一种双腔准分子激光器及其能量调节方法技术

本发明专利技术公开了一种双腔准分子激光器的能量调节方法，包括以下步骤：S1：当前猝发信号检测到激光器的出光，触发中断，基于MO电压检测值和PA电压检测值，计算得到MO电压增量，并利用MO电压增量对PA电压进行闭环控制；S2：在当前猝发信号后的间隔期间内，对MO电压进行更新，作为下一个猝发信号用的MO电压，并返回步骤S1。本发明专利技术利用被偏置的MO电压检测值与PA电压检测值的差值，使MO电压可调，以扩大激光器出光能量的可调节范围；而且，本发明专利技术用MO电压增量对PA电压增量进行反向补偿，进一步提高了PA电压的稳定性。PA电压的稳定性。PA电压的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种双腔准分子激光器及其能量调节方法


[0001]本专利技术涉及一种双腔准分子激光器及其能量调节方法，属于光刻机


技术介绍

[0002]在光刻机的曝光过程中，准分子激光器的能量变化会引起光刻机出光稳定性，从而引起曝光线条不均匀，芯片的良品率下降。为了得到稳定的能量，准分子激光器中都有在线能量测量模块，当能量模块测到激光器的出光口能量，会将能量传递给激光器系统中能量调节装置，该装置根据能量变化，调整激光器的输出能量，以保证激光器输出稳定的能量。
[0003]双腔准分子激光器在激光猝发出光模式下能量为非线性变化，激光器的气体状态变化，温度变化、机构灵敏度等条件的不同，脉冲能量稳定性也会受到显著的影响。现有技术的双腔准分子激光器具有，例如如图1所示的激光器出光能量分布。由图1可知现有控制方法存在调节范围不足的问题，会出现超调现象。
[0004]因此，如何扩大双腔激光器的能量调节范围，同时保证能量调节的稳定性，对光刻机行业具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种双腔准分子激光器。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种双腔准分子激光器的能量调节方法。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种双腔准分子激光器的能量调节方法，其特征在于包括以下步骤：
[0009]S1：当前猝发信号检测到激光器的出光，触发中断，基于MO电压检测值和PA电压检测值，计算得到MO电压增量，并利用MO电压增量对PA电压进行闭环控制；
[0010]S2：在当前猝发信号后的间隔期间内，对MO电压进行更新，作为下一个猝发信号用的MO电压，并返回步骤S1。
[0011]其中较优地，MO电压增量是基于在当前猝发信号之前的两个猝发信号的MO电压增量，计算得到的。
[0012]其中较优地，还包括对MO电压检测值进行偏置处理后，计算其与PA电压检测值之间的误差得到电压误差，基于电压误差计算得到MO电压增量。
[0013]其中较优地，MO电压增量，是将电压误差进行一阶低通滤波后得到的。
[0014]其中较优地，利用MO电压增量对PA电压增量进行反向补偿，然后对PA电压进行闭环控制，
[0015]对激光器的出光的能量进行检测得到能量检测值，计算能量检测值与能量目标值的能量误差，然后对能量误差进行控制，得到PA电压增量。
[0016]其中较优地，对PA电压增量的反向补偿是在当前猝发信号内的前面的预设数量的
脉冲内进行。
[0017]一种双腔准分子激光器，其特征在于包括，
[0018]MO电压误差计算模块，用于根据PA电压检测值和MO电压检测值计算MO电压误差；
[0019]MO电压控制模块，其对MO电压误差进行控制处理，得到MO电压增量，以对PA电压进行闭环控制；
[0020]能量误差计算模块，用于根据激光器出光能量，计算激光器出光能量的能量误差；以及
[0021]PA电压控制模块，用于对能量误差进行控制处理，输出PA电压。
[0022]其中较优地，MO电压误差计算模块包括MO电压偏置模块、偏置用加法器和电压误差加法器，
[0023]MO电压偏置模块，用于产生偏置电压；
[0024]偏置用加法器，将偏置电压与MO电压检测值相加，得到偏置后MO电压；
[0025]电压误差加法器，将PA电压检测值与偏置后MO电压相加，得到MO电压误差。
[0026]其中较优地，脉冲开关，其连接MO电压控制模块和PA电压控制模块，
[0027]加法器，用于将MO电压增量与PA电压增量相加，以进行反向补偿。
[0028]其中较优地，MO电压误差计算模块包括低通滤波器，其与电压误差加法器的输出端连接。
