TW569508B

TW569508B - Very narrow band, two chamber, high rep rate gas discharge laser system

Info

Publication number: TW569508B
Application number: TW091119519A
Authority: TW
Inventors: David S Knowles; Daniel J W Brown; Herve A Besaucele; David W Myers; Alexander I Ershov
Original assignee: Cymer Inc
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-01-01
Also published as: US20020154668A1; EP1438774A4; US6985508B2; RU2004109147A; RU2306649C2; US20060126697A1; US6625191B2; JP4489801B2; US20050271109A1; CA2457869A1; JP2008085364A; US7567607B2; KR100907299B1; US20040047385A1; KR20070093464A; EP1438774A2; AU2002332801A1; MY153277A; EP1438774B1; IL160586A0

Description

569508 A7 一 _B7_ 五、發明説明（1 ) 相關技藝之說明本發明係2001年11月29日提出申請編號第10/006,913 號、2001年8月29日提出申請編號第09/943,343號、2001年 5月11曰提出申請編號第09/854,097號、2001年5月3日提出申請編號第09/848,043號、1999年12月10日提出申請編號第09/459，165號、2001年2月27曰提出申請編號第 09/794,782號、2001年1月29曰提出申請編號第09/771J89 號、2001年1月23日提出申請編號第09/768,753號、2000年 10月6曰提出申請編號第〇9/684,629號、2000年6月19日提出申請編號第09/597,812號、和1999年12月27日提出申請編號第09/473,852號等之部份繼續申請案。本發明係論及一些放電氣體雷射，以及係特別論及一些極窄頻帶高重複率注入種源氣體放電雷射。發明之背景放電氣體雷射放電氣體雷射係知名的，以及自1960年雷射被發明後不久便可被利用。彼等兩電極間之高電壓放電，可激勵一雷射氣體，以產生一氣態增益媒質。一内含此增益媒質之共振腔’可谷终光波被激勵放大，其接著方以一雷射光束之形式，自該空腔抽取出。大部份此等放電氣體雷射，係在一脈波模態中運作。激態分子雷射激悲分子雷射，係一特殊類型之放電氣體雷射，以及彼等自197G年代中期，便已為人所知。—可用於積體電路本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210χ297公爱） 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

訂· 569508 A7 1 ....... B7_ 五、發明説明（2 ) '—" 一一平版印刷術之激態分子雷射的描寫，係說明在1991年6月11 日獲頒之吴國專利編號第5,〇23,884號名為 E=merLaser.，，（袖珍型激態分子雷射）中。此專利已讓渡給申明人之雇主，以及此專利係藉由參照而合併進此說明書中。此專利，884中所說明之激態分子雷射，係一高重複率之脈波雷射。此等激態分子雷射，當被用於積體電路平版印刷術中時，典型地係運作於“連續不斷，，之積體電路製造生產線中，以每小時生產數以千計有價值之積體電路；所以，其停工時間將會十分昂責。基於此一理由，其大部份組件係被組織成模組，而可在數分鐘内加以更換。彼等用於平版印刷術之激態分子雷射，典型地務必要使其輸出光束，在頻寬上縮短至一微微米以下。此“線窄化，，典型地係在一線窄化模組（稱作‘‘線窄化組件，，或“LNp”）内完成，其係形成為該雷射之共振腔的背部。此LNP係由一些特製之光學組件所構成，彼等係包括一些稜鏡、一些面鏡、和一光柵。上述專利’884中所說明類型之放電氣體雷射，係利用一種脈波電力系統，藉以在其兩電極間產生放電。在此類先存技藝式系統中，有一直流電源供應器，可使一稱作“充電電容器’’或“C〇”之電容器組，充電至一有關每一脈波被稱作“充電電壓’’之預定及受控的電壓。此充電電壓之幅度，在此等先存技藝式單元中，可能是在大約500至1〇〇〇伏特< fe圍内。在C〇已充電至其預定之電壓後，一固態開關將會閉合，而容許CG上面所儲存之電能，能極迅速地環行經過一系列之磁壓縮電路和一變壓器，藉以在該等電極間，產本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公釐） _ 5 _

、tr· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 A7 B7 五、發明説明（3 生一範圍在大約16,000伏特（或以上）内之高電壓電位，此將會產生一可持續大約20至50ns之放電。平版印刷術光源中之重大進步彼等類似上述專利’884中所說明類型之激態分子雷射，在1989至2001年代，已成為積體電路平版印刷術之基本光源。有超過1 〇〇〇個此類雷射，目前被使用在最現代之積體電路製造廠中。幾乎所有此等雷射，係具有上述專利’884中所說明之基本設計特徵。亦即： (1) 一單一脈波電力系統，其可在該等電極間，提供每秒約100至2500個脈波之脈波率下的電氣脈波； (2) —單一共振腔，其係包括一部份反射性面鏡型輸出耦合器，和一由一稜鏡光束擴展器、一調制面鏡、和一光柵所組成之線窄化單元；一單一放電室，其係包括一雷射氣體（KrF或ArF)、兩長形電極、和一切向風扇，後者可使其雷射氣體在兩電極間循環’而使快速至足以在脈波之間淨化其放電區域；和 (4) 一光束監測器，其可以一回授控制系統，來監測彼等輸出脈波之脈波能量、波長、和頻寬，藉以在一脈波對脈波之基礎上，控制其脈波能量、能量劑量、和波長。在1989-2001年代，此等雷射之輸出功率已逐漸增加，以及彼等脈波能量穩定度、波長穩定度、和頻寬有關之光束品質規範’亦已逐漸變得更嚴苛。一被廣泛用於積體電路製造中之普及型平版印刷術雷射模型有關的運作參數，本紙張尺度適用中國國表標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 6 …：：¾… % Ψ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂— 569508 A7 -----____ 五、發明説明（4 ) 係包括8mJ下之脈波能量、每秒2,5〇〇個脈波之脈波率（提供一高至大約20瓦特之平均光束功率）、大約〇.5pmT之頻寬 (FWHM)、和+/-0.3 5%下之脈波能量穩定度。此等光束參數，係有需要做進一步之改良。積體電路製造商，希望能對波長、頻寬有更佳之控制、在對脈波能量有更精密之控制下的更高光束功率。某些改良可以上述專利’884中所說明之基本設計來提供；然而，以其基本設計可能很難得到重大之改良。舉例而言，以一單一放電室，來精密控制其脈波能量，可能會不利地影嚮到其波長和/ 或頻寬，以及反之亦然，尤其是在極高之脈波重複率之下。注入種源一可用以縮小氣體放電雷射系統（包括激態分子雷射系統）之頻寬的著名技術，係涉及將一窄頻帶‘‘種源，，光束，注入一增益媒質内。在一此類系統中，一產生此種源光束而被稱作“主控振盪器，，之雷射，在設計上可在一第一媒質内，提供一極窄頻寬之光束，以及該光束在一第二增益媒質内’係被用作一第二種源光束。若此第二增益媒質，在功能上係作為一功率放大器，此系統係被稱為一主控振盪器-功率放大器（ΜΟΡΑ)系統。若此第二增益媒質，本身具有一共振腔（其中將發生雷射振盪），此系統係被稱為一注入種源振盪器（ISO)系統，或一主控振盪器-電力振盪器 (ΜΟΡΟ)系統，在此一情況中，其種源雷射係被稱為其主控振盪器，以及其下游系統，係被稱為其電力振盪器。彼等由兩獨立系統構成之雷射系統，將較彼等對等之單腔室雷 1 * __ 本紙張尺度適$ + ϋ Β家標準（CNS) Α4規格（210X297公董) "I --

訂· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508

五、發明説明（5 ) 射糸統，貴甚多、争士、又人、及更複雜。所以，此等雙腔室雷射系統之商業應用係彳艮有限。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ 脈波氣體放電雷射所需要的，係一更佳之雷射設 ^以便運作於每秒大約4,〇〇〇個脈波或以上之範圍内的重，率下’而容許精密控制所有包括波長、頻寬、和脈波能量等光束品質參數。本發明之概要本發明係提供一種可產生一在大約4,〇〇〇1^或以上之脈波率:及在大約5mJ或以上之脈波能量下的高品質脈波式田射光波之注入種源模組化氣體放電雷射系統，以供一大約20至4G瓦特或以上之集成輸出。所提供係兩獨立之放電至，其一為一部份可產生一極窄頻帶種源光束之主控振盪器，此種源光束會在其第二放電室内被放大。此等腔室可分別加以控制，以容許最佳化其主控振盪器内之波長參數，以及最佳化其放大室内之脈波能量參數。一 ArF激態为子雷射系統中之較佳實施例，係被配置成一 M〇pA，以及係特別設計來用做一有關積體電路平版印刷術之光源。在此較佳之實施例中，該等腔室和雷射光學器件，係被安裝在一雷射封殼内部之垂直光學平臺上面。在此較佳之 ΜΟΡΑ實施例中，其每一腔室係包括一可提供充分氣流之單一切向風扇，藉以在脈波間少於大約〇·25毫秒之時間内’淨化出自其放電區域之碎屑，而容許運作於4〇〇〇112或以上之脈波率下。其主控振盪器係配備有一線窄化組件，其係具有一極快速之調制面鏡，可在一脈波對脈波之基礎本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210χ297公釐） 569508 A7 ------B7____ 五、發明説明（8 ) 較佳實施例之詳細說明第一較佳實施例二波長平臺第一之一般佈置第1圖係本發明之第一較佳實施例的透視圖。此實施例係一被配置成一M0PA雷射系統之注入式種源窄頻帶激態刀子田射系統。其係特別被設計來用做積體電路平版印刷術所需之一光源。本發明在此實施例中以範例說明其勝於先存技藝式平版印刷術雷射之重大改良，為上述注入種源之利用，以及特別是一配置有兩獨立之放電室的主控振盪器-功率放大器（ΜΟΡΑ)。此第一較佳之實施例，係一氬氟化物（ArF)激態分子雷射系統；然而，此系統係利用一在設計上為容納氪氟化物 (KrF)、ArF、或氟（F2)雷射組件之模組平臺配置。此平臺。又计可谷峰使用相同之基本機殼，和任一此三類雷射許多有關之雷射系統模組與組件。吾等申請人稱此平臺為彼等之“三波長平臺”，因為此三類雷射設計，可產生一具有就

KrF而言約248nm、就ArF而言約193nm、就F2而言約 157.63nm之波長的雷射光束。此平臺亦設計有一些介面組件，以使每一三波長處之雷射系統，能與此類工具之主要製造商的現代平版印刷術工具相容。一些較佳之ArF產品選項係包括：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -11

、可— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明

此較佳之雷射系統2之主要組件，係標明在第】圖中。彼等係包括： ,)田射系統框架4，其在設計上可裝進除AC/DC電源模組外之所有雷射模組； (2) —AC/DC高壓電源模組6 ; …（3)共振充電器模組7，其可在每秒4〇〇〇次充電之速率下，使兩充電電容器排組，充電至大約1〇〇〇伏特； (4) 兩整流器模組8八和8]8，彼等各係包括上文所提及之充電電容器排組，以及各係包括一整流器電路，其可自該等充電電容器排組上面所儲存之能量，形成一些約 16,000伏特和約1Vs時寬之極短高電壓電氣脈波； (5) 兩安裝在其框架4内而成一上下組態之放電室模組’其係由一主控振盪器模組10和一功率放大器模組12所組成’每一模組係包括一放電室丨〇六和12a和一安裝在此等放電室頂部之壓縮頭l〇B和12B。其壓縮頭可將來自其整流器模組之電氣脈波，自大約1 # s壓縮（時間方式）至大約 50ns，而相應地增加其電流；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事項再填寫本頁)

12 569508 五、發明説明（10 ) ⑹-主控振盪器光學器件，其係包括一線窄化組件 10C和一輸出耦合器單元1〇D ; (7) 波則知縱箱14,其係包括一些可使其種源光束形成及引領進其功率放大器内之光學器件和儀器，以及可監測其MO之輸出功率； (8) 一光束穩定器模組16’其係包括波長、頻寬、和能量監測器； (9) 一光閥模組18 ; (10) —輔助機殼，其中設置有一氣體控制模組20、一冷卻水分配模組22、和一空氣通風模組24 ; (11) 一用戶介面模組26 ; (12) —雷射控制模組28 ;和 (13) —狀態燈3〇。此在本說明書中詳細說明之較佳實施例，係一如上文所述之ArF M0PA組態。某些需要將此特定組態轉換成其他組態之改變係如下。其Μ0ΡΑ設計，可藉由在其第二放電室四周建立一共振腔，而被轉換成一 Μ〇ρ〇設計。有許多技術可用來完成它，其中之某些係討論於該等藉由參照而合併進此說明書中的專利申請案内。彼等KrF雷射設計，傾向於與ArF設計十分類似，故大部份在本說明書中所說明之特徵，均可直接應用至KrF。事實上，ArF運作所用之較佳光柵，KrF亦可使用，因為兩者雷射之波長，均係相當於其光柵之線間距的整數倍。當此設計無論ΜΟΡΑ或ΜΟΡΟ而用於雷射時，則最好本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐）

.、盯丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508 A7 —-------B7_ 五、發明説明（11 ) 使用線遥擇為單元，以取代本說明書中所說明之lnp，因為此自然之F2光譜，係包括兩條基本線，其一係被選定，而其另一則不被選定。 U-形光學平臺其MO和PA兩者之光學器件，最好是如第1A*1B圖中所不，被安裝在一U-形光學平臺上面。此形光學平臺，係在藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第 5,863,〇17號中所說明的方式中，可動地被安裝至其雷射之底板。MO和PA兩者之放電室，並非安裝在其光學器件上面，而係各受到三個滑輪之支撐，後者係位於一些受到其放電室2之底部框架的支撲之軌條上面（此等滑輪和執條，係說明在藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第 M〇9,574號）。此-配置可使其光學器件與其引起振動之放電室相隔離。第二之一般性佈置第ic圖中所顯示第二之一般佈置，係與上文所說明第一之一般佈置相類似，但係包括以下之特徵： (1)其兩放電室和雷射光學器件，係安裝在一垂直光學平㈣上面，後者係可動地安裝在其雷射機殼4之内部（如下節中之說明)。在此一設計中，其主控振盪器10，係安裝在其功率放大器12之上方；、 ⑺其高電壓電源6B，係裝在其雷射機殼怕。此雙於室_ΑΓΡ4_ΗΖ，僅需要一單-之_伏電源供應器。然而’其雷射機殼’係設置有可供兩個額外之高電壓電源供本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公酱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

14 569508 A7 ___B7_ 五、發明説明（12 ) 應器用之空間，其將為一雙腔室6〇〇〇HziF2雷射系統所需要。其一額外之HVPS，將會被一 6000Hz ArF系統所利用。 (3) 其雙雷射放電室和此等放電室有關之脈波電源供應态，大體上各係與一藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第09/854,097號中所說明的4〇〇〇Hz單腔室雷射系統中所使用之雷射放電室和脈波電源供應器相同； (4) 其一位於光學平臺丨丨背部之脈波倍增器模組Η，係包括在此-實施例中，藉以擴展其功率放大器原有脈波之時寬。 (5) 其主控振盪器光束輸出光學器件14八，可使出自其 MO之輸出光束’導引至其功率放大器輸人·輸出光學器件 14B’以及可供其經由功率放大器背部光學器件μ。通過功率放大為12做雙通。其第一次通過係與該等電極成一小角度，以及其第二次通過便係與該等電極排齊，所有均係如文之況月過其包括脈波擴展器之雷射系、統的整個光束路徑’係被封合在真空相容性封殼（未示出）内，以及此封设係以氮氣或氦氣加以淨化。第三之一般性佈置 -部份第三之一般佈置’係顯示在第id圖中。此佈置可容納本發明之—實施例，其利用之雷射放電室’在咳等電極間之放電區域的長度，係約為其前兩實施例中之電極度的—半。亦即，其放電區域之長度，與其⑽之典型長度相較，係大約為26.5cm。在此_情況中’盆主控振盡器πκυ之共振腔，係由其通過輪出麵合器_與LNp ⑵。X2_;-----~__ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 -線---- 569508 五、發明説明（π ⑽間之放電區域的雙通來加以界定。在此一佈置中，其先束係四次通行經過其功率放大器12⑴。其自面鏡15Α反射後之第-次通過，係經由其下半部放電區域’而與該等電極之準線成某—角度（舉例而言在下半部，自左至右成-大約1〇笔弧度之角度）。其自面鏡15Β反射後之第二次通過，係經由其上半部，而自右至左成—大約4度之角度。其兩面I兄15C反射後之第三次通過，係與該等電極對齊，而經過其上半部放電區域，以及其自面鏡15〇反射後之最後-次通過，係與該等電極對齊，而經過其下半部放電區或此最纟一欠通過，將可建立出其功率放大器輸出光束。其將會繞過面鏡15C，以及被一些面鏡（未示出）導引至其脈波倍增器單元（亦未示出）。、在母一上述三種佈置中，最好有一些配備來容許其輸出光束’自其雷射封殼之左侧離開’或自其雷射封殼之右側離開’以因應其用戶之喜好，而不必做設計上重大之改變。在每一上述三種佈置中，藉由將其整流器和壓縮頭，結合成一單一模組，將可達成其性能之某些改良。吾等申請人過去一直抗拒此種結合，因為有任何一個組件故障，此事直便需要更換其整個模組。然而，吾等申請人之經驗是，等單元極端可靠，以致此結合之模組，如今係可行的。貫上’該等脈波功率單元中之故障的少數原因之一，疋其連接兩模組之電纜線的故障。此纜線在其結合之模中將不再需要。、 569508 A7 ""--—-—_____ 五、發明説明（Μ ) 此等車乂佳之田射系統和上文所提及之模組的設計與運作，將在下文做更詳細之說明。主控振盪器第1和1C圖中所顯示之主控振盪器10，在許多方面係類似於上述專利，884和美國專利編號第6,128,323號中所說明之先存技藝式ArF雷射，以及大體上係等於美國專利申凊案編號第09/854,097號中所說明之ArF雷射，不同的是其輸出脈波能量係大約為〇.lmJ，而非大約為5mJ。然而，彼等優於’323雷射之重大改良是，可容許運作於4〇〇〇Hz之下和以上。此主控振盪器，係就其包括頻寬控制之頻譜性能加以最佳化。此一結果是，有一更加狹窄之頻寬和改良過的頻寬穩定度。此主控振盪器，係包括第丨圖、第2圖、和第2A圖中所顯示之放電室1〇A，其中設置有一對長形電極 10A-2和10A-4，彼等各約50cm長，以及間隔大約〇 5吋。其陽極10A-4，係安裝在其氣流整形陽極支撐桿1〇八_6上面。其提供有四個獨立而帶有散熱片之水冷式熱交換器單元10A-8。其一切向風扇10A-10，係受到兩個馬達（未示出）的驅動，以便在该專電極間，提供一大約8〇m/s之速度下的雷射氣體流置。此放電室係包括一些窗口單元（未示出），而使彼等CaF2窗口，在佈置上與其雷射光束大約成45。。其一具有一在此放電室中心之吸入口的靜電式過濾器單元，可如弟2圖中之11處所指，過濾一小部份之氣流，以及此已清理過之氣體，係在美國專利編號第5,359,620號（藉由來昭丨1 11 _ 丨 __丨|_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -17 .

