TWI528670B - 控制二腔室型氣體放電雷射系統中的氣體濃度之系統及方法 - Google Patents
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Description
本申請案係對於2011年4月29日提申名稱為“控制二腔室型氣體放電雷射系統中的氣體濃度之系統及方法”且事務所案號為PA1107US的美國發明專利申請案編號13/098,259主張優先權，其整體內容合併於本文中以供參考。
本發明係概括有關雷射系統。更特別來說，本發明係有關用於控制二腔室型氣體放電雷射之腔室中的氣體濃度之方法及系統。
光微影術所使用的一類型氣體放電雷射已知稱為受激準分子雷射。受激準分子雷射典型地使用一諸如氬、氪或氙等惰性氣體、以及一諸如氟或氯等反應性氣體之一組合。受激準分子雷射的名稱得自於下列事實：在電刺激及高壓力的適當條件下，係生成一稱為受激準分子(或在惰性氣體鹵化物的實例中稱為激基複合物(exciplex))的假分子，其只可存在於增能狀態並可導致位於紫外光範圍的雷射光。
受激準分子雷射係廣泛使用在高解析度光微影術機具中，並因此身為微電子晶片製造所需要的關鍵技術之一。
現今的先進技術微影術工具係使用來自於分別具有248及193奈米波長的KrF及ArF受激準分子雷射之深紫外(DUV)光。
雖然受激準分子雷射可以單腔室光源構成，對於更大功率及降低頻譜帶寬之牴觸的設計需求已經意味著此等單腔室設計在效能上的減損。一種避免此設計減損並改良效能之方式係利用二腔室。如此係使得頻譜帶寬及脈衝能量產生之功能得以分離；各腔室對於兩效能參數中的一者被最適化。
此等雙重氣體放電腔室受激準分子雷射時常稱為MOPA(主振盪器功率放大器)雷射。除了改良頻譜帶寬及脈衝能量外，雙重腔室架構的效率可使得MOPA雷射中的消耗性模組比起單腔室光源中的其對應模組能夠達到更長的操作壽命。
一雙重腔室受激準分子雷射的較高脈衝能量產生係由於各脈衝比起單腔室光源以一更高脈衝能量發射，故藉由降低對於一給定曝露層發射的脈衝總數來進一步降低成本。在單一迸發內，可利用較少脈衝發射相同量的能量。由於發射較少脈衝，消耗性模組將具有較長的操作壽命。並且，已知MOPA設計具有增高的效率，此等雷射典型地以比單腔室光源更低的起始電壓操作。
在各腔室中，隨著光源橫越其電極放出能量以產生光，鹵素氣體-在ArF或KrF雷射的實例中為氟-係耗盡。這譬如隨著生成一恆定脈衝能量所需要的放電電壓增高而
造成所見的雷射能量減小。因為放電電壓具有一上限，必須採取步驟補充失去的氟以使雷射繼續妥當地運作。
一種達成此作用的方式係藉由腔室中氣體的一完全補充，稱為重新充填，其中在未發射雷射之時放回全部氣體以使腔室中的氣體內容物返回至所欲的混合及濃度。然而，重新充填極具擾亂性，不但在重新充填製程期間必須關斷雷射且亦須同時以受控制方式暫停晶片的微影曝光然後當雷射再度可操作時予以重新起動，以避免晶片的不當加工。
對於重新充填的需求係依據數種複雜且常不可預測的變數而定，包括光源發射圖案及能量、光源模組的年齡、及熟習該技術者所熟悉的其他因素。基於此原因，重新充填典型地以一規律排程達成，其確保絕不會因為光源達到其操作極限而使光源操作受到意外中斷。此規律排程概括在重新充填之間產生很保守的上限，使得以低脈衝應用操作的光源之部分使用者有可能能夠比起簡單排程所提供的情形在重新充填之間等待一段遠為更長的時間期間。
已知由於需要提高產出並使光源容易取用，已致力於盡量降低光源停工以供重新充填。一種達成此作用的方法係藉由進行稱為注射之腔室中氣體的一部份補充，而非完全重新充填。只要雷射能夠在特定參數內繼續操作，則不需關斷雷射以供注射，且因此可在注射製程期間繼續晶片的加工。
已經描述一數量的先前方法及系統以供控管注射，譬
