TWI710859B - 微影廠房、用於產生電磁輻射之源、雷射放大器、及產生輻射之方法 - Google Patents

微影廠房、用於產生電磁輻射之源、雷射放大器、及產生輻射之方法 Download PDF

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Abstract

一種微影裝置，其包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐結構，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板上，該微影裝置具備一第一冷卻流體迴路，該第一冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至一第一溫度，且該微影裝置具備一第二冷卻流體迴路，該第二冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至低於該第一溫度的一第二溫度。

Description

微影廠房、用於產生電磁輻射之源、雷射放大器、及產生輻射之方法
本發明係關於一種微影裝置。該微影裝置可形成亦包括輻射系統之微影系統之部件。本發明亦關於一種可形成輻射系統之部件之雷射放大器。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。微影裝置可(例如)將圖案自圖案化器件(例如，光罩)投影至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
由微影裝置使用以將圖案投影至基板上之輻射之波長判定可形成於彼基板上之特徵之最小大小。使用為具有在4奈米至20奈米之範圍內的波長之電磁輻射之EUV輻射的微影裝置相比於習知微影裝置(其可(例如)使用具有193奈米之波長之電磁輻射)可用以在基板上形成較小特徵。
製造諸如積體電路之器件的半導體製作設備(通常被稱作廠房)通常包含若干微影裝置及關聯輻射系統。該廠房進一步包括執行諸如微影基板之烘烤及蝕刻之操作的其他裝置。該廠房將消耗大量電力。
本發明之一目標為處理與先前技術相關聯之問題(不論是在本文 中抑或在別處所揭示)。
根據本發明之一第一態樣，提供一種微影裝置，其包含：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐結構，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板上，該微影裝置具備一第一冷卻流體迴路，該第一冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至一第一溫度，且該微影裝置具備一第二冷卻流體迴路，該第二冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至低於該第一溫度的一第二溫度。
向微影裝置提供在不同溫度下操作之兩個冷卻流體迴路有利，此係因為其相比於將為待使用單一冷卻流體迴路之狀況允許自微影裝置更有效地移除熱。
第二冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至小於20℃之溫度。
第一冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至為大約35℃或更大之溫度。
微影裝置之第二冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至比由第一冷卻流體迴路冷卻之組件之溫度更準確地控制之溫度。
由第二冷卻流體迴路冷卻之組件可包含支撐結構、基板台、投影系統之光學組件中之一或多者。
根據本發明之一第二態樣，提供一種輻射系統，該輻射系統具備一第一冷卻流體迴路，該第一冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至一第一溫度，且該輻射系統具備一第二冷卻流體迴路，該第二冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至低於該第一溫度的一第二溫度。
向輻射系統提供在不同溫度下操作之兩個冷卻流體迴路有利，此係因為其相比於將為待使用單一冷卻流體迴路之狀況允許自輻射系 統更有效地移除熱。
由第一冷卻流體迴路冷卻之組件可包含雷射放大器之第一熱交換器，且由第二冷卻流體迴路冷卻之組件可包含該雷射放大器之第二熱交換器。
輻射系統可經組態以產生EUV輻射。
根據本發明之一第三態樣，提供一種微影系統，其包含本發明之該第一態樣之該微影裝置及本發明之該第二態樣之該輻射系統。
根據本發明之一第四態樣，提供一種雷射放大器，其包含具備電極之一主導管，該等電極經組態以將能量轉移至氣體以用於一雷射光束之放大，該雷射放大器進一步包含一包含氣體導管之氣體再循環系統，該等氣體導管經組態以將氣體遞送至該主導管及自該主導管移除氣體；其中該等氣體導管中之至少一者具備兩個熱交換器，每一熱交換器經組態以經由熱至流動通過彼熱交換器之一冷卻流體之轉移而冷卻該氣體：一第一熱交換器，其經組態以提供該氣體之初始冷卻；及一第二熱交換器，其經組態以提供該氣體之進一步冷卻；且其中該第一熱交換器經組態成使得該初始冷卻將該氣體之溫度降低至為大約35℃或更大之一溫度且使得該冷卻流體以大約35℃或更大之一溫度離開該第一熱交換器。
以此方式冷卻雷射放大器有利，此係因為其相比於將為待使用單一冷卻流體迴路之狀況允許自微影裝置更有效地移除熱。
可向經組態以將氣體遞送至主導管之複數個氣體遞送導管中之每一者提供根據本發明之該第四態樣而組態的兩個熱交換器。
