導致的累積信號 被館存，並且這信號是在脈波開始幾乎1.0微秒之後由電 腦控制器22讀取。叢發中所有先前的個別脈波所累積的 能量被稱之爲叢發劑量値a電腦控制器利用了代表脈波N 之脈波能量的信號還有目標脈波能量與叢發劑量値去指定 脈波N+1的高電壓。這計算需要大約200微秒。當決定了 N+1的高電壓之値時，電腦控制器如第9圖中所示送出信 號給高電壓電源供應器的高電壓命令（VCMD)120，制 定脈波N+1用的充電電壓，這花費數微秒。電腦控制器 -25 - 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I.--^------1 --------->丨訂.------涑- <請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員Η消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（U ) 22命令高電壓電源供應器去使電容器Co充電到指定電 壓。（在高重複速率時也許會期望在計算完成之前開始充 電。）充電需要大約400微秒，所以當Co如第2圖中所示 在距脈波N觴發信號1.0毫秒之後從觸發電路13接收脈波 N+1用的觸發信號時，它被完全地充電並且準備啓動。 在觸發信號瞬間*電容器Co把它的近乎6 5 0伏特放電至 第4圖所示磁壓縮電路中維持大約5微秒的長度，並且脈 波被磁壓縮電路壓縮及放大去在電容器Cp上產生大約 1 6,00 0伏特的放電電壓，這跨越電極6的放電在大約100 十億分之一秒內產生大約10毫焦耳的雷射脈波以及大約 75奈秒（95%整體）持續期間。 較佳的演算法 以下敘述當操作於叢發模式內時調整充電電壓去達到 實際上所要脈波能量用的特殊的較佳程序》 該程序利用了兩個軍壓調整演算法•第一演算法應用 於首先40個脈波並且被稱爲KPI演算法。稱爲PI演算法 的第二演算法應用於在脈波數目40之後的脈波。在第40 個脈波之後的這時間長度在本文中被稱爲叢發的"L區域 ”。字首“ΡΙ”關連至“比例積分”而“ΚΡΙ”內的“Κ”關連至 叢發的"Κ區域”。 ΚΡΙ演算法 κ區域包含脈波1到k，對這較佳實施例k = 40。設定 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· -線！ 415140 A7 B7 五、發明説明（4 ) 經濟部中央標準局员工消费合作社印製 脈波N用的充電電壓之演算法是： VN- (VB)n-(VC)n-i N=l,2.........k 其中： VN =第N個脈波用的充電電壓 (VB)N = k個被儲存電壓的陣列，這代表產生K區域中 第N個脈波用目標能量Ετ所需電壓目前的最佳預估》這陣 列依照以下方程式在每次叢發之後被更新。 =根據對叢發中最多至脈波N-1的先前脈波所 生能量誤差之電壓修正 =^(A-Sj+B-Dj) - 1¾ (dE/dV) 由定義，（Vc)〇 = 0。 A，B =典型地在0與1之間的分數，在這較佳實施例 中爲0.5 4=第i個脈波的能量誤差 =Ei-ET，此處&是第i個脈波的能量，而Ετ是目標 能量
Di =叢發中累積的劑量誤差，包括從〗到i的所有脈 波 Σει= k=l dE/dV=脈波能量對充重電壓的改變率。(這實施例 中，在每一叢發期間內實驗性地決定dE/dV的一或多 値，並且這些値的平均被供計算用）。 被儲存値（VB)N在每次叢發期間內或在其之後依照下 -27 - 本紙張尺度逋用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ----‘------>------tr------線」Η (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（26 ) (Α ε； 1 + B-D；i)
Vj=vH- -~~11一 Jl-+vDither ^Dithe (dE/dV) 脈波j + 2(立即地跟隨著兩個顫抖脈波）未被顫抖，但 具有特殊値： 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 (dE/dV) 其中V〇ither=固定的電壓增量’典型地爲幾伏特 對脈波j + VJ+1=Vj-2.V版 在脈波j + 1之後，dE/dV被計算： dE/dy=(ItiZljl 2-VDither 由於因顫抖電壓而起之預期的能量改變會是與雷射的 普通能量變動相同的幅度，dE/dV的計算會是非常受雜 訊干擾。在較佳實施例中，在PI與KPI演算法中實際上 使用最後50次dE/dV計算的平均値。 . 選擇的較佳方法晕指定所要的能量顫抖Eoito ’ 典型地爲能量目標Ετ的百分之幾，並且然後使用目前的 dE/dV(平均）値去計算 VDither : VDithei (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線！
