一种用于准分子激光器的气体采集监测方法和系统与流程

本发明涉及准分子激光器器领域，一种用于准分子激光器的气体采集监测方法和系统。

背景技术：

准分子激光器是一种面向深紫外特征应用的脉冲式气体激光器，具有高重频，大能量，短波长，窄线宽等特点，是优秀的微电子光刻系统用激光光源。由于深紫外光直接射入空气中会产生臭氧，臭氧会吸收光能量，为了保证光束质量，需要在各光学模块中加入一定量的氮气，同时准分子激光器的很多精密部件，有的需要用干燥的氮气吹扫，以降低模块内空气的含量，模块内气体流量需要达到一定值并且尽量保持均匀，如果氮气流量值低于一定值会影响光束能量；还有些模块如线宽压窄模块需要加入一定量氦气来达到给光学镜片散热的功能，如果线宽压窄模块内氦气流量低于一定值会影响光学镜片散热从而减短其寿命，因此对各模块氮气氦气流量的采集监测非常必要。

随着光刻技术的发展，对光学器件各指标提出更高要求，需要精确限制准分子激光器各模块气体流量在合适的流量范围以此来保护光学器件。

传统的放电泵浦准分子激光器并没有气体流量传感器，采集系统也不具有气体流量采集功能。后面也出现了选用浮子流量计来对准分子激光器的气体流量进行采集的方法，这并不能精确采集气体流量值，也没有对气体流量的监测与报警功能，对光学器件起不到良好的保护作用。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种用于准分子激光器的气体采集监测方法和系统成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种用于准分子激光器的气体采集监测方法，通过该方法可以精确采集气体流量值，并实现对气体流量的监测与报警，对光学器件起到良好的保护作用。

本发明的目的之二在于提供一种用于准分子激光器的气体采集监测系统，通过该系统可以精确采集气体流量值，并且该系统具有对气体流量进行监测与报警的功能，对光学器件起到良好的保护作用。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明提供了一种用于准分子激光器的气体采集监测方法，所述采集监测方法包括以下步骤：

s1，获取各路气体流量传感器的模拟信号；

s2，将步骤s1中的所述模拟信号转换成数字信号；

s3，根据步骤s2中的所述数字信号计算各路气体流量值；

s4，根据步骤s3中的各路所述气体流量值和各路气体流量的预设阈值，判断各路气体流量是否处于异常状态，并在判断结果为是时报警。

进一步的，在步骤s2后还包括步骤：

s201，将各路气体流量的所述数字信号进行电气隔离。

进一步的，在步骤s4中，各路气体流量的预设阈值包括各路气体流量的低限值和高限值。

进一步的，在步骤s4中，当气路所述气体流量值低于设置的所述低限值或超出设置的所述高限值时，所在气路的黄色led灯由熄灭变为亮光。

本发明还提供了一种用于准分子激光器的气体采集监测系统，所述气体采集监测系统用于上述的采集监测方法，包括：

至少一个气体流量传感器，设于准分子激光器的待监测气路上，用于采集气路中气体流量的模拟信号；

ad转换芯片，与所述气体流量传感器连接，用于将所述模拟信号转换成数字信号；

mcu，与所述ad转换芯片通信连接，用于计算各路气体流量值、判断各路气体流量是否处于异常状态和发出报警信号；以及

报警器，与所述mcu通信连接，用于在气路中气体流量发生异常状态下报警。

进一步的，所述准分子激光器的待监测气路包括波长检测模块前端窗镜、输出耦合镜、线宽压窄模块前端、线宽压窄模块后端、外部出光口、窗镜、窗镜、快门、波长检测模块所在的各气路。

进一步的，所述ad转换芯片通过spi接口与所述mcu通信连接；

所述mcu通过can接口与所述报警器通信连接；所述can接口和所述mcu之间还设置有驱动器。

进一步的，所述采集监测系统还包括隔离芯片，所述隔离芯片包括：

spi隔离芯片，设于所述mcu和所述spi接口间；以及can隔离芯片，设于所述can接口和所述驱动器间。

进一步的，所述报警器包括黄色led灯。

进一步的，所述采集监测系统还包括电连接器，所述电连接器用于接通各个气体流量传感器和所述ad转换芯片之间的电流以及接通所述can接口和所述报警器之间的电流。

本发明的有益效果在于提供一种用于准分子激光器的气体采集监测方法和系统，通过在各气路设置气体流量传感器和报警器，精确采集各气路的气体流量，并通过计算分析得到各路气体流量值，与设置的各路气体流量限制范围相比，判断各路气体流量是否处于异常状态，并在判断结果为是时发出报警。本发明通过对各路气体流量的精确采集和超范围报警功能保证了各模块内气体流量的稳定性，并有效保护光学元器件和避免直射空气产生的臭氧对光束能量的吸收，能满足激光器正确运行的需求，提高了激光器各光学器件的工作稳定性和使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例的准分子激光器气体采集监测方法流程图。