可向經組態以自主導管移除氣體之複數個氣體移除導管中之每一者提供根據本發明之該第四態樣而組態的兩個熱交換器。
該第一熱交換器及該第二熱交換器可各自包含冷卻流體流動通過之一套管。
該等熱交換器中之至少一者之該套管可為螺旋狀。
冷卻流體可以至少60℃之溫度離開第一熱交換器。
根據本發明之一第五態樣，提供一種微影廠房，其包含：一第一冷卻流體迴路，其經組態以提供處於一第一溫度之冷卻流體；及一第二冷卻流體迴路，其經組態以提供處於低於該第一溫度的一第二溫度之冷卻流體。
向微影廠房提供在不同溫度下操作之兩個冷卻流體迴路有利，此係因為其相比於將為待使用單一冷卻流體迴路之狀況允許自廠房中之裝置更有效地移除熱。
該第一冷卻流體迴路可包含一熱交換器，該熱交換器經組態以藉由將熱轉移至周圍空氣而自冷卻流體移除彼熱。
該熱交換器可包含一冷卻塔，在該冷卻塔周圍之冷卻流體被抽汲。
該微影廠房可進一步包含一廢熱回收系統，該廢熱回收系統經組態以自第一冷卻流體迴路之冷卻流體回收廢熱。
該廢熱回收系統可包括一發電機，該發電機經配置以將自冷卻流體回收之能量變換成電。
該廢熱回收系統可為一封閉迴路系統，其使用與第一冷卻流體迴路之冷卻流體分離的工作流體。
該第二冷卻流體迴路可包含一第二冷卻系統，該第二冷卻系統包括一熱泵。
該微影廠房可進一步包含複數個微影系統，該複數個微影系統各自包括一第一冷卻流體迴路，該第一冷卻流體迴路經組態以自該廠房之該第一冷卻流體迴路接收冷卻流體，且各自包括一第二冷卻流體迴路，該第二冷卻流體迴路經組態以自該廠房之該第二冷卻流體迴路接收冷卻流體。
根據本發明之一第六態樣，提供一種系統，其包含本發明之該第五態樣之該微影廠房，且進一步包含一建築物加熱系統，該建築物加熱系統經配置以使用該第一冷卻流體迴路之該冷卻流體以加熱一或多個建築物。
此情形有利，此係因為加熱建築物會提供淨能量節省(相比於使用分離能量源以加熱建築物)。
根據本發明之一第七態樣，提供一種放大一雷射光束之方法，該方法包含：使用電極以將能量轉移至一氣體以在一主導管中放大該雷射光束；將該氣體再循環至該主導管中及再循環出該主導管；使用將熱自該氣體轉移至冷卻流體之兩個熱交換器來冷卻該循環氣體：一第一熱交換器，其提供該氣體之初始冷卻，及一第二熱交換器，其提供該氣體之進一步冷卻；其中該初始冷卻將該氣體之溫度降低至大約35℃或更大之一溫度且該冷卻流體以大約35℃或更大之一溫度離開該第一熱交換器。
1:雷射
2:雷射光束
3:燃料發射器
4:電漿形成區
5:近正入射輻射收集器
6:中間焦點/點
7:極紫外線(EUV)輻射發射電漿
8:開口
9:圍封結構
10:琢面化場鏡面器件/鏡面
11:琢面化光瞳鏡面器件/鏡面
13:鏡面
14:鏡面
16:預脈衝雷射
17:預脈衝雷射光束
18:主雷射
19:主雷射光束
20:輻射收集器
21:圍封體結構/圍封體
22:開口
23:掠入射反射器
24:掠入射反射器
25:掠入射反射器
26:污染截留器
27:窗口
28:窗口
29:鏡面
30:主導管
30a:第一臂/部分
30b:第二臂/部分
30c:第三臂/部分
30d:第四及最終臂/部分
31:第一開口
32:入射雷射光束
33:第一鏡面
34:第二鏡面
35:第三鏡面
36:開口
37:電極
40:氣體再循環系統
41:風扇
42:氣體遞送導管
43:氣體之路徑/氣體
44:氣體返回導管
50:雷射放大器
61:第一熱交換器
61a:入口
61b:出口
62:第二熱交換器
62a:入口
62b:出口
63:第一熱交換器
63a:入口
63b:出口
64:第二熱交換器
64a:入口
64b:出口
B:極紫外線(EUV)輻射光束/經圖案化輻射光束
IL:照明系統
LA:微影裝置
MA:圖案化器件/光罩
MT:支撐結構
O:光軸
PS:投影系統
SO:輻射源/雷射產生電漿(LPP)輻射源
W:基板
WT:基板台
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1描繪根據本發明之一實施例的包含微影裝置及輻射系統之微影系統；- 圖2描繪根據本發明之一實施例之輻射系統；- 圖3描繪形成圖1或圖2之輻射系統之部件的根據本發明之一實施例之雷射放大器；- 圖4(包含圖4a及圖4b)更詳細地描繪圖3之雷射放大器之部件；- 圖5為示意性地描繪本發明之一實施例之操作的曲線圖；- 圖6為亦示意性地描繪本發明之一實施例之操作的曲線圖；及- 圖7為用於理解由本發明之一實施例提供之益處的曲線圖。
圖1展示根據本發明之一實施例之微影系統。該微影系統包含輻射源SO及微影裝置LA。該微影系統包含第一及第二冷卻流體迴路(未描繪)，如下文進一步所描述。輻射源SO經組態以產生極紫外線(EUV)輻射光束B。微影裝置LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA(例如，光罩)之支撐結構MT、投影系統PS，及經組態以支撐基板W之基板台WT。照明系統IL經組態以在輻射光束B入射於圖案化器件MA上之前調節該輻射光束B。投影系統經組態以將輻射光束B(現在由光罩MA而圖案化)投影至基板W上。基板W可包括先前形成之圖案。在此種狀況下，微影裝置將經圖案化輻射光束B與先前形成於基板W上之圖案對準。
輻射源SO、照明系統IL及投影系統PS可皆經建構且經配置成使得其可與外部環境隔離。處於低於大氣壓力之壓力下之氣體(例如，氫氣)可提供於輻射源SO中。真空可提供於照明系統IL及/或投影系統PS中。在充分地低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如，氫氣)可提供於照明系統IL及/或投影系統PS中。
