TWI629705B - 氣體放電光源及用於操作該氣體放電光源的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種氣體放電光源，其包括包括一或多個氣體放電室之一氣體放電系統。以一各別氣體混合物填充該氣體放電系統中之該等氣體放電室中的每一者。對於各氣體放電室，藉由啟動脈衝能量之相關聯能量源來將一脈衝能量供應至該各別氣體混合物，以藉此自該氣體放電室產生一經脈衝放大光束。判定該氣體放電系統之一或多個性質。基於該氣體放電系統之該所判定一或多個性質而自複數個可能方案當中選擇一氣體維持方案。將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。一氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電系統之該氣體放電室相關的一或多個參數。

Description

氣體放電光源及用於操作該氣體放電光源的方法
所揭示標的物係關於控制產生脈衝光束之氣體放電光源中的氣體混合物。
在光微影中所使用之一種類型的氣體放電光源被稱為準分子光源或雷射。準分子雷射通常使用稀有氣體(諸如氬氣、氪氣或氙氣)與反應性物(諸如氟或氯)之組合。準分子雷射之名稱衍生自以下事實：在電刺激(所供應能量)及(氣體混合物之)高壓的適當條件下，產生被稱為準分子之偽分子，其僅以供能狀態存在且在紫外線範圍中產生經放大光。
準分子光源用於光微影機器中。準分子光源產生深紫外線(DUV)光。可使用單個氣體放電室或使用複數個氣體放電室建構準分子光源。
在一些一般態樣中，一種氣體放電光源包括包括一或多個氣體放電室之一氣體放電系統，各氣體放電室容納一能量源。操作該氣體放電光源。以一各別氣體混合物填充該氣體放電系統中之該等氣體放電室中的每一者。對於各氣體放電室，藉由啟動脈衝能量之能量源來將一脈衝能量供應至該各別氣體混合物，以藉此自該氣體放電室產生一經脈衝放大光束。 判定該氣體放電系統之一或多個性質。基於該氣體放電系統之該所判定一或多個性質而自複數個可能方案當中選擇一氣體維持方案。將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。一氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電系統之該等氣體放電室相關的一或多個參數。
實施方案可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，可藉由判定該氣體放電系統中之該等氣體放電室中的每一者之一或多個性質來判定該氣體放電系統之該一或多個性質。
可藉由將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統之該等氣體放電室中的每一者來將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。
該氣體放電系統可包括兩個氣體放電室。
可藉由以一增益介質與一緩衝氣體之一混合物填充該氣體放電室來以該各別氣體混合物填充一氣體放電室。可藉由以包括一稀有氣體及一鹵素之一增益介質及包括一惰性氣體之一緩衝氣體填充該氣體放電室來以該增益介質與該緩衝氣體之該混合物填充該氣體放電室。該稀有氣體可包括氬氣、氪氣或氙氣；該鹵素可包括氟；且該惰性氣體可包括氦氣或氖氣。
可藉由將一脈衝電壓施加至該氣體放電室內之一對電極以使得將一電刺激施加至該氣體混合物內之一鹵素來藉由啟動脈衝能量之能量源將該脈衝能量供應至一各別氣體混合物。
可藉由基於該氣體放電室已填充有該氣體混合物之次數及已啟動該氣體放電室之該能量源的頻率中之一或多者而判定該氣體放電系統之該等氣體放電室中的至少一者之一年齡來判定該氣體放電系統之該一或多個性質。
當正將脈衝能量供應至該一或多個氣體放電室之該氣體混合物時，可判定該氣體放電系統之該一或多個性質、可選擇該氣體維持方案，且可將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。當並未正將脈衝能量供應至該等氣體放電室中之任一者的該氣體混合物時，可判定該氣體放電系統之該一或多個性質、可選擇該氣體維持方案，且可將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。
可藉由在判定了該等氣體放電室中之至少一者的一年齡在一第一範圍中時選擇一標準氣體注入方案來自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案，且可藉由將一緩衝氣體之至少一第一量抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中來將該所選氣體注入方案應用於該氣體放電系統。可藉由在判定了該至少一個氣體放電室之一年齡在一第二範圍中時選擇一節約氣體注入方案來自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案。可藉由將該緩衝氣體之一第二量抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中來將該所選節約氣體注入方案應用於該氣體放電系統，該第二量低於該第一量。可藉由在判定了該至少一個氣體放電室之一年齡在一第三範圍中時選擇另一節約氣體注入方案來自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案。可藉由將該緩衝氣體之一第三量抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中來將該所選氣體注入方案應用於該氣體放電系統，該第三量低於該第一量但大於該第二量。
該第一範圍可為小於或等於一下限值之一值，該第二範圍可為大於該下限值之一值，且該第三範圍可為大於一上限值之一值。該第一範圍可為該年齡之一第一值，該第二範圍可為該年齡之一第二值，且該第三範圍可為該年齡之一第三值。
該第一範圍可為該年齡之一第一值且該第二範圍可為該年齡之一第二值。該第二範圍可不同於該第一範圍。
可藉由在判定了該等氣體放電室中之至少一者的一年齡在一第一範圍中時選擇一標準氣體注入方案來自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案。可藉由在一第一時間頻率下執行一緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一注入來將該所選氣體注入方案應用於該氣體放電系統。而且，可藉由在判定了該至少一個氣體放電室之該年齡在一第二範圍中時選擇一節約氣體注入方案來自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇氣體維持方案。可藉由在不同於該第一時間頻率之一第二時間頻率下執行該緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一注入來將該所選節約氣體注入方案應用於該氣體放電系統。
該第二時間頻率可小於該第一時間頻率。亦可藉由將該增益介質之一或多個組分注入至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中來執行該緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一注入。
該方法亦可包括：監測該氣體放電光源之一或多個操作特性；判定該一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在一可接受範圍之外；及若判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一將來時間處在一可接受範圍之外，則選擇一恢復氣體維持方案且將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統。
可藉由將一恢復注入方案及一再填充方案中之一或多者應用於該氣體放電系統來將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統。可藉由執行一緩衝氣體至該等氣體放電室中之一或多者之該氣體混合物中的一注入來將該所選恢復注入方案應用於該氣體放電系統，該注入增大該緩衝氣 體在該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一相對量。可藉由以下操作中之一或多者來執行該緩衝氣體至該氣體混合物中之該注入：更改執行該注入時之一時間頻率及將與在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量不同的某一量之緩衝氣體抽汲至該氣體混合物中。
