用于在雙腔室氣體放電激光系統(tǒng)中進(jìn)行高準(zhǔn)確度的氣體重新充填的系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于在諸如準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體放電激光器的激光腔室內(nèi)自動執(zhí)行高準(zhǔn)確度氣體重新充填的系統(tǒng)與方法?；谟捎脩纛A(yù)先確定或輸入的目標(biāo)壓力和鹵素濃度，且沒有任何進(jìn)一步的用戶動作，添加不含鹵素的氣體至腔室內(nèi)達(dá)第一壓力，緊接著添加包含鹵素的氣體至大于該腔室的目標(biāo)壓力的第二壓力，從而在第二壓力處該氣體的鹵素含量位于期望濃度。放出腔室內(nèi)的氣體直到壓力降至目標(biāo)壓力。自動地估算所添加的不含鹵素的氣體的量，且測量含鹵素的氣體的量，以獲得期望濃度，同時考慮溫度和來自之前的激光器操作的剩余在充填管道內(nèi)的任何氣體。
【專利說明】用于在雙腔室氣體放電激光系統(tǒng)中進(jìn)行高準(zhǔn)確度的氣體重新充填的系統(tǒng)與方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求名為“SYSTEM AND METHOD FOR HIGH ACCURACY GAS REFILL IN ATffOCHAMBER GAS DISCHARGE LASER SYSTEM (用于在雙腔室氣體放電激光系統(tǒng)中進(jìn)行高準(zhǔn)確度的氣體重新充填的系統(tǒng)與方法)”、在2011年6月30日提交的、美國專利申請序列號為13/174，484、律師卷號PA1121US的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的全部內(nèi)容通過引用全部結(jié)合至此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及激光系統(tǒng)。更特定地，本發(fā)明涉及在氣體放電激光器的腔室內(nèi)執(zhí)行重新充填氣體，諸如雙腔室的主振蕩-功率放大準(zhǔn)分子激光器。
[0004]發(fā)明背景
[0005]光刻中所使用的氣體放電激光器的一個類型被已知為準(zhǔn)分子激光器。準(zhǔn)分子激光器一般使用惰性氣體(諸如氬、氪、或氙)和活性氣體(諸如氟或氯)的組合。準(zhǔn)分子激光器的名稱源自于這樣的事實:在電刺激和高壓的合適條件下，創(chuàng)建了稱為準(zhǔn)分子的偽分子(或在惰性氣體鹵化物的情況下，是激態(tài)復(fù)合物)，其僅可以激勵狀態(tài)存在且可引起紫外范圍內(nèi)的激光。
[0006]準(zhǔn)分子激光器廣泛用于高分辨率光刻機(jī)器，且因此是微電子芯片制造所需的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前的現(xiàn)有技術(shù)的光刻用具使用來自于KrF和Ar準(zhǔn)分子激光器的深紫外(DUV)光，這些激光器分別具有248和193納米的標(biāo)稱波長。
[0007]盡管準(zhǔn)分子激光器可被構(gòu)建為具有單腔室光源，但是對更大的功率和減少的光譜帶寬的設(shè)計要求是矛盾的且意味著在這樣的單腔室設(shè)計中性能會有所折衷。避免這個設(shè)計折衷并改進(jìn)性能的一個方式在于使用兩個腔室。這允許分離光譜帶寬和脈沖能量生成的功能；對于這兩個性能參數(shù)之一來優(yōu)化各腔室。
[0008]這樣的雙氣體放電腔室的準(zhǔn)分子激光器經(jīng)常被稱為主振蕩-功率放大或“ΜΟΡΑ”激光器。除了改進(jìn)光譜帶寬和脈沖能量外，雙腔室結(jié)構(gòu)的有效性能使MOPA激光器中的可消耗模塊比在單腔室光源中它們的對應(yīng)模塊達(dá)到更長的運行壽命。
[0009]在每一個腔室中，當(dāng)光源在其電極兩端放電來產(chǎn)生光時，鹵素氣體(在ArF或KrF激光器的情況下是氟)被耗盡。這引起激光效率的下降，例如，這被看作創(chuàng)建給定期望脈沖能量所需的放電電壓的增大。由于這個放電電壓具有由硬件的物理約束所確定的上限，必須采取步驟來補(bǔ)充丟失的氟以使電壓維持在低于這個限值且激光器繼續(xù)合適地運作。