圖1所展示之輻射源SO屬於可被稱作雷射產生電漿(LPP)源之類型。可(例如)為CO2雷射之雷射1經配置以經由雷射光束2而將能量沈積至自燃料發射器3提供之諸如錫(Sn)之燃料中。儘管在以下描述中提及錫，但可使用任何合適燃料。燃料可(例如)呈液體形式，且可(例如)為金屬或合金。燃料發射器3可包含一噴嘴，該噴嘴經組態以沿著朝向電漿形成區4之軌跡而導向(例如)呈小滴之形式的錫。雷射光束2在電漿形成區4處入射於錫上。雷射能量至錫中之沈積會在電漿形成區4處產生電漿7。在電漿之離子之去激發及再結合期間自電漿7發射包括EUV輻射之輻射。
EUV輻射係由近正入射輻射收集器5(有時更通常被稱作正入射 輻射收集器)收集及聚焦。收集器5可具有經配置以反射EUV輻射(例如，具有諸如13.5奈米之所要波長之EVU輻射)之多層結構。收集器5可具有橢圓形組態，其具有兩個橢圓焦點。第一焦點可處於電漿形成區4處，且第二焦點可處於中間焦點6處，如下文所論述。
雷射1可與輻射源SO分離。在此種狀況下，雷射光束2可憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器及/或其他光學件之光束遞送系統(圖中未繪示)而自雷射1傳遞至輻射源SO。雷射1及輻射源SO可一起被認為是輻射系統。
由收集器5反射之輻射形成輻射光束B。輻射光束B聚焦於點6處以形成電漿形成區4之影像，該影像充當用於照明系統IL之虛擬輻射源。輻射光束B聚焦於之點6可被稱作中間焦點。輻射源SO經配置成使得中間焦點6位於輻射源之圍封結構9中之開口8處或附近。
輻射光束B自輻射源SO傳遞至照明系統IL中，該照明系統IL經組態以調節輻射光束。照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起向輻射光束B提供所要橫截面形狀及所要角分佈。輻射光束B自照明系統IL傳遞且入射於由支撐結構MT固持之圖案化器件MA上。圖案化器件MA反射且圖案化輻射光束B。除了琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。
在自圖案化器件MA反射之後，經圖案化輻射光束B進入投影系統PS。投影系統包含複數個鏡面，該複數個鏡面經組態以將輻射光束B投影至由基板台WT固持之基板W上。投影系統PS可將縮減因數應用於輻射光束，從而形成特徵小於圖案化器件MA上之對應特徵的影像。舉例而言，可應用為4之縮減因數。儘管投影系統PS在圖1中具有兩個鏡面，但投影系統可包括任何數目個鏡面(例如，六個鏡面)。
儘管圖1中所描繪之微影裝置LA為EUV微影裝置，但本發明之實施例可包含DUV微影裝置。在此種狀況下，投影系統可包含透射光學組件來代替鏡面(其為反射光學組件之實例)。
圖2展示具有圖1所展示之輻射源之替代組態的雷射產生電漿(LPP)輻射源SO。輻射源SO包括燃料發射器3，燃料發射器3經組態以將燃料遞送至電漿形成區4。燃料可(例如)為錫，但可使用任何合適燃料。預脈衝雷射16發射預脈衝雷射光束17，預脈衝雷射光束17入射於燃料上。預脈衝雷射光束17用以預加熱燃料，藉此改變燃料之屬性，諸如燃料之大小及/或形狀。主雷射18發射主雷射光束19，主雷射光束19在預脈衝雷射光束17之後入射於燃料上。主雷射光束將能量遞送至燃料，且藉此將燃料轉化成EUV輻射發射電漿7。預脈衝雷射16及主雷射18可為同一雷射，該雷射經組態以發射預脈衝且接著發射主脈衝。
可係所謂掠入射收集器之輻射收集器20經組態以收集EUV輻射，且將EUV輻射聚焦於可被稱作中間焦點之點6處。因此，輻射發射電漿7之影像形成於中間焦點6處。輻射源SO之圍封體結構21包括在中間焦點6處或附近之開口22。EUV輻射通過開口22而傳遞至微影裝置(例如，屬於圖1示意性地所展示之形式)之照明系統。
輻射收集器20可係巢套式收集器，其具有複數個掠入射反射器23、24及25(例如，如示意性地所描繪)。掠入射反射器23、24及25可經安置成圍繞光軸O軸向地對稱。所說明輻射收集器20僅僅作為一實例被展示，且可使用其他輻射收集器。
污染截留器26位於電漿形成區4與輻射收集器20之間。污染截留器26可(例如)為旋轉箔片截留器，或可係任何其他合適形式之污染截留器。在一些實施例中，可省略污染截留器26。
輻射源SO之圍封體21包括預脈衝雷射光束17可傳遞至電漿形成 區4所通過的窗口27，及主雷射光束19可傳遞至電漿形成區所通過的窗口28。鏡面29係用以將主雷射光束19通過污染截留器26中之開口而導向至電漿形成區4。
圖1及圖2中所展示之輻射源SO可包括未說明之組件。舉例而言，光譜濾光器可提供於輻射源中。光譜濾光器可實質上透射EUV輻射，但實質上阻擋其他波長之輻射，諸如紅外線輻射。
如上文進一步所提及，圖1中所描繪之微影系統之雷射1經配置以將能量沈積至諸如錫之燃料中。沈積至燃料中之能量之量相當大以便將燃料轉化成EUV發射電漿。相似地，在圖2中所描繪之實施例中，由主雷射18遞送至燃料之能量之量相當大以便將燃料轉化成EUV輻射發射電漿。一般而言，用以將燃料轉化成EUV輻射發射電漿之雷射光束將需要大量能量。
可(例如)使用CO2雷射或其他氣體雷射來產生用以將燃料轉化成EUV輻射發射電漿之雷射光束。為了提供具有足夠功率以產生EUV輻射發射電漿之雷射光束，雷射可包含一初始雷射光束源及複數個雷射放大器。雷射放大器可串聯地配置，每一雷射放大器提供雷射光束之功率之另外增加。
本發明之實施例在下文中在CO2雷射放大器之內容背景中予以描述，但本發明可應用於其他氣體雷射放大器。以下所描述之CO2雷射放大器中之氣體可(例如)包含CO2、N2及He之混合物(正如在CO2雷射中所習知的)。在以下之描述中，為了簡潔起見，氣體被稱作CO2氣體。
將RF信號施加至CO2氣體雷射放大器之電極，且該RF信號造成CO2分子之激發。CO2分子移動至激發態，藉此提供粒子數反轉。雷射光束傳遞通過經激發CO2氣體且由該CO2氣體放大(亦即，雷射光束之功率增加)。
