用于光刻机的能量探测装置制造方法及图纸

一种用于光刻机的能量探测装置，特点在于其构成沿光线前进方向依次是反射镜、积分棒、探测器、探测器信号处理电路、信号采集卡和计算机，所述的积分棒位于所述的反射镜的焦平面，所述的探测器的输出端接所述的探测器信号处理电路的电流信号输入端，该探测器信号处理电路的输出端经所述的信号采集卡与所述的计算机的输入端连接。本发明专利技术采用反射镜将光路折转，可减小光刻机的整机高度。所述的探测器信号处理电路可对窄脉冲信号进行放大、积分和保持，降低了后续信号采集电路的要求，能有效消除信号采集过程中孔径抖动对测量结果的影响；不需从能量探测装置外部输入积分保持电路的同步信号，可有效隔离外部噪声信号，提高能量探测装置的抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于光刻机的能量探测装置，特点在于其构成沿光线前进方向依次是反射镜、积分棒、探测器、探测器信号处理电路、信号采集卡和计算机，所述的积分棒位于所述的反射镜的焦平面，所述的探测器的输出端接所述的探测器信号处理电路的电流信号输入端，该探测器信号处理电路的输出端经所述的信号采集卡与所述的计算机的输入端连接。本专利技术采用反射镜将光路折转，可减小光刻机的整机高度。所述的探测器信号处理电路可对窄脉冲信号进行放大、积分和保持，降低了后续信号采集电路的要求，能有效消除信号采集过程中孔径抖动对测量结果的影响；不需从能量探测装置外部输入积分保持电路的同步信号，可有效隔离外部噪声信号，提高能量探测装置的抗干扰能力。【专利说明】用于光刻机的能量探测装置
本专利技术涉及光刻机，特别是一种用于光刻机的能量探测装置。 技术背景 光学光刻是将掩模板上的图形转移到硅片上的光学曝光过程。光学光刻按照曝光方式的不同，分为接触式光刻、接近式光刻、步进重复投影光刻、步进扫描投影光刻等。步进扫描投影光刻能有效地提高芯片的生产率，已成为主流光刻技术。 光刻装置是一种将所需图案应用于工件目标部分上的装置。这样的工件可包括用于制造半导体器件、多种集成电路、平面显示器、电路板、生物芯片、微机械电子芯片、光电子线路芯片等的基片。通常使用的基片为表面涂有光敏感介质的半导体镜片，玻璃基片或PCB板等。 能量探测装置是一种位于光刻机中实时测量单脉冲能量大小的装置，通过测量光刻机的单脉冲能量大小控制光刻曝光剂量，具体方法是控制多个脉冲的平均波动优于曝光精度的要求。另外，193nm准分子激光器输出的激光脉冲信号宽度只有十几纳秒，单脉冲能量波动大，能量探测装置要实现准确测量，则对探测器信号处理电路有较高要求。 在先技术(孙文凤，罗闻，一种光刻装置能量传感器，CN102914946，2013)给出了一种光刻装置能量传感器，该传感器包括:取样光学部分，由聚光镜、微透镜阵列、石英棒和光阑组成，对照明系统中的光线进行取样；光谱转换部分，由转换晶体和滤光片组成，将取样光线中的深紫外脉冲转换成可见光脉冲；光电转换部分，将可见光脉冲信号转换为电流信号；以及差分放大输出部分，将电流信号放大成电压信号输出。该能量传感器虽然能提高光刻装置的剂量控制性能，但整个装置的长度较大，会加大整个光刻机的高度；仅采用差分放大对光电探测器的信号进行处理，没有对信号进行积分保持，对后续信号采集电路的性能有较高要求，而且测量结果的准确性易受信号采集电路的孔径抖动的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种光刻机的能量探测装置，置于光刻机照明系统的第一个折叠镜后，该装置应用反射镜作为聚光镜，使光路折转，从而降低光刻机的整机高度；提供一种具有对窄脉冲信号进行积分保持的探测器信号处理电路。 本专利技术的技术解决方案如下: 一种用于光刻机的能量探测装置，特点在于其构成沿光线前进方向依次是反射镜、积分棒、探测器、探测器信号处理电路、信号采集卡和计算机，所述的积分棒的入射端面位于所述的反射镜的焦平面，所述的探测器的输出端接所述的探测器信号处理电路的电流信号输入端，该探测器信号处理电路的输出端经所述的信号采集卡与所述的计算机的输入端连接。 所述的反射镜为球面反射镜或非球面反射镜。 所述的探测器为真空紫外探测器，或带波长转换器和滤光片的可见光探测器。 所述的探测器信号处理电路包括前置放大电路、积分保持电路和控制逻辑电路。 