图2是本发明实施例的准分子激光器各气路分布图。

图3是本发明实施例的准分子激光器气体采集监测系统结构图。

图4是本发明实施例的准分子激光器气体采集监测系统的接口原理图。

图5是本发明实施例的准分子激光器气体采集监测系统的采集电路图。

图6是本发明实施例的准分子激光器采集监测系统的控制电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

本发明采集监测方法采用的原理是通过在各气路设置气体流量传感器和报警器，精确采集各气路的气体流量，并通过计算分析得到各路气体流量值，与设置的各路气体流量限制范围相比，判断各路气体流量是否处于异常状态，并在判断结果为是时发出报警。

请参照图1，图1展示了本发明实施例的准分子激光器气体采集监测方法流程图。第一实施例的准分子激光器气体采集监测方法包括以下步骤：

在步骤s1中，获取各路气体流量传感器的模拟信号；

在步骤s2中，将步骤s1中的所述模拟信号转换成数字信号；

在步骤s3中，根据步骤s2中的所述数字信号计算各路气体流量值；

在步骤s4中，根据步骤s3中的各路所述气体流量值和各路气体流量的预设阈值，判断各路气体流量是否处于异常状态，并在判断结果为是时报警。

在第一实施例基础上进一步的，为了保证所传入的数字信号准确性，将转换后的数字信号进行电气隔离，避免受准分子激光器的高压电源以及其他电气的影响，在步骤s2后还包括步骤s201，将各路气体流量的所述数字信号进行电气隔离。

进一步的，通过设置各路气体流量的低限值和高限值，进而监控限制各路气体的气体流量，在步骤s4中，还包括各路气体流量的预设阈值包括各路气体流量的低限值和高限值。

进一步的，通过在各气路的报警器来对超限的气路气流量进行报警，黄色led(lightemittingdiode)灯的穿透力强，因此在各气路上设置黄色led灯来作为报警器。当气路所述气体流量值低于设置的所述低限值或超出设置的所述高限值，所在气路的黄色led灯由熄灭变为亮光，在步骤s4中，还包括当气路所述气体流量值低于设置的所述低限值或超出设置的所述高限值时，所在气路的黄色led灯由熄灭变为亮光。

请参阅图2，图2展示了本发明实施例的准分子激光器各路气路单元结构图。图2需要采集监测的准分子激光器主要包括波长检测模块(laseradditivemanufacturing，lam)前端窗镜1、输出耦合镜2、线宽压窄模块(linewidthnarrowingmodule，lnm)前端3、lnm后端4、外部出光口5、窗镜a6、窗镜b7、快门8、波长检测模块(lam)9所在各气路，通过在上述各气路单元安装气体传感器，再将气体传感器接入进入到气体采集监测系统10进行采集、监测、实时报警。

请参阅图3，图3展示了本发明实施例的准分子激光器的气体采集监测系统结构图。图3中的准分子激光器气体采集监测系统10包括设于准分子激光器的各气路上的气体流量传感器，采集各路气体流量的模拟信号并通过电连接器传递给与气体流量传感器相连的ad(analog-to-digitalconverter)转换芯片，ad转换芯片将模拟信号转换成数字信号通过串行外设接口(serialperipheralinterface，spi)后经过与接口spi连接的spi隔离芯片，spi隔离芯片进行电气隔离后传至微控制单元(microcontrollerunit，mcu)，mcu将隔离后的数字信号通过计算得出各路气体流量值，并根据设置好的各路气体的低限值和高限值进行监测，判断是否需要产生报警，当气路气体流量值低于设置的所述低限值或超出设置的所述高限值时，mcu将通过驱动器向所在气路上设置的黄色led灯发出控制信号，其中控制信号通过驱动器后经过can隔离芯片在通过can(controllerareanetwork,can)接口通信连接，并最后由电连接器输出控制所在气路的黄色led灯由熄灭变为亮光。

图4本发明实施例的准分子激光器气体采集监测系统的接口原理图。在采集接口和主控芯片之间加了专用隔离芯片，有效防止外部电源对终端系统主控芯片的干扰，从而提高了该终端的抗干扰能力。

图5是本发明实施例的准分子激光器气体采集监测系统的采集电路图。具体内容参照图3的气体采集监测系统结构图中采集的内容，这里不再赘述。

图6是本发明实施例的准分子激光器采集监测系统的控制电路图。该电路主要由can专用带隔离的芯片和网口组成。主控单元可以通过can总线对该终端的参数主要包括气体流量值的限值指令进行配置，同时各路气体流量采样值的信息也可以通过can总线发送给主控单元，由主控单元判断是否需要进一步采取一些警示措施，部分内容请参照图3。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。