TWI829207B - 具有可控制反應器重設之脈衝電源系統 - Google Patents

具有可控制反應器重設之脈衝電源系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI829207B
TWI829207B TW111123357A TW111123357A TWI829207B TW I829207 B TWI829207 B TW I829207B TW 111123357 A TW111123357 A TW 111123357A TW 111123357 A TW111123357 A TW 111123357A TW I829207 B TWI829207 B TW I829207B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pulse
laser
reset
current pulse
module
Prior art date
Application number
TW111123357A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202318744A (zh
Inventor
保羅 克里斯多福 米契爾
王昱達
尤昌琦
Original Assignee
美商希瑪有限責任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商希瑪有限責任公司 filed Critical 美商希瑪有限責任公司
Publication of TW202318744A publication Critical patent/TW202318744A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI829207B publication Critical patent/TWI829207B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/09702Details of the driver electronics and electric discharge circuits
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70041Production of exposure light, i.e. light sources by pulsed sources, e.g. multiplexing, pulse duration, interval control or intensity control
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/083Ring lasers
    • H01S3/0835Gas ring lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/09705Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser with particular means for stabilising the discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0975Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10069Memorized or pre-programmed characteristics, e.g. look-up table [LUT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1305Feedback control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/134Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2366Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media comprising a gas as the active medium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本發明提供一種脈衝電源電路,其包括分別實施為具有飽和核心之一或多個電感器的一或多個磁性開關,其中在一放電脈衝之後,每一飽和核心可藉由具有例如藉由腔室操作條件判定的可變特性之一重設脈衝重複地重設至其磁化曲線上之一初始偏壓點以使得該飽和核心能夠一直可靠地起作用。

Description

具有可控制反應器重設之脈衝電源系統
本發明係關於用於例如在充當半導體光微影系統中之照明源之雷射中產生電脈衝的設備。
半導體光微影設備將所要圖案施加至諸如半導體材料之晶圓之基板上,通常施加至基板之目標部分上。圖案化裝置(其替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生形成於晶圓之單獨層的部分上之電路圖案。通常藉由成像至經提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來實現圖案之轉印。一般而言,單一基板將包括經順次地圖案化之鄰近目標部分。
半導體光微影設備包括:所謂步進器,其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分;及所謂掃描器,其中藉由在給定方向上藉由圖案化輻射之光束同時平行或反平行於此方向而同步地平移基板來掃描每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化裝置轉印至基板。
用於照明圖案且將圖案投影至基板上之光源可呈多個組態中之任一者。通常用於微影系統中之深紫外線準分子雷射包括處於248nm波長下之氟化氪(KrF)雷射及處於193nm波長下之氟化氬(ArF)雷射。
諸如所描述雷射之雷射產生光脈衝。每一光脈衝係藉由藉由脈衝電源系統供應至雷射的電能之對應放電脈衝而產生。雷射可具有單個腔室或多個腔室。通常使用之雙重腔室組態為主控振盪器功率放大器(「MOPA」)組態,其具有兩個放電腔室,一主控振盪器(「MO」)放電腔室及一功率放大器(「PA」)放電腔室。產生放電脈衝之MOPA雷射之脈衝電源系統通常包括高壓電源、共振充電供應器、MO換向器模組、MO壓縮頭模組、PA換向器模組及PA壓縮頭模組。單一腔室雷射可僅僅使用單一換向器及單一壓縮頭以供應放電脈衝至單一放電腔室。在各種實施中,功率放大器可採用單通道放大器、雙通道放大器、功率環放大器、功率振盪器之形式或其他形式。輔助模組可包括一雷射控制系統,其控制放電腔室中之電極之操作電壓並提供對於脈衝電源系統之定時控制。
此等系統必須能夠可再產生且可靠地產生脈衝。出於許多原因,此可為一挑戰,該等原因包括可藉由脈衝電源系統及腔室中之電壓及放電時序誤差產生的時序變化。舉例而言,諸如換向器及壓縮頭之此等模組中之一些包括充當磁性開關之飽和反應器,諸如飽和電感器。飽和電感器內之飽和磁性核心為飽和電感器提供兩種相異狀態。在一種狀態下,飽和反應器之電感及因此阻抗較高,此係因為磁性核心具有較高磁導率。在另一種狀態下,電感及因此阻抗較低,此係因為磁性核心已趨於對應於低磁導率之飽和。
