用于增强CO2驱动激光器性能的气体质量优化制造技术

功率放大器包括气体激光器腔室、气体激光器功率源、催化剂腔室、反馈装置和处理器。气体激光器腔室被配置为容纳流动气体混合物。气体激光器功率源被耦合到气体激光器腔室，并且被配置为向流动气体混合物提供能量以输出激光束。催化剂腔室被耦合到气体激光器腔室并且包括催化剂，该催化剂被配置为对流动气体混合物中的离解分子进行再氧化。反馈装置被耦合到气体激光器腔室和/或激光束，并且被配置为测量功率放大器的特性。处理器被耦合到催化剂腔室和反馈装置。该处理器被配置为基于经测量的特性来调整流动气体混合物于催化剂腔室中的催化剂的暴露量。化剂的暴露量。化剂的暴露量。

Gas quality optimization for enhancing the performance of CO2 driven lasers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强CO2驱动激光器性能的气体质量优化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月3日提交的题为“GAS QUALITY OPTIMIZATION FOR ENHANCED CO2 DRIVE LASER PERFORMANCE”的美国申请62/942,789的优先权，该美国申请通过引用被整体并入本文中。


[0003]本公开涉及例如用于光刻设备和系统的功率放大器设备和系统。

技术介绍

[0004]光刻设备是被构造为将期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模、掩模版)的图案投影到被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。
[0005]为了在衬底上投影图案，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4至20nm范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成较小特征。
[0006]EUV辐射可以通过将材料转换成发射EUV辐射的等离子体态来产生。经放大的光束可以用于产生EUV等离子体源。红外激光器可以在驱动激光器输入功率和输出EUV功率之间产生高转换效率。
[0007]然而，在气体激光器的高功率放电期间，激光器气体混合物的分子会离解并污染功率放大器。此外，激光器气体混合物中的这种污染会不利地影响激光器性能并使功率放大器随时间退化。/>
技术实现思路

