專利名稱：一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻設(shè)備，尤其涉及一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)及控制 方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體封裝(Package)工藝對(duì)于芯片制造而言是至關(guān)重要的，封裝也可以說(shuō) 是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片所用的外殼，它不僅起著保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性 能的作用，而且還起到溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁和規(guī)格通用功能的 作用。近年來(lái)半導(dǎo)體技術(shù)得到了迅速發(fā)展，封裝已受到越來(lái)越多的重視。各種 新型的封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，例如倒裝芯片技術(shù)正在取代傳統(tǒng)的封裝方式，它是 直接通過(guò)芯片上呈陣列排布的凸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片與封裝襯底(或電路^=反)的互連， 而倒裝芯片技術(shù)的關(guān)鍵就是芯片凸點(diǎn)(BUMPING)技術(shù)。芯片凸點(diǎn)技術(shù)需要在 晶圓上進(jìn)行凸點(diǎn)光刻(Pattern for bump)，凸點(diǎn)光刻一般需要CD尺寸達(dá)到微米 級(jí)的光刻設(shè)備，光刻設(shè)備的視場(chǎng)、劑量精度等性能對(duì)凸點(diǎn)光刻效果產(chǎn)生較大影 響。
目前，先進(jìn)的封裝光刻設(shè)備的曝光系統(tǒng)較為復(fù)雜，大致包括如下組成部分 光源， 一般為激光器；光傳輸單元；照明模塊；投影物鏡；電氣模塊；以及互 鎖單元。各個(gè)單元又分為若干部件，例如照明模塊包括光線方向與測(cè)量單元， 可調(diào)衰減器模單元，衍射光學(xué)部件，照明模式單元，能量傳感器單元與刀片單 元。面對(duì)如此復(fù)雜的曝光系統(tǒng)，相應(yīng)的曝光控制系統(tǒng)亦隨之復(fù)雜，通常是一臺(tái) PC機(jī)通過(guò)總線控制多塊板卡實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多分控制模塊(即被控對(duì)象)的控制。
針對(duì)目前復(fù)雜的曝光控制系統(tǒng)，提供一種只需少數(shù)板卡即可完成全部控制 的曝光控制系統(tǒng)，降低曝光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)及控制方法，所 述控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、維護(hù)性強(qiáng)，可減小曝光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜 程度。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)，包
括主控單元；曝光系統(tǒng)控制單元，與所述主控單元電性連接；以及分控制模 塊，與所述曝光系統(tǒng)控制單元電性連接；所述曝光系統(tǒng)控制單元包括照明與投 影物鏡控制板以及與所述照明與投影物鏡控制板電性連接的照明與傳感器板， 所述照明與投影物鏡控制板接收所述主控單元下達(dá)的指令，通過(guò)所述照明與傳 感器板將所述指令傳輸至所述分控制模塊，并通過(guò)所述照明與傳感器板向所述 主控單元反饋所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告。
進(jìn)一步的，所述分控制模塊包括光源系統(tǒng)、能量傳感器模塊、光斑能量 傳感器模塊、濾波器模塊、快門(mén)模塊以及投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊。
進(jìn)一步的，所述光源系統(tǒng)包括一汞燈，所述汞燈通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單 元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令關(guān)閉或開(kāi)啟。
進(jìn)一步的，所述能量傳感器模塊包括能量傳感器控制器以及能量傳感器， 所述能量傳感器控制器通過(guò)所迷曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指 令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述能量傳感器動(dòng)作。
進(jìn)一步的，所述光斑能量傳感器模塊包括光斑能量傳感器控制器以及光斑 能量傳感器，所述光斑能量傳感器控制器通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述 主控單元下達(dá)的指令，并纟艮據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述光斑能量傳感器動(dòng)作。
進(jìn)一步的，所述濾波器模塊包括濾波控制器以及濾波片，所述濾波控制器 安裝在一照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的 指令，并根據(jù)所述指令控制所述濾波片的位置。