如包括如何決定何時應發生一注射以及該注射擬提供的鹵素氣體量。譬如請見本申請案的受讓人所擁有之美國專利案Nos.7,741,639及7,835,414。然而，至今為止咸信：所有此等方法及系統仍需要連續測量或估計主振盪器及功率放大器兩者中的鹵素氣體消耗，以及計算擬注射入各者內的氣體量，以及包括回饋之閉迴路操作。
本發明係揭露用於控制諸如受激準分子雷射等二腔室型氣體放電雷射之腔室中的氣體濃度之系統及方法。對於主振盪器的雷射腔室選擇一第一組的注射機會，且對於功率放大器的雷射腔室選擇一第二組的注射機會。在對於主振盪器的各選定注射機會，其雷射腔室係接收一含有一固定量的一非鹵素包含氣體、及一計算量的一鹵素包含氣體之注射。在對於功率放大器的選定注射機會，其雷射腔室係接收一固定量的鹵素包含氣體，並可亦接收一固定量的非鹵素包含氣體。
在一實施例中，係描述一雙重腔室氣體放電雷射光源，包含：一具有一雷射腔室之主振盪器，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體；一具有一雷射腔室之放大器，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體；及一包括一控制器之氣體補充系統，該控制器在以規律間隔發生的注射機會執行一補充方案，該補充方案係包含在各注射機會將含有一固定量的一非鹵素包含氣體的氣
體、且在至少一注射機會期間以一計算量將一鹵素包含氣體注射至主振盪器雷射腔室中，並在各注射機會將一固定量的鹵素包含氣體注射至放大器雷射腔室中。
在另一實施例中，描述一在一具有一主振盪器及一放大器的雙重腔室氣體放電雷射光源中補充氣體之方法，主振盪器及放大器各具有一雷射腔室，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體，該方法包含下列步驟：選擇以規律間隔發生的複數個注射機會；在各注射機會將含有一固定量的一非鹵素包含氣體之氣體、及在至少一注射機會期間將一計算量的一鹵素包含氣體注射至主振盪器雷射腔室中；及在各注射機會將一固定量的鹵素包含氣體注射至放大器雷射腔室中。
又另一實施例係揭露一非暫時性電腦可讀式媒體，其上實施有一程式，該程式可被一處理器執行以進行一在一具有一主振盪器及一放大器的雙重腔室氣體放電雷射光源中補充氣體之方法，主振盪器及放大器各具有一雷射腔室，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體，該方法包含下列步驟：選擇以規律間隔發生的複數個注射機會；在各注射機會將含有一固定量的一非鹵素包含氣體之氣體、及在至少一注射機會期間將一計算量的一鹵素包含氣體注射至主振盪器雷射腔室中；及在各注射機會將一固定量的鹵素包含氣體注射至放大器雷射腔室中。
現在將參照附圖來描述本發明的特定實施例，其中：
第1圖顯示根據一實施例用於一諸如MOPA受激準分子雷射等雙重腔室氣體雷射之一氣體補充系統100的簡化方塊圖；第2圖是一示範性MOPA受激準分子中之一主振盪器及一功率放大器中的放電差異(dtMOPA)與雷射腔室中的氟濃度變化之間關係的圖形；第3圖是顯示一目標氟濃度相較於一實施例中的一MOPA受激準分子雷射中的一功率放大器的雷射腔室中的一示範性實際氟濃度隨時間經過之圖形；第4圖顯示在一實施例中於一操作期間之一用以測量一受激準分子雷射中的電壓、主振盪器能量及E95帶寬之測試的圖形；第5圖是顯示根據一實施例在一諸如MOPA受激準分子雷射等雙重腔室氣體雷射中之一氣體補充的方法之步驟的簡化流程圖。
本申請案描述一用於控制一諸如MOPA受激準分子雷射等二腔室型氣體放電雷射系統中的氣體濃度之方法及系統。藉由在不需要回饋的一開迴路組態中以適當間隔注射固定量的氟、而非測量或連續估計功率放大器中的實際氟消耗，來簡化功率放大器中的氟濃度之控制。
