TWI363462B - Laser gas injection system - Google Patents

Description

1363462 九、發明說明： 發明領域 所揭露的主題與氣體放電雷射有關，特別是在窄線寬 v 5環境中使用的準分子氣體放電雷射，為了像是為了半導體 製造光學微影術的深紫外光源，且更明確地是為了控制包 " 含雷射氣體再充滿之雷射輸出的裝置與方法。 C先前技術3 # 發明背景 10 本申請案主張美國專利申請序號11/796,065的優先 權，於2007年4月25曰提出申請，名稱為「雷射氣體注入系 ' 統」，且也主張美國暫時專利申請案序號60/903,727，於2007 丄 年2月26日提出申請，名稱為「雷射氣體注入系統」。本申 請案與美國專利編號6392743有關，名稱為「顯微蝕刻術雷 15 射的控制技術」，於2002年5月21日公告，且與美國專利編 " 號6963595有關，名稱為「為了一氣體放電雷射的自動氣體 ^ 控制系統」，於2005年11月8日公告，且與美國專利編號 7079564有關，於2005年12月1日公告，名稱為「為了雙氣 室氣體放電雷射的控制系統」，且與美國專利編號7039086 20 有關’於2004年3月25曰公告，名稱為「為了雙氣室氣體放 電雷射的控制系統」，且也與美國專利申請案序號 11/035,938有關，名稱為「為了控制一氣體放電主震盪器功 . 率放大器（Master Oscillator Power Amplifier，ΜΟΡΑ)雷射系 * 統之輸出的方法與裝置」，2005年1月13日，代理人案號 5 2003-0053-02’ 且與序號 i〇/953，100有關，於2004年9月 29 曰提出申请’名稱為「多氣室準分子或氟分子氣體放電雷 射氟注入控制」’代理人案號2004-0083-01，於2005年5月5 曰公佈，公佈號碼為20050094698，且與序號10/740,659有 關，名稱為「為了控制一氣體放電主震盪器功率放大器雷 射系統之輸出的方法與裝置」，於2003年12月18日提出申 請，代理人案號為2〇〇3-〇〇53·(Π，於2005年6月23曰公佈， 公佈號碼為20050238027,藉由引用參考文獻，上述每一件 的揭露包含於此。 需要尖端掃描裝置的增加產量需求以大大地增進光源 可利用性。此可直接轉化為停工期減至最小與生產時間增 至最大，如國際半導體標準E1〇(SEMI刚standard)所定 義達成這二目;^的聚焦努力正在進行中且已經產生生 產光源的重大改善。增進生產時間的—個正面因素可以是 為了_素氣體再充滿的光源中止之縮減到最小。中請人之 受讓人的雷射系統使用—或更多㈣素氣體充滿氣室作為 一增益介質°當光源運作時，自素氣體被用盡且污染物累 積’因此必_祕地再充滿氣體。 Λ，當光源繼續運作時，這可藉由一部分再充滿來完成， 稱為一注人，其受制於—些限制以確保光性質維持在為了 某些雷射輸出參數之職決定選擇規格的範_。二者擇 一地，可以—完全再充滿來完成，稱為—再充滿，其中所 有氣室中㈣被充回，t朗沒有發射時，以使雷射中的 乳體含量回到-起初選擇預先混合的濃度像是01%的氣 1363462 分子、1.9%的氬及98%的氖。再充滿必須被縮到最小，因 為它們引入大的分裂至光源與掃描裝置運作。來自光源之 終端使用者的持續壓力，像是半導體製造商為了增加的窄 頻寬與為了頻寬而增加脈衝至頻寬穩定度，以及一些其他 5 光束品質參數被很多操作上述準分子雷射光學微影術深紫 外光源的因素所影響。這些包含目前氣體成分與經過一段 ' 時間的氣體成分變化，且也包含運作效率與節約的問題， 像是運作掃描裝置的需要，甚至當氣體成分被一氣體成分 • 控制系統與由於週期性氣體再充滿需求的停工期所更改 10 時。在上述公告專利與申請中專利之一或更多個系統中， 某些缺點因此暴露出來。 ' 申請人之受讓人Cymer公司提出且採用一些為了單氣 ^ 室與多氣室窄線寬雷射系統的雷射氣體控制方法與裝置， 像是使用於半導體製造光學微影術的方法與裝置，像是非 15 常窄的頻寬、高脈衝重複率、高功率、極度穩定、脈衝至 " 脈衝深紫外光源，例如在掃描裝置的使用。例如，上述美 ^ 國申請案序號10/953,100,描述如何可計算使用在氣體充回 的鹵素量，與當氣體充回發生時它可如何被決定。 除了氣體管理的改進外，光源缺陷減少、模組壽命延 20 長與模組替換之最佳化的主要努力可提供顯著增加聯合光 源/掃描裝置的可利用性。當尖端掃描裝置的產量需求增加 時，更大專注於停工期減至最小與生產時間增至最大變得 必要。過去，尖端光源主要專注於傳遞微影蝕刻過程所需 的高性能需求。然而，光源製造商有增加的責任來確保光 7 1363462 • 源傳遞改進的可利用性，當產品成熟時。國際半導體標準 ' E10定義停工期以包含預防保養與消耗品的替換，像是光源 氣室與光學元件。國際半導體標準E10,名為「設備可靠度、 可利用性與可維護性之定義與量測的規格」，包含由於模組 5 替換與包括鹵素氣體再充滿之非生產製造待命時間的總失 ·* _ 去時間（停工期）。 ' 申請人之受讓人Cymer已作出相當多的努力來確保維 持光源可利用性的正面趨勢。至今，打斷掃描裝置的運作 • 以使光源的完全鹵素氣體再充滿已成為一不可避免的必 10 需。然而根據所揭露主題之一實施例的方面，申請人提出 更好的氣體控制演算法，藉此可能需要更少的完全鹵素氣 ' 體再充滿（替換），而導致生產時間有相當可觀的增加，其 w 中，更少的完全鹵素氣體再充滿需要雷射停止放電。 申請人的受讓人Cymer的XLA與7000系列雷射使用一 15 或更多個函素氣體充滿氣室作為增益介質。當光源運作 1 時，i素氣體耗盡且污染物累積，因此必須週期性地再充 滿氣體。 鹵素氣體可包含氬或氪，取決於所想要的雷射波長， 並伴隨有像是氖還有氟。當光源橫越其電極放出能量以產 20 生深紫外光時，一些氟原子可能暫時分離且暫時形成氟化 氬或氟化氪的雙聚體。然後在光源氣室中它們可與其他化 合物（像是金屬）結合，且可能形成在氣室中累積成殘骸的固 態顆粒。此殘骸可有兩個負面效應：（1)可利用為一電極之 間的介電質之氟的量減少，（2)作為一污染物而減少光源效 8 1363462 率。其他污染物也可能在氣室氣體内，包含碳化合物、大 * 氣氣體，以及這些分子與氟的結合。經過一段時間後這些 化合物可顯露出來，造成雷射效率的減少，被視為像是所 需放電電壓的增加以產生一穩定的脈衝能量。放電電壓有 5 —上限，因此必須採取行動來移除污染物及充滿失去的 _ 氟，典型地以完全氣體充滿（再充滿）的形式。 λ ' 再充滿的需要，如前所述，需要光源停止放出光。當 其發生時，微影過程必須以一控制的方式暫停，以防止在 • 製造中晶圓的重工。藉由使再充滿與掃描裝置協調以達成 10 此控制。然而，再充滿的需要可取決於數個複雜且常常是 無法預測的變數（光源發射圖形、光源能量、光源模組的年 ' 齡等等）。因此，是藉由一規律的時間表來完成再充滿與掃 - 描裝置的協調，其確保光源運作將決不遭受由於光源到達 一些運作限制之未預期的打斷。此時間表常產生再充滿之 15 間的時間之非常保守的上限。亦即，如果光源的有些使用 ' 者在低脈衝使用操作，所需再充滿之間的真正時間可能會 ^ 更大於簡單時間表所允許的。申請人的受讓人已經發展出 更精確預測再充滿之需要的技術，以減少此保守的傾向， 並給予更長的平均氣體壽命。 20 申請人對於上述單氣室與多氣室雷射氣體控制系統的 某些方面提出某些改善。 C發明内容3 發明概要 揭露一方法與裝置，其可包含預測為了 一光學微影術 9 製程為了一氣體放電雷射光源的氣體壽命，包含一包括雷 射氣體之一鹵素的光源，其中預測可包含：使用多數個雷 射運轉輸入與/或輸出參數的至少一個、使用一組至少一在 光學微影術製程中使用的參數來決定一關於各別輸入或輸 5 出參數的氣體使用模型，以及根據模型與一各別輸入或輸 出參數的測量來預測氣體壽命的末端。該參數可包含一脈 衝使用圖形。該方法與裝置可包含為了一光學微影術製程 為了 一氣體放電雷射光源執行氣體管理，包含一包括雷射 氣體之一鹵素的光源，其中方法與裝置可包含：使用週期 10 性與頻繁的部分氣體再充滿，該再充滿包含一注入，該注 入包括一鹵素氣體與大量氣體的混合物，其比例一般與在 一完全氣體再充滿中提供給雷射之預先混合比例相同，且 數量少於在注入前的總氣壓之兩個百分比。該裝置與方法 可包含一預測裝置，用來幫一為了一光學微影術製程的氣 15 體放電雷射光源預測氣體壽命，包含一包括雷射氣體之一 鹵素的光源，其中預測可包含：一使用多數個雷射運轉輸 入與/或輸出參數的至少一個的裝置、一使用一組至少一在 光學微影術製程中使用的參數來決定一關於各別輸入或輸 出參數的氣體使用模型的裝置，以及根據模型與一各別輸 20 入或輸出參數的測量來預測氣體壽命的末端。該裝置與方 法可包含一脈衝窄線寬氣體放電雷射微影術光源，該光源 包含：一包括一具有一鹵素之雷射介質氣體的雷射氣室， 及一包括一控制器的氣體再充滿系統，該控制器執行一再 充滿計畫，該計畫包含在鹵素的一再充滿數量伴隨大量氣 10 體的一沖注數量之一注入機會發生時執行一注入。鹵素可 包含氟。沖注數量可以是充足的以使由雷射介質氣體移除 一污染物的顯著數量是可能的，當控制系統減少在氣室中 的氣壓至一近似在注入前的氣室中之氣壓的程度。沖注數 量使經過延長期間的雷射氣體介質之成分的—般再充滿 比例之維持是可能的。在注入機會執行再充滿計畫的控制 器，注入機會發生在一規律的間隔，該間隔由多數個因素 所決定，該等因素包含經過的時間與發射數目的其中之一 或兩者均有。再充滿計畫包含執行無任何由素的大量氣體 之一沖注數量的一注入。再充滿計畫可包含在一些注入機 會的選疋情況中執行無任何鹵素的大量氣體之一沖注數量 的一注入。氣體控制器可修改選定的再充滿數量，根據一 在乳室中之真實氟消耗量的估計。真實氟消耗量的估計可 根據一雷射系統輸入或輸出運轉參數的量測該參數以一 已知方式改變’在雷射介質氣體中有一敦含量的改變。該 方法與裝置可包含在-脈衝窄線寬㈣放電雷射微影術光 源中控制氣體再充滿至一雷射氣室，該雷射氣室包括一雷 射介質氣體，該雷射介質氣體包含—使用一方法的齒素， "亥方法可包含因應在雷射輸入/輸出運轉參數數值中的長 期修改’該等參數數值調整_子集合的—或更多個成員， 該子集合是推導自-組量測雷射運轉系統參數，以依照步 驟調整雷射效率，該等步驟可包含：在此運轉參數數值的 其中之-或更多個超過-運轉的或使用者選擇的界線條件 之前最大化時間或發射累積、最小化此類運轉參數的一子 集σ Sl並結合最大化此類參數的一子集合s2。該方法與裝 置可包含加權與/或標準化子集合的成員以指定一重要性 的次序至各別的子集合成員。子集合\或5;2可包含一空集 合。該裝置與方法可包含最小化—基準值或其他在參數之 5 一子集合n的基準，且可包含最小化—基準值或其他 參數之子集合S3之間的基準，且可包含使最大化或最 小化受制於軟的限制與/或一硬的限制。 圖式簡單說明 第1圖經由範例圖示一雷射氣體控制器之一示意與方 10塊圖的形式’根據所揭露主題之-實施例的方面； 第2圖圖示一開環注入控制器之一示意與方塊圖的形 式，根據所揭露主題之一實施例的方面； 第3圖圖示-沖注再充滿時間表，根據所揭露主題之一 實施例的方面； 15 第4圖圖示有—多氣室雷射氣體控制系統的性能，與充 電電壓有關，根據所揭露主題之一實施例的方面； 第5圖圖示有一多氣室雷射氣體控制系統的性能，與以 微焦耳/伏特為單位的，，能量變化/電壓變化(dE/dv)”有關，例 如在主震盪器輸出中，根據所揭露主題之一實施例的方面； *° 第6圖圖示有一多氣室雷射氣體控制系統的性能，與主 震盪器輸出能量有關，根據所揭露主題之一實施例的方面； 第7圖圖示有-多氣室雷射氣體控制系統的性能，與頻 寬測置有關，例如以飛米為單位之在E95% 7〇與半高寬72 中的改變，根據所揭露主題之一實施例的方面； 12 1363462 第8圖圖示有一多氣室雷射氣體控制系統的性能與差 動時間主震盪器功率放大器有關，根據所揭露主題之一實 施例的方面； 第9圖圖示一在一主震盪器功率放大器系統内維持充 5電電壓之能力的測試，根據所揭露主題之一實施例的方面； 第10 A · C圖圖示在同樣的性能測試期間之其他測量數 據’根據所揭露主題之一實施例的方面；

第11A與B圖圖示對於同樣的性能測試之電壓與，，能量 變化/電壓變化(dE/dv)，，的測量數據’根據所揭露主題Z 10 實施例的方面； 第以-C圖圖示主震ΐϋ能量、頻寬與差動時間主震藍 器功率放大器的測量數據，根據所揭露主題之—實施例的 方面； 第13圖圖不氟分子消耗量改變，根據所揭露主題之— 15 實施例的方面；

