[发明专利]用于光刻系统的光能量监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体及PCB行业制造光刻领域中的光刻设备，具体涉及一种用于光刻系统的光能量监测系统。

背景技术

光刻技术是用于在衬底表面上印刷具有特征的构图。这样的衬底可包括用于制造半导体器件、多种集成电路、平面显示器(例如液晶显示器)、电路板、生物芯片、微机械电子芯片、光电子线路芯片等的基片。经常使用的基片为表面图有光敏感介质的半导体晶片，玻璃基片或PCB板等。

在光刻过程中，基片放置在基片台上，通过处在光刻设备内的曝光装置，将特征构图投射到晶片表面。尽管在光刻过程中使用了投影光学装置，还可依据具体应用，使用不同的类型曝光装置。例如X射线、离子、电子或光子光刻的不同曝光装置，这已为本领域技术人员所熟知。

传统的光刻系统使用分步重复式或分步扫描式光刻工具，将分划板的特征构图在各个场一次性地投影或扫描到晶片上，一次曝光或扫描一个场。然后通过移动晶片来对下一个场进行重复性的曝光过程。传统的光刻系统通过重复性曝光或扫描过程，实现特征构图的精确印刷。

传统的光刻图像的制造使用以特定的图象编码的分划板，产生一定的空间光功率和相位的调制，聚焦光然后通过分划板投射到光敏感元件上。每一个分划板配置成一个单一的图像。

无掩膜(如直接写或数字式等)光刻系统相对于传统光刻系统来说，在光刻方面有着诸多优点。无掩膜系统使用空间图形发生器(SLM)来代替分划板。SLM包括数字微镜系统(DMD)或液晶显示器(LCD)，SLM包括一个可独立寻址和控制的像素阵列，每个像素可以对透射、反射或衍射的光线产生包括相位、灰度方向或开关状态的调制。

在无掩膜的光刻系统中，特征图形由空间微反射镜阵列产生，这些微小镜面可以独立寻址单独受控以不同的倾斜方向反射照射的光束，以产生空间光功率调制。通过光学投影元件，这些空间微反射镜阵列以一定的放大倍率M(通常M＜1)投影到光敏感元件的衬底上，产生特征的构图。

现有光刻机的光能量监测系统只能监测光源的发光功率，而对后续光学元件随着工作时间的延长所产生的光能量利用率的变化则没有办法监测。这种传统光能量监测系统在使用SLM的光刻系统中尤其曝露出监测和实际曝光的效果不一致，主要是SLM镜由于长时间强紫外的照明而使得SLM镜光能量利用率有变化，所以每过两周时间便需要使用曝光的方式对传统光能量监测系统进行再标定。由此可见，传统光能量监测系统不但工作效率低，而且对光刻曝光相关的其他工艺流程的条件要求较为苛刻，因此亟待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光刻系统的光能量监测系统，本系统不但结构简单，工作效率高，而且能够对光刻系统中随工作时间的延长所产生的光能量利用率的变化状况进行监测。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于光刻系统的光能量监测系统，本系统包括光源、光传输组件、投影曝光组件；所述光源与光传输组件之间的光路和/或光传输组件与投影曝光组件之间的光路上设置有监测光强的第一感光探头，所述投影曝光组件的出射端设置有监测光强的第二感光探头；所述第一感光探头和第二感光探头的信号输出端均与计算机相连。

同时，本发明还可以通过以下技术措施得以进一步实现：

所述第一感光探头通过第一感光探头控制器与计算机相连，第二感光探头通过第二感光探头控制器与计算机相连。

所述光传输组件包括沿光的传输方向依次设置的第一透镜或透镜组、分束器、第二透镜或透镜组；所述投影曝光组件包括沿光的投影方向依次设置的图形发生器和第三透镜或透镜组；光源发出的光依次经过第一透镜或透镜组、分束器、第二透镜或透镜组而投射至图形发生器处，光经由图形发生器反射后经过第三透镜或透镜组而出射至第二感光探头处；所述第一感光探头设置在分束器的旁侧，且第一感光探头用于监测分束器所分出光束的光强。

本系统还包括载物平台，且所述第二感光探头设置在载物平台上。

所述第二感光探头的位置或者载物平台在平台移动控制器的控制下移动使得自第三透镜或透镜组出射的光全部进入第二感光探头，所述光源和平台移动控制器均与计算机相连。