TWI842496B - 被間接監測的雷射設備 - Google Patents
被間接監測的雷射設備 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI842496B TWI842496B TW112115743A TW112115743A TWI842496B TW I842496 B TWI842496 B TW I842496B TW 112115743 A TW112115743 A TW 112115743A TW 112115743 A TW112115743 A TW 112115743A TW I842496 B TWI842496 B TW I842496B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- laser
- blower
- laser device
- parameter value
- value
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 101100233916 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) KAR5 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 101000827703 Homo sapiens Polyphosphoinositide phosphatase Proteins 0.000 description 1
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- 102100023591 Polyphosphoinositide phosphatase Human genes 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
本發明關於一種用於監測雷射系統(17)之方法(24)以及一種可被監測的雷射系統(17)。雷射系統(17)具有雷射設備(1，1a)，該雷射設備具有用於使雷射氣體(11)運動的鼓風機(12)。能夠根據鼓風機參數值推導出鼓風機(12)的功率。根據本發明，將鼓風機參數值與鼓風機參數的參考值進行比較。如果鼓風機參數值與參考值的偏差超過預先給定的公差值，則輸出警報資訊(23)。由此可以在不一定要使雷射設備(1，1a)停止運行的情況下偵測洩漏。如果偵測到洩漏，則可以在按計劃的維護工作的範圍內對雷射設備(1，1a)進行維修，因此避免了計畫外的停機。
Description
本發明關於一種用於監測雷射設備之方法。本發明還關於一種具有可被監測的雷射設備的雷射系統。
已知的是，在雷射設備中使用鼓風機來使雷射氣體運動或翻滾。在此，雷射氣體典型地以相比於環境壓力而言的低壓處於雷射設備的雷射諧振器中。雷射設備的光功率和/或光品質尤其與雷射氣體的壓力和/或成分相關。因此，在雷射設備的與雷射氣體處於連接的區域中的洩漏可能導致雷射設備的性能逐漸降低。
因此，本發明實施例之目的之一在於，提供一種用於簡單監測雷射設備之方法，該監測可以在雷射設備運行時進行。本發明實施例之另一目的還在於，提供一種雷射系統，該雷射系統可以以簡單的方式被線上監測，即無需中斷運行。
根據本發明，上述之目的之實現可參考例如藉由根據請求項1之方法和根據請求項10的雷射系統來實現。其他較佳的實施方式可參考附屬請求項。
因此，根據本發明實施例之目的藉由一種用於監測雷射系統的雷射設備之方法來實現。該方法至少具有以下方法步驟：
A)在雷射設備中使用該雷射設備的鼓風機來使雷射氣體運動；
B)測量與鼓風機的功率消耗相關聯的鼓風機參數值；
C)將鼓風機參數值與鼓風機參數的參考值(鼓風機參數參考值)進行比較，其中參考值是先前在雷射設備的參考運行時已測得的；
D)在鼓風機參數值與參考值的偏差大於預先給定的公差值時，輸出警報資訊。
根據本發明，藉由監測鼓風機所消耗(「抽取」)的功率，可以允許以在製程技術上特別簡單的方式早期發現雷射設備中的會導致雷射氣體與環境空氣混合的洩漏。
可以將鼓風機所消耗的功率、鼓風機的溫度、鼓風機發出的聲音的音量和/或與鼓風機的功率消耗相關的其他變數作為鼓風機參數值。
較佳的是，將鼓風機所消耗的(流經鼓風機的)電流作為鼓風機參數值。由此，可以使用雷射設備的結構特別簡單的傳感裝置或監測裝置來執行根據本發明實施例之方法。
特別較佳的是，將鼓風機所消耗的(流經鼓風機的)視在電流(即由有功電流和無功電流組合成的總電流)作為鼓風機參數值。
如果連續地(即在持續運行中)藉由不斷重複方法步驟A)至D)來執行該方法，則可以立即進行洩漏檢測。
當使用雷射放大器形式的雷射設備時，根據本發明實施例之優點特別有效。
進一步較佳的是，使用CO2雷射器形式的雷射設備。
雷射氣體可以具有帶有CO2、N2和He的混合氣體，其中CO2、N2和He比環境空氣的存在比例更大。較佳的是，雷射氣體主要具有CO2、N2和He。除了CO2、N2和He，雷射氣體還可以具有O2、CO和視需要的添加劑，例如H2、D2或Xe。