進(jìn)一步的，所述快門(mén)模塊包括快門(mén)控制器以及快門(mén)，所述快門(mén)控制器安裝 在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指 令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述快門(mén)的開(kāi)合。
進(jìn)一步的，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊包括投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器、 投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)以及投影物鏡可動(dòng)鏡片，所迷投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器安裝在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元 下達(dá)的指令，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)根據(jù)所述指令控制所述投影物鏡可動(dòng) 鏡片的位置。
進(jìn)一步的，所述照明與投影物鏡控制板安插在VME總線機(jī)箱的背板上。 進(jìn)一步的，所述照明與傳感器板安插在所述VME總線機(jī)箱的背板上。 進(jìn)一步的，所述指令包括光源關(guān)閉或重啟指令、系統(tǒng)初始化指令、系統(tǒng) 校準(zhǔn)指令、在線測(cè)試指令、狀態(tài)信息請(qǐng)求指令以及光源狀態(tài)請(qǐng)求指令。
進(jìn)一步的，所述報(bào)告包括指令確認(rèn)、初始化報(bào)告、曝光過(guò)程報(bào)告、系統(tǒng) 狀態(tài)報(bào)告、環(huán)境條件報(bào)告、光源狀態(tài)報(bào)告以及警告信息。
本發(fā)明還提供了 一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下 步驟照明與投影物鏡控制板接收主控單元下達(dá)的指令；通過(guò)照明與傳感器板 將所述指令傳輸至分控制模塊；所述分控制模塊根據(jù)所述指令進(jìn)入指定工作狀 態(tài)；通過(guò)所述照明與傳感器板將所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告反饋至所 述主控單元。
進(jìn)一步的，所述工作狀態(tài)包括初始化狀態(tài)、步進(jìn)曝光狀態(tài)、在線測(cè)校狀 態(tài)、空閑狀態(tài)以及終止?fàn)顟B(tài)。
進(jìn)一步的，所述分控制模塊包括光源系統(tǒng)、能量傳感器模塊、光斑能量 傳感器模塊、濾波器模塊、快門(mén)模塊以及投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊。
進(jìn)一步的，所述光源系統(tǒng)包括一汞燈，所述汞燈通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單 元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令關(guān)閉或開(kāi)啟。
進(jìn)一步的，所述能量傳感器模塊包括能量傳感器控制器以及能量傳感器， 所述能量傳感器控制器通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指 令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述能量傳感器動(dòng)作。
進(jìn)一步的，所述光斑能量傳感器模塊包括光斑能量傳感器控制器以及光斑 能量傳感器，所述光斑能量傳感器控制器通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述 主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述光斑能量傳感器動(dòng)作。
進(jìn)一步的，所述濾波器模塊包括濾波控制器以及濾波片，所述濾波控制器 安裝在一照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的 指令，并根據(jù)所述指令控制所述濾波片的位置。進(jìn)一步的，所述快門(mén)模塊包括快門(mén)控制器以及快門(mén)，所述快門(mén)控制器安裝 在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指 令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述快門(mén)的開(kāi)合。
進(jìn)一步的，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊包括投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器、 投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)以及投影物鏡可動(dòng)鏡片，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控 制器安裝在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所迷主控單元 下達(dá)的指令，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)根據(jù)所述指令控制所述投影物鏡可動(dòng) 鏡片的位置。
進(jìn)一步的，所述照明與投影物鏡控制板安插在VME總線機(jī)箱的背板上。 進(jìn)一步的，所述照明與傳感器板安插在所述VME總線機(jī)箱的背板上。 進(jìn)一步的，所述指令包括光源關(guān)閉或重啟指令、系統(tǒng)初始化指令、系統(tǒng)
