專利名稱：用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及準分子激光器，特別是一種用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置。窄線寬準分子激光器，如ArF激光器或者KrF激光器，是目前深紫外波段主要的光刻光源。本發(fā)明公開的線寬連續(xù)調(diào)節(jié)裝置便實用，結(jié)構(gòu)簡單，可在一定線寬范圍內(nèi)對準分子激光器線寬進行連續(xù)調(diào)節(jié)，并實現(xiàn)光譜線寬的穩(wěn)定控制。
背景技術(shù)：
光刻光源的線寬直接影響半導(dǎo)體光刻的特征尺寸，所以在半導(dǎo)體光刻領(lǐng)域?qū)す饩€寬的精確控制非常重要。在先技術(shù)[US8259764 B2] 一般采用給中階梯光柵施加應(yīng)力的裝置改變激光到達光柵的波前和入射角，從而達到微調(diào)線寬的目的。然而該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在空間有限的線寬壓窄模塊內(nèi)裝調(diào)困難。另外，光柵長期處于形變狀態(tài)會影響其使用壽命。在先技術(shù)[US20020031158 Al]中也使用了狹縫裝置來壓窄激光器光譜線寬，但其狹縫寬度不可調(diào)節(jié)，所以無法對激光器線寬進行調(diào)節(jié)和精確控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置，該裝置能對準分子激光器輸出激光的線寬進行穩(wěn)定的控制，具有使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、可在一定線寬范圍內(nèi)對準分子激光器線寬進行連續(xù)調(diào)節(jié)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:一種用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于:該裝置由分光器、可調(diào)狹縫、高精度光譜儀、線寬反饋控制系統(tǒng)組成，上述各部分的位置關(guān)系如下:準分子激光器由耦合輸出鏡、放電腔、線寬壓窄模塊組成，所述的分光器置于所述的窄線寬準分子激光器的耦合輸出鏡之外，所述的可調(diào)狹縫置于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；或置于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激光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激光線寬值由所述的線寬反饋控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，并根據(jù)計算結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)所述的可調(diào)狹縫的寬度，從而改變激光的線寬，最終實現(xiàn)激光線寬的穩(wěn)定控制。所述的可調(diào)狹縫的數(shù)量為I或2，將I個可調(diào)狹縫置于所述的窄線寬準分子激光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?qū)?個可調(diào)狹縫分別置于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(diào)狹縫寬度在水平方向可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為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)的光譜分辨率0.01皮米 I皮米；所述的線寬反饋控制系統(tǒng)是一臺計算機，對高精度光譜儀)的實測光譜線寬進行數(shù)據(jù)處理，并根據(jù)處理結(jié)果顯示相應(yīng)的線寬值、與目標線寬的差值、可調(diào)狹縫的調(diào)節(jié)量。本發(fā)明的技術(shù)效果如下:本發(fā)明公開的窄線寬準分子激光器線寬連續(xù)可調(diào)的方法，方便實用，不改變線寬壓窄模塊內(nèi)機械件結(jié)構(gòu)，裝調(diào)簡易，可在一定線寬范圍內(nèi)對準分子激光器的線寬進行連續(xù)調(diào)節(jié)，并實現(xiàn)激光線寬的穩(wěn)定控制。


圖1為本發(fā)明用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置實施例1的示意2為窄線寬準分子激光器結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明實施例1可調(diào)狹縫在窄線寬準分子激光器位置示意4為本發(fā)明實施例2為可調(diào)狹縫在窄線寬準分子激光器位置示意5為本發(fā)明實施例3可調(diào)狹縫在窄線寬準分子激光器位置示意6為窄線寬準分子激光器光譜線寬隨狹縫寬度變化關(guān)系中:I 一分光器、2—可調(diào)狹縫、3 —聞精度光譜儀、4 一線寬反饋控制系統(tǒng)、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(guān)系。