第1圖顯示用於一諸如MOPA受激準分子雷射等雙重腔室氣體雷射之一氣體補充系統100的簡化方塊圖。MOPA受
激準分子雷射係具有一含有一雷射腔室的主振盪器102，及一亦含有一雷射腔室的功率放大器104。在操作中，主振盪器102產生一第一雷射束106，第一雷射束106通往功率放大器104而在其中被放大，以產生一第二雷射束108，第二雷射束108輸出至一掃描機(未圖示)以供微影術使用。
在造成主振盪器102產生第一雷射束106的放電、及造成功率放大器104產生第二雷射束108的放電之間係具有一短延遲。此時間延遲稱為△TMOPA或dtMOPA。對於一給定的雷射，一般將具有一被認為最適的dtMOPA數值，其是氟濃度的一強烈函數且亦隨時間而變。此最適的dtMOPA係隨雷射逐一不同而變，有時位於數十奈米的範圍中，且可取決於熟習該技術者所瞭解的估計器使用而定。
各雷射腔室係含有氣體的一混合物；譬如，在一給定的受激準分子雷射中，各雷射腔室有可能含有處於不同分壓力的一譬如氟等鹵素、連帶具有其他氣體諸如氬、氖、及可能其他者，這些分壓力係加總成一總壓力P。氣瓶110及112經由閥114被連接至主振盪器102及功率放大器104以容許依意願補充雷射腔室中的氣體。氣瓶110典型地有可能含有包括氟、氬及氖等氣體的一混合物，稱為一“M1混合物”；而氣瓶112有可能含有氬、氖及/或其他氣體但不含氟的一混合物，稱為一“M2混合物”。一諸如處理器或邏輯電路等控制器116係以如本文進一步描述的特定資料為基礎來操作閥114以將來自瓶110及112的氣體注射至主振盪器102及功率放大器104中。
如該技藝所習知，由於氣瓶110中的氟係處於典型地比雷射操作所欲壓力更高的一特定分壓力，故需要二瓶氣體。為了以一所欲的較低分壓力將氟注射至主振盪器102或功率放大器104中，瓶110中的氣體必須被稀釋，且瓶112中的非鹵素包含氣體係供此目的使用。
如上述，氟在雷射操作期間被消耗。所導致的氟濃度降低係典型地造成用以產生雷射脈衝所需要之放電電壓升高。此外，氟濃度的變化亦影響dtMOPA，亦即造成第一雷射束106及第二雷射束108產生的放電之間的延遲時間。
因此，必須補充氟濃度以使雷射保持在所欲參數以內操作。並且，各雷射腔室中的氣體內容物保持在一固定壓力之同時，必須維持令人滿意的氟分壓力。並且，有時藉由注射-亦即腔室中氣體的部份補充-而非一使腔室清空且完全放回氣體的完全重新充填，來達成此作用。
如同完全重新充填，注射係典型地以固定間隔進行，固定間隔係藉由注射之間經過的時間、抑或藉由已產生的“射擊”-亦即雷射脈衝-數所決定。在部分實施例中，在各腔室的近似每1百萬脈衝之後於該腔室中進行注射。為了更容易操作，雷射腔室的注射是交錯式，所以各腔室雖在約每百萬脈衝之後接收一注射，功率放大器104係在主振盪器102接收一注射後的近似500000脈衝時接收一注射，且反之亦然。
然而，雖然一完全重新充填係單純放回雷射腔室中的所有氣體，一注射係預定主要是放回從最後重新充填或注
射以來已經消耗的諸如氟等鹵素氣體量。由於操作期間消耗的大多是鹵素氣體，在主振盪器及功率放大器兩者中對於雷射腔室的注射係典型地包括一固定量之不含鹵素的M2混合物；及一量值的M1混合物，其含有足以放回已估計消耗的鹵素之足夠鹵素。
第2圖顯示造成主振盪器產生雷射束106及功率放大器產生放大雷射束108的放電之間的定時變化亦即dtMOPA(垂直軸)、其導致腔室中的氟(F2)量變化(水平軸)、且因此指示出一示範性MOPA受激準分子雷射中各腔室中所消耗氟量之代表繪圖。可看出：功率放大器中氟位準的減小係使dtMOPA值減小，而主振盪器中氟位準的減小則使dtMOPA值增大。熟習該技術者將瞭解：雖然dtMOPA代表兩腔室中的放電差異，對於計算擬注射至各腔室中以補償氟消耗的氣體量之目的而言，減少各腔室中的氟對於dtMOPA之效應、及因此所顯示的曲線係實質地彼此獨立無關。