校準(zhǔn)指令、在線測(cè)試指令、狀態(tài)信息請(qǐng)求指令以及光源狀態(tài)請(qǐng)求指令。
進(jìn)一步的，所述報(bào)告包括指令確認(rèn)、初始化報(bào)告、曝光過(guò)程報(bào)告、系統(tǒng)
狀態(tài)報(bào)告、環(huán)境條件報(bào)告、光源狀態(tài)報(bào)告以及警告信息
綜上所述，本發(fā)明所提供的用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)及控制方法具有
以下有益效果
1、 結(jié)構(gòu)緊湊，容易實(shí)現(xiàn)，通過(guò)照明與投影物鏡控制板與照明與傳感器板兩 塊板卡即可完成對(duì)各個(gè)分控制模塊的控制；
2、 控制結(jié)構(gòu)層次清晰，控制結(jié)構(gòu)按照三個(gè)層次設(shè)計(jì)，每個(gè)層次向下樹(shù)形結(jié) 構(gòu)分布，便于整體控制，方便上層調(diào)用；
3、 維護(hù)性強(qiáng)，由于采用了分布控制，維護(hù)只需要針對(duì)相應(yīng)的樹(shù)形結(jié)點(diǎn)，易 于更換控制對(duì)象。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖； 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)的信息交換結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)與光刻設(shè)備之間的總體布局、 工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明提出的用于光刻設(shè)備的曝光控制系 統(tǒng)及控制方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖1至圖3，其中，圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)的 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)的信息交換 結(jié)構(gòu)框圖，圖3為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的曝光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述 曝光控制系統(tǒng)包括主控單元(MCU) 100、曝光系統(tǒng)控制單元(IPC) 200以 及多個(gè)分控制模塊，詳細(xì)的，曝光系統(tǒng)控制單元200包括照明與投影物鏡控制 板(IPCM) 210以及與照明與投影物鏡控制板210電性連接的照明與傳感器板 (ISB)220,所述分控制模塊包括光源系統(tǒng)(Lamp) 300、濾波器模塊(Filter) 400、快門(mén)模塊(Shutter )500、投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊600、能量傳感器模塊(ED ) 700以及光斑能量傳感器模塊(ESS) 800。
其中，主控單元100為工作站，提供人機(jī)接口，照明與投影物鏡控制板210 通過(guò)局域網(wǎng)IO接收主控單元IOO下達(dá)的指令后，通過(guò)照明與傳感器板220將所 述指令傳輸至所述分控制模塊，并通過(guò)照明與傳感器板220向主控單元100反 饋所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告。本發(fā)明所提供的曝光控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊 湊，容易實(shí)現(xiàn)，通過(guò)照明與投影物鏡控制板210與照明與傳感器板220兩塊板 卡即可完成對(duì)眾多分控制模塊的控制，大大減小了曝光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程 度。
其中，本發(fā)明一實(shí)施例所提供的用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)可分為三個(gè) 層次，最上層是照明與投影物鏡控制板210，其為整個(gè)曝光控制系統(tǒng)的核心，照 明與投影物鏡控制板210與上層的調(diào)用者即主控單元100交互信息，并控制光 刻設(shè)備的曝光系統(tǒng)協(xié)調(diào)動(dòng)作，以達(dá)到理想的曝光效果；中間一層為照明與傳感 器板220,其用以完成指令分發(fā)和數(shù)據(jù)采集，其接收照明與投影物鏡控制板210 的指令，下發(fā)到各個(gè)分控制模塊，并向上反饋執(zhí)行結(jié)果；最下層為分控制模塊， 包括控制器和控制器的驅(qū)動(dòng)對(duì)象。本發(fā)明所提供的曝光控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)層 次清晰，控制結(jié)構(gòu)按照三個(gè)層次設(shè)計(jì)，每個(gè)層次向下樹(shù)形結(jié)構(gòu)分布，便于整體 控制，方便上層調(diào)用，且維護(hù)性強(qiáng)，由于采用了分布控制，維護(hù)只需要針對(duì)相
10應(yīng)的樹(shù)形結(jié)點(diǎn)，易于更換控制對(duì)象。
具體的說(shuō)，所述分控制模塊包括光源系統(tǒng)300、濾波器模塊400、快門(mén)模 塊500、投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊600、能量傳感器模塊700以及光斑能量傳感器 模塊800。