可藉由增大執行該注入時之一頻率來更改執行該注入時之該時間頻率；且可藉由將比在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量少之緩衝氣體抽汲至該氣體混合物中來將該不同量之緩衝氣體抽汲至該氣體混合物中。
可藉由在該等氣體放電室中之每一者填充有其各別氣體混合物之後應用該所選氣體維持方案來將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。該方法亦可包括在將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統之後對該氣體放電室執行一再填充方案。該再填充方案可包括清空該氣體放電系統之該等氣體放電室中的每一者；及以新鮮氣體混合物再填充各氣體放電室。
該氣體維持方案可包括以下參數中之一或多者：待抽汲至該氣體混合物中之一組分氣體的一量；及執行該組分氣體至該氣體混合物中之一注入時的一時間頻率。該組分氣體可為該氣體混合物中之一緩衝氣體(諸如，一惰性氣體)，且該氣體混合物可包括一增益介質。
該等氣體維持方案中之一者可為一再填充方案，該再填充方案包括清空該等氣體放電室中之至少一者及以新鮮氣體混合物再填充該已清空氣體放電室。
在其他一般態樣中，操作包括一或多個氣體放電室之一氣體放電光 源。以一氣體混合物填充一氣體放電室，該氣體放電室容納一能量源。藉由啟動該能量源來將一脈衝能量供應至該氣體混合物，以藉此產生一經脈衝放大光束。判定該氣體放電室之一或多個性質，且基於該氣體放電室之該所判定一或多個性質而自複數個可能的注入方案當中選擇一注入方案。將該所選注入方案應用於該氣體放電室。一注入方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電室相關的一或多個參數。
在其他一般態樣中，一種氣體放電光源包括：一氣體放電系統，其包括一或多個氣體放電室，各氣體放電室容納一能量源且含有包括一增益介質之一氣體混合物；及一氣體維持系統。該氣體維持系統包括一氣體供應系統；一監測系統；及一控制系統，其耦接至該氣體供應系統及該監測系統。該控制系統經組態以：提供啟動各能量源之一信號以藉此自其氣體放電室產生一經脈衝放大光束；自該監測系統接收資訊及基於此所接收資訊而判定該氣體放電系統之一或多個性質；基於該氣體放電系統之所判定一或多個性質而自複數個可能方案當中選擇一氣體維持方案；及向該氣體供應系統提供一信號以藉此將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統。一氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電系統之該等氣體放電室相關的一或多個參數。
在其他一般態樣中，使用一方法操作一氣體放電光源。該氣體放電光源包括包括一或多個氣體放電室之一氣體放電系統，各氣體放電室容納一能量源。該方法包括：以一各別氣體混合物填充該氣體放電系統中之該等氣體放電室中的每一者；對於各氣體放電室，藉由啟動脈衝能量之能量源來將一脈衝能量供應至該各別氣體混合物，以藉此自該氣體放電室產生一經脈衝放大光束；監測該氣體放電光源之一或多個操作特性；判定該一 或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在一可接受範圍之外；及若判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在該將來時間處在一可接受範圍之外，則藉由增大一組分氣體該等氣體放電室中之一或多者之該氣體混合物中的一相對量來選擇一恢復氣體維持方案且將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統。
實施方案可包括以下特徵中之一或多者。舉例而言，該組分氣體可包括一緩衝氣體，諸如一惰性氣體(諸如，氖氣)。
可藉由將一恢復氣體注入方案應用於該至少一個氣體放電室來增大該組分氣體在該等氣體放電室中之一或多者之該氣體混合物中的一相對量。可藉由增大執行該組分氣體之一注入時的一時間頻率來應用該恢復注入方案。可藉由將比在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量多的組分氣體抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中來應用該恢復注入方案。或者，可藉由增大執行該組分氣體之一注入時的一時間頻率及藉由將比在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量多的組分氣體抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中兩者來應用該恢復注入方案。
可藉由監測以下各者中之一或多者來監測該氣體放電光源之該一或多個操作特性：供應至該等氣體放電室中之至少一者的該氣體混合物之一脈衝能量；及自該等氣體放電室中之至少一者輸出的該經脈衝放大光束之一能量。可藉由量測該氣體放電光源之以下特性中的一或多者來監測該一或多個操作特性：供應至該等氣體放電室中之至少一者的該氣體混合物之該脈衝能量隨時間推移的一改變；及自該等氣體放電室中之至少一者輸出 的該經脈衝放大光束之該能量隨時間推移的一改變。
可藉由計算該等操作特性之值來監測該氣體放電光源之一或多個操作特性，且判定該一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在該可接受範圍之外包含判定該等操作特性之該等所計算值中的任一者是否將在一將來時間處在該可接受範圍之外。可藉由計算該等操作特性之平均值來計算該等操作特性之該等值。
可藉由將一再填充方案應用於該至少一個氣體放電室來增大該組分氣體在該等氣體放電室中之至少一者之該氣體混合物中的一相對量。該再填充方案包括：自該至少一個氣體放電室清除該氣體混合物、及以包括該組分氣體之一新鮮氣體混合物填充該至少一個氣體放電室。
判定該一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在該可接受範圍之外可包括判定該一或多個所監測操作特性中之任一者是否有可能將在一將來時間處在該可接受範圍之外。
判定該一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在該可接受範圍之外可包括：判定該一或多個所監測操作特性中之每一者的一改變速率；及判定該一或多個所監測操作特性中之每一者的該改變速率是否指示該所監測操作特性是否有可能將在該將來時間處在該可接受範圍之外。
該方法可包括該一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在另一可接受範圍之外，及若判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一將來時間處在該另一可接受範圍之外，則將一再填充方案應用於至少一個氣體放電室。該再填充方案包括：自該等氣體放電室中之該至少一者清除該氣體混合物，及以包括該組分氣體之新鮮氣體混合物 填充該所清除氣體放電室。
可在產生該經脈衝放大光束時監測該氣體放電光源之該一或多個操作特性。
該氣體放電系統可包括容納一第一能量源之一第一氣體放電室及容納一第二能量源之一第二氣體放電室。可藉由以一第一氣體混合物填充該第一氣體放電室及以一第二氣體混合物填充該第二氣體放電室來以一各別氣體混合物填充該等氣體放電室中之每一者。可藉由增大一組分氣體在該第一氣體放電室之一第一氣體混合物中的一相對量及增大一組分氣體在該第二氣體放電室之一第二氣體混合物中的一相對量來將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統。
可藉由以一增益介質與一緩衝氣體之一混合物填充該氣體放電室來以該各別氣體混合物填充該氣體放電室。可藉由以包括一稀有氣體及一鹵素之一增益介質及包括一惰性氣體之一緩衝氣體填充該氣體放電室來以該增益介質與該緩衝氣體之該混合物填充該氣體放電室。該惰性氣體可包括氬氣或氖氣，且該組分氣體可包括該惰性氣體。
在其他一般態樣中，一種氣體放電光源包括包括一或多個氣體放電室之一氣體放電系統，各氣體放電室容納一能量源且含有包括一增益介質之一氣體混合物；及一氣體維持系統。該氣體維持系統包括一氣體供應系統；一監測系統；及一控制系統，其耦接至該氣體供應系統及該監測系統。該控制系統經組態以：提供啟動各能量源之一信號，以藉此自其氣體放電室產生一經脈衝放大光束；自該監測系統接收資訊及基於此所接收資訊而判定該氣體放電系統之一或多個操作特性；判定該等操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在一可接受範圍之外；及若判定了該等操作特 性中之任一者將在一將來時間處在一可接受範圍之外，則選擇一恢復氣體維持方案及向該氣體供應系統提供一信號以藉此將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統。該恢復氣體維持方案增大一組分氣體在該等氣體放電室中之至少一者的該氣體混合物中之一相對量。