為了飽和電感器恰當地充當磁性脈衝壓縮網路中之交換裝置,飽和電感器之核心初始地經偏壓在諸如其磁通量密度(B)及磁場強度(H)曲線(B-H曲線或B-H環)上的負飽和磁通之一點處。當在電感器上施加電壓時,磁性核心之操作點向上平移B-H曲線直至到達正飽和磁通為止, 此時電感器飽和且實現所要閉合開關功能性。然而,在飽和電感器可處理下一脈衝之前,其核心之操作點必須經再定位或「重設」於初始偏壓點處。
各種因數可隨時間推移或自一個雷射至另一雷射干擾雷射之重設飽和電感器內的核心之偏壓點的能力。在此上下文中,產生對本發明所揭示主題之需求。
下文呈現一或多個實施例之概述以便提供對實施例之基本理解。此概述並非所有預期實施例之廣泛綜述,且既不意欲識別所有實施例之關鍵或決定性要素,亦不意欲劃定任何或所有實施例之範圍。其唯一目的在於以簡潔形式呈現一或多個實施例之一些概念以作為稍後呈現之更詳細描述的序言。
根據實施例之一態樣,揭示包括用於磁性飽和反應器核心之一或多個脈衝偏壓重設電路的脈衝電源系統。脈衝偏壓重設電路使得能夠達成磁性核心之恆定重設位準而不管磁性核心之先前狀態或磁性核心之重設位準。脈衝偏壓電路經設計以在藉由脈衝間及叢發間時序間隔強加的時序約束條件內完成磁性核心材料之完整重設。
下文參考隨附圖式來詳細地描述本發明之其他特徵及優點以及本發明之各種實施例的結構及操作。應注意,本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的來呈現此等實施例。基於本文中含有之教示,額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
50:脈衝電源電路
100:高壓電源模組
110:共振充電器模組
120:換向器模組
130:壓縮頭模組
140:雷射腔室模組
200:電容器
210:換向器固態開關
220:電容器
230:充電電感
240:飽和反應器
250:繞組
260:核心
270:變換器
280:重設電路
290:輔助繞組
300:點
400:MO換向器模組
405:脈衝重設電路
410:PA換向器模組
415:脈衝重設電路
420:MO壓縮頭模組
425:脈衝重設電路
430:MO腔室模組
440:PA壓縮頭模組
445:脈衝重設電路
450:PA腔室模組
460:脈衝重設控制電路
470:參數模組
480:雷射控制電路
S10:步驟
S20:步驟
S30:步驟
S40:步驟
S50:步驟
S60:步驟
A:虛線
B:虛線
R:重設脈衝
T:觸發信號
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發 明,且連同描述一起進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠進行及使用本發明。
圖1為脈衝電源電路之功能區塊圖。
圖2為諸如可用於圖1之配置中的脈衝電源電路之一些組件的電路圖。
圖3為根據實施例之一態樣的用於飽和核心之材料之典型B-H曲線。
圖4為根據實施例之一態樣的展示具有各種特性之重設脈衝的一系列時序圖。
圖5為根據實施例之一態樣的脈衝電源電路之功能方塊圖。
圖6為根據實施例之一態樣的描繪控制脈衝電源電路中之磁性核心之重設的方法之步驟的流程圖。
根據下文在結合圖式所闡述之[實施方式],本發明之特徵及優點將變得更顯而易見,在該等圖式中,類似元件符號始終識別對應元件。在該等圖式中,相同參考數字通常指示相同、功能上相似及/或結構上相似之元件。
本說明書揭示併有所揭示主題之特徵的一或多個實施例。所揭示之實施例僅例證所揭示主題。所揭示主題之可應用性的範圍不限於所揭示實施例。本發明之範疇由此說明書之申請專利範圍形成部分界定。
所描述之實施例及說明書中對「一個實施例」、「一實施例」、「一實例實施例」、「一例示性實施例」等等之參考指示所描述之實施 例可包括特定特徵、結構或特性,但每一實施例可未必包括該特定特徵、結構或特性。此外,此等短語未必指代相同實施例。另外,當結合一實施例描述一特定特徵、結構或特性時,應理解,無論此類包括是否作明確描述,在其他實施例中包括此類特徵、結構或特性為屬於熟習此項技術者所瞭解。
轉向圖1,展示脈衝電源電路50之實例,該脈衝電源電路包括高壓電源模組100、共振充電器模組110、換向器模組120、及壓縮頭模組130。脈衝電源電路50可用以產生電力之短及大功率脈衝(例如,在60至150ns範圍及每脈衝5至20mJ之典型能量中)。電脈衝可作為放電脈衝經供應至雷射腔室中之電極以便自雷射產生光脈衝。
壓縮頭模組130之輸出可例如經供應至一雷射腔室模組140,該雷射腔室模組可為例如所謂雙重腔室系統之一個腔室(MO或PA)。一般而言,每一放電腔室經提供有其自身各別脈衝電源電路50。然而,用於每一腔室之脈衝電源電路50可共用各種元件,諸如共用高壓電源模組100及共振充電器模組110。脈衝電源電路50可組態為固態脈衝電源模組(SSPPM)。
在操作中,高壓電源模組100將外部電源(例如,三相正常廠用電源)轉換成高DC電壓。共振充電器模組110將換向器模組120中之電容器組充電至經調節電壓以產生脈衝。換向器模組120縮短脈衝並增加其電壓。壓縮頭模組130進一步在時間上壓縮來自電流相應增加情況下的換向器模組120之電脈衝以產生具有所要放電電壓之脈衝。接著在雷射腔室模組140中之電極(圖中未示)上施加此等脈衝。此類雷射系統之配置及操作的額外細節可例如見於2006年7月18日發行之標題為「Control System for a Two Chamber Gas Discharge Laser」之美國專利第7,079,564號中,該美國專利之全部內容以引用的方式併入本文中。關於此電路之操作的其他細節可見於2006年2月21日發行之標題為「Method and Apparatus for Cooling Magnetic Circuit Elements」之美國專利第7,002,443號中,該美國專利之全部內容以引用之方式併入本文中。
圖2為根據實施例之一態樣的連接至高壓電源模組100的SSPPM之某些組件之簡化電路圖,該SSPPM包括諸如可在圖1之脈衝電源電路中使用的共振充電器模組110及換向器模組120。虛線A與B之間的元件包含實施換向器模組120之電路。高壓電源模組100將電力供應至以已知方式操作之共振充電器模組110。將來自共振充電器模組110之脈衝供應至換向器模組120以對電容器200充電。電容器200通常稱為C0且電容器200上之電壓稱為VC0。當觸發信號T被供應至換向器固態開關210時,該換向器固態開關210閉合,從而經由充電電感230將電容器200放電至電容器220。電容器220通常稱為C1且在電容器220上之電壓通常稱為VC1。電壓固持在電容器220上直至飽和反應器240(其具有繞組250及核心260(示意性地展示),充當磁性開關)飽和並經由變換器270將電容器220放電至壓縮頭模組130(來自圖1)中之電容器組中為止。壓縮頭模組130亦通常含有充當以與剛描述之方式類似的方式操作的磁性開關的一或多個飽和反應器。
飽和反應器240初始地阻止來自電容器220之電流之流動。更特定言之,通常,在產生放電脈衝之前,飽和反應器240經偏壓至負飽和。當下一電流脈衝來自電容器200以對電容器220充電時,電流脈衝在飽和反應器240中誘發反電動勢,其阻擋電流脈衝之流動,直至核心260 在正向方向上變得飽和為止。在飽和後,反電動勢消失,且累積於電容器220上之電荷經由飽和反應器240轉移就好像電路開關突然閉合。
飽和反應器240因此充當脈衝雷射之磁性開關。飽和磁性核心為電感器提供兩種相異狀態。在一種狀態下,飽和反應器之電感較高,此係因為磁性核心具有較高磁導率。在另一種狀態下,電感較低,此係因為磁性核心已趨於對應於低磁導率之飽和。
在放電脈衝已到達負載(在此情況下雷射放電腔室)之後,磁性開關之核心保持偏壓在B-H曲線上在正飽和磁通附近之一點處。在下一放電脈衝可產生之前,核心必須經重設至B-H曲線上之對應於負飽和磁通的點。
