專(zhuān)利名稱：光刻機(jī)的光路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光刻機(jī)的光路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
伴隨集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的體積和關(guān)鍵尺寸正變得越來(lái)越小，同時(shí)晶圓尺寸變得越來(lái)越大，從100毫米，150毫米，200毫米升級(jí)為現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)界主流的 300毫米，且450毫米晶圓尺寸生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)展望也已經(jīng)在ITRS路線圖中被提及。隨著半導(dǎo)體器件關(guān)鍵尺寸的減小和晶圓尺寸的擴(kuò)大，集成電路產(chǎn)業(yè)面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，所面臨的重要挑戰(zhàn)之一是半導(dǎo)體生產(chǎn)線總體建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本的上升，運(yùn)營(yíng)成本中重要一項(xiàng)就是能耗成本的劇烈上升，以一臺(tái)8英寸193納米氟化氬激光光源的光刻機(jī)為例，其光刻機(jī)和軌道機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行最大功率高達(dá)150KVA，這表示一臺(tái)典型的8英寸光刻機(jī)系統(tǒng)僅一天的運(yùn)行能耗就高達(dá)3600千瓦時(shí)，相當(dāng)于數(shù)百個(gè)普通居民家庭的一日用電總量。而其一年的用電總量更是高達(dá)1314000千瓦時(shí)。半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的高精尖的特殊屬性，使得為保證生產(chǎn)設(shè)備的最佳性能和穩(wěn)定度，半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備及其動(dòng)力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等一直保持每日M小時(shí)全年度不關(guān)機(jī)的運(yùn)行，從而使得半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備的總體能耗居高不下。以光刻機(jī)為例，圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中采用激光光源的步進(jìn)掃描光刻機(jī)的光路系統(tǒng)示意圖，所述步進(jìn)掃描光刻機(jī)的光路系統(tǒng)包括激光器21、遮光快門(mén)22、光路優(yōu)化系統(tǒng)23、 光刻版遮光系統(tǒng)對(duì)、光路增強(qiáng)優(yōu)化系統(tǒng)25、光刻版沈和物鏡27 ；所述激光器21為保持最佳狀態(tài)，時(shí)刻保持開(kāi)啟狀態(tài)并發(fā)出激光脈沖；所述遮光快門(mén)22用于控制激光進(jìn)入或者不進(jìn)入光刻機(jī)的光路系統(tǒng)當(dāng)光刻機(jī)進(jìn)行曝光作業(yè)時(shí)，所述遮光快門(mén)22處于打開(kāi)狀態(tài)，所述激光器21發(fā)射的激光穿過(guò)所述遮光快門(mén)22、光路優(yōu)化系統(tǒng)23、光刻版遮光系統(tǒng)M、光路增強(qiáng)優(yōu)化系統(tǒng)25、光刻版沈和物鏡27，最終到達(dá)硅片28的表面，形成曝光，當(dāng)光刻機(jī)未進(jìn)行曝光作業(yè)或者在做曝光作業(yè)的準(zhǔn)備工作時(shí)，所述遮光快門(mén)22處于關(guān)閉狀態(tài)，所述激光器21發(fā)射的激光被所述遮光快門(mén)22阻擋無(wú)法進(jìn)入光刻機(jī)的光路系統(tǒng)；由此可知，即使光刻機(jī)未進(jìn)行曝光作業(yè)或者在做曝光作業(yè)的準(zhǔn)備工作，所述激光器21也在產(chǎn)生激光能量，而此時(shí)產(chǎn)生的激光能量都被無(wú)效浪費(fèi)了。如何將集成電路制造工藝中浪費(fèi)無(wú)效的能源重新回收利用，從而降低半導(dǎo)體設(shè)備總體能耗和半導(dǎo)體生產(chǎn)線的運(yùn)營(yíng)成本，已經(jīng)得到了半導(dǎo)體業(yè)界的普遍關(guān)注和重視，這也是半導(dǎo)體裝備及工藝技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要研究和開(kāi)發(fā)方向。同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能降耗，特別是裝備制造環(huán)節(jié)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗也是綠色環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，利用光電效應(yīng)使被浪費(fèi)的激光能量轉(zhuǎn)化為電能，再回收利用，從而降低光刻機(jī)的總體能耗。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，包括激光器、遮光快門(mén)和光電效應(yīng)模塊，所述光電效應(yīng)模塊設(shè)置在所述遮光快門(mén)靠近激光器的表面上，當(dāng)所述遮光快門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器發(fā)射的激光照射在所述光電效應(yīng)模塊的表面上。