本文中所描述之方法及系統基於該氣體放電室之該年齡而有效地且連續地判定是否可在任何給定時間處節約該氣體組分。該方法及系統之實施可在與不具有一氣體節約方案之一方法及系統相比較時引起該氣體組分(諸如氖氣)之至少50%及潛在地多達75%的一直接降低。在知曉監測該氣體節約方案是否將在一將來時間處引起該氣體放電室之輸出品質的一不可接受的降低的一恢復氣體維持系統在使用中之便利情況下，進行對該氣體組分之節約。本文中所描述之方法及系統因此減小該氣體組分之體積要求，且可針對各氣體放電光源100為購買該系統(及方法)之顧客節省成千上萬美元。
100‧‧‧氣體放電光源
105‧‧‧氣體放電系統
110‧‧‧氣體維持系統
115‧‧‧光學系統
120‧‧‧脈衝光束
125‧‧‧輸出設備
130‧‧‧光束製備系統
135‧‧‧氣體放電室
140‧‧‧能量源
145‧‧‧氣體混合物
150‧‧‧氣體供應系統
155‧‧‧監測系統
160‧‧‧控制系統
300‧‧‧氣體放電光源
305‧‧‧氣體放電系統
320‧‧‧脈衝光束
335A‧‧‧主控振盪器(MO)氣體放電室
335B‧‧‧功率放大器(PA)氣體放電室
340A‧‧‧細長電極/能量源
340B‧‧‧細長電極/能量源
345A‧‧‧氣體混合物
345B‧‧‧氣體混合物
350‧‧‧氣體供應系統
351A‧‧‧氣體源
351B‧‧‧氣體源
351C‧‧‧氣體源
352‧‧‧閥系統
370‧‧‧脈衝光束
375‧‧‧光譜特徵選擇系統
380‧‧‧輸出耦接器
385‧‧‧反射器
390‧‧‧氣體堆
400‧‧‧記憶體
405‧‧‧輸入裝置
410‧‧‧輸出裝置
415‧‧‧可程式化處理器
420‧‧‧電腦程式產品
425‧‧‧系統
430‧‧‧系統
435‧‧‧系統
440‧‧‧處理系統
500‧‧‧程序
640‧‧‧程序
640-1‧‧‧分析
640-2‧‧‧分析
640-N‧‧‧分析
645‧‧‧程序
645-1‧‧‧判定
645-2‧‧‧判定
645-N‧‧‧判定
650‧‧‧程序
740-1‧‧‧程序
745-1‧‧‧程序
750-1‧‧‧程序
800‧‧‧曲線
805‧‧‧曲線/風險信號
810‧‧‧曲線/故障信號
815‧‧‧上部臨限值位準
圖1為產生導引至輸出設備之脈衝光束的氣體放電光源之方塊圖；圖2為例示性輸出設備之方塊圖；圖3為例示性氣體放電光源之方塊圖；圖4為用於執行氣體維持及恢復氣體維持方案之例示性控制系統的方塊圖；圖5為由圖1及圖2之氣體放電光源執行的氣體維持方案之程序的流程圖，該程序亦可包括恢復氣體維持方案之子程序；圖6為由圖1及圖2之光源的控制系統執行之用於判定所監測操作特性是否在將來時間處在可接受範圍之外及選擇恢復氣體維持方案之例示性程 序的流程圖；圖7為由圖1及圖2之光源的控制系統依序執行之用於判定操作特性如何隨光源之使用率而改變的例示性程序之流程圖；且圖8為圖7之程序中之一者期間的各種輸出之曲線之圖表。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2016年1月8日申請之且標題為「GAS MIXTURE CONTROL IN A GAS DISCHARGE LIGHT SOURCE」的美國臨時申請案第62/276,522號之權益，該美國臨時申請案以全文引用之方式併入本文中。
參看圖1，氣體放電光源100包括氣體放電系統105及氣體維持系統110。光源100經組態為供應導引至輸出設備125(諸如，將微電子特徵圖案化於晶圓上之光微影曝光設備，如圖2中所示)之脈衝光束120的光學系統115之一部分。脈衝光束120可經導引穿過置放於氣體放電光源100與輸出設備125之間的光束製備系統130。
氣體放電系統105包括一或多個氣體放電室135。各氣體放電室135容納能量源140且含有包括增益介質以及其他氣體之氣體混合物145。舉例而言，氣體混合物包括增益介質與緩衝氣體之混合物。增益介質為氣體混合物內之雷射主動實體，且其可為單個原子或分子或偽分子。因此，居量反轉在增益介質中藉由自能量源140抽汲在放電情況下之氣體混合物(及因此增益介質)經由受激發射發生。增益介質通常包括稀有氣體及鹵素，而緩衝氣體通常包括惰性氣體。稀有氣體包括(例如)氬氣、氪氣或氙氣；鹵素包括(例如)氟；且惰性氣體包括(例如)氦氣或氖氣。
氣體維持系統110包括氣體供應系統150；監測系統155；及控制系統160。氣體供應系統150包括一或多個氣體控制閥以及一或多個氣體源。
控制系統160耦接至氣體供應系統150及監測系統155。若控制系統160(以有線或無線方式)連接，則控制系統160耦接至在控制系統160外部之裝置(諸如，氣體供應系統150或監測系統155)，以使得可在控制系統160與該特定裝置之間自由傳遞資訊。控制系統160可另外耦接至以下各者中之一或多者：氣體放電光源100之其他裝置、光束製備系統130之裝置、及/或輸出設備125內之裝置。舉例而言，控制系統160可包括監測且控制氣體放電光源100之其他態樣(諸如，監測脈衝光束120之光譜特徵或控制脈衝光束120之光譜特徵)的子系統。
另外，儘管控制系統160表示為所有組件看起來經共置的方框，但控制系統160有可能由實體上彼此遠離之組件組成。
控制系統160經組態以提供啟動各氣體放電室135之各能量源140的信號。若氣體放電室135包括額外光學回饋，則氣體放電室135可因此產生經脈衝放大光束(諸如，脈衝光束120或中間光束)。
控制系統160自監測系統155接收資訊且基於此所接收資訊而判定氣體放電系統105之一或多個性質。控制系統160基於氣體放電系統105之所判定一或多個性質而自複數個可能方案當中選擇氣體維持方案。控制系統160向氣體供應系統150提供信號以使得氣體供應系統150將將所選氣體維持方案應用於氣體放電系統105。舉例而言，氣體供應系統150可致動或控制一或多個閥之各態樣來調整自氣體源提供之氣體的相對量。
氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至氣體放電系統105之氣體放電室135相關的一或多個參數。
氣體維持系統110為氣體放電系統105之氣體管理系統，且具體言之氣體放電室135之氣體管理系統。氣體維持系統110經組態以減小用於氣體放電室135中之氣體混合物的至少一個組分氣體(諸如，緩衝氣體，其可為惰性氣體，諸如氖氣)的消耗或使用，以便節約組分氣體同時維持氣體放電系統105之充分效能。氣體維持系統110使用關於氣體放電系統之資訊(諸如，氣體放電室135之年齡)以判定適當之氣體維持方案。舉例而言，控制系統160可判定氣體放電系統105為年輕系統，其傾向於需要且消耗較高量之氣體混合物。在此情況下，控制系統160可選擇不節約組分氣體中之任一者的標準氣體維持方案。作為另一實例，控制系統160可判定氣體放電系統為中年系統，其傾向於需要且消耗相對較低量之氣體混合物。在此情況下，控制系統160可選擇節約儘可能多之組分氣體同時仍維持脈衝光束120之適合輸出參數的節約氣體維持方案。作為又一實例，控制系統160可判定氣體放電系統為年長系統，其傾向於需要且消耗小於由年輕系統所需之量但大於由中年系統所需之量的氣體混合物量。在此情況下，控制系統160可選擇節約組分氣體中之一些同時仍維持脈衝光束120之適合輸出參數的中級節約氣體維持方案。
藉由根據氣體放電室135之年齡定製氣體維持方案，顧客可獲得組分氣體之節約同時減小氣體放電光源100之停工時間量。同時，可將氣體放電光源100之效能維持在可接受位準處，即使氣體維持方案可經設計以容許增益介質之較大耗盡亦如此，此可以其他方式減小被提供至輸出設備125之脈衝光束120的能量及功率之量。氣體放電光源100之停工時間為脈衝光束120未被提供至輸出設備125之期間的時間。
在其他實施方案中，控制系統160自監測系統155接收氣體放電光源 105之一或多個操作特性。控制系統160判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在將來時間處在可接受範圍之外。若控制系統160判定一或多個所監測操作特性中之任一者將在將來時間處在可接受範圍之外，則控制系統160選擇恢復氣體維持方案。控制系統160接著向氣體供應系統150發送藉由增大組分氣體在氣體放電室135中之至少一者的氣體混合物145中的相對量將所選恢復氣體維持方案應用於氣體放電系統105之信號。