如上文所論述,在飽和電感器可處理下一脈衝之前,其核心之操作點應經再定位或「重設」於初始偏壓點處。取決於偏壓電路之重設時間,脈衝間時間(脈衝間隔時間)及叢發間時間(脈衝叢發間隔時間)可不允許一些習知脈衝電源系統中之磁性核心之完整或恆定重設。此可導致不同脈衝間(亦即放電脈衝間)及叢發間(亦即多個放電脈衝之叢發)重設位準,其亦將影響磁性核心之飽和時序。
在脈衝電源系統及腔室中存在可影響磁性核心之重設位準的額外變化。此等變化包括施加至腔室中之電極的操作電壓、腔室氣體壓力及磁性核心溫度。前兩個參數可具有對脈衝電源系統中之反射能量的直接影響,其接著影響磁性飽和反應器之重設時序及重設位準。亦可存在核心材料性質之變化,諸如材料之飽和磁通密度、方形度及矯頑磁性。
可靠放電脈衝間重複性需要在電壓每一施加至電感器之前磁性核心經重設至相同預放電脈衝狀態。如圖2中所展示,飽和反應器之 偏壓點的此重設可藉由重設脈衝R(藉由重設電路280供應之電脈衝)實施。在諸如所展示配置的配置中,重設通常藉由致使DC電流流經核心260上之輔助繞組290而實現,藉此提供適當磁化場(H)以將核心260偏壓於負飽和磁通處。替代地,重設電路280可直接連接至主繞組250,從而去除對輔助繞組之需求。
一個電路常常將用於提供重設電流至多個磁性開關。重設電路通常在重設期間提供恆定電流至重設繞組。關於重設電路之功能及設計的其他細節可例如自1993年2月2日發行之標題為「High Voltage Pulse Generating Circuit,and Discharge-Excited Laser and Accelerator Containing Such Circuit」之美國專利第5,184,085號獲得,該美國專利之整個說明書以引用的方式併入本文中。
換言之,重設係藉由磁性地恢復核心至諸如為核心材料之B-H曲線之實例的圖3中之點300之點而達成。圖3中亦展示的係+HSAT(其為磁場強度H之飽和值,其中H之增加不導致磁通量密度B之任何其他顯著增加)及-HSAT(其為磁場強度H之飽和值,其中H之降低不導致磁通量密度B之任何其他顯著降低)。亦展示分別對應通量+BSAT及-BSAT。圖3亦展示為在外部磁場為零時之通量密度的頑磁Br,及+/-Hc,「c」指示矯頑磁性,其為使通量密度B為零所需要的磁場之量值。
如所提及,脈衝電源系統中之飽和反應器常規地運用DC電源來偏壓以允許在放電脈衝之間的時間間隔中恆定重設反應器磁性核心。核心重設亦可運用在放電脈衝之一次能量轉移完成之後發生的反向電流脈衝(重設脈衝)達成。初始地,電感器接收重設電流脈衝且電流脈衝之di/dt誘發在電感器上之一相反極性電壓。此相反極性電壓誘發通量密度之 減小,從而使核心趨於反向飽和並重設核心。
為清楚起見,涉及若干不同類型之脈衝及信號。一種類型為主要或放電脈衝,其為藉由脈衝電源電路產生並施加至雷射腔室以造成雷射腔室中之放電及因此產生雷射輻射之脈衝的電脈衝。另一類型為經施加至換向器固體狀態開關210之閘極並經識別為起始放電脈衝的圖2及圖4中之信號T的觸發脈衝或信號。第三類型為藉由重設電路280供應並經施加至飽和反應器240及識別為將核心重設至所要飽和狀態以準備產生下一放電脈衝的圖2中之信號R及圖4中之R、R2或R3的重設脈衝。
每一磁性開關之適當重設對於放電脈衝之可重複性係重要的。當磁壓縮網路之輸出脈衝藉由嚴格時序及抖動要求約束時,每一磁性開關之適當重設尤其重要。當雷射之重複率增加時,每一磁性核心之適當重設變為更關鍵及更具有挑戰性。此主要因為脈衝之間的間隔減少,且結果,存在供重設動力學達成可重複狀態的較短時間。保證每一核心經恰當重設的問題可藉由在放電脈衝傳播通過時脈衝壓縮網路中之剩餘能量而複雜化。若未恰當地管理,則此剩餘能量可在其耗散之前在網路中來回反射,從而潛在地妨礙磁性開關之重設,且潛在地亦影響下一及後續放電脈衝之飽和時序。
偏壓電流位準之變化可導致磁性核心之不同重設位準,其將影響飽和磁性核心之飽和時間。偏壓重設位準之變化可引起約+/-5ns之大的叢發時序變化。若不施加足夠偏壓,則此等變化可甚至更大。
另外,取決於偏壓電路之重設時間,脈衝間時間及叢發間時間可不允許一些習知脈衝電源系統中之磁性核心之完整或恆定重設。此可導致亦將影響磁性核心之飽和時序的不同放電脈衝間及叢發間重設位 準。
除由偏壓電源及重設時序所引起的變化外,亦存在可影響磁性核心之重設位準的脈衝電源系統及腔室之變化。此等變化包括電極之操作電壓、腔室壓力及磁性核心性質及溫度。此等變化中之前兩個可具有對脈衝電源系統中之反射能量的直接影響,其接著影響磁性飽和反應器之重設時序及重設位準。亦可存在核心材料磁性質之變化,諸如材料之飽和磁通密度、方形度及矯頑磁性。
全部此等變化可使得其有益於施加具有諸如以下各者之特性的重設脈衝:適合於可重複地提供相同偏壓點(或有意選擇之不同偏壓點)用於每一放電脈衝的自放電脈衝之時序偏移、振幅、持續時間及形狀。叢發內的放電脈衝之時序亦可為判定重設脈衝之最佳特性的因數。
因此,穩態DC電流或具有單組特性之電重設脈衝不總是提供足以在脈衝或叢發之間的可用時間中將飽和核心可重複地返回至所要偏壓位置的控制。核心材料及幾何尺寸之變化、核心溫度之變化、反射能量之變化、施加至雷射腔室中之電極的電壓之變化、諸如氣體壓力之腔室條件之變化及核心材料磁性質(諸如材料的飽和磁通密度、方形度及矯頑磁性)之變化以及其他因數可引入干擾可重複性之重設動力學的變化。
更特定言之,施加至圖2中之換向器固態開關210之閘極的觸發信號觸發自電容器200至電容器220的電荷轉移之過程。此觸發信號之一個實例的時序圖經展示為圖4中之軌跡T。圖4中之軌跡的實例經標繪為垂直軸上之信號位準(諸如電壓)之量值對水平軸上之時間。軌跡T展示具有重複的方形脈衝形狀之觸發信號之實例,其中每一觸發信號啟動一放電脈衝。舉例而言,軌跡T之方形脈衝可施加至圖2中之換向器固體狀態 開關210之閘極以起始將電荷自電容器200轉移至電容器210的放電脈衝。
重設脈衝可在觸發信號T較低時(亦即,在引起放電脈衝發生的觸發信號脈衝之間)藉由重設電路280施加。在圖4中亦展示的係標記為R的重設脈衝軌跡之實例。如所展示,重設脈衝可基本上為方波脈衝。重設脈衝之各種特性(諸如其振幅H之量值及正負號、其寬度W及重設脈衝自觸發脈衝偏移的偏移時間D1之量)可全部影響重設動力學。關於重設脈衝振幅之量值及正負號,在大多數情況下重設脈衝將為具有正負號與放電脈衝之極性相反的一極性的單極性。然而,在一些實施中,重設脈衝為雙極性例如以在將核心趨於反向飽和之前將核心進一步趨於正向飽和可係有利的。實現此的波形之實例在圖4中展示為軌跡R2,其中一部分具有正振幅(正極性)H1且一部分具有負振幅(負極性)H2。重設脈衝未必為正方形或對稱將係顯而易見的。圖4之軌跡R3為皆不為方形亦不為對稱的重設脈衝串之實例。
如圖5中所展示,包括根據實施例之一個態樣之脈衝電源系統的脈衝雷射源可包括如上文所描述之高壓電源模組100及共振充電器模組110。在圖5中展示的雙重腔室設計之實例中,系統亦包括MO換向器模組400及PA換向器模組410。MO換向器模組400供應一電脈衝至如上文所描述壓縮該電脈衝並將該電脈衝供應至MO腔室模組430的MO壓縮頭模組420。類似地,PA換向器模組410產生藉由PA壓縮頭模組440壓縮的一脈衝,該脈衝接著被供應至PA腔室模組450。
根據實施例之一態樣,MO換向器模組400中之飽和反應器係藉由脈衝重設電路405重設。包括於PA換向器模組410中之飽和反應器係藉由脈衝重設電路415重設。類似地,MO壓縮頭模組420中之飽和反應 器係藉由脈衝重設電路425重設。PA壓縮頭模組440中之飽和反應器係藉由脈衝重設電路445重設。脈衝重設電路405、415、425及445在脈衝重設控制電路460的控制下操作。脈衝重設控制電路460可為用於系統之總控制電路之部分或可單獨地為專用電路。