[0010]做到此舉的一個方式在于完全補(bǔ)充腔室中的氣體，稱之為重新充填，其中替換所有氣體同時激光器不激發(fā)來使得腔室內(nèi)的氣體含量恢復(fù)到期望的混合、濃度、和壓力。然而，重新充填極為具有破壞性，因為在重新充填過程期間激光器被關(guān)閉，且因此芯片的光刻暴露也必須同時以受控方式暫停，然后當(dāng)激光器重新運行時重啟來避免對于芯片的不合適的加工。因此，一般每次都重新充填兩個腔室來節(jié)約時間，盡管這并非必要。[0011]重新充填的需要可取決于數(shù)個復(fù)雜且經(jīng)常是不可預(yù)測的變量，包括光源激發(fā)模式和能量、光源模塊的老化、以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的其他變量。因此，通常以有規(guī)律的計劃表來完成重新充填，這確保光源操作永不會由于光源達(dá)到其運行極限而遭遇非預(yù)期的中斷。這樣的有規(guī)律的計劃表一般產(chǎn)生了關(guān)于在重新充填之間的時間的非常保守的上限，從而以低脈沖用法來操作的光源的一些用戶可能夠在兩次重新充填之間等待比簡單的時間表所提供的要長得多的時間段。
[0012]考慮到對增大的吞吐量和光源可用性的需要，已作出了各種努力以使用于重新充填的光源暫停達(dá)到最小。這樣做的一個方式在于，通過在腔室內(nèi)部分填充氣體，被稱為注入，而不是全部重新充填。只要激光器能以特定參數(shù)繼續(xù)運行，就沒有必要為這注入關(guān)閉激光器，且因此在注入過程期間可繼續(xù)進(jìn)行芯片的加工。然而，激光器的性能仍然易于隨時間變化，從而注入變得不足以補(bǔ)償，且所以仍然以有規(guī)律的間隔來執(zhí)行重新充填。
[0013]在重新充填操作中，排出激光腔室中的剩余氣體，且然后以意在達(dá)到氟的特定壓力和濃度的量將新的氣體引入腔室內(nèi)。(這可后跟優(yōu)化過程，其中然后測試激發(fā)激光器來確定其操作參數(shù)。如果激光器并沒有以期望參數(shù)操作，則調(diào)節(jié)腔室內(nèi)氣體，并完成另一次測試。重復(fù)上述直到獲得期望的參數(shù)。)
[0014]然而，基于兩個主要理由，難以實現(xiàn)準(zhǔn)確的重新充填。首先，重新充填一般僅基于壓力，且并不測量或補(bǔ)償溫度變量，而溫度變量可導(dǎo)致激光腔室內(nèi)最終壓力的顯著變化。第二，重新充填協(xié)議和算法一般僅考慮激光腔室體積且并不考慮在氣槽和激光腔室之間的管道內(nèi)存在的氣體。在重新充填和注入期間將管道內(nèi)的氣體推入激光腔室，但是常規(guī)地忽略了此舉對于腔室內(nèi)氣體的實際部分濃度的影響。當(dāng)氣體被添加至腔室或從腔室中釋放直到實現(xiàn)令人滿意的氣體條件時，當(dāng)前的過程還可使用比必要更多的氣體。
[0015]更準(zhǔn)確的重新充填可減輕或消除這些問題中的很多或全部，且允許激光器在必須執(zhí)行另一次重新充填和/或注入前能運行更長時間段。進(jìn)一步，準(zhǔn)確的重新充填提供更好的基礎(chǔ)，在該基礎(chǔ)上進(jìn)行對于激光腔室的之后的注入的計算。期望的是以導(dǎo)致高度準(zhǔn)確的氣體濃度的方式來執(zhí)行重新充填。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]公開了一種自動地且準(zhǔn)確地在諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體放電激光器的腔室內(nèi)執(zhí)行氣體的重新充填的系統(tǒng)與方法。重新充填過程的控制是基于根據(jù)氣體方程式(而不是如現(xiàn)有技術(shù)中僅依賴氣體壓力)而添加至各腔室的實際氣體量的計算。通過使用這樣的方程式，還考慮了溫度變化和管道體積的影響。通過允許這些因素，相比現(xiàn)有技術(shù)的工藝可顯著地更為準(zhǔn)確地執(zhí)行重新充填，且有可能使用較少的氣體。
[0017]在一個實施例中，描述了雙腔室氣體放電激光器光源，包括:主振蕩器和放大器，主振蕩器和放大器各自具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室；和氣體重新充填系統(tǒng)，包括以有規(guī)律間隔自動執(zhí)行重新充填方案的控制器，該重新充填方案包括:獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度；對所選腔室排氣至第一點處，在此處該腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定低值，并測量在該第一點處的溫度和壓力；將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點，并測量在該第二點處的溫度和壓力；將包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室內(nèi)，以使所選激光腔室內(nèi)的氣體在高于目標(biāo)壓力的壓力處達(dá)到期望的鹵素濃度；且將氣體從所選激光腔室內(nèi)放出直到達(dá)到目標(biāo)壓力。
