[发明专利]光刻机能量传感器的性能测量装置和测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻机，特别是一种光刻机能量传感器的性能测量装置和测量方法。

背景技术

光刻机是一种高精度超大规模集成电路的制造设备，其照明系统内部有一个用于测量曝光光束的能量的传感器。该能量传感器的工作原理是利用光电传感器把光信号转换成电信号，测量出电信号的强度，进而计算出能量传感器测量的光束能量大小。能量传感器在曝光过程中动态地监控曝光光束能量。光刻机的剂量控制基于能量传感器的测量值做反馈控制以实现设定剂量的曝光。

光刻机能量传感器作为曝光剂量控制的关键元件之一，其精度通常需达到千分之几甚至万分之几，因此它用于实际工作环境之前需进行高精度性能测量。

在先技术“光电探测器校准装置及其校准方法”（CN102890423A），公开了一种光电探测器校准装置及其校准方法，其原理是照明光通过分光棱镜分为第一测量光和第二测量光，光电探测器和绝对探测器分别测量第一测量光和第二测量光的光强，进而建立光电探测器和绝对探测器的关系，校准光电探测器的增益和偏置。该技术中光电探测器和绝对探测器同时对相同光束进行测量，避免了光源的脉冲不稳定和能量波动对测量准确性的影响。但是，光源偏振态的变化将影响分光棱镜的分光比，从而不同光束照明情况下第一测量光和第二测量光的光强比例不是一个常数，不能完全消除光源本身的问题对测量准确性影响。因此，在高精度性能测量中需考虑光源偏振态的影响。

发明内容

本发明的目的是在克服上述现有技术的不足的基础上提供一种光刻机能量传感器的性能测量装置及其测量方法，实现对光刻机能量传感器的高精度性能测量。

本发明的技术解决方案如下：

一种光刻机能量传感器的性能测量装置，特点在于其构成包括光源、起偏器、分束镜、测量光衰减片、转动控制器、待测能量传感器、参考光衰减片、参考能量传感器、多功能信号处理卡和计算机，上述元部件的位置关系如下：

在所述的光源输出光束方向依次是所述的起偏器、分束镜、测量光衰减片、待测能量传感器，所述的分束镜与所述的光束成45°夹角，在所述的分束镜的反射光方向依次是所述的参考光衰减片和参考能量传感器，所述的测量光衰减片固定在所述的转动控制器转动轴上，所述的多功能信号处理卡的输入端分别与所述的待测能量传感器的输出端和参考能量传感器的输出端相连，所述的多功能信号处理卡的第一输出端与所述的转动控制器控制端相连，所述的多功能信号处理卡的第二输出端与所述的计算机的输入端相连。

所述的光源采用脉冲激光器，其重复频率300Hz内可调，出射能量为5mJ。

所述的参考能量传感器和待测能量传感器采用相同的能量传感器。

利用上述光刻机能量传感器的性能测量装置对光刻机能量传感器的测量方法，包括重复性、能量线性度和频率线性度的测量方法。

所述的光刻机能量传感器的重复性的测量方法，其步骤为：

开打光源，计算机通过所述的多功能信号处理卡（9）驱动所述的转动控制器（8），使测量光衰减片偏转一定角度，得到一定光强的测量光束；

光源输出一定重复频率的光束；

待测能量传感器和参考能量传感器同时测量一定时间，并记录测量光束和参考光束的光强；

关闭光源，以待测能量传感器测得的测量光束光强和参考能量传感器测得的参考光束光强的比值作为测量值，利用以下公式计算重复性：

μ=1nΣi=1nxi,i=1~n,]]>