儘管此實例僅僅描述分別結合換向器及壓縮頭模組中之每一者的一個飽和反應器,但應理解此等模組中之每一者可包括將得益於經控制重設的多個飽和反應器。
在一些實施例中,脈衝重設控制電路460接收來自參數模組470之資訊,諸如MO腔室模組430中之電極電壓及腔室氣體壓力及PA腔室模組450中之電極電壓及腔室氣體壓力。脈衝重設控制電路460接著可基於此資訊判定其將供應的重設脈衝之特性。舉例而言,脈衝重設控制電路460可控制將最佳重設其各別相關聯飽和反應器的重設脈衝之時序、振幅、極性、持續時間及形狀中之一或多者。此外,脈衝重設控制電路460能夠控制重設脈衝之相對時序以最佳化各種飽和反應器之重設。
在一些實施例中,至脈衝重設控制電路460之輸入不必經單獨地判定而實際上可自雷射中之其他診斷獲得。舉例而言,此等資料可自已經具有來自用於腔室溫度診斷之腔室溫度感測器之資料的總雷射控制電路480獲得。此外,雷射控制電路480可將電極電壓判定為經程式化電極電壓之按比例調整版本。因此,在圖5中,參數模組470之輸入可來源於雷射控制電路480,且參數模組470可將用於脈衝重設控制電路460之控制信號直接地或經由雷射控制電路480傳達至脈衝重設控制電路460。替代地,雷射控制電路480可直接自可用於雷射控制電路480之資訊判定控制信號,因此免除或限制對參數模組470之需求。
替代地,如所提及,參數模組470可自雷射控制電路480獲得資料並將資料供應至脈衝重設控制電路460以使得參數模組470自雷射控制電路480而不是直接自專用感測器獲得其資料。當然,此等僅為功能性之許多可能配置及分佈的實例。一般熟習此項技術者將顯而易見,亦可使用其他配置。
圖6為描述根據某些實施例之態樣的重設脈衝產生系統之操作之態樣的流程圖。在圖6中描述之程序可例如在雷射光脈衝之叢發的開始處啟動。如圖6中所展示,在步驟S10中,獲得關於諸如電極操作電壓或腔室壓力之一或多個操作條件的資料。接著,在步驟S20中,使用在步驟S10中獲得的資料界定重設脈衝之一或多個特性。經界定的重設脈衝之特性可包括偏移、振幅、持續時間及形狀。在步驟S30中,使用重設脈衝重設飽和核心電感器。接著,在步驟S40中,飽和核心電感器藉由放電脈衝趨於正飽和。在步驟S50中,判定放電脈衝是否為叢發之結束。若放電脈衝為叢發之結束,則在步驟S60中程序終止。若在步驟S50中判定脈衝不為叢發之結束,則程序恢復至步驟S30且再次使用重設脈衝來重設飽和核心。
作為一特定實例,在步驟S10中程序可獲得作為操作條件之電極操作電壓且接著步驟S20可使用電極操作電壓以界定重設脈衝之持續時間。
上文為重設脈衝之控制的一個實例。此等重設脈衝可施加至上文所提及的磁性核心中之任一或多者。亦有可能其他磁性核心或磁性核心之其他群組將分別使用不同相關聯重設脈衝。亦有可能重設脈衝之特性可經探索式判定以待選擇為產生最可靠可重複及恆定重設操作的特性。
上述為重設脈衝之特性係在叢發間基礎上界定的實施例之實例。然而,一般熟習此項技術者將顯而易見,圖6之程序可用以界定用於多個叢發之重設脈衝的特性。一般熟習此項技術者亦將顯而易見,用於重設脈衝之特性可經界定於叢發內以使得其可在放電脈衝間基礎上被調整。
因此,本文所揭示的係包含經組態以產生脈衝種子雷射光束之一第一雷射子系統的系統,該第一雷射子系統包含一第一腔室,其經組態以在該第一腔室中保存一第一氣態增益介質及一第一激發機構。第二雷射子系統經組態以基於脈衝種子雷射光束產生脈衝輸出雷射光束,該第二光學子系統包含一第二腔室,其經組態以在該第二腔室中保存一第二氣態增益介質及一第二激發機構。一第一磁性交換網路經組態以啟動第一激發機構,亦即在該第一激發機構中誘發激勵。第一磁性交換網路包含與一第一阻抗特性(例如,用於磁性核心之磁通量密度(B)對磁場強度(H))相關聯的第一磁性核心。啟動第一激發機構致使第一光學子系統產生脈衝種子雷射光束之脈衝。第二磁性交換網路經組態以啟動第二激發機構。第二磁性交換網路包含與第二阻抗特性相關聯之第二磁性核心。第一偏壓電路經組態以磁耦合至第一磁性核心且第二偏壓電路經組態以磁耦合至第二磁性核心。控制器經組態以藉由致使第一偏壓電路產生一第一電重設電流脈衝而調整第一磁性核心之阻抗。第一電重設電流脈衝之一或多個特性係基於第一雷射子系統之一第一操作條件。控制器另外經組態以藉由致使第二偏壓電路產生第二電重設電流脈衝而調整第二磁性核心之阻抗。第二電重設電流脈衝之一或多個特性係基於第二雷射子系統之第二操作條件。
第一電重設電流脈衝之一或多個特性可包括第一電重設電 流脈衝之一振幅。控制器接著可基於第一操作條件判定第一電重設電流脈衝之振幅,其中第一磁性核心之阻抗取決於第一電重設電流脈衝之該振幅。類似地,第二電重設電流脈衝之一或多個特性可包含第二電重設電流脈衝之一振幅。控制器接著可基於第二操作條件判定第二電重設電流脈衝之振幅,其中第二磁性核心之阻抗取決於第二電重設電流脈衝之該振幅。
第一電重設電流脈衝之一或多個特性可包含第一電重設電流脈衝之一振幅及/或一持續時間。控制器接著可基於第一操作條件判定第一電重設電流脈衝之振幅及/或持續時間,第一磁性核心之阻抗取決於第一電重設電流脈衝之該振幅,且調整第一磁性核心之阻抗所需要的時間取決於第一電重設電流脈衝之持續時間。類似地,第二電重設電流脈衝之一或多個特性可包含第二電重設電流脈衝之振幅及/或第二電重設電流脈衝之持續時間。控制器接著可基於第二操作條件判定第二電重設電流脈衝之振幅及/或第二電重設電流脈衝之持續時間,第二磁性核心之阻抗取決於第二電重設電流脈衝之該振幅,且調整第二磁性核心之阻抗所需要的時間取決於第二電重設電流脈衝之持續時間。
第一電重設電流脈衝之振幅及第二電重設電流脈衝之振幅可相同,或其可不同。控制器可經組態以在脈衝種子雷射光束之每一脈衝產生之前調整第一磁性核心之阻抗,並在脈衝輸出雷射光束之每一脈衝產生之前調整第二磁性核心之阻抗。
第一阻抗特性可包含磁通量密度與磁場強度之間的一第一關係,及因此磁場強度與磁導率及因此第一磁性核心之電感之間的關係。第二阻抗特性可包含磁通量密度與磁場強度之間的一第二關係,及因此磁場強度與磁導率及因此第二磁性核心之電感之間的關係。
第一雷射子系統可包含主控振盪器,且第二光學子系統可包含功率放大器。功率放大器可包含功率環放大器。功率放大器可包含功率振盪器。脈衝種子雷射光束及脈衝輸出雷射光束可皆包含在深紫外線(DUV)範圍中之一或多個波長。
第一偏壓電路可經進一步組態以提供可在重設期間具有恆定振幅的一第一偏壓電流,且第二偏壓電路可經進一步組態以提供可在重設期間具有恆定振幅的一恆定第二偏壓電流。第一偏壓電路可另外或替代地經組態以提供一脈衝第一偏壓電流,且第二偏壓電路可另外或替代地經組態以提供一脈衝第二偏壓電流。
因此,本文亦揭示的係一控制器,該控制器包含經組態以提供一第一啟動觸發信號至一第一磁性交換網路的一觸發模組,該第一啟動觸發信號致使第一磁性交換網路中之一第一磁性核心飽和以使得該第一磁性交換網路啟動一第一雷射子系統中之一增益激發機構並提供一第二啟動觸發信號至一第二磁性交換網路。控制器亦經組態以提供一第二啟動觸發信號,該第二啟動觸發信號致使該第二磁性交換網路中之一第二磁性核心飽和以使得該第二磁性交換網路啟動一第二雷射子系統中之一增益激發機構。控制器亦包含一電流模組,該電流模組經組態以:基於一第一操作條件判定一第一電重設電流脈衝之一或多個特性,其中該第一電重設電流脈衝經組態以將飽和之第一磁性核心的一阻抗調整至一第一重設位準;及基於一第二操作條件判定一第二電重設電流脈衝之一或多個特性,其中該第二電流脈衝經組態以將第二磁性核心的一阻抗調整至一第二重設位準。