•、一t— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508 A7 B7 五、發明説明（l5 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr— 口單元内，藉以使放電碎屑離開該等窗口。其主控振盪器之增益區域，係在該等電極間，透過其雷射氣體之放電而被建立，後者在此一實施例中，係由大約3%之氬氣、〇1% 之F2和其餘之氖氣所構成。此氣體流可在其次一脈波之前，淨化每次放電而出自其放電區域之碎屑。其共振腔係藉由一輸出耦合器10D，建立在其輸出側處，後者由一 CaF2 面鏡所構成，其在安裝上係垂直於其光束方向，以及係加以塗敷，以使大約30% 193nm下之光波反射，以及使大約 70% 193nm下之光波通過。此共振腔之對立邊界，係一如第ί圖中所顯示之線窄化單位1 〇C，而類似於美國專利編號第6，128,323號中所說明之先存技藝式線窄化單元。其lNP 將如在第16、16Α、16Β1和16Β2圖中，在下文做更進一步之詳細說明。此線窄化組件之重要改良係包括：四個Oh 光束發展稜鏡10C1，其可使光束在水平方向中擴展45倍；和一調制面鏡10C2，其係受到一步進馬達之控制，以便做相對大之樞動，以及一用以提供其具有大約每毫米8〇個晶面之面鏡中階梯光栅1 〇C3的超微調之壓電驅動器，係被安裝成Litrow組態，而可反射一選自其大約3〇〇pm寬之ArF自然光譜的極窄頻帶UV光波。此主控振盪器，最好是運作於一較其先存技藝式平版印刷術光源中一般所用者淡甚多之 F2濃度下。此將可使其頻寬有顯著之縮小。其另一重要之改良，為一窄背部小孔，其可將其振盪器光束之截面，限定在水平方向，以及在垂直方向之7mm。其振盪器光束之控制，係說明在下文中。

18 - 、在彼等較佳之實施例中，纟主控振蓋器和工力率放大器 λ者有關之主要充電電谷裔排組，係使並聯充電，藉以降低…員動問題。此係所希望的，因為此雙脈波電力系統之，，壓縮電路中的脈波壓縮有關之時間，係依該等充電電谷為之充電位準而定。其脈波能量輸出，最好是以脈波對脈波之條件，藉由其充電電壓之調節，來加以控制。此多少限制到其使用電壓來控制其主控振盈器之光束參數。然而，雷射氣體壓力和F2濃度，可輕易加以控制，以達成一所希望廣範圍之脈波能量增加和雷射氣㈣力的光束參數。其頻寬係隨f2濃度和雷射氣體壓力而縮短。此等控制特妓，係附加至下文將詳細討論之LNP控制。就其主控振盪器而言，其放電與光波出現間之時間，係F2濃度（lns/kPa) 之一函數，故F2濃度可做改變來變更其時序。功率放大器母一此等三個實施例中之功率放大器，係包括一雷射放電至’其係與其對應之主控振盈器放電室極為類似。有此兩獨立之放電至，冑可容許其脈波能量和一系列脈波之成為整體的積分能量（稱作劑量），能大程度地與波長和頻寬分開加以控制。此將可容許有更佳之劑量穩定度。其放電室之所有組件均係相同，以及在製造程序期間，係可加以互換。然而，在運作中，其氣體壓力在其M〇中，與在其PA中者相比較’係顯著較低。其功率放大器之壓縮頭 12B，在此實施例中，大體上亦與其1〇β壓縮頭相同，以及此壓縮頭之組件，在製造期間亦可互換。其一差異是，此 569508 A7 五、發明説明（17 ) I縮頭電容器排組之電容器，就MQ而言係做更寬廣之佈 f #以產生-較其PA高甚多之電感值。此等脈波電力系、、充之放電至和電氣組件的密切一致性，將有助於確保該等 «成形電路之時序特性為相同，或大體上相同，以使彼等顫動問題可被極小化。 ^其功率放大器在配置上，係如上文所述，使通過其功率放大器之放電室的放電區域，就第i圖和第⑴圖之實施例而言，有兩條光束通路，以及就第m圖之實施例而言，有四條光束通路。第3八和邛圖係顯示就第1圖之實施例而言，其經過主控振盪器和功率放大器之光束路徑。其光束如圖3A所示，係振盪經過其乂〇 1〇之放電室數人以及在行經其LNP 1 〇c時，會受到嚴袼之線窄化。此線窄化之種源光束，會因其面鏡14A而向上反射，以及會因其面鏡14B，而以一些許歪斜（相對於其電極之方位）之角度，水平地反射經過其放電室12A。在其功率放大器之後端，其兩面鏡12C和12D，如第36圖中所示，可使該光束反射回來，而與其電極方位對齊地第二次水平行經其pA 放電室12A。該等充電電壓，在選擇上最好是以一脈波對脈波之條件，藉以維持所希望之脈波和劑量能量。其&濃度和雷射氣體壓力，可加以調節，以提供其充電電壓一所希望之運 I 作範圍。此希望之範圍，可被選定來產生一希望之dE/dv 值，因為其能量隨電壓之改變，係其&濃度和雷射氣體壓力之一函數。其注入之時序，最好是基於充電電壓。其注 1 丨 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公^ " -

訂· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508 A7 B7

五、發明説明（IS 入之頻率最好报高，以保持彼等條件相當穩定，以及可為連續性或近乎連續性。此等實施例之某些使用者，可能寧 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 願彼等F2注入間有較大之區間（例如2小時）。試驗結果吾等申請人業已對第丨圖中所顯示之基本ΜΟΡΑ組態以第6 A1圖中所示之各種光學路徑，進行了廣泛之測試。第6A2至6E圖係顯示其基本之測試的此一證明之某些結果。 .訂— 第6A圖係顯示此歪斜式雙通放大器設計，與其他之放大器設計相較，在執行上究有多好。其他已做過測試之設十係單通式、直通雙通式、具有分叉放大器電極之單通式傾斜雙通式。第6B圖係顯示上述之歪斜雙通式在範圍自650V至U’之充電電壓下，其系統輸出脈波能量，為 ΡΑ輸入此里之一函數。第6C圖係顯示就四種輸入能量而 ° /、輸出脈波之形狀，為其振盪器與放大器之脈波的開，線…、：端間之時間延遲的一個函數。第6D圖係顯示彼等脈波間之時間延遲，對其輸出光束之頻寬的影嚮。此圖表亦顯示出其延遲對其輸出脈波能量之影嚮。此圖表顯示出其頻寬可在脈波能量之代價下被縮短。第6E圖係顯示其脈波能量之時寬’亦可在脈波能量之代價下，做些許之擴展。脈波功率電路在第1、1C、和⑴圖中所顯示之較佳實施例中，直美本之脈波功率電路，係與其Μ技藝式平版印刷術激^ 子雷射光源之脈波功率電路相類似。然而，該等充電電容本紙張尺度適用中國國以票準（CNS) Α4規格（210X297公爱） 569508

五、發明説明（i9 ) 器下游之獨立式脈波功率電路，係供每一放電放電室所使用。一單一共振充電器，最好是充電兩個並聯連接之充電電谷為排組，以確保此兩充電電容器排組，能精確地被充電至相同之電壓。其亦提供有一些重要之改良，以調節該等脈波功率電路之組件的溫度。在一些較佳之實施例中，彼等可飽和式電感器磁芯之溫度，將會受到監測，以及該等溫度信號，係在一回授電路中被利用，以調節此兩放電至内之放電的相對時序。第5八和化圖係顯示上述M〇所使用一較佳之基本脈波功率電路的重要元件。此同一基本電路亦可供上述之PA使用。共振充電第5B圖中係顯示一較佳之共振充電器系統。第5B圖中係顯示一較佳之共振充電器系統。其主要之電路元件是： II-一具有固定之DC電流輸出的三相電源供應器3〇〇 ; C-1-一電源電容器3〇2,其數量級係相當於或大於其原有之C〇電容器42者； Q1、Q2、和Q3- —些開關，可控制充電有關之電流流量，以及可維持一在CG上面之調節電壓； D1、D2、和D3-可使電流做單一方向流動； R1、和R2-可使電壓回授至其控制電子電路； R3-可在一小的過量充電之事件中，容許Cq上面之電壓迅速放電； L1- 一在C-1電容器302與C〇電容器排組42間之共振電 22 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569508

五、發明説明（2〇

Vf= [Vc〇s2+((L, · ILis2)/C〇)]0· 感器’可限定電流之流量’以及建立充電轉移之時序. 控制面板304_基於一些電路回授參數 q

Q2、和Q3斷開和閉合。 V 此電路係、包含開關Q2和二極體⑴，彼等係共同知名為去Q)開關。此開關可藉由在其共振充電程序期間’容許其控制單元使其電感⑼路，來增㈣電路整率。此“de姻去Q)，可防止其充電電感器U之電流中所儲存之額外能量，不使轉移給其電容器。在而要雷射脈波之刖，其C-1上面之電壓，係使充電至600-800伏特，以及彼等開關Q1_Q3係斷開。於受到來自其雷射之指令’ Q1將會閉合。此刻，電流將會自CJ經由充電電感β L 1而至Co。誠如前節之討論，控制面板上面之一計算器，將會評估其C〇上面之電壓，和其L1中所流動相對於一來自雷射之指令電壓設定點的電流。當其電容器排組上面之電壓加上其電感器L 1中所儲存之等效能量，等於其所希望之指令電壓時，Q1便會成開路。其計算式為：其中 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) V严在Q1斷開及L|中之電流變為零之後CG上面的電 VcofCo上面於Q1斷開時之電壓； Ius=當Q1斷開時流經L丨之電流。在Q1斷開之後，L1中所儲存之能量，將會開始經由傳遞至該等Cq電容器排組，直至該等C〇電容器排組上® 電壓，大致等於上述之指令電壓為止。此刻，Q2將會閉合壓 D2 面之 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569508 A7 B7 五、發明説明（21 以及電流將會停止流至^，而將會被導引經過〇3。除此“去 Q”電路外，其出自一分電降壓電路之⑴和们，可容許對 C〇上面之電壓，做另外之細密調節。其分電降壓電路216之開關Q3，將會在其流經電感器 L1之電流停止時，受到其控制面板之指令而閉合，以及其 C〇上面之電壓，將會被分電而降壓至其所希望之控制電壓；接著其開關Q3便會斷開。其電容器Cq和電阻器R3之時間常數，應使充分快速，以便在無可察覺量之總充電周期下’使其電容器CG分電降壓至該指令電壓。結果，其共振充電器，可被配置成三階層之調節控制。其略嫌粗略之調節，係由其能量計算器和其開關^丨在充電周期中之斷開來提供。當其C〇電容器排組上面之電壓，接近其目標值時，上述之去Q開關將會閉合，而於其Cg上面之電壓處於或略高於其目標值時，停止其共振充電。在一較佳實施例中，其開關Q1和去Q開關，係被用來提供準確度+Λ0.1 %之調節作用。若需要額外之調節，則可利用第三種對電壓調節之控制。此即其開關Q3和R3(顯示在在5B圖中之216處）之分電降壓電路，可使Cq放電至其精確之目標值。 C〇下游之改良誠如上文所述，本發明之MO和PA的脈波電力系統，各係利用與該等先存技藝式系統中所用相同之基本設計 (第5 A圖）。然而，此基本設計中，是需要做某些重要之改良，以因應其大幅增加之重複率所致熱負載大約有因數3 24 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569508 A7 ___________B7 五、發明説明（22 ) 之增加。此等改良係說明在下文中。整流器和壓縮頭之詳細說明在此節中，吾等將說明其整流器和壓縮頭之製造細節。固態開關固態開關46，係一公司設在賓州Y〇ungw〇〇diP〇werex 所供應之P/N CM 800 HA_34H IGBT開關。在一較佳之實施例中’係並聯使用兩個此類開關。電感器電感器48、54、和64，係一些類似於美國專利編號第 5,448,580和5,315,611號中所說明之先存技藝式系統的可飽和式電感器。第7圖係顯示一較佳設計之電感器48。在此電感為中’有四條來自兩個IGBT開關46B之導體，其係穿過十六個陶鐵磁體環49,而形成一 8吋長導磁係數極高之材料的空心圓柱體之零件4 8 A，而使其内徑大約為1对，以及其外徑大約為1.5吋。每一四個導體，接著係使繞一絕緣圓環形心芯兩圈，以形成其零件48B。此四個導體，接著使連接至一板，其復使連接至其C1電容器排組52之高電壓側。其可飽和式電感器54之一較佳草圖，係顯示在第8圖中。在此一情況中，其電感器係一單匝幾何形狀，在此，其組體均處於高電壓下之頂蓋和底蓋541和542與中心心軸 543，係形成一穿過其電感器磁芯之單阻。其外殼545係處於接地電位。其磁芯係賓州之Butler市之Magnetics或加州 Adelanto市之National Arnold所供應之一 0.0005，，厚膠帶纏本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） 25 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 A7 —- _______B7___ 五、發明説明（23 ) 繞的50-50% Ni-Fe合金。其電感器外殼上面之散熱片546，將有助於使内部耗散之熱量傳導而做強迫通風冷卻。此外’有一陶瓷碟形片（未示出），被安裝在其電抗器底蓋之下’以協助熱量使自此组體之中央區段，傳導至其模組框架底板。第8圖亦顯示出，其高電壓係連接至其以電容器排組52之一電容器，以及至其1:25升壓脈波變壓器56之一電感單元上面的一條高電壓引線。其外殼545係連接至上述早元5 6之接地引線。其可飽和式電感器64之頂視圖和斷面圖，係分別顯示在第9 A和9B圖中。在此一實施例之電感器中，如第9B圖中所示係附加有一些磁通量拒斥金屬塊3〇1、302、303、和 304，藉以降低其電感器内之漏磁通。此等磁通量拒斥金屬塊，可大幅縮小其磁通量可穿透之面積，以及因而有助於極小化其電感器之飽和電感。電流係環繞其磁芯3〇7，行經此電感器組體中之垂直導體棒，而成為五條迴路。其電流係自305處進入，而如第9A圖中所示，沿其標示“丨”之中央内的條大直徑之導體下行，以及沿其亦標示‘‘ 1，，之外圍上面的六條較小導體上行。此電流接著會向下流進其内側上面標示2之兩條導體内，接著向上流進其外側上面標示2之六條導體内，接著向下游進其内側上面之磁通量拒斥金屬塊，接著向上流進其外側上面標示3之六條導體内，接著向下流進其内側上面標示3之兩條導體内，接著向上流進其外側上面標示4之六條導體内，接著向下流進其内側上面標示 4之導體内。該等磁通量拒斥金屬塊組件，係使保持在其橫本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210><297公复） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^τ— 26 569508 A7 ___B7_ 五、發明説明（24 ) 跨導體間之全脈波電壓的一半，以容許降低此等磁通量拒斥金屬塊零件與其他匝之金屬棒間的保持安全間隔。其磁芯307係由三個線圈307A、B和C所製成，其係賓州Butler 市之 Magnetics，Inc.或加州 Adelanto市之National Arnold所供應之一 0.0005”厚膠帶纏繞的80-20% Ni-Fe合金所形成。讀者理應注意的是，德國VACUUM SCHITELZE GmbH所供應之VITROPERMtm和日本Hitachi Metals所供應之毫微結晶材料，均可被作為彼等電感器54和 64 ° 在彼等先存技藝式脈波電力系統中，彼等電氣組件之漏油，係一潛在之問題。在此一較佳實施例中，彼等油絕緣式組件，係被限制至彼等可飽和電感器。此外，其如第 9B圖中所顯示之可飽和式電感器64，係裝在一罐型含油外殼内，其中之所有密封連接，均係位於其油層面之上方，以大幅消除其漏油之可能性。舉例而言，其電感器64中之最低封口，係顯示在第8B圖中之308處。由於其正常之油面，係在其外殼306之頂蓋的下方，其油料幾乎不可能漏出此組體外面，只要其外殼能保持在一直立之狀況中。電容器彼等如第5圖中所示之電容器排組42 ' 52、62和82(亦即，C。、C1、Cp_i、和Cp) ’全係由現貨產品之電容器並聯連接的排組所構成。彼等電容器42和52，係一些公司在北卡羅來納州之斯泰茨維爾市或德國威瑪之Vishay Roederstein等供應商所供應之薄膜型電容器。吾專申請人 27 (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D 569508 A7 --------—— B7___ 五、發明説明（25 ) 連接電谷裔與電感器之較佳方法是，將彼等焊接至一些特定印刷電路板上面之正負端子，後者係塗敷有一厚鎳層之銅引線，其方式係類似於美國專利編號第5,448,58〇號中所次明者。彼等電容器組62和64 ,典型地係由來自類似兩者均在曰本之Murata或TDK等廠商的高電壓陶瓷電容器的並聯陣列所組成。在一針對此ArF雷射而使用之較佳實施例中，其電容态排組82(亦即，c：p)，係由三十三個〇.3nF電容器之排組所組成，以得到一9·9ηρ之電容值；其cp l係由二十四個0.40nF電容器之排組所組成，以得到一 9 6nF之總電

容值；其Cl係一 5.7#F之電容器排組，以及其CG係一5.3//F 之電容器排組。脈波變壓器此脈波變壓器56，亦係類似於美國專利編號第 5’448’580和5,313,481號中所說明之脈波變壓器；然而，本實施例之脈波變壓器，在其次級繞組僅有一單匝和24個電感單元，相當於一 1:24等效昇壓比有關之單一初級匝的 1/24。此脈波變壓器56之繪圖，係顯示在第1〇圖中。每一 24個電感單元，係包括一鋁捲線軸56A，其係具有兩個凸緣（各具有一扁平邊緣而附有一些有紋螺栓孔），彼等如所示係沿著第10圖之底部邊緣，以螺栓閃定至印刷電路板 56B之正負端子上面（負端子係此二十四個初級繞組之高電壓端子）。彼等絕緣體56C ’可使每一捲線軸之正端子與相鄰捲線軸之負端子分開。在其捲線軸之凸緣間，係一長对之空心圓柱體，其外徑為〇·875忖，以及壁厚約為心本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公爱)