恢復氣體維持方案可用作對於當氣體維持系統110正在節約氣體維持方案中操作之時的容錯系統。舉例而言，控制系統160可自監測系統155接收對將在將來時間處所需以供應至氣體放電室135之氣體混合物145的脈衝能量之預測。作為另一實例，控制系統160可自監測系統155接收對將在將來時間處自氣體放電室135輸出之脈衝光束的能量之預測。若此等預測中之任一者在可接受值之範圍外部，則其可係因為在氣體混合物145中(由於節約氣體維持方案之實施)不存在足夠組分氣體。因此，若此等預測中之任一者或兩者在其可接受值之範圍外部，則控制系統160可藉由切換至恢復氣體維持方案來停止節約氣體維持方案，恢復氣體維持方案為增大氣體混合物145內之組分氣體量的方案。此外，關於此等預測中之任一者或兩者是否在其可接受值之範圍外部的判定為自動判定(此係因為其不需要手動或人工干預)。藉由提供此額外容錯系統，在選擇何時執行節約氣體維持方案上有可能為更激進的。
參看圖3提供關於例示性氣體放電光源300之細節。參看圖5提供關於節約氣體維持方案之細節，且在圖5中亦發現對於容錯系統程序之描述。
參看圖3，例示性氣體放電光源300包括為雙腔室脈衝輸出設計之氣 體放電系統305及氣體供應系統350。
氣體放電系統305包括具有主控振盪器(MO)氣體放電室335A之MO及具有功率放大器(PA)氣體放電室335B之PA。MO氣體放電室335A包括將脈衝能量之源提供至MO氣體放電室335A內之氣體混合物的兩個細長電極340A。PA氣體放電室335B包括將脈衝能量之源提供至PA氣體放電室335B內之氣體混合物的兩個細長電極340B。
主控振盪器(MO)將經脈衝放大光束(稱為種子光束)370提供至功率放大器(PA)。MO氣體放電室335A容納包括增益介質之氣體混合物，其中進行放大，且MO包括光學回饋機構，諸如光學諧振器。PA氣體放電室335B容納包括增益介質之氣體混合物，其中放大在與來自MO之種子雷射光束370接種時進行。若PA經設計為再生環諧振器，則將其描述為功率環放大器(PRA)，且在此情況下，可自環設計提供足夠光學回饋。MO使得能夠在相對低輸出脈衝能量(當與PA之輸出相比較時)下微調光譜參數(諸如，中心波長及頻寬)。PA自MO接收輸出(種子光束370)且放大此輸出以達到必需電力以供輸出用於輸出設備125中(舉例而言，用於光微影)。
MO氣體放電室335A亦包括用於在電極340A之間循環氣體之風扇。雷射諧振器形成於MO氣體放電室335A之一側上的光譜特徵選擇系統375與MO氣體放電室335A之第二側上的輸出耦接器380之間。
用於放電室中之氣體混合物(例如145、345A、345B)可為用於圍繞所需波長及頻寬產生經放大光束之適合氣體的組合。舉例而言，氣體混合物可包括在約193nm之波長下發射光的氟化氬(ArF)或在約248nm之波長下發射光的氟化氪(KrF)。
PA亦可包括光束返回(諸如，反射器)385，其(例如，經由反射)使光 束返回至PA氣體放電室335B中以形成循環及環形路徑(在其中至環放大器中之輸入與環放大器外之輸出交叉)。PA氣體放電室335B包括用於在電極340B之間循環氣體混合物345B之風扇。種子光束370藉由反覆地穿過PA而放大。藉由MO之組態判定種子光束370之光譜特徵，且可藉由調整在MO內所產生之光束來調整此等光譜特徵。
氣體供應系統350包括一或多個氣體源351A、351B、351C(諸如，密封式氣體瓶或罐)及閥系統352。如上文所論述，氣體放電室335A、335B中之每一者含有氣體之混合物(氣體混合物145)。作為一實例，氣體混合物145可含有鹵素(例如，氟)連同諸如氬氣、氖氣之其他氣體，且有可能含有總計為總壓力P之不同分壓下的其他氣體。因此，一或多個氣體源351A、351B、351C等經由閥系統352內之閥的集合連接至MO氣體放電室335A及PA氣體放電室335B。以此方式，氣體可注入至具有氣體混合物之特定相對量的組分之氣體放電室335A、335B中。舉例而言，若用於氣體放電室335A、335B中之增益介質為氟化氬(ArF)，則氣體源351A中之一者可含有包括鹵素氟、稀有氣體氬氣與諸如緩衝氣體(惰性氣體，諸如氖氣)之一或多種其他罕見氣體之氣體的混合物。此種混合物可稱作三混合氣體。在此實例中，氣體源351B中之另一者可含有包括氬氣及一或多種其他氣體(但除了氟)之氣體之混合物。此種混合物可稱作雙混合氣體。
控制系統160可向閥系統352發送一或多個信號以使得閥系統352在再填充或注入方案中將來自特定氣體源351A、351B、351C之氣體傳送至氣體放電室335A、335B中。或者或另外，控制系統160可向閥系統352發送一或多個信號以使得閥系統352在必要時自氣體放電室335A、335B滲移 氣體，且此等所滲移氣體可排出至表示為390之氣體泵。
在氣體放電光源300之操作期間，消耗氣體放電室335A、335B內之氟化氬分子(其為光放大提供增益介質)的氟，且此隨時間推移減小由各別氣體放電室335A、335B產生之光放大的量(及因此經放大光束370、320之能量)。此外，在氣體放電光源300之操作期間，污染物可能進入氣體放電室335A、335B。因此，有必要將來自氣體源351A、351B、351C等中之一或多者的氣體注入至氣體放電室335A、335B中以便將污染物清空至氣體放電室335A、335B之外。舉例而言，有可能使用來自氣體源351B之雙混合氣體清空氣體放電室。然而，每次清空使用雙混合氣體內之非可忽略量的氣體組分(諸如，緩衝氣體，其可為惰性氣體，諸如氖氣)。因此，本文中所描述之氣體維持程序及系統努力減小雙混合氣體注入之頻率及大小中的一或多者。由於雙混合氣體注入之頻率及/或大小的此減小，因此氣體放電室335A、335B將需要在較長時間段內維持鹵素(諸如氟)之注入缺乏，且因此將在較高量之污染物之情況下操作。然而，若氣體維持程序及系統確實在選擇或挑選氣體注入之頻率、時序或大小時(氣體維持方案)不考慮氣體放電室335A、335B之年齡，則氣體放電光源可能取決於氣體放電室335A、335B之年齡而極大地在效率及功率輸出上受損。因此，本文中所描述之氣體維持程序及系統基於氣體放電系統105、305之一或多個性質(諸如，年齡)而選擇性地挑選氣體注入之頻率及大小中的一或多者。因此，本文中所描述之氣體維持程序及系統實現隨氣體放電室135、335A、335B之年齡而變的用於氣體混合物145中之氣體組分之使用量的不同程度的減小。
另外，本文中所描述之氣體維持程序及系統亦包括安全網子程序(本 文中所描述之恢復維持方案)，其監測氣體放電光源105、305之操作特性以判定氣體注入之缺乏是否將在將來時間處引起不可接受事件(諸如，輸入至氣體混合物145以在脈衝光束320、370中獲得特定輸出能量所需之能量的不可接受的上升或脈衝光束320、370之輸出能量的不可接受的下降)。可自動地，亦即，無需來自個人(諸如，現場服務工程師)之輔助執行此等氣體維持及恢復方案。恢復維持方案可用以將氣體注入頻率或大小恢復至原始等級以請求再填充(在本文中加以描述)。
需要複數個氣體源351A、351B、351C等，此係因為氣體源351A中之氟處於通常高於用於雷射操作所要的壓力之特定分壓下。為了在所要較低分壓下將氟添加至MO氣體放電室335A或PA氣體放電室335B，可稀釋氣體源351A中之氣體，且可出於此目的而使用含有氣體源351B中之氣體的非鹵素。
儘管未展示，但閥系統352之閥可包括指派至氣體放電室335A、335B中之每一者的複數個閥；例如，允許氣體按第一速率傳遞至各氣體放電室335A、335B中及之外的注入閥，及允許氣體按不同於第一速率(例如，比其快)之第二速率傳遞至各氣體放電室335A、335B中及之外的腔室填充閥。
當對氣體放電室335A、335B執行再填充方案時，(例如)藉由(藉由將氣體混合物滲移出至氣體泵390)清空氣體放電室335A、335B及接著以新鮮氣體混合物再填充氣體放電室335A、335B來替換氣體放電室335A、335B中之每一者中的所有氣體。執行再填充，目標為在各氣體放電室335A、335B中獲得氟之特定壓力及濃度。
當對氣體放電室335A、335B執行注入方案時，不清空氣體放電室 335A、335B或在氣體混合物注入至氣體放電室335A、335B中之前僅滲移少量。
再填充方案及注入方案被視為應用於氣體放電系統(105或305)之氣體維護方案。
參看圖5，程序500由用於管理氣體組分(諸如，可為惰性氣體(諸如氖氣)之緩衝氣體)在氣體混合物145內之量的氣體放電光源100、300執行。可在經由能量源140將能量供應至氣體混合物145且將經放大光束120提供至輸出設備125時執行程序500。或者，可在不經由能量源140將能量供應至氣體混合物145且因此不產生經放大光束120時執行程序500。
程序500包括以各別氣體混合物145、345A、345B填充氣體放電系統105、305中之氣體放電室135、335A、335B中的每一者(505)。對於各氣體放電室135、335A、335B，藉由啟動能量源140來將脈衝能量供應至各別氣體混合物145，以藉此自氣體放電室135、335A、335B產生經脈衝放大光束120、370、320(510)。