儘管藉由RF信號而提供至CO2氣體之能量係用以放大雷射光束，但將能量自CO2氣體轉移至雷射光束所運用之效率小於100%(其可(例如)為大約20%)。結果，提供至CO2氣體之大量能量並未轉移至雷射光束，且替代地造成氣體之加熱。若CO2氣體過熱，則藉由CO2氣體提供之雷射放大之效率縮減。出於此原因，提供CO2氣體之冷卻。可需要將CO2氣體冷卻至大約30℃之溫度。
根據本發明之一實施例之CO2氣體雷射放大器在圖3中自上方檢視之橫截面中被示意性地描繪。雷射放大器50包含一主導管30，雷射光束傳遞通過該主導管30且氣體流動通過該主導管30。雷射放大器進一步包含一氣體再循環系統40，該氣體再循環系統40使氣體循環至主導管30中及循環出主導管30。氣體再循環系統40包括一冷卻系統(圖4中所描繪且在下文中進一步所描述)，該冷卻系統冷卻氣體以便維持雷射放大器50之效率。
更詳細地，雷射放大器50包含入射雷射光束傳遞通過之第一開口31(該入射雷射光束係由箭頭32描繪)。雷射光束沿著主導管30之第一臂30a行進且入射於第一鏡面33上。第一鏡面33經配置成與雷射光束成45°以沿著主導管之第二臂30b反射雷射光束。第二鏡面34經配置成與雷射光束成45°，以沿著主導管30之第三臂30c反射雷射光束。第三鏡面35亦經配置成成45°且沿著主導管30之第四及最終臂30d反射雷射光束。雷射光束接著傳遞出開口36。如所描繪，主導管30之四個部分30a至30d經配置以形成正方形。雷射光束32自該正方形之一個隅角進入及離開主導管30。雷射光束32在主導管30內之傳播未被說明，以便避免使圖3過度複雜化。儘管主導管30經配置為正方形，但可使用其他組態。
氣體再循環系統40包含風扇41，該風扇用以圍繞氣體再循環路徑驅動CO2氣體。一個氣體再循環路徑之部分在圖4A及圖4B中自一側 檢視之橫截面中予以描繪。圖4A描繪自風扇41延伸至第三鏡面35附近的主導管30之氣體遞送導管42。該氣體遞送導管42向上步進且包括向下延伸最終部分。此向下延伸最終部分將氣體自上方遞送至第三鏡面35附近的主導管30。氣體之路徑係由箭頭43示意性地指示。
參看圖3，自第三鏡面35附近的氣體遞送導管42遞送之氣體向左及向右分支且在兩個方向上行進。一半氣體沿著主導管30之第三臂30c行進，且一半氣體沿著主導管30之第四臂30d行進。沿著第四臂30d行進之氣體進入氣體返回導管44，氣體返回導管44將氣體返回至風扇41。圖4B以自一側檢視之橫截面示意性地描繪氣體返回導管44。氣體之路徑係由箭頭43示意性地指示。
儘管已僅描述一個氣體遞送導管42及一個氣體返回導管44，但應瞭解，雷射放大器50包括以相同方式經建構且以相同方式進行操作的其他氣體遞送導管及氣體返回導管。圖3中描繪四個氣體遞送導管及四個氣體返回導管。氣流方向係由箭頭示意性地指示(此等箭頭未被標註以便避免使圖3過度複雜化)。可提供其他數目個氣體遞送導管及氣體返回導管。
沿著主導管30之臂30a至30d中之每一者提供電極，諸如沿著第三臂30c之部分之電極37。將RF信號施加至電極37且該RF信號激發CO2氣體以提供放大雷射光束32之粒子數反轉。已用以放大雷射光束之氣體行進離開主導管30且行進至氣體返回導管44中之一者中。該氣體沿著氣體返回導管44行進至風扇41。風扇41沿著氣體遞送導管42中之一者將氣體驅動回至主導管30中，其中該氣體再次用以放大雷射光束32。
使氣體再循環以便促進該氣體之冷卻。如上文所解釋，需要氣體之冷卻以便避免雷射放大器50之效率縮減。氣體之冷卻係由提供於氣體遞送導管42及氣體返回導管44處之熱交換器提供，如下文所描 述。
氣體遞送導管42包括兩個熱交換器61、62。熱交換器61、62在CO2氣體經遞送至主導管30之前冷卻該CO2氣體。第一熱交換器61提供CO2氣體之初始冷卻，且第二熱交換器62提供CO2氣體之進一步冷卻。氣體可(例如)主要歸因於能量自風扇41轉移至該氣體而具有大約200℃之溫度。第一熱交換器61可將氣體冷卻至(例如)大約70℃。第二熱交換器62可接著將氣體進一步冷卻(例如)至大約30℃之溫度。
氣體返回導管44亦具備第一熱交換器63及第二熱交換器64。第一熱交換器63提供CO2氣體之初始冷卻，且第二熱交換器64提供CO2氣體之進一步冷卻。如上文所提及，氣體係藉由RF信號而加熱。此RF信號可將氣體加熱至(例如)大約270℃之溫度。氣體返回導管44之第一熱交換器63可將氣體自大約270℃冷卻至大約70℃之溫度。氣體返回導管之第二熱交換器64可將氣體進一步冷卻至大約30℃之溫度。
熱交換器61至64在圖4中被示意性地描繪為氣體43流動通過之螺旋管。每一熱交換器包含抽汲冷卻流體所通過之一套管(例如，由諸如不鏽鋼之金屬形成)。儘管熱交換器61至64被描繪為螺旋管，但其可具有任何合適形式。每一熱交換器61至64包括冷卻流體經供應至熱交換器所通過之入口61a至64a，且包括自熱交換器移除冷卻流體所出自之出口61b至64b。熱傳遞通過熱交換器61至64之壁且轉移至冷卻流體。冷卻流體將熱輸送遠離雷射放大器50。冷卻流體可(例如)係水或可係某其他流體。儘管依據水來描述本發明之實施例，但本發明之實施例可使用其他流體。
圖5為示意性地描繪雷射放大器50中之CO2氣體之溫度的曲線圖。如所描繪，氣體開始處於大約30℃之溫度，但接著由於藉由風扇41之實質上絕熱壓縮而加熱至大約200℃之溫度。氣體遞送導管42之第一熱交換器61及第二熱交換器62將該氣體冷卻至大約34℃之溫度。 該氣體接著由於該氣體經由電極37處之RF信號之激發而加熱，且上升至大約270℃之溫度。最後，氣體返回導管44之第一熱交換器63及第二熱交換器64將該氣體冷卻至大約30℃之溫度。