第14圖圖示沖注速率，根據所揭露 方面； 主題之一實施例的 第15圖經由範例圖示最佳化演篁生 ，尹'异去，根據所揭露主韻 之一實施例的方面； 20 第關圖示根據所揭露主題之—實施例的方面， 像是 最佳化可如何被使用至例如最大化運轉备命· 第17圖顯示恆定沖注注入限制的〜_ 不範圖，根據所揭 露主題之一實施例的方面； 主題 第18圖代表某些方程式之解的行為，根據所揭露 13 之一實施例的方面； 第19A-C圖圖示對於大約1〇千帕注入至主震盈器之在” 能量變化/電壓變化(dE/dV)，，、有社认， 媒4日访 有攻輪出能量與EM頻寬的改 變，根據所揭露主題之一實施例的方面. 第20A-C圖圖示相似的注入 至功率放大器的效應，根據 所揭露主題之一實施例的方面； 弟21A-C圖圖不在一實驗地η» 1㈣―總電壓、頻寬與能量， 根據所揭露主題之一實施例的方面. 第22圖圖示一隨著氟分+ 丄上 亂刀卞/農度的改變之頻寬的改變， 根據所揭露主題之一實施例的方面. 第23圖圖示一氣體控制器少 市』盗之一示意與方塊圖的形式， 根據所揭露主題之一實施例的方面；及 第24圖圖示一直到豐並_ 而晋'再充滿之一發射的預測，根 據所揭露主題之一實施例的方面。 c貧施方式;j 較佳實施例之詳細說明 氣至風體再充滿已成為深紫外光光學微影術雷射光源 的一必需部份，例如為了移除污染物、再充滿氣分子，且 般重置氣體至-已知狀態。料這樣的再充滿，則維持 穩定能量的騎發射電壓傾向於増加至飽和，也就是說，

回於某一所想要的上限。在一A 丹充滿後，電壓顯著地下降， =該循環重複。雷射模組的老化也會增加所需的電壓。再 滿無法繞正此效應，但此效應會經過—更加長的時間尺 度才發生，比起氣體為基礎的現象。典型地已需要氣化氬 Y射的再充滿，每一億次射出就一次，而氟化氪雷射則較 布要頻繁的再充滿。由於每一次再充滿典型地需要大約 、 里來元成’為了再充滿，雷射的停工期大約是每天7.5 5 , 再充滿期間’雷射並不運作如一光源，例如，光學 鐵影術步驟必須停止。 系'肖除因為再充滿的停工期會給予每一光學微影術掃描 、統有〇.5%的產量增進。假定一動態隨機存取記憶體晶圓 層靈Φ 大約1分鐘以曝光這樣的量至可能地每天多於21〇層 晶 8l + 1〇 > 增’來自製造商使用’例如大約25至30個掃描裝置與 ，I外光窄線寬準分子雷射光源結合。根據所揭露主題之 起實施例的方面，再充滿可被消除且注入時間也可被縮 ^ 以增加更進一步的產量增進。根據所揭露主題之一實 =例的方面，因為消除注入與再充滿之結合的產量增進可 15層=射產量產生一 1%的增進，且可能地每天大約多於400 圓層，或大約16片晶圓（假設每一動態隨機存取記憶體 背之5層）。 ♦卜ί據所揭露主題之一實施例的方面，—提出的氣體控 ’’算法可導致消除再充滿的需要。例如，如此的一演算 法可執行非常頻繁的氣體注入與放氣。該注入可包含典型 2〇的氟分子量，如同在先前演算法中已被使用的，然而，一 更大量的稀有緩衝氣體（氖)量也可被注入，在此定義為一沖 量（flushing amount)。然後一放氣可使該氣室回到初始氣 麼《如此大量的缓衝氣體注入（且可能也包含稀有氣體(像 是氪或氬’分別為了氟化氪或氟化氬，共同地為大量氣體 15 1363462 5

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20 (bulk gas))可例如傾向於，，沖”更多該氣體，比起目前的.主 入演算法’因此維持-長期且有作用的氣體狀態。氣體的 冲注傾向歸除衫物且轉氟好濃度至允許雷射永遠 繼續發射的程度，也就是說在或接近預先混合比例。 根據所揭露主題之一實施例的方面，例如為了多氣室 雷射系統，像是申請人之受讓人的XLA雷射系統，每一次” 入機B每I至（主震量器氣室與放大介質氣室）可被 注入在0與1.5千帕（kPa)之間的氟分子與在5·_7()千帕之 間的一氬與氖之適當混合物。這樣的注人機會可週期性地 發生在發射數的時間内，例如每叉百萬發射(“職⑽，），例 如注入機會可以是交替五十萬發射，也就是每—氣室一百 萬發射且氧室父替。根據_可能較喜歡的實施例敗注入 的某最小程度可在每—注人被達成，也就是說，氟程度將 不破設為Gn氣室雷射，此可實質上被重複，也就是 說，每-選擇發射數（或時間週期）有一注入機t，例如在該 氣至有五十萬發射或一百萬發射，且氟注入被設定為〇與 1’5千帕之間’非零較佳。要操作何賴式的選擇，無氣分 子或某些最小固定氟分子，可例如在工廢(或在安裝時)被設 疋且之後實質上不改變，或可在某時間後被改變至另一模 式。此外’加至緩衝氣體或緩衝與稀有氣體混合物之氟的 量或氣的比例（共同地為大量氣體）可在經過雷射運作的時 門後改變’例如藉由現場維護’且注入的總量也可被重設’ 例如由7.9千帕。換言之’在某個時間點，加至其他氣體的 氟分子比例可由1:69改變至例如2:69或4:69等等，或總注 16 1363462

入可被改變至例如9.0千帕，例如包含加至其他氣體的氟分 子被改變至1:8。而且，經過一段時間後總量也有可能被縮 減，例如至6千帕，氟分子與其它氣體的量同樣地調整。其 被注入一包含大約3千帕氟分子與注入前300千帕總氣壓的 5 雷射。在雷射實際運作期間，該氣體注入控制器與此選擇 無關，也就是說，它單純執行注入，如同預先選擇的或注 入模式，例如有些有氟分子而有些沒有，如同為了一氣體 壽命之相對長時間的預先選擇，一直到混合物與/或模式被 重新選擇，或一直到氣體壽命屆滿。 10 習知該項技藝者將了解這些數字是示範性的，只作為 經過雷射運作時間而為了演算法運算所提及的可能改變。 它們可因不同的雷射系統而改變，取決於像是被終端使用 者所控制之“典型”運轉參數的事情，例如工作週期（為了本 申請案目的之意義為雷射開啟比上雷射關閉的時間比例， 15 因為由模具至模具或由晶圓至晶圓或在晶圓之間轉移掃描 裝置的正常時間，或其他”關閉”時間，當雷射一般仍在運 轉中供應光至例如一掃描裝置，且不包含像是維修掃描裝 置或同類物的時間，為了典型在光學微影術半導體處理掃 描裝置的使用，且也有一或更多與雷射本身操作有關的因 20 素，像是氣室大小與材料成分、電極侵#、電壓、總氣壓、 氣體控制系統性能一例如關於選擇適當氣體量且在某最小 時間内將它們傳送至雷射氣室、雷射操作的干擾一例如能 量變化/電壓變化(dE/dV)，由於注入大小與/或注入中氟含 量大小的脈衝能量穩定度與同類事物。 17 作為一範例，已經顯示出經過雷射操作壽命某些雷射 氣室減少氣體污染的比例，其可減輕沖注的減少，也就是 說，總氣體注入的減少，例如在雷射運轉生命開始時低於 上述示範的7.9千帕，例如減少大量氣體的含量，且也許同 5 時也增加應注入的氟分子，例如至經過一段時間之氟分子 消耗量的增加，例如由於經過雷射運轉壽命之電極侵#的 增加。 而且，可被了解的是此所想要的”沖注”可以一系統來 完成，例如該系統只在某些週期性注入才注入氟且只在其 10 他注入才注入其他氣體（大量氣體），例如使用上述的示範數 目在像是氟分子比例之每第四次注入比上其他氣體可以是 1:6.9，且對於另外三次注入該比例可以是0:6.9，其會以上 述四分之一的速率注入氟，或氟分子的注入像是每第四次 注入機會的比例可以是4:6.9，其會以與上述相同的速率注 15 入全部的氟分子。此可在一多氣室系統由氣室至氣室地交 替完成，也就是說，在第一氣室注入機會的每一選擇數目 與在第二氣室注入機會的每一選擇數目，其中該選擇數目 可以相等或不相等。 此也可以為一在雷射運轉壽命中之後轉換至的模式， 20 為了包含以上所述的原因。相同地，在所有注入中，像是 氬或氪的稀有氣體可被包含在注入混合物中，且仍完成從 雷射氣室得到所想要週期性與重複頻率之污染物沖注的目 標，藉由在那些注入中所注入之相對大量其他氣體的放 氣，那些注入確實包含大量氣體且仍維持氣室内的氣體混 18 合物在接近為了的起初預先混合，例如為了 一由申請人的 受讓人所製造的示範氟化氬雷射，大約0.1%氟分子、1.0% 氬與98.9%氖。 簡言之，在雷射系統總運轉壽命中被選擇之時間的演 5 算法（單氣室或多氣室）選擇一週期性注入的注入量至雷射 氣室敦，在一選擇再充滿量伴隨至少一分量之緩衝氣體， 該緩衝氣體夠大以自雷射氣室沖注有效量含有污染物的氣 體，結果有放氣至一氣室中之選擇的總氣壓，同時在雷射 氣室中維持氣體混合物在或接近選擇預先混合氣體比例 10 (以最佳化雷射運轉至藉由此選擇所可能的程度之目的選 擇），且也同時不顯著地干涉維持關鍵雷射運轉參數，像是 在所需規格内的脈衝能量、脈衝能量穩定度、頻寬、頻寬 穩定度、劑量、劑量穩定度與類似物，例如為了雷射系統 運轉作為一為了半導體製造光學微影術製程的雷射光源。 15 根據所揭露主題之一實施例的方面，除了此使用開環 週期性注入的演算法外，氣體控制系統也可以更改所選擇 的被注入氣體量，例如根據某些關於一或多個雷射輸入運 轉參數狀態之回饋的氟分子，例如充電電壓或在種子雷射 與放大雷射的放電時間的選擇之差異（其中”差動時間主震 20 盪器功率放大器（dtMOPA)’’作為一簡略的表達方式，雖然不 限於放大雷射分隔一功率放大器，也就是功率放大器的）， 與/或雷射輸出運轉參數，例如頻寬、例如尤其例如E 9 5 % (在 雷射輸出之強度曲線内的包含由2/5%至97.5%能量積分的 積分寬度）或能量輸出，例如由種子雷射部分，其中“主震 19 5 I器能量(em。)”作為—簡 -準分子主震盈器的種子雷射2式’雖然不限於-是 人的XLA系列主震盈放’例如在申請人之受讓 室雷射系 大益雷射系統令。對於多氣 為” nAFFA 如此之氣體控制演算法的例子被稱 —或更多上述參照專利與申請中專利中所 t^人，且為卜單氣室雷㈣統，如此的-演算法被 的受讓人稱為奶(1或2)，在_錢多上述參照專利 ”明中專利中所述的方面’與其中適用於現行系統的每 一之方面將在下面描述。 根據所揭路主題之_實施例的方面，NAFFA與八即 或2)可例如使用雷射輸人的多種數值與/或輸出運轉參數， 例如為了雷射運轉的某些方面作標準化，像是工作週期與 10 類似事物’而非此類參數的實際值，以決定在單氣室雷射 或在各別種子雷射部分中之氟的估計消耗量，例如一主震 15 盪器與放大雷射部分’例如一為了一多氣室雷射系統的功 率放大器。 對於NAFFA，根據所揭露主題之一實施例的方面，根 據氟含量之兩個加權（包含零加權)估計值的總合，藉由將標 準化參數值與一參考值作比較以決定，一估計值是由例如 20在一主震盪器與一功率放大器中的氟消耗量所組成。該估 計消耗量是根據由一參考值在氟含量中改變之各別雷射運 轉參數值的之前決定的關係。例如，根據在差動時間主震 盪器功率放大器與頻寬中改變之估計消耗量的總合可被使 用來估計種子雷射部分，例如一主震盪器，根據在電壓與 20 1363462 改變之消耗量與估計消耗量的總合可被使 用來估計放大雷射Α 別#^ 力率放大器祕量。當各

10 1Γ二機會(例如其可在示範多氣室雷射系統 =至Μ地交替），且若各職計值高於一選擇最小 注入里，則系統將會注人至各別的氣室中。當NAFFA運轉 在除了上關環以演算法外，取決於為了制注入機會 所選擇之氟分子注人的量，可能有或可能沒有—氟分子注 入:例如述模式中’其中在特別注入機會時氟分子 未各別氣至《其中對於所有注入機會該預先選擇氣 分子，入比例料零，職分子注人是否發生取決於例如 為了氟λ子’i人等於或超過最小注人量而㈣AfFA演算法 所心不的里’例如氣體控制系統所需以精確注入如此的 量^非此情兄，則為了各別氣室為了各別注入機會不會 有氟分子注人發生H在演算法L卩分下像是！千 15帕的氣分子選擇注入量被選擇高於所需注入最小值是被預 期的。

根據所揭露主題之一實施例的方面，例如為了 一像是 -主震盪器功率放大器或主震|器功率震盈器（Master Oscillator Power Oscillator ’ ΜΟΡΟ)雙氣室雷射系統的示範 2〇 多氣室雷射系統，NAFFA可估計在主震盪器（>2μο)中與在 功率放大器/功率震盪器（f/a)中消耗氟的量，根據公式： λ Μ〇 ax {dtMOPA - dtMOPA^p) + a2 (E95 - E95= F2 其中α,+οτ^Ι 方程式A】；且

λ PA -EMOR£F) + oc4(V - F2 21 1363462 其中 α3 + α4 = 1 •秦 差動時間主震盪器功率放大器（dtM〇PA)代表時間之間 的差，該時間是放電發生在種子雷射氣室（例如一主震盪器 氣室）中的電極之間與在放大雷射（例如一功率放大器/功率 5震盪器氣室）中的電極之間。主震盪器能量(EM0)是主震盪器

氣室的脈衝能量輸出。E95是示範主震盪器功率放大器雷射 系統的頻寬輸出之95%的積分尺度。電壓(v)是橫跨電極之 間的電壓（名義上每一氣室均維持相同）。在實際的演算法 中，dtMOPA、E95、EMO與V的值可為了另一雷射系統運轉 10參數而被標準化，例如為了工作週期與/或雷射系統輸出能 量’如同下述AFI討論。

方程式A2。 在主震盪器（；/〇)中消耗氟的估計量因此部分根據一 氟消耗量的經驗決定量，為了dtM〇PA之一由某參考值之假 定的改變。該參考點(dtMOPAREF)決定一在一 △ dtMOPA/ △ 15 F2曲線上的運算點。同樣適合於E95，根據一在一 ΔΕ95/Δ F2曲線上的參考點^£95!^。E95或某些其他頻寬的尺寸可 在放大雷射部分的輸出被測量，例如功率放大器。再某些 實施例中，Ω：2可被設為零。一在放大雷射部分的估計氟消 耗3：，例如不範功率放大器雷射（f2PA)可同樣地使用Em〇與 20 V之標準化的值與各別參考值來被決定。 根據所揭露主題之一實施例的方面，對於一單氣室雷 射系統，在AFI之下，例如AFI2可根據以下公式注入：

