一種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光直寫曝光技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光直寫曝光機(jī)的最核心的部件是激光器，設(shè)備在工作過程中，利用計(jì)算機(jī)生成數(shù)字掩膜圖形并輸出到數(shù)字微鏡，激光器輸出的激光經(jīng)數(shù)字微鏡反射后進(jìn)入光學(xué)投影系統(tǒng)，投影到晶圓表面相對(duì)應(yīng)的成像位置進(jìn)行曝光成像。
[0003]激光器的能量控制是激光直寫曝光機(jī)的技術(shù)難題，由于曝光成像的最小線寬是納米級(jí)的，所以能量控制必須精確與穩(wěn)定。但是實(shí)際工作當(dāng)中，由于工業(yè)環(huán)境中電磁干擾較多，以及激光器本身存在能量衰減的固有屬性問題，導(dǎo)致激光器能量出現(xiàn)波動(dòng)，即能量跳變問題。因此，有必要設(shè)計(jì)一種用于實(shí)時(shí)測量激光器能量的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，該裝置不僅能夠檢測出激光器是否發(fā)生能量衰減問題，而且還能在能量閉環(huán)控制系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]—種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，該裝置包括設(shè)置在激光器輸出光路上的光電變送單元以及與所述光電變送單元連接的同軸傳輸線，所述光電變送單元包括光電傳感單元、一級(jí)放大單元和二級(jí)放大單元；所述光電傳感單元的輸出端通過一級(jí)放大單元與二級(jí)放大單元的輸入端連接，所述二級(jí)放大單元的輸出端通過同軸傳輸線與后端電路的輸入端連接。
[0007]所述的用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，該裝置還包括用于放置光電變送單元的安裝殼體，所述安裝殼體上與光電傳感單元相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有通光孔。
[0008]所述的用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，所述光電傳感單元包括光電傳感器、第一限流電阻和第一濾波電容，所述一級(jí)放大單元包括第一運(yùn)算放大器、第一反饋電阻和反饋電容，所述二級(jí)放大單元包括第二運(yùn)算放大器、第二限流電阻、第二濾波電容、第三濾波電容、第四濾波電容和第二反饋電阻；
[0009]所述光電傳感器的正極通過第一限流電阻與電源連接，其負(fù)極與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述第一濾波電容的一端連接到光電傳感器與第一限流電阻之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；
[0010]所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，其輸出端通過第二限流電阻與第二運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第一反饋電阻與反饋電容并聯(lián)構(gòu)成負(fù)反饋電路，所述負(fù)反饋電路連接在第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間；
[0011]所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端連接，所述第二反饋電阻的一端連接到第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；所述第三濾波電容的一端連接到第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源端與電源之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；所述第四濾波電容的一端連接到第二運(yùn)算放大器的正電源端與電源之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地。
[0012]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過設(shè)置光電變送單元，可以實(shí)時(shí)將激光能量轉(zhuǎn)換為模擬電壓值(光強(qiáng)與電壓形成線性關(guān)系)，再通過同軸傳輸線將模擬電壓值傳輸出去，通過光強(qiáng)與模擬電壓值之間的線性關(guān)系來推算出光強(qiáng)，達(dá)到實(shí)時(shí)測量激光器能量的目的，不僅能夠檢測出激光器是否發(fā)生能量衰減，而且結(jié)合能量閉環(huán)控制系統(tǒng)，還能夠有效解決激光器能量跳變這一技術(shù)難題。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的光電變換單元的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0016]如圖1、圖2所示，一種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，包括光電變送單元1、同軸傳輸線2和安裝殼體3。光電變送單元I設(shè)置在激光器輸出光路上，包括光電傳感單元U、一級(jí)放大單元12和二級(jí)放大單元13。安裝殼體3將光電變送單元I固定在激光器的傳輸途徑中，安裝殼體3上與光電傳感單元11相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有通光孔。
[0017]光電傳感單元11的輸出端與一級(jí)放大單元12的輸入端連接，一級(jí)放大單元12的輸出端與二級(jí)放大單元13的輸入端連接，二級(jí)放大單元13的輸出端通過同軸傳輸線2與后端電路的輸入端連接。同軸傳輸線2是一種先由兩根同軸心、相互絕緣的圓柱形金屬體構(gòu)成基本單元(同軸對(duì))，再由單個(gè)同軸對(duì)組成的電纜，抗干擾能力較強(qiáng)。
[0018]光電傳感單元11包括光電傳感器D、第一限流電阻Rl和第一濾波電容Cl ;一級(jí)放大單元12包括第一運(yùn)算放大器Ul、第一反饋電阻R2和反饋電容C2 ;二級(jí)放大單元13包括第二運(yùn)算放大器U2、第二限流電阻R3、第二濾波電容C3、第三濾波電容C4、第四濾波電容C5和第二反饋電阻R4。
[0019]其中，光電傳感器D的正極通過第一限流電阻Rl與電源VCC連接，光電傳感器D的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，第一濾波電容Cl的一端連接到光電傳感器D與第一限流電阻Rl之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地。第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端接地，第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端通過第二限流電阻R3與第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端連接，第一反饋電阻R2與反饋電容C2并聯(lián)構(gòu)成負(fù)反饋電路連接在第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端與輸出端之間。
