准分子激光探测器设计与测试：高精度能量监测

"准分子激光脉冲能量探测器的设计与性能测试" 本文主要介绍了一种针对准分子激光光源的步进扫描投影光刻机所设计的新型能量探测器，该探测器能够实时、精确地监测单个激光脉冲的能量，从而确保曝光剂量的精确控制。探测器由聚光镜、积分棒、特殊晶体、滤光片、光电探测器和信号处理电路等组件构成，其设计目标是提高测量精度和响应速度。 在设计过程中，研究团队提出了一种创新方法，即采用二阶有源低通滤波电路对来自准分子激光的窄脉冲信号进行整形处理。这种方法能有效降低后续信号处理的复杂性，优化信号质量。在实际测试中，能量探测器的输出脉冲信号时间参数与设计值的相对误差约为3%，显示了较高的精度。同时，探测器的响应时间满足4 kHz高重频操作的需求，这对于快速、连续的激光脉冲监测至关重要。 为了消除准分子激光单个脉冲能量的不稳定性对测试结果的影响，采用了双光束比对法。通过这种方法，探测器的测量重复性达到了0.26%，表现出极高的稳定性。在入射光束脉冲能量0.1至1微焦耳的宽动态范围内，探测器的线性度良好，线性拟合方程为V=0.59841E-0.01508，线性相关系数R2高达99.976%，这意味着探测器的响应几乎与输入能量成正比，非常适用于高精度的能量测量。 测试结果证实，采用二阶有源低通滤波电路成功实现了对窄脉冲信号的整形，而设计的准分子激光脉冲能量探测器则具备出色的重复性和线性度，完全满足在光刻机中对高重频准分子激光单个脉冲能量进行精确测量的需要。这一成果对于提升光刻工艺的精度和稳定性，特别是在半导体制造等领域具有重要的实用价值。