將看出具有一參考值dtMOPA參考，其代表對於相干雷射之dtMOPA的最適值。隨著氟濃度改變，dtMOPA的實際值可能下降至dtMOPA實際(1)或上升至dtMOPA實際(2)。從此可看出：具有使一dtMOPA實際回到所欲參考值dtMOPA參考所需要之一注射的一量△F2，其可能是一“負”注射(亦即不需要注射)△F2(1)或一正注射△F2(2)。
可對於其他操作參數關係作出類似的繪圖。一種此類參數是帶寬(bandwidth)，可藉由將一被定心於一中心波長
之頻譜的中心波長任一側上所含能量的一特定百分比進行積分加以測量。常採用能量的95%之積分，且其稱為E95%或簡稱為E95。另一常用參數係為譬如在對於各腔室之一固態脈衝式功率系統(SSPPM)的一壓縮頭之峰值電容器處施加至兩腔室的共同電壓，以及腔室中的一者之能量輸出。對於主振盪器，其標示成EMO。熟習該技術者將可瞭解用於估計所消耗的氟之其他適當的參數及/或參數組合。
部分先前控管注射的努力已經使用固定量的M2氣體混合物(如同來自第1圖的氣瓶112)，同時計算含有欲供補充用的氟之M1氣體混合物的量。在部分實例中，對於主振盪器的注射係僅僅或主要從dtMOPA作計算，對於功率放大器的注射則可從EMO及放電電壓作計算。在部分先前技藝系統中，此等計算進行近似30秒。
然而，可從觀察看出：兩雷射腔室中雖然皆消耗氟，氟在功率放大器中係遠為更慢地被消耗。事實上，氟在主振盪器中的消耗速率係典型地比功率放大器中更高出約一個數量級。
已從此決定：可藉由以適當間隔而非測量或估計功率放大器中的實際氟消耗將固定量的氟及因此固定量的M1氣體混合物注射至腔室中，來簡化功率放大器的氣體補充。雖然先前已在單腔室系統中嘗試此等固定式注射，咸信在雙重腔室雷射系統中先前未曾作出此等固定式注射。
第3圖是顯示一目標氟濃度相較於一實施例中的一MOPA受激準分子雷射中的一功率放大器的雷射腔室中的
一示範性實際氟濃度隨時間經過之圖形。
具有可提供功率放大器的最佳操作之一最適氟濃度；此位準係以值[F]目標代表。然而，雷射將在可接受的操作參數內運作，其中氟濃度位於較低值[F]最小與較高位準[F]最大之間。亦顯示有可能代表一“最壞實例”情境之一可能的實際氟值[F]實際。
在功率放大器雷射腔室中不斷消耗氟，所以若不導入額外的氟，功率放大器雷射腔室中的實際氟位準將隨時間而減小，導致[F]實際相距目標位準的初始下降、暨實際氟位準的一持續往下偏壓。然而，只要足夠的氟被導入系統中使實際位準[F]實際保持在最小可容忍位準[F]最小以上，則雷射將持續在可接受參數內運作。
氟的消耗速率係典型地略微可變，且即使當注射預定含有恆定的氟量時，藉由注射被輸送至腔室的氣體量亦具有某略微的變異。這些變異可能係由於諸如瓶中實際氣體濃度的變異性、瓶使用於重新充填或注射之瓶壓力降低、以充滿的瓶取代耗盡的瓶時之不同壓力等因素所導致。
並且，亦在需要時利用從閥至雷射腔室的管件自雷射腔室洩放氣體，所以在欲將氣體泵送至一雷射腔室中時，首先進入腔室的是已經位於管件中之來自最後洩放或最後充填或注射的剩餘氣體。此剩餘氣體係生成必須被考慮的另一偏移。存在有熟習該技術者所將瞭解的另外其他因素會影響氟消耗速率。
在穩態操作中的功率放大器雷射腔室中之氟濃度[F]SS
係遵循下式：
其中△PM1是被注射至雷射腔室中之含氟的M1混合物量，△PM2是被注射的M2混合物量，W是氟的估計消耗速率，且t是經過時間或累積脈衝。請注意此式及下列方程式僅針對雷射腔室，並忽略了可能在一注射期間被推入腔室中之如上述位於管件中的任何氣體。熟習該技術者將瞭解在這些方程式中如何將管件中的剩餘氣體列入考慮。