啟動第一光學子系統中之增益機構產生種子雷射光束之脈衝且啟動第二光學子系統中之增益機構放大種子雷射光束之脈衝。在一實 施例中,電流模組經組態以每當第一光學子系統中之增益激發機構經啟動時將飽和之第一磁性核心之阻抗調整至第一重設位準且每當第二子系統中之增益激發機構經啟動時將飽和之第二磁性核心之阻抗調整至第二重設位準。第一電重設電流脈衝之一或多個性質包含一第一振幅及/或一第一持續時間,且第二電流之一或多個性質包含一第二振幅及/或一第二持續時間。
因此,亦揭示的係控制產生脈衝式雷射光束的雷射系統中之磁性核心之阻抗的方法,該方法包含:基於雷射之操作條件判定脈衝重設電流之一或多個特性;藉由提供脈衝重設電流至磁耦合至磁性核心之線圈而將磁性核心之阻抗調整至一重設位準;及在調整磁性核心之阻抗之後,產生雷射輻射脈衝,其中產生雷射輻射脈衝包含使磁性核心飽和,使得電脈衝經提供至雷射系統之激發機構。
脈衝式重設電重設電流脈衝之一或多個特性可包含振幅。在產生複數個雷射輻射脈衝中之每一雷射輻射脈衝之前,重設脈衝可將磁性核心之阻抗重設至同一值。在產生複數個雷射輻射脈衝中之第一者之前經提供至線圈的脈衝重設電流之振幅或持續時間或二者可不同於在產生複數個雷射輻射脈衝中之第二者之前經提供至線圈的重設電流之振幅或持續時間。複數個雷射輻射脈衝中之一第一者可為雷射輻射脈衝之一叢發中的一第一雷射輻射脈衝,且複數個雷射輻射脈衝中之一第二者可為雷射輻射脈衝之同一叢發中的一稍後雷射輻射脈衝。複數個雷射輻射脈衝可為雷射輻射脈衝之一單叢發中之連續雷射輻射脈衝。
應瞭解,[實施方式]章節而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節意欲用以解譯申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡 述如本發明者預期的本發明之一或多個而非全部例示性實施例,且因此並不意欲以任何方式限制本發明及所附申請專利範圍。
上文已憑藉說明特定功能及該等功能之關係的實施之功能建置區塊來描述本發明。為了便於描述,本文已任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能,便可界定替代邊界。
對特定實施例之前述描述將因此充分地顯露本發明之一般性質:在不脫離本發明之一般概念的情況下,其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例,而無需進行不當實驗。因此,基於本文中所呈現之教示及指導,此等修改及調適意欲在用於描述所揭示實施例之語言的涵義內。應理解,本文中之措詞或術語係出於描述而非限制之目的,以使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者按照本文提供之教示及指導進行解譯。
可使用以下條項進一步描述實施例:
1.一種系統,其包含:一第一雷射子系統,其經組態以產生一脈衝種子雷射光束,該第一雷射子系統包含:一第一腔室,其經組態以保存一第一增益介質;及一第一激發機構,其位於該第一腔室中;一第二雷射子系統,其經組態以基於該脈衝種子雷射光束產生一脈衝輸出雷射光束,該第二光學子系統包含:一第二腔室,其經組態以保存一第二增益介質;及一第二激發機構,其位於該第二腔室中;一第一磁性交換網路,其經組態以啟動該第一激發機構,其中該第 一磁性交換網路包含一第一磁性核心,且啟動該第一激發機構使得該第一光學子系統產生該脈衝種子雷射光束之一脈衝;及一第二磁性交換網路,其經組態以啟動該第二激發機構,其中該第二磁性交換網路包含一第二磁性核心,且啟動該第二激發機構使得該第二光學子系統產生該脈衝輸出雷射光束之一脈衝;一第一偏壓電路,其經組態以電或磁耦合至該第一磁性核心;一第二偏壓電路,其經組態以電或磁耦合至該第二磁性核心;及一控制器,其經組態以藉由致使該第一偏壓電路產生一第一電重設電流脈衝而調整該第一磁性核心之一阻抗,其中該第一電重設電流脈衝之一或多個特性係基於該第一雷射子系統之一操作條件;及藉由致使該第二偏壓電路產生一第二電重設電流脈衝而調整該第二磁性核心之一阻抗,其中該第二電重設電流脈衝之一或多個特性係基於該第二雷射子系統之一操作條件。
2.如條項1之系統,其中該第一電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第一電重設電流脈衝之一振幅,其中該控制器基於該第一雷射子系統之該操作條件判定該第一電重設電流脈衝之該振幅,且該第一磁性核心之該阻抗取決於該第一電重設電流脈衝之該振幅;且該第二電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第二電重設電流脈衝之一振幅,該控制器基於該第二雷射子系統之該操作條件判定該第二電重設電流脈衝之該振幅,且該第二磁性核心之該阻抗取決於該第二電重設電流脈衝之該振幅。
3.如條項1之系統,其中該第一電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第一電重設電流脈衝之一振幅及一持續時間,其中該控制器基於該第一雷射子系統之該操作條件判定該第一電重設電流脈衝之該振幅及該持續時間,其中該第一磁性核心之該阻抗取決於該第一電重設電流脈衝之該振幅,且其中調整該第一磁性核心之該阻抗所需要的時間取決於該第一電重設電流脈衝之該持續時間;且其中該第二電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第二電重設電流脈衝之一振幅及該第二電重設電流脈衝之一持續時間,該控制器基於該第二雷射子系統之該操作條件判定該第二電重設電流脈衝之該振幅及該第二電重設電流脈衝之該持續時間,其中該第二磁性核心之該阻抗取決於該第二電重設電流脈衝之該振幅,且其中調整該第二磁性核心之該阻抗所需要的時間取決於該第二電重設電流脈衝之該持續時間。
4.如條項3之系統,其中該第一電重設電流脈衝之該振幅及該第二電重設電流脈衝之該振幅彼此不同。
5.如條項1之系統,其中該控制器經組態以在該脈衝種子雷射光束之每一脈衝產生之前調整該第一磁性核心之該阻抗,並在該脈衝輸出雷射光束之每一脈衝產生之前調整該第二磁性核心之該阻抗。
6.如條項1之系統,其中該第一雷射子系統包含一主控振盪器,且該第二光學子系統包含一功率放大器。
7.如條項6之系統,其中該功率放大器包含一功率環放大器。
8.如條項1之系統,其中該脈衝種子雷射光束及該脈衝輸出雷射光束皆包含在深紫外線(DUV)範圍中之一或多個波長。
9.一種控制器,其包含:一觸發模組,其經組態以:提供一第一啟動觸發信號至一第一磁性交換網路,該第一啟動觸發信號致使該第一磁性交換網路中之一第一磁性核心飽和以使得該第一磁性交換網路啟動一第一雷射子系統中之一增益激發機構;提供一第二啟動觸發信號至一第二磁性交換網路,該第二啟動觸發信號致使該第二磁性交換網路中之一第二磁性核心飽和以使得該第二磁性交換網路啟動一第二雷射子系統中之一增益激發機構;及一電流模組,其經組態以:基於該第一雷射子系統之一操作條件判定一第一電重設電流脈衝之一或多個特性,其中該第一電重設電流脈衝經組態以將該第一磁性核心之一阻抗調整至一第一重設位準;及基於該第二雷射子系統之一操作條件判定一第二電重設電流脈衝之一或多個特性,其中該第二電重設電流脈衝經組態以將該第二磁性核心之一阻抗調整至一第二重設位準。
10.如條項9之控制器,其中啟動該第一光學子系統中之該增益機構產生一種子雷射光束之一脈衝且啟動該第二光學子系統中之該增益機構放大該種子雷射光束之該脈衝。
11.如條項9之控制器,其中該電流模組經組態以每當該第一光學子系統中之該增益激發機構經啟動時將該第一磁性核心之該阻抗調整至該第一重設位準且每當該第二光學子系統中之該增益激發機構經啟動時將該第二磁性核心之該阻抗調整至該第二重設位準。
12.如條項9之控制器,其中該第一電重設電流脈衝之該一或多個特 性包含一第一振幅及一第一持續時間,且該第二電重設電流脈衝之該一或多個特性包含一第二振幅及一第二持續時間。