圖6更詳細地描繪氣體返回導管44中之氣體之溫度。在第一熱交換器63之開始時，氣體具有大約270℃之溫度，且此溫度藉由第一熱交換器而降低至大約70℃。氣體在其進入第二熱交換器64時具有大約70℃之溫度，且在其離開該第二熱交換器時經冷卻至大約30℃。
除了示意性地描繪雷射放大器中之氣體之溫度以外，圖6亦示意性地描繪氣體返回導管44之第一熱交換器63及第二熱交換器64中之水的溫度。水在大約35℃之溫度下進入第一熱交換器63且在大約70℃之溫度下離開該第一熱交換器。水在大約18℃之溫度下進入第二熱交換器64且在大約20℃至25℃之溫度下離開該第二熱交換器。
已由氣體加熱之水傳遞至用以冷卻水之冷卻系統。第一冷卻系統形成第一冷卻流體迴路之一部分，且冷卻自氣體返回導管之第一熱交換器63接收之水。第一冷卻系統將水自大約70℃冷卻至大約35℃。第一冷卻流體迴路將處於大約35℃之水遞送至第一熱交換器63之入口63a。第二冷卻系統形成第二冷卻流體迴路之一部分。第二冷卻系統冷卻自氣體返回導管之第二熱交換器64接收之水。第二冷卻系統將水自大約25℃冷卻至大約18℃。第二冷卻流體迴路將處於大約18℃之水遞送至第二熱交換器64之入口64a。
若經加熱之水之溫度高於周圍環境之濕球溫度(該濕球溫度取決於空氣溫度及空氣之濕度)，則該經加熱之水經由熱之轉移至周圍環境之冷卻係可能的。在以下論述中，為了簡單起見，僅論述空氣之溫度。對周圍環境之參考可被解譯為對周圍空氣之參考。
由第一冷卻流體迴路自氣體返回導管之第一熱交換器63接收的經加熱之水之溫度遠高於廠房附近之周圍空氣溫度。廠房附近之周圍 空氣溫度可至多大約30℃，其遠低於水之溫度(大約70℃)。因為周圍空氣溫度遠低於水之溫度，所以可使用包含熱交換器之冷卻系統來冷卻水，該熱交換器經組態以將熱自水轉移至周圍環境。可將熱交換器提供於對環境敞開之冷卻塔中。可提供風扇以將空氣推動於熱交換器上方以便改良熱至環境之轉移。可將水噴射至熱交換器上以便提供熱交換器經由蒸發之一些冷卻。使用將熱轉移至周圍環境之熱交換器有利，此係因為其需要相對較小量的能量。需要一些能量以抽汲水、對風扇供電及提供水噴射，但能量並不用以直接冷卻水(亦即，直接自水移除能量)。將熱轉移至周圍環境係可能的，此係因為水之溫度顯著高於周圍環境之溫度(若不存在相當大溫度差，則將幾乎不發生或不發生熱轉移)。將熱轉移至周圍環境可被認為是水之被動冷卻。
相比於(例如)氣體返回導管44將具備單一熱交換器而非兩個熱交換器之配置，本發明之實施例有利。圖7示意性地描繪在此配置中之氣體之溫度及水之溫度。如可看到，氣體之溫度自270℃降低至30℃，且因此，自氣體返回導管提供處於所要溫度之氣體。然而，由熱交換器使用之水僅經加熱至30℃(其不可具有高於此溫度的溫度，此係因為氣體亦將具有相應較高溫度且此情形並不理想)。因此，水以大約18℃之溫度經輸入至熱交換器且以大約30℃之溫度離開該熱交換器。因為經加熱之水僅具有大約30℃之溫度，所以其不可經由與周圍環境之熱交換而冷卻，此係因為在水與周圍環境之間不存在相當大溫度差(假定周圍環境可具有至多30℃之溫度)。
將水冷卻至低於周圍環境之溫度的溫度需要熱泵(其亦可被稱作冷卻器)。熱泵使用相當大量能量以自水移除熱。能量用以自水主動地移除熱，來代替經由與周圍環境之熱交換而被動地轉移熱。熱泵將能量轉移至二次系統中之水，藉此將彼水加熱至遠高於周圍環境溫度之溫度。接著使用至周圍環境之熱交換器(例如，在冷卻塔中)冷卻二 次系統中之水。相比於在自雷射放大器50接收之水具有遠高於周圍環境溫度的溫度之情況下可使用的簡單系統，此二級系統使用顯著更多的能量。
由本發明之實施例提供之另一優點為：第一冷卻流體迴路中之水(例如，自氣體返回導管之第一熱交換器63輸出之水)具有足夠高使得其可用以對廢熱回收系統供電之溫度。廢熱回收系統可(例如)用以對發電機供電。所得電功率可增大遞送至雷射放大器50之電力(藉此減小雷射放大器之總電力消耗)。發電機可包含藉由經加熱之水而驅動之膨脹式渦輪機，該膨脹式渦輪機又驅動發電機之轉子。
在一實施例中，廢熱回收系統可將經加熱之水用作工作流體。在一替代配置中，廢熱回收系統可使用封閉迴路中之不同工作流體。在此種狀況下，經加熱之水可用以經由熱交換器而加熱工作流體。封閉迴路廢熱回收系統可(例如)為有機朗肯循環系統、史特林循環系統，或任何其他合適系統。
另外或替代地，經加熱之水可用以提供建築物之加熱(例如，位於經提供有雷射放大器之廠房附近的建築物)。在一實施例中，建築物可藉由封閉迴路系統而加熱，封閉迴路系統包括自第一冷卻流體迴路接收熱之熱交換器。
氣體遞送導管42之熱交換器61、62中的水之溫度以與上文結合氣體返回導管44之熱交換器63、64所描述之方式相似的方式而變化。因此，來自氣體遞送導管之第一熱交換器61之出口的水具有遠高於周圍環境之溫度的溫度(例如，大約70℃之溫度)且可經由與周圍環境之熱交換而冷卻。來自第一熱交換器61之水可用以對廢熱回收系統供電。來自第一熱交換器61之水可用以提供建築物(例如，位於經提供有雷射放大器之廠房附近的建築物)之加熱。
如自圖6可看到，氣體返回導管之第二熱交換器64中之水具有自 入口64a處之大約18℃增加至出口64b處之大約25℃之溫度的溫度。第一熱交換器63中之水之溫度自大約30℃增加至大約70℃。因此，比由第一熱交換器63中之水吸收之能量顯著更小的能量由第二熱交換器64中之水吸收。舉例而言，自氣體移除之能量的90%可轉移至第一熱交換器63中之水，且自氣體移除之能量的10%可轉移至第二熱交換器64中之水。使用熱泵(其亦可被稱作冷卻器)來冷卻自第二熱交換器64輸出之水。熱泵使用能量以自水主動地移除熱。儘管大量能量為使冷卻器冷卻水所需，但需要比在已使用單一熱交換器以冷卻氣體的情況下將需要之能量少的能量。此係因為使用冷卻器來移除獲自氣體之能量之小比例(例如，10%)，而若已使用單一熱交換器，則將需要藉由冷卻器移除來自氣體之所有能量。
