[发明专利]用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及准分子激光器，特别是一种用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置。窄线宽准分子激光器，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。本发明公开的线宽连续调节装置便实用，结构简单，可在一定线宽范围内对准分子激光器线宽进行连续调节，并实现光谱线宽的稳定控制。

背景技术

光刻光源的线宽直接影响半导体光刻的特征尺寸，所以在半导体光刻领域对激光线宽的精确控制非常重要。在先技术[US8259764 B2]一般采用给中阶梯光栅施加应力的装置改变激光到达光栅的波前和入射角，从而达到微调线宽的目的。然而该装置结构复杂，在空间有限的线宽压窄模块内装调困难。另外，光栅长期处于形变状态会影响其使用寿命。

在先技术[US20020031158 A1]中也使用了狭缝装置来压窄激光器光谱线宽，但其狭缝宽度不可调节，所以无法对激光器线宽进行调节和精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置，该装置能对准分子激光器输出激光的线宽进行稳定的控制，具有使用方便、结构简单、可在一定线宽范围内对准分子激光器线宽进行连续调节。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置，其特征在于：该装置由分光器、可调狭缝、高精度光谱仪、线宽反馈控制系统组成，上述各部分的位置关系如下：

准分子激光器由耦合输出镜、放电腔、线宽压窄模块组成，所述的分光器置于所述的窄线宽准分子激光器的耦合输出镜之外，所述的可调狭缝置于所述的输出镜放电腔与耦合输出镜之间，或放电腔与线宽压窄模块之间；或置于所述的放电腔与耦合输出镜之间和放电腔与线宽压窄模块之间，所述的分光器将输出的激光分为透射的第一光束和反射的第二光束，所述的第一光束作为主要能量输出，第二光束作为探测光入射到高精度光谱仪，高精度光谱仪实时测量到的激光线宽值由所述的线宽反馈控制系统进行数据处理，并根据计算结果相应调节所述的可调狭缝的宽度，从而改变激光的线宽，最终实现激光线宽的稳定控制。

所述的可调狭缝的数量为1或2，将1个可调狭缝置于所述的窄线宽准分子激光器的输出镜放电腔与耦合输出镜之间，或放电腔与线宽压窄模块之间；或将2个可调狭缝分别置于所述的放电腔与耦合输出镜之间和放电腔与线宽压窄模块之间。

所述的可调狭缝宽度在水平方向可调，调节范围为1毫米~5毫米。

所述的第一光束和第二光束的分光比为：95~80%：5~20%。

所述的高精度光谱仪(3)的光谱分辨率0.01皮米~1皮米；

所述的线宽反馈控制系统是一台计算机，对高精度光谱仪)的实测光谱线宽进行数据处理，并根据处理结果显示相应的线宽值、与目标线宽的差值、可调狭缝的调节量。

本发明的技术效果如下：

本发明公开的窄线宽准分子激光器线宽连续可调的方法，方便实用，不改变线宽压窄模块内机械件结构，装调简易，可在一定线宽范围内对准分子激光器的线宽进行连续调节，并实现激光线宽的稳定控制。

附图说明

图1为本发明用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置实施例1的示意图

图2为窄线宽准分子激光器结构示意图

图3为本发明实施例1可调狭缝在窄线宽准分子激光器位置示意图

图4为本发明实施例2为可调狭缝在窄线宽准分子激光器位置示意图

图5为本发明实施例3可调狭缝在窄线宽准分子激光器位置示意图

图6为窄线宽准分子激光器光谱线宽随狭缝宽度变化关系图

图中：

1—分光器、2—可调狭缝、3—高精度光谱仪、4—线宽反馈控制系统、5—第一光束、6—第二光束、7—耦合输出镜、8—放电腔、9—线宽压窄模块

图中实线表示光路，虚线仅表示线路或连接关系。

具体实施方式

请参阅图1，图1为用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置图，由图可见，本发明用于窄线宽准分子激光器的线宽稳定控制装置，其特征在于：该装置由分光器1、可调狭缝2、高精度光谱仪3、线宽反馈控制系统4组成，上述各部分的位置关系如下：