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述光電效應(yīng)模塊為光電轉(zhuǎn)換器件。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述光電效應(yīng)模塊為半導(dǎo)體光伏發(fā)電器件。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述光電效應(yīng)模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過(guò)外部充放電控制器與外部蓄電池連接。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述光電效應(yīng)模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過(guò)外部逆變器進(jìn)入電網(wǎng)。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述光伏組件為光伏電池方陣，由一個(gè)或者多個(gè)光伏電池片組成，當(dāng)所述遮光快門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器發(fā)射的激光垂直照射在所述光伏組件的表面上，所述光伏組件發(fā)生光電效應(yīng)，在電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述遮光快門(mén)為旋轉(zhuǎn)式開(kāi)合快門(mén)或者移動(dòng)式開(kāi)合快門(mén)。上述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其中，所述遮光快門(mén)為金屬片。本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)在遮光快門(mén)的表面上安裝光電轉(zhuǎn)換器件，光電轉(zhuǎn)換器件可利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，因此，本發(fā)明的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)可將大量閑置和浪費(fèi)的激光光能持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能，再回收利用這些電能，從而降低光刻機(jī)的總體能耗， 降低光刻機(jī)總體運(yùn)營(yíng)成本，可為綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展做出有效貢獻(xiàn)。
本發(fā)明的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用激光光源的步進(jìn)掃描光刻機(jī)的光路系統(tǒng)的光路系統(tǒng)示意圖。圖2是本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)實(shí)施例一的示意圖。圖3是本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)實(shí)施例二的示意圖。圖4是本發(fā)明中電能回收利用實(shí)施例一的示意圖。圖5是本發(fā)明中電能回收利用實(shí)施例二的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合圖2 圖5對(duì)本發(fā)明的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖2，本發(fā)明實(shí)施例的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)包括激光器31、遮光快門(mén)33和光電效應(yīng)模塊41 ；所述激光器31為光刻機(jī)的曝光光源；所述遮光快門(mén)33設(shè)置在所述激光器31發(fā)射的激光光線32前行的光路上；所述光電效應(yīng)模塊41設(shè)置在所述遮光快門(mén)33靠近激光器31的表面上，當(dāng)所述遮光快門(mén)33處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器31發(fā)射的激光光線32照射在所述光電效應(yīng)模塊41 的表面上；
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當(dāng)激光光線32照射在所述光電效應(yīng)模塊41上時(shí)，所述光電效應(yīng)模塊41產(chǎn)生光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，產(chǎn)生電流。所述光電效應(yīng)模塊41的數(shù)量可以是一塊，也可以是多塊，根據(jù)實(shí)際需要確定。本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)中光電效應(yīng)模塊的安裝和維護(hù)成本低，且為一次性投入，投入后可將大量閑置和浪費(fèi)的激光光能持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能，再回收利用這些電能， 從而降低光刻機(jī)的總體能耗，降低光刻機(jī)總體運(yùn)營(yíng)成本，可為綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展做出有效貢獻(xiàn)；本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)中的光電效應(yīng)模塊并不影響激光器本身維持最佳狀態(tài)， 不會(huì)影響光刻機(jī)的性能。