一种汞灯角分布测试装置和一种照明灯室的制作方法

本实用新型涉及光学测量装置领域，特别涉及一种汞灯角分布测试装置和一种照明灯室。

背景技术：

在半导体制造领域中，随着曝光产率和制造效率的提高，常常需要使用达上千瓦甚至更高功率的汞灯光源。目前照明系统中，普遍使用到椭球反射镜对汞灯的能量进行收集和反射，从而可以在出光口处得到我们需求的能量光斑，包含照度、NA等指标。而汞灯的能量角分布参数将会直接影响到椭球反射镜结构方程的建立、模拟仿真及设计。

另外在汞灯运行一段时间后，其自身的阴极和阳极两端膜层会慢慢变薄，造成汞灯发光聚焦点偏移，并伴随着一定程度的功率损耗和降低，这样势必会对整个照明性能指标造成影响，从而影响到整个光刻机的产率。

由于技术的限制，无法得知具体每款汞灯的发光角能量分布情况，因此，在所有椭球反射镜设计仿真阶段，往往只能根据已知的一款汞灯能量角分布图，来推测所需要的汞灯的能量角分布图，因此就使得椭球反射镜的设计结果跟实际使用效果有比较大的差别，在优化阶段，也只能根据实际测试结果，再次对能量分布进行重新模拟仿真，并优化相关椭球反射镜结构等，而此过程往往会经过一至两次或更多的试验才能使得设计与实测符合需求值。

因此，为了保证在椭球反射镜结构方程建立、模拟仿真设计中的准确度，同时为了能够实现汞灯的在线周期性检测和调整，一款相应的汞灯角分布测试装置就显的尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种汞灯角分布测试装置，用以解决无法获得每款汞灯的角分布造成的相应椭球反射镜设计制造困难的问题，同时提供了一种能够实现汞灯的在线周期性检测和调整的照明灯室。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种汞灯角分布测试装置，包括测量模块、位置调整模块和信号控制模块，汞灯设置在所述位置调整模块上，所述测量模块设置在所述汞灯的焦面上，所述信号控制模块用于控制所述位置调整模块动作以及处理所述测量模块的测量信息并控制所述位置调整模块动作。

作为优选，所述信号控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块用于控制所述测量模块动作，所述第二控制模块用于处理所述测量模块的测量信息以及控制所述位置调整模块动作。

作为优选，所述位置调整装置包括相连的安装座和三维移动台，所述汞灯设置在所述安装座上，所述第二控制模块输出信号控制所述三维移动台调整所述汞灯的空间位置。

作为优选，所述测量模块包括能量探测器、驱动电机、旋转臂和支撑架，所述支撑架相对所述安装座固定，所述旋转臂设置在所述支撑架上，所述驱动电机设置在所述支撑架上，且所述驱动电机连接所述旋转臂，所述能量探测器设置在所述旋转臂上，且所述能量探测器在所述旋转臂上的位置可调，所述第一控制模块控制所述驱动电机的旋转运动，所述驱动电机驱动所述旋转臂旋转，从而控制所述能量探测器的运动轨迹。

作为优选，所述测量模块还包括配重块，且所述配重块在所述旋转臂上的位置可调，所述能量探测器设置在所述旋转臂一端，所述配重块设置在所述旋转臂另一端，使得所述旋转臂两端达到平衡，有效降低所述驱动电机的启动扭矩。

作为优选，所述旋转臂一端设有直线导轨，另一端设有滑行道，所述能量探测器设置在所述直线导轨的滑块上，并可通过所述直线导轨的滑块的移动来调整在所述旋转臂上的位置，所述配重块设置在所述滑行道内，所述配重块在所述滑行道内可调整位置与所述能量探测器达到平衡。

作为优选，所述汞灯角分布测试装置还包括环境控制模块，用于控制所述汞灯和所述测量模块的温度，所述环境控制模块包括汞灯风冷装置和能量探测器风冷装置，所述环境控制模块包括汞灯风冷装置和能量探测器风冷装置，所述汞灯风冷装置设置在所述安装座上，且所述汞灯风冷装置的风嘴设置在所述汞灯的灯极处，所述能量探测器风冷装置设置在所述旋转臂上。