儘管以上實例參考特定水溫度，但此等實例僅僅為實例且可使用其他水溫度。舉例而言，在第二熱交換器64之出口64b處之水之溫度可介於20℃與25℃之間。
一般而言，第一熱交換器及第二熱交換器61至64之出口處之水的溫度將部分地取決於該等熱交換器之長度且將部分地取決於水之流動通過該等熱交換器之速率。增加一給定熱交換器之長度將會增加彼熱交換器之出口處之水的溫度(在假定所有其他事物保持恆定的情況下)。減低一給定熱交換器之長度將會降低彼熱交換器之出口處之水的溫度(在假定所有其他事物保持恆定的情況下)。增加水之流動通過熱交換器之速率將會降低彼熱交換器之出口處之水的溫度(在假定所有其他事物保持恆定的情況下)。減低水之流動通過熱交換器之速率將會增加彼熱交換器之出口處之水的溫度(在假定所有其他事物保持恆定的情況下)。因此，熱交換器可經設計為提供在其出口處提供特定所要溫度的水。
藉由本發明之實施例提供之優點保持，而不論熱交換器之出口 處之水之溫度的變化。亦即，獲自氣體之熱之僅一部分必須隨後由冷卻器移除。獲自氣體之熱之剩餘部分可使用被動冷卻(經由與周圍環境之熱交換)來移除。因此，達成相當大能量節省。使用冷卻器自水主動地移除之熱之比例可(例如)小於50%。相似地，自水被動地移除之熱之比例可多於50%。
出於上文所解釋之原因，在向一氣體導管提供兩個熱交換器時冷卻水所需的總能量顯著小於在向彼氣體導管提供單一熱交換器的情況下冷卻水所需的總能量。當向雷射放大器50之每一氣體導管提供兩個熱交換器時，冷卻該雷射放大器所需之總能量得以顯著縮減(相比於在每一氣體導管具備單一熱交換器的情況下所需之能量)。雷射放大器及關聯冷卻系統之能效得以顯著增加。
若向氣體導管中之一些但並非全部提供兩個熱交換器，則將提供能量節省，但能量節省將相應地縮減。
儘管已依據向一氣體導管提供兩個熱交換器來描述本發明之實施例，但可向一氣體導管提供兩個以上熱交換器。
所描繪熱交換器可被描述為被串聯地提供，意義在於一個熱交換器冷卻氣體，之後另一熱交換器冷卻該氣體。換言之，氣體行進通過一個熱交換器且接著行進通過另一熱交換器。在一些情況下在一個熱交換器之結束與下一熱交換器之開始之間可存在重疊，但即使在此種狀況下，氣體之初始冷卻亦由第一熱交換器提供且氣體之進一步冷卻由下一熱交換器提供。
儘管本發明之實施例已結合具有一特定組態之雷射放大器50來描述，但本發明之實施例可結合具有其他組態之雷射放大器來使用。本發明之實施例可結合CO2氣體雷射放大器或其他氣體雷射放大器來使用。
半導體製作設備(通常被稱作廠房)通常包含若干微影裝置及關聯 輻射系統。每一輻射系統包含複數個雷射放大器。由雷射放大器使用之電力考量由廠房使用之電力的相當大比例。由廠房使用之能量的大約20%可係由雷射放大器使用之消耗冷卻水。藉由如以上所描述串聯地提供熱交換器而達成之能量節省可係廠房之能量消耗的大約5%至15%。可藉由如以上所描述使在廠房中包括廢熱回收系統而達成大約額外10%能量節省。
用以冷卻自氣體遞送導管之第一熱交換器61輸出之水的冷卻系統亦可用以冷卻自氣體返回導管之第一熱交換器63輸出之水。該冷卻系統可形成廠房之第一冷卻流體迴路之部件，其經組態以將處於大約35℃之溫度(或某其他更高溫度)的水遞送至熱交換器。第一冷卻流體迴路可用以將水(或其他流體)遞送至廠房中之其他組件。
用以冷卻自氣體遞送導管之第二熱交換器62輸出之水的冷卻系統亦可用以冷卻自氣體返回導管之第二熱交換器64輸出之水。該冷卻系統可形成廠房之第二冷卻流體迴路之部件，其經組態以將處於大約18℃之溫度(或低於20℃之某其他溫度)的水遞送至熱交換器。第二冷卻流體迴路可用以將水(或其他流體)遞送至廠房中之其他組件。
一般而言，微影廠房可具備第一冷卻流體迴路及第二冷卻流體迴路，該第一冷卻流體迴路及該第二冷卻流體迴路經組態以在不同溫度下操作。舉例而言，第一冷卻流體迴路可經組態以提供處於大約35℃之溫度之冷卻流體(例如，水)且第二冷卻流體迴路可經組態以提供處於大約18℃之溫度之冷卻流體(例如，水)。第二冷卻流體迴路可比第一冷卻流體迴路更準確地控制所提供流體之溫度。第一冷卻流體迴路可經組態以比第二冷卻流體迴路接收更多的熱。該等冷卻流體迴路可藉由控制器控制。
第一冷卻流體迴路及第二冷卻流體迴路可用以冷卻微影系統之不同部件：選擇適於微影系統之給定部件的冷卻流體迴路。舉例而 言，諸如圖1及圖2中所描繪之EUV輻射源可包括葉片，該等葉片在源之操作期間處於高於錫之熔點之溫度(例如，高於大約230℃)。第一冷卻流體迴路可用以自該等葉片(或自EUV輻射源之其他燃料碎屑接收表面)移除熱。第一冷卻流體迴路可將處於大約35℃之溫度的冷卻流體遞送至之葉片(或其他表面)。可被稱作錫捕獲器之容器可經配置以接收自燃料發射器3發射但並未藉由雷射光束2、19而汽化的錫。第一冷卻流體迴路可用以自該容器移除熱。在另一實例中，第一冷卻流體迴路可用以自微影裝置之電子件(或微影裝置之其他組件)移除熱。在另一實例中，第一冷卻流體迴路可用以自光罩檢測裝置之組件(例如，光罩檢測裝置之輻射源)移除熱。一般而言，第一冷卻流體迴路可用以自具有在使用中高於大約35℃的溫度(例如，具有在使用中高於大約50℃的溫度)之組件移除熱。該組件可形成微影裝置之部件、可形成輻射系統之部件、可形成微影工具之部件，或可形成微影廠房中之某其他系統之部件。該組件可係雷射放大器50之第一熱交換器61、63。
微影廠房之第一冷卻流體迴路可包括熱交換器，該熱交換器允許選擇遞送至微影系統組件之冷卻流體之溫度。舉例而言，微影系統之操作員可將熱交換器組態成使得提供溫度為大約50℃的冷卻流體，而非溫度為大約35℃的冷卻流體。冷卻流體可使用分離迴路中之流體而冷卻至選定溫度，該流體與周圍環境交換熱。選擇50℃來代替35℃之溫度將顯著增加將熱轉移至周圍環境之效率。一般而言，選擇用於第一冷卻流體迴路之冷卻流體之較高溫度可允許更有效地操作第一冷卻流體迴路。舉例而言，第一冷卻流體迴路可經組態以遞送處於大約40℃或更大之溫度、處於大約50℃之溫度或處於大約60℃或更大之溫度的流體。
