用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置的製作方法

2023-05-07 11:15:36 1

專利名稱：用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及準分子雷射器，特別是一種用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置。窄線寬準分子雷射器，如ArF雷射器或者KrF雷射器，是目前深紫外波段主要的光刻光源。本實用新型公開的線寬連續調節裝置便實用，結構簡單，可在一定線寬範圍內對準分子雷射器線寬進行連續調節，並實現光譜線寬的穩定控制。
背景技術：
光刻光源的線寬直接影響半導體光刻的特徵尺寸，所以在半導體光刻領域對雷射線寬的精確控制非常重要。在先技術[us 8259764 B2] 一般採用給中階梯光柵施加應力的裝置改變雷射到達光柵的波前和入射角，從而達到微調線寬的目的。然而該裝置結構複雜，在空間有限的線寬壓窄模塊內裝調困難。另外，光柵長期處於形變狀態會影響其使用壽命。在先技術[US20020031158 Al]中也使用了狹縫裝置來壓窄雷射器光譜線寬，但其狹縫寬度不可調節，所以無法對雷射器線寬進行調節和精確控制。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置，該裝置能對準分子雷射器輸出雷射的線寬進行穩定的控制，具有使用方便、結構簡單、可在一定線寬範圍內對準分子雷射器線寬進行連續調節。本實用新型的技術解決方案如下:一種用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置，其特徵在於:該裝置由分光器、可調狹縫、高精度光譜儀、線寬反饋控制系統組成，上述各部分的位置關係如下:準分子雷射器由耦合輸出鏡、放電腔、線寬壓窄模塊組成，所述的分光器置於所述的窄線寬準分子雷射器的耦合輸出鏡之外，所述的可調狹縫置於所述的輸出鏡放電腔與耦合輸出鏡之間，或放電腔與線寬壓窄模塊之間；或置於所述的放電腔與耦合輸出鏡之間和放電腔與線寬壓窄模塊之間，所述的分光器將輸出的雷射分為透射的第一光束和反射的第二光束，所述的第一光束作為主要能量輸出，第二光束作為探測光入射到高精度光譜儀，高精度光譜儀實時測量到的雷射線寬值由所述的線寬反饋控制系統進行數據處理，並根據計算結果相應調節所述的可調狹縫的寬度，從而改變雷射的線寬，最終實現雷射線寬的穩定控制。所述的可調狹縫的數量為I或2，將I個可調狹縫置於所述的窄線寬準分子雷射器的輸出鏡放電腔與耦合輸出鏡之間，或放電腔與線寬壓窄模塊之間；或將2個可調狹縫分別置於所述的放電腔與耦合輸出鏡之間和放電腔與線寬壓窄模塊之間。所述的可調狹縫寬度在水平方向可調，調節範圍為I毫米 5毫米。所述的第一光束和第二光束的分光比為:95 80%:5 20%。所述的高精度光譜儀(3)的光譜解析度0.01皮米 I皮米；
所述的線寬反饋控制系統是一臺計算機，對高精度光譜儀)的實測光譜線寬進行數據處理，並根據處理結果顯示相應的線寬值、與目標線寬的差值、可調狹縫的調節量。本實用新型的技術效果如下:本實用新型公開的窄線寬準分子雷射器線寬連續可調的方法，方便實用，不改變線寬壓窄模塊內機械件結構，裝調簡易，可在一定線寬範圍內對準分子雷射器的線寬進行連續調節，並實現雷射線寬的穩定控制。