-訂| (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（26) 寸。其捲線軸係纏繞有一寬丨吋厚〇·7密爾之MetgiasTM 26〇5 S3A，和-厚（M密爾之邁拉（聚_)薄膜，直至此絕緣包覆層之外徑達2·24时為止。一形成一初級繞組之早一包覆捲線軸的透視圖，係顯示在第ι〇α圖中。其變壓器之次級，係一安裝在一緊密配合之删 (Teflon⑯)絕緣管内的單一外徑之不銹鋼#。此繞組如第ι〇圖中所示為四個節段。此如第_巾之湖所示不銹鋼次級的低壓端部，係連接至其印刷電路板56β上面之湖處的 :、、及HV引線，其高電壓端子係顯示在娜處。結果，此變壓器呈現為一自輕變遷器組態，以及其昇塵比變為1:25而 ^ 因此，在该等電感單元之+和-端子間，一大約為〇〇伏特之脈波’將會在其次級側上面之端子挪處，產生-大約-35,〇〇〇伏特之脈波。此單匝次級繞組設計，可提供極低之漏電感’而容許有極端快速之輸出上升時間。雷射放電室電氣組件之細節其CP電容器82電容器，係由三十三個安裝纟其放電室壓力容器（一ArF雷射典型地係以3%之氬氣、〇1%之氟氣、和其餘之氖氣所構成的雷射氣體來運作）之頂部上面的 0,3nf電容器所構成。該等電極係大約2㈣長，彼等係相隔約0.5h._，最好是約5/㈣。—些較佳之電極係說明在下文中。在此-實施例中，其頂部電極係稱為陰極，以及其底部電極如第5圖中所示，係連接至接地端，且_為陽放電時序 569508 A7 五、發明説明（27 , (請先閱讀背面之注意事^再填寫本頁) 在ArF、KrF、和F2放電雷射中，其放電僅會大約持續 5〇ns(亦gp，十億分之5〇秒)。此放電將會建立一雷射作：所需之粒子數反轉，但此反轉唯有在其放電期間方會存在。、所以，一注入式種源ArF、KrF、或F2雷射有關之重要要求是，確保其來自主控振盪器之種源光束，能於粒子數在雷射氣體中被反轉時，大約十億分之5〇秒期間，通過其功率放大器之放電區域，以使該種源光束之放大作用能夠發生。要精密訂定其放電之時序的一項重大障礙之事實是，其開關42(如5圖中所示）被觸發閉合之時間與其僅持續約40-50ns之放電的開始之間，將會有一大約5微秒之= 遲。其脈波將會耗費此大約5微秒之時程，環行經過其與電極間之電路。此時程會隨其充電電壓之幅度和此電路中之電感器的溫度，而有顯著的變化。然而，在本說明書中所說明本發明之一較佳實施例中，吾等申請人業已開發出一些電氣體脈波功率電路，其將可提供上兩放電室之放電一在小於大約2ns(亦即，十億分之2秒）之相對準確度内的時序控制。此兩電路之方塊圖，係顯示在第4圖中。吾等申請人業已進行過一些測試，彼等顯示出其時序大約以5-lOns/V而隨其充電電壓改變。此將對其充電該等充電電容器之高電壓電源的準確度和重複性，設下一嚴格之要求。舉例而言，若所希望的是5ns之時序控制，則以每伏特10ns之變換靈敏度，其解析準確度將為〇·5伏特。就一 ιοοον之公稱充電電壓而言，此或將要求一〇〇5%之充電準本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 569508 A7 -------___ 五、發明説明（28 ) 確度，其係極難達成，尤其是當該等電容器必定要每秒4〇〇〇次使充電至此等特定值時。吾等申請人對此一問題之較佳解決辦法是，如第1和4 圖中所示，以及如上文之說明，以其單一共振充電器7，並聯充電其MO和PA兩者之充電電容器。就此兩系統來設計其雙脈波壓縮/放大電路，以使其時間延遲對充電電壓之曲線，能與第4A圖中所示相一致，亦很重要。此藉由在可能之範圍内，在每一電路中使用相同之組件，大部份可輕易地被完成。因此，為極小化此一較佳實施例中之時序變動（此等變動係稱作顫動），吾等申請人業已以類似之組件，設計出彼等放電室兩者所需之脈波功率組件，以及業已確認出其時間延遲對電壓之曲線，彼此確能遵從第4八圖中所示。吾等申睛人業已確認出’在其充電電壓之正常運作範圍内，其時間延遲’會隨電壓而有顯著之變化，但此隨電壓之變化，對兩者電路而言實際上係相同。因此，在兩者充電電容器並聯被充電之下，彼等充電電壓可在一寬廣之運作範圍内變化，而不會改變彼等放電之相對時序。其脈波功率電路中之電氣組件的溫度控制亦很重要，因為溫度之變動，會影嚮到其脈波壓縮之時序（尤其是該等可飽和電感器中之溫度變化）。所以，其一設計目標是，要極小化彼等之溫度變動，以及其一第二解決方案是，監測其溫度敏感性組件之溫度，以及使用一回授控制，來調節其觸發時序以做補償。彼等控制可以一處理器來提供，其 1 """ - 本紙張尺度適财關緖準（CNS) A4規格(210X297公釐) '

、一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508 A7 --~_-_____ 五、發明説明（29 ) 可以一學習演算法來加以程式規劃，以便能基於一些有關過去與已知運作之歷史相關聯的時序變動之歷史性資料來做調整。此一歷史性資料，接著會被應用而基於此雷射系統目刖之運作’來預期彼等時序之變化。觸發控制母雙腔至有關之放電的觸發，係就每一電路，利用一類似美國專利編號第6,〇丨6,325號中所說明之觸發電路刀別加以元成。此4電路係加入一些時序延遲，以校正其充電電壓中之變動，和其脈波功率放大器之電氣組件中的/里度變動，而使其觸發與放電間之時間，在可行之條件下保持固定。誠如前文所述，由於上兩電路基本上係相同的，其校正後之變動係幾乎相等（亦即，彼此在大約2旧之範圍内）。誠如第6C、D、和E圖中所示，此一較佳實施例之性能，可大幅改良，只要其功率放大器中之放電，係發生於其主控振盪器中之放電後大約4〇至5〇旧。此係由於其雷射脈波，在其主控振盪器中，需要耗費十億分之數秒來發展，以及此雷射光束之前部，需要另外耗費十億分之數秒自振盪器達至放大器，以及由於其出自主控振盪器之雷射脈波的後端，在頻寬上係較其前部窄甚多。基於此一理由，其係設置獨立之觸發信號，來觸發每一放電室有關之開關 46。其貫際之延遲，係基於一些類似第6C、D、和e圖中所顯示之實際性能曲線來加以選擇，以達成其所需要之光束品質。讀者理應注意的是，舉例而言，該等較窄之頻寬和本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚·) ΓΓ-'~'

二叮丨 0線- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（30 ) 航波可藉由增加其M0觸發器與PA觸發器間之延遲’而在其脈波能量之代價下獲得。其他控制放電時序之技術一由於其放電之相對時序，如第6c、d，e圖之圖表中所不可此會對其光束品質具有重要之影嚮，理當要有一些額外之步驟’來控制其放電時序。舉例而言，某些雷射運作之模態’可能會使其充電電壓中，有廣闊之擺幅，或使其電感器溫度中，有廣闊之擺幅。此等廣闊之擺幅，將會複雜化其放電時序之控制。監控時序其放電時序可在一脈波對脈波之基礎上做監測，以及其時間差異可被使用在一回授控制系統中，來調節其使開關42閉合之觸發信號的時序。其pA放電在監測上，最好是使用一光電管，來觀察其放電螢光（稱作ASE)而非其雷射脈波，因為若無雷射光束在pA内產生，其將會造成極差之時序。就MO而言，ASE或上述之種源雷射脈波均可被使用。偏壓調節八脈波時序’可藉由調節其如第5圖所示經由電感器 Lb!、Lm、和lB3而提供偏壓給電感器48、54、和64之偏壓電流’來加以增加或降低。其他技術可被用來增加其使此等電感器飽和所需要之時間。舉例而言，其心芯材料可使在機械上與一極快速嚮應之ΡΖΊΓ元件相隔離，後者可基於一來自一脈波時序監測器之回授信號，來做回授控制。可調節性寄生負載 569508 A7 ----~~_Ξ____ 五、發明説明（31 ) 一可調節性寄生負載，可使加入至該等之一或兩者的脈波功率電路之下游。額外之回授控制彼等充電電壓和電感器溫度信號，加上該等脈波時序監測k號’可被使用在彼等回授控制中，藉以除如上文所述觸發時序之調節外，如上文所述地調節其偏壓或心芯之機械隔離。脈衝串型運作當其雷射係以連續方式運作時，其時序之回授控制，係相當簡單及有效。然而，平版印刷術雷射，通常係運作於一脈衝串模態，類似下文用以處理許多晶圓上面之每一 20個區域：中斷1分鐘以便將一晶圓移進其位置内 4000Hz照射區域1持續0.2秒中斷0.3秒以便移至區域2 4000Hz照射區域2持續0.2秒 4000Hz照射區域199持續0.2秒中斷0.3秒以便移至區域200 4000Hz照射區域200持續0.2秒中斷1分鐘以便更換晶圓 4000Hz照射此次一晶圓等之區域1持續ο』秒此程序可使重複長達許多小時，但不時會被中斷長達1 分鐘以上之期間。 34 (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） 569508 A7 I---------__ 五、發明説明（32 ) —彼等停工時間之長度，將會影嚮到其MO和PA之脈波電力系、、先間的相對時序，以及其觸發器控制可能需要做調 $以確保其PA中之放電，於其來自Μ〇之種源光束在其料望之位置時方會發生。藉由監測該等放電和其出自每放電至之光波的時序，其雷射操作員將可調節其觸發時序（準確至大約2ns之範圍内），以達成其最佳之性能。其一雷射控制處理器，最好加以程式規劃，以監測其時序和光束品質，以及就其最佳性能而自動調節其時序。彼專可皂展出些可以應用至不同組之運作模態的二進制彳直的日^序’寅算法，係被利用在本發明之較佳實施例中。此 W法在彼等較佳之實施例中，係設計來在連續運作期間又換至一回杈控制，其中有關電流脈波之時序值在設定上，係基於一些就一或多之先前脈波（例如其緊接在前之脈波）所收集的回授資料。無輸出之放電彼等類似上文所述之時序演算法，就連續或規律性之重複運作’係工作十分良好。然而，其時序之準確度，在一些類似其雷射中斷長達一類似5分鐘等不尋常時段後之第一脈波等不尋常之情況中，可能會不良。在某些情況中， | 一脈衝串之第一或二脈波有關的不精密時序，可能不會引起問題。一較佳之技術是，預先程式規劃其雷射，以使其 MO和PA之放電，特意就一或二脈波不按順序，以使其出自MO之種源光束的放大作用變為不可能。舉例而言，其雷射可被程式規劃，使在觸發其1^〇前8〇ns，觸發其？八之 -___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格(210X297公釐） ---

-訂— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508 五、發明説明（33) 放電。在此-情況中，其雷射將不會有顯著之輸出，作复雷射計量感㈣，可決定出其時序參數，以使其第_輸'出脈波有關之時序參數為精確。組件之水冷卻為容許較大之熱負載，除藉由其雷射機殼内部所設之冷卻風扇所提供的正常通風冷卻外，彼等脈波功率组件，並設置有水冷卻，以支援此較高之平均功率模態下的運作。水冷卻之-項缺點，在傳統上一直是在其電氣組件或向電壓接線附近滲漏之可能性。此_特定實施例，大體上可避免此潛在之難題，其係藉由利用一單一同體件之冷卻管，布線在-模組内，藉以冷卻該等通常消散大多數沈積在此模組内之熱量的組件。由於此模組封殼内部並無接或接頭存在，以及其冷卻管係—同體金屬（例如，銅、不娜鋼、等等）之連續件，該模組内發生滲漏之機會係被大幅減少。該模組至冷卻水之接帛，因巾係在組體板金封殼之部被完成，在此，其冷卻管係與一快速拆接型連接器配接可飽和式電感器在上述整流器模組之情況中，一水冷式可飽和型電器54A，在δ又置上係如第11圖中所示，類似於第8圖中所之電感器54，不同的是此電感器54之散熱片，係代以^ 第11圖中所不之水冷式套管54Α1。其冷卻管線54Α2，係布線在其模組内，而環繞在其套管54Α1四周，以及穿過其安裝有該等IGBT開關和串聯二極體之鋁製底板。此三種組件係構成其模組内大多數之功率消耗。其他亦會消散熱量縫銹外感示如之 (請先閲讀背面之注意事^再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公爱） 569508 A7 _______B7_ 五、發明説明（34 ) 項目（緩衝二極體和電阻器、電容器、等等），係由兩個在其模組背部中之風扇所提供的強迫通風，來加以冷卻。由於其套管54A1係保持在接地電位下，使其冷卻管直接裝接至其電抗器外殼，並無電壓隔離之難題。此在完成上疋使其冷卻管，如54A3處所示，壓力配合進其外殼之外邛中所切割成的鳩尾槽内，以及使用一熱傳導性化合物，協助其冷卻管與外殼間，能具有良好之熱接觸。高電壓組件之冷卻雖然其IGBT開關係“浮接，，在高電壓下，彼等係安裝在一鋁製底板上面，而以一 1/16吋厚之氧化鋁板，與該等開關形成電氣隔離。此鋁製底板係具有散熱座之功能，以及係運作於接地電位之下，而且十分容易被冷卻，因為在其冷卻回路中，並不需要做高電壓隔離。一水冷式鋁製底板之繪圖，係顯示在第7A圖中。在此一情況中，其冷卻管係使壓進一其上面安裝有IGBT之鋁製底板中的一個槽溝内。關於其電感器54A，係使用熱傳導性化合物，來增進其管道與底板間之整體接合。該等串聯二極體，在正常運作期間，亦係“浮接，，在高電位下。在此一情況中，其設計中典型所使用之二極體外殼，並未提供高電壓隔離作用。為提供此必要之絕緣，其 /極肢冰球組件，係被夾緊在一散熱座組體内，後者復係安裝在一陶瓷底板之頂部上面，此陶瓷底板則係安裝在 =水冷式鋁製底板之頂部上面。此陶瓷底板係恰厚至足以提供必要之電隔離，但不會過厚而招致超過必要之熱阻 Ϊμ張尺度翻巾^^## __^(21_7_--—-

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂—

569508 五、發明說明炒關於此一特定之設計，其陶瓷係1/16”厚之氧化鋁，雖、他類似氧化鈹等更為奇異之材料，亦可被用來進一步降低其二極體接面與冷卻水間之熱阻抗。水Q式整流器之第二實施例，係利用一單一冷卻板 :體/、係叙接至該等IGBT和二極體所需之機殼底板。該、Ί7板可藉由將單件鎳管銅桿至兩鋁製“頂部，，和“底部，，板 /被製這減如上文所述，該等IGBT和二極體在設計上，係藉由使用先前所提及在該組體下方之陶究碟形片，來將彼等之熱I傳導進該冷卻板内。在本發明之一較佳實施例中，此冷卻板之冷卻方法，亦被用來冷卻其共振充電器内之IGBT和一極體。一熱傳導棒或熱管，亦可被用來自外部外殼傳導熱量至其機殼板。壓縮頭之詳細說明水冷式壓縮頭在其電氣設計中，係類似於一先存技藝之空氣冷卻型式（所用係相同類型之陶瓷電容器，以及在其電抗器設計中，係使用類似之材料）。此一情況中之基本差異是，此模組務必要運作於較高之重複率下，以及因而在較高之平均功率下。在此壓縮頭模組之情況中，其大部份之熱量，係消散於其修改過之可飽和式電感器64A内。卻此組體並非一簡單之事件，因為其整個外殼，係使用高電壓之短脈波來運作。此難題之解決方案，如第 12A、和12B圖中所顯示，係在電感上使其外殼與接地電相隔離。此電感在設置上係藉由纏繞其冷卻管，使環繞内含某一陶鐵磁體心芯之圓柱外形的四周。其輸入和輪冷極位兩 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569508 A7 ------E___ 五、發明説明（36 ) 冷卻管線，兩者均係盤繞在一如第12、12A、和12B圖中所示由兩圓柱部分和兩陶鐵磁體塊所形成之陶鐵磁體心芯四周。違等陶鐵磁體件，係由紐澤西州Fairfield市之 Magnetics公司所製造之CN-20材料製作成。一單一銅製管 (直徑0.1 87”），係壓入配合及纏繞在一繞組外形上面，而環繞在其電感器64A之外殼64A1四周，以及係環繞在其次級繞組外形四周。在該等端部係留有足夠之長度，使延伸穿過其壓縮頭板金蓋内之配件，以致在其機座内並無冷卻管接頭存在。其電感器64A係包括一如64A2處所顯示之鳩尾槽溝，與上述水冷式整流器之第一級段電抗器外殼中所使用者相類似。此外殼係甚類似於先前之氣冷式型式，除此鳩形尾槽溝不同外。其銅製冷卻水管，係壓入配合進此槽溝内，以使其外殼與冷卻水管間，有良好之熱連結。為極小化其熱阻抗，亦有一熱傳導性化合物加入。其電感器64A之電氣設計，係與第9A和9B圖中所顯示之64者略有改變。此電感器64A在其磁芯64A3四周，僅設置有兩條迴路（而非五條迴路），後者係由四圈膠帶（而非二條）所構成。由於此自輸出電位至接地之水冷式管道傳導路捏的妙果所致，其偏壓電流電路如今將略有不同。如同上文，其偏壓電流，係由一整流器内之一 dc-dc轉換器，經由—、雙線供應進其壓縮頭内。此電流將會行經一電感器一丨· " - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

.、可· (請先W讀背面之注意事^再填寫本頁) 569508 A7 -----------— B7__ 五、發明説明（37 ) " — lB2以及係連接至其Cp |電壓節點。此電流接著會被分離，其-部份會經由其HV電繞（行經其變壓器次級而至接地’以及返至其‘扣轉換器）’而返至其整流器。其另一部份會行經其壓縮頭電抗器Lp i(對其磁控開關產生偏壓)’以及接著會行經其冷卻水管“負，，偏壓電感器^，以及返至接地端和其dc-dc轉換器。藉由平衡每一支路中之電阻，其設計者將能夠確保其有足夠之偏壓電流，供應給其壓縮頭電抗器和整流器變壓器兩者。其正”偏壓電感器Lb2，係與其“負，，偏壓電感器LB3極為雷同。在此一情況中，相同之陶鐵磁體棒和部件，係被用作一磁芯。然而，有兩個厚0125，，之塑料隔片，被用來在其磁路中建立一空隙，以使其心芯不會因此dc電流而飽和。取代以冷卻水管纏繞其電感器的，是在其外形四周纏繞一 18 AWG鐵氟龍線。快速連接在此較佳之實施例中，有三個脈波功率電氣模組，係利用封口配合電連接器，以致所有對此部份之雷射系統的電氣連接，僅係藉由將此模組滑進其在雷射機殼中之定位而可被完成。其中有AC配電模組、電源供應器模組、和共振充電模組。在每一情況中，一在此模組上面之陽或陰插頭’可與其安裝在機殼背部之異性插頭配合。在每一情況中，兩隻在其模組上面大約3吋長端部成椎形之銷，可引導此模組進入其精確位置，以使此等電插頭能適當配合。該等類似AMP型號194242-1等封口配合連接器，係由公司在本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 40 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