(VN - V^) * ^ + «2 (E95n _ E95ref}= p2 方程式 B 也可以使用雷射運轉參數的加權標準化數值，也就是 22 說，電壓與頻寬乘以伴隨氟含量改變的參數值之改變，總 十t估指3量改變。若消耗量估計值高於某最小值(它將 水运是某最小值當閉環敦量被設為非零且可能高於最小注 入量），該系統將在每—注入機會引發_注入。 5在每—注人後’例如每百萬發射(雙氣室系統為交替五 十發射)該氣壓被放氣至一選定值。因此效應為非常頻繁地 沖注各別氣室以移除污染物，同時也替換氣，以維持最佳 氣體混合物或接近它。 此固定注人開環與閉環調整的結合被稱為GLX。 1〇 此外，脈衝的每—選定數目（例如藉由經驗決定），或當 ^制器偵關電壓由1定的Vref漂動時，該系統可升高 氣室内的氣壓。這樣的升高可不時地繼續，例如再次依賴 於維持-像是vREF的參數—直到氣壓到達一上限。系統控 制is便可選擇另-像是Vr_雷射系統輪入或輸出運轉來 15數’且也便可回到原來的氣壓。該系統可繼續重複此步驟， 以使得較輯料億次發㈣壽命仍不需要再充滿。此經 過氣室壽命之氣壓與電壓較《中請人的練人稱為氣體 最佳化(Gas 〇ptimization)，冑言之也就是氣體最佳化㈣。 该注入量也被選擇到夠大以在週期性間隔作沖注，但 2〇也夠小而不顯著地衝擊像是能量變化/電壓變化(犯庸)或 是就其本身而言藉一單—注入之能量的參數。這樣的控制 可例如增加雷射的可利用性，例如因為雷射的效率狀態不 停地被維持在最理想且健全的，而非等待手動干預，例如 在-再充滿的狀態。因此，它也減少了與執行習知氣體最 23 1363462 5 佳化狀態有關的停工期。有了經過長時間的準分子雷射放 電氣體之狀態的穩定，以及完全氣室氣體替換（_再充滿） 的需要之減少或完全預防，優點是減少雷射不可利用性其 為延伸而使前氣體存在的完全氣體替換所㈣，且可能甚^ 是整個雷射運轉壽命的_，如同被其㈣統元件而非雷射 氣體組成所定義，例如為了十億或甚至幾十億的發射。田 10 15 20 -現在轉向第3圖’根據所揭露主題之—實施例的方面， 圖不有-沖注再填滿時間表50。該時間表5〇可以是例如為 了-多氣室雷射系統，例如—像是中請人之受讓人的似 主震廬器功率放大器系列雷射系統的主震盈器功率放大器 或一像，申請人之受讓人快要發表之XLR系列雷射系統的 主震盈益功率震盪器’分隔有一為了例如在—方面之主震 蘯器的沖注時間表52與一為了例如在另一方面之功率放大 器放大雷射部分的沖注時間表54。主震蓋器與功率放大器 沖注時間表52、54可被束結，例如藉由一再充滿延遲^ 例如經過一段時間或一些發射，例如三百萬發射，以使即 使再充滿/沖注機會60發生在此再充滿延遲54期間，無注入 能發生。在此延遲期間後，沖注機會60發生，例如:示^ 系統中在-亦即主震還器的氣室與另一亦即功率放大器的 氣室之間交替’例如每—百萬發射，也就是每兩百萬發射 在每一各別氣室的一注入機會。 其間，在例如一回饋氣體控制系統的控制下 ΝΑ·，注人機會66是週期性地發生，例Μ雷射發身^ 每五十萬發射’且為了各別氣室為了每一這樣的注入機會 24 1363462 之氟分子注入的量被決定如上述，例如有或無一大量氣 體’也像是氬與氖或氪與氖。

第4-8圖圖示出有一多氣室雷射氣體控制系統的性 能，藉由有一固定69%工作週期的例子之方式來運轉，處 5在由功率放大器有一 10毫焦耳(mJ)固定不變的輸出，有一 最小氟分子注入大小=0·7千帕，與一氖化氬(ArNe)沖注=6.3 千帕，有第4圖與為了兩個氣室的充電電壓有關（決定在每 一氣室中橫跨電極的最終電壓），第5圖與以微焦耳/電壓（" J/volt)為單位的能量變化/電壓變化(dE/dv)有關，例如在主 10震盪器輸出，第6圖與主震盘器輸出能量有關，第7圖與頻 寬測量有關’例如在E95%70與半高寬(FWHM)72之間之差 異以飛米（femtometers)為單位，且第8圖與差動時間主震盡 器功率放大器有關。 第9圖圖示一在一主震盪器功率放大器系統中維持充 15電電壓的能力之測5式，以例如一在或接近壽命尾聲的主震 盪器氣室’例如已經經歷一百三十億發射，且在一額外經 過十億發射期間的無氣體再充滿，且實質上無淨電壓改 變。釘狀處(spikes)反映出沿途測試中的停止。第1〇a_c圖 ，反映出在同樣測試期間的其他量測，例如主震盪器輪出处 20量（10A)，E95% 7〇與半高寬(FWHM)72頻寬(10B)以及差動 時間主震盪器功率放大器。第10A圖顯示主震盪器輸出能量 收斂至大約0.4毫焦耳。第10B圖顯示兩頻寬量測均維持= 對穩定，有某些申請人尚未解釋的變動。第1〇c圖顯示差動 時間主震盪器功率放大器收斂至大約26奈秒(ns)且維持才 25 1363462 對穩定。 第11A和B圖顯示，為了 一不同測試的電壓和能量變化 /電壓變化(dE/dV)之各別的量測，例如以一更有壓力的發射 曲線，其使用例如有相對長之爆衝間間隔的短爆衝和能量 5與工作週期的改變，且也包含四小時暫停與加十小時的三 次暫停。在第11A圖的量測反映最小值、最大值與平均值且 顯示經過大約十億發射的實質上零淨電壓上升。 第12A-C圖與經過同樣大約十億發射的主震盪器能 量、頻寬與差動時間主震盪器功率放大器的量測有關。此 10外，顯示主震盪器能量收斂至大約1毫焦耳，E95 70維持相 對穩定，同時半高寬頻寬72有些變動，相信其是由於儀器 誤差，且同時差動時間主震盪器功率放大器維持相對穩 定，例如當雷射發射時在大約32.5奈秒。 第13圖圖示出氟分子消耗量的改變，其經過些許多於 15四十億發射後以大約線性方式降低。 轉向至第14圖，圖示有穩定狀態氣體濃度作為一不同 沖注速率的函數。增加總注入濃度使直線線性上升，雖然 它未在圖中顯示。假設例如—每百萬發射〇·5千帕的最大消 耗量速率是根據第13圖的圖表，顯示出在一每百萬發射〇5 20千帕氟分子消耗量速率的氣體控制系統能運轉至線1〇〇的 左側。也可看見的是對於一代表性平均氟分子消耗量而 言，7千帕注入沖注速率產生大約名義上濃度的6〇%且13千 帕代表大約80%的生產。 根據所揭露主題之一實施例的實施方面，以下術語應 26 1363462 具有所列出的意義。 WF=對於一氣罜的氟分子 WR=對於-氣室的稀有氣體沖千帕/百萬發射） 子比上在沖注之稀有氣體的比例(無單位） t對於—氣室的—氟分子注人大小(千帕/注入） GR=對於一氣室的―稀有氣體注入大小（千帕/注入）

Gt =總最大注入大小，芒 時發生（千帕/注人） 對於-氣室的兩個注入在同 SF =在氟分子注入之間的 Sr =在稀有氣體注入之間 k =在一氣室的氟分子注 量（無單位） 氣室發射（百萬發射/注入） 的氣室發射（百萬發射/注入） 入之間之稀有氣體注入的數 T=執行-最大注入的時間，亦即對於一氣室的氣分子 15 加上稀有氣體（秒）

Ρ -雷射-回合發射累積速率（百萬發射/秒） Ν=雷射上的氣室數目 應用這些定義以使這些變數聯繫而產生： 對於-氣室的氟分子沖注速率（千帕/百萬發射)=對於 2〇 一取i至的氟分子注入大小（千帕/注入）/在氟分子注入之間 的氣室發射(百萬發射/注入)，也就是說，Wp 千帕/百 萬發射）（方程式1);對於一氣室的稀有氣體(例如氖與氬 或氛與幻^速率（千⑹百萬發射)=對於 一氣室的稀有氣 27 體/入大小（千帕/注入y在稀有氣體注入之間的氣室發射 (百萬發射/注入），也就是說，Wr=_(千帕/百萬發射）（方 程式I)，對於—氣室的總氣體沖注速率WflUSh(千帕/百萬發 ’: 射）t刀子沖注速率力口上稀有氣體沖注速率，也就是 ? 5 Wflush=Wp+WR (方程式3);氟分子比上在沖注中之稀有氣 體的比例F(無單位)=被稀有氣體沖注速率所除的氣分子沖 • ，主速率，也就是卜是（方程式4);在-氣室的氟分子注 入之間之稀有祕注人的數目k(無單位)=被在财氣體注 . 入之間之氣室發射(百萬發射/注人)所除的氟分子注入之間 ,1〇的氣室發射（百萬發射/注入），也就是k=# (方程式5); 右對於一氣室的兩個注入均發生在同時間，總最大注入大 小Gt(千帕/注入)=氟分子的注入大小加上稀有氣體的 注入 大小，也就是Gt=GF+GR (方程式6);且氟分子注入大小 • 比上稀有氣體注入大小的比例=氟分子比上稀有氣體沖注 15 的比例之k倍，也就是=kF (方程式7)。 假定最大允許總注入大小Gt會被知道，例如由能量變 化/電壓變化（dE/dV)或其他由一注入顯示出不利結果之一 或更多個雷射運轉參數的量測，像是對於一充電電壓之給 定改變的在雷射輸出脈衝能量的改變。Gt也將合有一下 2〇限，由於一注入的最小大小被物理限制條件所限制，例如 28 1363462 5 10 氣體注人硬體及控㈣超過特定大何限之精確控制注入 的能力。最大雷射一回合發射累積速率p及最大注入期間丁 也被假定已知。氣體混合比例F典型地與起初再充滿比例相 同，其在一多氣室雷射系統中對於兩個或所有氣室可以是 或可以不是相同的’但為了所揭露主題之一實施例的此方 面描述之目的而被肢為㈣，上述龍值可以被決定， 例如藉由實驗或經驗地經過1更多個相似雷射純的運 ^且總沖注速率的數值實驗來決定在7 ^千帕/百萬發射之m迷率比例的數似可被使用 二來參數化全部的結果°上述方程式可被使用來推導出 下列關係。 k(F + l) G, (方程式8) l + l G, (方程式9) 15 它是有用且實例如來限制k為—正整數且大部分 h需要假定為錄，像是其中1分子注人發生在一稀有 乳體注入的偶倍數。也就是說’每〜k稀有氣體注入，—氣 分子注入也被執行，其中包含％。當⑵時，Sr決定了 〆主入之間發射的最小數目。SR可以例如大於需要執行—迷 入在所有氣室之發射的總數’包含當只有—氣室時(否則， 一新的注人會在先前注4氣室Μ前開始）。 、=ΝΤΡ (方程式10) Gt的下限可由〆單〆注入大小的下㈣心來決定。首先 29 20 〇ρ=Γ^ρ°. (方程式 Π) GR=TTkFG* (方程式 12) 對於氟化氬雷射的氣體注入比例F可大約在1/5.7至 例如大約1/6.9，根據所揭露主題之一實施例的方面’ 且可能永不大於1/7。因此只要让$7、〇<1^<1，意味著& 疋方程式（11)與（12)之兩個注入大小中的較小者。因此，可 得到最小注入大小限制，藉由：