[0018]在另一個實施例中，描述了在具有主振蕩器和放大器的雙腔室氣體放電激光器光源中重新充填氣體的方法，主振蕩器和放大器各自具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室，該方法包括如下步驟:獲得所選一個激光腔室的目標(biāo)壓力和齒素濃度；對所選腔室排氣至第一點處，在此處該腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定低值，并測量在該第一點處的溫度和壓力；將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點，并測量在該第二點處的溫度和壓力；將包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室內(nèi)，以使所選激光腔室內(nèi)的氣體在高于目標(biāo)壓力的壓力處達(dá)到期望的鹵素濃度；且將氣體從所選激光腔室內(nèi)放出直到達(dá)到目標(biāo)壓力。
[0019]又一個實施例公開了實現(xiàn)為在其上具有程序的非易失性計算機(jī)可讀介質(zhì)，該程序可由處理器執(zhí)行從而執(zhí)行在具有主振蕩器和放大器的雙腔室氣體放電激光器光源內(nèi)自動重新充填氣體的方法，主振蕩器和放大器各自具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室，該方法包括如下步驟:獲得所選一個激光腔室的目標(biāo)壓力和齒素濃度；對所選腔室排氣至第一點處，在此處該腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定低值，并測量在該第一點處的溫度和壓力；將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點，并測量在該第二點處的溫度和壓力；將包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室內(nèi)，以使所選激光腔室內(nèi)的氣體在高于目標(biāo)壓力的壓力處達(dá)到期望的鹵素濃度；且將將氣體從所選激光腔室內(nèi)放出直到達(dá)到目標(biāo)壓力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1示出根據(jù)一個實施例的對于諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體激光器的腔室的自動氣體重新充填系統(tǒng)100的簡化框圖。
[0021]圖2是示出根據(jù)一個實施例的對于諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體激光器的腔室的自動氣體重新充填方法的步驟的簡化的流程圖。
[0022]圖3是示出在一個實施例中的自動氣體重新充填工藝期間在諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體激光器的各腔室內(nèi)氣體壓力隨時間的曲線圖。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明描述了一種自動地且準(zhǔn)確地在諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體放電激光器的腔室內(nèi)執(zhí)行氣體的重新充填的方法與系統(tǒng)。期望的是該自動化的重新充填工藝將導(dǎo)致增大的準(zhǔn)確度并減輕或消除與之前的重新充填相關(guān)聯(lián)的很多問題。重新充填工藝的控制基于根據(jù)氣體方程式使用溫度和壓力來計算添加至各腔室的氣體量，而不是僅僅依賴于氣體的壓力，且因此該工藝的控制還考慮了溫度變化的影響。所述工藝還考慮了留在管道體積內(nèi)的氣體。通過在工藝中允許這些因素，相比現(xiàn)有技術(shù)的工藝可顯著地更為準(zhǔn)確地執(zhí)行重新充填，且可能使用較少的氣體。