其中，光源系統(tǒng)300包括一汞燈，所述汞燈通過(guò)曝光系統(tǒng)控制單元200接 收主控單元100下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令關(guān)閉或開(kāi)啟；濾波器模塊400包 括濾波控制器410以及濾波片420，濾波控制器410通過(guò)曝光系統(tǒng)控制單元200 接收主控單元100下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令控制濾波片420的位置；快門(mén) 模塊500包括快門(mén)控制器510以及快門(mén)520，快門(mén)控制器510通過(guò)曝光系統(tǒng)控制 單元200接收主控單元100下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)快門(mén)520的開(kāi)合； 投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊600包括投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器610、投影物鏡可 動(dòng)鏡片電機(jī)620以及投影物鏡可動(dòng)鏡片630，投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器610 通過(guò)曝光系統(tǒng)控制單元200接收主控單元100下達(dá)的指令，投影物鏡可動(dòng)鏡片 電機(jī)620根據(jù)所述指令控制投影物鏡可動(dòng)鏡片630的位置。
此外，能量傳感器模塊700包括能量傳感器控制器710以及能量傳感器720, 能量傳感器控制器710通過(guò)曝光系統(tǒng)控制單元200接收主控單元100下達(dá)的指 令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述能量傳感器720動(dòng)作；光斑能量傳感器模塊800 包括光斑能量傳感器控制器810以及光斑能量傳感器820,光斑能量傳感器810 通過(guò)曝光系統(tǒng)控制單元200接收主控單元100下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令驅(qū) 動(dòng)光斑能量傳感器820動(dòng)作。照明與傳感器板220用以采集能量傳感器模塊700 以及光斑能量傳感器才莫塊800的信號(hào)，并提供給曝光系統(tǒng)控制和測(cè)校使用。
如圖3所示，照明與投影物鏡控制板210以及照明與傳感器板220均安插 在光刻設(shè)備的VME總線機(jī)箱20的背板上，濾波控制器410、快門(mén)控制器510 以及投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器610放置在光刻設(shè)備的照明機(jī)箱30中，濾波 控制器410、快門(mén)控制器510以及投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器610從照明機(jī)箱 30引入外部電源40供電。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，曝光控制系統(tǒng)的接口包括
接口L1:其為照明與投影物鏡控制板210向外提供的一個(gè)控制接口，對(duì)曝 光系統(tǒng)的所有控制指令都可以通過(guò)該接口調(diào)用接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)，其接口協(xié)議為T(mén)CP/IP 。
接口 L2:其為調(diào)試用串口。
接口L3 :其為標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，用于照明與傳感器板220向光源系統(tǒng)300 發(fā)送控制指令，并讀取光源系統(tǒng)300的工作參數(shù)。
接口 L4 :其為照明與傳感器板220和光源系統(tǒng)300之間一些其它的信號(hào) 接口。
接口 L5:其用于將能量傳感器模塊700采集的能量信號(hào)傳輸至照明與傳感 器板220,其采用BNC接頭。
接口 L6:其用于將光斑能量傳感器模塊800采集的能量信號(hào)傳輸至照明與 傳感器板220，其采用BNC接頭。
接口 L7:其用于控制投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊600。
接口 L8:其為濾波器模塊400向外提供的控制接口，照明與傳感器板220 通過(guò)該接口控制濾波片420的位置。
接口 L9:其為快門(mén)模塊500向外提供的控制接口 。
接口 L10:其為快門(mén)模塊500向外提供的用于控制快門(mén)520開(kāi)關(guān)的觸發(fā)信 號(hào)，其采用BNC接頭。
需要說(shuō)明的是，本接口及協(xié)議僅適用于本發(fā)明一實(shí)施例，在本發(fā)明其它實(shí) 施例中，根據(jù)曝光控制系統(tǒng)需要需更改接口協(xié)議。
本發(fā)明一實(shí)施例所提供的用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)的控制方法，包括 如下步驟照明與投影物鏡控制板210接收主控單元100下達(dá)的指令；照明與 投影物鏡控制板210通過(guò)照明與傳感器板220將所述指令傳輸至分控制模塊; 所述分控制模塊根據(jù)所述指令進(jìn)入指定工作狀態(tài)；照明與投影物鏡控制板210 通過(guò)照明與傳感器板220將所述所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告向主控單 元100反饋。
其中，所述指令包括光源關(guān)閉或重啟指令、系統(tǒng)初始化指令、系統(tǒng)校準(zhǔn) 指令、在線測(cè)試指令、狀態(tài)信息請(qǐng)求指令以及光源狀態(tài)請(qǐng)求指令；所述報(bào)告包 括指令確認(rèn)、初始化報(bào)告、曝光過(guò)程報(bào)告、系統(tǒng)狀態(tài)報(bào)告、環(huán)境條件報(bào)告、 光源狀態(tài)報(bào)告以及警告信息。