因此可看出：若根本不消耗氟，亦即若W是零，[F]ss值將單純是△PM1/△PM2。為此，選擇△PM1及△PM2值使得目標濃度[F]目標遵循下式：[F]目標=△PM1/△PM2
由此，可看出氟濃度的“誤差”是：[F]誤差=[F]目標-[F]SS
雖然這如上述般假設消耗速率W=0，實際上，W係具有小數值，但身為一夠低數值足以容許注射一固定量的氟及因此M1氣體混合物以使[F]實際保持接近[F]目標。熟習該技術者將瞭解可如何對於一給定的雷射容易地計算出氟消耗速率W、及因此注射的適當尺寸。雖然第3圖顯示低於[F]目標值的一氟濃度[F]實際，實際上，努力使實際氟濃度[F]實際保持定心於數值[F]目標附近。然而，如圖所示，具有一容許[F]實際值下降而仍使功率放大器雷射腔室保持在可接受界限內操作之誤差邊際值。
一固定式注射的所描述方式係大幅簡化了功率放大器的操作及控制。然而，此固定式注射對於主振盪器雷射腔室將不可行。主振盪器雷射腔室之消耗速率W係典型地比功率放大器雷射腔室更大出一個數量級。並且，主振盪器中的消耗速率遠比功率放大器中具有更大變異。譬如，實際的消耗速率可廣泛地變異，相距主振盪器中的均值消耗速率在任一方向高達50%或更大。
主振盪器中此增加的消耗速率以及消耗速率的較大變異性係導致對於主振盪器的一潛在[F]誤差，[F]誤差係大到若使用氟的一固定式注射則主振盪器有可能未停留在操作的可接受界限內。並且，即使是對於經計算的注射，變異係大到典型地利用回饋來確保不會超過操作界限。基於此原因，在本實施例中，使用一演算法來計算如上述般對於主振盪器的各注射、暨一回饋迴路。此一系統係描述於本申請案的受讓人擁有之美國專利案No.7,835,414中。
如上述，咸信在先前技藝中，試圖在一單腔室雷射中作出一固定式注射。然而，咸信在此等系統中，只注射鹵素包含氣體、亦即M1，然後洩放雷射腔室中的氣體以將腔室中的整體壓力降低至一預定壓力。此技術因此終將導致一只含有鹵素包含氣體M1的腔室，該腔室具有對於雷射操作遠為過高的一鹵素濃度，且雷射不論是單還是雙腔室均將在其發生之前甚久即停止操作。
因此，先前技藝的“單腔室固定式注射”將只在一相對較短的時間期間中可行，直到雷射腔室中的氟濃度超過用
於操作的最大可接受濃度為止。相反地，本技術預定使氟位準保持在一近似恆定的位準，且因此容許雷射運行一段延長的期間，或許無止盡。
並且，在上文討論的先前技藝二腔室型系統中，其中係計算對於兩腔室的注射，功率放大器中的氟位準將繼續升高，而造成dtMOPA值的增大；咸信這是所使用的演算法及雷射的物理作用兩者之人工因素。如上述，dtMOPA值係以兩腔室的發射為基礎被決定並隨後用來計算擬注射至功率振盪器中的氟量。
隨著dtMOPA的值增大，以用來計算對於主振盪器的注射之dtMOPA為基礎的演算法係導致亦有增量的氟被注射至主振盪器中。這個現象稱為兩腔室之間的“耦合”。
然而，如上文討論，主振盪器對於氟位準比功率放大器更敏感，且兩腔室的此耦合因此係會導致由於功率放大器中氟位準增高所直接造成之主振盪器的效能劣化。本文描述的固定式注射方法因此亦具有可消除此耦合、並消除因為功率放大器中氟增富所造成之主振盪器中氟位準增富的衍生問題之優點。
已經在一段超過40億射擊的期間執行將固定量的含氟氣體注射至一受激準分子雷射的功率放大器中之所描述方法的測試。使用一賽默(Cymer)型號XLR-500受激準分子雷射，在40%的平均任務循環以10mJ能量目標運行。
各腔室近似每1百萬射擊即接收一注射，對於主振盪器的注射與對於功率放大器的注射如上述般呈現交錯。主振