[0024]在圖1中示出諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體激光器的氣體補(bǔ)給系統(tǒng)100的簡化框圖。該MOPA準(zhǔn)分子激光器具有包含激光腔室的主振蕩器102、和也包含激光腔室的功率放大器104。在操作中，主振蕩器102產(chǎn)生第一激光束106,被傳送至功率放大器104,在放大器處該激光束被放大,從而產(chǎn)生經(jīng)放大的激光束108,被輸出至掃描器(未不出)用于光刻。
[0025]每一個激光腔室包含氣體混合物；例如,在給定準(zhǔn)分子激光器內(nèi)，每一個激光腔室可包含鹵素(如，氟)以及諸如氬、氖、和可能的其他氣體，處于加起來總壓力為P的不同部分壓力中。氣瓶110和112通過閥門114連接至主振蕩器102和功率放大器104來允許需要時對于激光腔室內(nèi)的氣體進(jìn)行補(bǔ)給。氣瓶110—般可包含包括氟、氬、和氖的氣體混合物，稱為“Ml混合物”或“三混合物”，而氣瓶112可包含氬、氖、和/或其他氣體，但是沒有氟，稱為“M2混合物”或“雙混合物”?？刂破?16 (諸如處理器或邏輯電路)基于如下文進(jìn)一步所述的特定數(shù)據(jù)，來操作閥門114來將氣體從氣瓶110和112傳輸至主振蕩器102和功率放大器104的激光腔室內(nèi)。
[0026]如本領(lǐng)域已知地，需要兩瓶氣體，因為氣瓶110內(nèi)的氟處于比激光器操作需所期望的一般更高的特定部分壓力下。為了將氟以期望的較低部分壓力添加至主振蕩器102或功率放大器104的激光腔室內(nèi)，氣瓶110內(nèi)的氣體必須被稀釋，且為此目的而使用氣瓶112內(nèi)的不包含鹵素的氣體。
[0027]盡管沒有圖示出，對于每一個激光腔室，閥門114 一般包括兩個閥門，即允許以第一速率將氣體傳輸進(jìn)或出每一個腔室的“注入”閥、以及允許以第二且更快的速率將氣體傳輸僅或出每一個腔室的“腔室填充”閥。此外，主振蕩器102和功率放大器104內(nèi)的激光腔室包含用于混合在腔室內(nèi)的氣體的鼓風(fēng)機(jī)，以使在操作過程中維持均勻的混合物。鼓風(fēng)機(jī)還可向氣體加熱。
[0028]當(dāng)工程師執(zhí)行手工重新充填時，該工程師必須估算添加到激光腔室的雙混合物和三混合物的量以達(dá)到每一個腔室的期望的總壓力和氟濃度。一般而言，對于主振蕩器腔室和功率放大器腔室的操作使用不同壓力，但是每一個腔室內(nèi)的氟濃度一般是大概相同的。從三混合物中的氟濃度、以及雙混合物和三混合物的壓力中，易于做出這樣的估算。例如，如果三混合物中的氟濃度是腔室中所期望的濃度的三倍，則必須將兩倍的雙混合物作為三混合物，從而各腔室內(nèi)的氟濃度減少三分之二，其中對于給定的腔室體積，每一個腔室的氣體總量被計算為提供該腔室的期望操作壓力。這樣的計算在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。
[0029]現(xiàn)在參看圖2和3來描述自動化的重新充填工藝。圖2是示出根據(jù)一個實施例的對于諸如MOPA準(zhǔn)分子激光器之類的雙腔室氣體激光器的腔室的氣體重新充填方法的步驟的簡化的流程圖。圖3是圖2中所示各步驟期間在各腔室內(nèi)隨時間的氣體壓力的曲線圖。此處所述的各種值用于來自加利福尼亞州、圣地亞哥的Cymer有限公司的特定MOPA激光器一起使用的，但是很多其他的激光器將使用類似的值。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)⒋颂幟枋龅母髟響?yīng)用于來自其他制造商的準(zhǔn)分子激光器。
[0030]在重新充填工藝的各點處測量腔室內(nèi)的壓力和溫度；在一些實施例中，可連續(xù)地測量壓力和溫度。如下文所述，使用這些測量值來獲得在腔室內(nèi)的氣體的濃度方面的高準(zhǔn)確度。該方法一般以在處理器(諸如圖1中的控制器116)上運行的軟件實現(xiàn)，該軟件接收特定參數(shù)，包括腔室內(nèi)的溫度和壓力的測量值，作為輸入并控制閥門的操作。