控制系統自監測系統115接收資訊且判定氣體放電系統105、305之一或多個性質(515)。氣體放電系統105、305之一或多個性質可包括(例如)氣體放電室135、335、335B之年齡。可藉由探測與特定腔室135、335A、335B相關聯之射注計數來判定氣體放電室135、335A、335B之年齡。當安裝新腔室時，在控制系統160中手動地將此射注計數重設為新(例如，零)值。射注計數為對應於供應至氣體放電室135、335A、335B中之氣體混合物145的能量之脈衝數目的整數倍數之數目。
控制系統160基於氣體放電系統之所判定一或多個性質而自複數個可能的氣體維護方案當中選擇氣體維持方案(520)。接著將所選氣體維護方 案應用於氣體放電系統105、305(525)。舉例而言，控制系統160向氣體供應系統150、350發送打開或關閉閥系統352中之一或多個閥以藉此控制氣體混合物145之組分的相對量之信號。
各氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至氣體放電系統105、305之氣體放電室135、335A、335B相關的一或多個參數。
如上文所論述，藉由以構成氣體混合物之增益介質與緩衝氣體的混合物填充氣體放電室135來以氣體混合物填充氣體放電室135(505)。增益介質可包括稀有氣體(諸如，氬氣、氪氣或氙氣)及鹵素(諸如，氟)，且緩衝氣體可包括惰性氣體(諸如，氦氣或氖氣)。
可藉由將脈衝電壓施加至氣體放電室135、335A、335B內之電極對以使得將電刺激施加至氣體混合物145內之鹵素(例如，氟)來藉由啟動脈衝能量之能量源140、340A、340B將脈衝能量供應至各別氣體混合物145(510)。
所判定之氣體放電系統的一或多個性質為氣體放電系統105、305之氣體放電室135、335A、335B中之至少一者的年齡。可基於以下各者中之一或多者而判定年齡：氣體放電室已填充有氣體混合物之次數及已啟動氣體放電室之能量源的頻率。
控制系統160可判定氣體放電室135、335A、335B中之至少一者的年齡在第一範圍中。在此情況下，控制系統160選擇標準氣體注入方案，且向氣體供應系統150、350發送藉由將緩衝氣體(例如，氖氣)之至少第一量抽汲至氣體放電室135、335A、335B之氣體混合物145中來將所選氣體注入方案應用於氣體放電系統105、305的信號。第一範圍可表示年輕之氣體放電室135、335A、335B的年齡，此意謂氣體放電室135、335A、 335B在相比於其總使用壽命時已處於操作中長達極少時間量。緩衝氣體之第一量可為將在不嘗試節約氣體混合物之氣體組分中的任一者之情況下應用之標準量(其係基於來自氣體供應系統150、350之氣體注入的頻率及大小)。
控制系統160可判定氣體放電室135、335A、335B中之至少一者的年齡在第二範圍中。在此情況下，控制系統160選擇節約氣體注入方案，且向氣體供應系統150、350發送藉由將緩衝氣體(例如，氖氣)之第二量抽汲至氣體放電室135、335A、335B之氣體混合物145中來將節約氣體注入方案應用於氣體放電系統135、335A、335B的信號。緩衝氣體之第二量低於第一量及標準量，此意謂在節約氣體注入方案中減小氣體注入之頻率及大小中的任一者或兩者。第二範圍表示中年之氣體放電室135、335A、335B的年齡，此意謂氣體放電室135、335A、335B已處於操作中長達接近其總使用壽命之中點的一定時間量。
控制系統160可判定氣體放電室135、335A、335B中之至少一者的年齡在第三範圍中。在此情況下，控制系統160選擇另一節約氣體注入方案(其可不同於上文所論述之節約氣體注入方案)，且控制系統160向氣體供應系統150、350發送藉由將緩衝氣體(例如，氖氣)之第三量抽汲至氣體放電室135、335A、335B之氣體混合物145中來將另一節約氣體注入方案應用於氣體放電系統135、335A、335B的信號。緩衝氣體之第三量低於第一(及標準)量但大於第二量。此意謂當相較於標準氣體注入方案時在另一節約氣體注入方案中減小氣體注入之頻率及大小中的任一者或兩者，但其仍大於在上文所論述之節約氣體注入方案中所用的氣體注入之頻率及/或大小。第三範圍表示晚年之氣體放電室135、335A、335B的年齡，此意 謂氣體放電室135、335A、335B已處於操作中長達超過總使用壽命之中點的一定時間量。
年齡之第一範圍可為小於或等於下限值之值，年齡之第二範圍可為大於該下限值之值，且年齡之第三範圍可為大於上限值之值。舉例而言，第一範圍可為能量源140之0至10億個脈衝，第二範圍可為能量源140之10億至250億個脈衝，且第三範圍可大於能量源140之250億(例如，250億至300億)個脈衝。在此實例中，年輕氣體放電系統105將因此為僅已操作長達10億或更少個脈衝之系統105，中年氣體放電系統105將為已操作長達10億至250億個脈衝之系統105，且老年氣體放電系統105將為已操作長達大於250億個脈衝之系統105。
第一範圍可為年齡之第一值且第二範圍可為年齡之第二值。第三範圍可為年齡之第三值。
第二範圍可不同於第一範圍。
在其他實施方案中，或者或另外，標準氣體注入方案包括在第一時間頻率下抽汲或執行緩衝氣體至氣體放電室之氣體混合物中之注入；節約氣體注入方案包括在不同於第一時間頻率之第二時間頻率下抽汲或執行緩衝氣體至氣體放電室之氣體混合物中之注入。第二時間頻率小於第一時間頻率。
在一些實施方案中，以脈衝或射注量測時間頻率。舉例而言，標準氣體注入方案可包括每次某一數目個脈衝供應至能量源140時執行緩衝氣體至氣體放電室之氣體混合物中的注入。舉例而言，對於已產生之脈衝光束120的每一百萬個脈衝(或在一百萬個脈衝之能量供應至能量源140之後)，在標準氣體注入方案下執行注入。作為另一實例，在節約氣體注入 方案中，緩衝氣體至氣體混合物中之注入隨已產生之脈衝光束120的每兩百萬個脈衝進行。在此實例中，緩衝氣體之注入可在脈衝之間發生。
在其他實施方案中，在時間上量測時間頻率，而不考慮脈衝或射注之數目。舉例而言，標準氣體注入方案可包括每X分鐘執行緩衝氣體至氣體混合物中之注入，而節約氣體注入方案可包括每Y分鐘執行緩衝氣體至氣體混合物中之注入，其中Y小於X。在此實例中，緩衝氣體之注入可在能量停止供應至能量源140之後發生。
如上文所論述，將緩衝氣體注入至氣體放電室之氣體混合物中；然而，因為緩衝氣體與如上文所論述之其他氣體組分混合，所以此亦包括將增益介質之一或多個組分注入至至少一個氣體放電室之氣體混合物中。
控制系統160亦可自提供氣體放電光源105、305之一或多個操作特性的監測系統155接收資訊。控制系統160判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否在可接受範圍之外。而且，若控制系統160判定一或多個所監測操作特性中之任一者在可接受範圍之外，則控制系統160選擇恢復氣體維持方案且向氣體供應系統150、350發送將所選恢復氣體維持方案應用於氣體放電系統105、305的信號。
氣體供應系統150、350藉由將恢復注入方案及再填充方案中之一或多者應用於氣體放電系統105、305來將所選恢復氣體維持方案應用於氣體放電系統105、305。
在恢復注入方案中，氣體供應系統150、350執行緩衝氣體至氣體放電室135、335A、335B中之至少一者之氣體混合物145中的注入，該注入增大緩衝氣體在氣體放電室135、335A、335B之氣體混合物145中的相對量。舉例而言，在恢復注入方案中，氣體供應系統150、350可更改執行 氣體注入時之時間頻率，或可將與在判定了一或多個所監測操作特性中之任一者在可接受範圍之外之前所抽汲之量不同的量之緩衝氣體抽汲至氣體混合物145中。
氣體供應系統150、350可藉由增大執行氣體注入時之頻率來更改執行氣體注入時之時間頻率。
藉由將比在判定了一或多個所監測操作特性中之任一者在可接受範圍之外之前所抽汲之緩衝氣體少的緩衝氣體抽汲至氣體混合物145中，氣體供應系統150、350可將與在判定了一或多個所監測操作特性中之任一者在可接受範圍之外之前所抽汲之量不同的量之緩衝氣體抽汲至氣體混合物145中。
氣體供應系統150、350在氣體放電室135、335A、335B中之每一者填充有其各別氣體混合物145之後將所選氣體維護方案應用於氣體放電系統105、305。此外，在氣體供應系統150、350已將所選氣體維護方案應用於氣體放電系統105、305之後，控制系統160可發指令給氣體供應系統150、350以對氣體放電室135、335A、335B執行再填充方案。再填充方案包括清空氣體放電系統105、305之氣體放電室135、335A、335B中的每一者；及以來自氣體源351A、351B、351C等中之一或多者的新鮮氣體混合物再填充各氣體放電室135、335A、335B。舉例而言，氣體源351A及351B可用於再填充，且閥系統352可用以調整自各別氣體源351A、351B流動之氣體混合物之間的相對流動速率。