盪器係接收一固定式M2注射，及如同以dtMOPA定時為基礎所計算之一含氟的M1混合物，如美國專利案No.7,835,414所述。功率放大器係接收一固定式M2注射以及M1混合物的一固定式注射。
第4圖顯示一用以在超過40億脈衝(水平軸上的4000百萬脈衝(Mpulse))的一操作期間測量一受激準分子雷射中的電壓、主振盪器能量及E95帶寬之測試的圖形。在約41億脈衝之後進行雷射腔室的一完全重新充填。
如第4圖所示，測量係發現電壓及E95帶寬的概括平穩增加、及減小的MO能量，而符合此類系統正常老化的預期。重要的是，並未觀察到橫越重新充填之瞬變(transient)，亦即所有三種信號皆穩定且趨勢線如同其在重新充填之前般繼續。
這些測量缺乏因為重新充填所導致的顯著變化係表示：腔室中的氣體在重新充填後是與重新充填前實質相同的混合物，且因此到重新充填時間為止在腔室中的氣體內容物係具有極為一致性的控制。這符合如同本文所述的本方法之預期。
這些結果係確認：所描述的方法能夠使實際氟位準[F]實際保持接近於功率放大器中的所欲位準[F]目標，且這連同上述在功率放大器與主振盪器之間的退耦係容許遠比先前系統的經計算注射所可能者更長之雙重腔室氣體放電雷射系統的連續操作。此等先前技藝系統若典型地在近似每10億脈衝之後需要重新充填，上述實驗係顯示所描述的固定
式注射方法應容許在重新充填之間具有至少40億脈衝。對於典型的微影應用，這將表示一段超過3個月、而非小於近似1個月的操作時間。
第5圖是顯示根據一實施例之一諸如MOPA受激準分子雷射等雙重腔室氣體雷射中的氣體補充方法之步驟的簡化流程圖。
在步驟501，決定出在各注射事件中擬被注射至功率放大器雷射腔室中之鹵素包含氣體的量，如上述。在步驟502，對於注射事件、並且對於擬用來決定被注射至主振盪器中的鹵素量之諸如dtMOPA、帶寬等一或多個雷射參數之測量決定出所欲的間隔。如上述，這些項目不需相同且一般並不相同；譬如，注射事件之間的間隔典型地在射擊或脈衝中作測量，而參數則可每30秒或以某其他時間間隔而非射擊作測量。
接著，選定的參數係在步驟503以選定間隔作測量，且在步驟504以此(等)參數為基礎計算擬注射至主振盪器中之鹵素包含氣體量。如上述，係計算鹵素包含氣體的量值，以放回主振盪器中估計的鹵素消耗。
在步驟505，鹵素包含氣體的計算量連同一固定量的非鹵素包含氣體係注射至主振盪器中；而在步驟506，功率放大器被注射一固定量的鹵素包含氣體及一固定量的非鹵素包含氣體。
一旦一注射事件完成，系統返回至步驟503，繼續以選定間隔測量所欲的系統參數，並譬如藉由計數雷射所採取
的射擊數來決定應何時發生下個注射事件。
上文已經參照數項實施例說明所揭露的方法及裝備。熟習該技術者將鑒於此揭示而得知其他實施例。可利用上列實施例所描述者以外的組態或步驟、或連同添加至上述者或取代上述者的元件，來容易地實行所描述的方法及裝備之特定形態。
譬如，熟習該技術者將瞭解：較佳實施例雖然是一主振盪器-功率放大器多腔室型受激準分子或分子氟氣體放電雷射系統(MOPA)，該系統亦可組構為具有其他振盪器/放大器組態，諸如一主振盪器-功率振盪器(MOPO)、一功率振盪器-功率放大器(POPA)或一功率振盪器-功率振盪器(POPO)組態、或類似物。亦將瞭解：在各此等組態中，不論第二階段是一功率放大器還是一功率振盪器，第一振盪器階段的輸出皆以某方式在第二階段中被放大。
類似地，除非另外確切明述，說明書或申請專利範圍中提到一主振盪器階段或腔室(MO)及/或說明書或申請專利範圍中提到一功率放大器階段或腔室(PA)係視為充分廣泛足以涵蓋將一輸出饋送至任何放大器第二階段或腔室中以供放大之任何振盪器第一階段或腔室，且振盪器腔室或振盪器階段用語係充分廣泛足以涵蓋任何此等振盪器階段，且放大器腔室或階段用語係充分廣泛足以涵蓋任何此等放大器階段。
