一种双探测器波长测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双探测器波长测量装置和方法，其中，所述波长测量装置包括：Fabry‑Perot标准具，用于接收光源输出的光束并产生干涉条纹；第一探测器，用于探测所述Fabry‑Perot标准具产生的干涉条纹；第二探测器，与所述第一探测器平行布置，用于探测所述Fabry‑Perot标准具产生的干涉条纹；处理器，用于根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述光源的波长。

【技术实现步骤摘要】
一种双探测器波长测量装置和方法
本专利技术波长测量
，特别涉及一种波长测量装置和方法。
技术介绍
准分子激光器因为能量大、波长短、线宽窄成为高精度光刻机的主要光源，常用的准分激光器有ArF准分子激光器和KrF准分子激光器，其中，ArF准分子激光器的中心波长在193.4nm，KrF准分子激光器的中心波长在248.3nm。根据光的衍射理论可知，激光器的波长越短成像的光斑越小，光刻机就可以曝光出更细的线条，这样减小芯片的体积，提升了芯片的性能。投影物镜是光刻机中的核心元件，它把掩模版上的图案缩小并投影到硅片上，这样就在硅片上得到了特定图案分布。投影物镜对激光器的波长十分敏感，波长的变化会引起投影物镜最佳焦平面的改变，从而使曝光的线条的尺寸变大，影响芯片生产的良率，因此光刻机要求准分子激光器有很高的波长稳定性。对于110nm工艺节点，要求激光器的中心波长稳定性高于0.05pm，而对于28nm工艺节点，要求激光器的中心波长稳定性高于0.03pm，这就要求激光器内部具有fm级波长测量装置，通过波长测量装置实时测量激光器的波长，并进行闭环控制，实现中心波长的高稳定性。Fabry-Perot标准具(以下简称FP标准具)是一种高精度的光学元件，由两片高度平行的高反镜组成，具有极高的光谱分辨率，因为其体积小，光谱分辨率高，是在线测量激光器波长的主要方法。在专利US6539046、US6317448和CN109073463中，在准分子激光器内通过分束镜，将光束照射到FP标准具上，之后将FP标准具产生的多束干涉条纹成像在CCD上，通过计算干涉条纹的峰值位置，得到激光器的波长，并对激光器的波长闭环反馈，保证了激光器的波长稳定性。为了实现单脉冲波长测量，上述专利中均采用线阵CCD为探测器，线阵CCD能够探测并存储一条线上的光强分布，而FP标准具的干涉条纹为一系列同心圆组成，为了提高中心波长的测量精度，要求线阵CCD正好位于干涉条纹同心圆的直径上。在专利US7411686中提出了一种FP标准具装调方法，利用附加的光电二极管，辅助探测干涉条纹的中心，并调整FP标准具或CCD的位置使干涉条纹的中心位于探测器CCD上。该方法可以在装调过程中保证FP标准具的位置，提高了波长的测量精度，然而，在激光器的日常使用中，无法在线调整FP标准具或CCD的位置的漂移，影响波长测量的长期精度和稳定性。基于FP标准具的波长测量装置在使用过程时需要对FP标准具和CCD的位置进行装调和对准，在需要额外的校准工作量，装调时间长，技术难度大，且无法长期保障FP标准具和CCD的位置，影响波长的测量精度和稳定性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种一种双探测器波长测量装置和方法，以便解决上述问题的至少之一。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种双探测器波长测量装置，包括：Fabry-Perot标准具，用于接收光源输出的光束并产生干涉条纹；第一探测器，用于探测所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹；第二探测器，与所述第一探测器平行布置，用于探测所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹；处理器，用于根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述光源的波长。进一步的，所述处理器用于根据所述第一探测器探测的干涉条纹的峰值所对应的几何位置的差，以及所述第二探测器探测的干涉条纹的峰值所对应的几何位置的差确定干涉条纹的半径，并根据所述干涉条纹的半径确定所述光源的波长。进一步的，还包括：会聚镜，位于所述Fabry-Perot标准具与所述第一探测器、第二探测器之间，用于接收所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹，并将所述干涉条纹聚焦到所述第一探测器和第二探测器上。进一步的，所述Fabry-Perot标准具包括第一高反镜和第二高反镜，所述第二高反镜与所述第一高反镜平行布置，且二者的反射系数均大于95％。进一步的，测得的所述光源的波长λ满足以下关系式：式中，n为Fabry-Perot标准具内气体的折射率，d为Fabry-Perot标准具间距，m为干涉条纹级次，r为干涉条纹的半径，f为所述会聚镜的焦距；所述干涉条纹的半径满足以下关系式：式中，h为所述第一探测器与第二探测器之间的距离，AC和DF的数值通过所述第一探测器和第二探测器干涉条纹的峰值所对应的几何位置确定。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种双探测器波长测量方法，包括：通过Fabry-Perot标准具接收光源的输出光束并产生干涉条纹；通过第一探测器探测所述Fabry-Perot标准具输出的干涉条纹；通过第二探测器探测所述Fabry-Perot标准具输出的干涉条纹；根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述光源的波长。进一步的，根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述光源的波长，包括：根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述干涉条纹的半径；根据所述干涉条纹的半径确定所述光源的波长。进一步的，根据所述第一探测器探测的干涉条纹与第二探测器探测的干涉条纹确定所述干涉条纹的半径包括：确定第一探测器探测的干涉条纹的峰值所对应的几何位置的差；确定第二探测器探测的干涉条纹的峰值所对应的几何位置的差；根据第一探测器探测的干涉条纹峰值所对应的几何位置的差、以及第二探测器探测的干涉条纹峰值所对应的几何位置的差计算干涉条纹的半径。进一步的，还包括：通过会聚镜将所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹聚焦到所述第一探测器和第二探测器上。进一步的，测得的所述光源的波长λ满足以下关系式：式中，n为所述Fabry-Perot标准具内气体的折射率，d为Fabry-Perot标准具间距，m为所述干涉条纹级次，r为所述干涉条纹的半径，f为所述会聚镜的焦距；所述干涉条纹的半径r满足以下关系式：式中，h为所述第一探测器与第二探测器之间的距离，AC和DF的数值通过所述第一探测器和第二探测器干涉条纹的峰值所对应的几何位置确定。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术一种双探测器波长测量装置和方法至少具有以下有益效果其中之一：(1)本专利技术的双探测器波长测量装置和方法利用两个探测器同时探测Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹，由此确定光源的波长，不需要对FP标准具和探测器的位置进行精密装调和校准，节省了对FP标准具和CCD的位置进行装调和对准的工作量，提高了波长的测量精度和稳定性。(2)本专利技术的双探测器波长测量装置和方法不但可以用来测量激光器的波长，还可以用来测量其他光源的波长。(3)本专利技术可以自动计算干涉条纹的中心和半径，不受FP标准具位置漂移的影响，提高了波长测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双探测器波长测量装置，其特征在于，包括：/nFabry-Perot标准具，用于接收光源输出的光束并产生干涉条纹；/n第一探测器，用于探测所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹；/n第二探测器，与所述第一探测器平行布置，用于探测所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹；/n处理器，用于根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述光源的波长。/n

