本发明专利技术公开了一种用于双腔准分子激光器的能量控制方法及装置。该方法包括：检测双腔准分子激光器的出光口的能量，查找到电压最大值；检测主振荡放电腔和功率放大放电腔之间的延时，得到测得延时信号；根据电压最大值和测得延时信号，计算并输出电压和延时信号，根据电压和延时信号对主振荡放电腔和功率放大放电腔进行控制，其中，对主振荡放电腔的控制包括：根据功率放大放电腔电压，对主振荡放电腔电压信号进行闭环控制，以限定功率放大放电腔电压在可调节电压范围内。本发明专利技术采用多环PI控制方法来控制双腔激光器的两个腔体的能量输出，在能量调节过程中，大大扩展了能量调节范围并且保证了能量控制的稳定性。围并且保证了能量控制的稳定性。围并且保证了能量控制的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于双腔准分子激光器的能量控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种用于双腔准分子激光器的能量控制方法及装置，属于光刻机
技术介绍
[0002]最常见的准分子激光器有氟化氩(ArF),氟化氪(KrF)和氯化氙(XeCl)等，其中心波长分别为193nm、248nm和308nm，在曝光过程中，准分子激光器能量变化会引起光刻机出光稳定性下降，从而引起曝光线条不均匀，芯片的良品率下降。
[0003]由于双腔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，即使在相同电压下脉冲能量稳定性也会受到显著的影响。为了满足控制单输入单输出的特性并保持能量稳定性，双腔激光器只输出一个变量，以调节一个腔体的变量或由双腔激光器共享该变量。但这种方法存在调节范围不足或精度不足的缺点。
[0004]而且，双腔的放电延时误差同样会对激光器脉冲能量产生严重影响，放电延时偏离最佳延时越远，激光器脉冲能量越低，放电延时偏离受到温度、电压和脉冲个数的影响，具有随机性。最佳延时是使功率放大放电腔和主振荡放电腔的出光同时到达双腔准分子激光器出光口的延时。
[0005]因此，如何加大能量调节范围，同时保证能量调节稳定性，使双腔激光器出光稳定，以提高芯片良品率，对芯片制造行业意义重大。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种用于双腔准分子激光器的能量控制方法。
[0007]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种用于双腔准分子激光器的能量控制装置。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种用于双腔准分子激光器的能量控制方法，包括：
[0010]检测双腔准分子激光器的出光口的能量，查找到电压最大值；
[0011]检测主振荡放电腔和功率放大放电腔之间的延时，得到测得延时信号；
[0012]根据电压最大值和测得延时信号，计算并输出电压和延时信号，
[0013]根据电压和延时信号对主振荡放电腔和功率放大放电腔进行控制，
[0014]其中，对主振荡放电腔的控制包括：根据功率放大放电腔电压，对主振荡放电腔电压信号进行闭环控制。
[0015]其中较优地，根据电压和延时信号对主振荡放电腔和功率放大放电腔进行控制，包括在每个猝发信号期间执行以下步骤：
[0016]对功率放大放电腔的电压信号计算功率放大放电腔电压均值，
[0017]根据功率放大放电腔电压均值，对主振荡放电腔电压信号进行限制幅值计算，并输出限幅电压，
[0018]计算主振荡放电腔电压均值与限幅电压的误差，对主振荡放电腔电压信号进行闭环控制。
[0019]其中较优地，功率放大放电腔的电压信号是由经PI控制的剂量控制信号、经PI控制的电压均值控制信号以及经PI控制的延时控制信号相加得到的。
[0020]其中较优地，延时控制信号是对多个脉冲的测得延时与最佳延时之间的误差进行PI控制得到的，
[0021]其中测得延时是检测得到的功率放大放电腔和主振荡放电腔之间的延时；最佳延时是使功率放大放电腔和主振荡放电腔的出光同时到达双腔准分子激光器出光口的延时。
[0022]其中较优地，基于功率放大放电腔和主振荡放电腔之间的触发延时的开环延时，以及基于测得延时与最佳延时得到的闭环延时信号，两者相加得到最终触发延时，用于控制功率放大放电腔和主振荡放电腔之间的延时。
[0023]一种用于双腔准分子激光器的能量控制装置，包括：
[0024]能量传感器，用于检测双腔准分子激光器的出光口的能量，并向能量控制模块输出能量信号；
[0025]执行/检测模块，用于对主振荡放电腔和功率放大放电腔进行控制，并且检测主振荡放电腔和功率放大放电腔之间的延时，输出测得延时信号到能量控制模块，
[0026]能量控制模块，用于根据能量信号计算出电压最大值，并且根据电压最大值和测得延时信号计算出电压和延时信号，以输出给执行/检测模块，
[0027]其中，对主振荡放电腔的控制包括：根据功率放大放电腔电压，对主振荡放电腔电压信号进行闭环控制。
[0028]其中较优地，能量控制模块包括：