[0020]第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與輸出端連接，第二反饋電阻R4的一端連接到第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端與輸出端之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)電源端V-與電源VCC連接，第三濾波電容C4的一端連接到第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)電源端V-與電源VCC之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；第二運(yùn)算放大器U2的正電源端V+與電源VCC連接，第四濾波電容C5的一端連接到第二運(yùn)算放大器U2的正電源端V+與電源VCC之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地。
[0021]上述電路中，第一限流電阻Rl和第二限流電阻R3，用于減小負(fù)載電流，防止損壞器件。第一濾波電容Cl、第二濾波電容C3、第三濾波電容C4和第四濾波電容C5用于濾除電路中的交流成分，使輸出的直流更平滑。第一反饋電阻R2和第二反饋電阻R4是可調(diào)反饋電阻，用于配合光電傳感器D使電路參數(shù)可調(diào)，增加電路的通用性。同時(shí)第一反饋電阻R2與反饋電容C2共同組成負(fù)反饋電路，可以抑制高頻自激。光電傳感器D有六個(gè)引腳，其中第一、第四引腳并聯(lián)接到一起通過第一限流電阻Rl與電源VCC連接，第二、第五引腳并聯(lián)接到一起與第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，第三、第六引腳懸空。第一運(yùn)算放大器Ul和第二運(yùn)算放大器U2是一種運(yùn)算放大器件，將光電傳感器D輸出的微弱電信號(hào)放大到可以使用的程度。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理:
[0023]當(dāng)激光光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光電傳感器D內(nèi)部電信號(hào)發(fā)生變化，同時(shí)第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端電壓也發(fā)生變化，其輸出端將該電信號(hào)進(jìn)行放大，第二運(yùn)算放大器U2將該電信號(hào)再次放大后，使之成為可以使用的電信號(hào)，通過同軸傳輸線2傳輸給后端電路使用。
[0024]以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，其特征在于:該裝置包括設(shè)置在激光器輸出光路上的光電變送單元以及與所述光電變送單元連接的同軸傳輸線，所述光電變送單元包括光電傳感單元、一級(jí)放大單元和二級(jí)放大單元；所述光電傳感單元的輸出端通過一級(jí)放大單元與二級(jí)放大單元的輸入端連接，所述二級(jí)放大單元的輸出端通過同軸傳輸線與后端電路的輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，其特征在于:該裝置還包括用于放置光電變送單元的安裝殼體，所述安裝殼體上與光電傳感單元相對(duì)應(yīng)的位置開設(shè)有通光孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，其特征在于:所述光電傳感單元包括光電傳感器、第一限流電阻和第一濾波電容，所述一級(jí)放大單元包括第一運(yùn)算放大器、第一反饋電阻和反饋電容，所述二級(jí)放大單元包括第二運(yùn)算放大器、第二限流電阻、第二濾波電容、第三濾波電容、第四濾波電容和第二反饋電阻； 所述光電傳感器的正極通過第一限流電阻與電源連接，其負(fù)極與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述第一濾波電容的一端連接到光電傳感器與第一限流電阻之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地； 所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，其輸出端通過第二限流電阻與第二運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述第一反饋電阻與反饋電容并聯(lián)構(gòu)成負(fù)反饋電路，所述負(fù)反饋電路連接在第一運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間； 所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端連接，所述第二反饋電阻的一端連接到第二運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；所述第三濾波電容的一端連接到第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源端與電源之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地；所述第四濾波電容的一端連接到第二運(yùn)算放大器的正電源端與電源之間的節(jié)點(diǎn)，另一端接地。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于激光直寫曝光機(jī)的激光能量測量裝置，該裝置包括設(shè)置在激光器輸出光路上的光電變送單元以及與所述光電變送單元連接的同軸傳輸線，所述光電變送單元包括光電傳感單元、一級(jí)放大單元和二級(jí)放大單元；所述光電傳感單元的輸出端通過一級(jí)放大單元與二級(jí)放大單元的輸入端連接，所述二級(jí)放大單元的輸出端通過同軸傳輸線與后端電路的輸入端連接。本實(shí)用新型可以實(shí)時(shí)測量激光器輸出的激光光強(qiáng)，不僅能夠檢測出激光器是否發(fā)生能量衰減，而且結(jié)合能量閉環(huán)控制系統(tǒng)，還能夠有效解決激光器能量跳變這一技術(shù)難題。
【IPC分類】G01M11/02
【公開號(hào)】CN204944803
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520692354
【發(fā)明人】陸敏婷
【申請(qǐng)人】合肥芯碁微電子裝備有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日