Gt~(1 + li)G ΙςΡ7 min 對於0<kF<l (方程式13) 也可以結合限制（10)與（13h以增加一對於這些限制如 1〇何交互作用之直覺性的了解，對於某些典型期望的數值， 來自方程式9之SR的值可被繪製，例如如第17圖所示。在此 例中，例如T可以是9〇秒，像是目前被申請人之受讓人的多 氣室XLA系列存在之雷射產品所使用的數值）或6〇秒（一可 能達到的數值），P可以是例如4500發射/秒(像是一在一六千 15赫茲雷射上的75%工作週期），n可以是例如2(對於一XLA 系列雷射）’ F可以是1/9 (例如一目前典型的xlA雷射氣體 預先混合（充滿/再充滿）比例），Gmin可以是例如0.7千帕。該 總沖注速率WfluSh可被使用在XLA系列雷射系統之它的目 前數值（大約10千帕/百萬發射）或在一大約7千帕/百萬發射 20的期望最小數值。該總注入大小可被允許由一選定最小值 改變，例如如同由方程式13所計算至一目前使用的數值10 千帕，其目前是令人滿意的且可被視為一上限。該注入速 30 1363462 率比例k也可被改變。 因此’在第17圖中對於不同數值的每一組線200、 202(k=l)、204、206(k=2)、208、210(k=3)與212、214(k=4) 包含注入之間的發射數目的可能的值，例如Sr。在每一組 5 (202、206、210與214)中的較低線可定義例如一最大沖注速 率（例如在一例子中Wnush=l〇千帕/百萬發射）。對於每一組 (200、204、208與212)的左手限制可例如由方程式（π)定義 總注入大小的限制。該黑色水平線顯示下限220與上限 222 ’例如根據發射累積速率p和注入的時間t=6〇(220)與 10 T=90(222)，來自方程式1〇的限制。當組線200-214低於這些 各別Τ=60與Τ=90的限制220、222，無法達成符合所有限制 的注入參數。第17圖中的每一標記代表一數據[對於在此例 子中60與90之間的一給定注入大小的點].因為注入大小已 經被量子化’不可能選擇任意地精確注入大小。此精綠注 15 入大小的缺乏可適用於〇f和Gr，以產生一最終量子化的 。例如’對於k=l(在第π圖中200、202)，可看到的是在 注入大小點之中有一些空隙。此為由於缺乏注入大小的可 用解析度。因此，例如可允許的參數組位於任何Sr線上， 其高於各別水平限制線220、222。 2〇 此外，因應在雷射輸入/輸出運轉參數值中較長期的修 改’氣體控制器可執行所謂的氣體最佳化。此可包含例如 一用來調整一子集合的一或更多個成員，例如該子集合是 由—組量測的雷射運轉系統參數推導而來，作為控制器的 輸出，例如對於一示範主震盪器功率放大器多氣室雷射系 31 統而包含.主雷 主震盪器卜 室總氣壓、功率放大器氣室總氣壓、 主震盪〜^分子分壓、功㈣A錢室a分子分壓、 人氟分子濃度、功率放大器氣室注入說分 丁展復、主曾*，具σ。 度 ’錢室氣體溫度、功率放大H氣室氣體溫 2、工；主震盪器氣室中氣體再充滿（注入）的頻率與大小、 ”' 器軋至中氣體再充滿（注入）的頻率與大小、充 電電壓（“電懕”）^ J。為了最佳化雷射效率，經過長期的運轉， 」如：仏-人的發射，會追求以下目標例如⑴在一或更多 =號别最大化時間或發㈣積，像是代表上述輸入組的其 ，使一運轉或使用者選擇的界線條件相交(例如上升 至運轉上限的電壓），（2)最小化參數的—子集合S1，例如由 上述集合’結合最大化參數的-子集合s2，例如由上述集 合，以加權與/或標準化用於子集合成 員以指派一重要性順 序，藉以使子集合~或S2可成為-空集合，並最小化-基 準值例如&歲里知距離公制（Euciidean djstanee metric)或 其他在參數之一子集合之間的基準S3 ，例如，為了那些被 相同或其他方法選擇的子集合心之參數，由上面引述的集 合與名義上的數值。 此可受制於軟、硬或一般的限制，或其中的一組合， 例如一設定一邊界條件的軟限制，該邊界條件可違反但有 一指定的處罰以使它對於最佳化繼續在此方向不受歡迎， 一設定一邊界的硬限制，該邊界不能被訊號值跨過，以及 一般限制是元素之任何子集的函數，例如由上述的子集。 例如該系統控制器可使用一組量測的雷射運轉系統輸 32 5 入或輸出，其被稱為控制器的輸人，集合G :、 主震虚器能量、功率放大器能量、快門 間主震盪器功率放大器目標、E95 =是㈣ ,.^ 千阿寬、主震盪器氣壓、 功率放^氣壓、主震Μ分壓、功率放大器㈣波長、 Ϊ 度、功率放大器溫度、雷射放電工作卿，以 ^於集合G的任何其他成員的〇之任何成員的任何第一 2高衍生物’⑽鮮化Μ触何以，藉由G的任何 10 移1員或任何其他内部或外部訊號而依比例排列或被偏 移，该訊號仍與集合G的-成員相關聯。 該控制器可執行例如一數學演算法，其可包含來自輸 2合或輸出集合之其中任一的—或更多個成員。此一演 ^法可導致-組數值公制值的產生，該等數值公制值可根 康一客觀標準或-連續函數來排列，該連續函數可例如被 15 解出最大值或最小值，根據一客觀函數標準。此演算法的 該解答或該等解答可被視為”最佳，，解答❹數解答，且可 U如為了來自輸出集合的所選成員提供數值。此一演算法 的執行可經過雷射的壽命而依所想要的常常（例如以發射 或時間來測量)被手動、半自動或自動地重複(稱為反覆回 20 饋），或該最佳化被執行一次且推導出的一組輸出會被相繼 用於未来的雷射壽命之各時期（例如根據一選定的發射數 5間），以使預測的最佳解答可被達成(稱為騎）。或者， 或疋兩者的結合反覆回饋與/或開環可被使絲達成客觀 標準。 圖 根據所揭露主題之一實施例的方面，例如經由第15 33 1363462 中範例的圖示，一最佳化演算法180可被提供以至少一輸 入，例如多數個輸入電壓（“V”)192a、主震盪器能量 (“EM0”) 192b、功率放大器能量(“EPA”) 192c、在雷射系統輸 出的快門能量（shutter energy)(“Esh”)192d，以及頻寬 5 (“E95%”、”FWHM”) 192e等等，像是某些其他雷射系統的運 轉空間，例如總氣壓、電壓範圍、工作週期等等。然後該 數學演算法190可被使用來設置限制，例如在這些輸入的最 大值與/或最小值上’及例如為了一或更多個像是192a-e的 輸入而使用經過雷射運轉壽命的訊號改變速率，像是電壓 10 改變/發射改變（6v/5shots)，該演算法可被使用來決定像 是主震盪器與/或功率放大器總充滿氣壓194a和194b各別的 數值β這些數值可被決定以例如若雷射系統的這些主震盪 器總充滿氣壓194a與功率放大器總充滿氣壓194b的設定不 確定，在其中一輸入與一或更多個限制相交前，該系統會 15繼續為了累積發射的最大數目而運轉。然後此會被週期性 地重覆，例如每五億或十億發射或時間與發射的組合，例 如去推導出主震盡器與功率放大器總充滿194a、194b的新 數值’以使例如結合的效應來調整雷射效率以便最大化雷 射關於像是累積發射的運轉壽命。 2〇 吁看到第16圖圖示出所揭露主題之一實施例的方面之 此範例，例如此最佳化可如何被使用至像是最大化運轉壽 命，例如使用一組推導出的輸出然後重覆此最佳化並推導 出其後的輸出組’其可能是不同的組，結合以達成最大化 雷射運轉壽命的目標。該最佳化也可如上述地只被執行一 34 1363462 次，且其中訊號的老化速率已知，例如從經驗決定然後 被用於未來特定的時間之一預測的輸出組可被推導且應用 於一開環方法。然而該反覆回饋方法可被預期產生更多耐 用的結果。 5 轉至第16圖，水平轴可代表雷射系統壽命，例如以發 射數測量，且垂直軸是來自上述輸入組的某些雷射系統運 轉輸入或輸出參數，例如192a-e。一輸出設定，例如主震盪 器總氣壓194a可有—起始值196a ,例如在雷射壽命開始 時，且經過一些例如五億的發射後，可沿著一軌道198a朝 10向一限制界線199前進，沿著例如某指數曲線且在某點該軌 道開始加速，例如輸入，，訊號變化/發射變化（5inpm signal/ 5sh〇tS)”的速率，例如電壓變化/發射變化（5v/<5sh〇ts)， 胃控制器可選擇—恰當的時間來在點196b執行最佳化，開 始一新軌道198b。該系統可再一次在點196c被最佳化，再 15開始一第二軌道198c。在某點在一最佳化後的該起始點（圖 未不）可足夠接近限制199與/或軌道夠陡峭朝向限制199，以 使不同輸入訊號可被最佳化所使用 ，例如VREF，其可在 第1圖中的y軸替代，以及一限制，例如一上限199可被建 立’以及例如該原始主震盪^總氣壓重建立。 根據所揭露主題之一實施例的方面，使用一更多或更 7的連續再充滿來例如消除與氣室再充滿有關的停工期， 申叫人已檢查連續替換氟分子與大量氣體（緩衝氣體氖與 西有雷射氣體’例如氬絲)的效果。為了此更多或更少的 連續再充滿可能有幾種方法，包含大量氣流控制，或一連 35 1363462 串之很多少量的大量氣體與氟分子注入。為了簡潔與為了 所揭露主題之一實施例的方面之討論，可將大量氣體與氟 分子的注入視為一連續過程。分散注入的使用並不顯著地 改變分析的結果。氣體狀態可以兩個狀態變數來描述，氣 _ 5 體中的氟分子數量y，以及氣體中的累積的污染物數量X。 在氣體壽命的任何一點，該系統可以一 ry平均速率注入氟及 j·. ' —rz速率注入大量氣體。當氣體發射時，氟分子以一速率 wy消耗，且污染物以一速率wx累積。而且，可以有例如大 • 量氣體數量的某些額外改變Wz，據推測是由於氟分子混合 10 物至大量氣體的轉換或是大量氣體至污染物的轉換。氣體 可以一速率re排出，以維持氣體的總壓不變。 re = r Jrr2+wx-wy + w2=r + + w (方程式 14) - 其中W是由於污染物累積、氟耗盡與大量氣體轉換的淨 氣壓改變。描述氟分子與污染物濃度的微分方程式可被視

音re+wx =-音(ry+rz + w) + wx (方程式 15) ^re-wy+ry =-^(ry+rz + w)-wy+ry (方程式 16) 其中P是氣室中的總壓。無論再充滿是否被連續或間歇 地一起完成，一氟分子注入控制器仍可被使用。氟分子注 20 入控制器的效應可以調節氟分子注入速率，例如去維持在 氣室中的氟分子濃度y不變。將dy/dt設為零並解ry得到： 36 1363462 (方程式17) Ί(Γζ+νν)

申請人之受讓人的目前再充滿氣體的方式是以一所謂 _ 的分散再充滿，其不在氣體壽命之間注入大量氣體（氖緩衝 與/或氖緩衝伴隨著稀有氣體，例如氬或氪)(忽略在一氟注 5 入期間之用來將氟分子推出線氣體供給線（line gas feed line)的小量，其被完成，例如去改善每次注入氟之數量的 • 控制）。因此，在氣體壽命期間，rz是相等地為零（或實質上 如此）。設定rz為零，並以方程式4替換ry得到： dx dt

=-X— + wx p-y (方程式18) 一般而言，氟分子耗盡與污染物累積的速率似乎至少 部分取決於雷射工作週期且因此可經過一段時間而改變。 然而，它很有用，考慮到雷射在一穩定的工作週期發射之 例子。在此一示範例，方程式18可在一關閉形式被解出來 找到X : x(t) = ^(l-e

(方程式19) 定義一氣體壽命為一像是T的期間，在氣體壽命的末端 之污染物濃度可因此被決定為例如： 37 1363462 xf = γ·(1-e kT) (方程式20) 注入的氟加上一再充滿的總量可被決定為例如： F2=Try + y = TPWy + yW + y (方程式 21) p-y 現在考慮一連續再充滿，例如其中雷射是在一不變的 5 工作週期，但大量氣體(例如緩衝氣體氖，或緩衝與稀有氣 體，例如氖與氬或氖與氪)在一速率以使例如可在氣體壽命 期間注入一雷射氣體的再充滿數量可被決定為例如： Γζ = p-y τ (方程式22) 代入方程式17 10 wyPT + yP - y2 + ywTϊχρ^ y Pwy + yw T+ P-y (方程式23) 在例如一“氣體壽命”的期間，總氟分子注入可被決定 為： F^Tr^y + C’ (方程式 24) 與方程式21比較，可看出在傳統氣體壽命的期間注入 15 之敦分子的量，例如一連續再充滿與像是使用以一傳統再 充滿的氟分子總量相同。換句話說，淨氟分子注入速率/量 可被決定為實質上相同，例如在像是測量誤差與被氣體控 制系統管道與歧管與類似物不完全轉移至氣室之氣體的容 許内。 20 將方程式22與23代入方程式15中得到一當使用連續再 38 充滿時污染物存在的微分方程式。

dx dT p

y +wyT +wT 十w· (方程式25) 若進行一連續再充滿夠久，可例如最终收斂至一污染 物的值定水準。將方程式25中的衍生物設定為零並解\得 到： xf=Tr_^LT(p-y) . wx 1 _ _ P-y + T(wy + w)_ k l + l/(kT) (方程式26) 關於一連續對分散再充滿，藉由將方程式26與方程式 20比較，可看到例如連續與分散再充滿對污染水準的影 響’例如在一傳統氣體壽命末端： xf=^(l-e-kT) 分散再充滿

Xf=：kT+l/(kT)連續再充滿 方程式27 該名稱k可被視為被一標準化傳統氣體壽命期間。在氣 體壽命期間末端使用連續與分散再充滿的污染物水準可被 視為接近相同（在上述容忍範圍内），有兩不同方程式的例 外：

f(kT) = l-e_kT kT g(kT) = kT + 1 方程式28 若要對kT繪製這些方程式，可看到對於kT的所有數值 而言，f(kT)大於g(kT)，其可被解釋為表示每一氣體週期一 1363462 次以連續再充滿設定來替換氣體，污染物濃度應收斂至一 小於在氣體壽命末端使用一分散再充滿所達到之數值的數 值。將kt與在一分散氣體壽命之間注入氟分子的總量作比 較：