所述遮光快門(mén)33可以是旋轉(zhuǎn)式開(kāi)合快門(mén)，也可以是移動(dòng)式開(kāi)合快門(mén)；如圖2所示，所述遮光快門(mén)33為旋轉(zhuǎn)式開(kāi)合快門(mén)，所述遮光快門(mén)33包括旋轉(zhuǎn)門(mén)板 331、連接桿332和旋轉(zhuǎn)電機(jī)(圖2中未示)，所述連接桿332設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)門(mén)板331遠(yuǎn)離激光器31的表面上，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述連接桿332連接，所述光電效應(yīng)模塊41固定安裝在所述旋轉(zhuǎn)門(mén)板331靠近激光器31的表面上，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述連接桿332帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)門(mén)板331轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖2中的箭頭所示，圖2中所述遮光快門(mén)33處于關(guān)閉狀態(tài))，使所述遮光快門(mén)33打開(kāi)或關(guān)閉，在所述旋轉(zhuǎn)門(mén)板331轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，所述光電效應(yīng)模塊41跟隨所述旋轉(zhuǎn)門(mén)板331 —起轉(zhuǎn)動(dòng)；較佳地，所述旋轉(zhuǎn)門(mén)板331為金屬片；如圖3所示，所述遮光快門(mén)33為移動(dòng)式開(kāi)合快門(mén)，所述遮光快門(mén)33包括第一平移門(mén)板333和第二平移門(mén)板334，所述第一平移門(mén)板333與所述第二平移門(mén)板334相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述遮光快門(mén)33關(guān)閉，所述第一平移門(mén)板333與所述第二平移門(mén)板334相背運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述遮光快門(mén)33打開(kāi)，在所述第一平移門(mén)板333和所述第二平移門(mén)板334靠近激光器31的表面上分別安裝一光電效應(yīng)模塊41a和41b，所述第一平移門(mén)板333運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述光電效應(yīng)模塊41a跟隨所述第一平移門(mén)板333 —起運(yùn)動(dòng)，所述所述第二平移門(mén)板334運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述光電效應(yīng)模塊41b跟隨所述第二平移門(mén)板334 —起運(yùn)動(dòng)。較佳地，所述第一平移門(mén)板333和第二平移門(mén)板334均為金屬片。所述光電效應(yīng)模塊41為光電轉(zhuǎn)換器件，例如半導(dǎo)體光伏發(fā)電器件。參見(jiàn)圖4，一較佳實(shí)施例中，所述光電效應(yīng)模塊41包括光伏組件411a、所述光伏組件411a為光伏電池方陣，由一個(gè)或者多個(gè)光伏電池片組成，當(dāng)所述遮光快門(mén)33處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器31發(fā)射的激光光線32垂直照射在所述光伏組件411a的表面上，所述光伏組件411a產(chǎn)生光電效應(yīng)，在電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成_;所述光伏組件 411a通過(guò)外部充放電控制器41 與外部蓄電池413a連接，所述蓄電池413a用于貯存所述光伏組件411a受光照時(shí)產(chǎn)生的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電；所述充放電控制器41 用于自動(dòng)防止所述蓄電池413a過(guò)充電和過(guò)放電。參見(jiàn)圖5，另一較佳實(shí)施例中，所述光電效應(yīng)模塊41包括光伏組件411b，所述光伏組件411b為光伏電池方陣，由一個(gè)或者多個(gè)光伏電池片組成，當(dāng)所述遮光快門(mén)33處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器31發(fā)射的激光光線32垂直照射在所述光伏組件411b的表面上，所述光伏組件411b發(fā)生光電效應(yīng)，在電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成電能；所述光伏組件411b產(chǎn)生的電能通過(guò)外部逆變器412b進(jìn)入電網(wǎng)。