[0008]因此，需要减少激光器气体混合物分子的离解和功率放大器随时间的退化，并且监测和动态控制在功率放大器中的激光器气体混合物的质量。
[0009]在一些实施例中，用于激光器的功率放大器包括气体激光器腔室、气体激光器功率源、催化剂腔室、反馈装置和处理器。气体激光器腔室被配置为容纳流动气体混合物。气体激光器功率源被耦合到气体激光器腔室，并且被配置为向流动气体混合物提供能量以输出激光束。催化剂腔室被耦合到气体激光器腔室并且包括催化剂，该催化剂被配置为对流动气体混合物中的离解分子进行再氧化。反馈装置被耦合到气体激光器腔室和/或激光束，并且被配置为测量功率放大器的特性。处理器被耦合到催化剂腔室和反馈装置。该处理器被配置为：基于经测量的特性来调整流动气体混合物于催化剂腔室中的催化剂的暴露量，和/或基于经测量的特性来调整流动气体混合物中的一种或多种组分通过气体激光器腔室的流量，和/或基于经测量的特性来调整催化剂腔室中的催化剂的温度。
[0010]在一些实施例中，处理器被配置为：基于经测量的特性来调整流动气体混合物于
催化剂腔室中的催化剂的暴露量。在一些实施例中，处理器被配置为：基于经测量的特性来调整流动气体混合物中的一种或多种组分通过气体激光器腔室的流量。在一些实施例中，处理器被配置为：基于经测量的特性来调整催化剂腔室中的催化剂的温度。
[0011]在一些实施例中，特性包括激光束的输出功率。在一些实施例中，特性包括激光束的增益。在一些实施例中，特性包括气体激光器腔室中的流动气体混合物的组分的浓度。在一些实施例中，特性包括光谱特征。在一些实施例中，特性包括色谱特征和/或质谱特征。
[0012]在一些实施例中，反馈装置包括光学光谱仪。在一些实施例中，反馈装置包括气体传感器。在一些实施例中，气体传感器包括催化探针，该催化探针被配置为选择性地对流动气体混合物中的一种或多种组分的浓度进行测量。在一些实施例中，反馈装置包括残余气体分析器(RGA)。在一些实施例中，反馈装置包括气相色谱仪和/或质谱仪。在一些实施例中，反馈装置包括光学检测器。
[0013]在一些实施例中，催化剂包括霍加拉特(hopcalite)、Co3O4、钯、铂、铱、铜、金和/或它们的组合或子组合。在一些实施例中，催化剂腔室包括鼓风机和温度控制模块，该鼓风机被配置为调整催化剂腔室中的流量，该温度控制模块被配置为调整催化剂的温度以调整再结合的速率。
[0014]在一些实施例中，处理器被配置为：对流动气体混合物的流速进行调制，以稳定激光束的输出功率。在一些实施例中，处理器被配置为：实时调整流动气体混合物于催化剂腔室中的催化剂的暴露量。在一些实施例中，处理器被配置为：实时调整催化剂腔室中的流量和/或催化剂腔室中的催化剂的温度。
[0015]在一些实施例中，流动气体混合物包括一种或多种组分。在一些实施例中，流动气体混合物包括CO2、He和N2。
[0016]在一些实施例中，功率放大器还包括鼓风机，该鼓风机被耦合到气体激光器腔室，并且被配置为推动流动气体混合物通过气体激光器腔室。在一些实施例中，功率放大器还包括质量流量控制器，该质量流量控制器被耦合到气体激光器腔室，并且被配置为调整流动气体混合物的流速。在一些实施例中，质量流量控制器被配置为调整流动气体混合物的一种或多种组分中的每种组分的流速。在一些实施例中，功率放大器还包括热交换器，该热交换器被耦合到气体激光器腔室，并且被配置为降低流动气体混合物的温度。
[0017]在一些实施例中，一种对用于激光器的功率放大器中的流动气体混合物进行优化和/或计算以输出激光束的方法包括：利用反馈装置来测量功率放大器的特性，该反馈装置被耦合到流动气体混合物和/或激光束。在一些实施例中，该方法还包括：基于经测量的特性来调整流动气体混合物于催化剂腔室中的催化剂的暴露量，该催化剂腔室被耦合到流动气体混合物，和/或基于经测量的特性来调整流动气体混合物中的一种或多种组分的流量，和/或基于经测量的特性来调整催化剂腔室中的催化剂的温度。在一些实施例中，该方法还包括：当达到特性的阈值时绕过催化剂腔室。
[0018]在一些实施例中，该方法包括：基于经测量的特性来调整流动气体混合物于催化剂腔室中的催化剂的暴露量。在一些实施例中，该方法包括：基于经测量的特性来调整流动气体混合物中的一种或多种组分的流量。在一些实施例中，该方法包括：基于经测量的特性来调整催化剂腔室中的催化剂的温度。
[0019]在一些实施例中，调整暴露量包括：调整被耦合到催化剂腔室的一个或多个节流
阀。在一些实施例中，调整一个或多个节流阀包括：调整气动致动器。在一些实施例中，调整流量包括：调整质量流量控制器和鼓风机，该鼓风机被耦合到流动气体混合物。
[0020]在一些实施例中，测量包括：利用光学检测器来测量激光束的输出功率和/或增益。在一些实施例中，测量包括：利用气体传感器来测量气体激光器腔室和/或催化剂腔室中的流动气体混合物中的一种或多种组分的浓度。在一些实施例中，测量包括：利用光学光谱仪来测量流动气体混合物的光谱特征。在一些实施例中，测量包括：利用残余气体分析仪(RGA)、气相色谱仪和/或质谱仪来测量色谱特征和/或质谱特征。
[0021]下面参考附图详细描述实施例的其他特征和示例性方面以及各种实施例的结构和操作。应注意，实施例不限于本文中所描述的具体实施例。本文中所呈现的这些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于激光器的功率放大器，所述功率放大器包括：气体激光器腔室，被配置为容纳流动气体混合物；气体激光器功率源，被耦合到所述气体激光器腔室，并且被配置为向所述流动气体混合物供应能量以输出激光束；催化剂腔室，被耦合到所述气体激光器腔室并且包括催化剂，所述催化剂被配置为对所述流动气体混合物中的离解分子进行再氧化；反馈装置，被耦合到所述气体激光器腔室和/或所述激光束，并且被配置为测量所述功率放大器的特性；以及处理器，被耦合到所述催化剂腔室和所述反馈装置，其中所述处理器被配置为：(a)基于经测量的所述特性，对所述流动气体混合物于所述催化剂腔室中的所述催化剂的暴露量进行调整；和/或(b)基于经测量的所述特性，对所述流动气体混合物中的一种或多种组分通过所述气体激光器腔室的流量进行调整；和/或(c)基于经测量的所述特性，对所述催化剂腔室中的所述催化剂的温度进行调整。2.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述特性包括所述激光束的输出功率。3.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述特性包括所述激光束的增益。4.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述特性包括所述气体激光器腔室中的所述流动气体混合物的组分的浓度。5.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述特性包括光谱特征。6.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述特性包括色谱特征和/或质谱特征。7.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述反馈装置包括光学光谱仪。8.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述反馈装置包括气体传感器。9.根据权利要求8所述的功率放大器，其中所述气体传感器包括催化探针，所述催化探针被配置为选择性地对所述流动气体混合物中的一种或多种组分的浓度进行测量。10.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述反馈装置包括残余气体分析器(RGA)。11.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述反馈装置包括气相色谱仪和/或质谱仪。12.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述反馈装置包括光学检测器。13.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述催化剂包括霍加拉特、Co3O4、钯、铂、铱、铜、金、和/或它们的组合或子组合。14.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述催化剂腔室包括鼓风机和温度控制模块，所述鼓风机被配置为对所述催化剂腔室中的流量进行调整，所述温度控制模块被配置为调整所述催化剂的温度以调整再结合的速率。15.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述处理器被配置为：对所述流动气体混合物的流速进行调制，以稳定所述激光束的输出功率。16.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述处理器被配置为：对所述流动气体混合物于所述催化剂腔室中的所述催化剂的暴露量进行实时调整。17.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述处理器被配置为：对所述催化剂腔室
中的流量和/或所述催化剂腔室中的所述催化剂的温度进行实时调整。18.根据权利要求1所述的功率放大器，其中所述流动气体混合物包括一种或多种组分。19.根据权利要求18所述的功率放大器，其中所述流动气体混合物包括CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，黄壮雄，夏寒，U，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：