[发明专利]用于光刻机的能量探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机，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[1](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。

发明内容

本发明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。

本发明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；