369508 五、發明説明（38) 賓州哈里斯堡之AMp Inc•上 φ在此貫轭例中，彼等連接用於多種電力電路，諸如雇伏特ac、400伏特AC、 HK)帐特DC(電源供應^輸出和共振充電輸人）、和數種作號電壓。此料口配合連接器，可容許此等模組在數㈣ ^分鐘内移出，以便維修及更換。在此_實_中，彼等肖口配合連接H ’並未就其整流器模組而被制，因為此 I组之輸出電壓’係、在2()至3()，_伏特之範圍内。取而代之的，是使用一典型之高電壓連接器。放電組件第2和2A圖係顯示本發明之較佳實施例中所利用之一 &良型放電組態的細節。此組態係包括吾等中請人稱作葉 f介電質電極之-電極組態。在此設計中，其陽極圓係、包括-鈍葉片形電極，以及如所顯示在其陽極兩側，係安裝有-些介電質隔片，以改良其放電區域内之氣體流動。其陽極係26.4忖長和ο··忖高。其底部係〇 284叶寬，以及其頂部係0.141吋寬。其係以螺釘穿過插座而裝接至其氣流整形陽極支撐桿10A6，以容許其電極偏離其中心位置之差为熱％脹。其陽極係由一以銅為主材之合金，最好是 C36000、C95400、或以9400，所製成。其陰極1〇A2係具有一如第2A圖中所示之截面形，其在陽極面朝位置處係略成尖角。一較佳之陰極材料係C36000。此葉片介電組態之額外細節，係提供於美國專利編號第09/768,753號中，其係藉由參照而合併進此說明書中。其在此一組態中之電流回路10A8 ,係由一單一長區段之薄（直徑約1/16，，)銅或黃銅本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） _ 41 - 569508 A7 --—-------B7 _ 五、發明説明（39丁一 -— 線所製成，其係形成為一錄骨形，而沿其電極之長度’具有27片等間隔排列之肋片，其戴面係顯示在第2和2八圖中。此金屬線係夾緊進其陽極底部處之線形槽溝内，和其放電室頂部内侧表面處之半圓形槽溝内。他型脈波功率電路一第二較佳之脈波功率電路，係顯示在第5CM、冗2、和5C3圖中。此一電路係與上文所說明者相類似，但係利用一較高電壓之電力，使C〇充電至一較高之值。如同在上文所說明之實施例中，一運作於來自23〇或46〇伏特Ac之工廠電力下的高電壓脈波電源供應器單元，如上文所說明，係一快速充電共振充電器所需之電源，以及在設計上係在 4000至6000Hz之頻率下，使兩個217 # F精確充電至範圍在大約1100V至2250V之電壓。其主控振盪器有關之整流器和壓縮頭内的電氣組件，係使盡可能與其功率放大器中之對應組件相同。此在完成上使此兩電路中之嚮應時間盡可能相同。彼等開關46係兩IGBT開關排組，彼等之額定值各係在3300V下，以及係並勝排列。其Cq電容器排組42，係由 128個0.068 //F 1600V之電容器所構成，彼等係排列成64 個並聯支路，以便提供其2.17 CG排組。其(^電容器排組52，係136個0.068 //F 1600V之電容器所構成，彼等係排列成68個並聯支路，以便提供一 2.33//F之電容排組。該等 Cp· 1和Cp電容器排組，係與上文參照第5圖之說明相同。其 54個可飽和式電感器，係一些單匝電感器，彼等可以五個由外徑4·9吋、内徑3.8吋、厚0.5吋之50%·50ο/〇 Ni_Fe所構成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 42 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 -F- 569508 A7 Γ-- —__Β7_ 五、發明説明（40 ) 之心芯’來提供大約3·3ηΗ之飽和電感。其64個可飽和式電感為’係一些雙匝電感器，彼等可以五個各由外徑5吋、内徑2·28吋、厚〇.5吋之80%-20% Ni-Fe所構成之心芯，來提供大約38nH之飽和電感。其觸發電路在設置上，可以十億分之二秒之時序準確度，來使彼等IGBT私閉合。其主控振盡為’典型地係在其功率放大器有關之IGBT 46被觸發刖大約40ns被觸發。然而，此精確時序最好是由一些來自感】σσ之回授彳5號來加以決定，後者可測量其主控振盪器和功率放大器之放電的輸出之時序。時序控制有關之他型技術減如則文所述，上述脈波電力系統内之磁脈波壓縮的傳輸量時序，係取決於其可為材料溫度等之一函數的磁性材料丨生貝。為維持精確之時序，直接地或間接地監測及/ 或預測此等材料性質，因而便極為重要。先前所說明之一方法或將利用溫度監測，連同先前所收集之資料（延遲時間為溫度之一函數），來預測其時序。 ,^其一他型解決方案，或將利用其磁控開關偏壓電路，來實際測量該等磁性質(飽和時間)，因為其磁性在脈波間 (或在第一脈波之前）會被反向偏壓。其偏壓電路會施加足夠之電壓至其磁控開關，藉以反向偏壓該材料，以及會同時測量其飽和時間，以使其雷射時序能受到正確之控制。由於反向偏壓其開關中所利用之伏特_秒乘積，應使等於其順向方向中之正常放電運作期間所需要者，此脈波電力系統之傳輸量延遲時間，可在知道其將臨之脈波的運作電壓 ^紙張尺度適用中國國家標準（⑽）Μ規格（2獻公爱)"' — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 A7 ---------B7___ 五、發明說明（41 ) 下麵·易被計算出。此所建礒解決方案之示意圖，係顯示在第5D圖中。其起始運作係假定其磁控開ML1，早已飽和在其順向方向中，其係藉由電源供應器BT1經由兩個偏壓隔離電感器 Lbias和開關S4來提供。此電流接著會因斷開S4及閉合S2，後者可施加〜1〇〇V至其磁控開關L1，其接著會在30/zs後飽和。其一定時器係於S2閉合時被觸發，以及可於一電流奴針偵測到L1飽和時停止計數，因而可計算出]^就1〇〇乂施加電壓而言之飽和時間。L1如今係被反向偏壓，以及一旦殘餘電壓已自S3和其他組件洩放，便可準備供其主脈波放電序列使用。脈波長度誠如第6E圖中所示，其在吾等申請人所指導之測試中所測i出的輸出脈波長度，係在大約2〇旧之範圍内，以及在某些程度上係其兩放電之相對時序的一個函數。一較長之脈波長度（其他事件係相等），將可增加平版印刷設備之光學組件的壽命期。吾等申請人業已確認出數種可用以增加脈波長度之技術。誠如上文所述，彼等放電間之相對時間，可就脈波長度而加以最佳化。其M0和PA兩者之脈波功率電路，可使用一些類似藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第09/451，995號中所說明的技術，來加以最佳化。其類似藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第 6,〇67,311號中所說明之一者的光學脈波倍增系統，可附加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事項再填寫本頁)

五、發明説明（42) 至，、PA之下游，藉以降低其個別脈波之強度。一較佳之脈波倍增H單元’係說明在下節中。此脈波倍增器，可使成為平版印刷工具之透鏡組件的光束路徑之一部份。其放電室可使較長，以及其電極可使在配置上能產生一些就較長之脈波長度所設計出的行進波放電。脈波倍增器單元一較佳之脈波倍增器單元，係顯示在第22A圖中。其來自雷射50之光束20,將會撞擊到其分光器22。此分光器係具有-約4〇%之反射率。約有嬉之光波，會反射成一第一部份之輸出光束30。其餘之入射光束，將會透射經過其分光器22，而成為光束24。此光束會被一面鏡％以某一小角度反射回，後者係一焦距等於其自分光器22至此面鏡之距離的球幵》面叙。此光束因而會聚焦至一接近其分光器 22但略有失誤之一點27處。此光束會再次擴展，以及如今會被面鏡28反射，後者亦係焦距等於此面鏡至該點27之距離的球形面鏡。其面鏡28可以一小角度使該光束反射回，以及亦可平行权正其反射之光束。此反射之光束3 2，將會向右傳播，以及會被面鏡29反射至其分光器22，在此大約有60%之光束，會透射經過此分光器，以致會合併成為其第二部份之輸出光束30。有一部份（約40%)光束34，會被其为光态22反射進上述光束24之方向中，以便重複光束32之板程。結果’一短輸入脈波，係被分離成數個部份，以致邊光束之總時寬可使增加，以及其尖峰強度可使降低。彼等面鏡26和28，可建立一中繼系統，其可使部份之輸出光 569508 A7 _________Β7 _ 五、發明説明（43 ) 束彼此成像。由於此種成像，每一輸出光束部份事實上係相同的。（若彼等面鏡26和28係扁平狀，光束發散性將會就每一後繼之重複使光束擴展，以致光束尺度將會就每一重複而有不同）。其自分光器22至面鏡26而至面鏡28而至面鏡 27和最終至分光器22之總光學路徑長度，決定了彼等重複間之時間延遲。第22B 1圖係顯示一 ArF激態分子雷射所產生之典型脈波的脈波外形。第22B2圖係顯示一在一脈波擴展器中依據第6圖所建立類似之ArF雷射脈波的模擬輸出脈波外形。在此一範例中，其脈波之Tis係自i8.16ns增加至 45.78ns。Tis係一說明雷射脈波時所用之脈波寬度的度量。其係稱作積分方形脈波寬度）。第22C圖係顯示一與第22A圖之布局相類似的布局，除具有一額外之延遲路徑外。在此一情況中，其第一分光器 22A在設計上，係供一25%之反射，以及其第二分光器22B 在設計上，係供一 40%之反射。其以計算機模擬產生出之最後光束外形，係顯示在第22D圖中。此擴展有關之脈波 Tis，大約為73.2ns。在第22C圖之實施例中，部份透射經過分光器22B之光束在返回時，其方位會被反轉，以及會結合成輸出光束30。此將可顯著降低其光束之空間同調性。第22E和F圖係顯示一些使用無塗料之光學元件的分光器設計。第22E圖係顯示一利用受抑内反射作用之分光器設計，以及第22F圖係顯示一透明無塗料之板，其係使傾斜以便自此板之兩側產生一菲涅爾反射，而達成其所希望之反射·透射比。 46 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適财關家標準（CNS) A4規格（21GX297公釐) 569508

發明説明其脈波擴展器單元，可如上文所建議，被安裝在其垂直光學平臺11之背面，或可被安裝在此平臺之頂部上面，甚或在其内部。脈波和劑量能量控制脈波能量和劑量能量在控制上，最好是使用一如上文所述之回授控制系統和演算法。其脈波能量監測器，可在上述平版印刷工具中靠近晶圓之雷射處。使用此一技術，彼等充電電壓係做選擇，以產生其所希望之脈波能量。在上述之較佳實施例中，其MO和PA兩者係設有相同之充電電壓，因為C〇係並聯被充電。。等申w人業已決定出，此技術係工作極為良好，以及可大幅地極小化其時序之顫動問題。然而，此一技術確可某私度地減少其雷射操作員獨立於其pa來控制其M〇之能力 '然而’其M0和PA有數種運作參數，彳分別加以控制’以最佳化每-單^之性能。此等其他參數係包括·· 雷射氣體壓力、F2濃度、和雷射氣體溫度。此等參數最好可在每一兩放電室内獨立地加以控制，以及可在一處理器控制之回授組態中被調節。額外之光學品質改良本發明可提供一種雷射系統，其可有較先存技藝式單 -放電室高重複率氣體放電雷射大甚多之脈波能量和輸出功率。藉由此系統’上述之主控振堡器，可極大程度地決定出其波長和頻寬，以及其功率放大器，主要係控制其脈波能量。其功率放大器有效率之催種所需要的脈波能量，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 47 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 五、發明説明如第6B圖中所顯示，可使低至數分之一 mJ。由於其主控振盪器型雷射，可輕易產生5mJ之脈波’其係具有剩餘之能量此額外之脈波能量，可提供使用某一定技術來改良光束非屬特別有能量效率之品質的機會。此等技術包括： •如藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第 5,852,621號所說明的脈波整緣。其脈波能量會受到監測，此脈波會被延遲，以及有一部份延遲之脈波，係使用一類似鮑爾克盒等極快速光學開關來做整修。 •如此申請書後文之說明，使用具有極高光束擴展和小孔徑之線窄化模組。 •波前工程技術除單一彎曲之光柵外，可如美國專利編號第6,〇94,448 號中所示，將諧振腔間波前校正，加進其主控振盪器内。此可包括如藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第09/703，3 17號中所說明的多重弯曲之光柵，一可變形調制面叙14吸收（如藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第6，192,064號中所說明者），波前校正亦可為一靜態杈正，諸如一在配置上可校正一已知之波前失真的非扁平形稜鏡面。 •光束濾波些顯示在第23圖中之點11處而類似藉由參照而合併進此說明書中之美國專利編號第〇9/3〇9,478號中所說明的空間濾波等光束濾波器可加進，藉以縮小頻寬。彼等光本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 48 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

•、可I «線- 五、發明説明（46) 束濾波器，可使位於其MO共振腔内，或在其“0與伙中間其亦可加至其pa之下游處。一並不需要光束傳播經過一焦點之較佳的空間濾波器，係一總内部空間濾波器，以及係說明在下節中。 •同調控制雷射光束之同調性，可能是積體電路製造之一項問題。彼等氣體放電雷射，典型地將會產生—具低同調性之雷射光束n當使其頻寬變為極窄，其輸出光束將會 H大同調性之結果。基於此—理由’某些誘發式空間不同調性可能是被教的。彼等肋降低其同調性之光學組件’最好是或加至其MO共振腔内，或在其_與以中間。已知有數種可降低其同調性之光學組件，諸如移動相位板或聲光裝置。 •訂定孔徑〃種源光束之品質，亦可藉由訂定使該光束之孔徑更緊密，來加以改良。總内部空間濾波器工間據波在縮小其積分95%之頻寬上係有效的。集而+，所有均使得先前所建議之空間濾波技術，需要至少朱乂光束以及在大部份之情形中，實際上係使該光束聚 …。此外’所有先前之設計，需要多重之光學組件。-不 =聚焦之光束的簡單袖珍型空間渡波器，將可更容易修改來合併進其雷射共振腔内。單一稜鏡。此稜鏡之入〇此濾波器係一長度大約2吋之 569508 A7 B7 五、發明説明（47 ) 和出口面，係彼此相平行，以及係與入射光束相垂直。其另外兩面係彼此相平行，但在定向上係相對於該等入口和出口面，成一等於其臨界角之角度。在l93.35nm之波長下，CaF2中之臨界角為41·77度。其唯一需要之塗料，為此稜鏡之入口和出口面上面之法線入射防反射性塗料。此空間濾波器將以下列之方式工作。光束將會沿法線入射至该稜鏡之入口面。此光束接著會傳播至此稜鏡之臨界角面。若此光束已呈準直，則所有光線均將以臨界角入射至其第二面上面。然而，若其光束係呈發散或内聚狀，則會有某些光線以一些大於及小於其臨界角之角度撞擊此面。所有以大於其臨界角之角度撞擊此面的光線，將會 100%反射。彼等以小於其臨界角之角度撞擊此面的光線，將會以少於100%之值反射，以及將會被衰減。所有反射之光線，將會在相同之角度下，入射至此稜鏡之對立面，在此’彼等將會衰減相同之量。在此建議之設計中，每次通過將會有一總數為六之反射。其以一小於臨界角1毫弧度之角度的Ρ-極化光波有關之反射率約為71 %。所以，所有具有與臨界角相差1毫弧度或以上之入射角的光線，將會以小於其原有強度之13%傳送至其出口面。然而，此濾波器之單一通過將僅為單側的。所有以大於其臨界角之角度入射之光線，將會1 〇〇〇/0反射。一旦離開此空間濾波器棱鏡，該光束將會入射至一面鏡上面。在其雷射共振腔内，此面鏡可能是其輸出耦合器，或其LNP中之繞射光栅。在被此面鏡反射後，其光線將會重新進入其本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 50 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 A7 _；__B7____ 五、發明説明（48 ) 空間濾波器稜鏡，但係具有一重要之差異。所有以大於其臨界角之角度離開該空間濾波器之光線，在反射離開該面鏡後’將會被反轉。此等光線如今將會以小於其臨界角之值，重新進入該稜鏡，以及將會1被衰減。其可使該稜鏡之傳輸功能，自一單側濾波器改變成一真實之帶通濾波器的，便為此第二次之通過濾波器。第23A圖係顯示一以CaF2 製成之全内反射空間濾波器理論上在193 35nm下的傳輸功能。第23B圖係顯示其空間濾波器之設計。其稜鏡之輸入和輸出面係1/2吋。該等臨界角面約為2吋。其輸入光束之寬度係2.6mm，以及係表示該光束在短軸中之寬度。此稜鏡在繪圖平面中將具有一丨吋之高度。此圖顯示有三組光線。其第一組光線係使準直，以及係以此臨界角撞擊至該等表面。此等係綠色光線。其第二組光線，係在小於其臨界角下揎擊至该表面，以及在第一次反射便被終止。彼等係藍色光線。此等光線在放大片段圖中更易被見到。彼等係、代表帛—人通過日T被衰減之光線。其最後—組光線，係在大於其臨界角下撞擊至該表面。此等光線會在整個第一 :欠通過中傳播通過，但會在第二次通過之第_反射下被終止。彼等係代表第二次通過時被衰減之光線。 I 放電室間之望遠鏡在—些較佳實施例中’在其主控振盪器之輸出與其功 _放大器之輸入間’係設置有一圓柱形折射望遠鏡。此可 Mm it人功率放λιι之光束的水平尺度。此望遠鏡在設 (⑽ Α4規格7210X297公楚) ---

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、\t

、發明說明亦可使用知名之技術，來控氣體控制卞货成庄 :發明之較佳實施例’係具有—如第丨圖中所指示之氣體控制模組，以乃並尤 a 八在配置上可以適當量之雷射氣體，來」、母放電至。其最好提供適當之控制和處理器設備， ::維持氣體進入每一放電室内之連續流動，以使雷射氣 ⑴辰度能轉在所教位準下之常數或近乎《。此在完、可使用些類似美國專利編號第6,〇28,880號或美國專^ 第6,1 5 1，349號或美國專利編號第6,24()，i i 7號（彼等係藉由參照而合併進此說明書中)内所說明之技術。種了使Μ射氣體連績流動進入放電室内之技術，口等申明人稱其為二元填充技術，係為提供某一數目⑽如 5)之填充管線，每_接續之管線在孔徑上，可容許加倍其先刖官線之流量’而每一管線係具有一斷流閥。其最低流線在孔I上，可容許最小之平衡氣流。藉由選擇適當組合要被打m將可達成幾乎任何希望之流速。在此節流 &線與雷射氣體源間，最好設置—緩衝罐，而使其壓力維持在大約兩倍於其雷射放電室之壓力。可變頻寬之控制減如上文所述，本發明之較佳實施例，可產生較先存技藝式激態分子雷射之頻寬窄甚多的雷射脈波。在某些情況中，其頻寬比所希望的更窄，而產生一極短景深之焦點。在某些情況中，較佳之平版印刷術結果，可得自於一較大之頻見。所以，在某些情況中，最好有一可修整其頻寬之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇><297公爱） 52 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| :線丨五、發明説明（50) 技術。此一技術係詳細說明在美國專利編號第〇9/91 8,773 和09/608,543號中，彼等係藉由參照而合併進此說明書中。此一技術係涉及到使用電腦模型化，來決定一特定平版印刷術之結果有關的較佳頻寬，以及接著使用其以上述如第16B1和16B2圖中所顯示之ρζτ調制面鏡控制可得的極決速波長控制，來迅速改變一脈衝串期間之雷射波長，藉以模擬所希望之頻外形。此—技術在產生積體電路中相當深之孔方面尤其有用。垂直光學平臺在一些較佳之實施例中，其雙腔室和雷射光學器件，係安裝在一垂直定向之光學平臺上面。此平臺最好是以三點動力座支撐在其雷射框架上面。其一較佳實施例之組態，係顯示在第1C1圖中。彼等金屬帶條係設置在平臺11 上面之位置A、B、和C處’其平臺係在此等位置處被安裝至其雷射框架4上面（未顯*在第⑹圖中）。在位置A處係設有-轉動接頭，其可使該平臺固^，但可容許其轉動。在位置B處係設有-滾珠和v_形槽，其可限制該平臺之底部表面的平面中之轉動，和該平臺前表面之平面中的轉動。在位置C處係、設有_滾珠和長孔槽，其可限制其繞Α·Β 軸線之轉動。具快速控制演算法之超快速波長計控制脈波能量、波長、和頻寬一積體電路平版印刷術所用先存技藝式激態分子雷射’在雷射光束參數方面，係受到嚴格規範之限制。此典 569508 A7 ---------«iZ_— 五、發明説明（5" '—' 一型地需要測量每一脈波有關之脈波能量、頻寬、和中心波長，以及回授控制其脈波能量和頻寬。在其先存技藝式裝置中，其脈波能量之回授控制，係以脈波對脈波之條件，亦即，每一脈波之脈波能量，係足夠迅速地加以測量，以致其所成之資料，可被用於其控制演算法中，來控制其緊接脈波之能量。就一 LOOOHz之系統而言，此係意謂其次一脈波之測量和控制，耗時務必要少於1/1〇〇〇秒。就一 4,000Hz之系統而言，彼等速率將需要快四倍。一種可用以控制其中心波長及測定其波長和頻寬之技術，係說明在美國專利編號第5,025,455號和美國專利編號第5,978,394號中。此等專利係藉由參照而合併進此說明書中。此較佳實施例有關之光束參數的控制，亦不同於其先存技藝式準分子光源之設計，其輸出光束之波長和頻寬，係由其主控振盪器10中之條件來做設定，然而其脈波能量大部份係由其功率放大器12中之條件來做決定。在一些較佳貫施例中，其波長、頻寬、和脈波能量，最好係以脈波對脈波之條件，在其脈波倍增器之輸出處被測量，以及此等测量係被使用在一回授控制系統中，以便控制其波長和脈波能量。此等光束參數亦可在其他位置被測量，諸如其功率放大器之輸出，和其主控振盪器之輸出處。其功率監測器（p-電池），最好應設置在其主控振盪器之輸出處’在其功率放大器之後，以及在其脈波倍增器之後其最好亦應設有一 p -電池，以便監測任何進入其主控振i器内之背向反射。此等背向反射，可能會在其振盪器本紙張尺度適财關家Μ^Μ21〇Χ297ϋ) 54 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508