所述的前置放大电路由第一电阻、第一电容和第一运算放大器组成，第一运算放大器的同向输入端接地，反向输入端接所述的探测器的电流信号输出端，所述的第一电阻和第一电容并联后连接在所述的第一运算放大器的反向输入端和输出端之间，将探测器输出的电流信号转换成电压脉冲信号； 所述的积分保持电路由信号输入开关、信号放电开关、积分电容和第二运算放大器组成，所述的信号输入开关的一端接所述的第一运算放大器的输出端，另一端接第二运算放大器的反向输入端，控制端接同步信号产生电路的输出端，第二运算放大器的同向输入端接地，所述的信号放电开关和积分电容并联后接在第二运算放大器的反向输入端和输出端之间，所述的信号放电开关的控制端接第二时序产生电路的输出端； 所述的控制逻辑电路由同步信号产生电路、第一时序产生电路和第二时序产生电路组成，所述的同步信号产生电路由电压比较器、+5V电源和可变电阻器组成，其中+5V电源和可变电阻器组成分压电路给同步信号产生电路提供参考电压信号Vref;电压比较器的同相输入端连接所述的第一运算放大器的输出端，获得电压脉冲信号，反向输入端接所述的可变电阻器的滑动抽头，提供参考电压信号，电压比较器的输出端接所述的信号输入开关的控制端和第一时序产生电路的第二触发输入端，电压脉冲信号和参考电压信号经电压比较器得到脉冲同步信号；所述的第一时序产生电路由施密特触发器的第1个施密特触发器、第三电容和第二电阻组成，第1个施密特触发器的第一触发输入端接地，数据清零端连接+5V电源，外部电阻电容端同时连接第三电容和第二电阻的节点，外部电容端连接第三电容的另一端，第二电阻的另一端连接+5V电源，数据输出端连接第二时序产生电路的第一触发输入端，第二时序产生电路由施密特触发器的第2个施密特触发器、第四电容和第三电阻组成，第2个施密特触发器的第二触发输入端和数据清零端连接+5V电源，外部电阻电容端同时连接第四电容和第三电阻的节点，外部电容端连接第四电容的另一端，第三电阻的另一端连接+5V电源，数据输出端连接积分保持电路的信号放电开关的控制端。 所述的探测器信号处理电路中，所述的前置放大电路的作用是将探测器输出的电流信号转换成电压信号，并进行积分放大；所述的积分保持电路的作用是把窄脉冲电压信号进行积分放大和保持，便于后续信号采集；所述的控制逻辑电路的作用是为积分保持电路提供控制逻辑电平信号，其按照信号传输的路径依次为同步信号产生电路、第一时序产生电路和第二时序产生电路，同步信号产生电路采用电压比较器对前置放大电路的输出信号与参考信号进行电压比较得到脉冲同步信号，该信号连接积分保持电路的信号输入控制端和第一时序产生电路的第二触发输入端，第一时序产生电路的输出信号连接第二时序产生电路的第一触发输入端，第二时序产生电路的输出信号连接积分保持电路的信号放电开关的控制端；所述的第一时序产生电路由上升沿信号触发，第二时序产生电路由下降沿信号触发。 本专利技术能量探测装置的工作过程如下: (1)系统上电，初始状态时，探测器信号处理电路的前置放大电路的输出信号为零伏，同步信号产生电路、第一时序产生电路和第二时序产生电路的输出信号均为低电平，积分保持电路的信号输入开关和信号放电开关处于断开状态，信号处理电路的输出信号为零伏；计算机显示的脉冲激光的能量为零； (2)当激光脉冲信号输入，探测器信号处理电路的前置放大电路输出电压脉冲信号，同步信号产生电路的输出信号由低电平变为高电平，积分保持电路的信号输入开关闭合；第一时序产生电路被触发开始计时，其输出信号由低电平变为高电平；第二时序产生电路未被触发，其输出信号保持低电平，积分保持电路的信号放电开关处于断开状态；积分保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光刻机的能量探测装置，特征在于其构成沿光线前进方向依次是反射镜(1)、积分棒(2)、探测器(3)、探测器信号处理电路(4)、信号采集卡(5)和计算机(6)，所述的积分棒(2)的入射端面位于所述的反射镜(1)的焦平面，所述的探测器的输出端接所述的探测器信号处理电路(4)的电流信号输入端，该探测器信号处理电路(4)的输出端经所述的信号采集卡(5)与所述的计算机(6)的输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢承科，王莹，陈明，曾爱军，杨宝喜，黄惠杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31