发明名称 具有气体温度控制的气体放电雷射
摘要 一种气体放电雷射具有快速响应气体温度控制而于丛发脉冲模式操作期间,维持雷射气体温度于预定限度范围内。较佳具体实施例包括一被动温度稳定性具有散热片,散热片暴露于流动雷射气体之表面积至少等于雷射气体热交换器之冷散热片之表面积。较佳具体实施例利用加热元件及冷媒流动控制而使用程式规划成可预期空转期的处理器来调节雷射气体温度。
申请公布号 TW453001 申请公布日期 2001.09.01
申请号 TW089109010 申请日期 2000.06.19
申请人 希玛股份有限公司 发明人 理查C 尤贾多斯基;罗伯特A 夏浓;德米特里 柏格;威廉N 帕特洛;汤姆A 瓦生;保罗S 汤伯生;石原俊彦;卡尔E 泰德斯可二世;唐纳德G 拉生;史帝芬M 哈林顿;理查G 摩顿;詹姆士H 亚索拉;罗杰 奥利微;汤玛士P 杜菲;伊格V 弗门可夫
分类号 H01S3/04 主分类号 H01S3/04
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种附有快速响应气体温度控制之气体放电雷射系统,包含:A.一雷射腔室B.至少二细长电极设置于雷射腔室内;C.一雷射气体容纳于雷射腔室内;D.一风扇用以循环雷射气体介于二细长电极间;E.一快速作用之雷射气体温度控制系统用以当于丛发脉冲模式操作时维持雷射气体温度于预定限度以内。2.如申请专利范围第1项之雷射系统,其中该温度控制系统包含一被动式温度稳定器具有暴露于雷射气体的表面积大于1平方米。3.如申请专利范围第1项之雷射系统,其中该温度控制系统包含一主动式冷却热交换器,界定一热交换器暴露于雷射气体的表面积,该被动式温度稳定器具有表面积等于冷却热交换器表面积。4.如申请专利范围第1项之雷射系统,进一步包含附有水流控制之一水冷式热交换器,其中该温度控制系统包含一处理器程式规划成可于至少一小时时间以连续丛发脉冲模式控制雷射,且水流控制维持恒定,其中气体温度系经由调节通过电极输入雷射气体的电热能而维持稳定。5.如申请专利范围第4项之雷射系统,进一步包含一束切换系统,其中该雷射系配置成交替照明至少二光刻术装置。6.如申请专利范围第5项之雷射系统,其中该束切换系统包含至少一波克(Pockel)单元以及至少一偏振分束器。7.如申请专利范围第1项之雷射系统,其中该至少二电极具有两对电极,以及进一步包含一高电压控制系统程式规划成可对各该两对电极提高电压脉冲因而维持相对恒定的放电热进入雷射腔室内部。8.如申请专利范围第1项之雷射系统,其中该温度控制系统包含一冷媒冷却式热交换器,包含一加热器及一加热器控制系统程式规划成可控制加热器而于丛发脉冲模式操作期间维持雷射气体温度于预定范围内。9.如申请专利范围第8项之雷射系统,其中该加热器控制系统经程式规划成可于空转期之前激励加热器因而于空转期间维持气体温度于预定范围内。10.如申请专利范围第8项之雷射系统,其中该加热器控制系统包含一处理器程式规划成可侦测重复雷射操作因而于雷射停机时间之前基于侦测得的重复操作而事先预测雷射停机时间以及于空转期之前预先激励加热器。11.如申请专利范围第8项之雷射系统,其中该加热器系配置成可直接加热雷射气体。12.如申请专利范围第8项之雷射系统,其中该加热器系配置成可加热冷媒。13.如申请专利范围第1项之雷射系统,进一步包含一冷媒冷却式热交换器及一快速流量控制系统而控制冷媒之流至热交换器。14.如申请专利范围第13项之雷射系统,其中该快速流量控制系统系程式规划成可于空转期之前减低冷媒流量,因而于空转期间维持气体温度于预定范围内。15.如申请专利范围第13项之雷射系统,其中该加热器控制系统包含一处理器程式规划成可侦测重复雷射操作因而于雷射停机时间之前基于侦测得的重复操作而事先预测雷射停机时间以及于空转期之前减少冷媒流量预先激励加热器。16.如申请专利范围第1项之雷射系统,进一步包含一风扇控制系统,该系统经程式规划成可于空转期间提高风扇速度因而可增加风扇加热雷射气体。17.如申请专利范围第1项之雷射系统,其中该温度稳定器包含一腔穴,其中系以相位变更材料至少部分填补。18.如申请专利范围第17项之雷射系统,其中相位变更材料具有相位变更温度于预定气体温度之摄氏数度范围内。19.如申请专利范围第18项之雷射系统,其中该相位变更材料系选自镍、硝酸盐、四氯化矽及偶氮苯组成的组群。20.如申请专利范围第1项之雷射系统,进一步包含一外部冷却式热交换器。21.如申请专利范围第20项之雷射系统,其中该外部冷却式热交换器为水冷式热交换器。22.如申请专利范围第21项之雷射系统,其中该水冷式交换器为双管热交换器,包含一第一管及一第二管,其中该热交换器系配置成水于第一管内部流动方向系与第二管之水流方向相反。23.如申请专利范围第22项之雷射系统,其中于第一管之流动可中止而转换部分热交换器成为被动式温度稳定器。24.如申请专利范围第20项之雷射系统,其中该外部冷却式之热交换器为冷凝冷却式热交换器。25.如申请专利范围第24项之雷射系统,进一步包含一冷媒控制系统具有逆转特色来允许热交换器增加热能给雷射腔室。26.如申请专利范围第24项之雷射系统,其中该冷媒冷却式热交换器包含一冷指。27.如申请专利范围第21项之雷射系统,进一步包含一比例积分微商(PID)控制器。28.如申请专利范围第22项之雷射系统,进一步包含一电动马达驱动风扇,其中由二管送出的水流用以冷却马达。29.如申请专利范围第1项之雷射系统,进一包含一热交换器及一调整式热交换器叶片用以导引流来去于热交换器。图式简单说明:第一图显示用于积体电路光刻术之先前技术准分子雷射之剖面图。第二图显示先前技术雷射之温度控制元件。第三图显示于连续操作时电极上游及下游的雷射温度。第四图显示使用连续丛发脉冲模式操作,于十分之几秒时间之平均雷射气体温度摆荡。第五图显示使用连续丛发脉冲操作模式之趋近电极的气体温度。第六图显示使用丛发脉冲模式及周期性9秒停机时间之数秒时间长度的平均雷射气体温度摆荡。第七图为图表显示流进及流出雷射气体的热能之简化定性估値。第八图A显示具有被动温度之雷射腔室之剖面图。第八图B显示附有一稳定器带有流叶片之雷射腔室之剖面图。第九图显示腔室带有一组额外电极之腔室剖面图。第十图显示供给热能给雷射冷却水之系统。第十一图及第十二图显示预期有空转期之第十图系统之修改例。第十三图显示使用风扇热量来维持温度之系统。第十四图显示含有相位改变材料之接脚之剖面图。第十五图显示附有蒸散冷却之冷却系统。第十六图显示使用PID控制之冷却系统。第十七图A及第十七图B显示U字形管及2管热交换器。第十八图显示单一雷射连续操作用以照明二附有波克(Pockel)单元用于切换的步进器。第十九图A,第十九图B及第十九图C显示温度对雷射性能的影响。第二十图A,第二十图B及第二十图C显示使用具有响应时间约0.26秒之温度感测器之先前技术测试资料。第二十一图A及第二十一图B显示调整式热交换器叶片。
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