[發(fā)明專利]用于光刻系統(tǒng)的光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009225.4
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN102566310A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何少鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥芯碩半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;G01J1/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所 34114
• 代理人: 王挺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體及PCB行業(yè)制造光刻領(lǐng)域中的光刻設(shè)備，具體涉及一種用于光刻系統(tǒng)的光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光刻技術(shù)是用于在襯底表面上印刷具有特征的構(gòu)圖。這樣的襯底可包括用于制造半導(dǎo)體器件、多種集成電路、平面顯示器(例如液晶顯示器)、電路板、生物芯片、微機(jī)械電子芯片、光電子線路芯片等的基片。經(jīng)常使用的基片為表面圖有光敏感介質(zhì)的半導(dǎo)體晶片，玻璃基片或PCB板等。

在光刻過程中，基片放置在基片臺(tái)上，通過處在光刻設(shè)備內(nèi)的曝光裝置，將特征構(gòu)圖投射到晶片表面。盡管在光刻過程中使用了投影光學(xué)裝置，還可依據(jù)具體應(yīng)用，使用不同的類型曝光裝置。例如X射線、離子、電子或光子光刻的不同曝光裝置，這已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。

傳統(tǒng)的光刻系統(tǒng)使用分步重復(fù)式或分步掃描式光刻工具，將分劃板的特征構(gòu)圖在各個(gè)場(chǎng)一次性地投影或掃描到晶片上，一次曝光或掃描一個(gè)場(chǎng)。然后通過移動(dòng)晶片來對(duì)下一個(gè)場(chǎng)進(jìn)行重復(fù)性的曝光過程。傳統(tǒng)的光刻系統(tǒng)通過重復(fù)性曝光或掃描過程，實(shí)現(xiàn)特征構(gòu)圖的精確印刷。

傳統(tǒng)的光刻圖像的制造使用以特定的圖象編碼的分劃板，產(chǎn)生一定的空間光功率和相位的調(diào)制，聚焦光然后通過分劃板投射到光敏感元件上。每一個(gè)分劃板配置成一個(gè)單一的圖像。

無掩膜(如直接寫或數(shù)字式等)光刻系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)光刻系統(tǒng)來說，在光刻方面有著諸多優(yōu)點(diǎn)。無掩膜系統(tǒng)使用空間圖形發(fā)生器(SLM)來代替分劃板。SLM包括數(shù)字微鏡系統(tǒng)(DMD)或液晶顯示器(LCD)，SLM包括一個(gè)可獨(dú)立尋址和控制的像素陣列，每個(gè)像素可以對(duì)透射、反射或衍射的光線產(chǎn)生包括相位、灰度方向或開關(guān)狀態(tài)的調(diào)制。

在無掩膜的光刻系統(tǒng)中，特征圖形由空間微反射鏡陣列產(chǎn)生，這些微小鏡面可以獨(dú)立尋址單獨(dú)受控以不同的傾斜方向反射照射的光束，以產(chǎn)生空間光功率調(diào)制。通過光學(xué)投影元件，這些空間微反射鏡陣列以一定的放大倍率M(通常M＜1)投影到光敏感元件的襯底上，產(chǎn)生特征的構(gòu)圖。

現(xiàn)有光刻機(jī)的光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能監(jiān)測(cè)光源的發(fā)光功率，而對(duì)后續(xù)光學(xué)元件隨著工作時(shí)間的延長所產(chǎn)生的光能量利用率的變化則沒有辦法監(jiān)測(cè)。這種傳統(tǒng)光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在使用SLM的光刻系統(tǒng)中尤其曝露出監(jiān)測(cè)和實(shí)際曝光的效果不一致，主要是SLM鏡由于長時(shí)間強(qiáng)紫外的照明而使得SLM鏡光能量利用率有變化，所以每過兩周時(shí)間便需要使用曝光的方式對(duì)傳統(tǒng)光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行再標(biāo)定。由此可見，傳統(tǒng)光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但工作效率低，而且對(duì)光刻曝光相關(guān)的其他工藝流程的條件要求較為苛刻，因此亟待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于光刻系統(tǒng)的光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)不但結(jié)構(gòu)簡單，工作效率高，而且能夠?qū)饪滔到y(tǒng)中隨工作時(shí)間的延長所產(chǎn)生的光能量利用率的變化狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于光刻系統(tǒng)的光能量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括光源、光傳輸組件、投影曝光組件；所述光源與光傳輸組件之間的光路和/或光傳輸組件與投影曝光組件之間的光路上設(shè)置有監(jiān)測(cè)光強(qiáng)的第一感光探頭，所述投影曝光組件的出射端設(shè)置有監(jiān)測(cè)光強(qiáng)的第二感光探頭；所述第一感光探頭和第二感光探頭的信號(hào)輸出端均與計(jì)算機(jī)相連。

同時(shí)，本發(fā)明還可以通過以下技術(shù)措施得以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)：

所述第一感光探頭通過第一感光探頭控制器與計(jì)算機(jī)相連，第二感光探頭通過第二感光探頭控制器與計(jì)算機(jī)相連。

所述光傳輸組件包括沿光的傳輸方向依次設(shè)置的第一透鏡或透鏡組、分束器、第二透鏡或透鏡組；所述投影曝光組件包括沿光的投影方向依次設(shè)置的圖形發(fā)生器和第三透鏡或透鏡組；光源發(fā)出的光依次經(jīng)過第一透鏡或透鏡組、分束器、第二透鏡或透鏡組而投射至圖形發(fā)生器處，光經(jīng)由圖形發(fā)生器反射后經(jīng)過第三透鏡或透鏡組而出射至第二感光探頭處；所述第一感光探頭設(shè)置在分束器的旁側(cè)，且第一感光探頭用于監(jiān)測(cè)分束器所分出光束的光強(qiáng)。

本系統(tǒng)還包括載物平臺(tái)，且所述第二感光探頭設(shè)置在載物平臺(tái)上。

所述第二感光探頭的位置或者載物平臺(tái)在平臺(tái)移動(dòng)控制器的控制下移動(dòng)使得自第三透鏡或透鏡組出射的光全部進(jìn)入第二感光探頭，所述光源和平臺(tái)移動(dòng)控制器均與計(jì)算機(jī)相連。