所述曝光控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)包括初始化狀態(tài)、步進(jìn)曝光狀態(tài)、在線測(cè)校狀態(tài)、空閑狀態(tài)以及終止?fàn)顟B(tài)。
具體的說(shuō)，初始化狀態(tài)是在曝光系統(tǒng)開(kāi)始準(zhǔn)備曝光以及曝光系統(tǒng)重啟時(shí)執(zhí)
行，曝光系統(tǒng)依靠主控單元100下達(dá)的指令預(yù)先設(shè)定各分控制模塊的缺省狀態(tài)，
并確認(rèn)各分控制模塊處于可用狀態(tài)。接下來(lái)，曝光系統(tǒng)進(jìn)入步進(jìn)曝光狀態(tài)，所 述各分控制模塊以步進(jìn)曝光方式完成步進(jìn)曝光流程。在線測(cè)校狀態(tài)是指在曝光 流程中，為保證步進(jìn)曝光流程正常進(jìn)行，即保證光刻工藝的各項(xiàng)指標(biāo)要求，所 進(jìn)行的在線測(cè)試校準(zhǔn)流程，其包括成像質(zhì)量前饋校正、曝光劑量反饋校正、物 鏡環(huán)境條件的監(jiān)測(cè)、光源工作條件的監(jiān)測(cè)、安全裝置的監(jiān)測(cè)等。所述空閑狀態(tài) 是指在正常步進(jìn)曝光過(guò)程中，曝光控制系統(tǒng)處于步進(jìn)曝光狀態(tài)、在線測(cè)4交狀態(tài)、
初始化狀態(tài)之外的一種等待主控制單元100下達(dá)指令的狀態(tài)。曝光控制系統(tǒng)的 曝光系統(tǒng)控制單元200將空閑狀態(tài)報(bào)告反饋給主控單元100,以等待主控單元 ioo的進(jìn)一步指令。所述終止?fàn)顟B(tài)是指當(dāng)步進(jìn)曝光流程結(jié)束時(shí)，或者當(dāng)出現(xiàn)各種
警告、出錯(cuò)情況時(shí)，需要設(shè)置曝光控制系統(tǒng)的終止?fàn)顟B(tài)，這樣應(yīng)當(dāng)定義所有相
關(guān)硬件與軟件的終止過(guò)程，主控單元100根據(jù)曝光系統(tǒng)控制單元200反饋的曝 光流程結(jié)束報(bào)告或者警告信息，以相應(yīng)指令激活相關(guān)分控制模塊的終止過(guò)程， 或者是激活全部終止過(guò)程。
請(qǐng)繼續(xù)參考圖4,其為本發(fā)明一實(shí)施例所提供的用于光刻設(shè)備的曝光控制系 統(tǒng)與光刻設(shè)備之間的總體布局、工作原理結(jié)構(gòu)示意圖，并結(jié)合圖l至圖3，光源 系統(tǒng)300所提供的照明光束經(jīng)第一鏡頭組50入射至快門(mén)520,快門(mén)控制器510 通過(guò)控制快門(mén)520的開(kāi)合控制曝光劑量，濾波控制器410通過(guò)控制濾波片420 的位置選擇透過(guò)的光波長(zhǎng)范圍，能量傳感器720測(cè)量分光鏡(未圖示)從第二 鏡頭組60中分離出的固定比例的光，通過(guò)測(cè)量該部分光強(qiáng)，可以間接得出硅片 表面(未圖示)的光強(qiáng)大小，光斑能量傳感器820置于硅片臺(tái)(未圖示)上，通過(guò)光 斑能量傳感器820可直接測(cè)得到達(dá)硅片表面的光能大小，光斑能量傳感器820 僅用于測(cè)量校準(zhǔn)流程，曝光系統(tǒng)的投影物鏡包括投影物鏡可動(dòng)鏡片630與投影 物鏡不可動(dòng)鏡片，投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器610通過(guò)控制投影物鏡可動(dòng)透 鏡電機(jī)620控制投影物鏡可動(dòng)透鏡630的位置，以調(diào)節(jié)掩模板70在硅片上的光 學(xué)成像的放大率與畸變，補(bǔ)償工作環(huán)境變化引起的成像誤差。
綜上所述，本發(fā)明提供一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)及控制方法，所
13述曝光系統(tǒng)控制單元包括照明與投影物鏡控制板以及與所述照明與投影物鏡控 制板電性連接的照明與傳感器板，所述照明與投影物鏡控制板接收所述主控單 元下達(dá)的指令，通過(guò)所迷照明與傳感器板將所述指令傳輸至所述分控制模塊， 并通過(guò)所述照明與傳感器板向所述主控單元反饋所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況 的報(bào)告。所述曝光控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊且容易實(shí)現(xiàn)，其通過(guò)照明與投影物鏡控制 板以及照明與傳感器板兩塊板卡即可完成對(duì)各個(gè)分控制模塊的控制，且控制結(jié) 構(gòu)層次清晰，控制結(jié)構(gòu)按照三個(gè)層次設(shè)計(jì)，每個(gè)層次向下樹(shù)形結(jié)構(gòu)分布，便于 整體控制，方便上層調(diào)用，且維護(hù)性強(qiáng)，維護(hù)時(shí)只需要針對(duì)相應(yīng)的樹(shù)形結(jié)點(diǎn)， 易于更換控制對(duì)象，大大降低了曝光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)，包括主控單元；曝光系統(tǒng)控制單元，與所述主控單元電性連接；以及分控制模塊，與所述曝光系統(tǒng)控制單元電性連接；其特征在于，所述曝光系統(tǒng)控制單元包括照明與投影物鏡控制板以及與所述照明與投影物鏡控制板電性連接的照明與傳感器板，所述照明與投影物鏡控制板接收所述主控單元下達(dá)的指令，通過(guò)所述照明與傳感器板將所述指令傳輸至所述分控制模塊，并通過(guò)所述照明與傳感器板向所述主控單元反饋所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告。