[0031]在步驟201，選擇重新充填模式。這包括選擇是否兩個腔室都將被重新充填、或者哪一個腔室將被重新充填、以及下述各種壓力目標(biāo)。在下文敘述中，假設(shè)同時重新充填兩個腔室，因為一般這樣做可節(jié)省激光器的停工期，但是在手工重新充填的情況下也可獨立地重新充填各腔室。如果期望，在軟件中，可將同時重新充填設(shè)置為默認(rèn)選擇。[0032]此外，對于每一個激光腔室選擇氟的目標(biāo)壓力P和目標(biāo)濃度；例外在于，對于兩個腔室而言這些值可能是不同的，每一個腔室的過程遵循如下所述的相同步驟。盡管這些對于不同激光器而言略微不同，但是如上所述，對于很多MOPA準(zhǔn)分子激光器它們可具有類似的值。在一個實施例中，由激光器制造商將這些值預(yù)先設(shè)置為預(yù)期優(yōu)選值，從而用戶不需要改變這些值。在一些實施例中，軟件可允許由激光器用戶(一般是芯片制造商)來確定目標(biāo)壓力和濃度。該軟件還可包括與三混合物中氟的濃度、腔室體積、以及充填管的體積有關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0033]從這個信息中，該軟件計算出應(yīng)該被添加至每一個腔室的雙混合物和三混合物的量，從而在略高于每一個腔室的目標(biāo)壓力的壓力P3處獲得期望的氟濃度；在一個實施例中，P3約比目標(biāo)壓力高10千帕(kPa)，但是如果期望，這值可變化。同樣，這些計算是本領(lǐng)域內(nèi)中所周知的；然而，不是要求工程師來執(zhí)行這樣的計算并基于這些計算來采取行動，而是該軟件自動進(jìn)行計算并使用計算結(jié)果來執(zhí)行如下步驟。
[0034]接著，在步驟202，對腔室進(jìn)行排氣，以使壓力達(dá)到預(yù)定低值，例如，在一個實施例中，約為20kPa。這由圖3中的壓力曲線圖中的線段部分301所表示。在點I處，排氣結(jié)束，測量并記錄壓力Pl和溫度Tl。(在一些實施例中，持續(xù)地測量壓力和溫度，且為簡便緣故推薦此舉且避免如所述地錯過特定點；然而，如果期望的傳感器可在合適時間打開和關(guān)閉。)
[0035]一旦各腔室被排氣，在步驟203，雙混合物氣體通過注入閥被緩慢地添加至該腔室內(nèi)，直到達(dá)到壓力，該壓力足夠大以允許使用腔室閥門，如圖3上的線段部分302所示。在一個實施例中，這個P約為30kPa。
[0036]接著，在步驟204，更快地通過腔室充填閥將更多雙混合物氣體添加至各腔室，如圖3上的兩個線段部分303所示。在這個步驟期間，當(dāng)壓力達(dá)到值Pjwm時，通過關(guān)閉腔室充填閥來將氣體的添加暫停達(dá)一時間(圖3上標(biāo)記為“X”)，且打開鼓風(fēng)機(jī)達(dá)一時間段來混合該氣體并使其溫度接近目標(biāo)值。
[0037]在一個實施例中，如圖3上所述，這發(fā)生在當(dāng)壓力達(dá)到足夠高的大小(約200kPa)時，且鼓風(fēng)機(jī)打開達(dá)約20秒，但是在任何情況下，時間段足夠長來徹底混合腔室內(nèi)的氣體。完成此舉以使腔室內(nèi)的氣體均勻從而確保如下所述的氣體方程式的計算的準(zhǔn)確度。(此時一般還打開每一個腔室內(nèi)的金屬氟化物捕獲井。)此后，鼓風(fēng)機(jī)一般維持打開，但這并不被要求；然而，為了相同理由，對于接下來的溫度測量，鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)該是打開的。
[0038]一旦氣體已經(jīng)被混合，腔室填充閥被重新打開，且恢復(fù)添加雙混合物氣體直到已經(jīng)將每一個腔室的所計算量的雙混合物添加到了該腔室。一旦雙混合物的添加結(jié)束了，在略微暫停(在一個實施例中，約為2秒)允許過渡之后，在圖3上的點2處，再次測量實際壓力P2和溫度T2。
[0039]在一些實施例中，可能在單個步驟中添加該雙混合物，而不是在步驟203中首先緩慢地然后在步驟204中更快速地添加。然而，相信向具有充分低壓的腔室快速地添加雙混合物可激起塵埃且損害激光器的重新充填工藝和/或操作的后續(xù)步驟，且因此推薦如所述地以兩個步驟來添加雙混合物。
[0040]然后在步驟205添加包含鹵素的三混合物氣體，如圖3上線段部分304所示。盡管圖上所述，基于目標(biāo)壓力來計算預(yù)期壓力P3，為準(zhǔn)確度的目的，并非僅僅依賴于P3的值，而是測量壓力和溫度直到添加了所計算的量的三混合物氣體從而如下文進(jìn)一步所解釋地那樣提供期望的鹵素氣體濃度。緩慢地通過注入閥來添加三混合物氣體，直到達(dá)到點3，如下文所述。如上，點3將具有接近P3的值的壓力，且略高于目標(biāo)壓力。
[0041]由于之前已經(jīng)計算了雙混合物和三混合物之間的目標(biāo)比例，且使用下述方程式，氟濃度現(xiàn)在將是達(dá)到高準(zhǔn)確度的目標(biāo)濃度。正是為此理由，添加足夠的氣體以達(dá)到略高于目標(biāo)壓力的壓力P3，從而在不改變腔室內(nèi)氣體的氟濃度的情況下可將氣體從腔室放出直到獲得目標(biāo)壓力。