内被放大，以及會損壞其LNP光學組件。其出自背向反射監測裔之信號，係在一危險臨界值被超過時，被用來關閉其雷射。而且，此系統在設計上，應使避免其光束路徑中可能造成任何顯著之背向反射的雜亂波。光束參數之快速測量和控制此雷射有關之光束參數的測量和控制，將說明於下文此貝施例中所使用之波長計，係類似於美國專利編號第5,978,394號中所說明者，以及下文之某些說明係摘錄自該專利。測定光束參數第14圖係顯示一較佳之波長計單元12〇、一絕對波長參考校正單元190、和一波長計處理器197的布局。此等單元中之光學設備，可測量脈波能量、波長、和頻寬。此等測量係供彼等回授電路使用，藉以使脈波能量和波長維持在其所希望之限度内。此設備可基於來自其雷射系統控制處理器之指令，藉由參照一原子參考源來做自我校準。誠如第14圖中所示，其雷射輸出光束，有部份與其反射面鏡170相交，後者可使大約95.5%之光束能量通過，而成為其輸出光束33,以及可反射大約4.5%，以供脈波能量、波長、和頻寬之測量用。脈波能量有大約4%之反射光束，會被其面鏡171反射至其能量偵測器172,後者係包括一極快速之發光二極體69，其可測本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

55 569508 A7 ~_Ξ__ 五、發明説明（53 ) 量每秒4,000之脈波速率下所發生之個別脈波的能量。此脈波能量大約為10mJ，以及其偵測器69之輸出，係被饋送至一電腦控制器，其係使用一特定之演算法，來調整其雷射充電電壓，以便基於所儲存之脈衝能量資料，來精確控制彼等未來脈波之脈波能量，藉以限定個別脈波之能量和脈衝串之積分能量中的變動。線性發光二極體陣列其線性發光二極體陣列180之感光性表面，係描繪在第 HA圖中。此陣列係一積體電路晶片，其係包括1〇24個獨立之發光二極體積體電路，和一相關聯之取樣暨保存讀出電路（未示出）。此等發光二極體，係成25 6mm之間距，而使總長度為25.6mm(大約1吋）。每一發光二極體係5〇〇微米長。如此之發光二極體陣列，有幾處來源供應。一較佳之供應商為Hamamatsu。在吾等之較佳實施例中，吾等係使用型號S3903-1024Q，其可在FIFO之基礎上，在4xl〇6圖素 /秒之速率下做讀取，其中，全部1〇24個圖素掃描，可在 4,000出或以上之速率下被讀取。其Pda在設計上係供 2xl〇6個圖素/秒之運作用，但吾等申請人發現到，其係可能加快時鐘信號而使運作更為快速，亦即，高達4χΐ〇6個圖素/秒。就大於4,000Ηζ之脈波速率而言，吾等申請人可使用同一PDA’但每一掃描通常僅有部份（例如6〇%)之圖素被讀取出。粗調波長測量本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚)

.、可| (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 A7 · ' ---------— Β7_____ 五、發明説明（54) 大約有4%通過面鏡171之光束，會被面鏡173反射，經過狹縫177，而至面鏡174，而至面鏡丨75，而返至面鏡174，以及至中階梯光柵Π6上面。此光束會被一焦距為458.4rnm 之透鏡178加以準直。其自光栅176折回經過透鏡178所反射之光波’將會再次自面鏡174、175、和再次之174反射，以及接著自面鏡179反射，以及會如第14b圖之上部中所顯示，聚焦在圖素600至圖素950(圖素0-599係保留供細調波長測量和頻寬用）之區域内的1024•圖素線性發光二極體陣列180之左側上面。該光束在此發光二極體陣列上面之空間位置’係其輸出光束之相對標稱波長的粗調測量。舉例而吕，誠如第14B圖中所示，其波長範圍在193 35〇pm附近之光波，將會聚焦在圖素750上面和其鄰近。粗調波長之計算其波長計模組120中之粗調波長光學器件，可在其發光二極體陣列180之左側上面，產生一大約〇25mmx3mm之矩形影像。此十或十一個被照射之發光二極體，將會產生一些正比於其所接收照度（如第14C圖中所示）之強度的信號’以及此等信號將會被其波長計控制器丨97中之一處理器所讀取及數位化。使用此資訊和一内插演算法，其控制器 197可計算出該影像之中央位置。此一位置（以圖素為單位來測量）將會使用兩校正係數，以及假定其位置與波長間有一線性關係，而被轉換成一粗a周波長值。此％•校正係數’係如下文所說明，藉由參照一原子波長參考源來加以決定。舉例而言，其影像位置 57 (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) Α4規格（210X297公楚） 569508 A7 _______B7 五、發明説明（55 ) 與波長間之關係，可為以下之演算法·· λ = (2.3pm/pixel)P + 191,625pm 其中，P=粗調影像中心位置。或者，若有需要可藉由加入一類似“+()p2等二次項，而加入額外之精確度。細調波長之測量其如第14圖中所顯示，大約95%通過面鏡173之光束，將會反射離開面鏡182，經過透鏡丨83，而至一標準具組體 184之輸入處的散光片（最好如以下名為“改良式標準具，，之即段中所解釋之繞射散光片）上面。其離開標準具組體丨84 之光束，將會被此標準具組體内一焦距為458 4mm之透鏡所聚焦，以及將會在反射離開如第14圖中所示之兩片面鏡後，在其線性發光二極體陣列1 8〇之中部和右側上面，產生一些干涉條紋。其分光計務必要能大上能即時測量其波長和頻寬。因為其雷射重複率可能為45000HZ至6,000Hz或更高，其有必要使用一些正確但非計算密集之演算法，以便能以經濟而袖珍之處理電子電路，來達成其所希望之性能。所以，其計算性演算法，最好應使用整數數學而非浮點數學，以及其數學運算，最好應具計算效率（不使用平方根、正弦、對數、等等）。茲將說明此較佳實施例中所使用之較佳演算法的特定細節。第14D圖如所示係一具有5個峰值之曲線，其係表示其線性發光二極體陣列180所測量之一典型標準具條紋信本紙張尺度適财_家縣（CNS) A4規格（21GX297公釐) 58

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-訂· 569508 A7 B7 五、發明説明（56 號。其中央峰值之高度在繪製上，係較其他為低。當不同波長之光波進入此標準具内時，其中央峰值將會上升及下降，有時會變為零。此特徵使得此中央峰值不適合做波長測量用。其他峰值將會響應波長之變動，而移向或遠離此中央峰值，以致此等峰值之位置，將可被用來決定波長，而彼等之寬度可測量雷射之頻寬。第14D圖中顯示有兩個各標示為資料窗口之區域。此等資料窗口在定位上，係使其最接近中央峰值之條紋，通常被用來做分析用。然而，當波長改變而使條紋移動過於接近其中央峰值（此將會造成失真和所成之錯誤）時，其第一尖峰將會在該窗口外，但其第二最接近之峰值將會在該窗口内，以及其軟體可使其控制模組197内之處理器，使用此第二峰值。反之，當波長改變而使當前之峰值移動遠離其中央峰值而至該窗口外時，其軟體將會跳至其資料窗口内之内部條紋。此等資料窗口亦描繪在第14B圖中。極 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— 就在高至4,000Hz至6,000Hz或更高之範圍内的重複率下，就每一脈波之頻寬做極快速之計算而言，一較佳之實施例，係使用第1 5圖所指明之硬體。此硬體係包括：一微處理器400，為公司在亞歷桑那州鳳凰城之摩托羅拉所供廣的型號MPC 823·，一可程式化邏輯裝置402,為公司在加州聖荷西市之Altera所供應的型號EP 6016QC240 ; —執行程序暨資料ά己憶排組4 0 4，一可以表格形式暫時儲存發光一體陣列資料之特殊極快速RAM 406 ; —運作為一記憒體衝區之第三4x 1024圖素RAM記憶體排組408 ;和一類比數 59 . 五、發明説明（57) 位轉換器410。減如美國專利編號第5,〇25,446號和美國專利編號第 5,978f4號中所解釋’—些先存技藝式裝置，係被要求分析大量代表其標準具184在—發光二極體陣列⑽上面所產生之干涉條紋的PDA資料圖素強度資料，藉以決定其中心線波長和頻寬。此係-相當耗時之程序，即使是使用一電腦處理器，因為要找尋及說明波長和頻寬之每—計算有關的&準具條紋’勢必要分析大約彻個圖素強度值。本發明之一較佳實施例，可大幅加速此—程序，其係藉由提供一可人/、用以a十异波長資訊之處理器平行運作來找出該等重要條紋的處理機。此基本技術，係使用一可程式化邏輯裝置402,其可於 PDA圖素資料產生時，自此等圖素資料連續產生一條紋資料表此“輯裝置402 ’亦可識別何組條紋資料，係代表所關注之條紋資料。接著，當需要計算中心波長和頻寬時，其微處理器僅僅是撿起該等來自所關注之識別圖素的資料，以及計算其中心波長和頻寬所需之值。此程序可使微處理器所需之計异時間，降低大約一 1 〇之因數。计异中心波長和頻寬之較佳程序中的特定步驟係如下： 1)在PDA 180運作於2.5MHz之時鐘信號下，此pDA 180係受到其處理器4〇〇之控制，在4,〇〇〇112之掃描速率下，收集來自圖素1至600之資料，以及在1〇〇112之速率下，讀取圖素1至1028。 569508 A7 ["五、發明説明（58 ) ~ — 2) 其PDA 180所產生之類比圖素強度資料，將會自一些類比強度值，被其類比數位轉換器41〇，轉換成一些數位位元值（〇至255)，以及此等數位諸，將會暫時儲存在其RAM緩衝區4G8内，而成為—些表示其發光二極體陣列 180之每一圖素處的強度之8_位元值。 3) 其可程式化邏輯裝置4〇2，可以一幾乎為即時之基礎，連續地分析自其RAM緩衝區4〇8流出之資料，藉以找尋彼等條紋，可將所有資料儲存進其RAM記憶體4^内，可識別每一脈波有關之所有條紋，可就每一脈波產生一條紋表，以及可將此等表儲存進其RAM4〇6内，以及可識別每一脈波有關一最佳組之兩條紋。其邏輯裴置4〇2所使用之技術係如下： A)其PLD 402將會分析每一行經其緩衝區4〇8之圖素值，以便決定其是否超過一強度臨界值，同時可保持追蹤其最小之圖素強度值。若該臨界值被超過，此係一條紋峰值到來之表示值。其PLD將會識別其超過臨界值之第一圖素，做為其“上昇緣”圖素數，以儲存該等領先此“上昇緣，，圖素之圖素的最小圖素值。此圖素之強度值，係被確認為該條紋之“最小值”。 | B)其PLD 402接著會監測後繼圖素之強度值，以搜尋孩條紋之峰值。此在完成上係藉由保持追縱其最高之強度值，直至其強度低於其臨界值強度為止。 C)當一具有一低於臨界值之值的圖素被發現到時，其 PLD將確認其為其之下降緣圖素數，以及儲存此最大值。本紙張尺度賴巾關家鮮（cns)織格（2Κ)χ297公爱) - ---

-訂丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（59 ) 〃 PLD接著會藉由自其下降緣圖素數減去自其上昇緣圖素數’來計算該條紋之“寬度，，。 D) 其上昇緣圖素數、最大條紋強度、最小條紋強度、和邊條紋之寬度等四個數值，係儲存在其RAM記憶排組 406之條紋節段的循環表内。其可就每一脈波，儲存其代表多達15道條紋之資料，雖然大部份之脈波，在上兩窗口内，僅會產生2至5道條紋。 E) 其PLD 402亦被程式規劃，以便就每一脈波，確認出相對於每一脈波之“最佳，，兩道條紋。此在完成上係藉由確認出其完全在0至199之窗口内的最後條紋，和其完全在 400至599之窗口内的第一條紋。其在一脈波後就（1)收集其圖素資料及形成此脈波有關條紋之#環表所需要的總時間，大約僅有2⑼微秒。此技術可節省時間之主要優點在於，其對條紋之搜尋，係發生於其條紋資料正被讀取出、數位化、及儲存之際。一特定之脈波一旦有兩道最佳條紋被識別，其微處理器4〇〇，便會自其RAM記憶體排組406，取得上兩條紋之區域内的原始圖素資料，以及將會自此等資料計算出其頻寬和中心波長。其計算如下·· 該等標準具條紋之典型形狀，係顯示在第14D圖中。基於其PLD 402先前之工作，其具有一在大約圖素18〇處之最大值的條紋，和其具有一在大約圖素45〇處之最大值的條紋’將會被其微處理器400確認出。其環繞此兩最大值之圖素資料，會被其微處理器400分析，以界定出該條紋之形狀 569508 A7 — B7_ 五、發明説明（60) ^ "" — 和位置。此在完成上係如下·· A)其半最大值（半高）在決定上，係藉由自其條紋最大值減去其條紋最小值，而將其差值除以2,以及將此結果加至該條紋最小值。就條紋之每一上昇緣和每一下降緣，、具有起過上述半最大值之最接近值和低於上述半最大值之最接近值的兩個圖素將會被計算。其微處理器在每一情況中，接著將會求出該兩圖素間之外插值，藉以界定出如第18B圖中所*D1*D2之端點，而具有一 1/32圖素之精確度。其循環條紋之内徑D1和外徑D2,將可由此等值被決定出。細調波長之計算其細調波長之計算在完成上，係使用其粗調波長之測量值，和該等D1和D2之測量值。其有關波長之基本方程式為： λ = (2*n*d/m)cos(R/f) ⑴ 其中， λ為波長，以微微米為單位， η為其標準具之内部折射率指數，約為1.0003， d為其標準具之間隔，就KrF雷射大約為1542 //m，以及就ArF雷射大約為934 //m，受控於+/-l//m之範圍内， m係價數，其條紋峰值處之波長的整數，就KrF約為 12440，以及就ArF約為9,664， R為該條紋之半徑，130至280個PDA圖素，一圖素為 25微米，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -63 一

-訂· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 569508 A7 ------- B7_五、發明説明（6i ) "~~~ 生： f為自其透鏡至其PDA平面之焦距。展開cos項及捨棄彼等小至可被忽略之高次項將會產 λ = 以直徑D: =(2*n*d/m)[l-(i/2)(R/f)2] =2*R重寫此方程式可得： (2) λ : =(2*n*d/m)[卜(i/8)(D/f)2] (3) 其波長計之主要任務，為自D計算出λ。此將要求f、 η、d、和m為已知。由於n*d兩者為其標準具之固有值，吾等可將彼等合併成一名為NDi單一校正常數。吾等將[ 視為另一名為FD而以圖素為單位之校正常數，以與D之單位相匹配’而得一純數比率。其整數價數m ’係依據波長和吾等所選擇之條紋對而變化。m在決定上係使用其粗調條紋之波長，其就此目地係具足夠之正確性。此等方程式有關之一些美好事件是，其所有大數目均為正值。其WCM之微控制器，可在維持幾乎32位元之精密度下來计异它。吾等稱方括號内之項為frac。 FRAC = [ 1-( 1/8)(D/FD)2] (4) 内部地，FRAC係表示為一無符號之32-位元值，而使其小數點在最南有效位元之左側。FRAC總係略小於1，以致吾等在此得到最大之精密度。就範圍在{56〇〜26〇丨圖素之D而吕’ FRAC之範圍係自[1-120E-6]至[1-25E-6] 〇當進入其ND校正時，其波長計將會計算一名為 2ND=2*ND之内部無符號64-位元值，其内部波長單位為毫 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂—

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 64 569508 A7 B7 五、發明說明（62 被微米（ίϊη)=1〇-1>米=〇.〇〇ipm。内部地，就細調波長而言，吾等係將波長又表示為FWL，亦以fm為單位。以此等變數重寫該方程式： FWL-FRAC*2ND/m (5) 此算術式係處理FRAC中小數點之移位，而產生以fm 為單位之FWL。吾等將藉由改組該方程式及插入其亦以fm 為單位名為CWL之已知粗調調波長來求m之解：最接近之整數（FRAC*2ND/CWL) (6) 取用最接近之整數，係等於在舊計劃中加入或減去 FSR ’直至對粗調波長最接近之細調波長達到為止。藉由解方程式（4)接著方程式（6)接著方程式（5)，將可計算出其波長。吾等分別就其内徑和外徑計算WL·。其平均值即其線中心波長，其差值即其線寬。頻寬計算其雷射之頻寬係計算為（又2_又1)/2。有一固定校正因數，被應用來考慮到其標準具峰值之内在寬度，而加入至其真實雷射頻寬。數學地，一反褶積演算法，係其用以自其測得之寬度移除此標準具内在寬度的體系，但此計算係過於繁複，以致其係減除一固定之校正值」λ ε ,其可提供足夠之準確度。所以，其頻寬為： ^ λ -[(D2-D,)/2]-z] λ ε λ ε係依據其標準具之規範和真實雷射之頻寬兩者而定。其就本說明書所說明之應用而言，典型地係位於 O.Mpm之範圍内。本紙張尺度 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂---- 569508 A7 r-----—— ____ 五、發明説明（63 ) 改良式標準具 Λ實施例係利用-改良式標準具。彼等傳統式標準具 Φ裝賴’典型地係採用—彈性體，使該等光學元件安裝至其四周之結構，藉以局限該等元件之位置，但極小化其絲至該等it件之力量。-通常就此而使用之化合物，為室溫硫化（RTV)矽酮。然而，此等彈性體散發出之各種有機蒸汽，會殿積在該等光學表面上面，而劣化彼等之性能。為延長標準具性能之壽命期，其標準具最好安裝在一不含任何彈性體化合物之密封封殼内。其一較佳之實施例，係包括一顯示在第14和14£圖中之184處的改良式標準具組體。第14G圖中所示之熔融石英 #準具79本身，係由一具有一凸緣81之頂板8〇和一底板Μ 所構成，此兩者板係由頂級熔融石英所構成。此標準具在設計上，可在被一折射指數1〇〇〇3和精密度等於或大於乃之氣體所環繞時，產生一些具有在193.35nmT範圍為 20.00pm之自由頻譜的條紋。其具有超低熱膨脹之三個熔融石英隔片83,可分隔該等板，以及係934微米± 1微米厚。此等可藉由一在光學製造技藝中之知名技術的光學接觸，使標準具固定在-起。其標準具内部表面之反射係數，各係大約為92%，以及彼等之外部表面，係做防反射塗敷處理。其標準具透射率大約為50〇/〇。其標準具79在保持定位於其鋁製外殼84内上，係僅藉 | 由重力和二個低力彈簧86，使其凸緣壓制至三個未示出之墊片上面，但係居中成120度對齊，而在凸緣81之下方，位本紙張尺度適$巾目目(⑽）公楚)~~ 1 一