因此，如上文所論述，應用於氣體放電系統105、305之氣體維持方案包括以下參數中之一或多者：待抽汲至氣體混合物145中之組分氣體(諸如，緩衝氣體)的量；及執行組分氣體(諸如，緩衝氣體)至氣體混合物145 中之注入時的時間頻率。
另外，氣體維護方案中之至少一者可為再填充方案，該再填充方案包括清空氣體放電室135、335A、335B中之至少一者及以新鮮氣體混合物145再填充已清空氣體放電室135、335A、335B。
如上文所論述，除了上文所描述之氣體維持方案以外，亦有可能執行恢復維持方案以便確保氣體放電光源100、300繼續在對於輸出設備125可接受之位準下操作。
再次參看圖5，如下，在氣體維持方案500之操作期間或在其之後執行恢復維持子程序530，且子程序530由氣體放電光源100、300執行。控制系統160接收氣體放電光源100、300之由監測系統155量測或監測的一或多個操作特性(535)。控制系統160分析氣體放電光源100、300之彼等操作特性(540)，且基於此分析而判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在將來時間處在可接受範圍之外(545)。若控制系統160判定一或多個所監測操作特性中之任一者將在將來時間處在可接受範圍之外(545)，則控制系統160自可能的恢復氣體維護方案之集合選擇特定恢復氣體維持方案(550)，且藉由增大氣體放電室135、335A、335B中之至少一者的氣體混合物145中之組分氣體(諸如，具有氖氣之緩衝氣體)的相對量來向氣體供應系統150、350發送將所選恢復氣體維持方案應用於氣體放電系統105、305之信號(555)。可藉由將恢復氣體注入方案應用於至少一個氣體放電室135、335A、335B來增大氣體混合物145中之組分氣體的相對量。
可藉由增大執行組分氣體之注入時的時間頻率來將恢復注入方案應用於氣體放電室135、335A、335B，如上文所論述。或者或另外，可藉 由將比在判定了一或多個所監測操作特性中之任一者將在將來時間處在可接受範圍之外之前所抽汲之組分氣體多的組分氣體抽汲至氣體放電室135、335A、335B之氣體混合物145中來將恢復注入方案應用於氣體放電室135、335A、335B。
可監測之氣體放電光源100、300之一例示性操作特性為所需以供應至氣體放電室135、335A、335B中之至少一者中的氣體混合物145之脈衝能量。可監測之氣體放電光源100、300的另一例示性操作特性為自氣體放電室135、335A、335B中之至少一者輸出的經脈衝放大光束120、320、370之能量。
可藉由量測氣體放電光源100、300之一或多個特性來監測此等操作特性。所量測特性包括：供應至氣體放電室中之至少一者的氣體混合物之脈衝能量；自氣體放電室中之至少一者輸出的經脈衝放大光束之能量；供應至氣體放電室中之至少一者之氣體混合物的脈衝能量隨時間推移之改變；及自氣體放電室中之至少一者輸出之經脈衝放大光束的能量隨時間推移之改變。供應至氣體混合物145之脈衝能量與施加至氣體放電室135、335A、335B中之能量源140、340A、340B的電壓直接相關。
藉由監測操作特性(諸如，自氣體放電室中之至少一者輸出的經脈衝放大光束之能量或待供應至一或多個氣體放電室中之氣體混合物的脈衝能量)隨時間推移之改變，有可能弄清操作特性如何隨時間推移改變，及大體上查看瞬時斜率以弄清特性是否在一個方向中快速地上升使得其可在將來時間處在可接受範圍之外。
所量測特性可為所量測特性之平均化值，例如，所量測特性高於供應至氣體混合物145之能量的脈衝之數目(例如，數百或數千)的平均值。 以此方式，可自計算排除錯誤值或離群值以避免在不需要時強加恢復氣體維持方案。
可使用調試性濾波器(諸如，遞回最小平方(RLS)濾波器)平均化所量測特性之值。此濾波器使用所量測特性之平均值以計算預測時間序列之線性模型的瞬時斜率及偏移值，且斜率之值可因此用以判定預測。舉例而言，若控制系統160預測[將所需以供應至氣體放電室135、335A、335B中之至少一者中之氣體混合物145的]脈衝能量中之一或多者及[自氣體放電室135、335A、335B中之至少一者輸出的]經脈衝放大光束120、320、370之能量將在1千萬個脈衝(其為將來時間)中跨越預定各別臨限值，則控制系統160可判定各別所監測操作特性將在將來時間處在可接受範圍之外，且控制系統160向此判定指派為2之錯誤狀態。作為另一實例，若控制系統160預測[將所需以供應至氣體放電室135、335A、335B中之至少一者中之氣體混合物145的]脈衝能量中之一或多者及[自氣體放電室135、335A、335B中之至少一者輸出的]經脈衝放大光束120、320、370之能量將在2千萬個脈衝(其為將來時間)中跨越預定各別臨限值，則控制系統160可判定各別所監測操作特性處於將在將來時間處在可接受範圍之外的風險下，且控制系統160向此判定指派為1之錯誤狀態。若控制系統160向判定指派為1之錯誤狀態，則控制系統160可選擇將標準氣體注入方案應用於氣體放電系統105、305之恢復氣體維持方案(且藉此將氣體注入位準恢復至其基線值－－風險發生之前的值)。若控制系統向判定指派為2之錯誤狀態，則控制系統160除了恢復氣體維持方案以外亦可包括再填充方案，此係因為對於錯誤而言風險將高得多，且應採取更立即且激進之動作集合。
調試性濾波器在其線性模型不與預測良好地擬合時可能需要重設， 此可在存在氣體放電光源100、300之操作條件的改變時發生。調試性濾波器亦可包括遺忘因數，且可在再填充之後即刻初始化所有變數，此係因為斜率可在量值上受到限制且具有有限記憶體(且因此無法極其快速地改變)。
控制系統160可藉由計算操作特性之值來監測氣體放電光源100、300之一或多個操作特性。控制系統160可藉由判定操作特性之所計算值中的任一者是否將在將來時間處在可接受範圍之外來判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在將來時間處在可接受範圍之外。控制系統160可藉由計算操作特性之平均值來計算操作特性之值。
可藉由將再填充方案應用於氣體放電室135、335A、335B來增大氣體放電室135、335A、335B之氣體混合物145中的組分氣體之相對量。再填充方案包括：自氣體放電室135、335A、335B清除氣體混合物145，及以包括組分氣體之新鮮氣體混合物填充氣體放電室135、335A、335B。
控制系統160可藉由判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否有可能在將來時間處在可接受範圍之外來判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在將來時間處在可接受範圍之外。
控制系統160可藉由(例如)判定一或多個所監測操作特性中之每一者的改變速率；及/或判定一或多個所監測操作特性中之每一者的改變速率是否指示所監測操作特性是否有可能在將來時間處在可接受範圍之外來判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在將來時間處在可接受範圍之外。
控制系統160亦可判定一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在將來時間處在另一可接受範圍之外。此外，若控制系統160判定一或多個 所監測操作特性中之任一者將在將來時間處在另一可接受範圍之外，則控制系統160可向氣體供應系統150、350發送將再填充方案應用於至少一個氣體放電室135、335A、335B的信號。再填充方案包括自氣體放電室135、335A、335B清除氣體混合物145，及以包括組分氣體之新鮮氣體混合物145填充經清除氣體放電室。
參看圖6，例示性程序640、645、650由控制系統160執行以用於分析操作特性(540)、基於分析而判定所監測操作特性是否將在將來時間處在可接受範圍之外(545)；及選擇恢復氣體維持方案(550)。
在程序640期間，控制系統對正監測之操作特性中的每一者(535)執行分析(640-1、640-2、…、640-N)。來自彼等各別分析(640-1、640-2、…、640-N)之輸出導引至程序645，其中基於彼等輸出而執行各別判定(645-1、645-2、…、645-N)。若與操作特性1相關之判定發現操作特性1將在將來時間處在範圍之外，則控制系統160選擇與判定相關聯之恢復氣體維持方案(650-1)。類似地，若與操作特性2相關之判定發現操作特性2將在將來時間處在範圍之外，則控制系統160選擇與判定相關聯之恢復氣體維持方案(650-2)。控制系統160接著針對各操作特性審查所選恢復氣體維持方案1、2、…、N中之每一者，且選擇最終恢復氣體維持方案以供輸出。因此，舉例而言，有可能控制系統160判定操作特性中之一者將在第一將來時間處在範圍外部且所有剩餘操作特性將在大於第一將來時間之第二將來時間處在範圍外部。在此情況下，控制系統160可選擇用於整個光源100之恢復氣體維持方案，其需要將所有氣體混合物完全再填充在氣體放電系統105、305之所有腔室中。