2、 如權(quán)利要求1所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述分控制模塊包括 光源系統(tǒng)、能量傳感器模塊、光斑能量傳感器模塊、濾波器模塊、快門(mén)模塊以 及投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊。
3、 如權(quán)利要求2所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括一 汞燈，所述汞燈通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并 根據(jù)所述指令關(guān)閉或開(kāi)啟。
4、 如權(quán)利要求2所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述能量傳感器模塊 包括能量傳感器控制器以及能量傳感器，所述能量傳感器控制器通過(guò)所述曝光 系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述能量傳 感器動(dòng)作。
5、 如權(quán)利要求2所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光斑能量傳感器 模塊包括光斑能量傳感器控制器以及光斑能量傳感器，所述光斑能量傳感器控 制器通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指 令驅(qū)動(dòng)所述光斑能量傳感器動(dòng)作。
6、 如權(quán)利要求2所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器模塊包括 濾波控制器以及濾波片，所述濾波控制器安裝在一照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝 光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令控制所述濾波 片的4立置。
7、 如權(quán)利要求6所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述快門(mén)模塊包括快 門(mén)控制器以及快門(mén)，所述快門(mén)控制器安裝在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光 系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并才艮據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述快門(mén)的 開(kāi)合。
8、 如權(quán)利要求6所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述投影物鏡可動(dòng)鏡 片模塊包括投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器、投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)以及投影物 鏡可動(dòng)鏡片，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器安裝在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通 過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，所述投影物鏡可動(dòng)鏡 片電機(jī)根據(jù)所述指令控制所述投影物鏡可動(dòng)鏡片的位置。
9、 如權(quán)利要求1所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述照明與投影物鏡 控制板安插在VME總線機(jī)箱的背板上。
10、 如權(quán)利要求9所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述照明與傳感器 板安插在所述VME總線機(jī)箱的背板上。
11、 如權(quán)利要求1所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述指令包括光 源關(guān)閉或重啟指令、系統(tǒng)初始化指令、系統(tǒng)校準(zhǔn)指令、在線測(cè)試指令、狀態(tài)信 息請(qǐng)求指+以及光源狀態(tài)請(qǐng)求指令。
12、 如權(quán)利要求1所述的曝光控制系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)告包括指 令確認(rèn)、初始化報(bào)告、曝光過(guò)程報(bào)告、系統(tǒng)狀態(tài)報(bào)告、環(huán)境條件報(bào)告、光源狀 態(tài)報(bào)告以及警告信息。
13、 一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以 下步驟照明與投影物鏡控制板接收主控單元下達(dá)的指令； 通過(guò)照明與傳感器板將所述指令傳輸至分控制模塊； 所述分控制4莫塊才艮據(jù)所述指令進(jìn)入指定工作狀態(tài)；通過(guò)所述照明與傳感器板將所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告反饋至所 述主控單元。
14、 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述工作狀態(tài)包括初 始化狀態(tài)、步進(jìn)曝光狀態(tài)、在線測(cè)校狀態(tài)、空閑狀態(tài)以及終止?fàn)顟B(tài)。