圖1為本實用新型用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置實施例1的示意圖圖2為窄線寬準分子雷射器結構示意圖圖3為本實用新型實施例1可調狹縫在窄線寬準分子雷射器位置示意圖圖4為本實用新型實施例2為可調狹縫在窄線寬準分子雷射器位置示意圖圖5為本實用新型實施例3可調狹縫在窄線寬準分子雷射器位置示意圖圖6為窄線寬準分子雷射器光譜線寬隨狹縫寬度變化關係圖圖中:I 一分光器、2—可調狹縫、3 —聞精度光譜儀、4 一線寬反饋控制系統、5—第一光束、6—第二光束、7—耦合輸出鏡、8—放電腔、9 一線寬壓窄模塊
圖中實線表示光路，虛線僅表示線路或連接關係。
具體實施方式
請參閱圖1，圖1為用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置圖，由圖可見，本實用新型用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置，其特徵在於:該裝置由分光器
1、可調狹縫2、高精度光譜儀3、線寬反饋控制系統4組成，上述各部分的位置關係如下:準分子雷射器由耦合輸出鏡7、放電腔8、線寬壓窄模塊9組成，所述的分光器I置於所述的窄線寬準分子雷射器的耦合輸出鏡7之外，所述的可調狹縫2置於所述的窄線寬準分子雷射器中，所述的分光器I將輸出的雷射分為透射的第一光束5和反射的第二光束6，所述的第一光束5作為主要能量輸出，第二光束6作為探測光入射到高精度光譜儀3，高精度光譜儀3實時測量到的雷射線寬值送所述的線寬反饋控制系統4進行數據處理，根據計算結果相應調節所述的可調狹縫2的寬度，從而改變雷射的線寬，最終實現雷射線寬的穩定控制。所述的窄線寬準分子雷射器由耦合輸出鏡7、放電腔8、線寬壓窄模塊9組成。如圖2所示。圖3為本實用新型實施例1可調狹縫在窄線寬準分子雷射器位置示意圖，將一個可調狹縫2置於放電腔8與線寬壓窄模塊9之間。圖4為本實用新型實施例2可調狹縫在窄線寬準分子雷射器位置示意圖，將一個可調狹縫2置於所述的放電腔8與耦合輸出鏡7之間。圖5為本實用新型實施例3可調狹縫在窄線寬準分子雷射器位置示意圖，將2個可調狹縫2分別置於所述的放電腔⑶與耦合輸出鏡(7)之間和放電腔⑶與線寬壓窄模塊(9)之間。[0030]所述的可調狹縫寬度在水平方向可調，調節範圍為I毫米飛毫米。所述的第一光束5和第二光束6的分光比為:95 80%:5 20%。所述的高精度光譜儀3的光譜解析度0.01皮米 I皮米；所述的線寬反饋控制系統4是一臺計算機，對高精度光譜儀3的實測光譜線寬進行數據處理，並根據處理結果顯示相應的線寬值、與目標線寬的差值、可調狹縫(2)的調節量。據計算結果相應調節可調狹縫的寬度從而改變雷射的線寬，最終實現雷射線寬的穩定控制。所述的可調狹縫2放置在雷射器放電腔8的兩側，通過連續調節狹縫裝置的狹縫寬度改變雷射的發散角，從而實現輸出雷射器的光譜線寬在一定範圍內連續可調。所述的線寬反饋控制系統是一臺計算機，對高精度光譜儀的實測光譜線寬進行數據處理，並根據處理結果顯示相應的線寬值、與目標線寬的差值、可調狹縫的調節量等參數。利用可調狹縫裝置調節線寬的原理如下:在由多個稜鏡與光柵相組合的線寬壓窄系統中，輸出雷射的線寬的半高寬度(FffHM)可以由下式決定[US 20020186741 Al]:
權利要求1.一種用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置，其特徵在於:該裝置由分光器(I)、可調狹縫(2)、高精度光譜儀(3)、線寬反饋控制系統(4)組成，上述各部分的位置關係如下: 準分子雷射器由耦合輸出鏡(7)、放電腔(8)、線寬壓窄模塊(9)組成，所述的分光器(I)置於所述的窄線寬準分子雷射器的耦合輸出鏡(7)之外，所述的可調狹縫(2)置於所述的窄線寬準分子雷射器中，所述的分光器(I)將輸出的雷射分為透射的第一光束(5)和反射的第二光束(6),所述的第一光束(5)作為主要能量輸出，第二光束(6)作為探測光入射到高精度光譜儀(3)，高精度光譜儀(3)實時測量到的雷射線寬值由所述的線寬反饋控制系統(4)進行數據處理，根據計算結果相應調節所述的可調狹縫(2)的寬度，從而改變雷射的線寬，最終實現雷射線寬的穩定控制。
2.根據權利要求1所述的線寬穩定控制裝置，其特徵在於所述的可調狹縫(2)的數量為I或2，將I個可調狹縫(2)置於所述的窄線寬準分子雷射器的輸出鏡放電腔(8)與耦合輸出鏡(7)之間，或放電腔⑶與線寬壓窄模塊(9)之間；將2個可調狹縫⑵分別置於所述的放電腔(7)與耦合輸出鏡⑶之間和放電腔⑶與線寬壓窄模塊(9)之間。
3.根據權利要求1所述的線寬穩定控制裝置，其特徵在於所述的可調狹縫寬度在水平方向可調，調節範圍為I毫米 5毫米。
4.根據權利要求1所述的線寬穩定控制裝置，其特徵在於所述的第一光束(5)和第二光束(6)的分光比為:95 80%:5 20%。
5.根據權利要求1所述的線寬穩定控制裝置，其特徵在於所述的高精度光譜儀(3)的光譜解析度0.01皮米皮米；
6.根據權利要 求1至5任一項所述的線寬穩定控制裝置，其特徵在於所述的線寬反饋控制系統(4)是一臺計算機，對高精度光譜儀(3)的實測光譜線寬進行數據處理，並根據處理結果顯示相應的線寬值、與目標線寬的差值、可調狹縫(2)的調節量。
專利摘要一種用於窄線寬準分子雷射器的線寬穩定控制裝置，該裝置由分光器、可調狹縫、高精度光譜儀、線寬反饋控制系統組成。本實用新型能對準分子雷射器輸出雷射的線寬進行穩定的控制，具有使用方便、結構簡單、對準分子雷射器線寬連續調節的特點。
文檔編號H01S3/13GK203135206SQ201320009058
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月8日 優先權日2013年1月8日
發明者袁志軍, 張海波, 周軍, 樓祺洪, 魏運榮 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所