-、盯— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（64) 於引出線85所指示之徑向位置處。—沿其凸緣8 87處僅〇._忖的餘隙，可確保其標準具能保持大约在发 ^之位置中。此緊公差配合亦可確保，若有任何震動或^ 動經由其固定座轉移至其標準具系統，該等光學組件與殼接點間之相對速度，將會保持為最小。其標準具組體⑻ 之其他光學組件’係、包括一散光片88、一窗口89、和一焦距為458.4mni之聚焦透鏡9〇。 …、〃其散光片88，可為-標準先存技藝式散光片，其通常係用於-標準具之上游，以產生其標準具正常運作所需之多種入射角。-先存技藝式散光片有關之問題是，大約有經過此散光片之光波，並非在一有用之角度，以及盆結果將不會㈣、在其發光二極體陣列上m，此浪費掉之光波，將會增加其光學系統之熱量，以及會助長該等光學表面之劣化。在一更佳之實施例中，一繞射式透鏡陣列，係被用作該散光片88。就此類型之散光片而言，一樣式將會在該繞射式透鏡陣列中產生，後者可使光波完全散射，但僅在大約一 5度之角度内。其結果是大約有9〇%落在其標準具上面之光波，將會入射於有用之角度處，以及有更多部份入射至其標準具上面之光波，最終將會被其發光二極體陣列偵測到。其結果是入射至其標準具上面之光波，可被大幅降低，此可大幅增加其光學組件之壽命。吾等申請人估計，其入射光波可被降低至小於先存技藝在其發光二極體陣列上面具有等量光波之值的5。/。或10〇/〇。繞射式散光片有關之較佳準直 67 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 569508 A7 - ____ B7__ 五、發明説明（65) 第14H圖係顯示一可進一步降低通過其標準具之光波強度的較佳實施例之特徵。此實施例係類似於上文所討論之貫施例。其出自面鏡1 82之樣本光束（大約15mmx3mm)，將會向上行經聚光透鏡400，以及接著會被透鏡402重新加以準直。此如今被準直及尺度被降低至大約5mmx 1 mm之光束’將會行經其標準具外殼窗口 404，以及接著行經一繞射擴散元件406，其在此一情況（就一ArF雷射而言）中，為一由公司在阿拉巴馬州亨茨維爾市之Mems Optical，Inc.所供應的繞射擴散元件。此元件為零件編號D023-193，其可大幅地將任何橫斷面組態之任何進入已準直之光束中的所有 193nm下之光波，轉換成一在一第一方向中展開2。及在一與第一方向相垂直之第二方向展開4。的光束。其透鏡41〇接著會使此展開之光束’ “聚焦，，成一覆蓋第14圖中所顯示之發光二極體陣列1 80之矩形樣式。其發光二極體陣列之有效區域’大約為〇.5mm寬及25.6mm長，以及其透鏡410所形成之點樣式’大約為1 5mmX30mm。該繞射擴散元件，可使其光束之空間成分完全混合，但可大體上使所有之光束能量’維持在2。和4。之限度内，以使其通過標準具之光波，能大幅被降低，以及能有效率地被利用。讀者理應認清的是，其通過標準具之光束能量中的進一步降低，可藉由縮小其發光二極體陣列之短維度中的點樣式來加以實現。然而’更進一步縮小至少於1 5mm，將會使得其光學對準更為困難。所以，其設計者應將上述點樣式之尺度，考慮為一權衡利弊之議題。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 68 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -、可丨 569508 A7 _—__B7__ 五、發明説明（66 ) 在就一運作於248.327nm左右下之KrF雷射而設計之另一系統，一類似之設計在設置上，可就波長而做調整。在此實施例中，其透鏡400係具有一大約50mm之焦距（此透鏡為 Melles Griot Corporation 零件編號 OILQP001)。其準直透鏡402，係具有-20mm之焦距（EVI Laser Corporation零件編號PLCC-10.0-10.3-UV)。其繞射擴散元件406，為Mems Mems Optical Corporation零件編號D023-248。在此實施例中，以及在ArF實施例中，其兩透鏡間之間隔，係以隔片 416做適當定位。吾等申請人估計，在此運作於此一設計範圍内之雷射下，其通過標準具之光束的能量，將不足以在標準具内造成顯著之熱問題。在其他之較佳實施例中，其光束可被容許行至透鏡400 與402間之一焦點處。彼等適當之透鏡在此一情況中，係使用一些知名之光學技術來加以選擇。脈波能量和波長之回授控制基於每一脈波之脈波能量如上文所述之測量，彼等後繼脈波之脈波能量可加以控制，以維持所希望之脈波能量，加上某一特定數目之脈波所希望之總積分劑量，彼等全係說明在美國專利編號第6,005,879號，“Pulse Energy Control for Excimer Laser”（激態分子雷射有關之脈波能量控制），其係藉由參照而合併進此說明書中。其雷射之波長，可使用彼等測量之波長值和一些其先存技藝式中已知類似美國專利編號第5,978,394 號，”Wavelength System for an Excimer Laser”（激態分子雷本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 69 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

569508 A7 B7 五、發明説明（67 射有關之波長系統）中（其亦係藉由參照而合併進此說明書中）所說明之技術等技術，在_回授組態中加以控制。吾等申:人最近已開發出一些有關波長調制之技術，其係利用一壓電驅動器，來提供面鏡調制之極快速運動。某些此等技術係說明在2000年6月30日提出申請之美國專利編號第 608,543號，”Bandwidth Control Technique for a Laser”（雷射有關之頻寬控制技術），其係藉由參照而合併進此說明書中。下節提供了此等技術之一簡短說明。其壓電管組可調整其槓桿臂之支點的位置。具有組合PZT-步進馬達驅動式調制面鏡之新lnp 壓電驅動器有關之明細設計第16圖係一可顯示上述雷射系統之特徵的方塊圖，其對上述輸出雷射光束之波長和脈波能量的控制係很重要。其線窄化係藉由一内含四個稜鏡光束擴展器 (112a-112d)、一調制面鏡114、和一光柵1〇C3之線窄化模組110,來加以完成。為要達成一極窄光譜，在此線窄化模組中’係使用一極高之光束擴展。此光束擴展係45χ，相照於其先存技藝式微平版印刷術激態分子雷射中典型所使用之20Χ-25Χ。此外’其前孔（116Α)和後孔（116Β)之水平尺度’亦係使較小，亦即，16和11〇1111，相照於其先存技藝之大約3mm和2mm。其光束之高度係使限制在7mm。所有此等措施可容許使其頻寬，自大約〇.5pm(FWHM)，減少至大約0.2pm (FWHM)。其雷射輸出脈波能量，亦可自5rnj降低至大約lmJ。然而，此並不為一項問題，因為此光波將 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

.二-τ—

70 發明説明（68) 會在其放大器内被放大，以得到其所希望丨〇mJ之輸出。其輸出耦合器118之反射率為30%，此係很接近其先存技藝式雷射者。第16B圖係一可顯示本發明之一較佳實施例的明細特徵之繪圖。其面鏡14之位置中的大改變，係藉由一步進馬達透過一 26.5比1之槓桿臂84，來加以產生。在此一情況中其壓電驅動器8 0之端部處的金鋼石塾$ 1在設置上，係使與其槓彳干臂84之支點處的球形刀具球相接觸。其槓桿臂 84之頂部與面鏡座86間的接觸，在其槓桿臂上面，係設置有一圓柱形接合銷臂，以及如85處所示在其面鏡座上面，係安裝有四個球形滾珠軸承（僅顯示出其中之兩個）。其壓電驅動器80，係以一壓電座8〇A安裝在其LNp上面，以及該步進馬達係以一步進馬達框架82A，安裝至其框架上面。其面鏡14係使用三個鋁製球體（其中僅有一個顯示在第 16B1圖内），以一個三點座安裝在其面鏡座“内。有三個彈簧HA，可施加壓縮力，使該面鏡保持壓制至該等球體。此實施例係包括一伸縮囊87(作用為一罐），以使其壓電驅動器與其LNP内之環境相隔離。此隔離作用可防止其g電元件受到UV之損害，以及可避免其壓電材料逸出之氣體所造成的可能污染。預調制和主動調制上文所說明之實施例，可被用做線性調頻脈衝校正外之其他目的。在某些情況中，一積體電路平版印刷機器之操作員，可能希望以一預定之基礎來改變波長。換言 569508 五、發明說明（69 其目標中心波長人τ，可能並非一固定之波長，而是可依所希望隨時被改變，其或係遵循m之樣式，或為一使用先剛歷史性之波長資料或其他參數連續地或定期地被更新之學習演算法的結果。適性前饋本發明之較佳實施例，係包括一些前饋演算法。此等演算法可由其雷射操作員，基於已知之脈衝串運作樣式，來加以編碼。或者，此演算法可為適性式，以使其雷射控制可偵測一些如以上圖表中所顯示之脈衝串樣式，以及接著可修訂該等控制參數，而提供其面鏡14因預料波長漂移之調整，藉以避免或極小化漂移。此適性前饋技術，係涉及到由來自一或多先前脈衝串之資料，在軟體中建立某一重複率下之線性調頻脈衝的模型，以及使用PZT管組，來反轉此線性調頻脈衝之效應。為要適當設計該線性調頻脈衝之反轉，需要有兩件資訊：（1)其ΡΖΤ管組之脈波響應，和（2)該線性調頻脈衝之形狀。就每一重複率而言，其線性調頻脈衝波形藉由ΡΖ 丁管組之脈波響應的反褶積，將會產生一序列之脈波，其在施加至ΡΖΤ管組（以適當之信號）時，將會消除該線性調頻脈衝。此計算可藉由測量某一組重複率下之行為在離線處被完成。該等資料序列可被儲存至一些由脈波數和重複率加以索引之表中。此表可在運作期間被查閱，以便挑選出其適性前饋反轉運作中要使用之適當波形狀資料。其亦有可能’以及事實上可能是較佳的，使用每次其重複率有改變本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 72 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-、町— 569508 A7 ~一 ___B7 五、發明説明（7〇) 時其運作開始處之資料的少數脈衝串，幾乎能即時地得到其線性調頻脈衝形狀之模型。此線性調頻脈衝形狀之模型，和可能加上其PZT脈波響應之模型，可接著基於其模型與資料間累積之測量誤差，每-N.脈衝串地加以更新（舉例而言，使適應）。一較佳之演算法係說明在第16E圖中。彼等脈波之脈衝串的開始處之線性調頻脈衝，可使用第16E圖中所說明之演算法，來加以控制。字母以系論及一脈衝串中之脈波數。其脈衝串係被分隔成兩個區域，一 ^ 區域和一 1區域。其k區域係有關少於第k個之脈波數（定義一長至足以涵蓋該線性調頻脈衝之時間周期）。每一脈波數係使用獨立之比例常數匕、積分常數Ik、和線中心誤差Σ LCEk之積分總數。其次一脈衝串内之k區域中的對應脈波數有關之PZT電壓，係由此等常數和總數來加以決定。在其第k個脈波後，一傳統式比例積分常式，將可控制其之電壓。該脈衝串内之次一脈波有關的電壓，將為當前之電壓加上Ρ*ΙΧΕ+Ι*ΣΙΧΕ。一可解釋此演算法中之主要步驟的流程圖，係提供在第丨6Ε圖中。 I 振動控制在一些較佳之實施例中，可應用主動振動控制，以降低其放電室所產生之振動所致的不良衝擊。一此類技術係利用一壓電負載電池，以監控ίΝρ之振動，而提供一用來提供額外之控制功能給其1_面鏡的回授信號。此一技術係說明在美國專利編號第〇9/794,782號中，其係藉由參照而合併進此說明書中。本紙張尺度適用中關家標準（⑽）Α4規格⑵〇χ297公董） ~3 ---

.、\t— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（71 ) 其他頻寬測定技術其來自本發明之一較佳實施例的雷射光束之頻寬，相 π於些先存技藝式平版印刷術雷射，可顯著被降低。所以，一般希望能提供一些較上述系統所能提供在頻寬測量有更大準確度之度1衡系統。有一此類方法係說明在 001年10月3 1日提出申請之美國專利編號第1〇/〇⑼,99丨號定名為 “High Res〇luti〇n Etal〇n Grating Spectr〇meter，，（高解析度標準具光栅分光計）中，其係藉由參照而合併進此說明玲中其他測定全寬半高和95°/。積分頻寬兩者頻寬之高準確度方法，可合併成一雷射組件，或被設置成測試設備。雷射放電室熱交換器彼％較佳貫化例在设計上，係使運作於每秒個脈波之脈波重複率下。淨化其放電區域在脈波間放電所造成之氣體，在該等電極18A與20A間，將需要高達大約67m/s 之氣流。為達成此等速率，其切向風扇單元之直徑，係被叹定為5吋（其葉片結構之長度為26吋），以及其旋轉速率係使增加至大約3500rpm。為達成此一性能，此實施例係利用兩個馬達，彼等可共同傳遞高至大約4kw之驅動功率，給其風扇葉片結構。在4000Hz之脈波率下，其放電將會加入大約12kw之熱能至其雷射氣體。為移除其放電所產生之熱量連同其風扇所加入之熱量，其係設置有四個獨立式水冷附散熱片之熱交換器單元58A。該等馬達和熱交換器將詳細說明於下文。五、發明説明（72) 本發明之一較佳實施例，係利用四個如第4圖中概略顯示附散熱片之水冷式熱交換器單元58A。每一此等熱交換器，夕少係類似於第1圖中之5 8處的單一熱交換器，然而係具有重要之改良。 μ 熱交換器組件上述熱交換器中之一的橫截面圖，係顯示在第21圖中。此熱父換器之中間區段係被切除，但係顯示出其兩端部。第2 1Α圖係顯示該熱交換器可容納熱膨脹和收縮之端部的放大視圖。忒熱父換為之組件，係包括一附散熱片之結構3〇2，其係機製自實心銅（CU 1 1000)，以及係包括每吋十二片之散熱片303。水流係經由一具有〇·33吋孔徑之軸向通道。一位於此軸向通道内之塑料湍流器3〇6，可防止此軸向通道内之水的層化，以及可防止该通道之内部表面上的熱界面層之形成。其一撓曲性凸緣單元304,係一焊接之單元，其係由内部凸緣304Α、伸縮囊304Β、和外部凸緣3〇4C所構成。該熱父換器單元，係包括三片^形密封層3〇8，其可密封其在熱夏父換器中流動之水，使與其雷射氣體相隔離。其伸縮囊3 04B，可容許其熱交換器相對於放電室之膨脹和收縮。其一雙埠螺帽400，可使其熱交換器通道，連接至一標準 5/16吋之定位彎管接頭，其復係連接至一水源。其形環 402’可在其螺帽4〇〇與其附散熱片結構3〇2間，提供一密封層。在彼等較佳之實施例中，該等單元中之兩個内的冷卻水之抓動方向’係與另外兩個相反，藉以極小化其軸向之本紙張尺度適财關家標準(CNSU^T^·公釐) 569508 A7 ________B7_ 五、發明説明（73 ) 溫度梯度。湍流器在一較佳之實施例中，其湍流器係由四個現貨長形同軸混合元件所構成，彼等典型地係被用來使環氧樹脂組成分相混合，以及係可得自3M公司（Static Mixer，part N〇 06-13 1229-00)。此同軸混合器係顯示在第21和21八圖中之 306處。此同軸混合器可迫使水沿一每一間距距離（其係〇·3 吋）反轉其順時針方向之一般性螺旋形路徑而流動。此湍流态可顯著改良其熱交換器之性能。吾等申請人所做之測試顯示，加入該湍流器，可使維持其相當之氣體溫度條件所需要的水流量，減少約略5之因數。流動路徑在此一較佳之實施例中，其進出於放電區域之氣流， _於彼等先存技藝式雷射放電室，已得到大幅之改良。 Λ放電上游而鄰近其橫向氣流風扇出口之區域在形狀上，係、使自其放電之某一大截面平滑變換成某一小戴面。其直 #在放電下游之區域的截面，係使其放電之小值，平滑地 #加至其氣體被迫轉9G。而進人熱量交換器内前之—甚大值此組恶可極小化其壓力降和高速流過陡階躍所造成相關聯之擾動。豉風機馬達和大鼓風機本毛明此第一較佳實施例，可提供一藉由雙馬達所驅之大切向風扇，而使雷射氣體循環。此顯示在第％圖中幸乂佳、、且恶，可在該等電極間提供一之氣流，其係 --—--

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— 五、發明説明（74) ^在4，_沿之脈波間，清理其放電區域内大約H之上述風扇之橫截面葉片，结構，係顯示為第4圖中之 64A。其-透視圖係顯示在第似圖中。其葉片結構係具有一讨之直徑，以及係機製自—實心銘合金咖领奉材。 f 一節段中之個別葉片，如第18A圖中所示，係與相鄰節 =略有偏移。此偏移最好使不均勾，藉以避免任何麗力波前之建立。就一他型而言，該等個別葉片，可相對於其葉片軸線略具角度（再次為避免麼力波前之建立）。該等葉片亦具有銳利之前緣，可降低其面對放電區域之葉片邊緣的聲波反射作用。此如第18圖中所顯示之實施例，係利用兩個3_相無電刷DC馬達，彼等各具有一裝在一金屬壓力軍蓋内之磁轉子後者了如美國專利編號第4,950,840號中所說明，使該等馬達之定子部分，與其雷射氣體環境相隔離。在此一實施例中’該壓力罩蓋係一〇〇16忖厚之薄壁鎳合金4〇〇，其係作用為其雷射氣體之障壁。其兩馬達53〇和兄2 ,係驅動同一軸桿，以及係被程式規劃在相反之方向中轉動。此兩者馬達為無感測器之馬達（亦即，彼等在運作並無位置感測器）。其用以控制右馬達530之右馬達控制器534，係作用為一主控器，可經由一些類比和數位信號，來控制其從動馬達控制器536，藉以建立開始/停止、電流指令、電流回授、等等。其與雷射控制器24A之通訊，係經由一 RS-232序列埠，而進入其主控器534内。 77 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） 569508 五、發明説明（75)

高工作周期LNP 淨化、.泉乍化組件係知名的；然而，其先存技藝係教導，不使其淨化氣流直接流至其光栅表面上，以致其淨化氣流典型地係經由一位於一些在其光柵表面背後之位置處的埠來提供。然而，吾等申請人業已發現到，在極高之重複率下，在其光柵表面上，將會發展出一層熱氣體（氮氣），而使其波長失真。此一失真至少可藉由上述之主動波長控制，部份地加以修正。另一解決方案是，如第17圖中所示地，淨化其光栅之表面。在第17圖中，一些在長财直徑 3/8忖之淨化管61的頂部中之小孔（imm成1/4叶之間隔），可提供上述之淨化氣流。此淨化氣體，如下節中之說明，可為來自-純氮供應器之氮氣。，然而，就此LNp而言，氛氣係其較佳之淨化氣體，因為其在自LNp組件移除熱量上，係更有效率。其他之技術係顯示在第17A、nB、和Μ圖中。淨化系統本發明此第一實施例，係包括一超純乂淨化系統，其可提供極大之改良性能，以及可大幅增加其組件之壽命期。第19圖係一可顯示本發明之第一實施例的重要特徵之方塊圖。其在本系統之此一實施例中被氮氣淨化的五個激悲分子雷射組件是·· LNP 2P、一些安裝在雷射放電室6p上面之高電壓組件4P、一使此等高電壓組件4p與上游脈波功率組件ιορ相連接之高電壓電纜8P、一輸出耦合器i2p、和一波長計14P。每一組件2P、4p、8p、12p、和14p，係裝本紙張尺度適财關緖準（CNS)峨格⑽心了公爱）