15、 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述分控制模塊包括光源系統(tǒng)、能量傳感器模塊、光斑能量傳感器模塊、濾波器模塊、快門(mén)模塊以 及投影物鏡可動(dòng)鏡片模塊。
16、 如權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述光源系統(tǒng)包括一汞 燈，所述汞燈通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根 據(jù)所述指令關(guān)閉或開(kāi)啟。
17、 如權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述能量傳感器模塊包 括能量傳感器控制器以及能量傳感器，所述能量傳感器控制器通過(guò)所述曝光系 統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述能量傳感 器動(dòng)作。
18、 如權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述光斑能量傳感器模 塊包括光斑能量傳感器控制器以及光斑能量傳感器，所述光斑能量傳感器控制 器通過(guò)所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令 驅(qū)動(dòng)所述光斑能量傳感器動(dòng)作。
19、 如權(quán)利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述濾波器模塊包括濾 波控制器以及濾波片，所述濾波控制器安裝在一照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光 系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令控制所述濾波片 的位置。
20、 如權(quán)利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述快門(mén)模塊包括快門(mén) 控制器以及快門(mén)，所述快門(mén)控制器安裝在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò)所述曝光系 統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，并根據(jù)所述指令驅(qū)動(dòng)所述快門(mén)的開(kāi) 合。
21、 如權(quán)利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片 模塊包括投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器、投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)以及投影物鏡 可動(dòng)鏡片，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片電機(jī)控制器安裝在所述照明機(jī)箱內(nèi)，其通過(guò) 所述曝光系統(tǒng)控制單元接收所述主控單元下達(dá)的指令，所述投影物鏡可動(dòng)鏡片 電機(jī)根據(jù)所述指令控制所述投影物鏡可動(dòng)鏡片的位置。
22、 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述照明與投影物鏡控 制板安插在VME總線機(jī)箱的背板上。
23、 如權(quán)利要求22所述的控制方法，其特征在于，所述照明與傳感器板安插在所述VME總線機(jī)箱的背板上。
24、 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述指令包括光源關(guān) 閉或重啟指令、系統(tǒng)初始化指令、系統(tǒng)校準(zhǔn)指令、在線測(cè)試指令、狀態(tài)信息請(qǐng) 求指令以及光源狀態(tài)請(qǐng)求指令。
25、 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述報(bào)告包括指令確 認(rèn)、初始化報(bào)告、曝光過(guò)程報(bào)告、系統(tǒng)狀態(tài)報(bào)告、環(huán)境條件報(bào)告、光源狀態(tài)報(bào) 告以及警告信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于光刻設(shè)備的曝光控制系統(tǒng)及控制方法，所述曝光控制系統(tǒng)包括主控單元；曝光系統(tǒng)控制單元，與所述主控單元電性連接；以及分控制模塊，與所述曝光系統(tǒng)控制單元電性連接；所述曝光系統(tǒng)控制單元包括照明與投影物鏡控制板以及與所述照明與投影物鏡控制板電性連接的照明與傳感器板，所述照明與投影物鏡控制板接收所述主控單元下達(dá)的指令，通過(guò)所述照明與傳感器板將所述指令傳輸至所述分控制模塊，并通過(guò)所述照明與傳感器板向所述主控單元反饋所述分控制模塊動(dòng)作執(zhí)行情況的報(bào)告。所述控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、維護(hù)性強(qiáng)，減小了曝光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度。
文檔編號(hào)G03F7/20GK101510054SQ20091004721
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者孫智超, 文 徐, 聞 羅 申請(qǐng)人:上海微電子裝備有限公司