Pwy + yw Γ-y一

wy + w =P(kT) 方程式29 可用近似值，假設例如由於氟分子消耗與污染物累積 的氣體產生淨量是接近零，一並非不合理的假設。申請人 的雇主已看到例如在測試中無注入的雷射經過長時間的發 射，氣壓維持大約不變。方程式29的結果可被看到是例如 10 kT實質上是在一分散氣體壽命期間注入之總氟分子比上總 充滿氣壓的比例。典型地，對一氣室的總充滿大約在3〇〇千 帕’且在一氣體壽命期間我們可在那裡注入大約3〇千帕， 其產生例如一大約0·1的k的合理數值。上述的圖會嚐試例 如g(k)與f(k)大約相等，例如當標準化的氣體壽命匕丨、於或等 15於ο.1。因此，可結論出對於相同數量之大量氣體與氟分子 氣體使用分散或連續注入，在一注入期間之末端的污染物 濃度可大約相等。 此結果並不令人驚訝，當考慮在分散充滿與連續充滿 的例子中，氣室氣體被耗盡，例如在以連續充滿的氣體壽 2〇命之間和在以分散充滿的氣體壽命末端，例如以相似的污 染物濃度。f要完全耗盡染物的㈣壽命之數量的氣 體總量可大約相同是合理的。 基於上述使用分散與連續注入之在一氣室中的氟分子 40 與π染物之水準的分析’中請人的雇主已得到結論，例如 (1)當大量氣體的充滿速率被設為注入一充滿的大量氣體壽 命之數量，例如在一氣體壽命期間，在連續充滿期間注入 的氟分子的總量等於在分散充滿期間注入的總量（包含最 初氣至再充滿），以及(2)以連續充滿和一大量氣體注入速 率設定例如至在一氣體壽命期間注入一氣室的大量氣體數 量，污染物的水準會收斂至一小於以分散充滿在—氣體壽 命末端所達到之值的值。以典型氣體壽命，可看到污染物 的水準收斂至大約等於一分散氣體壽命之末端的水準。 根據所揭露主題之一實施例的方面，可看到一在單氣 室與多氣室雷射系統申將氣體注入雷射系統所提出的新方 法疋氣體再充滿消除(Gas Refill Elimination，GRE)，或者 稱為開環氣體再充滿與/或連續或假連續氣體再充滿。此可 藉由週期性注入或一連續注入來完成，例如以一大量氣流 閥’若不是我們在我們的氣體再充滿硬體有大量氣流閥且 相信它們會以一連續或大約連續的注入模式運轉來控制氣 體注入’其中我們不關於前者且顯然地也不關於後者。 因此，會以如此頻繁且如此小量的週期性注入，關於 是大約地連續。注入將會是氟的與一氣體混合物的量，例 如氪與氖或氬與氖，氟與此一氣體混合物的週期性注入散 佈有只有氣體混合物的注入（亦即，在散佈的注入中無氟）。 在注入完成後，在氣室中的總氣壓被下放至為了氣室所選 定的總氣壓。藉由這樣做，當作注入時，不但氟被替換’ 而且氪/氖或氬/氖的平衡傾向於被維持且污染物被一放氣 過程移除，/ 也就 、Dn任為了有問題的氣室注入以回到總氣壓之後， 疋早氣室或一種子雷射或放大階段雷射，例如一主 震 I II # ^ ° 功率放大器，其中種子雷射氣室與放大雷射氣 s的再充滿數1:與總氣壓不同。 中 文應K要實質上減少氣體再充滿的需要，或在限制 時門/肖除此需要，藉由劇烈地增加在需要一再充滿之間的 ^ 此可被例如未上升至一水準的充電電壓證明，其中 /κ準維持輸出脈衝能量與電壓是不可能的，例如由於污 染物累積或氟的消耗。 、查過時間後’氣室中的總氣壓可被向上調整與或再充 農度（冲主速率）被改變以進一步移除污染物。此可被完 成，例如藉由添加氟以及然後像是氬與氖的混合物或像是 氟分子、氬與氖的混合物，以高於新的所想要的更高的總 氣壓然後執行-放氣至新的所想要的更高的總氣壓，因此 15更進一步在過程中移除污染物。此像是在-氣室或另-氣 室或該二氣室之總氣壓的最佳化對於維持放大器部分尤其 重要，例如一功率放大器，由達到V^VMAX的條件，也就 疋說以使輸出脈衝能1的電壓調節無效。也不時沖注速率 也可被調整，例如藉由調整惰性氣體對氟分子的相對濃 2〇度，例如由二等分氬/氖對一等分氟分子改變成四等分氬/ 氖對一等分氟分子，或藉由調整無氟在它們裡面之散佈的 注入數目。這些經過時間的改變能發生，例如每一億次發 射左右，且被稱為氣體最佳化(Gas Optimization，G〇)。它 們寻求重5又電壓曲線接近νΜΑχ的路徑以使經過一實質等於 42 1363462 氣室壽命之期間的電壓永不到達vMAX，但以現行的氣體管 理方法在氣體再充滿之間必定充分地超過該大約一億發 射。這些總氣壓與/或沖注速率的改變可由關於一雷射運轉 的參數或一在一參數與另一參數改變的速率之回饋來決 5 定’例如經過雷射壽命的電壓（V)、能量變化/電壓變化 (dE/dV)、電壓變化/發射數變化(dv/dsh〇t count)、能量(E)、 頻寬等等。此外，最初沖注速率可被選擇以最佳化氟與混 合氣體的注入，以再充滿氟與將放氣出污染物，考慮到執 行此注入的現行氣體管理硬體的性能，且在多氣室系統執行 10 在各別數目氣室的重複連續注入作為一下限且不引起像是 由於一注入發生作為一上限的能量變化/電壓變化 (dE/dV)、輸出能量或頻寬的雷射參數之不良效應的例子中。 根據所揭露主題之一實施例的方面，一氣體控制系 統，例如為了單或多氣室雷射系統，像是一示範雙氣室主 15震盪器功率放大器或主震盪器功率震盪器種子雷射放大器 雷射系統，可被視為包含例如一核心演算法。轉至第丨圖， 經由範例圖示有一為了一示範主震盪器功率放大器雷射系 統30所使用上述一演算法的雷射氣體控制器2(^在選定的 注入序列，根據例如在方塊22中注入機會之間與一預先選 20定制數比較的發射冑，示範核心演算法可決定目前發生 有一注入機會並以信號通知此事至一控制器28 ◊此外，電 壓差動時間主震堡器功率放大器與來自主震堡器的能量可 分別在比較器34a-c中與它們各別選定的參考值作比較該 等參考值包含例如-包括-a分子消耗估計計算器默 43 k'l 1363462 NAFFA回饋控制環的-部分’該計算器⑽了一各別氣室 計算-氟分子注入大小，在示範系統中的主震遠器或功率 放大益。在方塊26中，氟分子注入大小的飽和低或高可能 發生® 5 此外，像是氖化氪或氖化氬的大量氣體可例如跟著在 注入機會的時間之計算過的氟分子數量且可例如為了各 別氣室在每一注入機會被選定以永遠被注入各別氣室，無 論計算過的氟分子數量是否高於某最小注入數量 hjeKINJ·) 〇 10 現在參見第2圖’一開環注入控制器40也可為了各別氣 室30(如第1圖所示）決定—注入機會的發生，根據某時間的 經過（或發射數或兩者），例如在一比較器42中與一選定時間 (或發射數)作比較並提供一注入機會訊號給控制器46»氟分 子的一預先選定數量，例如氟分子的一被動或開環數量， 15其在方塊44中低或高飽和，可在每一注入機會跟隨大量氣 體的選定數量被注入各別氣室中，或在某些注入機會只有 大量氣體可被注入，且有氟分子之一選定數量的混合可在 選定的間隔發生，例如每一第三或每一第四注入機會。第2 圖的系統可例如為了各別氣室使用相同的注入機會決定， 20以使它們同時發生與/或兩個大量氣體注入大小可為了每 一上述注入機會而被加總至氟化氬/氟化氪注入之所想要 元全數量的數量’或大量氣體可例如在每一各別注入機會 只被回饋控制器20或開環/被動控制器30注入。 氣化氣/氮化氬大量氣體注入的大小，例如在開核或被 44 1363462 動氟分子注入，可以是固定且，，大，’的（例如1:63千帕至卜9 千帕氟分子：氟化氬/氟化氪），例如對上伴隨著在大約在1千 帕之一氟分子注入的目前使用之大約2千帕大量氣體、主 入。注入週期(在注入機會之間的“時間/發射，，可被選定以產 5生一最小氣體更新速率（千帕/百萬發射）或一在所想要更新 速率之某範圍内的更新速率，例如由“最小更新逮率 (RATErefresh_)”至“最大更新速率(RATErefres_x)”。

10 一氟为子注入大小可例如均低或高飽和，例如，概據 所揭露主題之一實施例的方面，有一在任何注入的最^氟 为子-氖化氬（氖化氪）比例等於例如原始預先混合再充滿曲 度（1:9)。其他可能的實施例可能使用其他比例，例如為了 上述原因的1:6.9。 此外，根據所揭露主題之一實施例的方面，純被動注 入可與開環注入相似地被對待，根據例如一被動消起演算 15 法（Passive Consumption Algorithm)，其可例如實質上相同 於目刖為了多氣室雷射系統所使用的NAFFA及為了單氣室 雷射系統所使用的ΑΠ 2 ’例如注入一固定大小且有一氧分 子-氖化氬(氖化氪）比例在一固定期間累積，同時雷射沒有 發射。氟分子的此固定數量可例如改變像是經過氣室壽命 20而使用現行的查表，例如在氣體消耗中經驗決定長期改變 的反映，例如經由第13圖的範例所示’氟分子消耗可隨著 氣室壽命減少。根據所揭露主題之一實施例的方面，可能 需要包含改變注入比例與速率的能力，為了相似的理由經 過氣室壽命’其可例如是一可選擇的/可構形的特色。 45 如上所述’根據所揭露主題之一實施例的方面，像是 2董氣體(氖化氬、氖化氪)更新速率這類的事物需要被決 定例如由像疋如最大污染速率的污染速率、如最大氣分 子消耗速率的氟分子消耗速率及可能需要被完成以用來說 明2物之這樣的因子，可能需要被完成的事物有例如是 否次算法在—非常長的氣體壽命之間處理大改變（例如大 於五億發射）’若氣體壽命將結束且更新注入孔量測，有什 麼能完成則貞測’例如偵測每—注人，若變異如此命令。 如亡所述’根據所揭露主題之一實施例的方面，沖注速率 夠匈’例如對於圖示雷射有1:67_1:9氟分子:大量氣體且 ^上述界線與範_，且可能也有_來改變氟分子注入 2，或如所述可能在某些選定週期性注入機會位置是零氟 刀子/主入或除非被消耗估相饋命令，足夠的沖注與氟分 子注入可為氟分子與污染物均造成—有效穩定狀態條件。 除了穩定狀態氟分子維持夠高且穩定狀態污染物維持夠 可達到長氣體壽命’其為執行再充滿或至少更不頻繁 也執仃它們所必需’例如在再充滿之間以十億發射而非一 億的等級。 例如，根據所揭露主題之一實施例的方面使用例如 α固定注人模式，例如以—像是NAFFA的回饋控制系統， 可1期性地注人，例如在或大約在—通常再充滿濃度(氟分 气化氮1.9) ’或甚至注入之較少的大量氣體比例，如上 數所選定的’有例如注入的大小與頻率被選定來達成一所 ‘要的總氣體沖注速率，其在一多氣室系統中對於所有氣 46 1363462 室也可以是相同的，例如在一示範主震盪器功率放大器或 主震盈器功率震盪器的兩個氣室，申請人已證明至少多於 十億發射的氣體壽命，甚至在壓力發射圖形下，像是在工 作週期或目標輸出能量之大且頻繁的變化。此可被完成， 5如同申請人的雇主已發現的，在上述對於此一注入期間沒 有由規格設置其他雷射運轉參數的允許之注入大小的限制 内。因此，例如，像是在能量變化/電壓變化(dE/dv)與/或 在一注射期間之能量的改變，已被顯示能符合規格，其中 申凊人至少部分歸因於週期性污染物沖注，藉以使氣體狀 ίο態到達/維持一接近預先混合注入濃度的水準，以使注入不 會引起任何大的擾動。此可與較早的注入控制系統對照， 例如單獨的NAFFA，其可典型地注入一含有氣體的氣室， 該氣體與注入的氣體在濃度上非常不同，因此引起較大的 擾動。 15 申請人觀察在替換放大器雷射部分發出雷射氣室之 後，例如在一百七十億發射後，開環沖注此後重覆地失敗。 甚至在增加沖注速率至一預先決定的最大值後也是如此。 此狀況被引起相信是由於在新的功率放大器中大量增加敦 分子消耗速率’而有一不同的内部殘骸管理與電極結構。 2〇 然後改變的氟分子濃度與速率被測量，如第13圖所示，其 他執行NAFFA的XLA雷射之氟分子消耗速率的估計也被執 行。在執行估計時’例如如第13圖所示，假設再充滿=〇 1 % 氟分子濃度(去例如標準化氟分子監測讀數)。每一測量反映 出至少五個氟分子讀數的一線性擬合(linearfit)，例如至少 47 1363462 一百萬發射以上的相間隔，同時每一氟分子讀數包含有三 組獨立的樣本。 第14圖圖示氟分子消耗速率能如何衝擊氣體狀態。該 總沖注速率，使用預先混合/再充滿氣體成分比例，例如1:9 5 氟分子：大量氣體的比例。第14圖顯示增加注入沖注量， 例如由線80的7千帕至線92的13千帕，有線82的8千帕、線 ^ 84的9千帕、線86的10千帕、線88的11千帕與線90的12千帕 介於其間，顯示消耗速率線性地減少。 • 申請人已決定開環沖注可能無法維持一可接受的氣體 10 濃度，例如在一像是一新氣室的例子，該新氣室可有例如 如第13圖所示的一高氟分子消耗速率，例如也取決於其他 ' 運轉參數，像是工作週期。可能需要更多沖注，例如當工 - 作週期在一相對高的水準時，像是高於50%左右。然而， 有一較低的工作週期然後可使一所需的注入速率成為可 15 能，例如在25千帕/百萬發射沖注，以達成再充滿消除。申 " 請人也已提到開環沖注可例如不總是產生一可預測的氣體 ® 狀態，或者，為此問題，也可能不產生可預測的性能參數。 然而，再充滿消除已被證明可行，儘管事實是使用開 環沖注，例如以一預先混合的再充滿濃度注入可能在某些 20 氣室中的某些條件下有一些如上述的限制。沖注污染物， 例如以注入氣體的開環預先混合再充滿濃度似乎是在延長 氣體壽命的至少一因子。關於精確或甚至大約的污染速率 之不確定性，且也例如經過氣室壽命之其中的改變可導致 關於沖注所需之再充滿速率的不確定性，然而，即使有相 48 對高的氟分子消耗速率，申請人相信再充滿消除是可能的。 根據所揭露主題之一實施例的方面，申請人提出以像 是氖化氬的大量氣體定期地沖注氣室，例如在每一注入機 會，無論如何，且也例如使用一相對高的大量氣體對氟分 5 子之比例，也包含允許來自氟分子消耗估計值的回饋控 制，例如使用一像是NAFFA的系統，來決定注入多少氟分 子，例如每一開環注入機會以零氟分子注入，或以回饋控 制加於選定的氟分子開環注入，然後其可被視為一在每一 注入機會注入的最小氟分子注入量，缺乏回饋環決定來增 10 加那數量。此外，該系統可提供，根據所揭露主題之一實 施例的方面，當雷射系統沒有發射時，使用被動注入來負 責例如貌分子消耗，例如在一像是NAFFA的一回饋控制系 統的控制下，其可估計被動消耗，例如根據雷射系統沒有 發射期間所經過的時間。 15 根據所揭露主題之一實施例的方面，因此該系統可預 備一注入，例如每一發射的選定數目在或大約在一選定再 充滿濃度，或例如某經過的時間，或兩者的一結合，且從 而例如強迫污染物沖注。另外，然而，該系統可能能夠當 例如對補償改變氟分子之消耗的需要時增加氟分子注入速 20 率。此規律的沖注可導致例如建立氣體狀態且大大地延長 氣體壽命。 此後，如同已在上所述該氟分子消耗速率可改變，例 如經過一氣室壽命超過五倍，似乎非常高的消耗速率無法 只藉由開環沖注來實際地處理。根據所揭露主題之一實施 49 1363462 例的方面，開環注入隨著一回饋環而修改，例如NAFFA可 提供極佳的性能之低消耗氣室至高消耗氣室。 根據所揭露主題之一實施例的方面，可例如長期穩定 準分子雷射放電氣體的狀態，且例如減少或完全避免完全 5 氣室氣體替換的需要，因此也例如減少為完全氣體替換所 需的雷射不可利用，且當注入時在某些為了光學微影術的 ^ 雷射運轉之避免的例子中。根據一實施例的上述方面，規 律地在頻繁的時間間隔以在一給定濃度之鹵素氣體（典型 • 地是氟氣）與大量或緩衝氣體（典型地是氬-氖或氪-氖）的新 10 鮮氣體替換雷射氣體的一小部分。替換的數量是足夠小以 不過度擾亂重要的雷射參數，且它是夠頻繁的，使氣體為 ' 了連續且長期的運轉到達一可接受的穩定狀態。此外，可 - 包含線上氣體最佳化以動態地調整一雷射運轉參數，例如 總氣室氣壓，以進一步延長一氣體再充滿的需要。調整的 15 大小可例如由線上氣體最佳化來決定，且可在下一個與其 後的小量氣體注入替換期間作一真實的調整。 9 根據所揭露主題之一實施例的方面，申請人已經進行 實驗來決定大量氣體注入對於雷射運轉參數的影響，例如 能量變化/電壓變化(dE/dV)與對一雷射系統的有效能量，例 20 如一多氣室雷射系統，像是一由申請人的受讓人所製造與 販賣的種類之XLA 200雷射。大量注入，如同在本申請案所 討論的是氣體控制演算法的一部分，為了劇烈縮減完全氣 室氣體再充滿之間的時間或實質上在雷射系統運轉壽命中 消除它們。申請人的受讓人已將大量雷射氣室注入稱為再 50 充滿濃度注人或怪定沖注模式注人，藉以使例如雷射氣體 控制系統執行縣且㈣大的氣體注人，在例如相等或接 近相等的相賴分子與A量氣體(湯8錢化氬)濃度作為 最初充滿》可看到此實現污染物的沖離以及比之前的氣體 控制演算法㈣氟分子濃度。根據所揭露主題之 厂實施例的方面’為了達成—通聽室之淨氣流的充分水 準例如/主入的大小可以顯著地大於從前已典型地被認為 疋可接又的大小，例如，其可能引起受制於嚴格規格之雷 射運轉參數的改變，例如對於雷射光學微影術深紫外光源 應用，例如能量變化/電壓變化(dE/dv)與（有效的）能量，其 可高於被此規格所允許的值。 因此，申請人已做實驗來測量這些效應，例如在一所 "月的沖注模式，具體測量例如對於多種注入大小之能量變 化/電壓變化(dE/dV)與有效能量的改變。藉由修改例如一正 常能量變化/電壓變化(dE/dV)的估計器，例如以使能量變化 /電壓變化(dE/dV)能被相對快地估計，該系統可被製造來例 如捕捉由於注入的“快速，，行為改變。一38千帕氟分子/38〇 千帕總氣壓之主震盪器與28千帕氟分子/28〇千帕總氣壓之 功率放大器的最初充滿可用於此—實驗，且例如雷射可被 發射在一固定的75%工作週期（重複率4〇〇〇赫茲、爆衝數 1200、爆衝間隔〇.1秒）’例如對於五十萬發射。然後雷射玎 以連續模式在兩個重複率的其中之一被發射，例如3〇〇〇赫 茲或800赫茲，有90秒允許熱瞬態衰退。然後可起始一注 入，同時維持重複率。注入（氟分子與大量氣體）的大小玎藉 1363462 由一測試時間表來決定。在注入期間，可收集數據，例如 雷射電壓、能量、能量變化/電壓變化(dE/dV)時間、頻寬與 其他相關參數’ 氣室氣體溫度與氣壓可以大約10赫兹來 。己錄。在注入之後，雷射可為了另一五十萬發射回到爆衝 5杈式75%工作週期’且此次序可被重複(例如如時間表所決 定的以相同或__不同的連續重複率纽人大小）。 為了嚴格地趕上某一雷射運轉條件，例如一運轉的真 正值疋沖注模式，可選擇一時間表，例如來包含八次大的 在或接近再充滿濃度之注入，例如在其他大小的注入之 門例如每一氣室四次。也就是說，例如在一雙氣室（種子 /放大器）雷射系統中對於每一氣室有u千帕氟分子與9千 帕吼化氬的注入發生，例如以此一重複一次的週期。根據 此代表性注入時間表，例如在每一注入之間，雷射可在 75%工作週期被引發發射。雷射氣體放電重複率(輸出光脈 15衝重複率）可在一選定期間内被保持在一選定的數值，像是 3000赫效或8〇〇赫兹，例如早於—注入9〇秒，然後有注入發 生在給定的重複率。 在實驗後，宰流數據可被處理來計算每一注入期間之 能量變化/電壓變化(dE/dV)的改變與有效能量。結果呈現在 20下方的表卜此外該串流能量變化/電壓變化(dE/dV)、有效 能量與頻寬的數據可以是一整套，例如以在每一數據組中 在相同發射的數據來平均，該數據組橫跨此數據組作爭 均，產生一例如也有被定義之一整套最小值與最大值的ip· 均發射經歷。此一整套平均可以是為了每一注入大小、重 52 1363462 複率與氣室。此外，該〜敕太 疋套最小值與最大值可被計算與 繪製。這些的結果可以形出立 t 战母一類型的波封與平均值，例 如如第19圖所示的能量變卟 化/電壓變化(dE/dV)之改變、有效 輸出能量與E95頻寬，對扒a ^ '此大約10千帕注入例如主震盪 5器’例如運轉在3000赫茲，古L ^ r 有上帶圖示出最大值，中帶平 均值與下帶最小值。第2〇圖阁_ γ + 111圖不出相似注入至在3000赫茲