13.一種控制產生一脈衝雷射光束的一雷射系統中之一磁性核心之一阻抗的方法,該方法包含:基於該第一雷射子系統之一操作條件判定一電重設電流脈衝之一或多個特性;藉由提供該電重設電流脈衝至磁耦合至該磁性核心的一線圈而將該磁性核心之該阻抗調整至一重設位準;及在調整該磁性核心之該阻抗之後,產生雷射輻射之一脈衝,其中產生雷射輻射之一脈衝包含使該磁性核心飽和以使得一放電電脈衝經提供至該雷射系統之一激發機構。
14.如條項13之方法,其中該電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該電重設電流脈衝之一振幅。
15.如條項13之方法,其中在產生複數個雷射輻射脈衝中之每一者之前,該電重設電流脈衝將該磁性核心之該阻抗重設至同一值。
16.如條項15之方法,其中在產生該複數個雷射輻射脈衝中之一第一者之前經提供至該線圈的該電重設電流脈衝之該振幅或該持續時間不同於在產生該複數個雷射輻射脈衝中之一第二者之前經提供至該線圈的該電重設電流脈衝之該振幅或該持續時間。
17.如條項16之方法,其中該複數個雷射輻射脈衝中之該第一者為雷射輻射脈衝之一叢發中的一第一雷射輻射脈衝,且該複數個雷射輻射脈衝中之該第二者為雷射輻射脈衝之同一叢發中的一稍後雷射輻射脈衝。
18.如條項15之方法,其中該複數個雷射輻射脈衝為雷射輻射脈衝之 一單叢發中之連續脈衝。
19.一種用於供應放電脈衝至一雷射放電腔室的脈衝電源系統,該脈衝電源系統包含:一壓縮頭模組,其包括具有一壓縮頭模組飽和反應器之一壓縮頭模組磁性開關;一壓縮頭模組重設電路,其經調適以供應一壓縮頭模組重設脈衝至該壓縮頭模組飽和反應器以將該壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定壓縮頭偏壓點;及一重設電路控制模組,其經配置以基於該雷射放電腔室中之至少一個操作條件控制該壓縮頭重設電路之操作。
20.一種用於供應包括主控振盪器(「MO」)放電脈衝之放電脈衝至一MO雷射腔室的脈衝電源系統,該脈衝電源系統包含:一MO壓縮頭模組,其包括具有一MO壓縮頭模組飽和反應器之一MO壓縮頭模組磁性開關;一MO壓縮頭模組重設電路,其經調適以供應一MO壓縮頭模組重設脈衝至該MO壓縮頭模組飽和反應器以將該MO壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定MO壓縮頭偏壓點;及一重設電路控制模組,其經配置以基於該MO雷射腔室中之至少一個條件控制該MO壓縮頭重設電路之操作。
21.如條項20之脈衝電源系統,其進一步包含一MO換向器模組,其經配置以提供MO換向器脈衝至該MO壓縮頭模組,該MO換向器模組包括具有一MO換向器模組飽和反應器之一MO換向器模組磁性開關;及 一MO換向器模組重設電路,其經調適以供應一MO換向器模組重設脈衝至該MO換向器模組飽和反應器以將該MO壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定MO換向器偏壓點,該重設電路控制模組進一步經配置以基於該MO雷射腔室中之至少一個條件控制該MO換向器模組重設電路之操作。
22.如條項20之脈衝電源系統,其進一步包含:一功率放大器(「PA」)壓縮頭模組,其包括具有一PA壓縮頭模組飽和反應器之一PA壓縮頭模組磁性開關;一PA壓縮頭模組重設電路,其經調適以供應一PA壓縮頭模組脈衝至該PA壓縮頭模組飽和反應器以將該PA壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定PA壓縮頭偏壓點;一PA換向器模組,其經配置以提供PA換向器脈衝至該PA壓縮頭模組,該PA換向器模組包括具有一PA換向器模組飽和反應器之一PA換向器模組磁性開關;及一PA換向器模組重設電路,其經調適以供應一PA換向器模組脈衝至該PA換向器頭模組飽和反應器以將該PA換向器模組飽和反應器之一操作點重設至一預定PA換向器偏壓點,該重設電路控制模組進一步經配置以基於該PA雷射腔室中之至少一個條件控制該PA壓縮頭重設電路之操作並基於該PA雷射腔室中之至少一個條件控制該PA換向器重設電路之操作。
其他實施係在以下申請專利範圍之範疇內。
S10:步驟
S20:步驟
S30:步驟
S40:步驟
S50:步驟
S60:步驟

Claims (22)

  1. 一種用於產生電脈衝之系統,其包含:一第一雷射子系統,其經組態以產生一脈衝種子雷射光束,該第一雷射子系統包含:一第一腔室,其經組態以保存(hold)一第一增益介質;及一第一激發機構,其位於該第一腔室中;一第二雷射子系統,其經組態以基於該脈衝種子雷射光束產生一脈衝輸出雷射光束,該第二雷射子系統包含:一第二腔室,其經組態以保存一第二增益介質;及一第二激發機構,其位於該第二腔室中;一第一磁性交換網路(magnetic switching network),其經組態以啟動該第一激發機構,其中該第一磁性交換網路包含一第一磁性核心,且啟動該第一激發機構使得該第一雷射子系統產生該脈衝種子雷射光束之一脈衝;及一第二磁性交換網路,其經組態以啟動該第二激發機構,其中該第二磁性交換網路包含一第二磁性核心,且啟動該第二激發機構使得該第二雷射子系統產生該脈衝輸出雷射光束之一脈衝;一第一偏壓電路,其經組態以電或磁耦合至該第一磁性核心;一第二偏壓電路,其經組態以電或磁耦合至該第二磁性核心;及一控制器,其經組態以藉由致使該第一偏壓電路產生一第一電重設電流脈衝而調整該第一磁性核心之一阻抗,其中該第一電重設電流脈衝之一或多個特性 係基於該第一雷射子系統之一操作條件;及藉由致使該第二偏壓電路產生一第二電重設電流脈衝而調整該第二磁性核心之一阻抗,其中該第二電重設電流脈衝之一或多個特性係基於該第二雷射子系統之一操作條件。
  2. 如請求項1之系統,其中該第一電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第一電重設電流脈衝之一振幅,其中該控制器基於該第一雷射子系統之該操作條件判定該第一電重設電流脈衝之該振幅,且該第一磁性核心之該阻抗取決於該第一電重設電流脈衝之該振幅;且該第二電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第二電重設電流脈衝之一振幅,該控制器基於該第二雷射子系統之該操作條件判定該第二電重設電流脈衝之該振幅,且該第二磁性核心之該阻抗取決於該第二電重設電流脈衝之該振幅。
  3. 如請求項1之系統,其中該第一電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第一電重設電流脈衝之一振幅及一持續時間,其中該控制器基於該第一雷射子系統之該操作條件判定該第一電重設電流脈衝之該振幅及該持續時間,其中該第一磁性核心之該阻抗取決於該第一電重設電流脈衝之該振幅,且其中調整該第一磁性核心之該阻抗所需要的時間取決於該第一電重設電流脈衝之該持續時間;且其中該第二電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該第二電重設電 流脈衝之一振幅及該第二電重設電流脈衝之一持續時間,該控制器基於該第二雷射子系統之該操作條件判定該第二電重設電流脈衝之該振幅及該第二電重設電流脈衝之該持續時間,其中該第二磁性核心之該阻抗取決於該第二電重設電流脈衝之該振幅,且其中調整該第二磁性核心之該阻抗所需要的時間取決於該第二電重設電流脈衝之該持續時間。
  4. 如請求項3之系統,其中該第一電重設電流脈衝之該振幅及該第二電重設電流脈衝之該振幅彼此不同。
  5. 如請求項1之系統,其中該控制器經組態以在該脈衝種子雷射光束之每一脈衝產生之前調整該第一磁性核心之該阻抗,並在該脈衝輸出雷射光束之每一脈衝產生之前調整該第二磁性核心之該阻抗。