第二冷卻流體迴路可(例如)用以冷卻微影裝置之部件。舉例而 言，參看圖1，第二冷卻流體迴路可用以冷卻支撐圖案化器件MA(例如，光罩)之支撐結構MT及/或可用以冷卻基板台WT。在另一實例中，第二冷卻流體迴路可用以冷卻微影裝置之鏡面10、11、13、14。在另一實例中，第二冷卻流體迴路可用以自光罩檢測裝置或度量衡裝置之組件(例如，光罩檢測或度量衡裝置之基板台)移除熱。一般而言，第二冷卻流體迴路可用以自具有在使用中為大約20℃或更小的溫度之組件移除熱。舉例而言，第二冷卻流體迴路可用以將組件維持處於大約18℃之溫度(或在與18℃相差1℃或2℃內的溫度)。如上文所提及，第二冷卻流體迴路可比第一冷卻流體迴路更準確地控制提供至組件之冷卻流體之溫度。提供至組件之冷卻流體之溫度可(例如)被控制在大約0.1℃內。該組件可係雷射放大器50之第二熱交換器62、64。
第二冷卻流體迴路相比於第一冷卻流體迴路可提供具有更準確控制之溫度的流體，但可能夠適應低於第一冷卻流體迴路之負荷。換言之，第一冷卻流體迴路能夠比第二冷卻流體迴路自廠房中之組件移除更多熱，但在較不準確控制之溫度下將冷卻流體遞送至彼等組件。第一冷卻流體迴路及第二冷卻流體迴路之此配置有利，此係因為其將必須具有準確控制之溫度的組件與必須被冷卻但無需準確控制之溫度但產生較高熱負荷的組件進行區分。
可使用將熱轉移至周圍環境(例如，經由冷卻塔中之熱交換器)之被動冷卻系統來冷卻第一冷卻流體迴路。可使用諸如熱泵(其可被稱作冷卻器)之主動冷卻系統來冷卻第二冷卻流體迴路。
在一實施例中，微影裝置可具備第一冷卻流體迴路，第一冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至第一溫度，且微影裝置可具備第二冷卻流體迴路，第二冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至低於第一溫度的第二溫度。第一冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至為大約35℃或更大之溫度。第二冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至小於20℃ (例如，大約18℃)之溫度。微影裝置之第二冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至比由第一冷卻流體迴路冷卻之組件之溫度更準確地控制之溫度。舉例而言，參看圖1，第二冷卻流體迴路可經組態以將圖案化器件MA及基板W冷卻至小於20℃之溫度，且第一冷卻流體迴路可經組態以冷卻諸如電子件之其他組件。微影裝置可係EUV微影裝置，如圖1中所描繪。替代地，微影裝置可係DUV微影裝置。
在一實施例中，包含微影裝置及輻射系統之微影系統可具備第一冷卻流體迴路，該第一冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至第一溫度，且該微影系統可具備第二冷卻流體迴路，該第二冷卻流體迴路經組態以將組件冷卻至低於該第一溫度之第二溫度。第一冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至為大約35℃或更大之溫度。第二冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至小於20℃(例如，大約18℃)之溫度。微影系統之第二冷卻流體迴路可經組態以將組件冷卻至比由第一冷卻流體迴路冷卻之組件之溫度更準確地控制之溫度。舉例而言，參看圖1，第二冷卻流體迴路可經組態以將圖案化器件MA及基板W冷卻至小於20℃之溫度，且亦冷卻包含雷射1之雷射放大器之部件(如上文進一步所描述)。第一冷卻流體迴路可(例如)經組態以冷卻輻射源SO之圍封結構9，且可經組態以冷卻包含雷射1之雷射放大器之部件(如上文進一步所描述)。微影系統可包含EUV輻射系統，如圖1中所描繪。替代地，微影系統可包含DUV輻射系統。
微影裝置(或微影系統)之第一冷卻流體迴路可連接至廠房之第一冷卻流體迴路。相似地，微影裝置(或微影系統)之第二冷卻流體迴路可連接至廠房之第二冷卻流體迴路。
在一實施例中，廠房可具備經組態以遞送處於不同溫度之冷卻流體之三個或三個以上冷卻流體迴路。該等冷卻流體迴路可經組態以適應不同熱負荷。
在上文所描述之本發明之實施例中，離開第一熱交換器61、63的水具有大約70℃之溫度。然而，在其他實施例中，水可具有某其他溫度。一般而言，第一冷卻流體迴路之冷卻流體應由組件加熱至35℃或更大之溫度。此應允許經由熱與周圍環境之交換之冷卻(假定周圍環境可具有至多30℃之溫度)。冷卻流體之溫度可(例如)為大約45℃或更大。在一實施例中，自組件輸出之冷卻流體具有大約45℃或更大之溫度，且經由熱與周圍環境之交換而將冷卻流體冷卻至大約35℃或更小之溫度。
若冷卻流體之溫度高於大約60℃，則可使用廢熱回收系統之操作。相似地，亦可使用建築物之加熱。
上文結合雷射放大器所描述之二級冷卻途徑可用於微影系統或微影工具之其他組件。舉例而言，可使用電子(或其他組件)之二級(或更大)冷卻。
本發明之實施例可用於微影廠房中之任何裝置中。本發明之實施例可用以冷卻光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件的任何裝置之部分。此等裝置可通常被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