€:丨： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、可I 569508 其之

•訂— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 五、發明説明（76 ) 在其密封之容器或隔間内，彼等各僅具有兩個埠，一^進孔琿和-N2排氣埠。一通常為一積體電路製造廠處之大队槽（典型地維持在液態氮溫度下）凡來源16P，但係可能為一相當小之乂瓶。此N2源氣體係自其N2源16P流出，係流進其凡淨化模組17P内，以及係經過其&過遽器哪，而至其内含流S控制閥之分配面板2〇p，藉以控制其至該等被淨化之組件的N2氣流。關於每一組件，此淨化氣流將向後導引至其模組17P，而至_流量監控單元22p，其中，自每一淨化單元返回之流量’將會受到監控，以及在其受監控流量:]、於-預定值的情況中，啟動-警報(未示出)。〃第19A圖係一可顯示此實施例之特定組件之線圖，另係包括某些額外並非與本發明之淨化特徵特別相關的特徵。 N2過濾器本^明之一重要特徵是，將其乂過濾器18納入。過去彼等有關積體電路平版印刷術之激態分子雷射的製造商相信’ 乂淨化氣體有關之過遽器並非必要，因為市售队七有關之n2^體規範，幾乎總能足夠地良好，以致其符合規範之氣體係夠乾淨。然而’吾等申請人業已發現到，有時其來源氣體可能會在規範外，或者其通向淨化系統之仏管線，可能會含有污染物。而且，彼等管線在維修或運作程序Μ ’可能會受到污染。吾等申請人業已決定，該過濾裔之費用’係預防極低或'然率之污染所致損壞的極佳保險。其一較佳之Ν2過濾器，為公司在加州聖地牙哥市之本紙張尺度適财3驗⑵gX2T^J7

%, 569508 A7 B7 五、發明説明（77 )

Aer〇neX所供應的Model 500K惰性氣體淨化器。此過濾器可移除H2〇、〇2、c〇、c〇2、&、和非甲垸烴，而達至次於十億分之幾的位準。其可移除99 9999999%所有〇〇〇3微米或以上之顆粒。流量監控器在單元22中之流量監控器，係為每一五個淨化之組件而設置。其中有一些具有低流量有關之警報特徵的市售 TJT7 一早兀。管路最好所有管路係由具有電子拋光之内部的不銹鋼 (316SST)所構成。某些類型由pFA4〇〇或超高純度鐵氟龍之塑膠管，亦可加以使用。再循環和清理邛份或所有之淨化氣體，可如第丨9B圖中所示使再循環。在此一情況中，有一鼓風機和一水冷式熱交換器，加入其淨化模組。舉例而言，其出自光學組件之淨化氣流可使再循環，以及其出自電氣組件之淨化氣流可使排出，或一部份結合之氣流可使排出。而且，可加入一臭氧清理元件以便移除來自其封合之光束路徑的臭氧。此可包括由數種可與〇3反應之材料中的一個所製成之過濾器。 LNP之氦氣淨化在一些較佳之實施例中，；LNP係以氦氣淨化，以及其餘之光束路徑，係讀氣淨化。氦氣具有—較氮氣為低之折射率’以致使用氛氣可極小化其LNp中之熱效應。然而，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21〇χ297公釐） 80 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、可· 569508 A7 、發明説明(~78^ "~ 氦氣約較氮氣貴1000倍。改良式密封層一些封合光束路徑之較佳技術，係說明在2001年11月 14日提出申請之美國專利編號第】〇/〇〇〇,991號名為“Gas

Discharge Laser With Improved Beam Path，，（具改良式光束路控之氣體放電雷射）中，其係藉由參照而合併進此說明書中。第19C、D、E、和F圖，係摘錄自該申請案。第19(：圖係一可顯示其類似上文所說明之主控振動器的氣體放電系統之各種組件間的伸縮囊密封體之繪圖。第19D圖係顯示一包括一至其LNP步進馬達而使此馬達與]^Np封殼間之介面密封的伸縮囊配置之修飾體。第丨9E圖係顯示一 LNp有關之熱去耦合孔，其可極小化上述LNp内之發熱，以及亦可封合其LNP之入口，以使其可以氦氣來加以淨化。氦氣係經由第19C圖中之95處所顯示的放電室窗口單元離開其 LNP。第19F1、2、3、4、和5圖係顯示一些容易密封之伸縮囊密封體，其係用來在該等雷射模組間提供密封，但可容許快速而輕易地分離該等模組，藉以容許快速更換模、组。第19G圖係顯示-可淨化—波長計之高強度部分的特定淨化配置。此系統之優點本說明書中所說明之系統，係表示特別有關ArF和匕雷射之長期激態分子雷射性能的一個重大改良。彼等污染門靖，基本上可被消除，此可使得大幅增加彼等組件之^ 命期和光束品質。此外，由於其除經由出口埠外之浲漏已本紙張尺度適财關家鮮（CNS) A4規格（21GX297公釐)

.訂！. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

81 569508 五、發明説明（79) 被消除，其流量可被控制至所希望之值，此效應可使^之需求量降低約50%。具瓦特表之密封式光閥單元此第一較佳之實施例，係包括一内建一如第2〇、2〇A、和2〇B圖中所顯示之瓦特表的密封式光閥單元500。在此一重要改良下，Λ光閥係、具有兩項魏，第_，為一可阻隔雷射光束之光閥，以及第二，為一可在有需要測量時監控光束功率之全光束瓦特表。第20圖係一可顯不上述光閥單元之主要組件的頂視圖。其中有光閥502、光束收集器5〇4、和瓦特表5〇6。其雷射輸出光束於其光閥在閉合位置下之路徑，係顯示在第圖中之5 10處。其在光閥打開下之路徑，係顯示在處。 2光束停止組件516之光閥活性表面，係與其光束離開放電至之方向成45 ，以及當其光閥為閉合時，該光束會在其光閥之表面中被吸收，以及會反射至其光束收集器5〇4。其光束收集器之活性表面和其光閥之活性表面兩者，係為就雷射光束之高吸收率而做錄路處理。在此一實施例中，其光束停止組件516,係安裝在其撓曲性臂518上面。其光閥係藉由施加一電流至第20Β圖中所示之線圈514，而使該等撓曲性臂518和光束停止元件516,拉向此線圈，藉以使其光束停止元件516,離開其輸出雷射光束之路徑，而被打開。該光閥係藉由停止流經其線圈514之電流，使其永久磁鐵520,將該等撓曲性臂518和光束停止元件516，拉回其閉合位置内，而被關閉。在一較佳之實施例中，其電流流量本紙張尺度適财關家標準⑽）Μ規格⑵_7么f

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

.訂—

:、文仔、、、田修整，以使該元件和臂，能在打開和關閉位置間輕易變遷。 "其瓦特表506’係在一類似之方式中運作，而將其熱電路置於第20和20八圖中所顯示之輸出雷射光束的路仏中。在此一情況中，該等線圈52〇和磁鐵522，可拉動 ^偵測态單兀524和其之撓曲性臂526，使進出於其光束路仏、’，以便做輸出功率之測量。此瓦特表可在使光閥打開及使光閥關閉下而運作。其至線圈之電流，係如同其光闕一樣受到控制，藉以使其單元524能輕易變遷進出於其光束路徑。特定F2雷射之特徵、、，以上之說明通常可直接應用至一 ArF雷射系統，但幾乎所有之特徵，以少許此業界中所熟知之修飾，同樣可應用至彼等KrF雷射。然而，就本發明之^型式而言，將需要 -些重要之修飾。此等改變係包括一在上述LNp之位置中的線選擇ϋ ’和/或—在雙腔室間甚或在其功率放大器下游之線選擇ϋ。彼等線選擇器最好為U之稜鏡。一些在疋向上與其光束約成——度之角度的透明板，可被使用在該等放電至間，以改良其輸出光束之偏極化。在該等放電室間，可加入一散光片，以降低其輸出光束之同調性。本發明可在不改變其界定範圍下做成各種修飾。本技藝之專業人員，將可理解出許多其他之可能變更形式。舉例而吕，其脈波功率電路，直至如5圖中所示之脈波變壓器 56的輸出處，可為一共用之電路。此一解決方案，可提供本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公着）五、發明説明（81) 頸動進—步之降低’正如美國專利編號第賴，州號中所解釋，其係藉由參照而合併進此說明書中。此專利申請案用以顯示其脈波變壓器之輸入和輸出的㈣圖，為讀者方便片，係納人本㈣書中，而成為之第13圖。其頻寬之主動回授控制在設置上，可藉由使用一馬達驅動器，來調整其在第以圖中所示之彎曲機構，以便調整其線窄化、:.曲率《者可藉由使用壓電裝置來控制其光柵之曲 =，而提供頻寬更快速之控制。其他之熱交換器設計，應為“明書中所顯示之一組態的明顯修飾。舉例而言，所有四個單元’可使結合成一單一單元。此對在熱交換器上面使用甚大之散熱片’來緩和其因雷射之脈衝串模態運作所致之氣體溫度迅速改變的效應，可以是重要之優點。讀者理應瞭解的是’在極端高之脈波率下，其針對脈波能量之回授控制’並非必，然要使其快Μ以使用其前接之脈波^來控制—特定脈波之脈波能量。舉例而言，彼等控制 2可在肖疋脈波有關之脈波能量被用來控制第二或第三接下來之脈波的情況中被提供。其使波長計標準具和光栅資料轉換成波長值之演算法中，係可能有許多之變更形式和修飾體。舉例而言’吾等申請人業已發現到，一極 =量之誤差’將會產生自其標準具光學系統中之一聚焦誤 _ ;將曰使侍所測里之線寬度’較其實際為大。此誤差會隨著其正被測量之標準具條紋的直徑之變大而略有增加二此可藉由掃目苗其雷射和某一範圍之波長，以及觀察當此專測量之條紋離開該等窗口時的階躍變化，來加以校 569508 A7 - - B7 丨丨....... - 五、發明説明（82) 〜 -- i。-校正因數接著可基於該等内所測量之條紋的位置而被決定。有許多其他不同於第丨圖中所顯示者之布局配置可被使用。舉例而言，該等放電室可並排安裝，戋使其 PA在底部上面。而且，其第二雷射單元，可藉由納入一類似一部份反射性面鏡等輸出耦合器，而被配置成一從動振動器。其他之變更形式係屬可能。一些不同於切向風扇之風扇可被使用。此在重複率甚大於4kHz下可能是需要的。該等風扇和熱交換器，可使位於該等放電室之外部。美國專利編號第09/837,035號（藉由參照而合併進此說明書中）中所說明之脈波定時技術，亦可加以利用。由於此較佳實施例之頻寬，可少於〇 2pm，其頻寬之測量，可能希望有額外之精密度。此可使用一具有一較以上所說明之標準具為小的自由頻暗範圍之標準具，來加以完成。其他知名之技術’可調適以便能用來精密測量其頻寬。因此，以上之揭示内容並非有限制意，以及本發明之界定範圍，係由所附申請專利範圍和彼等之法定同價體，來加以決定。 85 (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（⑶幻A4規格（21〇χ297公釐）元件編號對照 2…雷射糸統 2P...LNP 4·.·雷射系統框架 4 P · ·.向電壓組件 6.. .AC/DC南電壓電源供應器模組 6B.··高電壓電源 6P.··雷射放電室 7…共振充電器模組 8A，8B…整流器模組 8P.··高電壓電纜 10.. .主控振動器模組 10(1)·.·主控振動器 10A，12A···放電室 10B，12B··.壓縮頭 10A-2，10A-4.·.長形狀電極 10A-4··.陽極 10A-6·..氣流整形狀陽極支援桿 10A-10··.切向風扇 10A2...陰極 10 A4…陽極 10A8.··水冷式熱交換器單元 10A8...電流回路 10C…線窄化組件（LNP) 10C1…CaF光束發展稜鏡 10C2...調制面鏡 10C3···面鏡中階梯光柵 10C3...光柵 10D.··輸出轉合器單元 10P···脈波功率組件 11…光學平臺 12···功率放大器模組（pA) 12(1)···功率放大器 12A.··放電室 12B···壓縮頭 12C，12D...面鏡 12P···輸出耦合器 13…脈波倍增器模組 14…波前操縱箱 14A···主控振動器光束輪出光學器件 MB…功率放大器輸入_輸出光學器件 569508 A7 B7 五、發明説明（84 ) 14C…功率放大器背部光 26...面鏡學器件 27…面鏡 14…面鏡 28...雷射控制模組 14A...彈簧 28…面鏡 14A，14B · ·.面鏡 29...面鏡 14P...波長計 30...輸出光束 15A-15D...面鏡 30...狀態燈 16…光束穩定器模組 32…光束 16P...N2 來源 33...輸出光束 17Ρ·..Ν2淨化模組 34...光束 18...Ν2過滤·器 42...C〇電容器 18…光閥模組 42,52,62,82...電容器排組 18Α，20Α...電極 46...固模態開關 18Ρ...Ν2過濾器 46A，46B...IGBT 開關 20...氣體控制模組 48,54,640...電感器 20…光束 48A...空心芯圓柱形狀體 20Ρ...分配面板零件 22...冷卻水分配模組 48B...零件 22...分光器 49...陶鐵磁體環 22Ρ...流量監控單元 50...雷射 24...空氣體通風模組 52...C1電容器排組 24…光束 54...可飽和式電感器 24Α...雷射控制器 54A...水冷式可飽和型電感器 26...用戶介面模組 54A1...水冷式套管 (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） 87 569508 A7 B7 82A...步進馬達框架 83…熔融石英隔片 84…鋁製外殼 84.. .槓桿臂 8 5...引出線 85.. .球形滾珠軸承 86…低力彈簧 86.. .面鏡座 87.. .頂緣 87.. .伸縮囊 88.. .散光片 89·.·窗口 90.. .聚焦透鏡 95…放電室窗口單元 110.. .線窄化模組 112a-112d...稜鏡光束擴展器 114.. .調制面鏡 116A...前孔 116B...後孔 11 8...輸出|馬合器 120.. .波長計單元 170.. .反射面鏡 17 1...面鏡 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（85 ) 54A2...冷卻管線 54A3...鳩尾槽 56.. .升壓脈波變壓器 56A...鋁製捲線軸 56B...印刷電路板 56C...絕緣體 56D...不錄鋼次級線圈低壓端部 56E...初級線圈HV引線 56F...rlj電壓端子 61.. .淨化管 64.. .可飽和式電感器 64A...可飽和式電感器 64A1…夕卜殼 64A2...鳩尾槽溝 64A3..·磁芯 69…發光二極體 79.. .熔融石英標準具 80…頂板 80.. .壓電驅動器 80A...壓電座 81.. .凸緣 81.. .金鋼石墊 82.. .底板本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 88 569508 A7 B7 304…撓曲性凸緣單元 304A...内部凸緣 304B...伸縮囊 304C...夕卜部凸緣 3 06...塑料瑞流為 306.. .外殼 3 0 7…磁芯 307A，B，C...線圈 3 0 8... c -形密封層 400.. .雙埠螺帽 400…微處理器 400.. .聚光透鏡 400…薄壁鎳合金 402.. .0.形環 402.. .可程式化邏輯裝置 4 0 2...透鏡 404.. .執行程序暨資料記憶排組 404…標準具外殼窗口 406.. .特殊極快速RAM 406.. .繞射擴散元件 408.. .圖素RAM記憶體排組 410.. .類比數位轉換器 410.. .透鏡 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（86 ) 172…能量偵測器 17 3…面鏡 17 4...面鏡 175.. .面鏡 176…中階梯光栅 177.. .狹縫 17 8...透鏡 179.. .面鏡 180.. .線性發光二極體陣列 182…面鏡 18 3 ...透鏡 184.. .改良式標準具組體 190…絕對波長參照校正單元 197.. .波長計處理器 197.. .波長計控制器 216.. .分電降壓電路 300.. .三相電源供應器 301，302,303,304...磁磁通量拒斥金屬塊 302.. .電源電容器 302…附散熱片之結構 303…散熱片 304.. .控制面板本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 89 569508 A7 B7 五、發明説明（87 ) 416...隔片 522. ..磁鐵 500…密封式光閥單元 524. ..债測器單元 5 0 2...光閥 526·, ..撓曲性臂 504…光束收集器 530,532…馬達 506...瓦特表 534.. 1.右馬達控制器 510...路徑 536._ 從動馬達控制器 512...路徑 541.. •頂蓋 514…線圈 542.. •底蓋 5 16...光束停止組件 543.. .中心心軸 518…撓曲性臂 545·· .外殼 518…撓曲性彈簧鋼臂 546" .散熱片 520...永久磁鐵 (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) Α4規格（210X297公釐） 90

Claims

569508 A8 B8 C8 D8 申晴專利範圍和”月7日

5 ο 11 5 IX 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 2 一種極窄頻帶雙腔室高重複率氣體放電雷射系統，其係包括： AM A) —第一雷射單元，其係包括： U一第一放電室，其係包括： a) 一第一雷射氣體， b) 一可界定一第一放電區域之第一對長形相間的電極； 2) 一第一風扇，其可在上述第一放電區域内，產生足夠氣體速度之第一雷射氣體，藉以在運作於每秒 4,000個脈波或以上之範圍内的重複率下時，緊跟每一脈波，在次一脈波之前，自上述之第_放電區域，大體上清理出所有放電產生之離子； 3) —第一熱交換器系統，其可自上述之第一雷射氣體’移除至少16 kw之熱能； 4) 一線窄化單元，其可窄化上述第一放電室内所產生之光脈波的頻譜頻寬； B) —第二雷射單元，其係包括： 1) 一第二放電室，其係包括： a) —第二雷射氣體， b) —可界定一第二放電區域之第二對長形相間的電極； + + ^ — 2) 一第二風扇，其可在上述第二放電區域内，產生足夠氣體速度之第二雷射氣體，藉以在運作於每秒 4,000個脈波或以上之範圍内的重複率下時，緊跟本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ·ϋ ·ϋ n n I I ST n an 1 n I (請先閱讀背—面之注意事項再填寫本頁) ΛΜ— I ϋ ϋ ϋ n ϋ I ϋ i·— I #r. 91 569508 A8 B8 C8

六、申請專利範圍 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製母一脈波，在次一脈波之前，自上述之第二放電區域’大體上清理出所有放電產生之離子； 3)—第二熱交換器系統，其可自上述之第二雷射氣體’移除至少16 kw之熱能； C) 一脈波電力系統，其在配置上可提供電氣脈波至其第一對電極和其第二對電極，使足以在大約每秒4,〇〇〇個脈波之速率下，產生精密控制下超過大約5 mj之脈波能量的雷射脈波，和 D) —雷射光束測量暨控制系統，其可測量其雙腔室雷射系統所產生之雷射輸出脈波的脈波能量、波長、和頻寬’以及可在一回授控制之組態中，控制該等雷射輸出脈波。 2·如申請專利範圍第1項之雷射系統，其中之第一雷射單元，係被配置成一主控振動器，以及其中之第二雷射單元，係被配置成一功率放大器。 3·如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之雷射氣體，係由氬氣、氟化物和氖氣所構成。 4·如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之雷射氣體，係由氪氣、氟化物和氖氣所構成。 5.如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之雷射氣體，係包括氟氣和一選自一由氖氣、氦氣、或一氖氣和氦氣之混合物所組成的群之緩衝氣體。 6·如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之功率放大器在配置上’係使兩條光束通過其第二放電區域。