  6. 如請求項1之系統,其中該第一雷射子系統包含一主控振盪器,且該第二雷射子系統包含一功率放大器。
  7. 如請求項6之系統,其中該功率放大器包含一功率環放大器。
  8. 如請求項1之系統,其中該脈衝種子雷射光束及該脈衝輸出雷射光束皆包含在深紫外線(DUV)範圍中之一或多個波長。
  9. 一種電流脈衝控制器,其包含:一觸發模組,其經組態以: 提供一第一啟動觸發信號至一第一磁性交換網路,該第一啟動觸發信號致使該第一磁性交換網路中之一第一磁性核心飽和以使得該第一磁性交換網路啟動一第一雷射子系統中之一增益激發機構;提供一第二啟動觸發信號至一第二磁性交換網路,該第二啟動觸發信號致使該第二磁性交換網路中之一第二磁性核心飽和以使得該第二磁性交換網路啟動一第二雷射子系統中之一增益激發機構;及一電流模組,其經組態以:基於該第一雷射子系統之一操作條件判定一第一電重設電流脈衝之一或多個特性,其中該第一電重設電流脈衝經組態以將該第一磁性核心之一阻抗調整至一第一重設位準;及基於該第二雷射子系統之一操作條件判定一第二電重設電流脈衝之一或多個特性,其中該第二電重設電流脈衝經組態以將該第二磁性核心之一阻抗調整至一第二重設位準。
  10. 如請求項9之控制器,其中啟動該第一雷射子系統中之該增益機構產生一種子雷射光束之一脈衝且啟動該第二雷射子系統中之該增益機構放大該種子雷射光束之該脈衝。
  11. 如請求項9之控制器,其中該電流模組經組態以每當該第一雷射子系統中之該增益激發機構經啟動時將該第一磁性核心之該阻抗調整至該第一重設位準且每當該第二雷射子系統中之該增益激發機構經啟動時將該第二磁性核心之該阻抗調整至該第二重設位準。
  12. 如請求項9之控制器,其中該第一電重設電流脈衝之該一或多個特性包含一第一振幅及一第一持續時間,且該第二電重設電流脈衝之該一或多個特性包含一第二振幅及一第二持續時間。
  13. 一種控制產生一脈衝雷射光束的一雷射系統中之一磁性核心之一阻抗的方法,該方法包含:基於該第一雷射子系統之一操作條件判定一電重設電流脈衝之一或多個特性;藉由提供該電重設電流脈衝至磁耦合至該磁性核心的一線圈而將該磁性核心之該阻抗調整至一重設位準;及在調整該磁性核心之該阻抗之後,產生雷射輻射之一脈衝,其中產生雷射輻射之一脈衝包含使該磁性核心飽和以使得一放電電脈衝經提供至該雷射系統之一激發機構。
  14. 如請求項13之方法,其中該電重設電流脈衝之該一或多個特性包含該電重設電流脈衝之一振幅。
  15. 如請求項13之方法,其中在產生複數個雷射輻射脈衝中之每一者之前,該電重設電流脈衝將該磁性核心之該阻抗重設至同一值。
  16. 如請求項15之方法,其中在產生該複數個雷射輻射脈衝中之一第一者之前經提供至該線圈的該電重設電流脈衝之該振幅或該持續時間不同於在產生該複數個雷射輻射脈衝中之一第二者之前經提供至該線圈的該電重 設電流脈衝之該振幅或該持續時間。
  17. 如請求項16之方法,其中該複數個雷射輻射脈衝中之該第一者為雷射輻射脈衝之一叢發中的一第一雷射輻射脈衝,且該複數個雷射輻射脈衝中之該第二者為雷射輻射脈衝之同一叢發中的一稍後雷射輻射脈衝。
  18. 如請求項15之方法,其中該複數個雷射輻射脈衝為雷射輻射脈衝之一單叢發中之連續脈衝。
  19. 一種用於供應放電脈衝至一雷射放電腔室的脈衝電源系統,該脈衝電源系統包含:一壓縮頭模組,其包括具有一壓縮頭模組飽和反應器之一壓縮頭模組磁性開關;一壓縮頭模組重設電路,其經調適以供應一壓縮頭模組重設脈衝至該壓縮頭模組飽和反應器以將該壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定壓縮頭偏壓點;及一重設電路控制模組,其經配置以基於該雷射放電腔室中之至少一個操作條件控制該壓縮頭重設電路之操作。
  20. 一種用於供應包括主控振盪器(「MO」)放電脈衝之放電脈衝至一MO雷射腔室的脈衝電源系統,該脈衝電源系統包含:一MO壓縮頭模組,其包括具有一MO壓縮頭模組飽和反應器之一MO壓縮頭模組磁性開關; 一MO壓縮頭模組重設電路,其經調適以供應一MO壓縮頭模組重設脈衝至該MO壓縮頭模組飽和反應器以將該MO壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定MO壓縮頭偏壓點;及一重設電路控制模組,其經配置以基於該MO雷射腔室中之至少一個條件控制該MO壓縮頭重設電路之操作。
  21. 如請求項20之脈衝電源系統,其進一步包含一MO換向器模組,其經配置以提供MO換向器脈衝至該MO壓縮頭模組,該MO換向器模組包括具有一MO換向器模組飽和反應器之一MO換向器模組磁性開關;及一MO換向器模組重設電路,其經調適以供應一MO換向器模組重設脈衝至該MO換向器模組飽和反應器以將該MO壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定MO換向器偏壓點,該重設電路控制模組進一步經配置以基於該MO雷射腔室中之至少一個條件控制該MO換向器模組重設電路之操作。
  22. 如請求項20之脈衝電源系統,其進一步包含:一功率放大器(「PA」)壓縮頭模組,其包括具有一PA壓縮頭模組飽和反應器之一PA壓縮頭模組磁性開關;一PA壓縮頭模組重設電路,其經調適以供應一PA壓縮頭模組脈衝至該PA壓縮頭模組飽和反應器以將該PA壓縮頭模組飽和反應器之一操作點重設至一預定PA壓縮頭偏壓點;一PA換向器模組,其經配置以提供PA換向器脈衝至該PA壓縮頭模 組,該PA換向器模組包括具有一PA換向器模組飽和反應器之一PA換向器模組磁性開關;及一PA換向器模組重設電路,其經調適以供應一PA換向器模組脈衝至該PA換向器頭模組飽和反應器以將該PA換向器模組飽和反應器之一操作點重設至一預定PA換向器偏壓點,該重設電路控制模組進一步經配置以基於該PA雷射腔室中之至少一個條件控制該PA壓縮頭重設電路之操作並基於該PA雷射腔室中之至少一個條件控制該PA換向器重設電路之操作。
TW111123357A 2021-07-15 2022-06-23 具有可控制反應器重設之脈衝電源系統 TWI829207B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163222074P 2021-07-15 2021-07-15
US63/222,074 2021-07-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202318744A TW202318744A (zh) 2023-05-01
TWI829207B true TWI829207B (zh) 2024-01-11

Family

ID=82458450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111123357A TWI829207B (zh) 2021-07-15 2022-06-23 具有可控制反應器重設之脈衝電源系統

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240283210A1 (zh)
JP (1) JP2024527229A (zh)
KR (1) KR20240027687A (zh)
CN (1) CN117693873A (zh)
TW (1) TWI829207B (zh)
WO (1) WO2023287518A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020154671A1 (en) * 1999-05-10 2002-10-24 Knowles David S. Line selected F2 two chamber laser system