[0042]在步驟206處，如圖3中線段部分305所示，首先通過打開腔室閥門由從腔室快速放出氣體來減少每一個腔室內(nèi)的氣體壓力。在一個實施例中，腔室閥門被打開達(dá)較短的預(yù)定時間量，因此基于打開的腔室閥門的流速也將使腔室內(nèi)的壓力減少特定的量。例如，在某些激光器中打開這些腔室閥門達(dá)半秒，可使腔室內(nèi)的壓力減少約5kPa。
[0043]在步驟207，通過注入閥繼續(xù)從腔室進(jìn)行氣體的緩慢放出，同時監(jiān)測腔室內(nèi)的壓力，直到達(dá)到目標(biāo)壓力P 如圖3中線段部分306所示。在這點時，各腔室將都具有期望的氟濃度和目標(biāo)壓力。
[0044]在某些實施例中，可能將步驟206和207即快速和緩慢放出氣體組合為單次放出。然而，如果僅使用快速放出，存在風(fēng)險在于壓力將減少至低于目標(biāo)壓力，而僅使用緩慢放出將花費更長時間達(dá)到目標(biāo)壓力。對于放出過程的一部分使用快速放出，接下來緩慢放出，避免了錯過目標(biāo)壓力的風(fēng)險，同時節(jié)省了時間。
[0045]現(xiàn)在將提供關(guān)于步驟205的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，添加三混合物以及達(dá)到點3。為了實現(xiàn)在確定要向腔室添加多少氣體方面的期望的高準(zhǔn)確度，并非如現(xiàn)有技術(shù)中一般地僅依賴于壓力，而是計算所添加的氣體摩爾數(shù)，這同樣涉及監(jiān)測腔室內(nèi)的溫度和壓力。進(jìn)一步，必須考慮從先前的氣體壽命中剩余的氣體。
[0046]定義如下值:
【權(quán)利要求】
1.一種雙腔室氣體放電激光器光源，包括: 主振蕩器，具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室； 放大器，具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室； 氣體充填系統(tǒng)，包括以期望的間隔自動執(zhí)行重新充填方案的控制器，所述重新充填方案包括: 獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度； 對所選的腔室排氣至第一點，在所述第一點處所述腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定的低值，并測量在所述第一點處的溫度和壓力； 將不包含鹵素的氣體量添加至所選的激光腔室以達(dá)到第二點，并測量在所述第二點處的溫度和壓力； 將包含鹵素的氣體量添加至所選的激光腔室，以使所選的激光腔室內(nèi)的氣體在高于所述目標(biāo)壓力的壓力處達(dá)到期望的鹵素濃度；且 將氣體從所選的激光腔室內(nèi)放出直到達(dá)到目標(biāo)壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，所述鹵素包括氟。
3.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，對所選的激光腔室排氣以使每一個腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定的低值包括:對每一個腔室排氣至約20kPa的壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，添加至所選的激光腔室的不含鹵素的氣體量是至少部分地基于目標(biāo)壓力以及含鹵素的氣體內(nèi)氟的濃度與所述目標(biāo)濃度的比較。
5.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，所述主振蕩器和放大器的激光腔室具有充填管道，用于將氣體添加至所述激光腔室，且其中至少部分地基于在所述第一和第二點處的溫度和壓力、以及所選激光腔室的體積和所選激光腔室的充填管道的體積來計算添加至所選激光腔室的含鹵素的氣體量。
6.如權(quán)利要5所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，進(jìn)一步部分地基于來自所述激光器的以前的操作的位于所選激光腔室內(nèi)和所選激光腔室的充填管道內(nèi)的剩余氣體來計算添加至所選激光腔室的含鹵素的氣體量。