之功率放大器的效應。在第19與2〇圖的圖代表很多注入的 平均值。第19A-C與20A-C圖說明注入在何處開始與停止， 以及某些可能的嚴格規格限制，上線與下限，亦即在〇與2〇〇 10 秒之間。 注入的 氣室 重複 率， 赫兹 氟分子 注入， 千帕 大量氣^ 注入，千帕 月&重變化/電壓變 化(dE/dV)改變百 分比(最小值/最大 值/平均值） 能量變化百分比 (最小值/最大值/ 平均值） E95改變，飛米 (最小值/最大值/ 平均值） 主震 盪器 3000 1.1 9 2.8/9.3/5.0 5.8/14.6/10.5 20.7/39.7/26.9 主震 盪器 800 1.1 9 4.5/10.9/6.8 4.4/9.4/7.4 16.0/32.0/21.5 功ί 放大器 3000 1.1 9 7.7/14.5/10.8 7.2/12.8/10.4 20.2/32.5/24.9 ----- 功率 放大器 800 1.1 9 9.3/15.1/11.9 5.5/11.8/7.6 15.6/31.2/21.1 主震 盪器 3000 0_7 或 1.2 2.0-6.3 3.0/7.6/4.5 7.1/11.6/9.5 21.4/32.3/25.8 主震 盪器 800 0.7 或 1.2 2.0-6.3 5.1/7.4/6.1 3.4/9.8/7.3 15.3/21.5/19.0 功率 放大器 3000 0_7 或 1.2 2.0-63 5.3/10.8/7.9 5.4/9.8/8.7 20.7/29.9/26.0 功率 放大器 800 0.7 或 1.2 2.0-6.3 6.2/9.5/7.7 4.5/6.8/5.8 15.9/21.7/19.1 表1，在注入期間的改變統計 為確保這些實驗結果代表像是一可預測且相對怪定的 氣體狀態，第21A-C圖圖示出總電壓、頻寬與貫穿實驗的電 壓。可看到數值貫穿測試微小地改變’其可能由於例如實 15驗無法達成而只近似於〆真實恆定沖注模式，例卸因為在 實驗期間的注入大小稍微改變，且相信是只有像是L1:9的 53 1363462 5 相對大注入是在適當的濃度。而且，申請人注意到像是氖 化氬的大量氣體，只有注入可能遭遇到分裂性的軟體限 制’以使例如氣體的總濃度變成些微較一真實恆定沖注模 式應此達成的貧乏（氟分子少）。然而，實驗結果並非無效， 由於似乎在結果能量變化/電壓變化(dE/dV)與有效能量改 變數據中無一致的趨勢。 10 申請人相信甚至是非常大注入的注入不應導致能量變 化/電壓變化(dE/dV)在任何情況下違反規格。此可允許例如 系統去執行大量注入而不引起過度分裂能量控制器。然 而，也相信在注入期間之能量的有效改變有時可違反規 格’然而其可能是數據之一令人誤解的或至少過度保守的 方面。例如，第17圖顯示即使在注入開始之前(亦即雷射實 質j是靜止的，在誦赫兹以連續模式發射），較糟的情況 15 能量改變在數點違反規格，然而，所相信的是此並非一有 效的方式來評估性能。該—整套平 千均值’如穿過波封中間 此數旦來不’似乎是真實性能之一更加好的指標。使用這 來评估性能’似乎對於所有注入在規格内的有效能 里文變也很好。然而，也相信是一 至注套平均可掩飾由注入 至主入的其他大改變之分離 20

此，一赫次-微相延遲的效應。因 替代方法可被使用來計算在 U 變。-期間的有效能量改 常見的方法來“平滑化，，電壓數 里又 值或爆衝平均值。在此數據中，沒_使用一移動平均 連續模式），所以可擇—地選擇—適當=(亦即發射是在- 平均值。申請人相信-非常保守^大小來執行移動 大小疋大約40發射，例 54 如根據-中請人之XLA360雷射系統規格所指定的最小窗 口大小。此就許呈現250毫秒等級的改討在綱赫兹被 觀察到。在3GGG赫兹，甚至更快的改變可被觀察到，其中 申請人相信是足夠的，例如因為氣體注入發生在2至卿、 (或更多）的期間》 便用一

,mi 新計算表I 的有效能量改變統計會產生在表叫所示㈣代結果。雖然 在大部分的情況’最大值仍然維持高於規格平均值全部 10 40發射的移動窗口來平均電壓 注入的氣室 i複率 赫茲 i分子注 入，千帕

f 力率放大器 主震盪器 2.0-6.3 主農竺器800 0.7或1.2 ~~ 4.2/12.4/6,7 5.4/10.3/7.4 3_ '^或 1.2 33/9.7/6.6 3.7/7.6/6.3 都在規格内（儘#某些是邊界)。因此該-整套平均不會掩飾 ^何顯著效應，而是一有效的分析 使用40發射 ▲在注入期間對於注入大小的一範圍之能量變化/電壓 變化(dE/dV)、有效能量與㈣_化被檢查，尤其是，檢 ^非常大量的注入(U千帕氟分子+9〇千帕大量氣體）。數 顯不甚至是非常大量的注入都不會造成能量變化/電壓 變化(dE/dV)或有效能量的變化*違反*範規格。 根據上述所揭露主題之一實施例的方面，可被那些習 知該項技藝者了解岐，已揭露在準分子雷射中用於氣體 55 15 成分控制的一方法與一裝置，例如用於光學微影術的窄波 段氣體放電準分子雷射，其中氣體成分被維持在或接近原 始最佳化預先混合成分，同時維持嚴格被控制的雷射系統 輸出運轉參數，藉由再充滿氟且同時由氣室沖注裝滿污染 5 物的氣體，例如藉由規律且頻繁地注入一小量氣室氣體至 氣室，該氣室氣體有例如一鹵素氣體(典型地是氟)與緩衝氣 體（典型地是氬稀有氣體與氖緩衝氣體或氪稀有氣體與氖 緩衝氣體）的混合物。這些小量氣體替換功能可定期地在一 固定雷射脈衝數量被執行（當雷射在放電中），或在一固定時 10 間量（當雷射不放電時）或一兩者的結合。使用在每一氣體替 換注入之緩衝氣體或稀有氣體/緩衝氣體的量可經過一相 對長時間/脈衝數量而維持相同，且在一逐次注入的基礎上 不被氣體控制系統所控制。使用在每一氣體替換功能的鹵 素氣體的量可改變，例如根據雷射運轉訊號，無論是在一 15 長期基礎來負責長時間恆定的雷射運轉輸入/輸出參數之 改變，或在一逐次注入的基礎上在一根據一或更多個雷射 輸入或輸出運轉參數的直接回饋環，或一兩者的結合。 可能被使用的示範雷射系統輸入/輸出運轉參數包含 在一多氣室雷射系統中代表被測量之雷射光頻寬、光能 20 量、放電電壓或在氣室之間的放電延遲的數值，其中數值 可例如為了其他雷射運轉條件而被標準化，像是輸出能量 與/或工作週期，且可被視為在雷射氣體中鹵素濃度改變的 指標。當這些訊號與所想要的標準不同時，例如由一選定 的參考數值，像是電壓參考值(VREF)、主震盪器能量參考值 56 1363462 (Emoref)、E95參考值(E95REF)或差動時間主震盪器功率放大 器參考值(dtMOPAREF)，一所需的齒素數量之估計值可被計 算且注入，在例如對於一給定氣室之一注入機會的期間， 一氣體替換功能可被完成，例如如同在共同申請中之申請 5案序號10/953，100中所討論的，其名稱為「多氣室準分子或 氣分子氣體放電雷射氟注入控制」，其在上為了如上所討論 之夕氣至雷射或單氣室雷射而被引用為參考資料，且在一 或更多上述引用的專利與申請中專利申請案中。 根據所揭露主題之—實施例的方面，氣體再充滿可被 如上所述，例如在每一注入機會，亦即在某選定時 或氣體放電(發#)數或一兩者的結合時，例如從氣體運轉 開始時，例如在安裝與最初氣體充滿後，且也可能在開始 運轉之刚的某些最初測試時，與/或某最初注入延遲期 15 此’主入可例如不管任何鹵素的計算估計消耗數量，對 15其可能在注入機會時需要一注入，根據某些鹵素消耗的回 饋估计。在每一再充滿之緩衝氣體/稀有氣體的數量也可以 被固疋。在每_注入機會注入之鹵素的固定數量依不同的 機會而改變，也就是說，對於某些注入是固定的但對 :八他'主入則為零，作為再充滿功能的一部分。換言之， 20在某固定數量的齒素可在每一第四注入時注入或該數量 1Z9 >- 好 —仕母一注入時被注入，為了相同的總鹵素(例如 氟)再充滿速率。 使用多種推導出的訊號與演算法，可例如根據所揭露 題之實施例的方面來預測一氣體壽命的終點並動態地 57 再充滿。根據一微影術(lithography)使用 圖形，此可使得在再充滿之間較長的氣體壽 而非依賴一簡單且保守的再充滿時間表，像 決定何時會需要一 者的脈衝使用圖形 命成為可能，而兆 5 =預先=定且相對固定的再充滿時間表。經由實驗，申 ^決定顯著的較長氣體壽命是可達到的使用一結合 象是標準氣體控制演算法的氣體壽命預測器。 /近加強的氣體控制演算法已藉由先進的氣體再充滿 人法與較高性能的估計器來展現氣體壽命的多次延長。結 合最新的氣體演算法發展與氣體壽命預測器，也可提供朝 1〇向氣體管理演化的下一量子階段。 根據所揭路主題之一實施例的方面，當光源繼續運轉 時’氣體再充滿可以是一部分再充滿，稱為一注入，其也 可受制於-些限制，例如以確保光的性質保持在規格内。 可選擇地，如同在習知中所使用的，稱為一再充滿的一完 15全^充滿已被使用，其中所有的氣室氣體被替換同時雷 射/又有發射。如上所述的再充滿會被最小化，因為它們引 入至光源與掃描器運轉的大中斷。在此—再充滿替換，幾 乎所有的齒素必需由氣室被真空打出，包含大部分在之前 氣體壽命期間產生的污染物。然後新鮮函素引入該氣室， 20伴隨著大量氣體來在該氣室重新建立最初起始預先混合， 且雷射效率幾乎完全回到它的底線。然而一交換整個氣室 之氣體的缺點是排空發生在實質且指數的時間曲線 ，且移 除任何給定氣體量的時間隨著時間而增加，使得減少鹵素 氣體分壓至在或大約在零的程序非常耗時。 58 1363462