US20030031216A1 (en) * 2001-04-09 2003-02-13 Fallon John P. Control system for a two chamber gas discharge laser
US20040240507A1 (en) * 2003-05-19 2004-12-02 Govorkov Sergei V. MOPA excimer or molecular fluorine laser system with improved synchronization
US20050031004A1 (en) * 2002-11-05 2005-02-10 Dirk Basting Excimer or molecular fluorine laser system with precision timing
TW201104988A (en) * 2009-03-27 2011-02-01 Cymer Inc Regenerative ring resonator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184085A (en) 1989-06-29 1993-02-02 Hitachi Metals, Ltd. High-voltage pulse generating circuit, and discharge-excited laser and accelerator containing such circuit
US7079564B2 (en) 2001-04-09 2006-07-18 Cymer, Inc. Control system for a two chamber gas discharge laser
US7002443B2 (en) 2003-06-25 2006-02-21 Cymer, Inc. Method and apparatus for cooling magnetic circuit elements
US20050058172A1 (en) * 2003-09-11 2005-03-17 Rainer Paetzel System and method for segmented electrode with temporal voltage shifting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020154671A1 (en) * 1999-05-10 2002-10-24 Knowles David S. Line selected F2 two chamber laser system
US20030031216A1 (en) * 2001-04-09 2003-02-13 Fallon John P. Control system for a two chamber gas discharge laser
US20050031004A1 (en) * 2002-11-05 2005-02-10 Dirk Basting Excimer or molecular fluorine laser system with precision timing
US20040240507A1 (en) * 2003-05-19 2004-12-02 Govorkov Sergei V. MOPA excimer or molecular fluorine laser system with improved synchronization
TW201104988A (en) * 2009-03-27 2011-02-01 Cymer Inc Regenerative ring resonator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024527229A (ja) 2024-07-24
KR20240027687A (ko) 2024-03-04
US20240283210A1 (en) 2024-08-22
CN117693873A (zh) 2024-03-12
TW202318744A (zh) 2023-05-01
WO2023287518A1 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6744060B2 (en) Pulse power system for extreme ultraviolet and x-ray sources
JP3971385B2 (ja) 2室ガス放電レーザシステムのタイミング制御
US7308013B2 (en) Excimer or molecular fluorine laser system with precision timing
JP5095209B2 (ja) 超紫外放射によってフォトリソグラフィーを行うための方法および装置
US7366213B2 (en) MOPA excimer or molecular fluorine laser system with improved synchronization
TWI829207B (zh) 具有可控制反應器重設之脈衝電源系統
US7072370B2 (en) Arrangement for generating pulsed currents with a high repetition rate and high current strength for gas discharge pumped radiation sources
US20050058172A1 (en) System and method for segmented electrode with temporal voltage shifting
JP2010073948A (ja) パルスレーザ用電源装置
US20240030673A1 (en) Magnetic switch with impedance control for an optical system
JP3806025B2 (ja) ガスレーザ装置
JP2004031024A (ja) 光発生装置、露光装置、及びデバイスの製造方法
TWI821123B (zh) 用於向雷射腔室供應脈衝之脈衝功率電路、包含飽和磁芯之電感器、電感器及雷射系統
TWI821979B (zh) 光學系統、光學設備、及用於磁性交換網路之控制系統
JP2005150526A (ja) 電源装置および高電圧パルス発生装置並びに放電励起式ガスレーザ装置
Hager et al. Demonstration of a repetitively pulsed magnetically gain-switched chemical oxygen iodine laser
WO2023166570A1 (ja) ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法
TW496025B (en) High repetition rate gas discharge laser with precise pulse timing control
JP2003283017A (ja) 磁気圧縮回路および放電励起ガスレーザ装置
CN118202535A (zh) 调节激光电极的装置和方法
JP2004071613A (ja) リセット電流回路および磁気圧縮回路並びにこの磁気圧縮回路を備えたガスレーザ装置
JPH03261186A (ja) パルス電源装置