Vj+2 = vj+1 + -(A(gH^；d^BPj±ij (脈波卜 2)
Vj+2這特殊値是對於距脈波j + 1的所加電壓顫抖以及 預期的能量顗抖予以修正。 以上所敘述演算法的許多變動是可能的。例如， dE/dV能夠在L區域還有K區域中被決定。顗抖能夠每一 叢發中被執行一次，或好幾次。顏抖順序可如以上所述在 固定的脈波數目j被執行，·或者它可於隨著每一叢發變動 -29 - 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4说格（210X297公釐） ' 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4151r3_^_ 五、發明説明（π) 之隨機選取的脈波數目被加入。 讀者應該瞭解A，Β與C是收斂因子，它們能有許多 其它値。比以上那些指定値更高的値能夠提供更快的收斂 但可能導致漸增的不穩定性。在另一較佳實施例中* B等 於A的平方根。這關係式是從產生嚴格阻尼的已知技術發 展出。B可以是零，在這情況下將無任何劑量修正；然 而，A不應爲零。 如果dE/dV的所計算値變成太小，以上演算法會導 致過度修正。所以孩隹的技術是如果能量變動値超出臨界 値則任意地使dE/dV加倍。V與dE/dV的內定値是被提供 給叢發的第一脈波用。D在每一叢發開始時被設定爲零》 內定的dE/dV被設定於所預期dE/dV的大約三倍以避免 初始的過度修正。 決定dE/dV而毋需以上所提及顏抖的替代方法是在 雷射操作期間內只測量及儲存能量與電壓値β (亦能夠使 用指定的而非測量的電壓値。）這些資料能夠被用以決定 dE/dV爲固定的脈波能量之V的函數。讀者應注意到 dE/dV每一個別値將含有頗大的不確定性因爲該値的成 .· 分是具有顯著不確定性之測量値的差。然而，將大量的 dE/dV値平均能夠降低這些不確定性* 決定ΔΕ的顏抖運動不需要在每一叢發皆完成，反而 可以週期性地被完成，比如每Μ個叢發一次》或者ΔΕ/Δν 的測量能夠被替換爲由電腦執行的計算，或者ΔΕ/Δν的値 能夠由雷射的操作者人工地輸入。用以選取充電電壓操怍 -30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) --r — 訂- A7 _B7_ 五、發明説明（4) 範圍的方法能夠不同於以上所述方法，並且藉著比大約每 兩個小時一次更頻繁地注入氟，操作範圍能夠是較小的》 事實上，操作範圍可以藉由以符合氟消耗所需速率持續地 注入氟而成爲非常小。在計算％時νΝ^的値是選自爲先 前脈波指定的電壓値。替代方案是爲這控制系統使用 的實際測量値。在上述實施例內VBIN的値亦晕從指定値計 算出，而非實際測量値。明顯的替代案是使用測量的電壓 値。Ετ通常是固定的値比如〗0毫焦耳，但它不必一定是 固定的。例如，最後十個脈波的Ετ能夠小於標稱脈波能 量，所以這些脈波距目標Ετ的百分比變動將對整體脈波 劑量有較小的影響。同時，在某些狀況下最好規畫電腦控 制器22去提供隨著叢發而變動的Ετ値。 儘管已經參考特定實施例而敘述這極窄波帶氪氟準分 子雷射，可知能夠完成各種的改編及修正=例如，在這專 利說明書中第一部份所列諸專利申請案內討論了許多替代 實施例，全部已被納入在本文中爲參考。本發明將只由諸 附加申請專利範圍予以限制。 II - Ml I n I I n I n n —J n Λ1 .n in I n 1^1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印袋 * 31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明) A7 B7 元件標號對照 2......脈波功率模組 經濟部中央標準局負工消費合作社印策 6 A ，6 B......電極 8 雷射室 I 0 ... …送風機 1 1 ... ...冷卻器 1 3… ...冷卻板 16”. ...輸出連接器，二極 1 8… ...譜線緊縮模組 20 ... …波長計 22… ...電腦控制單元 2 8… ...數位至類比轉換器 3 2… ...差分式儀器放大器 4 0… ...水入口 42… ...水出口 4 4 ... ...陽極支撐棒 54 ... ...電容器 5 6 ... ...預電離器 5 6 A . 預電離器管 60,6 2......障板 6 1 ... …溝 64 ... ...