在參考運行時，雷射氣體較佳的是處於低壓，尤其處於介於50hPa與500hPa之間的壓力。
在該方法的特別較佳的設計方案實施例中，使雷射系統運行以產生EUV輻射。為此，雷射系統可以具有該雷射設備和雷射系統的至少一個另外的雷射設備。在此，雷射設備可以被設計為雷射放大器，並且另外的雷射設備可以被設計為雷射源。離開雷射設備的雷射射束可以用於照射目標，尤其是錫液滴的形式，以產生EUV輻射。
本發明實施例之目的還藉由一種具有雷射設備的雷射系統來實現，其中該雷射設備具有以下：
a)用於使雷射氣體運動或翻滾的鼓風機；
b)感測器，該感測器用於測量與鼓風機的功率消耗相關聯的鼓風機參數值；
c)控制裝置，該控制裝置用於將鼓風機參數值與鼓風機參數的參考值進行比較，該參考值是在雷射設備的參考運行時已被測得；
d)與控制裝置相連接的輸出裝置，該輸出裝置用於在鼓風機參數值與參考值的偏差大於預先給定的公差值時輸出警報資訊。
雷射系統較佳的是被設計成用於執行在此描述之方法。
感測器可以被設計為用於測量鼓風機所消耗的(流經鼓風機的)電流的電流錶的形式。
較佳的是，鼓風機所消耗的(流經鼓風機的)視在電流借助於與鼓風機處於連接的變頻器來測定。
在雷射系統的特別有利的設計方案中，雷射系統、尤其雷射設備與雷射系統的至少一個另外的雷射設備一起被配置成用於產生EUV輻射。
本發明實施例之其他優點從說明書和附圖得出。同樣，上述以及還將進一步闡述的特徵可以根據本發明實施例各自單獨地或多個任意組合地使用。所示出的和所描述的實施方式不應理解為窮盡的列舉，而是更確切地說對於解說本發明而言具有示例性特徵。
1，1a:雷射設備
2:雷射諧振器
3:雷射放電管
4:轉角殼體
5:轉角殼體
6:雷射射束
7:偏轉鏡
8:反光鏡
9:耦合輸出鏡
10:耦合輸出的雷射射束
11:雷射氣體
12:鼓風機
13:供應殼體
14:殼體
15:抽吸殼體
16:電極
17:雷射系統
18:EUV輻射
19:錫液滴
20:感測器
21:控制裝置
22:輸出裝置
23:警報資訊
24:方法
G:與鼓風機12的功率相關聯的鼓風機參數值
GREF:雷射設備1無洩漏時的鼓風機參數值G
I:鼓風機12所消耗的實際電流
IREF:雷射設備1無洩漏時鼓風機12所消耗的電流I
LR:雷射設備1的洩漏率
圖1以截面圖示出具有經折疊的雷射諧振器的雷射設備之俯視圖。
圖2示出圖1的雷射設備之立體圖。
圖3示出洩漏率與雷射設備的鼓風機所消耗的視在電流之間的關係。
圖4示意性地示出具有多個雷射設備的用於產生EUV輻射之雷射系統。
圖1和圖2示出的雷射設備1，在此可實施為CO2氣體雷射裝置的形式，其具有正方形折疊的雷射諧振器2。雷射諧振器2具有四個彼此連接的雷射放電管3，這些雷射放電管3藉由轉角殼體4、5相互連接。沿雷射放電管3的軸線方向延伸的雷射射束6被展示為點劃線。轉角殼體4中的偏轉鏡7用於使雷射射束6相應地被偏轉90°。在這些轉角殼體5之一中佈置有反光鏡8和部分透射的耦合輸出鏡9。反光鏡8被設計成高反射性的並且使雷射射束6被反射180°，從而使得雷射放電管3再次在相反的方向上被通過。
雷射射束6的一部分在部分透射的耦合輸出鏡9處從雷射諧振器2耦合輸出，另一部分保留在雷射諧振器2中並且再次通過雷射放電管3。經由耦合輸出鏡9從雷射諧振器2耦合輸出的雷射射束在圖1中用10標注。
在經折疊的雷射諧振器2的中心佈置有鼓風機12(在此為徑流式鼓風機的形式)作為雷射氣體11的流量源。鼓風機12藉由用於雷射氣體11的供應殼體13與轉角殼體4、5連接。在轉角殼體4、5之間居中地佈置有雷射諧振器2的另外的殼體14。殼體14與抽吸殼體15處於連接。抽吸殼體15用於從雷射諧振器2抽吸雷射氣體11並將其引導返回鼓風機12。雷射氣體11在雷射放電管3內以及供應殼體13和抽吸殼體15中的流動方向在圖1中用箭頭示出。對雷射氣體的激
發藉由鄰近雷射放電管3佈置且與HF發生器(未示出的)相連接的電極16來進行。例如，可以使用激發頻率為13.56MHz或27.12MHz的管發生器作為HF發生器。
與在此所展示的不同，為了增大功率，雷射設備1還可以具有兩層雷射放電管3。雷射放電管3藉由轉角殼體4、5和另外的殼體14相互連接。於是，雷射射束6例如經由潛望鏡在平面之間被轉向。
與圖1和圖2中的圖示不同，雷射設備1還可以是CO2雷射放大器。在這種情況下，反光鏡8和部分透射的耦合輸出鏡被窗口9代替。要被放大的雷射射束6(例如是種子雷射射束的形式)僅通過雷射設備1一次。
雷射氣體11具有相比於環境而言的低壓。在洩漏(例如在雷射諧振器2中)情況下，環境空氣可能流入。由此，雷射氣體11的成分可能發生變化。這通常會導致雷射設備1的性能下降並且因此是不希望發生的。根據本發明實施例，提出一種方法和一種雷射系統，該方法和該雷射系統可以實現快速偵測洩漏，因此可以啟動對於洩漏的搜索。