7.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，每一個激光腔室具有用于以第一速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第一閥門、以及以低于所述第一速率的第二速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第二閥門，且將氣體從所選激光腔室放出直到達(dá)到所述目標(biāo)壓力包括: 打開所述第一閥門從所述激光腔室內(nèi)移除第一量的氣體，以使所述激光腔室內(nèi)的壓力大于所述目標(biāo)壓力；且 打開所述第二閥門從所述激光腔室內(nèi)移除第二量的氣體，從而將所述激光腔室內(nèi)的壓力減少至所述目標(biāo)壓力。
8.如權(quán)利要求7所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，打開所述第一閥門來從所選激光腔室中移除第一量的氣體還包括:打開所述第一閥門達(dá)固定量的時間。
9.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，每一個激光腔室具有用于以第一速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第一閥門、以及以低于所述第一速率的第二速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第二閥門，且將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點包括: 通過所述第二閥門來添加不包含鹵素的氣體量的第一部分；且 通過所述第一閥門來添加不包含鹵素的氣體量的剩余部分。
10.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，所述激光器光源是準(zhǔn)分子激光源。
11.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度進(jìn)一步包括:取回所述目標(biāo)壓力和濃度的所存儲的值。
12.如權(quán)利要求1所述的雙腔室氣體放電激光器光源，其特征在于，獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度進(jìn)一步包括:接收所述目標(biāo)壓力和濃度的選擇作為輸入。
13.一種在具有主振蕩器和放大器的雙腔室氣體放電激光器光源的激光腔室中自動地重新充填氣體的方法，所述主振蕩器和放大器各自具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室，所述方法包括如下步驟: 獲得所選一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度； 對所選激光腔室排氣至第一點，在所述第一點處所述腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定的低值，并測量在所述第一點處的溫度和壓力； 將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點，并測量在所述第二點處的溫度和壓力； 將包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室，以使所選激光腔室內(nèi)的氣體在高于所述目標(biāo)壓力的壓力處達(dá)到期望的鹵素濃度；且 將氣體從所選激光腔室內(nèi)放出直到達(dá)到目標(biāo)壓力。
14.如權(quán)利要求11所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，所述鹵素包括氟。
15.如權(quán)利要求11所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，對所選激光腔室排氣以使每一個腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定的低值還包括:對所選的激光腔室排氣至約2OkPa的壓力。
16.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，添加至所選激光腔室的不含鹵素的氣體量是至少部分地基于目標(biāo)壓力以及含鹵素的氣體內(nèi)氟的濃度與所述目標(biāo)濃度的比較。