[0029]本专利技术具有以下技术效果：以使双腔激光器的出光能量达到出光能量目标值为前提，利用被偏置的MO电压检测值与PA电压检测值的差值，使MO电压可调，以扩大激光器出光能量的可调节范围。
[0030]而且，本专利技术利用MO电压增量对PA电压增量进行反向补偿，因此在提高能量稳定性的基础上，进一步提高了PA电压的稳定性。通过MO电压的调整延长了工作气体的使用时间。
附图说明
[0031]图1为现有的双腔激光器出光能量分布图；
[0032]图2为本专利技术的第一实施例的双腔准分子激光器的结构示意图；
[0033]图3为图2的双腔准分子激光器工作原理图；
[0034]图4为本专利技术的第二实施例的双腔准分子激光器的能量调节方法的时序示意图；
[0035]图5为图4的双腔准分子激光器的能量调节方法的流程示意图；
[0036]图6为图4的能量调节方法的激光器出光检测中断流程示意图；
[0037]图7为本专利技术的偏置电压的停止时间的示意图；
[0038]图8为本专利技术的定时器工作流程示意图；
[0039]图9为图5中步骤S1的步骤分解示意图；
[0040]图10为本专利技术的第三实施例的双腔准分子激光器的能量调节方法的流程示意图。
具体实施方式
[0041]本专利技术的双腔准分子激光器，是高重频大功率激光器，工作在猝发模式(Burst模式)，也可以是连续模式；并且利用两种闭环方法(PA电压闭环和能量闭环)和反向补偿来提
升能量稳定性，增大能量可调范围。
[0042]在本专利技术中，预设的脉冲数量，是根据双腔激光器的性能预先选定的，通常是每个猝发信号的最先产生的多个脉冲。PA电压处于可调范围内，是指PA电压处于工作电压范围内，没有发生超过电压上下限。
[0043]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细具体的说明。
[0044]<第一实施例>
[0045]如图2所示，本专利技术的第一实施例公开了一种双腔准分子激光器，其包括控制系统601、执行机构602、主振荡放电腔(MO放电腔)603、功率放大放电腔(PA放电腔)604以及出光检测装置605。该双腔激光器具备更大的激光能量调控范围和稳定的输出激光能量，特别适于光刻机等工业应用。
[0046]其中，控制系统601采用后述的双腔激光器的能量调节方法，生成MO放电腔电压信号(MO电压)和PA放电腔电压信号(PA电压)。执行机构602接收到该MO电压和PA电压，则利用MO电压对MO放电腔603的电压进行控制。而且，执行机构602利用PA电压对PA放电腔604的电压进行控制。出光检测装置605，其位于PA放电腔的出光口，用于实时检测PA放电腔的出光能量。
[0047]结合图3所示，控制系统601包括MO电压误差计算模块1、MO电压控制模块2、能量误差计算模块3以及PA电压计算模块4。MO电压误差计算模块1用于计算MO电压误差，输出给MO电压控制模块2；MO电压控制模块2将输入的MO电压误差进行PI控制(Proport本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双腔准分子激光器的能量调节方法，其特征在于包括以下步骤：S1：当前猝发信号检测到激光器的出光，触发中断，基于MO电压检测值和PA电压检测值，计算得到MO电压增量，并利用所述MO电压增量对PA电压进行闭环控制；S2：在所述当前猝发信号后的间隔期间内，对MO电压进行更新，作为下一个猝发信号用的MO电压，并返回步骤S1。2.如权利要求1所述的双腔准分子激光器的能量调节方法，其特征在于，所述MO电压增量是基于在所述当前猝发信号之前的两个猝发信号的MO电压增量，计算得到的。3.如权利要求1或2所述的双腔准分子激光器的能量调节方法，其特征在于还包括，对所述MO电压检测值进行偏置处理后，计算其与所述PA电压检测值之间的误差得到电压误差，基于所述电压误差计算得到所述MO电压增量。4.如权利要求3所述的双腔准分子激光器的能量调节方法，其特征在于，所述MO电压增量，是将所述电压误差进行一阶低通滤波后得到的。5.如权利要求4所述的双腔准分子激光器的能量调节方法，其特征在于，利用所述MO电压增量对PA电压增量进行反向补偿，然后对PA电压进行闭环控制，对所述激光器的出光的能量进行检测得到能量检测值，计算所述能量检测值与能量目标值的能量误差，然后对所述能量误差进行控制，得到所述PA电压增量。6.如权利要求5所述的双腔准分子激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁赛，冯泽斌，刘锴锋，徐向宇，刘广义，江锐，刘斌，
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：