圖3在橫坐標上示出雷射設備1的洩漏率LR，並且在縱坐標上示出隨著洩漏率LR的增大而增大的鼓風機參數值G，在此示出鼓風機12所消耗的電流I。電流I在此是由鼓風機12所消耗的視在電流。更確切地說，在圖3中繪製了在雷射設備1無洩漏的情況下鼓風機參數值G與參考值GREF的商，即鼓風機12的鼓風機參數值(在此為視在電流IREF)。從圖3可以看出，相對於雷射設備1的無洩漏狀態，鼓風機12所消耗的鼓風機參數值G(在此為視在電流I的形式)與雷射設備1的洩漏率LR相關聯。
根據本發明已經確定，可以根據與功率消耗相關聯的鼓風機參數值G來識別洩漏的存在。尤其可以根據對鼓風機12所消耗的電流I的測量來識別洩漏的存在。
圖4示出具有雷射設備1a和另外的雷射設備1的雷射系統17。雷射設備1a在此被設計為雷射源的形式，並且另外的雷射設備1被設計為雷射放大器的形式。雷射射束10用於(在此藉由照射錫液滴19)產生EUV輻射18。
帶有鼓風機12的雷射設備1具有用於測量鼓風機參數值G的感測器20(參見圖3)。感測器20較佳的是被設計為用於測量鼓風機12的電流消耗的電流錶的形式。感測器20與控制裝置21相連接。控制裝置21監測鼓風機參數值G，即檢查感測器20所測得的鼓風機參數值20與參考值GREF的偏差是否大於預先給定的公差值。在鼓風機參數值G與參考值GREF的偏差大於公差值時，輸出裝置22輸出警報資訊23。由此，在根據本發明實施例之方法24的範圍內，可以非常迅速地注意到洩漏。
綜觀所有附圖，本發明實施例總體上關於一種用於監測雷射系統17之方法24以及一種可被監測的雷射系統17。雷射系統17具有雷射設備1、1a，該雷射設備具有用於使雷射氣體11運動的鼓風機12。可以根據鼓風機參數值G推導出鼓風機12的功率。根據本發明實施例，將鼓風機參數值G與鼓風機參數的參考值GREF進行比較。如果鼓風機參數值G與參考值GREF的偏差超過預先給定的公差值，則輸出警報資訊23。由此可以在不一定要使雷射設備1、1a停止運行的情況下偵測洩漏。如果偵測到洩漏，則可以在按計劃的維護工作的範圍內對雷射設備1、1a進行維修，因此避免計畫外的停機。
在不脫離本發明精神或必要特性的情況下，可以其他特定形式來體現本發明。應將所述具體實施例各方面僅視為解說性而非限制性。因此，本發明的範疇如隨附申請專利範圍所示而非如前述說明所示。所有落在申請專利範圍之等效意義及範圍內的變更應視為落在申請專利範圍的範疇內。
1，1a:雷射設備
10:耦合輸出的雷射射束
12:鼓風機
17:雷射系統
18:EUV輻射
19:錫液滴
20:感測器
21:控制裝置
22:輸出裝置
23:警報資訊
24:方法
Claims (12)
- 一種用於監測雷射系統(17)的雷射設備(1，1a)之方法(24)，所述方法具有以下方法步驟：A)使用鼓風機(12)來使雷射氣體(11)運動；B)測量與該鼓風機(12)的功率消耗以及與氣體洩漏相關聯的至少一個鼓風機參數值(G)；C)將所測得的該鼓風機參數值(G)與在該雷射設備(1，1a)參考運行時測定的、該鼓風機參數的參考值(GREF)進行比較；D)在所測得的該鼓風機參數值(G)與該參考值(GREF)的偏差大於公差值時，輸出警報資訊(23)。
- 如請求項1所述之方法，其中對該鼓風機參數值(G)的測量是藉由測量該鼓風機(12)所消耗的電流(I)來進行。
- 如請求項2所述之方法，其中對所消耗的該電流(I)的測量是藉由測量所消耗的視在電流來進行。
- 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該方法(24)係連續執行。
- 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該雷射設備(1，1a)係雷射放大器形式。
- 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該雷射設備(1，1a)係CO2雷射器形式。
- 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中使用主要具有CO2、N2和He的氣體混合物作為該雷射氣體(11)。
- 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中在參考運行時，該雷射氣體(11)的壓力介於50hPa與500hPa之間。
- 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中該雷射設備(1，1a)被配置成用於產生EUV輻射(18)。
- 一種具有雷射設備(1，1a)的雷射系統(17)，其中該雷射設備(1，1a)具有以下：a)鼓風機(12)，該鼓風機用於使雷射氣體(11)運動；b)感測器(20)，該感測器用於測量與該鼓風機(12)的功率消耗以及與氣體洩漏相關聯的至少一個鼓風機參數值(G)；c)控制裝置(21)，該控制裝置用於將所測得的該鼓風機參數值(G)與在該雷射設備(1，1a)參考運行時測定的、該鼓風機參數的參考值(GREF)進行比較；d)與該控制裝置(21)相連接的輸出裝置(22)，該輸出裝置用於在確定所測得的該鼓風機參數值(G)與該參考值(GREF)的偏差大於公差值時藉由該控制裝置(21)輸出警報資訊(23)。