當(dāng)本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)進(jìn)行曝光作業(yè)時(shí)，所述遮光快門(mén)33處于打開(kāi)狀態(tài)，所述激光器31發(fā)射的激光光線32穿過(guò)遮光快門(mén)33、光路優(yōu)化系統(tǒng)、光刻版遮光系統(tǒng)、光路增強(qiáng)優(yōu)化系統(tǒng)、光刻版和物鏡，最終到達(dá)硅片的表面，形成曝光；當(dāng)本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)未進(jìn)行曝光作業(yè)或者或者在做曝光作業(yè)的準(zhǔn)備工作時(shí)，所述遮光快門(mén)33處于關(guān)閉狀態(tài)(如圖2所示)，所述激光器31發(fā)射的激光光線32被所述遮光快門(mén)33阻擋，因此，所述激光器31發(fā)射的激光光線32全部入射到所述光電效應(yīng)模塊41上，所述光電效應(yīng)模塊41發(fā)生光電效應(yīng)將激光光能轉(zhuǎn)化為電能，所述光電效應(yīng)模塊41 產(chǎn)生的電能或者通過(guò)所述充放電控制器41 貯存在所述蓄電池413a內(nèi)隨時(shí)向負(fù)載供電， 或者通過(guò)外部逆變器41 并入電網(wǎng)。本發(fā)明光刻機(jī)的光路系統(tǒng)在遮光快門(mén)的表面上安裝光電轉(zhuǎn)換器件，光電轉(zhuǎn)換器件可利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，因此，本發(fā)明的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)可將大量閑置和浪費(fèi)的激光光能持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能，再回收利用這些電能，從而降低光刻機(jī)的總體能耗， 降低光刻機(jī)總體運(yùn)營(yíng)成本，可為綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展做出有效貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，包括激光器和遮光快門(mén)，其特征在于，所述光刻機(jī)的光路系統(tǒng)還包括光電效應(yīng)模塊，所述光電效應(yīng)模塊設(shè)置在所述遮光快門(mén)靠近激光器的表面上， 當(dāng)所述遮光快門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器發(fā)射的激光照射在所述光電效應(yīng)模塊的表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述光電效應(yīng)模塊為光電轉(zhuǎn)換器件。
3.如權(quán)利要求2所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述光電效應(yīng)模塊為半導(dǎo)體光伏發(fā)電器件。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述光電效應(yīng)模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過(guò)外部充放電控制器與外部蓄電池連接。
5.如權(quán)利要求3所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述光電效應(yīng)模塊包括光伏組件，所述光伏組件通過(guò)外部逆變器進(jìn)入電網(wǎng)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏組件為光伏電池方陣，由一個(gè)或者多個(gè)光伏電池片組成，當(dāng)所述遮光快門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器發(fā)射的激光垂直照射在所述光伏組件的表面上，所述光伏組件發(fā)生光電效應(yīng)，在電池的兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，將光能轉(zhuǎn)換成蟲(chóng)籃。
7.如權(quán)利要求1所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述遮光快門(mén)為旋轉(zhuǎn)式開(kāi)合快門(mén)或者移動(dòng)式開(kāi)合快門(mén)。
8.如權(quán)利要求1或7所述的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述遮光快門(mén)為金屬片。
全文摘要
本發(fā)明的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)包括激光器、遮光快門(mén)和光電效應(yīng)模塊，所述光電效應(yīng)模塊設(shè)置在所述遮光快門(mén)靠近激光器的表面上，當(dāng)所述遮光快門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，所述激光器發(fā)射的激光照射在所述光電效應(yīng)模塊的表面上。本發(fā)明的光刻機(jī)的光路系統(tǒng)中光電效應(yīng)模塊的安裝和維護(hù)成本低，且為一次性投入，投入后可將大量閑置和浪費(fèi)的激光光能持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能，再回收利用這些電能，從而降低光刻機(jī)的總體能耗，降低光刻機(jī)總體運(yùn)營(yíng)成本，可為綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展做出有效貢獻(xiàn)。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102314094SQ20111025990
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者袁偉 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司