17.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，所述主振蕩器和放大器的激光腔室具有充填管道，用于將氣體添加至所述激光腔室，且其中至少部分地基于在所述第一和第二點處的溫度和壓力、以及所選激光腔室的體積和所選激光腔室的充填管道的體積來計算添加至所選激光腔室的含鹵素的氣體量。
18.如權(quán)利要17所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，進(jìn)一步部分地基于來自所述激光器的以前的操作的位于所選激光腔室內(nèi)和所選激光腔室的充填管道內(nèi)的剩余氣體來計算添加至所選激光腔室的含鹵素的氣體量。
19.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，每一個激光腔室具有用于以第一速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第一閥門、以及以低于所述第一速率的第二速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第二閥門，且將氣體從所選激光腔室放出直到達(dá)到所述目標(biāo)壓力包括:打開所述第一閥門從所述激光腔室內(nèi)移除第一量的氣體，以使所述激光腔室內(nèi)的壓力大于所述目標(biāo)壓力；且 打開所述第二閥門從所述激光腔室內(nèi)移除第二量的氣體，從而將所述激光腔室內(nèi)的壓力減少至所述目標(biāo)壓力。
20.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，打開所述第一閥門來從所述激光腔室中移除第一量的氣體還包括:打開所述第一閥門達(dá)固定量的時間。
21.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，每一個激光腔室具有用于以第一速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第一閥門、以及以低于所述第一速率的第二速率將氣體添加至所述腔室或從所述腔室移除氣體的第二閥門，且將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點包括: 通過所述第二閥門來添加不包含鹵素的氣體的第一部分；且 通過所述第一閥門來添加不包含鹵素的氣體的剩余部分。
22.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，所述激光器光源是準(zhǔn)分子激光源。
23.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度包括:取回所述目標(biāo)壓力和濃度的所存儲的值。
24.如權(quán)利要求13所述的自動地重新充填氣體的方法，其特征在于，獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度包括:接收所述目標(biāo)壓力和濃度的選擇作為輸入。
25.一種在其上具有程序的非易失性計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述程序可由處理器執(zhí)行從而執(zhí)行在具有主振蕩器和放大器的雙腔室氣體放電激光器光源內(nèi)自動重新充填氣體的方法，所述主振蕩器和放大器各自具有包括含鹵素的激光介質(zhì)氣體的激光腔室，所述方法包括如下步驟: 獲得所選的一個激光腔室的目標(biāo)壓力和鹵素濃度； 對所選激光腔室排氣至第一點，在所述第一點處所述腔室內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)定的低值，并測量在所述第一點處的溫度和壓力； 將不包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室以達(dá)到第二點，并測量在所述第二點處的溫度和壓力； 將包含鹵素的氣體量添加至所選激光腔室，以使所選激光腔室內(nèi)的氣體在高于所述目標(biāo)壓力的壓力處達(dá)到期望的鹵素濃度；且 將氣體從所選激光腔室內(nèi)放出直到達(dá)到目標(biāo)壓力。
【文檔編號】H01S3/22GK103620892SQ201280032003
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月30日
【發(fā)明者】江銳, J·J·索恩思, D·J·里格斯, K·M·奧布萊恩 申請人:西默有限公司