- 如請求項10所述之雷射系統，其中該感測器(20)被設計為用於測量該鼓風機(12)所消耗的電流(I)的電流錶的形式。
- 如所述請求項10和11中任一項所述之雷射系統，其中該雷射系統(17)被配置成用於產生EUV輻射(18)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022204308.1 | 2022-05-02 | ||
| DE102022204308.1A DE102022204308A1 (de) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | Indirekt überwachte Laseranlage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202347905A TW202347905A (zh) | 2023-12-01 |
| TWI842496B true TWI842496B (zh) | 2024-05-11 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160141823A1 (en) | 2013-03-05 | 2016-05-19 | Fanuc Corporation | Laser system able to estimate hermetic seal of laser gas container |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160141823A1 (en) | 2013-03-05 | 2016-05-19 | Fanuc Corporation | Laser system able to estimate hermetic seal of laser gas container |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1870971B1 (en) | Gas laser oscillator | |
| JP5319203B2 (ja) | 除電器 | |
| JPWO2004103633A1 (ja) | レーザ加工装置 | |
| US10461494B2 (en) | Laser apparatus and extreme ultraviolet light generation system | |
| TWI842496B (zh) | 被間接監測的雷射設備 | |
| JP2012235043A (ja) | Ｅｕｖマスク検査装置、ｅｕｖマスク検査方法 | |
| CN102341976B (zh) | 激光振荡装置及激光加工机 | |
| TW202347905A (zh) | 被間接監測的雷射設備 | |
| JP2000213983A (ja) | 真空紫外レ―ザのパワ―測定装置 | |
| JP2018536844A (ja) | 非曝露電極を具備するガス放電セル内のトレーサガスの光学的検出 | |
| Roberts et al. | 13.1-High-power N 2-CO 2-He laser development | |
| JP2003322568A (ja) | ガス温度非接触計測装置 | |
| CN115655645A (zh) | 燃机压气机叶顶间隙流场示踪粒子加载系统及加载方法 | |
| JP2004130324A (ja) | レーザ発振器 | |
| KR20160122181A (ko) | 진공 환경을 누출에 대해 보호하기 위한 디바이스 및 방법, 그리고 euv 복사-생성 장치 | |
| JP2010212553A (ja) | レーザ発振装置およびレーザ加工機 | |
| JP2007066715A (ja) | 試料室差動排気装置 | |
| JP5077271B2 (ja) | レーザ発振装置およびレーザ加工機 | |
| JP5611913B2 (ja) | レーザ装置用エネルギー測定装置及びそれに用いられる光拡散板のエージング方法 | |
| JPH07174660A (ja) | 漏洩箇所検出方法及びその装置 | |
| JP2010212550A (ja) | レーザ発振装置およびレーザ加工機 | |
| JP5007455B2 (ja) | 拡散板のエージング方法 | |
| JP2002223020A (ja) | フッ素分子レーザ装置、及びフッ素露光装置 | |
| JPWO2013136644A1 (ja) | ガスレーザ発振装置およびレーザガス置換方法 | |
| JP5238967B2 (ja) | 電子線照射装置用煙検出装置 |