出口埠構造 65 ... ...出口埠 6 9 ... ...檢測器 -32 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I.--.J/------yr乙--^---------訂-------線— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（；。） 7 0......部份反射鏡 7 1,73,74,75,79,82,86,92 ......鏡 72......能量檢測器 7 6......光栅 77 ......隙縫 7 8,83,9 3,95 ......透鏡 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 8 0..., ..線型光二極體 8 4.... 頻譜千涉儀 8 8.... ..光纖輸入 90 .... ..原子波長參考單元 9 1... ..開口 9 4.... ..蒸氣胞元 9 6.... ..光二極體 110.. ....矽控整流器 112... ....換流器 114.. ....增壓變壓器 116... ....整流器 118... ....控制電路板 120... ...電壓命令單元 122... ...介面邏輯電路 124... ...電流回授 Ϊ 2 6 ... ...電壓固授 145... ...管 160... ...接地板 -33 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 .線！ 五、發明説明U/) 170......防漏電溝 3¾ 裸軸 A7 B7 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i^ 訂 蟓 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. 4151-0 Α8 Β8 C8 D8 經濟.邓t央揉準局貝工消費合作社印製 κ、申請專利祀圍 1. 一種極窄波帶氪氟準分子雷射，包含： Α.雷射室，由與氟相容材料構成並且含有： (1) 兩個細長的電極： (2) 單一預電離管； 雷射氣體，定義總壓力並且由氪、氟以及緩衝器 氣體構成，該氟具有少於總壓力之0.08的部份 壓力； (3) 至少兩個聲障板，放置成使該兩個細長電極之間 電子放電所產生的衝擊波衰減； Β.譜線緊縮模組，包含： (1) 至少一個光束擴展棱鏡； (2) 光柵； (3) 調整光柵用的調整裝置。 2. 如申請專利範圍第1項之雷射，其中該室亦包含使該雷射 氣體在該兩個細長電極之間流通以便定義一上游方向用的 送風機，並且該單一預電離管是位在該電極的上游》 3. 如申請專利範圔第1項之雷射，其中該至少一稜鏡是由鈣 氟化物構成。 4_如申請專利範圍第I項之雷射，其中至少一稜鏡是三稜 鏡，全部由鈣氟化物構成。 -35 - ：_ n I.— -------裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) *?r 本紙伕尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4说格（210X29?公釐） ο *|丄 5 1 4 8 8 8 8 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第1項之雷射，其中氟的部份壓力是少於 總氣體壓力的0.06 %。 6. 如申請專利範圍第2項之雷射，其中兩個細長電極定義了 陰極與陽極，該陽極是由具有錐形表面並放置成降低該軸 承上氣動力反應力的陽極支撐棒予以支撐。 7. 如申請專利範圍第1項之雷射，更包含供應高電壓跨過該 電極用的高電壓電源供應器，該高電壓電源供應器包含： 脈波電源供應器，具有精細的數位調節並且定義一充 電週期，該電源供應器包含： (1) 第一整流器，提供直流輸出， (2) 換流器，用以轉換該第一整流器的输出成爲在第 一交流電壓的高頻第一交流電， (3) 升壓變壓器，用以放大該換流器的输出電壓以便 提供在第二交流電壓的第二交流電， (4) 第二整流器，用以整流該第二交流電壓* (5) 控靴電路板，包含電子電路去控制該電源供應器 以便在至少大約1〇〇〇 Hz的頻率提供高電壓脈 波， (6) 電壓回授電路，包含電壓檢測電路用以檢測該第 二整流器的電壓輸出並且提供電壓輸出信號給該 控制電路板， (7) 電流回授電路，包含電流檢測電路用以檢測從該 -36 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐} .—! .裝---.—---訂------I·. (請先閱讀背面之注項再填寫本頁)
