[发明专利]一种用于准分子激光器的可见光导向装置

说明书

技术领域

本发明属于激光器技术领域，具体涉及准分子激光器的可见光导向装置。

背景技术

准分子激光器是目前大规模集成电路芯片制造业所采用的主流曝光光源。193nm高能量、窄线宽准分子激光器是生产线上广泛采用的光刻用准分子激光器。

图1为光刻用193nm准分子激光器基本结构示意图，主要包含种子腔(MO腔)、放大腔(PA腔)、线宽压窄单元1(LNM)、输出耦合镜2(OC)、MO腔在线检测单元3(LAM)、MO腔光路转置单元4、PA腔光路转置单元5、PA腔光路反转单元6、PA腔在线检测单元7(BAM)、脉冲展宽单元8(OPus)等组成。MO腔与PA腔在空间上垂直摆放。LNM用于对MO腔原始光谱宽度进行压窄，LNM、OC与MO腔共同组成MO谐振腔，实现窄线宽种子激光输出；4-MO腔光路转置单元、5-PA腔光路转置单元、6-PA腔光路反转单元组成光路传输模块，共同引导MO腔种子光两次通过PA腔进行双程能量放大；LAM和BAM作为在线检测模块实时监测显示激光器能量、波长、光谱等参数；OPus用于对PA腔输出激光进行脉冲宽度展宽，降低激光峰值功率密度，提高后续光学元件的使用寿命。准分子激光器输出激光后续还需经一系列光路变换系统后用于光刻物镜投影成像。

193nm属于深紫外波段，非可见光，肉眼不可见。因此基于193nm准分子激光器输出的193nm激光来完成后续光路变换系统等一系列光学组件与准分子激光器之间的对准过程，会存在一定困难，难于分辨，不利于观察后续光学组件与准分子激光器是否实现有效的高精度对准。同时193nm激光会造成接触物的冷灼伤，造成烧蚀效果，所以对操作人员人身安全存在一定危险性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明在准分子激光器光路传输模块PA腔光路转置单元中引入可见光导向功能，通过可见光导向装置将633nm红光调整到与激光器输出的193nm激光共心共轴传输。利用633nm红光完成后续光路系统或光学元件与准分子激光器之间的有效校准，对准操作过程简单，对准精度高，同时避免了采用193nm激光对准而存在着不易获得高精度对准、人身安全危害大等弊端。

(二)技术方案

本发明提出一种用于准分子激光器的可见光导向装置，所述准分子激光器包含MO腔、PA腔和PA腔光路转置单元，PA腔光路转置单元用于引导MO腔输出的种子光传输，使种子光进入PA腔进行放大，同时透射来自PA腔的输出激光，所述可见光导向装置包括可见光激光器和可见光光路转置单元，所述可见光激光器用于产生可见光波段的激光；所述可见光光路转置单元用于将所述可见光激光器产生的可见光波段的激光引导至与所述来自PA腔的激光共轴输出。

根据本发明的一种具体实施方式，所述PA腔光路转置单元包括PA腔输出镜；所述可见光光路转置单元包括反射镜组，所述反射镜组对于所述可见光激光器产生的可见光具有高反射率，用于将所述可见光激光器产生的可见光引导至PA腔输出镜的反射输出面；所述PA腔输出镜透射来自PA腔的输出激光，同时反射来自反射镜组的可见光，所述透射的输出激光和反射的可见光共轴输出。

根据本发明的一种具体实施方式，所述PA腔光路转置单元和可见光光路转置单元还共用一个狭缝，输出激光和可见光均通过该狭缝输出。

根据本发明的一种具体实施方式，所述狭缝为两个小孔光阑。

根据本发明的一种具体实施方式，所述PA腔输出镜为采用CaF₂基底制成。

根据本发明的一种具体实施方式，所述反射镜组包括三个45°入射高反射镜。

根据本发明的一种具体实施方式，所述三个45°入射高反射镜为第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，第一反射镜在PA腔光路转置单元的外部，第二反射镜和第三反射镜在PA腔光路转置单元的内部。

根据本发明的一种具体实施方式，第二反射镜和第三反射镜为可调谐元件。

根据本发明的一种具体实施方式，所述PA腔光路转置具有定位装置，用于定位输出激光与可见光使之保持共轴。

根据本发明的一种具体实施方式，所述可见光激光器为He-Ne激光器。

(三)有益效果