術語「EUV輻射」可被認為涵蓋具有在4奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內)之波長之電磁輻射。EUV輻射可具有小於10奈米之波長，例如，在4奈米至10奈米之範圍內之波長，諸如6.7奈米或6.8奈米。
儘管圖1及圖2將輻射源SO描繪為雷射產生電漿LPP源，但可使用任何合適源以產生EUV輻射。舉例而言，可藉由使用放電以將燃料(例如，錫)轉化成電漿狀態來產生EUV發射電漿。此類型之輻射源可被稱作放電產生電漿(DPP)源。可由電力供應器產生放電，該電力供 應器可形成輻射源之部分，或可係經由電連接而連接至輻射源SO之分離實體。DPP源可包括根據本發明之一實施例之雷射放大器，該雷射放大器用以輔助經由放電之電漿之產生。可(例如)使用第二冷卻流體迴路來冷卻DPP源之組件。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上之描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

Claims (21)

  1. 一種包含一微影裝置之微影廠房，該微影裝置經組態以用於經由電磁輻射而將一圖案施加至一基板上，其中：該微影廠房包含用於產生該電磁輻射之一源；該源包括用於放大一雷射光束之一雷射放大器；該雷射放大器包含一主導管(main conduit)，該主導管包含電極，該等電極經組態以將能量轉移至該主導管中之一氣體以用於該雷射光束之放大，該雷射放大器進一步包含一氣體再循環系統；該氣體再循環系統包含一氣體導管，該氣體導管經組態以將該氣體遞送至該主導管或自該主導管移除該氣體；該雷射放大器包含與該氣體熱接觸之一熱交換器及與該氣體熱接觸之一另外熱交換器；該熱交換器經組態以使用一經被動地冷卻的冷卻流體將該氣體冷卻至介於該氣體導管之一輸入端處之一高溫與該氣體導管之一輸出端處之一低溫之間的一氣體溫度；該另外熱交換器經組態以使用一另外冷卻流體將該氣體冷卻至該氣體導管之該輸出端處之該低溫。
  2. 如請求項1之微影廠房，其包含經組態以冷卻該另外冷卻流體之一冷卻器(chiller)。
  3. 如請求項1或2之微影廠房，其中該冷卻流體實質上係水，且其中該另外冷卻流體實質上係水。
  4. 如請求項1或2之微影廠房，其中離開該熱交換器之該冷卻流體比該微影廠房之一周圍環境實質上更熱。
  5. 如請求項1或2之微影廠房，其中離開該另外熱交換器之該另外 冷卻流體比該微影廠房之一周圍環境更冷。
  6. 如請求項1或2之微影廠房，其進一步包含經組態以將熱自該冷卻流體移除之一冷卻系統。
  7. 如請求項6之微影廠房，其中該冷卻系統包含一冷卻塔，其經組態以將該熱自該冷卻流體轉移至該微影廠房之一周圍環境。
  8. 如請求項6之微影廠房，其中該冷卻系統包含一建築物加熱系統，其經組態以使用來自該冷卻流體之該熱加熱一建築物。
  9. 如請求項6之微影廠房，其中該冷卻系統包含一廢熱回收系統，其經組態以自該冷卻流體回收能量。
  10. 如請求項9之微影廠房，其中該廢熱回收系統包含一發電機，其經組態以使用熱能產生電力。
  11. 如請求項9之微影廠房，其中該廢熱回收系統包含一封閉迴路朗肯(rankine)循環系統。
  12. 如請求項9之微影廠房，其中該廢熱回收系統包含一封閉迴路史特林(Stirling)循環系統。
  13. 如請求項1或2之微影廠房，其中：該高溫係大約270℃；該低溫係大約30℃；且介於該高溫與該低溫之間的該氣體溫度係大約70℃。
  14. 一種用於產生電磁輻射之源，該源包含用於放大一雷射光束之一雷射放大器，其中：該雷射放大器包含：具備電極之一主導管，該等電極經組態以將能量轉移至該主導管中之一氣體以用於一雷射光束之放大；具有一氣體導管之一氣體再循環系統，該氣體導管經組態以將該氣體遞送至該主導管或自該主導管移除該氣體； 經組態與該氣體導管熱接觸之一熱交換器及經組態與該氣體導管熱接觸之一另外熱交換器；該熱交換器經組態以使用一經被動地冷卻的冷卻流體以將該氣體冷卻至介於該氣體導管之一輸入端處之一高溫與該氣體導管之一輸出端處之一低溫之間的一氣體溫度；且該另外熱交換器經組態以使用一另外冷卻流體以將該氣體冷卻至該氣體導管之該輸出端處之該低溫。
  15. 如請求項14之源，其中該冷卻流體實質上係水，且其中該另外冷卻流體實質上係水。
  16. 一種雷射放大器，其經組態以用於如請求項14或15之源中。
  17. 一種用於產生輻射之方法，該方法包含：使用一氣體作為一放大媒質而放大一雷射光束，其中：該氣體流動通過一主導管，且該放大包含使用電極將能量轉移至該主導管中之該氣體；使用一氣體再循環系統將該氣體遞送至該主導管或自該主導管移除該氣體；使用一冷卻流體及一第一熱交換器將該氣體冷卻至介於該氣體再循環系統之一氣體導管之一輸入端處之一高溫與該氣體導管之一輸出端處之一低溫之間的一氣體溫度；被動地冷卻該冷卻流體；及使用一另外冷卻流體及一第二熱交換器將該氣體冷卻至該氣體導管之該輸出端處之該低溫。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包含使用一冷卻塔將熱自該冷卻流體轉移至一周圍環境。
  19. 如請求項17之方法，其進一步包含使用一建築物加熱系統及來自該冷卻流體之熱加熱一建築物。
  20. 如請求項17之方法，其進一步包含：使用一廢熱回收系統自該冷卻流體回收熱能；及使用一發電機及經回收之該熱能產生電力。
  21. 如請求項17之方法，其中：該高溫係大約270℃；該低溫係大約30℃；且介於該高溫與該低溫之間的該氣體溫度係大約70℃。
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