[0029]主振荡放电腔均值计算模块，用于在每个猝发信号期间，对功率放大放电腔的电压信号计算主振荡放电腔电压均值，
[0030]限制幅值模块，用于根据主振荡放电腔电压均值，对主振荡放电腔电压信号进行限制幅值计算，并输出限幅电压，
[0031]主振荡放电腔误差计算模块，用于计算主振荡放电腔电压均值与限幅电压的误差，
[0032]主振荡放电腔PI控制器，用于对限幅电压的误差执行PI控制，以对主振荡放电腔电压信号进行闭环控制。
[0033]其中较优地，能量控制模块，还包括：用于查找电压最大值的高速信号处理模块，以及控制算法模块，
[0034]控制算法模块根据测得延时信号和电压最大值，计算并输出电压和延时信号。
[0035]其中较优地，控制算法模块，包括：剂量控制器、均值锁定控制器和延时PI控制器，以及加法器，
[0036]剂量控制器产生经PI控制的剂量控制信号；均值锁定控制器产生经PI控制的电压均值控制信号，延时PI控制器产生经PI控制的延时控制信号，
[0037]加法器将剂量控制信号、电压均值控制信号和延时控制信号相加，得到并输出功
率放大放电腔电压信号。
[0038]其中较优地，控制算法模块，基于功率放大放电腔和主振荡放电腔之间的触发延时的开环延时信号，以及基于测得延时与最佳延时得到的闭环延时信号，两者相加得到最终触发延时以控制功率放大放电腔和主振荡放电腔之间的延时。
[0039]本专利技术具有以下技术效果：1)利用功率放大放电腔电压信号均值对主振荡放电腔电压信号进行限幅，扩大了功率放大放电腔电压的可调节范围；2)利用多PI控制，对功率放大放电腔电压信号、主振荡放电腔电压信号以及触发延时均采用PI控制，提高了控制精度和出光能量稳定性；3)对触发延时进行开环控制和闭环控制相结合的方式，进一步提高了延时控制的速度，加快响应。
附图说明
[0040]图1为本专利技术实施例的双腔准分子激光器控制结构示意图；
[0041]图2a为双腔准分子激光器猝发模式出光特性示意图；
[0042]图2b为能量传感器信号采样示意图；
[0043]图3为图1中的能量控制模块的结构示意图；
[0044]图4为图3中的峰值查找模块的流程示意图；
[0045]图5为图3中的猝发信号识别模块的流程示意图；
[0046]图6为图3中功率放大放电腔电压信号的控制电路示意图；
[0047]图7a为恒能量模式下功率放大放电腔电压信号中一个猝发信号内脉冲序列示意图；
[0048]图7b为多个猝发信号的电压示意图；
[0049]图8为主振荡放电腔电压信号控制电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于双腔准分子激光器的能量控制方法，其特征在于包括：检测所述双腔准分子激光器的出光口的能量，查找到电压最大值；检测主振荡放电腔和功率放大放电腔之间的延时，得到测得延时信号；根据所述电压最大值和所述测得延时信号，计算并输出电压和延时信号，根据所述电压和延时信号对主振荡放电腔和功率放大放电腔进行控制，其中，对主振荡放电腔的控制包括：根据所述功率放大放电腔电压，对所述主振荡放电腔电压信号进行闭环控制。2.如权利要求1所述的用于双腔准分子激光器的能量控制方法，其特征在于：根据所述电压和延时信号对主振荡放电腔和功率放大放电腔进行控制，包括在每个猝发信号期间执行以下步骤：对功率放大放电腔的电压信号计算功率放大放电腔电压均值，根据所述功率放大放电腔电压均值，对主振荡放电腔电压信号进行限制幅值计算，并输出限幅电压，计算所述主振荡放电腔电压均值与所述限幅电压的误差，对所述主振荡放电腔电压信号进行闭环控制。3.如权利要求2所述的用于双腔准分子激光器的能量控制方法，其特征在于：所述功率放大放电腔的电压信号是由经PI控制的剂量控制信号、经PI控制的电压均值控制信号以及经PI控制的延时控制信号相加得到的。4.如权利要求3所述的用于双腔准分子激光器的能量控制方法，其特征在于：所述延时控制信号是对所述多个脉冲的测得延时与最佳延时之间的误差进行PI控制得到的，其中所述测得延时是检测得到的所述功率放大放电腔和所述主振荡放电腔之间的延时；所述最佳延时是使所述功率放大放电腔和所述主振荡放电腔的出光同时到达双腔准分子激光器出光口的延时。5.如权利要求4所述的用于双腔准分子激光器的能量控制方法，其特征在于：基于所述功率放大放电腔和所述主振荡放电腔之间的触发延时的开环延时，以及基于所述测得延时与最佳延时得到的闭环延时信号，两者相加得到最终触发延时，用于控制所述功率放大放电腔和所述主振荡放电腔之间的延时。6.一种用于双腔准分子激光器的能量控制装置，其特征在于包括能量传感器，用于检测所述双腔准分子激光器的出光口的能量，并向所述能量控制模块输出能量信号；执行/检测模块，用于对主振荡放电腔和功率...
【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，
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：
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