作为优选，所述汞灯角分布测试装置还包括第一遮挡板和第二遮挡板，所述第一遮挡板设置在所述三维移动台和所述汞灯间，所述第二遮挡板设置在所述驱动电机和所述汞灯之间，通过所述第一遮挡板和所述第二遮挡板的遮挡可以有效避开光线直射。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型所述汞灯角分布测试装置实现了对汞灯光源发光角分布测试技术的突破，通过反馈相应测试参数，实现从根本上提高椭球反射镜在结构模拟仿真以及设计的可靠性；进一步的，对提高我们对于汞灯光源特性的认识，以及我们在后期照明灯室椭球反射镜结构模拟仿真及设计上的可靠性提供了数据保证，同时对灯室内外环境温度控制设计也具有指导参考意义。

本实用新型还公开了一种照明灯室，包括灯罩以及设置在所述灯罩内的汞灯、椭球反射镜、冷光反射镜和上述汞灯角分布测试装置，所述椭球反射镜位于所述汞灯周围，且所述汞灯的物方焦面位于所述椭球反射镜的焦点上，所述汞灯和所述椭球反射镜设置在所述位置调整模块上，所述冷光反射镜悬置在所述椭球反射镜和所述汞灯上方，所述测量模块设置在所椭球反射镜的焦面上，所述信号控制模块用于控制所述位置调整模块动作以及处理所述测量模块的测 量信息并控制所述位置调整模块动作。

作为优选，所述照明灯室还包括环境控制模块，用于控制所述汞灯和所述测量模块的温度，所述环境控制模块包括汞灯风冷装置和能量探测器风冷装置，所述环境控制模块包括汞灯风冷装置和能量探测器风冷装置，所述汞灯风冷装置设置在所述安装座上，且所述汞灯风冷装置的风嘴设置在所述汞灯的灯极处，所述能量探测器风冷装置设置在所述旋转臂上。

作为优选，所述信号控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块用于控制所述测量模块动作，所述第二控制模块用于处理所述测量模块的测量信息以及控制所述位置调整模块动作。

作为优选，所述位置调整装置包括相连的安装座和三维移动台，所述汞灯和所述椭球反射镜设置在所述安装座上，所述第二控制模块输出信号控制所述三维移动台调整所述汞灯的空间位置。

作为优选，所述测量模块包括能量探测器、驱动电机、旋转臂和支撑架，所述支撑架固定在所述灯罩上，所述旋转臂设置在所述支撑架上，所述驱动电机设置在所述支撑架上，且所述驱动电机连接所述旋转臂，所述能量探测器设置在所述旋转臂上，并位于所述椭球反射镜的焦面上，所述第一控制模块控制所述驱动电机的旋转运动，所述驱动电机驱动所述旋转臂旋转，从而控制所述能量探测器的运动轨迹。

作为优选，所述照明灯室还包括第一遮挡板和第二遮挡板，所述第一遮挡板设置在所述三维移动台和所述椭球反射镜之间，所述第二遮挡板设置在所述驱动电机和所述椭球反射镜之间，通过所述第一遮挡板和所述第二遮挡板的遮挡可以有效避开光线直射。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型所述照明灯室通过设置所述汞灯角分布测试装置，实现照明灯室内汞灯的在线检测，并通过信号反馈，对汞灯位置实现调整，提高汞灯能量利用率并进一步降低对光刻机产率的影响；还可以通过测试的能量角分布，实现灯室内部环境温度的分布及特 点，为灯室内部各种温度传感器的具体选型和位置安装提供了参考依据，解决灯室环境温度控制必须通过试验摸索法才能解决的难题，节约试验成本，提高了灯室设计环节对照明灯室环境温度控制的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述汞灯角分布测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2所述照明灯室的主视图；

图3是本实用新型实施例2所述照明灯室的侧视图。

图1中所示：10-汞灯、15-外罩、21-安装座、22-三维移动台、31-能量探测器、33-旋转臂、35-配重块、41-汞灯风冷装置、51-第一遮挡板；

图2～3中所示：10-汞灯、11-椭球反射镜、12-冷光反射镜、16-灯罩、21-安装座、22-三维移动台、31-能量探测器、32-驱动电机、33-旋转臂、34-支撑架、35-配重块、41-汞灯风冷装置、51-第一遮挡板、52-第二遮挡板。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1

请参考图1，一种汞灯角分布测试装置，包括外罩15，以及设置在所述外罩15内的测量模块、位置调整模块、环境控制模块和信号控制模块，汞灯10设置在所述位置调整模块上，所述测量模块设置在所述汞灯10的焦面上，所述信号控制模块用于控制所述位置调整模块动作以及处理所述测量模块的测量信息并控制所述位置调整模块动作。