參看圖7，針對第一操作特性依序執行例示性程序740-1、745-1、 750-1。此等例示性程序740-1、745-1、750-1可應用於其他操作特性。
程序740-1大體上判定操作特性OC如何隨光源100之使用率(UM)改變。以任何有用單位量測光源之使用率(UM)，且可自最後一次再填充光源室135以後以時間(例如，秒、分鐘、小時等)量測光源之使用率(UM)。在其他實施方案中，藉由自最後一次再填充光源室135時之時間點對經脈衝放大光束120之脈衝或射注的數目進行計數來量測使用率。
此外，程序740-1亦大體上藉由平均化操作特性OC及使用率UM之值來操作，以便監測長期趨勢及捨棄在短時間標度上發生之值的改變。
最初，在程序740-1中，控制系統160執行對於操作特性OC、(可以射注或脈衝之平均數目所量測之)光源使用率UM的預處理平均化(700-1)。平均化確保監測長期趨勢。接著，控制系統160判定平均化操作特性是否為可接受範圍外部之值(705-1)，以便揀選在本質上自下一模型計算瞬變之彼等值。
假定尚未揀選下一值(705-1)，則控制系統160以操作特性OC及使用率UM之平均化值更新使用率UM與操作特性OC之間的擬合模型(710-1)。應注意，在再填充光源100之氣體放電室135中之氣體混合物之後，可一開始將模型設定為標準模型，且接著以遞回方式(使用遞回最小平方程序)以各新平均化值更新模型。在一些實施方案中，模型可為使用率UM與操作特性OC之間的線性擬合。在此情況下，控制系統160在710-1處輸出局部斜率之值(操作特性OC如何隨某一使用率UM改變之量度)及操作特性OC之偏移。在其他實施方案中，模型為使用率UM與操作特性OC之間的非線性擬合，且控制系統160在710-1處輸出模型之係數集合。
控制系統160接下來基於來自經更新模型(710-1)之輸出而預測對於 第一過去使用率UM之操作特性OC的值(715-1)，且基於來自經更新模型(710-1)之輸出而預測對於第二過去使用率UM之操作特性OC的值(720-1)。舉例而言，若模型為線性擬合且經更新模型(710-1)之輸出為表示操作特性OC如何隨使用率UM改變之局部斜率，則預測可量測對應於第一過去使用率UM之操作特性OC(715-1)及對應於第二過去使用率UM之操作特性OC(720-1)。舉例而言，對於第一過去使用率UM之操作特性OC的值(715-1)可為在另外1千萬個脈衝已過去之後的操作特性OC之值(操作特性OC之此值可稱作故障OC)。作為另一實例，對於第一過去使用率UM之操作特性OC的值(715-1)可為在另外2千萬個脈衝已過去之後的操作特性OC之值(操作特性OC之此值可稱作風險OC)。
一旦在715-1、720-1處計算此等經預測值，則對於各預測值是否超出一預定臨限值或多個預定臨限值做出判定(分別為730-1、735-1)。
參看圖8，展示在程序740-1期間之各種輸出的曲線800、805、810。曲線800展示在710-1處所更新之模型中之局部斜率(操作特性OC相對於過去使用率UM之改變)相對於過去使用率UM的值。曲線805展示在720-1處所輸出之第二過去使用率UM之後的操作特性OC之預測值。曲線810展示在715-1處所輸出之第一過去使用率UM之後的操作特性OC之預測值。展示上部臨限值位準815，此係因為操作特性OC在此實例中傾向於往上。若風險信號805跨越上部臨限值位準815，則控制系統160認為存在錯誤將發生之風險且發出第一警告。若風險信號805跨越上部臨限值位準815且故障信號810跨越上部臨限值位準815，則控制系統160認為存在錯誤即將發生且發出第二警告。控制系統160取決於所發出之警告而選擇適當之恢復氣體維持方案。
作為一實例，若所監測之操作特性OC(535)為所需以供應至氣體放電室中之氣體混合物145的脈衝能量，則可藉由監測供應至能量源140之電壓來監測此操作特性。上部臨限值位準815可為1150伏且下部臨限值位準(圖8中未示)可為870伏。作為另一實例，若所監測之操作特性OC(535)為自氣體放電室中之至少一者輸出的經脈衝放大光束之輸出能量，則可直接監測經脈衝放大光束之輸出能量。上部臨限值位準815可為4毫焦耳(mJ)且下部臨限值位準可為0.2mJ。
參看圖4，大體而言，控制系統160包括數位電子電路、電腦硬體、韌體及軟體中之一或多者。控制系統160包括記憶體400，其可為唯讀記憶體及/或隨機存取記憶體。適合於有形地體現電腦程式指令及資料之儲存裝置包括所有形式之非揮發性記憶體，包括(例如)半導體記憶體裝置，諸如EPROM、EEPROM及快閃記憶體裝置；磁碟，諸如內部硬碟及可移磁碟；磁光碟；及CD-ROM磁碟。控制系統160亦可包括一或多個輸入裝置405(諸如，鍵盤、觸控螢幕、麥克風、滑鼠、手持式輸入裝置等)及一或多個輸出裝置410(諸如，揚聲器或監測器)。
控制系統160包括一或多個可程式化處理器415、及有形地體現於用於藉由可程式化處理器(諸如，處理器415)執行之機器可讀儲存裝置中的一或多個電腦程式產品420。一或多個可程式化處理器415可各自執行指令程式以藉由對輸入資料進行操作且產生適當輸出來執行所要功能。一般而言，處理器415自記憶體400接收指令及資料。可藉由經專門設計之ASIC(特殊應用積體電路)來補充前文中的任一者或前文中的任一者可併入於該等ASIC中。
控制系統160包括(例如)各種處理系統，諸如用於自監測系統155接 收資料之系統425、用於分析此資料且決定應進行何種動作之系統430及用於基於自系統430輸出之決定而向氣體供應系統150輸出信號之系統435。此等處理系統中之每一者可為由一或多個處理器(諸如，處理器)執行之電腦程式產品的集合。控制系統160可包括其他處理系統(一般表示為方框440)以用於執行不與氣體維持相關之其他任務。
其他實施方案處於以下申請專利範圍之範疇內。
舉例而言，可由控制系統160判定之氣體放電系統105的一或多個性質可包括自氣體放電系統105輸出之脈衝光束120的性質。可判定之例示性性質包括脈衝光束120之能量、脈衝光束120之光學發散度、及脈衝光束120之頻寬。作為另一實例，可由控制系統160判定之氣體放電系統105的一或多個性質可包括氣體放電系統105操作之效率，可藉由量測脈衝光束120之各種態樣以及供應至能量源140之能量來判定該效率。

Claims (32)

  1. 一種操作包含包括一或多個氣體放電室之一氣體放電系統的一氣體放電光源之方法，各氣體放電室容納一能量源，該方法包含： 以一各別氣體混合物填充該氣體放電系統中之該等氣體放電室中的每一者； 對於各氣體放電室，藉由啟動其能量源來將一脈衝能量供應至該各別氣體混合物，以藉此自該氣體放電室產生一經脈衝放大光束； 判定該氣體放電系統之一或多個性質； 基於該氣體放電系統之該所判定一或多個性質而自複數個可能方案當中選擇一氣體維持方案；以及 將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統； 其中一氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電系統之該氣體放電室相關的一或多個參數。
  2. 如請求項1之方法，其中判定該氣體放電系統之一或多個性質包含判定該氣體放電系統中之該等氣體放電室中的每一者之一或多個性質。
  3. 如請求項1之方法，其中將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統包含將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統之該等氣體放電室中的每一者。
  4. 如請求項1之方法，其中該氣體放電系統包括兩個氣體放電室。
  5. 如請求項1之方法，其中以該各別氣體混合物填充一氣體放電室包含以一增益介質與一緩衝氣體之一混合物填充該氣體放電室。
  6. 如請求項5之方法，其中以該增益介質與該緩衝氣體之該混合物填充一氣體放電室包含以包括一稀有氣體及一鹵素之一增益介質及包括一惰性氣體之一緩衝氣體填充該氣體放電室。
  7. 如請求項6之方法，其中該稀有氣體包括氬氣、氪氣或氙氣；該鹵素包括氟；且該惰性氣體包括氦氣或氖氣。
  8. 如請求項1之方法，其中藉由啟動該脈衝能量之能量源將該脈衝能量供應至一各別氣體混合物包含將一脈衝電壓施加至該氣體放電室內之一對電極，以使得將一電刺激施加至該氣體混合物內之一鹵素。