亦應瞭解：所描述的方法及裝備係可以包括一製程、一裝備、或一系統等許多方式加以實行。本文所述的方法
可由用於指示一處理器進行此等方法的程式指令加以實行，且此等指令被記錄在一諸如硬碟機、軟碟片、諸如CD或DVD等光碟片、快閃記憶體等等的電腦可讀式儲存媒體上。應注意：本文所描述的方法之步驟的次序可作更改並且仍位於本揭示的範圍內。
對於實施例的這些及其他變異係預定被本揭示所涵蓋，本揭示只被申請專利範圍所限定。
100‧‧‧氣體補充系統
102‧‧‧主振盪器
104‧‧‧功率放大器
106‧‧‧第一雷射束
108‧‧‧第二雷射束
110,112‧‧‧氣瓶
114‧‧‧閥
116‧‧‧控制器
501,502,503,504,505,506‧‧‧步驟
[F]目標‧‧‧最適氟濃度位準值
[F]最大‧‧‧氟濃度較高位準
[F]最小‧‧‧氟濃度較低值
[F]實際‧‧‧“最壞實例”情境之可能的實際氟值
dtMOPA‧‧‧時間延遲
dtMOPA實際(1)，dtMOPA實際(2)‧‧‧dtMOPA的實際值
dtMOPA參考‧‧‧參考值
第1圖顯示根據一實施例用於一諸如MOPA受激準分子雷射等雙重腔室氣體雷射之一氣體補充系統100的簡化方塊圖；第2圖是一示範性MOPA受激準分子中之一主振盪器及一功率放大器中的放電差異(dtMOPA)與雷射腔室中的氟濃度變化之間關係的圖形；第3圖是顯示一目標氟濃度相較於一實施例中的一MOPA受激準分子雷射中的一功率放大器的雷射腔室中的一示範性實際氟濃度隨時間經過之圖形；第4圖顯示在一實施例中於一操作期間之一用以測量一受激準分子雷射中的電壓、主振盪器能量及E95帶寬之測試的圖形；第5圖是顯示根據一實施例在一諸如MOPA受激準分子雷射等雙重腔室氣體雷射中之一氣體補充的方法之步驟的簡化流程圖。
501,502,503,504,505,506‧‧‧步驟
Claims (21)
- 一種雙重腔室氣體放電雷射光源，包含：一具有一雷射腔室之主振盪器，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化(lasing)媒體氣體；一具有一雷射腔室之放大器，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體；一包括一控制器之氣體補充系統，該控制器在以規律間隔發生的注射機會執行一補充方案(replenishment scheme)，該補充方案係包含：在各注射機會將含有一固定量的一非鹵素包含氣體(non~halogen containing gas)的氣體、且在至少一注射機會期間以一計算量將一鹵素包含氣體注射至該主振盪器雷射腔室中；及在各注射機會將一固定非零量的該鹵素包含氣體注射至該放大器雷射腔室中，該固定非零量的該鹵素包含氣體並非基於該放大器雷射腔室中之該鹵素包含氣體之實際消耗之一測量或連續估計之回饋。
- 如申請專利範圍第1項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該補充方案進一步包含在各注射機會將一固定量的該非鹵素包含氣體注射至該放大器雷射腔室中。
- 如申請專利範圍第1項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該鹵素包含氟。
- 如申請專利範圍第1項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該等用於注射機會的規律間隔係由包含經過時間 及射擊計數中的一者或兩者之因素所決定。
- 如申請專利範圍第1項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中注射至該主振盪器雷射腔室中之該鹵素包含氣體量係藉由估計該主振盪器雷射腔室中已消耗的該鹵素氣體量來計算。