所述位置调整装置包括相连的安装座21和三维移动台22，所述汞灯10设置在所述安装座21上；所述测量模块包括能量探测器31、驱动电机、旋转臂33、支撑架和配重块35，所述支撑架相对所述安装座21固定，所述旋转臂33设置在所述支撑架上，所述驱动电机设置在所述支撑架上，且所述驱动电机连接所述旋转臂33，所述旋转臂33一端设有直线导轨，另一端设有滑行道，所述能量探测器31设置在所述直线导轨的滑块上，所述配重块35设置在所述滑行道内。

所述信号控制模块包括第一控制模块和第二控制模块，所述第一控制模块用于控制所述驱动电机的旋转运动，所述第二控制模块用于处理所述能量探测器31的测量信息以及控制所述三维移动台22动作。

所述环境控制模块包括汞灯风冷装置41和能量探测器风冷装置，用于控制所述汞灯10和所述能量探测器31的温度，所述汞灯风冷装置41设置在所述安装座21上，且汞灯风冷装置41的风管设置在所述汞灯10的灯极处，所述能量探测器风冷装置设置在所述旋转臂上。

所述三维移动台22和所述汞灯10间设置第一遮挡板51，所述驱动电机32和所述汞灯10之间设置第二遮挡板，通过所述第一遮挡板51和所述第二遮挡板的遮挡可以有效避开光线直射。

本实用新型具体操作方式如下：调节所述配重块35和所述能量探测器31，使所述能量探测器31位于所述汞灯10的焦面上，且所述旋转臂33达到平衡；所述第一控制模块控制所述驱动电机运动，所述驱动电机驱动所述旋转臂33做一定弧度的圆弧运动，所述能量探测器31跟随所述旋转臂33做一定弧度的圆弧运动，实现对所述汞灯10周围能量分布的检测，并及时将测量的能量参数值反馈到所述第二控制模块，所述第二控制模块进行相应的信号处理，并且根据检测结果可以控制所述三维移动台22对所述汞灯10位置进行修正。

实施例2

请参考图2和图3，一种照明灯室，灯罩16内设置汞灯10、椭球反射镜11、冷光反射镜12和实施例1中所述汞灯角分布测试装置，但是不需要实施例1中所述汞灯角分布测试装置的外罩15，所述椭球反射镜11位于所述汞灯10周围，且所述汞灯10的物方焦面位于所述椭球反射镜11的焦点上，所述汞灯10和所述椭球反射镜11设置在所述安装座21上，所述安装座21与所述三维移动台22相连；所述支撑架34固定在所述灯罩16上，所述旋转臂33设置在所述支撑架34上，所述驱动电机32设置在所述支撑架34上，且所述驱动电机32连接所述旋转臂33，所述旋转臂33一端设有直线导轨，另一端设有滑行道，所述能量探测器31设置在所述直线导轨的滑块上，所述配重块35设置在所述滑行道内；所述第一控制模块用于控制所述驱动电机32的旋转运动，所述第二控制模块用于处理所述测量模块的测量信息以及控制所述三维移动台动作22；所述汞灯风冷装置41和所述能量探测器风冷装置用于控制所述汞灯和所述测量模块的温度，所述汞灯风冷装置41设置在所述安装座21上，且汞灯风冷装置41的风管设置在所述汞灯10的灯极处，所述能量探测器风冷装置设置在所述旋转臂33上；所述三维移动台22和所述椭球反射镜11之间设置所述第一遮挡板51，所述汞灯10和所述椭球反射镜11之间设置所述第二遮挡板52。

本实用新型具体操作方式如下：调节所述配重块35和所述能量探测器31，使所述能量探测器31位于所述椭球反射镜11的焦面上，且所述旋转臂33达到平衡；所述第一控制模块控制所述驱动电机32运动，所述驱动电机32驱动所述旋转臂33做一定弧度的圆弧运动，所述能量探测器31跟随所述旋转臂33做一定弧度的圆弧运动，实现对所述汞灯10周围能量分布的检测，并及时将测量的能量参数值反馈到所述第二控制模块，所述第二控制模块进行相应的信号处理，并且根据检测结果可以控制所述三维移动台22对所述汞灯10位置进行修正。

本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权 利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。