根據所揭露主題之一實施例的方面，減少再充滿時間 的一個有希望的方法可以是例如藉由只執行部分再充滿。 每次交換整個氣室之氣體的一部分可給予好處，像是顯著 的污染物移除，同時減少相當的光源中止時間與相關的停 5 工期，尤其是再充滿不需要掃描器中止處。事實上，若在 此一部分充滿期間某些雷射性能參數可被維持在規格内， 則不需要停止光源，因此而無停工期。也根據所揭露主題 之一實施例的方面，由於部分再充滿可例如使某程度的污 染物留在氣室中，高於一完全再充滿，它們應夠頻繁地發 10 生以避免像是一藉由有關的效率損失之無法接受的電壓上 升。藉由控制觸發注入或部分再充滿與甚至非常不常有的 完全再充滿之演算法的使用，申請人相信總光源停工期可 顯著地被減少。傳統地，氣體控制演算法的主要目的是提 供在放電氣室内之鹵素氣體濃度的底線穩定性，其是重要 15 的因為鹵素氣體濃度影響雷射性能參數，包含頻寬、放電 電壓效率與能量穩定性。第19圖顯示像是當鹵素氣體(例如 氟分子/氖化氬）濃度被調整時離開雷射的光之E95頻寬如何 改變，例如在一典型的示範主震盪器功率放大器結構中的 主震盪器氣室内。在CymerXLA平台（主震盪器功率放大器 20 系統）中的主震盪器氣室反應已被看到與像是一 Cymer ELS-7010平台的單氣室反應相似。當雷射發射時，如上所 述，氟分子被耗盡，且目前世代的氣體控制演算法調控注 入氣室之氟的速率與大小，以使某些底線特性(例如頻寬、 放電電壓效率與能量穩定性)全部維持在規格内。有此一目 59 ^363462 ίο 前世代的控制演算法，例如如同在一或更多件上述專利/申 請中專利申請案中所討論的，例如一組雷射訊號，例如包 含電壓、主震盪器與功率放大器能量、電壓放電效率、在 主震盪器與功率放大器之間的差動交換時間、E95頻寬、脈 衝工作週期，以及主震盪器與功率放大器氣室氣壓，且溫 度訊號可經由-減處理器發送並進人兩台估計器中以預 測示範主震盈器與功率放大器氣室的a分子濃度，或此一 雷射系統是在-單氣室中。氟分子濃度改變的資訊被提供 入一控制演算法’其決定氟分子/氖化氬注人主震盈器與功 率放大器氣㈣速率與大切回復適當的氣分子濃度，以 使關鍵雷射底線性能特性維持在規格内。 ^些=特性的穩定允許其他雷射控制演算法 來最佳化-特定雷射娜的表現。例如，可 其他致動器來調控E95頻宽，— 15 線穩定性被私。“目㈣演算法的底 鹵辛氣體:農产m ~ 代軋體控制演算法只能維持 有限期持一 改善。沒有增加任何污染物抑：度可能被-再充滿 演算法只能對增加的污染 _’―氟分子濃度控制 20 減少 減少。實質上龜八猶如匕是一氟分子濃度的 降氣分子濃度程= ::=察上升污染物程度與下 第24圖圖示—一直到㉔ 據所揭露主題之_實_的方面錢糾發射之預測，根 根據所揭露主題之一督 包例的方面，使用例如底線氟 60 分子》辰度穩疋與部分再充滿技術的控制演算法，而IA 持性能參數在規格内時允許雷射維持發射，可被使用S如 來達成顯著地增加氣體壽命的功能。第23圖以示意與方塊 圖的形式圖示此-結合控制器250的-範例。根據二揭露主 題之一實施例的方面，例如一現行的氟分子濃度控制演算 法252與一污染控制演算法254的平行化可被使用。此二栌 制演算法252、254可例如一前一後地計算以達成非常長光 源運轉的總目標，在需要一完全齒素氣體再充滿之前，也 就是一完全再充滿之前。 根據所揭露主題之一實施例的方面，兩個估計器258 可被使用來估計氣室污染的程度，例如使用内建雷射運轉 參數輸入訊號與/或運轉參數輸出訊號。然後這些污染物估 計值可被污染物控制演算法254所使用，以例如起始分散的 部分再充滿。藉由分散部分再充滿入例如嚴格受限的增加 量，演算法250可提供連續運轉所需的一污染物移除程度， 同時滿足需要維持雷射底線性能特性在規格内的限制。此 一像是使用污染物減輕的控制演算法25〇可以是可實行 的，例如因為由其他在雷射系統的技術進步之污染物來源 的減少，像是申請人之受讓人的Cymer的雷射系統。改善的 氣室污染避免與更乾淨的氣室建立程序在某種程度上可使 得氣體控制演算法的使用成為可能，根據所揭露主題之一 實施例的方面，導致一非常長的氣體壽命，在一完全氣室 再充滿被需要或有效地完全消除它們之前β 第11與12A-C圖在電壓圖與能量變化/電壓變化(dE/dV) 1363462 圖與E95(上面的）圖中各别圖示一示範雷射系統在第 中之命令的電壓與效率及在如圖中之脱頻寬，例如—

Cymer XLA100平台。此顯千加， 身不例如一經過十億發射期間之可 忽略的電壓上升，同時例i 你 吁例如改變雷射工作週期至各種赵 5值，與/或改變目標能量，而無任何額外的氣室再充滿。申 請人已確定氣體顯示-點點或無老化的跡象，即使在什 脈衝。上述的圖說明使用氣體控制演算法之氣體壽命延:

的可能性，根據可獲得的所揭露主題之一實施例的方面。、 結合對⑷光學模組老化的速率、⑼氣耗盡的速率 1〇影響這些速率的參數的了解，申請人已能建立能被用來預 測一特定光源之氣體壽命的動態模型。以過去的運轉參數 來校準這些模型，由於氣體壽命的開始可允許例如由某時 期至未來的性能之預測，若由雷射給定特定的尺寸。 第24圖顯示此一預測器能如何運作的範例。χ顯示累積 15在氣體壽命的目前發射數目°Υ軸是在需要一再充滿之前維 持在此氣體壽命之預測的發射數。作為一類比，尺軸仍然可 以作為一在一車輛中的里程計，且y軸作為可行駛里程的指 標。最初，在再充滿之間且大約三億發射，該預測器可例 如收集光源性能數據且也像是藉由一程序的動態模型來過 20 濾它。增加模型信心正如同增加氣體壽命長度，可看到剩 餘發射的預測數目增加。最終，當氣體壽命提高時可看到 剩餘發射的數目開始減少，一直到到達氣體壽命的真正末 端。在此點，預測器可例如指出光源再也無法符合性能規 格需求’而需要一再充滿。在—簡單時間表下，例如如圖 62 1363462

中左下角的直線所指出的，在3億發射有一強迫的再充滿， 氣體壽命曾可能會是任意且過早地結束。預測的有效性取 決於模型的精準度與在那裡得到的信心。輪到模型的精準 度可部分地取決於光源如何運轉與其他無模型的動態是如 5 何顯著。然而，當與氣體壽命延長演算法結合時，根據所 揭露主題之一實施例的方面，此變化性可變成例如對於預 測較不重要，因此經過許多運轉制度時增加預測器的精準 度。可被習知該項技藝者了解的是也可補充為了較長壽命 模組的設計與為了快速模組交換的最佳實施例以確保可利 10 用性預算的最小衝擊，例如以在需要一完全再充滿之前最 大化鹵素氣體壽命的控制演算法，因此最小化氣體再充滿 對於生產時間的衝擊。上述演算法可例如使用多數個協同 運轉的估計器與控制器以同時調節氟分子濃度與最小化氣 室污染物生長速率，以在需要一再充滿之前可達成超過十 15 億脈衝之非常長的氣體壽命。 可被習知該項技藝者了解的是在此揭露一方法與裝 置，其可包含預測為了一光學微影術製程之一氣體放電雷 射光源的氣體壽命，包含一包括雷射氣體之鹵素的光源可 包含：使用多數個雷射運轉輸入與/或輸出參數的至少一 20 個、使用一組至少一在光學微影術製程中使用的參數來決 定一關於各別輸入或輸出參數的氣體使用模型，以及根據 模型與一各別輸入或輸出參數的測量來預測氣體壽命的末 端。該參數可包含一脈衝使用圖形。該方法與裝置可包含 為了一光學微影術製程的一氣體放電雷射光源執行氣體管 63 1363462

理，包含一包括雷射氣體之鹵素的光源包含：使用週期性 與頻繁的部分氣體再充滿，其包含一注入，該注入包括一 鹵素氣體與大量氣體的混合物，一般與在一完全氣體再充 滿中提供給雷射之預先混合比例的配給量相同，且數量少 5 於在注入前的總氣壓之兩個百分比。該裝置與方法可包含 一預測裝置，用來幫一為了一光學微影術製程的氣體放電 雷射光源預測氣體壽命，包含一包括雷射氣體之鹵素的光 源包含：一使用多數個雷射運轉輸入與/或輸出參數的至少 一個的裝置、一使用一組至少一在光學微影術製程中使用 10 的參數來決定一關於各別輸入或輸出參數的氣體使用模型 的裝置，以及根據模型與一各別輸入或輸出參數的測量來 預測氣體壽命的末端。該裝置與方法可包含一脈衝窄線寬 氣體放電雷射微影術光源，其包含：一包括一具有一鹵素 之雷射介質氣體的雷射氣室，及一包括一控制器的氣體再 15 充滿系統，該控制器執行一再充滿計畫，該計畫包含在鹵 素的一再充滿數量伴隨大量氣體的一沖注數量之一注入機 會發生時執行一注入。鹵素可包含氟。沖注數量可以是充 足的以使由雷射介質氣體移除一污染物的顯著數量是可能 的，當控制系統減少在氣室中的氣壓至一近似在注入前的 20 氣室中之氣壓的程度。沖注數量使經過延長期間的雷射氣 體介質之成分的一一般再充滿比例之維持是可能的。在注 入機會執行再充滿計畫的控制器，注入機會發生在一規律 的間隔，該間隔由多個因素所決定，該等因素包含經過的 時間與發射數目的其中之一或兩者均有。再充滿計晝包含 64 1363462

執行大量氣體的一沖注數量之一注入而無任何齒素。再充 滿計畫可包含在選定的一些注入機會執行大量氣體的一沖 注數量之一注入而無任何鹵素。氣體控制器可修改選定的 再充滿數量，根據在氣室中之真實氟消耗量的一估計。真 5 實氟消耗量的估計可根據一雷射系統輸入或輸出運轉參數 的量測，該參數以一已知方式改變，在雷射介質氣體中有 一氟含量的改變。該方法與裝置可包含在一脈衝窄線寬氣 體放電雷射微影術光源中的控制氣體再充滿至一雷射氣 室，該雷射氣室包括一雷射介質氣體，該雷射介質氣體包 10 含一使用一方法的鹵素，該方法可包含因應在雷射輸入/輸 出運轉參數數值中的長期修改，該等參數數值調整一子集 合的一或更多成員，該子集合是推導自一組量測雷射運轉 系統參數，以依照步驟調整雷射效率，該等步驟可包含： 在此運轉參數數值的其中之一或更多個超過一運轉的或使 15 用者選擇的界線條件之前最大化時間或發射累積、最小化 此運轉參數的一子集合5,並結合最大化此參數的一子集合 S2。該方法與裝置可包含加權與/或標準化子集合的成員以 指定一重要性的次序至各別的子集合成員。子集合31或32 可包含一空集合。該裝置與方法可包含最小化一基準值或 20 其他在參數之一子集合S3之間的基準，且可包含最小化一 基準值或其他在參數之一子集合S3之間的基準，且可包含 使最大化或最小化受制於軟的限制與/或作為一硬的限制。 可被習知該項技藝者了解的是，根據所揭露主題之一 實施例的方面，所揭露的氣體管理系統可被視為一開環系 65 1363462