- 如申請專利範圍第5項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該主振盪器雷射腔室中已經消耗的該鹵素氣體量係以該雷射光源之一操作參數的變化為基礎來估計。
- 如申請專利範圍第6項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該操作參數是該主振盪器及放大器之間的放電定時差(timing differential)。
- 如申請專利範圍第6項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該操作參數是該雷射光源的帶寬。
- 如申請專利範圍第6項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該操作參數是E95。
- 如申請專利範圍第1項之雙重腔室氣體放電雷射光源，其中該雷射光源是一受激準分子(excimer)雷射源。
- 一種在一具有一主振盪器及一放大器的雙重腔室氣體放電雷射光源中補充氣體之方法，該主振盪器及放大器各具有一雷射腔室，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體，該方法包含下列步驟：選擇以規律間隔發生的複數個注射機會；在各注射機會將含有一固定量的一非鹵素包含氣體之氣體、及在至少一注射機會期間將一計算量的一鹵 素包含氣體注射至該主振盪器雷射腔室中；及在各注射機會將一固定非零量的該鹵素包含氣體注射至該放大器雷射腔室中，該固定非零量的該鹵素包含氣體並非基於該放大器雷射腔室中之該鹵素包含氣體之實際消耗之一測量或連續估計之回饋。
- 如申請專利範圍第11項之補充氣體的方法，進一步包含在各注射機會將一固定量的該非鹵素包含氣體注射至該放大器雷射腔室中。
- 如申請專利範圍第11項之補充氣體的方法，其中該鹵素包含氟。
- 如申請專利範圍第11項之補充氣體的方法，其中該選擇該等複數個注射機會係進一步包含以包含經過時間及射擊計數中的一者或兩者之因素為基礎來選擇該等規律間隔。
- 如申請專利範圍第11項之補充氣體的方法，進一步包含藉由估計該主振盪器雷射腔室中已消耗的該鹵素氣體量來計算擬被注射至該主振盪器雷射腔室中之該鹵素包含氣體量。
- 如申請專利範圍第15項之補充氣體的方法，其中該估計該主振盪器雷射腔室中已消耗的該鹵素氣體量係進一步包含使該估計以該雷射光源之一操作參數的變化為基礎。
- 如申請專利範圍第16項之補充氣體的方法，其中該操作參數是該主振盪器及放大器之間的放電定時差。
- 如申請專利範圍第16項之補充氣體的方法，其中該操作參數是該雷射光源的帶寬。
- 如申請專利範圍第16項之補充氣體的方法，其中該操作參數是E95。
- 如申請專利範圍第11項之補充氣體的方法，其中該雷射光源是一受激準分子雷射源。
- 一種非暫時性電腦可讀式媒體，其上實施有一程式，該程式可被一處理器執行以進行一在一具有一主振盪器及一放大器的雙重腔室氣體放電雷射光源中補充氣體之方法，該主振盪器及放大器各具有一雷射腔室，該雷射腔室含有一包含一鹵素的雷射化媒體氣體，該方法包含下列步驟：選擇以規律間隔發生的複數個注射機會；在各注射機會將含有一固定量的一非鹵素包含氣體之氣體、及在至少一注射機會期間將一計算量的一鹵素包含氣體注射至該主振盪器雷射腔室中；及在各注射機會將一固定非零量的該鹵素包含氣體注射至該放大器雷射腔室中，該固定非零量的該鹵素包含氣體並非基於該放大器雷射腔室中之該鹵素包含氣體之實際消耗之一測量或連續估計之回饋。
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