具體實施例方式請參閱圖1，圖1為用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置圖，由圖可見，本發(fā)明用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于:該裝置由分光器1、可調(diào)狹縫2、高精度光譜儀3、線寬反饋控制系統(tǒng)4組成，上述各部分的位置關(guān)系如下:準分子激光器由耦合輸出鏡7、放電腔8、線寬壓窄模塊9組成，所述的分光器I置于所述的窄線寬準分子激光器的耦合輸出鏡7之外，所述的可調(diào)狹縫2置于所述的窄線寬準分子激光器中，所述的分光器I將輸出的激光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實時測量到的激光線寬值送所述的線寬反饋控制系統(tǒng)4進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)計算結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)所述的可調(diào)狹縫2的寬度，從而改變激光的線寬，最終實現(xiàn)激光線寬的穩(wěn)定控制。所述的窄線寬準分子激光器由耦合輸出鏡7、放電腔8、線寬壓窄模塊9組成。如圖2所示。圖3為本發(fā)明實施例1可調(diào)狹縫在窄線寬準分子激光器位置示意圖，將一個可調(diào)狹縫2置于放電腔8與線寬壓窄模塊9之間。圖4為本發(fā)明實施例2可調(diào)狹縫在窄線寬準分子激光器位置示意圖，將一個可調(diào)狹縫2置于所述的放電腔8與耦合輸出鏡7之間。圖5為本發(fā)明實施例3可調(diào)狹縫在窄線寬準分子激光器位置示意圖，將2個可調(diào)狹縫2分別置于所述的放電腔(8)與耦合輸出鏡(7)之間和放電腔(8)與線寬壓窄模塊
(9)之間。所述的可調(diào)狹縫寬度在水平方向可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為I毫米 5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的光譜分辨率0.01皮米 I皮米；所述的線寬反饋控制系統(tǒng)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(shù)據(jù)處理，并根據(jù)處理結(jié)果顯示相應(yīng)的線寬值、與目標線寬的差值、可調(diào)狹縫(2)的調(diào)節(jié)量。據(jù)計算結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)可調(diào)狹縫的寬度從而改變激光的線寬，最終實現(xiàn)激光線寬的穩(wěn)定控制。所述的可調(diào)狹縫2放置在激光器放電腔8的兩側(cè)，通過連續(xù)調(diào)節(jié)狹縫裝置的狹縫寬度改變激光的發(fā)散角，從而實現(xiàn)輸出激光器的光譜線寬在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。所述的線寬反饋控制系統(tǒng)是一臺計算機，對高精度光譜儀的實測光譜線寬進行數(shù)據(jù)處理，并根據(jù)處理結(jié)果顯示相應(yīng)的線寬值、與目標線寬的差值、可調(diào)狹縫的調(diào)節(jié)量等參數(shù)。利用可調(diào)狹縫裝置調(diào)節(jié)線寬的原理如下:在由多個棱鏡與光柵相組合的線寬壓窄系統(tǒng)中，輸出激光的線寬的半高寬度(FffHM)可以由下式?jīng)Q定[US 20020186741 Al]:
權(quán)利要求
1.一種用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于:該裝置由分光器(I)、可調(diào)狹縫(2)、高精度光譜儀(3)、線寬反饋控制系統(tǒng)(4)組成，上述各部分的位置關(guān)系如下: 準分子激光器由耦合輸出鏡(7)、放電腔(8)、線寬壓窄模塊(9)組成，所述的分光器(I)置于所述的窄線寬準分子激光器的耦合輸出鏡(7)之外，所述的可調(diào)狹縫(2)置于所述的窄線寬準分子激光器中，所述的分光器(I)將輸出的激光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)實時測量到的激光線寬值由所述的線寬反饋控制系統(tǒng)(4)進行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)計算結(jié)果相應(yīng)調(diào)節(jié)所述的可調(diào)狹縫(2)的寬度，從而改變激光的線寬，最終實現(xiàn)激光線寬的穩(wěn)定控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于所述的可調(diào)狹縫(2)的數(shù)量為I或2，將I個可調(diào)狹縫(2)置于所述的窄線寬準分子激光器的輸出鏡放電腔(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(diào)狹縫⑵分別置于所述的放電腔(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(jù)權(quán)利要求1所述的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于所述的可調(diào)狹縫寬度在水平方向可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為I毫米 5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于所述的第一光束(5)和第二光束(6)的分光比為:95 80%:5 20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于所述的高精度光譜儀(3)的光譜分辨率0.01皮米皮米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的線寬穩(wěn)定控制裝置，其特征在于所述的線寬反饋控制系統(tǒng)(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(shù)據(jù)處理，并根據(jù)處理結(jié)果顯示相應(yīng)的線寬值、與目標線寬的差值、可調(diào)狹縫(2)的調(diào)節(jié)量。
全文摘要
一種用于窄線寬準分子激光器的線寬穩(wěn)定控制裝置，該裝置由分光器、可調(diào)狹縫、高精度光譜儀、線寬反饋控制系統(tǒng)組成。本發(fā)明能對準分子激光器輸出激光的線寬進行穩(wěn)定的控制，具有使用方便、結(jié)構(gòu)簡單、對準分子激光器線寬連續(xù)調(diào)節(jié)的特點。
文檔編號H01S3/136GK103078247SQ20131000631
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者袁志軍, 張海波, 周軍, 樓祺洪, 魏運榮 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所