統與一回饋系統的一結合，像是AFI的NAFFA。然而，對於 此申月案的目的而言，開環部分與回饋部分一般不被認為 疋为離的實體。所揭露的主題可例如計算一在所有時間所 祐的氟刀子注入大小。然後，例如在每一注入機會，一氣 5體’主入可被執行。注入的氣體可包含稀有氣體（氖化氬)與鹵 素乳體（氟分子）。注入的氖化氬的量可被固定。注入的氟分 子的量也可被固定，或由一計算的氟分子注入大小來決 定’根據例如一估計的氟分子消耗量，期在注入機會的時 間被°十算免'此計算大小小於一選定的Injectmin，Injectmin 10可以是以在某程度容忍度内的精準度氣體管理系統能注入 之最低的〉主入大小，或甚至可被設為零，然後Injectmin可被 注入。若此計算大小大於一選定的最大注入數量Injectmax， 該最大注入數量可例如根據氣體管理系統限制與/或一沒 有其他雷射輸出參數的無授權之干擾的最大注入，像是離 15開規格外’然後Injectmax可被注入。否則，氟分子的計算大 小可被注入。因此’系統可計算在一注入機會之氟分子的 數值小於Injectmin ’但系統可能忽略此計算而無論如何繼續 Injectmin注入。若系統計算在一注入機會之氟分子的數值大 於Injectmax ’它可注入那數量，一直到一選定的最大值 20 Injectma^同樣地，作為一可選擇的範例，可能有一由該範 例可構形的軟體，例如若計算的氟分子小於Injectmin，則在 該例只有氖化氬會被注入，而無氟分子會被注入6此特色 可以是一在製造期間在工廠可構形的設定，但一但它被設 定，之後玎以或不可以預期被改變。 66 1363462 可被習知該項技藝者了解的是，上面揭露的所揭 題之-實把例的方面只意指為較佳實施例而不在任 面限制所揭露主題的揭露，且尤其不只有限於一特定較佳 實此例。所揭露主題之實施例的揭露方面可以作很多改變 5 改！^可被習知該項技藝者了解與領會。附屬項意指 在範圍與意義上不只包含所揭露主題之實施例的揭露方 面，也包含此類等價物及其他修改與改變，其對於習知該 項技藝者是明顯的。除了上述所揭露主題之實施例的揭露 與請求方面之改變與修改外，其他也可被實施。 10 當在本專利申請案中被詳細地描述與圖示之“雷射氣 體注入系統”的實施例之特定方面需要滿足美國專利法第 112條(35 U.S.C. §112)是完全能夠達成任何上述目的，為了 被上述實施例的方面解決的問題，或任何其他為了上述實 施例的方面的理由，或上述實施例的方面之目標，被習知 15 °亥項技藝者了解的是，目前描述的所揭露主題之所述實施 例的所述方面僅為主題的示範、圖示與代表，該主題被所 揭露主題廣泛地考慮。實施例的目前所述與所請求之方面 的範圍完全包含其他實施例，其可能對於習知該項技藝着 在現在是明顯的或可能變成明顯的，根據說明書的教學。 20本雷射氣體注入系統的範圍僅僅且完全只受附屬項的限 制，而一點都不超出附屬項的列舉。在此申請專利範園中 以單數提及的一元件不意指表示且它也不表示解釋此t請 專利範圍元件為“一及只有一”，除非明確地如此陳述，而 是一或更多”。對於實施例的上述方面之任何元件的所有 67 ί構上與功能上的等價物，對於―般習知該項技藝者已知 =後變成已知在此藉由引用明確地被併入且意指被本申 2利朗所包含。在本”財在制書中與/或申請專 5终使用且在說明書與/或中請專利範圍中明確地被 二'意義的任何名稱應有該意義，不管對於此_名稱的 二字，、或其他_般使用的意義^對於在說明書中所討論 也-裝置或方法不預期或不需要作為一實施例的任何方面 L對付母-尋求被在此中請案巾所揭露實_之方面所解 、的Η題—因為它已被本_請專利範圍所包含。在本揭露 的有7C件、成分或方法步驟是要奉獻給大眾，不管該 2件'成分或方法步驟是否在中請專利範圍中被明確地描 V在附屬項中沒有申請專利範圍的元件會被理解為在美 國專利法第112條第六段之條款下，除非該元件被明確地使 用方法用以，，的措辭來描述，或者在一方法項的情況，該 15疋件被描述為―“卿來取代―“動作，，。也會被習知該項 技藝者所了解的是，在美國專利法的履行中，申請人申請 人已揭露每一發明之至少一授與權力且有效的實施例，盆 在任何各別申請專利範圍中被詳述，申請專利範圍是附加 於在本申請案中的說明書，且可能在某些情況中只有一實 2〇 施例。 為了縮短專利申請案的長度與撰稿時間，並使本專利 申請案對於發明者與其他人更易讀，申請人已有時或貫穿 本申請案使綠定的動詞（例如“是(is)，，、“是㈣”、“做 (does)、“有(has)”、“包含(include)”或類似字）與/或其他 68 1363462 限定的動詞（例如“產生（produces)，，、“引起(causes)，，、“採 樣(samples)”、“讀（reads)”、“發訊號(signals)”或類似字）與 /或動名詞（例如“產生（producing)，，、“使用（using)”、“取 (taking)”、“ 維持扣咖㈣”、“做（making)”、“決定 (determining)’，、“測量(measuring)，，、“計算(滅uiating)”或 15 類似字）’在所揭露主題的一實施例定義一動作或功能的一 方面/特色/元件及/或描述一方面/特色/元件的任何其他定 義。無論什麼情況下任何此類限定的字或措辭或類似字被 使用來描述其中所揭露的任何一或更多個實施例之一方面 /特色/元件，也就是說，任何特色、元件、系統、子系統、 成分、子成分、程序或演算法步驟、特別的材料或類似者， 它應該被以解釋申請人已發明的主題之範圍的目的來閱讀 及請求權利，由-或更多或全部的下述限制措辭來位於前 面’ “經由範例，，、“例如，，、“作為—範例”、“只作例證的”、 只經由圖解”料，與/或包含任何—或更多或全部的措辭 “可能是(may be)”、“可以是(ean be)„、“可能是㈨咖、 “可以是㈣dbe)”與類似字。所有此類特色、元件、 ㈣與類錄應被視為只描述為—錢㈣揭露實施例的 -可忐方面，而不作為任何實施例的任 20 色/元件之唯-可能的實施與/或所請求_的主題之唯— 可能的實施例，即使在專利法令之要求的實現中 已揭露-實施例的任何此類方面/特色/元 2 =:，的僅單一個授予權利的範例I: 確且具體地如此陳述在本巾職中或㈣請案的訴訟中， 69 1363462 申請人相信任何所揭露實施例之—特定的方面/特色/元素 j所請求權利的主題之任何特定揭露實施例，相當於—唯 二方法來實騎請求制顧妹何此請求權利 述的任何方面/特色/元素，申請人不意指在本專利申請案中 5 =求權利的主題之任何揭露實施例的任何揭露方面/特 化件之任何描述或整個實施例應被解釋為此類的事物 增唯^的方法來實施所請求權利的主題或其中任何的方面 讀，而因此限制任何中請專利範圍，其為夠廣泛的 ^任何此_露的實施例伴隨所請求權利的主題之龙 他·^實關，至此類揭露實施例之此類揭露的方面/特 辑或此_露的實_。申請人频地、 含糊地意指有依賴它的任何申請專利範圍 = :=接或間接依賴的母請求項⑽的 15 20 :色/元件、步驟與類似物之任何進一步細節的依賴請 …被㈣為表示在母請求項中 ^ 含在依賴請求項伴隨其他實施例中之進一==包 一部的細節不是唯一的 即且進 所請求的方面/特色/元件 任何此類母請求項中 ,辑，而因此被限於在任何此類依賴a :項中所詳述的任何此類方面_元件之進一：;： * W在贿方6限制任何此類母請求項泛方面^ 色/元件之範圍，包令㈣孕乂廣泛方面/特 母請求項中。错由將依賴請求項的進-步細節併入 70 【圖式簡單說明】 第1圖經由範例圖示一雷射氣體控制器之-示意與方 塊圖的形式’根據所揭露主題之—實施例的方面； 第圖圖7F f汗H主入控制器之—示意與方塊圖的形 式’根據所揭露主題之—實施例的方面； 第3圖圖不-沖注再充滿時間表，根據所揭露主題之一 實施例的方面； ，〜土田町軋體控制系統的性能，與充 電電壓有關，根據所揭露主題之—實施例的方面； 弟5_不有-多氣室雷射氣體控制系統的性能，與以 二、耳/伏特為早位的”能量變化/電壓變化(侧V)，，有關 如器輪出中，根據所揭露主題之—實施例的方面； 震錢室雷軌體控㈣_性能，與主 15 震= 能量有關，根據所揭露主題之—實施例的化 弟7圖圖不有一多裔玄 窗制旦* M A至雷射讀㈣錢的性能，斑頻 寬測里有關，例如以飛米為單位之在E95 中的改蠻，裉播张4g * 70與半尚寬72 〒的改反根據所揭露主題之一實施例的方面； 第8圖圖示有—多氣室雷射 20 動時間主功率放I…的性能，與差 施例的方面；如有關’根據所揭露主題之一實 第9圖圖不一在一主雷湯哭 電電塵之能力的力率放大器系統内維持充 电翌u力的測4，根據所揭露主題之 第10A-C圖圖示在鬥迸沾卜 例的方面； 據，根據所揭露主題之其他測量數 71 1363462 第11A與B圖圖示對於同樣的性__ 變化/電壓變化Ο”的测量數據，根據所揭露主題^ 實施例的方面； 场土崎之一 方面； 第以-C圖圖示主震M器能量、頻寬與差 器功率放大器的測量數據，根據所揭露主題之-實施^ 主題之 第13圖圖示氟分子消耗量改變，根據所揭露 實施例的方面；

方面； 第14圖圖示沖注速率，根據所揭露主題之-實施例的 第15圖經由範例圖示最佳化 1化肩异法，根據所揭露主題 之一實施例的方面； 第16圖圖示根據所揭露主題之—實施例的方面，像是 最佳化可如何被使用至例如最大化運轉壽命；

15帛17圖顯示恒定沖注注入限制的―示範圖，根據所揭 露主題之一實施例的方面； 第18圖代表某些方程式之解的行為，根據所揭露主題 之—實施例的方面； 第19A-C圖圖示對於大約1〇千帕注入至主震盪器之在” 20能量變化/電壓變化(dE/dv)”、有效輸出能量與E95頻寬的改 變根據所揭露主題之一實施例的方面； 第20A-C圖圖示相似的注入至功率放大器的效應，根據 斤揭露主題之一實施例的方面； 第21A-C圖圖示在一實驗期間的總電壓、頻寬與能量， 72 1363462 根據所揭露主題之一實施例的方面； 第22圖圖示一隨著氟分子濃度的改變之頻寬的改變， 根據所揭露主題之一實施例的方面； 第23圖圖示一氣體控制器之一示意與方塊圖的形式， 根據所揭露主題之一實施例的方面；及 第24圖圖示一直到需要一再充滿之一發射的預測，根 據所揭露主題之一實施例的方面。

【主要元件符號說明】 20…雷射氣體控制器 54…再充滿延遲 22…方塊 60…再充滿/沖注機會 24…氟分子消耗估計計算器 66…注入機會 26…方塊 70 …E95% 28…控制器 72…半高寬 30.··主震盪器功率放大器雷射系統 80…線 34a···比較器 82…線 34b…比較器 84…線 34c…比較器 86…線 40…開環注入控制器 88…線 42…比較器 90…線 44…方塊 92…線 46…控制器 100…線 50…沖注再填滿時間表 180…最佳化演算法 52…沖注時間表 190…數學演算法 54…沖注時間表 192a…輸入電壓 73 1363462

192b…主震盪器能量 192c…功率放大器能量 192d…快門能量 192e…頻寬 194a…主震盪器總充滿氣壓 194b…功率放大器總充滿氣壓 196a···起始值 196b···點 196c...點 198a…軌道 198b…軌道 198c…執道 199···限制界線 200···組線 202…組線 204…組線 206···組線 208···組線 210…組線 212…組線 214…組線 220···下限 222…上限 250…結合控制器 252···氟分子濃度控制演算法 254···污染控制演算法 258…估計器

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Claims (1)

1363462 丨|/#· I月3曰蟑正本 第97103713號專利申請案申請專禾101.1.3. 十、申請專利範圍： 1. 一種用於控制雷射輸出的裝置，其包含： 一脈衝窄線氣體放電雷射微影術光源，其包含一主 振盪器及放大器； 該主振盪器具有容納一包含一鹵素之雷射介質氣 體的一雷射氣室（chamber); 該放大器具有容納一包含一鹵素之雷射介質氣體 的一雷射氣室； 一包括一控制器的氣體再補充系統，該控制器於以 規律間隔發生之注入機會時執行一再補充計畫，該規律 間隔由包含經過時間及發射數目之一者或兩者的因素 所決定； 該再補充計畫包含在每一注入機會時注入一相同 份量之一非鹵素氣體組成及在至少一注入機會期間注 入一數量之含鹵素氣體，該數量係使用以下各者所計 算：用於主振盪器鹵素消耗量計算的頻寬(bandwidth)及 一於該主振盪器與該放大器間之放電時間差，以及用於 放大器鹵素消耗量計算的主振盪器脈衝能量及放大器 放電電壓。 2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該鹵素包含氟。 3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，當該系統減 少在該氣室中的氣壓至一近似在注入前的該氣室中之 氣壓的程度時，該非齒素之份量是足以能由該雷射介質 氣體移除一顯著數量的污染物。 75 1363462 第97103713號專利申請案申請專利範圍修正本 101.1.3. 4. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中，當該系統減 少在該氣室中的氣壓至一近似在注入前的該氣室中之 氣壓的程度時，該非鹵素之份量是足以能由該雷射介質 氣體移除一顯著數量的污染物。 5. —種用於控制雷射輸出的方法，其包含以下步驟： 提供一脈衝的氣體放電雷射源，該雷射源具有一主 振盈器及放大器，該主振盪器具有容納一包含一鹵素之雷 射介質氣體的一雷射氣室，該放大器具有容納一包含一鹵 素之雷射介質氣體的一雷射氣室； 於以規律間隔發生之注入機會時執行一氣體再補充 計晝，該規律間隔由包含經過時間及發射數目之一者或兩 者的因素所決定，該再補充計晝包含： -在每一注入機會時注入一相同份量之一非鹵素氣 體組成；以及 -在至少一注入機會期間注入一數量之含鹵素氣 體，該數量係使用以下各者所計算：用於主振盪器鹵素消 耗量計算的頻寬及一於該主振盪器與該放大器間之放電時 間差，以及用於放大器鹵素消耗量計算的主振盪器脈衝能 量及放大器放電電壓。 6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該鹵素包含氟。 7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中當該系統減少 在該氣室中的氣壓至一近似在注入前的該氣室中之氣 壓的程度時，該非鹵素之份量是足以能由該雷射介質氣 體移除一顯著數量的污染物。 76 1363462 第97103713號專利申請案申請專利範圍修正本 101.1.3. 8. —種用於控制雷射輸出的元件，其包含： 一脈衝的氣體放電雷射源，該雷射源具有一主振盪 器及放大器，該主振盪器具有容納一包含一鹵素之雷射介 質氣體的一雷射氣室，該放大器具有容納一包含一鹵素之 雷射介質氣體的一雷射氣室； 執行再補充計畫之構件，其係於以規律間隔發生之 注入機會時執行一氣體再補充計畫，該規律間隔由包含經 過時間及發射數目之一者或兩者的因素所決定，該執行再 補充計畫之構件包含： -在每一注入機會時注入一相同份量之一非鹵素氣 體組成的構件；以及 -在至少一注入機會期間注入一數量之含鹵素氣體 的構件，該數量係使用以下各者所計算：用於主振盪器鹵 素消耗量計算的頻寬及一於該主振盪器與該放大器間之放 電時間差，以及用於放大器鹵素消耗量計算的主振盪器脈 衝能量及放大器放電電壓。 9. 如申請專利範圍第8項所述之元件，其中該鹵素包含氟。 10. 如申請專利範圍第8項所述之元件，其中當該系統減少 在該氣室中的氣壓至一近似在注入前的該氣室中之氣 壓的程度時，該非鹵素之份量是足以能由該雷射介質氣 體移除一顯著數量的污染物。 77