-------------ii·裝------ (請先閱讀背面之注意事填. ^寫本頁) 訂_丨 569508 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之功率放大器在配置上’係使四條光束通過其第二放電區域。 8. 如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之主控振動器在配置上，可&供一共振路徑，而使兩條光束通過其第 5 —放電區域。 9. 如申請專利範圍第2項之雷射系統，其中之主控振動器在配置上，可提供一共振路徑，而使兩條光束通過其第一放電區域，以及其中之功率放大器在配置上，可使四條光束通過其第二放電區域。 ίο ι〇.如申睛專利範圍第1項之雷射系統，以及係進一步包括光學平臺’其可支撐其第一雷射單元之共振腔光學器件，而獨立於其第一放電室。 11 ·如申請專利範圍第7項之雷射系統，其中之光學平臺，一般係呈U-形之形狀，以及可界定出一u_形空腔，以 15 及其中之第一放電放電室，係安裝在此U-形空腔内。 12. 如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及係進一步包括垂直安裝之光學平臺，而使該等第一和第二放電室，安裝在此垂直光學平臺上面。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13. 如申請專利範圍第1項之雷射系統，其中之每一第一和 20 第二雷射放電室，可界定出一氣體流動路徑，而在該等電極下游，具有一逐漸增加之戴面，藉以容許恢復該等放電區域内所發生大百分率之靜壓降。 H.如申請專利範圍第2項之雷射系統，以及其中之放電至’亦包括一葉片結構’其係在上述放電區域之上游，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵Q x 297公爱） -—----

可用以標準化上述放電區域上游之氣體速度。 15_如申請專利範圍第1項之雷射系統，其中之第一風扇和第二風扇，各為一切線風扇，以及各係包括一受到兩無電刷DC馬達之驅動的軸桿。 5 \ ^ μ • ϋ申請專利範圍第15項之雷射系統’其中之馬達係水冷式馬達。 7’如申睛專利範圍第15項之雷射系統，其中之每一馬達係包括一定子，以及該等馬達各係包括一磁轉子，其係裝 1〇在一可使其定子與雷射氣體相隔離之壓力罩蓋。 18·如申請專利範圍第丨項之雷射系統，其中之第一風扇和第二風扇，各為一切線風扇，以及各係包括一由鋁材製成之葉片結構。 19.如申請專利範圍第15項之雷射系統，其中之葉片結構，係具有一大約五吋之外徑。 15 2〇·如申請專利範圍第19項之雷射系統，其中之葉片結構，係由一具有尖銳前緣之葉片結構所構成。 21·如申請專利範圍第15項之雷射系統，其中之馬達，係一些無電感器式馬達，以及係進一步包括一可控制該等馬達中之_的主控馬達控制器，和—可控制另—馬達之從 0 動馬達控制器。 22·如申請專利範圍第15項之雷射系統，其中之每一切向風扇’係包括一些與該軸桿成角度之葉片。 23·如申請專利範圍第i項之雷射系統，其中之每_帶有散熱片之熱交換器系統係水冷式。卿508 A8 B8 C8 _______ D8 ^、申請專利範圍 24.如申請專利範圍第23項之雷射系統，其中之每一熱交換器系統，係包括至少四個獨立之水冷式熱交換器。 25·如申請專利範圍第23項之雷射系統，其中之每一熱交換 5 器系統，係包括至少一具有一管狀水流通道之熱交換器’其中之至少一湍流器，係位於該路徑中。 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項之雷射系統，其中之四個熱交換器，彼等各係包括一内含湍流器之管狀水流通道。 27·如申晴專利範圍第1項之雷射系統，其中之脈波電力系統其，係包括水冷式電氣組件。 28·如申请專利範圍第項之雷射系統，其中之水冷式組件中的至少一個，係一運作於超過Π,οοο伏特之高電壓下的組件。 ·如申睛專利範圍第28項之雷射系統，其中之高電壓，係使用一冷卻水流經之電感器，與接地電位相隔離。 3 0 ·如申睛專利範圍第1項之雷射系統，其中之脈波電力系統係包括一共振充電系統，其可使一充電電容器，充電至一精確控制之電壓。 3 1 ·如申請專利範圍第3〇項之雷射系統，其中之共振充電系統，係包括一去Q電路。 32.如申請專利範圍第3〇項之雷射系統，其中之共振充電系統，係包括一分電電路。 3 3 ·如申請專利範圍第3 0項之雷射系統，其中之共振充電系統，係包括一去Q電路和一分電電路。 34.如申請專利範圍第1項之雷射系統，其中之脈波電力系本紙張尺度適財_ &準（CNS)A4規格⑽ X 297公釐7 -------------裝 (請先閱讀背面之注意事？??填寫本頁) 訂：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 95

申請專利範圍 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、、、系匕括充電系統，其係包括至少三個並聯排列之電源供應器。 35=申請專利範圍第W之雷射系統，其中之雷射光束測里暨控制系統’係包括—標準具單元、一發光二極體陣歹J 1 一可程式邏輯裝置、和一些可使來自其標準具單元之雷射光波聚焦在其發光二極體陣列上面的光學器件其中之可程式化邏輯裝置，可做程式規劃而分析來自其發光二極體陣列之資料，藉以決定彼等標準具條紋在其發光二極體陣列上面之位置。申明專利範圍第3 5項之雷射系統，其中之雷射光束測置暨控制系統，亦包括一微處理器，其可被程式規劃而計算來自其可程式邏輯裝置所定位之條紋資料的波長和頻寬。 7·如申叫專利範圍第35項之雷射系統，其中之可程式化邏輯裝置，係以一演算法來程式規劃，而可基於該等條紋之測量值，來計算其波長和頻寬。 38·如申μ專利範圍第37項之雷射系統，其中之可程式化邏輯裝置在配置上，可使其波長和頻寬之計算，快於一秒之 1/4,000。 39. 如申請專利範圍第35項之雷射系統，其中之標準具單元，係由一繞射擴散元件所構成。 40. 如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及其係進一步包括一線窄化單元，其係包括一至少部份受到一ΡΖ 丁驅動器之驅動的調制面鏡。

(請先閱讀背面之注意事丨裝--- 填寫本頁) · 咖508 A8 B8 ^___ C8 __ — 六、申請專利範圍 41 4f 由 > • σ甲請專利範圍第40項之雷射系統，其中之調制面鏡，亦係至少部份受到一步進馬達之驅動。 42.如申請專利範圍第40項之雷射系統，以及係進一步包括一預調制器。 43 ·如申請專利範圍第4〇項之雷射系統，以及係進一步包括一由一學習演算法所構成之主動調制器。 44·如申請專利範圍第4〇項之雷射系統，以及係進一步包括一適性前饋演算法。 45·如申請專利範圍第40項之雷射系統，其中之線窄化單 10 一 A 凡’係包括一界定出一光柵面之光栅，和一可迫使淨化氣體鄰接至該光栅面之淨化器。 46.如申請專利範圍第1項之雷射系統，其中之線窄化單元’亦係包括一個四稜鏡光束擴展器，其在配置上可使一光束在一單一方向中，擴展達一大約45之因數。 15 47.如申請專利範圍第40項之雷射系統，其中之淨化氣體為氦氣。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 48.如申請專利範圍第4〇項之雷射系統，以及係進一步包括一氮氣淨化系統，其係包括一由一氮氣過濾器所組成之氮氣淨化系統。 20 49·如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及係進一步包括一氮氣淨化系統，其係包括一些流量監控器，該雷射亦包括有一些可用以傳輸來自雷射之排氣淨化氣體的淨化排氣管。 5 0.如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及其係進一步包丰紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -97二 ----- 六、申請專利範圍括：光閥單元，其係包括-電氣運作之光閥，和一可以扎7仏旎被佈置在一雷射輸出光束路徑中之瓦特表。申:專利範圍第1項之雷射系統，以及其係進一步包括*光束密封系統，其可在其第一放電室之第一窗口與良乍化單元間，提供一第一光束密封，以及可在其第一放電至之第二窗口與一輸出相合器單元間，提供一第二光束密封。 52·如申4專利範圍第51項之雷射系統，其中之每—第—和 10 第二光束密封在配置上，可容許輕易更換其雷射放電室。 53.如申凊專利範圍第51項之雷射系統，#中之每一光束密封，並未包含彈性體，可提供與其放電室形成振動隔離，可提供光束列與大氣氣體相隔離，以及可容許不干擾其LNP錢—合器單元，而無限懸更換其雷射放電室。 54·如申請專利範圍第51項之雷射系統，其中之光束密封系統’係包括一些真空相容式密封。 /' 55. 如申請專利範圍第54項之雷射系統，其中之多數密封，係一些可輕易密封之伸縮囊密封體，其在配置上可手動輕易移除。 56. 如申明專利範圍第1項之雷射系統，其中之測量暨控制系統，係包括：一可自雷射光束分離出一小百分比之輸出脈波的初次分光器；一可將一部份上述之小百分比導引至其脈波能量偵測器之第二光束分光器；和一器具，本紙張尺度適用家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 569508

八可使-限定其初次分光器之體積、第二分光器、和其脈波能量偵測器之一窗口與此測量暨控制系統之其他部分相隔離，藉以界定一隔離區。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

57·如申請專利範圍第56項之雷射系統，以及係進一步包括了以淨化氣體來淨化該隔離區之淨化器。 58·如申請專利範圍第57項之雷射系統，其中之雷射係進-步包括一輸出耦合器單元和一輸出窗口單元，其淨化器在配置上，可使出自其隔離區之排氣，亦可淨化此等輸出耦合器單元和輸出窗口單元。 59.如申明專利範圍第丨項之雷射系統，其中之系統在配置上可以小量之修飾，來運作一 KrF雷射系統、一Ad雷射系統、或一 F2雷射系統。 6〇·如申請專利範圍第丨項之雷射系統，其中，大體上所有之組件，係裝在一雷射封殼内，但此系統係包括一實體上與此封殼相隔離之AC/DC模組。 Μ·如申請專利範圍第丨項之雷射系統，其中之脈波電力系統，係包括一主控振動器充電電容器排組和一功率放大器充電電谷器排組，以及其一共振充電器在配置上，可並聯充電此兩者充電電容器排組中。 62·如申請專利範圍第61項之雷射系統，其中之脈波電力系統’係包括一電源供應器，其配置上可供應至少2〇〇〇v 之供應電壓給其共振充電器。 63 ·如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及係進一步包括一軋體控制系統，其可控制其第一雷射氣體中之F濃 (請先閱讀背面之注音？事裝·— 填寫本頁) .

本紙張尺度·中國國家標率（CNS)A4規格⑽χ 297公楚） 99 569508 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 度’藉以控制其主控振動器之光束參數。 64·如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及係進一步包括一氣體控制系統，其可控制其第一雷射氣體中之雷射氣體壓力，藉以控制其主控振動器之光束參數。 65.如申請專利範圍第2項之雷射系統，以及係進一步包括一放電時序控制器，可觸發其功率放大器中之放電，使發生於其主控振動器中之放電後的2〇與60ns間。 66·如申請專利範圍第2項之雷射系統，以及係進一步包括一放電控制器，其可程式規劃而在某些情況中，使彼等放電在時序上可避免任何顯著之輸出脈波能量。 6?·如申請專利範圍第66項之雷射系統，其中之控制器，在某些情況中，係做程式規劃使其功率放大器中之放電，在其主控振動器中之放電前至少2〇ns。 68·如申請專利範圍第1項之雷射系統，以及係進一步包括一脈波倍增器單元，其可增加來自其雷射之輸出脈波的時寬。 69·如申請專利範圍第68項之雷射系統，其中之脈波倍增器單元在安排上，可接收上述之輸出脈衝雷射光束，以及可使其每秒之脈波數，至少倍增達兩倍之因數，藉以產生一單一倍增器輸出脈波光束，其係包括較大數目之脈波’而具有較上述雷射輸出脈波低甚多之強度值，以及其脈波倍增器單元係包括： (1) 一第一分光器，其在安排可分離出一部份之輸出光束，此被刀離之部分，係界定一延遲之部分，以及表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 (請先閱讀背面之注意事^填寫本頁) -裝 100 申請專利範圍其輸出光束係界定一光束尺度和在此第一分光器處擴展之角度； (2) —第一延遲路徑，其係開始及終止於其第一分光器處’此第一延遲路徑係包括至少兩個聚焦面鏡，此面鏡在安排上可使上述延遲之部分，能聚焦在上述第一延遲路徑中之一焦點處，以及可使該延遲之部分，返回至上述之第一分光器，而使其具有之光束尺度和擴展角度，等於或大致等於其第一光束分光器處之輸出光束的光束尺度和擴展角度。 7〇·如申請專利範圍第69項之雷射系統，其中之至少兩個聚焦面鏡，係一些球形面鏡。 71.如申請專利範圍第69項之雷射系統，以及係進一步包括一第二延遲路徑，其係包括至少兩個球形面鏡。 72·如申請專利範圍第69項之雷射系統，其中之第一延遲路經’係包括四個聚焦面鏡。 73 ·如申請專利範圍第72項之雷射系統，以及係進一步包括上述以一位於其第一延遲路徑中之第二分光器所建立的第二延遲路徑。 74·如申請專利範圍第69項之雷射系統，其中之第一延遲路從’係包括一第二分光器’以及係進一步包括一第二延遲路徑，其係至少兩個聚焦面鏡，此等面鏡在安排上，可使上述延遲之部分’能聚焦在上述第一延遲路徑中之一焦點處，以及可使該延遲之部分，返回至上述之第一刀光器，而使其具有之光束尺度和擴展角度，等於或大 569508

569508 A8B8C8D8 六、申請專利範圍域’大體上清除所有放電產生之離子； 3) —第一熱交換器系統，其從該第一雷射氣體移除熱能； 4) 一線窄化單元，其窄化該第一放電室内所產生之第 5 一雷射光輸出脈波的頻譜頻寬； B)一第一雷射單元，其係包括： 1) 一第二放電室，其係包括： a) —第二雷射氣體， b) 界定一其中發生第二雷射氣體放電之第二放電 0 區域的一第二對長形相間的電極，該等電極各產生一第二雷射輸出光脈波； 2) —第二風扇，其在該第二放電區域内使該第二雷射氣體產生足夠氣體移動，藉以在運作於每秒4,〇〇〇個脈波或以上之範圍内的放電重複率下時，緊跟每 5 一次放電，在下一次放電之前，自上述之第二放電區域，大體上清除所有放電產生之離子； 3) —第二熱交換器系統，其從該第二雷射氣體移除熱 (請先閱讀背面之注音？事¥^填寫本頁) -裝 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ο 2 能； c)一脈波電力系統，其提供電氣脈波至該第一對電極和該第二對電極，使足以在大約每秒4, 〇〇〇個雷射光脈波之速率下產生具有受控脈波能量之第一和第二雷射輸出光脈波，該脈波電力系統包含： 1) 一直流（DC)電源供應器； 2) —第一整流器模組包含：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 103 569508 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 a) 電氣連接至該DC電源供應器之一第一充電電容器； b) —第一開關，其週期性地將儲存在該第一充電電容器上的能量切換至電氣連接至該第一充電電容 ^ 器之一第一脈波壓縮電路； c) 一第一多軸分段變換電壓步昇變壓器，其電氣連接至該第一脈波壓縮電路； 3) —第一脈波壓縮頭模組包含： a) 一第一脈波壓縮電路，其電氣連接至該第一電壓 > 步昇變壓器； b) —第一峰化電容器，其電氣連接至該第二脈波壓縮電路，並電氣跨接於該等第一對相間電極上； 4) 一第二整流器模組，其包含： a)—第二充電電容器，電氣連接至該1)(：電源供應丨器； b) —第二開關，其週期性地將儲存在該第二充電電容器上的能量切換至電氣連接至該第二充電電容器之一第三脈波壓縮電路； c) 一第二多軸分段變換電壓步昇變壓器，其電氣連接至該第三脈波壓縮電路； 5) —第二脈波壓縮頭模組，包含： a) 一第四脈波壓細電路，其電氣連接至該第二電壓步昇變壓器； b) —第二峰化電容器，其電氣連接至該第二脈波壓本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事β •裝·-- 寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 104 569508 、申1青專利範圍縮電路，電氣跨接於該等第二對相間電極上； D)-雷射光束測量及控制系統，其測量該第二雷射輸出光脈波之脈波能量、波長、或頻寬之至少其中一種’並以-回授控制器控制該第二雷射輸出光脈波。 79.如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中該第—雷射單元係一主振盪器’而該第二雷射單元係一功率放大器。 8〇·如申請專利範圍第79項之雷射系統，其中該雷射氣體包含氬、氟、及一種惰性氣體。 10 15 81. 如:請專利範圍第79項之雷㈣統，其中該雷射氣體包含氪、氟、及一種緩衝氣體。 82. 如申請專利範圍第79項之雷射系統，其中該雷射氣體包含氟’且緩衝氣體係從一群由氖、氦、或氖與氦混合物組成之組群中選出。 Μ.如申請專利範圍第79項之雷射系統，其中該功率放大器至少有部份係由光束兩度穿過該第二放電區域而達成放大作用。 84. 如申請專利範圍第79項之雷射系統，其中該功率放大器基於光束至少四度穿過該第二放電區域而達成放大作用。 85. 如申請專利範圍第79項之雷射系統，其中該主振堡器包含造成兩度穿過該第一放電區域之路由的一個共振路徑。 86·如申請專利範圍第79項之雷射系統，其中該主振盪器包合造成兩度穿過該第一放電區域之路由的一個共振路 X 297公釐）

1 家辟（CNS)A4 規格（210_ A8 B8 C8 ----_ a、申請專利範圍 4二且其中该功率放大器包含用於使光束至少四度通過 w亥第一放電區域之一路徑。 -------：---；---丨裝 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) 87·如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中該脈波電源系統包含水冷式電氣構件。 88·如申睛專利範圍第87項之雷射系統，其中至少一該等水冷式電氣構件係一以超過12000伏之高電壓操作的構件。 89·如申請專利範圍第88項之雷射系統，其中該高電壓係利用一水冷式電感器與地端隔絕。 9〇·如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中該Dc電源供應器包含一共振充電系統來充電，首先充電電容器，再者充至一精確控制電壓。 91.如申請專利範圍第90項之雷射系統，其中該共振充電系統包含一個去Q(De-Qing)電路。 15 92·如申請專利範圍第90項之雷射系統，其中該共振充電系統包含一個洩流電路。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 93. 如申請專利範圍第9〇項之雷射系統，其中該共振充電系統包含一個去Q電路以及一個洩流電路。 94. 如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中該脈波電源系 2〇統包含一個至少包含有三個並聯排列之電源供應器的充電系統。 95. 如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中大致上所有構件被包含在一雷射封殼内，但該系統包含之一交流/直流（AC/DC)模組實體上與該封殼分開。本紙張尺度適家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公楚） 106 569508 A8B8C8D8 15 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 申請專利範圍 96. 如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中該脈波電源系統包含一個主振盪器充電電容器排組、以及一個功率放大器充電電容器排組、以及一個並聯地充電該等兩充電電容器排組之共振充電器。 97. 如申請專利範圍第96項之雷射系統，其中該脈波電源系統包含組配來提供至少2000伏之供應量至該共振充電器的一個電源供應器。 98·如申請專利範圍第79項之雷射系統，其更包含一個放電時序控制器，以觸發該功率放大器中之放電發生於該主振盪器放電後之20至60奈秒（ns)間。 99. 如申請專利範圍第79項之雷射系統，其更包含被規劃來在某些狀況下相當規律地允許放電以避免任何顯著的輸出脈波能量的一個放電控制器。 100. 如申請專利範圍第99項之雷射系統，其中在該等某些狀況下之該控制器係被規劃來使該功率放大器中之放電作用至少早於該主振盪器之放電2〇奈秒。 101·如申請專利範圍第78項之雷射系統，其中該脈波電源系統包含用以提供電氣脈波至該等第一對電極之一第一充電電容器排組以及一第一脈波壓縮電路、和用以 k供電氣脈波至該等第二對電極之一第二充電電容器排組以及一第二脈波壓縮電路、以及一共振充電系統用以並聯地充電該等第一和第二充電電容器排組至一精確受控電壓。

(請先閱讀背面之注意事填寫本頁) -裝·！----—訂----— I