    ο "Ιο 51 1 X 4 5 〇〇 8 8 gp ABCS 六、申請專利範圍 第二整流器流出的充電電流並且提供充電電流信 號給該控制電路板， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (8)數位控制命令’用以提供控制命令給該控制電路 板；以及 B.磁性開關，用以壓縮及放大來自該脈波電源供應器的 輸出電子脈波。 8. 如申請專利範圍第7項之雷射，其中該電壓回授電路包含 差分式儀器放大器。 9. 如申請專利範圍第7項之雷射，其中該電流回授電路包含 差分式儀器放大器》 10. 如申請專利範圍第7項之雷射，其中該第二交流定義一 共振頻率，並且更包含電阻器電路以及強迫該充電電流 經過該電阻器電路用的開關裝置|以便降低接近每一充電週 期之結束時的共振頻率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 Π.如申請専利範圍第1項之雷射，更包含具有至少大約 20%反射率的輸出連接器。 12.如申請專利範圍第1項之雷射|更包含波長計，該波長 計包含提供波長之粗略測量用的光柵頻帶波長監視器以及 頻譜千涉儀爲基礎之波長監視器，光柵頻帶波長監視器被 -37 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） 4151-0 415140 六、申請專利範圍 調整去使相對波長的光學指示聚焦於二極體陣列上第一位 置，並且該頻譜干涉儀爲基礎之波長監視器被調整去使光 波長聚焦於該二極體上不同於該第一位置之位置。 13. 如申請專利範圍第12項之雷射，更包含原子參考單元用 以校準該光栅爲基礎之波長監視器以及該頻譁干涉儀爲基 礎之波長監視器。 14. 如申請專利範圍第1項之雷射，更包含測量脈波能量相 對於電壓變化之改變速率％/呤用的裝置，以及由控制在 定義葭雷射目前的叢發脈波Ρ^Ρ^.. Ρν... Ρκ， Ρκ+1，Ρκ+2…Ρκ+Ν1... P1，…Ϊ*Ν-1，％之連串的脈波內的脈波 能量與整體能量劑量用的演算法予以規畫之電腦控制器， 該雷射具有包括定義~充電電壓之高電壓充電系統在內的 脈波功率系統，該演算法包含諸步驟： (1) 根據該叢發中至少一個先前脈波的被測量能量以 及預定的目標脈波能量値，爲每一 Ρν決定脈波能 量誤差ε_， 經濟部中央操準局負工消費合作社印製 (請先w讀背面之注意事項再填寫本頁) (2) 爲每一 &決定該叢發中所有先前脈波巧到以!的 整體劑量誤差D， (3) 使用 ⑴該aE/aV (i i)該 ε (ii i)該 D -38 - 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐） ο *3.0 14 5115 414 SS88 ABCD 申請專利範圍 經濟部中央榇率局貝工消費合作社印裝 (iv)根據在多數個先前的叢發內％用的指定 電壓而得之參考電壓 爲該第一多數個脈波中每個脈波诀定PN充電電 壓， C.藉著利用由演算法規畫的電腦處理器去調節雷射的充 電電壓，控制該一連串脈波內接續Ρκ之後的脈波中每 —脈波Ρκ+Ν的脈波能量，該演算法： (1) 根據該叢發中至少一個先前脈波的被測能量以及 預定的目標脈波能量値，爲每一Ρν決定脈波能量 誤差Ε， (2) 爲每一決定該叢發中所有先前脈波巧到pN1之整 體劑量誤差D， (3) 使用 (1)該 aE/aV (ii)該 ε (Π)該 D (iv)根據多數個先前的叢發中PN的指定電壓 所得之參考電壓 P該第一多數個脈波中每個脈波決定Pm充電電 該 x \ 15.如申請專利範圍第1項之雷射，更包含含有錐形表面的 陽極支撐裝置，用以減低由離開該送風機並被該陽極支撐 裝置改變方向的雷射氣體所致之氣動力反應力的幅度= -39 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐） „——K------^II (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 订 A8 B8 C8 D8 415140 4151^0 六、申請專利範圍 Ιό.如申請專利範圍第1項之雷射，其中該氟定義一個部份 壓力爲少於總壓力的大約0.08。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 40 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐）
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