  9. 如請求項1之方法，其中判定該氣體放電系統之一或多個性質包含基於以下各者中之一或多者而判定該氣體放電系統之該等氣體放電室中的至少一者之一年齡：該氣體放電室已填充有該氣體混合物之次數及已啟動該氣體放電室之該能量源的頻率。
  10. 如請求項1之方法，其中判定該氣體放電系統之該一或多個性質、選擇該氣體維持方案及將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統在正將脈衝能量供應至該一或多個氣體放電室之該氣體混合物時進行。
  11. 如請求項1之方法，其中判定該氣體放電系統之該一或多個性質、選擇該氣體維持方案及將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統在脈衝能量並非正被供應至該等氣體放電室中之任一者的該氣體混合物時進行。
  12. 如請求項1之方法，其中： 自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案包含在判定了該等氣體放電室中之至少一者的一年齡在一第一範圍中時選擇一標準氣體注入方案，且將該所選氣體注入方案應用於該氣體放電系統包含將一緩衝氣體之至少一第一量抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中；以及 自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案包含在判定了該至少一個氣體放電室之一年齡在一第二範圍中時選擇一節約氣體注入方案，且將該所選節約氣體注入方案應用於該氣體放電系統包含將該緩衝氣體之一第二量抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中，該第二量低於該第一量。
  13. 如請求項12之方法，其中自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案包含在判定了該至少一個氣體放電室之一年齡在一第三範圍中時選擇另一節約氣體注入方案，且將該所選氣體注入方案應用於該氣體放電系統包含將該緩衝氣體之一第三量抽汲至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中，該第三量低於該第一量但大於該第二量。
  14. 如請求項13之方法，其中該第一範圍為小於或等於一下限值之一值，該第二範圍為大於該下限值之一值，且該第三範圍為大於一上限值之一值。
  15. 如請求項13之方法，其中該第一範圍為該年齡之一第一值，該第二範圍為該年齡之一第二值，且該第三範圍為該年齡之一第三值。
  16. 如請求項12之方法，其中該第一範圍為該年齡之一第一值且該第二範圍為該年齡之一第二值。
  17. 如請求項12之方法，其中該第二範圍不同於該第一範圍。
  18. 如請求項1之方法，其中： 自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案包含在判定了該等氣體放電室中之至少一者的一年齡在一第一範圍中時選擇一標準氣體注入方案，且將該所選氣體注入方案應用於該氣體放電系統包含在一第一時間頻率下執行一緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一注入；以及 自該複數個可能的氣體維持方案當中選擇該氣體維持方案包含在判定了該至少一個氣體放電室之該年齡在一第二範圍中時選擇一節約氣體注入方案，且將該所選節約氣體注入方案應用於該氣體放電系統包含在不同於該第一時間頻率之一第二時間頻率下執行該緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一注入。
  19. 如請求項18之方法，其中該第二時間頻率小於該第一時間頻率。
  20. 如請求項18之方法，其中執行該緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一注入亦包括將該增益介質之一或多個組分注入至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中。
  21. 如請求項1之方法，其進一步包含： 監測該氣體放電光源之一或多個操作特性； 判定該一或多個所監測操作特性中之任一者是否將在一將來時間處在一可接受範圍之外；以及 若判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一將來時間處在一可接受範圍之外，則選擇一恢復氣體維持方案且將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統。
  22. 如請求項21之方法，其中將該所選恢復氣體維持方案應用於該氣體放電系統包含將一恢復注入方案及一再填充方案中之一或多者應用於該氣體放電系統。
  23. 如請求項22之方法，其中將該所選恢復注入方案應用於該氣體放電系統包含執行一緩衝氣體至該等氣體放電室中之至少一者之該氣體混合物中的一注入，此增大該緩衝氣體在該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的一相對量。
  24. 如請求項23之方法，其中執行增大該緩衝氣體在該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的該相對量的該緩衝氣體至該至少一個氣體放電室之該氣體混合物中的該注入包含以下各者中之一或多者：更改執行該注入時之一時間頻率及將與在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量不同的某一量之緩衝氣體抽汲至該氣體混合物中。
  25. 如請求項24之方法，其中： 更改執行該注入時之該時間頻率包含增大執行該注入時之一頻率；以及 將與在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量不同的該量之緩衝氣體抽汲至該氣體混合物中包含將比在判定了該一或多個所監測操作特性中之任一者將在一可接受範圍之外之前所抽汲的量少的緩衝氣體抽汲至該氣體混合物中。
  26. 如請求項1之方法，其中將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統在該等氣體放電室中之每一者填充有其各別氣體混合物之後進行。
  27. 如請求項26之方法，其進一步包含，在將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統之後對該氣體放電室執行一再填充方案，該再填充方案包含： 清空該氣體放電系統之該等氣體放電室中的每一者；以及 以新鮮氣體混合物再填充各氣體放電室。
  28. 如請求項1之方法，其中一氣體維持方案包括以下參數中之一或多者： 待抽汲至該氣體混合物中之一組分氣體的一量；以及 執行該組分氣體至該氣體混合物中之一注入時的一時間頻率。
  29. 如請求項28之方法，其中該組分氣體為該氣體混合物中之一緩衝氣體，該氣體混合物包括一增益介質。
  30. 如請求項1之方法，其中該等氣體維持方案中之一者為一再填充方案，該再填充方案包括清空該等氣體放電室中之至少一者及以新鮮氣體混合物再填充該已清空氣體放電室。
  31. 一種操作包括一或多個氣體放電室之一氣體放電光源的方法，該方法包含： 以一氣體混合物填充一氣體放電室，該氣體放電室容納一能量源； 藉由啟動該能量源來將一脈衝能量供應至該氣體混合物，以藉此產生一經脈衝放大光束； 判定該氣體放電室之一或多個性質； 基於該氣體放電室之該所判定一或多個性質而自複數個可能的注入方案當中選擇一注入方案；以及 將該所選注入方案應用於該氣體放電室； 其中一注入方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電室相關的一或多個參數。
  32. 一種氣體放電光源，其包含： 一氣體放電系統，其包括一或多個氣體放電室，各氣體放電室容納一能量源且含有包括一增益介質之一氣體混合物；以及 一氣體維持系統，其包含： 一氣體供應系統； 一監測系統；以及 一控制系統，其耦接至該氣體供應系統及該監測系統，且經組態以： 提供啟動各能量源之一信號，以藉此自其氣體放電室產生一經脈衝放大光束； 自該監測系統接收資訊及基於此所接收資訊而判定該氣體放電系統之一或多個性質； 基於該氣體放電系統之該所判定一或多個性質而自複數個可能方案當中選擇一氣體維持方案；以及 向該氣體供應系統提供一信號以藉此將該所選氣體維持方案應用於該氣體放電系統； 其中一氣體維持方案包括與將一或多個補充氣體混合物添加至該氣體放電系統之該等氣體放電室相關的一或多個參數。
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