【技术特征摘要】
1.一种双探测器波长测量装置，其特征在于，包括：
Fabry-Perot标准具，用于接收光源输出的光束并产生干涉条纹；
第一探测器，用于探测所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹；
第二探测器，与所述第一探测器平行布置，用于探测所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹；
处理器，用于根据所述第一探测器探测的干涉条纹和所述第二探测器探测的干涉条纹确定所述光源的波长。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器用于根据所述第一探测器探测的干涉条纹的峰值所对应的几何位置的差，以及所述第二探测器探测的干涉条纹的峰值所对应的几何位置的差确定干涉条纹的半径，并根据所述干涉条纹的半径确定所述光源的波长。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：会聚镜，位于所述Fabry-Perot标准具与所述第一探测器、第二探测器之间，用于接收所述Fabry-Perot标准具产生的干涉条纹，并将所述干涉条纹聚焦到所述第一探测器和第二探测器上。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述Fabry-Perot标准具包括第一高反镜和第二高反镜，所述第二高反镜与所述第一高反镜平行布置，且二者的反射系数均大于95％。


5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，测得的所述光源的波长入满足以下关系式：



式中，n为Fabry-Perot标准具内气体的折射率，d为Fabry-Perot标准具间距，m为干涉条纹级次，r为干涉条纹的半径，f为所述会聚镜的焦距；
所述干涉条纹的半径满足以下关系式：



式中，h为所述第一探测器与第二探测器之间的距离，AC和DF的数值通过所述第一探测器和第二探测器干涉条纹的峰值所对应的几何位置确定。


6.一种双探测器波长测量方法，其特征在于，包括：
通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广义，江锐，冯泽斌，赵江山，丁金滨，殷青青，李一鸣，徐继涛，
申请(专利权)人：北京科益虹源光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11